JP2002083977A - 光信号処理パッケージおよび信号処理装置 - Google Patents
光信号処理パッケージおよび信号処理装置Info
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Abstract
分離された光信号処理パッケージ、および前記パッケー
ジを備える信号処理装置の提供。 【解決手段】 内部が2段以上に区画されたパッケージ
(12)と、前記パッケージ内部における1の段に設け
られ、前記パッケージの外部からの光信号を受光して電
気信号に変換する受光素子(4)または受光素子(4)
および発光素子(2)と、前記パッケージ内部における
他の段に設けられてなり、前記受光素子からの電気信号
を増幅する信号増幅回路素子(8)と、前記配線基板へ
の実装時において、前記信号増幅回路素子(8)と前記
発光素子(2)とを前記配線基板における前記電子回路
に電気的に接続する電気的接続手段とを備える光信号処
理パッケージ、前記光信号処理パッケージを配線基板に
実装した信号処理装置。
Description
ージと信号処理装置とに関し、特に、結合効率および熱
安定性に優れた光信号処理パッケージ、および電子回路
が設けられた配線基板上に前記光信号処理パッケージを
実装してなる信号処理装置を提供することを目的とす
る。
データ処理システムで使用する回路基板(ドーターボー
ド)の回路機能が大幅に増大してきている。回路機能が
増大するにつれて各回路基板に対する信号接続数が増大
するため、各回路基板(ドーターボード)間をバス構造で
接続するデータバスボード(マザーボード)には多数の接
続コネクタと接続線とを必要とする並列アーキテクチャ
が採用されている。接続線の多層化と微細化により並列
化を進めることにより、並列バスの動作速度の向上が図
られてきた。しかし接続配線間容量や接続配線抵抗に起
因する信号遅延により、システムの処理速度が並列バス
の動作速度によって制限されることもある。また、並列
バス接続配線の高密度化による電磁ノイズ(EMI:Electro
magneticInterference)の問題もシステムの処理速度向
上に対しては大きな制約となる。そこで、主に幹線系で
脚光を浴びている光インターコネクションが、基板間の
電気配線の分野や基板上のチップ間通信にも応用される
ようになってきている。
一基板上の、一対の発光受光素子間の光送受信を、基板
に設けた貫通穴を通して行う光送受信システムが開示さ
れている。前記光送受信システムにおいては、同一面に
ある発光受光素子間の通信を、二つの貫通穴と光導波路
とを用いて行なっている。また、面型発光受光素子とし
て、発光素子と受光素子が同一平面状に配置して一体化
されたパッケージ構造のものが使用されている。
送受信システムにおいては、貫通穴の側面に光信号が反
射して損失が大きくなり、また、発光受光素子から光伝
送路までの距離が基板の厚さ以上離れてしまうため、結
合効率が低いという問題があった。
光素子と光伝送路の端面までの距離を近づければ、結合
効率が良くなると考えられる。
開示された光送受信システムで用いられている光素子
は、発光素子の発光面と受光素子の受光面を同一平面上
に配置して一体化した面型発光受光素子である。
合、電気信号を増幅する信号増幅回路素子が必要となる
が、EMIを防止する観点からは、信号増幅回路素子は
受光素子に近接して配置することが望ましい。
と信号増幅回路素子を同一平面上に配置すると、信号増
幅回路素子は消費電力が大きいため、信号増幅回路素子
における発生熱によりパッケージの温度が上昇し、発光
受光素子の動作が不安定になる。
子とが実装された光信号処理パッケージにおいて、信号
増幅回路素子と発光受光素子とが熱的に分離され、信号
増幅回路素子における発生熱で発光受光素子が過熱され
て動作が不安定になることがなく、発光受光素子と光伝
送路の光信号入出射面とを近接させることができ、結合
効率に優れた光信号処理パッケージ、および前記パッケ
ージを備える信号処理装置を提供することを目的とす
る。
は、電子回路が設けられた配線基板に実装される光信号
処理パッケージであって、内部が2段以上に区画された
パッケージと、前記パッケージ内部における1の段に設
けられ、前記パッケージの外部からの光信号を受光して
電気信号に変換する受光素子と、前記パッケージ内部に
おける他の段に設けられてなり、前記受光素子からの電
気信号を増幅する信号増幅回路素子と、前記配線基板へ
の実装時において、前記信号増幅回路素子を前記配線基
板における前記電子回路に電気的に接続する電気的接続
手段とを備えてなることを特徴とする光信号処理パッケ
ージに関する。
に実装された状態においては、前記信号増幅回路素子お
よび前記受光素子は、前記電気的接続手段により、前記
配線基板における電子回路に電気的に接続される。した
がって、前記受光素子が受光した光信号は、前記受光素
子において電気信号である電気信号に変換され、更に前
記信号増幅回路素子において増幅されて前記電子回路に
伝達される。
述のように、発熱量の大きな信号増幅回路素子と受光素
子とが別の段に配置されているから、前記信号増幅回路
素子と前記受光素子とは熱的に分離されている。したが
って、前記信号増幅回路素子における発熱によって前記
受光素子の温度が上昇し、前記受光素子の動作が不安定
になることが防止される。
板に実装することにより、前記配線基板に受光素子と信
号増幅回路素子とを一括して実装できる。
前述のように、熱的に分離されているにもかかわらず、
空間的には近接しているので、受光素子と信号増幅回路
素子との間の電気配線を短くでき、受光素子からの微弱
な電気信号を前記信号増幅回路素子において増幅すると
きに外部における電磁ノイズの影響を受け難いという特
長もある。
が設けられた配線基板に実装される光信号処理パッケー
ジであって、内部が2段以上に区画されたパッケージ
と、前記パッケージ内部における1の段に設けられ、前
記パッケージの外部からの光信号を受光して電気信号に
変換する受光素子と、前記パッケージ内部における前記
受光素子が設けられた段と同じ段または異なる段に設け
られ、前記パッケージの外部からの電気信号を光信号に
変換して送出する発光素子と、前記パッケージ内部にお
ける前記受光素子および前記発光素子が設けられた段と
は異なる段に設けられてなり、前記受光素子からの電気
信号を増幅する信号増幅回路素子と、前記配線基板への
実装時において、前記発光素子を、前記配線基板におけ
る1の電子回路に電気的に接続し、前記信号増幅回路素
子を前記配線基板における他の電子回路に電気的に接続
する電気的接続手段とを備えてなることを特徴とする光
信号処理パッケージに関する。
に実装された状態においては、前記発光素子もまた、前
記電気的接続手段により、前記配線基板における電子回
路に電気的に接続される。したがって、前記電子回路の
電気信号は、前記配線基板における電気配線および前記
電気的接続手段を通って前記発光素子に伝達され、前記
発光素子において光信号に変換されて前記光信号処理パ
ッケージにおけるパッケージの外部に送出される。
記発光素子もまた、前記信号増幅回路素子とは異なる段
に設けられているから、前記信号増幅回路素子から熱的
に分離されている。したがって、前記光信号処理パッケ
ージは、請求項1に記載の前記光信号処理パッケージが
有する特長に加え、前記信号増幅回路素子における発熱
によって前記発光素子の温度が上昇し、前記発光素子の
動作が不安定になることが防止できるという特長も有し
ている。
板に実装することにより、前記配線基板に発光素子と受
光素子と信号増幅回路素子とを一括して実装できる。
前記受光素子とが前記パッケージにおける同一の段に設
けられてなる光信号処理パッケージに関する。
受光素子とが近接して配置されているから、特にコンパ
クトに形成できるという特長を有している。
の内部が3段以上に区分されてなり、 前記パッケージ
における発光素子および受光素子が設けられてなる段と
信号増幅回路素子が設けられてなる段との間の段に、金
属で形成されてなり、前記発光素子および前記受光素子
と前記信号増幅回路素子とを定電位接続する定電位接続
部材が配置されてなる光信号処理パッケージに関する。
光素子および受光素子と信号増幅回路素子とが、間に配
置された定電位接続部材により定電位接続されているか
ら、発光素子と受光素子と信号増幅回路素子との何れ
も、外部の電磁ノイズから効果的にシールドされる。
ラスチックから形成されたフィルム基板と、前記フィル
ム基板の少なくとも一方の面に形成された電気配線層と
を有し、前記パッケージ内部を2段以上に区分し、前記
信号増幅回路素子が実装されてなるフレキシブル基板を
備え、前記電気的接続手段が、前記フレキシブル基板の
一部が前記パッケージの外部に露出してなり、配線基板
への実装時において、前記電気配線層を介して前記信号
増幅回路素子を前記配線基板における1の電子回路に電
気的に接続する露出部を備えてなる光信号処理パッケー
ジに関する。
記配線基板への実装時には、露出部と前記配線基板にお
いて前記電子回路に至る電気配線とが例えば半田バンプ
を介して電気的に接続される。また、前記電気配線層に
電気的に接続された突起を前記露出部に形成し、前記配
線基板に設けられた前記電子回路に至る電気配線に電気
的に接続されるとともに、前記突起に係合する凹陥部を
前記配線基板に形成し、前記突起と前記凹陥部とを係合
することにより、前記露出部と前記配線基板とを電気的
に接続してもよい。更に、反対に、前記露出部に凹陥部
を形成し、前記配線基板に突起を形成し、前記突起と前
記凹陥部とを係合してもよい。
に実装した状態においては、前記受光素子および信号増
幅回路素子は、前記フレキシブル基板における電気配線
層と前記配線基板における電気配線とを介して前記電子
回路に電気的に接続される。
路素子の一部が前記パッケージの外部に露出してなり、
更に、前記信号増幅回路素子における前記露出部に放熱
手段が設けられてなる光信号処理パッケージに関する。
号増幅回路素子における発生熱は、前記放熱手段によ
り、パッケージの外部に伝達されて除去されるから、前
記発生熱により前記パッケージの内部が高温になること
がない。したがって、前記光信号処理パッケージは、信
号増幅回路素子の発熱量が特に大きな場合に好適であ
る。
何れか1項に記載の光信号処理パッケージと、前記光信
号処理パッケージが実装される配線基板と、前記光信号
処理パッケージが前記配線基板に実装された状態におい
て、前記光信号処理パッケージにおける受光素子または
発光素子および受光素子と光結合される光伝送路とを備
えてなることを特徴とする信号処理装置に関する。
路から出射した光信号は、前記光信号処理パッケージに
おける受光素子で受光され、電気信号に変換される。前
記受光素子からの電気信号は、前記光信号処理パッケー
ジにおける信号増幅回路素子で増幅される。前記信号増
幅回路素子で増幅された電気信号は、前記光信号処理パ
ッケージにおける電気的接続手段および前記配線基板に
おける電気配線を介して前記電子回路に伝達され、前記
電子回路で適宜処理される。
板に前記光信号処理パッケージを実装することにより、
容易に光データバスを構成できる。
ケージにおける発光素子および受光素子との間の距離が
短いので、前記信号処理装置は、発光素子および受光素
子と光伝送路との間の結合効率が高い。
が、前記光信号処理パッケージの挿通されるスルーホー
ルを備え、前記光伝送路が、前記配線基板における前記
スルーホールに前記光信号処理パッケージを嵌装したと
きに、前記光信号処理パッケージの有する受光素子また
は発光素子および受光素子に光学的に結合される位置に
設けられてなる信号処理装置に関する。
に設けたスルーホールに光信号処理パッケージを差し込
むだけで実装できるので、光電気混載基板のパッシブア
ラインメントが可能になる。
が、前記光信号処理パッケージにおける前記スルーホー
ルに挿通される方向に沿った寸法よりも大きな厚みを有
してなる信号処理装置に関する。
形成されたスルーホール中に前記光信号処理パッケージ
が埋設された形態を有しているので、前記光信号処理パ
ッケージを光伝送路に特に近接させて配置することがで
きる。したがって、前記光信号処理パッケージにおける
受光素子または受光素子および発光素子と光伝送路との
結合効率が特に優れている。
が、前記配線基板における前記光信号処理パッケージが
実装される実装面とは反対側の面に設けられてなる信号
処理装置に関する。
の全面に、前記光信号処理パッケージに接続される電気
配線を形成でき、前記実装面とは反対側の面を全て光伝
送路の形成に利用できるから、体積効率に優れた信号処
理装置が得られる。また、前記実装面とは反対側の面に
光伝送路を設けるから、光伝送路の形成が極めて容易で
ある。
す。図1において、(a)は、前記第1実施形態に係る
光信号処理パッケージの内部構造を示し、(b)は、前
記光信号処理パッケージが備えるフレキシブル基板を平
面上に展開した形状を示す。そして、(c)は、前記光
信号処理パッケージを側面からみた外観を示し、(d)
は、前記光信号処理パッケージを上面からみた外観を示
す。
100は、図1に示すように、側面から見てコの字型に
屈曲され、光信号処理パッケージ100を図1における
上下方向に上中下段の3段に区画するフレキシブル基板
6と、光信号処理パッケージ100における上段100
aに位置する信号増幅回路素子8と、光信号処理パッケ
ージ100における下段100cに位置する発光素子2
と受光素子4とを備える。光信号処理基板100は、フ
レキシブル基板6への信号増幅回路素子8などの実装さ
れる方向に沿って3段に区分されているということもで
きる。
(b)に示すように、一枚の耐熱性樹脂フィルムから形
成されるとともに、一端に、翼状に張り出した1対の翼
状部6aが形成され、展開した状態においては略T字型
の平面形状を有するフィルム基板62と、フィルム基板
62の一方の面に形成された電気配線層64とを有す
る。
ミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド
樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂などのフィルム
が挙げられる。
は、電気配線層64が形成された側とは反対側の面に、
円形の半田バンプ面6bが、それぞれ4個づつ列状に形
成されている。翼状部6aおよび半田バンプ面6bは、
それぞれ本発明の光信号処理パッケージにおける露出部
および電気的接続手段に相当する。
配線基板に実装するときには、半田バンプ面6bにおい
て、球状の半田バンプを介して前記配線基板に電気的に
接続される。半田バンプ面6bは、フィルム基板62を
挟んで電気配線層64に電気的に接続されている。
形成され、光信号処理パッケージ100の上段100a
と中段100bとを区画する第1区画6Aと、光信号処
理パッケージ100の中段100bと下段100cとを
区画する第2区画6Bと、第1区画6Aと第2区画6B
とを結合する中間部6Cとに、幅方向に伸びる2本の互
いに平行な屈曲線d1によって区画される。
(a)および(c)に示すように、電気配線層64が形
成された側の面が外側になり、第1区画6Aと第2区画
6Bとが、互いに向かい合うように、屈曲線d1に沿っ
てコの字型に屈曲される。したがって、第1区画6Aに
おいては、電気配線層64が形成された側の面が光信号
処理パッケージ100の上段100aに面し、第2区画
6Bにおいては、電気配線層64が形成された側の面が
光信号処理パッケージ100の下段100cに面する。
に、第1区画6Aにおける電気配線層64が形成された
側の面に配置されている。一方、発光素子2および受光
素子4は、それぞれ光信号を送出する発光面および光信
号を受光する受光面が図1における下方を向くように、
第2区画6Bにおける電気配線層64が形成された側、
即ち下面に配置されている。
置された電子回路(図示せず。)からのデジタル電気信
号を光信号に変換して前記光信号を送出する機能を有
し、具体的には、発光ダイオード、半導体レーザ、およ
び面発光レーザなどが挙げられる。
に変換する機能を有し、具体的には、フォトダイオード
などが挙げられる。
電気信号を増幅して前記電子回路に伝達する機能を有す
る。
に、ボンディングワイヤ10aによって接続され、発光
素子2および受光素子4は、電気配線層64に、ボンデ
ィングワイヤ10bによって接続されている。ボンディ
ングワイヤ10aおよび10bには金などの細線を用い
ることができる。したがって、信号増幅回路素子8と、
発光素子2および受光素子4とは、ボンディングワイヤ
10a、10bと電気配線層64とにより互いに電気的
に接続される。
は、半田バンプ面6bに電気的に接続され、前記半田バ
ンプ面6bは、半田バンプを介し、光信号処理パッケー
ジ100が実装される配線基板の電気配線に電気的に接
続されるから、信号増幅回路素子8、発光素子2、およ
び受光素子4は、電気配線層64、半田バンプ面6b、
および前記半田バンプを介して前記配線基板上の電子回
路に電気的に接続される。
8、発光素子2、および受光素子4は、図1に示すよう
に、合成樹脂により形成された直方体状のパッケージ1
2の内部に封入されている。ここで、前述のように、発
光素子2の発光面および受光素子4の受光面は、いずれ
も図1における下方を向いているから、前記光信号が入
出射する発光受光面14は、パッケージ12の底面に形
成される。したがって、パッケージ12は、透光性であ
り、換言すれば、前記光信号を透過させることが好まし
いから、透光性樹脂により形成されていることが好まし
い。前記透光性樹脂としては、たとえば透明エポキシ樹
脂および透明ポリウレタン樹脂などの透光性熱硬化性樹
脂、並びにPMMA、ポリカーボネ−ト樹脂、およびポ
リメチルペンテン樹脂などの透光性熱可塑性樹脂が使用
できる。
または熱硬化性樹脂であって前記光信号を実質的に透過
しない非透光性樹脂で形成し、底部に、前記光信号が発
光素子2および受光素子4に入出射する開口部を設けて
もよい。
は非透光性の筐体であってもよい。
うに、翼状部6aにおける半田バンプ面6bが設けられ
た部分は、実装時において後述する多層配線基板300
に接続できるように、パッケージ12の外側に露出して
いる。翼状部6aにおける半田バンプ面6bは、電気配
線層64およびボンディングワイヤ10aを介して信号
増幅回路素子8に電気的に接続されている。
信号処理パッケージ100の上段に位置し、発光素子2
および受光素子4は、光信号処理パッケージ100の下
段に位置する。そして、光信号処理パッケージ100の
中段、即ち第1区画6Aと第2区画6Bとの間の部分
は、パッケージ12を形成する透光性樹脂によって充填
されている。
の実装面は、信号増幅回路素子8の実装面と大きく隔た
っているから、発光素子2および受光素子4は、信号増
幅回路素子8と熱的に絶縁されている。故に、信号増幅
回路素子8が発熱しても、発光素子2および受光素子4
が高温になることがなく、動作が不安定になることがな
い。
いては、前述のように、信号増幅回路素子8と発光素子
2および受光素子4とが上下に積層されているから、コ
ンパクトである。
PUなどの電子回路が設けられた配線基板に実装するこ
とにより、前記配線基板に、発光素子2と受光素子4と
信号像風回路素子8とを一括して実装できる。
に示すように、後述する板状の光伝送路200における
光信号入出射面に、光信号処理パッケージ100の底面
に形成された発光受光面14を当接することにより、発
光素子2および受光素子4と前記光伝送路200との間
で光信号を授受できるから、発光素子2および受光素子
4と前記光伝送路200との間の距離が小さくでき、し
たがって、結合効率が高い。
す。図2において、(a)は、前記第2実施形態に係る
光信号処理パッケージの内部構造を示し、(b)は、前
記光信号処理パッケージにおけるフレキシブル基板を平
面上に展開した形状を示す。そして、(c)は、前記光
信号処理パッケージを側面からみた外観を示し、(d)
は、前記光信号処理パッケージを上面からみた外観を示
す。尚、図2において、図1と同一の符号は、特に断ら
ない限り、前記符号が図1において示す構成要素と同一
の構成要素を示す。
信号処理パッケージ102は、側面から見て疑問符型に
屈曲され、光信号処理パッケージ102を図1における
上下方向に、上中下段の3段に区画するたフレキシブル
基板6と、光信号処理パッケージ102における上段1
02aに配置された信号増幅回路素子8と、光信号処理
パッケージ102における下段102cに配置された発
光素子2と受光素子4とを備える。
(b)に示すように、第1実施形態に係る光信号処理パ
ッケージ100におけるフレキシブル基板6と同様、一
枚の耐熱性樹脂フィルムから形成されるとともに、一端
に、翼状に張り出した1対の翼状部6aが形成され、T
字型の平面形状を有するフィルム基板62と、フィルム
基板62の一方の面に形成された電気配線層64とから
構成される。そして、幅方向に伸びる2本の互いに平行
な屈曲線d1により、第1区画6Aと第2区画6Bと中
間部6Cとに区画されている。第1区画6Aが1対の翼
状部6aを有し、光信号処理パッケージ102の上段1
02aと中段102bとを区分する点、および第2区画
6Bが光信号処理パッケージ102の中段102bと下
段102cとを区分する点も、第1実施形態に係る光信
号処理パッケージ100と同様である。
て平行な屈曲線d2により、発光素子2および受光素子
4が配置される発光受光素子配置部6B1と、発光受光
素子配置部6B1と中間部6Cとを結合する結合部6B2
とに区分されている。
る光信号処理パッケージ100と同様に、第1区画6A
と第2区画6Bにおける結合部6B2とが互いに向かい
合い、しかも電気配線層64が外側に位置するように、
屈曲線d1に沿って屈曲される。したがって、第1区画
6Aと中間部6Cと結合部6B2とは、全体として側面
から見てコの字を形成するような位置関係にある。
子配置部6B1は、結合部6B2を挟んで中間部6Cとは
反対方向に、電気配線層64が形成された側の面が内側
になるように、屈曲線d2に沿って屈曲される。発光受
光素子配置部6B1における前記面は、図2における右
方を向いている。
ける電気配線層64が形成された側の面、即ち上面に配
置される。
れぞれ光信号が送出される発光面および光信号を受光す
る受光面が図2における右側面を向くように、第2区画
6Bの発光受光素子配置部6B1における電気配線層6
4が形成された側の面に上下方向に2段に配置される。
受光素子4は、第1実施形態に係る光信号処理パッケー
ジ100と同様に、電気配線層64に、それぞれボンデ
ィングワイヤ10aおよびボンディングワイヤ10bに
よって接続されている。
8、発光素子2、および受光素子4は、第1実施形態に
係る光信号処理パッケージ100と同様に、翼状部6a
が外部に露出した状態で直方体状のパッケージ12の内
部に封入されている。但し、前記光信号が入出射する発
光受光面14は、パッケージ12の右側面に形成され
る。
信号処理パッケージ100のところで述べたのと同様の
透光性樹脂により形成できる。また、非透光性樹脂でパ
ッケージ12を形成し、図2における右側面に、光信号
が入出射する下降部を設けてもよい。
形態に係る光信号処理パッケージ100と同様に、発光
素子2および受光素子4が、信号増幅回路素子8と熱的
に絶縁されているから、信号増幅回路素子8が発熱して
も、発光素子2および受光素子4が高温になり、動作が
不安定になることがない。
に示すように、光信号処理パッケージ102の右側面に
形成された発光受光面14を、一方の端面から光信号が
入出射する形態の後述する光伝送路202における前記
端面に当接することにより、発光素子2および受光素子
4と光伝送路202との間で光信号を授受できる。
なり、端面を斜めに仕上る必要がないから、作製が更に
容易である。
は、光伝送路200よりも更に作製の容易な光データバ
ス202を光伝送路として使用できるという特長も有す
る。
続部材を設けた例を図3に示す。図3において、(a)
は、前記第3実施形態に係る光信号処理パッケージの内
部構造を示し、(b)は、前記光信号処理パッケージを
側面からみた外観を示し、(c)は、前記光信号処理パ
ッケージを上面からみた外観を示す。尚、図3におい
て、図1と同一の符号は、特に断らない限り、前記符号
が図1において示す構成要素と同一の構成要素を示す。
104は、図3に示すように、フレキシブル基板6によ
って図3における上下方向に沿って上段104aと中段
104bと下段104cとに区画されている。そして、
中段104bには、フレキシブル基板6における中間部
6Cに対して平行に金属板を積層した電磁シールド18
が嵌装されている。発光素子2と受光素子4と信号増幅
回路素子8とは、何れも電磁シールド18に定電位接続
されている。尚、電磁シールド18は、本発明の光信号
処理パッケージにおける定電位接続部材に相当する。
ウムなどの高導電性金属の板を積層した積層体のほか、
前記高導電性金属から形成され、直方体または円柱など
の形状を有するブロック体が使用できる。
6にフリップチップ実装され、球状の半田バンプ16に
より、電気配線層64に接続され、また、電気配線層6
4に接続された側とは反対側の面の近傍部分がパッケー
ジ12の外部に露出し、前記面に、後述するヒートシン
ク24を装着できるように形成されている。尚、ヒート
シンク24は、本発明の光信号処理パッケージにおける
放熱手段の一例である。
の点においては、第1の実施形態に係る光信号処理パッ
ケージ100と同様の構成を有している。したがって、
光信号処理パッケージ104は、第1の実施形態に係る
光信号処理パッケージ100と同様の特長を有する。
述のように電磁シールド18を有するから、発光素子2
および受光素子4と信号増幅回路素子8との間における
電気信号の授受が外部の電磁ノイズにより妨害されるこ
とがないという特長も有する。
を図4に示す。図4において、(a)は、前記第4実施
形態に係る光信号処理パッケージの内部構造を示し、
(b)は、前記光信号処理パッケージを側面からみた外
観を示し、(c)は、前記光信号処理パッケージを上面
からみた外観を示す。尚、図4において、図1および図
2と同一の符号は、特に断らない限り、前記符号が図1
および図2において示す構成要素と同一の構成要素を示
す。
106は、図4に示すように、フレキシブル基板6によ
って図4における上下方向に沿って上段106aと中段
106bと下段106cとに区画されている。そして、
中段106bには、電磁シールド20が嵌装されてい
る。発光素子2と受光素子4と信号増幅回路素子8と
は、何れも電磁シールド20に定電位接続されている。
電磁シールド20もまた、本発明の光信号処理パッケー
ジにおける定電位接続部材に相当する。
光信号処理パッケージ104における電磁シールド18
と同様の構成を有している。
る光信号処理パッケージ104と同様にフレキシブル基
板6にフリップチップ実装され、球状の半田バンプ16
により、電気配線層64に接続されている。
配線層64に接続された側とは反対側の面に後述するヒ
ートシンク24を装着できるように、前記面の近傍部分
がパッケージ12の外部に露出している。
の点においては、第2の実施形態に係る光信号処理パッ
ケージ102と同様の構成を有している。したがって、
光信号処理パッケージ106は、第2の実施形態に係る
光信号処理パッケージ102と同様の特長を有する。
述のように電磁シールド20を有するから、発光素子2
および受光素子4と信号増幅回路素子8との間における
電気信号の授受が外部の電磁ノイズにより妨害されるこ
とがないという特長も有する。
板に実装した信号処理装置の一例を図5に示す。図5に
おいて、(a)は、前記配線基板に実装された前記光信
号処理パッケージを図3におけるXの方向から見たとこ
ろを示し、(b)は、図3におけるYの方向から見たと
ころを示す。
層配線基板300は、絶縁層302と、絶縁層302の
表面にエッチング法などにより形成された電気配線層3
04とが交互に積層された多層配線基板であり、本発明
に係る信号処理装置における配線基板に相当する。ただ
し、前記光信号処理パッケージが実装される配線基板
は、多層配線基板300のような多層構造を有する配線
基板には限定されず、単層のプリント配線基板であって
もよい。また、図5に示す多層配線基板300には、絶
縁層302および電気配線層304がそれぞれ6層づつ
設けられているが、絶縁層302および電気配線層30
4の層数は、6層には限定されない。
平面形状を有するスルーホール306が穿設され、前記
スルーホール306には、図3に示す光信号処理パッケ
ージ104が嵌装されている。
すように、翼状部6aに設けられた半田バンプ面6bに
おいて、球状の半田バンプ22を介して多層配線基板3
00における最上層の電気配線層304に接続されてい
る。
増幅回路素子8の図5における上面、即ちパッケージ1
2の外部に露出した側の面には、ヒートシンク24が固
定されている。ヒートシンク24には、垂直方向に延在
する放熱フィン24aが、一定の間隔で多数設けられて
いる。ヒートシンク24は、例えば銅およびアルミニウ
ムなどの高熱伝送性の金属により形成できる。
200が設けられている。
路200における多層配線基板300に当接する側の面
の一端部近傍に、発光素子2からの光信号が入射し、受
光素子4に向かって光信号が出射する光信号入出射面2
00aが形成されている。光伝送路200における光信
号入出射面200aが形成された側の端面には、光信号
入出射面200aに対して45°の角度を有するように
形成された45度面200bが形成されている。光伝送
路200における45度面200bとは反対側の端面に
は、入射した光信号を反射する反射面(図示せず。)が
形成されている。
性媒体により形成できる。前記透明性媒体としては、ポ
リメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリメチ
ルペンテンなどのアモルファスポリオレフィン、および
弗化ビニリデン、テトラフルオロエチレンなどの弗素系
樹脂のような光学プラスチック材料、ならびに石英、石
英ガラス、弗化物系ガラス、アルミノ珪酸塩ガラス、燐
酸ガラス、および弗燐酸ガラスなどの無機ガラスなどが
挙げられる。
信号入出射面200aが光信号処理パッケージ104の
発光受光面14に向かい合う位置に設けられている。
基板300上に設けられた1の電子回路(図示せず。)
からの電気信号は、電気配線層304および半田バンプ
22を通り、光信号処理パッケージ104のフレキシブ
ル基板6における半田バンプ面6bおよび電気配線層6
4を通って発光素子2に伝達され、光信号に変換され
る。
おいて矢印aで示すように、光信号処理パッケージ10
4のにおける発光受光面14を通過して光信号入出射面
200aから光伝送路200の内部に入射する。そし
て、45度面200bにおいて入射方向に対して直角の
方向に反射して光伝送路200における反射面に向かっ
て伝播する。前記反射面で反射された光信号は、図5に
おいて矢印bで示すように、再び光伝送路200内を伝
播し、45度面200bで反射され、光信号入出射面2
00aから発光受光面14に入射し、受光素子4で受光
される。
号に変換され、信号増幅回路素子8において増幅され、
フレキシブル基板6における電気配線層64、半田バン
プ22、および電気配線層304を通って多層配線基板
300上に設けられた他の電子回路(図示せず。)に伝
達される。
は、光電気混載基板104と光伝導路200とによって
光データバスが形成され、前記電子回路間における信号
の授受は、光信号の形で、前記光データバスを通して行
なわれるので、前記電子回路間においては、大量のデー
タを効率的に授受できる。
面に発光受光面14を有するから、スルーホール306
にどの向きで差し込んでも光伝送路200と光学的に結
合でき、光データバスを形成できる。したがって、光信
号処理パッケージ104のパッシブアラインメントが可
能になる。
幅回路素子8を使用した場合においても、ヒートシンク
24によって、発生熱が効果的に発散されるから、発光
素子2および受光素子4の動作が不安定になることがな
い。
配線基板300に半田バンプ22を介して接続されるか
ら、自動実装に容易に対応できる。
板に実装した信号処理装置の一例を図6に示す。図6に
おいて、図4および図5と同一の符号は、前記符号が図
4および図5において示す構成要素と同一の構成要素を
示す。
層配線基板308は、絶縁層302および電気配線層3
04が交互に5層づつ積層された多層配線基板であり、
複数の電子回路(図示せず。)が実装されている。な
お、多層配線基板308においては、絶縁層302およ
び電気配線層304の層数は、5層には限定されない。
平面形状を有するスルーホール310が穿設され、第4
実施形態に係る光信号処理パッケージ106が挿通され
ている。図6に示すように、光信号処理パッケージ10
6の下半部は、多層配線基板308よりも下方に突出
し、したがって発光受光面14も多層配線基板308の
下方に位置する。
増幅回路素子8の上面には、ヒートシンク24が設けら
れている。
すように、スラブ状の光伝送路202が設けられてい
る。
らの光信号が入射し、受光素子4に向かって光信号が出
射する光信号入出射面202aが一方の端面に形成さ
れ、光信号入出射面200aとは反対側の端面に、入射
した光信号を光信号入出射面200bに向かって反射す
る反射面(図示せず。)が形成されている。
ろで述べたのと同様の透明性媒体により形成できる。
信号入出射面202aが光信号処理パッケージ106の
発光受光面14に当接する位置に設けられている。
基板308上の1の電子回路からの電気信号が、信号処
理装置400と同様の経路を通って光信号処理パッケー
ジ106における発光素子2に伝達され、光信号に変換
される。
光面14を通過して光信号入出射面202aから光伝送
路202の内部に入射し、伝送路200における反射面
で反射される。反射された光信号は、光信号入出射面2
00aから発光受光面14に入射し、受光素子4で受光
される。
号に変換され、信号増幅回路素子8において増幅され、
信号処理装置400と同様の経路を通って多層配線基板
308上に設けられた他の電子回路(図示せず。)に伝
達される。
も、光電気混載基板106と光伝導路202とによって
光データバスが形成され、前記電子回路間における信号
の授受は、光信号の形で、前記光データバスを通して行
なわれるので、前記電子回路間においては、大量のデー
タを効率的に授受できる。
力の信号増幅回路素子8を使用した場合においても、ヒ
ートシンク24によって、発生熱が効果的に発散される
から、発光素子2および受光素子4の動作が不安定にな
ることがない。
いては、光信号が入射する側の端部を45度面に仕上げ
る必要がなく、前記透明性媒体のスラブの一端に反射面
を形成するだけでよいから、光伝送路200に比較して
更に作製が容易である。
光受光面14が光信号入出射面202aに当接するよう
に、光信号処理パッケージ106をスルーホール310
に挿入する必要があるので、光信号処理パッケージ10
6の角に切り欠きを設けたり、光信号処理パッケージ1
06と配線基板308とに位置合わせ用のマークを附し
たりして、光信号処理パッケージ106の挿入方向が容
易に判るようにすることが好ましい。
板に実装した信号処理装置の別の例を図7に示す。図7
において、図4および図5と同一の符号は、前記符号が
図4および図5において示す構成要素と同一の構成要素
を示す。
層配線基板312は、絶縁層302および電気配線層3
04が交互に9層づつ積層された多層配線基板であり、
複数の電子回路(図示せず。)が実装されている。更
に、多層配線基板312の内部には、光伝送路202が
埋設されている。
平面形状を有するスルーホール314が穿設され、スル
ーホール314に、第4実施形態に係る光信号処理パッ
ケージ106が嵌装されている。前述のように、光伝送
路202は、多層配線基板312の内部に埋設されてい
るから、図7に示すように、光信号処理パッケージ10
6は、スルーホール314の内部において、光伝送路2
02に光学的に結合される。
基板312上の1の電子回路からの電気信号は、信号処
理装置402と同様にして光信号処理パッケージ106
および光伝送路202を経由して多層配線基板312上
の他の電子回路に伝達される。
2と同様の特長を有する。
ルーホール314の内部において光伝送路202に光学
的に結合されているから、光信号処理パッケージ106
の発光受光面14と光伝送路202の光信号入出射面2
02aとの間で光信号が授受される際の損失が特に少な
い。
号処理装置402のところで述べたのと同様の理由か
ら、光信号処理パッケージ106の角に切り欠きを設け
たり、光信号処理パッケージ106と配線基板312と
に位置合わせ用のマークを附したりして、光信号処理パ
ッケージ106の挿入方向が容易に判るようにすること
が好ましい。
れる光信号処理パッケージは、熱に敏感な発光素子およ
び受光素子と消費電力の大きな信号増幅回路素子とが熱
的に分離された構造を有するから、前記光信号処理パッ
ケージにおいては、信号増幅回路素子からの熱で発光素
子および受光素子の動作が不安定になることがない。
にスルーホールを設け、前記光信号処理パッケージを前
記スルーホールに差し込むだけで、発光素子と受光素子
と信号増幅回路素子とを一括して前記配線基板に実装で
きる。そして、光信号処理パッケージにおける発光素子
と受光素子とを光伝送路に光学的に接続することによ
り、前記配線基板において光データバスを形成できる。
を用いることにより、自動実装にも容易に対応できる。
示す概略図である。
例を示す概略図である。
ジの例を示す概略図である。
ジの別の例を示す概略図である。
図である。
面図である。
す断面図である。
ある。
Claims (10)
- 【請求項1】 電子回路が設けられた配線基板に実装
される光信号処理パッケージであって、 内部が2段以上に区画されたパッケージと、 前記パッケージ内部における1の段に設けられ、前記パ
ッケージの外部からの光信号を受光して電気信号に変換
する受光素子と、 前記パッケージ内部における他の段に設けられてなり、
前記受光素子からの電気信号を増幅する信号増幅回路素
子と、 前記配線基板への実装時において、前記信号増幅回路素
子を前記配線基板における前記電子回路に電気的に接続
する電気的接続手段とを備えてなることを特徴とする光
信号処理パッケージ。 - 【請求項2】 複数の電子回路が設けられた配線基板
に実装される光信号処理パッケージであって、 内部が2段以上に区画されたパッケージと、 前記パッケージ内部における1の段に設けられ、前記パ
ッケージの外部からの光信号を受光して電気信号に変換
する受光素子と、 前記パッケージ内部における前記受光素子が設けられた
段と同じ段または異なる段に設けられ、前記パッケージ
の外部からの電気信号を光信号に変換して送出する発光
素子と、 前記パッケージ内部における前記受光素子および前記発
光素子が設けられた段とは異なる段に設けられてなり、
前記受光素子からの電気信号を増幅する信号増幅回路素
子と、 前記配線基板への実装時において、前記発光素子を、前
記配線基板における1の電子回路に電気的に接続し、前
記信号増幅回路素子を前記配線基板における他の電子回
路に電気的に接続する電気的接続手段とを備えてなるこ
とを特徴とする光信号処理パッケージ。 - 【請求項3】 前記発光素子と前記受光素子とが前記
パッケージにおける同一の段に設けられてなる請求項2
に記載の光信号処理パッケージ。 - 【請求項4】 前記パッケージの内部が3段以上に区
分されてなり、 前記パッケージにおける発光素子および受光素子が設け
られてなる段と信号増幅回路素子が設けられてなる段と
の間の段に、金属で形成されてなり、前記発光素子およ
び前記受光素子と前記信号増幅回路素子とを定電位接続
する定電位接続部材が配置されてなる請求項3に記載の
光信号処理パッケージ。 - 【請求項5】 一枚の耐熱性プラスチックから形成さ
れたフィルム基板と、前記フィルム基板の少なくとも一
方の面に形成された電気配線層とを有し、前記パッケー
ジ内部を2段以上に区分し、前記信号増幅回路素子が実
装されてなるフレキシブル基板を備え、 前記電気的接続手段は、前記フレキシブル基板の一部が
前記パッケージの外部に露出してなり、配線基板への実
装時において、前記電気配線層を介して前記信号増幅回
路素子を前記配線基板における1の電子回路に電気的に
接続する露出部を備えてなる請求項1〜4に記載の光信
号処理パッケージ。 - 【請求項6】 前記信号増幅回路素子の一部が前記パ
ッケージの外部に露出してなり、更に、前記信号増幅回
路素子における前記露出部に放熱手段が設けられてなる
請求項1〜5の何れか1項に記載の光信号処理パッケー
ジ。 - 【請求項7】 請求項1〜6の何れか1項に記載の光
信号処理パッケージと、 前記光信号処理パッケージが実装される配線基板と、 前記光信号処理パッケージが前記配線基板に実装された
状態において、前記光信号処理パッケージにおける受光
素子または発光素子および受光素子と光結合される光伝
送路とを備えてなることを特徴とする信号処理装置。 - 【請求項8】 前記配線基板は、前記光信号処理パッ
ケージが挿通されるスルーホールを備え、 前記光伝送路は、前記配線基板における前記スルーホー
ルに前記光信号処理パッケージを嵌装したときに、前記
光信号処理パッケージの有する受光素子または発光素子
および受光素子に光学的に結合される位置に設けられて
なる請求項7に記載の信号処理装置。 - 【請求項9】 前記配線基板は、前記光信号処理パッ
ケージにおける前記スルーホールに挿通される方向に沿
った寸法よりも大きな厚みを有してなる請求項8に記載
の信号処理装置。 - 【請求項10】 前記光伝送路は、前記配線基板におけ
る前記光信号処理パッケージが実装される実装面とは反
対側の面に設けられてなる請求項7〜9の何れか1項に
記載の信号処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000272709A JP3963070B2 (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | 光信号処理パッケージおよび信号処理装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000272709A JP3963070B2 (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | 光信号処理パッケージおよび信号処理装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2002083977A true JP2002083977A (ja) | 2002-03-22 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007081073A (ja) * | 2005-09-14 | 2007-03-29 | Rohm Co Ltd | 受光モジュール |
WO2011148532A1 (ja) * | 2010-05-27 | 2011-12-01 | 日本メクトロン株式会社 | フレキシブル回路基板 |
-
2000
- 2000-09-08 JP JP2000272709A patent/JP3963070B2/ja not_active Expired - Fee Related
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WO2011148532A1 (ja) * | 2010-05-27 | 2011-12-01 | 日本メクトロン株式会社 | フレキシブル回路基板 |
JP2011249574A (ja) * | 2010-05-27 | 2011-12-08 | Nippon Mektron Ltd | フレキシブル回路基板 |
CN102918934A (zh) * | 2010-05-27 | 2013-02-06 | 日本梅克特隆株式会社 | 柔性电路基板 |
US9089050B2 (en) | 2010-05-27 | 2015-07-21 | Nippon Mektron, Ltd. | Flexible circuit board |
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