JP2007057972A - Optical module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光電素子と光ファイバとを光学的に接続する光モジュールに関する。 The present invention relates to an optical module that optically connects a photoelectric element and an optical fiber.
近年におけるLSI等のデバイスの高速化はめざましい進展をとげている。特に、CMOSにおいても約10年前は不可能とされていた1GHz品が実用化され、最先端のものとなると10GHz品が実用化されつつある。このような状況下で、インタコネクションを従来のマザーボード配線のみによる実装方法や電気ケーブルコネクタでマザーボード間の接続を行う電気的な方法では「信号品質」を保証することに限界がある。これは、インタコネクションに関する技術者の一般的認識となっている。 In recent years, the speeding up of devices such as LSI has made remarkable progress. In particular, a 1 GHz product, which was considered impossible about 10 years ago in CMOS, has been put into practical use, and a 10 GHz product has been put into practical use at the most advanced level. Under such circumstances, there is a limit to guaranteeing “signal quality” in the conventional mounting method using only the motherboard wiring or the electrical method in which the connection between the motherboards is performed using an electric cable connector. This is a general recognition of engineers regarding interconnection.
この課題を解決する手段として、電気インタコネクションを光インタコネクションに置き換えることが待望されている。しかし、数km〜数100kmの情報伝送を対象とする従来のネットワーク基幹系の光伝送技術を「光インタコネクション」に適用することは、サイズ、コスト、消費電力等の面で現実的でなく、インタコネクションの分野においては実用的価値が無いに等しい。 As a means for solving this problem, it is expected to replace the electrical interconnection with the optical interconnection. However, it is not practical in terms of size, cost, power consumption, etc. to apply the conventional network backbone optical transmission technology for information transmission of several kilometers to several hundred kilometers to “optical interconnection”. There is no practical value in the field of interconnection.
このような事情から、高速信号は実装ボードを介さずにLSIパッケージのインタポーザ内にのみ限定し、電気配線長を短くして、インタポーザ内で光信号に変換、外部入出力とすることなどが検討されている。しかしながら、例えば、コネクタを用いる方式や、光モジュールをはんだ付けする方式など、いずれの方法もコストの面で問題が多かった。 For this reason, high-speed signals are limited to the LSI package interposer without going through the mounting board, and the electrical wiring length is shortened, converted into an optical signal within the interposer, and used as an external input / output. Has been. However, any of the methods such as a method using a connector and a method of soldering an optical module has many problems in terms of cost.
電気インタコネクションを光インタコネクションに置き換えるべく提案された光モジュールとして、特許文献1に記載された光モジュールが知られている。図12(a)、(b)は、特許文献1に記載の光モジュールの概略構成説明図である。図12(a)に示すように、この光モジュールは、光ファイバ308を有し、光信号を送受信する光素子を内蔵し、光素子に電気的に接続された接続ピン309を有する。そして、図12(b)に示すように、インタポーザ302と光モジュール307とは、接続ピン309とジャック310の機械的接触により電気接続されている。
As an optical module proposed to replace electrical interconnection with optical interconnection, an optical module described in Patent Document 1 is known. 12A and 12B are schematic configuration explanatory views of the optical module described in Patent Document 1. FIG. As shown in FIG. 12A, the optical module includes an
また、小型化と低コスト化を目的とした光モジュールが特許文献2に開示されている。図13は特許文献2に記載の光モジュールの概略構成を示す斜視図、図14は光モジュールの概略構成を示す断面図である。特許文献2に記載された光モジュールは、図13に示すように、半導体素子411(図13中、不図示)が搭載される支持基板410の主面410−1上に電気配線412と素子搭載用の電極パターン413とを有し、主面410−1の端部に凹部414が形成され、電気配線412が凹部414の傾斜面415上まで延在して形成されている。さらに、図14に示すように、電極パターン413上にはんだや銀ペーストにより受光領域411−1を有する半導体素子411を搭載し、光伝送路430の光導波路の中心軸と受光領域411−1の中心軸が一致するように配置されている。このような構成であれば、はんだ材422により電気配線412と外部接続配線421とを接触する際、はんだ材422が隣の配線と短絡事故を起こす確率を大幅に減らすとされている。また、特段の調整を必要とせずに接続が完了するので、スループットを上げ低コストで実現可能とされている。
しかしながら、特許文献1に記載の光モジュールは、光電変換の具体的構造が開示されていない。
また、特許文献2に記載の光モジュールは、支持基板410を縦に配置してそのエッジ部分で基板に接続するため電気的接続部分が点接続に近くなり、信頼性の確保が困難であるという問題点もある。さらに、支持基板410上の主面410−1と傾斜面415との角度が90度よりも大きいとはいえ、電気配線412が略平坦な主面410−1と傾斜面415をまたいで形成されていることから、主面410−1と傾斜面415の境界部分で断線が生じやすいという問題点がある。
さらに、半導体素子411が露出していることから、半導体素子411の回路面に塵埃等が侵入してしまうという問題がある。これを防止するため、半導体素子411の表面に樹脂コートを形成することが考えられるが、樹脂コート自体に含まれる不純物や樹脂コートの表面の凹凸状態により、光信号の送受に支障をきたすおそれがある。
However, the optical module described in Patent Document 1 does not disclose a specific structure of photoelectric conversion.
Further, in the optical module described in Patent Document 2, since the
Further, since the
本発明では、基板上に設けられる光モジュールであって、前記基板と電気的に接続される半導体素子と、前記半導体素子と電気的に接続され、光信号を受信する受光部と光信号を発信する発光部のうち、少なくとも1つをなす回路面を有する光電素子と、前記基板と略平行に延び前記光電素子と光学的に接続される光ファイバと、を備え、前記光電素子は、前記回路面が前記光ファイバの延在方向に対して略垂直となるよう配されるとともに、前記回路面と前記半導体素子とを電気的に接続するための配線が形成された被覆部材により、前記光電素子の本体が該回路面から前記半導体素子側へわたって被覆されることを特徴とする光モジュールが提供される。 In this invention, it is an optical module provided on a board | substrate, Comprising: The semiconductor element electrically connected with the said board | substrate, The light-receiving part which is electrically connected with the said semiconductor element, and receives an optical signal is transmitted. A photoelectric element having a circuit surface that forms at least one of the light emitting units, and an optical fiber that extends substantially parallel to the substrate and is optically connected to the photoelectric element, wherein the photoelectric element includes the circuit The photoelectric element is provided by a covering member that is arranged so that the surface is substantially perpendicular to the extending direction of the optical fiber and in which wiring for electrically connecting the circuit surface and the semiconductor element is formed. An optical module is provided in which the main body is covered from the circuit surface to the semiconductor element side.
この光モジュールによれば、光電素子の表面に沿うように回路面から半導体素子側まで配線を形成したので、光電素子と半導体素子側とで安定的な電気的接続が可能となる。従って、光電素子を搭載する支持基板が不要となり、支持基板自体に配線を形成するもののように、モジュールの下部まで無理に配線をひきまわすことにより、配線に応力集中部分が生じて断線等のおそれが生じるようなことはなく、電気的な信頼性が飛躍的に向上する。また、例えば、光電素子の配線に、シグナル配線とともにグランド配線を造り込むことにより、インピーダンス整合を簡単容易に行うことができ、従来のワイヤボンディングのようなシグナル配線の単線の配線に比べて、飛躍的に信号品質を向上させることができる。
また、ベアチップをワイヤボンディングで基板側と接続するものに比べ、配線部分の信頼性が向上する。さらに、光電素子を配線部分まで含めたパッケージ品として取り扱うことができ、KGD(Known Good Die)でのデリバリが可能となり、組立時に良品を適用することができる。
According to this optical module, since the wiring is formed from the circuit surface to the semiconductor element side along the surface of the photoelectric element, stable electrical connection between the photoelectric element and the semiconductor element side becomes possible. Therefore, there is no need for a support substrate on which photoelectric elements are mounted, and there is a risk of stress concentration in the wiring, resulting in disconnection, etc., by forcing the wiring to the bottom of the module, as in the case where the wiring is formed on the supporting substrate itself. The electrical reliability is dramatically improved. In addition, for example, by incorporating ground wiring together with signal wiring into the photoelectric element wiring, impedance matching can be performed easily and easily, compared to conventional single wiring of signal wiring such as wire bonding. In particular, the signal quality can be improved.
Further, the reliability of the wiring portion is improved as compared with the case where the bare chip is connected to the substrate side by wire bonding. Furthermore, the photoelectric element can be handled as a packaged product including the wiring part, and KGD (Known Good Die) can be delivered, and a good product can be applied during assembly.
本発明の光モジュールによれば、モジュールの製造コストを低減し小型化を図ることができるし、信頼性、量産性をも格段に向上させることができ、実用に際して極めて有利である。 According to the optical module of the present invention, the manufacturing cost of the module can be reduced and the size can be reduced, and the reliability and mass productivity can be remarkably improved, which is extremely advantageous in practical use.
図面を参照しつつ、本発明の光モジュールの好適な実施形態について詳細に説明する。尚、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 A preferred embodiment of an optical module of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は本発明の一実施形態を示し、光モジュールを用いてモジュール基板同士を接続したマザーボードの概略説明図である。
図1に示すように、マザーボード100には、それぞれ高速回路部としてのLSI102,104が搭載された2つのモジュール基板106,108が接続されている。各モジュール基板106,108の下部には、ボールグリッドアレイ(以下、BGAという)110が形成され、マザーボード100に形成された信号配線112、電源配線114等に電気的に接続される。尚、電源配線114はグランド配線であってもよい。各モジュール基板106,108には、それぞれ光モジュール200が搭載され、各光モジュール200は相互に光信号を送受する光ファイバアレイ202(図1中、符号不図示)を有する。以下、本発明の特徴構成である光モジュール200について、2つのモジュール基板106,108のうち、一方のモジュール基板106側について説明していく。なお、一方のモジュール基板106側と、他方のモジュール基板108側の光モジュール200の違いは、光ファイバの取り出し方向及びこれに関連した各部材の配置位置であるので、重複を避けるべく一方を説明する。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and is a schematic explanatory diagram of a mother board in which module substrates are connected using an optical module.
As shown in FIG. 1, the
図2は光モジュールの外観斜視図である。
図2に示すように、光モジュール200は、ハウジング204により能動素子としての光電素子212(図2において不図示)及び周辺IC214(図2において不図示)が覆われ、いわゆるアクティブコネクタとして機能する。また、ハウジング204とモジュール基板106との間には、ハウジング204に対して着脱自在のソケット208が介在している。
なお、「光電素子」は、一般には光信号を電気信号に変換する素子つまり光−電気変換素子と、電気信号を光信号に変換する素子つまり電気−光変換素子との総称として用いられることが多い。本明細書においても、「光電素子」というときは、特に断りがない場合には、両者の総称として用いることとする。従って、単に「光電素子」という場合は、上記のいずれか1つ又は双方をいう。
FIG. 2 is an external perspective view of the optical module.
As shown in FIG. 2, the
The “photoelectric element” is generally used as a general term for an element that converts an optical signal into an electric signal, that is, a photoelectric conversion element, and an element that converts an electric signal into an optical signal, that is, an electric-optical conversion element. Many. In this specification, the term “photoelectric element” is used as a generic term for both unless otherwise specified. Therefore, the term “photoelectric element” refers to any one or both of the above.
図3は、図2の光モジュールをA−A方向に切断した場合の光モジュールの一部分解縦断面図であり、ソケット等との関係を示す図である。
図3に示すように、光モジュール200は、モジュール基板106と電気的に接続される半導体素子としての周辺IC214と、周辺IC214と電気的に接続され光信号を受信する受光部と光信号を発信する発光部のうち、少なくとも1つをなす回路面212d1,212e1を有する光電素子212と、モジュール基板106と略平行に延び光電素子212と光学的に接続される光ファイバアレイ202と、を備えている。
FIG. 3 is a partially exploded longitudinal sectional view of the optical module when the optical module of FIG. 2 is cut in the AA direction, and shows a relationship with a socket and the like.
As shown in FIG. 3, the
図4は、図2において、光モジュールをB−B断面で切断し、切断面を上方から見た光モジュールの断面図である。ここで、図4は、説明のため、ハウジングの本体部分の断面を図示していない。
図4に示すように、光電素子212は、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)212dとPIN−PD(PIN型フォトダイオード)212eの両方の素子からなる。本実施形態においては、光電素子212は、発光素子である一のVCSEL212dと、受光素子である一のPIN−PD212eから構成されている。そして、受光素子または発光素子ごとに回路面が形成されていることから、2以上の受光素子または発光素子を有する場合は、光電素子は2以上の回路面を有することとなる。本実施形態においては、光電素子212は、VCSEL212dの回路面212d1と、PIN−PD212eの回路面212e1と、を有する。VCSEL212dは電気信号を光信号として発信する機能を有し、この回路面212d1が発光部をなす。また、PIN−PD212eは光信号を受信して電気信号とする機能を有し、回路面212e1が受光部をなす。図4に示すように、VCSEL212dとPIN−PD212eは水平な方向に並設されている。チップ状の光電素子212は、その側部にて周辺IC214に立設され、モジュール基板106に対して略垂直に配される。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the optical module in which the optical module is cut along the BB cross section in FIG. 2 and the cut surface is viewed from above. Here, FIG. 4 does not show a cross section of the main body portion of the housing for the sake of explanation.
As shown in FIG. 4, the
図3に示すように、光モジュール200の周辺IC214は、チップ状に形成されてモジュール基板106に対して略平行で、光電素子212に対して略垂直に配され、レシーバとドライバの両方をなす。図4に示すように、周辺IC214は、光電素子212のVCSEL212dの下方にてドライバ214dをなし、光電素子212のPIN−PD212eの下方にてレシーバ214eをなす。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、光電素子212は、回路面212d1,212e1が光ファイバアレイ202の延在方向に対して略垂直となるよう配されるとともに、回路面212d1,212e1と周辺IC214とを電気的に接続するための配線212bが形成されたポリイミドを主成分とするフレキシブルフィルム216により、素子本体218が回路面212d1,212e1から周辺IC214側へわたって被覆されている。そして、光電素子212の下部(端面212c)で周辺IC214に接続される。
As shown in FIG. 3, the
ここで、光電素子212の製造方法について説明する。図5(a)は組立前の光電素子の断面説明図、図5(b)は組立後の光電素子の断面説明図である。
図5(a)に示すように、銅からなる配線212bが内側に設けられた平坦な被覆部材としてのフレキシブルフィルム216の一面に光電素子212のICからなる素子本体218へ接続するための穴220を形成し、他面に外部端子230実装用の穴222を形成する。ここで、配線212bは、シグナル配線とグランド配線の両方が形成される。図5(a)に示すように、配線212bは、素子本体218は、回路面212d1,212e1の形成部位の真上に位置しないよう形成される。これにより、回路面212d1,212e1における受光または発光が阻害されることはない。図5(a)においては、配線212bは、後述するバンプ228間には形成されておらず、回路面212d1の真上(図中真下)にて所定方向(図5中奥行き方向)にわたって切り欠かれた断面形状となっている。そして、これらの穴220,222に、配線212bと電気的に接続される電極224,226を造り込む。電極224,226は、例えば、Ni下地のAuであっても、はんだ材により構成してもよく、材質等は任意に選択することができる。
Here, a method for manufacturing the
As shown in FIG. 5A, a
そして、素子本体218にバンプ228を実装して、フレキシブルフィルム216の一面に形成された穴220の電極224と接続する。この接続は、例えば、圧着を行うことにより実現される。ここで、バンプ228は、例えばAuにより構成され、材質等は任意に選択することができる。
Then, the
この状態から、図5(b)に示すように、フレキシブルフィルム216を加熱して軟化させ素子本体218に沿って曲成し、素子本体218に熱圧着することによりCSP(chip_size_package)が完成する。本実施形態においては、フレキシブルフィルム216は、ポリイミドを主成分とした樹脂からなり、約200℃で軟化して接着可能となる性質を有している。ここで、図5(b)には、外部端子230が素子本体218の側面側に形成されたものを示している。本実施形態においては、外部端子230はBGAで構成されている。そして、光電素子212は、図3に示すように、この外部端子230が下側となるようハウジング204内に配される。
From this state, as shown in FIG. 5B, the
このように、光電素子212は、素子本体218の周りに配線212bのパターンを包含したフレキシブルフィルム216を密着させており、この結果、回路面212d1,212e1の入出力端子を回路面212d1,212e1以外に形成することができる。ここで、光電素子212のフレキシブルフィルム216は光透過の材料からなり、光信号の送受に支障をきたすようなことはない。これにより、ベアチップをワイヤボンディングで基板側と接続するものに比べ、配線212b部分の信頼性が向上する。さらに、光電素子212を配線212b部分まで含めたパッケージ品として取り扱うことができ、KGD(Known Good Die)でのデリバリが可能となり、組立時に良品を適用することができる。これにより、製品の歩留まりが向上する。また、光電素子212の配線212b部分に、シグナル配線とともにグランド配線が造り込まれるので、インピーダンス整合を簡単容易に行うことができ、従来のワイヤボンディングのようなシグナル配線の単線の配線に比べて、飛躍的に信号品質を向上させることができる。
As described above, the
また、本実施形態においては、周辺IC214についても光電素子212と同様の方法で製造される。図6は、周辺ICの断面説明図である。図6に示すように、周辺IC214については、素子本体218の側部ではなく、チップ状の素子本体218の両面に外部端子230が形成される。周辺IC214の一面の外部端子230が光電素子212の外部端子230と接続され、他面の外部端子230が光モジュール端子210が形成されたインタポーザ232に接続される。そして、光電素子212及び周辺IC214の外部端子230をBGAにより構成したことから、これらはリフローで一括して接続することが可能となる。
In the present embodiment, the
次いで、ハウジング204への光ファイバアレイ202の実装について説明する。尚、本実施形態においては、12本の光ファイバが整列して光ファイバアレイ202を構成している。図3に示すように、光ファイバアレイ202は、ハウジング204の図示しないV溝にセットされた後、アレイ固定ピース234で固定される。ここで、位置ずれ制御の方法として、ガイドピン方式が用いられている。
Next, mounting of the
以上のように構成された光モジュール200では、トランスミッタとして機能する場合は、モジュール基板106における高速または超高速の電気信号の出力は、ソケット208、光モジュール端子210、インタポーザ232、周辺IC214、光電素子212の順に伝達される。そして、光電素子212にて電気信号を光信号に変換した後、光ファイバアレイ202に光信号が出力される。
In the
また、レシーバとして機能する場合は、光ファイバアレイ202から受信した光信号は、光電素子212にて電気信号に変換される。そして、光電素子212の電気信号の出力は、周辺IC214、インタポーザ232、光モジュール端子210、ソケット208、モジュール基板106の順に伝達される。本実施形態においては、光電素子212としてPIN−PD214eを有するものが用いられ、周辺IC214としてプリアンプのレシーバ214eを有するものが用いられる。
When functioning as a receiver, an optical signal received from the
本実施形態の光モジュール200によれば、光電素子212の回路面212d1,212e1と光ファイバアレイ202とが略垂直であるので、この両者間の距離を近接させることができ、両者で光信号を送受するためのレンズ等の光学部材は不要となる。これにより、部品点数を削減するととともに、組立工程や検査工程における工程数を減じることができ、レンズ等の光学部材を有するものに比較して飛躍的に製造コストを低減することができる。また、光学部材を省略することにより、モジュールの小型化を図ることができる。
According to the
より具体的に説明すると、従来、光送信デバイスとして一般に長距離通信に用いられる端面発光のレーザダイオードとSMファイバの構成では出射光の放射角が比較的大きく、例えば損失として0.5dB以下を想定される場合に、光軸の許容位置ずれ量は約1μm以内である。これに加え、光ファイバを回路面に十分に近接させることができないために、レンズの使用は必須となっていた。
本実施形態においては、出射光が円形で且つ放射角が比較的小さいVCSELを採用して、光ファイバとしてMMファイバとの組合せにより光軸の許容位置ずれ量は約5μm以内に緩和されている。そして、光ファイバアレイ202を回路面212d1,212e1に十分に近接させることにより、レンズが不要となっている。
More specifically, in the conventional configuration of the edge emitting laser diode and SM fiber generally used for long-distance communication as an optical transmission device, the emission angle of the emitted light is relatively large, for example, a loss of 0.5 dB or less is assumed. In this case, the allowable displacement of the optical axis is within about 1 μm. In addition to this, the use of a lens has become essential because the optical fiber cannot be sufficiently close to the circuit surface.
In the present embodiment, a VCSEL having a circular emission light and a relatively small radiation angle is employed, and the allowable displacement of the optical axis is relaxed within about 5 μm by combining with an MM fiber as an optical fiber. The lens is not necessary by making the
この光モジュール200では、光電素子212の表面に沿うように回路面212d1(212e1)から周辺IC214側の端面212cまで配線を形成したので、光電素子212と周辺IC214とで安定的な電気的接続が可能となる。これにより、光電素子212を搭載する支持基板が不要となり、支持基板自体に配線を形成するもののように、モジュールの下部まで無理に配線をひきまわすことにより、配線に応力集中部分が生じて断線等のおそれが生じるようなことはなく、電気的な信頼性が飛躍的に向上する。
In this
また、本実施形態の光モジュール200によれば、フレキシブルフィルム216により配線212b,214bが覆われているので、配線212b,214bの機械的保護を的確に行うことができる。また、機械的保護に加え、回路面212d1,212e1への塵埃の侵入を阻止することができ、仮にフレキシブルフィルム216の表面に塵埃が付着したとしても、簡単容易に取り除くことができる。さらに、フレキシブルフィルム216に不純物が混入しているおそれはないし、素子本体218に沿って平坦に接着されるのでフレキシブルフィルム216の表面に凹凸が形成されることはなく、光信号の送受に好適である。
Moreover, according to the
また、本実施形態の光モジュール200によれば、配線212bの長さを従来のものに比べて短くすることができるので、配線212bをモデル化して信号品質に関してシミュレーションする場合に、モデルを小さくすることができるので、計算が比較的容易となる。
さらにまた、従来技術では、ワイヤがシグナル配線の単線であるので、インピーダンス整合のためにアース構造を設けなければならず、これによってもモジュールが大型となるし、インピーダンス整合を簡単容易にとることができない。本実施形態では、このような問題も解消している。
Also, according to the
Furthermore, in the prior art, since the wire is a single line of signal wiring, it is necessary to provide a ground structure for impedance matching, which also increases the size of the module and makes impedance matching easy and easy. Can not. In this embodiment, such a problem is also solved.
また、本実施形態の光モジュール200によれば、モジュール基板106内で高速信号を処理するので、LSI102はシリアル・パラレル変換等をすることなく使用でき、ゲート使用率を高めることができる。また、LSI102の端子数を少なくすることができ、モジュール側の基板の低層化を実現して、コストの低減を図ることができる。
Further, according to the
また、本実施形態によれば、光モジュール200をマザーボード100に対して挿抜自在としたので、電気伝送や光伝送の技術的知識がない者であっても、簡単容易にデバイス間等のインタコネクションを構成することができる。
Further, according to the present embodiment, since the
また、本実施形態によれば、高速の信号がマザーボード100から分離されているので、低速と高速の信号が混在した場合に比べて、動作不良時の原因追及が容易である。また、仮に再作成の必要がある場合であっても、マザーボード100側と光モジュール200側のいずれかを作成すればよいので、品質、コスト、納期等の面で有利である。さらに、従来はマザーボード100に形成していた配線に起因する不要放射電波の問題は、モジュール化による小型化と光インターフェースの組合せにより解消する。ここで、約10GHzの信号であっても、約5cm以下のモジュール基板106のサイズとすることにより、信号品質が保証されることが実験的に確認されている。
In addition, according to the present embodiment, since the high-speed signal is separated from the
以上総括すると、本実施形態によれば、モジュールの製造コストを低減し小型化を図ることができるし、信頼性、量産性をも格段に向上させることができ、実用に際して極めて有利である。 In summary, according to the present embodiment, the module manufacturing cost can be reduced and the module can be reduced in size, and the reliability and mass productivity can be significantly improved, which is extremely advantageous in practical use.
尚、前記実施形態においては、光電素子212がVCSEL212d及びPIN−PD212eからなるものを示したが、図7に示すように、いれずか一方からなるものであってもよい。図7は前記実施形態の変形例を示すものであり、(a)は光電素子212がVCSEL212dのみからなるものを示し、(b)は光電素子212がPIN−PD212eのみからなるものを示している。また、周辺IC214についても、図7(a)に示すように光電素子212がVCSEL212dである場合はドライバ214dとしてのみ機能すればよいし、図7(b)に示すように光電素子212がPIN−PD212eである場合はレシーバ214eとしてのみ機能すればよい。すなわち、周辺IC214は、レシーバ214eとドライバ214dのうち少なくとも1つをなせばよい。ここで、図7においては、4本の光ファイバが整列した光ファイバアレイ202を示す。このように、光ファイバアレイにおける光ファイバの本数は仕様等に応じて適宜に変更可能であるし、光ファイバが1本であってもよいことは勿論である。
In the above embodiment, the
また、前記実施形態においては、銅からなる配線212bを内包するフレキシブルフィルム216を曲成させるものを示したが、配線212bが表面に形成されたフレキシブルフィルム216を曲成するようにしてもよい。また、前記実施形態においては、配線212bが単層であるものを示したが、配線212bが多層であるものであってもよい。要は、回路面212d1,212e1と光モジュール端子210とを電気的に接続するための配線が形成されたフィルム216により、素子本体218における回路面212d1,212e1から周辺IC214側へわたって表面が被覆されていればよい。
In the above embodiment, the
また、前記実施形態においては、素子本体218のみをフレキシブルフィルム216により被覆するものを示したが、例えば、図8に示すように、素子本体218における回路面212d1,212e1の反対側に回路機能を有さないダミーチップ236を隣接して配し、これを素子本体218とともにフレキシブルフィルム216により被覆するようにしてもよい。これにより、光電素子212の剛性及び強度を向上させることができ、モジュール基板106や周辺IC214の反りやうねり等に対応することができる。また、光電素子212を厚さ方向に大きく形成することができるので、周辺IC214へ安定的に組み付けることができる。
In the above embodiment, only the
さらに、例えば、図9に示すように、ダミーチップ236でなくヒートシンク238を素子本体218と隣接して配してもよい。これにより、素子本体218の内部で生じた熱をヒートシンク238を介して放熱することができる。従って、光モジュール200の雰囲気温度が比較的高い場合や、素子本体218の発熱量が比較的大きい場合に、光電素子212を効果的に冷却することができる。
Further, for example, as shown in FIG. 9, a
また、前記実施形態においては、光電素子212のフレキシブルフィルム216が光透過の材料からなるものを示したが、フレキシブルフィルム216における光信号の光路に孔部を形成するようにすれば、フレキシブルフィルム216を光透過の材料とする必要はない。
Moreover, in the said embodiment, although the
さらに、前記実施形態においては、配線212bが回路面212d1(212e1)の真上にて所定方向にわたって切り欠かれたものを示したが、例えば図10に示すように、回路面212d1(212e1)における光信号の送受を阻害しない箇所については配線212bの層を形成しておいても何ら支障をきたすことはない。すなわち、配線212bの層は、光電素子212に要求される平行度、強度等に応じて形状等を適宜変更することができる。この場合、光電素子212のフレキシブルフィルム216の厚さを均一にすることができるし、配線212bにより剛性が増すことから製造等においても有利である。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
また、前記実施形態においては、周辺IC214がチップ状に形成され光電素子212と略垂直に配されるものを示したが、周辺IC214等の構成は任意である。例えば、図11に示すように、光電素子212及び周辺IC214をともに縦型として略平行に配して互いに重ね合わせる形状としてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、前記実施形態においては、被覆部材としてポリイミドからなるフレキシブルフィルム216を用いたものを示したが、被覆部材が他の樹脂等であったり、例えばセラミック等の無機材料と樹脂のコンパウンドなどであっても良いことは勿論である。
Further, in the above-described embodiment, the one using the
また、光モジュール端子210がソケット208を介してモジュール基板106と接続されるものを示したが、光モジュール端子210が直接的にモジュール基板106に接続される構成としてもよいし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
In addition, although the
100 マザーボード
106 モジュール基板
108 モジュール基板
112 信号配線
114 電源配線
200 光モジュール
202 光ファイバアレイ
204 ハウジング
208 ソケット
210 光モジュール端子
212 光電素子
212b 配線
212c 端面
212d VCSEL
212d1 回路面
212e PIN−PD
212e1 回路面
214 周辺IC
214b 配線
216 フレキシブルフィルム
218 素子本体
220 穴
222 穴
224 電極
226 電極
228 バンプ
230 外部端子
232 インタポーザ
234 アレイ固定ピース
236 ダミーチップ
238 ヒートシンク
100
Claims (5)
前記基板と電気的に接続される半導体素子と、
前記半導体素子と電気的に接続され、光信号を受信する受光部と光信号を発信する発光部のうち、少なくとも1つをなす回路面を有する光電素子と、
前記基板と略平行に延び前記光電素子と光学的に接続される光ファイバと、を備え、
前記光電素子は、前記回路面が前記光ファイバの延在方向に対して略垂直となるよう配されるとともに、前記回路面と前記半導体素子とを電気的に接続するための配線が形成された被覆部材により、前記光電素子の本体が該回路面から前記半導体素子側へわたって被覆されることを特徴とする光モジュール。 An optical module provided on a substrate,
A semiconductor element electrically connected to the substrate;
A photoelectric element that is electrically connected to the semiconductor element and has a circuit surface that forms at least one of a light receiving unit that receives an optical signal and a light emitting unit that transmits an optical signal;
An optical fiber extending substantially parallel to the substrate and optically connected to the photoelectric element,
The photoelectric element is arranged so that the circuit surface is substantially perpendicular to the extending direction of the optical fiber, and wiring for electrically connecting the circuit surface and the semiconductor element is formed. An optical module characterized in that a body of the photoelectric element is covered by a covering member from the circuit surface to the semiconductor element side.
The optical module according to any one of claims 1 to 4, further comprising a socket interposed between the semiconductor element and the substrate.
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