JP2002296464A - 光電気配線基板 - Google Patents
光電気配線基板Info
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- Multi-Conductor Connections (AREA)
- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数のボール状端子を配列したベース配線基
板に、ＬＤ，ＰＤ等の受発光素子とそれらを作動させる
ための電子素子とを混載し大容量かつ小型、高信頼に組
み立て可能な光電気配線基板を提供する。 【解決手段】 下面側に複数のボール状端子を配列した
ベース配線基板の上面に光素子基板を配設してなる光電
気配線基板において、前記ベース基板及び前記光素子基
板よりも弾性率が高い弾性部材に前記光素子基板を固定
し、該弾性部材を前記ベース配線基板に固定する構造と
する。
板に、ＬＤ，ＰＤ等の受発光素子とそれらを作動させる
ための電子素子とを混載し大容量かつ小型、高信頼に組
み立て可能な光電気配線基板を提供する。 【解決手段】 下面側に複数のボール状端子を配列した
ベース配線基板の上面に光素子基板を配設してなる光電
気配線基板において、前記ベース基板及び前記光素子基
板よりも弾性率が高い弾性部材に前記光素子基板を固定
し、該弾性部材を前記ベース配線基板に固定する構造と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信用モジュー
ルに用いられるベース配線基板に関し、ＬＤ，ＰＤ等の
受発光素子とそれらを作動させるための電子素子とを混
載し大容量かつ小型、高信頼に組み立て可能な光電気配
線基板に関する。
ルに用いられるベース配線基板に関し、ＬＤ，ＰＤ等の
受発光素子とそれらを作動させるための電子素子とを混
載し大容量かつ小型、高信頼に組み立て可能な光電気配
線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、公衆通信や構内通信（ＬＡＮ）の
分野において、光ファイバ通信が広く普及している。伝
送される情報量の増大にともない伝送システムの大容量
化が緊急の課題になっている。大容量化の技術として、
従来から高密度波長分割多重（Ｄｅｎｔｈ Ｗａｖｅｌ
ｅｎｇｔｈ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ； ＤＷＤ
Ｍ）、並列伝送（Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｌｉｎｋ）といっ
た技術が用いられ、飛躍的に伝送容量が拡大されてい
る。
分野において、光ファイバ通信が広く普及している。伝
送される情報量の増大にともない伝送システムの大容量
化が緊急の課題になっている。大容量化の技術として、
従来から高密度波長分割多重（Ｄｅｎｔｈ Ｗａｖｅｌ
ｅｎｇｔｈ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ； ＤＷＤ
Ｍ）、並列伝送（Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｌｉｎｋ）といっ
た技術が用いられ、飛躍的に伝送容量が拡大されてい
る。
【０００３】しかしながら、その一方で、光実装技術に
おける問題として、素子数の増大に対応するために配線
の高密度化が課題となっている。すなわち、ＤＷＤＭや
Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｌｉｎｋでは複数の受発光素子を用
いて信号の多重化が行われており、多重化の度合が増大
するほど素子数と配線数が増大し、配線基板の大型化や
複雑化による組立生産性が劣化することが課題となって
いる。
おける問題として、素子数の増大に対応するために配線
の高密度化が課題となっている。すなわち、ＤＷＤＭや
Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｌｉｎｋでは複数の受発光素子を用
いて信号の多重化が行われており、多重化の度合が増大
するほど素子数と配線数が増大し、配線基板の大型化や
複雑化による組立生産性が劣化することが課題となって
いる。
【０００４】以下に、従来の光電気配線基板について図
面を用いて説明する。
面を用いて説明する。
【０００５】従来の光電気配線基板Ｐ１を図５に示
す。受発光素子がディスクリートにパッケージに実装さ
れた光モジュール１００とそれらを動作させるための駆
動用ＩＣ５００とが各々複数個基板上に実装されて光電
気配線基板が構成される。光モジュール１００のパッケ
ージング構造としては、バタフライ型と呼ばれるパッケ
ージに数十ｃｍ程度の短尺のファイバ３００が組み込ま
れたピグテール型と呼ばれる構造が一般的である。電気
の入出力はパッケージの側面に列上に配列されたリード
端子７０２で行われ、特に高周波の端子には同軸型コネ
クタ７０１が用いられ、パッケージ内部まで高周波信号
が低損失に伝送される構成である。
す。受発光素子がディスクリートにパッケージに実装さ
れた光モジュール１００とそれらを動作させるための駆
動用ＩＣ５００とが各々複数個基板上に実装されて光電
気配線基板が構成される。光モジュール１００のパッケ
ージング構造としては、バタフライ型と呼ばれるパッケ
ージに数十ｃｍ程度の短尺のファイバ３００が組み込ま
れたピグテール型と呼ばれる構造が一般的である。電気
の入出力はパッケージの側面に列上に配列されたリード
端子７０２で行われ、特に高周波の端子には同軸型コネ
クタ７０１が用いられ、パッケージ内部まで高周波信号
が低損失に伝送される構成である。
【０００６】図５に示す光モジュール１００はパッケー
ジ１個につき１素子の光素子がパッケージングされ、通
常このような光モジュールを複数個、基板８０に実装さ
れるか、もしくは、このような光電気配線基板を複数
枚、架台に実装することによって複数チャネルの光電気
配線が実現される。
ジ１個につき１素子の光素子がパッケージングされ、通
常このような光モジュールを複数個、基板８０に実装さ
れるか、もしくは、このような光電気配線基板を複数
枚、架台に実装することによって複数チャネルの光電気
配線が実現される。
【０００７】また、半導体チップの集積度の向上と大
規模チップの製造技術の向上に伴い、複数の光半導体素
子をアレイ化した図６に示すような並列光半導体モジュ
ールが提案されている。
規模チップの製造技術の向上に伴い、複数の光半導体素
子をアレイ化した図６に示すような並列光半導体モジュ
ールが提案されている。
【０００８】図６において２００は光半導体素子アレ
イ、４００はサブキャリア、３００は光半導体素子アレ
イ２００に光を入出力するためのファイバアレイ、７２
０は電気端子、１０１はパッケージ、５０１は駆動用Ｉ
Ｃである。
イ、４００はサブキャリア、３００は光半導体素子アレ
イ２００に光を入出力するためのファイバアレイ、７２
０は電気端子、１０１はパッケージ、５０１は駆動用Ｉ
Ｃである。
【０００９】図６に示す並列伝送モジュールではファイ
バアレイ３００をサブキャリア４００上に形成されたＶ
溝４０１によって高精度に整列させることが可能であ
る。
バアレイ３００をサブキャリア４００上に形成されたＶ
溝４０１によって高精度に整列させることが可能であ
る。
【００１０】光半導体素子アレイ２００の入出力光はピ
ッチを合わせて配置したファイバアレイ３００とそれぞ
れ結合され、パッケージ１０１側面に形成した光コネク
タ６００を介して外部に光配線される。ファイバは隣接
線とのクロストークがほとんどなく、径が細いため、例
えば０．１２５ｍｍ間隔といった狭い間隔で配線が可能
である。
ッチを合わせて配置したファイバアレイ３００とそれぞ
れ結合され、パッケージ１０１側面に形成した光コネク
タ６００を介して外部に光配線される。ファイバは隣接
線とのクロストークがほとんどなく、径が細いため、例
えば０．１２５ｍｍ間隔といった狭い間隔で配線が可能
である。
【００１１】光半導体素子アレイ２００はパッケージ内
部に実装された駆動用ＩＣ５０１に配線され、さらに駆
動用ＩＣ５０１の電気配線がパッケージ１０１の側面に
列状に配列されたリード端子７２０から基板８００に取
り出される。リード端子７２０はパッケージ１０１に例
えば金ろう付け等、パッケージ８００への固定に用いら
れるＰｂＳｎ半田等の溶融温度よりも高温で取り付けら
れる。駆動用ＩＣ５０１の電気配線はデータ信号及びク
ロック信号の各々に対し差動配線（ペアライン）が用い
られる構成が一般に用いられ、１素子につき４本の高周
波配線がなされる。また、それ以外に、アナログ出力を
調整するための制御線とＩＣ自身の電源線が配線され
る。電気配線では隣接線へのクロストークの抑制や、特
性インピーダンスの整合、実装性を考慮してピン間隔が
定められ、例えば１．２５ｍｍピッチのピン間隔が用い
られる。
部に実装された駆動用ＩＣ５０１に配線され、さらに駆
動用ＩＣ５０１の電気配線がパッケージ１０１の側面に
列状に配列されたリード端子７２０から基板８００に取
り出される。リード端子７２０はパッケージ１０１に例
えば金ろう付け等、パッケージ８００への固定に用いら
れるＰｂＳｎ半田等の溶融温度よりも高温で取り付けら
れる。駆動用ＩＣ５０１の電気配線はデータ信号及びク
ロック信号の各々に対し差動配線（ペアライン）が用い
られる構成が一般に用いられ、１素子につき４本の高周
波配線がなされる。また、それ以外に、アナログ出力を
調整するための制御線とＩＣ自身の電源線が配線され
る。電気配線では隣接線へのクロストークの抑制や、特
性インピーダンスの整合、実装性を考慮してピン間隔が
定められ、例えば１．２５ｍｍピッチのピン間隔が用い
られる。
【００１２】電気配線は、光配線と比較し配線数が４倍
以上多く、配線間隔が広いのが特徴である。
以上多く、配線間隔が広いのが特徴である。
【００１３】また、特開２０００−２８８７１号公報
では、パッケージ下面に格子状に電気端子を配列し半田
バンプを介して、プリント配線基板に実装し配線する方
法も開示されている。この方法では、電気配線とともに
光配線についても同様にパッケージ下面に格子状に端子
を配列する構造とし配線のアクセス方向を電気配線と同
一方向とする構成である。
では、パッケージ下面に格子状に電気端子を配列し半田
バンプを介して、プリント配線基板に実装し配線する方
法も開示されている。この方法では、電気配線とともに
光配線についても同様にパッケージ下面に格子状に端子
を配列する構造とし配線のアクセス方向を電気配線と同
一方向とする構成である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記光
電気配線基板では、基板上でパッケージが占有する面
積が大きいため、単位面積当たりに実装可能な素子数が
制限され、実装効率が著しく低い。
電気配線基板では、基板上でパッケージが占有する面
積が大きいため、単位面積当たりに実装可能な素子数が
制限され、実装効率が著しく低い。
【００１５】また、コネクタ７０１の組立ては自動化が
困難であり、締め付けトルクの管理に手間がかかる、同
軸ケーブル７００の余長処理に手間がかかる、ファイバ
ピグテール３００が障害となり、光モジュール１００の
実装の自動化が困難である等、組み立て生産性について
も低い。
困難であり、締め付けトルクの管理に手間がかかる、同
軸ケーブル７００の余長処理に手間がかかる、ファイバ
ピグテール３００が障害となり、光モジュール１００の
実装の自動化が困難である等、組み立て生産性について
も低い。
【００１６】また、上記光電気配線基板についても電
気配線密度が低く、光素子集積度が低い。すなわち、リ
ード端子７２０の取り出しがパッケージ１０１外周の線
上に限定されるため同一サイズのパッケージでは実装効
率が低い。また、基板８００上でリード端子１０１の実
装面積を確保する必要があり、その分だけ光電気配線基
板のサイズが大きくなってしまう。また、リード端子１
０１のろう付け工程は接続部がずれないように制御する
必要があり、リード端子７２０のピッチを狭くして配線
密度を向上させることが難しい。また、一般にろう付け
は高温で処理されるため、パッケージ１０１上に薄膜機
能素子を作製した場合、素子特性の制御が難しくなり設
計範囲が限定されてしまう問題もある。
気配線密度が低く、光素子集積度が低い。すなわち、リ
ード端子７２０の取り出しがパッケージ１０１外周の線
上に限定されるため同一サイズのパッケージでは実装効
率が低い。また、基板８００上でリード端子１０１の実
装面積を確保する必要があり、その分だけ光電気配線基
板のサイズが大きくなってしまう。また、リード端子１
０１のろう付け工程は接続部がずれないように制御する
必要があり、リード端子７２０のピッチを狭くして配線
密度を向上させることが難しい。また、一般にろう付け
は高温で処理されるため、パッケージ１０１上に薄膜機
能素子を作製した場合、素子特性の制御が難しくなり設
計範囲が限定されてしまう問題もある。
【００１７】また、上記光電気配線基板では、一般に
プリント配線基板とパッケージとの間に熱膨張係数差が
あるため、環境温度の変化によりパッケージが変形し、
光学接続部のアライメントにずれが生じ光接続特性が不
安定になる問題がある。また、パッケージ内において光
配線が電気配線と同一面であるため素子集積化の主要な
要因である電気配線密度が低下する。また、ファイバに
接続するために、プリント配線基板は出射光に対して透
明かつ無反射コートされる必要があり、プリント配線基
板の生産性が低下する上、光透過部には電気配線できな
いため電気配線の配線密度が低下する。また、多層配線
が難しい。また、プリント配線基板に垂直方向に光配線
されるため、プリント配線基板を複数重ねて筐体に実装
する場合、ファイバの折り曲げ半径だけ実装間隔をとる
必要があり、必ずしも実装密度は高くならない。また、
プリント配線基板上に導波路を形成し、プリント配線基
板に水平方向に光配線する場合、９０度光路変換が必要
となり結合効率や歩留まりの低下が問題となる。
プリント配線基板とパッケージとの間に熱膨張係数差が
あるため、環境温度の変化によりパッケージが変形し、
光学接続部のアライメントにずれが生じ光接続特性が不
安定になる問題がある。また、パッケージ内において光
配線が電気配線と同一面であるため素子集積化の主要な
要因である電気配線密度が低下する。また、ファイバに
接続するために、プリント配線基板は出射光に対して透
明かつ無反射コートされる必要があり、プリント配線基
板の生産性が低下する上、光透過部には電気配線できな
いため電気配線の配線密度が低下する。また、多層配線
が難しい。また、プリント配線基板に垂直方向に光配線
されるため、プリント配線基板を複数重ねて筐体に実装
する場合、ファイバの折り曲げ半径だけ実装間隔をとる
必要があり、必ずしも実装密度は高くならない。また、
プリント配線基板上に導波路を形成し、プリント配線基
板に水平方向に光配線する場合、９０度光路変換が必要
となり結合効率や歩留まりの低下が問題となる。
【００１８】そこで本発明は、上記従来の問題に鑑み提
案されたものであり、ＬＤ，ＰＤ等の受発光素子とそれ
らを作動させるための電子素子とを混載し大容量かつ小
型、高信頼に組み立て可能な光電気配線基板を提供する
ことを目的とする。
案されたものであり、ＬＤ，ＰＤ等の受発光素子とそれ
らを作動させるための電子素子とを混載し大容量かつ小
型、高信頼に組み立て可能な光電気配線基板を提供する
ことを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光電気配線基板は、下面側に複数の端子を
配列したベース配線基板の上面側に、前記端子に電気的
に接続される光半導体素子を備えた光素子基板を配設し
て成る光電気配線基板であって、前記ベース配線基板及
び前記光素子基板よりも弾性率が高い弾性部材に前記光
素子基板を固定し、前記弾性部材を前記ベース配線基板
に固定したことを特徴とする。
に、本発明の光電気配線基板は、下面側に複数の端子を
配列したベース配線基板の上面側に、前記端子に電気的
に接続される光半導体素子を備えた光素子基板を配設し
て成る光電気配線基板であって、前記ベース配線基板及
び前記光素子基板よりも弾性率が高い弾性部材に前記光
素子基板を固定し、前記弾性部材を前記ベース配線基板
に固定したことを特徴とする。
【００２０】具体的には例えば、下面側に複数のボール
状端子を配列したベース配線基板の上面側に、前記ボー
ル状端子に電気的に接続される光半導体素子を備えた光
素子基板を配設して成る光電気配線基板であって、前記
ベース配線基板及び前記光素子基板よりも弾性率が高い
弾性部材に前記光素子基板を固定し、該弾性部材を前記
ベース配線基板に固定したことを特徴とする。
状端子を配列したベース配線基板の上面側に、前記ボー
ル状端子に電気的に接続される光半導体素子を備えた光
素子基板を配設して成る光電気配線基板であって、前記
ベース配線基板及び前記光素子基板よりも弾性率が高い
弾性部材に前記光素子基板を固定し、該弾性部材を前記
ベース配線基板に固定したことを特徴とする。
【００２１】また、前記ベース配線基板に前記光素子基
板を収容する凹部を設けるとともに、該凹部を跨ぐよう
に前記弾性部材を配設し、且つ該弾性部材の下面に前記
光素子基板の光半導体素子配設面側を固定したことを特
徴とする。
板を収容する凹部を設けるとともに、該凹部を跨ぐよう
に前記弾性部材を配設し、且つ該弾性部材の下面に前記
光素子基板の光半導体素子配設面側を固定したことを特
徴とする。
【００２２】また、前記ベース配線基板に前記光素子基
板を収容する凹部を設けるとともに、前記弾性部材は前
記凹部の周囲に設けた複数のリード状板体から成り、こ
れらリード状板体の下面に前記光素子基板の光半導体素
子配設面側を固定したことを特徴とする。
板を収容する凹部を設けるとともに、前記弾性部材は前
記凹部の周囲に設けた複数のリード状板体から成り、こ
れらリード状板体の下面に前記光素子基板の光半導体素
子配設面側を固定したことを特徴とする。
【００２３】さらに、前記ベース配線基板に前記光素子
基板を収容する凹部を設けるとともに、該凹部内に設け
た前記弾性部材の上面に前記光素子基板を配設したこと
を特徴とする。
基板を収容する凹部を設けるとともに、該凹部内に設け
た前記弾性部材の上面に前記光素子基板を配設したこと
を特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の光電気配線基板の
実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２５】光電気配線基板Ｍ１を図１に示す。光電気
配線基板Ｍ１は、光半導体素子アレイ２と光ファイバ
（アレイ）３が実装された光素子基板であるサブキャリ
ア４と、駆動用ＩＣ５が実装されたパッケージ１と、サ
ブキャリア４が収容される凹部であるキャビティ４１
と、パッケージ１下面に実装された複数のボール状端子
８０と、光コネクタ６と駆動用ＩＣ５の配線用であるボ
ンディングワイヤ７０，光半導体素子２の配線用である
ボンディングワイヤ７１、パッケージ１の歪みを緩衝す
るための弾性部材である弾性体１０と、から構成され
る。
配線基板Ｍ１は、光半導体素子アレイ２と光ファイバ
（アレイ）３が実装された光素子基板であるサブキャリ
ア４と、駆動用ＩＣ５が実装されたパッケージ１と、サ
ブキャリア４が収容される凹部であるキャビティ４１
と、パッケージ１下面に実装された複数のボール状端子
８０と、光コネクタ６と駆動用ＩＣ５の配線用であるボ
ンディングワイヤ７０，光半導体素子２の配線用である
ボンディングワイヤ７１、パッケージ１の歪みを緩衝す
るための弾性部材である弾性体１０と、から構成され
る。
【００２６】パッケージ１は高周波特性に優れる誘電体
（例えばＡｌ２Ｏ３，ガラス，ＡｌＮ）から成るセラミ
ック材料が好適に用いられ、マルチレイヤ構造とされ
る。すなわち、各レイヤ毎に配線パターンが形成されレ
イヤ間はスルーホール電極で配線される。これらによ
り、ボール状端子８０の入出力端子と駆動用ＩＣ５との
電気配線が形成される。また、駆動用ＩＣ５の実装面に
は駆動用ＩＣ５を動作させるための他の電子部品も搭載
され回路が形成される。また、駆動用ＩＣ５の出力端子
からサブキャリア４上の光半導体素子アレイ２まで配線
される。
（例えばＡｌ２Ｏ３，ガラス，ＡｌＮ）から成るセラミ
ック材料が好適に用いられ、マルチレイヤ構造とされ
る。すなわち、各レイヤ毎に配線パターンが形成されレ
イヤ間はスルーホール電極で配線される。これらによ
り、ボール状端子８０の入出力端子と駆動用ＩＣ５との
電気配線が形成される。また、駆動用ＩＣ５の実装面に
は駆動用ＩＣ５を動作させるための他の電子部品も搭載
され回路が形成される。また、駆動用ＩＣ５の出力端子
からサブキャリア４上の光半導体素子アレイ２まで配線
される。
【００２７】キャビティ４１において、サブキャリア４
の下面が接触する面に接地電極が形成され、サブキャリ
ア４上に高周波伝送線であるマイクロストリップ線路が
構成され、光半導体素子アレイ２まで広帯域な電気配線
が形成される。
の下面が接触する面に接地電極が形成され、サブキャリ
ア４上に高周波伝送線であるマイクロストリップ線路が
構成され、光半導体素子アレイ２まで広帯域な電気配線
が形成される。
【００２８】ボール状端子８０はパッケージ１下面全体
に配置可能であり、これにより、パッケージ１周囲に配
線した場合と比較しＮ／４倍（Ｎは１辺当たりの配線
数）配線密度が向上する。
に配置可能であり、これにより、パッケージ１周囲に配
線した場合と比較しＮ／４倍（Ｎは１辺当たりの配線
数）配線密度が向上する。
【００２９】光半導体素子アレイ２からの光入出力は、
サブキャリア４上の所定の位置に予め形成されたＶ溝に
よって整列されたファイバ３に結合され、光コネクタ６
によってさらに遠方のファイバに結合され光配線が形成
される。サブキャリア４の材質は単結晶Ｓｉが適してい
る。単結晶Ｓｉを採用することによりサブキャリア４上
に高精度Ｖ溝が形成可能である。サブキャリア４はパッ
ケージ１に形成されたキャビティ４１の内部に搭載さ
れ、弾性体１０によって固定される。
サブキャリア４上の所定の位置に予め形成されたＶ溝に
よって整列されたファイバ３に結合され、光コネクタ６
によってさらに遠方のファイバに結合され光配線が形成
される。サブキャリア４の材質は単結晶Ｓｉが適してい
る。単結晶Ｓｉを採用することによりサブキャリア４上
に高精度Ｖ溝が形成可能である。サブキャリア４はパッ
ケージ１に形成されたキャビティ４１の内部に搭載さ
れ、弾性体１０によって固定される。
【００３０】ファイバ３はパッケージ１上部に形成され
た開口からパッケージ実装面に水平に引き出される。こ
れにより、光配線と電気配線は薄いレイヤ状に交互に実
装可能であり、実装密度が高くなる。
た開口からパッケージ実装面に水平に引き出される。こ
れにより、光配線と電気配線は薄いレイヤ状に交互に実
装可能であり、実装密度が高くなる。
【００３１】弾性体１０はサブキャリア４に用いられる
Ｓｉとパッケージ１の材質の弾性率よりも高く、かつ、
パッケージ１の熱膨張係数に近い材質が適しており、例
えば一般に用いられるＡｌ２Ｏ３ではＦｅＮｉＣｏ合金
が好適に使用でき、パッケージ１への接合を容易にする
ため表面にＡｕ／Ｎｉメッキが施工される。弾性体１０
は弾性変形し易くするため薄い板状の構造とし、接合部
１１で押圧されパッケージ１に接合される。接合にはＡ
ｕＳｎ半田を用いることができる。また、半田等を用い
ず、溶接してもよい。サブキャリア４は押圧加重による
摩擦のみで固定される。サブキャリア４の曲げに対する
剛性を弾性体１０よりも高くすることにより、パッケー
ジ１の歪みを弾性体１０で緩衝しサブキャリア４の歪み
が抑制される。
Ｓｉとパッケージ１の材質の弾性率よりも高く、かつ、
パッケージ１の熱膨張係数に近い材質が適しており、例
えば一般に用いられるＡｌ２Ｏ３ではＦｅＮｉＣｏ合金
が好適に使用でき、パッケージ１への接合を容易にする
ため表面にＡｕ／Ｎｉメッキが施工される。弾性体１０
は弾性変形し易くするため薄い板状の構造とし、接合部
１１で押圧されパッケージ１に接合される。接合にはＡ
ｕＳｎ半田を用いることができる。また、半田等を用い
ず、溶接してもよい。サブキャリア４は押圧加重による
摩擦のみで固定される。サブキャリア４の曲げに対する
剛性を弾性体１０よりも高くすることにより、パッケー
ジ１の歪みを弾性体１０で緩衝しサブキャリア４の歪み
が抑制される。
【００３２】サブキャリア４は光半導体素子アレイ２と
ファイバ３との光軸がずれないようにするために厚み方
向の剛性を高める必要がある。しかしながら、剛性を高
めるためにサブキャリア４の厚さを大きくするとパッケ
ージ１の厚さも大きくなり、スルーホール電極の高周波
特性が劣化する。サブキャリア４の厚みは例えば１０Ｇ
ｂｐｓ伝送用では０．５〜１．０ｍｍ厚が好適である。
ファイバ３との光軸がずれないようにするために厚み方
向の剛性を高める必要がある。しかしながら、剛性を高
めるためにサブキャリア４の厚さを大きくするとパッケ
ージ１の厚さも大きくなり、スルーホール電極の高周波
特性が劣化する。サブキャリア４の厚みは例えば１０Ｇ
ｂｐｓ伝送用では０．５〜１．０ｍｍ厚が好適である。
【００３３】また、図２は別の実施形態である光電気配
線基板Ｍ２を示す。
線基板Ｍ２を示す。
【００３４】図２に示す光電気配線基板Ｍ２は光半導体
素子アレイ２と光ファイバ３が実装された光素子基板で
あるサブキャリア４と駆動用ＩＣ５が実装されたパッケ
ージ１とパッケージ１下面に実装されたボール状端子８
０と光コネクタ６と駆動用ＩＣ５の配線用であるボンデ
ィングワイヤ７０，光半導体素子２の配線用であるボン
ディングワイヤ７１と弾性部材である保持金具１２とか
ら構成される。
素子アレイ２と光ファイバ３が実装された光素子基板で
あるサブキャリア４と駆動用ＩＣ５が実装されたパッケ
ージ１とパッケージ１下面に実装されたボール状端子８
０と光コネクタ６と駆動用ＩＣ５の配線用であるボンデ
ィングワイヤ７０，光半導体素子２の配線用であるボン
ディングワイヤ７１と弾性部材である保持金具１２とか
ら構成される。
【００３５】光電気配線基板Ｍ２の配線は光電気配線基
板１と同様に行われ、弾性部材として用いられる保持金
具１２上にサブキャリア４が実装される構造をとる。保
持金具１２はサブキャリア４が実装される領域の下面が
空気層上に配置される構造をとり、前記下面以外の領域
でパッケージ１に接合される。接合にはろう付け（例え
ばＡｕ）や半田付け（例えばＡｕＳｎ）を用いることが
できる。保持金具１２はパッケージ１の熱膨張係数に近
い材質が適しており、例えば一般に用いられるＡｌ２Ｏ
３ではＦｅＮｉＣｏ合金が好適に使用でき、パッケージ
１への接合を容易にするため表面にＡｕ／Ｎｉメッキが
施工される。サブキャリア４は保持金具１２の剛性によ
って歪むことなくパッケージ１内部で接続状態が安定に
維持される。保持金具１２はパッケージの接地電極に接
続され、サブキャリア４の接地電極として機能し高周波
伝送線であるマイクロストリップ線路が構成される。こ
れにより光素子まで広帯域な電気配線が形成される。
板１と同様に行われ、弾性部材として用いられる保持金
具１２上にサブキャリア４が実装される構造をとる。保
持金具１２はサブキャリア４が実装される領域の下面が
空気層上に配置される構造をとり、前記下面以外の領域
でパッケージ１に接合される。接合にはろう付け（例え
ばＡｕ）や半田付け（例えばＡｕＳｎ）を用いることが
できる。保持金具１２はパッケージ１の熱膨張係数に近
い材質が適しており、例えば一般に用いられるＡｌ２Ｏ
３ではＦｅＮｉＣｏ合金が好適に使用でき、パッケージ
１への接合を容易にするため表面にＡｕ／Ｎｉメッキが
施工される。サブキャリア４は保持金具１２の剛性によ
って歪むことなくパッケージ１内部で接続状態が安定に
維持される。保持金具１２はパッケージの接地電極に接
続され、サブキャリア４の接地電極として機能し高周波
伝送線であるマイクロストリップ線路が構成される。こ
れにより光素子まで広帯域な電気配線が形成される。
【００３６】また、図３は別の実施形態である光電気配
線基板Ｍ３を示す。
線基板Ｍ３を示す。
【００３７】図３に示す光電気配線基板Ｍ３は光半導体
素子アレイ２と光ファイバ３が実装された光素子基板で
あるサブキャリア４と駆動用ＩＣ５が実装されたパッケ
ージ１とパッケージ１下面に実装されたボール状端子８
０と光コネクタ６と駆動用ＩＣ５の配線用であるボンデ
ィングワイヤ７０，光半導体素子２の配線及び弾性部材
としてリード状板体であるリード７２とから構成され
る。
素子アレイ２と光ファイバ３が実装された光素子基板で
あるサブキャリア４と駆動用ＩＣ５が実装されたパッケ
ージ１とパッケージ１下面に実装されたボール状端子８
０と光コネクタ６と駆動用ＩＣ５の配線用であるボンデ
ィングワイヤ７０，光半導体素子２の配線及び弾性部材
としてリード状板体であるリード７２とから構成され
る。
【００３８】光電気配線基板Ｍ２の配線は光電気配線基
板１と同様に行われ、弾性部材として用いられるリード
７２に支持されてサブキャリア４がパッケージ１に実装
される構造をとる。リード７２はサブキャリア４上の電
極パッドもしくは導体（例えば、上層／下層で、Ａｕ／
Ｃｒ，Ａｕ／Ｃｒ／Ｎｉ，Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉ電極）に高
温でろう付け（例えばＡｕ）され、パッケージ１に半田
付け（例えばＡｕＳｎ）される。リード７２の接合はろ
う付けや半田付け以外にも接着剤やガラス付けを用いる
方法もある。サブキャリア４はリード７２の弾性によっ
て歪むことなくパッケージ１内部で接続状態が安定に維
持される。高周波配線用のリード７２の下部にはマイク
ロストリップ線路の誘電体として誘電体ブロック４２が
配置される。高周波配線用のリード７２の幅と誘電体ブ
ロック４２の厚さ及び比誘電率は特性インピーダンスが
調節される。これにより、光素子まで広帯域な電気配線
が形成されると同時に誘電体ブロック４２の内部に電磁
界が集中するため隣接線とのクロストークが抑制され
る。
板１と同様に行われ、弾性部材として用いられるリード
７２に支持されてサブキャリア４がパッケージ１に実装
される構造をとる。リード７２はサブキャリア４上の電
極パッドもしくは導体（例えば、上層／下層で、Ａｕ／
Ｃｒ，Ａｕ／Ｃｒ／Ｎｉ，Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉ電極）に高
温でろう付け（例えばＡｕ）され、パッケージ１に半田
付け（例えばＡｕＳｎ）される。リード７２の接合はろ
う付けや半田付け以外にも接着剤やガラス付けを用いる
方法もある。サブキャリア４はリード７２の弾性によっ
て歪むことなくパッケージ１内部で接続状態が安定に維
持される。高周波配線用のリード７２の下部にはマイク
ロストリップ線路の誘電体として誘電体ブロック４２が
配置される。高周波配線用のリード７２の幅と誘電体ブ
ロック４２の厚さ及び比誘電率は特性インピーダンスが
調節される。これにより、光素子まで広帯域な電気配線
が形成されると同時に誘電体ブロック４２の内部に電磁
界が集中するため隣接線とのクロストークが抑制され
る。
【００３９】図４は光電気配線基板Ｍ３が歪んだときの
概略の様子を示す。
概略の様子を示す。
【００４０】通常、多くの場合多層セラミックパッケー
ジが実装される基板はガラスエポキシ銅張り基板が使用
される。しかしながら、これらの基板の熱膨張係数差は
１桁程度異なり、ボール状端子で接続した場合、熱応力
によってパッケージが歪み、周囲温度の変動によって歪
み量が変動する。ボールの形状、配置が歪み量とボール
接合部の実装信頼性に影響を与える。したがって、それ
らを最適化して実装信頼性を確保するためには、歪み量
と独立に光素子基板の歪みを抑制する必要がある。光電
気配線基板Ｍ３ではパッケージ１の歪みがリード７２に
よって緩衝されるため、光素子基板であるサブキャリア
４の剛性が保つことができ、安定な光接続状態が維持さ
れる。光電気配線基板Ｍ１，Ｍ２についても同様であ
る。弾性部材としてパッケージ１及びサブキャリア４の
弾性率よりも高い材質が選択されるため、弾性部材が弾
性変形しサブキャリア４が歪まなく作用する。したがっ
て、これによって１つの基板上に高密度な光電気配線が
可能になる。
ジが実装される基板はガラスエポキシ銅張り基板が使用
される。しかしながら、これらの基板の熱膨張係数差は
１桁程度異なり、ボール状端子で接続した場合、熱応力
によってパッケージが歪み、周囲温度の変動によって歪
み量が変動する。ボールの形状、配置が歪み量とボール
接合部の実装信頼性に影響を与える。したがって、それ
らを最適化して実装信頼性を確保するためには、歪み量
と独立に光素子基板の歪みを抑制する必要がある。光電
気配線基板Ｍ３ではパッケージ１の歪みがリード７２に
よって緩衝されるため、光素子基板であるサブキャリア
４の剛性が保つことができ、安定な光接続状態が維持さ
れる。光電気配線基板Ｍ１，Ｍ２についても同様であ
る。弾性部材としてパッケージ１及びサブキャリア４の
弾性率よりも高い材質が選択されるため、弾性部材が弾
性変形しサブキャリア４が歪まなく作用する。したがっ
て、これによって１つの基板上に高密度な光電気配線が
可能になる。
【００４１】
【発明の効果】本発明の光電気配線基板によれば、以下
に示す顕著な効果を奏することができる。・電気端子の
高密度化による光素子の高密度混載が可能である。それ
によって飛躍的に小型大容量化が実現される。・光配線
と電気配線がプレーナに配置されるため、空間的に垂直
方向に複数枚、実装することによって効率良く機能を拡
張できる。・簡単な構造で光素子基板であるサブキャリ
アの弾性歪みを抑止できる。それによって、周囲の温度
条件に影響されることなく、安定な光接続状態を維持で
きる。簡単な構造で良好な気密封止が可能である。パッ
ケージとサブキャリアとの接点の熱抵抗を大きくするこ
とができ、電子回路から発生する熱のサブキャリアへの
流入が抑止される。それによって、光素子の動作点や光
スペクトル等の特性が安定化される。部品点数が少なく
簡便な組立て工程である。
に示す顕著な効果を奏することができる。・電気端子の
高密度化による光素子の高密度混載が可能である。それ
によって飛躍的に小型大容量化が実現される。・光配線
と電気配線がプレーナに配置されるため、空間的に垂直
方向に複数枚、実装することによって効率良く機能を拡
張できる。・簡単な構造で光素子基板であるサブキャリ
アの弾性歪みを抑止できる。それによって、周囲の温度
条件に影響されることなく、安定な光接続状態を維持で
きる。簡単な構造で良好な気密封止が可能である。パッ
ケージとサブキャリアとの接点の熱抵抗を大きくするこ
とができ、電子回路から発生する熱のサブキャリアへの
流入が抑止される。それによって、光素子の動作点や光
スペクトル等の特性が安定化される。部品点数が少なく
簡便な組立て工程である。
【００４２】以上の効果により、大容量、小型、高信頼
かつ量産性に優れた光電気配線基板を提供することが可
能になる。
かつ量産性に優れた光電気配線基板を提供することが可
能になる。
【図１】本発明に係る光電気配線基板を模式的に説明す
る平面図および断面図である。
る平面図および断面図である。
【図２】本発明に係る別の光電気配線基板を模式的に説
明する平面図および断面図である。
明する平面図および断面図である。
【図３】本発明に係るさらに別の光電気配線基板を模式
的に説明する平面図および断面図である。
的に説明する平面図および断面図である。
【図４】本発明に係る光電気委配線基板を模式的に示す
断面図であり、パッケージが歪む様子を説明する図であ
る。
断面図であり、パッケージが歪む様子を説明する図であ
る。
【図５】従来の光電気配線基板を模式的に説明する平面
図である。
図である。
【図６】従来の光電気配線基板を模式的に説明する平面
図である。
図である。
１：パッケージ ２：光半導体素子アレイ ３：ファイバ ４：サブキャリア ５：駆動用ＩＣ ６：光コネクタ １０：弾性体 １１：接続部 １２：保持金具 ４１：キャビティ ４２：誘電体ブロック ７０，７１：ボンディングワイヤ ７２：リード ８０：ボール状端子 １００：光モジュール ２００：光半導体素子アレイ ３００：光ファイバ ４００：サブキャリア ５００，５０１：駆動用ＩＣ ６００：光コネクタ ７００：同軸ケーブル ７０１：高周波コネクタ ７０２：リード Ｐ１：従来の光電気配線基板 Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３：光電気配線基板
Claims (4)
- 【請求項１】 下面側に複数の端子を配列したベース配
線基板の上面側に、前記端子に電気的に接続される光半
導体素子を備えた光素子基板を配設して成る光電気配線
基板であって、前記ベース配線基板及び前記光素子基板
よりも弾性率が高い弾性部材に前記光素子基板を固定
し、前記弾性部材を前記ベース配線基板に固定したこと
を特徴とする光電気配線基板。 - 【請求項２】 前記ベース配線基板に前記光素子基板を
収容する凹部を設けるとともに、該凹部を跨ぐように前
記弾性部材を配設し、且つ該弾性部材の下面に前記光素
子基板の光半導体素子配設面側を固定したことを特徴と
する請求項１に記載の光電気配線基板。 - 【請求項３】 前記ベース配線基板に前記光素子基板を
収容する凹部を設けるとともに、前記弾性部材は前記凹
部の周囲に設けた複数のリード状板体から成り、これら
リード状板体の下面に前記光素子基板の光半導体素子配
設面側を固定したことを特徴とする請求項１に記載の光
電気配線基板。 - 【請求項４】 前記ベース配線基板に前記光素子基板を
収容する凹部を設けるとともに、該凹部内に設けた前記
弾性部材の上面に前記光素子基板を配設したことを特徴
とする請求項１に記載の光電気配線基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001102687A JP4798863B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 光電気配線基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001102687A JP4798863B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 光電気配線基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002296464A true JP2002296464A (ja) | 2002-10-09 |
| JP4798863B2 JP4798863B2 (ja) | 2011-10-19 |
Family
ID=18955850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001102687A Expired - Fee Related JP4798863B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 光電気配線基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4798863B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2453722A2 (en) | 2010-11-10 | 2012-05-16 | Fujitsu Optical Components Limited | Electronic apparatus, method for mounting a device, and optical communication apparatus |
| JP2012098411A (ja) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Panasonic Corp | 光モジュール |
| WO2014018047A1 (en) * | 2012-07-27 | 2014-01-30 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Optically connecting a chip package to an optical connector |
| US10094994B2 (en) | 2012-04-25 | 2018-10-09 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Electrical/optical connector |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000147326A (ja) * | 1998-11-06 | 2000-05-26 | Nec Corp | 簡易小型光通信モジュール |
| JP2000151008A (ja) * | 1998-09-08 | 2000-05-30 | Fujitsu Ltd | 光半導体モジュ―ル及びその製造方法 |
-
2001
- 2001-03-30 JP JP2001102687A patent/JP4798863B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000151008A (ja) * | 1998-09-08 | 2000-05-30 | Fujitsu Ltd | 光半導体モジュ―ル及びその製造方法 |
| JP2000147326A (ja) * | 1998-11-06 | 2000-05-26 | Nec Corp | 簡易小型光通信モジュール |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012098411A (ja) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Panasonic Corp | 光モジュール |
| EP2453722A2 (en) | 2010-11-10 | 2012-05-16 | Fujitsu Optical Components Limited | Electronic apparatus, method for mounting a device, and optical communication apparatus |
| US10094994B2 (en) | 2012-04-25 | 2018-10-09 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Electrical/optical connector |
| WO2014018047A1 (en) * | 2012-07-27 | 2014-01-30 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Optically connecting a chip package to an optical connector |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4798863B2 (ja) | 2011-10-19 |
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