JP2008257237A - 発光素子アレイと光導波路アレイとが直接的に光接続可能な光電変換モジュールおよびその光電変換モジュールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体チップをパッケージ基板に実装したIC実装基板、受光素子アレイ、発光素子アレイ、受光導波路アレイと、発光導波路アレイとを含み、IC実装基板の一方側の側面に接合した光素子アレイをIC実装基板と電気的に接続し、光素子アレイを光導波路アレイと光接続し、IC実装基板が備える半導体チップが、受光素子アレイから受けた信号を演算して発光素子アレイを駆動するようにして、光素子アレイと光導波路アレイとを直接的に光接続可能とした光電変換モジュールとする。
【選択図】図8
Description
工程B: 工程Aで得られた当該IC実装基板の一方の側面に前記受光素子アレイ又は前記発光素子アレイの一方を接合し、その後当該IC実装基板の他方側の側面に当該受光素子アレイ又は当該発光素子アレイの他方を接合する工程。
工程C: 工程Bで得られた当該IC実装基板に接合した当該光素子アレイの当該IC実装基板と接合していない面を前記光透過性エポキシ樹脂を介して当該光導波路アレイと光接続可能に接合する工程。
工程D: 工程Cで得られた当該IC実装基板を前記プリント配線板に実装する工程。
工程a: 前記パッケージ基板に前記半導体チップを実装して前記IC実装基板を得る工程。
工程b: 工程aで得られた当該IC実装基板の一方側の側面に前記受光素子アレイ又は前記発光素子アレイの一方を接合し、その後当該IC実装基板の他方側の側面に当該受光素子アレイ又は当該発光素子アレイの他方を接合する工程。
工程c: 前記光導波路アレイを挟持する前記2枚のプリント配線板の一方に、当該光素子アレイを接合した当該IC実装基板を実装するための開口部を設け、他方のプリント配線板が備える配線を露出させる工程。
工程d: 当該配線が露出した当該他方のプリント配線板に当該光素子アレイを接合した当該IC実装基板を実装し、当該光素子アレイの当該IC実装基板に接合していない面を前記光透過性エポキシ樹脂を介して当該光導波路アレイと光接続可能に接合する工程。
工程ア: 前記パッケージ基板に前記半導体チップを実装して前記IC実装基板を得る工程。
工程イ: 工程アで得られた当該IC実装基板の一方の側面に前記受光素子アレイ又は前記発光素子アレイの一方を接合し、その後当該IC実装基板の他方側の側面に当該受光素子アレイ又は当該発光素子アレイの他方を接合する工程。
工程ウ: 前記光導波路アレイを挟持する2枚の前記プリント配線板に、当該光素子アレイを接合した当該IC実装基板を接合するための開口部を設ける工程。
工程ヱ: 工程ウで形成した開口部において、当該光素子アレイの当該IC実装基板に接合していない面を前記光透過性エポキシ樹脂を介して当該光導波路アレイと光接続可能に接合する工程。
工程オ: 工程ヱで接合済みの当該光素子アレイ、当該光導波路アレイ、当該光素子アレイと当該光導波路アレイとの接合部とを樹脂封止する工程。
工程カ: 当該IC実装基板をワイヤボンディング法により当該プリント配線板に電気的に接続する工程。
101、111、161 はんだボール
102、112、162、481、482 接続パッド
105 配線
110、210、310、410、510、611、612 パッケージ基板(IC実装基板)
120、320、420、620、621 受光素子アレイ
125、325、425、525 光透過性エポキシ樹脂
130、230、330、430、530、631、632 発光素子アレイ
140、340、440、640 受光導波路アレイ
150、250、350、450、550、651、652 発光導波路アレイ
160、360、460、560、661、662 半導体チップ
170、370、470 アンダーフィルエポキシ
271 フィルドビアホール
272 フィルドスルーホール
281、282 フィルドビアパッド
481 ボンディングパッド
485 ボンディングワイヤ
475 封止樹脂
681、684、691、694 LSI
Claims (19)
- 半導体チップをパッケージ基板に実装したIC実装基板、受光素子アレイ、発光素子アレイ、受光導波路アレイと、発光導波路アレイとを含む光電変換モジュールであって、
当該IC実装基板の一方側の側面に接合した当該受光素子アレイと他方側の側面に接合した当該発光素子アレイ(以下、受光素子アレイと発光素子アレイとの両方を含む場合には、単に「光素子アレイ」と称する。)とは、当該IC実装基板と電気的に接続したものであり、
当該受光素子アレイは、当該受光導波路アレイと光接続し、当該発光素子アレイは当該発光導波路アレイ(以下、受光導波路アレイと発光導波路アレイとの両方を含む場合には、単に「光導波路アレイ」と称する。)と光接続したものであり、
当該IC実装基板が備える当該半導体チップが、当該受光素子アレイから受けた信号を演算して当該発光素子アレイを駆動するようにして、当該光素子アレイと当該光導波路アレイとを直接的に光接続可能としたことを特徴とする光電変換モジュール。 - 前記パッケージ基板は、当該パッケージ基板の外層配線から当該パッケージ基板の側面に貫通する複数のフィルドビアホールを備え、前記光素子アレイは、当該パッケージ基板の側面が備える当該フィルドビアホールを介して前記半導体チップに電気的に接続したものである請求項1に記載の光電変換モジュール。
- 前記パッケージ基板は、当該パッケージ基板の外層配線から当該パッケージ基板の側面に沿って延伸した配線を備え、前記光素子アレイは、当該パッケージ基板の側面が備える当該配線を介して前記半導体チップに電気的に接続したものである請求項1に記載の光電変換モジュール。
- 前記光素子アレイは、前記パッケージ基板の側面が備えるフィルドビアホール又は配線にフリップチップボンディング法又はワイヤボンディング法により電気的に接続したものである請求項1〜請求項3のいずれかに記載の光電変換モジュール。
- 前記光素子アレイは、前記パッケージ基板の外層配線が備える接続パッドと当該光素子アレイが備える接続パッドとをワイヤボンディング法により電気的に接続したものである請求項1〜請求項3のいずれかに記載の光電変換モジュール。
- 前記半導体チップは、前記パッケージ基板にフリップチップボンディング法またはワイヤボンディング法により電気的に接続したものである請求項1〜請求項5のいずれかに記載の光電変換モジュール。
- 前記受光素子アレイと前記受光導波路アレイ、及び、前記発光素子アレイと前記発光導波路アレイとは、光透過性エポキシ樹脂を介して光接続したものである請求項1〜請求項6のいずれかに記載の光電変換モジュール。
- 前記受光素子アレイは、受光素子をM×N(但し、M及びNは正の整数)のマトリックス状に配列し、前記発光素子アレイは、発光素子をm×n(但し、m及びnは正の整数)のマトリックス状に配列したものである請求項7に記載の光電変換モジュール。
- 前記受光導波路アレイは、M×N(但し、M及びNは正の整数)のマトリックス状に配列した前記受光素子アレイが備える前記受光素子と1対1に対応するようにM×N(但し、M及びNは正の整数)のマトリックス状に配列して当該受光素子と光接続したものであり、前記発光導波路アレイは、m×n(但し、m及びnは正の整数)のマトリックス状に配列した前記発光素子アレイが備える前記発光素子と1対1に対応するようにm×n(但し、m及びnは正の整数)のマトリックス状に配列して当該発光素子と光接続したものである請求項8に記載の光電変換モジュール。
- 前記光透過性エポキシ樹脂は、1.4?1.6の屈折率を備え、前記受光素子が受光し、または前記発光素子が発光する光の波長範囲において80%?95%の光透過率を備えるエポキシ樹脂である請求項7〜請求項9のいずれかに記載の光電変換モジュール。
- 前記パッケージ基板と前記半導体チップとの間、及び、当該パッケージ基板と前記光素子アレイとの間には、エポキシ樹脂のアンダーフィル層を備えるものである請求項1〜請求項10のいずれかに記載の光電変換モジュール。
- 請求項1〜請求項11のいずれかに記載の光電変換モジュールをプリント配線板に実装したことを特徴とするプリント回路板。
- 前記光電変換モジュールを実装したプリント配線板と、開口部を備えるプリント配線板とが前記光電変換モジュールが備える前記光導波路アレイを挟持した構成を備え、前記IC実装基板、前記光素子アレイ、当該光素子アレイと当該光導波路アレイとの接合部とは、当該開口部を備えるプリント配線板の開口部に露出したものである請求項12に記載のプリント回路板。
- 開口部を備える2枚のプリント配線板が前記光電変換モジュールが備える前記光導波路アレイを挟持した構成を備え、前記IC実装基板、前記光素子アレイ、当該光素子アレイと当該光導波路アレイとの接合部とは、当該開口部を備えるプリント配線板の開口部に露出し、当該IC実装基板は、ワイヤボンディング法により当該プリント配線板と電気的に接続したものである請求項12に記載のプリント回路板。
- 前記光素子アレイ及び当該光素子アレイと前記光導波路アレイとの接合部とは樹脂封止したものである請求項14に記載のプリント回路板。
- 請求項12に記載のプリント回路板の製造方法であって、以下の工程A〜工程Dを含むことを特徴とするプリント回路板の製造方法。
工程A: 前記パッケージ基板に前記半導体チップを実装して前記IC実装基板を得る工程。
工程B: 工程Aで得られた当該IC実装基板の一方の側面に前記受光素子アレイ又は前記発光素子アレイの一方を接合し、その後当該パッケージ基板の他方側の側面に当該受光素子アレイ又は当該発光素子アレイの他方を接合する工程。
工程C: 工程Bで得られた当該IC実装基板に接合した当該光素子アレイの当該IC実装基板と接合していない面を前記光透過性エポキシ樹脂を介して当該光導波路アレイと光接続可能に接合する工程。
工程D: 工程Cで得られた当該IC実装基板を前記プリント配線板に実装する工程。 - 請求項13に記載のプリント回路板の製造方法であって、以下の工程a〜工程dを含むことを特徴とするプリント回路板の製造方法。
工程a: 前記パッケージ基板に前記半導体チップを実装して前記IC実装基板を得る工程。
工程b: 工程aで得られた当該IC実装基板の一方側の側面に前記受光素子アレイ又は前記発光素子アレイの一方を接合し、その後当該IC実装基板の他方側の側面に当該受光素子アレイ又は当該発光素子アレイの他方を接合する工程。
工程c: 前記光導波路アレイを挟持する前記2枚のプリント配線板の一方に、当該光素子アレイを接合した当該IC実装基板を実装するための開口部を設け、他方のプリント配線板が備える配線を露出させる工程。
工程d: 当該配線が露出した当該他方のプリント配線板に当該光素子アレイを接合した当該IC実装基板を実装し、当該光素子アレイの当該IC実装基板に接合していない面を前記光透過性エポキシ樹脂を介して当該光導波路アレイと光接続可能に接合する工程。 - 請求項14に記載のプリント回路板の製造方法であって、以下の工程ア〜工程カを含むことを特徴とするプリント回路板の製造方法。
工程ア: 前記パッケージ基板に前記半導体チップを実装して前記IC実装基板を得る工程。
工程イ: 工程アで得られた当該IC実装基板の一方の側面に前記受光素子アレイ又は前記発光素子アレイの一方を接合し、その後当該IC実装基板の他方側の側面に当該受光素子アレイ又は当該発光素子アレイの他方を接合する工程。
工程ウ: 前記光導波路アレイを挟持する前記2枚のプリント配線板に、当該光素子アレイを接合した当該IC実装基板を接合するための開口部を設ける工程。
工程ヱ: 工程ウで形成した開口部において、当該光素子アレイの当該IC実装基板に接合していない面を前記光透過性エポキシ樹脂を介して当該光導波路アレイと光接続可能に接合する工程。
工程オ: 工程ヱで接合済みの当該光素子アレイ、当該光導波路アレイ、当該光素子アレイと当該光導波路アレイとの接合部とを樹脂封止する工程。
工程カ: 当該IC実装基板をワイヤボンディング法により当該プリント配線板に電気的に接続する工程。 - 前記IC実装基板、前記光素子アレイ、前記光導波路アレイ、当該光素子アレイと当該光導波路アレイとの接合部とを樹脂封止する請求項16〜請求項18のいずれかに記載のプリント回路板の製造方法。
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