JP2007025310A - 光情報処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ソケットを用いることによる効果を維持しつつ、電圧降下や高周波クロストークを低減することができる、光情報処理装置を提供すること。
【解決手段】 発光素子２ａ及び／又は受光素子２ｂが設けられ、かつ発光素子２ａ及び ／又は受光素子２ｂを駆動する駆動素子３ａ、３ｂが実装されたインターポーザー４ａ 、４ｂと、
インターポーザー４ａ、４ｂが設置され、少なくとも発光素子２ａ及び受光素子２ｂ の設置領域に、厚さ方向に貫通孔５がそれぞれ形成されているソケット６と、
インターポーザー４ａ、４ｂ付きのソケット６が電気的に接続固定され、発光素子２ ａ及び受光素子２ｂと対向した光導波路７の少なくとも光入射部８ａ及び光出射部８ｂ を収容するための収容空間９を有するプリント配線板１０と、
収容空間９に設置された光導波路７と
からなる、光情報処理装置１。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光通信等に好適な光情報処理装置に関するものである。

現在、ＬＳＩ（大規模集積回路）等の半導体チップ間の信号伝搬は、全て基板配線を介した電気信号によりなされている。しかし、昨今のＭＰＵ高機能化に伴い、チップ間にて必要とされるデータ授受量は著しく増大し、結果として様々な高周波問題が浮上している。それらの代表的なものとして、ＲＣ信号遅延、インピーダンスミスマッチ、ＥＭＣ／ＥＭＩ、クロストーク等が挙げられる。

上記の問題を解決するため、これまで実装業界などが中心となり、配線配置の最適化や新素材開発などの様々な手法を駆使し、解決に当たってきた。

しかし近年、上記の配線配置の最適化や新素材開発等の効果も物性的限界に阻まれつつあり、今後システムの更なる高機能化を実現するためには、単純な半導体チップの実装を前提としたプリント配線板の構造そのものを見直す必要が生じてきている。近年、これら諸問題を解決すべく様々な抜本対策が提案されており、例えば、マルチチップモジュール（ＭＣＭ）化による微細配線結合、各種半導体チップの封止、一体化による電気配線結合、半導体チップの三次元結合等が挙げられる。

さらに、上記のように信号授受の高速化及び大容量化を実現するために、光配線による光伝送結合技術が開発されている（例えば、後記の非特許文献１及び非特許文献２参照。）。例えば、電気信号を光変調し、半導体チップ間の伝送速度そのものを大幅に向上させるものである。光は電磁波に関する対策を全く必要とせず、比較的自由な配線設計が可能となる。

上記の半導体チップ間に対応する光配線技術には様々な方式のものがあるが、以下にその代表的な例を挙げる。

・アクティブインターポーザー方式
これは、プリント配線板（ボード）上に光導波路を実装し、光導波路の反光入出射側には光ファイバーコネクタが取り付けられ、その間の伝送はファイバーにてなされる。光素子はトランシーバーモジュールの裏面に実装され、光導波路の４５°全反射ミラーに対し、精密に位置決められている。

・自由空間伝送方式
これは、プリント配線板の裏面に光配線基板（石英）を実装し、伝送基板内において光をジグザグに反射させ、信号を伝搬させる。

・光コネクタ接続方式
これは、ＬＳＩチップの周囲に小型光コネクタを配置し、ＬＳＩチップを実装した後、自由に光路を設定できる光伝送モジュールシステムである。

・光導波路埋め込み方式
これは、光導波路をプリント配線板に埋め込み、既存のプリント配線板の実装構造の形態を維持しながら光配線を設ける方法である。光路結合にマイクロレンズを採用し、光軸ズレ許容量を一般実装精度レベルまで緩和させている。

・表面実装方式
これは、光素子を、ＬＳＩチップの裏面に直接貼り付けて機能させ、また、光導波路をプリント配線板上に直接実装する方式である。既存のプリント配線板の構造をそのまま維持し、光配線の併設が可能である。

しかしながら、上記に示した代表的な仕様は、以下の理由から、現状では決定力に欠けているのが実状である。

第１に、既存のプリント配線板の実装構造をそのまま利用できる構造ではないこと。即ち、プリント配線板上に光経路を直接積層する構造は、ベースとなるプリント配線板自体が脆弱であるため、光軸ズレ等の問題が生じて現実的ではない。

第２に、既存の実装プロセスをそのまま利用できる構造ではないこと。一般に、光導波路などの光モジュールは高温プロセスに弱い。上記したようなプリント配線板と光配線部が一体化した方式では、光モジュールが、はんだリフロー、アンダーフィル樹脂封止などの高温プロセスに曝されることになり、現実には実施が困難である。また、高温プロセスを考慮した材料や部品を採用しなくてはならず、大きな制約条件となる。

第３に、大掛かりな構造物を排除した構造ではないこと。即ち、プリント配線板の剛性が低いため、大掛かりな部品による光路構造は、外部応力により光軸ズレを引き起こし易い。従って、上述したようなアクティブインターポーザー方式によるポスト構造は、避けるべきである。

第４に、高密度化が可能な光配線構造ではないこと。即ち、プリント配線板上の半導体チップ間の光配線に特化すると、高密度化が不可能な光ファイバーは採用すべきではないと考えられる。光ファイバーを用いた光コネクタ接続方式などは、装置間通信に向けたシステムとして限定されたものとなる。

第５に、ＬＳＩチップ−光素子間の配線長を短くできる構造ではないこと。即ち、ＬＳＩチップ−光素子間の電気配線長を短絡化できない構造では、高周波信号が光素子に到達する前に劣化し、光変換の効果がなくなる。従って、この距離を短くできるシステム構造を構築する必要がある。

このような問題点を解決するために、本発明者は、光導波路を設置するための設置部を有し、前記光導波路に光入射を行うための発光素子と、前記光導波路からの出射光を受けるための受光素子との少なくとも一方が前記光導波路に対応して配置されるソケット、また、このソケットを適用した光電複合装置を提案した（後記の特許文献１参照。）。

図１２及び図１３に示すように、特許文献１によるソケット５０は、光導波路５１を嵌め込んでその幅方向を位置決めするための凹部５２と、光導波路５１の長さ方向を位置決めするための突起部５３とを有している。また、ソケット５０の凸面５４には、ソケット５０の表及び裏面とを導通するための導通手段、例えばターミナルピン５５が設けられている。

また、特許文献１による光電複合装置５６は、一対のソケット５０と、このソケット５０に設置された光導波路５１とを有し、この一対のソケット５０間に光導波路５１が架け渡されている。そして、ソケット５０の凸面５４上に、発光素子アレイ５７及び受光素子アレイ５８が実装されたインターポーザー５９が光導波路５１に対向して固定される。なお、インターポーザー５９の発光素子アレイ５７及び受光素子アレイ５８とは反対の面側には、発光素子及び／又は受光素子を駆動するための駆動素子６０ａ、６０ｂが実装されており、インターポーザー５９の周辺部には再配線電極（図示省略）が設けられている。また、凹部５２に光導波路５１が設置されてなるソケット５０と、インターポーザー５９とを固定するに際し、インターポーザー５９の発光素子アレイ５７及び受光素子アレイ５８が実装された面側をソケット５０の凸面５４と接するように構成し、またソケット５０のターミナルピン５５とインターポーザー５９の再配線電極とを電気的に接続するように固定する。

この光電複合装置５６は、光導波路５１が光配線として用いられる光配線システムを構成することができる。即ち、この光電複合装置５６をプリント配線板６１に電気的に接続された状態で固定する。

特開２００５−１８１６１０号公報（８頁３６行目〜１２頁２２行目、図２〜図６） 日経エレクトロニクス、"光配線との遭遇"２００１年１２月３日の１２２頁、１２３頁、１２４頁、１２５頁、図４、図５、図６、図７ NTT R&D, vol.48, no.3, pp.271-280 (1999)

しかしながら、図１２及び図１３に示すような特許文献１による光電複合装置５６は、光導波路５１と発光素子アレイ５７及び受光素子アレイ５８とがソケット５０に内設される構造をとるため、ソケット５０の薄型化が困難であった。

これに伴い、ソケット５０内の電気伝送用のターミナルピン５５が長くなるため、ＩＲ−Ｄｒｏｐ（電圧降下）、高周波クロストークが発生し易くなるという問題があった。例えば、ターミナルピンのピッチを１．２７ｍｍ、長さを５ｍｍとすると、ターミナルピン１本当たりのＩＲ−Ｄｒｏｐ量は５３０ｍＡ条件で約５〜７ｍＶとなり、クロストーク量は２．５ＧＨｚで約２０％であった。

本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ソケットを用いることによる効果を維持しつつ、電圧降下や高周波クロストークを低減することができる、光情報処理装置を提供することにある。

即ち、本発明は、発光素子及び／又は受光素子が設けられ、かつ前記発光素子及び／又 は受光素子を駆動する駆動素子が実装されたインターポーザーと、
前記インターポーザーが設置され、少なくとも前記発光素子及び受光素子の設置領域 に、厚さ方向に貫通孔がそれぞれ形成されているソケットと、
前記インターポーザー付きの前記ソケットが電気的に接続固定され、前記発光素子及 び受光素子と対向した光導波路の少なくとも光入射部及び光出射部を収容するための収 容空間を有するプリント配線板と、
前記収容空間に設置された光導波路と
からなる、光情報処理装置に係るものである。

本発明の光情報処理装置によれば、前記インターポーザーが設置され、少なくとも前記発光素子及び受光素子の設置領域に、厚さ方向に前記貫通孔がそれぞれ形成されている前記ソケットと；前記インターポーザー付きの前記ソケットが電気的に接続固定され、前記発光素子及び受光素子と対向した前記光導波路の少なくとも光入射部及び光出射部を収容するための前記収容空間を有する前記プリント配線板と；前記収容空間に設置された前記光導波路とからなるので、上記した従来例による光電複合装置のように、光導波路と発光素子及び受光素子とがソケットに内設される構造と比べ、前記ソケットの薄型化が可能となる。

従って、前記ソケット内における電気伝送用配線の長さを短絡化することができるので、前記ソケットを用いることによる効果を維持しつつ、電圧降下や高周波クロストークを低減することができる。

本発明は、前記ソケットにおいて前記インターポーザーとは反対側に前記光導波路が設置され、この光導波路の光入射部及び光出射部が前記インターポーザー側の前記発光素子及び前記受光素子とそれぞれ対向していることが好ましい。

また、前記発光素子及び前記受光素子が前記貫通孔を通して前記光導波路側に導出されていることが好ましい。

また、前記インターポーザーが設置された前記ソケットが複数個、前記プリント配線板にそれぞれ接続固定され、前記複数個のインターポーザーのうち、第１のインターポーザー側の発光素子と前記光導波路の光入射部とが対向し、第２のインターポーザー側の受光素子と前記光導波路の光出射部とが対向していることが好ましい。

また、前記光導波路と前記インターポーザーとにそれぞれ、前記光導波路の光入射部及び光出射部と前記発光素子及び前記受光素子との位置決め手段が設けられていることが好ましい。これにより、前記光導波路と前記発光素子及び前記受光素子との位置決めが、より高精度かつ容易となる。

また、前記プリント配線板の前記収容空間が、前記ソケットの外周より外側位置まで拡大された拡大部を有していることが好ましい。これにより、前記収容空間の拡大部を通して前記光導波路を前記プリント配線板の少なくとも一方の面側に導出することができる。

より具体的には、前記インターポーザーが設置された前記ソケットが複数個、前記プリント配線板にそれぞれ接続固定され、前記拡大部を通して前記光導波路が前記プリント配線板の一方側に導出され、前記複数個のインターポーザーのうち、第１のインターポーザー側の発光素子と前記光導波路の光入射部とが光結合され、第２のインターポーザー側の受光素子と前記光導波路の光出射部とが光結合されていることが好ましい。

また、積層した複数の前記プリント配線板の前記拡大部を通して前記光導波路が導かれ、前記複数のプリント配線板のうち、第１のプリント配線板側の発光素子と第２のプリント配線板側の受光素子とが、前記光導波路の光入射部及び光出射部とそれぞれ光結合されていることが好ましい。

さらに、前記ソケットが凹状に形成され、このソケットの凹部に前記インターポーザーが嵌め込まれることが好ましい。これにより、前記ソケットをより薄型化することができ、電圧降下やクロストークをより低減することができる。

本発明に基づく光情報処理装置によれば、従来例にように、脆弱な前記プリント配線板上に前記光導波路を直接実装せず、前記プリント配線板の前記収容空間に前記光導波路が設置されるので、光軸ズレを大幅に低減することができる。

また、前記光導波路が高温プロセスに弱くても、例えば、前記プリント配線板に前記ソケットを固定し、更にはんだリフローなどの高温プロセスを含む、全ての実装プロセスを完了した後、前記プリント配線板の前記収容空間に前記光導波路を設置することができるので、前記光導波路が高温によるダメージをこうむることなしにその実装を行うことが可能である。

また、前記ソケットは、実装業界に広く浸透しているＩＣ（半導体集積回路）ソケット技術を適用することができ、その材料、絶縁性、信頼性等のデータが既に多く存在し、また扱っているメーカーも多岐に渡る。従って、機能、コスト、信頼性等の全てにおいて受け入れ易い構造物であり、大掛かりな構造物を排除した構造とすることができる。

さらに、前記駆動素子と前記発光素子及び／又は受光素子とを、前記インターポーザーを介してその上下面に近接させて設置することができるので、前記駆動素子と、前記発光素子及び／又は受光素子との間の配線長を短くすることができる。従って、電気信号のノイズ対策やクロストーク対策もより容易となり、光変調速度も向上させることが可能となる。

そして、本発明に基づく光情報処理装置によれば、前記インターポーザーが設置され、少なくとも前記発光素子及び受光素子の設置領域に、厚さ方向に前記貫通孔がそれぞれ形成されている前記ソケットと；前記インターポーザー付きの前記ソケットが電気的に接続固定され、前記発光素子及び受光素子と対向した前記光導波路の少なくとも光入射部及び光出射部を収容するための前記収容空間を有する前記プリント配線板と；前記収容空間に設置された前記光導波路とからなるので、従来例による光電複合装置のように、光導波路と発光素子及び受光素子とがソケットに内設される構造と比べ、前記ソケットの薄型化が可能となる。

従って、前記ソケット内における電気伝送用配線の長さを短絡化することができるので、上述したような前記ソケットによる効果を維持しつつ、電圧降下や高周波クロストークを低減することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

第１の実施の形態
図１は、本発明に基づく光情報処理装置の概略断面図である。

図１に示すように、本発明に基づく光情報処理装置１は、発光素子（例えば、レーザー）２ａ及び受光素子（例えば、フォトダイオード）２ｂが設けられ、かつ発光素子２ａ及び受光素子２ｂを駆動する駆動素子３ａ、３ｂが実装されたインターポーザー４ａ、４ｂと；インターポーザー４ａ、４ｂが設置され、少なくとも発光素子２ａ及び受光素子２ｂの設置領域に、厚さ方向に貫通孔５がそれぞれ形成されているソケット６と；インターポーザー４ａ、４ｂ付きのソケット６が電気的に接続固定され、発光素子２ａ及び受光素子２ｂと対向した光導波路７の少なくとも光入射部８ａ及び光出射部８ｂを収容するための収容空間９を有するプリント配線板１０と；収容空間９に設置された光導波路７とからなる。

また、ソケット６においてインターポーザー４ａ、４ｂとは反対側に光導波路７が設置され、この光導波路７の光入射部８ａ及び光出射部８ｂがインターポーザー４ａ、４ｂ側の発光素子２ａ及び受光素子２ｂとそれぞれ対向していることが好ましい。

また、発光素子２ａ及び受光素子２ｂが貫通孔５を通して光導波路７側に導出されていることが好ましい。

また、インターポーザー４ａ、４ｂが設置された一対のソケット６が、プリント配線板１０にそれぞれ接続固定され、複数個のインターポーザー４ａ、４ｂのうち、第１のインターポーザー４ａ側の発光素子２ａと光導波路７の光入射部８ａとが対向し、第２のインターポーザー４ｂ側の受光素子２ｂと光導波路７の光出射部８ｂとが対向していることが好ましい。

また、プリント配線板１０の収容空間９が、ソケット６の外周より外側位置まで拡大された拡大部９ａを有していることが好ましい。これにより、収容空間９の拡大部９ａを通して光導波路７をプリント配線板１０の少なくとも一方の面側に導出することができる。

より具体的には、インターポーザー４ａ、４ｂが設置された一対のソケット６が、プリント配線板１０にそれぞれ接続固定され、拡大部９ａを通して光導波路７がプリント配線板１０の一方側に導出され、複数個のインターポーザー４ａ、４ｂのうち、第１のインターポーザー４ａ側の発光素子２ａと光導波路７の光入射部８ａとが光結合され、第２のインターポーザー４ｂ側の受光素子２ｂと光導波路７の光出射部８ｂとが光結合されていることが好ましい。

さらに、ソケット６が凹状に形成され、このソケット６の凹部１１にインターポーザー４ａ、４ｂが嵌め込まれることが好ましい。これにより、ソケット６をより薄型化することができ、電圧降下やクロストークをより低減することができる。

次に、本発明に基づく光情報処理装置１の製造方法の一例について、図２〜図４を参照して説明する。なお、図２は、図１の一部拡大概略断面図であり、図３及び図４（ｃ）は、図１による光情報処理装置をＡ方向から見た一部拡大概略平面図であり、図４（ｄ）、（ｅ）は、図１による光情報処理装置をＢ方向から見た一部拡大概略平面図である。以下に、インターポーザー４ａ側を代表例として説明するが、インターポーザー４ｂ側も同様である。

まず、図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、光導波路７の少なくとも光入射部８ａ及び光出射部８ｂを収容するための収容空間９を有するプリント配線板１０を作製する。このとき、収容空間９が、ソケット６の外周より外側位置まで拡大された拡大部９ａを有していることが好ましい。これにより、収容空間９の拡大部９ａを通して光導波路７をプリント配線板１０の少なくとも一方の面側に導出することができる。

拡大部９ａを有する収容空間９は、レーザー、ウォータージェット等の技術を用いることにより、周辺部に殆どダメージを与えずに形成することができるが、一般的なエンドミルによる切削でもダメージを与える範囲は通常０．５ｍｍ幅以下に抑えることが可能である。従って、プリント配線板１０のはんだ接合用のパッド１２と拡大部９ａ及び収容空間９とのクリアランスを０．５ｍｍ以上保てば、一般の実装と同じフローで実装することができる。

ここで、収容空間９及び拡大部９ａの形成方法の一例を図５を参照して説明する。但し、図５は４個のプリント配線板を一括製造する例である。まず、図５（ａ）に示すようなベース基板１０’を用い、図５（ｂ）に示すように、配線１３を形成する。次に、図５（ｃ）に示すように、ルーター（ドリル）１４によって拡大部９ａを含む収容空間９を形成し、更に分割加工することにより、プリント配線板１０を得ることができる。

次に、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、上記のようにして作製したプリント配線板１０上に、ソケット６を実装する。

ソケット６は、図６に示すように、少なくとも発光素子２ａ及び受光素子２ｂの設置領域に、前記貫通孔としての開口部５が形成されている。また、ソケット６は凹状に形成されていることが好ましく、この凹部１１にインターポーザー４ａが嵌め込まれることが好ましい。これにより、ソケット６をより薄型化することができ、電圧降下やクロストークをより低減することができる。さらに、ソケット６には、その表裏面を導通するための導通手段、例えばターミナルピン１５が設けられている。ソケット６の材質としては絶縁性樹脂であれば、従来公知の材料を用いることができ、例えばガラス入りＰＥＳ（ポリエチレンスルフィド）樹脂、ガラス入りＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂等が挙げられる。このようなソケット６の材料は、その種類、絶縁性、信頼性等のデータが既に多く存在し、また扱っているメーカーも多岐に渡る。従って、機能、コスト、信頼性等の全てにおいて受け入れ易い構造物である。ソケット６の製造方法は特に限定されないが、例えば、開口部５などを含むソケット形状に対応した金型を用いて成形により容易に作製することができる。

また、プリント配線板１０上にソケット６を実装するに際し、プリント配線板１０上の電極１２と、ソケット６のターミナルピン１５とを位置合わせして、電極１２とソケット６が電気的に接続されるように実装する。

次に、図２（ｃ）及び図４（ｃ）に示すように、ソケット６上にインターポーザー４ａを設置する。このとき、上述したようにソケット６が凹状に形成され、この凹部１１にインターポーザー４ａを嵌め込むことができれば、ソケット６をより薄型化することができ、電圧降下やクロストークをより低減することができる。

図７（ａ）に示すように、インターポーザー４ａの一方の面側には、光導波路７に光入射を行うための発光素子２ａ及び光導波路７からの出射光を受けるための受光素子２ｂが設けられている。また、光導波路７の光入射部８ａ及び光出射部８ｂと、発光素子２ａ及び受光素子２ｂとの位置決め手段（例えば、凸部）１６が設けられている。さらに、周辺部には再配線電極１７が設けられている。また、図７（ｂ）に示すように、他方の面側には、発光素子２ａ及び受光素子２ｂを駆動する駆動素子３ａが実装されている。

また、ソケット６上にインターポーザー４ａを設置するに際し、ソケット６のターミナルピン１５と、インターポーザー４ａの再配線電極１７とを電気的に接続するように固定する。

以上のプロセスにより、図２（ｄ）及び図４（ｄ）に示すように、発光素子２ａ及び受光素子２ｂが貫通孔５を通してプリント配線板１０の収容空間９に導出される。

次に、図２（ｅ）及び図４（ｅ）に示すように、プリント配線板１０の収容空間９に、発光素子２ａ及び受光素子２ｂと対向させて光導波路７を設置する。上述したように、プリント配線板１０の収容空間９が、ソケット６の外周より外側位置まで拡大された拡大部９ａを有していれば、収容空間９の拡大部９ａを通して光導波路７をプリント配線板１０の少なくとも一方の面側に導出することができる。

光導波路７は特に限定されず、従来公知のものが使用可能であるが、例えば図８に示すように、クラッド１８と、このクラッド１８に接着されたコア１９とを有する。また、コア１９の光入射端面８ａ及び光出射端面８ｂは、４５°ミラー面に形成されている。コア１９は入射した光信号を導波する役割を果たし、クラッド１８はコア１９内に光信号を閉じ込める役割を果たす。さらに、クラッド１８のコア１９とは反対の面側の両端部にレンズ基体２０がそれぞれ接合されている。レンズ基体２０は発光素子２ａ及び受光素子２ｂと対向したレンズ２１を有し、かつ光導波路７の光入射部８ａ及び光出射部８ｂと発光素子２ａ及び受光素子２ｂとの位置決め手段（例えば、凹部）２２が設けられている。このレンズ基体２０は一体成形などによって作製することができ、ＵＶ硬化性接着剤等を用いてクラッド１８に接合することができる。

さらに、図示省略したが、コア１９のクラッド１８とは反対の面側に、別のクラッド（図示省略）を接合してもよい。この場合、前記別のクラッドは柔軟なシート材であることが好ましい。

光導波路７を設置するに際し、光導波路７とインターポーザー４ａとにそれぞれ、光導波路７と発光素子２ａ及び受光素子２ｂとの位置決め手段１６、２２が設けられていれば、光導波路７とインターポーザー４ａとを凹凸結合することができ、光導波路７と発光素子２ａ及び受光素子２ｂとの位置決めが、より高精度かつ容易となる。

以上のようにして、本発明に基づく光情報処理装置１を作製することができる。

本発明に基づく光情報処理装置１のメカニズムは、一方の駆動素子３ａから発信される電気信号が光信号に変換されて、発光素子２ａからレーザー光による光信号として出射される。出射された光信号は、光導波路７の対応する１つのコア１９の光入射部８ａに入射し、光導波路７が延伸する導波方向に導波され、他方のコア１９の光出射部８ｂから出射する。そして、光導波路７から出射された光信号は、受光素子２ｂに受光されて電気信号に変換され、他方の駆動素子３ｂに電気信号として伝送される。

本発明に基づく光情報処理装置１によれば、従来例にように、前記光導波路が脆弱な前記プリント配線板上に直接実装されず、プリント配線板１０の収容空間９に光導波路７が設置されるので、光軸ズレを大幅に低減することができる。

また、光導波路７が高温プロセスに弱くても、例えば、プリント配線板１０にソケット６を固定し、更にはんだリフローなどの高温プロセスを含む、全ての実装プロセスを完了した後、プリント配線板１０の収容空間９に光導波路７を設置することができるので、光導波路７が高温によるダメージをこうむることなしにその実装を行うことが可能である。

また、ソケット６は、実装業界に広く浸透しているＩＣ（半導体集積回路）ソケット技術を適用することができ、その材料、絶縁性、信頼性等のデータが既に多く存在し、また扱っているメーカーも多岐に渡る。従って、機能、コスト、信頼性等の全てにおいて受け入れ易い構造物であり、大掛かりな構造物を排除した構造とすることができる。

さらに、駆動素子３ａ、３ｂと発光素子２ａ及び／又は受光素子２ｂとを、インターポーザー４ａ、４ｂを介してその上下面に近接させて設置することができるので、駆動素子３ａ、３ｂと、発光素子２ａ及び／又は受光素子２ｂとの間の配線長を短くすることができる。従って、電気信号のノイズ対策やクロストーク対策もより容易となり、光変調速度も向上させることが可能となる。

そして、本発明に基づく光情報処理装置１によれば、インターポーザー４ａ、４ｂが設置され、少なくとも発光素子２ａ及び受光素子２ｂの設置領域に、厚さ方向に貫通孔５がそれぞれ形成されているソケット６と；インターポーザー４ａ、４ｂ付きのソケット６が電気的に接続固定され、発光素子２ａ及び受光素子２ｂと対向した光導波路７の少なくとも光入射部８ａ及び光出射部８ｂを収容するための収容空間９を有するプリント配線板１０と；収容空間１０に設置された光導波路７とからなるので、従来例の光電複合装置のように、光導波路と発光素子及び受光素子とがソケットに内設される構造と比べ、ソケット６の薄型化が可能となる。

従って、ソケット６内における電気伝送用配線（ターミナルピン）１５の長さを短絡化することができるので、上述したようなソケット６による効果を維持しつつ、電圧降下や高周波クロストークを低減することができる。

ここで、図９は、プリント配線板１０上に光導波路７を展開した例を示す模式図である。例えば、光導波路７を規格化することで、４方向に自在に展開することができる。

第２の実施の形態
本発明に基づく光情報処理装置は、前記プリント配線板の前記収容空間が、前記ソケットの外周より外側位置まで拡大された前記拡大部を有していることが好ましい。これにより、前記収容空間の前記拡大部を通して前記光導波路を前記プリント配線板の少なくとも一方の面側に導出することができる。

例えば、図１０に示すように、ラック２３を用いて積層した複数のプリント配線板１０ａ、ｂ、ｃの拡大部９ａを通して光導波路７が導かれ、複数のプリント配線板１０ａ、ｂ、ｃのうち、第１のプリント配線板１０ａ側の発光素子２ａと第２のプリント配線板１０ｂ側の受光素子２ｂとを、光導波路７の光入射部８ａ及び光出射部８ｂとそれぞれ光結合することができる。また、複数のプリント配線板１０ａ、ｂ、ｃのうち、第２のプリント配線板１０ｂ側の発光素子２ａと第３のプリント配線板１０ｃ側の受光素子２ｂとを、光導波路７の光入射部８ａ及び光出射部８ｂとそれぞれ光結合することができる。

これにより、光バックプレーン状の光伝送路を最短距離で設けることができる。

以上、本発明を実施の形態について説明したが、上述の例は、本発明の技術的思想に基づき種々に変形が可能である。

例えば、上記に前記プリント配線板の前記収容空間が、前記プリント配線板の表裏面を貫通した開口部である例を挙げて説明したが、これに限らず、図１１（ａ）に示すように、プリント配線板１０の表裏面を貫通してなくてもよい。

また、図６に示すようなソケット６の貫通孔５の形状に代えて、図１１（ｂ）に示すように、インターポーザー４の発光素子２ａ及び受光素子２ｂと位置決め手段１６とにそれぞれ対応した領域にのみ形成された貫通孔５であってもよい。

また、前記発光素子及び前記受光素子と、前記光導波路の前記光入射部及び前記光出射部との前記位置決め手段を前記インターポーザーに形成するのに代えて、図１１（ｃ）に示すように、位置決め手段（例えば凸部）１６をソケット６に形成してもよい。

また、前記ソケットの表裏面を導通するための導通手段として、例えばターミナルピンが設けられている例を説明したが、この他にも前記ソケットに貫通電極を設け、前記ソケットと、前記プリント配線板及び前記インターポーザーとをはんだによって電気的に接続してもよい。

さらに、上記に前記コアの前記光入出射部の位置が長さ方向において揃っている例を挙げて説明したが、これに限らず、各コアの光入出射部が、隣接する他のコアの光入出射部に対して長さ方向にずれて形成されていてもよい。また、前記光導波路において、複数の前記コアの光導波方向が全て同じでなくてもよい。

第１の実施の形態による、本発明に基づく光情報処理装置の概略断面図である。 同、本発明に基づく光情報処理装置の製造方法の一例を工程順に示す概略断面図である。 同、本発明に基づく光情報処理装置の製造方法の一例を工程順に示す一部拡大概略平面図である。 同、本発明に基づく光情報処理装置の製造方法の一例を工程順に示す一部拡大概略平面図である。 同、プリント配線板の製造方法の一例を工程順に示す概略平面図である。 同、ソケットの一例の概略斜視図である。 同、インターポーザーの一例の概略平面図である。 同、光導波路の一例の概略断面図である。 同、本発明に基づく光情報処理装置の他の例の一部概略平面図である。 第２の実施の形態による、本発明に基づく光情報処理装置の概略断面図である。 本発明に基づく光情報処理装置の他の例の一部概略断面図である。 従来例による、ソケットを用いた光電変換装置の概略斜視図である。 同、ソケットを用いた光電変換装置の概略斜視図である。

符号の説明

１…光情報処理装置、２ａ…発光素子、２ｂ…受光素子、３ａ、３ｂ…駆動素子、
４、４ａ、４ｂ…インターポーザー、５…貫通孔、６…ソケット、７…光導波路、
８ａ…光入射部、８ｂ…光出射部、９…収容空間、９ａ…拡大部、
１０…プリント配線板、１１…凹部、１２…パッド電極、１３…配線、
１５…ターミナルピン、１６、２２…位置決め機構、１７…再配線電極、
１８…クラッド、１９…コア、２０…レンズ基体、２１…レンズ、２３…ラック

Claims (10)

1. 発光素子及び／又は受光素子が設けられ、かつ前記発光素子及び／又は受光素子を駆 動する駆動素子が実装されたインターポーザーと、
   前記インターポーザーが設置され、少なくとも前記発光素子及び受光素子の設置領域 に、厚さ方向に貫通孔がそれぞれ形成されているソケットと、
   前記インターポーザー付きの前記ソケットが電気的に接続固定され、前記発光素子及 び受光素子と対向した光導波路の少なくとも光入射部及び光出射部を収容するための収 容空間を有するプリント配線板と、
   前記収容空間に設置された光導波路と
   からなる、光情報処理装置。
2. 前記ソケットにおいて前記インターポーザーとは反対側に前記光導波路が設置され、この光導波路の光入射部及び光出射部が前記インターポーザー側の前記発光素子及び前記受光素子とそれぞれ対向している、請求項１に記載した光情報処理装置。
3. 前記発光素子及び前記受光素子が前記貫通孔を通して前記光導波路側に導出されている、請求項２に記載した光情報処理装置。
4. 前記インターポーザーが設置された前記ソケットが複数個、前記プリント配線板にそれぞれ接続固定され、前記複数個のインターポーザーのうち、第１のインターポーザー側の発光素子と前記光導波路の光入射部とが対向し、第２のインターポーザー側の受光素子と前記光導波路の光出射部とが対向している、請求項３に記載した光情報処理装置。
5. 前記光導波路と前記インターポーザーとにそれぞれ、前記光導波路の光入射部及び光出射部と前記発光素子及び前記受光素子との位置決め手段が設けられている、請求項２に記載した光情報処理装置。
6. 前記プリント配線板の前記収容空間が、前記ソケットの外周より外側位置まで拡大された拡大部を有している、請求項１に記載した光情報処理装置。
7. 前記収容空間の拡大部を通して前記光導波路が前記プリント配線板の少なくとも一方の面側に導出されている、請求項６に記載した光情報処理装置。
8. 前記インターポーザーが設置された前記ソケットが複数個、前記プリント配線板にそれぞれ接続固定され、前記拡大部を通して前記光導波路が前記プリント配線板の一方側に導出され、前記複数個のインターポーザーのうち、第１のインターポーザー側の発光素子と前記光導波路の光入射部とが光結合され、第２のインターポーザー側の受光素子と前記光導波路の光出射部とが光結合されている、請求項７に記載した光情報処理装置。
9. 積層した複数の前記プリント配線板の前記拡大部を通して前記光導波路が導かれ、前記複数のプリント配線板のうち、第１のプリント配線板側の発光素子と第２のプリント配線板側の受光素子とが、前記光導波路の光入射部及び光出射部とそれぞれ光結合されている、請求項７に記載した光情報処理装置。
10. 前記ソケットが凹状に形成され、このソケットの凹部に前記インターポーザーが嵌め込まれる、請求項１に記載した光情報処理装置。

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