JP2000081524A - 光送受信システム - Google Patents

光送受信システム

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JP2000081524A JP10252416A JP25241698A JP2000081524A JP 2000081524 A JP2000081524 A JP 2000081524A JP 10252416 A JP10252416 A JP 10252416A JP 25241698 A JP25241698 A JP 25241698A JP 2000081524 A JP2000081524 A JP 2000081524A
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light emitting
light
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Takahiko Kosemura
孝彦 小瀬村
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、同一基板上に光部品と電子部品が
混載されている光送受信システムにおいて、光部品及び
電子部品を高密度に且つ効率的に実装することが可能な
光送受信システムを提供することを目的とする。 【解決手段】 多層基板１０の上面に一対の面型発光受
光素子１２ａ、１２ｂがフリップチップ接合法を用いて
フェイスダウン実装され、面型発光受光素子１２ａ、１
２ｂの中心真下に貫通穴１４ａ、１４ｂがそれぞれ形成
されている。貫通穴１４ａ、１４ｂ内壁には、表面にメ
ッキ処理が施された導体層からなるクラッド部が、中央
部にはポリマー樹脂からなるコア部が形成されている。
多層基板１０の下面には、一方の貫通穴１４ａの真下か
ら他方の貫通穴１４ｂの真下にまで直線的に延びる光導
波路２２が形成されている。この光導波路２２の両端部
には４５゜マイクロミラー２８ａ、２８ｂがそれぞれ形
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光送受信システムに
係り、特に同一基板上に光部品及び電子部品が混載され
ている光送受信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣ（集積回路）技術やＬＳＩ（大規模
集積回路）技術の進歩により、これらの動作速度や集積
規模が向上し、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit ；マイ
クロプロセッサ）の高性能化やメモリチップの高速大容
量化が急速に進展している。このような状況下では、特
に高速デジタル信号伝送及びＭＰＵとメモリチップ間の
高速バス等を必要とする場合においては、信号配線の高
速・高密度化による電気配線遅延やクロストーク悪化が
高性能化等のネックとなっている。この問題を解消し得
る技術として、光配線（光インターコネクション）が注
目されている。この光配線は、機器装置間、機器装置内
ボード間、ボード内チップ間等、様々なレベルで適用可
能と考えられているが、例えばチップ間のように比較的
短距離の信号伝送には、光導波路を伝送路とした光送受
信システムが有効である。
【０００３】このような光導波路を伝送路とする従来の
光送受信システムの一例を、図９及び図１０を用いて説
明する。ここで、図９は従来の光送受信システムの一例
を示す概略断面図、図１０は図９の光送受信システムの
光導波路及び４５゜マイクロミラーを示す拡大図であ
る。図９に示されるように、第１〜第４の絶縁層７０
ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄが順に積層された多層基板
７０の上面には、２個の面型発光受光素子７２ａ、７２
ｂが各々フリップチップ（Flip Chip ）接合法を用いて
フェイスダウン実装、即ち発光受光面を下向きにして実
装されている。
【０００４】なお、図示はしないが、多層基板７０の上
面及び下面並びに第１〜第４の絶縁層７０ａ、７０ｂ、
７０ｃ、７０ｄ間には配線層が形成され、またこれらの
配線層は第１〜第４の絶縁層７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、
７０ｄに形成されたビアホールを介して接続され、全体
として多層配線構造をなしている。また、多層基板７０
の上面には、面型発光受光素子７２ａ、７２ｂの他に、
例えば発光駆動及び受光増幅回路、ＬＳＩ回路、インダ
クタ、キャパシタ、抵抗などの電子部品がフリップチッ
プ接合法やワイヤボンディング（Wire Bonding）接合法
を用いて実装されている。
【０００５】また、多層基板７０の上面には、面型発光
受光素子７２ａの真下から面型発光受光素子７２ｂの真
下にまで直線的に延びる光導波路７４が形成されてい
る。この光導波路７４は、図１０に示されるように、光
信号を透過する中心のコア部７６と、このコア部７６を
包囲し、コア部７６よりも屈折率の低い材料からなるク
ラッド部７８とから構成されている。そして、この光導
波路７４の両端部には、それぞれ４５゜マイクロミラー
８０ａ、８０ｂが形成されている。
【０００６】このように図９及び図１０に示される光送
受信システムにおいては、例えば面型発光受光素子７２
ａの発光面から出射された光信号は、その発光面の真下
に位置する４５゜マイクロミラー８０ａによって９０°
に全反射された後、光導波路７４のコア部７６に入射さ
れ、そのコア部７６内を伝搬する。そして、この光導波
路７４のコア部７６内を伝搬してきた光信号は、４５゜
マイクロミラー８０ｂによって９０°に全反射された
後、この４５゜マイクロミラー８０ｂの真上に位置する
面型発光受光素子７２ｂの受光面に入射される。
【０００７】こうして、面型発光受光素子７２ａから出
射された光信号は、４５゜マイクロミラー８０ａ、光導
波路７４、及び４５゜マイクロミラー８０ｂを介して、
面型発光受光素子７２ｂに伝送される。同様にして、面
型発光受光素子７２ｂから出射された光信号も、４５゜
マイクロミラー８０ｂ、光導波路７４、及び４５゜マイ
クロミラー８０ａを介して、面型発光受光素子７２ａに
伝送される。
【０００８】なお、図１０において、光信号が４５゜マ
イクロミラー８０ａによって９０°に全反射され、光導
波路７４のコア部７６内を伝搬する様子を光伝送イメー
ジとして矢印で表しているが、この光伝送イメージは便
宜的な表示であって、実際には、所定の臨界角の範囲内
で入射した光信号が光導波路７４のコア部７６とクラッ
ド部７８との界面において全反射を繰り返しながら伝搬
することは言うまでもないことである。
【０００９】また、上記図９及び図１０に示される４５
゜マイクロミラー８０ａ、８０ｂの代わりに、図１１に
示されるような微小ミラー部品を用いる場合もある。即
ち、多層基板７０の上面には、一方の面型発光受光素子
から他方の面型発光受光素子にまで直接的に延びる光導
波路８２が形成され、この光導波路８２も、光信号を透
過する中心のコア部８４と、このコア部８４を包囲し、
コア部８４よりも屈折率の低い材料からなるクラッド部
８６とから構成されているが、この光導波路８２の一方
の端部に隣接し且つ一方の面型発光受光素子の発光面の
直下に位置する多層基板７０上面に微小ミラー部品８８
が形成されている。また、図示はしないが、光導波路８
２の他方の端部に隣接し且つ他方の面型発光受光素子の
受光面の直下に位置する多層基板７０上面にも微小ミラ
ー部品が形成されている。
【００１０】そして、この場合、例えば一方の面型発光
受光素子の発光面から出射された光信号は、この微小ミ
ラー部品８８の４５゜ミラー面９０によって９０°に全
反射された後、光導波路８２のコア部８４に入射され、
そのコア部８４内を伝搬するようになっている。また、
この光導波路８２のコア部８４内を伝搬してきた光信号
は、光導波路８２の他方の端部に隣接して形成されてい
る微小ミラー部品（図示せず）の４５゜ミラー面によっ
て９０°に全反射された後、その真上に位置する他方の
面型発光受光素子の受光面に入射されるようになってい
る。
【００１１】次に、光導波路を伝送路とする従来の光送
受信システムの他の例を、図１２を用いて説明する。こ
こで、図１２は従来の光送受信システムの他の例を示す
概略断面図である。なお、上記図９に示す光送受信シス
テムの構成要素と同一の要素には同一の符号を付して説
明を省略する。また、図１２の光送受信システムの光導
波路及び４５゜マイクロミラーを示す拡大図は、上記図
１０と基本的に同様であるため図示を省略する。
【００１２】図１２に示されるように、第１〜第４の絶
縁層７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄが順に積層された
多層基板７０の上面には、面型発光受光素子９２がフリ
ップチップ接合法を用いてフェイスダウン実装されてい
る。また、多層基板７０の上面に形成された凹部の底面
には、ダイパッドを介して端面型発光受光素子９４がワ
イヤボンディング接合法を用いて実装されている。ま
た、多層基板７０の上面には、面型発光受光素子９２の
真下から端面型発光受光素子９４の端面にまで延びる光
導波路９６が形成されている。そして、この光導波路９
６の面型発光受光素子９２側の端部には、４５゜マイク
ロミラー９８が形成されている。
【００１３】この図１２に示される光送受信システムに
おいては、例えば面型発光受光素子９２の発光面から出
射された光信号は、その発光面の真下に位置する４５゜
マイクロミラー９８によって９０°に全反射された後、
光導波路９６に入射され、その光導波路９６内を伝搬す
る。そして、この光導波路９６内を伝搬してきた光信号
は、端面型発光受光素子９４の受光端面に入射される。
こうして、面型発光受光素子９２から出射された光信号
は、４５゜マイクロミラー９８及び光導波路９６を介し
て、端面型発光受光素子９４に伝送される。同様にし
て、端面型発光受光素子９４から出射された光信号も、
光導波路９６及び４５゜マイクロミラー９８を介して、
面型発光受光素子９２に伝送される。なお、ここで、４
５゜マイクロミラー９８の代わりに微小ミラー部品を用
いることが可能なことは、上記図１１を用いて説明した
場合と同様であるため、その図示及び説明は省略する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
光導波路を伝送路とする光送受信システムにおいては、
多層配線構造をなす多層基板７０の上面に、面型発光受
光素子７２ａ、７２ｂ、９２や端面型発光受光素子９４
の他に、例えば発光駆動及び受光増幅回路、ＬＳＩ回
路、インダクタ、キャパシタ、抵抗などの電子部品が混
載されており、更に面型発光受光素子７２ａ、７２ｂ間
や面型発光受光素子９２と端面型発光受光素子９４との
間を光学的に接続す光導波路７４、９６等の光配線部と
電子部品をフリップチップ実装又はワイヤボンディング
実装するための電気接合部とが入り組んで配置されてい
る。
【００１５】例えば図１３に示されるように、多層基板
７０の上面及び下面に電気配線部１００ａ、１００ｂを
形成し、この上面の電気配線部１００ａ上に例えばＬＳ
Ｉ回路１０２をフリップチップバンプ１０４を介してフ
リップチップ実装する際に、ＬＳＩ回路１０２の複数の
フリップチップバンプ１０４が複数列の光導波路１０６
間に挟み込まれる構造となる。ここで、光導波路１０６
は、一対の発光受光素子間に直線的に形成されるため、
こうした直線的に延びる複数列の光導波路１０６等の光
配線部とＬＳＩ回路１０２等の電子部品の電気接合部と
が高密度に入り組むことになる。このため、ＬＳＩ回路
１０２等の種々の電子部品を例えばフリップチップ接合
法やワイヤボンディング接合法を用いて多層基板７０の
上面に実装する場合に、電子部品の配置の自由度が直線
的に延びる複数列の光導波路１０６等の光配線部によっ
て制約を受けることになり、高密度な且つ効率的な実装
が困難になるという問題があった。
【００１６】また、図１３に示されるように、例えばＬ
ＳＩ回路１０２をフリップチップバンプ１０４を介して
電気配線部１００ａ上にフリップチップ実装する場合に
は、電気配線部１００ａ表面を一部露出させる必要があ
ることから、中心のコア部１０８と周囲のクラッド部１
１０とから構成される光導波路１０６のクラッド部１１
０を切削し開口しなければならなかった。このため、そ
の製造プロセスが煩雑になるのみならず、光導波路１０
６の信頼性、引いては光送受信システムの信頼性を損な
うおそれもあった。
【００１７】また、光導波路７４、９６の端部に形成さ
れている４５゜マイクロミラー８０ａ、８０ｂ、９８
は、その断面形状が逆台形をなしているため、光導波路
７４、９６を機械的に切断加工する通常の方法を使用す
ることができず、ドライエッチングなどの技術を用いて
形成しなければならない。このため、その製造プロセス
が複雑且つ煩雑になり、コストの上昇を招くという問題
もあった。
【００１８】また、４５゜マイクロミラー８０ａ、８０
ｂ、９８の代わりに、上記図１１に示されるように、光
導波路８２の端面に隣接して微小ミラー部品８８を形成
することも可能であるが、この場合においても、微小ミ
ラー部品８８を面型発光受光素子７２ａ、７２ｂ、９２
の直下に正確な位置合わせを行って形成しなければなら
ないため、同様に、その製造プロセスが複雑且つ煩雑に
なり、コストの上昇を招くという問題があった。
【００１９】そこで本発明は、上記問題点を鑑みてなさ
れたものであり、同一基板上に光部品及び電子部品が混
載されている光送受信システムにおいて、光部品及び電
子部品を高密度に且つ効率的に実装することが可能な光
送受信システムを提供することを目的とする。また、光
部品の伝送路として使用する光導波路の端部に形成され
る４５゜マイクロミラーの製造プロセスを簡易化し、ロ
ーコスト化を達成することが可能な光送受信システムを
提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記課題は、以下の本発
明に係る光送受信システムにより達成される。即ち、請
求項１に係る光送受信システムは、基板と、この基板の
上面と下面とを貫通する貫通穴と、基板の上面又は下面
に実装された一対の発光受光素子とを有し、これら一対
の発光受光素子間の光送受信を行う際の伝送路としてこ
の貫通穴を用いることを特徴とする。
【００２１】このように請求項１に係る光送受信システ
ムにおいては、基板の上面と下面とを貫通する貫通穴を
一対の発光受光素子間の光送受信を行う際の伝送路とし
て用いることにより、従来のように基板の上面のみに光
配線部が形成されている場合と比較すると、例えば基板
の下面にも光導波路などの伝送路を形成することが可能
になるため、簡易な構造によって多様な光配線を行う自
由度が大きくなる。従って、基板の上面に光部品が高密
度に搭載される場合であっても、更に種々の電子部品が
高密度に混載される場合であっても、これら光部品や電
子部品の高密度の実装を阻害しないように一対の発光受
光素子間の光配線を行うことが可能になる。逆に言え
ば、貫通穴を一対の発光受光素子間の光送受信を行う際
の伝送路として用いることにより、光部品及び電子部品
が従来以上に高密度に且つ効率的に実装される。
【００２２】また、請求項２に係る光送受信システム
は、基板と、この基板の上面と下面とを貫通する貫通穴
と、基板の上面にフェイスダウン実装され、貫通穴の真
上に位置する第１の面型発光受光素子と、基板の下面に
フェイスダウン実装され、貫通穴の真下に位置する第２
の面型発光受光素子とを有し、第１の面型発光受光素子
と第２の面型発光受光素子と間の光送受信を貫通穴を介
して行うことを特徴とする。
【００２３】このように請求項２に係る光送受信システ
ムにおいては、基板の上面と下面とにそれぞれ実装され
た一対の第１の面型発光受光素子と第２の面型発光受光
素子との間の光送受信を、基板の上面と下面とを貫通す
る貫通穴を介して行うことにより、基板の上面に光配線
部を形成する必要がなくなるため、基板の上面に光部品
が高密度に搭載される場合であっても、更に種々の電子
部品が高密度に混載される場合であっても、これら光部
品や電子部品の高密度の実装を阻害しないように第１の
面型発光受光素子と第２の面型発光受光素子との間の光
配線を行うことが可能になる。逆に言えば、第１の面型
発光受光素子と第２の面型発光受光素子との間の光送受
信を行う際の伝送路として、基板の上面と下面とを貫通
する貫通穴を用いることにより、光部品及び電子部品が
従来以上に高密度に且つ効率的に実装される。
【００２４】また、請求項３に係る光送受信システム
は、基板と、この基板の上面と下面とを貫通する第１及
び第２の貫通穴と、基板の上面にフェイスダウン実装さ
れ、第１の貫通穴の真上に位置する第１の面型発光受光
素子と、基板の上面にフェイスダウン実装され、第２の
貫通穴の真上に位置する第２の面型発光受光素子と、基
板の下面に形成され、第１の貫通穴の真下から第２の貫
通穴の真下に至る光導波路と、この光導波路の両端部に
それぞれ形成された第１及び第２の光路屈曲手段とを有
し、第１の面型発光受光素子と第２の面型発光受光素子
と間の光送受信を第１の貫通穴、第１の光路屈曲手段、
光導波路、第２の光路屈曲手段、及び第２の貫通穴を介
して行うことを特徴とする。
【００２５】このように請求項３に係る光送受信システ
ムにおいては、基板の上面に実装された一対の第１の面
型発光受光素子と第２の面型発光受光素子との間の光送
受信を、基板の上面と下面とを貫通する第１及び第２の
貫通穴、第１の貫通穴の真下から第２の貫通穴の真下に
至る基板の下面に形成された光導波路、及びこの光導波
路の両端部にそれぞれ形成された第１及び第２の光路屈
曲手段を介して行うことにより、基板の上面に光配線部
を形成する必要がなくなるため、基板の上面に光部品が
高密度に搭載される場合であっても、更に種々の電子部
品が高密度に混載される場合であっても、これら光部品
や電子部品の高密度の実装を阻害しないように第１の面
型発光受光素子と第２の面型発光受光素子との間の光配
線を行うことが可能になる。逆に言えば、第１の面型発
光受光素子と第２の面型発光受光素子との間の光送受信
を行う際の伝送路として、基板の上面と下面とを貫通す
る第１及び第２の貫通穴並びに基板の下面に形成された
光導波路を用いることにより、光部品及び電子部品が従
来以上に高密度に且つ効率的に実装される。
【００２６】また、請求項４に係る光送受信システム
は、基板と、この基板の上面と下面とを貫通する貫通穴
と、基板の上面にフェイスダウン実装され、貫通穴の真
上に位置する面型発光受光素子と、基板の下面に実装さ
れた端面型発光受光素子と、基板の下面に形成され、貫
通穴の真下から端面型発光受光素子の端面に至る光導波
路と、光導波路の貫通穴側の端部に形成された光路屈曲
手段とを有し、面型発光受光素子と端面型発光受光素子
と間の光送受信を、貫通穴、光路屈曲手段、及び光導波
路を介して行うことを特徴とする。
【００２７】このように請求項４に係る光送受信システ
ムにおいては、基板の上面と下面とにそれぞれ実装され
た面型発光受光素子と端面型発光受光素子との間の光送
受信を、基板の上面と下面とを貫通する貫通穴、この貫
通穴の真下から端面型発光受光素子の端面に至る基板の
下面に形成された光導波路、及びこの光導波路の端部に
形成された光路屈曲手段を介して行うことにより、基板
の上面に光配線部を形成する必要がなくなるため、基板
の上面に光部品が高密度に搭載される場合であっても、
更に種々の電子部品が高密度に混載される場合であって
も、これら光部品や電子部品の高密度の実装を阻害しな
いように面型発光受光素子と端面型発光受光素子との間
の光配線を行うことが可能になる。逆に言えば、面型発
光受光素子と端面型発光受光素子との間の光送受信を行
う際の伝送路として、基板の上面と下面とを貫通する貫
通穴及び基板の下面に形成された光導波路を用いること
により、光部品及び電子部品が従来以上に高密度に且つ
効率的に実装される。
【００２８】また、請求項５に係る光送受信システム
は、上記請求項１、２、及び４のいずれかに係る光送受
信システムにおいて、貫通穴の内壁に、貫通穴内を伝送
する光を全反射する反射膜が形成されている構成とする
ことにより、発光受光素子間に送受信される光信号は貫
通穴内をダイレクトに通過するのみならず、貫通穴の内
壁の反射膜によって全反射され、又はこの反射膜による
全反射が繰り返されて伝搬されるため、この貫通穴は発
光受光素子間に送受信される光信号の伝送路としての機
能が十分に発揮される。
【００２９】また、請求項６に係る光送受信システム
は、上記請求項３に係る光送受信システムにおいて、第
１及び第２の貫通穴のそれぞれの内壁に、第１及び第２
の貫通穴内を伝送する光を全反射する反射膜が形成され
ている構成とすることにより、発光受光素子間に送受信
される光信号は第１及び第２の貫通穴内をダイレクトに
通過するのみならず、第１及び第２の貫通穴の内壁の反
射膜によって全反射され、又はこの反射膜による全反射
が繰り返されて伝搬されるため、これら第１及び第２の
貫通穴は発光受光素子間に送受信される光信号の伝送路
としての機能が十分に発揮される。
【００３０】また、請求項７に係る光送受信システム
は、上記請求項５に係る光送受信システムにおいて、反
射膜をクラッド部とし、このクラッド部に包囲された光
伝送用のコア部が形成されている構成とすることによ
り、貫通穴又は第１及び第２の貫通穴が発光受光素子間
に送受信される光信号の伝送路として機能する際、その
光信号の減衰が最小限に抑制される。
【００３１】また、請求項８に係る光送受信システム
は、上記請求項３に係る光送受信システムにおいて、第
１及び第２の光路屈曲手段が、光導波路の両端部を加工
して形成された４５°マイクロミラーである構成とする
ことにより、第１又は第２の貫通穴を伝搬してきた光信
号は直角に全反射されて光導波路に入射し、また光導波
路を伝搬してきた光信号は直角に全反射されて第１又は
第２の貫通穴に入射するため、基板の下面に微小ミラー
部品を形成する必要もなく、光導波路の両端部に形成さ
れた４５°マイクロミラーによって光信号の伝送方向が
互いに直交する第１及び第２の貫通穴と光導波路とが簡
略なミラー構造によって光学的に接続されることにな
る。しかも、このとき、光導波路の両端部に形成された
４５°マイクロミラーは、従来のように基板の上面上に
その断面形状が逆台形をなしている場合と異なり、基板
の下面上にその断面形状が台形をなしていることによ
り、機械的に切断加工する方法を使用することが可能に
なるため、その製造プロセスが簡易化されて、ローコス
ト化が実現される。
【００３２】また、請求項９に係る光送受信システム
は、上記請求項４に係る光送受信システムにおいて、光
路屈曲手段が、光導波路の端部を加工して形成された４
５°マイクロミラーである構成とすることにより、貫通
穴を伝搬してきた光信号は直角に全反射されて光導波路
に入射し、また光導波路を伝搬してきた光信号は直角に
全反射されて貫通穴に入射するため、基板の下面に微小
ミラー部品を形成する必要もなく、光導波路の端部に形
成された４５°マイクロミラーによって光信号の伝送方
向が互いに直交する貫通穴と光導波路とが簡略なミラー
構造によって光学的に接続されることになる。しかも、
このとき、光導波路の端部に形成された４５°マイクロ
ミラーは、従来のように基板の上面上にその断面形状が
逆台形をなしている場合と異なり、基板の下面上にその
断面形状が台形をなしていることにより、機械的に切断
加工する方法を使用することが可能になるため、その製
造プロセスが簡易化され、ローコスト化が実現される。
【００３３】また、請求項１０に係る光送受信システム
は、上記請求項１乃至４のいずれかに係る光送受信シス
テムにおいて、基板の上面に電子部品が実装されている
構成とすることにより、基板の上面に光部品及び種々の
電子部品、例えば発光駆動及び受光増幅回路、ＬＳＩ回
路、インダクタ、キャパシタ、抵抗などが高密度に混載
される場合に、これら光部品や電子部品の高密度の実装
を阻害しないように一対の発光受光素子間の光配線を行
うことが可能になる。逆に言えば、基板の上面と下面と
を貫通する貫通穴又は第１及び第２の貫通穴や基板の下
面に形成された光導波路を一対の発光受光素子間の光送
受信を行う際の伝送路として用いることにより、光部品
及び電子部品が従来以上に高密度に且つ効率的に実装さ
れる。
【００３４】また、請求項１１に係る光送受信システム
は、上記請求項５に係る光送受信システムにおいて、基
板の上面に電子部品が実装されており、反射膜が導体か
らなると共に、電子部品を接続する電気配線部として共
用される構成とすることにより、基板の上面と下面とを
貫通する貫通穴又は第１及び第２の貫通穴が、光部品間
の光配線部として機能するのみならず、種々の電子部品
を接続する電気配線部としても機能するため、特に基板
が種々の電子部品間を接続する多層配線構造をなす場合
に、その多層基板の構造、引いてはシステム全体として
の構造が簡略化される。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態を説明する。 （第１の実施形態）図１は本発明の第１の実施形態に係
る光送受信システムを示す概略断面図であり、図２
（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１の光送受信システムにお
ける貫通穴を示す拡大平面図及び拡大断面図であり、図
３は図１の光送受信システムにおける光導波路及び４５
゜マイクロミラーを示す拡大図であり、図４は図１の光
送受信システムの動作を説明するための図である。図１
に示されるように、第１〜第４の絶縁層１０ａ、１０
ｂ、１０ｃ、１０ｄが順に積層された多層基板１０の上
面には、一対の面型発光受光素子１２ａ、１２ｂが各々
フリップチップ接合法を用いてフェイスダウン実装、即
ち発光受光面を下向きにして実装されている。
【００３６】なお、図示はしないが、多層基板１０の上
面には、面型発光受光素子１２ａ、１２ｂの他に、例え
ば発光駆動及び受光増幅回路、ＬＳＩ回路、インダク
タ、キャパシタ、抵抗などの電子部品がフリップチップ
接合法やワイヤボンディング接合法を用いて実装されて
いる。また、多層基板１０の上面及び下面並びに各絶縁
層間には、各種の電子部品を電気的に接続する配線層が
形成され、更にこれらの配線層は各絶縁層に形成された
ビアホールを介して接続され、全体として多層配線構造
をなしている。
【００３７】また、一対の面型発光受光素子１２ａ、１
２ｂの発光受光面の中心真下には、多層基板１０の上面
と下面とを貫通する２つの貫通穴１４ａ、１４ｂがそれ
ぞれ形成されている。そして、図２（ａ）、（ｂ）に示
されるように、貫通穴１４ａにおいては、その内壁に、
表面にメッキ処理が施された導体層からなるクラッド部
１６が形成され、このクラッド部１６に周囲を包囲され
た中央部に、例えば光信号に対して透明なポリマー樹脂
からなるコア部１８が形成されている。
【００３８】また、多層基板１０の上面には、各種の電
子部品を電気的に接続する配線層２０ａが貫通穴１４ａ
内壁のクラッド部１６に接続して形成されている。ま
た、多層基板１０の下面にも、貫通穴１４ａのクラッド
部１６に接続する配線層２０ｂが形成されている。従っ
て、貫通穴１４ａ内壁のクラッド部１６も、これに接続
する配線層２０ａ、２０ｂと共に、多層基板１０におけ
る多層配線構造の一部をなしている。なお、ここでは、
一方の貫通穴１４ａについてのみ特に図示して説明した
が、他方の貫通穴１４ｂも、貫通穴１４ａの場合と全く
同様である。
【００３９】また、多層基板１０の下面には、一方の貫
通穴１４ａの真下から他方の貫通穴１４ｂの真下にまで
直線的に延びる光導波路２２が形成されている。この光
導波路２２は、図３に示されるように、光信号を透過す
る中心のコア部２４と、このコア部２４を包囲し、コア
部２４よりも屈折率の低い材料からなるクラッド部２６
から構成されている。
【００４０】また、この光導波路２２の両端部には、各
々４５゜マイクロミラー２８ａ、２８ｂがそれぞれ形成
されている。そして、これらの４５゜マイクロミラー２
８ａ、２８ｂは、多層基板１０の下面上にその断面形状
が台形をなしている。こうして、図３中の矢印で表され
るように、例えば貫通穴１４ａを伝搬してきた光信号は
４５゜マイクロミラー２８ａにより直角に全反射されて
光導波路２２に入射し、光導波路２２のコア部２４内を
伝搬するようになっている。同様に、光導波路２２のコ
ア部２４を伝搬してきた光信号は４５゜マイクロミラー
２８ａによって直角に全反射され、貫通穴１４ａに入射
して、この貫通穴１４ａ内を伝搬するようになってい
る。
【００４１】なお、ここで、本実施形態に係る光送受信
システムの製造方法について簡単に説明する。２つの貫
通穴１４ａ、１４ｂは、多層基板１０における多層配線
構造を形成するための貫通スルーホールを開口するプロ
セスと同一のプロセスにおいて開口する。そして、多層
配線構造をなす配線層２０ａ、２０ｂ等を形成するプロ
セスと同一のプロセスにおいて貫通穴１４ａの内壁に導
体層を形成し、更にこの導体層の表面にメッキ処理を施
してクラッド部１６を形成する。その後、内壁がクラッ
ド部１６によって覆われている貫通穴１４ａ、１４ｂ内
にポリマー樹脂を充填し、更に硬化させて、コア部１８
を形成する。
【００４２】また、光導波路２２は、多層基板１０の下
面上にダイレクトに形成する。そして、この光導波路２
２の両端面をダイシング技術などにより機械的に切断加
工する。具体的には、先端形状が角度９０゜Ｖ字形に加
工されたダイアモンドソーを用いて切削加工する。こう
して、光導波路２２の両端面にそれぞれ４５゜マイクロ
ミラー２８ａ、２８ｂを形成する。
【００４３】次に、本実施形態に係る光送受信システム
の動作を説明する。例えば面型発光受光素子１２ｂの発
光面から出射された光信号は、その発光面の中心真下に
位置する貫通穴１４ｂのコア部に入射される。この貫通
穴１４ｂのコア部に入射された光信号は、このコア部と
クラッド部との界面において全反射を繰り返しながら伝
搬する。
【００４４】この貫通穴１４ｂのコア部内を伝搬してき
た光信号は、４５゜マイクロミラー２８ｂによって９０
°に全反射され、光導波路２２のコア部２４に入射され
る。この光導波路２２のコア部２４に入射された光信号
は、このコア部２４とクラッド部２６との界面において
全反射を繰り返しながら伝搬する。この光導波路２２の
コア部２４内を伝搬してきた光信号は、４５゜マイクロ
ミラー２８ａによって９０°に全反射され、貫通穴１４
ａのコア部１８に入射される。この貫通穴１４ａのコア
部１８に入射された光信号は、このコア部１８とクラッ
ド部１６との界面において全反射を繰り返しながら伝搬
する。この貫通穴１４ａのコア部１８内を伝搬してきた
光信号は、貫通穴１４ａの真上に位置する面型発光受光
素子１２ａの受光面に入射される。
【００４５】この場合の貫通穴１４ａ、１４ｂ内におけ
る光信号の伝搬について、更に具体的に説明する。例え
ば光導波路２２のコア部２４内を伝搬してきた光信号
は、４５゜マイクロミラー２８ａによって９０°に全反
射されて貫通穴１４ａのコア部１８に入射されるが、図
４に示されるように、光導波路２２のコア部２４の寸法
が５０μｍ＊５０μｍの場合には、多層基板１０の厚み
が０．８ｍｍであり、４５°マイクロミラー２８ａによ
って全反射される光信号の放射角度が１０゜であるとす
ると、面型発光受光素子１２ａの受光面に到達するまで
に光信号の放射は約２００μｍ＊２００μｍの広がりと
なる。
【００４６】従って、貫通穴１４ａのコア部１８がこれ
よりも大きな径をもつ場合には、光信号はそのままダイ
レクトに面型発光受光素子１２ａの受光面に到達する
が、ここでは、図４に示されるように、貫通穴１４ａの
コア部１８がこれよりも小さな径をもっているため、貫
通穴１４ａのコア部１８とクラッド部１６との界面にお
いて全反射を繰り返しながら伝搬し、マルチモード的な
光信号で面型発光受光素子１２ａの受光面に到達するこ
とになる。
【００４７】このようにして、面型発光受光素子１２ｂ
から出射された光信号は、貫通穴１４ｂ、４５゜マイク
ロミラー２８ｂ、光導波路２２、４５゜マイクロミラー
２８ａ、及び貫通穴１４ａを介して、面型発光受光素子
１２ａに伝送される。同様にして、面型発光受光素子１
２ａから出射された光信号も、貫通穴１４ａ、４５゜マ
イクロミラー２８ａ、光導波路２２、４５゜マイクロミ
ラー２８ｂ、及び貫通穴１４ｂを介して、面型発光受光
素子１２ｂに伝送される。
【００４８】なお、図３及び図４において、光信号が光
導波路２２のコア部２４内を伝搬する様子や貫通穴１４
ａ内を伝搬する様子を光伝送イメージとして図中に矢印
で表しているが、この直線的な光伝送イメージは便宜的
な表示であって、実際には、既に説明したように、所定
の臨界角の範囲内で入射した光信号が光導波路２２のコ
ア部２４とクラッド部２６との界面において全反射を繰
り返しながら伝搬しており、貫通穴１４ａのコア部１８
とクラッド部１６との界面において全反射を繰り返しな
がら伝搬している。
【００４９】以上のように本実施形態に係る光送受信シ
ステムによれば、多層基板１０の上面に実装した一対の
面型発光受光素子１２ａ、１２ｂ間の光送受信は、これ
ら一対の面型発光受光素子１２ａ、１２ｂの発光受光面
の中心直下にそれぞれ開口された２つの貫通穴１４ａ、
１４ｂ、一方の貫通穴１４ａの真下から他方の貫通穴１
４ｂの真下にまで直線的に延びる光導波路２２、及びこ
の光導波路２２の両端部にそれぞれ形成された４５゜マ
イクロミラー２８ａ、２８ｂからなる伝送路を介して行
われる。このことにより、多層基板１０の上面に光配線
部を形成する必要がなくなるため、多層基板１０の上面
において、一対の面型発光受光素子１２ａ、１２ｂなど
の光部品の他に、例えば発光駆動及び受光増幅回路、Ｌ
ＳＩ回路、インダクタ、キャパシタ、抵抗などの電子部
品を混載する際に、光配線部によって阻害されることな
く従来以上に高密度に且つ効率的に実装することが可能
になる。
【００５０】また、貫通穴１４ａ、１４ｂの内壁には、
表面にメッキ処理が施された導体層からなるクラッド部
１６が形成され、このクラッド部１６に周囲を包囲され
た中央部には、例えば光信号に対して透明なポリマー樹
脂からなるコア部１８が形成されていることにより、一
対の面型発光受光素子１２ａ、１２ｂ間の光送受信はこ
れらの貫通穴１４ａ、１４ｂ内をダイレクトに通過する
のみならず、貫通穴１４ａ、１４ｂの内壁のクラッド部
１６によって全反射され、又はこの全反射が繰り返され
て伝搬されるため、これらの貫通穴１４ａ、１４ｂは一
対の面型発光受光素子１２ａ、１２ｂ間に送受信される
光信号の減衰が最小限に抑制して、光信号の伝送路とし
ての機能を十分に且つ安定して発揮することができる。
【００５１】しかも、貫通穴１４ａ、１４ｂ内壁のクラ
ッド部１６は、多層基板１０の上面及び下面に形成され
ている配線層２０ａ、２０ｂにそれぞれ接続さら、多層
基板１０における多層配線構造の一部をなしていること
により、これらの貫通穴１４ａ、１４ｂが、光信号を伝
送する光配線部として機能するのみならず、種々の電子
部品を接続する電気配線部としても機能することになる
ため、多層配線構造をなす多層基板１０の構造、引いて
は光送受信システム全体としての構造を簡略化すること
ができる。
【００５２】また、光導波路２２の両端部にそれぞれ４
５゜マイクロミラー２８ａ、２８ｂが形成されているた
め、特別に微小ミラー部品を形成する必要もなく、簡略
なミラー構造により光路屈曲手段としての機能を発揮す
ることができる。しかも、これらの４５°マイクロミラ
ー２８ａ、２８ｂは、従来のように基板の上面上にその
断面形状が逆台形をなしている場合と異なり、多層基板
１０の下面上にその断面形状が台形をなしているため、
例えば先端形状が角度９０゜Ｖ字形に加工されたダイア
モンドソーを用いて機械的に切断加工することが可能に
なり、その製造プロセスを簡易化して、ローコスト化を
実現することができる。
【００５３】（第２の実施形態）図５は本発明の第２の
実施形態に係る光送受信システムを示す概略断面図であ
る。なお、図５の光送受信システムにおける貫通穴を示
す拡大平面図及び拡大断面図、光導波路及び４５゜マイ
クロミラーを示す拡大図、及び光送受信システムの動作
を説明するための図は、それぞれ上記第１の実施形態に
おける図２（ａ）、（ｂ）、図３、及び図４と基本的に
同様であるため、図示は省略する。また、上記第１の実
施形態の図１に示す光送受信システムの構成要素と同一
の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】上記第１の実施形態においては、多層基板
１０の上面に実装された一対の面型発光受光素子１２
ａ、１２ｂが２つの貫通穴１４ａ、１４ｂ及び多層基板
１０の下面の光導波路２２等を介して光学的に接続され
ているのに対して、本実施形態に係る光送受信システム
は、多層基板の上面に実装された面型発光受光素子と下
面に実装された端面型発光受光素子とが貫通穴及び多層
基板の下面の光導波路等を介して光学的に接続されてい
る点に特徴がある。即ち、図５に示されるように、第１
〜第４の絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが順に
積層された多層基板１０の上面には、面型発光受光素子
３０がフリップチップ接合法を用いてフェイスダウン実
装、即ち発光受光面を下向きにして実装されている。ま
た、多層基板１０の下面に形成された凹部の底面には、
端面型発光受光素子３２がワイヤボンディング接合法を
用いて実装されている。そして、これら面型発光受光素
子３０及び端面型発光受光素子３２は、一対の発光受光
素子をなしている。
【００５５】なお、多層基板１０の上面に、面型発光受
光素子３０の他にも例えば発光駆動及び受光増幅回路、
ＬＳＩ回路、インダクタ、キャパシタ、抵抗などの電子
部品が実装されていること、また多層基板１０の上面及
び下面並びに各絶縁層間に、各種の電子部品を電気的に
接続する配線層が形成され、更にこれらの配線層は各絶
縁層に形成されたビアホールを介して接続され、全体と
して多層配線構造をなしていることは、上記第１の実施
形態の場合と同様である。
【００５６】また、面型発光受光素子３０の発光受光面
の中心真下には、多層基板１０の上面と下面とを貫通す
る貫通穴３４が形成されている。そして、上記図２
（ａ）、（ｂ）に示される場合と同様に、この貫通穴３
４の内壁には、表面にメッキ処理が施された導体層から
なるクラッド部が形成され、このクラッド部に周囲を包
囲された中央部には、例えば光信号に対して透明なポリ
マー樹脂からなるコア部が形成されている。また、この
貫通穴３４内壁のクラッド部は、多層基板１０における
多層配線構造の一部をなしている。
【００５７】また、多層基板１０の下面には、貫通穴３
４の真下から端面型発光受光素子３２の端面にまで直線
的に延びる光導波路３６が形成されている。この光導波
路３６は、上記図３に示される場合と同様に、光信号を
透過する中心のコア部と、このコア部を包囲し、コア部
よりも屈折率の低い材料からなるクラッド部から構成さ
れている。
【００５８】また、この光導波路３６の貫通穴３４側の
端部には、４５゜マイクロミラー３８が形成されてい
る。そして、この４５゜マイクロミラー３８は、多層基
板１０の下面上にその断面形状が台形をなしている。こ
うして、例えば貫通穴３４を伝搬してきた光信号は４５
゜マイクロミラー３８により直角に全反射されて光導波
路３６に入射し、この光導波路３６のコア部内を伝搬す
るようになっている。同様に、光導波路３６のコア部を
伝搬してきた光信号は４５゜マイクロミラー３８により
直角に全反射されて貫通穴３４に入射し、この貫通穴３
４内を伝搬するようになっている。
【００５９】なお、ここで、本実施形態に係る光送受信
システムの製造方法について簡単に説明する。貫通穴３
４は、上記第１の実施形態における２つの貫通穴１４
ａ、１４ｂの形成方法について説明した場合と同様の方
法を用いて形成する。また、光導波路３６及びその一端
の４５゜マイクロミラー３８は、上記第１の実施形態に
おける光導波路２２及びその両端の４５゜マイクロミラ
ー２８ａ、２８ｂの形成方法について説明した場合と同
様の方法を用いて形成する。
【００６０】次に、本実施形態に係る光送受信システム
の動作を説明する。例えば面型発光受光素子３０の発光
面から出射された光信号は、その発光面の中心真下に位
置する貫通穴３４のコア部に入射される。この貫通穴３
４のコア部に入射された光信号は、このコア部とクラッ
ド部との界面において全反射を繰り返しながら伝搬す
る。この貫通穴３４のコア部内を伝搬してきた光信号
は、４５゜マイクロミラー３８により９０°に全反射さ
れて、光導波路３６のコア部に入射される。この光導波
路３６のコア部に入射された光信号は、光導波路３６の
コア部とクラッド部との界面において全反射を繰り返し
ながら伝搬する。この光導波路３６のコア部内を伝搬し
てきた光信号は、端面型発光受光素子３２の受光端面に
入射される。
【００６１】このようにして、面型発光受光素子３０か
ら出射された光信号は、貫通穴３４、４５゜マイクロミ
ラー３８、及び光導波路３６を介して、端面型発光受光
素子３２に伝送される。同様にして、端面型発光受光素
子３２から出射された光信号も、光導波路３６、４５゜
マイクロミラー３８、及び貫通穴３４を介して、面型発
光受光素子３０に伝送される。
【００６２】以上のように本実施形態に係る光送受信シ
ステムによれば、多層基板１０の上面及び下面にそれぞ
れ実装された一対の面型発光受光素子３０と端面型発光
受光素子３２との間の光送受信は、面型発光受光素子３
０の発光受光面の中心直下に開口された貫通穴３４、こ
の貫通穴３４の真下から端面型発光受光素子３２の端面
にまで直線的に延びる光導波路３６、及びこの光導波路
３６の貫通穴３４側の端部に形成された４５゜マイクロ
ミラー３８からなる伝送路を介して行われる。このこと
により、多層基板１０の上面に光配線部を形成する必要
がなくなるため、多層基板１０の上面において、面型発
光受光素子３０などの光部品の他に、例えば発光駆動及
び受光増幅回路、ＬＳＩ回路、インダクタ、キャパシ
タ、抵抗などの電子部品を混載する際に、光配線部によ
って阻害されることなく従来以上に高密度に且つ効率的
に実装することが可能になる。
【００６３】また、上記第１の実施形態の場合と同様
に、貫通穴３４の内壁には、表面にメッキ処理が施され
た導体層からなるクラッド部が形成され、このクラッド
部に周囲を包囲された中央部には、例えば光信号に対し
て透明なポリマー樹脂からなるコア部が形成されている
ことにより、この貫通穴３４は、一対の面型発光受光素
子３０と端面型発光受光素子３２との間に送受信される
光信号の減衰を最小限に抑制して、光信号の伝送路とし
ての機能を十分に且つ安定して発揮することができる。
しかも、貫通穴３４内壁のクラッド部は、多層基板１０
における多層配線構造の一部をなしていることにより、
この貫通穴３４が光信号を伝送する光配線部として機能
すると共に、種々の電子部品を接続する電気配線部とし
ても機能するため、多層配線構造をなす多層基板１０の
構造、引いては光送受信システム全体としての構造を簡
略化することができる。
【００６４】また、光導波路３６の端部に４５゜マイク
ロミラー３８が形成されているため、特別に微小ミラー
部品を形成する必要もなく、簡略な構造によって光路屈
曲手段としての機能を発揮することができる。しかも、
この４５°マイクロミラー３８は、多層基板１０の下面
上にその断面形状が台形をなしているため、上記第１の
実施形態の場合と同様に、機械的に切断加工することが
可能になり、その製造プロセスを簡易化して、ローコス
ト化を実現することができる。
【００６５】（第３の実施形態）図６は本発明の第３の
実施形態に係る光送受信システムを示す概略断面図であ
る。なお、図６の光送受信システムにおける貫通穴を示
す拡大平面図及び拡大断面図は、上記第１の実施形態に
おける図２（ａ）、（ｂ）と基本的に同様であるため、
図示は省略する。また、上記第１の実施形態の図１に示
す光送受信システムの構成要素と同一の要素には同一の
符号を付して説明を省略する。
【００６６】上記第１の実施形態においては、多層基板
１０の上面に実装された一対の面型発光受光素子１２
ａ、１２ｂが２つの貫通穴１４ａ、１４ｂ及び多層基板
１０の下面の光導波路２２等を介して光学的に接続され
ているのに対して、本実施形態に係る光送受信システム
は、多層基板の上面に実装された面型発光受光素子と下
面に実装された面型発光受光素子とが貫通穴を介して光
学的に接続されている点に特徴がある。即ち、図６に示
されるように、第１〜第４の絶縁層１０ａ、１０ｂ、１
０ｃ、１０ｄが順に積層された多層基板１０の上面に
は、面型発光受光素子４０ａがフリップチップ接合法を
用いてフェイスダウン実装、即ち発光受光面を下向きに
して実装されている。また、多層基板１０の下面にも、
面型発光受光素子４０ｂがフリップチップ接合法を用い
てフェイスダウン実装、即ち発光受光面を上向きにして
実装されている。そして、これらの面型発光受光素子４
０ａ、４０ｂは、一対の発光受光素子をなしている。
【００６７】なお、多層基板１０の上面に、面型発光受
光素子４０ａの他に、例えば発光駆動及び受光増幅回
路、ＬＳＩ回路、インダクタ、キャパシタ、抵抗などの
電子部品が実装されていること、また多層基板１０の上
面及び下面並びに各絶縁層間に、各種の電子部品を電気
的に接続する配線層が形成され、更にこれらの配線層は
各絶縁層に形成されたビアホールを介して接続され、全
体として多層配線構造をなしていることは、上記第１の
実施形態の場合と同様である。
【００６８】また、面型発光受光素子４０ａの発光受光
面の中心真下には、多層基板１０の上面と下面とを貫通
する貫通穴４２が形成されている。また、この貫通穴４
２の中心真下に面型発光受光素子４０ｂの発光受光面が
位置し、その発光受光面を貫通穴４２に向けている。ま
た、上記図２（ａ）、（ｂ）に示される場合と同様に、
この貫通穴４２の内壁には、表面にメッキ処理が施され
た導体層からなるクラッド部が形成され、このクラッド
部に周囲を包囲された中央部には、例えば光信号に対し
て透明なポリマー樹脂からなるコア部が形成されてい
る。また、この貫通穴４２内壁のクラッド部は、多層基
板１０における多層配線構造の一部をなしている。
【００６９】なお、ここで、本実施形態に係る光送受信
システムの製造方法について簡単に説明すると、貫通穴
４２は、上記第１の実施形態における２つの貫通穴１４
ａ、１４ｂの形成方法について説明した場合と同様の方
法を用いて形成する。
【００７０】次に、本実施形態に係る光送受信システム
の動作を説明する。例えば面型発光受光素子４０ａの発
光面から出射された光信号は、その発光面の中心真下に
位置する貫通穴４２のコア部に入射される。この貫通穴
４２のコア部に入射された光信号は、このコア部とクラ
ッド部との界面において全反射を繰り返しながら伝搬す
る。この貫通穴４２のコア部内を伝搬してきた光信号
は、面型発光受光素子４０ｂの受光面に入射される。こ
のようにして、面型発光受光素子４０ａから出射された
光信号は、貫通穴４２を介して、面型発光受光素子４０
ｂに伝送される。同様にして、面型発光受光素子４０ｂ
から出射された光信号も、貫通穴４２を介して、面型発
光受光素子４０ａに伝送される。
【００７１】以上のように本実施形態に係る光送受信シ
ステムによれば、多層基板１０の上面及び下面に実装さ
れた一対の面型発光受光素子４０ａ、４０ｂ間の光送受
信は、面型発光受光素子４０ａの発光受光面の中心直下
であって且つ面型発光受光素子４０ｂの発光受光面の中
心直上に開口された貫通穴４２からなる伝送路を介して
行われる。このことにより、多層基板１０の上面に光配
線部を形成する必要がなくなるため、多層基板１０の上
面において、面型発光受光素子４０ａなどの光部品の他
に、例えば発光駆動及び受光増幅回路、ＬＳＩ回路、イ
ンダクタ、キャパシタ、抵抗などの電子部品を混載する
際に、光配線部によって阻害されることなく従来以上に
高密度に且つ効率的に実装することが可能になる。
【００７２】また、上記第１の実施形態の場合と同様
に、貫通穴４２の内壁には、表面にメッキ処理が施され
た導体層からなるクラッド部が形成され、このクラッド
部に周囲を包囲された中央部には、例えば光信号に対し
て透明なポリマー樹脂からなるコア部が形成されている
ことにより、この貫通穴４２は、一対の面型発光受光素
子４０ａ、４０ｂ間に送受信される光信号の減衰を最小
限に抑制して、光信号の伝送路としての機能を十分に且
つ安定して発揮することができる。しかも、貫通穴４２
内壁のクラッド部は、多層基板１０における多層配線構
造の一部をなしていることにより、この貫通穴４２が光
信号を伝送する光配線部として機能すると共に、種々の
電子部品を接続する電気配線部としても機能するため、
多層配線構造をなす多層基板１０の構造、引いては光送
受信システム全体としての構造を簡略化することができ
る。
【００７３】なお、上記第１〜第３の実施形態におい
て、貫通穴１４ａ、１４ｂ、３４、４２は、その内壁に
表面にメッキ処理が施された導体層からなるクラッド部
が形成され、クラッド部に周囲を包囲された中央部に例
えばポリマー樹脂からなるコア部が形成されているが、
その中央部にポリマー樹脂を充填することなく、中空の
ままであってもよい。この場合には、貫通穴１４ａ、１
４ｂ、３４、４２内に入射された光信号は、ポリマー樹
脂の代わりに空気を媒体として伝搬する。
【００７４】
【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明の実
施例を説明する。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞ
れ本発明の実施例に係る光送受信システムを示す概略上
面図、概略断面図、及び概略下面図であり、図８は図７
の光送受信システムにおける光配線部及び電気接続部と
電子部品の実装との関係を説明するための図である。な
お、上記第１の実施形態の図１の光送受信システムの構
成要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略
する。
【００７５】本実施例に係る光送受信システムは、上記
第１の実施形態に係る光送受信システムに対応するもの
であり、具体的には、ＬＳＩ間の１ＧＨｚ程度の高速デ
ジタル信号は電気信号により行う一方、２．５ＧＨｚ以
上の非常に高速なデシタル信号は光信号により行うＭＰ
Ｕモジュールである。
【００７６】図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、第
１〜第４の絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが順
に積層された多層基板１０の上面には、複数個の面型発
光受光素子１２ａが列状に配置されると共に、この面型
発光受光素子１２ａの列状の配置に相対して、複数個の
面型発光受光素子１２ｂが列状に配置されている。即
ち、これら相対して列状に配置された複数個の面型発光
受光素子１２ａ、１２ｂはそれぞれ対をなしている。そ
して、これら複数個の対をなす面型発光受光素子１２
ａ、１２ｂは各々フリップチップ接合法を用いてフェイ
スダウン実装、即ち発光受光面を下向きにして実装され
ている。
【００７７】また、多層基板１０の上面には、これら複
数個の面型発光受光素子１２ａ、１２ｂの他にも、例え
ば発光駆動及び受光増幅回路５０、ＬＳＩ回路５２、Ｌ
ＣＲ部品５４などの電子部品がフリップチップ接合法や
ワイヤボンディング接合法等を用いて実装されている。
即ち、図８に示されるように、多層基板１０の上面に
は、各種の電子部品を電気的に接続する配線層からなる
電気配線部５６ａが形成され、この電気配線部５６ａ上
に例えばＬＳＩ回路５２がその底面に形成されたフリッ
プチップバンプ５８を介してフリップチップ実装されて
いる。
【００７８】また、多層基板１０の下面にも、電気配線
部５６ｂが形成されている。更に、図示はしないが、多
層基板１０の第１〜第４の絶縁層１０ａ、１０ｂ、１０
ｃ、１０ｄ間にも配線層が形成されており、これらの配
線層並びに多層基板１０の上面及び下面の電気配線部５
６ａ、５６ｂは第１〜第４の絶縁層１０ａ、１０ｂ、１
０ｃ、１０ｄに形成されたビアホールを介して接続さ
れ、全体として多層配線構造をなしている。
【００７９】また、複数個の面型発光受光素子１２ａの
発光受光面の中心真下には、多層基板１０の上面と下面
とを貫通する複数の貫通穴１４ａがそれぞれ形成され、
また複数個の面型発光受光素子１２ｂの発光受光面の中
心真下にも、複数の貫通穴１４ｂがそれぞれ形成されて
いる。そして、上記図２（ａ）、（ｂ）に示される場合
と同様に、これらの貫通穴１４ａ、１４ｂの内壁には、
表面にメッキ処理が施された導体層からなるクラッド部
が形成され、このクラッド部に周囲を包囲された中央部
には、例えば光信号に対して透明なポリマー樹脂からな
るコア部が形成されている。また、これら貫通穴１４
ａ、１４ｂの内壁のクラッド部は、多層基板１０におけ
る多層配線構造の一部をなしている。
【００８０】また、図７（ｂ）、（ｃ）に示されるよう
に、多層基板１０の下面には、一方の側の複数の貫通穴
１４ａの真下から他方の側の複数の貫通穴１４ｂの真下
にまで直線的に延びる複数列の光導波路２２が並行して
形成されている。そして、これら複数列の光導波路２２
は、図８に示されるように、多層基板１０の下面の電気
配線部５６ｂ上に形成されている第１層目クラッド部２
６ａと、この第１層目クラッド部２６ａ上に複数列に並
行して形成されているコア部２４と、これらのコア部２
４を覆っている第２層目クラッド部２６ｂとから構成さ
れている。
【００８１】また、図７（ｂ）に示されるように、複数
列に並行して形成されている光導波路２２の両端部に
は、４５゜マイクロミラー２８ａ、２８ｂがそれぞれ形
成されている。そして、これらの４５゜マイクロミラー
２８ａ、２８ｂは、多層基板１０の下面上にその断面形
状が台形をなしている。また、図７（ｂ）、（ｃ）に示
されるように、多層基板１０の下面には、光導波路２２
が複数列に並行して形成されている領域を除いた領域
に、マザーボード基板にＢＧＡ（Ball Grid Array ）実
装するための半田ボール６０がマトリクス状に配置され
ている。
【００８２】以上のように本実施例によれば、多層基板
１０の上面に相対して列状に配置された複数個の対をな
す面型発光受光素子１２ａ、１２ｂが各々貫通穴１４
ａ、１４ｂ及び多層基板１０の下面の光導波路２２等を
介して光学的に接続されていることにより、多層基板１
０の上面に光配線部を形成する必要がなくなり、多層基
板１０の上面の電気配線部５６ａ上に例えばＬＳＩ回路
５２をフリップチップバンプ５８を介してフリップチッ
プ実装する場合に、上記図１３に示される従来の場合の
ように複数のフリップチップバンプ１０４が複数列の光
導波路１０６間に挟み込まれる構造となるなど、光導波
路１０６等の光配線部とＬＳＩ回路１０２等の電子部品
の電気接合部とが高密度に入り組む事態を回避すること
が可能になるため、発光駆動及び受光増幅回路５０、Ｌ
ＳＩ回路５２、ＬＣＲ部品５４などの電子部品の配置の
自由度が高まり、従来以上に高密度に且つ効率よく実装
することができる。
【００８３】従って、例えば複数個の対をなす面型発光
受光素子１２ａ、１２ｂ間のような比較的短距離の信号
伝送を、貫通穴１４ａ、１４ｂ及び多層基板１０の下面
の光導波路２２等を使用する光配線によって行い、信号
配線の高速化、高密度化による電気配線遅延やクロスト
ーク悪化を解消することが可能になる小型軽量化した機
器実装を実現することができる。
【００８４】また、上記図１３に示される従来の場合の
ように例えばＬＳＩ回路１０２をフリップチップバンプ
１０４を介して電気配線部１００ａ上にフリップチップ
実装する際に電気配線部１００ａ表面を一部露出させる
ために光導波路１０６のクラッド部１１０を切削する必
要がなくなり、光導波路２２は多層基板１０の下面に自
由に配列することが可能になるため、光導波路２２の信
頼性、引いてはＭＰＵモジュールの信頼性を向上させる
と共に、その製造プロセスを容易化して、ローコスト化
を実現することができる。
【００８５】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明に係
る光送受信システムによれば、次のような効果を奏する
ことができる。即ち、請求項１に係る光送受信システム
によれば、基板の上面と下面とを貫通する貫通穴を一対
の発光受光素子間の光送受信を行う際の伝送路として用
いることにより、例えば基板の下面にも光導波路などの
伝送路を形成することが可能になり、簡易な構造によっ
て多様な光配線を行う自由度が大きくなる。このため、
基板の上面に光部品が高密度に搭載される場合であって
も、更に種々の電子部品が高密度に混載される場合であ
っても、これら光部品や電子部品の実装を阻害しないよ
うに一対の発光受光素子間の光配線を行うことが可能に
なる。即ち、一対の発光受光素子間の光配線による制約
を受けることなく、光部品及び電子部品の実装を従来以
上に高密度に且つ効率的に行うことが可能になる。従っ
て、こうした光部品及び電子部品の高密度実装化によ
り、光送受信システムの高性能化や小型軽量化を実現す
ることができる。
【００８６】また、請求項２に係る光送受信システムに
よれば、基板の上面と下面とにそれぞれ実装された一対
の第１の面型発光受光素子と第２の面型発光受光素子と
の間の光送受信を、基板の上面と下面とを貫通する貫通
穴を介して行うことにより、基板の上面に光配線部を形
成する必要がなくなるため、上記請求項１に係る光送受
信システムの場合と同様の効果を奏することができる。
【００８７】また、請求項３に係る光送受信システムに
よれば、基板の上面に実装された一対の第１の面型発光
受光素子と第２の面型発光受光素子との間の光送受信
を、これら第１及び第２の面型発光受光素子の真下に位
置する第１及び第２の貫通穴、第１の貫通穴の真下から
第２の貫通穴の真下に至る基板の下面に形成された光導
波路、及びこの光導波路の両端部にそれぞれ形成された
第１及び第２の光路屈曲手段を介して行うことにより、
基板の上面に光配線部を形成する必要がなくなるため、
上記請求項１に係る光送受信システムの場合と同様の効
果を奏することができる。
【００８８】また、請求項４に係る光送受信システムに
よれば、基板の上面と下面とにそれぞれ実装された一対
の面型発光受光素子と端面型発光受光素子との間の光送
受信を、面型発光受光素子の真下に位置する貫通穴、こ
の貫通穴の真下から端面型発光受光素子の端面に至る基
板の下面に形成された光導波路、及びこの光導波路の貫
通穴側の端部に形成された光路屈曲手段を介して行うこ
とにより、基板の上面に光配線部を形成する必要がなく
なるため、上記請求項１に係る光送受信システムの場合
と同様の効果を奏することができる。
【００８９】また、請求項５に係る光送受信システムに
よれば、上記請求項１、２、及び４のいずれかに係る光
送受信システムにおいて、貫通穴の内壁に、貫通穴内を
伝送する光を全反射する反射膜が形成されていることに
より、一対の発光受光素子間に送受信される光信号は貫
通穴内をダイレクトに通過するのみならず、貫通穴の内
壁の反射膜によって全反射され、又はこの反射膜による
全反射が繰り返されて伝搬されるため、この貫通穴は発
光受光素子間に送受信される光信号の伝送路としての機
能を十分に発揮することができる。
【００９０】また、請求項６に係る光送受信システムに
よれば、上記請求項３に係る光送受信システムにおい
て、第１及び第２の貫通穴のそれぞれの内壁に、第１及
び第２の貫通穴内を伝送する光を全反射する反射膜が形
成されていることにより、上記請求項５に係る光送受信
システムの場合と同様の効果を奏することができる。
【００９１】また、請求項７に係る光送受信システムに
よれば、上記請求項５に係る光送受信システムにおい
て、反射膜をクラッド部とし、このクラッド部に包囲さ
れた光伝送用のコア部が形成されていることにより、貫
通穴又は第１及び第２の貫通穴が発光受光素子間に送受
信される光信号の伝送路として機能する際、その光信号
の減衰を最小限に抑制することができる。
【００９２】また、請求項８に係る光送受信システムに
よれば、上記請求項３に係る光送受信システムにおい
て、第１及び第２の光路屈曲手段が光導波路の両端部を
加工して形成された４５°マイクロミラーであることに
より、第１又は第２の貫通穴を伝搬してきた光信号は直
角に全反射されて光導波路に入射し、また光導波路を伝
搬してきた光信号は直角に全反射されて第１又は第２の
貫通穴に入射するため、基板の下面に微小ミラー部品を
形成する必要もなく、光信号の伝送方向が互いに直交す
る第１及び第２の貫通穴と光導波路とを簡略な構造によ
って光学的に接続することができる。しかも、光導波路
の両端部に形成された４５°マイクロミラーは、基板の
下面上にその断面形状が台形をなしているため、機械的
に切断加工する方法を使用することが可能になる。従っ
て、製造プロセスを簡易化して、ローコスト化を実現す
ることができる。
【００９３】また、請求項９に係る光送受信システムに
よれば、上記請求項４に係る光送受信システムにおい
て、光路屈曲手段が光導波路の端部を加工して形成され
た４５°マイクロミラーであることにより、貫通穴を伝
搬してきた光信号は直角に全反射されて光導波路に入射
し、また光導波路を伝搬してきた光信号は直角に全反射
されて貫通穴に入射するため、上記請求項８に係る光送
受信システムの場合と同様の効果を奏することができ
る。
【００９４】また、請求項１０に係る光送受信システム
によれば、上記請求項１乃至４のいずれかに係る光送受
信システムにおいて、基板の上面に電子部品が実装され
ていることにより、基板の上面に光部品及び種々の電子
部品、例えば発光駆動及び受光増幅回路、ＬＳＩ回路、
インダクタ、キャパシタ、抵抗などが高密度に混載され
る場合に、これら光部品及び電子部品の実装を阻害しな
いように一対の発光受光素子間の光配線を行うことが可
能になる。即ち、一対の発光受光素子間の光配線による
制約を受けることなく、光部品及び電子部品の実装を従
来以上に高密度に且つ効率的に行うことが可能になる。
従って、こうした光部品及び電子部品の高密度実装化等
により、光送受信システムの高性能化や小型軽量化を実
現することができる。
【００９５】また、請求項１１に係る光送受信システム
によれば、上記請求項５に係る光送受信システムにおい
て、基板の上面に電子部品が実装されており、反射膜が
導体からなると共に、電子部品を接続する電気配線部と
して共用されることにより、基板の上面と下面とを貫通
する貫通穴又は第１及び第２の貫通穴が光部品間の光配
線部として機能するのみならず、種々の電子部品を接続
する電気配線部としても機能するため、特に基板が種々
の電子部品間を接続する多層配線構造をなす場合に、そ
の多層基板の構造、引いては光送受信システム全体とし
ての構造を簡略化することができる。従って、製造プロ
セスを簡易化して、ローコスト化を実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光送受信システ
ムを示す概略断面図である。
【図２】図１の光送受信システムにおける貫通穴を示す
拡大平面図及び拡大断面図である。
【図３】図１の光送受信システムにおける光導波路及び
４５゜マイクロミラーを示す拡大図である。
【図４】図１の光送受信システムの動作を説明するため
の図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る光送受信システ
ムを示す概略断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る光送受信システ
ムを示す概略断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に対応する実施例に係
る光送受信システムを示す概略上面図、概略断面図、及
び概略下面図である。
【図８】図７の光送受信システムにおける光配線部及び
電気接続部と電子部品の実装との関係を説明するための
図である。
【図９】従来の光送受信システムの一例を示す概略断面
図である。
【図１０】図９の光送受信システムにおける光導波路及
び４５゜マイクロミラーを示す拡大図である。
【図１１】図９の光送受信システムにおける４５゜マイ
クロミラーの代わりに、微小ミラー部品を用いた場合を
示す図である。
【図１２】従来の光送受信システムの他の例を示す概略
断面図である。
【図１３】従来のＬＳＩ回路を混載した光送受信システ
ムを示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０…多層基板、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…第
１〜第４の絶縁層、１２ａ、１２ｂ…面型発光受光素
子、１４ａ、１４ｂ…貫通穴、１６…クラッド部、１８
…コア部、２０ａ、２０ｂ…配線層、２２…光導波路、
２４…コア部、２６…クラッド部、２８ａ、２８ｂ…４
５゜マイクロミラー、３０…面型発光受光素子、３２…
端面型発光受光素子、３４…貫通穴、３６…光導波路、
３８…４５゜マイクロミラー、４０ａ、４０ｂ…面型発
光受光素子、４２…貫通穴、５０…発光駆動及び受光増
幅回路、５２…ＬＳＩ回路、５４…ＬＣＲ部品、５６
ａ、５６ｂ…電気配線部、５８…フリップチップバン
プ、６０…半田ボール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/04 10/06

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板と、 前記基板の上面と下面とを貫通する貫通穴と、 前記基板の上面又は下面に実装された一対の発光受光素
    子と、を有し、 前記一対の発光受光素子間の光送受信を行う際の伝送路
    として前記貫通穴を用いることを特徴とする光送受信シ
    ステム。
  2. 【請求項２】 基板と、 前記基板の上面と下面とを貫通する貫通穴と、 前記基板の上面にフェイスダウン実装され、前記貫通穴
    の真上に位置する第１の面型発光受光素子と、 前記基板の下面にフェイスダウン実装され、前記貫通穴
    の真下に位置する第２の面型発光受光素子と、を有し、 前記第１の面型発光受光素子と前記第２の面型発光受光
    素子と間の光送受信を前記貫通穴を介して行うことを特
    徴とする光送受信システム。
  3. 【請求項３】 基板と、 前記基板の上面と下面とを貫通する第１及び第２の貫通
    穴と、 前記基板の上面にフェイスダウン実装され、前記第１の
    貫通穴の真上に位置する第１の面型発光受光素子と、 前記基板の上面にフェイスダウン実装され、前記第２の
    貫通穴の真上に位置する第２の面型発光受光素子と、 前記基板の下面に形成され、前記第１の貫通穴の真下か
    ら前記第２の貫通穴の真下に至る光導波路と、 前記光導波路の両端部にそれぞれ形成された第１及び第
    ２の光路屈曲手段と、を有し、 前記第１の面型発光受光素子と前記第２の面型発光受光
    素子と間の光送受信を前記第１の貫通穴、前記第１の光
    路屈曲手段、前記光導波路、前記第２の光路屈曲手段、
    及び前記第２の貫通穴を介して行うことを特徴とする光
    送受信システム。
  4. 【請求項４】 基板と、 前記基板の上面と下面とを貫通する貫通穴と、 前記基板の上面にフェイスダウン実装され、前記貫通穴
    の真上に位置する面型発光受光素子と、 前記基板の下面に実装された端面型発光受光素子と、 前記基板の下面に形成され、前記貫通穴の真下から前記
    端面型発光受光素子の端面に至る光導波路と、 前記光導波路の前記貫通穴側の端部に形成された光路屈
    曲手段と、を有し、 前記面型発光受光素子と前記端面型発光受光素子と間の
    光送受信を、前記貫通穴、前記光路屈曲手段、及び前記
    光導波路を介して行うことを特徴とする光送受信システ
    ム。
  5. 【請求項５】 請求項１、２、及び４のいずれかに記載
    の光送受信システムにおいて、 前記貫通穴の内壁に、前記貫通穴内を伝送する光を全反
    射する反射膜が形成されていることを特徴とする光送受
    信システム。
  6. 【請求項６】 請求項３記載の光送受信システムにおい
    て、 前記第１及び第２の貫通穴のそれぞれの内壁に、前記第
    １及び第２の貫通穴内を伝送する光を全反射する反射膜
    が形成されていることを特徴とする光送受信システム。
  7. 【請求項７】 請求項５記載の光送受信システムにおい
    て、 前記反射膜をクラッド部とし、前記クラッド部に包囲さ
    れた光伝送用のコア部が形成されていることを特徴とす
    る光送受信システム。
  8. 【請求項８】 請求項３記載の光送受信システムにおい
    て、 前記第１及び第２の光路屈曲手段が、前記光導波路の両
    端部を加工して形成された４５°マイクロミラーである
    ことを特徴とする光送受信システム。
  9. 【請求項９】 請求項４記載の光送受信システムにおい
    て、 前記光路屈曲手段が、前記光導波路の端部を加工して形
    成された４５°マイクロミラーであることを特徴とする
    光送受信システム。
  10. 【請求項１０】 請求項１乃至４のいずれかに記載の光
    送受信システムにおいて、 前記基板の上面に電子部品が実装されていることを特徴
    とする光送受信システム。
  11. 【請求項１１】 請求項５記載の光送受信システムにお
    いて、 前記基板の上面に電子部品が実装されており、 前記反射膜が導体からなると共に、前記電子部品を接続
    する電気配線部として共用されることを特徴とする光送
    受信システム。
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