WO2005071807A1 - 光電気複合モジュール - Google Patents

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WO2005071807A1
WO2005071807A1 PCT/JP2005/000640 JP2005000640W WO2005071807A1 WO 2005071807 A1 WO2005071807 A1 WO 2005071807A1 JP 2005000640 W JP2005000640 W JP 2005000640W WO 2005071807 A1 WO2005071807 A1 WO 2005071807A1
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Takanori Shimizu
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Nec Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a photoelectric composite module, and more particularly to a high-speed photoelectric composite module on which a light emitting element, a driver IC, and the like are mounted.
  • An optical transceiver also includes an optical transmitting unit and an optical receiving unit, and the module of the optical transmitting unit includes a driving LSI, a light emitting element such as a semiconductor laser, and an optical monitoring element such as a photodiode. .
  • FIG. 7 shows a schematic diagram of a conventional photoelectric composite module.
  • FIG. 7A is a schematic sectional view
  • FIG. 7B is a schematic top view.
  • the light emitting element 101 is mounted on the heat radiation board 141
  • the lens 152 is arranged on the output side of the light emitting element 101
  • the optical monitor element 102 is arranged close to the opposite side, and mounted on the wiring board 143 formed on the ceramic package.
  • the driving LSI 103 is disposed further behind the optical monitor element 102.
  • a photoelectric composite module having a structure in which a driving LSI and a light emitting element are arranged close to each other is also disclosed.
  • a light emitting element and a driving LSI are brought close to each other, the driving LSI is connected to the outside via a high-speed line on a wiring board, and a wire for electrical connection is shortened.
  • the optical monitor element is disposed on a mounting member on the wiring board, and the monitor light emitted from the side opposite to the output side of the light emitting element is used for the drive LSI. The light passes through above and is coupled to the optical monitoring element (see, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-252407 (Pages 4 to 6, FIGS. 2 and 3)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-232967
  • the monitor light with the light emitting element has a beam spread, if the distance increases, the coupling loss between the light emitting element and the optical monitor element increases, and the power level of the monitor light falls below the allowable range of the optical monitor element. There was a problem.
  • Patent Document 2 discloses a structure in which one of the optical monitoring element and the LD driving IC is arranged close to the light emitting element.
  • the electrical wiring on the power waveguide in which the waveguide layer is formed on the insulating layer, is only connected to the leads, and the ground electrode required for stable high-speed transmission of 10 Gbit Zs level is required.
  • the arrangement is difficult.
  • the preamplifier on the waveguide is connected assuming a relatively long wire that can transmit lGbitZs level, and there is a difficulty in realizing high-speed transmission that requires 1 mm or less.
  • an object of the present invention is to provide an optimal arrangement for suppressing an increase in loss of an optical coupling system and a photoelectric arrangement for achieving a close arrangement between a driving LSI and a light emitting element capable of high-speed operation.
  • An object of the present invention is to provide a composite module.
  • an opto-electric composite module includes a waveguide type optical element that generates an optical signal, an optical signal output surface of the waveguide type optical element, and a side opposite to the output surface.
  • An insulating layer provided on the heat-radiating substrate, facing the at least one of the surfaces, and including an optical waveguide for transmitting the optical signal generated by the waveguide-type optical element; and an upper surface of the insulating layer.
  • a drive LSI for supplying a current amplification signal to the waveguide-type optical element, and a driving high-speed signal line connecting the drive LSI and the waveguide-type optical element in a thickness direction of the insulating layer.
  • the device may further include a high-speed transmission line for electric input that extends on the upper surface of the insulating layer in contact with the driving LSI and supplies an electric input signal to the driving LSI.
  • the high-speed transmission line for electrical input includes an upper ground electrode extending in contact with the drive LSI and extending over the insulating layer, and a lower ground electrode extending over an upper surface of the heat radiation substrate on which the waveguide type optical element is installed.
  • the configuration may be good.
  • the ground electrode connecting portion may be a via extending upward and downward at a position in the insulating layer that does not interfere with the optical waveguide.
  • the waveguide type optical element is a light emitting element, and is provided on the heat radiating substrate, and monitors the light emission of the light emitting element, and connects the drive LSI and the light emitting element to the insulating layer. And a DC line for feeding back the monitor signal of the optical monitor element to the drive LSI.
  • the insulating layer may have a coplanar line including the upper ground electrode on an upper surface. Further, the insulating layer may be formed of a polymer resin material. [0019] Further, the optical device may further include an optical fiber that is installed on a guide mechanism on the heat radiating substrate on which the waveguide type optical element is installed and is connected to the optical waveguide to perform light input / output.
  • a plurality of the optical waveguides are formed in an array, and the waveguide type optical element is connected to each of the optical waveguides.
  • the line has a three-dimensional structure, the distance for transmitting and receiving signals can be extremely short, and various elements of the optical coupling system are arranged close to each other. Therefore, the coupling loss of the optical coupling system can be suppressed low. Therefore, it becomes possible to transmit high-speed signals at the lOGbitZs level while suppressing deterioration due to the effects of loss and reflection.
  • the electric wiring and the optical wiring have a three-dimensional configuration, the close arrangement of the optical coupling system and the close arrangement of the light emitting element and the driving LSI can be independently optimized, and the module can be miniaturized. Become.
  • optical element and the electric element can be mounted on the same substrate, the number of components and the number of steps can be reduced, and the mounting cost can be suppressed.
  • the optical element is placed directly above the heat dissipation substrate, and the electric blocking in the insulating layer shape B is also prevented from reaching the heat dissipation substrate via the upper ground electrode, via, and the lower ground electrode above the resin layer. Since it is connected to the path, there is no problem in the heat dissipation of the optical element and the electric element.
  • optical coupling can be performed with reference to the electrode pad and the optical waveguide formed in the platform, there is also an advantage that the optical coupling system can be mounted in a non-aligned manner.
  • the photoelectric composite module of the present invention can be used, for example, for optical communication typified by a regional network, an inter-urban network, and an optical link between a server and a router.
  • FIG. 1A is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the photoelectric composite module according to the present invention.
  • FIG. 1 (b) shows an arrangement of components constituting the photoelectric composite module according to the present invention, It is the top view which omitted relation.
  • FIG. 2 is a plan view showing a wiring relationship with the drive LSI removed.
  • an insulating layer 42 is laminated on a heat radiation substrate 41, an insulating layer 7 is provided on the insulating layer 42, a light emitting element 1 as a waveguide type optical element, a light monitoring element 2, Various layers and elements such as the driving LSI 3 are provided.
  • An optical fiber 51 is arranged at a predetermined position of the insulating layer 42, and the insulating layer 7, the light emitting element 1, and the optical monitoring element 2 are arranged along the optical axis of the core 51a of the optical fiber 51.
  • the light-emitting element 1 is an edge-emitting element, and has a structure in which front end face light is output forward (toward the optical waveguide 71 of the insulating layer 7).
  • the light emitting element 1 is mounted on the insulating layer 42 such that the output portion la of the optical signal matches the height of the core 51a of the optical fiber 51.
  • the light emitting element 1 receives the current amplitude signal from the driving LSI 3 and generates an optical signal, and outputs the optical signal also to the core 51 a of the optical fiber 51 with the height position of the output section la.
  • the layer structure and the internal structure of the light emitting element 1 are structures suitable for coupling optical waveguides.
  • the insulating layer 7 is disposed between the optical fiber 51 and the light emitting element 1, and makes the insulating layer 7, the light emitting element 1 and the optical fiber 51 close to each other.
  • the insulating layer 7 has a built-in optical waveguide 71, and the optical waveguide 71 is aligned with the height position of the output section la of the light emitting element 1 and the height position of the core 51a of the optical fiber 51 so as to be on the insulating layer 42. It is installed in.
  • the optical signal output from the light emitting element 1 directly enters the optical waveguide 71 of the insulating layer 7 from the output part la of the light emitting element la, and is high from the optical waveguide 71 of the insulating layer 7 to the core 51a of the optical fiber 51. Enter in efficiency.
  • the internal structure of the insulating layer 7 is formed in a refractive index structure suitable for optical waveguide, and an optical waveguide 71 is formed inside the refractive index structure.
  • the insulating layer 7 has characteristics such as a low dielectric constant and a low dielectric loss in order to realize a high-speed transmission line (described later). Examples of the material of the insulating layer 7 include a polymer resin material.
  • the insulating layer 7 By selecting a polymer resin as the material of the insulating layer 7, it is possible to provide both high-speed electrical characteristics and light transmittance as an electric circuit, and thus the insulating layer 7 is suitable. That is, the use of a thick-film polymer resin as the material of the insulating layer 7 can reduce the parasitic capacitance, and the use of a polymer resin having a low dielectric constant and a low dielectric loss reduces the manufacturing accuracy of the high-speed transmission line. be able to. Then, if a resin having a low loss with respect to the signal wavelength is used, an optical waveguide 71 having a low dielectric loss can be manufactured in the insulating layer 7.
  • the drive LSI 3 is flip-chip mounted with bumps 66 on a high-speed signal line 64 described later formed on the upper surface of the insulating layer 7.
  • the driving LSI 3 supplies the light emitting element 1 with a current amplitude signal required for driving in response to an external electric signal (modulation signal of a specified voltage), and causes the light emitting element 1 to generate an optical signal.
  • the drive LSI 3 has a function of adjusting the current amplitude according to the current value from the optical monitor element 2 and performing automatic power control (Auto Power Control, APC).
  • APC automatic power control
  • the drive LSI 3 does not need to have both the function of adjusting the current amplitude for the voltage modulation signal and the APC function, so another LSI can share the APC function.
  • the optical monitoring element 2 is arranged close to the rear of the light emitting element 1 (the surface opposite to the optical waveguide 71), and is mounted on the heat dissipation board 41 via the insulating layer 42.
  • the optical monitor element 2 is a waveguide type or surface type photodetector.
  • the optical signal output backward from the light emitting element 1 is received by the light receiving surface 2a, and the received optical signal (monitor light) is converted into a current. And sends it to the drive LSI3.
  • the light monitoring element 2 is not limited to the force disposed immediately behind the light emitting element 1.
  • the light receiving surface 2a may be arranged perpendicular to the optical axis of the optical signal in consideration of the spread of the beam of the optical signal output backward from the light emitting element 1. Further, the light receiving surface 2a of the optical monitor element 2 may be arranged in parallel with the heat dissipation board 41 so as to receive an optical signal in a region where the beam is widened. The monitor light may be incident from the side surface of the optical monitor element 2.
  • FIGS. 1 ( a ) and 2 the line having the above-mentioned standing structure will be described with reference to FIGS. 1 ( a ) and 2.
  • an L-shaped upper ground line 68 larger than the outer shape of the driving LSI 3 is formed on the upper surface of the insulating layer 7.
  • a lower ground line 65a is formed in the same L-shape as the upper ground line 68.
  • the upper ground line 68 is formed with cuts 68a, 68b, 68c at locations intersecting a high-speed signal line to be described later, and a force that avoids contact with the high-speed signal line.
  • Notches corresponding to the notches 68a, 68b, 68c are not formed, but are formed in a continuous L-shape.
  • the upper ground line 68 separated by the notch 68a is used to connect the insulating layer 7 to the optical waveguide. It is connected by a plurality of vias 67 penetrating vertically so as to avoid interference with 71. With this structure, a stable ground can be maintained between the upper ground line 68 and the lower ground line 65a. As described later, the upper ground line 68 is connected to the driving LSI 3.
  • the heat generated by the driving LSI 3 is generated by the upper ground line 68, the plurality of vias 67 and the lower ground line 65a.
  • the light is transmitted to the heat dissipation board 41 through the line 65a and is radiated by the heat dissipation board 41.
  • a high-speed signal line 63 a is formed separately from the upper ground line 68.
  • a high-speed signal line 63b is formed separately from the upper ground line 68 at a cut 68b of the upper ground line 68.
  • a DC line 61 is formed separately from the upper ground line 68 at a cut 68c of the upper ground line 68.
  • the high-speed signal lines 63a and 63b supply a driving signal to the driving LSI 3
  • the high-speed signal line 63c supplies a driving signal from the driving LSI 3 to the light emitting element 1.
  • the DC line 61 is for supplying a control signal of the optical monitoring element 2 to the driving LSI 3.
  • the line having the three-dimensional structure has a coplanar line structure including the high-speed signal lines 63a, 63b, 63c, 61 and the ground line 68 on the same surface on the upper surface of the insulating layer 7,
  • a coplanar line structure including the high-speed signal line 62, the DC line 60, and the ground lines 65a, 65b, 65c on the same surface is formed on 42, and these coplanar line structures are connected in the thickness direction of the insulating layer to form a three-dimensional structure.
  • the ground terminal of the drive LSI 3 is connected to the upper ground line 68 by a bump 66, and the signal input terminal of the drive LSI 3 is connected to the high-speed signal lines 63a and 63b by a bump 66.
  • a signal output terminal of the driving LSI 3 is connected to the high-speed signal line 63c by a bump 66, and a control signal input terminal of the driving LSI 3 is connected to the DC line 61 by a bump 66.
  • the driving LSI 3 is mounted on the insulating layer 7.
  • a high-speed signal line 62, a DC line 60, and ground lines 65b and 65c are formed in a region where the light emitting element 1 and the light monitoring element 2 are mounted.
  • two vias 69 and 75 are formed vertically penetrating so as to avoid interference with the optical waveguide 71, and the via 69 connects the high-speed signal line 62 and the high-speed signal line 63c. connection The via 75 connects the DC line 61 to the DC line 60.
  • the optical monitor element 2 is mounted on the heat radiation board 41 with its ground terminal connected to the ground line 65c and its control signal output terminal connected to the DC line 60 by bumps.
  • the light emitting element 1 is mounted on the heat dissipation board 41 with its ground terminal connected to the ground line 65b and its control signal input terminal connected to the high-speed signal line 62 by bumps.
  • the drive LSI has a power supply line (not shown) for power supply connected thereto.
  • the high-speed signal lines 62, 63a, 63b, and 63c have characteristics that enable transmission of electric signals of several GbitZs—several lOGbitZs in practice.
  • the coplanar line structure formed separately in the thickness direction of the insulating layer is connected by the via 69, but the structure connecting the coplanar line structure in the thickness direction of the insulating layer is limited to the via 69. is not.
  • a high-speed signal line 76 is formed on the cut end face of the insulating layer 7, and the high-speed signal line 76 is used as a high-speed signal line 63 (63a) having a coplanar line structure. , 63b, 63c) and the high-speed signal line 62 may be connected.
  • the steep end face of the insulating layer 7 may be formed obliquely, and the high-speed signal line 76 may be formed on this slope as shown by a broken line.
  • the high-speed signal lines 63 and 62 may be connected using wires 77.
  • wires 77 In this case, in order to transmit a signal at high speed, it is necessary to make the length of the wire 77 as short as possible.
  • the connection structure shown in Fig. 3 (a)-(d) is suitable for connecting DC lines 60 and 61.
  • the line in the photoelectric composite module 4 described above has a coplanar line structure including the signal line and the ground line on the same surface on the insulating layers 7 and 42, but is not limited thereto. ! / ,.
  • a microstrip line structure in which the signal line and the ground line forming the respective coplanar line structures are sandwiched by an insulating layer may be formed as a three-dimensional structure line in which the microstrip signal lines are connected in the thickness direction of the insulating layer. Things.
  • the driving LSI 3 When an electric logic signal of a specified voltage and a power supply voltage are supplied to the driving LSI 3 from the outside, the driving LSI 3 has a necessary amplitude to drive the light emitting element 1, and a current corresponding to the external electric signal is output from the driving LSI 3.
  • the light emitting element 1 emits an optical signal based on the current.
  • the optical signal from the light emitting element 1 enters the optical waveguide 71, is transmitted to the optical fiber 51 through the optical waveguide 71, and is transmitted to a necessary place by the optical fiber 51.
  • the light monitor element 2 when the light monitor element 2 receives light output from the opposite side of the light emitting element 1 as monitor light, it outputs a current corresponding to the monitor light.
  • This current flows to the driving LSI 3 via the DC line 60, the via 75, and the DC line 61.
  • the driving LSI 3 adjusts the current amplitude according to the current from the optical monitoring element 2 to realize the APC function.
  • FIG. 1 A specific example of the photoelectric composite module 4a shown in Fig. 1 is shown.
  • a distributed feedback type edge emitting laser having an oscillation wavelength of 1310 nm was used as the light emitting element 1, and a surface type photodiode was used as the optical monitoring element 2.
  • These optical elements were mounted on the photoelectric composite module 4a by flip-chip mounting.
  • a polymer resin having an optical waveguide loss of 0.5 dBZcm, a relative dielectric constant of 3, and a dielectric loss tangent of 0.005 was used for the insulating layer 7 of the photoelectric composite module 4a.
  • the high-speed transmission line was fabricated so that the impedance resistance was 50 ⁇ .
  • the current supplied to the light emitting element 1 from the outside is controlled by the electric signal of the differential input of lOGbitZs.
  • the wiring length between the driving LSI 3 and the light emitting element 1 was 1 mm or less due to proximity shading, and an optical output waveform without deterioration in eye opening characteristics was obtained.
  • the coupling loss between the light-emitting element 1 and the optical monitor element 2 was 0.5 dB, and the output current of the optical monitor element 2 at this time was 0.5 mA.
  • the photoelectric composite module 4a includes an optical system including the optical monitoring element 2, the light emitting element 1, the optical waveguide 71, the optical fiber 51, and the like, and the drive LSI 3 and the light emitting element 1 It is possible to arrange the high-speed signal lines 62 and 63 (63a, 63b, 63c) three-dimensionally. As a result, the coupling loss can be suppressed by arranging the coupling system close to each other, and the driving LSI 3 and the light emitting element 1 can be arranged close to each other, so that the functions of the high-speed wiring and the optical waveguide can be satisfied at the same time.
  • FIG. 4 shows photoelectric It is a schematic top view of a composite module.
  • This embodiment is different from the first embodiment in that an electric input is input from the rear of the photoelectric composite module 4b. That is, the high-speed signal line 63a for performing the electric input is provided at the rear of the photoelectric composite module 4b, so that the electric signal is directly input to the high-speed signal line 63a.
  • the DC line 60 is provided below the optical waveguide 71 in the drawing.
  • a high-speed signal line 63a is inserted into a plug-in type module and an electric signal is input to the high-speed signal line 63a.
  • the signal is transmitted to the drive LSI 3 which hardly causes signal degradation such as bonding with a wire.
  • Such an embodiment has an advantage that it can be effectively applied to, for example, a plug-in type module.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of the photoelectric composite module.
  • FIG. 5 (a) is a schematic sectional view
  • FIG. 5 (b) is a schematic top view.
  • the photoelectric composite module 4c of the present embodiment is different from the first and second embodiments in that the driving LSI 3 is disposed on the back side of the light emitting element 1.
  • An insulating layer 7 having a built-in optical waveguide 71 is disposed in front of the light-emitting element 1, and an optical signal is optically output through the optical waveguide 71 and the optical fiber 51.
  • An insulating layer 7c is arranged behind the light emitting element 1, and an optical waveguide 72 is built in the insulating layer 7c.
  • the optical monitoring element 2 is disposed behind the optical waveguide 72. Further, the driving LSI 3 is arranged above the insulating layer 7c.
  • the electrical connection and operation of each element are the same as in the first embodiment.
  • the light emitting element 1 and the optical monitoring element 2 are optically coupled by direct coupling.
  • the optical coupling is performed via the optical waveguide 72.
  • the high-speed signal line 63a is drawn behind the photoelectric composite module 4c as in the second embodiment, and has a configuration effective for, for example, a plug-in type module.
  • FIG. 6 is a schematic top view of the photoelectric composite module.
  • the photoelectric composite module 4d according to the present embodiment It differs from the above embodiments in that the module is a four-channel arrayed module. A total of four light-emitting elements 1 are provided for each channel, and two light-monitoring elements 2 for two channels are provided, each of which monitors the light of two light-emitting elements 1.
  • Four optical waveguides 72 similar to those of the third embodiment are provided between each light emitting element 1 and each optical motor element 2.
  • the drive LSI 3 is mounted on the insulating layer 7c, and supplies a current amplification signal from one drive LSI 3 to four light emitting elements 1 via the high-speed signal line 63c. It has become.
  • the optical waveguide and the electric wiring can be routed independently, so that further optimization is possible.
  • the optical waveguide and the electric wiring can be routed independently, so that further optimization is possible.
  • a plurality of light emitting elements 1 may be arranged close to each other to form an array.
  • the insulating layers 7, 7c have a configuration in which a portion incorporating the optical waveguide 72 and a portion incorporating the optical waveguide 71 are separated from each other, but these insulating layers 7, 7c may be integrated.
  • the upper ground line 68 may be formed on the insulating layer 7c as in the third embodiment. Further, in the present embodiment, the number of force channels in the case of four channels can be arbitrarily plural.
  • the light emitting element and the optical monitoring element, and the light emitting element and the driving LSI can be arranged close to each other, so that the coupling loss of the optical coupling system is suppressed low. At the same time, it becomes possible to transmit high-speed signals at the lOGbitZs level while minimizing deterioration due to the effects of loss and reflection.
  • FIG. 1 (a) is a schematic sectional view of an optoelectronic composite module according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 1 (b) is a plan view.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing details of connections between elements of the photoelectric composite module shown in FIG. 1. is there.
  • FIG. 3 is a view showing a variation of a connection structure between the light emitting element and the driving LSI of the photoelectric composite module shown in FIG. 1, wherein FIG. 3 (a) is a side view, and FIG. 3 (b) is a view showing FIG. 3) is a side view, FIG. 3 (d) is a side view, and FIG. 3 (d) is a view taken along arrow B-B of FIG. 3 (c).
  • FIG. 4 is a schematic plan view of a photoelectric composite module according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 (a) is a schematic cross-sectional view of a photoelectric composite module according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 5 (b) is a schematic plan view.
  • FIG. 6 is a schematic plan view of a photoelectric composite module according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 (a) is a schematic sectional view of a conventional photoelectric composite module
  • FIG. 7 (b) is a schematic plan view.

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Abstract

【課題】　発光素子と光モニタ素子等の光結合系の結合損失を低く抑えると同時に、高速信号の損失や反射の影響による劣化を抑えて動作することが可能な光電気複合モジュールを提供する。 【解決手段】　光信号を発生する導波路型光素子（１）と、前記光信号を伝送する光導波路を内蔵した絶縁層（７）と、前記導波路型光素子（７）に電流増幅信号を供給する駆動ＬＳＩ（３）とを基板（４１）に有している。前記導波路型光素子（１）と前記駆動ＬＳＩ（３）とを立体構造の線路で接続して、前記導波路型光素子と前記駆動ＬＳＩとを接近させる。

Description

明 細 書
光電気複合モジュール
技術分野
[0001] 本発明は光電気複合モジュールに関し、特に発光素子やドライバ ICなどが実装さ れた高速の光電気複合モジュールに関する。
背景技術
[0002] 近年、地域内ネットワーク、都巿間ネットワーク等に代表される光通信、ならびにサ ーバ 'ルータの装置内'装置間での光リンクなどで、高速、低コスト、および小型の光 トランシーバの実現が期待されている。また、 lOGbitZsイーサネット (登録商標）の 標準化が進み、光トランシーバの小型化、特に装置のインターフェイスの高密度化が 可能となるように、光入出力部の間口が狭くなるような構成が求められている。光トラ ンシーバは光送信部と光受信部力も構成されているが、そのうち光送信部のモジュ ールは、駆動 LSIならびに半導体レーザなどの発光素子、フォトダイオードなどの光 モニタ素子を有している。
[0003] これまでこの種の表面実装型光電気複合モジュールは、光結合の損失を増加させ ないという観点から、光モニタ素子、発光素子、レンズ、光ファイバといった光結合系 を形成し、その外側に駆動 LSIが配置されていた。図 7に従来の光電気複合モジュ 一ルの模式図を示す。図 7 (a)は概略断面図、図 7 (b)は概略上面図である。放熱基 板 141上に発光素子 101が搭載され、発光素子 101の出力側にレンズ 152を、反対 側に光モニタ素子 102を近接配置し、セラミックパッケージ上に形成された配線基板 143上に搭載された駆動 LSI103が光モニタ素子 102のさらに後方に配置されてい た。
[0004] 一方、高速ィ匕の観点から、駆動 LSIと発光素子とを近接配置した構造を有する光 電気複合モジュールも開示されている。一つの開示例では、発光素子と駆動 LSIとを 近接させ、駆動 LSIは配線基板上の高速線路を介して外部と接続し、電気接続のた めのワイヤを短くした構造としている。そして光モニタ素子は配線基板上の搭載部材 に配置してあり、発光素子の出力側の反対側から出射したモニタ光は、駆動 LSIの 上を通過して光モニタ素子に結合されている（例えば特許文献 1参照。；)。
[0005] また、光モニタ素子と発光ダイオード (LD)駆動用 ICの 、ずれかを発光素子に近 接配置する技術も開示されて!ヽる (例えば特許文献 2参照。 )。
[0006] 特許文献 1 :特開 2002— 252407号公報（4— 6頁、図 2、図 3)
特許文献 2：特開 2003— 232967号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] しかし、図 7に示すように光結合系の最適配置を優先した場合、駆動 LSIから発光 素子までのワイヤの距離が長くなるため、 lOGbitZsレベルの高速信号を損失や反 射の影響なく伝送することは難しかった。
[0008] また、特許文献 1に示すように高速動作を優先した場合、発光素子と駆動 LSIとを 近接させる必要があるため、逆に発光素子と光モニタ素子との距離が広がってしまう
。発光素子力ものモニタ光にはビーム広がりがあるため、距離を離すと、発光素子と 光モニタ素子との間の結合損失が増加し、モニタ光のパワーレベルが光モニタ素子 の受信許容範囲を下回るという問題があった。
[0009] このように従来技術においては、光結合系の損失増加抑制のための発光素子、光 モニタ素子、レンズ等の最適配置と、高速動作のための駆動 LSIと発光素子との近 接配置が両立できな 、と 、う課題があった。
[0010] さらに、特許文献 2においては、光モニタ素子と LD駆動用 ICのいずれかを発光素 子に近接配置させる構造が示されているが、両者を同時に近接配置することは難しく 、結局上述の問題を根本的に解決することは困難である。また、絶縁層の上に導波 層が形成されている力 導波路上の電気配線はリードとの接続のみであり、 10Gbit Zsレベルの高速伝送を安定して実現するために必要なグランド電極の配置が困難 である。さらに、導波路上のプリアンプは lGbitZsレベルが伝送可能な比較的長め のワイヤを想定してつながれており、 1mm以下が必要とされる高速伝送の実現には 難点がある。
[0011] 本発明の目的は、上記の事情に鑑み、光結合系の損失増加抑制を可能とする最 適配置と、高速動作を可能とする駆動 LSIと発光素子との近接配置を両立する光電 気複合モジュールを提供することにある。
課題を解決するための手段
[0012] 前記目的を達成するため、本発明に係る光電気複合モジュールは、光信号を発生 する導波路型光素子と、該導波路型光素子の光信号出力面及び該出力面の反対 側の面の少なくとも一方と対向して、該放熱基板上に設置され、該導波路型光素子 で発生した前記光信号を伝達する光導波路を内蔵する絶縁層と、該絶縁層の上面 に設けられ、前記導波路型光素子に電流増幅信号を供給する駆動 LSIと、前記駆動 LSIと前記導波路型光素子とを前記絶縁層の厚み方向に結ぶ駆動用高速信号線路 とを有することを特徴とするものである。
[0013] これによつて、電気配線と光配線とを立体的に構成することが可能となり、光導波路 、発光素子、光モニタ素子を結合するとともに、発光素子と駆動 LSIとの近接配置が 可能となり、光結合系の結合損失を低く抑えるとともに、 lOGbitZsレベルの高速信 号を、損失や反射の影響による劣化を抑えて伝送することが可能になる。
[0014] また前記駆動 LSIと接触して前記絶縁層の上面を延び、前記駆動 LSIに電気入力 信号を供給する電気入力用高速伝送線路をさらに有してもよい。
[0015] また前記電気入力用高速伝送線路は、前記駆動 LSIと接触して前記絶縁層の上 面を延びる上部グランド電極と、前記導波路型光素子が設置された放熱基板の上面 を延びる下部グランド電極と、該上部グランド電極と該下部グランド電極とを接続する グランド電極接続部とを有し、前記駆動 LSIを前記放熱基板に接続して該駆動 LSI のグランドを確保するグランド部をさらに有する構成としてもよいものである。
[0016] また前記グランド電極接続部は該絶縁層内を前記光導波路と干渉しな!ヽ位置で上 下方向に延びるビアとしても良 、ものである。
[0017] また前記導波路型光素子は発光素子であり、前記放熱基板上に設置され、該発光 素子の発光をモニタする光モニタ素子と、前記駆動 LSIと前記発光素子とを前記絶 縁層の厚み方向に接続し、前記光モニタ素子のモニタ信号を前記駆動 LSIにフィー ドバックする DC線路とをさらに有する構成とすることが可能である。
[0018] また前記絶縁層は上面に前記上部グランド電極を含むコプレーナ線路を有する構 成としてもよ ヽ。また前記絶縁層はポリマ榭脂材料カゝら形成するようにしてもょ 、。 [0019] また前記導波路型光素子が設置された放熱基板上のガイド機構に設置され、前記 光導波路と接続して光入出力を行う光ファイバをさらに有する構成としてもよい。
[0020] また複数の前記光導波路がアレイ状に形成され、該光導波路の各々に前記導波 路型光素子が接続して 、る構成としてもょ 、ものである。
発明の効果
[0021] 以上説明したように本発明によれば、線路が立体構造であるため、信号の授受を 行うための距離が極めて短くすることができるとともに、光結合系の各種素子を接近し て配置することができるため、光結合系の結合損失を低く抑えることができる。したが つて、 lOGbitZsレベルの高速信号を、損失や反射の影響による劣化を抑えて伝送 することが可能になる。
[0022] また電気配線と光配線を立体的な構成としているため、光結合系の近接配置と発 光素子と駆動 LSIの近接配置とを独立して最適化でき、モジュールの小型化が可能 になる。
[0023] また、光素子と電気素子の実装を同一の基板で行えるため、部品数と工程数を減 らし実装コストを抑制することができる。
[0024] また光素子を放熱基板真上に設置し、絶縁層の状 Bにある電気阻止も榭脂層上部 の上部グランド電極、ビア、下側の下部グランド電極を介して放熱基板に達する放熱 パスにつながつているため、光素子'電気素子の放熱性にも問題ない。
[0025] さらに、プラットフォーム内で作り込まれた電極パッドと光導波路等を基準として光 結合をお香ことができるため、光結合系の無調芯実装が達成されるというメリットもあ る。
発明を実施するための最良の形態
[0026] 次に、本発明に係る光電気複合モジュールの実施形態について図面を参照して詳 細に説明する。本発明の光電気複合モジュールは、例えば、地域内ネットワーク、都 巿間ネットワーク等に代表される光通信、ならびにサーバ'ルータ間での光リンク等に 使用することができる。
[0027] 図 1 (a)は本発明に係る光電気複合モジュールの構成を示す概略断面図である。
図 1 (b)は本発明に係る光電気複合モジュールを構成する部品の配置を示し、配線 関係を省略した平面図である。図 2は、駆動 LSIを取り外して、配線関係を示す平面 図である。本発明に係る光電気複合モジュール 4aは、放熱基板 41の上に絶縁層 42 が積層され、前記絶縁層 42上に絶縁層 7、導波路型光素子としての発光素子 1、光 モニタ素子 2、駆動 LSI3等の各種の層や素子が設けられている。絶縁層 42の所定 の位置には光ファイバ 51が配置され、この光ファイバ 51のコア 51aの光軸に沿って 前記絶縁層 7,発光素子 1,光モニタ素子 2が配列されている。
[0028] 前記発光素子 1は端面発光型の素子であり、その前端面力 光を前方 (絶縁層 7の 光導波路 71側）に向けて出力する構造になっている。前記発光素子 1は、光信号の 出力部 laを光ファイバ 51のコア 51aの高さ位置に一致させて、絶縁層 42上に搭載さ れている。前記発光素子 1は駆動 LSI3からの電流振幅信号を受けて、光信号を生 成し、その光信号を出力部 laの高さ位置力も光ファイバ 51のコア 51aに向けて出力 する。前記発光素子 1の層構造および内部構造は光導波路の結合に適した構造と なっている。
[0029] 絶縁層 7は光ファイバ 51と発光素子 1との間に配置され、絶縁層 7と発光素子 1と光 ファイバ 51とを接近させている。絶縁層 7は光導波路 71を内蔵しており、この光導波 路 71を発光素子 1の出力部 laの高さ位置と光ファイバ 51のコア 51aの高さ位置に一 致させて絶縁層 42上に搭載されている。したがって、発光素子 1から出力された光信 号は、発光素子 laの出力部 laから絶縁層 7の光導波路 71に直に入力し、絶縁層 7 の光導波路 71から光ファイバ 51のコア 51aに高い効率で入力する。絶縁層 7の内部 構造は、光導波に適した屈折率構造に形成され、その屈折率構造の内部に光導波 路 71が形成されている。絶縁層 7は高速伝送線路 (後述）を実現するために、低誘電 率、低誘電損失等の特性を有している。絶縁層 7の材料としては、たとえばポリマ榭 脂材料が挙げられる。絶縁層 7の材料としてポリマ榭脂を選ぶことにより、電気回路と しての高速性と光の透過性を兼ね備えることができるので、絶縁層 7として好適である 。すなわち、絶縁層 7の材料として厚膜のポリマ榭脂を用いることにより寄生容量の低 減が図れ、低誘電率、低誘電損失のポリマ榭脂を用いれば、高速伝送線路の作製 精度を緩和させることができる。そして、信号波長に対して低損失な榭脂を用いれば 、絶縁層 7内に低誘電損失の光導波路 71を作製することができる。 [0030] 駆動 LSI3は、絶縁層 7の上面に形成される後述の高速信号線路 64上にバンプ 66 でフリップチップ実装されている。駆動 LSI3は、外部からの電気信号 (規定電圧の変 調信号）に応じて発光素子 1に、駆動に必要な電流振幅信号を与えて、発光素子 1 に光信号を生成させる。また、駆動 LSI3は光モニタ素子 2からの電流値に応じて電 流振幅を調整して、自動パワー制御（Auto Power Control、 APC)を行う機能を 持つ。駆動 LSI3は電圧の変調信号に対する電流振幅の調整機能と APC機能とを あわせ持った形態である必要はなぐ別の LSIが APC機能を分担するように構成して ちょい。
[0031] 光モニタ素子 2は、発光素子 1の後方 (光導波路 71と反対側の面）に接近して配置 され、絶縁層 42を介して放熱基板 41に搭載されている。光モニタ素子 2は導波路型 または面型の光検知器で、発光素子 1から後方に出力される光信号を受光面 2aで 受光し、その受光した光信号 (モニタ光)を電流に変換して、駆動 LSI3に送信する。 なお図 1 (b)に示す例では、光モニタ素子 2は、発光素子 1の真後ろに配置した力 こ れに限られるものではない。光モニタ素子 2は、発光素子 1から後方に出力される光 信号のビームの広がりを考慮して、光信号の光軸に対して光受光面 2aを垂直に配置 してもよい。更には、光モニタ素子 2の受光面 2aを放熱基板 41と平行に配置して、ビ ームが広がった領域で光信号を受光するようにしてもょ 、。光モニタ素子 2の側面か らモニタ光が入射するようにしてもよい。これらのノリエーシヨンは発光素子 1と光モ- タ素子 2を近接しているため、可能となる。
[0032] これらの各素子は立体構造の線路によって相互に接続されている。以下に前記立 体構造の線路を図 1 (a)及び図 2に基づいて説明する。前記絶縁層 7の上面には図 2 に示すように、駆動 LSI3の外形より大きくした L型形状の上部グランド線路 68が形成 されている。一方、絶縁層 7の下面には下部グランド線路 65aが上部グランド線路 68 と同様な L型形状に形成されている。この場合、上部グランド線路 68は、後述する高 速信号線路と交差する箇所に切り込み 68a, 68b, 68cが形成され、前記高速信号 線路との接触を回避している力 下部グランド線路 65aは、前記切り込み 68a, 68b, 68cに相当する切込みが形成されずに連続した L型形状に形成されている。更に前 記切り込み 68aで分離された前記上部グランド線路 68は、前記絶縁層 7を光導波路 71との干渉を避けて上下に貫通する複数のビア 67で接続されている。この構造によ り、上部グランド線路 68と下部グランド線路 65aとは、安定したグランドを維持できる。 後述するように、上部グランド線路 68は駆動 LSI3に接続される。この場合、上部ダラ ンド線路 68は複数本のビア 67を介して下部グランド線路 65aに接続しているため、 駆動 LSI3が発生する熱は、上部グランド線路 68,複数本のビア 67及び下部グラン ド線路 65aを通して放熱基板 41に伝わり、放熱基板 41により放散される。
[0033] 前記上部グランド線路 68に形成した 2箇所の切り込み 68aには、高速信号線路 63 aが前記上部グランド線路 68から隔離して形成されて 、る。前記上部グランド線路 68 の切り込み 68bには、高速信号線路 63bが前記上部グランド線路 68から隔離して形 成されている。前記上部グランド線路 68の切り込み 68cには、 DC線路 61が前記上 部グランド線路 68から隔離して形成されている。前記高速信号線路 63a, 63bは、駆 動 LSI3に駆動信号を供給するものであり、前記高速信号線路 63cは、駆動 LSI3か ら発光素子 1に駆動信号を供給するものである。前記 DC線路 61は、光モニタ素子 2 力 の制御信号を駆動 LSI3に供給するためのものである。
[0034] 以上のように立体構造の線路は、絶縁層 7の上面に、高速信号線路 63a, 63b, 63 c, 61とグランド線路 68とを同一面に含むコプレーナ線路構造を形成し、絶縁層 42 上に高速信号線路 62, DC線路 60とグランド線路 65a,65b, 65cとを同一面に含む コプレーナ線路構造を形成し、これらのコプレーナ線路構造を絶縁層の厚み方向で 接続して立体構造として形成して!/、る。
[0035] 前記駆動 LSI3のグランド端子はバンプ 66により前記上部グランド線路 68に接続さ れ、前記駆動 LSI3の信号入力端子はバンプ 66により前記高速信号線路 63a, 63b に接続される。前記駆動 LSI3の信号出力端子はバンプ 66により前記高速信号線路 63cに接続され、前記駆動 LSI3の制御信号入力端子はバンプ 66により前記 DC線 路 61に接続される。このようにして、前記駆動 LSI3は絶縁層 7上に搭載される。
[0036] 前記絶縁層 42のうち、前記発光素子 1及び前記光モニタ素子 2が搭載される領域 には、高速信号線路 62, DC線路 60,グランド線路 65b、 65cが形成されている。前 記絶縁層 7には、光導波路 71との干渉を避けて 2本のビア 69, 75が上下に貫通して 形成され、前記ビア 69は前記高速信号線路 62と前記高速信号線路 63cとを接続し 、前記ビア 75は前記 DC線路 61と前記 DC線路 60とを接続して 、る。
[0037] 前記光モニタ素子 2は、そのグランド端子が前記グランド線路 65cに、その制御信 号出力端子が前記 DC線路 60にそれぞれバンプにより接続されて放熱基板 41上に 搭載されている。前記発光素子 1は、そのグランド端子が前記グランド線路 65bに、そ の制御信号入力端子が前記高速信号線路 62にそれぞれバンプにより接続されて放 熱基板 41上に搭載されている。駆動 LSI〖こは、図示しない電源供給用の電源線が 接続されている。なお、高速信号線路 62, 63a, 63b, 63cは、実用的には数 GbitZ s—数 lOGbitZsの電気信号の伝送を可能にする特性を有している。
[0038] 上述した実施例では、絶縁層の厚み方向に分けて形成したコプレーナ線路構造を ビア 69で接続したが、コプレーナ線路構造を絶縁層の厚み方向で接続する構造は ビア 69に限られるものではない。図 3 (a) , (b)に示すように、前記絶縁層 7の切り立 つた端面に高速信号線路 76を形成して、この高速信号線路 76でコプレーナ線路構 造の高速信号線路 63 (63a, 63b, 63c)と高速信号線路 62とを接続してもよい。また 、前記絶縁層 7の切り立った端面を斜めに形成して、この斜面に破線で示すように前 記高速信号線路 76を形成してもよ ヽ。
[0039] 図 3 (c) , (d)に示すように、ワイヤ 77を用いて高速信号線路 63, 62を接続してもよ い。この場合、信号を高速伝送するためには、ワイヤ 77の長さをできるだけ短くする 必要がある。図 3 (a)—（d)に示す接続構造は、 DC線路 60, 61を接続するのに採用 してちよいちのである。
[0040] 上述した光電気複合モジュール 4における線路は、絶縁層 7及び絶縁層 42上に信 号線路とグランド線路とを同一面に含むコプレーナ線路構造としたが、これに限られ るものではな!/、。それぞれのコプレーナ線路構造をなす前記信号線路及びグランド 線路を絶縁層で挟み込んだマイクロストリップ線路構造とし、これらのマイクロストリツ プ構造の信号線路を絶縁層の厚み方向で接続した立体構造の線路としてよいもの である。
[0041] 次に、光電気複合モジュールの動作を説明する。外部から規定電圧の電気論理信 号と電源電圧とが駆動 LSI3に供給されると、発光素子 1を駆動するために必要な振 幅を有し、外部電気信号に対応した電流が、駆動 LSI3から高速信号線路 63、ビア 6 9、高速信号線路 62を通って発光素子 1に流れる。発光素子 1は前記電流に基づい て光信号を出射する。発光素子 1からの光信号は光導波路 71に入力し、光導波路 7 1を通して光ファイバ 51に伝送され、光ファイバ 51により必要な箇所に伝送される。
[0042] 一方、光モニタ素子 2は、発光素子 1の反対側から出力された光をモニタ光として 受光すると、モニタ光に応じた電流を出力する。この電流は、 DC線路 60、ビア 75、 DC線路 61を介して駆動 LSI3に流れる。駆動 LSI3は、光モニタ素子 2からの電流に 応じて電流振幅を調整して、 APC機能を実現する。
[0043] 図 1に示す光電気複合モジュール 4aの具体例を示す。発光素子 1として発振波長 1310nmの分布帰還形の端面発光レーザを用い、光モニタ素子 2として面型のフォ トダイオードを用い、これらの光素子を光電気複合モジュール 4aにフリップチップ実 装した。光電気複合モジュール 4aの絶縁層 7は光導波路の損失が 0. 5dBZcmで あり、比誘電率 3、誘電正接 0. 005のポリマ榭脂を用いた。高速伝送線路はインピー ダンス抵抗が 50 Ωになるように作製した。駆動 LSI3は、外部から lOGbitZsの差動 入力の電気信号により発光素子 1に供給される電流が制御される。駆動 LSI3と発光 素子 1との間の配線長は、近接ィ匕により lmm以下となり、アイ開口特性において劣 化のない光出力波形が得られた。一方、発光素子 1と光モニタ素子 2の結合損は 0. 5dBであり、このときの光モニタ素子 2の出力電流は 0. 5mAで APC動作を確認した
[0044] 以上のように、本実施形態の光電気複合モジュール 4aは、光モニタ素子 2、発光素 子 1、光導波路 71、光ファイバ 51等からなる光学系と、駆動 LSI3と発光素子 1間との 高速信号線路 62、 63 (63a, 63b, 63c)を立体的に配置することが可能である。この ため、結合系を近接配置して結合損失を抑え、かつ駆動 LSI3と発光素子 1とを近接 配置することが可能となり、高速配線と光導波路の機能を同時に満たすことができ、 損失や反射の影響による劣化を抑えながら、 lOGbitZsレベルの高速信号を伝送す ることが可能になる。また、各素子の最近接が可能になることから光電気複合モジュ ールの小型化が可能となる。さらに、光素子 ·電気素子を同一基板上に搭載できると いう素子搭載上のメリットもあり、実装が簡略ィ匕できるという効果がある。
[0045] 次に本発明の第 2の実施形態について、図面を参照して説明する。図 4は光電気 複合モジュールの概略上面図である。本実施形態は、電気入力を光電気複合モジ ユール 4bの後部から入力する点が第 1の実施形態と異なっている。すなわち、電気 入力を行う高速信号線路 63aが光電気複合モジュール 4bの後部に設けられ、電気 信号が高速信号線路 63aに直接入力するようになっている。また、 DC線路 60は第 1 の実施形態と異なり、光導波路 71の図面下側に設置されている。このような実施形 態は、例えばプラグインタイプのモジュールに高速信号線路 63aを差込み、この高速 信号線路 63aに電気信号を入力することとなるため、電気信号はコプレーナ線路構 造の高速信号線路 63aを介して伝送されることとなり、長 、ワイヤでボンディングした ような信号劣化をほとんど生じることなぐ駆動 LSI3まで伝送される。このような実施 形態は、たとえばプラグインタイプのモジュールに有効に適用できるというメリットを有 している。
[0046] 次に本発明の第 3の実施形態について図面を参照して説明する。図 5は光電気複 合モジュールの構成図で、図 5 (a)は概略断面図、図 5 (b)は概略上面図である。本 実施形態の光電気複合モジュール 4cは、駆動 LSI3を発光素子 1の裏面側に配置し た点が第 1、 2の実施形態と異なる。発光素子 1の前方に、光導波路 71を内蔵した絶 縁層 7が配置され、光信号が光導波路 71及び光ファイバ 51を介して光出力される。 発光素子 1の後方には絶縁層 7cが配置され、絶縁層 7cの内部に光導波路 72が内 蔵されている。光導波路 72の後方には光モニタ素子 2が配置されている。また、駆動 LSI3が絶縁層 7cの上部に配置されている。各素子の電気的接続や動作は第 1の実 施形態と同様である。第 1の実施形態では発光素子 1と光モニタ素子 2は直結による 光結合を行っていたが、本実施形態では光導波路 72を介して光結合させたことが特 徴である。これにより光モニタ素子 2の位置を離しても、光導波路 72で結合されてい るため、所望の位置で光モニタ素子 2の配置が可能となる。この実施形態においては 、高速信号線路 63aは、第 2の実施形態の場合と同様に光電気複合モジュール 4cの 後方に引き出しており、例えばプラグインタイプのモジュールに有効な構成になって いる。
[0047] 次に本発明の第 4の実施形態について図面を参照して説明する。図 6は光電気複 合モジュールの概略上面図である。本実施形態に係る光電気複合モジュール 4dは 4チャンネルアレイィ匕されたモジュールである点が上記の各実施形態と異なる。発光 素子 1はチャンネル毎に計 4つ設けられ、 2チャンネル分を一体ィ匕した光モニタ素子 2 は 2つ設けられ、各々 2つの発光素子 1の光をモニタする。各発光素子 1と各光モ- タ素子 2との間には、第 3の実施形態と同様の光導波路 72が 4本設けられている。ま た、駆動 LSI3は図示するのを省略しているが、絶縁層 7c上に搭載され、 1台の駆動 LSI3から高速信号線路 63cを介して 4台の発光素子 1に電流増幅信号を供給するよ うになつている。
[0048] このような光電気複合モジュール 4dにあっては、光導波路と電気配線を独立に引 き回せるので、一層の最適化が可能となる。本実施形態では、光モニタ素子 2までの 光導波路 72および DC線路 61の等長配線等の制約がないため、光導波路 72の片 端を上下にずらして光モニタ素子 2に結合させることが可能である。これによつて駆動 LSI3からの高速信号線路 63cのピッチ変換が不要となり等長配線などの最適化が 図れる。
[0049] なお、放熱の影響や隣接間のクロストークが無視できる場合は、複数の発光素子 1 を接近させてアレイ化してもよい。また、絶縁層 7, 7cは、光導波路 72を内蔵する部 分と光導波路 71を内蔵する部分とが分離された構成になっているが、これらの絶縁 層 7, 7cを一体構成としてもよい。上部グランド線路 68は第 3の実施形態と同様、絶 縁層 7c上に形成されて ヽても構わな ヽ。さらに本実施形態では 4チャンネルの場合 を示した力 チャンネル数は任意の複数チャンネルとすることができる。
産業上の利用可能性
[0050] 以上説明したように本発明によれば、発光素子と光モニタ素子、及び発光素子と駆 動 LSIとを近接配置することを可能として 、るため、光結合系の結合損失を低く抑え るとともに、 lOGbitZsレベルの高速信号を、損失や反射の影響による劣化を最小 限に抑えて伝送することが可能になる。
図面の簡単な説明
[0051] [図 1]図 1 (a)は、本発明の第 1の実施形態に係る光電気複合モジュールの概略断面 図、図 1 (b)は平面図である。
[図 2]図 1に示す光電気複合モジュールの各素子の間の接続の詳細を示す説明図で ある。
圆 3]図 1に示す光電気複合モジュールの発光素子と駆動 LSIとの接続構造のバリエ ーシヨンを示す図であって、図 3 (a)は側面図、図 3 (b)は図 3 (a)の A— A矢視図、図 3 (c)は側面図、図 3 (d)は図 3 (c)の B— B矢視図である。
[図 4]図 4は、本発明の第 2の実施形態に係る光電気複合モジュールの概略平面図 である。
[図 5]図 5 (a)は、本発明の第 3の実施形態に係る光電気複合モジュールの概略断面 図、図 5 (b)は概略平面図である。
[図 6]図 6は、本発明の第 4の実施形態に係る光電気複合モジュールの概略平面図 である。
圆 7]図 7 (a)は、従来の光電気複合モジュールの概略断面図、図 7 (b)は概略平面 図である。
符号の説明
1 発光素子
2 光モニタ素子
3 駆動 LSI
4 光電気複合モジュール
41 放熱基板
42 絶縁層
43 配線基板
51 光ファイバ
60、 61 DC線路
62、 63、 64 高速信号線路
65 下部グランド線路
68 上部グランド線路
66 ノンプ
67、 69、 75 ビア
7 纖層 光導波路

Claims

請求の範囲
[1] 光信号を発生する導波路型光素子と、
該導波路型光素子の光信号出力面及び該出力面の反対側の面の少なくとも一方 と対向して、該放熱基板上に設置され、該導波路型光素子で発生した前記光信号を 伝達する光導波路を内蔵する絶縁層と、
該絶縁層の上面に設けられ、前記導波路型光素子に電流増幅信号を供給する駆 動 LSIと、
前記駆動 LSIと前記導波路型光素子とを前記絶縁層の厚み方向に結ぶ駆動用高 速信号線路とを有する光電気複合モジュール。
[2] 前記駆動 LSIと接触して前記絶縁層の上面を延び、前記駆動 LSIに電気入力信号 を供給する電気入力用高速伝送線路をさらに有する、請求項 1に記載の光電気複合 モジユーノレ。
[3] 前記電気入力用高速伝送線路は前記駆動 LSIと接触して前記絶縁層の上面を延 びる上部グランド電極と、前記導波路型光素子が設置された放熱基板の上面を延び る下部グランド電極と、該上部グランド電極と該下部グランド電極とを接続するグラン ド電極接続部とを有し、前記駆動 LSIを前記放熱基板に接続して該駆動 LSIのダラ ンドを確保するグランド部をさらに有する、請求項 2に記載の光電気複合モジュール
[4] 前記グランド電極接続部は該絶縁層内を前記光導波路と干渉しな！ヽ位置で上下 方向に延びるビアである、請求項 3に記載の光電気複合モジュール。
[5] 前記導波路型光素子は発光素子であり、
前記放熱基板上に設置され、該発光素子の発光をモニタする光モニタ素子と、 前記駆動 LSIと前記発光素子とを前記絶縁層の厚み方向に接続し、前記光モニタ 素子のモニタ信号を前記駆動 LSIにフィードバックする DC線路とをさらに有する、請 求項 2に記載の光電気複合モジュール。
[6] 前記絶縁層は上面に前記上部グランド電極を含むコプレーナ線路を有する、請求 項 2に記載の光電気複合モジュール。
[7] 前記絶縁層はポリマ榭脂材料力もなる、請求項 1に記載の光電気複合モジュール。
[8] 前記導波路型光素子が設置された放熱基板上のガイド機構に設置され、前記光 導波路と接続して光入出力を行う光ファイバをさらに有する、請求項 1に記載の光電 気複合モジュール。
[9] 複数の前記光導波路がアレイ状に形成され、該光導波路の各々に前記導波路型 光素子が接続して 、る、請求項 1に記載の光電気複合モジュール。
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