交叉引用
本申请主张基于2019年9月12日申请的日本申请第2019-166261号的优先权，援引所述日本申请中记载的全部记载内容。
本公开涉及一种光接收装置。
背景技术：
日本特开2017-135194号公报公开一种具备光接收元件以及跨阻放大器的光接收模块。
技术实现要素：
本公开提供一种光接收装置。该光接收装置具备布线基板、载板、光接收元件、跨阻放大器和电容器。布线基板具有平面状的第1面、与第1面相反的一侧的第2面、在第1面上相互分离地形成的第1接地图案和第2接地图案以及在第1面上形成的信号布线图案。载板具有绝缘性的基材以及在所述基材的平面状的第3面形成的第1布线图案和第2布线图案。载板在布线基板的第1面上配置于第1接地图案与第2接地图案之间。光接收元件具有第1电极和第2电极，搭载于载板的第3面上。第1电极与第1布线图案电连接，第2电极与第2布线图案电连接。跨阻放大器具有平面状的第4面以及在第4面上形成的第1端子和第2端子。跨阻放大器安装于布线基板的第1接地图案。第1端子经由第1导线而与布线基板的信号布线图案电连接。第2端子经由第2导线而与载板的第1布线图案电连接。电容器具有第3电极和第4电极，安装于布线基板的第2接地图案上。第3电极与载板的第2布线图案电连接。第4电极与第2接地图案电连接。载板的第1布线图案及第2布线图案在从布线基板的第1面的法线方向俯视观察时，与第1接地图案及第2接地图案都分离。布线基板的第1接地图案与第2接地图案经由第3接地图案和第4接地图案中的至少一方而相互电连接。第3接地图案形成于布线基板的第1面上，在从第1面的法线方向俯视观察时与载板的第1布线图案及第2布线图案都分离。第4接地图案形成于布线基板的内部和第2面中的至少一方。
附图说明
图1是示出一个实施方式的光接收装置的结构的立体图。
图2是拆除载板和tia而示出布线基板的表面的立体图。
图3a是示意性地示出沿着第1方向的光接收装置的剖面的图。
图3b是放大地示出图3a的一部分的图。
图4是放大地示出电容器的周边结构的局部切除立体图。
图5是示出基于tdr的阻抗计算结果的图表。
图6a是光接收装置的等价电路图。
图6b是仅提取出图6a的电路部分的等价电路图。
图7a是比较例的光接收装置的等价电路图。
图7b是仅提取出图7a的电路部分的等价电路图。
图8是示意性地示出一个变形例的光接收装置的剖面结构的图。
图9是示意性地示出另一变形例的光接收装置的剖面结构的图。
图10是示意性地示出现有的光接收装置的结构的图。
图11a是示意性地示出比较例的光接收装置的结构的图。
图11b是示意性地示出比较例的光接收装置的结构的图。
具体实施方式
[本公开所要解决的课题]
在例如光接收器等光接收装置中，通过跨阻放大器(tia)将从光接收元件输出的电信号、例如电流信号放大。在该情况下，如图10所示，有时在具有布线图案的载板102上安装光接收元件101，并将载板102上的布线图案与tia103经由键合导线104连接。然而，在这样的结构中，产生接下来的课题。即，在载板102上的布线图案与载板102下的导电体105之间，产生寄生电容。由于近年来的光通信的高速化等，光信号的频率越来越高，正在使用例如几十ghz这样的频带。在这样的频带中，如果存在由上述寄生电容与键合导线104的电感产生的共振频率，则产生电信号的非透射频带。其结果是，有可能发生信号波形的劣化、信道间串扰这样的通信品质的下降。
[本公开的效果]
根据本公开的一个方式，能够提供一种在经由键合导线将光接收元件与tia连接的同时能够使由共振产生的非透射频带向高频侧移动的光接收装置。
[本公开的实施方式的说明]
首先，列举本公开的实施方式来说明。一个实施方式的光接收装置具备布线基板、载板、光接收元件、跨阻放大器和电容器。布线基板具有平面状的第1面、与第1面相反的一侧的第2面、在第1面上相互分离地形成的第1接地图案和第2接地图案以及在第1面上形成的信号布线图案。载板具有绝缘性的基材以及在所述基材的平面状的第3面形成的第1布线图案和第2布线图案。载板在布线基板的第1面上配置于第1接地图案与第2接地图案之间。光接收元件具有第1电极和第2电极，搭载于载板的第3面上。第1电极与第1布线图案电连接，第2电极与第2布线图案电连接。跨阻放大器具有平面状的第4面以及在第4面上形成的第1端子和第2端子。跨阻放大器安装于布线基板的第1接地图案。第1端子经由第1导线与布线基板的信号布线图案电连接。第2端子经由第2导线与载板的第1布线图案电连接。电容器具有第3电极和第4电极，安装于布线基板的第2接地图案上。第3电极与载板的第2布线图案电连接。第4电极与第2接地图案电连接。载板的第1布线图案及第2布线图案在从布线基板的第1面的法线方向俯视观察时，与第1接地图案及第2接地图案都分离。布线基板的第1接地图案与第2接地图案经由第3接地图案和第4接地图案中的至少一方而相互电连接。第3接地图案形成于布线基板的第1面上，在从第1面的法线方向俯视观察时与载板的第1布线图案及第2布线图案都分离。第4接地图案形成于布线基板的内部和第2面中的至少一方。
如果光入射到光接收元件，则光接收元件输出与其光量相应的大小的电流信号。电流信号从光接收元件的一个电极经过载板上的第1布线图案和第2导线，输入到tia的第2端子。tia将所输入的电流信号转换成电压信号。电压信号从tia的第1端子输出，通过第1导线和信号布线图案，提供给光接收装置的外部或者光接收装置内的其他电子元件。
在该光接收装置中，第1布线图案和第2布线图案从布线基板的表面的法线方向看去，与接地图案分离。因此，第1布线图案和第2布线图案不与接地图案相对，所以能够降低产生于第1布线图案和第2布线图案的寄生电容。因此，根据该光接收装置，能够使由于寄生电容引起的共振频率变高，使由共振产生的非透射频带向高频侧移动。因此，能够抑制信号波形的劣化、信道间串扰这样的通信品质的下降。
在该光接收装置中，不需要顾虑寄生电容而使载板变厚，所以，能够使载板变薄，即，使以布线基板为基准的载板表面的高度变低。由此，载板上的第1布线图案与布线基板上的信号布线图案的高低差变小，能够缩短将第1导线和第2导线合起来的长度。特别是，在使载板上的第1布线图案的高度与tia上表面的第2端子的高度相同的情况下，能够缩短第1导线的长度。
在该光接收装置中，将电容器串联连接于光接收元件的另一个电极与接地图案之间。在该情况下，通过光接收元件与电容器之间的布线的电感和电容器的电容，共振频率进一步变高。因此，由共振产生的非透射频带进一步地向高频侧移动，所以，能够更有效地抑制通信品质的下降。然后，连接有电容器的另一个电极的接地图案的第2区域与安装有tia的接地图案的第1区域经由在布线基板的表面上和布线基板的内部中的至少一方设置的布线而相互电连接。因此，能够在抑制第1布线图案和第2布线图案的寄生电容的增大的同时，使接地图案的第1区域和第2区域的电位稳定。
在上述光接收装置中，布线基板也可以具有第4接地图案、第1导孔和第2导孔。第1导孔贯通第4接地图案与第1接地图案之间的绝缘层。第2导孔贯通第4接地图案与第2接地图案之间的绝缘层。第1接地图案与第2接地图案也可以经由第4接地图案、第1导孔和第2导孔而相互电连接。例如通过这样的结构，能够将接地图案的第1区域与第2区域经由设置于布线基板的内部的布线而相互电连接。在该情况下，第4接地图案从载板离开绝缘层的厚度的量，所以，也可以具有在从布线基板的第1面的法线方向俯视观察时与载板重叠的区域。
在上述光接收装置中，第3接地图案也可以在从布线基板的第1面的法线方向俯视观察时，穿过载板的侧方而将第1接地图案与第2接地图案相互电连接。例如通过这样的结构，能够将接地图案的第1区域与第2区域经由设置于布线基板的表面上的布线而相互电连接。
在上述光接收装置中，第3接地图案也可以包括在从布线基板的第1面的法线方向俯视观察时从第1接地图案沿着载板的一个侧面延伸而到达第2接地图案的部分以及从第1接地图案沿着载板的另一个侧面延伸而到达第2接地图案的其他部分。
在上述光接收装置中，信号布线图案也可以设置于在从布线基板的第1面的法线方向俯视观察时相对于第1接地图案而与由第1接地图案、第2接地图案和第3接地图案形成的开口相反的一侧。
在上述光接收装置中，上述开口也可以在从布线基板的第1面的法线方向俯视观察时包围载板的周围。
在上述光接收装置中，从布线基板的第1面至跨阻放大器的第4面的高度也可以等于从布线基板的第1面至载板的第3面的高度。
在上述光接收装置中，跨阻放大器也可以在底面具有被设为基准电位的端子，跨阻放大器的端子与第1接地图案经由导电性粘接剂而被导电接合。
在上述光接收装置中，电容器也可以是片状电容器。
[本发明的实施方式的详细内容]
下面，参照附图，说明本公开的光接收装置的具体例子。本发明不限定于这些示例，而是通过权利要求书来表示，旨在包括与权利要求书等同的含义以及范围内的全部变更。在以下说明中，在附图的说明中对同一要素附加同一标号，省略重复的说明。
图1是示出一个实施方式的光接收装置1a的结构的立体图。图2是拆除载板5以及tia7而示出布线基板3的表面3a的立体图。图3a是示意性地示出沿着第1方向d1的光接收装置1a的剖面的图。图3b是放大地示出图3a的一部分的图。该光接收装置1a是用于顺利地进行在例如100g/λ传送中使用的53gbaud的pam4信号传送的cob(chiponboard，板上芯片)安装型光接收机。100g/λ传送是指通过具有一个波峰波长的光信号而进行100gbps的信号传送的方式。
如图1、图2、图3a以及图3b所示，光接收装置1a具备布线基板(printedcircuitboard；pcb，印刷电路板)3、载板5、tia7、n个光接收元件9、n个电容器11、n组信号布线图案13以及接地图案15。n是1以上的整数，在一个例子中，n是4。
布线基板3例如是具有平面状的表面3a以及与表面3a相反的一侧的背面3b的刚性的多层布线基板。表面3a是本公开中的第1面的例子。背面3b是本公开中的第2面的例子。布线基板3例如具有经层叠的多个绝缘层、在该层间形成的导电性的布线图案以及形成于表面3a的导电性的布线图案。绝缘层的材质例如是fr4。fr4是指使环氧树脂渗入到玻璃纤维的布并实施热硬化处理而成的材质。布线图案的材质例如是au或者cu。布线基板3的平面形状例如是大致长方形形状。布线基板3在表面3a具有接地图案15以及n组信号布线图案13。在图示例子中，n是4。信号布线图案13以及接地图案15是在表面3a上形成的金属膜，例如由au或者cu构成。接地图案15具有通过信号布线图案13传送的电信号的基准电位。接地图案例如接地。
如图2所示，接地图案15包括第1区域15a、第2区域15b和第3区域15c。第1区域15a是本公开中的第1接地图案的例子。第2区域15b是本公开中的第2接地图案的例子。第3区域15c是本公开中的第3接地图案的例子。第1区域15a是以与第1方向d1交叉的第2方向d2作为长度方向的长方形形状的区域。第2方向d2例如与第1方向d1正交。在第1区域15a上安装后述的tia7。在从布线基板3的厚度方向、换言之表面3a的法线方向俯视观察时，第1区域15a具有包含tia7的大小的面积以及形状。第2区域15b是以第2方向d2作为长度方向的长方形形状的区域。第2区域15b在第1方向d1上与第1区域15a空出间隔w地并排设置。即，第1区域15a与第2区域15b在第1方向d1上相互分离地形成。在第2区域15b上安装后述的n个电容器11。在从布线基板3的厚度方向俯视观察时，第2区域15b具有一并包含n个电容器11的大小的面积以及形状。
布线基板3的表面3a从第1区域15a与第2区域15b的间隙露出。将后述的载板5配置于该露出的表面3a上。第1区域15a与第2区域15b的间隔w大于第1方向d1上的载板5的宽度。因此，在从表面3a的法线方向俯视观察时，载板5与第1区域15a及第2区域15b相互分离。
第1区域15a与第2区域15b经由设置于布线基板3的表面3a上的布线而相互电连接。在本实施方式中，接地图案15包括一对第3区域15c，第1区域15a与第2区域15b经由一对第3区域15c而相互电连接。这些第3区域15c穿过载板5的侧方地配置，在从表面3a的法线方向俯视观察时与载板5相分离。即，在从表面3a侧俯视布线基板3时，一个第3区域15c从第1区域15a沿着载板5的一个侧面在第1方向d1上延伸，到达第2区域15b。另一个第3区域15c从第1区域15a沿着载板5的另一个侧面在第1方向d1上延伸，到达第2区域15b。因此，接地图案15具有由第1区域15a、第2区域15b以及一对第3区域15c形成的开口15d。开口15d包括接地图案15以及信号布线图案13，不包括表面3a上的任何布线图案。载板5配置成覆盖该开口15d。换言之，在从布线基板3的表面3a的法线方向俯视观察时，开口15d包围载板5的周围。第1区域15a与第2区域15b既可以经由设置于布线基板3的内部的布线而相互电连接，也可以经由该布线与第3区域15c这两者而相互电连接。
n组信号布线图案13相对于第1区域15a，设置于与开口15d相反的一侧，分别呈沿着第1方向d1延伸的细长形状。然后，在n为2以上时，n组信号布线图案13沿着第1区域15a的边缘，在第2方向d2上并排配置。在各信号布线图案13的第1区域15a侧的一端，形成有用于导线键合的焊盘。各组信号布线图案13具有相互平行地在第1方向d1上延伸的一对布线图案。各组信号布线图案13分别传送差动信号。
载板5是搭载n个光接收元件9的板状的部件，配置于接地图案15的第1区域15a与第2区域15b之间。载板5具有绝缘性的基材51。基材51的材质例如是石英。基材51例如具有大致长方体状这样的外形，具有长方形形状的平面状的表面51a以及将第1方向d1设为法线方向的一对侧面51b、51c。表面51a是本公开中的第3面的例子。表面51a的长度方向与第2方向d2一致。侧面51b朝向第1区域15a侧，沿着第1区域15a的边缘延伸。侧面51c朝向第2区域15b侧，沿着第2区域15b的边缘延伸。载板5的厚度等于后述的tia7的厚度。换言之，以布线基板3的表面3a为基准面的表面51a的高度、即表面3a与表面51a之间的距离等于以表面3a为基准面的tia7的上表面7g的高度、即表面3a与上表面7g之间的距离。
载板5还具有形成于基材51的表面51a的金属膜即n条第1布线图案5a以及n条第2布线图案5b。在n为2以上时，n条第1布线图案5a沿着表面51a的长度方向即第2方向d2并排。在n为2以上时，n条第2布线图案5b沿着表面51a的长度方向即第2方向d2并排。第1布线图案5a和第2布线图案5b的构成材料例如是au或者cu。
如上所述，载板5配置成在从表面3a的法线方向俯视观察时覆盖接地图案15的开口15d。换言之，载板5在布线基板3的表面3a上，配置于第1区域15a与第2区域15b之间。从表面3a的法线方向看该开口15d时的形状包含第1布线图案5a和第2布线图案5b。换言之，在从表面3a的法线方向俯视观察时，第1布线图案5a及第2布线图案5b与接地图案15相互分离。在从表面3a的法线方向俯视观察时，在与第1布线图案5a和第2布线图案5b重叠的表面3a的区域，完全没有设置基准电位以外的布线图案。但是，除第1布线图案5a和第2布线图案5b以外的载板5上的其他布线图案与接地图案15也可以相互重叠。载板5的背面经由非导电性树脂这样的粘接剂接合于布线基板3。
n个光接收元件9分别是将所接收到的信号光转换成电流信号的半导体元件。各光接收元件9例如与未图示的光分波器以光学方式进行耦合，接受从光分波器输出的多个信号光中的对应的信号光。多个信号光分别具有相互不同的波峰波长。n个光接收元件9以与载板5相对的面的相反侧的面作为光接收面而搭载于载板5的表面51a上，并在表面51a上沿着表面51a的长度方向即第2方向d2并排。各光接收元件9的第1电极、例如阳极电极与对应的第1布线图案5a电连接。各光接收元件9的第2电极、例如阴极电极与对应的第2布线图案5b电连接。上述电流信号从各光接收元件9的第2电极(阴极)流向第1电极(阳极)。
tia7例如呈以第2方向d2作为长度方向的长方形的板状，安装于接地图案15的第1区域15a上。具体来说，tia7在底面具有被设为基准电位的端子，该端子与第1区域15a经由焊料等导电性粘接剂而被导电接合。tia7在该底面的相反侧具有上表面7g，在上表面7g设置有n组输出信号端子7a以及n个输入信号端子7b。上表面7g是本公开中的第4面的例子。输出信号端子7a是本公开中的第1端子的例子。输入信号端子7b是本公开中的第2端子的例子。tia7将输入到各输入信号端子7b的电流信号转换成电压信号，从输出信号端子7a的对应的组输出该电压信号。
n组输出信号端子7a设置于tia7的信号布线图案13侧的端缘附近，在n为2以上时，沿着该端缘在第2方向d2上并排。n个输入信号端子7b设置于tia7的载板5侧的端缘附近，在n为2以上时，沿着该端缘在第2方向d2上并排。n组输出信号端子7a经由键合导线即第1导线17a，分别与对应的信号布线图案13电连接。即，第1导线17a的一端接合于输出信号端子7a，第1导线17a的另一端接合于信号布线图案13。以布线基板3的表面3a为基准面的输出信号端子7a的表面高度与以表面3a为基准面的信号布线图案13的表面高度的高低差、即tia7的厚度例如在0.15mm至0.25mm的范围内。n个输入信号端子7b经由键合导线即第2导线17b，分别与对应的第1布线图案5a电连接。即，第2导线17b的一端接合于输入信号端子7b，第2导线17b的另一端接合于第1布线图案5a。
电容器11例如是片状电容器这样的电容元件。n个电容器11安装于接地图案15的第2区域15b上，在n为2以上时，在第2区域15b上沿着第2方向d2并排。各电容器11在第1方向d1上，夹着对应的光接收元件9，配置于与tia7相反的一侧。换言之，在从布线基板3的表面3a的法线方向俯视观察时，在n个电容器11与tia7之间配置有光接收元件9。
图4是放大地示出1个电容器11的周边结构的局部切除立体图。为了方便说明，在图4中，关于载板5，仅示出与1个光接收元件9以及1个电容器11对应的部分，但其他电容器11的周边结构也与图4相同。
在载板5的表面51a上设置有导电膜26。导电膜26是紧固于表面51a的金属膜，包括上述第2布线图案5b，经由焊料等导电性粘接剂，与在光接收元件9的背面、即与光接收面相反的一侧的面设置的阴极电极进行导电接合。导电膜26包括位于光接收元件9的正下方的部分、从光接收元件9向tia7延伸的一对部分26a、26b以及从光接收元件9向电容器11延伸的第2布线图案5b。
导电膜26的部分26a例如经由键合导线17d而与tia7的偏置端子7c电连接。同样地，导电膜26的部分26b经由键合导线17e而与tia7的偏置端子7d电连接。从tia7的偏置端子7c、7d经由键合导线17d、17e将光接收元件9的动作所需的电源电压即偏置电压供给到导电膜26。
电容器11的电容值大于产生于导电膜26的寄生电容的电容值。在一个例子中，电容器11的电容值是1pf以上。电容器11具有在布线基板3的表面3a的法线方向上并排的一对端面，在一个端面形成有一个电极11a，在另一个端面形成有另一个电极11b。电极11a是本公开中的第3电极的例子。电极11b是本公开中的第4电极的例子。电容器11的一个电极11a经由键合导线即第3导线17c而与对应的第2布线图案5b电连接。即，第3导线17c的一端接合于电容器11的一个电极11a，第3导线17c的另一端接合于第2布线图案5b。第3导线17c也可以是例如带状导线。针对一个电容器11的第3导线17c的条数不限于一条，也可以设置多条第3导线17c。将连接到一个电容器11的全部第3导线17c合计而得到的电感小于将导线17d、17e合计而得到的电感。因此，在第3导线17c的构成材料与导线17d、17e的构成材料相同时，例如作为第3导线17c，能够使用比导线17d、17e粗的导线。电阻元件或者电阻体31也可以介于光接收元件9的阴极与第3导线17c之间、例如导电膜26中的连接于光接收元件9的阴极的部分与第2布线图案5b之间。
电容器11的另一个电极11b与接地图案15的第2区域15b电连接。具体来说，各电容器11的另一个电极11b与第2区域15b经由焊料等导电性粘接剂而被导电接合。
第1布线图案5a是紧固于表面51a的金属膜，经由焊料等导电性粘接剂，与设置于光接收元件9的背面的阳极电极进行导电接合。第1布线图案5a从光接收元件9的正下方向tia7延伸。第1布线图案5a经由第2导线17b而与tia7的输入信号端子7b电连接。即，第2导线17b的一端接合于第1布线图案5a，第2导线17b的另一端接合于tia7的输入信号端子7b。在对阴极电极施加偏置电压时，将在光接收元件9中与信号光的入射光量相应地生成的电流信号经由第2导线17b送到tia7的输入信号端子7b。tia7将该电流信号转换成电压信号。
下面示出光接收装置1a的数值例。
导线17b、17d、17e的长度：0.2mm
载板5的厚度：与tia7的厚度相同，0.15mm至0.25mm
电容器11的电容值：330pf
在上述光接收装置1a中，如果信号光入射到光接收元件9，则光接收元件9输出与其光量相应的大小的电流信号。电流信号从光接收元件9的阳极电极经过载板5上的第1布线图案5a和第2导线17b，输入到tia7的输入信号端子7b。tia7将所输入的电流信号转换成电压信号。电压信号从tia7的输出信号端子7a输出，通过第1导线17a以及信号布线图案13，提供给光接收装置1a的外部或者光接收装置1a内的其他电子元件。
说明通过以上说明的本实施方式的光接收装置1a得到的效果。如上所述，如果载板上的布线图案与载板下的导电体之间的寄生电容大，则在电流信号的频带中存在共振频率，产生信号成分的非透射频带。由此，有可能发生信号波形的劣化、信道间串扰这样的通信品质的下降。
与此相对地，在本实施方式的光接收装置1a中，第1布线图案5a及第2布线图案5b在从布线基板3的表面3a的法线方向俯视观察时与接地图案15分离。因此，第1布线图案5a和第2布线图案5b不与接地图案15相对，所以能够降低产生于第1布线图案5a和第2布线图案5b的寄生电容。因此，能够使共振频率升高、即进行高共振点化，使由共振产生的非透射频带相比电流信号的频带向高频侧移动。因此，能够抑制信号波形的劣化、信道间串扰这样的通信品质的下降。
在这里，图11a以及图11b是示意性地示出比较例的光接收装置100a、100b的结构的图。如图11a所示，在将接地图案115设置于与第1布线图案5a和第2布线图案5b相对的位置的情况下，为了减小在第1布线图案5a和第2布线图案5b与接地图案115之间产生的寄生电容，需要使载板5变厚。在该情况下，载板5的厚度例如是0.4mm。然而，在该情况下，载板5上的第1布线图案5a与布线基板3上的信号布线图案13的高低差变大，需要使第1导线17a和第2导线17b中的某一方变长。在进行例如53gbaud的pam4这样的高速的信号传送的情况下，如果第2导线17b变长，则电感增加，引起共振频率的下降以及传送特性的劣化。因此，如果为了使第2导线17b变短而将载板125设置于tia7与布线基板3之间，则第1导线17a过度地变长，在tia7与信号布线图案13之间发生阻抗不匹配，传送波形有可能劣化。
如图11b所示，为了使信号布线图案13的高度与tia7的输出信号端子7a的高度一致，还考虑将空腔127设置于布线基板3，在空腔127中配置电容器11、载板5、125以及tia7。但是，出于空腔127的加工精度等理由，不得不将空腔127的侧面127a与tia7的距离取得较大，并且需要从空腔127的侧面127a在一定程度上离开地形成信号布线图案13，所以，难以实现期望的第1导线17a的长度。在图11b中，接地图案115不设置于布线基板3的表面，而设置于内层即空腔127的底面。
针对上述问题，在本实施方式的光接收装置1a中，第1布线图案5a及第2布线图案5b在从布线基板3的表面3a的法线方向俯视观察时与接地图案15分离，所以，不需要顾虑寄生电容而使载板5变厚。因此，能够使载板5变薄，即，使以布线基板3为基准的载板5的表面51a的高度变低。由此，载板5上的第1布线图案5a与布线基板3上的信号布线图案13的高低差变小，能够缩短将第1导线17a和第2导线17b合起来的长度。特别是，在使载板5上的第1布线图案5a的高度与tia7的上表面7g的输入信号端子7b的高度相同的情况下，能够缩短第1导线17a的长度。因此，能够使第2导线17b变短，使电感变小，实现高共振点化，并且抑制传送特性的劣化。进一步地，能够使第1导线17a接近期望的长度，实现tia7与信号布线图案13之间的阻抗匹配，抑制传送波形的劣化。
图5是示出基于tdr(timedomainreflectance，时域反射)的阻抗计算结果的图表。图中的期间t1是由第1导线17a引起的部分。在该图中，图表g11在本实施方式中，表示tia厚度是150μm的情况。图表g12在图11a所示的比较例中，表示tia厚度是150μm、载板125的厚度是250μm的情况。参照图表g12发现，如果对tia7的厚度加上载板125的厚度，则第1导线17a和信号布线图案13的焊盘部即tia7的输出的导线连接部的阻抗相对于100ω增大 10ω左右。与此相对地，如果仅是tia7的厚度，则tia7的输出的导线连接部的阻抗相对于100ω被抑制在±5ω以内。这样，根据本实施方式，能够使tia7的输出的导线连接部的阻抗接近期望的值。
在本实施方式中，将第3导线17c以及电容器11串联连接于光接收元件9的阴极电极与接地图案15之间。图6a是本实施方式的光接收装置1a的等价电路图。如图6a所示，在本实施方式的光接收装置1a中，光接收元件9的阴极经由导线17d、17e连接于tia7的偏置端子7c、7d。在图中，将导线17d、17e示为电感。光接收元件9的阳极经由第2导线17b和tia7的输入信号端子7b连接于tia7的放大电路7e。tia7的gnd端子7f连接于接地图案15。在图中，将接地图案15示为基准电位线即gnd线。然后，寄生电容c1存在于光接收元件9与导线17d、17e之间的导电膜26。相互串联连接的第3导线17c和电容器11与寄生电容c1并联地连接于导电膜26与接地图案15之间。
图6b是仅提取出图6a的电路部分e1的等价电路图。如该图所示，电路部分e1具有将由第3导线17c和电容器11构成的串联电路、寄生电容c1与导线17d、17e的合成电感相互并联地连接于节点n1与节点n2之间的结构。节点n1连接于光接收元件9的阴极，节点n2连接于接地图案15。
另一方面，图7a是比较例的光接收装置的等价电路图。该比较例与图6a所示的本实施方式的光接收装置1a的不同点在于未设置由第3导线17c和电容器11构成的串联电路这一点。因此，如果仅提取出图7a的电路部分e2，则如图7b所示，成为寄生电容c1与导线17d、17e的合成电感相互并联地连接于节点n1与节点n2之间的电路结构。
电路部分e1、e2分别构成lc共振电路。然后，如果该lc共振电路的共振频率接近信号频率，则从tia7的放大电路7e向光接收元件9的返回电流ia减少。此时，从光接收元件9向放大电路7e的电流信号流受到阻碍，不透过信号。在这里，如果将寄生电容c1的电容值设为ct、将导线17d、17e的合成电感设为lwire，则图7b所示的比较例的lc共振电路的导纳为：
【公式1】
y＝0、即共振频率为：
【公式2】
另一方面，在图6b所示的本实施方式的lc共振电路中，电容器11的电容值充分地大，所以，相对于高频视为短路(短接)，如果将第3导线17c的电感设为lb，则导纳为：
【公式3】
y＝0、即共振频率为：
【公式4】
如果设为电感lb充分小于电感lwire，则上式(4)变成：
【公式5】
即，在比较例的lc共振电路中，如式(2)所示，主要是电感lwire影响到共振频率f，但在本实施方式的lc共振电路中，主要是电感lb影响到共振频率f。如上所述，电感lb小于电感lwire，所以，本实施方式的共振频率f高于比较例的共振频率f。这样，根据本实施方式的光接收装置1a，能够使包括寄生电容c1与导线17d、17e的lc共振电路的共振频率变高，所以，能够使由共振产生的信号的非透射频带进一步地向高频侧移动。因此，能够进一步地抑制信号波形的劣化、信道间串扰这样的通信品质的下降。
在当前的光通信系统中，在支线系统和数据中心内以及支线系统与数据中心之间，100g传送正在成为主流，另外，今后，预计会实现400g传送这样的进一步的高速化。在这些传送速度下，传送时钟频率例如变成25ghz～56ghz。与此相对地，在本实施方式中，共振频率f超过60ghz，即使在这样的传送时钟频率下，也能够避免电流信号的频带内的共振。
如本实施方式那样，电阻体31也可以介于光接收元件9的阴极与第3导线17c之间、例如导电膜26中的连接于光接收元件9的阴极的部分与第2布线图案5b之间。通过电阻体31所具有的电阻的减振作用，能够有效地抑制上述lc共振。
在本实施方式中，连接有电容器11的另一个电极11b的接地图案15的第2区域15b与安装有tia7的接地图案15的第1区域15a经由在布线基板3的表面3a上和布线基板3的内部中的至少一方设置的布线而相互电连接。因此，能够在抑制第1布线图案5a和第2布线图案5b的寄生电容的增大的同时，使接地图案15的第1区域15a和第2区域15b的电位稳定。
如本实施方式那样，接地图案15也可以包括穿过载板5的侧方而将第1区域15a与第2区域15b相互电连接的第3区域15c。例如，通过这样的结构，能够经由设置于布线基板3的表面3a上的布线而将接地图案15的第1区域15a与第2区域15b相互电连接。
[第1变形例]
图8是示意性地示出上述实施方式的一个变形例的光接收装置1b的剖面结构的图。本变形例的接地图案15a包括与上述实施方式相同的第1区域15a和第2区域15b，但不包括第3区域15c。即，在布线基板3的表面3a上，第1区域15a与第2区域15b相互分离。作为替代，如图8所示，本变形例的光接收装置1b具备接地图案19、第1导孔21a和第2导孔21b。然后，第1区域15a与第2区域15b经由接地图案19、第1导孔21a和第2导孔21b而相互电连接。接地图案19是本公开中的第4接地图案的例子。
接地图案19是在布线基板3的内部和背面3b上的其中的至少一方设置的金属制的布线层，沿着图2所示的第1方向d1和第2方向d2，与表面3a平行地延展。在这里，设置于布线基板3的内部意味着设置于布线基板3的表面3a与背面3b之间，在表面3a和背面3b这两者处未露出，包括从布线基板3的侧面露出的情况。
接地图案19能够形成于构成布线基板3的多层的绝缘层的层间。接地图案19的构成材料例如是au或者cu。接地图案19也可以具有在从布线基板3的厚度方向即表面3a的法线方向俯视观察时与载板5重叠的区域。在该情况下，在第1布线图案5a和第2布线图案5b与接地图案19的该区域之间，可能产生寄生电容。该寄生电容的大小主要根据载板5的厚度以及从表面3a至接地图案19的距离d即接地图案19的形成深度来决定。由于该寄生电容，可能产生由共振产生的非透射频带，但以使该非透射频带高于期望的信号频率的方式设定距离d。如果使距离d增大，则与此相应地，寄生电容的值相对地变小，共振频率f变成更高的值。因此，为了使距离d尽可能地增大，接地图案19也可以设置于背面3b。
具体来说，如果将载板5的介电常数设为εrc、将布线基板3的绝缘层的介电常数设为εrs、将相对于图11a的比较例的载板5的厚度的减少量设为tc，则以满足d≥(εrs/εrc)·tc的方式设定距离d。在载板5的基材51由石英制成的情况下，载板5的介电常数例如为εrc＝3.4，在布线基板3的绝缘层由fr4制成的情况下，布线基板3的绝缘层的介电常数例如为εrs＝4.5。因此，如果将载板5的厚度的减少量设为tc＝0.25mm，则距离d为d＝(4.5/3.4)×0.25mm＝0.33mm。
第1导孔21a是贯通接地图案19与第1区域15a之间的绝缘层的导电体。第1导孔21a的一端与接地图案19相接，另一端与第1区域15a相接。因此，第1导孔21a将接地图案19与第1区域15a电连接。第2导孔21b是贯通接地图案19与第2区域15b之间的绝缘层的导电体。第2导孔21b的一端与接地图案19相接，另一端与第2区域15b相接。因此，第2导孔21b将接地图案19与第2区域15b电连接。
根据本变形例的结构，能够经由设置于布线基板3的内部的布线而将接地图案15的第1区域15a与第2区域15b相互电连接。因此，能够在抑制第1布线图案5a和第2布线图案5b的寄生电容的增大的同时，使接地图案15的第1区域15a和第2区域15b的电位稳定。
[第2变形例]
图9是示意性地示出上述实施方式的另一个变形例的光接收装置1c的剖面结构的图。本变形例的光接收装置1c具备柔性布线基板(flexibleprintedcircuits；fpc，柔性印刷电路)23和加强板25来代替上述实施方式的布线基板3。fpc23的结构除了与刚性布线基板相比较薄且具有挠性这点以外，与上述实施方式的布线基板3相同。即，fpc23具有平坦的表面23a，在表面23a上形成有信号布线图案13和接地图案15。载板5配置于表面23a上，tia7安装于接地图案15的第1区域15a上，n个电容器11安装于接地图案15的第2区域15b上。其他结构也与上述实施方式的表面3a上的其他结构相同。
加强板25设置于fpc23的背面侧，接合到fpc23的背面，在结构上支撑fpc23。表面23a上的结构物除了信号布线图案13中的与tia7相反的一侧的端部之外，位于加强板25上。加强板25例如由fr4等刚性的材料构成。
如本变形例那样，布线基板也可以具有挠性。在该情况下，也能够适当地得到与上述实施方式相同的效果。
本发明的光接收装置不限于上述实施方式以及各变形例，能够进行其他各种变形。例如，在上述实施方式和第一变形例中，经由布线基板的表面的第3区域以及设置于布线基板的内部的布线层中的某一方而将第1区域与第2区域相互连接，但也可以经由布线基板的表面的布线和内部布线这两者而将第1区域与第2区域相互连接。
在上述实施方式中，作为电容器，例示出了片状电容器这样的电容元件，但电容器既可以由布线图案与接地图案15之间的寄生电容构成，或者也可以是薄型硅电容器。
1.一种光接收装置，其中，具备：
布线基板，具有平面状的第1面、与所述第1面相反的一侧的第2面、在所述第1面上相互分离地形成的第1接地图案和第2接地图案以及在所述第1面上形成的信号布线图案；
载板，具有绝缘性的基材以及在该基材的平面状的第3面形成的第1布线图案和第2布线图案，并在所述布线基板的所述第1面上配置于所述第1接地图案与所述第2接地图案之间；
光接收元件，具有第1电极和第2电极，搭载于所述载板的所述第3面上，所述第1电极与所述第1布线图案电连接，所述第2电极与所述第2布线图案电连接；
跨阻放大器，具有平面状的第4面以及在所述第4面上形成的第1端子和第2端子，安装于所述布线基板的所述第1接地图案上，所述第1端子经由第1导线而与所述布线基板的所述信号布线图案电连接，所述第2端子经由第2导线而与所述载板的所述第1布线图案电连接；以及
电容器，具有第3电极和第4电极，安装于所述布线基板的所述第2接地图案上，所述第3电极与所述载板的所述第2布线图案电连接，所述第4电极与所述第2接地图案电连接，
所述第1布线图案及所述第2布线图案在从所述布线基板的所述第1面的法线方向俯视观察时，与所述第1接地图案及所述第2接地图案都分离，
所述布线基板的所述第1接地图案与所述第2接地图案经由第3接地图案和第4接地图案中的至少一方而相互电连接，所述第3接地图案形成于所述布线基板的所述第1面上，在从所述第1面的法线方向俯视观察时与所述载板的所述第1布线图案及所述第2布线图案都分离，所述第4接地图案形成于所述布线基板的内部和所述第2面中的至少一方。
2.根据权利要求1所述的光接收装置，其中，
所述布线基板具有：
所述第4接地图案；
第1导孔，贯通所述第4接地图案与所述第1接地图案之间的绝缘层；以及
第2导孔，贯通所述第4接地图案与所述第2接地图案之间的绝缘层，
所述第1接地图案与所述第2接地图案经由所述第4接地图案、所述第1导孔及所述第2导孔而相互电连接。
3.根据权利要求2所述的光接收装置，其中，
所述第4接地图案具有在从所述布线基板的所述第1面的法线方向俯视观察时与所述载板重叠的区域。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的光接收装置，其中，
所述第3接地图案在从所述布线基板的所述第1面的法线方向俯视观察时，穿过所述载板的侧方而将所述第1接地图案与所述第2接地图案相互电连接。
5.根据权利要求4所述的光接收装置，其中，
所述第3接地图案包括在从所述布线基板的所述第1面的法线方向俯视观察时从所述第1接地图案沿着所述载板的一个侧面延伸而到达所述第2接地图案的部分以及从所述第1接地图案沿着所述载板的另一个侧面延伸而到达所述第2接地图案的其他部分。
6.根据权利要求5所述的光接收装置，其中，
所述信号布线图案设置于在从所述布线基板的所述第1面的法线方向俯视观察时相对于所述第1接地图案而与由所述第1接地图案、所述第2接地图案及所述第3接地图案形成的开口相反的一侧。
7.根据权利要求6所述的光接收装置，其中，
所述开口在从所述布线基板的所述第1面的法线方向俯视观察时包围所述载板的周围。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的光接收装置，其中，
从所述布线基板的所述第1面至所述跨阻放大器的所述第4面的高度等于从所述布线基板的所述第1面至所述载板的所述第3面的高度。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的光接收装置，其中，
所述跨阻放大器在底面具有被设为基准电位的端子，所述跨阻放大器的所述端子与所述第1接地图案经由导电性粘接剂而被导电接合。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的光接收装置，其中，
所述电容器是片状电容器。
技术总结