JP2012150222A - Photoelectric conversion module - Google Patents

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Masanori Ito
正宣 伊藤
Hironori Yasuda
裕紀 安田
Mitsuki Hirano
光樹 平野
Hitoshi Hotta
均 堀田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric conversion module in which a photoelectric converting element having an incidence/emission part and a first electrode on one surface and a second electrode on the other surface is mounted on a substrate by employing a simple connection structure with high productivity and high space efficiency.SOLUTION: A photoelectric conversion module comprises: a translucent circuit substrate 30 having a substrate-side first electrode 56 and a substrate-side second electrode 64 on a mounting surface; a photoelectric converting element 38 mounted on the mounting surface of the circuit substrate 30 and having an incidence/emission part and an element-side first electrode 44 connected to the substrate-side first electrode 56 on a first surface opposing the mounting surface and an element-side second electrode 62 on a second surface opposite to the first surface; a filling member 40 filled between the photoelectric converting element 38 and the circuit substrate 30; and a film-shaped conductive member 42 extending from the element-side second electrode 62 to the substrate-side second electrode 64.

Description

本発明は光電変換モジュールに関する。   The present invention relates to a photoelectric conversion module.

例えばデータセンターにおけるサーバとスイッチ間の接続や、デジタルAV(オーディオ・ビジュアル)機器間の接続では、伝送媒体として、メタル線の外に、光ファイバーも用いられている。また、近年、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の情報処理機器においても、伝送媒体として光ファイバーを用いること(光インターコネクト)が検討されている。   For example, in a connection between a server and a switch in a data center or a connection between digital AV (audio / visual) devices, an optical fiber is used as a transmission medium in addition to a metal wire. In recent years, the use of an optical fiber as a transmission medium (optical interconnect) has also been studied in information processing devices such as mobile phones and personal computers.

光ファイバーを用いる場合、電気信号を光信号に、或いは、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが必要になる。光電変換モジュールとして、例えば、特許文献1が開示する光伝送用プリント板ユニットは、光導波路基板を備え、光導波路基板に、光電変換素子として、発光素子又は受光素子が実装される。光電変換素子の実装は、サブマウントチップに光電変換素子を予め実装してから、サブマウントチップを光導波路基板に実装することによって行われる。   When an optical fiber is used, a photoelectric conversion module that converts an electrical signal into an optical signal or an optical signal into an electrical signal is required. As a photoelectric conversion module, for example, a printed circuit board unit for light transmission disclosed in Patent Document 1 includes an optical waveguide substrate, and a light emitting element or a light receiving element is mounted on the optical waveguide substrate as a photoelectric conversion element. The photoelectric conversion element is mounted by mounting the photoelectric conversion element on the submount chip in advance and then mounting the submount chip on the optical waveguide substrate.

特開2004−12803号公報JP 2004-12803 A

特許文献1が開示する光伝送用プリント板ユニットにおいては、サブマウントチップが必要であり、部品点数が多い上に、実装面積が大きい。
また、その製造の際、光電変換素子をサブマウントチップに実装する段階でサブマウントチップに対する光電変換素子の位置合わせが必要であり、サブマウントチップを光導波路基板に実装する段階で光導波路基板に対するサブマウントチップの位置合わせが必要であり、製造が煩雑である。
The printed circuit board unit for optical transmission disclosed in Patent Document 1 requires a submount chip, has a large number of parts, and has a large mounting area.
In addition, when manufacturing the photoelectric conversion element, it is necessary to align the photoelectric conversion element with respect to the submount chip at the stage of mounting the photoelectric conversion element on the submount chip, and to the optical waveguide substrate at the stage of mounting the submount chip on the optical waveguide substrate. The positioning of the submount chip is necessary, and the manufacturing is complicated.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされ、その目的とするところは、一方の面に入出射部及び第1電極を有し、他方の面に第2電極を有する光電変換素子が、生産性及びスペース効率に優れた簡単な接続構造にて基板に実装された光電変換モジュールを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a photoelectric conversion element having an input / output portion and a first electrode on one surface and a second electrode on the other surface. Another object of the present invention is to provide a photoelectric conversion module mounted on a substrate with a simple connection structure excellent in space efficiency.

上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、透光性を有するとともに、実装面並びに前記実装面に設けられた基板側第1電極及び基板側第2電極を有する回路基板と、前記回路基板の実装面に実装される光電変換素子であって、前記実装面と対向する第1の面にそれぞれ設けられた、入出射部及び前記基板側第1電極に接続される素子側第1電極を有するとともに、前記第1の面と反対側の第2の面に素子側第2電極を有する光電変換素子と、前記光電変換素子と前記回路基板との間に充填された充填部材と、前記素子側第2電極から前記基板側第2電極に渡る膜状の導電部材とを備える光電変換モジュールが提供される。   In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, a circuit board having translucency and having a mounting surface and a substrate-side first electrode and a substrate-side second electrode provided on the mounting surface; A photoelectric conversion element mounted on the mounting surface of the circuit board, the element side first connected to the input / output part and the first electrode on the substrate side provided respectively on the first surface facing the mounting surface A photoelectric conversion element having one electrode and an element-side second electrode on a second surface opposite to the first surface; and a filling member filled between the photoelectric conversion element and the circuit board; There is provided a photoelectric conversion module including a film-like conductive member extending from the element side second electrode to the substrate side second electrode.

本発明によれば、一方の面に入出射部及び第1電極を有し、他方の面に第2電極を有する光電変換素子が、生産性及びスペース効率に優れた簡単な接続構造にて基板に実装された光電変換モジュールが提供される。   According to the present invention, a photoelectric conversion element having an input / output portion and a first electrode on one surface and a second electrode on the other surface is a substrate with a simple connection structure excellent in productivity and space efficiency. A photoelectric conversion module mounted on is provided.

一実施形態の光電変換モジュールを備える光アクティブケーブルの概略的な構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of an optical active cable provided with the photoelectric conversion module of one Embodiment. 図1の光アクティブケーブルの光送信器近傍を拡大して示す斜視図である。FIG. 2 is an enlarged perspective view showing the vicinity of an optical transmitter of the optical active cable of FIG. 1. 図2の光送信器を分解して示す概略的な斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view showing the optical transmitter of FIG. 2 in an exploded manner. 図3中の光電変換モジュールの一方の側を概略的に示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view schematically showing one side of the photoelectric conversion module in FIG. 3. 図4の光電変換モジュールの他方の側を概略的に示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view schematically showing the other side of the photoelectric conversion module of FIG. 4. 図5中のICチップ及び光電変換素子の近傍を拡大して概略的に示す斜視図である。FIG. 6 is an enlarged perspective view schematically showing the vicinity of the IC chip and the photoelectric conversion element in FIG. 5. 図6中の光電変換素子の出射面を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the output surface of the photoelectric conversion element in FIG. 図4及び図5の光電変換モジュールにおける、ICチップ及び光電変換素子近傍の縦断面を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the longitudinal cross-section of IC chip and the photoelectric conversion element vicinity in the photoelectric conversion module of FIG.4 and FIG.5. 変形例の光電変換モジュールにおける、ICチップ及び光電変換素子近傍の縦断面を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the longitudinal cross-section of an IC chip and photoelectric conversion element vicinity in the photoelectric conversion module of a modification. 変形例の光電変換モジュールにおける、ICチップ及び光電変換素子の周辺を拡大して概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which expands and schematically shows the circumference of an IC chip and a photoelectric conversion element in a photoelectric conversion module of a modification.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は、光アクティブケーブル10の外観を概略的に示す斜視図である。
光アクティブケーブル10は、光電気複合ケーブル11と、光電気複合ケーブル11の両端に取り付けられた光送信器12及び光受信器14とからなる。光アクティブケーブル10は、例えば、デジタルAV機器間の接続に適用される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the external appearance of the optical active cable 10.
The optical active cable 10 includes a photoelectric composite cable 11 and an optical transmitter 12 and an optical receiver 14 attached to both ends of the photoelectric composite cable 11. The optical active cable 10 is applied to a connection between digital AV devices, for example.

図2は、光電気複合ケーブル11の一部とともに、光送信器12を拡大して示す斜視図である。
光送信器12は例えば金属製のハウジング16を有し、ハウジング16は例えば箱形状を有する。ハウジング16の一端からは、シール部材18を介して光電気複合ケーブル11が延出する一方、ハウジング16の他端には、開口が形成されている。
ハウジング16の開口内には、例えば1枚のリジッドな回路基板20の端部が位置している。回路基板20の端部は、デジタルAV機器に設けられたスロットに挿入可能である。
FIG. 2 is an enlarged perspective view showing the optical transmitter 12 together with a part of the photoelectric composite cable 11.
The optical transmitter 12 has a housing 16 made of metal, for example, and the housing 16 has a box shape, for example. The photoelectric composite cable 11 extends from one end of the housing 16 via a seal member 18, while an opening is formed at the other end of the housing 16.
For example, the end of one rigid circuit board 20 is located in the opening of the housing 16. The end of the circuit board 20 can be inserted into a slot provided in the digital AV device.

図3は、光送信器12を分解して概略的に示す斜視図であり、ハウジング16は、例えば相互に分離可能な第1ケース16a及び第2ケース16bからなる。
回路基板20は、例えばガラスエポキシ製のリジッドな基板であって、第2ケース16bに対して固定されている。回路基板20には、例えば銅等の金属からなる所定の導体パターンが形成されており、導体パターンは、回路基板20の端部に配置された複数の電極端子22を含む。電極端子22は、デジタルAV機器に設けられた電極端子に電気的に接続される。
3 is an exploded perspective view schematically showing the optical transmitter 12, and the housing 16 includes, for example, a first case 16a and a second case 16b that are separable from each other.
The circuit board 20 is a rigid board made of glass epoxy, for example, and is fixed to the second case 16b. A predetermined conductor pattern made of a metal such as copper is formed on the circuit board 20, and the conductor pattern includes a plurality of electrode terminals 22 arranged at the end of the circuit board 20. The electrode terminal 22 is electrically connected to an electrode terminal provided in the digital AV device.

回路基板20には、信号処理用のLSI(大規模集積回路)23とともにコネクタ24が取り付けられている。
光電気複合ケーブル11は、複数本の導線25を含み、導線25は、シール部材18を通じて、ハウジング16の内部まで延びている。そして、ハウジング16の内部に位置する導線25の先端部は、回路基板20に半田付けされている。コネクタ24及び導線25は、導体パターンを通じてLSI23に電気的に接続され、LSI23が電極端子22に電気的に接続されている。
A connector 24 is attached to the circuit board 20 together with an LSI (Large Scale Integrated Circuit) 23 for signal processing.
The photoelectric composite cable 11 includes a plurality of conductive wires 25, and the conductive wires 25 extend through the seal member 18 to the inside of the housing 16. The leading end portion of the conducting wire 25 located inside the housing 16 is soldered to the circuit board 20. The connector 24 and the conductive wire 25 are electrically connected to the LSI 23 through a conductor pattern, and the LSI 23 is electrically connected to the electrode terminal 22.

一方、光電気複合ケーブル11は、例えば1本の光ファイバー28を含み、光ファイバー28も、シール部材18を通じて、ハウジング16の内部まで延びている。そして、ハウジング16の内部に位置する光ファイバー28の先端は、一実施形態の光電変換モジュール26の一端に固定されている。   On the other hand, the photoelectric composite cable 11 includes, for example, one optical fiber 28, and the optical fiber 28 also extends to the inside of the housing 16 through the seal member 18. And the front-end | tip of the optical fiber 28 located inside the housing 16 is being fixed to the end of the photoelectric conversion module 26 of one Embodiment.

〔光電変換モジュール〕
光電変換モジュール26の他端はコネクタ24に接続されている。光送信器12の光電変換モジュール26は、デジタルAV機器から受け取った電気信号を光信号に変換して光ファイバー28に伝送する機能を有する。
図4は、光電変換モジュール26の第2ケース16b側を示す斜視図である。光電変換モジュール26は、FPC基板(フレキシブルプリント回路基板)30を含み、FPC基板30は、例えば、ポリイミド製の可撓性及び透光性を有するフィルム32と、フィルム32に設けられた例えば銅等の金属からなる導体パターンとからなる。なお、透光性は、フィルム32に孔を開けることによって確保されていてもよい。
[Photoelectric conversion module]
The other end of the photoelectric conversion module 26 is connected to the connector 24. The photoelectric conversion module 26 of the optical transmitter 12 has a function of converting an electrical signal received from the digital AV device into an optical signal and transmitting the optical signal to the optical fiber 28.
FIG. 4 is a perspective view showing the second case 16 b side of the photoelectric conversion module 26. The photoelectric conversion module 26 includes an FPC board (flexible printed circuit board) 30. The FPC board 30 is, for example, a polyimide-made film 32 having flexibility and translucency, and copper provided on the film 32, for example. And a conductor pattern made of a metal. The translucency may be ensured by making a hole in the film 32.

FPC基板30の一端側には、ポリマー光導波路部材33がフィルム32と一体に設けられている。ポリマー光導波路部材33には、FPC基板30の一端にて開口する溝が形成され、溝内に光ファイバー28の先端部が固定されている。
光ファイバー28と反対側のポリマー光導波路部材33の端面には、金属膜が蒸着によって形成され、金属膜がミラー34を構成している。
A polymer optical waveguide member 33 is provided integrally with the film 32 on one end side of the FPC board 30. A groove that opens at one end of the FPC board 30 is formed in the polymer optical waveguide member 33, and the tip of the optical fiber 28 is fixed in the groove.
A metal film is formed on the end surface of the polymer optical waveguide member 33 opposite to the optical fiber 28 by vapor deposition, and the metal film forms a mirror 34.

図5は、光電変換モジュール26の第1ケース16a側を示す斜視図である。
FPC基板30の導体パターンは、フィルム32の他端部に形成された複数の電極端子35を含み、電極端子35がコネクタ24に電気的に接続される。
なお導体パターンは、例えば、フィルム32に成膜された金属膜をエッチングすることにより作製することができる。
FIG. 5 is a perspective view showing the first case 16 a side of the photoelectric conversion module 26.
The conductor pattern of the FPC board 30 includes a plurality of electrode terminals 35 formed on the other end of the film 32, and the electrode terminals 35 are electrically connected to the connector 24.
The conductor pattern can be produced, for example, by etching a metal film formed on the film 32.

ポリマー光導波路部材33と反対側のFPC基板30の一方の面(実装面)には、所定の位置にICチップ36が例えばフリップチップ実装されている。
また、図6に拡大して示したように、FPC基板30の実装面には、光電変換素子38としてのLD(レーザダイオード)等の発光素子が実装され、ICチップ36及び光電変換素子38は導体パターンに電気的に接続されている。ICチップ36は、光電変換素子38を駆動するための駆動回路を構成している。
An IC chip 36 is flip-chip mounted, for example, at a predetermined position on one surface (mounting surface) of the FPC board 30 opposite to the polymer optical waveguide member 33.
Further, as shown in an enlarged view in FIG. 6, a light emitting element such as an LD (laser diode) as a photoelectric conversion element 38 is mounted on the mounting surface of the FPC board 30, and the IC chip 36 and the photoelectric conversion element 38 are It is electrically connected to the conductor pattern. The IC chip 36 constitutes a drive circuit for driving the photoelectric conversion element 38.

光電変換素子38とFPC基板30との間には、透光性及び電気絶縁性を有する樹脂製の充填部材40が設けられている。充填部材40は、例えば、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂からなる。そして、FPC基板30とは反対側の光電変換素子38の面から、FPC基板30の導体パターンに渡って、膜状の導電部材42が設けられている。   Between the photoelectric conversion element 38 and the FPC board 30, a resin filling member 40 having translucency and electrical insulation is provided. The filling member 40 is made of, for example, an epoxy resin or a silicone resin. A film-like conductive member 42 is provided across the conductor pattern of the FPC board 30 from the surface of the photoelectric conversion element 38 opposite to the FPC board 30.

図7は、FPC基板30側の光電変換素子38の面(出射面)を概略的に示す平面図であり、出射面には、アノード電極(素子側第1電極)44と、出射部46が設けられている。つまり、光電変換素子38としての発光素子は、面発光型である。光電変換素子38は、出射面と反対側にカソード電極を有し、アノード電極44とカソード電極の間に電圧が印加されると、出射部46から光を出射する。   FIG. 7 is a plan view schematically showing the surface (exiting surface) of the photoelectric conversion element 38 on the FPC substrate 30 side. On the emitting surface, an anode electrode (element-side first electrode) 44 and an emitting unit 46 are provided. Is provided. That is, the light emitting element as the photoelectric conversion element 38 is a surface emitting type. The photoelectric conversion element 38 has a cathode electrode on the side opposite to the emission surface, and emits light from the emission unit 46 when a voltage is applied between the anode electrode 44 and the cathode electrode.

図8は、光電変換モジュール26のICチップ36及び光電変換素子38近傍の縦断面を概略的に示す図である。
ポリマー光導波路部材33は、アンダークラッド層48、コア50、及び、オーバークラッド層52を含む。アンダークラッド層48は、FPC基板30に積層され、光信号の進行方向から見た断面形状が四角形のコア50がアンダークラッド層48上を延びている。
FIG. 8 is a diagram schematically showing a longitudinal section in the vicinity of the IC chip 36 and the photoelectric conversion element 38 of the photoelectric conversion module 26.
The polymer optical waveguide member 33 includes an under cladding layer 48, a core 50, and an over cladding layer 52. The under-cladding layer 48 is laminated on the FPC substrate 30, and a core 50 having a quadrangular cross-sectional shape viewed from the traveling direction of the optical signal extends on the under-cladding layer 48.

コア50の数は、光ファイバー28の数に対応して1本であり、光ファイバー28の先端部と同軸上に位置している。オーバークラッド層52は、アンダークラッド層48と協働してコア50を囲むように、アンダークラッド層48及びコア50の上に積層されている。
アンダークラッド層48、コア50、及び、オーバークラッド層52の材料としては、特に限定されることはないが、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂及びポリイミド系樹脂等を用いることができる。
The number of cores 50 is one corresponding to the number of optical fibers 28, and is positioned coaxially with the tip of the optical fiber 28. The over clad layer 52 is laminated on the under clad layer 48 and the core 50 so as to surround the core 50 in cooperation with the under clad layer 48.
The material of the under cladding layer 48, the core 50, and the over cladding layer 52 is not particularly limited, and for example, an acrylic resin, an epoxy resin, a polyimide resin, or the like can be used.

コア50の一端は、ポリマー光導波路部材33の溝の端面に位置し、光ファイバー28の端部と当接して光学的に結合されている。一方、コア50の他端には、ミラー34が設けられ、ミラー34は、光電変換素子38の出射部46に対応するように配置されている。つまり、コア50の他端と光電変換素子38との間にて、光路は、ミラー34によって90°曲げられ、FPC基板30を貫通している。   One end of the core 50 is located on the end face of the groove of the polymer optical waveguide member 33 and is in contact with the end of the optical fiber 28 and optically coupled. On the other hand, a mirror 34 is provided at the other end of the core 50, and the mirror 34 is disposed so as to correspond to the emission part 46 of the photoelectric conversion element 38. That is, the optical path is bent by 90 ° by the mirror 34 between the other end of the core 50 and the photoelectric conversion element 38 and penetrates the FPC board 30.

ICチップ36の電極は例えばAuからなるバンプ54を介して、FPC基板30の導体パターンに接続されている。より詳しくは、ICチップ36の1つの電極は、バンプ54を介して、導体パターンの一部を構成するアノード電極(基板側第1電極)56に接続されている。アノード電極56は、フィルム32上をICチップ36から光電変換素子38まで延びている。
そして、光電変換素子38のアノード電極44も、例えばAuからなるバンプ58を介して、アノード電極56に接続されている。バンプ58を介してアノード電極56に実装されている点において、光電変換素子38は、フリップチップ実装されているということができる。
The electrodes of the IC chip 36 are connected to the conductor pattern of the FPC board 30 through bumps 54 made of, for example, Au. More specifically, one electrode of the IC chip 36 is connected via a bump 54 to an anode electrode (substrate-side first electrode) 56 that constitutes a part of the conductor pattern. The anode electrode 56 extends from the IC chip 36 to the photoelectric conversion element 38 on the film 32.
The anode electrode 44 of the photoelectric conversion element 38 is also connected to the anode electrode 56 through a bump 58 made of, for example, Au. The photoelectric conversion element 38 can be said to be flip-chip mounted in that it is mounted on the anode electrode 56 via the bump 58.

光電変換素子38とFPC基板30との間に充填された充填部材40は、バンプ58を囲んでおり、充填部材40によって、光電変換素子38はFPC基板30に対して堅固に固定されている。また、充填部材40は、アノード電極44,56及びバンプ58と導電部材42との間の電気的な絶縁性を確保している。
なお、充填部材40は、光電変換素子38の縁からはみ出ていてもよく、光電変換素子38の側面に付着していてもよいが、FPC基板30と反対側の光電変換素子38の面(上面)には付着していない。充填部材40は、光電変換素子38の上面の一部に付着するが、全面を覆わないように設けても良い。
The filling member 40 filled between the photoelectric conversion element 38 and the FPC board 30 surrounds the bump 58, and the photoelectric conversion element 38 is firmly fixed to the FPC board 30 by the filling member 40. In addition, the filling member 40 ensures electrical insulation between the anode electrodes 44 and 56 and the bumps 58 and the conductive member 42.
The filling member 40 may protrude from the edge of the photoelectric conversion element 38 or may adhere to the side surface of the photoelectric conversion element 38, but the surface (upper surface) of the photoelectric conversion element 38 on the side opposite to the FPC board 30. ) Is not attached. The filling member 40 adheres to a part of the upper surface of the photoelectric conversion element 38, but may be provided so as not to cover the entire surface.

光電変換素子38の上面には、カソード電極(素子側第2電極)62が設けられている。カソード電極62は、膜状の導電部材42によって覆われている。FPC基板30の導体パターンはカソード電極(基板側第2電極)64を含み、導電部材42は、カソード電極64も覆っている。つまり、導電部材42は、カソード電極62から、充填部材40の上を通って、カソード電極64にまで渡っており、カソード電極62とカソード電極64を電気的に接続している。
導体パターンのカソード電極64は、ICチップ36に電気的に接続されており、ICチップ36は、アノード電極56及びカソード電極64を介して、光電変換素子38のアノード電極44とカソード電極62の間に電圧を印加する。
On the upper surface of the photoelectric conversion element 38, a cathode electrode (element-side second electrode) 62 is provided. The cathode electrode 62 is covered with a film-like conductive member 42. The conductor pattern of the FPC board 30 includes a cathode electrode (substrate-side second electrode) 64, and the conductive member 42 also covers the cathode electrode 64. That is, the conductive member 42 extends from the cathode electrode 62 over the filling member 40 to the cathode electrode 64, and electrically connects the cathode electrode 62 and the cathode electrode 64.
The cathode electrode 64 of the conductor pattern is electrically connected to the IC chip 36, and the IC chip 36 is connected between the anode electrode 44 and the cathode electrode 62 of the photoelectric conversion element 38 via the anode electrode 56 and the cathode electrode 64. Apply voltage to

上述した光電変換モジュール26の製造工程において、光電変換素子38は、好ましくは、以下のようにしてFPC基板30に実装される。
まず、光電変換素子38のアノード電極44上にバンプ58を付与する。それから、光電変換素子38をホルダで保持しながら、FPC基板30に対して位置合わせする。位置合わせには、例えば光学カメラが用いられる。
それから、光電変換素子38をFPC基板30に対して接近させ、バンプ58をアノード電極56に接触させる。この状態で、加熱、加重して、バンプ58を介して、アノード電極56とアノード電極44を接続する。このとき超音波を印加してもよい。
In the manufacturing process of the photoelectric conversion module 26 described above, the photoelectric conversion element 38 is preferably mounted on the FPC board 30 as follows.
First, bumps 58 are provided on the anode electrode 44 of the photoelectric conversion element 38. Then, the photoelectric conversion element 38 is aligned with the FPC board 30 while being held by a holder. For alignment, for example, an optical camera is used.
Then, the photoelectric conversion element 38 is brought close to the FPC board 30, and the bump 58 is brought into contact with the anode electrode 56. In this state, the anode electrode 56 and the anode electrode 44 are connected via the bump 58 by heating and weighting. At this time, an ultrasonic wave may be applied.

この後、充填装置を用いて、FPC基板30と光電変換素子38との間に樹脂を充填し、樹脂を硬化させて充填部材40を形成する。それから、光電変換素子38のカソード電極62からFPC基板30のカソード電極64に渡って例えば銀ペーストをディスペンサを用いて付与し、銀ペーストを硬化させて導電部材42を形成する。これにより、光電変換素子38の実装が終了する。   Thereafter, the filling member 40 is formed by filling the resin between the FPC substrate 30 and the photoelectric conversion element 38 using the filling device and curing the resin. Then, for example, a silver paste is applied from the cathode electrode 62 of the photoelectric conversion element 38 to the cathode electrode 64 of the FPC substrate 30 by using a dispenser, and the conductive material 42 is formed by curing the silver paste. Thereby, the mounting of the photoelectric conversion element 38 is completed.

以上で光送信器12の光電変換モジュール26についての説明を終了するが、光受信器14も光電変換モジュール26を有する。光受信器14の光電変換モジュール26は、光ファイバー28から受け取った光信号を電気信号に変換し、コネクタ24及び電極端子22を通じて外部装置に伝送する機能を有する。
そのために、光受信器14の光電変換モジュール26においては、光電変換素子38はPD(フォトダイオード)等の受光素子であり、ICチップ36は増幅回路である。受光素子は、出射部ではなく入射部を有する。なお本明細書では、出射部及び入射部を入出射部ともいう。
This is the end of the description of the photoelectric conversion module 26 of the optical transmitter 12, but the optical receiver 14 also has the photoelectric conversion module 26. The photoelectric conversion module 26 of the optical receiver 14 has a function of converting an optical signal received from the optical fiber 28 into an electric signal and transmitting it to an external device through the connector 24 and the electrode terminal 22.
Therefore, in the photoelectric conversion module 26 of the optical receiver 14, the photoelectric conversion element 38 is a light receiving element such as a PD (photodiode), and the IC chip 36 is an amplifier circuit. The light receiving element has an incident part instead of an emission part. In the present specification, the emission part and the incident part are also referred to as an incident / exit part.

上述した一実施形態の光電変換モジュール26によれば、膜状の導電部材42によって、光電変換素子38のカソード電極62がFPC基板30のカソード電極64に接続されており、サブマウントチップが不要である。膜状の導電部材42の形成には、高い位置精度は不要であり、このため、光電変換モジュール26の生産性は高い。また、サブチップが不要であるため、スペース効率が高く、光電変換モジュール26自体の小型化が可能である。   According to the photoelectric conversion module 26 of the embodiment described above, the cathode electrode 62 of the photoelectric conversion element 38 is connected to the cathode electrode 64 of the FPC board 30 by the film-like conductive member 42, and a submount chip is unnecessary. is there. The formation of the film-like conductive member 42 does not require high positional accuracy, and therefore the productivity of the photoelectric conversion module 26 is high. Further, since no subchip is required, space efficiency is high, and the photoelectric conversion module 26 itself can be downsized.

また、上述した一実施形態の光電変換モジュール26に用いられる光電変換素子38においては、一方の面にアノード電極44が設けられ、他方の面にカソード電極62が設けられているので、アノード電極及びカソード電極が同一面内に設けられている場合に比べて、光電変換素子38の小型化が図られる。このため、光電変換モジュール26の小型化も図られる。   Further, in the photoelectric conversion element 38 used in the photoelectric conversion module 26 of the above-described embodiment, the anode electrode 44 is provided on one surface and the cathode electrode 62 is provided on the other surface. Compared to the case where the cathode electrode is provided in the same plane, the photoelectric conversion element 38 can be downsized. For this reason, size reduction of the photoelectric conversion module 26 is also achieved.

更に、上述した一実施形態の光電変換モジュール26に用いられる光電変換素子38は、光電変換素子38のカソード電極62が膜状の導電部材42を通じてFPC基板30のカソード電極64に接続されており、ワイヤで接続されている場合に比べて、放熱性に優れている。   Furthermore, in the photoelectric conversion element 38 used in the photoelectric conversion module 26 of the embodiment described above, the cathode electrode 62 of the photoelectric conversion element 38 is connected to the cathode electrode 64 of the FPC board 30 through the film-like conductive member 42. Compared to the case where wires are connected, heat dissipation is excellent.

本発明は、上述した一実施形態に限定されることはなく、一実施形態に変更を加えた形態も含む。
例えば、上述した一実施形態の光電変換モジュール26では、FPC基板30が可撓性を有していたが、可撓性を有さない回路基板を用いてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes a form obtained by modifying the embodiment.
For example, in the photoelectric conversion module 26 according to the embodiment described above, the FPC board 30 has flexibility, but a circuit board having no flexibility may be used.

上述した一実施形態の光電変換モジュール26は、図9に示すように、緩衝部材66を更に有していてもよい。緩衝部材66は、光電変換素子38及び充填部材40と導電部材42との間に設けられ、充填部材40及び導電部材42よりも軟質である。緩衝部材66は、光電変換素子38、充填部材40及び導電部材42の間で線膨張の差に伴う応力が発生したとしても、応力を緩和する。この結果、応力による光電変換素子38の故障が防止される。   The photoelectric conversion module 26 according to the embodiment described above may further include a buffer member 66 as illustrated in FIG. 9. The buffer member 66 is provided between the photoelectric conversion element 38 and the filling member 40 and the conductive member 42, and is softer than the filling member 40 and the conductive member 42. The buffer member 66 relieves stress even when stress is generated due to the difference in linear expansion among the photoelectric conversion element 38, the filling member 40, and the conductive member 42. As a result, failure of the photoelectric conversion element 38 due to stress is prevented.

上述した一実施形態の光電変換モジュール26では、FPC基板30に1個の光電変換素子38が実装されていたが、複数個の光電変換素子38が実装されていてもよい。或いは、図10に示すように、複数個の光電変換素子が一体に形成されたアレイ状の光電変換素子68が実装されていてもよい。   In the photoelectric conversion module 26 according to the embodiment described above, one photoelectric conversion element 38 is mounted on the FPC board 30, but a plurality of photoelectric conversion elements 38 may be mounted. Alternatively, as shown in FIG. 10, an array of photoelectric conversion elements 68 in which a plurality of photoelectric conversion elements are integrally formed may be mounted.

上述した一実施形態の光電変換モジュール26では、膜状の導電部材42が、光電変換素子38の上面から、FPC基板30のカソード電極64に向かう方向にのみ延びていたが、導電部材42が全方向に延びていてもよい。則ち、導電部材42が、光電変換素子38を覆うようにドーム状をなしていてもよい。この場合、更に放熱性が向上する。   In the photoelectric conversion module 26 according to the embodiment described above, the film-like conductive member 42 extends from the upper surface of the photoelectric conversion element 38 only in the direction toward the cathode electrode 64 of the FPC board 30. It may extend in the direction. That is, the conductive member 42 may have a dome shape so as to cover the photoelectric conversion element 38. In this case, heat dissipation is further improved.

上述した一実施形態の光電変換モジュール26に用いられた光電変換素子38では、入出射部46と同じ面にアノード電極44が設けられ、反対側の面にカソード電極62が設けられていたが、光電変換素子38の構成によっては、入出射部46と同じ面にカソード電極が設けられ、反対側の面にアノード電極が設けられていてもよい。   In the photoelectric conversion element 38 used in the photoelectric conversion module 26 of the above-described embodiment, the anode electrode 44 is provided on the same surface as the input / output unit 46, and the cathode electrode 62 is provided on the opposite surface. Depending on the configuration of the photoelectric conversion element 38, a cathode electrode may be provided on the same surface as the input / output portion 46, and an anode electrode may be provided on the opposite surface.

上述した一実施形態の光電変換モジュール26では、FPC基板30がフィルム32上にアンダークラッド層48が設けられていたけれども、フィルム32がアンダークラッド層を兼ねていてもよい。
上述した一実施形態の光電変換モジュール26は、FPC基板30と一体のポリマー光導波路部材33を有していたけれども、ポリマー光導波路部材33を有さなくてもよい。則ち、別の手段によって、光ファイバー28と光電変換素子38とが光学的に結合されていてもよい。
In the photoelectric conversion module 26 of one embodiment described above, the FPC substrate 30 is provided with the under cladding layer 48 on the film 32, but the film 32 may also serve as the under cladding layer.
Although the photoelectric conversion module 26 according to the embodiment described above includes the polymer optical waveguide member 33 that is integral with the FPC board 30, the polymer optical waveguide member 33 may not be included. That is, the optical fiber 28 and the photoelectric conversion element 38 may be optically coupled by another means.

最後に、本発明の光電変換モジュール26を備える光アクティブケーブル10は、デジタルAV機器以外に、例えばスイッチングハブ等のネットワーク機器にも適用可能である。また、本発明の光電変換モジュールは、光アクティブケーブル10以外に、パーソナルコンピュータ等の情報処理機器に内蔵される光インターコネクトにも適用可能である。   Finally, the optical active cable 10 including the photoelectric conversion module 26 of the present invention can be applied to a network device such as a switching hub in addition to a digital AV device. In addition to the optical active cable 10, the photoelectric conversion module of the present invention is also applicable to an optical interconnect built in information processing equipment such as a personal computer.

10 光アクティブケーブル
12 光送信器
14 光受信器
16 ハウジング
20 回路基板
26 光電変換モジュール
28 光ファイバー
30 FPC基板(回路基板)
32 フィルム
33 ポリマー光導波路部材
36 ICチップ
38 光電変換素子
40 充填部材
42 導電部材
44 アノード電極(素子側第1電極)
46 出射部(入出射部)
56 アノード電極(基板側第1電極)
62 カソード電極(素子側第2電極)
64 カソード電極(基板側第2電極)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical active cable 12 Optical transmitter 14 Optical receiver 16 Housing 20 Circuit board 26 Photoelectric conversion module 28 Optical fiber 30 FPC board (circuit board)
32 Film 33 Polymer optical waveguide member 36 IC chip 38 Photoelectric conversion element 40 Filling member 42 Conductive member 44 Anode electrode (element side first electrode)
46 Outgoing part (Incoming / outgoing part)
56 Anode electrode (substrate side first electrode)
62 Cathode electrode (element-side second electrode)
64 Cathode electrode (Substrate side second electrode)

Claims (6)

透光性を有するとともに、実装面並びに前記実装面に設けられた基板側第1電極及び基板側第2電極を有する回路基板と、
前記回路基板の実装面に実装される光電変換素子であって、前記実装面と対向する第1の面にそれぞれ設けられた、光の入射部又は出射部である入出射部及び前記基板側第1電極に接続される素子側第1電極を有するとともに、前記第1の面と反対側の第2の面に素子側第2電極を有する光電変換素子と、
前記光電変換素子と前記回路基板との間に充填された充填部材と、
前記素子側第2電極から前記基板側第2電極に渡る膜状の導電部材と
を備える光電変換モジュール。
A circuit board having translucency and having a mounting surface and a substrate-side first electrode and a substrate-side second electrode provided on the mounting surface;
A photoelectric conversion element mounted on a mounting surface of the circuit board, and provided on a first surface facing the mounting surface, an incident / exit portion that is a light incident portion or an emission portion, and the substrate side first A photoelectric conversion element having an element-side first electrode connected to one electrode and having an element-side second electrode on a second surface opposite to the first surface;
A filling member filled between the photoelectric conversion element and the circuit board;
A photoelectric conversion module comprising a film-like conductive member extending from the element-side second electrode to the substrate-side second electrode.
前記導電部材と前記充填部材との間に、前記充填部材よりも軟らかい緩衝部材を更に備える請求項1に記載の光電変換モジュール。   The photoelectric conversion module according to claim 1, further comprising a buffer member softer than the filling member between the conductive member and the filling member. 前記回路基板の前記実装面とは反対側の背面に一体に設けられたポリマー光導波路部材と、
前記ポリマー光導波路部材と前記光電変換素子とを光学的に結合するミラーと
を更に備える請求項1又は2に記載の光電変換モジュール。
A polymer optical waveguide member integrally provided on the back surface of the circuit board opposite to the mounting surface;
The photoelectric conversion module according to claim 1, further comprising a mirror that optically couples the polymer optical waveguide member and the photoelectric conversion element.
前記回路基板は可撓性を有する、請求項3に記載の光電変換モジュール。   The photoelectric conversion module according to claim 3, wherein the circuit board has flexibility. 前記回路基板は、前記ポリマー光導波路部材のクラッド層の一部を兼ねる、請求項4に記載の光電変換モジュール。   The photoelectric conversion module according to claim 4, wherein the circuit board also serves as a part of a clad layer of the polymer optical waveguide member. 前記導電部材は銀ペーストからなる、請求項1乃至5の何れか一項に記載の光電変換モジュール。   The photoelectric conversion module according to claim 1, wherein the conductive member is made of a silver paste.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020060796A (en) * 2015-10-28 2020-04-16 京セラ株式会社 Optical connector and optical connector system, and active optical cable including these

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