WO2005093540A1 - セル、パッケージ装置及びパッケージ装置の製造方法 - Google Patents

セル、パッケージ装置及びパッケージ装置の製造方法 Download PDF

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WO2005093540A1
WO2005093540A1 PCT/JP2005/005779 JP2005005779W WO2005093540A1 WO 2005093540 A1 WO2005093540 A1 WO 2005093540A1 JP 2005005779 W JP2005005779 W JP 2005005779W WO 2005093540 A1 WO2005093540 A1 WO 2005093540A1
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WO
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connector
cell
cells
connectors
optical
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/005779
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Takuma Asari
Daniel Hogan
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. filed Critical Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority to US11/189,673 priority Critical patent/US7438482B2/en
Publication of WO2005093540A1 publication Critical patent/WO2005093540A1/ja

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/43Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections

Definitions

  • the present invention relates to a cell, a package device, and a method of manufacturing a package device, and more particularly to a cell, a package device, and a method of manufacturing a package device for transmitting optical information using an interconnection system.
  • Patent Document 1 discloses a multi-chip package in which four semiconductor chips are stacked directly or via gold balls, mounted on a lead frame, and then sealed to reduce the distance between the semiconductor chips. .
  • Patent Document 2 discloses a multi-chip module in which a plurality of substrates on which integrated circuits are mounted are stacked and the substrates are bonded with resin.
  • an optical fiber is embedded in a resin between substrates, and integrated circuits are connected to each other by the optical fiber.
  • Patent Document 1 US Pat. No. 6,426,559
  • Patent Document 2 US Pat. No. 5,848,214
  • the present invention has been made in view of the power, and an object of the present invention is to provide a cell capable of transmitting both optical information and an electric signal by being connected to each other and a cell capable of transmitting both the optical information and the electric signal. It is to provide a connected package device.
  • a first cell of the present invention is a cell for transmitting optical information, and includes a main body, and an interconnect system protruding from the main body, wherein the interconnect systems mutually complement each other.
  • First and second connectors wherein the first connector includes a first electrical connection portion and a first optical element, and the second connector includes the first electrical connector.
  • the optical element is a light emitting element
  • the second optical element is a light receiving element.
  • a second cell of the present invention is a cell for transmitting optical information, and includes a main body and an interconnection system protruding from the main body, wherein the interconnection systems mutually complement each other.
  • First and second connectors wherein the first connector has a plurality of first electrical terminals.
  • a plurality of second optical elements arranged at positions complementary to each other with respect to the first optical element, wherein each of the plurality of first and second optical elements comprises a light emitting element and a light receiving element.
  • the interconnect system extends from the outer wall of the body to both the outside and the inside of the body.
  • the main body has a polyhedral structure
  • the first and second connectors are respectively provided on a first surface and a second surface of the main body.
  • the interconnection system further comprises third and fourth connectors complementary to each other on third and fourth surfaces of the body.
  • fifth and sixth connectors that are complementary to each other are further provided on the fifth and sixth surfaces of the main body.
  • the connection between cells can extend in three directions.
  • the first and second connectors include a plurality of protrusions protruding from the outer surface of the main body and a plurality of relatively recessed portions surrounded by the plurality of protrusions. And the convex portion and the concave portion are arranged so as to form a checkered pattern on the outer surface of the main body portion on which the first and second connectors are arranged.
  • the first optical element is disposed on a tip of at least one of the convex portions and a bottom surface of at least one of the concave portions of the first connector, and the second optical element is provided on the second connector. Are arranged at the tip of at least one of the protrusions and at the bottom of at least one of the recesses.
  • a light emitting element is arranged at a tip of at least one of the convex portions of the first connector, and a bottom surface of at least one of the concave portions of the second connector is provided on a bottom surface of the concave portion.
  • a light receiving element is arranged.
  • a light receiving element is arranged at a tip of at least one of the convex portions of the first connector, and at least one of the second connector has a light receiving element.
  • a light emitting element is arranged on the bottom surface of the concave portion.
  • At least one pair of a light-emitting element and a light-receiving element is disposed at a tip of at least one of the protrusions of the first connector, and at least one of the second connector has a light-emitting element and a light-receiving element. At least a pair of light receiving elements and light emitting elements are arranged on the bottom surface of the recess.
  • the main body has a polyhedral structure, and the first and second connectors are respectively provided on a first surface and a second surface of the main body.
  • the interconnect system further comprises third and fourth connectors complementary to each other on third and fourth surfaces of the body portion, wherein the third and fourth connectors are provided.
  • the part and the concave part are arranged so that the third and fourth connectors are arranged, and the outer surface of the main body part is formed in a shape similar to a pine tree.
  • fifth and sixth connectors which are complementary to each other are further provided on fifth and sixth surfaces of the main body, and the fifth and sixth connectors are provided.
  • the portion and the concave portion are arranged so as to form a checkered pattern on the outer surface of the main body portion where the fifth and sixth connectors are arranged.
  • a first knocking device of the present invention is a package device including at least two cells for transmitting optical information, wherein each of the cells includes at least one first connector and the first connector. At least one second connector complementary to the first connector, the cells are connected by coupling the first connector and the second connector, and the cells are connected to each other. By the connection, the two adjacent cells are mechanically, electrically, and optically connected to each other. By connecting the cells, the optical and electrical connections are extended.
  • the cells are detachably connected to each other. By connecting and disconnecting cells, the configuration of the packaging device can be changed freely.
  • the cells are two-dimensionally arranged by connecting the cells.
  • the cells are three-dimensionally arranged by connecting the cells.
  • the first connector includes a first electrical connection portion
  • the second connector includes a second electrical connection portion.
  • the first connector includes a second electrical connection portion.
  • the cells are also mechanically connected.
  • the first connector includes a first optical element array
  • the second connector includes a second optical element array
  • each of the first and second optical element arrays includes a light emitting element.
  • a light-emitting element of the first optical element array in one of the cells transmits light information to a light-receiving element of the second optical element array in another of the cells
  • the second The first and second optical element arrays are configured such that the light emitting elements of the first optical element array transmit optical information to the light receiving elements of the first optical element array to exchange optical information between one of the cells and another of the cells.
  • U where the second optical element array is located, preferably.
  • a light emitting element of the first optical element array in one of the cells and a light receiving element of the second optical element array in another of the cells are separated from each other.
  • the separated distance is preferably larger than Omm and 50 mm or less.
  • a second package device of the present invention includes a plurality of cells for transmitting optical information, the cells are detachably connected to each other, and each of the cells is electrically connected between the cells. In the connection between two adjacent cells, the optically connected connection and the optically unconnected connection are mixed.
  • a first method for manufacturing a package device of the present invention is a method for manufacturing a package device by connecting a plurality of the cells according to claim 1, wherein the first method includes the steps of: Arranging the second connector of the first cell and the second connector of the second cell in a face-to-face relationship with the second connector of the second cell. And detachably fitting and connecting the connector with the connector.
  • a second method for manufacturing a package device according to the present invention is a method for manufacturing a package device by connecting a plurality of the cells described in claim 2, wherein the first device includes Arranging the second connector of the first cell and the second connector of the second cell in a face-to-face relationship with the second connector of the second cell. And detachably fitting and connecting the connector with the connector.
  • FIG. 1 (A) is a schematic perspective view of the cell of the embodiment as viewed from the front side
  • FIG. 1 (B) is a schematic perspective view of the back side force. is there.
  • FIG. 2 is a schematic top view of the cell of Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a schematic top view of the package device according to the first embodiment.
  • FIG. 4 (A) is a schematic perspective view of a cell of Embodiment 2
  • FIG. 4 (B) is a schematic perspective view of a state where two cells are connected.
  • FIG. 5 is a schematic top view of a cell according to a second embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic top view of a package device according to a second embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view of a package device according to a third embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view of a package device according to a fourth embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic perspective view of a cell of Embodiment 5.
  • FIG. 10 is a sectional view taken along line XX of FIG.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating connection of a connector.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a third connector of the cell according to Embodiment 6.
  • the cell according to the first embodiment is different from a plurality of cells of the same type or different types having different configurations. It is connected to transmit optical information between the connected cells.
  • the cell of the present embodiment has a substantially cubic shape, and as shown schematically in Figs. 1 and 2, a pair of parallel two surfaces includes a first connector 30 and a second connector 40.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of the cell 10 of the present embodiment
  • FIG. 2 is a top view of the cell 10 as viewed from above
  • 1A is a view of the cell 10 from the front
  • FIG. 1B is a view from the back.
  • hatching is applied to some parts to make them easier to read. /.
  • the connectors 30 and 40 protrude outward from the outer walls 83 and 84 of the cubic main body 20 made of a synthetic resin, and extend into and are embedded in the main body 20.
  • the first and second connectors 30, 40 form an interconnection system.
  • the integrated circuit 9 is embedded in the main body 20, and the integrated circuit 9 is connected to the connectors 30 and 40 extending inside the main body 20.
  • the first connector 30 includes first electrical connection portions 31, 31 and first optical elements 32, 32.
  • the second connector 40 includes second electrical connection portions 41, 41. And second optical elements 42 and 42.
  • the first optical elements 32, 32 are light emitting diodes which are light emitting elements
  • the second optical elements 42, 42 are optical sensors which are light receiving elements.
  • the first electrical connection portions 31, 31 and the second electrical connection portions 41, 41 are square pillars.
  • the driving device for driving the light emitting element is shown in the drawing, and a driver is embedded in the main body 20.
  • the light emitting element, the light receiving element and the integrated circuit 9 are connected by an optical fiber.
  • the first electrical connection portions 31, 31 and the first optical elements 32, 32 are arranged in a straight line on a surface 83 of the main body portion 20 where the first connector 30 is formed.
  • This straight line is a square.
  • the surface 83 of the main body 20 is bisected in parallel with the side.
  • the first electrical connection portions 31 and 31 are provided so as to be in contact with two opposing sides of the square of the surface 83 of the main body portion 20, respectively, and the first optical elements 32 and 32 are provided with two first electrical connection portions. It is arranged between the connecting portions 31 and 31.
  • the second electrical connecting portions 41, 41 and the second optical elements 42, 42 are also arranged in a straight line on the surface 84 of the main body 20 in which the second connector 40 is formed.
  • the first connector 30 differs from the first connector 30 in that the position of the electrical connection portions 41, 41 of the second connector is located away from the side of the square of the surface 84 of the main body portion 20. Other arrangement features are the same as those of the first connector 30.
  • the straight line in which the first electrical connection portions 31 and 31 and the first optical elements 32 and 32 are aligned is a line in which the second electrical connection portions 41 and 41 and the second optical elements 42 and 42 are aligned. Is parallel to the straight line
  • a device in which a plurality of cells 10 are connected in this way is referred to as a package device 100.
  • the connection method first, the first connector 30 of one cell 10 is aligned with the second connector 40 of the other cell 10. Then, the first connector 30 and the second connector 40 are fitted to each other so as to press both the senores 10 and 10 together, and are connected.
  • the first connector 30 and the second connector 40 are formed so as to complement each other, so that they are fitted and connected only by pressing the cells. That is, two second electrical connection portions 41, 41 abut against the opposing surfaces of the two first electrical connection portions 31, 31, respectively, and the first electrical connection portions 31, 31 and the second The first connector 30 and the second connector 40 are connected and fixed by contact with the electrical connection portions 41, 41. In other words, the first electrical connection portions 31 and 31 are mechanically fixed with the second electrical connection portions 41 and 41 therebetween. At this time, the first electrical connection portions 31, 31 and the second electrical connection portions 41, 41 are brought into force contact with each other, so that electrical connection therebetween is also performed.
  • first electrical connection portions 31, 31 and the second electrical connection portions 41, 41 have conductive members 31 a, 4 la (for example, copper, gold, aluminum, etc.) on their mutual contact surfaces. It is located and has an electrical connection.
  • the part opposite to the contact surface is made of synthetic resin.
  • the first and second connectors 30, 40 are connected to each other by static friction between the first electrical connection portions 31, 31, and the second electrical connection portions 41, 41. Because of the connection, if the connection is to be disconnected with a force greater than the static friction force, the two connectors 30 and 40 are disconnected. That is, the cells 10 and 10 are connected to each other by detachable fitting. Also, the end portions of the second electrical connection portions 41, 41 on the conductive member 4la side are chamfered and rounded so that the two connectors 30, 40 can be easily connected. Further, the distance between the outer walls of the two second electrical connecting portions 41, 41 is set slightly larger than the distance between the inner walls of the two first electrical connecting portions 31, 31. Then, the first electrical connection portions 31 and 31 and the second electrical connection portions 41 and 41 are pressed against each other by elastic force to form a strong connection. Is tied.
  • the first optical element 32, 32 and the second optical element 42 are placed facing each other. That is, the second optical elements 42, 42 are arranged at complementary positions with respect to the first optical elements 32, 32.
  • One first optical element 32 faces one corresponding second optical element 42, and an optical signal emitted from the first optical element 32 enters the corresponding second optical element 42 and Information is transmitted. Similarly, optical information is transmitted to the other pair of the first optical element 32 and the second optical element 42.
  • EMI ELECTROMAGNETIC INTERFERENCE
  • crosstalk are reduced as compared with a case where they are apart from each other. It is the lowest and preferable.
  • Electric signals, electric power, and optical signals are transmitted between them.
  • Electric signals and electric power are transmitted between the first electric connection portions 31 and 31 and the second electric connection portions 41 and 41, and the optical signals are transmitted to the first optical elements 32 and 32 and the second Transmission is performed between the optical elements 42, 42.
  • These electric signals, electric power, and optical signals are guided to the integrated circuit 9 in the main body unit 20, where the information is converted or transmitted without being converted. Note that at least a part of these electric signals, electric power, and optical signals may be transmitted directly to the adjacent cell 10 without passing through the integrated circuit 9.
  • the cell, the package device, and the method of manufacturing the same according to the present embodiment have the following effects.
  • the cell and the package device have a simple configuration and can transmit both electric power signals and optical signals.
  • the first electrical connection portions 31, 31 and the second electrical connection portions 41, 41 are formed in mutually complementary shapes and positional relationships, and the first optical elements 32, 32 and the second Since the optical elements 42 and 42 are also formed in mutually complementary shapes and positional relations, only by pressing the first and second connectors 30 and 40 face-to-face and connecting them together, the power is naturally connected to the electrical connection. Both optical connections are made.
  • the first and second connectors 30 and 40 are connected by detachable fitting, the package device can be easily rearranged, and it is possible to easily cope with an upgrade of the cell.
  • both the electrical connection and the mechanical connection are performed by the electrical connection portions 31, 41, The structure is simple.
  • first optical elements 32, 32 and the second optical elements 42, 42 are each provided with two forces. These forces may be one, three or more. Good.
  • the cell according to the second embodiment is connected to a plurality of cells of the same type or different types having different configurations, and transmits optical information between the connected cells. .
  • the cell of this embodiment is similar in overall shape and function to the cell of Embodiment 1, but the number of connectors, the number and arrangement of electrical connection portions and optical elements, and the like are similar to those of Embodiment 1. Since it is different from the cell, the parts different from the first embodiment will be mainly described below.
  • FIG. 4 (a) is a perspective view of the cell 11 of the present embodiment
  • FIG. 5 is a top view of the cell 11 of FIG. 4 (a) as viewed from above.
  • hatching is applied to a part of the figure to make it easier to grasp, but this part is not necessarily a cross section.
  • the four faces 83, 84, 85, 86 of the senor 11 of the present embodiment and the cubic body are formed with four connectors 130, 140, 150, 160, respectively. ing.
  • the first connector 130 and the third connector 150 have the same configuration and the same shape
  • the second connector 140 and the fourth connector 160 have the same configuration and the same shape.
  • the second connectors 130 and 140 will be described.
  • the first connector 130 is formed on a surface 83 opposite to the surface 84 of the main body 21 on which the second connector 140 is formed, and the third connector 150 is formed with a fourth connector 160. It is formed on a surface 85 opposite to the surface 86 of the main body 21.
  • the first difference between the first and second cells 130 and 140 of the present embodiment from the first and second cells 30 and 40 of the first embodiment is that the first and second cells 130 and 140 of the first embodiment have two electric cells. Whereas the optical connection portion and the two optical elements are arranged in a line to form one connector, in the present embodiment, four optical elements are arranged in a line between the two electrical connection portions. It is the point that it forms three connectors in parallel. As shown in FIGS. 4 (b) and 6, the electrical connection and the arrangement of the optical elements are formed complementarily to each other! When the connectors 130 and 140 are connected, the electrical connection and the optical connection are reliably performed.
  • first and second connectors 130 and 140 when the first and second connectors 130 and 140 are connected, a large number of electric signals and optical signals can be transmitted at a time, and this is also different from the first embodiment.
  • two electric signals and two optical signals are transmitted by the connection of the first and second connectors 30 and 40, but in the present embodiment, six electric signals and two optical signals are transmitted. Twelve optical signals are transmitted, and the amount of information transmission is 4.5 times that of the first embodiment.
  • a second point different from the first embodiment is that the first optical elements 132, 133 of the first connector 130 have both the light receiving element 132 and the light emitting element 133, and This is the point that constitutes the optical element array of No. 1.
  • optical information can be exchanged between the two connected cells 11.
  • a plurality of integrated circuits 212, 212,... are embedded in the main body 21 of the present embodiment, and the first electrical connection 131, the second electrical connection 141, Third electrical connection section 151, fourth electrical connection section 161, first optical element 132, 133, second optical element 142, 143, third optical element 152, 153, fourth optical element Connected to 162, 163!
  • the method of manufacturing the package device 101 by connecting the two cells 11 and 11 is the same as in the first embodiment.
  • the first and second connectors 130 and 140 face each other, and then slide on the worktable as it is.
  • all the electrical connection portions 131 and 141 and the optical elements 132, 133, 142 and 143 are connected.
  • the connection of the third and fourth connectors 150 and 160 and all the electrical connection portions 151 and 161 and the optical elements 152, 153, 162 and 163 are connected in S-match.
  • the connection between the first connector 130 and the second connector 140 and the connection between the third connector 150 and the fourth connector 160 are performed by detachable fitting as in the first embodiment.
  • the tips of the first optical elements 132 and 133 and the tips of the second optical elements 142 and 143 are not in contact with each other and the gap g is small.
  • the gap g is slightly disadvantageous for optical signal transmission when the gap g is empty.Even if there are some size errors or placement errors in the manufacturing of the cell 11, the first optical elements 132 and 133 and the second It does not occur that the optical elements 142 and 143 come into contact with each other and a large force is applied to the contacting parts to cause damage.
  • the cell, the package device, and the method of manufacturing the same according to the present embodiment have the following effects in addition to the effects of the first embodiment.
  • connection of the first and second connectors 130, 140 also occur in the connection of the third and fourth connectors 150, 160.
  • Various types of optical and electrical signals can be exchanged between the two cells.
  • optical signals can be exchanged between connected cells. Further, up to four other cells can be connected to one cell 11.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view of a package device 102 according to a third embodiment having a planar spread using cells 110a, 110b,... Similar to the cells of the second embodiment.
  • one connector is made up of five rows of electrical connection portions and optical elements (optical element arrays).
  • the package device 102 of the present embodiment is formed by force-connecting six cells 110a, 110b, ... with the cell 110b at the center.
  • the four senolees 110a, 11 Ob,... Of the senor 110a and the senor 110d are connected linearly in the left-right direction in the figure by a first connector and a second connector. Further, the fourth connector of the cell 110b is connected to the third connector of the cell 110f, and the third connector of the cell 110b is connected to the fourth connector of the cell 110e.
  • S The four senorés 110a, 110b, 110c, and 110d are connected so as to be orthogonal to a straight line composed of the forces.
  • any of the cells 110a, 110b,... Of the present embodiment are connected to each other by detachably fitting the cells similarly to the cells of the first and second embodiments, any of the cells 110a, 110b,. Can be removed and replaced with another cell.
  • the cell, the package device, and the method of manufacturing the same according to the present embodiment have the following effects in addition to the effects of the second embodiment.
  • a plurality of cells 110a, 110b, ... are two-dimensionally arranged around a center cell 110b.
  • the package device 102 of the present embodiment can transmit an electric signal and an optical signal two-dimensionally because it is spread in a plane. By changing the connection direction between cells, electric signals and optical signals can be transmitted to arbitrary positions on a plane.
  • the arrangement of the cells 110a, 110b,... In the present embodiment is one example, and the cells can be connected at an arbitrary position on the same plane. It can spread on a plane in any shape. Also, since the number of cells is arbitrary, the knocking device can be arbitrarily large.
  • FIG. 8 shows a package device 300 according to a fourth embodiment having a three-dimensional spread using cells 310a, 310b,...
  • first to sixth connectors are formed on six surfaces of a cubic cell, respectively. It is a typical perspective view.
  • the fifth connector and the sixth connector are complementary to each other, and each include an electrical connection portion and an optical element.
  • one connector is composed of a set of five rows of electrical connection parts and optical elements (optical element arrays). Then, an interconnection system is formed by the first to sixth connectors.
  • the package device 300 of the present embodiment is formed by force-connecting eight cells 310a, 310b, ... with the cell 310b at the center.
  • the four senores 310a, 31 Ob, etc. of the senor 310a and the senor 310d are linearly connected in the left-right direction in the figure by a first connector and a second connector.
  • the fourth connector of the cell 310b and the third connector of the cell 310f are connected, and the third connector of the cell 310b and the fourth connector of the cell 310e are connected to each other to force the cells 310b, 310e, and 310f.
  • S The four senorés 310a, 310b, 310c, 310d are connected so as to be orthogonal to a straight line of force.
  • the fifth connector of the cell 310b is connected to the sixth connector of the cell 310g, and the sixth connector of the cell 310b is connected to the fifth connector of the cell 310h.
  • the package device 300 is also extended in the vertical direction of the plane formed by the cells 31Of.
  • any of the cells 310a, 310b,... Of the present embodiment are connected to each other by detachably fitting the cells similarly to the cell of Embodiment 3, any of the cells 310a, 310b,. Can be replaced with another cell.
  • the cell, the package device, and the method of manufacturing the same according to the present embodiment have the following effects in addition to the effects of the second embodiment.
  • the package device 300 of the present embodiment converts the electric signal and the optical signal into three-dimensional signals. Can be communicated in a targeted manner. By changing the connection direction between cells, electric signals and optical signals can be transmitted to arbitrary three-dimensional positions.
  • the arrangement of the cells 310a, 310b,... In the present embodiment is one example, and the cells can be connected to each other at any position. It can be spread in the future. Also, since the number of cells is arbitrary, the size of the package device can be made arbitrary.
  • the cell of the present embodiment is formed with connectors 430, 440, 450, 460, 470, 480 from the first force to the sixth force on each surface 93, 96, 97 of the cube. ing. These connectors form an interconnection system.
  • the four convexes 401, 401,... And the four hundreds 402,... Are alternately arranged by eight so as to form a pine pattern on each outer surface 93, 96,. In other words, each surface constitutes a 4 ⁇ 4 matrix.
  • the outer wall of each connector 430, 440, 450, 460, 470, 480 is provided with a peripheral wall ⁇ 403 force.
  • FIG. 10 shows a cross section taken along line X—X of FIG.
  • a light emitting element 433, 443, 453, and 463 force is provided at the tip of the protrusion, and a light receiving element is provided on the bottom surface of the 402.
  • Elements 432, 442, 452, 462 are provided to form an optical element array in each connector as a whole.
  • first to fourth electrical connection portions 431, 441, 451, and 461 are provided on the side wall portions of the respective convex portions 401 and concave portions 402.
  • an integrated circuit is embedded in the main body 24, Each electrical connection connects to an integrated circuit.
  • a part of the light-emitting element and the light-receiving element are connected to an integrated circuit, and the other part is connected to another light-emitting element or a light-receiving element.
  • the first connector 430 and the second connector 440 are complementary to each other, and the third connector 450 and the fourth connector 460 are complementary to each other. That is, as shown in FIG. 11, for example, the third connector 450 and the fourth connector 460 are arranged in opposition to each other and brought closer to each other so that the convex portion 401 of the third connector 450 is The convex portion 401 of the fourth connector 460 can be inserted into the concave portion 402 of the fourth connector 460 and fitted into the concave portion 402 of the third connector 450.
  • each convex portion of the third connector 450 fits into each concave portion 402 of the fourth connector 460, and each convex portion 401 of the fourth connector 460 fits into each concave portion of the third connector 450. It fits in 402 and is electrically and mechanically connected by third and fourth electrical connections 451,461. That is, the third electrical connection portion 451 is formed complementary to the fourth electrical connection portion 461. When the third connector 450 and the fourth connector 460 are connected, all the 4 ⁇ 4 matrices of both are fitted and firmly connected.
  • the light emitting elements 452 and 462 provided at the tip of the projection 401 are light receiving elements 46 3 provided on the bottom of the recess 402. , 453 and almost all the optical signals can be transmitted. That is, the third optical element (light-emitting element 452 and light-receiving element 453) arranged on the third connector 450 is replaced with the fourth optical element (light-emitting element 462 and light-receiving element 453) arranged on the fourth connector 460. 463) are placed in mutually complementary positions!
  • connection between these connectors is a connection by detachable fitting, and can be easily removed.
  • the cell, the package device, and the method of manufacturing the same according to the present embodiment have the following effects in addition to the effects of the fourth embodiment.
  • connection portion Since the area of the mechanical connection portion is large, the connection can be made firmly. Even if each connector is rotated 180 ° around its center point, the projections and depressions have the same arrangement. It can be connected as it is. The connection between the connectors is made stronger than in the first to fourth embodiments.
  • the light emitting element is arranged at the tip of the convex part 401 and the light receiving element is arranged at the bottom of the concave part 402.
  • These may be mixed with each other (e.g., the first and second connectors have a light emitting element in a convex portion, the concave portion has a light receiving element, and the third and fourth connectors have a convex portion). Is a light receiving element and a concave is a light emitting element).
  • the cell 410 of the present embodiment has first to sixth connectors 430, 440,..., It is also possible to use only the first and second connectors, or to have first to fourth connectors. It may be. Further, it is not necessary to dispose the optical element in all the convex portions 401 and the concave portions 402, and the optical element may be disposed in some of the convex portions 401 and the concave portions 402.
  • the cell 410 of the present embodiment may be a 2 ⁇ 2 or 3 ⁇ 3 matrix in which the convex portion 401 and the concave portion 402 form a 4 ⁇ 4 matrix, or a matrix of 5 ⁇ 5 or more. It doesn't matter. Also, the number of rows and columns need not be the same.
  • the cell of the present embodiment differs from the cell of the fifth embodiment only in the arrangement of the optical elements, and the other parts are the same as the cell of the fifth embodiment. Therefore, only the different parts will be described. .
  • FIG. 12 is a partial cross-sectional view of the third connector 550 of the present embodiment.
  • the electrical connection portion 551 is formed on the side wall of the concave portion 502 and the convex portion 501.
  • optical elements are provided at the tip of each convex portion 501 and the bottom surface of each concave portion 502, that is, the light emitting elements 552a and 553a and the light receiving elements 552b and 553b are paired one by one. It is arranged.
  • the light emitting element and the light receiving element are paired at the tip of each convex portion and the bottom surface of each concave portion. Are located. Therefore, in the package device using the cell of the present embodiment, the transmission amount of optical information is increased by a factor of ⁇ compared with the case of using the cell of the fifth embodiment.
  • the present invention is not limited to the first to sixth embodiments.
  • the first electrical connection portions 31, 31 and the second electrical connection portions 41, 41 are in contact with each other,
  • the connection between the first and second connectors 30 and 40 is fixed by friction, but the first and second connectors 30 and 40 are connected to the second and third electric connectors 41 and 41, for example, to one side.
  • the convex portion may be formed with a concave portion on the other side, and the connection between the first and second connectors 30 and 40 may be fixed by engagement thereof, or an engaging portion of another shape may be formed. You may keep it. This is the same between the third and fourth connectors and between the fifth and sixth connectors.
  • a portion protruding from the outer wall of the main body, and a portion provided at the tip of the convex portion or the bottom surface of the concave portion are lenses.
  • an optical medium such as an optical fiber may be used.
  • a diffraction element or a microlens array can be used.
  • a diffraction grating or a microlens array can be manufactured with high precision by processing the silicon substrate, so that highly accurate and inexpensive members can be used. Preferred.
  • the distance between the light receiving element and the light emitting element can be increased, and the size of the cell can be reduced.
  • the light emitting element is not limited to a light emitting diode, but may be a laser or the like.
  • the light receiving element is not limited to the optical sensor, and may be an image sensor or the like.
  • the shape of the first to sixth electrical connection portions is not limited to a prism, and may be a cylinder, a polygonal prism, a pyramid, a truncated cone, or the like.
  • the type of the integrated circuit embedded in the main body is not particularly limited.
  • it may be a CPU or MPU, or an FPGA (field programmable gate array).
  • the heat generated in each cell can also dissipate the surface force of the main body, and can be easily cooled by a fan.
  • a heat sink may be provided for each cell.
  • the shape of the main body is not limited to a cube but may be a polyhedron! For example, it may be a tetrahedron, a rectangular parallelepiped, an octahedron, or a polyhedron having some curved surfaces.
  • the size of the cell is preferably 1 mm or more and 500 mm or less on one side, for example, 10 mm in the first embodiment, and 20 mm in the second to sixth embodiments.
  • the length of the electrical connection protruding from the main body is For example, it is 1.5 mm in the first embodiment, and 2 mm in the second to fourth embodiments.
  • the protrusion amount of the convex portion and the depth of the concave portion are preferably from 0.1 mm to 50 mm, for example, 2 mm in the fifth embodiment. Further, on each surface of the cell, the distance between adjacent optical elements is preferably 0.1 mm or more and 50 mm or less, for example, 2 mm in the second to fourth embodiments. Further, the main body may be made of ceramic or the like in addition to the synthetic resin.
  • the distance between the tips of the opposing optical elements may be Omm, that is, may be in contact with each other, or there may be a gap between the tips, and the distance may be larger than Omm and 50 mm or less. Is also good.
  • the cells to be connected may be cells of the same type, or a plurality of cells of different types may be connected. In this case, it is necessary to check the shape of the connector in advance and connect the mutually complementary connectors.
  • the connectors to be connected do not have to be the same size as each other.
  • the cell according to the first embodiment and the cell according to the second embodiment may be connected.
  • a cell having a convex part, a concave part, a force X4 matrix, and a 6 ⁇ 6 matrix It may be connected to a certain cell. At this time, no signal is transmitted between the unconnected electrical connection part and the optical element.
  • a part of the optical element provided in the cell may be changed to a simple light receiving / emitting portion instead of the light emitting element / light receiving element, or may be changed to a member that does not receive and emit light.
  • a simple light emitting / receiving section for example, light can be received and passed through the main body, and the light can then be emitted to the cell.
  • the connector in which the member is installed is optically disconnected. For example, if the number of such cells is increased in the fourth embodiment, the connection between optically connected cells and the connection between optically unconnected cells will be mixed.
  • dummy cells that do not contribute to information transmission may be inserted in order to adjust the shape of the entire node / cage device.
  • the cell and package device according to the present invention can transmit both electric and optical signals with a simple structure, and can be used for optical and telecommunication devices and signal networks. It is useful as a work or the like.

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Abstract

 セル10には第1のコネクタ30と第2のコネクタ40とが形成されている。この2つのコネクタ30,40は相互補完的に構成されており、2つのセル10,10において第1のコネクタ30と第2のコネクタ40とを向かい合わせて押し付け合うことにより、電気的連結部31,41同士が嵌り合って電気的かつ機械的な連結が行われる。また、第1の光学素子32と第2の光学素子42も相互補完的な位置に配置されていて、電気的かつ機械的な連結が行われると、第1の光学素子32と第2の光学素子42との先端同士が接触するようになって光信号の伝達が行われる。                                                                                 

Description

明 細 書
セル、パッケージ装置及びパッケージ装置の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、セル、パッケージ装置及びパッケージ装置の製造方法に関し、特に相 互接続システムを用いた光情報を伝達させるセル、パッケージ装置及びパッケージ 装置の製造方法に関するものである。
背景技術
[0002] 近年コンピュータの製造コストを低減させて性能を向上させるために、電子回路をコ ンパタトに配置する必要性が高まっている。そのため、電子回路が占めるエリアを最 小にするとともに、電気信号が伝達する距離を短くし、同時に原材料コストも低減させ ている。例えば、特許文献 1には 4つの半導体チップを直接あるいは金ボールを介し て積み重ねてリードフレームに実装した後、封止することにより半導体チップ間の距 離を短くしたマルチチップパッケージが開示されている。
[0003] また、電気信号の代わりに光信号を用いて、電子回路を作動させるあるいは電子回 路間の情報伝達を行う技術も開発されている。電気信号よりも光信号の方が高速か つ信号量が多いので、この技術の開発は近年盛んになつている。例えば、特許文献 2には集積回路を実装した基板を複数枚積層して基板間を榭脂で接着させているマ ルチチップモジュールが開示されている。このマルチチップモジュールでは、基板間 の榭脂内に光ファイバを埋め込んでおり、この光ファイバによって集積回路同士が接 続されている。
特許文献 1:米国特許 6426559号公報
特許文献 2:米国特許 5848214号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] しかしながら、特許文献 1に記載されて 、るマルチチップパッケージは、パッケージ 内のチップ同士の電気信号伝達は短時間で行われるものの、パッケージ外の集積回 路との信号伝達は従来と同じ方法で行われており、このパッケージが搭載された装 置全体としては電気信号伝達の大幅な速度向上は見込めない。また、特許文献 2に 記載されて 、るマルチチップモジュールも、そのモジュール内のチップ同士は光ファ ィバによって高速な光信号伝達が行われるが、このモジュールと接続される外部の集 積回路との間での信号伝達は従来と同じ方法で行われるため、このモジュールを搭 載したシステム全体としては必ずしも信号伝達速度の大幅向上は達成できない。
[0005] さらに、ロボットなどにおいて人間の神経系に該当する情報ネットワークは、高速信 号伝達と、接続を任意に組み替えること、及び複数信号のネットワーク内での処理な どを行う必要があるが、現状ではそのようなネットワークは存在しておらず、特許文献 1や特許文献 2のパッケージやモジュールを用いてもこのような情報ネットワークを形 成することは非常に困難である。
[0006] 本発明は、力かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、互いに 接続させることで光情報と電気信号の双方を伝達させることができるセル及びこのセ ルを接続させたパッケージ装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明の第 1のセルは、光情報を伝達させるセルであって、本体部と、該本体部か ら突き出している相互接続システムとを備え、前記相互接続システムは、互いに相互 補完的である第 1及び第 2のコネクタを備え、前記第 1のコネクタは、第 1の電気的連 結部と第 1の光学素子とを備え、前記第 2のコネクタは、前記第 1の電気的連結部に 対して相互補完的な第 2の電気的連結部と、前記第 1の光学素子に対して相互補完 的な位置に配置された第 2の光学素子とを備え、前記第 1の光学素子は発光素子で あり、前記第 2の光学素子は受光素子である。このような構成を有しているので、本発 明のセルを複数用意すれば、これらは相互接続システムによって接続され、この接続 では相互補完的に電気的連結と光学的な連結が行われる。また相互補完と!/、うのは 、特定の 2つのものが特異的に対になることをいう。このように対になることで互いに 補い合ったり、また相互作用を及ぼすことが可能となる。
[0008] 本発明の第 2のセルは、光情報を伝達させるセルであって、本体部と、該本体部か ら突き出している相互接続システムとを備え、前記相互接続システムは、互いに相互 補完的である第 1及び第 2のコネクタを備え、前記第 1のコネクタは、複数の第 1の電 気的連結部と複数の第 1の光学素子とを備え、前記第 2のコネクタは、前記第 1の電 気的連結部に対して相互補完的な複数の第 2の電気的連結部と、前記第 1の光学 素子に対して相互補完的な位置に配置された複数の第 2の光学素子とを備え、前記 複数の第 1及び第 2の光学素子のそれぞれは発光素子と受光素子とからなつている
[0009] 前記相互接続システムは、セルの前記本体部外壁から該本体部の外側および内 側の双方に延びて 、ることが好ま 、。
[0010] ある好適な実施形態にぉ 、て、前記本体部は多面体構造を有して 、て、前記第 1 及び第 2のコネクタはそれぞれ該本体部の第 1の面及び第 2の面に配置されており、 さらに前記相互接続システムは、互いに相互補完的である第 3及び第 4のコネクタを 前記本体部の第 3及び第 4の面に備えている。このような構成を有しているので、セ ル同士の接続は 2つの方向に延びることができる。
[0011] ある好適な実施形態において、さらに互いに相互補完的である第 5及び第 6のコネ クタを前記本体部の第 5及び第 6の面に備えている。このような構成を有しているので 、セル同士の接続は 3つの方向に延びることができる。
[0012] ある好適な実施形態において、前記第 1及び第 2のコネクタは、前記本体部外面か ら突出している複数の凸部と当該複数の凸部に囲まれて相対的に凹んでいる複数 の凹部とを備えており、前記凸部と凹部とは、前記第 1及び第 2のコネクタが配置され て ヽる前記本体部外面にぉ ヽて巿松模様を形成するように配置されており、前記第 1の光学素子は、前記第 1のコネクタにおける少なくとも 1つの前記凸部の先端及び 少なくとも 1つの前記凹部の底面に配置されており、前記第 2の光学素子は、前記第 2のコネクタにおける少なくとも 1つの前記凸部の先端及び少なくとも 1つの前記凹部 の底面に配置されている。
[0013] ある好適な実施形態において、前記第 1のコネクタにおける少なくとも 1つの前記凸 部の先端には発光素子が配置されており、前記第 2のコネクタにおける少なくとも 1つ の前記凹部の底面には受光素子が配置されて 、る。
[0014] ある好適な実施形態において、前記第 1のコネクタにおける少なくとも 1つの前記凸 部の先端には受光素子が配置されており、前記第 2のコネクタにおける少なくとも 1つ の前記凹部の底面には発光素子が配置されて 、る。
[0015] ある好適な実施形態において、前記第 1のコネクタにおける少なくとも 1つの前記凸 部の先端には少なくとも一対の発光素子と受光素子とが配置されており、前記第 2の コネクタにおける少なくとも 1つの前記凹部の底面には少なくとも一対の受光素子と 発光素子とが配置されて 、る。
[0016] ある好適な実施形態にぉ 、て、前記本体部は多面体構造を有して 、て、前記第 1 及び第 2のコネクタはそれぞれ該本体部の第 1の面及び第 2の面に配置されており、 さらに前記相互接続システムは、互いに相互補完的である第 3及び第 4のコネクタを 前記本体部の第 3及び第 4の面に備えており、前記第 3及び第 4のコネクタは、前記 本体部外面力 突出している複数の凸部と当該複数の凸部に囲まれて相対的に凹 んでいる複数の凹部とを備えており、前記第 3及び第 4のコネクタの前記凸部と凹部 とは、前記第 3及び第 4のコネクタが配置されて 、る前記本体部外面にぉ 、て巿松模 様を形成するように配置されて 、る。
[0017] ある好適な実施形態において、さらに互いに相互補完的である第 5及び第 6のコネ クタを前記本体部の第 5及び第 6の面に備えており、前記第 5及び第 6のコネクタは、 前記本体部外面力 突出している複数の凸部と当該複数の凸部に囲まれて相対的 に凹んでいる複数の凹部とを備えており、前記第 5及び第 6のコネクタの前記凸部と 凹部とは、前記第 5及び第 6のコネクタが配置されている前記本体部外面において巿 松模様を形成するように配置されて 、る。
[0018] 本発明の第 1のノ ッケージ装置は、光情報を伝達させる少なくとも 2つのセルを備え たパッケージ装置であって、それぞれの前記セルは、少なくとも 1つの第 1のコネクタ と、該第 1のコネクタに対して相互補完的な少なくとも 1つの第 2のコネクタとを備え、 前記セル同士は、前記第 1のコネクタと前記第 2のコネクタとが連結することによって 接続されており、前記セル同士の接続によって、隣接する 2つの前記セル間は機械 的、電気的及び光学的に連結されている。セルを接続していくことによって光学的' 電気的な連結が延びて 、く。
[0019] 前記セル同士は脱着可能に接続されていることが好ましい。セルを接続させたり外 したりすることでパッケージ装置の構成を自由に変えられる。 [0020] ある好適な実施形態において、前記セル同士の接続によって、該セルは二次元的 に配列されている。
[0021] ある好適な実施形態において、前記セル同士の接続によって、該セルは三次元的 に配列されている。
[0022] 前記第 1のコネクタは、第 1の電気的連結部を備え、前記第 2のコネクタは、第 2の 電気的連結部を備え、前記第 1及び第 2の電気的連結部によって前記セル同士は 機械的にも連結されて 、ることが好ま 、。
[0023] 前記第 1のコネクタは第 1の光学素子アレイを備え、前記第 2のコネクタは第 2の光 学素子アレイを備え、前記第 1及び第 2の光学素子アレイのそれぞれは発光素子と 受光素子とを備えており、一つの前記セルにおける前記第 1の光学素子アレイの発 光素子が別の前記セルにおける前記第 2の光学素子アレイの受光素子へ光情報を 伝達させ、当該第 2の光学素子アレイの発光素子が当該第 1の光学素子アレイの受 光素子へ光情報を伝達させて一つの前記セルと別の前記セルとの間で光情報交換 を行うように前記第 1及び第 2の光学素子アレイが配置されて 、ることが好ま U、。
[0024] ある好適な実施形態において、一つの前記セルにおける前記第 1の光学素子ァレ ィの発光素子と別の前記セルにおける前記第 2の光学素子アレイの受光素子との間 及び当該第 2の光学素子アレイの発光素子と当該第 1の光学素子アレイの受光素子 との間はそれぞれ離間して 、る。
[0025] 離間している距離は、 Ommより大きく 50mm以下であることが好ましい。
[0026] 本発明の第 2のパッケージ装置は、光情報を伝達させる複数のセルを備え、前記セ ル同士は脱着可能に接続されており、前記セルのそれぞれは、該セル間における電 気的な連結手段と光学的な連結手段とを備え、隣接する 2つの前記セル間の接続に おいて、光学的に連結された該接続と光学的に非連結の該接続とが混在する。
[0027] 本発明の第 1のパッケージ装置の製造方法は、複数の請求項 1に記載されたセル を連結させてパッケージ装置を製造する製造方法であって、第 1の前記セルの前記 第 1のコネクタを、第 2の前記セルの前記第 2のコネクタに対して向かい合わせに配 置する工程と、前記第 1のセルの前記第 1のコネクタと前記第 2のセルの前記第 2のコ ネクタとを脱着自在に嵌め合わせて連結させる工程とを含む。 [0028] 本発明の第 2のパッケージ装置の製造方法は、複数の請求項 2に記載されたセル を連結させてパッケージ装置を製造する製造方法であって、第 1の前記セルの前記 第 1のコネクタを、第 2の前記セルの前記第 2のコネクタに対して向かい合わせに配 置する工程と、前記第 1のセルの前記第 1のコネクタと前記第 2のセルの前記第 2のコ ネクタとを脱着自在に嵌め合わせて連結させる工程とを含む。
発明の効果
[0029] 複数のセルが相互接続システムによって接続され、この接続では相互補完的に電 気的連結と光学的な連結が行われるので、セル同士を接続するだけでセル間で電 気的及び光学的な情報伝達を行うことができる。
図面の簡単な説明
[0030] [図 1]図 1 (A)は実施形態のセルを正面側カゝら見た模式的な斜視図であり、図 1 (B) は裏面側力 見た模式的な斜視図である。
[図 2]図 2は実施形態 1のセルの模式的な上面図である。
[図 3]図 3は実施形態 1のパッケージ装置の模式的な上面図である。
[図 4]図 4 (A)は実施形態 2のセルの模式的な斜視図であり、図 4 (B)は 2つのセルの 接続された状態の模式的な斜視図である。
[図 5]図 5は実施形態 2のセルの模式的な上面図である。
[図 6]図 6は実施形態 2のパッケージ装置の模式的な上面図である。
[図 7]図 7は実施形態 3のパッケージ装置の模式的な斜視図である。
[図 8]図 8は実施形態 4のパッケージ装置の模式的な斜視図である。
[図 9]図 9は実施形態 5のセルの模式的な斜視図である。
[図 10]図 10は図 9の X— X線断面図である。
[図 11]図 11はコネクタの接続を説明する断面図である。
[図 12]図 12は実施形態 6のセルの第 3のコネクタを示す断面図である。
符号の説明
[0031] 10, 11 セル
20, 21, 23, 24 本体部
30, 130, 430 第 1のコネクタ 31 , 431 第 1の電気的連結部
32 第 1の光学素子
40, 140, 440 第 2のコネクタ
41 , 441 第 2の電気的連結部
42 第 2の光学素子
83, 84, 85, 86 本体部外壁 (外面)
93, 96, 97 セル外壁(外面)
101, 102 パッケージ装置
110a〜110f セル
150, 450, 550 第 3のコネクタ
160, 460 第 4のコネクタ
300 パッケージ装置
310a〜310h セル
401 , 501 凸部
402, 502 凹部
410 セル
432, 442, 452, 462 受光素子
433, 443, 453, 463 発光素子
470 第 5のコネクタ
480 第 6のコネクタ
552a, 553a 発光素子
552b, 553b 受光素子
発明を実施するための最良の形態
[0032] 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形 態は例であって、本発明はこれらの例に限定されない。また、実質的に同一の機能 を有する構成要素を同じ符号を用いて表す。
[0033] (実施形態 1)
実施形態 1に係るセルは、複数の同種あるいは構成の異なる別種のセルと互いに 連結させて、連結させたセル間で光情報を伝達させるものである。
[0034] 本実施形態のセルは、略立方体形状を有しており、図 1、図 2に模式的に示すよう に一組の平行な 2面に第 1のコネクタ 30と第 2のコネクタ 40とがそれぞれ設けられて いる。なお、図 1は本実施形態のセル 10の模式的な斜視図であり、図 2は、セル 10を 上から見た上面図である。なお、図 1 (A)はセル 10を正面から、図 1 (B)は裏面から 見た図である。図 1から図 3において図をわ力りやすくするため、一部にハッチングを 施して 、るがこの部分は断面を表して 、るわけではな!/、。
[0035] これらのコネクタ 30, 40は合成樹脂からなる立方体の本体部 20の外壁 83, 84力ら 外方に突き出しているとともに、本体部 20内部にも延びていて埋め込まれている。第 1及び第 2のコネクタ 30, 40によって相互接続システムが形成されている。また、本体 部 20内には集積回路 9が埋め込まれており、この集積回路 9は本体部 20内部に延 びた各コネクタ 30, 40と接続されている。
[0036] 第 1のコネクタ 30は第 1の電気的連結部 31, 31と第 1の光学素子 32, 32とを備え ており、第 2のコネクタ 40は第 2の電気的連結部 41, 41と第 2の光学素子 42, 42とを 備えている。ここで第 1の光学素子 32, 32は発光素子である発光ダイオードであり、 第 2の光学素子 42, 42は受光素子である光センサである。また、第 1の電気的連結 部 31, 31及び第 2の電気的連結部 41, 41は、形状が四角柱である。発光素子を駆 動する駆動装置は図示して 、な 、が本体部 20中に埋め込まれて 、る。発光素子、 受光素子と集積回路 9とは光ファイバで繋がれて 、る。
[0037] 第 1の電気的連結部 31, 31と第 1の光学素子 32, 32とは、第 1のコネクタ 30が形 成された本体部 20の面 83において直線上に並んでいる。この直線は正方形である 本体部 20の面 83をその辺に並行に二等分している。第 1の電気的連結部 31, 31は 本体部 20の面 83の正方形の対向する 2辺にそれぞれ接するように設置されており、 第 1の光学素子 32, 32は 2つの第 1の電気的連結部 31, 31の間に配置されている。
[0038] また、第 2の電気的連結部 41, 41と第 2の光学素子 42, 42も第 2のコネクタ 40が形 成された本体部 20の面 84において直線上に並んでいる力 第 2の電気的連結部 41 , 41の位置が本体部 20の面 84の正方形の辺から離れて配置されている点が第 1の コネクタ 30とは異なっている。他の配置の特徴は第 1のコネクタ 30と同じである。そし て第 1の電気的連結部 31, 31と第 1の光学素子 32, 32とが並んでいる直線は、第 2 の電気的連結部 41, 41と第 2の光学素子 42, 42とが並んでいる直線と平行である。
[0039] 次にこのような構造を有するセル 10を 2つ用意し、図 3に示すように接続を行う。な お図 3では内部構造を省略している。このように複数のセル 10が接続されたものをパ ッケージ装置 100と言う。接続の方法は、まず一方のセル 10の第 1のコネクタ 30をも う一方のセル 10の第 2のコネクタ 40に対して向力 、合わせにする。それから両方の セノレ 10、 10を互いに押し付けるようにして第 1のコネクタ 30と第 2のコネクタ 40とを嵌 め合わせて接続させる。
[0040] ここで、第 1のコネクタ 30と第 2のコネクタ 40とは互いに相互補完的に形成されてい るので、セル同士を押し付けるだけで嵌め合わされて接続する。即ち、 2つの第 1の 電気的連結部 31 , 31の相対する面にそれぞれ 2つの第 2の電気的連結部 41, 41が 当接し、第 1の電気的連結部 31, 31と第 2の電気的連結部 41, 41との接触によって 第 1のコネクタ 30と第 2のコネクタ 40とが連結して固定される。別の言葉でいうと、第 1 の電気的連結部 31, 31が第 2の電気的連結部 41, 41を挟み込んで機械的に固定 している。この時、第 1の電気的連結部 31, 31と第 2の電気的連結部 41, 41と力接 触することによってこれらの間での電気的な接続も行われる。つまり、第 1の電気的連 結部 31 , 31と第 2の電気的連結部 41, 41とは、相互の接触面に導電性部材 31a, 4 la (例えば、銅、金、アルミなど)が配置されていて電気的な接続が行われている。な お、接触面と反対側の部分は合成樹脂により形成されている。
[0041] このような接続においては、第 1及び第 2のコネクタ 30, 40は、第 1の電気的連結部 31 , 31と第 2の電気的連結部 41, 41との間の静止摩擦によって連結しているのであ るから、静止摩擦力よりも大きい力で連結を外そうとすれば、 2つのコネクタ 30, 40は 外れる。即ち、セル 10, 10同士は脱着可能な嵌め合いによって接続されている。ま た、 2つのコネクタ 30, 40の接続を行いやすいように、第 2の電気的連結部 41, 41の 導電性部材 4 la側の先端部分は面取りをされて丸みを帯びている。また、 2つの第 2 の電気的連結部 41, 41の外壁間距離の方が、 2つの第 1の電気的連結部 31, 31の 内壁間距離よりも少し大きく設定されており、これによつて第 1の電気的連結部 31, 3 1と第 2の電気的連結部 41 , 41とが弾性力によって互 ヽに押し付け合って強固に連 結される。
[0042] 第 1及び第 2のコネクタ 30, 40が上述のように接続されると、第 1の光学素子 32, 3 2と第 2の光学素子 42, 42とは先端同士が当接して互いに向かい合う位置に置かれ る。つまり、第 1の光学素子 32, 32に対して第 2の光学素子 42, 42は相互補完的な 位置に配置されて!、る。一つの第 1の光学素子 32は対応する一つの第 2の光学素 子 42と向かい合っており、第 1の光学素子 32から発せられた光信号が対応する第 2 の光学素子 42に入射し光情報が伝達される。もう一組の第 1の光学素子 32及び第 2 の光学素子 42においても同様に光情報が伝達される。本実施形態では、第 1の光 学素子 32, 32と第 2の光学素子 42, 42とが当接しているので、これらが離れている 場合に比べて EMI(ELECTROMAGNETIC INTERFERENCE)とクロストークとが最も低 減し好ましい。
[0043] 2つのセル 10, 10が図 3のように接続されると、これらの間で電気信号や電力、及 び光信号の伝達が行われる。電気信号と電力は第 1の電気的連結部 31, 31と第 2の 電気的連結部 41, 41との間で伝達が行われ、光信号は第 1の光学素子 32, 32と第 2の光学素子 42, 42との間で伝達が行われる。これらの電気信号や電力、及び光信 号は本体部 20内の集積回路 9に導かれて、情報が変換され、あるいは変換されずに そのまま伝達が行われる。なお、これらの電気信号や電力、及び光信号の少なくとも 一部は集積回路 9を通らないで直接隣のセル 10に伝達されても構わない。
[0044] 本実施形態のセル、パッケージ装置およびその製造方法は以下の効果を有する。
[0045] セル及びパッケージ装置は簡単な構成であって、電気'電力信号と光信号の両方 を伝達させることができる。第 1の電気的連結部 31, 31と第 2の電気的連結部 41, 4 1とが相互補完的な形状及び位置関係に形成されており、第 1の光学素子 32, 32と 第 2の光学素子 42, 42とも相互補完的な形状及び位置関係に形成されて 、るので 、第 1及び第 2のコネクタ 30, 40を向かい合わせて押し込み、連結させるだけで自ず 力も電気的な接続と光的な接続の両方が行われる。また、第 1及び第 2のコネクタ 30 , 40は脱着自在な嵌め合わせにより連結されるので、パッケージ装置を簡単に組み 替えることができ、セルのバージョンアップなどに容易に対応することができる。さらに 、電気的連結部 31, 41によって電気的連結と機械的連結の両方を行っているので、 構造が単純なものになっている。
[0046] 本実施形態では第 1の光学素子 32, 32及び第 2の光学素子 42, 42はそれぞれ 2 つずつ設けられている力 これらの数は 1つずつでもよいし、 3つずつ以上でもよい。
[0047] (実施形態 2)
実施形態 2に係るセルは、実施形態 1に係るセルと同様に、複数の同種あるいは構 成の異なる別種のセルと互いに連結させて、連結させたセル間で光情報を伝達させ るものである。
[0048] 本実施形態のセルは、全体の形状や機能は実施形態 1のセルに類似しているが、 コネクタの数や、電気的連結部及び光学素子の数及び配置などが実施形態 1のセ ルとは異なっているので、以下実施形態 1とは異なっている部分を主に説明する。
[0049] 図 4 (a)は本実施形態のセル 1 1の斜視図であり、図 5は図 4 (a)のセル 1 1を上から 見た上面図である。図 4から図 6において図をわ力りやすくするため、一部にハツチン グを施して 、るがこの部分は断面を表して 、るわけではな 、。これらの図からわかる よう【こ、本実施形態のセノレ 1 1 ίま、立方体の本体咅 の 4つの面 83, 84, 85, 86【こ それぞれ 4つのコネクタ 130, 140, 150, 160力形成されている。第 1のコネクタ 130 と第 3のコネクタ 150とは同じ構成で同じ形状であり、第 2のコネクタ 140と第 4のコネ クタ 160とは同じ構成で同じ形状をしているので、以下第 1及び第 2のコネクタ 130, 140について説明をする。なお、第 1のコネクタ 130は第 2のコネクタ 140が形成され ている本体部 21の面 84の反対側の面 83に形成されており、第 3のコネクタ 150は第 4のコネクタ 160が形成されている本体部 21の面 86の反対側の面 85に形成されて いる。これらの 4つのコネクタ 130, 140, 150, 160で相互接続システムを構成して いる。
[0050] 本実施形態の第 1及び第 2のセル 130, 140が実施形態 1の第 1及び第 2のセル 3 0, 40と異なっている第 1の点は、実施形態 1では 2つの電気的連結部と 2つの光学 素子とが 1列に並んで 1つのコネクタを形成していたのに対し、本実施形態では 2つ の電気的連結部の間に 4つの光学素子が 1列に並び、それが平行に 3列並んだもの 力 S ;Lつのコネクタを形成している点である。これらの電気的連結部及び光学素子の配 置は図 4 (b)及び図 6に示すように相互補完的に形成されて!、るので、第 1及び第 2 のコネクタ 130, 140を連結させたときには電気的な接続と光学的な接続とが確実に 行われる。また、第 1及び第 2のコネクタ 130, 140を連結させたとき〖こは、一度に多 数の電気信号及び光信号を伝達することができ、この点でも実施形態 1と異なってい る。具体的には、実施形態 1では第 1及び第 2のコネクタ 30, 40連結によって 2つの 電気信号と 2つの光信号が伝達されるようになったが、本実施形態では、 6つの電気 信号と 12の光信号が伝達されるようになり、情報伝達量は実施形態 1の 4. 5倍であ る。
[0051] 次に実施形態 1と異なっている第 2の点は、第 1のコネクタ 130の第 1の光学素子 1 32, 133は受光素子 132と発光素子 133との両方を有しており第 1の光学素子ァレ ィを構成している点である。第 2から第 4の光学素子においても同様である。このよう に受光素子 132と発光素子 133との両方を有しているので、接続された 2つのセル 1 1間で光情報を相互にやり取りすることができる。
[0052] それから、本実施形態の本体部 21の中には複数の集積回路 212, 212,…が埋め 込まれていて、第 1の電気的連結部 131、第 2の電気的連結部 141、第 3の電気的 連結部 151、第 4の電気的連結部 161、第 1の光学素子 132, 133、第 2の光学素子 142, 143、第 3の光学素子 152, 153、第 4の光学素子 162, 163と接続されて! /、る
[0053] 2つのセル 11, 11を接続してパッケージ装置 101を製造する方法も実施形態 1と同 じである。なお、この時コネクタが形成されていない本体部 21の面を作業台の上面に 置いてから第 1及び第 2のコネクタ 130, 140同士を向かい合わせにし、そのまま作 業台の上を滑らせてセル 11, 11同士を押し付ければ、全ての電気的連結部 131, 1 41および光学素子 132, 133, 142, 143が連結される。これは第 3及び第 4のコネ クタ 150, 160の接続においても同様であり、全ての電気的連結部 151, 161および 光学素子 152, 153, 162, 163力 S整合的に連結される。なお、第 1のコネクタ 130と 第 2のコネクタ 140との連結および第 3のコネクタ 150と第 4のコネクタ 160との連結は 、実施形態 1と同様に脱着自在な嵌め合わせにより行われている。
[0054] 本実施形態のパッケージ装置 101は、実施形態 1とは違って第 1の光学素子 132, 133の先端と第 2の光学素子 142, 143の先端とが接触しておらず隙間 gが空いてい る。このように隙間 gが空いていると光信号伝達にとってはやや不利である力 セル 1 1の製造上の大きさ誤差や配置誤差が多少あっても第 1の光学素子 132, 133と第 2 の光学素子 142, 143とが接触してその接触部分に大きな力が掛カつて損傷すると いうことが生じない。
[0055] 本実施形態のセル、パッケージ装置およびその製造方法は実施形態 1の効果に加 えて以下の効果を有する。
[0056] 第 1及び第 2のコネクタ 130, 140の連結と同じ作用効果が第 3及び第 4のコネクタ 1 50, 160の連結においても生じる。 2つのセル間で多種類の光信号及び電気信号の やり取りを行うことができる。また、接続したセル間で光信号を相互にやり取りすること ができる。さらに 1つのセル 11に他のセルを 4つまで接続することができる。
[0057] (実施形態 3)
図 7は実施形態 2のセルと類似のセル 110a, 110b,…を用いた平面的な広がりを 有する実施形態 3に係るパッケージ装置 102の模式的な斜視図である。本実施形態 に用いられているセル 110a, 110b,…は、一つのコネクタが 5列の電気的連結部及 び光学素子 (光学素子アレイ)の糸且からなつて!、る。
[0058] 本実施形態のパッケージ装置 102は、セル 110bを中心に 6つのセル 110a, 110b ,…力接続されて形成されている。セノレ 110a力らセノレ 110dの 4つのセノレ 110a, 11 Ob,…は第 1のコネクタ及び第 2のコネクタによって図の左右方向に直線状に連結し ている。さらに、セル 110bの第 4のコネクタとセル 110fの第 3のコネクタとが連結し、 セル 110bの第 3のコネクタとセル 110eの第 4のコネクタとが連結してセル 110b, 11 0e, 110f力 S前記 4つのセノレ 110a, 110b, 110c, 110d力らなる直線に直交するよう に接続している。
[0059] 本実施形態のセル 110a, 110b,…は実施形態 1, 2のセルと同様にセル同士を脱 着自在に嵌め合って接続させているので、何れのセル 110a, 110b,…も容易に取り 外すことができ、別のセルに交換することができる。
[0060] 本実施形態のセル、パッケージ装置およびその製造方法は実施形態 2の効果に加 えて以下の効果を有する。
[0061] 中央のセル 110bを中心に複数のセル 110a, 110b,…が二次元的に配列されて 平面的に広がっているので、本実施形態のパッケージ装置 102は電気信号及び光 信号を二次元的に伝達させることができる。セル同士の接続方向を変えることにより 平面上の任意な位置に電気信号及び光信号を伝達させることができる。
[0062] なお、本実施形態のセル 110a, 110b,…の配置は一つの例であって、セル同士 は同一平面上で任意の位置で接続されることが可能であり、ノ ッケージ装置 102は 平面上を任意の形状で広がっていくことができる。また、セルの個数も任意であるの で、ノ ッケージ装置は任意の大きさにすることができる。
[0063] (実施形態 4)
図 8は立方体形状のセルの 6つの面それぞれに第 1乃至第 6のコネクタが形成され ているセル 310a, 310b,…を用いた立体的な広がりを有する実施形態 4に係るパッ ケージ装置 300の模式的な斜視図である。なお、第 5のコネクタと第 6のコネクタは総 合補完的であり、それぞれ電気連結部と光学素子とを備えている。本実施形態に用 いられているセル 310a, 310b,…は、一つのコネクタが 5列の電気的連結部及び光 学素子 (光学素子アレイ)の組からなっている。そして、第 1乃至第 6のコネクタによつ て相互接続システムが形成されて 、る。
[0064] 本実施形態のパッケージ装置 300は、セル 310bを中心に 8つのセル 310a, 310b ,…力接続されて形成されている。セノレ 310a力らセノレ 310dの 4つのセノレ 310a, 31 Ob,…は第 1のコネクタ及び第 2のコネクタによって図の左右方向に直線状に連結し ている。それから、セル 310bの第 4のコネクタとセル 310fの第 3のコネクタとが連結し 、セル 310bの第 3のコネクタとセル 310eの第 4のコネクタとが連結してセル 310b, 3 10e, 310f力 S前記 4つのセノレ 310a, 310b, 310c, 310d力らなる直線に直交するよ うに接続している。
[0065] さらにセル 310bの第 5のコネクタとセル 310gの第 6のコネクタとが連結し、セル 310 bの第 6のコネクタとセル 310hの第 5のコネクタとが連結して、セル 310a力らセル 31 Ofまでが構成する平面の上下方向にもパッケージ装置 300を広げて 、る。
[0066] 本実施形態のセル 310a, 310b,…も実施形態 3のセルと同様にセル同士を脱着 自在に嵌め合って接続させているので、何れのセル 310a, 310b,…も容易に取り外 すことができ、別のセルに交換することができる。 [0067] 本実施形態のセル、パッケージ装置およびその製造方法は実施形態 2の効果に加 えて以下の効果を有する。
[0068] 中央のセル 310bを中心に複数のセル 310a, 310b,…が三次元的に配列されて 立体的に広がっているので、本実施形態のパッケージ装置 300は電気信号及び光 信号を三次元的に伝達させることができる。セル同士の接続方向を変えることにより 三次元の任意な位置に電気信号及び光信号を伝達させることができる。
[0069] なお、本実施形態のセル 310a, 310b,…の配置は一つの例であって、セル同士 は任意の位置で接続されることが可能であり、パッケージ装置 300は任意の形状で 立体的に広がっていくことができる。また、セルの個数も任意であるので、パッケージ 装置は任意の大きさにすることができる。
[0070] (実施形態 5)
本実施形態のセルは、図 9に模式的に示すように、立方体の各面 93, 96, 97に第 1力ら第 6までのコネクタ 430, 440, 450, 460, 470, 480力形成されている。これら のコネクタによって相互接続システムが形成されている。
[0071] 本実施形態に係るセル 410の第 1乃至第 6のコネクタ 430, 440, 450, 460, 470 , 480ίま、本体咅 24の各外面 93, 96,…力、ら突出して!/ヽる複数の凸咅 401、 401, …(白抜きの正方形で表している)と、この凸部 401, 401,…に囲まれて相対的に凹 んでいる複数の凹部 402, 402,…(ハッチングを施した正方形で表している)とを備 えて ヽる。この凸咅401, 401,…と四咅 402,…とは、本体咅 の各外面 93 , 96,…において巿松模様を形成するようにそれぞれ 8個ずつ互い違いに配置され ている。つまり、各面において 4 X 4のマトリックスを構成している。各コネクタ 430, 44 0, 450, 460, 470, 480の外周には周壁咅403力 ^設けられている。
[0072] 図 9の X— X線断面を図 10に示す。第 1力ら第 4のコネクタ 430, 440, 450, 460に おいて、凸咅 の先端咅分には発光素子 433, 443, 453, 463力設けられており 、四咅402の底面には受光素子 432, 442, 452, 462力 ^設けられていて全体として 光学素子アレイを各コネクタにおいて構成している。また、各凸部 401及び凹部 402 の側壁部分には、第 1から第 4の電気的連結部 431, 441, 451, 461が設けられて いる。なお、図には示されていないが、本体部 24中に集積回路が埋設されており、 各電気的連結部は集積回路に接続している。また発光素子及び受光素子の一部は 集積回路に接続しており、他の一部は別の発光素子あるいは受光素子に接続して いる。
[0073] 第 1のコネクタ 430と第 2のコネクタ 440とは相互補完的であり、第 3のコネクタ 450と 第 4のコネクタ 460とは相互補完的である。即ち図 11に示すように、例えば第 3のコネ クタ 450と第 4のコネクタ 460とを向力 、合わせに配置して近づけて!/、き、第 3のコネ クタ 450の凸部 401を第 4のコネクタ 460の凹部 402に、第 4のコネクタ 460の凸部 4 01を第 3のコネクタ 450の凹部 402に差し込んで嵌め合わせることができる。このよう に嵌め合わせることにより、第 3のコネクタ 450の各凸咅 は第 4のコネクタ 460の 各凹部 402にはまりこみ、第 4のコネクタ 460の各凸部 401は第 3のコネクタ 450の各 凹部 402にはまりこんで、第 3及び第 4の電気的連結部 451, 461によって電気的及 び機械的に連結される。つまり、第 3の電気的連結部 451は第 4の電気的連結部 46 1と相互補完的に形成されている。第 3のコネクタ 450と第 4のコネクタ 460とが連結さ れたときには、双方の 4 X 4のマトリクスが全て嵌り合って強固に連結される。
[0074] さらに、各凸部 401の先端は各凹部 402の底面にほぼ接触するので、凸部 401の 先端に設けられた発光素子 452, 462は凹部 402の底面に設けられた受光素子 46 3, 453にほぼ接触して光信号を確実に伝達させることができる。つまり、第 3のコネク タ 450に配置された第 3の光学素子 (発光素子 452と受光素子 453)は、第 4のコネク タ 460に配置された第 4の光学素子 (発光素子 462と受光素子 463)に対して相互補 完的な位置に配置されて!、る。
[0075] 以上説明した第 3及び第 4のコネクタ 450, 460の相互補完的な関係は、第 1及び 第 2のコネクタ 430, 440【こお!ヽても同様であるし、第 5及び第 6のコネクタ 470, 480 においても同様である。また、これらのコネクタ同士の連結は、脱着自在な嵌め合い による連結であって、容易に取り外すことができる。
[0076] 本実施形態のセル、パッケージ装置およびその製造方法は実施形態 4の効果に加 えて以下の効果を有する。
[0077] 機械的な連結部分の面積が広いので、強固に連結させることができる。各コネクタ をその中心点の周りに 180° 回転させても凸部と凹部とが同じ配置になるので、その まま連結させることができる。実施形態 1〜4に比べてコネクタ間の連結が強固に行わ れる。
[0078] 本実施形態においては、凸部 401の先端に発光素子を配置し、凹部 402の底面に 受光素子を配置しているが、逆に凸部 401の先端に受光素子、凹部 402の底面に 発光素子を配置してもよぐこれらが混在してもよい (例えば、第 1及び第 2のコネクタ では凸部に発光素子、凹部に受光素子とし、第 3及び第 4のコネクタでは凸部に受光 素子、凹部に発光素子とする)。
[0079] 本実施形態のセル 410は第 1乃至第 6のコネクタ 430, 440,…を有しているが、第 1と第 2のコネクタのみでもよぐあるいは第 1乃至第 4のコネクタを有していてもよい。 また、全ての凸部 401及び凹部 402に光学素子を配置する必要はなぐ一部の凸部 401及び凹部 402に光学素子を配置しても構わない。
[0080] 本実施形態のセル 410は、凸部 401と凹部 402とが 4 X 4マトリクスを形成している 力 2 X 2、 3 X 3マトリクスでも構わないし、 5 X 5以上のマトリクスであっても構わない 。また、行と列の数が同じでなくてもよい。
[0081] (実施形態 6)
本実施形態のセルは、実施形態 5のセルとは光学素子の配置が異なって 、るだけ で、それ以外の部分は実施形態 5のセルと同じであるので、異なっている部分だけを 説明する。
[0082] 図 12は、本実施形態の第 3のコネクタ 550の一部断面図である。実施形態 5と同様 に電気的連結部 551が凹部 502及び凸部 501の側壁に形成されている。本実施形 態では実施形態 5と違って、各凸部 501の先端及び各凹部 502の底面に光学素子 力 つずつ、即ち発光素子 552a, 553aと受光素子 552b, 553bとが一つずつ対に なって配置されている。本実施形態のセルでは、第 3のコネクタ 550だけではなぐ第 1乃至第 6のコネクタの全てにおいて各凸部の先端及び各凹部の底面に発光素子と 受光素子とがーつずつ対になって配置されている。従って、本実施形態のセルを用 V、たパッケージ装置では、実施形態 5のセルを用いた場合に比べて光情報の伝達量 力^倍に増える。
[0083] (その他の実施形態) 上記実施形態 1から 6に本発明は限定されない。
[0084] コネクタ間の連結では、例えば実施形態 1で説明すると、第 1の電気的連結部 31, 31と第 2の電気的連結部 41, 41とが接触していて、これらの間の静止摩擦によって 第 1及び第 2のコネクタ 30, 40間の連結固定がされているが、第 1の電気的連結部 3 1, 31と第 2の電気的連結部 41, 41とに、例えば一方に凸部を他方に凹部を形成し ておいて、それらの係合によって第 1及び第 2のコネクタ 30, 40間の連結固定を行う ようにしても構わないし、別の形状の係合部を形成しておいてもよい。このことは、第 3 及び第 4のコネクタ間や第 5及び第 6のコネクタ間でも同様である。
[0085] また、第 1の光学素子や第 2の光学素子、その他の光学素子のうち本体部外壁力 突出している部分や、凸部の先端や凹部の底面に設けられている部分はレンズであ つたり、光ファイバ等の光学媒体であっても構わない。また、回折素子やマイクロレン ズアレイ等を用いてもよぐこの場合はシリコン基板を加工することにより精度良く回折 格子やマイクロレンズアレイを製造できるので、高精度かつ安価な部材を使うことがで きて好ましい。そして、回折格子とマイクロレンズアレイとを組み合わせて用いると、受 光素子と発光素子との間の距離を大きくすることができるとともに、セルを小さくするこ とがでさる。
[0086] 発光素子は発光ダイオードに限定されず、レーザなどでも構わな!/、。受光素子は 光センサに限定されず、撮像素子等でも構わない。実施形態 1から 4において第 1乃 至第 6の電気的連結部の形状は角柱に限定されず、円柱や多角柱、角錐、円錐台 等でもよい。
[0087] 本体部の中に埋め込まれる集積回路の種類は特に限定されない。例えば CPUや MPUなどでもよいし、 FPGA (field programmable gate array)などでもよい。
[0088] 各セルで発生した熱は本体部表面力も放散させることができ、ファンによって容易 に冷却することができる。放熱板を各セルに設けても構わな 、。
[0089] 本体部の形状は立方体に限定されず、多面体であればよ!、。例えば四面体、直方 体、八面体等や、一部の面が曲面である多面体などでも構わない。セルの大きさは、 一辺が lmm以上 500mm以下が好ましぐ例えば実施形態 1では 10mmであり、実 施形態 2から 6では 20mmである。また、本体部から突出した電気的連結部の長さは 、 0. 1mm以上 50mm以下が好ましぐ例えば実施形態 1では 1. 5mmであり、実施 形態 2から 4では 2mmである。実施形態 5, 6の凸部の突出量及び凹部の深さは 0. 1 mm以上 50mm以下が好ましぐ例えば実施形態 5では 2mmである。またセルの各 面において、隣り合う光学素子間の距離は 0. 1mm以上 50mm以下が好ましぐ例 えば実施形態 2から 4では 2mmである。また、本体部は合成樹脂以外にセラミック等 でもよい。
[0090] 相互補完的なコネクタ同士が連結したときの、相対する光学素子の先端間距離は、 Omm即ち接触していてもよいし、先端間に隙間があって Ommより大きく 50mm以下 であってもよい。
[0091] 接続させるセルは同じ種類のセル同士であっても良いし、異なる種類の複数のセル を接続させてもよい。この場合、コネクタの形状を予め確認しておいて相互補完的な コネクタ同士を接続させる必要がある。接続させるコネクタは互いに同じ大きさである 必要はなぐ一部が相互補完的であれば構わない。例えば、実施形態 1のセルと実 施形態 2のセルとを接続させても構わないし、実施形態 5に係るセルにおいて、凸部 と凹部と力 X 4マトリクスであるセルと、 6 X 6マトリクスであるセルとを接続させても構 わない。この時、連結されない電気的連結部と光学素子とは信号伝達を行わない。
[0092] セルに設けられた光学素子の一部を、発光素子ゃ受光素子の代わりに単なる受発 光部にしたり、受発光を行わない部材に変更しても構わない。単なる受発光部に変 更すれば、例えば光を受けて本体部内を通過させてその光を次にセルへと出射する ことを行うことができる。また、受発光を行わない部材を光学素子の代わりに設置した セルでは、その部材が設置されたコネクタにおいては光学的に非連結となる。このよ うなセルを例えば実施形態 4においていくつ力入れておくと、光学的に連結されたセ ル間の接続と、光学的に非連結であるセル間の接続とが混在することになる。さらに 、ノ¾ /ケージ装置全体の形状を整えるために、情報の伝達には寄与しないダミーの セルを挿入しても構わな 、。
産業上の利用可能性
[0093] 以上説明したように、本発明に係るセル及びパッケージ装置は、簡単な構造で電 気信号と光信号の双方を伝達させることができ、光及び電気通信機器や信号ネットヮ ーク等として有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 光情報を伝達させるセルであって、
本体部と、該本体部力 突き出して 、る相互接続システムとを備え、 前記相互接続システムは、互いに相互補完的である第 1及び第 2のコネクタを備 え、
前記第 1のコネクタは、第 1の電気的連結部と第 1の光学素子とを備え、 前記第 2のコネクタは、前記第 1の電気的連結部に対して相互補完的な第 2の電 気的連結部と、前記第 1の光学素子に対して相互補完的な位置に配置された第 2の 光学素子とを備え、
前記第 1の光学素子は発光素子であり、前記第 2の光学素子は受光素子である、 セル。
[2] 光情報を伝達させるセルであって、
本体部と、該本体部力 突き出して 、る相互接続システムとを備え、 前記相互接続システムは、互いに相互補完的である第 1及び第 2のコネクタを備 え、
前記第 1のコネクタは、複数の第 1の電気的連結部と複数の第 1の光学素子とを 備え、
前記第 2のコネクタは、前記第 1の電気的連結部に対して相互補完的な複数の第 2の電気的連結部と、前記第 1の光学素子に対して相互補完的な位置に配置された 複数の第 2の光学素子とを備え、
前記複数の第 1及び第 2の光学素子のそれぞれは発光素子と受光素子とからなつ ている、セル。
[3] 前記相互接続システムは、セルの前記本体部外壁から該本体部の外側および内 側の双方に延びている、請求項 1または 2に記載のセル。
[4] 前記本体部は多面体構造を有していて、前記第 1及び第 2のコネクタはそれぞれ該 本体部の第 1の面及び第 2の面に配置されており、
さらに前記相互接続システムは、互いに相互補完的である第 3及び第 4のコネクタ を前記本体部の第 3及び第 4の面に備えている、請求項 1または 2に記載のセル。
[5] さらに互いに相互補完的である第 5及び第 6のコネクタを前記本体部の第 5及び第
6の面に備えている、請求項 4に記載のセル。
[6] 前記第 1及び第 2のコネクタは、前記本体部外面力 突出している複数の凸部と当 該複数の凸部に囲まれて相対的に凹んでいる複数の凹部とを備えており、
前記凸部と凹部とは、前記第 1及び第 2のコネクタが配置されている前記本体部外 面にお 1ヽて巿松模様を形成するように配置されており、
前記第 1の光学素子は、前記第 1のコネクタにおける少なくとも 1つの前記凸部の先 端及び少なくとも 1つの前記凹部の底面に配置されており、
前記第 2の光学素子は、前記第 2のコネクタにおける少なくとも 1つの前記凸部の先 端及び少なくとも 1つの前記凹部の底面に配置されている、請求項 2に記載のセル。
[7] 前記第 1のコネクタにおける少なくとも 1つの前記凸部の先端には発光素子が配置 されており、
前記第 2のコネクタにおける少なくとも 1つの前記凹部の底面には受光素子が配置 されている、請求項 6に記載のセル。
[8] 前記第 1のコネクタにおける少なくとも 1つの前記凸部の先端には受光素子が配置 されており、
前記第 2のコネクタにおける少なくとも 1つの前記凹部の底面には発光素子が配置 されている、請求項 6に記載のセル。
[9] 前記第 1のコネクタにおける少なくとも 1つの前記凸部の先端には少なくとも一対の 発光素子と受光素子とが配置されており、
前記第 2のコネクタにおける少なくとも 1つの前記凹部の底面には少なくとも一対の 受光素子と発光素子とが配置されている、請求項 6に記載のセル。
[10] 前記本体部は多面体構造を有していて、前記第 1及び第 2のコネクタはそれぞれ該 本体部の第 1の面及び第 2の面に配置されており、
さらに前記相互接続システムは、互いに相互補完的である第 3及び第 4のコネクタ を前記本体部の第 3及び第 4の面に備えており、
前記第 3及び第 4のコネクタは、前記本体部外面力 突出している複数の凸部と当 該複数の凸部に囲まれて相対的に凹んでいる複数の凹部とを備えており、 前記第 3及び第 4のコネクタの前記凸部と凹部とは、前記第 3及び第 4のコネクタが 配置されて ヽる前記本体部外面にぉ ヽて巿松模様を形成するように配置されて ヽる 、請求項 6から 9の何れか一つに記載のセル。
[11] さらに互いに相互補完的である第 5及び第 6のコネクタを前記本体部の第 5及び第 6の面に備えており、
前記第 5及び第 6のコネクタは、前記本体部外面力 突出している複数の凸部と当 該複数の凸部に囲まれて相対的に凹んでいる複数の凹部とを備えており、
前記第 5及び第 6のコネクタの前記凸部と凹部とは、前記第 5及び第 6のコネクタが 配置されて ヽる前記本体部外面にぉ ヽて巿松模様を形成するように配置されて ヽる 、請求項 10に記載のセル。
[12] 光情報を伝達させる少なくとも 2つのセルを備えたパッケージ装置であって、
それぞれの前記セルは、少なくとも 1つの第 1のコネクタと、該第 1のコネクタに対し て相互補完的な少なくとも 1つの第 2のコネクタとを備え、
前記セル同士は、前記第 1のコネクタと前記第 2のコネクタとが連結することによって 接続されており、
前記セル同士の接続によって、隣接する 2つの前記セル間は機械的、電気的及び 光学的に連結されている、パッケージ装置。
[13] 前記セル同士は脱着可能に接続されている、請求項 12に記載のパッケージ装置。
[14] 前記セル同士の接続によって、該セルは二次元的に配列されている請求項 13に 記載のパッケージ装置。
[15] 前記セル同士の接続によって、該セルは三次元的に配列されている請求項 13に 記載のパッケージ装置。
[16] 前記第 1のコネクタは、第 1の電気的連結部を備え、前記第 2のコネクタは、第 2の 電気的連結部を備え、
前記第 1及び第 2の電気的連結部によって前記セル同士は機械的にも連結されて いる、請求項 12に記載のパッケージ装置。
[17] 前記第 1のコネクタは第 1の光学素子アレイを備え、前記第 2のコネクタは第 2の光 学素子アレイを備え、 前記第 1及び第 2の光学素子アレイのそれぞれは発光素子と受光素子とを備えて おり、
一つの前記セルにおける前記第 1の光学素子アレイの発光素子が別の前記セルに おける前記第 2の光学素子アレイの受光素子へ光情報を伝達させ、当該第 2の光学 素子アレイの発光素子が当該第 1の光学素子アレイの受光素子へ光情報を伝達さ せて一つの前記セルと別の前記セルとの間で光情報交換を行うように前記第 1及び 第 2の光学素子アレイが配置されている、請求項 12に記載のパッケージ装置。
[18] 一つの前記セルにおける前記第 1の光学素子アレイの発光素子と別の前記セルに おける前記第 2の光学素子アレイの受光素子との間及び当該第 2の光学素子アレイ の発光素子と当該第 1の光学素子アレイの受光素子との間はそれぞれ離間している 、請求項 17に記載のパッケージ装置。
[19] 離間している距離は、 Ommより大きく 50mm以下である、請求項 18に記載のパッケ ージ装置。
[20] 光情報を伝達させる複数のセルを備え、
前記セル同士は脱着可能に接続されており、
前記セルのそれぞれは、該セル間における電気的な連結手段と光学的な連結手 段とを備え、
隣接する 2つの前記セル間の接続において、光学的に連結された該接続と光学的 に非連結の該接続とが混在する、パッケージ装置。
[21] 請求項 1に記載された複数のセルを連結させてパッケージ装置を製造する製造方 法であって、
第 1の前記セルの前記第 1のコネクタを、第 2の前記セルの前記第 2のコネクタに対 して向か!/、合わせに配置する工程と、
前記第 1のセルの前記第 1のコネクタと前記第 2のセルの前記第 2のコネクタとを脱 着自在に嵌め合わせて連結させる工程と
を含む、パッケージ装置の製造方法。
[22] 請求項 2に記載された複数のセルを連結させてパッケージ装置を製造する製造方 法であって、 第 1の前記セルの前記第 1のコネクタを、第 2の前記セルの前記第 2のコネクタに対 して向か!/、合わせに配置する工程と、
前記第 1のセルの前記第 1のコネクタと前記第 2のセルの前記第 2のコネクタとを脱 着自在に嵌め合わせて連結させる工程と
を含む、パッケージ装置の製造方法。
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