JP2003198029A - 光電子回路基板 - Google Patents
光電子回路基板Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光能動素子と電子素子とを混載し小型、大容
量かつ実装性の優れた光電子回路基板を提供すること。 【解決手段】 複数の誘電体層から成る基体１と、ベー
ス金具５，６、光素子である光能動素子２が実装された
光配線基板（シリコン基板）であるサブキャリア３、電
子素子である信号処理ＩＣ４、複数の電気入出力端子
７、表層電極１０，１１，３０，３１，４０，４１、複
数のスルーホール電極１００、ワイヤリング１０１とか
ら構成され、ベース金具５の一部を基体１の表層部に露
出させ、この露出部に光能動素子２の接地電極を電気的
に接続した光電子回路基板Ｍ３とする。
量かつ実装性の優れた光電子回路基板を提供すること。 【解決手段】 複数の誘電体層から成る基体１と、ベー
ス金具５，６、光素子である光能動素子２が実装された
光配線基板（シリコン基板）であるサブキャリア３、電
子素子である信号処理ＩＣ４、複数の電気入出力端子
７、表層電極１０，１１，３０，３１，４０，４１、複
数のスルーホール電極１００、ワイヤリング１０１とか
ら構成され、ベース金具５の一部を基体１の表層部に露
出させ、この露出部に光能動素子２の接地電極を電気的
に接続した光電子回路基板Ｍ３とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、混在する複数の光
信号と電気信号を処理するための回路基板に関するもの
であり、光情報伝送に用いられる光電子回路基板に関す
る。
信号と電気信号を処理するための回路基板に関するもの
であり、光情報伝送に用いられる光電子回路基板に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、公衆通信網や構内光通信網、装置
間光伝送、その他において、光通信が広く普及してい
る。インターネットの普及に代表されるように、網（ネ
ットワーク）の利用者の増大、取り扱う情報の高度化が
社会的に進展しており、高度情報化社会を支える技術と
して光情報伝送技術は今後より一層の発展が期待させて
いる。
間光伝送、その他において、光通信が広く普及してい
る。インターネットの普及に代表されるように、網（ネ
ットワーク）の利用者の増大、取り扱う情報の高度化が
社会的に進展しており、高度情報化社会を支える技術と
して光情報伝送技術は今後より一層の発展が期待させて
いる。
【０００３】情報伝送の増大にともない信号の高速化、
信号処理に用いられる光デバイスの増大、それらによっ
て生じる配線の複雑化が技術的課題となっている。
信号処理に用いられる光デバイスの増大、それらによっ
て生じる配線の複雑化が技術的課題となっている。
【０００４】従来、光信号と電気信号を処理するための
回路基板は図２に示すように例えば銅の配線パターンが
形成された基板７００上に光能動素子２がディスクリー
トにパッケージ４００に実装され、光信号の入出力端子
として光ファイバが接続された光モジュールＭ１、パッ
ケージ９００に実装された信号処理ＩＣモジュールＭ
２、抵抗、コンデンサ、インダクタからなる電子素子が
実装され、基板上に形成された配線パターンによって回
路が形成される。
回路基板は図２に示すように例えば銅の配線パターンが
形成された基板７００上に光能動素子２がディスクリー
トにパッケージ４００に実装され、光信号の入出力端子
として光ファイバが接続された光モジュールＭ１、パッ
ケージ９００に実装された信号処理ＩＣモジュールＭ
２、抵抗、コンデンサ、インダクタからなる電子素子が
実装され、基板上に形成された配線パターンによって回
路が形成される。
【０００５】信号処理ＩＣモジュールＭ２と光モジュー
ルＭ１は高速の電気信号の送受信が行えるように基板上
に形成されたコプレーナ線路等の高周波伝送線路に各々
の電機端子８００が接続され、パッケージ内部の高周波
伝送線路を通じて光能動素子２と信号処理ＩＣ４のそれ
ぞれに接続される。
ルＭ１は高速の電気信号の送受信が行えるように基板上
に形成されたコプレーナ線路等の高周波伝送線路に各々
の電機端子８００が接続され、パッケージ内部の高周波
伝送線路を通じて光能動素子２と信号処理ＩＣ４のそれ
ぞれに接続される。
【０００６】光モジュールＭ１の実装構造は、例えば特
開１９９７−８３０８３号公報、特開１９９７−１４８
６７５号公報、特開１９９７−１７２２２１号公報、特
開２０００−１９４７３号公報に開示されている。
開１９９７−８３０８３号公報、特開１９９７−１４８
６７５号公報、特開１９９７−１７２２２１号公報、特
開２０００−１９４７３号公報に開示されている。
【０００７】光モジュールＭ１の高周波伝送線路は、パ
ッケージ４００の壁に設置されたフィードスルー電極６
００とサブキャリア３００に形成された電極から構成さ
れる。フィードスルー電極６００はセラミック等の誘電
体に導体パターンが形成され、パターン形状を調整する
ことにより特性インピーダンスが制御される。サブキャ
リア３００は熱伝導の良好な窒化アルミニウム、シリコ
ン等の基板が用いられ、同様に特性インピーダンスが制
御された導体パターンが表層に形成される。サブキャリ
ア３００は表面が良導体で覆われた金属製のベース５０
０上に実装され、ベース５００を接地電極としてマイク
ロストリップ線路が形成される。窒化アルミニウムから
成るサブキャリア３００にコプレーナ電極が形成され、
その接地電極がスルーホール電極を通じてベース５００
に接地される場合もある。
ッケージ４００の壁に設置されたフィードスルー電極６
００とサブキャリア３００に形成された電極から構成さ
れる。フィードスルー電極６００はセラミック等の誘電
体に導体パターンが形成され、パターン形状を調整する
ことにより特性インピーダンスが制御される。サブキャ
リア３００は熱伝導の良好な窒化アルミニウム、シリコ
ン等の基板が用いられ、同様に特性インピーダンスが制
御された導体パターンが表層に形成される。サブキャリ
ア３００は表面が良導体で覆われた金属製のベース５０
０上に実装され、ベース５００を接地電極としてマイク
ロストリップ線路が形成される。窒化アルミニウムから
成るサブキャリア３００にコプレーナ電極が形成され、
その接地電極がスルーホール電極を通じてベース５００
に接地される場合もある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記光
電子回路基板では、回路基板７００上でパッケージ４０
０，９００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、実装効率が低い。
電子回路基板では、回路基板７００上でパッケージ４０
０，９００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、実装効率が低い。
【０００９】また、光モジュールＭ１の実装用に基板７
００に□孔を形成する必要があり、基板の製作工数が多
い。
００に□孔を形成する必要があり、基板の製作工数が多
い。
【００１０】また、マイクロストリップ線路を用いたサ
ブキャリア３００は特性インピーダンスを２０〜５０Ω
に整合するためにストリップ線幅を光能動素子２と比較
し太くするか、基板厚を薄くする必要がある。前者の場
合、マイクロストリップ線路と光能動素子との接続部の
整合性が悪く反射特性（Ｓ１１）が劣化する。後者の場
合、光学部品実装用のＶ溝形成が困難になる。また、基
板厚が非常に薄い場合には基板の薄膜形成プロセスが困
難になる場合もある。
ブキャリア３００は特性インピーダンスを２０〜５０Ω
に整合するためにストリップ線幅を光能動素子２と比較
し太くするか、基板厚を薄くする必要がある。前者の場
合、マイクロストリップ線路と光能動素子との接続部の
整合性が悪く反射特性（Ｓ１１）が劣化する。後者の場
合、光学部品実装用のＶ溝形成が困難になる。また、基
板厚が非常に薄い場合には基板の薄膜形成プロセスが困
難になる場合もある。
【００１１】窒化アルミニウムを用いたサブキャリア３
００でも同様に光学部品実装用のＶ溝形成が困難であ
る。
００でも同様に光学部品実装用のＶ溝形成が困難であ
る。
【００１２】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等の光能動素子とそれ
らを作動させるための信号処理ＩＣ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子回路基板を提供
することを目的とする。
案されたものであり、ＬＤ，ＰＤ等の光能動素子とそれ
らを作動させるための信号処理ＩＣ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子回路基板を提供
することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光電子回路基板は、光素子と電子素子を配
設した信号処理用の光電子回路基板であって、光信号と
電気信号を入出力するための複数の端子と、電子回路パ
ターンが形成された複数の誘電体層から成る基体と、該
誘電体層間を接続するために形成された複数のスルーホ
ール電極と、前記基体の表層に形成された複数のキャビ
ティと、該キャビティに収容されたベース金具と、該ベ
ース金具上に実装されたシリコン基板とから構成され、
前記ベース金具の一部を前記基体の表層部に露出させ、
この露出部に前記光素子の接地電極を接続したことを特
徴とする。特に、光素子を駆動する増幅回路を備え、該
増幅回路の接地電極が前記ベース金具に接続される。
に、本発明の光電子回路基板は、光素子と電子素子を配
設した信号処理用の光電子回路基板であって、光信号と
電気信号を入出力するための複数の端子と、電子回路パ
ターンが形成された複数の誘電体層から成る基体と、該
誘電体層間を接続するために形成された複数のスルーホ
ール電極と、前記基体の表層に形成された複数のキャビ
ティと、該キャビティに収容されたベース金具と、該ベ
ース金具上に実装されたシリコン基板とから構成され、
前記ベース金具の一部を前記基体の表層部に露出させ、
この露出部に前記光素子の接地電極を接続したことを特
徴とする。特に、光素子を駆動する増幅回路を備え、該
増幅回路の接地電極が前記ベース金具に接続される。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の光電子回路基板の
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。
【００１５】図１に示す光電子回路基板Ｍ３は、複数の
誘電体層から成る基体１とベース金具５，６、光素子で
ある光能動素子２が実装された光配線基板（シリコン基
板）であるサブキャリア３、電子素子である信号処理Ｉ
Ｃ４、複数の電気入出力端子７、表層電極１０，１１，
３０，３１，４０，４１、複数のスルーホール電極１０
０、ワイヤリング１０１とから構成される。
誘電体層から成る基体１とベース金具５，６、光素子で
ある光能動素子２が実装された光配線基板（シリコン基
板）であるサブキャリア３、電子素子である信号処理Ｉ
Ｃ４、複数の電気入出力端子７、表層電極１０，１１，
３０，３１，４０，４１、複数のスルーホール電極１０
０、ワイヤリング１０１とから構成される。
【００１６】基体１の表層面には信号処理ＩＣ４、光能
動素子２以外にも電子部品を搭載し回路を形成すること
もできる。
動素子２以外にも電子部品を搭載し回路を形成すること
もできる。
【００１７】また、電気入出力端子７には格子状ボール
入出力電極を用いることもできる。
入出力電極を用いることもできる。
【００１８】基体１は高周波特性に優れる誘電体（例え
ば、アルミナ，ガラス，窒化アルミニウム）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１００で配線される。
スルーホール電極１００、表層電極４０，４１、及びワ
イヤリング１０１により、電気入出力端子７と信号処理
ＩＣ４が配線され、表層電極１０，１１，３０，３１、
及びワイヤリング１０１により信号処理ＩＣ４と光能動
素子２が配線される。
ば、アルミナ，ガラス，窒化アルミニウム）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１００で配線される。
スルーホール電極１００、表層電極４０，４１、及びワ
イヤリング１０１により、電気入出力端子７と信号処理
ＩＣ４が配線され、表層電極１０，１１，３０，３１、
及びワイヤリング１０１により信号処理ＩＣ４と光能動
素子２が配線される。
【００１９】サブキャリア３と信号処理ＩＣ４は、表層
面の高さが基体１表層に合うようにそれぞれベース金具
５と６に実装される。ベース金具５の下部には放熱用ス
ルーホールが形成される。ベース金具５はベース金具６
と同様、直接、接地金具８に接続することもできる。こ
れにより、光能動素子２の発熱が良好に放熱される。ま
た、ワイヤリング１０１を短く配線でき、接続部のイン
ダクタンスが抑制される。
面の高さが基体１表層に合うようにそれぞれベース金具
５と６に実装される。ベース金具５の下部には放熱用ス
ルーホールが形成される。ベース金具５はベース金具６
と同様、直接、接地金具８に接続することもできる。こ
れにより、光能動素子２の発熱が良好に放熱される。ま
た、ワイヤリング１０１を短く配線でき、接続部のイン
ダクタンスが抑制される。
【００２０】ベース金具の材質としてＣｕまたはＣｕＷ
にＡｕメタライズしたものを好適に用いることができ
る。
にＡｕメタライズしたものを好適に用いることができ
る。
【００２１】サブキャリア３の材質として、単結晶シリ
コン基板を好適に用いることができる。単結晶シリコン
表層の（１００）面を異方性エッチングすることによっ
てＶ溝を形成し、レンズ等の光学部品の実装に用いるこ
とができる。シリコン基板の厚みを１mm程度とすること
により、１mmφのレンズが実装でき光能動素子２と光フ
ァイバとを効率よく光結合できる。
コン基板を好適に用いることができる。単結晶シリコン
表層の（１００）面を異方性エッチングすることによっ
てＶ溝を形成し、レンズ等の光学部品の実装に用いるこ
とができる。シリコン基板の厚みを１mm程度とすること
により、１mmφのレンズが実装でき光能動素子２と光フ
ァイバとを効率よく光結合できる。
【００２２】サブキャリア３の表層には、絶縁膜を介し
て信号導体３０と接地導体３１から成るコプレーナ線路
が形成される。サブキャリア３の表層に接地導体３１を
形成したことにより、信号導体３０と接地導体３１の寸
法を調整すれば、基板厚に関わりなく信号導体３０の幅
を光能動素子２の幅と整合させ、なおかつ特性インピー
ダンスを所望の値に整合させることができるため、反射
特性（Ｓ１１）の良好な終端ができる。
て信号導体３０と接地導体３１から成るコプレーナ線路
が形成される。サブキャリア３の表層に接地導体３１を
形成したことにより、信号導体３０と接地導体３１の寸
法を調整すれば、基板厚に関わりなく信号導体３０の幅
を光能動素子２の幅と整合させ、なおかつ特性インピー
ダンスを所望の値に整合させることができるため、反射
特性（Ｓ１１）の良好な終端ができる。
【００２３】ベース金具５の一部を基体１の表層部に露
出させ、この露出部に光能動素子２の接地電極を電気的
に接続する。すなわち、接地導体１１、３１はベース金
具５の突出部に接地される。接続にはSnPb系、Ag系、Bi
系半田を用いることができる。金リボンを複数接続して
もよい。ベース金具５の突出部に接地導体１１、３１を
接地したことにより、接地導体１１、３１のグランドイ
ンダクタンスを抑制する効果があり、接地導体の電位変
動が抑制され、パルス波形のリンギングを抑制される。
また、サブキャリア３はベース金具５の突出部に突き当
てて位置決めできるため、光学的な位置決めを容易とす
る効果もある。
出させ、この露出部に光能動素子２の接地電極を電気的
に接続する。すなわち、接地導体１１、３１はベース金
具５の突出部に接地される。接続にはSnPb系、Ag系、Bi
系半田を用いることができる。金リボンを複数接続して
もよい。ベース金具５の突出部に接地導体１１、３１を
接地したことにより、接地導体１１、３１のグランドイ
ンダクタンスを抑制する効果があり、接地導体の電位変
動が抑制され、パルス波形のリンギングを抑制される。
また、サブキャリア３はベース金具５の突出部に突き当
てて位置決めできるため、光学的な位置決めを容易とす
る効果もある。
【００２４】
【発明の効果】本発明の光電気配線基板によれば、ベー
ス金具上に光素子を搭載したシリコン基板を配設し、且
つベース金具の一部を基体の表層部に露出させ、この露
出部に光素子の接地電極を電気的に接続したので、以下
に示す顕著な効果を奏することができる。 ・光素子と電子素子の混載基板の実装において、光素子
への配線の特性インピーダンス及び終端を適切に行うと
ともに、接地電極のインダクタンスを最小に抑制できる
ため、光素子を波形の劣化なく高速でスイッチング可能
になる。 ・電子素子と光素子の高密度混載が可能であり、集積度
を向上させることによって飛躍的に小型・大容量化が実
現される。 ・光軸の調整が容易であり簡便な組立て工程で作製が可
能となる。
ス金具上に光素子を搭載したシリコン基板を配設し、且
つベース金具の一部を基体の表層部に露出させ、この露
出部に光素子の接地電極を電気的に接続したので、以下
に示す顕著な効果を奏することができる。 ・光素子と電子素子の混載基板の実装において、光素子
への配線の特性インピーダンス及び終端を適切に行うと
ともに、接地電極のインダクタンスを最小に抑制できる
ため、光素子を波形の劣化なく高速でスイッチング可能
になる。 ・電子素子と光素子の高密度混載が可能であり、集積度
を向上させることによって飛躍的に小型・大容量化が実
現される。 ・光軸の調整が容易であり簡便な組立て工程で作製が可
能となる。
【００２５】以上の効果により、大容量、小型、かつ量
産性に優れた光電子回路基板を提供することが可能にな
る。
産性に優れた光電子回路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
る図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
る図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図２】従来の光電気配線基板を模式的に説明する断面
図である。
図である。
１：基板
２：光能動素子
３：サブキャリア（シリコン基板）
４：信号処理ＩＣ
５：ベース金具（光素子用）
６：ベース金具（電子素子用）
７：電気入出力端子
８：接地金具
１０：信号導体
１１：接地導体
３０：信号導体
３１：接地導体
４０：信号導体
４１：接地導体
１００：スルーホール電極
１０１：ワイヤリング
３００：サブキャリア
４００：パッケージ
５００：ベース金具
６００：フィードスルー電極
７００：電気入出力端子
８００：基板
９００：パッケージ
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３：光電子回路基板
Claims (2)
- 【請求項１】 光素子と電子素子を配設した信号処理用
の光電子回路基板であって、光信号と電気信号を入出力
するための複数の端子と、電子回路パターンが形成され
た複数の誘電体層から成る基体と、これら誘電体層間を
接続し前記端子に接続する複数のスルーホール電極と、
前記基体に形成された凹部と、該凹部に収容された前記
光素子用のベース金具とから成るとともに、前記ベース
金具上に前記光素子を搭載したシリコン基板を配設し、
且つ前記ベース金具の一部を前記基体の表層部に露出さ
せ、この露出部に前記光素子の接地電極を電気的に接続
したことを特徴とする光電子回路基板。 - 【請求項２】 前記光素子を駆動する増幅回路を備え、
該増幅回路の接地電極が前記ベース金具に接続されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の光電子回路基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001394121A JP2003198029A (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 光電子回路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001394121A JP2003198029A (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 光電子回路基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003198029A true JP2003198029A (ja) | 2003-07-11 |
Family
ID=27600944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001394121A Withdrawn JP2003198029A (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 光電子回路基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003198029A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006079432A2 (de) * | 2005-01-25 | 2006-08-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Systemkomponente eines steuergerätes |
| JP2011216741A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 光デバイス、光デバイスの製造方法 |
| CN113270397A (zh) * | 2020-01-30 | 2021-08-17 | 慧与发展有限责任合伙企业 | 衬底上晶圆级芯片封装光电组件及其组装方法 |
-
2001
- 2001-12-26 JP JP2001394121A patent/JP2003198029A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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