JP4321267B2 - Photoelectric composite device, optical waveguide used in the device, and mounting structure of photoelectric composite device - Google Patents

Photoelectric composite device, optical waveguide used in the device, and mounting structure of photoelectric composite device Download PDF

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本発明は、光電複合装置及びこの装置に用いられる光導波路、並びに光電複合装置の実装構造に関するものである。   The present invention relates to a photoelectric composite device, an optical waveguide used in the device, and a mounting structure of the photoelectric composite device.

現在、LSI(大規模集積回路)等の半導体チップ間の信号伝播は、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。   Currently, signal propagation between semiconductor chips such as LSIs (Large Scale Integrated Circuits) is all made by electrical signals via substrate wiring. However, with the recent increase in MPU functionality, the amount of data exchanged between chips has increased remarkably, and as a result, various high frequency problems have emerged. Typical examples thereof include RC signal delay, impedance mismatch, EMC / EMI, crosstalk, and the like.

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。   In order to solve the above problems, the mounting industry and others have so far taken the lead in solving various problems such as optimization of wiring layout and development of new materials.

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いるが、以下にその代表的なものを記す。   However, in recent years, the effects of optimization of the wiring layout and development of new materials have been hampered by physical limitations, and it is assumed that simple semiconductor chips will be mounted in order to realize further advanced system functionality in the future. It has become necessary to review the structure of the printed wiring board itself. In recent years, various drastic measures have been proposed to solve these problems, but the following are representative examples.

・マルチチップモジュール(MCM)化による微細配線結合
高機能チップを、セラミック・シリコンなどの精密実装基板上に実装し、マザーボード(多層プリント基板)上では形成不可能である微細配線結合を実現する。これによって配線の狭ピッチ化が可能となり、バス幅を広げることでデータ授受量が飛躍的に増大する。
-Fine wiring bonding by multi-chip module (MCM) High-performance chip is mounted on a precision mounting substrate such as ceramic and silicon, and fine wiring bonding that cannot be formed on a motherboard (multilayer printed circuit board) is realized. As a result, the pitch of the wiring can be narrowed, and the amount of data exchange increases dramatically by widening the bus width.

・各種半導体チップの封止、一体化による電気配線結合
各種半導体チップをポリイミド樹脂などを用いて二次元的に封止、一体化し、その一体化された基板上にて微細配線結合を行う。これによって配線の狭ピッチ化が可能となり、バス幅を広げることでデータ授受量が飛躍的に増大する。
-Sealing and integration of various semiconductor chips and electrical wiring bonding by integration Various semiconductor chips are two-dimensionally sealed and integrated using polyimide resin or the like, and fine wiring bonding is performed on the integrated substrate. As a result, the pitch of the wiring can be narrowed, and the amount of data exchange increases dramatically by widening the bus width.

・半導体チップの三次元結合
各種半導体チップに貫通電極を設け、それぞれを貼り合わせることで積層構造とする。これにより、異種半導体チップ間の結線が物理的に短絡化され、結果として信号遅延などの問題が回避される。但しその一方、積層化による発熱量増加、半導体チップ間の熱応力などの問題が生じる。
-Three-dimensional bonding of semiconductor chips A through electrode is provided in various semiconductor chips, and each is bonded to form a laminated structure. Thereby, the connection between the different types of semiconductor chips is physically short-circuited, and as a result, problems such as signal delay are avoided. On the other hand, however, problems such as an increase in the amount of heat generated due to lamination and thermal stress between semiconductor chips occur.

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。)。光配線は、電子機器間、電子機器内のボード間又はボード内のチップ間など、種々の個所に適用可能である。例えば図25に示すように、チップ間のような短距離間の信号の伝送には、チップが搭載されているプリント配線基板57上に光導波路51を形成し、この光導波路51を信号変調されたレーザー光等の伝送路とした光伝送・通信システムを構築することができる。   Furthermore, in order to realize high speed and large capacity of signal transmission / reception as described above, an optical transmission coupling technique using optical wiring has been developed (for example, see Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 described later). . The optical wiring can be applied to various places such as between electronic devices, between boards in an electronic device, or between chips in a board. For example, as shown in FIG. 25, for transmission of signals over a short distance such as between chips, an optical waveguide 51 is formed on a printed wiring board 57 on which the chips are mounted, and the optical waveguide 51 is subjected to signal modulation. In addition, it is possible to construct an optical transmission / communication system using a transmission path of laser light or the like.

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示し、簡単に考察する。   There are various types of optical wiring technologies corresponding to the above-mentioned semiconductor chips, but a typical example is shown below and will be discussed briefly.

・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つけられ、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。利点としては、既存のプリント配線板の実装構造上に展開できること、またファイバーを用いるため、プリント配線板の内外を問わず幅広い適用が可能であることが挙げられる。また、懸案点としては、構造が大掛かりなため、コストが高いこと、光軸合わせが困難であること、また電気伝送経路の短縮が困難であり、高周波伝送に不向きであることが挙げられる。
Active interposer system This is an optical waveguide mounted on a printed wiring board (board), and an optical fiber connector is attached to the light incident / exit side of the optical waveguide, and transmission between them is performed by a fiber. The optical element is mounted on the back surface of the transceiver module and is precisely positioned with respect to the 45 ° total reflection mirror of the optical waveguide. As an advantage, it can be developed on the mounting structure of an existing printed wiring board, and since a fiber is used, it can be widely applied regardless of the inside or outside of the printed wiring board. Moreover, as a matter of concern, the structure is large, so that the cost is high, it is difficult to align the optical axis, and it is difficult to shorten the electric transmission path, which is not suitable for high-frequency transmission.

・自由空間伝送方式
これは、プリント配線基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、信号を伝播させる。光素子アレイ+自由空間伝送により、原理的には数千レベルの多チャンネル化が可能である。また、光軸合わせを容易にするため、数枚のレンズを組み合わせたハイブリッド光学系を構成している。利点としては、原理的には数千chの多重伝送が可能であること、またハイブリッド光学系を構成しているため、光軸合わせが容易であることが挙げられる。また、懸案点としては、光配線基板が高価であること、反射による信号伝播のため、波形が乱れ易く、伝播損失が大きいこと、また新規開発技術が数多く盛り込まれているため、信頼性に関する実績がほとんど無いことが挙げられる。
-Free space transmission method In this method, an optical wiring board (quartz) is mounted on the back surface of a printed wiring board, and light is reflected in a zigzag manner in the transmission board to propagate a signal. By optical element array + free space transmission, in principle, multi-channels of several thousand levels are possible. Further, in order to facilitate optical axis alignment, a hybrid optical system in which several lenses are combined is configured. As an advantage, in principle, multiplex transmission of several thousand channels is possible, and since a hybrid optical system is configured, optical axis alignment is easy. In addition, as a matter of concern, the optical wiring board is expensive, the signal is propagated by reflection, the waveform is easily disturbed, the propagation loss is large, and a lot of newly developed technologies are incorporated. Is almost absent.

・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。利点としては、コネクタにより精度が保証されており、コストのかかる光軸合わせ工程が不要であること、光ファイバーを用いているため、プリント配線基板間などの中距離伝送が可能であること、また既存のプリント配線基板の実装構造上に展開できることが挙げられる。また、懸案点としては、コネクタモジュールの小型化に限界があり、半導体チップとコネクタ間における電気配線の短縮化が困難であること、高周波伝送用としては不向きであること、伝送媒体として光ファイバーを採用しているため、多バス化に限界が有ること、また構成部品数が多く、バス当たりのコストダウンが困難であることが挙げられる。
Optical connector connection method This is an optical transmission module system in which a small optical connector is arranged around an LSI chip and an optical path can be freely set after the LSI chip is mounted. The advantages are that the accuracy is guaranteed by the connector, the costly optical axis alignment process is unnecessary, and the use of optical fiber enables middle-distance transmission between printed circuit boards, as well as existing It can be developed on a printed wiring board mounting structure. In addition, there are limits to the miniaturization of the connector module, it is difficult to shorten the electrical wiring between the semiconductor chip and the connector, it is not suitable for high-frequency transmission, and an optical fiber is used as the transmission medium Therefore, there is a limit to the number of buses, and there are many components and it is difficult to reduce the cost per bus.

・光導波路埋め込み方式
これは、光導波路をプリント配線基板に埋め込み、既存のプリント配線基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。利点としては、発光素子をLSIチップの裏面に直接実装しているため、LSIチップと発光素子間の電気配線経路を極限まで短くできること、またコリメート光結合により、一般実装精度での光軸合わせが可能であることが挙げられる。また、懸案点としては、光配線をプリント配線基板内に設けるため、プリント配線基板の製造やコストダウンが困難であること、光素子の放熱対策が不明であること、またプリント配線基板が脆弱であるため、レンズと光導波路間の光結合損失が変動する可能性が有ることが挙げられる。
Optical waveguide embedding method This is a method of embedding an optical waveguide in a printed wiring board and providing optical wiring while maintaining the form of the existing mounting structure of the printed wiring board. A microlens is used for optical path coupling, and the allowable optical axis deviation is relaxed to the general mounting accuracy level. As an advantage, since the light emitting element is mounted directly on the back surface of the LSI chip, the electrical wiring path between the LSI chip and the light emitting element can be shortened to the limit, and collimated optical coupling enables optical axis alignment with general mounting accuracy. It is possible. In addition, as a matter of concern, since the optical wiring is provided in the printed wiring board, it is difficult to manufacture and reduce the cost of the printed wiring board, the heat dissipation measures for the optical elements are unknown, and the printed wiring board is fragile. Therefore, there is a possibility that the optical coupling loss between the lens and the optical waveguide may fluctuate.

・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。利点としては、発光素子をLSIチップの裏面に直接実装しているため、LSIチップと発光素子間の電気配線経路を極限まで短くできること、構造がシンプルであり、コストダウンが可能であること、また既存のプリント配線板の実装構造上に展開できることが挙げられる。また、懸案点としては、光素子をLSIチップに直接貼りつけるため、専用のLSIチップの開発が必要であること、また光素子が高温のLSIチップに直接貼り付けられているため、光素子の高温劣化が懸念されることが挙げられる。
Surface mounting method In this method, an optical element is directly attached to the back surface of an LSI chip to function, and an optical waveguide is directly mounted on a printed wiring board. The structure of the existing printed wiring board can be maintained as it is, and an optical wiring can be provided. As an advantage, since the light emitting element is directly mounted on the back surface of the LSI chip, the electrical wiring path between the LSI chip and the light emitting element can be shortened to the limit, the structure is simple, and the cost can be reduced. It can be developed on an existing printed wiring board mounting structure. Also, as a matter of concern, since the optical element is directly attached to the LSI chip, it is necessary to develop a dedicated LSI chip, and because the optical element is directly attached to the high-temperature LSI chip, There is a concern about high temperature deterioration.

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7Nikkei Electronics, “Encounter with Optical Wiring”, December 3, 2001, pages 122, 123, 124, 125, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, FIG. NTT R&D, vol.48, no.3, pp.271-280 (1999)NTT R & D, vol.48, no.3, pp.271-280 (1999)

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。   However, the typical specifications shown above are currently lacking decisive power for the following reasons.

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。一方、これまで培われてきたプリント配線板の構造に変更を加えると、性能、信頼性、高周波性能の確認などに膨大な労力を要する。従って、埋め込み型光導波路など、既存のプリント配線板を流用できないシステム構造は望ましくない。   First, the existing printed wiring board mounting structure is not a structure that can be used as it is. That is, the structure in which the optical path is directly laminated on the printed wiring board is not practical because the printed wiring board itself as a base is fragile, causing problems such as optical axis misalignment. On the other hand, if changes are made to the structure of the printed wiring board that has been cultivated up to now, enormous efforts are required to confirm performance, reliability, and high-frequency performance. Therefore, a system structure that cannot utilize an existing printed wiring board such as an embedded optical waveguide is not desirable.

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。   Secondly, it is not a structure that allows the existing mounting process to be used as it is. In general, optical modules such as optical waveguides are vulnerable to high temperature processes. In the method in which the printed wiring board and the optical wiring unit are integrated as described above, the optical module is exposed to a high-temperature process such as solder reflow and underfill resin sealing, which is actually difficult to implement. . In addition, materials and parts that take high temperature processes into account must be adopted, which is a major constraint.

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。   Third, it should not be a structure that excludes large-scale structures. That is, since the printed wiring board has low rigidity, the optical path structure with large parts is likely to cause an optical axis shift due to external stress. Therefore, the post structure based on the active interposer system as described above should be avoided.

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。   Fourth, it is not an optical wiring structure capable of high density. In other words, when specializing in optical wiring between semiconductor chips on a printed wiring board, it is considered that an optical fiber that cannot be densified should not be adopted. An optical connector connection method using an optical fiber is limited as a system for inter-device communication.

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。   Fifth, it is not a structure that can shorten the wiring length between the LSI chip and the optical element. That is, in the structure in which the electrical wiring length between the LSI chip and the optical element cannot be short-circuited, the high-frequency signal deteriorates before reaching the optical element, and the effect of light conversion is lost. Therefore, it is necessary to construct a system structure that can shorten this distance.

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、既存のプリント配線板の実装構造及び実装プロセスをそのまま利用でき、大掛かりな構造物を排除することができ、配線の高密度化が可能であり、及び半導体チップ−光素子間の配線長を短くできる構造が実現可能な光電複合装置及びこの装置に用いられる光導波路、並びに光電複合装置の実装構造を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to use an existing printed wiring board mounting structure and mounting process as they are, and to eliminate a large-scale structure. , A high-density wiring, and a photoelectric composite device capable of realizing a structure capable of shortening the wiring length between a semiconductor chip and an optical element, an optical waveguide used in the device, and a mounting structure of the photoelectric composite device Is to provide.

即ち、本発明は、第1クラッド層と第2クラッド層とによりコア層が挟着されてなり、前記第2クラッド層を通して前記コア層へ光入射がなされ、この入射光が前記コア層を通して導かれるように構成されていて、前記コア層の光入射部及び光出射部に相当する位置であって前記第2クラッド層の端面より内側位置において光集束又はコリメーション手段が前記第2クラッド層と一体成形され、前記コア層の前記光入射部及び前記光出射部の各端面のみに、傾斜ミラー面が前記第2クラッド層の端面より内側位置において外部に露出した状態で形成され、この傾斜ミラー面によって前記入射光が前記コア層内へ反射されて導波された後に更に前記第2クラッド層側へ反射され、かつ、前記コア層の前記光入射部及び前記光出射部に相当する部分を含む端部において、前記第2クラッド層の剛性が前記光集束又はコリメーション手段によって両端部間の中間部分の剛性よりも大きくなっていると共に前記第1クラッド層の厚さが両端部間の中間部分よりも大きく形成されていて前記第1クラッド層の剛性も前記中間部分の剛性よりも大きくなっている、光導波路に係るものである。 That is, according to the present invention, a core layer is sandwiched between a first cladding layer and a second cladding layer, light is incident on the core layer through the second cladding layer, and the incident light is guided through the core layer. The light focusing or collimating means is integrated with the second cladding layer at a position corresponding to the light incident portion and the light emitting portion of the core layer and inside the end surface of the second cladding layer. The inclined mirror surface is formed in a state where the inclined mirror surface is exposed to the outside at an inner position from the end surface of the second cladding layer only on each end surface of the light incident portion and the light emitting portion of the core layer. the reflected incident light to the core layer is reflected to the further second cladding layer side after being guided, and parts corresponding to the light incident part and the light exit portion of the core layer by At each end containing, together is greater than the rigidity of the intermediate portion between both end portions by the rigidity of the second cladding layer is the light focusing or collimation means, between the thickness of the first cladding layer is both end portions And the rigidity of the first cladding layer is greater than the rigidity of the intermediate portion .

また、ソケットと、このソケットに設置された光導波路とを有し、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、前記光導波路に対向して配置され、また前記光導波路が、
第1クラッド層と第2クラッド層とによりコア層が挟着されてなり、前記第2クラッ ド層を通して前記コア層へ光入射がなされ、この入射光が前記コア層を通して導かれる ように構成されていて、前記コア層の光入射部及び光出射部に相当する位置であって前 記第2クラッド層の端面より内側位置において光集束又はコリメーション手段が前記第 2クラッド層と一体成形され、前記コア層の前記光入射部及び前記光出射部の各端面の みに、傾斜ミラー面が前記第2クラッド層の端面より内側位置において外部に露出した 状態で形成され、この傾斜ミラー面によって前記入射光が前記コア層内へ反射されて導 波された後に更に前記第2クラッド層側へ反射され、かつ、前記コア層の前記光入射部 及び前記光出射部に相当する部分を含む端部において、前記第2クラッド層の剛性が 前記光集束又はコリメーション手段によって両端部間の中間部分の剛性よりも大きくな っていると共に前記第1クラッド層の厚さが両端部間の中間部分よりも大きく形成さ れていて前記第1クラッド層の剛性も前記中間部分の剛性よりも大きくなっている、
光電複合装置に係るものである。
Also, it has a socket and an optical waveguide installed in the socket, and at least one of a light emitting element for making light incident on the optical waveguide and a light receiving element for receiving light emitted from the optical waveguide is , Disposed opposite the optical waveguide, and the optical waveguide is
Core layer by the first cladding layer and the second cladding layer is being clamped, the light incidence is made to the second the core layer through clad layer, it is configured as the incident light is guided through the core layer have been, optical focusing or collimation means in the inside position from the end face of the front Stories second cladding layer at a position corresponding to the light incident portion and the light emitting portion of the core layer is formed integrally with the second cladding layer, wherein the light incident portions and mini of the respective end faces of the light emitting portion of the core layer, is formed in a state of being exposed to the outside at a position inside from the end face of the inclined mirror surface the second cladding layer, fill front by the inclined mirror surface Shako been reflected to further the second cladding layer side after being guided is reflected into the core layer, and each end portion including a portion corresponding to the light incident part and the light exit portion of the core layer Oite, together are I Do greater than the stiffness of the intermediate portion between both end portions due to the rigidity of the second cladding layer is the light focusing or collimation means, the intermediate portion between the thickness of the first cladding layer is both end portions is larger than the rigidity of even the intermediate portion of the first cladding layer is larger than,
The present invention relates to a photoelectric composite device.

さらに、上記した本発明の光電複合装置がプリント配線板に電気的に接続された状態で固定されている、光電複合装置の実装構造に係るものである。   Furthermore, the present invention relates to a photoelectric composite device mounting structure in which the photoelectric composite device of the present invention is fixed in a state of being electrically connected to a printed wiring board.

本発明の光電複合装置及びその実装構造によれば、光電複合装置が、前記ソケットと、このソケットに設置された前記光導波路とを有し、前記発光素子と、前記受光素子との少なくとも一方が、前記光導波路に対向して配置されてなり、この光電複合装置が、前記プリント配線板に電気的に接続された状態で固定されているので、以下に示すように、上記した従来例による光配線技術に起因する諸問題を解決することができる。   According to the photoelectric composite device and the mounting structure thereof of the present invention, the photoelectric composite device has the socket and the optical waveguide installed in the socket, and at least one of the light emitting element and the light receiving element is Since this photoelectric composite device is fixed in a state where it is electrically connected to the printed wiring board, the light according to the conventional example described above is arranged as shown below. Various problems caused by the wiring technology can be solved.

即ち、前記光導波路が前記ソケットに設置された状態で前記プリント配線板に電気的に接続されるので、既存の前記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ある。従って、前記プリント配線板上に前記ソケットが設置できる領域を設ければ、その他の一般の電気配線は従来通りのプロセスで形成することが可能である。   That is, since the optical waveguide is electrically connected to the printed wiring board in a state of being installed in the socket, the existing mounting structure of the printed wiring board can be used as it is. Therefore, if a region where the socket can be installed is provided on the printed wiring board, other general electric wiring can be formed by a conventional process.

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、アンダーフィル樹脂封止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、前記ソケット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。   In addition, even if the optical waveguide is vulnerable to a high temperature process, for example, after fixing the socket to the printed wiring board, and after completing all mounting processes, including a high temperature process such as solder reflow and underfill resin sealing Since the optical waveguide can be installed in the socket, the optical waveguide can be mounted without suffering damage due to high temperature.

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)ソケット構造と同様のソケット構造を用いて、特に、垂直方向の光結合を実現することができる。前記ソケットは材料、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、既存のプリント配線板実装プロセスとの融合も図り易く、大掛かりな構造物を排除した構造とすることができる。   In addition, the socket can use a socket structure similar to an IC (semiconductor integrated circuit) socket structure that has been widely used in the mounting industry, and in particular, can realize optical coupling in the vertical direction. The sockets already have a lot of data on materials, insulation, reliability, etc., and there are a wide variety of manufacturers that handle them. Therefore, it is a structure that is easy to accept in all of functions, costs, reliability, etc., and can be easily integrated with the existing printed wiring board mounting process, and a structure that eliminates a large-scale structure can be obtained.

また、前記プリント配線板と比較して剛性の高い樹脂によって前記ソケットを作製でき、このソケット上で、前記発光素子及び/又は前記受光素子及び前記光導波路間の光結合を行うことがでるため、光結合に必要とされる実装精度を容易に確保できる。例えば、現状のモールド技術により、数μmオーダーの組立て精度は確保可能である。従って、光バスの高密度化も可能となる。   In addition, the socket can be made of a resin having a higher rigidity than the printed wiring board, and the light coupling between the light emitting element and / or the light receiving element and the optical waveguide can be performed on the socket. Mounting accuracy required for optical coupling can be easily secured. For example, the assembly accuracy of the order of several μm can be secured by the current mold technology. Therefore, it is possible to increase the density of the optical bus.

さらに、例えば、半導体集積回路チップ及び前記発光素子及び/又は前記受光素子を、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、前記半導体集積回路チップと、前記発光素子及び/又は前記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容易となり、光変調速度も向上させることが可能となる。   Further, for example, since the semiconductor integrated circuit chip and the light emitting element and / or the light receiving element can be installed close to the upper and lower surfaces thereof via an interposer, the semiconductor integrated circuit chip, the light emitting element, / Or the wiring length between the light receiving elements can be shortened. Therefore, countermeasures against noise and crosstalk in the electric signal are facilitated, and the light modulation speed can be improved.

また、従来例による電気配線構造では、プリント配線板に光導波路を直接設けていたので、半導体集積回路チップの高機能化に伴って半導体集積回路チップから引き出されるピンや配線数が増大すると、光導波路によってプリント配線板の設計の自由度を阻害していた。これにより、プリント配線板の高機能化が困難となり、結果として、全ての機能をワンチップに納めるSOC(system on chip)化に頼る状況となっていた。これに対し、本発明によれば、前記光導波路が前記ソケットに設置された状態で前記プリント配線板に電気的に接続されるので、プリント配線板の高密度配線とその設計の自由度を確保しながら光配線システムを安価かつ高い自由度で前記プリント配線板上に展開することが可能となり、前記プリント配線板上での高速分散処理、電子機器トータルでの高機能化、及び開発の短TAT(turn around time)化等が期待できる。   Further, in the electrical wiring structure according to the conventional example, since the optical waveguide is directly provided on the printed wiring board, when the number of pins and wirings drawn from the semiconductor integrated circuit chip increases as the function of the semiconductor integrated circuit chip increases, the optical waveguide The degree of freedom in designing the printed wiring board was hindered by the waveguide. As a result, it has become difficult to increase the functionality of the printed wiring board, and as a result, it has become a situation that relies on SOC (system on chip) to store all functions in one chip. On the other hand, according to the present invention, since the optical waveguide is electrically connected to the printed wiring board in a state where it is installed in the socket, high-density wiring of the printed wiring board and freedom of design are ensured. However, the optical wiring system can be developed on the printed wiring board at a low cost and with a high degree of freedom. High-speed distributed processing on the printed wiring board, high functionality of the total electronic equipment, and short development TAT (Turn around time) can be expected.

一方、従来例による光導波路は一般に樹脂からなる薄膜である。しかしながら、樹脂は吸湿性があるため、光導波路は次第に膨張する。このような従来例による光導波路を前記ソケットに設置した場合、上記したように光導波路が膨潤してしまい、結果として、光軸が次第にずれてしまう。   On the other hand, the optical waveguide according to the conventional example is generally a thin film made of resin. However, since the resin is hygroscopic, the optical waveguide gradually expands. When such a conventional optical waveguide is installed in the socket, the optical waveguide swells as described above, and as a result, the optical axis gradually shifts.

このような問題を解決するために本発明者が鋭意検討したところ、前記コア層の前記光入射部及び前記光出射部を含む前記端部において、前記第1及び第2クラッド層の剛性を中間部分よりも大きくすることにより、前記端部が上記した従来例のように膨潤するのを防ぐことができ、また光導波路と前記ソケットとの接合強度を向上させることができることを見出した。従って、本発明の光導波路を用いて光電複合装置を構成すれば、光軸がずれることがなく、効率的でありかつ安定した光入射及び光出射を行うことができ、上述したような本発明の光電複合装置による効果を確実に得ることが可能となる。 In order to solve such a problem, the present inventors diligently studied and found that the rigidity of the first and second cladding layers is intermediate between the light incident portion and the light emitting portion of the core layer. It has been found that by making it larger than the portion, the end portion can be prevented from swelling as in the above-described conventional example, and the bonding strength between the optical waveguide and the socket can be improved. Therefore, if the photoelectric composite device is configured using the optical waveguide of the present invention, the optical axis is not shifted, and efficient and stable light incidence and light emission can be performed. It is possible to reliably obtain the effect of the photoelectric composite device.

本発明において、前記光入射部及び光出射部が存在する両端部における前記第1クラッド層の厚さが、前記両端部間の中間部分の厚さよりも大きいがこれにより、前記両端部における前記第1クラッド層の剛性前記中間部分よりも大きくすることができるので、前記両端部における前記第1クラッド層の膨潤を効果的に防止することができ、光軸がずれることはない。また、光導波路と前記ソケットとの接合強度をより向上させることができる。 In the present invention, the thickness of the first cladding layer at both the end portions of the light incident portion and the light emitting portion is present, is greater than the thickness of the intermediate portion between said end portions, thereby, the in the end portions since it is the rigidity of the first cladding layer is also greater than said intermediate portion, said can effectively prevent swelling of the first cladding layer at both the end portions, the optical axis will not be shifted. Further, the bonding strength between the optical waveguide and the socket can be further improved.

また、前記端部以外又は前記両端部以外の前記第1及び第2クラッド層の中間部分が可撓性を有していることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the intermediate part of said 1st and 2nd cladding layers other than the said edge part or the said both edge parts has flexibility.

なお、前記コア層は入射した信号光を導波する役割を果たし、前記第1クラッド層及び前記第2クラッド層は前記コア層内に信号光を閉じ込める役割を果たす。前記コア層は高い屈折率を持つ材料からなり、前記第1クラッド層及び前記第2クラッド層は前記コア層より低い屈折率の材料で構成されている。具体的には、前記第1クラッド層の材質は例えばポリカーボネート等が挙げられる。   The core layer plays a role of guiding incident signal light, and the first cladding layer and the second cladding layer play a role of confining the signal light in the core layer. The core layer is made of a material having a high refractive index, and the first cladding layer and the second cladding layer are made of a material having a refractive index lower than that of the core layer. Specifically, the material of the first cladding layer is, for example, polycarbonate.

また、本発明の光導波路は、前記第2クラッド層を通して前記コア層へ光入射するように構成され、前記コア層の前記光入射部に相当する位置において、光集束手段が前記第2クラッド層と一体成形されているがこれにより、前記コア層の前記光入射部に相当する位置において、前記第2クラッド層の剛性を前記光集束手段によって高くすることができるので、上記したような膨潤による光軸のズレを効果的に防止することができる。 The optical waveguide of the present invention is configured so that light is incident on the core layer through the second cladding layer, and a light focusing means is provided at the position corresponding to the light incident portion of the core layer. However , since the rigidity of the second cladding layer can be increased by the light focusing means at a position corresponding to the light incident portion of the core layer, the swelling as described above. It is possible to effectively prevent the deviation of the optical axis due to.

従来例による光配線を用いての光伝送結合技術では、光源としてレーザー光やLED(light-emitting diode:発光ダイオード)光が使われており、これらの光源は広がったビーム形状となる。図25及び図26に示すように、光源から出射された信号光53を集光して効率的に光導波路51へ入射させるために、従来例による光導波路51は、発光素子50と光導波路51との間にレンズ等の光学部品52が別途又は後付けで設置されている。このような光導波路51は、例えば、クラッド層54、コア層56及びクラッド層55からなる接合体を形成し、その入射端面をダイシングソー等を用いる機械加工によって45°ミラー面に加工した後、クラッド層54上に光学部品52としてのレンズ材を滴下して固化することによって製造することができる。   In the conventional optical transmission coupling technique using optical wiring, laser light or LED (light-emitting diode) light is used as a light source, and these light sources have a wide beam shape. As shown in FIGS. 25 and 26, in order to condense the signal light 53 emitted from the light source and efficiently enter the light into the optical waveguide 51, the conventional optical waveguide 51 includes a light emitting element 50 and an optical waveguide 51. An optical component 52 such as a lens is separately or retrofitted between the two. Such an optical waveguide 51 is formed, for example, by forming a joined body including a clad layer 54, a core layer 56, and a clad layer 55, and processing the incident end face into a 45 ° mirror surface by machining using a dicing saw or the like. It can be manufactured by dropping and solidifying a lens material as the optical component 52 on the clad layer 54.

しかしながら、上記した従来例のように、レンズ等の光学部品52を別途又は後付けで設置した場合、光導波路51と光学部品52との光軸調整などが必要となり、光学部品52の位置決め精度が困難である。また、製造工程が複雑になるためにコストが高くなり、部品点数が増えるために生産性を悪化させる。   However, when the optical component 52 such as a lens is installed separately or retrofitted as in the conventional example described above, it is necessary to adjust the optical axis between the optical waveguide 51 and the optical component 52, and the positioning accuracy of the optical component 52 is difficult. It is. In addition, the manufacturing process becomes complicated, resulting in an increase in cost, and the number of parts is increased, thereby deteriorating productivity.

これに対し、本発明に基づく光導波路は、前記コア層の前記光入射部に相当する位置において、前記光集束手段が前記第2クラッド層と一体成形されているので、上記した従来例のように、レンズ等の光学部品を別途又は後付けで設置した場合に比べて、前記光集束手段の位置決め精度が容易であり、また製造も容易であってコストを低減することができる。また、前記光集束手段が前記第2クラッド層と一体成形されているので、部品点数が増えることがなく、生産性が高い。さらに、前記第2クラッド層と一体成形された前記光集束手段によって、光源から出射された光を効果的に前記コア層に入射させることができ、光結合効率を向上させることができる。   On the other hand, in the optical waveguide according to the present invention, the light focusing means is integrally formed with the second cladding layer at a position corresponding to the light incident portion of the core layer. In addition, as compared with the case where an optical component such as a lens is installed separately or retrofitted, the positioning accuracy of the light focusing means is easy, and the manufacturing is easy and the cost can be reduced. Further, since the light focusing means is integrally formed with the second cladding layer, the number of parts does not increase and the productivity is high. Furthermore, the light converging means integrally formed with the second cladding layer can effectively make the light emitted from the light source incident on the core layer, thereby improving the optical coupling efficiency.

また、前記コア層の前記光出射部に相当する位置において、前記コア層から前記第2クラッド層を通して出射される光のコリメーション又は集束手段が前記第2クラッド層と一体成形されているがこれにより、前記コア層の前記光出射部に相当する位置において、前記第2クラッド層の剛性を前記光のコリメーション又は集束手段によって高くすることができるので、上記したような膨潤による光軸のズレを更に効果的に防止することができる。また、本発明に基づく光導波路から出射される出射光を効果的にコリメーション又は集束することができ、前記出射光を前記受光手段が効率良く受光することができる。 Further, at a position corresponding to the light emitting portion of the core layer, the light collimation or focusing means which is emitted through the second clad layer from the core layer is formed integrally with the second cladding layer, which Thus, the rigidity of the second clad layer can be increased by the light collimation or focusing means at a position corresponding to the light emitting portion of the core layer. Further, it can be effectively prevented. Further, the emitted light emitted from the optical waveguide according to the present invention can be collimated or focused effectively, and the light receiving means can efficiently receive the emitted light.

また、前記光集束又はコリメーション手段が前記第2クラッド層と同一材質からなることが望ましい。具体的には、前記第2クラッド層及び前記光集束又はコリメーション手段の材質としては光学素子用の射出成形用樹脂(例えば、日本ゼオン社製の製品名ZEONEX)等が挙げられる。   The light focusing or collimation means is preferably made of the same material as the second cladding layer. Specifically, examples of the material of the second cladding layer and the light focusing or collimating means include an injection molding resin for optical elements (for example, a product name ZEONEX manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.).

また、前記光集束又はコリメーション手段が凸レンズであることが望ましく、前記凸レンズは例えばスタンピングにより成形することができる。   The light focusing or collimating means is preferably a convex lens, and the convex lens can be formed by stamping, for example.

また、前記コア層の少なくとも前記光入射部を傾斜ミラー面、例えば45°ミラー面に形成することが望ましい。前記傾斜ミラー面付きの前記コア層は射出成形によって形成することができる。前記コア層を前記射出成形によって形成すれば、前記コア層に直接加工を行うことなしに前記傾斜ミラー面を形成することができるので、作製時のダメージがなく、表面状態を平滑にすることができ、容易かつ精度良く良質な光導波路を作製することができる。また、前記コア層の前記光入射部を前記傾斜ミラー面に形成することにより、レーザー、LED等の光源から放射された信号光を更に効率良く前記コア層に入射させることができる。なお、前記コア層の材質としては従来公知のものが使用可能であり、UV(紫外線)硬化性樹脂、例えばフッ素系ポリイミド等が挙げられる。   Further, it is desirable that at least the light incident portion of the core layer is formed on an inclined mirror surface, for example, a 45 ° mirror surface. The core layer with the inclined mirror surface can be formed by injection molding. If the core layer is formed by the injection molding, the inclined mirror surface can be formed without directly processing the core layer, so that there is no damage during production and the surface state can be made smooth. It is possible to manufacture a high-quality optical waveguide easily and accurately. In addition, by forming the light incident portion of the core layer on the inclined mirror surface, signal light emitted from a light source such as a laser or LED can be more efficiently incident on the core layer. As the material for the core layer, conventionally known materials can be used, and examples include UV (ultraviolet) curable resins such as fluorine-based polyimide.

また、光伝搬方向において前記第2クラッド層が前記第1クラッド層よりも長く形成されていることが好ましい。   Further, it is preferable that the second cladding layer is formed longer than the first cladding layer in the light propagation direction.

さらに、本発明に基づく光導波路は、ソケットを有し、発光素子と受光素子との少なくとも一方が対向して配置される光電複合装置に好適に用いられる。   Furthermore, the optical waveguide based on this invention has a socket, and is used suitably for the photoelectric composite apparatus by which at least one of a light emitting element and a light receiving element is arrange | positioned facing.

即ち、本発明の光電複合装置は、ソケットと、このソケットに設置された本発明の光導波路とを有し、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、前記光導波路に対向して配置される。   That is, the photoelectric composite device of the present invention includes a socket and the optical waveguide of the present invention installed in the socket, a light emitting element for making light incident on the optical waveguide, and light emitted from the optical waveguide At least one of the light receiving element for receiving light is disposed to face the optical waveguide.

前記ソケットに前記光導波路を位置決めして固定するための位置決め手段が設けられていることが望ましく、具体的には前記位置決め手段が凹凸構造からなることが望ましい。   Desirably, positioning means for positioning and fixing the optical waveguide to the socket is provided. Specifically, it is desirable that the positioning means has an uneven structure.

そして、この凹凸構造の凸面上に、前記発光素子(例えばレーザー)及び/又は前記受光素子を実装したインターポーザーが固定されていることが望ましい。この場合、前記凸面に、前記インターポーザーの位置決め機構を有してもよい。また、前記インターポーザーに、前記発光素子及び/又は前記受光素子に接続された半導体集積回路チップが実装されていることが望ましい。これにより、前記半導体集積回路チップ及び前記発光素子及び/又は前記受光素子を、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、前記半導体集積回路チップと、前記発光素子及び/又は前記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容易となり、光変調速度も向上させることができる。   And it is desirable to fix the light emitting element (for example, laser) and / or the interposer which mounted the said light receiving element on the convex surface of this uneven structure. In this case, the convex surface may have a positioning mechanism for the interposer. Further, it is desirable that a semiconductor integrated circuit chip connected to the light emitting element and / or the light receiving element is mounted on the interposer. As a result, the semiconductor integrated circuit chip and the light emitting element and / or the light receiving element can be installed close to the upper and lower surfaces of the semiconductor integrated circuit chip and the light emitting element via the interposer. And / or the wiring length between the light receiving elements can be shortened. Therefore, countermeasures against noise and crosstalk of electric signals are facilitated, and the light modulation speed can be improved.

また、前記凹凸構造が、前記光導波路を嵌め込んでその幅方向を位置決めするための凹部と、前記光導波路の長さ方向を位置決めするための突起部とを有していることが好ましい。ここで、前記凹凸構造の前記凹部の深さとしては、前記光導波路の厚さよりも大きいのが望ましい。   Moreover, it is preferable that the said uneven | corrugated structure has a recessed part for positioning the width direction by fitting the said optical waveguide, and a projection part for positioning the length direction of the said optical waveguide. Here, the depth of the concave portion of the concave-convex structure is preferably larger than the thickness of the optical waveguide.

さらに、一対の前記ソケット間に本発明に基づく光導波路が架け渡されていることが望ましく、これにより、前記光導波路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。   Furthermore, it is desirable that an optical waveguide according to the present invention is bridged between the pair of sockets, and thereby an optical wiring system in which the optical waveguide is used as an optical wiring can be configured.

本発明に基づく光電複合装置の実装構造は、本発明に基づく光導波路が前記プリント配線板とは非接触となっていることが好ましい。これにより、前記半導体集積回路チップの放熱により、前記光導波路が破壊されるのを効果的に防止することができる。   In the mounting structure of the photoelectric composite device according to the present invention, it is preferable that the optical waveguide according to the present invention is not in contact with the printed wiring board. Thereby, it is possible to effectively prevent the optical waveguide from being broken by the heat radiation of the semiconductor integrated circuit chip.

また、前記光導波路の光伝搬方向において、前記ソケットに固定される前記第1及び第2クラッド層の長さが、前記プリント配線板に固定された前記一対のソケット間距離より大きいことが望ましい。 In the light propagation direction of the optical waveguide, it is preferable that the lengths of the first and second cladding layers fixed to the socket are larger than a distance between the pair of sockets fixed to the printed wiring board.

以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1の実施の形態
図1は、本発明に基づく光電複合装置の概略斜視図である。図1(a)は、光電複合装置の概略斜視図であり、図1(b)は、図1(a)の分解図である。
First Embodiment FIG. 1 is a schematic perspective view of a photoelectric composite device according to the present invention. FIG. 1A is a schematic perspective view of the photoelectric composite device, and FIG. 1B is an exploded view of FIG.

図1に示すように、光電複合装置18は、一対のソケット13と、このソケット13に設置された本発明に基づく光導波路1とを有し、この一対のソケット13間に光導波路1が架け渡されている。このとき、光導波路1は、後述するプリント配線板とは非接触となっているので、半導体集積回路チップの放熱により、光導波路1が破壊されるのを効果的に防止することができる。   As shown in FIG. 1, the photoelectric composite device 18 includes a pair of sockets 13 and an optical waveguide 1 according to the present invention installed in the socket 13, and the optical waveguide 1 is bridged between the pair of sockets 13. Has been passed. At this time, since the optical waveguide 1 is not in contact with a printed wiring board to be described later, it is possible to effectively prevent the optical waveguide 1 from being broken by heat dissipation of the semiconductor integrated circuit chip.

ソケット13は、図1(b)及び図2に示すように、本発明に基づく光導波路1を位置決めして固定するための、凹凸構造からなる位置決め手段が設けられている。具体的には、前記凹凸構造が、光導波路1を嵌め込んでその幅方向を位置決めするための凹部14と、光導波路1の長さ方向を位置決めするための突起部15とを有している。また、凹部14の深さは、光導波路1の厚さよりも大きい。   As shown in FIGS. 1B and 2, the socket 13 is provided with positioning means having an uneven structure for positioning and fixing the optical waveguide 1 according to the present invention. Specifically, the concavo-convex structure has a recess 14 for fitting the optical waveguide 1 and positioning the width direction thereof, and a protrusion 15 for positioning the length direction of the optical waveguide 1. . Further, the depth of the recess 14 is larger than the thickness of the optical waveguide 1.

また、ソケット13の前記凹凸構造の凸面16には、ソケット13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17が設けられている。そして、ソケット13の前記凹凸構造の凸面16上に、半導体集積回路チップ21a、21bと、前記発光素子(図示省略)(例えばレーザー)及び/又は前記受光素子(図示省略)とが実装されたインターポーザー20が固定される。   The convex surface 16 of the concave-convex structure of the socket 13 is provided with conducting means, for example, a terminal pin 17 for conducting the front and back surfaces of the socket 13. The semiconductor integrated circuit chips 21a and 21b and the light emitting element (not shown) (for example, a laser) and / or the light receiving element (not shown) are mounted on the convex surface 16 of the concavo-convex structure of the socket 13. The positioner 20 is fixed.

ソケット13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13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り、既存のプリント配線板実装プロセスとの融合も図り易い。   As the material of the socket 13, a conventionally known material can be used as long as it is an insulating resin. Examples thereof include glass-filled PES (polyethylene sulfide) resin, glass-filled PET (polyethylene terephthalate) resin, and the like. Such a material for the socket 13 already has a lot of data on its type, insulation, reliability, etc., and there are a wide variety of manufacturers. Therefore, it is a structure that is easy to accept in all of its functions, costs, reliability, etc., and can be easily integrated with the existing printed wiring board mounting process.

ソケット13の製造方法は特に限定されないが、例えば、前記凹凸構造に対応した形状を有する金型を用い、成形によって容易に作製することができる。   Although the manufacturing method of the socket 13 is not specifically limited, For example, it can manufacture easily by shaping | molding using the metal mold | die which has a shape corresponding to the said uneven structure.

本発明に基づく光導波路1は、図1(b)及び図3に示すように、コア層4が第1クラッド層2と第2クラッド層3とにより挟着されている。図3は、図1(b)の光導波路1のB−B’線断面図である。コア層4は入射した信号光を導波する役割を果たし、クラッド層2、3はコア層4内に信号光を閉じ込める役割を果たす。コア層4は高い屈折率を持つ材料からなり、クラッド層2、3はコア層4より低い屈折率の材料で構成されている。また、コア層4は、図示省略したが例えば複数並列に配置されている。   In the optical waveguide 1 according to the present invention, as shown in FIGS. 1B and 3, the core layer 4 is sandwiched between the first cladding layer 2 and the second cladding layer 3. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line B-B ′ of the optical waveguide 1 in FIG. The core layer 4 serves to guide the incident signal light, and the cladding layers 2 and 3 serve to confine the signal light in the core layer 4. The core layer 4 is made of a material having a high refractive index, and the cladding layers 2 and 3 are made of a material having a refractive index lower than that of the core layer 4. The core layer 4 is arranged in parallel, for example, although not shown.

また、第1クラッド層2の両端部2a、2bの厚さが、両端部2a、2b間の中間部分2cの厚さよりも大きく形成されている。   Moreover, the thickness of the both ends 2a and 2b of the 1st clad layer 2 is formed larger than the thickness of the intermediate part 2c between both ends 2a and 2b.

従来例による光導波路は一般に樹脂からなる薄膜である。しかしながら、樹脂は吸湿性があるため、光導波路は次第に膨張する。図4に示すように、仮にこのような従来例による光導波路51をソケット13に設置した場合、光導波路51とソケット凹部14の壁面との間に間隙が存在すると、光導波路51が図中矢印で示すように膨潤してしまい、結果として、光軸が次第にずれてしまう。   The optical waveguide according to the conventional example is generally a thin film made of resin. However, since the resin is hygroscopic, the optical waveguide gradually expands. As shown in FIG. 4, if such a conventional optical waveguide 51 is installed in the socket 13, if there is a gap between the optical waveguide 51 and the wall surface of the socket recess 14, the optical waveguide 51 is indicated by an arrow in the figure. As a result, the optical axis is gradually shifted.

これに対し、本発明に基づく光導波路1を用いれば、第1クラッド層2の両端部2a、2bの厚さが、両端部2a、2b間の中間部分2cの厚さよりも大きく形成され、両端部2a、2bにおける第1クラッド層2の剛性を中間部分2cよりも大きくすることができるので、上記した間隙が存在していても両端部2a、2bにおける第1クラッド層2が膨潤するのをより効果的に防止することができ、光軸がずれることはない。また、光導波路1とソケット13との接合強度をより向上させることができる。また、上記した間隙の存在によって、光導波路1をソケット13上に配置し易くなる。なお、第1クラッド層2の材質としては、例えばポリカーボネート等が挙げられる。   On the other hand, when the optical waveguide 1 according to the present invention is used, the thicknesses of both end portions 2a and 2b of the first cladding layer 2 are formed larger than the thickness of the intermediate portion 2c between both end portions 2a and 2b. Since the rigidity of the first clad layer 2 in the portions 2a and 2b can be made larger than that in the intermediate portion 2c, the first clad layer 2 in the both end portions 2a and 2b swells even if the above-described gap exists. This can be prevented more effectively, and the optical axis does not shift. Further, the bonding strength between the optical waveguide 1 and the socket 13 can be further improved. Further, the presence of the gap makes it easy to place the optical waveguide 1 on the socket 13. In addition, as a material of the 1st cladding layer 2, a polycarbonate etc. are mentioned, for example.

また、図5に示すように、光伝搬方向において第2クラッド層3が第1クラッド層2よりも長く形成されていることが好ましい。   Further, as shown in FIG. 5, the second cladding layer 3 is preferably formed longer than the first cladding layer 2 in the light propagation direction.

さらに、両端部2a、2b以外の第1クラッド層2の中間部分2cが可撓性を有していることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the intermediate portion 2c of the first cladding layer 2 other than both end portions 2a and 2b has flexibility.

なお、コア層4の光入射部5に相当する位置において、前記光集束手段としての凸レンズ7が第2クラッド層3と一体成形されている。これにより、コア層4の光入射部5に相当する位置において、第2クラッド層3の剛性を凸レンズ7によって高くすることができるので、膨潤による光軸のズレをより効果的に防止することができる。凸レンズ7は、光入射部又は/及び光出射部においてそれぞれ複数列設けられるのがよいが、図3では簡略化のためにそれぞれ1個(1列)ずつ示している(以下の他の図でも同様に示すことがある)。   A convex lens 7 as the light focusing means is integrally formed with the second cladding layer 3 at a position corresponding to the light incident part 5 of the core layer 4. As a result, the rigidity of the second cladding layer 3 can be increased by the convex lens 7 at a position corresponding to the light incident portion 5 of the core layer 4, so that the displacement of the optical axis due to swelling can be more effectively prevented. it can. The convex lenses 7 are preferably provided in a plurality of rows in each of the light incident portion and / or the light emitting portion, but in FIG. 3, one (one row) is shown for simplification (also in the following other drawings). The same may be shown).

図3及び図6に示すように、レーザー等の発光素子81に光学部品12が設置されていてもよく、この光学部品12によって発光素子81から出射される信号光(例えばレーザー光)30が平行光へとコリメーションされる。そして、この平行光が前記光集束手段としての凸レンズ7によって集束され、コア層4に効果的に入射される。この場合、図6に示すように、本発明に基づく光導波路1は、前記光集束手段としての凸レンズ7を有するので、発光素子81及び光学部品12の位置が多少ずれた場合においても、発光素子81からの信号光30を効果的に集束してコア層4に入射させ、効率良く光結合を行うことができる。   As shown in FIGS. 3 and 6, an optical component 12 may be installed in a light emitting element 81 such as a laser, and signal light (for example, laser light) 30 emitted from the light emitting element 81 by the optical component 12 is parallel. Collimated into light. Then, the parallel light is focused by the convex lens 7 as the light focusing means and is effectively incident on the core layer 4. In this case, as shown in FIG. 6, since the optical waveguide 1 according to the present invention has the convex lens 7 as the light focusing means, even when the positions of the light emitting element 81 and the optical component 12 are slightly shifted, the light emitting element The signal light 30 from 81 can be effectively focused and incident on the core layer 4 so that optical coupling can be performed efficiently.

また、コア層4の光出射部6に相当する位置において、コア層4から第2クラッド層3を通して出射される光のコリメーション又は集束手段としての凸レンズ7が第2クラッド層3と一体成形されていることが好ましい。さらに、受光素子91に光学部品12が設置されていてもよい。これにより、コア層4の光出射部6に相当する位置において、第2クラッド層3の剛性を凸レンズ7によって高くすることができるので、膨潤による光軸のズレを更に効果的に防止することができる。また、本発明に基づく光導波路1から出射される光を効果的にコリメーション又は集束することができ、前記受光手段としての受光素子(光配線やフォトディテクタ等)91に効率良く信号光を受光させることができる。   A convex lens 7 as a means for collimating or focusing light emitted from the core layer 4 through the second cladding layer 3 is integrally formed with the second cladding layer 3 at a position corresponding to the light emitting portion 6 of the core layer 4. Preferably it is. Furthermore, the optical component 12 may be installed in the light receiving element 91. As a result, the rigidity of the second cladding layer 3 can be increased by the convex lens 7 at a position corresponding to the light emitting portion 6 of the core layer 4, thereby further effectively preventing the deviation of the optical axis due to swelling. it can. In addition, the light emitted from the optical waveguide 1 according to the present invention can be collimated or focused effectively, and the light receiving element (optical wiring, photodetector, etc.) 91 serving as the light receiving means can efficiently receive the signal light. Can do.

また、凸レンズ7が第2クラッド層3と同一材質からなることが望ましくい。具体的には、第2クラッド層3及び凸レンズ7の材質としては光学素子用の射出成形用樹脂(例えば、日本ゼオン社製の製品名ZEONEX)等が挙げられる。   Further, it is desirable that the convex lens 7 is made of the same material as that of the second cladding layer 3. Specifically, examples of the material of the second cladding layer 3 and the convex lens 7 include an injection molding resin for an optical element (for example, product name ZEONEX manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.).

また、コア層4の光入出射部5、6が傾斜ミラー面、例えば45°ミラー面に形成されていることが望ましい。前記傾斜ミラー面付きのコア層4は射出成形によって形成することができる。前記射出成形により、コア層4に直接加工を行うことなしに前記傾斜ミラー面を形成することができるので、作製時のダメージがなく、表面状態を平滑にすることができ、容易かつ精度良く良質な光導波路1を作製することができる。また、コア層4の光入出射部5、6を前記傾斜ミラー面に形成することにより、レーザー等の発光素子81から放射された信号光30を更に効率良くコア層4に入射させることができ、またこの入射した信号光30を導波し、効果的に受光素子91に対して出射させることができる。なお、コア層4の材質としては従来公知のものが使用可能であり、UV(紫外線)硬化性樹脂、例えばフッ素系ポリイミド等が挙げられる。   Further, it is desirable that the light incident / exit portions 5 and 6 of the core layer 4 are formed on an inclined mirror surface, for example, a 45 ° mirror surface. The core layer 4 with the inclined mirror surface can be formed by injection molding. By the injection molding, the inclined mirror surface can be formed without directly processing the core layer 4, so that there is no damage during production, the surface state can be smoothed, and good quality easily and accurately. A simple optical waveguide 1 can be produced. Further, by forming the light incident / exit portions 5 and 6 of the core layer 4 on the inclined mirror surface, the signal light 30 emitted from the light emitting element 81 such as a laser can be incident on the core layer 4 more efficiently. Further, the incident signal light 30 can be guided and emitted to the light receiving element 91 effectively. As the material for the core layer 4, conventionally known materials can be used, and examples thereof include UV (ultraviolet) curable resins such as fluorine-based polyimide.

ここで、例えば図7に示すように、第1クラッド層2の両端部2a、2bの長さAは、複数のレンズ7からなるレンズ群(またはミラー群)の長さaに対して、1〜5倍の範囲とするのが好ましい。また、両端部2a、2bにおける第1クラッド層2の厚みTは、十分な機械的強度を維持し、かつソケット13の凹部14の深さDより小さくなるような値が望ましい。具体的には、第1クラッド層2の中間部分2cの厚さtは100μmとすることができ、両端部2a、2bの厚さTは2〜3mmとすることができる。また、凸レンズ7の厚さは50μmとすることができ、レンズ径は約Φ100μmとすることができる。さらに、第2クラッド層3の厚さb(凸レンズ7の厚みを除く)は500μmとすることができ、コア層4の厚さmは15μm、幅5μmとすることができる。なお、図7では複数のコア層4が並列に配置されており、凸レンズ7はそれぞれ、対応するコア層4の光入射部又は/及び光出射部に設けられる。   Here, for example, as shown in FIG. 7, the length A of both end portions 2 a and 2 b of the first cladding layer 2 is 1 with respect to the length a of the lens group (or mirror group) composed of the plurality of lenses 7. It is preferable to be in the range of ˜5 times. Further, the thickness T of the first cladding layer 2 at both end portions 2a and 2b is preferably a value that maintains sufficient mechanical strength and is smaller than the depth D of the recess 14 of the socket 13. Specifically, the thickness t of the intermediate portion 2c of the first cladding layer 2 can be set to 100 μm, and the thickness T of both end portions 2a and 2b can be set to 2 to 3 mm. Further, the thickness of the convex lens 7 can be 50 μm, and the lens diameter can be about Φ100 μm. Furthermore, the thickness b of the second cladding layer 3 (excluding the thickness of the convex lens 7) can be 500 μm, and the thickness m of the core layer 4 can be 15 μm and the width can be 5 μm. In FIG. 7, the plurality of core layers 4 are arranged in parallel, and the convex lenses 7 are respectively provided in the light incident part and / or the light emitting part of the corresponding core layer 4.

以下に、本発明に基づく光導波路1の製造方法の一例について、図8及び図9を参照して説明する。   Below, an example of the manufacturing method of the optical waveguide 1 based on this invention is demonstrated with reference to FIG.8 and FIG.9.

まず、図8(a)に示すように、第2クラッド層3の基となるクラッド材3aを形成する。クラッド材3aとしては光学素子用の射出成形用樹脂(例えば、日本ゼオン社製の製品名ZEONEX)等が挙げられる。次に、図8(b)に示すように、凸レンズ7に対応する形状を有するNi金型10を用い、スタンピングを行う。これにより、図8(c)に示すように、凸レンズ7を第2クラッド層3と一体成形することができる。これによれば、凸レンズ7の位置決めは容易であり、また製造も容易であってコストを低減することができる。また、凸レンズ7が第2クラッド層3と一体成形されているので、部品点数が増えることがなく、生産性が高い。   First, as shown in FIG. 8A, a clad material 3a that forms the basis of the second clad layer 3 is formed. Examples of the clad material 3a include injection molding resins for optical elements (for example, product name ZEONEX manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.). Next, as shown in FIG. 8B, stamping is performed using a Ni mold 10 having a shape corresponding to the convex lens 7. Thereby, the convex lens 7 can be integrally formed with the second cladding layer 3 as shown in FIG. According to this, the positioning of the convex lens 7 is easy, and the manufacturing is easy, and the cost can be reduced. Further, since the convex lens 7 is integrally formed with the second cladding layer 3, the number of parts does not increase and the productivity is high.

一方、図8(d)に示すように、コア層4の光入射部5及び光出射部6に対応する形状を有する石英型11にコア材4aを充填する。コア材4aとしては従来公知のものが使用可能であり、UV(紫外線)硬化性樹脂、例えばフッ素系ポリイミド等が挙げられる。石英型11は、例えばバイナリマスク露光及びドライエッチングによって容易に作製することができる。なお、図示省略したが、コア層4は並列に複数配置された構造であってよい。   On the other hand, as shown in FIG. 8D, the core material 4 a is filled in the quartz mold 11 having a shape corresponding to the light incident portion 5 and the light emitting portion 6 of the core layer 4. A conventionally well-known thing can be used as the core material 4a, and UV (ultraviolet ray) curable resin, for example, a fluorine-type polyimide etc. are mentioned. The quartz mold 11 can be easily manufactured, for example, by binary mask exposure and dry etching. Although not shown, the core layer 4 may have a structure in which a plurality of core layers 4 are arranged in parallel.

次に、図9(e)に示すように、上記に作製した第2クラッド層3を凸レンズ7を有する面を上向きにした状態で、コア材4aが充填された石英型11上に配置し、紫外線を照射するなどしてコア材4aを固化する。そして、図9(f)に示すように、第2クラッド層3に接合されたコア層4を石英型11から剥離する。このように、成形によってコア層4の光入出射部5、6を傾斜ミラー面、例えば45°ミラー面に形成することにより、コア層4に直接加工を行うことなしに前記傾斜ミラー面を形成することができるので、作製時のダメージがなく、表面状態を平滑にすることができ、容易かつ精度良く良質な光導波路1を作製することができる。   Next, as shown in FIG. 9 (e), the second clad layer 3 produced above is placed on the quartz mold 11 filled with the core material 4a with the surface having the convex lens 7 facing upward, The core material 4a is solidified by irradiating ultraviolet rays or the like. Then, as shown in FIG. 9 (f), the core layer 4 bonded to the second cladding layer 3 is peeled from the quartz mold 11. In this way, by forming the light incident / exit portions 5 and 6 of the core layer 4 on an inclined mirror surface, for example, a 45 ° mirror surface by molding, the inclined mirror surface is formed without directly processing the core layer 4. Therefore, there is no damage at the time of production, the surface state can be smoothed, and the high-quality optical waveguide 1 can be produced easily and accurately.

一方、図9(g)に示すように、上型31及び下型32を用い、第1クラッド層2に対応する形状を有するキャビティ33を形成する。即ち、キャビティ33の両端部33a、33bの厚さが、両端部33a、33b間の中間部分33cの厚さよりも大きい。このキャビティにクラッド材2’を充填する。そして、クラッド材2’を固化し、上型31及び下型32を剥離することにより、図9(h)に示すように、第1クラッド層2を作製することができる。これにより、第1クラッド層2の両端部2a、2bの厚さを、両端部2a、2b間の中間部分2cの厚さよりも大きく形成することができる。第1クラッド層2の材質は例えばポリカーボネート等が挙げられる。   On the other hand, as shown in FIG. 9G, a cavity 33 having a shape corresponding to the first cladding layer 2 is formed using the upper mold 31 and the lower mold 32. That is, the thickness of both end portions 33a and 33b of the cavity 33 is larger than the thickness of the intermediate portion 33c between both end portions 33a and 33b. This cavity is filled with a clad material 2 '. Then, by solidifying the clad material 2 ′ and peeling the upper mold 31 and the lower mold 32, the first clad layer 2 can be produced as shown in FIG. 9 (h). Thereby, the thickness of the both ends 2a and 2b of the 1st cladding layer 2 can be formed more largely than the thickness of the intermediate part 2c between the both ends 2a and 2b. Examples of the material of the first cladding layer 2 include polycarbonate.

次に、図9(i)に示すように、上記に作製したコア層4の第2クラッド層3とは逆の面側に、上記のようにして別途作製した第1クラッド層2を配置する。以上のようにして、本発明に基づく光導波路1を作製することができる。   Next, as shown in FIG. 9 (i), the first clad layer 2 separately prepared as described above is disposed on the surface of the core layer 4 produced above opposite to the second clad layer 3. . As described above, the optical waveguide 1 according to the present invention can be manufactured.

インターポーザー20は、例えば図9に示すように、一方の面側には半導体集積回路チップ21が実装されており(図10(a))、他方の面側には光導波路1に光入射を行うための発光素子アレイ8と、光導波路1からの出射光を受けるための受光素子アレイ9とが実装され、周辺部には再配線電極22が設けられている(図10(b))。なお、発光素子アレイ8及び受光素子アレイ9は、各コア層4の光入出射部5、6に対応する位置にそれぞれ配置された複数の発光素子及び受光素子を備える(図示省略)。各発光素子及び受光素子の間隙には、発光素子及び受光素子と半導体集積回路チップとの間の電気的接続を行う貫通電極が配置されている(図示省略)。   For example, as shown in FIG. 9, the interposer 20 has a semiconductor integrated circuit chip 21 mounted on one surface side (FIG. 10A), and the light incident on the optical waveguide 1 on the other surface side. A light emitting element array 8 for performing and a light receiving element array 9 for receiving light emitted from the optical waveguide 1 are mounted, and a rewiring electrode 22 is provided in the peripheral portion (FIG. 10B). The light emitting element array 8 and the light receiving element array 9 include a plurality of light emitting elements and light receiving elements respectively arranged at positions corresponding to the light incident / exit portions 5 and 6 of each core layer 4 (not shown). A through electrode for electrical connection between the light emitting element and the light receiving element and the semiconductor integrated circuit chip is disposed in the gap between each light emitting element and the light receiving element (not shown).

そして、凹部14に光導波路1が設置されてなる一対のソケット13と、インターポーザー20とを固定するに際し、インターポーザー20の発光素子アレイ8及び/又は受光素子アレイ9が実装された面側をソケット13の凸面16と接するように構成し、またソケット13のターミナルピン17とインターポーザー20の再配線電極22とを電気的に接続するように固定する。   When the pair of sockets 13 in which the optical waveguide 1 is installed in the recess 14 and the interposer 20 are fixed, the surface side of the interposer 20 on which the light emitting element array 8 and / or the light receiving element array 9 is mounted is arranged. The socket 13 is configured to be in contact with the convex surface 16, and the terminal pin 17 of the socket 13 and the rewiring electrode 22 of the interposer 20 are fixed so as to be electrically connected.

また、上述したように、ソケット13の凹部14の深さを、光導波路1の厚さ(例えば1mm)よりも大きく形成する(例えば前記深さを2mmとする。)ことにより、図1(a)及び図7に示すように、光導波路1の一方の面23側と、インターポーザー20の発光素子アレイ8及び/又は受光素子アレイ9が実装されている面側との間に空間(例えば500μm)25を形成することができる(これは、発光素子アレイ8及び/又は受光素子アレイ9の厚さを500μmとした場合。)。   Further, as described above, the depth of the recess 14 of the socket 13 is formed to be larger than the thickness (for example, 1 mm) of the optical waveguide 1 (for example, the depth is set to 2 mm). ) And FIG. 7, a space (for example, 500 μm) is formed between one surface 23 side of the optical waveguide 1 and the surface side of the interposer 20 on which the light emitting element array 8 and / or the light receiving element array 9 is mounted. ) 25 can be formed (when the thickness of the light emitting element array 8 and / or the light receiving element array 9 is 500 μm).

上記したように、ソケット13上に、インターポーザー20を介して半導体集積回路チップ21を実装し、及び光導波路1の一方の面23側と、インターポーザー20の発光素子アレイ8及び/又は受光素子アレイ9が実装されている面側との間に空間25を形成することにより、光電複合装置18の使用時に半導体集積回路チップ21が発熱しても、この熱によって光導波路1が破壊されるのを効果的に防ぐことができる。   As described above, the semiconductor integrated circuit chip 21 is mounted on the socket 13 via the interposer 20, the one surface 23 side of the optical waveguide 1, the light emitting element array 8 and / or the light receiving element of the interposer 20. By forming a space 25 between the surface on which the array 9 is mounted, even if the semiconductor integrated circuit chip 21 generates heat when the photoelectric composite device 18 is used, the optical waveguide 1 is broken by this heat. Can be effectively prevented.

この動作メカニズムは、一方の半導体チップ21aから発信される電気信号が光信号に変換されて、発光素子アレイ8の各発光素子(図示省略)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1の対応する一つの凸レンズ7によって集束され、コア層4の光入射部5に入射し、コア層4が延伸する導波方向に導波され、コア層4の光出射部6から出射する。そして、光導波路1から出射された光信号は、受光素子アレイ9の対応する受光素子(図示省略)に受光されて電気信号に変換され、他方の半導体チップ21bに電気信号として伝送される。   In this operation mechanism, an electrical signal transmitted from one semiconductor chip 21a is converted into an optical signal and emitted from each light emitting element (not shown) of the light emitting element array 8 as an optical signal by laser light. The emitted optical signal is focused by a corresponding convex lens 7 of the optical waveguide 1, is incident on the light incident portion 5 of the core layer 4, is guided in the waveguide direction in which the core layer 4 extends, and the core layer 4 The light is emitted from the light emitting portion 6. Then, the optical signal emitted from the optical waveguide 1 is received by a corresponding light receiving element (not shown) of the light receiving element array 9, converted into an electric signal, and transmitted to the other semiconductor chip 21b as an electric signal.

この光電複合装置18は、本発明に基づく光導波路1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18を前記プリント配線板に電気的に接続された状態で固定する。   This photoelectric composite device 18 can constitute an optical wiring system in which the optical waveguide 1 according to the present invention is used as an optical wiring. That is, the photoelectric composite device 18 is fixed in a state of being electrically connected to the printed wiring board.

本発明に基づく光電複合装置18によれば、本発明に基づく光導波路1がソケット13の凹部14に設置された状態で前記プリント配線板に電気的に接続することができるので、既存の前記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ある。従って、前記プリント配線板上にソケット13が設置できる領域を設ければ、その他の一般の電気配線は従来通りのプロセスで形成することが可能である。   According to the photoelectric composite device 18 according to the present invention, the optical waveguide 1 according to the present invention can be electrically connected to the printed wiring board in a state where the optical waveguide 1 is installed in the recess 14 of the socket 13. This is a structure in which the mounting structure of the wiring board can be used as it is. Therefore, if a region where the socket 13 can be installed is provided on the printed wiring board, other general electric wiring can be formed by a conventional process.

また、光導波路1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ソケット13を固定し、更にはんだリフロー、アンダーフィル樹脂封止などの高温プロセスを含む、全ての実装プロセスを完了した後、ソケット13の凹部14に本発明に基づく光導波路1を設置することができるので、光導波路1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。   Even if the optical waveguide 1 is vulnerable to a high-temperature process, for example, after fixing the socket 13 to the printed wiring board, and after completing all mounting processes including a high-temperature process such as solder reflow and underfill resin sealing Since the optical waveguide 1 according to the present invention can be installed in the recess 14 of the socket 13, the optical waveguide 1 can be mounted without causing damage due to high temperature.

また、前記プリント配線板と比較して剛性の高い樹脂によってソケット13を作製でき、このソケット13上で、前記発光素子及び/又は前記受光素子及び光導波路1間の光結合を行うことがでるため、光結合に必要とされる実装精度を容易に確保できる。例えば、現状のモールド技術により、数μmオーダーの組立て精度は確保可能である。従って、光バスの高密度化も可能となる。   Further, since the socket 13 can be made of a resin having higher rigidity than the printed wiring board, and the light coupling between the light emitting element and / or the light receiving element and the optical waveguide 1 can be performed on the socket 13. The mounting accuracy required for optical coupling can be easily secured. For example, the assembly accuracy of the order of several μm can be secured by the current mold technology. Therefore, it is possible to increase the density of the optical bus.

さらに、半導体集積回路チップ21と、発光素子アレイ8及び/又は受光素子アレイ9とを、インターポーザー20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、半導体集積回路チップ21と、前記発光素子及び/又は前記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、クロストーク対策も容易となり、光変調速度も向上させることが可能となる。   Furthermore, since the semiconductor integrated circuit chip 21 and the light emitting element array 8 and / or the light receiving element array 9 can be installed close to the upper and lower surfaces thereof via the interposer 20, the semiconductor integrated circuit chip 21, The wiring length between the light emitting element and / or the light receiving element can be shortened. Therefore, countermeasures against noise and crosstalk in the electric signal are facilitated, and the light modulation speed can be improved.

また、本発明に基づく光導波路1がソケット13の凹部14に設置された状態で前記プリント配線板に電気的に接続することができるので、前記プリント配線板の高密度配線とその設計の自由度を確保しながら光配線システムを安価かつ高い自由度で前記プリント配線板上に展開することが可能となり、前記プリント配線板上での高速分散処理、電子機器トータルでの高機能化、及び開発の短TAT(turn around time)化等が期待できる。   Further, since the optical waveguide 1 according to the present invention can be electrically connected to the printed wiring board in a state where the optical waveguide 1 is installed in the recess 14 of the socket 13, the high-density wiring of the printed wiring board and the degree of freedom of design thereof. It is possible to develop an optical wiring system on the printed wiring board at a low cost and with a high degree of freedom while ensuring high speed, high-speed distributed processing on the printed wiring board, high functionality in total electronic equipment, and development Short TAT (turn around time) can be expected.

また、第1クラッド層2の両端部2a、2bの厚さが、両端部2a、2b間の中間部分2cの厚さよりも大きく形成されている。これにより、両端部2a、2bにおける第1クラッド層2の剛性を中間部分2cよりも大きくすることができるので、両端部2a、2bにおける第1クラッド層2が膨潤するのをより効果的に防止することができる。また、光導波路1とソケット13との接合強度をより向上させることができる。従って、本発明に基づく光導波路1を用いて光電複合装置18を構成すれば、光軸がずれることがなく、効率的でありかつ安定した光入射及び/又は光出射を行うことができ、上述したような本発明に基づく光電複合装置18による効果を確実に得ることが可能となる。   Moreover, the thickness of the both ends 2a and 2b of the 1st clad layer 2 is formed larger than the thickness of the intermediate part 2c between both ends 2a and 2b. As a result, the rigidity of the first cladding layer 2 at both end portions 2a and 2b can be made larger than that of the intermediate portion 2c, so that the first cladding layer 2 at both end portions 2a and 2b can be more effectively prevented from swelling. can do. Further, the bonding strength between the optical waveguide 1 and the socket 13 can be further improved. Therefore, when the photoelectric composite device 18 is configured using the optical waveguide 1 according to the present invention, the optical axis is not shifted, and efficient and stable light incidence and / or light emission can be performed. It is possible to reliably obtain the effect of the photoelectric composite device 18 according to the present invention as described above.

以下に、本発明に基づく光電複合装置18の製造方法及び実装構造の一例について、図11〜図13を参照して説明する。なお、図11及び図12は、図1(a)の光電複合装置18のA−A’線断面図である。   Below, an example of the manufacturing method and mounting structure of the photoelectric composite apparatus 18 based on this invention is demonstrated with reference to FIGS. 11 and 12 are cross-sectional views taken along the line A-A ′ of the photoelectric composite device 18 of FIG.

まず、図11(a)及び(b)に示すように、プリント配線板19上に、一対のソケット13を実装する。このとき、プリント配線板19上の電極(図示省略)と、ソケット13のターミナルピン17とを位置合わせして、前記電極とソケット13が電気的に接続されるように実装する。   First, as shown in FIGS. 11A and 11B, a pair of sockets 13 is mounted on the printed wiring board 19. At this time, an electrode (not shown) on the printed wiring board 19 and the terminal pin 17 of the socket 13 are aligned and mounted so that the electrode and the socket 13 are electrically connected.

なお、図示省略したが、プリント配線板19上には予めその他の電子部品等の実装及び電気配線を形成しておく。   Although not shown in the figure, other electronic components and electrical wiring are formed on the printed wiring board 19 in advance.

次に、図11(c)に示すように、ソケット13の凹部14に本発明に基づく光導波路1を設置し、この一対のソケット13間に光導波路1を架け渡しさせる。このとき、ソケット13に設けられた前記凹凸構造としての突起15により、光導波路1の長さ方向における位置決めは容易に行うことができ、また凹部14によって光導波路1の幅方向における位置決めは容易に行うことができる。なお、ソケット13の凹部14に光導波路1を設置するので、光導波路1とプリント配線板19とは非接触の状態になっている。   Next, as shown in FIG. 11C, the optical waveguide 1 according to the present invention is installed in the recess 14 of the socket 13, and the optical waveguide 1 is bridged between the pair of sockets 13. At this time, the projections 15 as the concavo-convex structure provided on the socket 13 can easily position the optical waveguide 1 in the length direction, and the concave portions 14 can easily position the optical waveguide 1 in the width direction. It can be carried out. In addition, since the optical waveguide 1 is installed in the recess 14 of the socket 13, the optical waveguide 1 and the printed wiring board 19 are in a non-contact state.

このとき、図14に幾分誇張して示すように、光導波路1の実装時に、その光伝搬方向において、ソケット13に固定される光導波路1の長さが、プリント配線板19に固定された一対のソケット13間距離より大きいことが望ましい。図示するように、光導波路1をたわませた状態で固定することにより、ソケット13のプリント配線板19上における位置決め誤差を吸収することができ、常に安定したかつ効率的な光導波を行うことができる。これは、第1クラッド層2の両端部2a、2b以外の中間部分2c、及び第2クラッド層3及びコア層4の中間部分が可撓性を有することにより容易に実現することができる。   At this time, as shown in a somewhat exaggerated manner in FIG. 14, when the optical waveguide 1 is mounted, the length of the optical waveguide 1 fixed to the socket 13 in the light propagation direction is fixed to the printed wiring board 19. It is desirable that the distance between the pair of sockets 13 is larger. As shown in the figure, by fixing the optical waveguide 1 in a bent state, it is possible to absorb positioning errors of the socket 13 on the printed wiring board 19 and always perform stable and efficient optical waveguide. Can do. This can be easily realized by the flexibility of the intermediate portion 2c other than both end portions 2a and 2b of the first cladding layer 2 and the intermediate portions of the second cladding layer 3 and the core layer 4.

光導波路1のソケット13への接着固定手段としては、特に限定されるものではないが、例えば接着性樹脂を用いて行うことできる。具体的には、まず図13(a)に示すように、ソケット13の凹部14の底面に溝27を任意の形状で形成する。このとき、溝27の端部がソケット13の突起15の周辺部まで位置するように形成する。次に、図13(b)に示すように、ソケット13の凹部14に、本発明に基づく光導波路1を設置する。上述したように、光導波路1の長さ方向及び幅方向における位置決めは、ソケット13に設けられた突起15及び凹部14によって容易に行うことができる。ここで、溝27は突起15の周辺部まで位置するように形成されているので、溝27の一部は光導波路1に覆われない状態となる。次に、図13(c)に示すように、光導波路1に覆われていない溝27の一部からディスペンサー28等を用いて接着性の樹脂を注入し、固化することによって、ソケット13の凹部14に光導波路1を接着固定することができる。   The means for fixing the optical waveguide 1 to the socket 13 is not particularly limited, and for example, an adhesive resin can be used. Specifically, first, as shown in FIG. 13A, a groove 27 is formed in an arbitrary shape on the bottom surface of the recess 14 of the socket 13. At this time, the end of the groove 27 is formed so as to be located up to the periphery of the protrusion 15 of the socket 13. Next, as shown in FIG. 13 (b), the optical waveguide 1 according to the present invention is installed in the recess 14 of the socket 13. As described above, the positioning in the length direction and the width direction of the optical waveguide 1 can be easily performed by the protrusions 15 and the recesses 14 provided in the socket 13. Here, since the groove 27 is formed so as to be located up to the peripheral portion of the protrusion 15, a part of the groove 27 is not covered with the optical waveguide 1. Next, as shown in FIG. 13C, the adhesive resin is injected from a part of the groove 27 not covered with the optical waveguide 1 by using a dispenser 28 or the like and solidified, whereby the concave portion of the socket 13 is obtained. The optical waveguide 1 can be bonded and fixed to 14.

上記のようにしてソケット13に本発明に基づく光導波路1を設置した後、図12(d)に示すように、ソケット13の凸面16上に、前記半導体集積回路チップとしての例えばMPU(micro processor unit)21a又はDRAM(dynamic random access memory)21bと、発光素子アレイ8及び/又は受光素子アレイ9とが実装されたインターポーザー20を固定する。このとき、インターポーザー20の発光素子アレイ8及び/又は受光素子アレイ9が実装された面側をソケット13の凸面16と接するように構成し、またソケット13の凸面16に露出したターミナルピン(図示省略)とインターポーザー20の再配線電極22とを電気的に接続するように固定する。   After the optical waveguide 1 according to the present invention is installed in the socket 13 as described above, for example, an MPU (micro processor) as the semiconductor integrated circuit chip is formed on the convex surface 16 of the socket 13 as shown in FIG. unit) 21a or DRAM (dynamic random access memory) 21b and interposer 20 on which light emitting element array 8 and / or light receiving element array 9 are mounted are fixed. At this time, the surface of the interposer 20 on which the light emitting element array 8 and / or the light receiving element array 9 is mounted is configured to be in contact with the convex surface 16 of the socket 13, and terminal pins (not shown) exposed on the convex surface 16 of the socket 13 are illustrated. And the rewiring electrode 22 of the interposer 20 are fixed so as to be electrically connected.

次に、図12(e)に示すように、MPU21a、DRAM21b上にそれぞれ、アルミのフィン26等の冷却機構を設置する。   Next, as shown in FIG. 12E, cooling mechanisms such as aluminum fins 26 are installed on the MPU 21a and the DRAM 21b.

以上のようにして、本発明に基づく光電複合装置18を用いて、本発明に基づく光導波路1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。   As described above, an optical wiring system in which the optical waveguide 1 according to the present invention is used as an optical wiring can be configured using the photoelectric composite device 18 according to the present invention.

ここで、図15は、本発明に基づく光電複合装置18をプリント配線板19上に展開した例を示す模式図である。例えば、光導波路モジュールを規格化することで、4方向に自在に展開することが可能となる。   Here, FIG. 15 is a schematic diagram showing an example in which the photoelectric composite device 18 according to the present invention is developed on the printed wiring board 19. For example, by standardizing the optical waveguide module, it can be freely deployed in four directions.

本実施の形態によれば、本発明に基づく光導波路1がソケット13の凹部14に設置された状態でプリント配線板19に電気的に接続することができるので、既存のプリント配線板19の実装構造をそのまま利用することができる。従って、プリント配線板19上にソケット13が設置できる領域を設ければ、その他の一般の電気配線は従来通りのプロセスで形成することが可能である。   According to the present embodiment, since the optical waveguide 1 according to the present invention can be electrically connected to the printed wiring board 19 in a state where it is installed in the recess 14 of the socket 13, the existing printed wiring board 19 is mounted. The structure can be used as it is. Therefore, if an area where the socket 13 can be installed is provided on the printed wiring board 19, other general electric wiring can be formed by a conventional process.

また、本発明に基づく光導波路1が高温プロセスに弱くても、上述したように、プリント配線板19にソケット13を固定し、更にはんだリフロー、アンダーフィル樹脂封止などの高温プロセスを含む、全ての実装プロセスを完了した後、ソケット13の凹部14に本発明に基づく光導波路1を設置するので、光導波路1が高温によるダメージをこうむることなくその実装を行うことが可能である。   Moreover, even if the optical waveguide 1 according to the present invention is vulnerable to a high temperature process, as described above, the socket 13 is fixed to the printed wiring board 19 and further includes a high temperature process such as solder reflow and underfill resin sealing. After the mounting process is completed, the optical waveguide 1 according to the present invention is installed in the recess 14 of the socket 13, so that the optical waveguide 1 can be mounted without suffering damage due to high temperature.

また、プリント配線板19と比較して剛性の高い樹脂によってソケット13を作製でき、このソケット13上で、前記発光素子及び/又は前記受光素子及び光導波路1間の光結合を行うことがでるため、光結合に必要とされる実装精度を容易に確保できる。例えば、現状のモールド技術により、数μmオーダーの組立て精度は確保可能である。従って、光バスの高密度化も可能となる。   Further, the socket 13 can be made of a resin having higher rigidity than the printed wiring board 19, and the light coupling between the light emitting element and / or the light receiving element and the optical waveguide 1 can be performed on the socket 13. The mounting accuracy required for optical coupling can be easily secured. For example, the assembly accuracy of the order of several μm can be secured by the current mold technology. Therefore, it is possible to increase the density of the optical bus.

また、半導体集積回路チップ21a、21bと、発光素子アレイ8及び/又は受光素子アレイ9とを、インターポーザー20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、半導体集積回路チップ21a、21bと、前記発光素子及び/又は前記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、クロストーク対策も容易となり、光変調速度も向上させることが可能となる。   Further, since the semiconductor integrated circuit chips 21a and 21b and the light emitting element array 8 and / or the light receiving element array 9 can be installed close to the upper and lower surfaces via the interposer 20, the semiconductor integrated circuit chip 21a. , 21b and the wiring length between the light emitting element and / or the light receiving element can be shortened. Therefore, countermeasures against noise and crosstalk in the electric signal are facilitated, and the light modulation speed can be improved.

また、本発明に基づく光導波路1がソケット13の凹部14に設置された状態でプリント配線板19に電気的に接続することができるので、プリント配線板19の高密度配線とその設計の自由度を確保しながら光配線システムを安価かつ高い自由度で前記プリント配線板上に展開することが可能となり、前記プリント配線板上での高速分散処理、電子機器トータルでの高機能化、及び開発の短TAT(turn around time)化等が期待できる。   Further, since the optical waveguide 1 according to the present invention can be electrically connected to the printed wiring board 19 in a state where the optical waveguide 1 is installed in the recess 14 of the socket 13, the high-density wiring of the printed wiring board 19 and the degree of freedom of design thereof. It is possible to develop an optical wiring system on the printed wiring board at a low cost and with a high degree of freedom while ensuring high speed, high-speed distributed processing on the printed wiring board, high functionality in total electronic equipment, and development Short TAT (turn around time) can be expected.

さらに、ソケット13上に、インターポーザー20を介して半導体集積回路チップ21a、21bを実装し、及び本発明に基づく光導波路1の一方の面23側と、インターポーザー20の発光素子アレイ8及び/又は受光素子アレイ9が実装されている面側との間に空間25を形成することにより、光電複合装置18の使用時に半導体集積回路チップ21が発熱しても、この熱によって本発明に基づく光導波路1が破壊されるのを効果的に防ぐことができる。   Further, the semiconductor integrated circuit chips 21a and 21b are mounted on the socket 13 via the interposer 20, and the one surface 23 side of the optical waveguide 1 according to the present invention, the light emitting element array 8 of the interposer 20, and / or Alternatively, by forming a space 25 between the surface on which the light receiving element array 9 is mounted, even if the semiconductor integrated circuit chip 21 generates heat when the photoelectric composite device 18 is used, this heat causes light based on the present invention. It is possible to effectively prevent the waveguide 1 from being broken.

また、第1クラッド層2の両端部2a、2bの厚さが、両端部2a、2b間の中間部分2cの厚さよりも大きく形成されている。これにより、両端部2a、2bにおける第1クラッド層2の剛性を中間部分2cよりも大きくすることができるので、両端部2a、2bにおける第1クラッド層2が膨潤することをより効果的に防止することができる。また、光導波路1とソケット13との接合強度をより向上させることができる。従って、本発明に基づく光導波路1を用いて光電複合装置18を構成すれば、光軸がずれることがなく、効率的でありかつ安定した光入射及び/又は光出射を行うことができ、上述したような本発明に基づく光電複合装置18による効果を確実に得ることが可能となる。   Moreover, the thickness of the both ends 2a and 2b of the 1st clad layer 2 is formed larger than the thickness of the intermediate part 2c between both ends 2a and 2b. As a result, the rigidity of the first cladding layer 2 at both end portions 2a and 2b can be made larger than that of the intermediate portion 2c, so that the first cladding layer 2 at both end portions 2a and 2b can be more effectively prevented from swelling. can do. Further, the bonding strength between the optical waveguide 1 and the socket 13 can be further improved. Therefore, when the photoelectric composite device 18 is configured using the optical waveguide 1 according to the present invention, the optical axis is not shifted, and efficient and stable light incidence and / or light emission can be performed. It is possible to reliably obtain the effect of the photoelectric composite device 18 according to the present invention as described above.

第2の実施の形態
図16(a)は、図3における第1クラッド層2(但し、ここでは図示せず)側から見た発光素子、受光素子及び光導波路1の配置を示す図であり、図16(b)は図16(a)においてX方向から見た側面図であり、図16(c)は図16(a)においてY方向から見た側面図である。なお、図16(b)及び(c)では、上下を反転させて示している。また、図16では図示省略したが、前記第1クラッド層は図3に示すように、第1クラッド層2の両端部2a、2bの厚さが、両端部2a、2b間の中間部分2cの厚さよりも大きく形成されている。これにより、両端部2a、2bにおける第1クラッド層2の剛性を中間部分2cよりも大きくすることができるので、両端部2a、2bにおける第1クラッド層2が膨潤するのをより効果的に防止することができ、光軸がずれることはない。また、光導波路1とソケット13との接合強度をより向上させることができる。
Second Embodiment FIG. 16A is a diagram showing the arrangement of a light emitting element, a light receiving element, and an optical waveguide 1 as viewed from the first cladding layer 2 (not shown here) side in FIG. 16 (b) is a side view seen from the X direction in FIG. 16 (a), and FIG. 16 (c) is a side view seen from the Y direction in FIG. 16 (a). In FIGS. 16B and 16C, the top and bottom are reversed. Although not shown in FIG. 16, the thickness of the both ends 2a and 2b of the first cladding layer 2 is equal to that of the intermediate portion 2c between the ends 2a and 2b, as shown in FIG. It is formed larger than the thickness. As a result, the rigidity of the first cladding layer 2 at both end portions 2a and 2b can be made larger than that of the intermediate portion 2c, so that the first cladding layer 2 at both end portions 2a and 2b can be more effectively prevented from swelling. The optical axis is not shifted. Further, the bonding strength between the optical waveguide 1 and the socket 13 can be further improved.

図16に示す光導波路1は、45°ミラー面である光入射部5及び光出射部6を有する複数のコア層4が並列に配置されており、各コア層4の光入出射部5、6の位置が長さ方向において揃っている。   In the optical waveguide 1 shown in FIG. 16, a plurality of core layers 4 each having a light incident portion 5 and a light emitting portion 6 which are 45 ° mirror surfaces are arranged in parallel. 6 positions are aligned in the length direction.

発光素子アレイ8は、各コア層4の光入射部5に対応する位置に配置された複数の発光素子81を備える。各発光素子81の間隙には、発光素子81と半導体集積回路チップ(図示省略)との間の電気的な接続を行う貫通電極(図示省略)が配置されている。なお、受光素子アレイ9においても、上記の発光素子アレイ8と同様である。   The light emitting element array 8 includes a plurality of light emitting elements 81 arranged at positions corresponding to the light incident portions 5 of the respective core layers 4. In the gaps between the light emitting elements 81, penetrating electrodes (not shown) for electrical connection between the light emitting elements 81 and the semiconductor integrated circuit chip (not shown) are arranged. The light receiving element array 9 is the same as the light emitting element array 8 described above.

図16に示す光導波路1では、コア層4の並ぶ配列ピッチと同じピッチで、発光素子アレイ8の発光素子81や受光素子アレイ9の受光素子91が配列することとなる。   In the optical waveguide 1 shown in FIG. 16, the light emitting elements 81 of the light emitting element array 8 and the light receiving elements 91 of the light receiving element array 9 are arranged at the same pitch as the arrangement pitch of the core layers 4.

この場合、第2クラッド層3における前記光集束手段としての凸レンズ7は、コア層4の光入出射部5、6の位置にそれぞれ対応させて形成する。具体的には、図17に示すような配列となるように構成し、第2クラッド層3と一体成形すればよい。   In this case, the convex lens 7 as the light focusing means in the second cladding layer 3 is formed corresponding to the positions of the light incident / exit portions 5 and 6 of the core layer 4. Specifically, the arrangement may be as shown in FIG. 17 and the second cladding layer 3 may be integrally formed.

この動作メカニズムは、一方の半導体集積回路チップ(図示省略)から発信される電気信号が光信号に変換されて、発光素子アレイ8の各発光素子81から光信号として出射される。出射された光信号は、光導波路1の対応する一つの凸レンズ7によって集束され、コア層4の光入射部5に入射し、45°ミラー面から構成される光入射部5において反射し、コア層4が延伸する導波方向に導波され、他方の45°ミラー面からなる光出射部6において再び反射してコア層4の光出射部6から出射する。光導波路1から出射された光信号は、凸レンズ7を介して受光素子アレイ9の対応する受光素子91に受光されて電気信号に変換され、他方の半導体集積回路チップ(図示省略)に電気信号として伝送される(以下、他の実施の形態も同様。)。   In this operation mechanism, an electrical signal transmitted from one semiconductor integrated circuit chip (not shown) is converted into an optical signal and emitted from each light emitting element 81 of the light emitting element array 8 as an optical signal. The emitted optical signal is focused by a corresponding convex lens 7 of the optical waveguide 1, is incident on the light incident part 5 of the core layer 4, is reflected by the light incident part 5 composed of a 45 ° mirror surface, and the core The light is guided in the waveguide direction in which the layer 4 extends, and is reflected again by the light emitting part 6 composed of the other 45 ° mirror surface and emitted from the light emitting part 6 of the core layer 4. The optical signal emitted from the optical waveguide 1 is received by the corresponding light receiving element 91 of the light receiving element array 9 through the convex lens 7 and converted into an electrical signal, and is sent to the other semiconductor integrated circuit chip (not shown) as an electrical signal. Is transmitted (hereinafter, the same applies to other embodiments).

本実施の形態によれば、第2クラッド層3における凸レンズ7が、図17に示すような配列となるようにして第2クラッド層3と一体成形されているので、発光素子81からの光信号を効果的に集束してコア層4に入射させ、効率良く光結合を行うことができる。また、受光素子91が光導波路1からの出射光を効果的に受光することができる。   According to the present embodiment, the convex lenses 7 in the second cladding layer 3 are integrally formed with the second cladding layer 3 so as to be arranged as shown in FIG. Can be effectively focused and incident on the core layer 4 to efficiently perform optical coupling. Further, the light receiving element 91 can effectively receive the light emitted from the optical waveguide 1.

第3の実施の形態
図18(a)は、図3における第1クラッド層2(但し、ここでは図示せず)側から見た発光素子、受光素子及び光導波路1の概略構成を示す図であり、図18(b)は図18(a)においてX方向から見た側面図であり、図18(c)は図18(a)においてY方向から見た側面図である。なお、図18(b)及び(c)では、上下を反転させて示している。また、図18では図示省略したが、前記第1クラッド層は図3に示すように、第1クラッド層2の両端部2a、2bの厚さが、両端部2a、2b間の中間部分2cの厚さよりも大きく形成されている。これにより、両端部2a、2bにおける第1クラッド層2の剛性を中間部分2cよりも大きくすることができるので、両端部2a、2bにおける第1クラッド層2が膨潤するのをより効果的に防止することができ、光軸がずれることはない。また、光導波路1とソケット13との接合強度をより向上させることができる。
Third Embodiment FIG. 18A is a diagram showing a schematic configuration of a light-emitting element, a light-receiving element, and an optical waveguide 1 as viewed from the first cladding layer 2 (not shown here) side in FIG. 18B is a side view seen from the X direction in FIG. 18A, and FIG. 18C is a side view seen from the Y direction in FIG. 18A. 18B and 18C are shown upside down. Although not shown in FIG. 18, the first cladding layer has a thickness of both end portions 2a, 2b of the first cladding layer 2 as shown in FIG. It is formed larger than the thickness. As a result, the rigidity of the first cladding layer 2 at both end portions 2a and 2b can be made larger than that of the intermediate portion 2c, so that the first cladding layer 2 at both end portions 2a and 2b can be more effectively prevented from swelling. The optical axis is not shifted. Further, the bonding strength between the optical waveguide 1 and the socket 13 can be further improved.

図18(a)に示すように、光導波路1は、コア層4が並列に複数配置されている。各コア層4の端部は、45°ミラー面からなる光入射部5及び光出射部6となる。本実施の形態に係る光導波路1では、各コア層4の光入出射部5、6が、隣接する他のコア層4の光入出射部5、6に対して長さ方向にずれて形成されている。   As shown in FIG. 18A, the optical waveguide 1 has a plurality of core layers 4 arranged in parallel. The end portions of each core layer 4 are a light incident portion 5 and a light emitting portion 6 each having a 45 ° mirror surface. In the optical waveguide 1 according to the present embodiment, the light incident / exit portions 5 and 6 of each core layer 4 are shifted in the length direction with respect to the light incident / exit portions 5 and 6 of other adjacent core layers 4. Has been.

発光素子アレイ8は、各コア層4の光入出射部5、6に対応する位置に配置された複数の発光素子81を備える。各発光素子81の間隙には、発光素子81と半導体集積回路チップ(図示省略)との間の電気的接続を行う貫通電極(図示省略)が配置されている(これは、受光素子アレイ9の受光素子91についても同様である。)。   The light emitting element array 8 includes a plurality of light emitting elements 81 arranged at positions corresponding to the light incident / exit portions 5 and 6 of each core layer 4. In the gaps between the light emitting elements 81, penetrating electrodes (not shown) for electrical connection between the light emitting elements 81 and the semiconductor integrated circuit chip (not shown) are disposed (this corresponds to the light receiving element array 9). The same applies to the light receiving element 91.)

この場合、第2クラッド層3における前記光集束手段としての凸レンズ7は、コア層4の光入出射部5、6の位置にそれぞれ対応させて形成する。具体的には、図19に示すような配列となるように構成し、第2クラッド層3と一体成形すればよい。   In this case, the convex lens 7 as the light focusing means in the second cladding layer 3 is formed corresponding to the positions of the light incident / exit portions 5 and 6 of the core layer 4. Specifically, the arrangement may be as shown in FIG. 19 and the second cladding layer 3 may be integrally formed.

本実施の形態によれば、第2クラッド層3における凸レンズ7が、図19に示すような配列となるようにして第2クラッド層3と一体成形されているので、発光素子81からの光信号を効果的に集束してコア層4に入射させ、効率良く光結合を行うことができる。また、受光素子91が光導波路1からの出射光を効果的に受光することができる。   According to the present embodiment, the convex lenses 7 in the second cladding layer 3 are integrally formed with the second cladding layer 3 so as to be arranged as shown in FIG. Can be effectively focused and incident on the core layer 4 to efficiently perform optical coupling. Further, the light receiving element 91 can effectively receive the light emitted from the optical waveguide 1.

また、各コア層4の光入出射部5、6が、隣接する他のコア層4の光入出射部5、6に対して長さ方向にずれて形成されているので、コア層4の長さ方向において配列する発光素子81同士のピッチは、上記の長さ方向のずれ量だけの大きさとなる。例えば、隣接するコア層4の光入出射部5、6を延伸方向において100μmだけずらした場合には、コア層4の長さ方向において配列する発光素子81同士のピッチは100μmとなる。これは、受光素子91においても同様である。   In addition, the light incident / exit portions 5 and 6 of each core layer 4 are formed so as to be shifted in the length direction with respect to the light incident / exit portions 5 and 6 of the other adjacent core layers 4. The pitch between the light emitting elements 81 arranged in the length direction is as large as the amount of deviation in the length direction. For example, when the light incident / exit portions 5 and 6 of the adjacent core layer 4 are shifted by 100 μm in the extending direction, the pitch between the light emitting elements 81 arranged in the length direction of the core layer 4 is 100 μm. The same applies to the light receiving element 91.

また、コア層4の配列方向に並ぶ発光素子81のピッチは、5本のコア層4の配列ピッチの合計分だけの大きさとなる。例えば、各コア層4が20μmの配列ピッチで配列している場合には、コア層4の配列方向に並ぶ発光素子81のピッチは、100μmとなる。   Further, the pitch of the light emitting elements 81 arranged in the arrangement direction of the core layers 4 is a size corresponding to the total arrangement pitch of the five core layers 4. For example, when the core layers 4 are arranged at an arrangement pitch of 20 μm, the pitch of the light emitting elements 81 arranged in the arrangement direction of the core layers 4 is 100 μm.

このように、各コア層4の光入出射部5、6が、隣接する他のコア層4の光入出射部5、6に対して長さ方向にずれて形成されていることにより、コア層4に対応して配置される光素子(発光素子、受光素子を併せて称する。以下、同様。)81、91を二次的に配置することができ、光素子81、91を100μmピッチ程度で配置しながら、コア層4を20μmピッチにまで集積することが可能となっている。   As described above, the light incident / exit portions 5 and 6 of each core layer 4 are formed so as to be shifted in the length direction with respect to the light incident / exit portions 5 and 6 of the other adjacent core layers 4. Optical elements (a light emitting element and a light receiving element are collectively referred to) 81 and 91 arranged corresponding to the layer 4 can be secondarily arranged, and the optical elements 81 and 91 are arranged at a pitch of about 100 μm. The core layer 4 can be integrated up to a pitch of 20 μm.

即ち、光素子81、91の距離を光干渉や素子発熱によるクロストークの影響を避けるためのピッチで配列させつつ、コア層4の集積度を向上させることが可能となる。   That is, it is possible to improve the degree of integration of the core layer 4 while arranging the distance between the optical elements 81 and 91 at a pitch to avoid the influence of optical interference and crosstalk due to element heat generation.

また、コア層4を高集積化させつつ、光素子81、91を二次元的に配列することにより、無駄なスペースが無くなり、一素子当たりの基板専有面積を削減することができる。このため、一層のコストダウンを図ることができる。   Further, by arranging the optical elements 81 and 91 two-dimensionally while highly integrating the core layer 4, useless space is eliminated, and the area occupied by the substrate per element can be reduced. For this reason, further cost reduction can be achieved.

第4の実施の形態
図20(a)は、前記コア層において、前記光集束手段が一体成形された前記第2クラッド層が接合された面とは反対側から見た発光素子アレイ、受光素子アレイ及び光導波路の概略構成を示す図であり、図20(b)は図20(a)においてX方向から見た側面図であり、図20(c)は図20(a)においてY方向から見た側面図である。なお、図20(b)及び(c)では、上下を反転させて示している。また、図20では図示省略したが、前記第1クラッド層は図3に示すように、第1クラッド層2の両端部2a、2bの厚さが、両端部2a、2b間の中間部分2cの厚さよりも大きく形成されている。これにより、両端部2a、2bにおける第1クラッド層2の剛性を中間部分2cよりも大きくすることができるので、両端部2a、2bにおける第1クラッド層2が膨潤するのをより効果的に防止することができ、光軸がずれることはない。また、光導波路1とソケット13との接合強度をより向上させることができる。
Fourth Embodiment FIG. 20A shows a light-emitting element array and a light-receiving element as viewed from the opposite side to the surface of the core layer where the second clad layer integrally formed with the light focusing means is joined. It is a figure which shows schematic structure of an array and an optical waveguide, FIG.20 (b) is the side view seen from X direction in Fig.20 (a), FIG.20 (c) is from Y direction in Fig.20 (a). FIG. 20B and 20C are shown upside down. Although not shown in FIG. 20, the thickness of both ends 2a, 2b of the first cladding layer 2 is equal to that of the intermediate portion 2c between both ends 2a, 2b, as shown in FIG. It is formed larger than the thickness. As a result, the rigidity of the first cladding layer 2 at both end portions 2a and 2b can be made larger than that of the intermediate portion 2c, so that the first cladding layer 2 at both end portions 2a and 2b can be more effectively prevented from swelling. The optical axis is not shifted. Further, the bonding strength between the optical waveguide 1 and the socket 13 can be further improved.

光導波路1は、図20に示すように、各コア層4−1、4−2の光入出射部5、6が、隣接する他のコア層4−2、4−1の光入出射部5、6に対して長さ方向にずれて形成されている。本実施の形態では、光入出射部5、6の位置がずれた2つの第1のコア層4−1及び第2のコア層4−2を一単位として、繰り返し配列されている。   As illustrated in FIG. 20, the optical waveguide 1 includes light incident / exit portions of the core layers 4-1 and 4-2, and light incident / exit portions of the other adjacent core layers 4-2 and 4-1. 5 and 6 are shifted in the length direction. In the present embodiment, the two first core layers 4-1 and the second core layer 4-2 whose positions of the light incident / exit sections 5 and 6 are shifted are repeatedly arranged as a unit.

各コア層4の長さ方向の一方側において、第1のコア層4−1の光入射部5に対応して配置された発光素子81を複数有する発光素子アレイ8−1と、第2のコア層4−2の光出射部6に対応して配置された受光素子91を複数有する受光素子アレイ9−2が配置されている。   A light emitting element array 8-1 having a plurality of light emitting elements 81 arranged corresponding to the light incident portions 5 of the first core layer 4-1, on one side in the length direction of each core layer 4, and a second A light receiving element array 9-2 having a plurality of light receiving elements 91 arranged corresponding to the light emitting portions 6 of the core layer 4-2 is arranged.

各コア層4の長さ方向の他方側において、第1のコア層4−1の光出射部6に対応して配置された受光素子91を複数有する受光素子アレイ9−1と、第2のコア層4−2の光入射部5に対応して配置された発光素子81を複数有する発光素子アレイ8−2が配置されている。   A light receiving element array 9-1 having a plurality of light receiving elements 91 arranged corresponding to the light emitting portions 6 of the first core layer 4-1, on the other side in the length direction of each core layer 4; A light emitting element array 8-2 having a plurality of light emitting elements 81 arranged corresponding to the light incident portions 5 of the core layer 4-2 is arranged.

即ち、この光導波路1では、並列に配置された各コア層4−1、4−2に対し、発光素子81及び受光素子91が交互に配置されている。そのため、各コア層4−1、4−2は、互いに隣接する他のコア層4−2、4−1に対し逆方向に光を導波する。   That is, in the optical waveguide 1, the light emitting elements 81 and the light receiving elements 91 are alternately arranged for the core layers 4-1 and 4-2 arranged in parallel. Therefore, each of the core layers 4-1 and 4-2 guides light in the opposite direction to the other adjacent core layers 4-2 and 4-1.

この場合、第2クラッド層3における前記光集束手段としての凸レンズ7は、コア層4の光入出射部5、6の位置にそれぞれ対応させて形成する。具体的には、図21に示すような配列となるように構成し、第2クラッド層3と一体成形すればよい。これにより、発光素子81からの光信号を効果的に集束してコア層4に入射させ、効率良く光結合を行うことができる。また、受光素子91が光導波路1からの出射光を効果的に受光することができる。   In this case, the convex lens 7 as the light focusing means in the second cladding layer 3 is formed corresponding to the positions of the light incident / exit portions 5 and 6 of the core layer 4. Specifically, the arrangement may be as shown in FIG. 21 and the second cladding layer 3 may be integrally formed. Thereby, the optical signal from the light emitting element 81 can be effectively focused and incident on the core layer 4, and the optical coupling can be performed efficiently. Further, the light receiving element 91 can effectively receive the light emitted from the optical waveguide 1.

また、並列に配置された各コア層4−1、4−2に対し、発光素子81及び受光素子91が交互に配置されていることから、例えば、半導体集積回路チップの特定の回路に接続する入出力パッドに対応する発光素子81及び受光素子91の位置は、図20のB部に示すように近接配置されていることから、電気配線の長さを短くすることができ、高周波対策が容易になるという効果がある。その他、第3の実施の形態と同様の効果も有する。   Further, since the light emitting elements 81 and the light receiving elements 91 are alternately arranged with respect to the core layers 4-1 and 4-2 arranged in parallel, for example, they are connected to a specific circuit of a semiconductor integrated circuit chip. Since the positions of the light emitting element 81 and the light receiving element 91 corresponding to the input / output pads are close to each other as shown in part B of FIG. 20, the length of the electric wiring can be shortened, and high frequency countermeasures are easy. There is an effect of becoming. In addition, it has the same effect as the third embodiment.

第5の実施の形態
図22(a)は、前記コア層において、前記光集束手段が一体成形された前記第2クラッド層が接合された面とは反対側から見た発光素子アレイ、受光素子アレイ及び光導波路の概略構成を示す図であり、図22(b)は図22(a)においてX方向から見た側面図であり、図22(c)は図22(a)においてY方向から見た側面図であり、図22(d)は受光素子アレイにおける受光素子の配置及び発光素子アレイにおける発光素子の配置を示す図である。なお、図22(b)及び(c)では、上下を反転させて示している。また、図22では図示省略したが、前記第1クラッド層は図3に示すように、第1クラッド層2の両端部2a、2bの厚さが、両端部2a、2b間の中間部分2cの厚さよりも大きく形成されている。これにより、両端部2a、2bにおける第1クラッド層2の剛性を中間部分2cよりも大きくすることができるので、両端部2a、2bにおける第1クラッド層2が膨潤するのをより効果的に防止することができ、光軸がずれることはない。また、光導波路1とソケット13との接合強度をより向上させることができる。
Fifth Embodiment FIG. 22A shows a light-emitting element array and a light-receiving element as viewed from the opposite side of the surface of the core layer to which the second clad layer integrally formed with the light focusing means is joined. It is a figure which shows schematic structure of an array and an optical waveguide, FIG.22 (b) is the side view seen from X direction in Fig.22 (a), FIG.22 (c) is from Y direction in Fig.22 (a). FIG. 22D is a side view as seen, and FIG. 22D is a diagram showing the arrangement of light receiving elements in the light receiving element array and the arrangement of light emitting elements in the light emitting element array. In FIGS. 22B and 22C, the upper and lower sides are reversed. Although not shown in FIG. 22, the thickness of the both end portions 2a and 2b of the first cladding layer 2 is equal to that of the intermediate portion 2c between the both end portions 2a and 2b, as shown in FIG. It is formed larger than the thickness. As a result, the rigidity of the first cladding layer 2 at both end portions 2a and 2b can be made larger than that of the intermediate portion 2c, so that the first cladding layer 2 at both end portions 2a and 2b can be more effectively prevented from swelling. The optical axis is not shifted. Further, the bonding strength between the optical waveguide 1 and the socket 13 can be further improved.

本実施の形態では、第3の実施の形態と第4の実施の形態との構成を複合した構成となっている。即ち、第4の実施の形態と同様にして、光導波路1では、並列に配置された各コア層4に対し、発光素子81及び受光素子91が交互に配置されている。そのため、各コア層4は、互いに隣接する他のコア層に対し逆方向に光を導波する。   In the present embodiment, the configuration of the third embodiment and the fourth embodiment is combined. That is, similarly to the fourth embodiment, in the optical waveguide 1, the light emitting elements 81 and the light receiving elements 91 are alternately arranged for the core layers 4 arranged in parallel. Therefore, each core layer 4 guides light in the opposite direction with respect to the other adjacent core layers.

また、第3の実施の形態と同様に、各光素子アレイ8−1、8−2、9−1、9−2における光素子81、91は、図22(d)に示すように、隣り合う他の光素子81、91に対し、コア層4の長さ方向にずれて配置されている。   Further, as in the third embodiment, the optical elements 81 and 91 in each of the optical element arrays 8-1, 8-2, 9-1 and 9-2 are adjacent to each other as shown in FIG. The other optical elements 81 and 91 are arranged so as to be shifted in the length direction of the core layer 4.

この場合、第2クラッド層3における前記光集束手段としての凸レンズ7は、コア層4の光入出射部5、6の位置にそれぞれ対応させて形成する。具体的には、図23に示すような配列となるように構成し、第2クラッド層3と一体成形すればよい。これにより、発光素子81からの光信号を効果的に集束してコア層4に入射させ、効率良く光結合を行うことができる。また、受光素子91が光導波路1からの出射光を効果的に受光することができる。   In this case, the convex lens 7 as the light focusing means in the second cladding layer 3 is formed corresponding to the positions of the light incident / exit portions 5 and 6 of the core layer 4. Specifically, the arrangement may be as shown in FIG. 23 and the second cladding layer 3 may be integrally formed. Thereby, the optical signal from the light emitting element 81 can be effectively focused and incident on the core layer 4, and the optical coupling can be performed efficiently. Further, the light receiving element 91 can effectively receive the light emitted from the optical waveguide 1.

また、図16に示すように各光素子アレイにおいて光素子が直線的に配列している場合に比べて、光素子間のピッチを大きくとることができることから、上述した第4の実施の形態の効果を維持しつつ、光素子間の距離を光干渉や素子発熱によるクロストークの影響を避けるためのピッチで配列させることができることから、コア層4の集積度を向上させることが可能となる。その他、第3の実施の形態の効果を奏することができる。   Also, as shown in FIG. 16, the pitch between the optical elements can be increased as compared with the case where the optical elements are linearly arranged in each optical element array. Since the distance between the optical elements can be arranged at a pitch to avoid the influence of crosstalk due to optical interference or element heat generation while maintaining the effect, the integration degree of the core layer 4 can be improved. In addition, the effects of the third embodiment can be achieved.

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。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the above-mentioned example can be variously modified based on the technical idea of this invention.

例えば、前記光集束手段としての凸レンズ7の形状は特に限定されず、例えば球面レンズの他にもシリンドリカルレンズ等も勿論適用可能である。 For example , the shape of the convex lens 7 as the light converging means is not particularly limited, and for example, besides a spherical lens, a cylindrical lens or the like can be applied.

また、凸レンズ7を第2クラッド層3と一体成形する方法としてスタンピングの例を説明したが、例えば注型等によって成形してもよい。   Moreover, although the example of stamping was demonstrated as a method of integrally molding the convex lens 7 with the 2nd cladding layer 3, you may shape | mold by casting etc., for example.

また、図8及び図9において、コア材4aが充填された石英型11上に第2クラッド層3を配置してコア材4aを固化する例を説明したが、この他に、ゲートを有する石英型を第2クラッド層3に配置して、前記ゲートからキャビティにコア材を導入してもよい。   8 and 9, the example in which the second cladding layer 3 is disposed on the quartz mold 11 filled with the core material 4a to solidify the core material 4a has been described. A mold may be disposed on the second cladding layer 3 to introduce a core material from the gate into the cavity.

また、ソケット13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17が設けられている例を説明したが、この他にもソケット13に貫通電極を設け、ソケット13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。   Further, the example in which the terminal pin 17 is provided as the conducting means for conducting the front and back surfaces of the socket 13 has been described. However, in addition to this, the through-electrode is provided in the socket 13, and the socket 13 and the printed wiring The plate and the interposer may be electrically connected by solder.

また、ソケット13は、図24に示すように、凸面16上に、前記インターポーザーの位置決め機構24(例えばはめあいボス等)を有していてもよく、その形状、大きさ等は特に限定されない。   As shown in FIG. 24, the socket 13 may have the interposer positioning mechanism 24 (for example, a fitting boss) on the convex surface 16, and the shape, size, and the like are not particularly limited.

さらに、ソケット凹部14に設けた突起部15の形状、大きさ等は特に限定されない。   Furthermore, the shape, size, etc. of the protrusion 15 provided in the socket recess 14 are not particularly limited.

なお、本発明は、レーザー光に信号を乗せた上述した光配線システムに好適であるが、これ以外にも、光源等の選択によりディスプレイ用などにも適用可能である。   The present invention is suitable for the above-described optical wiring system in which a signal is placed on a laser beam. However, the present invention can also be applied to a display or the like by selecting a light source or the like.

本発明は、光導波路で効率良く所定の光束に集光されて出射し、或いは光導波路に効率良く入射した後に出射した信号光を次段回路の受光素子(光配線やフォトディテクタ等)に入射させるように構成した光通信等の光情報処理に有効に用いることができる。   The present invention efficiently collects and emits a predetermined light flux by an optical waveguide, or causes signal light emitted after being efficiently incident on the optical waveguide to enter a light receiving element (such as an optical wiring or a photodetector) of the next stage circuit. Thus, it can be effectively used for optical information processing such as optical communication.

第1の実施の形態による、本発明に基づく光電複合装置の概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of a photoelectric composite device according to the present invention according to a first embodiment. 同、ソケットの概略斜視図である。It is a schematic perspective view of a socket. 同、本発明に基づく光導波路の概略断面図である。1 is a schematic sectional view of an optical waveguide according to the present invention. 同、前記ソケットに従来例による光導波路を組み込んだ場合の概略図である。FIG. 6 is a schematic view when an optical waveguide according to a conventional example is incorporated in the socket. 同、本発明に基づく光導波路の概略断面図である。1 is a schematic sectional view of an optical waveguide according to the present invention. 同、本発明に基づく光導波路の概略断面図である。1 is a schematic sectional view of an optical waveguide according to the present invention. 同、本発明に基づく光導波路の概略断面図である。1 is a schematic sectional view of an optical waveguide according to the present invention. 同、本発明に基づく光導波路の製造方法の一例を工程順に示す概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing an optical waveguide according to the present invention in the order of steps. 同、本発明に基づく光導波路の製造方法の一例を工程順に示す概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing an optical waveguide according to the present invention in the order of steps. 同、インターポーザーの概略斜視図である。It is a schematic perspective view of an interposer. 同、本発明に基づく光電複合装置の製造方法及び実装構造の一例を工程順に示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a photoelectric composite device and a mounting structure according to the present invention in the order of steps. 同、本発明に基づく光電複合装置の製造方法及び実装構造の一例を工程順に示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a photoelectric composite device and a mounting structure according to the present invention in the order of processes. 同、本発明に基づく光電複合装置の製造方法の一部工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the partial process of the manufacturing method of the photoelectric composite apparatus based on this invention. 同、本発明に基づく光電複合装置の実装構造の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the mounting structure of the photoelectric composite apparatus based on this invention. 同、本発明に基づく光電複合装置の実装構造の一例を示す概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing an example of a mounting structure of a photoelectric composite device according to the present invention. 第2の実施の形態による、本発明に基づく光導波路の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of an optical waveguide according to the present invention according to a second embodiment. 同、第2クラッド層の概略平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view of the second cladding layer. 第3の実施の形態による、本発明に基づく光導波路の概略図である。FIG. 4 is a schematic view of an optical waveguide according to the present invention according to a third embodiment. 同、第2クラッド層の概略平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view of the second cladding layer. 第4の実施の形態による、本発明に基づく光導波路の概略図である。FIG. 6 is a schematic view of an optical waveguide according to the present invention according to a fourth embodiment. 同、第2クラッド層の概略平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view of the second cladding layer. 第5の実施の形態による、本発明に基づく光導波路の概略図である。FIG. 6 is a schematic view of an optical waveguide according to the present invention according to a fifth embodiment. 同、第2クラッド層の概略平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view of the second cladding layer. 実施の形態によるソケットの他の例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the other example of the socket by embodiment. 従来例による光導波路の実装構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the mounting structure of the optical waveguide by a prior art example. 同、光導波路の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of an optical waveguide same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

1…光導波路、2…第1クラッド層、2a、2b…第1クラッド層の端部、
2c…第1クラッド層の中間部分、3…第2クラッド層、2’、3a…クラッド材、
4、4−1、4−2…コア層、4a…コア材、5…光入射部、6…光出射部、
7…凸レンズ、8、8−1、8−2…発光素子アレイ、
9、9−1、9−2…受光素子アレイ、10…金型、11…石英型、12…光学部品、
13…ソケット、14…凹部、15…突起部、16…凸面、17…ターミナルピン、
18…光電複合装置、19…プリント配線板、20…インターポーザー、
21、21a、21b…半導体集積回路チップ、22…再配線電極、
24…インターポーザーの位置決め機構、25…空間、30…信号光、31…上型、
32…下型、33…キャビティ、33a、33b…キャビティの端部、
33c…キャビティの中間部分、81…発光素子、82…貫通電極、91…受光素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical waveguide, 2 ... 1st cladding layer, 2a, 2b ... End part of 1st cladding layer,
2c: intermediate portion of the first cladding layer, 3 ... second cladding layer, 2 ', 3a ... cladding material,
4, 4-1, 4-2 ... core layer, 4a ... core material, 5 ... light incident part, 6 ... light emitting part,
7 ... convex lens, 8, 8-1 and 8-2 ... light emitting element array,
9, 9-1, 9-2 ... light receiving element array, 10 ... mold, 11 ... quartz type, 12 ... optical component,
13 ... Socket, 14 ... Recess, 15 ... Projection, 16 ... Convex surface, 17 ... Terminal pin,
18 ... Photoelectric composite device, 19 ... Printed wiring board, 20 ... Interposer,
21, 21 a, 21 b... Semiconductor integrated circuit chip, 22... Redistribution electrode,
24 ... Interposer positioning mechanism, 25 ... Space, 30 ... Signal light, 31 ... Upper mold,
32 ... Lower mold, 33 ... Cavity, 33a, 33b ... End of cavity,
33c: middle part of cavity, 81 ... light emitting element, 82 ... penetrating electrode, 91 ... light receiving element

Claims (22)

第1クラッド層と第2クラッド層とによりコア層が挟着されてなり、前記第2クラッド層を通して前記コア層へ光入射がなされ、この入射光が前記コア層を通して導かれるように構成されていて、前記コア層の光入射部及び光出射部に相当する位置であって前記第2クラッド層の端面より内側位置において光集束又はコリメーション手段が前記第2クラッド層と一体成形され、前記コア層の前記光入射部及び前記光出射部の各端面のみに、傾斜ミラー面が前記第2クラッド層の端面より内側位置において外部に露出した状態で形成され、この傾斜ミラー面によって前記入射光が前記コア層内へ反射されて導波された後に更に前記第2クラッド層側へ反射され、かつ、前記コア層の前記光入射部及び前記光出射部に相当する部分を含む端部において、前記第2クラッド層の剛性が前記光集束又はコリメーション手段によって両端部間の中間部分の剛性よりも大きくなっていると共に前記第1クラッド層の厚さが両端部間の中間部分よりも大きく形成されていて前記第1クラッド層の剛性も前記中間部分の剛性よりも大きくなっている、光導波路。 A core layer is sandwiched between the first cladding layer and the second cladding layer, and light is incident on the core layer through the second cladding layer, and the incident light is guided through the core layer. A light converging or collimating means is integrally formed with the second cladding layer at a position corresponding to the light incident portion and the light emitting portion of the core layer and at a position inside the end surface of the second cladding layer, The inclined mirror surface is formed on only the end surfaces of the light incident portion and the light emitting portion of the second cladding layer so as to be exposed to the outside at a position inside the end surface of the second cladding layer, and the incident light is transmitted by the inclined mirror surface. is reflected to the core layer is further reflected to the second cladding layer side after being guided, and in each end portion including a portion corresponding to the light incident part and the light exit portion of the core layer There are, the conjunction is greater than the rigidity of the intermediate portion between both end portions due to the rigidity of the second cladding layer is the light focusing or collimation means, than the intermediate portion between both end portions the thickness of the first cladding layer An optical waveguide which is formed large and has a rigidity of the first cladding layer larger than that of the intermediate portion . 前記第1及び第2クラッド層の中間部分が可撓性を有している、請求項1に記載した光導波路。 The optical waveguide according to claim 1, wherein an intermediate portion between the first and second cladding layers has flexibility. 前記光集束又はコリメーション手段が前記第2クラッド層と同一材質からなる、請求項に記載した光導波路。 The optical waveguide according to claim 1 , wherein the light focusing or collimating means is made of the same material as the second cladding layer. 前記光集束又はコリメーション手段が凸レンズである、請求項に記載した光導波路。 The optical waveguide according to claim 1 , wherein the light focusing or collimating means is a convex lens. 光伝搬方向において前記第2クラッド層が前記第1クラッド層よりも長く形成されている、請求項に記載した光導波路。 It said second cladding layer in the light propagation direction is formed longer than the first cladding layer, an optical waveguide according to claim 1. ソケットに設置されると共に、発光素子と受光素子との少なくとも一方が対向して配置される光電複合装置として構成される、請求項1に記載した光導波路。   The optical waveguide according to claim 1, wherein the optical waveguide is configured as a photoelectric composite device that is installed in a socket and in which at least one of a light emitting element and a light receiving element is arranged to face each other. ソケットと、このソケットに設置された光導波路とを有し、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、前記光導波路に対向して配置され、また前記光導波路が、
第1クラッド層と第2クラッド層とによりコア層が挟着されてなり、前記第2クラッ ド層を通して前記コア層へ光入射がなされ、この入射光が前記コア層を通して導かれる ように構成されていて、前記コア層の光入射部及び光出射部に相当する位置であって前 記第2クラッド層の端面より内側位置において光集束又はコリメーション手段が前記第 2クラッド層と一体成形され、前記コア層の前記光入射部及び前記光出射部の各端面の みに、傾斜ミラー面が前記第2クラッド層の端面より内側位置において外部に露出した 状態で形成され、この傾斜ミラー面によって前記入射光が前記コア層内へ反射されて導 波された後に更に前記第2クラッド層側へ反射され、かつ、前記コア層の前記光入射部 及び前記光出射部に相当する部分を含む端部において、前記第2クラッド層の剛性が 前記光集束又はコリメーション手段によって両端部間の中間部分の剛性よりも大きくな っていると共に前記第1クラッド層の厚さが両端部間の中間部分よりも大きく形成さ れていて前記第1クラッド層の剛性も前記中間部分の剛性よりも大きくなっている、
光電複合装置。
A socket and an optical waveguide installed in the socket, and at least one of a light-emitting element for performing light incidence on the optical waveguide and a light-receiving element for receiving light emitted from the optical waveguide, Disposed opposite the optical waveguide, and the optical waveguide is
Core layer by the first cladding layer and the second cladding layer is being clamped, the light incidence is made to the second the core layer through clad layer, it is configured as the incident light is guided through the core layer have been, optical focusing or collimation means in the inside position from the end face of the front Stories second cladding layer at a position corresponding to the light incident portion and the light emitting portion of the core layer is formed integrally with the second cladding layer, wherein the light incident portions and mini of the respective end faces of the light emitting portion of the core layer, is formed in a state of being exposed to the outside at a position inside from the end face of the inclined mirror surface the second cladding layer, fill front by the inclined mirror surface Shako been reflected to further the second cladding layer side after being guided is reflected into the core layer, and each end portion including a portion corresponding to the light incident part and the light exit portion of the core layer Oite, together are I Do greater than the stiffness of the intermediate portion between both end portions due to the rigidity of the second cladding layer is the light focusing or collimation means, the intermediate portion between the thickness of the first cladding layer is both end portions is larger than the rigidity of even the intermediate portion of the first cladding layer is larger than,
Photoelectric composite device.
前記第1及び第2クラッド層の中間部分が可撓性を有している、請求項に記載した光電複合装置。 The photoelectric composite device according to claim 7 , wherein an intermediate portion between the first and second cladding layers has flexibility. 前記光集束又はコリメーション手段が前記第2クラッド層と同一材質からなる、請求項に記載した光電複合装置。 The photoelectric composite device according to claim 7 , wherein the light focusing or collimating means is made of the same material as the second cladding layer. 前記光集束又はコリメーション手段が凸レンズである、請求項に記載した光電複合装置。 The photoelectric composite device according to claim 7 , wherein the light focusing or collimating means is a convex lens. 光伝搬方向において前記第2クラッド層が前記第1クラッド層よりも長く形成されている、請求項に記載した光電複合装置。 The photoelectric composite device according to claim 7 , wherein the second cladding layer is formed longer than the first cladding layer in a light propagation direction. 前記ソケットに前記光導波路を位置決めして固定するための位置決め手段が設けられている、請求項に記載した光電複合装置。 The photoelectric composite device according to claim 7 , wherein positioning means for positioning and fixing the optical waveguide to the socket is provided. 前記位置決め手段が凹凸構造からなり、この凹凸構造の凸面上に、前記発光素子及び/又は前記受光素子を実装したインターポーザーが固定されている、請求項12に記載した光電複合装置。 The photoelectric composite device according to claim 12 , wherein the positioning unit has a concavo-convex structure, and an interposer on which the light emitting element and / or the light receiving element is mounted is fixed on a convex surface of the concavo-convex structure. 前記インターポーザーに、前記発光素子及び/又は前記受光素子に接続された半導体集積回路チップが実装されている、請求項13に記載した光電複合装置。 The photoelectric composite device according to claim 13 , wherein a semiconductor integrated circuit chip connected to the light emitting element and / or the light receiving element is mounted on the interposer. 前記凹凸構造が、前記光導波路を嵌め込んでその幅方向を位置決めするための凹部と、前記光導波路の長さ方向を位置決めするための突起部とを有している、請求項13に記載した光電複合装置。 14. The concave-convex structure according to claim 13 , wherein the concave-convex structure has a recess for fitting the optical waveguide and positioning the width direction thereof, and a protrusion for positioning the length direction of the optical waveguide. Photoelectric composite device. 前記凹凸構造の前記凹部の深さが、前記光導波路の厚さよりも大きい、請求項15に記載した光電複合装置。 The photoelectric composite device according to claim 15 , wherein a depth of the concave portion of the concave-convex structure is larger than a thickness of the optical waveguide. 前記凸面上に、前記インターポーザーの位置決め機構を有する、請求項13に記載した光電複合装置。 The photoelectric composite device according to claim 13 , further comprising a positioning mechanism for the interposer on the convex surface. 一対の前記ソケット間に前記光導波路が架け渡されている、請求項に記載した光電複合装置。 The photoelectric composite device according to claim 7 , wherein the optical waveguide is bridged between the pair of sockets. 前記光導波路が光配線として用いられる光配線システムを構成する、請求項に記載した光電複合装置。 The photoelectric composite device according to claim 7 , constituting an optical wiring system in which the optical waveguide is used as an optical wiring. 請求項19のいずれか1項に記載した光電複合装置がプリント配線板に電気的に接続された状態で固定されている、光電複合装置の実装構造。 A mounting structure for a photoelectric composite device, wherein the photoelectric composite device according to any one of claims 7 to 19 is fixed in a state of being electrically connected to a printed wiring board. 前記光導波路が前記プリント配線板とは非接触となっている、請求項20に記載した光電複合装置の実装構造。 The mounting structure of the photoelectric composite device according to claim 20 , wherein the optical waveguide is not in contact with the printed wiring board. 前記光導波路の光伝搬方向において、前記ソケットに固定される前記第1及び第2クラッド層の長さが、前記プリント配線板に固定された前記一対のソケット間距離より大きい、請求項20に記載した光電複合装置の実装構造。 In light propagation direction of the optical waveguide, the length of the first and second cladding layer is fixed to the socket, wherein the larger pair of socket distance which is fixed to the printed wiring board, according to claim 20 The mounting structure of the photoelectric composite device.
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