JP5595524B2 - 光モジュールおよび光配線基板 - Google Patents
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Description
以下に、本発明の第1実施形態に係る光配線基板を含む光モジュールを、図1から図8に基づいて詳細に説明する。
図1(a)および(b)に示した光モジュール1は、例えば各種オーディオビジュアル機器、家電機器、通信機器、コンピュータ装置またはその周辺機器などの電子機器に使用されるものである。
光半導体素子2は、図2(a)に示すように、光半導体基板9と、該光半導体基板9の光配線基板4側の主面に形成された接続パッド10およびダミーパッド11とを含んでいる。
半導体素子3は、半導体基板15と、該半導体基板6の光配線基板4側の主面に形成された接続パッド16とを含んでいる。
光配線基板4は、配線基板17と、該配線基板17上に形成され、光半導体素子2および半導体素子3が実装される光導波路18とを含んでいる。
配線基板17は、光配線基板4の剛性を高めつつ接地用電力、電源電力または電気信号を伝送するものである。この配線基板17は、コア基板19と、該コア基板19の上下面に形成された一対の配線層20とを含んでいる。
光導波路18は、光信号を伝送する機能を有するものである。この光導波路18は、図2(b)および図3(a)に示すように、配線基板17上に形成された平板状のクラッド層32と、該クラッド層32に取り囲まれた細長形状のコア層33と、光半導体素子2の受発光部12の直下にて、光導波路18の光半導体素子2側の主面から厚み方向に沿って窪んで成る切り欠き部Cと、該切欠き部Cに形成された光路変換部材34と、光導波路18を厚み方向に貫通して配線基板17の電極パッド28、29を露出する貫通孔Pとを含んでいる。なお、切欠き部Cは、光導波路18を厚み方向に貫通して配線基板17に達していても構わない。
導電部材5、6は、貫通孔P内に配されており、導電性接着部材として機能するものである。具体的には、導電部材5は、光半導体素子2の接続パッド10と配線基板17の電極パッド28とを電気的および機械的に接続している。また、導電部材6は、半導体素子3の接続パッド16と配線基板17の電極パッド29とを電気的および機械的に接続している。この導電部材5、6は、接着機能を担保するため、接続パッド10、13および電極パッド28、29よりも低融点の金属材料により形成することができ、この低融点金属材料としては、例えばスズ、インジウムまたはビスマスを含むはんだを用いることができる。この導電部材5、6は、図3(b)に示すように厚み方向における中央部が括れた鼓状であり、貫通孔Pの内壁との間に空隙Sが形成されている。
絶縁部材7、8は、光半導体素子2または半導体素子3と光導波路18との間に充填されており、絶縁性接着部材(アンダーフィル)として機能するものである。具体的には、絶縁部材7は、光半導体素子2と光導波路18との間に充填されており、光半導体素子2の接続パッド10同士の間の絶縁性を高めつつ光半導体素子2と光導波路18とを機械的に接続している。また、絶縁部材8は、半導体素子3と光導波路18との間に充填されており、半導体素子3の接続パッド16同士の間の絶縁性を高めつつ半導体素子3と光導波路18とを機械的に接続している。
次に、本実施形態の光モジュール1における、光配線基板4に対する光半導体素子2の実装構造について、詳細に説明する。
次に、上述した第1実施形態の光モジュール1の製造方法を、図4から図8に基づいて説明する。
(1)図4(a)に示すように、光半導体素子2および半導体素子3を作製する。具体的には、例えば以下のように行う。
(2)図4(b)に示すように、コア基板19を作製する。具体的には、例えば以下のように行う。
(4)図5(a)に示すように、配線基板17上にクラッド層32およびコア層33を形成する。具体的には、例えば以下のように行う。
(7)図7(a)に示すように、光配線基板4の光導波路18上に光半導体素子2および半導体素子3を搭載し、導電部材5、6を介して接続パッド10、16と電極パッド28、29とを接続させた後、図8(a)に示すように、光配線基板4と光半導体素子2および半導体素子3との間に絶縁部材7、8を形成することによって、光配線基板4に光半導体素子2および半導体素子3を実装して光モジュール1を作製する。具体的には例えば以下のように行う。
次に、本発明の第2実施形態に係る光モジュールを、図9ないし図11に基づいて詳細に説明する。なお、上述した第1実施形態と同様の構成に関しては、記載を省略する。
第2実施形態は第1実施形態と異なり、図9ないし図11に示すように、貫通孔PA内に複数の電極パッド28Aが露出しており、該複数の電極パッド28Aそれぞれに導電部材5が接続されており、該導電部材5Aそれぞれに接続パッド10Aが接続されている。その結果、第1実施形態と比較して、貫通孔PAを微細加工する必要性が低いため、貫通孔PAを容易に加工できるとともに、貫通孔PA内に露出する電極パッド28Aの表面を大きくすることができ、電極パッド28Aと導電部材5Aとの接続信頼性を高めることができる。また、このように貫通孔PA内に露出する電極パッド28Aの表面を大きくすることができるため、第1実施形態と比較して、電極パッド28Aに隆起部を設けずパッド部のみから形成しても、電極パッド28Aと導電部材5Aとの接続信頼性を担保できる。
次に、上述した第2実施形態の光モジュール1Aの製造方法を説明する。なお、上述した第1実施形態と同様の方法に関しては、記載を省略する。
2 光半導体素子
3 半導体素子
4 光配線基板
5、6 導電部材
7、8 絶縁部材
9 光半導体基板
10 接続パッド
11 ダミーパッド
12 受発光部
13 パッド部
14 突起部
15 半導体基板
16 接続パッド
17 配線基板
18 光導波路
19 コア基板
20 配線層
21 樹脂基板
22 スルーホール導体
23 絶縁体
24 絶縁層
25 導電層
26 ビア導体
27 配線導体
28、29 電極パッド
30 ランド部
31 隆起部
32 クラッド層
33 コア層
34 光路変換部材
C 切り欠き部
P 貫通孔
S 空隙
Claims (7)
- 主面に電極パッドを有する配線基板と、
該配線基板の前記主面上に配された光導波路と、
該光導波路の前記配線基板と反対側の主面上に実装され、前記光導波路に伝送される光を発光または受光するとともに、前記光導波路側の主面に接続パッドを有する光半導体素子と、
前記電極パッドと前記接続パッドとを電気的に接続する導電部材とを備え、
前記光導波路には、厚み方向に貫通して前記電極パッドを露出する貫通孔が形成されており、
前記接続パッドは、少なくとも一部が前記貫通孔内に入り込んだ突起部を具備し、
前記導電部材は、前記貫通孔内に配されているとともに、前記突起部および前記電極パッドに接続しているとともに、
前記接続パッドは、前記光導波路側の主面の一部に前記突起部が接続されたパッド部をさらに具備し、
該パッド部は、前記光導波路側の主面の他の一部が前記光導波路の前記配線基板とは反対側の主面に当接していることを特徴とする光モジュール。 - 請求項1に記載の光モジュールにおいて、
前記光半導体素子は、前記光導波路側の主面にダミーパッドをさらに有し、
該ダミーパッドは、前記光導波路の前記配線基板とは反対側の主面に当接しているとともに、前記ダミーパッドの厚みは、前記接続パッドの前記パッド部の厚みと同じであることを特徴とする光モジュール。 - 請求項2に記載の光モジュールにおいて、
前記ダミーパッドの厚みは、前記接続パッドの前記パッド部の厚みの0.9倍以上1.1倍以下であることを特徴とする光モジュール。 - 請求項1に記載の光モジュールにおいて、
前記電極パッドは、前記光導波路の前記配線基板側の主面に一部が当接したランド部と、該ランド部の前記光導波路側の主面の他の一部に接続するとともに、前記貫通孔に向かって突出して前記導電部材に接続した隆起部とを具備することを特徴とする光モジュール。 - 請求項1に記載の光モジュールにおいて、
前記電極パッドは、前記配線基板の同じ主面に複数配されており、
該複数の電極パッドは、1つの前記貫通孔内に露出しており、
該1つの貫通孔内には、前記複数の電極パッドそれぞれに接続した複数の前記導電部材が配されており、
前記光半導体素子は、前記複数の導電部材それぞれに接続した複数の前記接続パッドを有していることを特徴とする光モジュール。 - 請求項5に記載の光モジュールにおいて、
前記複数の電極パッドは、一方向に沿って配列されており、
前記1つの貫通孔は、前記一方向に沿った細長い形状であることを特徴とする光モジュール。 - 請求項5に記載の光モジュールにおいて、
前記1つの貫通孔内には、前記複数の導電部材それぞれを取り囲む絶縁部材が配されていることを特徴とする光モジュール。
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