JP2019191251A - 光モジュール、光配線基板および光モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光モジュールと光ファイバとの接合箇所が二次元的な自由度を有する光モジュール、光配線基板、光モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】光モジュールは、基板７１０と、光信号である光を発生させる１または複数の光源と、光の進行方向を基板に対して略垂直方向に変化させる１または複数の光跳ね上げ部７１１と、光源と光跳ね上げ部とを、光学的に接続する１または複数の光導波路と、光源、光跳ね上げ部および光導波路を含むように基板に纏着されるリッド７２０とを備えている構造である。このリッドは、光跳ね上げ部から射出された光をコリメートし、リッドの外部へと透過させる１または複数のレンズ７２１を有している。【選択図】図７

Description

本発明は、光モジュールの実装構造および実装方法に関するものであって、特に、オンボードオプティクスにおける光モジュールの光配線構造に関する。

一般に、光通信に用いられる光トランシーバを構成する部品群（光源、変調器、受光器、またはこれらに関連する電気回路）は、ＣＦＰ（Ｃｅｎｔｕｍ ｇｉｇａｂｉｔ Ｆｏｒｍ ｆａｃｔｏｒ Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ）規格などに代表される規格化されたフォームファクタの中に集積され、実装され、パッケージ化されている。

図１に、従来の光トランシーバ１００の構成（図１（ａ））およびその光トランシーバを実装した通信装置１１０の構成（図１（ｂ））を例示する。この実装方法の利点は、通信装置１１０の保守性の高さである。

たとえば、図１（ｂ）に示すように、通信装置１１０は、そのフロントエンド部として、通信装置１１０の内部に光部品群をパッケージ化した光トランシーバ１００を複数個実装する。光トランシーバ１００を構成する各部品の故障や老朽化、たとえば送信用光ファイバ１０１または受信用光ファイバ１０２の断線、受光器１０４内の素子の損傷、または制御回路１０６の電子回路構成部品の劣化が生じたときは、通信装置１１０本体から故障や老朽化した部品を有する光トランシーバ１１０のみを取り外し、通信装置１１０に、新たに、正常な光トランシーバを代替実装することにより通信装置１１０の動作を正常に保つことができる。

一方、光モジュールを通信装置内に実装する上記とは異なる方法として、オンボードオプティクス（Ｏｎ−Ｂｏａｒｄ Ｏｐｔｉｃｓ、以下、ＯＢＯという）による実装方式（以下、ＯＢＯ方式という）が知られている。このＯＢＯ方式は、図１に示すように、光トランシーバを構成するために構成部品群をあらかじめパッケージ化して光モジュールを構成した後に通信装置内に実装するのではなく、光モジュールを構成する部品群を直接的に通信装置内のプリント配線基板に対して実装する方式である。

図２は、図１（ｂ）に示す光トランシーバを実装した通信装置１１０を、ＯＢＯ方式により構成した通信装置２００の構成の例である。通信装置２００は、あらかじめパッケージ化された光トランシーバが一体のモジュールとして実装されておらず、変調器２１３、受光器２１４、光源２１５、制御回路２１６の部品群が実装基板２１０上に実装され、それらにより光トランシーバとしての機能が実現されている構成を有している。

ＯＢＯ方式の第１の利点は、複数の光モジュールをそれぞれパッケージ化する必要が無いため、部品点数の減少に伴う実装コストの削減により、通信装置を構成する際に低コスト化を図ることができる点である。

また、図２に示すように、通信装置２００内の光トランシーバは、パッケージ化された光モジュールではないため、通信装置２００から光モジュールを着脱すること自体がない。したがって、光トランシーバを構成する部品群（変調器２１３、受光器２１４、光源２１５、制御回路２１６）を通信装置２００内の実装基板２１０の１つの端に並べて、一次元的に実装する必要が無くなる。すなわち、光トランシーバを構成する部品群２１３、２１４、２１５、２１６を実装基板２１０上の任意の箇所に二次元的に配置する事が可能となる。

ＯＢＯ方式の第２の利点は、上記の二次元的な配置が可能であることに基づいて、光モジュールを構成する部品群の実装基板２１０上における実装密度向上による通信装置２００を小型化することが可能な点や、光モジュールを構成する部品群の実装基板２１０上における配置を適切に調節することにより、通信装置２００の熱マネジメントを効率化することが可能となり、ひいては通信装置２００の低消費電力化を可能とする点である。

このＯＢＯ方式に対する技術要求は、３つある。第１の技術要求は、光モジュールを構成する部品群を、通信装置内の実装基板上に平面的に表面実装するため、部品群の各部品は、ＢＧＡ（ｂａｌｌ ｇｒｉｄ ａｒｒａｙ）などの略平面的な実装可能部分を備えている事、かつ、部品群の各部品がリフロー工程における熱に耐え得ること、いわゆるリフローラブルな耐熱性を有していることである。

第２の技術要求は、部品群の実装位置のずれを抑止する観点から、リフロー工程におけるセルフアライメント効果が精度良く機能することである。

さらに、第３の技術要求は、ＢＧＡなどを用いた実装方法で簡易に実現されている光モジュールと実装基板との間における電気的な結合と同様に、光モジュールと実装基板との間の光学的な結合についても低コストで実現できることである。

上記の、ＯＢＯ方式における３つの技術要求に応えるために、ウェハレベルパッケージング（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ、以下、ＷＬＰという）による実装方法が適用される。ＷＬＰによる実装方法は、半導体ウェハから半導体チップに切り出した後にその半導体チップ上に部品群を実装するのではなく、半導体ウェハの状態のままで部品群を実装した後にその実装された部分を半導体チップとして切り出す実装方法である。

たとえば、光モジュールを構成する部品群を、半導体ウェハ上に適宜配置して実装し、その後、半導体ウェハから各光モジュール単位で適切に切り出すことにより、光モジュールが実装された半導体チップを得ることができる。

図３は、ＷＬＰによる実装方法により作製され、ＯＢＯ方式による光モジュール３００が、実装基板３０１上に実装された実装構造の例を示す。

ここで、光モジュール３００は、光制御回路３３３、Ｓｉ光回路３３０を備えている。Ｓｉ光回路３３０は、半導体としてＳｉ（シリコン）を採用し、半導体ウェハの状態のまま変調器などを含む光制御回路３３３を形成し、その後に半導体チップとして切り出したものである。この光モジュール３００と実装基板３０１とを電気的に接続する必要がある。

実装基板３０１上には、樹脂封止材３１０により封止された２つの電気回路１および電気回路２（３１２）が、はんだバンプまたははんだボール３０２を備えたＢＧＡパッケージにより実装され、実装基板３０１と電気的に接続している。

光電変換を行うレーザダイオード３２０は、樹脂封止材３１０を貫通する電気配線により、電気回路１および電気回路２（３１２）と電気的に接続している。

ここで、レーザダイオード３２０から射出されるレーザ光３２１を光制御回路３３３へと入力可能なように、光モジュール３００を接着剤３０３により樹脂封止材３１０の上に接着する。

光モジュール３００からの光信号の出力は、光ファイバ３３１を用いて行う。光ファイバ３３１は、樹脂封止材３１０とＳｉ光回路３３０とにより挟持されている光ファイバ固定構造３３２により固定され、Ｓｉ光回路３３０と光学的に接続している。

Takanori Suzuki, Koichiro Adachi, Aki Takei, Kohichi R. Tamura, Akira Nakanishi, Kazuhiko Naoe, Tsukuru Ohtoshi, Kouji Nakahara, Shigehsa Tanaka, and Kazuhisa Uomi, "Cost-Effective Optical Sub-Assembly Using Lens-Integrated Surface-Emitting Laser", J. Ligtw. Technol., vol. 34 No. 2, p.358 (2016)

ここで、図３に例示するＷＬＰによる光モジュールの実装方法によれば、光モジュール３００を構成するＳｉ光回路３３０の端面で光ファイバ３３１を固定して、光モジュール３００と光ファイバ３３１とを光学的に接続する構成である。したがって、１つの光モジュール３００、すなわち１つの半導体チップに接続することが可能な光ファイバ３３１の本数は、光モジュール３００の大きさにより制限される。

さらに、光モジュール３００と光ファイバ３３１との接続部分は、Ｓｉ光回路３３０の端面に限定されるため、光モジュール３００に複数本の光ファイバ３３１を接続する場合には、一次元的な配置に律される。したがって、ＯＢＯ方式の利点である、光モジュールを構成する部品群についての配置自由度を低下させることとなる。

よって、従来のＷＬＰによる実装方法は、ＯＢＯ方式における技術要求の解決と、ＯＢＯ方式の利点とを両立することができない。

ところで、近年、光モジュールの光信号の入出力箇所を実装基板の伸延方向に対して垂直方向に向けて設置する実装構造が報告されている。

たとえば、非特許文献１において、面発光レーザを構成する半導体チップ内の水平な導波路を伝搬するレーザ光を、その半導体レーザチップ内に設置された跳ね上げミラーにより垂直方向に反射させ、半導体チップ内の導波路の方向に対して垂直方向に設置された光ファイバに入射させる構成が開示されている（非特許文献１）。

本願発明者らは、非特許文献１に開示される半導体チップの構成を応用し、その構成に、レンズを備えたリッド、さらに光ファイバの端面が露出するように挿着された部材を備える光モジュールの構成を独自に着想し本願発明を完成するに至った。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。具体的には、ＷＬＰにより実装される光モジュールに対して、ＯＢＯ方式を採用しながらも、光モジュールと光ファイバとの接合箇所が二次元的な自由度を有する、光モジュール、光配線基板、および光モジュールの製造方法を提供する。

本願の発明の一実施形態の光モジュールは、基板と、光信号である光を発生させる１または複数の光源と、光の進行方向を基板に対して略垂直方向に変化させる１または複数の光跳ね上げ部と、光源と光跳ね上げ部とを光学的に接続する１または複数の光導波路と、光源、光跳ね上げ部および光導波路を含むように基板に纏着されるリッドとを備えている。

また、一実施形態において、上記のリッドは、光跳ね上げ部から射出された光をコリメートし、リッドの外部へと透過させる１または複数のレンズを有している。

本願の発明の一実施形態の光モジュールの製造方法は、光モジュールを構成する光源、光跳ね上げ部および光導波路を実装する第１の工程と、第１の工程に次いで、光源、光跳ね上げ部および光導波路を含むように、レンズを有するリッドを基板に纏着する第２の工程と、第２の工程に次いで、少なくとも１つのリッドを含むように、基板を切り出して、切り出された基板の１つを１つの光モジュールとして取得する第３の工程と、を備える。

上記で説明したように、本発明によれば、ＯＢＯ方式の利点である、実装基板上における光モジュールの配置自由度の高さを最大限に活用することができる。

従来の光トランシーバの構成およびその光トランシーバを実装した通信装置の構成の概略図である。（ａ）は、光トランシーバの構成であり、（ｂ）はあらかじめパッケージ化した光トランシーバをモジュールとして実装した通信装置の構成である。 ＯＢＯ方式による光トランシーバを実装した通信装置の構成の概略図である。 ＷＬＰによる実装方法により作製された光モジュールが、実装基板上にＯＢＯ方式により実装された実装構造の概略図を示す。 マルチチャネル送信光源を構成する部品群が実装された半導体チップ４００の概略図である。（ａ）は、その上面図であり、（ｂ）はその斜視図である。 半導体チップ４００を覆うためのリッド５００の概略図である。（ａ）は、その上面図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ’断面の斜視図である。 半導体チップ４００をリッド５００で覆ったリッド付き光モジュール６００の概略断面図である。 リッド付き光モジュール６００と光ファイバアレーブロック７００とを接続した光ファイバアレー付き光モジュール７３０の概略図である。（ａ）は、リッド付き光モジュール６００（概略断面図）に対して光ファイバアレーブロック７００を接続するときの互いの配置関係を示す図であり、（ｂ）は、リッド付き光モジュール６００（概略断面図）に対して光ファイバアレーブロック７００が接続されているときの互いの配置関係を示す図である。 光ファイバアレー付きマルチチャネル光送信器８０２をプリント配線基板８０１上に実装したときの実装構造の概略図である。（ａ）は、その上面図であり、（ｂ）は、その斜視図であり、（ｃ）はその側面の概略断面図ある。

（実施例１）
本発明の第１の実施例として、光モジュールについて説明する。光モジュールの例として、複数の光ファイバに対してそれぞれ異なる光信号を入力し伝送させるマルチチャネル送信光源（以下、ＭＣＴという）について説明する。

図４は、本実施例で光モジュールとして説明するＭＣＴの構成の概略図である。図４（ａ）は、その上面図であり、また図４（ｂ）は、その斜視図である。

ここで、ＭＣＴが実装されている半導体チップ４００は、ＭＣＴを構成する部品群が実装された半導体ウェハに公知の半導体プロセスによって作製したリッド（後に説明する図５における符号５００）を被せてＷＬＰによる実装方法により作製され、半導体チップ４００として切り出されたものである。すなわち、ＭＣＴを構成する部品群（分布帰還レーザ４０１、分波器４０２、電界吸収型光変調器４０３、光跳ね上げ部４１０乃至４１７、およびそれらを接続する光配線）を、一枚の半導体ウェハに複数実装し、その後にＭＣＴを構成する部品群を含むようにリッドを被せ、さらにその後に、少なくとも１つのリッドを含むように半導体ウェハをダイシングして、その１つを半導体チップ４００として切り出したものである。

なお、半導体ウェハから先に半導体チップとして切り出した後にＭＣＴを構成する部品群を実装してリッドを被せる場合、またはＷＬＰによりＭＣＴを構成する部品群を実装し半導体チップとして切り出した後にリッドを被せる場合においても、本実施例において説明する光モジュールの構成が適用できる。

このＭＣＴは、ＭＣＴを構成する部品群が実装された半導体チップ４００に、公知の半導体プロセスによって作製したリッドを被せてＷＬＰによる実装方法により作製したものである。

半導体チップ４００は、インジウム・リン（以下、ＩｎＰという）基板である。半導体チップ４００上でＭＣＴを構成する部品群は、波長１３００ｎｍにおいて発振する分布帰還レーザ４０１、分布帰還レーザ４０１の両端からの射出されるレーザ光をそれぞれ４方向に分岐する分波器４０２、分波器４０２から入力されるレーザ光の振幅を変調する電界吸収型光変調器４０３、および光跳ね上げ部４１０乃至４１７から構成されている。

光跳ね上げ部４１０乃至４１７は、電界吸収型変調器４０３のそれぞれからレーザ光が入力され、半導体チップ４００の部品群が実装される面に対して垂直にレーザ光を射出する機能を備えている。また、光跳ね上げ部４１０乃至４１７のそれぞれは、非特許文献１に示されるように、ミラーとそれに対応するレンズを含む構成することができる。この場合、光は、ミラーにより反射され、その光がレンズを介して半導体チップ４００の部品群が実装される面に対して垂直に射出される。さらに、光跳ね上げ部４１０乃至４１７から射出されたレーザ光は、レンズを介することにより、コリメート光として出射される。

半導体チップ４００は、ＭＣＴを構成する部品群が実装される面の外周内側に、外周に沿って、接着用金属Ａ４２０を備える。接着用金属Ａ４２０は、後の工程においてリッドと接着する時の接着部である。

ここで、接着用金属Ａ４２０は、蒸着法により作製されることが好ましい。また、接着用金属Ａ４２０は、金属としてＡｕ（金）を採用することが好ましく、バンプ状に設けられることが好ましい。

半導体チップ４００は、貫通ビア４３０をさらに備えている。貫通ビア４３０は、分布帰還レーザ４０１および電界吸収型光変調器４０３に電気信号を与えるための導電性部材である。貫通ビア４３０は、ＭＣＴを構成する部品群が実装される面とその裏面とを貫通する構造であって、分布帰還レーザ４０１および電界吸収型光変調器４０３と電気的に接続されている。

本実施例において、半導体チップ４００を形成する材料としてＩｎＰを挙げているが、シリコン、酸化シリコンその他の半導体材料を適宜採用することができる。

なお、図４（ｂ）の斜視図において、分波器４０２および各部品を接続する光配線は、省略されている。

図５は、リッド５００の概略図である。図５（ａ）は、その上面図であり、図５（ｂ）は、そのＡ−Ａ’断面の斜視図である。リッド５００は、半導体チップ４００を覆うための部品であり、シリコンによって形成されている。

リッド５００は、半導体チップ４００を覆うことが可能な大きさの窪み部５０１が形成されており、さらにその窪み部５０１の底面５０２にレンズ５１０乃至５１７を備えている。

レンズ５１０乃至５１７は、シリコン基板に半導体を形成する公知の手段を用いて形成することが可能である。

また、リッド５００の窪み部５０１を形成する立壁の上底面には、立壁の上底面外周内側に、立壁の上底面外周に沿って、接着用金属Ｂ５２０を備える。接着用金属Ｂ５２０は、後の工程において半導体チップ４００と接着するときの接着部である。

ここで、接着用金属Ｂ５２０は、半導体チップ４００に設けられた接着用金属Ａ４２０と同様に、蒸着法により作製されることが好ましい。また、接着用金属Ｂ５２０は、接着用金属Ａ４２０と同様に、金属としてＡｕ（金）を採用することが好ましく、バンプ状に設けられることが好ましい。

図６は、リッド付き光モジュール６００の概略断面図である。リッド付き光モジュール６００は、半導体チップ６０１をリッド６０２とから構成される。ここで、半導体チップ６０１は、図４における半導体チップ４００と同じ構成であり、ＭＣＴを構成する部品群が実装されている。半導体チップ６０１には、ＭＣＴを構成する部品群のうち光跳ね上げ部６２０乃至６２７（図４における４１０乃至４１７に対応している）のみが描かれており、その他の部品は省略されている。また、リッド６２０は、図５におけるリッド５００と同じ構成である。６１０乃至６１７は、レンズである（図５における５１０乃至５１７に対応している）。

リッド付き光モジュール６００を作製するには、まず、半導体チップ６０１上のＭＣＴを構成するための部品群をリッド６０２の窪み部で覆うように配置する。次いで、半導体チップ６０１側の接着用金属Ａとリッド６０２側の接着用金属Ｂとを圧着させて、接着用金属Ａと接着用金属Ｂとの接合部６３０に対して熱処理を行う。この圧着と熱処理とを行うことにより、半導体チップ６０１とリッド６０２とを接着させることができる。

また、半導体チップ６０１とリッド６０２とを接着するとき、接合部６０３に対して行う熱処理の温度は、半導体チップ６０１にＭＣＴを構成する部品群を実装するときの温度以下であることが望ましい。すなわち、半導体チップ６０１上に光モジュールを実装するときの温度以下であることが望ましい。この温度を規制することにより、光モジュールを構成する部品群と半導体チップ６０１との間の機械的接合強度および電気的接合安定性の確保が実現でき、ひいては光モジュールの動作安定性を確保することができる。

本実施例において、半導体チップ６０１の材料としてＩｎＰを採用している。この場合、半導体チップ６０１とリッド６０２とを接着するときの熱処理の温度は、３００℃以下であることが望ましい。さらに、熱処理の温度を低くする場合には、超音波接着法を適用することもできる。この超音波接着法を適用した場合には、接着するときの熱処理の温度の上限を、３００℃から１５０℃へと低下させることが可能である。具体的には、接合部６０３に対して局部的な超音波振動と圧力を加えることにより、半導体チップ６０１側に設けた接着用金属Ａ４２０とリッド６０２側に設けた接着用金属Ｂ５２０とを瞬時に溶融させ接合させることができる。

図７は、リッド付き光モジュール６００と光ファイバアレーブロック７００とを接続した光ファイバアレー付き光モジュール７３０の概略図である。図７（ａ）は、リッド付き光モジュール６００（半導体チップ７１０およびリッド７２０についてはそれぞれの断面図で示している）に対して光ファイバアレーブロック７００を接続するときの互いの接続面の関係を示す。図７（ｂ）は、リッド付き光モジュール６００に対して光ファイバアレーブロック７００が接続されているときの互いの配置関係を示す。

ここで、半導体チップ７１０は、図４における半導体チップ４００および図６における半導体チップ６０１と同じ構成であり、ＭＣＴを構成する部品群が実装されている。また、図６における半導体チップ６０１と同様に、８個の光跳ね上げ部（代表して１つの光跳ね上げ部７１１のみに符号を付している）のみが描かれ、その他の部品は省略されている。また、リッド７２０は、図５におけるリッド５００および図６におけるリッド６０２と同じ構成である。８個のレンズが設けられ、代表して１つの光レンズ７２１のみに符号を付している。

リッド付き光モジュール６００は、断面図として描かれているが、実際は、半導体チップ７１０に設けられた８個の光跳ね上げ部は、リッド７２０により密閉されている。

光ファイバアレーブロック７００は、複数本の光ファイバ７０１が、ブロック７０２を貫通するように挿着されて構成される。リッド７２０と接続するブロック７０２の面には複数本の光ファイバ７０１の端面が露出している。一方、リッド７２０と接続しないブロック７０２の面には複数本の光ファイバ７０１が延出している。

ブロック７０２は、たとえば、酸化シリコンにより形成されることが好ましい。

複数本の光ファイバ７０１は、ブロック７０２から延出しており、光ファイバアレー付き光モジュール７３０を実装基板に実装したときに、光ファイバアレー付き光モジュール７３０と実装基板（以下で説明する図８における８０１）とを光学的に接続するためのものである。ここで、複数本の光ファイバ７０１は、それらの全てがマルチモード光ファイバもしくはシングルモード光ファイバであっても良く、またはそれらのそれぞれがマルチモード光ファイバもしくはシングルモード光ファイバであっても良い。さらに、複数本の光ファイバ７０１のコア部は、酸化シリコン、透光性樹脂、その他の透光性材料から選択され、光ファイバアレー付き光モジュール７３０の用途に応じて適宜選択することができる。

リッド付き光モジュール６００に対して光ファイバアレーブロック７００を接続するときは、半導体チップ７１０の延伸方向に水平であって外部に面しているリッド７２０の面と複数本の光ファイバ７０１の端面が露出しているブロック７０２の面とを密接させ、それらが密接している接着面７１５を接着させる。

ここで、接着面７１５は、半導体チップ７１０とリッド７２０とを接着する場合と同様にリッド７２０とブロック７０２との両方に接着用金属を備えさせるか、または有機物を含む接着剤によって接着する。

光ファイバアレー付き光モジュール７３０において、光跳ね上げ部７１１、レンズ７２１、接着面７１５上における光ファイバ７０３の端面７０５、および接着面７１５に対向して外部に面している面における光ファイバ７０３の断面７０４との配置関係は、それらそれぞれを、半導体チップ７１０の延伸方向に対して垂直な方向を有する軸７０６が貫通するように配置している。上記のように、光跳ね上げ部７１１から射出されたレーザ光は、レンズ７２１を介することによりコリメート光となるため、レンズ７２１の光軸が、光ファイバ７０３の端面７０５および光ファイバ７０３の断面７０４のコアの中心を通るように配置させる。

本実施例では、８個の光跳ね上げ部、８個のレンズ、８本の複数本の光ファイバ７０１を例示しているが、上記の配置関係は、任意の数の、光跳ね上げ部７１１、レンズ７２１、および複数本の光ファイバ７０１に対しても適用される。

この配置関係を規制することにより、半導体チップ７１０上に実装された任意の数の光跳ね上げ部７１１とそれと同じ数の複数本の光ファイバ７０１とを光学的に接合することができる。
（実施例２）
第２の実施例として、上記の実施例１において作製した光ファイバアレー付き光モジュールである光ファイバアレー付きＭＣＴ８０２を、プリント配線基板（以下、ＰＣＢという）８０１上に実装した光配線基板ついて説明する。

図８は、光ファイバアレー付きマルチチャネル光送信器８０２をＰＣＢ８０１上に実装したときの実装構造の概略図である。（ａ）は、その上面図であり、（ｂ）は、その斜視図であり、（ｃ）はその側面の概略断面図ある。

本実施例において、光ファイバアレー付きＭＣＴ８０２は、ＰＣＢ８０１上に表面実装されている。また、光ファイバアレー付きＭＣＴ８０２の上部から延出する複数本の光ファイバ８０３は、ＰＣＢ８０１上に設けられた光ファイバコネクタ８１０乃至８１７に光学的に接続されている
光ファイバアレー付きＭＣＴ８０２とＰＣＢ８０１との電気的な接続は、光ファイバアレー付きＭＣＴ８０２の内の半導体チップに備えられた貫通ビア（図８において図示せず）を介して、貫通ビアと電気的に接続されたバンプ構造８０４により行われる。

ＰＣＢ８０１は、光ファイバアレー付きＭＣＴ８０２が実装される面上に、光ファイバアレー付きＭＣＴ８０２の上部から延出する複数本の光ファイバ８０３の本数に対応した数の光ファイバコネクタ８１０乃至８１７を備えている。光ファイバアレー付きＭＣＴ８０２から射出され、複数本の光ファイバ８０３を介して、光ファイバコネクタ８１０乃至８１７に入射されるレーザ光は、ＰＣＢ８０１の表面上またはＰＣＢ８０１内部に設置されている光配線８３１乃至８３８内を伝搬する。ここで、図８（ｃ）における光配線８３０は、光配線８３１乃至８３８がＰＣＢ６０１内部に設置されている場合を示している。光配線８３１乃至８３８内を伝搬するレーザ光は、ＰＣＢ８０１上においてそれぞれ異なる箇所に設けられている光コネクタ８２１乃至８２８まで伝搬し、光コネクタ８２１乃至８２８を介して、ＰＣＢ８０１の外部へと出力される。

たとえば、光ファイバアレー付きＭＣＴ８０２から出力されたレーザ光が、複数本の光ファイバ８０３の内の１本を介して光ファイバコネクタ８１０に入力されたときは、光配線８３１内を伝搬し、光ファイバコネクタ８１０に対応する光コネクタ８２１を介してＰＣＢ８０１の外部へと出力される。

図８では、光ファイバアレー付きＭＣＴ８０２の実装箇所近傍に光ファイバコネクタ８１０乃至８１７を設けて、光ファイバアレー付きＭＣＴ８０２とＰＣＢ８０１とを光学的に接続する例を示している。本発明では、ＰＣＢ８０１上において光ファイバアレー付きＭＣＴ８０２の実装箇所と光ファイバコネクタ８１０乃至８１７のそれぞれとの設置箇所との関係は特に規制されず、光ファイバコネクタ８１０乃至８１７の設置位置は、対応する光コネクタ８２１乃至８２８からレーザ光が出力される限り、ＰＣＢ８０１上の任意の箇所とすることができる。

本実施例によれば、光配線８３０乃至８３８をＰＣＢ８０１の表面上または内部に設けることにより、二次元的にまたは三次元的に、方向や配線数に規制をされることなく、光回路を設計できることが明らかである。

１００ 従来の光トランシーバ
１０１、２１１ 送信用光ファイバ
１０２、２１２ 受信用光ファイバ
１０３、２１３ 変調器
１０４、２１４ 受光器
１０５、２１５ 光源
１０６、２１６ 制御回路
１１０ 従来の光トランシーバ１００を実装した通信装置
２００ ＯＢＯ方式により構成した通信装置
２１０ 実装基板
３００ 光モジュール
３０１ 光モジュール３００が実装された実装基板
３０２ はんだバンプまたははんだボール
３０３ 接着剤
３１０ 樹脂封止材
３１２ 電気回路１および電気回路２
３２０ レーザダイオード
３２１ レーザダイオード３２０から射出されるレーザ光
３３０ Ｓｉ光回路
３３１、７０３ 光ファイバ
３３２ 光ファイバ固定構造
３３３ 光制御回路
４００、６０１、７１０ 半導体チップ
４０１ 分布帰還レーザ
４０２ 分波器
４０３ 電界吸収型光変調器
４１０、４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、７１１ 光跳ね上げ部
４２０ 接着用金属Ａ
４３０ 貫通ビア
５００、６０２、７２０ リッド
５０１ 窪み部
５０２ 窪み部５０１の底面
５１０、５１１、５１２、５１３、５１４、５１５、５１６、５１７、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、７２１ レンズ
５２０ 接着用金属Ｂ
６００ リッド付き光モジュール
６３０ 接着用金属Ａ４２０と接着用金属Ｂ５２０との接合部
７００ 光ファイバアレーブロック
７０１、８０３ 複数本の光ファイバ
７０２ ブロック
７０４ 接着面７１５に対向して外部に面している面における光ファイバ７０３の断面
７０５ 光ファイバ７０３の端面
７０６ 半導体チップ７１０の延伸方向に対して垂直な方向を有する軸
７１５ 接着面
７３０ 光ファイバアレー付き光モジュール
８００ 光ファイバアレー付きＭＣＴ８０２をプリント配線基板８０１上に実装した実装構造
８０１ プリント配線基板
８０２ 光ファイバアレー付きＭＣＴ
８０４ 貫通ビアと電気的に接続されたバンプ構造
８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７ 光ファイバコネクタ
８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８ 光コネクタ
８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８ 光配線

Claims (6)

1. 光信号と電気信号とを相互に変換する光モジュールであって、
   基板と、
   光信号である光を発生させる１または複数の光源と、
   前記光の進行方向を前記基板に対して略垂直方向に変化させる１または複数の光跳ね上げ部と、
   前記光源と前記光跳ね上げ部とを光学的に接続する１または複数の光導波路と、
   前記光源、前記光跳ね上げ部および前記光導波路を含むように前記基板に纏着されるリッドとを備え、
   前記リッドは、前記光跳ね上げ部から射出された光をコリメートし、前記リッドの外部へと透過させる１または複数のレンズを有する、
   光モジュール。
2. 前記レンズを透過した前記光が入射される光ファイバアレーブロックであって、
   前記光ファイバアレーブロックの第１の面において光ファイバの端面を前記レンズに対向するように、前記光ファイバアレーブロックの第２の面において前記光ファイバが外部へ延出するように配置されている光ファイバアレーブロックをさらに備える、
   請求項１に記載の光モジュール。
3. 光モジュールを実装する光配線基板であって、
   請求項２に記載の前記光モジュールと前記光配線基板とが、前記光ファイバアレーブロックから延出させた光ファイバを介して光学的に接続される、光配線基板。
4. 前記光配線基板の表面上または内部に、前記光を導波させる１または複数の光配線を備える、請求項３に記載の光配線基板。
5. 光信号と電気信号とを相互に変換する光モジュールの製造方法であって、
   前記光モジュールを構成する光源、光跳ね上げ部および光導波路を基板上に実装する第１の工程と、
   前記第１の工程に次いで、前記光源、前記光跳ね上げ部および前記光導波路を含むように、レンズを有するリッドを前記基板に纏着する第２の工程と、
   前記第２の工程に次いで、少なくとも１つのリッドを含むように、前記基板を切り出して、前記切り出された基板の１つを１つの前記光モジュールとして取得する第３の工程と、を備える、
   光モジュールの製造方法。
6. 前記第３の工程に次いで、光ファイバアレーブロックの第１の面において光ファイバの端面を前記レンズに対向するように、前記光ファイバアレーブロックの第２の面において前記光ファイバが外部へ延出するように、１または複数の前記光ファイバを固定する前記光ファイバアレーブロックを前記リッドに接着する工程を、さらに備える、
   請求項５に記載の光モジュールの製造方法。

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