WO2013128751A1 - 多チャンネル光モジュール及びそれを用いた情報処理装置 - Google Patents

多チャンネル光モジュール及びそれを用いた情報処理装置 Download PDF

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WO2013128751A1
WO2013128751A1 PCT/JP2012/081968 JP2012081968W WO2013128751A1 WO 2013128751 A1 WO2013128751 A1 WO 2013128751A1 JP 2012081968 W JP2012081968 W JP 2012081968W WO 2013128751 A1 WO2013128751 A1 WO 2013128751A1
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optical
module
substrate
optical fiber
semiconductor device
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PCT/JP2012/081968
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中條 徳男
俊明 高井
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株式会社日立製作所
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    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
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    • G02B6/4214Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
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    • G02B6/428Electrical aspects containing printed circuit boards [PCB]

Definitions

  • the present invention relates to a multi-channel optical module that performs optical communication between a plurality of circuit boards connected to a backplane board mounted on an information processing apparatus such as a server or a router, and an information processing apparatus using the same.
  • FIG. 11 shows an example of the configuration of a conventional information processing apparatus.
  • An IC 1101 for transmission or reception composed of a semiconductor device such as an LSI is mounted on a daughter board 1102.
  • a transmission or reception IC 1103 is connected to a backplane connector 1105 attached to the backplane board 1101 through a wiring pattern 1104 formed on the daughter board 1102.
  • a plurality of daughter boards 1102 mounted on a backplane connector 1105 on the backplane board 1101 are connected by a wiring pattern 1106 formed on the backplane board 1101 to transmit and receive signals.
  • an electrical signal output from a semiconductor device (IC) such as an LSI is converted into an optical signal, or a received optical signal is converted into an electrical signal that can be input to a semiconductor device such as an LSI.
  • the photoelectric conversion element is used.
  • Patent Document 1 As an information processing apparatus that performs optical transmission having such a configuration, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-80292 (Patent Document 1), a plurality of optical circuit boards are connected to an optical backplane board, and each optical circuit is connected. A configuration is described in which an optical transmitter and an optical receiver mounted on a substrate and an optical backplane substrate side connector are connected by an optical fiber.
  • Patent Document 2 describes a configuration in which a photoelectric conversion element and an optical connector are connected by an optical fiber on a circuit board mounted on an optical backplane board. .
  • Patent Document 3 a photoelectric conversion element and an optical connector are connected by an optical fiber on a circuit board mounted on an optical backplane substrate, and the arrangement direction of the optical fiber A configuration in which the width of the optical connector is reduced by setting the (width direction) to 90 degrees with respect to the substrate and the mounting density is increased is described.
  • Patent Document 1 only describes a configuration in which an optical transmitter and an optical receiver are arranged in a line on each optical circuit board corresponding to a daughter board connected to a backplane board.
  • the number of optical circuit boards must be increased according to the number used.
  • Patent Document 2 describes a configuration in which a pair of a transmission optical module and a reception optical module are mounted on a package board corresponding to a daughter board and the optical connectors are connected to each other by an optical fiber.
  • Patent Document 2 describes a configuration in which a pair of a transmission optical module and a reception optical module are mounted on a package board corresponding to a daughter board and the optical connectors are connected to each other by an optical fiber.
  • Patent Document 3 discloses that a photoelectric conversion module and an optical connector are connected by an optical fiber whose arrangement direction (width direction) is set to 90 degrees with respect to the substrate, so that one piece corresponding to a daughter substrate is obtained.
  • the present invention solves the problems of the prior art and enables multi-channel light capable of mounting transmission or reception ICs and photoelectric conversion elements at high density on each of a plurality of daughter boards connected to a backplane board.
  • a module and an information processing apparatus using the module are provided.
  • an optical module includes a substrate having a wiring pattern formed on a surface thereof, a semiconductor device mounted on the wiring pattern of the substrate, and a semiconductor device mounted on the semiconductor device.
  • an optical module is mounted on a substrate having a wiring pattern formed on the surface, a semiconductor device mounted on the wiring pattern on the substrate, and the semiconductor device.
  • a radiation fin for releasing heat generated in the semiconductor device, a photoelectric conversion element mounted on the wiring pattern of the substrate and electrically connected to the semiconductor device, and one surface optically connected to the photoelectric conversion element A module connector connected to the other side of the module connector; and an optical fiber or an optical waveguide optically connected to the other surface of the module connector.
  • a backplane substrate a plurality of backplane connectors fixed to the backplane substrate, and an optical path between the plurality of backplane connectors on the backplane substrate are provided.
  • an information processing apparatus comprising an optical fiber or an optical waveguide to be connected to each other and a daughter board mounted with a plurality of optical modules and attached to the backplane connector, the optical module mounted on the daughter board A substrate on which a wiring pattern is formed, a semiconductor device mounted on the wiring pattern of the substrate, a radiation fin mounted on the semiconductor device and releasing heat generated in the semiconductor device, and the wiring pattern of the substrate A photoelectric conversion element mounted on and electrically connected to the semiconductor device; A module connector optically connected to the electrical conversion element, and an optical fiber or optical waveguide having one end optically connected to the other surface of the module connector and the other end optically connected to the backplane connector The optical fiber or the optical waveguide extends on a direction intersecting the direction in which the semiconductor device and the photoelectric conversion element are arranged on the substrate, and is connected to the module connector. Configured.
  • a backplane board, a plurality of backplane connectors fixed to the backplane board, and the plurality of backplane connectors on the backplane board are connected.
  • an information processing apparatus comprising an optical fiber or an optical waveguide that is optically connected and a daughter board mounted with the backplane connector by mounting a plurality of optical modules, the optical module mounted on the daughter board, A substrate having a wiring pattern formed on the surface, a semiconductor device mounted on the wiring pattern of the substrate, a radiation fin mounted on the semiconductor device and releasing heat generated by the semiconductor device, and wiring of the substrate A photoelectric conversion element mounted on a pattern and electrically connected to the semiconductor device; A module connector optically connected to the conversion element; an optical fiber or an optical waveguide having one end optically connected to the other surface of the module connector and the other end optically connected to the backplane connector;
  • the module connector converts the traveling direction of light incident on the other surface from the optical fiber or the optical waveguide by 90 degrees
  • a plurality of optical modules can be arranged side by side on a single daughter substrate, it becomes possible to mount a relatively high density, and a large amount of information can be transmitted at high speed using optical transmission.
  • a large-capacity information processing apparatus for processing can be created in a relatively compact manner.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the daughter board on which a plurality of multichannel optical modules according to the first embodiment of the present invention are mounted, taken along line XX. It is a top view of the multichannel module connector in Example 1 of this invention. It is a YY sectional view of a multi-channel module connector in Example 1 of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of an information processing apparatus mounted with a daughter board on which a plurality of multi-channel optical modules are mounted according to Embodiment 1 of the present invention. It is a front view of the optical module which shows the schematic structure of the multichannel optical module in Example 2 of this invention. It is a top view of the optical module which shows the schematic structure of the multichannel optical module in Example 2 of this invention. It is DD sectional view of the optical module which shows the schematic structure of the multi-channel optical module in Example 2 of this invention.
  • FIG. 11 is a front view of an optical module showing a configuration in which a photoelectric conversion element and a transmission or reception IC are mounted on a single substrate when a conventional information processing apparatus is replaced with an optical transmission system.
  • FIG. 11 is a plan view of an optical module showing a configuration in which a photoelectric conversion element and a transmission or reception IC are mounted on one substrate when a conventional information processing apparatus is replaced with an optical transmission system.
  • a conventional information processing apparatus is replaced with an optical transmission system, it is a diagram illustrating an example of a configuration in which a plurality of optical modules are mounted on a daughter board, and is a plan view when optical modules are mounted in a line.
  • FIG. 6 is a plan view (a), a ZZ cross-sectional view (b), and a YY cross-sectional view (c) of a module connector showing a state in which a core layer of an optical waveguide is formed on a support substrate in Example 1. is there.
  • FIG. 6 is a plan view (a), a ZZ cross-sectional view (b), and a YY cross-sectional view (c) of a module connector showing a state in which a core layer of an optical waveguide is formed on a support substrate in Example 1. is there.
  • 3A is a plan view of a module connector showing a state where a core pattern of a lattice-shaped waveguide is formed in Example 1, a ZZ cross-sectional view (b), and a YY cross-sectional view (c).
  • 15A is a plan view of a module connector showing a state in which the core layer of the optical waveguide is formed on the back surface side of the support substrate in the same manner as FIG. 15A, and FIG.
  • Example 1 Another example in Example 1 is a plan view (a) of a reflecting surface having an inclination of 45 degrees, a lens formed under the reflecting surface, and a member 106c in which a V-shaped groove is formed, and Y It is -Y sectional drawing (b).
  • a plan view (a) and a YY sectional view (b) of a lens and a member 106d in which a V-shaped groove is formed there are a plan view (a) and a YY sectional view (b) of a lens and a member 106d in which a V-shaped groove is formed.
  • a plan view (a), a ZZ cross-sectional view (b), and a YY cross-sectional view (c) of the support substrate showing a state where the core pattern of the waveguide is formed on the support substrate.
  • a plan view (a) and a ZZ cross-sectional view (b) of a support substrate showing a state in which a protective layer for protecting the core pattern of the waveguide is formed on the support substrate.
  • the top view of the module connector which shows the state which formed in the protective layer and the support substrate, and formed the reflective surface in the other example in Example 1, which formed the notch which the cross section inclined 45 degree
  • FIG. 16 is a plan view (a) and a YY sectional view (b) of a member 106e in which a reflection surface having a 45-degree inclination and a V-shaped groove are formed in still another example of the first embodiment.
  • the support substrate on which the optical fiber is attached in an arc shape is connected to the member 106e on which the V-shaped groove is formed, and the optical fiber attached on the support substrate is connected to the groove on the member 106e.
  • They are a plan view (a) and a YY sectional view (b) showing the state embedded in
  • Example 1 a plan view (a), a ZZ sectional view (b), and a YY sectional view (c) of a support substrate showing a state in which a V-shaped groove is formed in an arc shape. It is.
  • FIG. 12 shows a configuration example in which the conventional information processing apparatus shown in FIG. 11 is simply replaced to transmit information between a plurality of daughter boards mounted on a backplane board using an optical waveguide or an optical fiber. Shown in
  • a transmission or reception IC 1203 is mounted on a plurality of daughter boards 1202 mounted on a backplane connector 1210 on the backplane board 1201, and a wiring pattern 1204 formed on the daughter board 1202 is displayed. And is connected to the photoelectric conversion element 1205.
  • the photoelectric conversion element 1205 and the backplane connector 1210 are connected by an optical waveguide or optical fiber 1206, and the backplane connectors 1210 on the backplane substrate 1201 are also connected by an optical waveguide or optical fiber 1211.
  • a module in which an optical fiber for guiding an optical signal sent from the backplane substrate 1201 side to the photoelectric conversion element 1205 is connected to the upper surface of the photoelectric conversion element 1205.
  • the connector is attached.
  • a cooling fin is connected to the upper surface of the transmission or reception IC 1203.
  • Directly mounting a plurality of transmission / reception ICs 1203 and photoelectric conversion elements 1205 having such a configuration on the daughter board 1202 requires high accuracy of the wiring of the daughter board, resulting in high costs. turn into.
  • the transmission or reception IC 1203 and the photoelectric conversion element 1205 shown in FIG. 12 are replaced with the transmission or reception IC 1302 and the photoelectric conversion element 1303 shown in FIGS.
  • a transmission or reception IC 1302 and a photoelectric conversion element 1303 are connected by a wiring 1305, and a module connector 1306 is attached to the photoelectric conversion element 1303 to provide an optical waveguide.
  • a method of adopting a structure in which the optical fiber 1307 is connected to the backplane connector 1210 on the backplane substrate 1201 side can be considered.
  • a heat radiating fin 1308 is further mounted on the upper surface of the transmitting or receiving IC 1302, and heat generated from the transmitting or receiving IC 1302 in operation is radiated by the radiating fin 1308 to be transmitted or transmitted.
  • the receiving IC 1302 is cooled.
  • the optical module substrate 1301 on which the components are mounted in this way is connected to the daughter substrate 1202 with solder 1309.
  • optical module 1300 configured in this way is viewed from the top, as shown in FIG. 13B, the IC 1302 for transmission or reception, the photoelectric conversion element 1303, the module connector 1306 mounted thereon, and the module connector 1306 connected thereto
  • the optical fiber 1307 is arranged in a straight line.
  • the optical fiber 1307 is in the thickness direction. Even if it can be bent, it is difficult to bend in the width direction. Therefore, when a plurality of optical modules 1300 are arranged in a direction perpendicular to the backplane connector 1210, the optical fiber 1307 is connected to the backplane connector 1210 over the radiation fins 1308 attached to the transmitting or receiving IC 1302. There must be.
  • the optical module 1300 since the allowable bending radius of the optical fiber is as large as several centimeters, the optical module 1300 must be disposed at a distance from the front and the back, and the mounting density of the optical module 1300 on the daughter substrate 1202 is reduced. Further, since the optical fiber is routed over the radiation fin 1308, the efficiency of the radiation fin is deteriorated, and there is a possibility that the heat of the IC cannot be released.
  • the optical module 1300 is mounted on a single daughter substrate 1202 by increasing the interval between the optical modules 1300 in the first row and passing the optical fiber 1307 of the optical module 1300 in the second row between them. It is difficult to get higher than that.
  • the mounting density of the optical module on the daughter board is improved by adopting the configuration as shown in the following examples.
  • the optical module 100 includes a transmission or reception IC 102 and a photoelectric conversion element 103 mounted on an optical module substrate 101 and connected between them by solder 104, The receiving IC 102 and the photoelectric conversion element 103 are connected by a wiring 105.
  • a module connector 106 including a lens and a mirror is mounted on the photoelectric conversion element 103, and an optical fiber or an optical waveguide 107 (hereinafter referred to as an optical fiber 107) is connected to the module connector 106.
  • a heat radiating fin 108 is connected to the upper surface of the transmitting or receiving IC 102 to radiate and cool the heat generated from the operating transmitting or receiving IC 102.
  • the optical fiber 107 has a direction intersecting the direction in which the transmitting or receiving IC 102 and the photoelectric conversion element 103 are arranged on the optical module substrate 101, preferably at a right angle. It is attached in the direction.
  • FIG. 2A shows a state where a plurality of optical modules 100 configured as described above are mounted on the daughter substrate 200 as viewed from above.
  • 2A shows a state in which nine optical modules 100: 100-1 to 100-9 are installed on the daughter substrate 200 in three rows in the vertical direction and three rows in the horizontal direction.
  • Three optical modules arranged in the horizontal direction for example, optical fibers 107-1 to 107-3 extending from 100-1 to 100-3, are connected to the backplane connector 201 in an overlapping state.
  • the optical fiber 107-1 emerging from the optical module 100-1 does not overlap with the radiation fins 108-2 and 108-3 attached to the optical modules 100-2 and 100-3, that is, the radiation fin 108. Therefore, the optical fiber 107-1 does not need to be bent with a small curvature in the thickness direction. As a result, the optical module 100-1 can be mounted on the daughter board 200 in a state of being relatively close to the optical module 100-2. Similarly, the other optical modules 100-3 to 100-9 can be mounted on the daughter board 200 in a relatively close state.
  • FIG. 2B shows a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 2A.
  • the optical fiber 107-1 connected to the module connector 106-1 of the optical module 100-1 mounted on the daughter board 200 is bent in the thickness direction so that the light is lower than the cooling fin 108.
  • the module connector 106-2 of the module 100-2 and the module connector 106-3 of the optical module 100-3 are connected to the backplane connector 201 attached to the backplane substrate 1000.
  • the optical fiber 107-2 connected to the module connector 106-2 of the optical module 100-2 is bent in the thickness direction, and the optical fiber 107-1 extending from the optical module 100-1 and the optical module 100-. 3 is connected to the backplane connector 201.
  • optical fiber 107 is difficult to bend in the width direction but can be bent in the thickness direction and passes over the module connector 106 having a low height, as shown in FIG.
  • a plurality of optical fibers 107 can be wired while the modules 100 are close to each other, and the optical modules 100 can be mounted on the daughter board 200 at a relatively high density as shown in FIG. 2A. .
  • FIG. 3A and 3B show the configuration of the module connector 106.
  • FIG. 3A is a plan view of the module connector 106
  • FIG. 3B is a side view of the module connector 106 of FIG. 3A as viewed from the YY direction.
  • Reflective surfaces 1061 and 1062 are formed on the module connector 106.
  • the optical fiber 107 is connected to the side surface of the module connector 106, and the photoelectric conversion element 103 is connected to the lower surface.
  • Light incident on the module connector 106 from the optical fiber 107 travels inside the module connector 106 along optical paths 1063-1 to 1063-4 shown by dotted lines in FIG.
  • the light path is bent by 90 degrees by being reflected by the reflecting surface 1061 provided at a tilt angle.
  • the light reflected by the reflecting surface 1061 is reflected by the reflecting surface 1062 provided at an inclination of 45 degrees with respect to the optical path toward the surface to which the photoelectric conversion element 103 is connected as shown in FIG.
  • the light enters the conversion element 103.
  • each of the reflection surfaces 1061 and 1062 is formed with an inclination of 45 degrees with respect to the optical path, and the optical path inside the module connector 106 from the optical fiber 107 to the output to the photoelectric conversion element 103 side. Since all the optical path lengths of 1063-1 to 1063-4 are equal, it is not necessary to adjust the skew.
  • An example of the method of creating the module connector 106 shown in FIGS. 3A and 3B will be described with reference to FIGS. 15A to 15E.
  • a core layer 1063a of the optical waveguide is formed on the support substrate 106a. .
  • a resist film is formed on the core layer 1063a (not shown), a pattern is exposed on the resist film to form a resist pattern, and etching is performed using the resist pattern as a mask, thereby obtaining a plane in FIG.
  • the core patterns 1063-1, 1063-2, 1063-3,... Form As shown in the figure (a), the ZZ cross section (b), and the YY cross section (c), the core patterns 1063-1, 1063-2, 1063-3,... Form.
  • a waveguide core pattern 1063-1 is formed on the support substrate 106a. , 1063-2, 1063-3,... Are formed.
  • the waveguide core patterns 1063-1, 1063-2, 1063- The support substrate 106a is cut so as to connect the intersections 3...
  • the ZZ cross-sectional view (b), and the YY cross-sectional view (c) along the ZZ line of the plan view (a), Y-- A cut as shown in the Y cross-sectional view (c) having a 45-degree inclination is formed in the protective layers 106b and 106a to form the reflective surface 1062.
  • the reflective surfaces 1061 and 1062 may be coated with a metal film in order to increase the reflectance.
  • the configuration in which the light incident from the optical fiber 107 is directly taken into the module connector 106 has been described. After the light incident from the optical fiber 107 is converted into the minute lens parallel light, the light passes through the module connector 106, and the photoelectric conversion element 103 side passes through the minute lens provided on the emission side. You may make it the structure which makes it radiate
  • FIGS. 4A and 4B This configuration is shown in FIGS. 4A and 4B.
  • 4A is a plan view of the module connector 106 ′ to which a minute lens is attached
  • FIG. 4B is a side view of FIG. 4A viewed from the YY direction.
  • the module connector 106 ′ includes a main body 1061, a first lens group 1066-1 to 1066-4 connected to the main body 1061, and a second lens group 1067-1 to 1067-4.
  • the shape of the main body 1061 is the same as the shape of the module connector 106 described with reference to FIGS. 3A and 3B, and reflection surfaces 1061 and 1062 are formed.
  • An optical fiber 107 is installed immediately before the first lens group 1066-1 to 1066-4.
  • Light that has entered the first lens groups 1066-1 to 1066-4 from the optical fiber 107 travels straight along the optical path 1068-1 to 1068-4 in the main body 1061, and is formed in the main body 1061.
  • the light path 1601 is reflected to convert the optical path to the lower side in FIG. 4A, and the light is reflected from the surface 1602 formed on the main body 1061 shown in FIG. 103 is emitted to the side.
  • the configuration of the main body 1061 is the same as the configuration of the module connector 106 described with reference to FIGS. 3A and 3B. Since the optical path lengths of the optical paths 1063-1 to 1063-4 are all equal, it is not necessary to adjust the skew.
  • An example of the method of creating the module connector 106 ′ shown in FIGS. 4A and 4B will be described with reference to FIGS. 16A to 16D.
  • the module connector 106 ′ has the same procedure as the method described in FIGS. 15A to 15D.
  • the optical waveguide substrate 106a having the reflective surface 1061 ′, and the plan view (a) of FIG.
  • a reflective surface 1062 ′ having an inclination of 45 degrees
  • lenses 1067-1, 1067-2, 1067-3... Formed below the reflective surface 1062 ′
  • a member 106c in which V-shaped grooves 1069-1, 1069-2, 1069-3,... Are formed, and as shown in a plan view (a) and a YY sectional view (b) of FIG. 1066-1, 1066-2, 1066-3, and V-shaped grooves 069-1', 1069-2' consists member 106d which 1069-3' ... are formed.
  • the module connector 106 ′ is formed by combining the optical waveguide substrate 106a, the member 106c, and the member 106d as shown in FIG. 16D.
  • the lenses 1066-1, 1066-2, 1066-3,. .. and lenses 1066-1, 1066-2, 1066-3, and optical waveguide cores 1063-1 ′, 1063-2 ′, 1063-3 ′, etc. can be accurately aligned .
  • a similar structure can also be created by forming an old castle optical waveguide. An example of the creation method will be described with reference to FIGS. 17A to 17D.
  • a core layer 1063a of the optical waveguide is formed on the support substrate 106a.
  • a resist film is formed on the core layer 1063a (not shown), a pattern is exposed on the resist film to form a resist pattern, and etching is performed using the resist pattern as a mask.
  • a ZZ cross-sectional view (b), and a YY cross-sectional view (c) the arc-shaped waveguide core patterns 1063′-1 ′, 1063′-2 ′, and 1063′- 3 '... is formed.
  • a waveguide core pattern 1063′- is formed on the support substrate 106a.
  • the cross section is 45 along the ZZ line in the plan view (a).
  • a cut having an inclination of degree is formed in the protective layer 106b and the support substrate 106a, and the reflective surface 1062 is formed.
  • the reflective surface 1062 may be coated with a metal film in order to increase the reflectance.
  • the sectional view (b) shows a section taken along the line ZZ in the plan view (a).
  • a similar structure can be created using an optical fiber. An example of the creation method will be described with reference to FIGS. 18A to 18D.
  • the module connector 106a ′ has optical fibers 1063′-1 ′′, 1063′-2 ′′, 1063′-3 ′′, .. are attached in an arc shape, and the reflecting surface is processed into a shape as shown in the plan view (a) and YY sectional view (b) of FIG.
  • the optical fibers 1063′-1 ′′, 1063′-2 ′′, 1063′-3 ′′... Are less than 3 mm as shown in the plan view (a) of FIG. It has straight portions L1 and L2.
  • the members 106e in which the grooves 1069'-1, 1069'-2, 1069'-3,... are formed as shown in the plan view (a) and the YY sectional view (b) of FIG.
  • the optical fibers 1063′-1 ′′, 1063′-2 ′′, 1063′-3 ′′ As shown in the plan view (a) and the YY sectional view (b) in FIG. 18D, the optical fibers 1063′-1 ′′, 1063′-2 ′′, 1063′-3 ′′,. A pressing plate 106b ′ for fixing the substrate to the support substrate 106a ′ and the member 106e is placed.
  • the loss can be suppressed smaller than that in the case of using the optical waveguide. Still another configuration using an optical fiber will be described with reference to FIGS. 19A to 19C.
  • V-shaped grooves 1069-1 ′ and 1069 are formed in the support substrate 106a ′′. -2 ′, 1069-3 ′... Are formed in an arc shape.
  • the reaction forces of the optical fibers 1063 "-1", 1063 "-2", 1063 "-3" Since the straight portions L1 and L2 as shown in FIG. 18A can be omitted, and the connector 106 can be bent with a smaller radius of curvature, the connector 106 can be downsized.
  • the light is incident on the module connector 106 from the optical fiber 107 and emitted to the photoelectric conversion element 103 side. Conversely, the light is incident on the module connector 106 from the photoelectric conversion element 103 side. Acts in the same way even when the light enters and exits to the optical fiber 107 side.
  • FIG. 5 shows the configuration of an information processing apparatus 2000 in which a plurality of daughter boards 200 on which the optical module 100 according to this embodiment is mounted are mounted on a backplane board 1000.
  • the module connector 106 of the optical module 100 mounted on each daughter board 200 and the backplane connector 201 on the backplane board 1000 side are connected by an optical fiber 107.
  • the radiation fins 108 of the other optical modules 100 are connected to the fiber extending from one optical module 100 toward the backplane connector 201 or the wiring of the optical waveguide 107. Therefore, the optical modules 100 can be arranged side by side in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the backplane connector 201 on one daughter board 200. According to the present embodiment, it becomes possible to mount optical modules on a daughter board with a relatively high density without imposing a large load on the optical fiber, and even if the transmission speed is 15 Gb / s or higher, the electrical signal can be transmitted. An information processing apparatus that can suppress the waveform distortion to a low level and suppress the loss of wiring on the substrate can be realized relatively compactly without increasing the volume of the apparatus.
  • FIG. 6A to FIG. 6C show a second embodiment of the configuration of the optical module for increasing the mounting density on the daughter board.
  • the components constituting this embodiment are the same as the components constituting the optical module of FIGS. 1A and 1B described in the first embodiment.
  • the module connector 606, the optical fiber 607, and the like. Is different from that of the optical module substrate 601. That is, as shown in FIG. 6A, the optical fiber 607 is different in that the width direction is perpendicular to the optical module substrate 601.
  • the optical module 600 includes a transmission or reception IC 602 and a photoelectric conversion element 603 mounted on an optical module substrate 601 and connected between them by solder 604.
  • the transmission or reception IC 602 and the photoelectric conversion element 603 are connected by a wiring 605.
  • a module connector 606 including a lens and a mirror is mounted on the photoelectric conversion element 603, and an optical fiber or an optical waveguide 607 (hereinafter referred to as an optical fiber 607) is connected to the module connector 606.
  • a heat radiating fin 608 is connected to the upper surface of the transmitting or receiving IC 602 so that heat generated from the transmitting or receiving IC 602 in operation is radiated and cooled.
  • FIG. 6B the optical fiber 607 is arranged in a direction perpendicular to the direction in which the transmitting or receiving IC 602 and the photoelectric conversion element 603 are arranged on the optical module substrate 601. As shown to 6A, it is attached so that the width direction may become perpendicular
  • FIG. 6C is a DD cross-sectional arrow diagram of FIG. 6A and shows the positional relationship between the module connector 606 and the optical fiber 607 with respect to the photoelectric conversion element 603.
  • FIG. 7 shows a state in which a plurality of optical modules 600 configured as described above are mounted on the daughter substrate 700 as viewed from above.
  • FIG. 7 shows a state in which nine optical modules 600: 600-1 to 600-9 are installed on the daughter substrate 700 in three rows in the vertical direction and three rows in the horizontal direction.
  • optical fiber 607 shows a state in which a component that is not directly connected to an optical fiber or an LSI 703 is arranged in the vicinity of the backplane connector 701 on the daughter board 700 shown in FIG. Even in such an arrangement, the optical fiber 607 is easily bent in the thickness direction, and the optical fibers 607-4 to 607-6 are bent in the thickness direction without interfering with the components or the LSI 703. Optical fibers 607-4 to 607-6 can be connected to the backplane connector 701.
  • FIG. 8A shows the configuration of the module connector 606 used in the second embodiment.
  • the module connector 606 in the present embodiment is provided with only one reflecting surface 6061 for bending the optical path of the light incident from the optical fiber 607.
  • the reflecting surface described in the first embodiment is provided in two places. Different from the module connector 106.
  • the optical fiber 607 is connected to the side surface 6060 of the module connector 606, and the photoelectric conversion element 603 is connected to the lower surface 6062.
  • the light incident from the optical fiber 607 on the side surface 6060 of the module connector 606 travels inside the module connector 606 along the optical paths 6063-1 to 6063-4 shown by dotted lines in FIG. 8A, and enters the incident surface from the optical fiber 607.
  • the light is reflected by the reflection surface 6061 provided with an inclination of 45 degrees, and the optical path is bent 90 degrees.
  • Light reflected by the reflecting surface 6061 is emitted from the surface 6062 and enters the photoelectric conversion element 603.
  • the reflection surface 6061 is formed with an inclination of 45 degrees with respect to the optical path, and the optical path 6063-1 ⁇ in the module connector 606 from the optical fiber 607 to the output to the photoelectric conversion element 603 side. Since all the optical path lengths of 6063-4 are equal, it is not necessary to adjust the skew.
  • the configuration in which the light incident from the optical fiber 607 is directly taken into the module connector 606 has been described.
  • the light incident from the optical fiber 607 is converted into parallel light by this minute lens, then transmitted through the module connector 606, and emitted to the photoelectric conversion element 603 side through the minute lens provided on the emission side.
  • Such a configuration may be adopted.
  • FIG. 8B is a front view of the module connector 606 ′ to which a minute lens is attached.
  • the module connector 606 ′ includes a main body 6065, first lens groups 6066-1 to 6066-4 connected to the main body 6065, and second lens groups 6067-1 to 6067-4.
  • the shape of the main body 6061 is the same as the shape of the module connector 606 described with reference to FIG. 8A, and a reflection surface 6061 is formed on the module connector 606.
  • An optical fiber 607 is installed immediately before the first lens group 6066-1 to 6066-4.
  • Light incident on each lens of the first lens groups 6066-1 to 6066-4 from the optical fiber 607 enters the main body 6061 from the surface 6060 as parallel light.
  • the light incident on the main body 6061 travels straight along the optical paths 6068-1 to 6068-4, is reflected by the reflecting surface 6601 formed on the main body 6061, and bends the optical path by 90 degrees.
  • the light whose optical path is bent exits from the surface 6602, passes through the second lens groups 6067-1 to 6067-4, and enters the photoelectric conversion element 603.
  • the configuration is described in which light enters the module connector 606 from the optical fiber 607 and exits to the photoelectric conversion element 603 side, but conversely, light is incident on the module connector 606 from the photoelectric conversion element 603 side. Acts in the same manner even when light enters and exits to the optical fiber 607 side.
  • the connectors 606 and 606 ′ can be created by the same method as described with reference to FIGS. 15A to 19C.
  • FIG. 9 shows a modification of the module connector 606 in the present embodiment.
  • the module connector 506 ′′ shown in FIG. 9 is formed of an optical fiber wiring sheet or an optical waveguide and molded into the shape shown in FIG. 9.
  • Light emitted from the optical fiber 607 whose width direction is arranged perpendicular to the optical module substrate 601 as shown in FIG. 6C can be input to the photoelectric conversion element 603 mounted on the optical module substrate 601. .
  • the optical fiber 607 is arranged so that the width direction is perpendicular to the optical module substrate 601 has been described.
  • the present embodiment is not limited to this.
  • the optical fiber 607 may be disposed with a slight inclination (standing) in the direction in which the width direction is nearly perpendicular to the optical module substrate 601.
  • FIG. 10 shows a configuration of an information processing apparatus 2500 in which a daughter board 700 on which an optical module 600 according to this embodiment is mounted is mounted on a plurality of backplane boards 1500.
  • the module connector 606 of the optical module 600 mounted on each daughter board 700 and the backplane connector 701 on the backplane board 1500 side are connected by an optical fiber 607.
  • the optical fiber or the optical waveguide 607 is easily bent in the thickness direction with respect to the width direction, and thus extends from one optical module 600 toward the backplane connector 701.
  • the fiber or optical waveguide 607 can be routed away from the heat radiation fins 608 of the other optical modules, the module connector 606, and other components, and the longitudinal direction of the backplane connector 701 is placed on the daughter board 700.
  • the modules can be arranged side by side in a direction perpendicular to the above.
  • the present embodiment it becomes possible to mount optical modules on a daughter board with a relatively high density without imposing a large load on the optical fiber, and even if the transmission speed is 15 Gb / s or higher, the electrical signal can be transmitted.
  • An information processing apparatus that can suppress the waveform distortion to a low level and suppress the loss of wiring on the substrate can be realized relatively compactly without increasing the volume of the apparatus.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications.

Abstract

 情報処理装置に用いる光モジュールを、表面に配線パターンが形成された基板と、この基板の配線パターン上に搭載された半導体デバイスと、この半導体デバイスに搭載されて半導体デバイスで発生する熱を放出する放熱フィンと、基板の配線パターン上に搭載されて半導体デバイスと電気的に接続された光電変換素子と、一面を光電変換素子と接続しているモジュールコネクタと、このモジュールコネクタの他の面と接続している光ファイバ又は光導波路とを備えて構成し、光ファイバ又は光導波路は、基板上で半導体デバイスと光電変換素子とが並ぶ方向に対して交差する方向に伸びるようにモジュールコネクタに接続されるように構成して、バックプレーン基板に接続する複数のドータ基板のそれぞれに、送信または受信用のIC及び光電変換素子を高密度に実装することを可能にした。

Description

多チャンネル光モジュール及びそれを用いた情報処理装置
 本発明は、サーバ、ルータ等の情報処理装置に実装されるバックプレーン基板に接続される複数の回路基板間を光通信により行う多チャンネル光モジュール及びそれを用いた情報処理装置に関する。
 サーバ、ルータ等の情報処理装置は、1.4倍/年で大容量化している。複数の基板間の信号を電気伝送しているこれまでの情報処理装置では、伝送速度を向上させることにより大容量化の要求に対応してきた。しかし、伝送速度を上げると基板の配線の損失が大きくなり、電気信号の波形が歪むため、伝送速度は15Gb/s程度が限界となる。そこで、伝送速度をさらに向上させるための手段として、光伝送の検討が進められている。
図11に、従来の情報処理装置の構成の一例を示す。LSI等の半導体デバイスで構成される送信または受信用のIC1101はドータ基板1102に搭載されている。送信または受信用のIC1103は、ドータ基板1102に形成された配線パターン1104を介してバックプレーン基板1101に取り付けられたバックプレーンコネクタ1105と接続する。バックプレーン基板1101上でバックプレーンコネクタ1105に装着された複数のドータ基板1102間はバックプレーン基板1101上に形成された配線パターン1106で接続されて信号の送受信が行われる。
 光伝送を行うためには、LSI等の半導体デバイス(IC)から出力される電気信号を光信号に変換したり、または受信した光信号をLSI等の半導体デバイスに入力できる電気信号に変換するための光電変換素子を用いる。
 このような構成を備えた光伝送を行う情報処理装置として、例えば特開2005-80292号公報(特許文献1)には、光バックプレーン基板に複数の光回路基板を連結し、それぞれの光回路基板に搭載した光送信器及び光受信器と光バックプレーン基板側のコネクタとの間を光ファイバで接続する構成が記載されている。
 又、特開2008-58695号公報(特許文献2)には、光バックプレーン基板に装着した回路基板上で、光電変換素子と光コネクタとの間を光ファイバで接続する構成が記載されている。
 更に、特開2007-102013号公報(特許文献3)には、光バックプレーン基板に装着した回路基板上で、光電変換素子と光コネクタとの間を光ファイバで接続し、光ファイバの配列方向(幅方向)を基板に対して90度に設定することにより光コネクタの幅を小さくし、実装密度を高くした構成が記載されている。
特開2005-80292号公報 特開2008-58695号公報 特開2007-102013号公報
 情報処理装置を大容量化するには、光電変換を行うモジュールを高密度に配置することが必要である。
 特許文献1に記載されている構成においては、バックプレーン基板に連結されたドータ基板に相当する各光回路基板に光送信器と光受信器とを1列に並べて配置した構成しか記載されておらず、光送信器と光受信器とを多数用いる場合にはその用いる数に応じて光回路基板の枚数を増やさなければならない。
 また、特許文献2には、ドータ基板に相当するパッケージボード上に送信光モジュールと受信光モジュールとを1対ずつ搭載してそれらと光コネクタとの間を光ファイバで接続した構成が記載されているが、パッケージボード上に複数の送信光モジュール又は受信光モジュールを実装して光電変換モジュールの実装密度を上げることについては記載されていない。
 更に、特許文献3には、光電変換モジュールと光コネクタとの間を配列方向(幅方向)を基板に対して90度に設定した光ファイバで接続することにより、ドータ基板に相当する1枚の回路基板上に複数の光電変換モジュールを一列に並べた構成が記載されているが、それ以上に光電変換モジュールの実装密度を上げることについては記載されていない。
 本発明は、従来技術の課題を解決して、バックプレーン基板に接続する複数のドータ基板のそれぞれに、送信または受信用のIC及び光電変換素子を高密度に実装することが可能な多チャンネル光モジュール及びそれを用いた情報処理装置を提供することにある。
 上記した課題を解決するために、本発明では、光モジュールを、表面に配線パターンが形成された基板と、該基板の配線パターン上に搭載された半導体デバイスと、該半導体デバイスに搭載されて該半導体デバイスで発生する熱を放出する放熱フィンと、前記基板の配線パターン上に搭載されて前記半導体デバイスと電気的に接続された光電変換素子と、一面を前記光電変換素子と接続しているモジュールコネクタと、該モジュールコネクタの他の面と接続している光ファイバ又は光導波路とを備えて構成し、前記光ファイバ又は光導波路は、前記基板上で前記半導体デバイスと前記光電変換素子とが並ぶ方向に対して交差する方向に伸びるようにモジュールコネクタに接続されるように構成した。
 また、上記した課題を解決するために、本発明では、光モジュールを、表面に配線パターンが形成された基板と、該基板の配線パターン上に搭載された半導体デバイスと、該半導体デバイスに搭載されて該半導体デバイスで発生する熱を放出する放熱フィンと、前記基板の配線パターン上に搭載されて前記半導体デバイスと電気的に接続された光電変換素子と、一面を前記光電変換素子と光学的に接続しているモジュールコネクタと、該モジュールコネクタの他の面と光学的に接続している光ファイバ又は光導波路とを備えて構成し、 前記モジュールコネクタは、前記光ファイバ又は光導波路から前記他の面に入射した光の進行方向を90度変換し、該進行方向を90度変換した光を前記光電変換素子と光学的に接続された面から出射するように構成した。
 また、上記した課題を解決するために、本発明では、バックプレーン基板と、該バックプレーン基板に固定された複数のバックプレーンコネクタと、前記バックプレーン基板上で前記複数のバックプレーンコネクタ間を光学的に接続する光ファイバ又は光導波路と、 複数の光モジュールを搭載して前記バックプレーンコネクタに装着されたドータ基板とを備えた情報処理装置において、前記ドータ基板に搭載された光モジュールを、表面に配線パターンが形成された基板と、該基板の配線パターン上に搭載された半導体デバイスと、 該半導体デバイスに搭載されて該半導体デバイスで発生する熱を放出する放熱フィンと、 前記基板の配線パターン上に搭載されて前記半導体デバイスと電気的に接続された光電変換素子と、一面を前記光電変換素子と光学的に接続しているモジュールコネクタと、一端を前記モジュールコネクタの他の面と光学的に接続し他端を前記バックプレーンコネクタと光学的に接続している光ファイバ又は光導波路とを備えて構成し、前記光ファイバ又は光導波路は、前記基板上で前記半導体デバイスと前記光電変換素子とが並ぶ方向に対して交差する方向に伸びて前記モジュールコネクタに接続されているように構成した。
 更にまた、上記した課題を解決するために、本発明では、バックプレーン基板と、該バックプレーン基板に固定された複数のバックプレーンコネクタと、前記バックプレーン基板上で前記複数のバックプレーンコネクタ間を光学的に接続する光ファイバ又は光導波路と、複数の光モジュールを搭載して前記バックプレーンコネクタに装着されたドータ基板とを備えた情報処理装置において、前記ドータ基板に搭載された光モジュールを、表面に配線パターンが形成された基板と、該基板の配線パターン上に搭載された半導体デバイスと、該半導体デバイスに搭載されて該半導体デバイスで発生する熱を放出する放熱フィンと、前記基板の配線パターン上に搭載されて前記半導体デバイスと電気的に接続された光電変換素子と、一面を前記光電変換素子と光学的に接続しているモジュールコネクタと、 一端を前記モジュールコネクタの他の面と光学的に接続し他端を前記バックプレーンコネクタと光学的に接続している光ファイバ又は光導波路とを備えて構成し、前記モジュールコネクタは、前記光ファイバ又は光導波路から前記他の面に入射した光の進行方向を90度変換し、該進行方向を90度変換した光を前記光電変換素子と光学的に接続された面から出射するように構成した。
 本発明によれば、複数の光モジュールを1枚のドータ基板上に並べて配置できるようにしたことにより比較的高密度に実装することが可能になり、大量の情報を光伝送を用いて高速に処理する大容量の情報処理装置を、比較的コンパクトに作成することが可能になった。
本発明の実施例1における多チャンネル光モジュールの概略の構成を示す光モジュールの正面図である。 本発明の実施例1における多チャンネル光モジュールの概略の構成を示す光モジュールの平面図である。 本発明の実施例1における多チャンネル光モジュールを複数搭載したドータ基板の平面図である。 本発明の実施例1における多チャンネル光モジュールを複数搭載したドータ基板のX-X断面図である。 本発明の実施例1における多チャンネルモジュールコネクタの平面図である。 本発明の実施例1における多チャンネルモジュールコネクタのY-Y断面図である。 本発明の実施例1における多チャンネルモジュールコネクタの変形例を示すモジュールコネクタの平面図である。 本発明の実施例1における多チャンネルモジュールコネクタの変形例のY-Y方向から見た側面図である。 本発明の実施例1における多チャンネル光モジュールを複数搭載したドータ基板を実装した情報処理装置の斜視図である。 本発明の実施例2における多チャンネル光モジュールの概略の構成を示す光モジュールの正面図である。 本発明の実施例2における多チャンネル光モジュールの概略の構成を示す光モジュールの平面図である。 本発明の実施例2における多チャンネル光モジュールの概略の構成を示す光モジュールのD-D断面矢視図である。 本発明の実施例2における多チャンネル光モジュールを複数搭載したドータ基板の平面図である。 本発明の実施例2における多チャンネルモジュールコネクタの正面図である。 本発明の実施例2における多チャンネルモジュールコネクタの変形例を示すモジュールコネクタの正面図である。 本発明の実施例2における多チャンネルモジュールコネクタの別の変形例を示すモジュールコネクタの正面図である。 本発明の実施例2における多チャンネル光モジュールを複数搭載したドータ基板を実装した情報処理装置の斜視図である。 従来の情報処理装置の構成を示す情報処理装置の斜視図である。 従来の情報処理装置を単純に光伝送方式に置き換えた場合の構成を示す情報処理装置の斜視図である。 従来の情報処理装置を光伝送方式に置き換えた場合において、光電変換素子と送信または受信ICを1枚の基板上に搭載した構成を示す光モジュールの正面図である。 従来の情報処理装置を光伝送方式に置き換えた場合において、光電変換素子と送信または受信ICを1枚の基板上に搭載した構成を示す光モジュールの平面図である。 従来の情報処理装置を光伝送方式に置き換えた場合において、ドータ基板上に光モジュールを複数搭載した構成の例を示す図で、光モジュールを一列に並べて搭載した場合の平面図である。 従来の情報処理装置を光伝送方式に置き換えた場合において、ドータ基板上に光モジュールを複数搭載した構成の例を示す図で、光モジュールを交互に並べて二列に配置した場合の平面図である。 実施例1における、支持基板の上に光導波路のコアの層を形成した状態を示すモジュールコネクタの平面図(a)とZ-Z断面図(b)、及びY-Y断面図(c)である。 実施例1における、格子状の導波路のコアのパターンを形成した状態を示すモジュールコネクタの平面図(a)とZ-Z断面図(b)、及びY-Y断面図(c)である。 実施例1における、支持基板の上に、導波路のコアのパターン・・・を保護する保護層を形成した状態を示すモジュールコネクタの平面図(a)とZ-Z断面図(b)、及びY-Y断面図(c)である。 実施例1における、導波路のコアのパターンの交点を結ぶようにして支持基板を切断して反射面を形成した状態を示すジュールコネクタの平面図(a)とZ-Z断面図(b)、及びY-Y断面図(c)である。 実施例1における、Z-Zのラインに沿って断面が45度の傾きをもつ切れ込みを形成して反射面を形成した状態を示すジュールコネクタの平面図(a)とZ-Z断面図(b)、及びY-Y断面図(c)である。 実施例1における別の例で、図15Aと同様にして支持基板の裏面側に光導波路のコアの層を形成した状態を示すモジュールコネクタの平面図(a)とZ-Z断面図(b)、及びY-Y断面図(c)である。 実施例1における別の例で、45度の傾きを有する反射面と、この反射面の下に形成したレンズと、V字状の溝が形成された部材106cとの平面図(a)とY-Y断面図(b)である。 実施例1における別の例で、レンズと、V字状の溝が形成された部材106dの平面図(a)とY-Y断面図(b)である。 実施例1における別の例で、光導波路基板と部材106cと部材106dを組み合わせて作成したモジュールコネクタの平面図(a)とZ-Z断面図(b)、及びY-Y断面図(c)である。 実施例1における別の例で、支持基板上に導波路のコア層を形成した状態を示す支持基板の平面図(a)とZ-Z断面図(b)、及びY-Y断面図(c)である。 実施例1における別の例で、支持基板上に導波路のコアパターンを形成した状態を示す支持基板の平面図(a)とZ-Z断面図(b)、及びY-Y断面図(c)である。 実施例1における別の例で、支持基板の上に、導波路のコアのパターンを保護する保護層を形成した状態を示す支持基板の平面図(a)とZ-Z断面図(b)、及びY-Y断面図(c)である。 実施例1における別の例で、Z-Zのラインに沿って断面が45度の傾きをもつ切れ込みを保護層と支持基板とに形成し、反射面を形成した状態を示すモジュールコネクタの平面図(a)とZ-Z断面図(b)、及びY-Y断面図(c)である。 実施例1における更に別の例で、支持基板上に導波路の代わりに光ファイバを弧状に貼り付けた状態を示す支持基板の平面図(a)とZ-Z断面図(b)、及びY-Y断面図(c)である。 実施例1における更に別の例で、45度の傾斜を有する反射面とV字状の溝が形成された部材106eの平面図(a)とY-Y断面図(b)である。 実施例1における更に別の例で、光ファイバを弧状に貼り付けた支持基板とV字状の溝が形成された部材106eとを接続し、支持基板に貼り付けた光ファイバを部材106eの溝に埋め込んだ状態を示す平面図(a)とY-Y断面図(b)である。 実施例1における更に別の例で、支持基板に弧状に貼り付けてた部材106eの溝に埋め込んだ光ファイバを押さえつける押さえ板が組込まれた状態のモジュールコネクタの平面図(a)とY-Y断面図(b)である。 実施例1における更に別の例で、V字状の溝を弧状に形成した状態を示す支持基板の平面図(a)とZ-Z断面図(b)、及びY-Y断面図(c)である。 実施例1における更に別の例で、支持基板に弧状に形成したV字状の溝に光ファイバをはめ込んだ状態を示す平面図(a)とZ-Z断面図(b)、及びY-Y断面図(c)である。 実施例1における更に別の例で、支持基板のV字状の溝にはめ込んだ光ファイバを押さえ板で抑え込んだ状態のモジュールコネクタの平面図(a)とZ-Z断面図(b)、及びY-Y断面図(c)である。
図11に示した従来の情報処理装置を、光導波路又は光ファイバを用いてバックプレーン基板に装着された複数のドータ基板間の情報伝達を行うように単純に置き換えた場合の構成例を図12に示す。
 図12に示した例では、バックプレーン基板1201上のバックプレーンコネクタ1210に装着された複数のドータ基板1202の上に送信または受信用IC1203が搭載され、ドータ基板1202上に形成した配線パターン1204を介して光電変換素子1205と接続されている。光電変換素子1205とバックプレーンコネクタ1210との間は光導波路又は光ファイバ1206で接続され、バックプレーン基板1201上の各バックプレーンコネクタ1210間も光導波路又は光ファイバ1211で接続された構成となる。
 ここで、図12には図示していないが、光電変換素子1205の上面には、バックプレーン基板1201の側から送られてきた光信号を光電変換素子1205へ導くための光ファイバを接続したモジュールコネクタが装着される。また、送信または受信用のIC1203の上面には、冷却用のフィンが接続される。このような構成をもつ送信または受信用のIC1203と光電変換素子1205とをドータ基板1202上に複数個を直接搭載することは、ドータ基板の配線精度を高精度にする必要があり、コストが高くなってしまう。 この問題を解決する手段として、図12に示した送信または受信用のIC1203と光電変換素子1205とを、図13A及び図13Bに示した送信または受信用のIC1302と光電変換素子1303のように、光モジュール基板1301上に搭載してはんだ1304で接続し、送信または受信用のIC1302と光電変換素子1303との間を配線1305で接続し、光電変換素子1303にモジュールコネクタ1306を装着して光導波路または光ファイバ1307でバックプレーン基板1201側のバックプレーンコネクタ1210と接続する構造を採用する方法が考えられる。  
 図13Aに示した構成では、さらに、送信または受信用のIC1302の上面には放熱フィン1308が装着され、動作中の送信または受信用のIC1302から発生する熱を放熱フィン1308で放射して送信または受信用のIC1302を冷却する構成となっている。
 このように部品が搭載された光モジュール基板1301は、はんだ1309でドータ基板1202に接続される。
 このように構成された光モジュール1300を上面から見たとき、図13Bに示すように、送信または受信用のIC1302、光電変換素子1303とその上に搭載されたモジュールコネクタ1306、及びそれに接続された光ファイバ1307とが直線状に並んだ構造になる。
 図13A及び図13Bに示したような構成の光モジュール1300を複数個、ドータ基板1202に搭載して光ファイバ1307でバックプレーン基板1201のバックプレーンコネクタ1210と接続した場合、光ファイバ1307は厚み方向には曲げることができても、幅方向に曲げることは難しい。したがって、光モジュール1300をバックプレーンコネクタ1210に対して直角方向に複数並べた場合、光ファイバ1307は送信または受信用のIC1302に装着された放熱フィン1308の上を越えてバックプレーンコネクタ1210と接続させなければならない。しかし光ファイバの許容曲げ半径は数cmと大きいため、光モジュール1300を前後の間隔をあけて配置しなければならず、ドータ基板1202上での光モジュール1300の実装密度が低くなってしまう。また放熱フィン1308の上を飛び越えて光ファイバが配線されるため、放熱フィンの効率が悪くなり、ICの熱を逃がせなくなる可能性がある。
 この実装密度の低下や放熱の問題を防ぐためには、図14Aに示すように光モジュール1300をバックプレーンコネクタ1210に対して平行方向1列に複数個を配置した構成か、又は図14Bに示すように1列目の光モジュール1300の間隔を広くしてその間を2列目の光モジュール1300の光ファイバ1307を通す構成とするしかなく、1枚のドータ基板1202への光モジュール1300の実装密度をそれ以上高くことが難しい。
 そこで、本発明では、以下の実施例に示すような構成とすることにより、ドータ基板への光モジュールの実装密度を向上させた。
 以下に、本発明の実施例を図を用いて説明する。
 図1A及び図1Bに、本実施例におけるドータ基板への実装密度を高めるための光モジュールの構成を示す。図1A及び図1Bに示した構成において、光モジュール100は、光モジュール基板101の上に送信又は受信用IC102と光電変換素子103とが搭載されてそれらの間がはんだ104で接続され、送信または受信用IC102と光電変換素子103との間は配線105で接続されている。光電変換素子103にはレンズとミラーとを備えたモジュールコネクタ106が搭載され、モジュールコネクタ106には光ファイバ又は光導波路107(以下、光ファイバ107と記す)が接続されている。また、送信または受信用のIC102の上面には放熱フィン108が接続され、動作中の送信または受信用のIC102から発生する熱を放射して冷却する構成になっている。
 このような構成において、光ファイバ107は、図1Bに示すように、光モジュール基板101の上で送信又は受信用IC102と光電変換素子103とが並ぶ方向に対して交差した方向、好ましくは直角な方向に取り付けられている。
 このように構成した光モジュール100を複数個、ドータ基板200に搭載した状態を上面からみた様子を図2Aに示す。図2Aにおいては、光モジュール100をドータ基板200上に縦方向に3列、横方向に3列で合計9個:100-1~100-9を設置した状態を示している。横方向に並んだ3個の光モジュール例えば100-1~100-3から出ている光ファイバ107-1~107-3は、重なった状態でバックプレーンコネクタ201と接続している。
 光モジュール100-1から出ている光ファイバ107-1は、光モジュール100-2および100-3に装着されている放熱フィン108-2及び108-3とは重ならない位置、即ち、放熱フィン108と比べて高さが低いモジュールコネクタ106の上を通ってバックプレーンコネクタ201と接続しているので、光ファイバ107-1を厚さ方向に小さな曲率で折り曲げる必要が無い。その結果、光モジュール100-1を光モジュール100-2と比較的近接させた状態でドータ基板200に実装することができる。他の光モジュール100-3乃至100-9についても同様に比較的近接させた状態でドータ基板200に実装することができる。
 図2Bには、図2AのX-X線の断面図示す。図2Bでは、ドータ基板200に搭載された光モジュール100-1のモジュールコネクタ106-1に接続する光ファイバ107-1が厚さ方向に折り曲げられて、冷却フィン108と比べて高さが低い光モジュール100-2のモジュールコネクタ106-2と光モジュール100-3のモジュールコネクタ106-3の上を通ってバックプレーン基板1000に取り付けられているバックプレーンコネクタ201と接続している。また、光モジュール100-2のモジュールコネクタ106-2に接続する光ファイバ107-2は、厚さ方向に折り曲げられて、光モジュール100-1から延びている光ファイバ107-1と光モジュール100-3のモジュールコネクタ106-3との間を通ってバックプレーンコネクタ201と接続している。
 このように、光ファイバ107は、幅方向に曲げることは難しいが厚さ方向には折り曲げることができ、かつ高さの低いモジュールコネクタ106の上を通るため、図2Bに示したように、光モジュール100を互いに近接させた状態で光ファイバ107を複数重ねて配線することが可能であり、図2Aに示したようにドータ基板200上に光モジュール100を比較的高い密度で搭載することができる。
 図3A及び図3Bに、モジュールコネクタ106の構成を示す。図3Aはモジュールコネクタ106の平面図であり、図3Bは図3Aのモジュールコネクタ106をY-Y方向から見た側面図である。モジュールコネクタ106には、反射面1061と1062とが形成されている。モジュールコネクタ106の側面には光ファイバ107が、又下面には光電変換素子103が接続されている。
 光ファイバ107からモジュールコネクタ106に入射した光は、図3Aに点線で示した光路1063-1~1063-4に沿ってモジュールコネクタ106の内部を進み、光ファイバ107からの入射面に対して45度傾いて設けられた反射面1061で反射して光路を90度折り曲げられる。次に、反射面1061で反射した光は、光路に対して45度傾いて設けられた反射面1062で図3Bに示すように光電変換素子103が接続している面の側に反射して光電変換素子103に入射する。
 ここで、反射面1061と1062とは、それぞれ光路に対して45度傾いて形成されており、光ファイバ107から入射して光電変換素子103の側に出射するまでのモジュールコネクタ106の内部の光路1063-1~1063-4の光路長は全て等しくなるので、スキューの調整は不要になる。
 図3A及び図3Bに示したモジュールコネクタ106の作成方法に一例を、図15A乃至図15Eを用いて説明する。
 最初に、図15Aの平面図(a)とZ-Z断面図(b)、Y-Y断面図(c)に示すように、支持基板106aの上に光導波路のコアの層1063aを形成する。
 次に、コア層1063aの上にレジスト膜を形成し(図示せず)、このレジスト膜にパターンを露光してレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてエッチングすることで、図15Bの平面図(a)とZ-Z断面図(b)、Y-Y断面図(c)に示すように、格子状の導波路のコアのパターン1063-1、1063-2、1063-3・・・を形成する。
 次に、図15Cの平面図(a)とZ-Z断面図(b)、Y-Y断面図(c)に示すように、支持基板106aの上に、導波路のコアのパターン1063-1、1063-2、1063-3・・・を保護する保護層106bを形成する。
 次に、図15Dの平面図(a)とZ-Z断面図(b)、Y-Y断面図(c)に示すように、導波路のコアのパターン1063-1、1063-2、1063-3・・・の交点を結ぶようにして支持基板106aを切断して反射面1061を形成する。
 最後に、図15Eの平面図(a)とZ-Z断面図(b)、Y-Y断面図(c)に示すように、平面図(a)のZ-Zのラインに沿ってY-Y断面図(c)に示すような断面が45度の傾きをもつ切れ込みを保護層106bと106aとに形成し、反射面1062を形成する。反射面1061及び1062は、反射率を高めるために、金属膜でコーティングしてもかまわない。
 図3A及び図3Bに示したモジュールコネクタ106の構成では、光ファイバ107から入射した光を直接モジュールコネクタ106の内部に取り込む構成について説明したが、モジュールコネクタ106の入射側と出射側に微小なレンズを設けて、光ファイバ107から入射した光をこの微小なレンズ平行光に変換してからでモジュールコネクタ106の内部を透過させ、出射側に設けた微小なレンズを介して光電変換素子103の側に出射させるような構成にしてもよい。
 この構成を図4A及び図4Bに示す。図4Aは微小なレンズを装着したモジュールコネクタ106´の平面図であり、図4Bは図4AをY-Y方向から見た側面図である。モジュールコネクタ106´は、本体1061と、本体1061に接続された第1のレンズ群1066-1~1066-4、第2のレンズ群1067-1~1067-4を備えて構成されている。本体1061の形状は図3A及び図3Bで説明したモジュールコネクタ106の形状と同じで、反射面1061と1062とが形成されている。
 第1のレンズ群1066-1~1066-4の直前には光ファイバ107が設置されている。光ファイバ107から第1のレンズ群1066-1~1066-4のそれぞれのレンズに入射した光は、本体1061の内部を光路1068-1~1068-4に沿って直進し、本体1061に形成された面1601で反射して光路を図4Aの下側に変換し、図4Bに示す本体1061に形成された面1602で反射して第2のレンズ群1067-1~1067-4から光電変換素子103の側に出射する。
 本体1061の構成は図3A及び図3Bで説明したモジュールコネクタ106の構成と同じであるので、この場合も光ファイバ107から入射して光電変換素子103の側に出射するまでのモジュールコネクタ106の内部の光路1063-1~1063-4の光路長は全て等しくなるので、スキューの調整は不要になる。
 図4A及び図4Bに示したモジュールコネクタ106´の作成方法に一例を、図16A乃至図16Dを用いて説明する。
 モジュールコネクタ106´は、図16Aの平面図(a)とZ-Z断面図(b)、Y-Y断面図(c)に示すように、図15A~図15Dで説明した方法と同じ手順で裏面に光導波路のコア1063-1´、1063-2´、1063-3´・・・を形成し、反射面1061´を持つ光導波路基板106aと、図16Bの平面図(a)とY-Y断面図(b)に示すように、45度の傾きを有する反射面1062´と、この反射面1062´の下に形成したレンズ1067-1、1067-2,1067-3・・・と、V字状の溝1069-1,1069-2,1069-3・・・が形成された部材106cと、図16Cの平面図(a)とY-Y断面図(b)に示すように、レンズ1066-1,1066-2,1066-3・・・と、V字状の溝1069-1´,1069-2´,1069-3´・・・が形成された部材106dから成る。
 モジュールコネクタ106´は、光導波路基板106aと部材106cと部材106dを図16Dに示すように組み合わせて作成する。部材106cと部材106dのV字状の溝に光導波路のコア1063-1´、1063-2´、1063-3´・・・を合わせることによりレンズ1066-1,1066-2,1066-3・・・及びレンズ1066-1,1066-2,1066-3・・・と光導波路のコア1063-1´、1063-2´、1063-3´・・・とを正確に位置合わせすることができる。
 同様の構造は、古城の光導波路を形成することでも作成することができる。その作成方法の一例を、図17A乃至図17Dを用いて説明する。
 最初に、図17Aの平面図(a)とZ-Z断面図(b)、Y-Y断面図(c)に示すように、支持基板106aの上に、光導波路のコアの層1063aを形成する。
 次に、コア層1063aの上にレジスト膜を形成し(図示せず)、このレジスト膜にパターンを露光してレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてエッチングすることで、図17Bの平面図(a)とZ-Z断面図(b)、Y-Y断面図(c)に示すように、弧状の導波路のコアのパターン1063´-1´、1063´-2´、1063´-3´・・・を形成する。
 次に、図17Cの平面図(a)とZ-Z断面図(b)、Y-Y断面図(c)に示すように、支持基板106aの上に、導波路のコアのパターン1063´-1´、1063´-2´、1063´-3´・・・を保護する保護層106bを形成する。
 最後に、図17Dの平面図(a)のY-Yのラインに沿ったY-Y断面図(c)に示すような、平面図(a)のZ-Zのラインに沿って断面が45度の傾きをもつ切れ込みを保護層106bと支持基板106aとに形成し、反射面1062を形成する。反射面1062は、反射率を高めるために、金属膜でコーティングしてもかまわない。断面図(b)は、平面図(a)のZ-Zのラインに沿った断面を示す。
 同様の構造は、光ファイバを用いても作成することができる。その作成方法の一例を、図18A乃至図18Dを用いて説明する。
 モジュールコネクタ106a´は、図18Aの平面図(a)及びY-Y断面図(b)に示すように、表面に光ファイバ1063´-1”、1063´-2”、1063´-3”・・・を弧状に貼り付けられた支持基板106aと、図18Bの平面図(a)及びY-Y断面図(b)に示したような形状に加工されて、45度の傾斜を有する反射面1062”とV字状の溝1069´-1、1069´-2、1069´-3・・・が形成された部材106eを備えて構成される。
 光ファイバ1063´-1”、1063´-2”、1063´-3”・・・は、ファイバの半力を抑えるために、図18Aの平面図(a)に示したように、3mm以上の直線部分L1とL2とを有する。
 表面に光ファイバ1063´-1”、1063´-2”、1063´-3”・・・を弧状に貼り付けられた支持基板106a´と45度の傾斜を有する反射面1062”とV字状の溝1069´-1、1069´-2、1069´-3・・・が形成された部材106eとは、図18Cの平面図(a)及びY-Y断面図(b)に示すように、光ファイバ1063´-1”、1063´-2”、1063´-3”・・・と部材106eのV字状の溝1069´-1、1069´-2、1069´-3・・・との位置を合わせて接続し、図18Dの平面図(a)とY-Y断面図(b)に示すように、光ファイバ1063´-1”、1063´-2”、1063´-3”・・・を支持基板106a´及び部材106eに固定するための押さえ板106b´を載せる。
 光ファイバ1063´-1”、1063´-2”、1063´-3”・・・を用いることにより、光導波路を用いた場合よりも損失を小さく抑えることができる。
 光ファイバを用いた更に別の構成を、図19A乃至図19Cを用いて説明する。 
 先ず、図19Aの平面図(a)、Z-Z断面図(b)、Y-Y断面図(c)に示したように、支持基板106a”にV字状の溝1069-1´、1069-2´、1069-3´・・・を弧状に形成する。
 次に、図19Bに示すように、V字状の溝1069-1´、1069-2´、1069-3´・・・に沿って光ファイバ1063”-1”、1063”-2”、1063”-3”・・・を置く。
最後に、図19Cの平面図(a)とZ-Z断面図(b)、Y-Y断面図(c)に示すように、V字状の溝1069-1´、1069-2´、1069-3´・・・に沿って置いた光ファイバ1063”-1”、1063”-2”、1063”-3”・・・を固定するための押さえ板106b”を載せる。
 V字状の溝1069-1´、1069-2´、1069-3´・・・に沿って光ファイバ1063”-1”、1063”-2”、1063”-3”・・・を置くことにより、V字状の溝1069-1´、1069-2´、1069-3´・・・で光ファイバ1063”-1”、1063”-2”、1063”-3”・・・の反力を抑えることができ、図18Aに示したような直線部分L1,L2を省くことができ、又、より小さな曲率半径で曲げることができるので、コネクタ106を小型化することができる。
 なお、上記した説明では、光ファイバ107からモジュールコネクタ106に光が入射して光電変換素子103の側に出射する構成で説明したが、逆に、光電変換素子103の側からモジュールコネクタ106に光が入射して、光ファイバ107の側に出射する場合でも同様に作用する。
 図5に、本実施例による光モジュール100を搭載したドータ基板200を複数枚バックプレーン基板1000に実装した情報処理装置2000の構成を示す。各ドータ基板200に実装された光モジュール100のモジュールコネクタ106とバックプレーン基板1000側のバックプレーンコネクタ201とは、光ファイバ107で接続されている。
 本実施例によれば、図5に示したように、一つの光モジュール100からバックプレーンコネクタ201に向かって伸びているファイバまたは光導波路107の配線に、他の光モジュール100の放熱フィン108が妨げにならないので、1枚のドータ基板200上でバックプレーンコネクタ201の長手方向に対して垂直な方向にも光モジュール100を並べて配置することが可能となる。 
 本実施例によれば、光ファイバに大きな負荷をかけることなく、ドータ基板上に光モジュールを比較的高密度に実装することが可能になり、伝送速度を15Gb/s以上にしても電気信号の波形歪を小さく抑えて基板の配線の損失を低く抑えることができる情報処理装置を、装置の容積を大きくすることなく、比較的コンパクトに実現することができた。
 ドータ基板への実装密度を高めるための光モジュールの構成の第2の実施例を、図6A乃至図6Cに示す。本実施例を構成する部品は実施例1で説明した図1A及び図1Bの光モジュールを構成する部品と同じであり、実施例1で説明した構成に対して、モジュールコネクタ606と光ファイバ607とを光モジュール基板601に対して立てて配置した点が異なる。即ち、図6Aに示すように、光ファイバ607を、幅方向が光モジュール基板601に対して垂直になるように配置した点が異なる。
 図6Aに示した構成において、実施例2における光モジュール600は、光モジュール基板601の上に送信又は受信用IC602と光電変換素子603とが搭載されてそれらの間がはんだ604で接続されて、送信又は受信用IC602と光電変換素子603との間は配線605で接続されている。光電変換素子603にはレンズとミラーとを備えたモジュールコネクタ606が搭載され、モジュールコネクタ606には光ファイバ又は光導波路607(以下、光ファイバ607と記す)が接続される。また、送信または受信用のIC602の上面には放熱フィン608が接続され、動作中の送信または受信用のIC602から発生する熱を放射して冷却させる構成になる。
 このような構成において、光ファイバ607は、図6Bに示すように、光モジュール基板601の上で送信又は受信用IC602と光電変換素子603とが並ぶ方向に対して直角な方向に、又、図6Aに示すように、幅方向が光モジュール基板601に対して垂直になるように取り付けられている。図6Cは、図6AのD-D断面矢指図で、光電変換素子603に対するモジュールコネクタ606と光ファイバ607との位置関係を示している。
 このように構成した光モジュール600を複数個、ドータ基板700に搭載した状態を上面からみた様子を図7に示す。図7においては、光モジュール600をドータ基板700上に縦方向に3列、横方向に3列で合計9個:600-1~600-9を設置した状態を示している。横方向に並んだ3個の光モジュール例えば600-1~600-3から出ている光ファイバ607-1~607-3は、厚み方向に近接した状態でバックプレーンコネクタ701と接続している。
 図7に示したドータ基板700には、光ファイバとは直接接続していない部品又はLSI703がバックプレーンコネクタ701の近傍に配置されている状態を示している。このような配置であっても、光ファイバ607は厚み方向には曲げやすいという性質を利用して光ファイバ607-4~607-6を厚み方向に曲げることにより、部品又はLSI703と干渉することなく光ファイバ607-4~607-6をバックプレーンコネクタ701と接続させることができる。
 図8Aに、実施例2で用いるモジュールコネクタ606の構成を示す。本実施例におけるモジュールコネクタ606には、光ファイバ607から入射した光の光路を折り曲げるための反射面6061を1か所だけ設けた点が、実施例1で説明した反射面を2か所に設けたモジュールコネクタ106と異なっている。
 モジュールコネクタ606の側面6060には光ファイバ607が、又下面6062には光電変換素子603が接続されている。
 モジュールコネクタ606の側面6060で光ファイバ607から入射した光は、図8Aに点線で示した光路6063-1~6063-4に沿ってモジュールコネクタ606の内部を進み、光ファイバ607からの入射面に対して45度傾いて設けられた反射面6061で反射して光路を90度折り曲げられる。反射面6061で反射した光は、面6062から出射して光電変換素子603に入射する。
 ここで、反射面6061は、光路に対して45度傾いて形成されており、光ファイバ607から入射して光電変換素子603の側に出射するまでのモジュールコネクタ606の内部の光路6063-1~6063-4の光路長は全て等しくなるので、スキューの調整は不要になる。
 図8Aに示したモジュールコネクタ606の構成では、光ファイバ607から入射した光を直接モジュールコネクタ606の内部に取り込む構成について説明したが、モジュールコネクタ606の入射側と出射側に微小なレンズを設けて、光ファイバ607から入射した光をこの微小なレンズで平行光に変換してからモジュールコネクタ606の内部を透過させ、出射側に設けた微小なレンズを介して光電変換素子603の側に出射させるような構成にしてもよい。
 この構成を図8Bに示す。図8Bは微小なレンズを装着したモジュールコネクタ606´の正面図である。モジュールコネクタ606´は、本体6065と、本体6065に接続された第1のレンズ群6066-1~6066-4、第2のレンズ群6067-1~6067-4を備えて構成されている。本体6061の形状は図8Aで説明したモジュールコネクタ606の形状と同じで、モジュールコネクタ606には反射面6061が形成されている。
 第1のレンズ群6066-1~6066-4の直前には光ファイバ607が設置されている。光ファイバ607から第1のレンズ群6066-1~6066-4のそれぞれのレンズに入射した光は、平行光となって面6060から本体6061に入射する。本体6061に入射した光は、光路6068-1~6068-4に沿って直進し、本体6061に形成された反射面6601で反射して光路を90度折り曲げられる。光路を折り曲げられた光は、面6602から出射して第2のレンズ群6067-1~6067-4を透過して光電変換素子603に入射する。
 本体6061の構成は図8Aで説明したモジュールコネクタ606の構成と同じであるので、この場合も光ファイバ607から入射して光電変換素子603の側に出射するまでのモジュールコネクタ606の内部の光路6063-1~6063-4の光路長は全て等しくなるので、スキューの調整は不要になる。
 なお、上記した説明では、光ファイバ607からモジュールコネクタ606に光が入射して光電変換素子603の側に出射する構成で説明したが、逆に、光電変換素子603の側からモジュールコネクタ606に光が入射して、光ファイバ607の側に出射する場合でも同様に作用する。
 コネクタ606と606´とは、図15A乃至図19Cを用いて説明した方法と同じ方法で作成することができる。
 本実施例におけるモジュールコネクタ606の変形例を図9に示す。図9に示したモジュールコネクタ506”は、光ファイバ布線シート又は光導波路で形成し、図9に示したような形状に成型した。このように成型したモジュールコネクタ506”を用いることにより、図6Cに示したような、幅方向が光モジュール基板601に対して垂直に配置された光ファイバ607から出射された光を、光モジュール基板601に搭載された光電変換素子603に入力することができる。
 ただし、図9に示したようなモジュールコネクタ506”を用いる場合、モジュールコネクタ506”の内周側と外周側とで光路長が異なるので、モジュールコネクタ506”から出射された光のスキューを調整する手段(図示せず)が必要になる。
 図6乃至図9で説明した例では、光ファイバ607を、幅方向が光モジュール基板601に対して垂直になるように配置した例を説明したが、本実施例はこれに限定されるものではなく、光ファイバ607を、幅方向が光モジュール基板601に対して垂直に近い方向で多少傾けて(立てるようにして)配置してもよい。
 図10に、本実施例による光モジュール600を搭載したドータ基板700を複数枚バックプレーン基板1500に実装した情報処理装置2500の構成を示す。各ドータ基板700に実装された光モジュール600のモジュールコネクタ606とバックプレーン基板1500側のバックプレーンコネクタ701とは、光ファイバ607で接続されている。
 図10に示したように、本実施例によれば、光ファイバまたは光導波路607は幅方向に対して厚さ方向には曲げやすいため、一つの光モジュール600からバックプレーンコネクタ701に向かって伸びているファイバまたは光導波路607は、他の光モジュールの放熱フィン608やモジュールコネクタ606及びその他の部品をよけて配線することが可能となり、ドータ基板700の上で、バックプレーンコネクタ701の長手方向に対し垂直な方向にもモジュールを並べて配置することが可能となる。
 本実施例によれば、光ファイバに大きな負荷をかけることなく、ドータ基板上に光モジュールを比較的高密度に実装することが可能になり、伝送速度を15Gb/s以上にしても電気信号の波形歪を小さく抑えて基板の配線の損失を低く抑えることができる情報処理装置を、装置の容積を大きくすることなく、比較的コンパクトに実現することができた。
 以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、その要旨を逸脱しない範囲である実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の公知の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
 100,600…光モジュール  101,601…光モジュール基板  102,602…送信又は受信用IC  103,603…光電変換素子  106,606…モジュールコネクタ  107,607…光ファイバ又は導波路  200,700…ドータ基板  201,701…バックプレーンコネクタ  1000,1500…バックプレーン基板  2000,2500…情報処理装置。

Claims (12)

  1.  表面に配線パターンが形成された基板と、
     該基板の配線パターン上に搭載された半導体デバイスと、
     該半導体デバイスに搭載されて該半導体デバイスで発生する熱を放出する放熱フィンと、
     前記基板の配線パターン上に搭載されて前記半導体デバイスと電気的に接続された光電変換素子と、
     一面を前記光電変換素子と接続しているモジュールコネクタと、
     該モジュールコネクタの他の面と接続している光ファイバ又は光導波路と
    を備えた光モジュールであって、
     前記光ファイバ又は光導波路は、前記基板上で前記半導体デバイスと前記光電変換素子とが並ぶ方向に対して交差する方向に伸びるようにモジュールコネクタに接続されている
    ことを特徴とする多チャンネル光モジュール。
  2.  表面に配線パターンが形成された基板と、
     該基板の配線パターン上に搭載された半導体デバイスと、
     該半導体デバイスに搭載されて該半導体デバイスで発生する熱を放出する放熱フィンと、
     前記基板の配線パターン上に搭載されて前記半導体デバイスと電気的に接続された光電変換素子と、
     一面を前記光電変換素子と光学的に接続しているモジュールコネクタと、
     該モジュールコネクタの他の面と光学的に接続している光ファイバ又は光導波路と
    を備えた光モジュールであって、
     前記モジュールコネクタは、前記光ファイバ又は光導波路から前記他の面に入射した光の進行方向を90度変換し、該進行方向を90度変換した光を前記光電変換素子と光学的に接続された面から出射することを特徴とする多チャンネル光モジュール。
  3.  前記光ファイバ又は光導波路は、該光ファイバ又は光導波路の幅方向が前記基板の表面に平行に前記モジュールコネクタに接続されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の多チャンネル光モジュール。
  4.  前記モジュールコネクタは、前記光ファイバ又は光導波路から前記他の面に入射した光の進行方向を2回以上90度変化させて前記光電変換素子と光学的に接続された面から出射させることを特徴とする請求項3記載の多チャンネル光モジュール。
  5.  前記光ファイバ又は光導波路は、該光ファイバ又は光導波路の幅方向が前記基板の表面に対して垂直に前記モジュールコネクタに接続されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の多チャンネル光モジュール。
  6.  前記モジュールコネクタは、前記光ファイバ又は光導波路から前記他の面に入射した光の進行方向を、該入射した光の進行方向に対して45度傾けた面で反射させることにより前記光の進行方向を90度変化させて前記光電変換素子と光学的に接続された面から出射させることを特徴とする請求項5記載の多チャンネル光モジュール。
  7.  前記光ファイバは、前記モジュールコネクタとマイクロレンズを介して接続されていることを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の多チャンネル光モジュール。
  8.  バックプレーン基板と、
     該バックプレーン基板に固定された複数のバックプレーンコネクタと、
     前記バックプレーン基板上で前記複数のバックプレーンコネクタ間を光学的に接続する光ファイバ又は光導波路と、
     複数の光モジュールを搭載して前記バックプレーンコネクタに装着されたドータ基板と
    を備えた情報処理装置であって、
     前記ドータ基板に搭載された光モジュールは、
     表面に配線パターンが形成された基板と、
    該基板の配線パターン上に搭載された半導体デバイスと、
     該半導体デバイスに搭載されて該半導体デバイスで発生する熱を放出する放熱フィンと、
     前記基板の配線パターン上に搭載されて前記半導体デバイスと電気的に接続された光電変換素子と、
     一面を前記光電変換素子と光学的に接続しているモジュールコネクタと、
     一端を前記モジュールコネクタの他の面と光学的に接続し他端を前記バックプレーンコネクタと光学的に接続している光ファイバ又は光導波路と
    を備え、
     前記光ファイバ又は光導波路は、前記基板上で前記半導体デバイスと前記光電変換素子とが並ぶ方向に対して交差する方向に伸びて前記モジュールコネクタに接続されていることを特徴とする情報処理装置。
  9.  バックプレーン基板と、
     該バックプレーン基板に固定された複数のバックプレーンコネクタと、
     前記バックプレーン基板上で前記複数のバックプレーンコネクタ間を光学的に接続する光ファイバ又は光導波路と、
     複数の光モジュールを搭載して前記バックプレーンコネクタに装着されたドータ基板と
    を備えた情報処理装置であって、
     前記ドータ基板に搭載された光モジュールは、
     表面に配線パターンが形成された基板と、
    該基板の配線パターン上に搭載された半導体デバイスと、
     該半導体デバイスに搭載されて該半導体デバイスで発生する熱を放出する放熱フィンと、
     前記基板の配線パターン上に搭載されて前記半導体デバイスと電気的に接続された光電変換素子と、
     一面を前記光電変換素子と光学的に接続しているモジュールコネクタと、
     一端を前記モジュールコネクタの他の面と光学的に接続し他端を前記バックプレーンコネクタと光学的に接続している光ファイバ又は光導波路と
    を備え、
     前記モジュールコネクタは、前記光ファイバ又は光導波路から前記他の面に入射した光の進行方向を90度変換し、該進行方向を90度変換した光を前記光電変換素子と光学的に接続された面から出射することを特徴とする情報処理装置。
  10.  前記ドータ基板上に搭載された複数の光モジュールのうち少なくとも一つの光モジュールから前記モジュールコネクタに伸びている光ファイバ又は光導波路は、前記ドータ基板上に搭載された他の光モジュールから前記モジュールコネクタに伸びている光ファイバ又は光導波路と重なって配線されていることを特徴とする請求項8又は9に記載の情報処理装置。
  11.  前記ドータ基板上に搭載された光モジュールの前記光ファイバ又は光導波路は、該光ファイバ又は光導波路の幅方向が前記光モジュールの基板の表面に対して立てた状態で配線されて前記モジュールコネクタに接続されていることを特徴とする請求項8又は9に記載の情報処理装置。
  12.  前記ドータ基板上に搭載された複数の光モジュールのうちの少なくとも一つの光モジュールから前記モジュールコネクタに伸びている光ファイバ又は光導波路は、前記ドータ基板上に搭載された他の光モジュールに搭載された前記モジュールコネクタ又は放熱フィンと重ならないようにして配線されていることを特徴とする請求項11記載の情報処理装置。
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