CN1993639B - 光电集成电路元件和使用该光电集成电路元件的传送装置 - Google Patents
光电集成电路元件和使用该光电集成电路元件的传送装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1993639B CN1993639B CN2004800436797A CN200480043679A CN1993639B CN 1993639 B CN1993639 B CN 1993639B CN 2004800436797 A CN2004800436797 A CN 2004800436797A CN 200480043679 A CN200480043679 A CN 200480043679A CN 1993639 B CN1993639 B CN 1993639B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mentioned
- photo
- components
- electric conversion
- optical waveguide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title abstract description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 121
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 94
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 104
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims description 77
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 77
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 21
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 10
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/421—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical component consisting of a short length of fibre, e.g. fibre stub
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4249—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4292—Coupling light guides with opto-electronic elements the light guide being disconnectable from the opto-electronic element, e.g. mutually self aligning arrangements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/43—Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
在同一基板上高集成地安装在LSI的四周配置的光电变换元件、同时避免因发热引起的发光或受光二极管的特性恶化、进而使电路板上的光布线的分布变得简便的光电集成电路元件和使用了该光电集成电路元件的传送装置。在四边形的封装体基板(11)上安装LSI封装体(13)，在该LSI封装体(13)的大于等于二边的周边分别安装光电变换元件(12)，将第1、第2光电变换元件设置成电连接于与该LSI封装体(13)的I/O端子电连接的一个边和与其不同的边的I/O端子，连结上述第1光电变换元件的光信号输入输出端与外部的第一光波导(14)和连结上述第2光电变换元件的光信号输入输出端与外部的第二光波导(22)以上述封装体基板(11)的相同的端面的全部为终端。
Description
技术领域
本发明涉及在传送装置内统一处理在电路板间发送接收的大容量光信号的光电集成电路元件、其安装结构和使用了该光电集成电路元件的传送装置。
背景技术
近年来，在信息通信领域中，正在快速地进行使用光高速地收发大容量数据的通信交通的配备，迄今为止，对于基础道路、地铁、城市出入道路系统这样的大于等于几千米的比较长的距离展开了光纤网。而且，在今后，即使对于传送装置间(几米～几百米)或装置内(几厘米～几十厘米)这样的极近距离，为了无延迟地处理大容量的数据，对信号布线进行光学化也是有效的。关于传送装置内的光布线化，例如通过路由器/开关装置，将以太等从外部通过光纤传送进来的高频信号输入到线卡中。对于1片背板用几片构成了该线卡，各线卡的输入信号进而经背板被开关卡收集，在用开关卡内的LSI处理之后，再次经背板输出给各线卡。在此，在目前的装置中，目前为大于等于300Gbit/s的信号从各线卡经背板收集到开关卡中。为了用目前的电布线传送该信号，由于因传播损耗的关系有必要对每1条布线分割为约1～3Gbit/s，故大于等于100条布线数是必要的。再者，对于这些高频线路，波形成形电路、反射或布线间交扰的对策是必要的。今后，如果系统的大容量化继续发展而成为处理大于等于Tbit/s的信息的装置，则在现有的电布线中布线条数或交扰对策等的课题变得越发严重。与此不同，通过使装置内线卡～背板～开关卡的电路板间的信号传送线路光学化，由于能以低损耗传播大于等于10Gbit/s的高频信号，可减少布线条数和即使对于高频信号也没有必要采取上述的对策，故是有希望的。关于这一点，正在进行在统一处理来自上述各线卡的大容量信号的开关卡内的LSI封装体内安装了光电变换元件的光电集成电路元件的开发。
例如，在LEOS2003(Lasers and Electro-Optics Society，2003volume：1，26-30，Oct，2003)的Opto-Electronics Packaging Techniquesfor Interconnection(参照非专利文献1)中作了关于光电集成电路元件的报告。在图16中表示该光电集成电路元件。在此，在具有凸点阵列18的同一封装体基板11的中央安装了LSI162，在其四周安装了光电变换元件12，通过将光纤连接器15直接连接到光电变换元件12上，成为进行光结合的结构。这样，通过到LSI162附近进行光布线化，由于可使连接LSI162的I/O端子与光电变换元件12的I/O端子间的高频电路24比较短，故可缓和高频信号的传播损耗。再者，在该结构中，通过在同一封装体基板11上在LSI162的四周配置光电变换元件12，提高了封装体的集成性。
非专利文献1：「Opto-Electronics Packaging Techniques forInterconnection」、LEOS2003(Lasers and Electro-Optics Society，volume：1，26-30，Oct，2003)、2003年10月、第1卷、p.26-30
但是，在上述光电集成电路元件中，成为将光纤连接器15直接连接到光电变换元件12上的结构，由于光电变换元件12的尺寸依存于光纤连接器15的尺寸而变大，故对于LSI162的I/O数在元件12的集成度方面存在极限。此外，在光电变换元件12上安装发光或受光二极管和用于驱动该二极管的IC，该二极管的特性受到温度的较大影响。因此，使用散热片冷却模块是有效的，但由于在上述结构中在光电变换元件12的正上方连接光连接器15，故利用散热片安装进行冷却是困难的。因此，由于二极管本身的发热或来自IC的热的侵入，存在引起二极管特性恶化的危险。
再者，关于上述光电集成电路元件，分别与在LSI162的四周配置的光电变换元件12连接的光纤16连接到背板侧的光连接器上。此时，由于考虑强度和光的发射损耗，光纤既要取大的弯曲半径，又必须在电路板上迂回地分布，故布线是困难的。再者，如果配置几个同样的封装体，则在该电路板上光布线的分布变得越发困难。
作为避免因上述的光纤连接器直接连接导致的光电变换元件的集成度极限和散热问题的方法，可考虑将光纤芯本身直接埋入封装体基板中、在与光电变换元件分开的场所设置连接器部的方法。但是，在该方法中，在将光纤芯固定在封装体基板上时通常使用的粘接剂不耐受在将封装体基板安装在电路板上时的回流热(＞250℃)，存在引起软化或剥离等的问题的危险。此外，可改变安装的顺序，在将封装体基板安装在电路板上后在基板上安装光纤，其后安装光电变换元件，但在电路板上安装了封装体基板的状态下，由于形成需要高精度的光结合部这一点在安装上是非常困难的，故没有实用性。
与此不同，通过在封装体基板上形成耐热性高的光波导作为光路，在基板端设置连接器，既可抑制高频信号的损耗，又可使光电变换元件与连接器部在物理上远离。由此，由于可减小光电变换元件的尺寸，同时可共用LSI和光电变换元件的散热片，故可避免元件的集成度极限和散热的问题。
但是，即使在上述结构中，也遗留分别与在封装体基板上在LSI的四周配置的光电变换元件连接的光波导与背板侧的光连接器在电路板上的光布线分布的课题。此外，在此关于光电集成电路元件与背板侧光连接器的光连接，设想了光纤。但是，在电路板上形成了光波导的情况下，在光纤与从封装体基板端的4个方向输入输出的光波导的连接中，在将基板安装在电路板上时，有必要同时满足矢量各不相同的光波导相互间的光结合。因此，出现了因角度偏移等不能满足高精度的光结合这样的新的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供在同一基板上高集成地安装在LSI的四周配置的光电变换元件、同时避免因发热引起的发光或受光二极管的特性恶化、进而使电路板上的光布线的分布变得简便的光电集成电路元件和使用了该光电集成电路元件的传送装置。
在本发明中为了解决上述课题，制作以下述方面为特征的光电集成电路元件：在图1中表示的那样的四边形的封装体基板11上安装LSI封装体13，在该LSI封装体13的大于等于二边的周边分别安装光电变换元件12，将第1、第2光电变换元件设置成电连接于与该LSI封装体13的I/O端子电连接的一个边和与其不同的边的I/O端子，连结上述第1光电变换元件的光信号输入输出端与外部的第一光波导和连结上述第2光电变换元件的光信号输入输出端与外部的第二光波导以上述封装体基板11的相同的端面的全部为终端。这样，通过在封装体基板11上形成光波导作为光路，使连结光电变换元件的光信号输入输出端与外部的光波导14以相同的基板端19为终端，如上所述，既可抑制高频信号的损耗，又可使光电变换元件12与连接器部15在物理上远离。由此，由于可减小光电变换元件12的尺寸，同时可共用LSI封装体13和光电变换元件12的散热片，故可避免光电变换元件12的集成度极限和散热的问题。
此外，通过使上述第一光波导和第二光波导以上述封装体基板11的相同的端面的全部为终端，如图11中所示，能以直线的方式对基板终端部分的从光连接器15到电路板端光连接器112的光纤16进行布线，可使电路板111上的光布线的分布变得简便。此外，如图12中所示，即使在上述的电路板111上形成了光波导22的情况的光波导22与封装体基板端的从4个方向输入输出的光波导14的连接中，由于光波导相互间在基板端的1个边(1个矢量)上进行光结合即可，故也可实现没有角度偏移的高精度的光结合。
再者，通过在基板端的1个边上汇集与基板的外部连接的光I/O，由于可在其它的3个边的基板端的附近经电路113安装存储器封装体114等的周边芯片，故即使对于电路板111内的封装体高集成化，也具有效果。
此外，如图10中所示，制作以下述方面为特征的光电集成电路元件：在四边形的封装体基板11上安装LSI封装体13，在该LSI封装体13的大于等于二边的周边分别安装光电变换元件12，将第1、第2光电变换元件设置成电连接于与该LSI封装体13的I/O端子电连接的一个边和与其不同的边的I/O端子，连结上述第1光电变换元件的光信号输入输出端与外部的第一光波导14和连结上述第2光电变换元件的光信号输入输出端与外部的第二光波导22以上述基板的4个端面中的任意的某2个端面分别以相同的端面的全部为终端。
此外，如图8中所示，制作以下述方面为特征的光电集成电路元件：光波导14和光波导22以基板11的4个端面中的邻接的2个端面分别以相同的端面的全部为终端。由此，在电路板上安装了2个上述集成电路元件的情况下，在各基板的4个端面中的一个端面相互间对集成电路元件间进行光连接，在各基板的另一个端面中能以直线的方式与背板侧电路板端光连接器进行光布线。
此外，如图10中所示，制作以下述方面为特征的光电集成电路元件：光波导14和光波导22以基板11的4个端面中的对于基板中心对向的2个端面分别以相同的端面的全部为终端。由此，即使在用该光电集成电路元件处理了以太等从电路板的前面部输入输出的光信号后对背板进行输入输出的结构中，利用本发明的结构也能得到与上述的内容同样的效果。
此外，如图8中所示，制作以下述方面为特征的光电集成电路元件：光波导14与光波导22在基板11上互相交叉。如图7或图9中所示，即使光波导14与光波导22不交叉，也能实现上述的由本发明的结构得到的效果，但进而如图8中所示，通过在基板上使光波导相互间交叉，由于因波导弯曲导致的光的发射损耗抑制或光布线部分的节省空间的缘故可减小集成电路元件基板的面积，故是有效的。再有，在电布线中，若在同一层中使布线相互间交叉就短路了，但在光布线的情况下，即使在该情况下也可认为几乎没有干涉等的影响。
此外，如图1中所示，制作以下述方面为特征的光电集成电路元件：LSI封装体13和分别设置成与其I/O端子电连接的光电变换元件12与封装体基板的端面19的位置关系相对于平行而言倾斜了。由此，与图4中表示的LSI封装体13和光电变换元件12与基板的端面的位置关系为平行的情况相比，由于可缓和光波导14的弯曲半径，故可抑制来自弯曲部分的光的发射损耗。
此外，如图6、图7中所示，制作以下述方面为特征的光电集成电路元件：对于上述基板的厚度方向，分别用同一层或2层构成了第一光波导和第二光波导。
再者，如图1中所示，制作以下述方面为特征的光电集成电路元件：在封装体基板11上具备用于与电路板进行电连接的网格焊球阵列18或网格插针阵列端子。
此外，如图2中所示，制作以下述方面为特征的光电集成电路元件：至少用1个驱动用IC28和面发光二极管27构成了光电变换元件12。
此外，如图2中所示，制作以下述方面为特征的光电集成电路元件：至少用1个信号放大用IC26和面受光二极管25构成了光电变换元件。
此外，如图1中所示，制作以下述方面为特征的光电集成电路元件：经光纤连接器15对光波导14的基板端面19的终端部分与外部进行了光连接。
此外，如图15中所示，使用光电集成电路元件151，用光布线构成电路板间的高频信号布线，将其制作成传送装置。
此外，本发明提供一种光电集成电路元件，其特征在于：具有：具有四边的基板；在上述基板上安装的LSI封装体；与在上述LSI封装体的一条边上配置的I/O端子电连接的第1光电变换元件；与配置在上述LSI封装体的上述一条边的对向边上的I/O端子电连接的第2光电变换元件；与配置在上述LSI封装体的上述一条边的相邻边上的I/O端子电连接的第3光电变换元件；以及与配置在上述LSI封装体的上述一条边的相邻边的对向边上的I/O端子电连接的第4光电变换元件，其中，上述第1光电变换元件和第2光电变换元件分别经由光波导与第1连接器设置槽光学连接，
上述第3光电变换元件和第4光电变换元件分别经由光波导与第3连接器设置槽光学连接，
上述第1和第3连接器设置槽配置在上述基板的一侧的边上，
将上述第1和第2光电变换元件中、位于与上述第1连接器设置槽对置的上述LSI封装体的一边的一方的光电变换元件与上述第1连接器设置槽连接起来的光波导通过上述LSI封装体的下方，并且
将上述第3和第4光电变换元件中、位于与上述第3连接器设置槽对置的上述LSI封装体的一边的一方的光电变换元件与上述第3连接器设置槽连接起来的光波导通过上述LSI封装体的下方。
按照本发明的实施例，可提供在同一基板上高集成地安装在LSI的四周配置的光电变换元件、同时避免因发热引起的发光或受光二极管的特性恶化、进而使电路板上的光布线的分布变得简便的光电集成电路元件和使用了该光电集成电路元件的传送装置。
附图说明
图1是作为本发明的第一实施例的光电集成电路元件的俯视图。
图2是作为本发明的第一实施例的光电集成电路元件的剖面图。
图3A用于说明作为本发明的第一实施例的光电集成电路元件的制作方法的一例。
图3B用于说明作为本发明的第一实施例的光电集成电路元件的制作方法的一例。
图3C用于说明作为本发明的第一实施例的光电集成电路元件的制作方法的一例。
图3D用于说明作为本发明的第一实施例的光电集成电路元件的制作方法的一例。
图3E用于说明作为本发明的第一实施例的光电集成电路元件的制作方法的一例。
图4是作为本发明的第一实施例的光电集成电路元件的LSI封装体和光电变换元件对于基板端平行的位置关系的俯视图。
图5是作为本发明的第一实施例的光电集成电路元件的光波导相互间不交叉的结构的俯视图。
图6是作为本发明的第一实施例的光电集成电路元件的在单层基板上形成了光波导的斜视结构图。
图7是作为本发明的第一实施例的光电集成电路元件的在同一层基板上不交叉地分别在2层中形成了光波导的斜视结构图。
图8是作为本发明的第二实施例的光电集成电路元件的俯视图。
图9是作为本发明的第二实施例的光电集成电路元件的光波导相互间不交叉的结构的俯视图。
图10是作为本发明的第三实施例的光电集成电路元件的俯视图。
图11是作为本发明的第四实施例的安装了图1的光电集成电路元件并进行了光连接的电路板的俯视图。
图12是作为本发明的第五实施例的安装了光电集成电路元件并用光波导相互间进行了光连接的电路板的俯视图。
图13是作为本发明的第六实施例的安装了图8的光电集成电路元件并对集成电路元件间和集成电路元件与电路板端进行了光连接的电路板的俯视图。
图14是作为本发明的第七实施例的安装了图10的光电集成电路元件并进行了光连接的电路板的俯视图。
图15是作为本发明的第八实施例的使用了光电集成电路元件的光传送装置的斜视图。
符号的说明
11，21...封装体基板、12...光电变换元件、13...LSI封装体、14，22，131...光波导、15，143...光纤连接器、16，142...光纤、17...连接器设置槽、18...凸点阵列、19，60，80，81...基板端光输入输出部、23...高频电布线层、24...高频电路、25...面受光二极管、26...信号放大IC、27...面发光二极管、28...驱动用IC、29...光波导反射镜部、31...层叠基板(1)、32...层叠基板(1)表面、33...层叠基板(2)、34...层叠基板(2)背面、35，301...基板槽部、36，302...光输入输出窗、37...层叠基板(2)表面、38...层叠基板(3)、39...层叠基板(3)背面、303...层叠基板(3)表面、304...基座基板、40...光波导弯曲部、50...LSI安装部、61...光电变换元件安装位置A、62...光电变换元件安装位置B、110，130，151...光电集成电路元件、111...子电路板、112，141...电路板端光连接器、113...电路、114...存储器封装体、140...前面侧电路板端、144...背板侧电路板端、150...背板、152...光布线、153...开关卡、154...线卡、162...LSI。
具体实施方式
以下使用附图详细地叙述实施形态。
实施例1
图1是作为本发明的第一实施例的光电集成电路元件的俯视图。在此，表示在封装体基板11上形成的各光波导14的光输入输出部以封装体基板11的相同端面19的全部为终端的例子。此外，在图2中表示作为本发明的第一实施例的光电集成电路元件的剖面图。在图2的例子中，用2层结构在封装体基板21上形成了光波导22。各光波导22的与外部之间的光输入输出部以封装体基板的相同端面的全部为终端，经在该部分的槽部17中设置的光连接器15实现光连接。此外，在这些光波导22的另一端形成了反射镜部29，光波导内的传播光由反射镜部29反射，与在基板上以倒装芯片方式安装的光电变换元件12内的面受光二极管25或面发光二极管27进行光连接。此外，在基板上安装的LSI封装体13与光电变换元件12经在高频电布线层23上形成的线路24进行电连接。
其次，使用图3简单地说明该光电集成电路元件的制作方法的一例。首先，如图3A所示，在层叠基板(1)31的表面32上涂敷或粘贴材料为聚合物或石英的光波导14，利用刻蚀等形成图案。在此，如图3A所示，各光波导14在同一层中彼此交叉。其次，如图3B所示，在层叠基板(2)33的背面34上利用刻蚀或切削等形成了基板槽部35后，分别在图中表示的位置上形成光入射窗36。在此，基板槽部35的深度比图3A中表示的光波导14的厚度深。再有，光入射窗36可以是完全挖出基板后的原有状态，或可以在挖出部中埋入对使用光的波长透明的树脂。其次，如图3C所示，在层叠基板(2)33的表面37上与图3A中的说明同样地形成光波导22。其后，使用对准标记等贴合刚才的层叠基板(1)31的表面32与层叠基板(2)33的背面34。其次，如图3D所示，与上述同样地在层叠基板(3)38的背面39上形成基板槽部301和光入射窗302。在此，在基板(3)的表面303上形成高频电路图案。其次，使用与刚才同样的对准标记等贴合与层叠基板(1)31贴合的层叠基板(2)33的表面37和层叠基板(3)38的背面39。其后，如图3E所示，利用切削等在层叠基板(1)～(3)的端部形成了连接器设置槽后，进而通过将层叠基板(1)～(3)粘贴到基座基板304上，完成封装体基板。此外，通过在作为该封装体基板的最上层的层叠基板(3)38的表面303的高频电路图案上以倒装芯片方式安装LSI封装体13和光电变换元件12，完成光电集成电路元件。再有，在此虽未提及LSI封装体13或光电变换元件12的电输入输出与作为封装体基板的电输入输出的凸点阵列18的电连接，但实际上在层叠基板(1)～(3)的表面背面上形成了电布线图案，再者即使对于各层间也经通路孔进行了电连接。此外，可在层间输出这些电布线图案，以便避开光波导14的部分，只要是包层部等的核心部以外，电通路也可贯通光波导。
其次，在图1所表示的例子中，LSI封装体13以及光电变换元件12与封装体基板11的端面19的位置关系相对于平行而言有所倾斜，但即使如图4中所示LSI封装体13以及光电变换元件12与基板的端面的位置关系是平行的，由本发明结构得到的效果也是同样的。但是，如上所述，如果考虑因来自光波导弯曲部40的光的发射所引起的损耗，则如图1所示，由于LSI封装体13以及光电变换元件12对于封装体基板11的端面19比平行倾斜的做法可缓和光波导14的弯曲半径或角度，故更为理想。
此外，在图3所表示的例子中，光波导14相互间在基板上互相交叉，但即使如图5所示不使光波导相互间交叉，也可实现由本发明的结构得到的效果。但是，如上所述，由于图3那样的在基板上使光波导相互间交叉的做法因波导弯曲导致的光的发射损耗抑制或光布线部分的节省空间的缘故，可减小集成电路元件基板的面积，故是有效的。
再者，在图3的例子中，用2层结构在层叠基板(1)31上形成了光波导14，在层叠基板(2)33上形成了光波导22，层叠基板(2)33上的光波导22在同层基板上分别交叉。与此不同，如图6中所示，可以使布线于离基板端光输入输出部60近的光电变换元件安装位置A61上的光波导和连接于离基板端光输入输出部60远的光电变换元件安装位置B62上的光波导分别在单层基板上交替地改变长度进行布局。此外，如图7中所示，即使在各同层基板上不使层叠基板(1)31上的光波导14和层叠基板(2)33上的光波导22交叉地制作成2层结构，由本发明的结构得到的效果也是相同的。
实施例2
图8是作为本发明的第二实施例的光电集成电路元件的俯视图。在此，表示在封装体基板11上形成的各光波导的光输入输出部以封装体基板11的4个端面中的相邻的2个端面为终端的例子，其中的每个光波导的光输入输出部各自分别以同一端面的全部为终端。如图8所示，将封装体基板11上安装的第1光电变换元件的光信号输入输出端与外部连结的第一光波导14以背板侧基板端光输入输出部80的光纤连接器15为终端，将第2光电变换元件的光输入输出端与外部连结的第二光波导22以与基板端光输入输出部80相邻的基板端的光输入输出部81为终端。在该例中，对于在电路板上安装了2个光电集成电路元件的情况的光连接方法是有效的。
再有，在图8所表示的例子中，在封装体基板11上的LSI安装部50中光波导14与光波导22互相交叉，但即使如图9所示不使光波导相互间交叉，由本发明的结构得到的效果也是相同的。
实施例3
图10是作为本发明的第三实施例的光电集成电路元件的俯视图。在此，表示在封装体基板11上形成的各光波导的光输入输出部以封装体基板11的4个端面中的相对于基板中心对向的2个端面为终端的例子，其中的每个光波导的光输入输出部各自分别以同一端面的全部为终端。如图10所示，将封装体基板11上安装的第1光电变换元件的光信号输入输出端与外部连结的第一光波导14以背板侧基板端光输入输出部80的光纤连接器15为终端，将第2光电变换元件的光信号输入输出端与外部连结的第二光波导22以相对于基板中心与基板端光输入输出部80对向的基板端的光输入输出部81的光纤连接器18为终端。在该例中，在用该光电集成电路元件处理了以太等从电路板的前面部输入输出的光信号后对背板进行输入输出的结构中，由于可进行光布线的直线的分布，故是有效的。
实施例4
图11是作为本发明的第四实施例的安装了图1的光电集成电路元件并进行了光连接的电路板的俯视图。如图11所示，在子电路板111上安装在图1中已说明的光电集成电路元件110，以直线的方式对从该集成电路元件110的基板终端部分的光连接器15到电路板端光连接器112为止的光纤16进行布线，使电路板111上的光布线的分布变得简便。此外，在该集成电路元件110的与外部连接的光I/O部以外的3个边的基板端的附近经电路113安装了存储器封装体114等的周边芯片。由此，如上所述，即使对电路板111内的封装体高集成化，也具有效果。
实施例5
图12是作为本发明的第五实施例的安装了光电集成电路元件并在光波导相互间进行了光连接的电路板的俯视图。如图12所示，通过在子电路板111上安装光电集成电路元件110，以直线的方式到电路板端光纤连接器112为止对该集成电路元件110的基板终端部分的光波导14和在子电路板111上形成的光波导22进行布线。由此，如上所述，由于基板终端部分和在子电路板上形成的光波导相互间在基板端的1个边(1个矢量)上进行光结合即可，故可实现没有角度偏移的高精度的光结合。
实施例6
图13是作为本发明的第六实施例的安装了图8的光电集成电路元件并对集成电路元件间和集成电路元件与电路板端进行了光连接的电路板的俯视图。如图13所示，在子电路板111上安装光电集成电路元件110和另一个光电集成电路元件130，用在子电路板111上形成的光波导131对集成电路元件110的基板终端部分的光波导14和集成电路元件130的基板终端部分的光波导22进行光连接。再者，制作了用光纤16以直线的方式对各集成电路元件的另一个基板终端部分的光连接器15和电路板端光连接器112进行布线的结构。由此，即使在并排地安装了2个光电集成电路元件的情况下，也可得到在实施例1和5中分别说明的双方的效果。
实施例7
图14是作为本发明的第七实施例的安装了图10的光电集成电路元件并进行了光连接的电路板的俯视图。如图14所示，通过在子电路板111上安装在图10中说明的光电集成电路元件110，用光纤16以直线的方式对该集成电路元件110的一个基板终端部分的光连接器15和背板侧电路板端144的光连接器112进行布线。此外，同样地用光纤142以直线的方式对该集成电路元件110的另一个基板终端部分的光连接器143和前面侧电路板端140的光连接器141进行布线。利用该结构可得到在实施例3中说明的效果。
实施例8
图15是作为本发明的第八实施例的使用了光电集成电路元件的光传送装置的斜视图。如图15所示，将与实施例7同样的结构应用于分别与背板150连接的线卡154，在用光电集成电路元件151处理了以太等从电路板的前面部经光连接器141输入输出的光信号后，与背板侧的光连接器112进行了光连接。再者，来自各线卡154的光信号经背板的光布线152被开关卡153收集。将与实施例4同样的结构应用于该开关卡，具有在电路板上利用光布线152到光电集成电路元件110和电路板端光连接器112为止以直线的方式进行光连接、将用集成电路元件110处理的光信号再次对各线卡154进行输入输出的功能。
产业上利用的可能性
本发明可适用于在传送装置内统一处理在电路板间发送接收的大容量光信号的光电集成电路元件、其安装结构和使用了该光电集成电路元件的传送装置。
Claims (5)
1.一种光电集成电路元件，其特征在于：
具有：
具有四边的基板；
在上述基板上安装的LSI封装体；
与在上述LSI封装体的一条边上配置的I/O端子电连接的第1光电变换元件；
与配置在上述LSI封装体的上述一条边的对向边上的I/O端子电连接的第2光电变换元件；
与配置在上述LSI封装体的上述一条边的相邻边上的I/O端子电连接的第3光电变换元件；以及
与配置在上述LSI封装体的上述一条边的相邻边的对向边上的I/O端子电连接的第4光电变换元件，其中，
上述第1光电变换元件和第2光电变换元件分别经由光波导与第1连接器设置槽光学连接，
上述第3光电变换元件和第4光电变换元件分别经由光波导与第3连接器设置槽光学连接，
上述第1和第3连接器设置槽配置在上述基板的一侧的边上，
将上述第1和第2光电变换元件中、位于与上述第1连接器设置槽对置的上述LSI封装体的一边的一方的光电变换元件与上述第1连接器设置槽连接起来的光波导通过上述LSI封装体的下方，并且
将上述第3和第4光电变换元件中、位于与上述第3连接器设置槽对置的上述LSI封装体的一边的一方的光电变换元件与上述第3连接器设置槽连接起来的光波导通过上述LSI封装体的下方。
2.如权利要求1中所述的光电集成电路元件，其特征在于：
上述第2光电变换元件和上述第4光电变换元件具有驱动用集成电路和面发光二极管，将从上述面发光二极管发出的光传送到分别与上述第1和第3连接器设置槽连接的光波导。
3.如权利要求1中所述的光电集成电路元件，其特征在于：
连接上述第1光电变换元件和上述第2光电变换元件的第1光波导与连接上述第3光电变换元件和上述第4光电变换元件的第2光波导形成在上述基板内设置的相同的层中，并且配置于互相交叉的方向。
4.如权利要求1中所述的光电集成电路元件，其特征在于：
连接上述第1光电变换元件和上述第2光电变换元件的第1光波导与连接上述第3光电变换元件和上述第4光电变换元件的第2光波导分别形成在上述基板内设置的不同的层中，并且配置于互相交叉的方向。
5.如权利要求1中所述的光电集成电路元件，其特征在于：
具有经光波导光学连接了上述第2光电变换元件与上述第4光电变换元件的第2和第4连接器设置槽，
在与上述一侧的边对向的侧边上排列了上述第2和第4连接器设置槽。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2004/014226 WO2006035499A1 (ja) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | 光電気集積回路素子およびそれを用いた伝送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1993639A CN1993639A (zh) | 2007-07-04 |
| CN1993639B true CN1993639B (zh) | 2013-01-16 |
Family
ID=36118651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2004800436797A Expired - Fee Related CN1993639B (zh) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | 光电集成电路元件和使用该光电集成电路元件的传送装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7657136B2 (zh) |
| JP (1) | JP4462269B2 (zh) |
| KR (1) | KR100911508B1 (zh) |
| CN (1) | CN1993639B (zh) |
| TW (1) | TW200611434A (zh) |
| WO (1) | WO2006035499A1 (zh) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006035499A1 (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-06 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | 光電気集積回路素子およびそれを用いた伝送装置 |
| US8000608B2 (en) * | 2005-03-23 | 2011-08-16 | Phyworks Limited | Integrated circuit for communications modules |
| KR101057565B1 (ko) * | 2006-09-21 | 2011-08-17 | 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 | 광 도파로 기판 및 그것을 이용한 광전기 하이브리드 회로 실장 기판 |
| JP5107679B2 (ja) * | 2007-11-13 | 2012-12-26 | 日本特殊陶業株式会社 | 光電気混載パッケージ及び光コネクタ並びにこれらを備えた光電気混載モジュール |
| CN101939677B (zh) * | 2008-02-08 | 2013-03-20 | 日立化成工业株式会社 | 光布线印刷基板的制造方法和光布线印刷电路基板 |
| US8989531B2 (en) | 2009-03-30 | 2015-03-24 | Kyocera Corporation | Optical-electrical wiring board and optical module |
| WO2011033043A2 (en) * | 2009-09-17 | 2011-03-24 | Vti Immobilien & Treuhand Ag | Connector and system |
| JP2011158666A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Toshiba Corp | 光電気フレキシブル配線モジュール及びその製造方法 |
| JP2011227371A (ja) * | 2010-04-22 | 2011-11-10 | Nec Corp | 半導体パッケージ |
| FR2963101B1 (fr) | 2010-07-22 | 2013-02-15 | Commissariat Energie Atomique | Detecteur de particules et procede de realisation d'un tel detecteur |
| WO2012015384A1 (en) | 2010-07-26 | 2012-02-02 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | A system including a module |
| JP5734709B2 (ja) | 2011-03-17 | 2015-06-17 | 富士通株式会社 | 光コネクタ及び電子情報機器 |
| CN102809784B (zh) | 2011-06-02 | 2014-08-27 | 富士康(昆山)电脑接插件有限公司 | 光背板组件 |
| US8781267B2 (en) * | 2012-01-27 | 2014-07-15 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson | Optical physical interface module |
| JP2015121565A (ja) * | 2012-03-02 | 2015-07-02 | 株式会社日立製作所 | 多チャンネル光モジュール及びそれを用いた情報処理装置 |
| CN107748417B (zh) * | 2013-04-12 | 2020-04-21 | 夏天 | 二极管模组的制作方法 |
| US9551845B1 (en) * | 2013-10-01 | 2017-01-24 | Microsemi Storage Solutions (U.S.), Inc. | Method for manufacturing optical engine packages and apparatus from which optical engine packages are manufactured |
| JP2015106099A (ja) * | 2013-12-02 | 2015-06-08 | 住友ベークライト株式会社 | 光配線部品、光モジュール、光電気混載基板および電子機器 |
| JP6664897B2 (ja) * | 2015-07-22 | 2020-03-13 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
| JP6231608B2 (ja) * | 2016-04-21 | 2017-11-15 | 日本電信電話株式会社 | 光電子集積回路の実装方法 |
| CN105807367B (zh) * | 2016-05-27 | 2019-06-14 | 湖南大学 | 一种基于石墨烯光电器件的光电集成电路 |
| JP6660820B2 (ja) * | 2016-06-13 | 2020-03-11 | 日本電信電話株式会社 | 光デバイス |
| US10025044B1 (en) * | 2017-01-17 | 2018-07-17 | International Business Machines Corporation | Optical structure |
| US10359565B2 (en) * | 2017-02-07 | 2019-07-23 | Nokia Of America Corporation | Optoelectronic circuit having one or more double-sided substrates |
| EP3732520B1 (en) * | 2017-12-30 | 2024-01-24 | Telescent Inc. | Automated installation and reconfiguration of fiber optic and copper cables in large scale data centers |
| US10598860B2 (en) * | 2018-03-14 | 2020-03-24 | Globalfoundries Inc. | Photonic die fan out package with edge fiber coupling interface and related methods |
| CN114114528B (zh) * | 2020-08-28 | 2023-06-02 | 深南电路股份有限公司 | 光纤线路板组件以及光电混合线路板 |
| US20230090863A1 (en) * | 2021-09-22 | 2023-03-23 | Intel Corporation | Optical waveguide edge coupling within a substrate |
| CN113949949A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-18 | 中航光电科技股份有限公司 | 一种基于转向设计的光波导路由交换设计方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0642046A1 (en) * | 1993-09-03 | 1995-03-08 | Motorola, Inc. | Intelligent opto-bus with display |
| CN1209555A (zh) * | 1997-08-27 | 1999-03-03 | 三星电子株式会社 | 输入和输出光纤阵列在一块平面基座上的光纤阵列模件 |
| US20030025962A1 (en) * | 2000-09-21 | 2003-02-06 | Shinji Nishimura | Wavelength division multiplexed optical interconnection device |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0215679A (ja) * | 1988-07-04 | 1990-01-19 | Ricoh Co Ltd | 実装方法 |
| WO1994006052A1 (en) * | 1992-09-10 | 1994-03-17 | Fujitsu Limited | Optical circuit system and its constituents |
| JPH08110435A (ja) * | 1994-10-12 | 1996-04-30 | Hitachi Ltd | 半導体光結合装置 |
| JP3803596B2 (ja) * | 2002-03-14 | 2006-08-02 | 日本電気株式会社 | パッケージ型半導体装置 |
| JP2003344695A (ja) * | 2002-05-22 | 2003-12-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路モジュール |
| WO2006035499A1 (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-06 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | 光電気集積回路素子およびそれを用いた伝送装置 |
-
2004
- 2004-09-29 WO PCT/JP2004/014226 patent/WO2006035499A1/ja active Application Filing
- 2004-09-29 CN CN2004800436797A patent/CN1993639B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2004-09-29 KR KR1020077002128A patent/KR100911508B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2004-09-29 JP JP2006537601A patent/JP4462269B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2004-09-29 US US11/658,587 patent/US7657136B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-01-25 TW TW094102147A patent/TW200611434A/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0642046A1 (en) * | 1993-09-03 | 1995-03-08 | Motorola, Inc. | Intelligent opto-bus with display |
| CN1209555A (zh) * | 1997-08-27 | 1999-03-03 | 三星电子株式会社 | 输入和输出光纤阵列在一块平面基座上的光纤阵列模件 |
| US20030025962A1 (en) * | 2000-09-21 | 2003-02-06 | Shinji Nishimura | Wavelength division multiplexed optical interconnection device |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JP平8-110435A 1996.04.30 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20090003761A1 (en) | 2009-01-01 |
| KR100911508B1 (ko) | 2009-08-10 |
| JPWO2006035499A1 (ja) | 2008-05-15 |
| JP4462269B2 (ja) | 2010-05-12 |
| CN1993639A (zh) | 2007-07-04 |
| WO2006035499A1 (ja) | 2006-04-06 |
| US7657136B2 (en) | 2010-02-02 |
| TW200611434A (en) | 2006-04-01 |
| TWI376038B (zh) | 2012-11-01 |
| KR20070030934A (ko) | 2007-03-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1993639B (zh) | 光电集成电路元件和使用该光电集成电路元件的传送装置 | |
| KR100570424B1 (ko) | 광학적으로 접속가능한 회로 보드 | |
| US9391708B2 (en) | Multi-substrate electro-optical interconnection system | |
| CN101939677B (zh) | 光布线印刷基板的制造方法和光布线印刷电路基板 | |
| KR101054174B1 (ko) | 반도체 칩 모듈 및 모듈 | |
| CN102081205B (zh) | 光电复合配线模块及其制造方法 | |
| CN102308236B (zh) | 光波导和光波导模块 | |
| EP1723456B1 (en) | System and method for the fabrication of an electro-optical module | |
| US8285087B2 (en) | Optical interconnection system using optical printed circuit board having one-unit optical waveguide integrated therein | |
| JP5439080B2 (ja) | 光ｉ／ｏアレイモジュール | |
| US8000564B2 (en) | Photoelectric conversion module for direct optical interconnection and method of manufacturing the same | |
| US20100215313A1 (en) | Optical interconnection assembled circuit | |
| US20100166363A1 (en) | Optical waveguide substrate and substrate mounting photoelectric hybrid circuit | |
| US11611004B2 (en) | Opto-electronic integrated circuit and computing apparatus | |
| CN101900859A (zh) | 光电复合布线模块及其制造方法 | |
| CN106646772A (zh) | 光电转换模组 | |
| JP2003057468A (ja) | 光素子、光導波装置、それらの製造方法、およびそれらを用いた光電気混載基板 | |
| CN112993058B (zh) | 一种基于混合集成工艺的光电微系统封装结构 | |
| JP4638044B2 (ja) | 光送受信モジュール | |
| US20030038297A1 (en) | Apparatus,system, and method for transmission of information between microelectronic devices | |
| CN1977199A (zh) | 制造电－光模块的系统和方法 | |
| CN116338876A (zh) | 一种基于玻璃基波导基板的光电模块 | |
| KR20220006707A (ko) | 광배선 커넥터 모듈 및 그 모듈을 포함한 광통신 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130116 Termination date: 20170929 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |