WO2015002188A1 - 光モジュール用部材、光モジュールおよび電子機器 - Google Patents

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optical
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藤原　誠
進也 荒井
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住友ベークライト株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical module member, an optical module, and an electronic device.
  • Transmission devices such as router devices and WDM (Wavelength Division Multiplexing) devices are used as devices for transmitting information over a broadband line (broadband) capable of communicating large amounts of information at high speed.
  • WDM Widelength Division Multiplexing
  • a large number of signal processing boards in which arithmetic elements such as LSIs and storage elements such as memories are combined are installed, and each line is interconnected.
  • each signal processing board a circuit in which arithmetic elements, storage elements, etc. are connected by electrical wiring is constructed.
  • each board has information with higher throughput. It is required to transmit.
  • problems such as the occurrence of crosstalk and high-frequency noise and deterioration of electrical signals become apparent.
  • electrical wiring becomes a bottleneck, making it difficult to improve the throughput of the signal processing board. Similar problems are also becoming apparent in supercomputers and large-scale servers.
  • optical communication technology an optical fiber or an optical waveguide that guides an optical signal from one point to another point is used.
  • the optical waveguide has a linear core part and a clad part provided so as to cover the periphery thereof, and the core part is made of a material substantially transparent to an optical signal, and the clad part Is made of a material having a refractive index lower than that of the core.
  • a light emitting element such as a semiconductor laser is disposed on the incident side of the optical waveguide, and a light receiving element such as a photodiode is disposed on the emission side.
  • Light incident from the light emitting element propagates through the optical waveguide, is received by the light receiving element, and performs communication based on the flickering pattern of the received light or its intensity pattern.
  • Patent Document 1 discloses an optical interface having a printed circuit board, a light emitting element mounted on the printed circuit board, and an optical waveguide provided on the lower surface side of the printed circuit board.
  • the optical waveguide and the light emitting element are optically connected through a through hole, which is a through hole for transmitting an optical signal, formed on the printed board.
  • the transmission direction of the optical signal is basically limited to one direction
  • a bidirectional individual optical waveguide is prepared and its end Requires a light emitting element and a light receiving element. Further, it is necessary to dispose a driver element for driving the light emitting element and a signal amplifying element for amplifying a signal received by the light receiving element in the vicinity of the light emitting element and the light receiving element.
  • An object of the present invention is to provide an optical module capable of reducing crosstalk generated between elements and capable of stable operation, an optical module member capable of easily manufacturing such an optical module, and a reliability including the optical module. It is to provide a high electronic device.
  • a layered optical waveguide A first insulating substrate; a light emitting element mounting portion positioned on the first insulating substrate on which the light emitting element can be mounted so as to be optically connected to the optical waveguide; and the light emitting element mounting portion electrically
  • a drive element mounting portion located on the first insulating substrate that can be mounted with a drive element that drives the light emitting element.
  • a light receiving element mounted on the second insulating substrate which is provided apart from the light emitting unit substrate and can mount a light receiving element so as to be optically connected to the second insulating substrate and the optical waveguide.
  • a light receiving unit substrate comprising:
  • An optical module member comprising:
  • each light emitting section substrate having the optical waveguide and the plurality of light emitting unit substrates,
  • the light module according to any one of (1) to (4), wherein the light emitting element mounting portion of each light emitting section substrate is configured such that each light emitting element is optically connected to the optical waveguide.
  • each light receiving section substrate having the optical waveguide and a plurality of the light receiving unit substrates;
  • the optical module according to any one of (1) to (4), wherein the light receiving element mounting portion of each light receiving section substrate is configured such that each of the light receiving elements is optically connected to the optical waveguide. Materials.
  • the optical waveguide, the plurality of light emitting unit substrates, and the plurality of light receiving unit substrates, The light emitting element mounting portion of each light emitting part substrate is configured such that each light emitting element is optically connected to the optical waveguide,
  • an optical module capable of reducing the crosstalk generated between elements and capable of stable operation can be obtained.
  • the member for optical modules which can manufacture the said optical module easily is obtained.
  • the reliable electronic device provided with the said optical module is obtained.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the optical module of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view of the optical module shown in FIG. 1
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line BB shown in FIG.
  • the optical waveguides behind the substrate are indicated by dotted lines.
  • the optical module 1000 shown in FIG. 1 includes a layered optical waveguide 1 that is long in plan view, a light emitting unit substrate 2 and a light receiving unit substrate 3 stacked on one end of the optical waveguide 1, And an optical connector member 100 provided at the other end of the waveguide 1.
  • the light emitting unit substrate 2 includes an insulating substrate (first insulating substrate) 21, a light emitting element mounting unit 22 on which a light emitting element can be mounted, and a driving element on which a driving element can be mounted. And a mounting portion 23.
  • the light receiving unit substrate 3 includes an insulating substrate (second insulating substrate) 31, a light receiving element mounting unit 32 on which a light receiving element can be mounted, a signal amplifying element mounting unit 33 on which a signal amplifying element can be mounted, It has.
  • the optical module 1000 shown in FIG. 1 includes a light emitting element 41 mounted on the light emitting element mounting portion 22, a driving element 42 mounted on the driving element mounting portion 23, and a light receiving function.
  • a light receiving element 51 mounted on the element mounting section 32 and a signal amplifying element 52 mounted on the signal amplifying element mounting section 33 are provided.
  • Such an optical module 1000 transmits light emitted from the light emitting element 41 to the optical connector 6 through the optical waveguide 1, while receiving light incident on the optical waveguide 1 in the optical connector 6 at the light receiving element 51. To do. Such light transmission enables optical communication between the light emitting element 41 and the light receiving element 51 and the optical connector 6.
  • optical waveguide First, the optical waveguide 1 will be described.
  • FIG. 5 is an enlarged perspective view showing a part of an optical waveguide included in the optical module shown in FIG. In FIG. 5, the optical waveguide shown in FIG. 4 is shown upside down.
  • the optical waveguide 1 shown in FIG. 5 includes a laminate 10 in which a clad layer 11, a core layer 13, and a clad layer 12 are sequentially laminated from the lower side.
  • a long core portion 14 and a side cladding portion 15 provided adjacent to the side surface thereof are formed.
  • the core part 14 and the side clad part 15 in the core layer 13 that can be seen through from the clad layer 12 are also shown by dotted lines.
  • the width and height of the core portion 14 is not particularly limited, but is preferably about 1 to 200 ⁇ m, and more preferably about 5 to 100 ⁇ m. Thereby, it is possible to increase the density of the core part 14 while increasing the transmission efficiency of the core part 14. That is, since the number of core portions 14 that can be laid per unit area can be increased, large-capacity optical communication can be performed even in a small area.
  • the number of core portions 14 formed in the core layer 13 is not particularly limited, but is 2 to 100, for example.
  • the optical waveguide 1 has a recess 170 formed by a process of removing a part thereof.
  • the concave portion 170 shown in FIG. 5 is formed on the extension line of the end portion of the core portion 14 and at a position corresponding to the side clad portion 15.
  • a part of the inner side surface of the recess 170 is constituted by an inclined surface 171 that is inclined with respect to the same plane as the core layer 13.
  • the inclined surface 171 functions as a mirror (optical path conversion unit) that converts the optical path of the core unit 14.
  • the mirror including the inclined surface 171 changes the light propagation direction by, for example, reflecting the light propagating through the core portion 14 shown in FIG. 5 downward in FIG.
  • the inclined surface 171 is a flat surface continuously formed from the cladding layer 12 through the core layer 13 to the cladding layer 11. Further, an upright surface 172 is provided at a position facing the inclined surface 171 on the inner surface of the recess 170.
  • the upright surface 172 is a flat surface continuously formed from the cladding layer 12 through the core layer 13 to the cladding layer 11 and is a surface perpendicular to the same plane as the core layer 13. is there.
  • the inclined surface 171 is a flat surface has been described as an example.
  • the inclined surface 171 does not necessarily need to be a flat surface, and may be a curved surface as necessary. It may be a flat surface with a partially different inclination angle.
  • two surfaces substantially parallel to the optical axis of the core portion 14 among the inner surfaces of the concave portion 170 are also upright surfaces 173 and 174 perpendicular to the same plane as the core layer 13.
  • Such an inclined surface 171 and the three upright surfaces 172, 173, and 174 constitute the inner surface of the recess 170.
  • the maximum depth of the recess 170 is appropriately set based on the thickness of the laminated body 10 and is not particularly limited, but is preferably 1 to 500 ⁇ m from the viewpoint of the mechanical strength and flexibility of the optical waveguide 1. More preferably, about 5 to 400 ⁇ m.
  • the recess 170 may partially penetrate the stacked body 10.
  • the maximum length of the concave portion 170 that is, the maximum length of the component parallel to the optical axis of the core portion 14 in the opening of the concave portion 170 in FIG. 5 is not particularly limited, but the cladding layers 11, 12 and the core layer 13 are not limited.
  • the thickness is about 2 to 1200 ⁇ m, more preferably about 10 to 1000 ⁇ m.
  • the maximum width of the concave portion 170 is not particularly limited, and is appropriately determined according to the width of the core portion 14 and the like. Although it is set, it is preferably about 1 to 600 ⁇ m, more preferably about 5 to 500 ⁇ m.
  • One concave portion 170 may be formed for one core portion 14, but one concave portion 170 may be provided so as to straddle a plurality of core portions 14.
  • those formation positions may mutually be the same positions in the longitudinal direction of the core part 14, and as shown in FIG. .
  • the shape of the opening of the concave portion 170 shown in FIG. 1 is a rectangle, but the shape of the opening of the concave portion 170 processed in the present invention is not limited to this, and may be any shape.
  • a polygon such as a square, an ellipse, a circle such as an oval, and the like can be given.
  • the inclined surface 171 functions as a mirror, the inclination angle is appropriately set according to the direction in which the optical path of the core portion 14 is converted.
  • the reference surface is the reference surface.
  • the angle formed between the surface and the inclined surface 171 (acute angle side) is preferably about 30 to 60 °, and more preferably about 40 to 50 °.
  • the angle (acute angle side) formed by the reference surface and the upright surfaces 172, 173, 174 is preferably about 60 to 90 °, respectively. In each figure, it is illustrated as approximately 90 °.
  • the angle formed by the reference surface and the upright surfaces 172, 173, 174 is not limited to such a range, and may be less than 60 °.
  • the constituent materials (main materials) of the core layer 13 and the cladding layers 11 and 12 as described above are, for example, acrylic ether, methacrylic resin, polycarbonate, polystyrene, cyclic ether resin such as epoxy resin and oxetane resin.
  • the resin material may be a composite material in which different compositions are combined. Since these can be easily processed by laser processing, they are suitable as constituent materials for the core layer 13 and the cladding layers 11 and 12.
  • the method for fixing the optical waveguide 1 to the light-emitting part substrate 2 and the light-receiving part substrate 3 is not particularly limited, but epoxy adhesives, acrylic adhesives, urethane adhesives, silicone adhesives, various hot melts Various adhesives such as adhesives (polyester-based, modified olefin-based), and a method of bonding via an adhesive sheet are used.
  • the optical connector 6 is a member for optically connecting the optical waveguide 1 to another optical component such as an optical fiber or another optical waveguide.
  • another optical component such as an optical fiber or another optical waveguide.
  • the structure of the optical connector 6 is not particularly limited, and, for example, those conforming to various connector standards can be used. Specific examples include PMT connectors, MT connectors defined in JIS C 5981, 16MT connectors, two-dimensional array type MT connectors, MPO connectors, MPX connectors, and the like.
  • the optical connector 6 shown in FIG. 1 is configured to input and output light from the end face of the core portion 14, the optical connector 6 used in the present invention is not limited to this type.
  • a mirror for optical path conversion is provided at the end of the core portion 14 where the optical connector 6 is provided, and is configured to be connected to other optical components provided on the upper surface side or the lower surface side of the optical waveguide 1, for example. It may be.
  • the optical connector 6 shown in FIG. 1 corresponds to a so-called receptacle among the connectors compliant with the various connector standards described above.
  • the plug-side optical fiber and the receptacle-side optical waveguide 1 are optically connected to the receptacle by fitting, for example, a plug attached to the end of the optical fiber.
  • the optical connector 6 shown in FIG. 1 may be a plug instead of a receptacle.
  • the optical waveguide 1 may be divided into two in the middle, and the optical connectors 6 may be attached to the ends of the divided optical waveguide 1. That is, the optical module 1000 may include a plurality of optical connectors 6.
  • the light emitting unit substrate 2 includes the insulating substrate (first insulating substrate) 21, the light emitting element mounting unit 22 on which the light emitting element 41 can be mounted, and the driving element mounting unit on which the driving element 42 can be mounted. 23.
  • the light receiving unit substrate 3 includes the insulating substrate (second insulating substrate) 31, the light receiving element mounting unit 32 on which the light receiving element 51 can be mounted, and the signal on which the signal amplifying element 52 can be mounted. And an amplifying element mounting portion 33.
  • the optical waveguide 1 is disposed on the surface opposite to the light emitting element mounting unit 22, the driving element mounting unit 23, the light receiving element mounting unit 32, and the signal amplifying element mounting unit 33. Is preferably provided.
  • the light emitting element mounting part, the drive element mounting part, the light receiving element mounting part, and the signal amplification element mounting part are mixedly mounted on the same substrate.
  • the light emitting unit substrate 2 and the light receiving unit substrate 3 are laminated on the end of the optical waveguide 1 opposite to the end where the optical connector 6 is provided. A small gap 9 is provided between the light receiving unit substrate 3 and the light receiving unit substrate 3.
  • the light emitting element mounting part 22 and the driving element mounting part 23 responsible for light emission are provided on the light emitting part substrate 2, while the light receiving element responsible for light reception.
  • the mounting portion 32 and the signal amplification element mounting portion 33 are provided on the light receiving portion substrate 3.
  • electromagnetic noise generated from the light emitting element 41 and the driving element 42 penetrates the light receiving unit substrate 3 even if it propagates on or inside the light emitting unit substrate 2. It becomes difficult to do. For this reason, electromagnetic noise is prevented from being superimposed on the power supply line or signal line of the light receiving element 51 or the signal amplifying element 52 (crosstalk), the signal S / N ratio is lowered, the communication speed is lowered, It is possible to prevent the occurrence of problems such as malfunction of the light receiving element 51 and the signal amplifying element 52.
  • the light emitting element 41 consumes a large amount of power, and requires a large current for driving. Therefore, the electrical wiring 24 that connects the land portion 231 of the driving element mounting portion 23 and the land portion 221 of the light emitting element mounting portion 22, the filled via 211 provided on the insulating substrate 21, and the land portion of the driving element mounting portion 23. There is a problem in that strong electromagnetic noise is naturally generated from the electric wiring 25 connecting the H.231.
  • the gap 9 is provided between the light emitting unit substrate 2 and the light receiving unit substrate 3, even if electromagnetic noise is generated from the light emitting unit substrate 2, this is the same. This has the effect of suppressing adverse effects on the image (occurrence of crosstalk). For this reason, according to the present invention, it is possible to suppress a decrease in the S / N ratio of the optical signal and the communication speed in the light receiving unit substrate 3 and to suppress malfunction of the light receiving element 51 and the signal amplifying element 52. Can be stabilized. Further, since it is not necessary to increase the output of the light emitting element 41 excessively in order to increase the S / N ratio of the optical signal, the power consumption in the optical module 1000 can be reduced.
  • the light-emitting part substrate 2 and the light-receiving part substrate 3 can be arranged closer to each other in comparison with the conventional technique. For this reason, the optical module 1000 can be reduced in size, and the mounting ease of the optical module 1000 can be improved.
  • the insulating substrate 21 may be any substrate as long as it has insulating properties.
  • the constituent material thereof include polyimide resins, polyamide resins, epoxy resins, and various types.
  • Various resin materials such as polyester resins such as vinyl resins and polyethylene terephthalate resins are listed.
  • paper, glass cloth, resin film, etc. are used as a base material, and this base material is impregnated with a resin material such as a phenol resin, a polyester resin, an epoxy resin, a cyanate resin, a polyimide resin, or a fluorine resin.
  • insulating substrates used for composite copper-clad laminates such as glass cloth / epoxy copper-clad laminates, glass nonwoven fabrics / epoxy copper-clad laminates, polyetherimide resin substrates, polyethers
  • heat-resistant and thermoplastic organic rigid substrates such as ketone resin substrates and polysulfone resin substrates
  • ceramic rigid substrates such as alumina substrates, aluminum nitride substrates, and silicon carbide substrates.
  • the insulating substrate 31 included in the light receiving unit substrate 3 is the same as the insulating substrate 21 described above.
  • a filled via 211 is arranged on the light emitting unit substrate 2 so as to surround the drive element mounting unit 23.
  • the filled via 211 penetrates the insulating substrate 21, and a bump (not shown) is coupled to the back side of the insulating substrate 21 shown in FIG. 2 so as to be electrically connected to the filled via 211.
  • the drive element mounting part 23 (light emitting part substrate 2) can be electrically connected to an external electric circuit via the bumps.
  • the optical module 1000 includes electrical wiring 28 on the lower surface side of the light emitting unit substrate 2.
  • the light emitting element mounting portion 22 includes a plurality of land portions 221 for mounting the light emitting element 41.
  • the land portion 221 is a conductive layer provided on the insulating substrate 21, and its arrangement and plan view shape can be an arrangement and shape corresponding to a terminal (not shown) of the light emitting element 41.
  • the drive element mounting portion 23 is a part set so that the drive element 42 can be mounted on the insulating substrate 21.
  • the driving element mounting part 23 includes a plurality of land parts 231 for mounting the driving element 42.
  • each land part 221 and each land part 231 are electrically connected via electric wiring 24, and each land part 231 and filled via 211 are electrically connected via electric wiring 25. It is connected.
  • a filled via 311 is disposed on the light receiving unit substrate 3 so as to surround the signal amplification element mounting unit 33.
  • the filled via 311 penetrates the insulating substrate 31, and a bump (not shown) is coupled to the back side of the insulating substrate 31 shown in FIG. 2 so as to be electrically connected to the filled via 311.
  • the signal amplifying element mounting portion 33 (light receiving portion substrate 3) can be electrically connected to an external electric circuit via this bump.
  • the optical module 1000 includes electrical wiring 28 on the lower surface side of the light receiving unit substrate 3.
  • the light receiving element mounting portion 32 includes a plurality of land portions 321 for mounting the light receiving element 51.
  • the land portion 321 is a conductive layer provided on the insulating substrate 31, and its arrangement and plan view shape can be an arrangement and shape corresponding to a terminal (not shown) of the light receiving element 51.
  • a portion set to be able to mount the signal amplifying element 52 on the insulating substrate 31 is a signal amplifying element mounting portion 33.
  • the signal amplifying element mounting part 33 includes a plurality of land parts 331 for mounting the signal amplifying element 52.
  • each land portion 321 and each land portion 331 are electrically connected via the electric wiring 26, and each land portion 331 and filled via 311 are electrically connected via the electric wiring 27. It is connected.
  • Each electric wiring 24, 25, 26, 27, 28, each land part 221, 231, 321, 331, and filled vias 211, 311 are each made of a conductive material.
  • the conductive material include simple metals such as copper, aluminum, nickel, chromium, zinc, tin, gold, and silver, or alloys containing these metal elements.
  • the light emitting unit substrate 2 and the light receiving unit substrate 3 include a solder resist layer 29 that covers a part of the land portion and the electric wiring.
  • a land part and electrical wiring can be protected from oxidation, corrosion, etc., and the long-term reliability of the light emission part board
  • substrate 3 can be improved more. Moreover, it contributes to the improvement of insulation.
  • the solder resist layer 29 is made of various resin materials and includes an inorganic filler as necessary.
  • two light emitting element mounting portions 22 and two drive element mounting portions 23 are mixedly mounted.
  • two light receiving element mounting parts 32 and two signal amplifying element mounting parts 33 are mixedly mounted on the light receiving part substrate 3.
  • the light emitting element 41 and the driving element 42, and the light receiving element 51 and the signal amplifying element 52 are arranged apart from each other.
  • a plurality of light-emitting elements 41 are formed on the same substrate from the viewpoint that electromagnetic noise is difficult to be superimposed on a line, or even if superimposed, it is difficult to adversely affect the operation of elements.
  • the number of light emitting unit substrates 2 and light receiving unit substrates 3 can be reduced, the configuration of the optical module 1000 can be simplified, and the number of assembly steps can be reduced.
  • the two light emitting elements 41, the two driving elements 42, the two light receiving elements 51, and the two signal amplifying elements 52 are mixedly mounted on the same substrate.
  • the positional relationship between the light-emitting element mounting portions 22 but also the positional relationship between the light-emitting element mounting portion 22 and the light-receiving element mounting portion 32 is accurately adjusted in advance according to the position of the inclined surface 171 of the optical waveguide 1.
  • the positional relationship between a large number of mounting portions needs to be as designed, increasing the difficulty in manufacturing the substrate.
  • the conventional optical module has a problem that the degree of difficulty is high in alignment (alignment) between the optical waveguide and the substrate on which each element is mounted.
  • the optical module 1000 shown in FIG. 1 by separating the light emitting unit substrate 2 and the light receiving unit substrate 3, at least the tolerance of the error from the design value can be relaxed for the crossing angle. Accordingly, in the optical module 1000, the light emitting unit substrate 2 and the light receiving unit substrate 3 can be easily assembled, and the positional deviation of the light emitting element mounting unit 22 and the light receiving unit mounting unit 32 with respect to the optical waveguide 1 can be suppressed to be small. Can do. Therefore, the optical coupling efficiency between the light emitting element 41 and the light receiving element 51 and the optical waveguide 1 can be further increased.
  • the positions where the light emitting elements 41 and the light receiving elements 51 are mounted are determined by the formation positions of the land portions 221 and the land portions 321. Therefore, in the optical module 1000 shown in FIG. 1, when the light emitting unit substrate 2 and the light receiving unit substrate 3 are manufactured, the positional deviation tolerance of the land unit 221 and the land unit 321 is relatively loose. There is an advantage.
  • the optical waveguide 1 may be slightly deformed during the manufacturing process, and its dimensions may not always be as designed.
  • the dimensions of the optical waveguide 1 are particularly susceptible to temperature, and the dimensions of the optical waveguide 1 may slightly change depending on the ambient temperature.
  • the optical module of the present invention enables optical communication by accurately aligning light emitted from an optical element mounted on a substrate with an optical waveguide with a mirror bonded to the back surface of the substrate.
  • the part where the manufacturing tolerance (positional deviation) occurs when assembling the optical module of the present invention is the bonding process between the light emitting and receiving point of the optical element and the mirror center.
  • FCB flip chip bonding
  • the actual tolerance is a variation value of about ⁇ 10 ⁇ m.
  • the mounting tolerance of the optical element with respect to the substrate ⁇ 5 ⁇ m is included separately. This is because the tolerance is included.
  • the manufacturing tolerance is only ⁇ 5 ⁇ m, and the optical loss value is greatly improved.
  • the optical loss value corresponding to the tolerance ⁇ 10 ⁇ m is 1 dB, whereas when the tolerance is ⁇ 5 ⁇ m, the loss is improved to about 0.4 dB.
  • the divided substrates are bonded to one optical waveguide, the two substrates are not separated, and play the same role as when the substrates are not divided.
  • the above-described tolerance ( ⁇ 5 ⁇ m) is separately generated between the electric terminals applied to the respective substrates (for example, the substrate A and the substrate B).
  • the connection tolerance between each board terminal and the terminal of another board (for example, board C) connected to the board terminal has a sufficiently large pitch between terminals, and a mounting deviation up to about 100 ⁇ m is allowed. Therefore, even when the substrates A and B are attached to the substrate C using a general mounter (for example, mounting accuracy of ⁇ 20 to 30 ⁇ m), the tolerance between terminals ⁇ 5 ⁇ m generated between the substrates A and B can be easily absorbed. Can be implemented.
  • the light emitting unit substrate 2 and the light receiving unit substrate 3 are preferably close to each other.
  • “Proximity” means that the separation distance (distance of the gap 9) between the light emitting unit substrate 2 and the light receiving unit substrate 3 is set to be 0.05 mm or more and 20 mm or less.
  • the separation distance is preferably set to be 0.05 mm or more and less than 5 mm.
  • the separation distance is generally a separation distance between the insulating substrate 21 and the insulating substrate 31 in many cases depending on the configuration of the light emitting unit substrate 2 and the light receiving unit substrate 3.
  • Insulating substrates have almost no electrical conductivity, so they themselves do not conduct, but by separating them more than a certain distance, mutual propagation of electromagnetic noise through the insulating substrate can be sufficiently suppressed. . That is, when the separation distance is less than the lower limit value, the electromagnetic noise may be superimposed from the light emitting unit substrate 2 to the light receiving unit substrate 3 depending on the strength of the electromagnetic noise. In addition, if the separation distance exceeds the upper limit value, the effect of preventing crosstalk cannot be further increased, and downsizing of the optical module 1000 is hindered.
  • the light emitting element 41 includes two light emitting portions 410 as shown in FIG. These light emitting portions 410 are optically connected to the inclined surface 171 of the optical waveguide 1 through the through holes 210 provided in the insulating substrate 21. Thereby, the light emitted from the light emitting unit 410 is reflected by the inclined surface 171 through the through hole 210 and enters the core unit 14.
  • the light receiving element 51 includes two light receiving portions 510 as shown in FIG. These light receiving portions 510 are optically connected to the inclined surface 171 of the optical waveguide 1 through a through hole 310 provided in the insulating substrate 31. Thereby, the light propagating through the core portion 14 from the left side to the right side in FIG. 4 is reflected upward on the inclined surface 171 and enters the light receiving portion 510 through the through hole 210.
  • Examples of the light emitting element 41 include a surface emitting laser (VCSEL), a laser diode (LD), a light emitting diode (LED), and an organic EL element.
  • VCSEL surface emitting laser
  • LD laser diode
  • LED light emitting diode
  • organic EL element organic EL element
  • examples of the light receiving element include a photodiode (PD, APD) and the like.
  • the method for mounting the light emitting element 41 on the light emitting element mounting portion 22 and the method for mounting the light receiving element 51 on the light receiving element mounting portion 32 are not particularly limited, but may be any method such as flip chip bonding, die bonding, wire bonding, Good.
  • the drive element 42 is an element having a function for driving the light emitting element 41 as described above. Specifically, driver IC (LDD), LSI, etc. are mentioned.
  • the signal amplifying element 52 is an element that amplifies the electric signal converted by the light receiving element 51 as described above.
  • Specific examples include a transimpedance amplifier (TIA), a limiting amplifier (LA), or a combination IC that integrates these functions.
  • the mounting method of the driving element 42 to the driving element mounting portion 23 and the mounting method of the signal amplifying element 52 to the signal amplifying element mounting portion 33 are not particularly limited, but the mounting method of the light emitting element 41 and the light receiving element 51 described above. The same method may be used.
  • the light emitting unit substrate 2 and the light receiving unit substrate 3 may include electronic components other than these elements, such as a CPU (Central Processing Unit), an MPU (Microprocessor Unit), an LSI, an IC, a RAM, a ROM, Various active elements such as capacitors, coils, resistors, diodes, and various passive elements may be mounted.
  • a CPU Central Processing Unit
  • MPU Microprocessor Unit
  • LSI Small-S interconnector Unit
  • IC integrated circuitry
  • RAM random access memory
  • ROM read-only memory
  • active elements such as capacitors, coils, resistors, diodes, and various passive elements may be mounted.
  • the number of the light emitting unit substrates 2 and the light receiving unit substrates 3 provided in one optical module 1000 may be two or more.
  • the number of the light emitting unit substrates 2 and the number of the light receiving unit substrates 3 may be different from each other.
  • the number of the light emitting element mounting portions 22 and the drive element mounting portions 23 provided on one light emitting portion substrate 2 is not particularly limited, but is preferably about 2 to 4, respectively. Further, the number of the light receiving element mounting portions 32 and the signal amplifying element mounting portions 33 provided on one light receiving portion substrate 3 is not particularly limited, but is preferably about 2 to 4, respectively.
  • FIG. 6 shows another configuration example of the optical module shown in FIG.
  • the optical module member 100 shown in FIG. 6 is the same as the optical module member 100 shown in FIG. 2 except that the configurations of the light emitting element mounting portion 22 and the light receiving element mounting portion 32 are different.
  • the light emitting element mounting portion 22 shown in FIG. 2 can mount the light emitting elements 41 each having two light emitting portions 410, whereas the light emitting element mounting portion 22 shown in FIG. 6 has four light emitting portions.
  • the light emitting element 41 can be mounted. By providing such a light emitting element mounting portion 22, it is sufficient to mount one light emitting element 41 on the light emitting portion substrate 2 shown in FIG. 6, thereby reducing the number of steps in the manufacturing process of the optical module 1000. .
  • the light emitting element 41 is usually manufactured as designed in terms of the positional relationship between the light emitting units 410, the positional relationship between the terminals, and the positional relationship between the terminals and the light emitting unit 410. For this reason, the positional relationship between the plurality of light emitting units 410 of the light emitting element 41 provided on the light emitting unit substrate 2 and the plurality of inclined surfaces 171 of the optical waveguide 1 by reducing the number of such light emitting elements 41 mounted. Can be matched more accurately, and the optical coupling efficiency between the two can be further improved.
  • the light receiving element mounting portion 32 shown in FIG. 2 can mount the light receiving elements 51 each having two light receiving portions 510, whereas the light receiving element mounting portion 32 shown in FIG. 6 has four light receiving portions 510. Can be mounted.
  • a light receiving element mounting portion 32 it is only necessary to mount one light receiving element 51 on the light receiving portion substrate 3 shown in FIG. 6, and therefore, the number of steps in the manufacturing process of the optical module 1000 can be reduced. .
  • the light receiving element 51 is normally manufactured as designed in terms of the positional relationship between the light receiving portions 510, the positional relationship between the terminals, and the positional relationship between the terminals and the light receiving portion 510. Therefore, the positional relationship between the plurality of light receiving portions 510 of the light receiving element 51 provided on the light receiving portion substrate 3 and the plurality of inclined surfaces 171 of the optical waveguide 1 by reducing the number of such light receiving elements 51 mounted. Can be matched more accurately, and the optical coupling efficiency between the two can be further improved.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a second embodiment of the optical module of the present invention
  • FIG. 8 is a plan view of the optical module shown in FIG. 7 and 8, the optical waveguides behind the substrate are indicated by dotted lines.
  • the same reference numerals are given to the same components as those of the optical module described above.
  • the second embodiment is the same as the first embodiment except that the configurations of the light emitting unit substrate 2 and the light receiving unit substrate 3 are different.
  • the two light emitting unit substrates 2 'and 2' shown in FIG. 7 are equivalent to the light emitting unit substrate 2 shown in FIG. 1 divided into two parts.
  • Each light emitting unit substrate 2 ′ is provided with one light emitting element mounting part 22 and one driving element mounting part 23.
  • a gap 9 ′ is provided between the two light emitting unit substrates 2 ′ and 2 ′.
  • the two light receiving unit substrates 3 ′ and 3 ′ shown in FIG. 7 are equivalent to those obtained by dividing the light receiving unit substrate 3 shown in FIG. 1 into two.
  • Each light receiving part substrate 3 ′ is provided with one light receiving element mounting part 32 and one signal amplifying element mounting part 33.
  • a gap 9 ′ is also provided between the two light receiving unit substrates 3 ′ and 3 ′.
  • each light emitting unit substrate 2 ′ is equivalent to the insulating substrate 21 shown in FIG. 1 divided into two, and the insulating substrate 31 ′ included in each light receiving unit substrate 3 ′. Is equivalent to the insulating substrate 31 shown in FIG.
  • the light emitting unit substrate 2 is also divided into two parts and a gap 9 ′ is provided between them, the crosstalk generated between the light emitting unit substrates 2 ′ is also reduced. Occurrence can be suppressed. As a result, electromagnetic noise is prevented from being superimposed on the power supply line or signal line of the light emitting element 41 or the driving element 42, the signal S / N ratio is lowered, the communication speed is lowered, the light emitting element 41 or the drive is driven. It is possible to prevent problems such as malfunction of the element 42.
  • the light receiving unit substrate 3 is divided into two parts and a gap 9 ′ is provided between them, occurrence of crosstalk between the light receiving unit substrates 3 ′ can be suppressed. .
  • one light emitting element mounting portion 22 is provided on one light emitting portion substrate 2 '. Therefore, when aligning the light emitting unit substrate 2 ′ and the optical waveguide 1, the number of objects to be aligned is reduced, and alignment can be performed more easily. In particular, even when the optical waveguide 1 is slightly deformed due to the manufacturing process, the surrounding environment, and the like, and the dimensions of the optical waveguide 1 deviate from the design values, the respective light emitting unit substrates 2 ′ and the respective light receiving unit substrates are accordingly produced. Since 3 ′ can be arranged while being individually shifted, tolerance for deformation of the optical waveguide 1 is increased. As a result, the optical coupling efficiency between the light emitting element 41 and the light receiving element 51 and the optical waveguide 1 can be further increased.
  • the second embodiment as a result of the division as described above, two light emitting unit substrates 2 ′ and two light receiving unit substrates 3 ′ are connected to one optical waveguide 1.
  • the second embodiment is useful in that it is a form that can suppress crosstalk and ensure the ease of alignment even if the number of core portions 14 in the optical waveguide 1, that is, the number of channels is increased. is there.
  • a plurality of light emitting units are provided to one optical waveguide 1.
  • the substrate 2 ′ and one light receiving unit substrate 3 ′ may be connected.
  • one light emitting unit substrate 2 ′ and a plurality of light receiving unit substrates 3 ′ may be connected to one optical waveguide 1.
  • the number of light emitting unit substrates 2 ′ and light receiving unit substrates 3 ′ that can correspond to one optical waveguide 1 is not particularly limited, but is preferably about 2 to 50 in consideration of the size of the optical module 1000 and the like. .
  • both the two light emitting element mounting units 22 are disposed between the two drive element mounting units 23 as shown in FIGS. It is preferable to arrange so as to be located. By arranging in this way, it is possible to increase the distance between the drive elements 42 that are particularly likely to generate electromagnetic noise. For this reason, with respect to the drive element 42, the light emitting element 41, and the electric wirings 24, 25 mounted on the light emitting unit substrate 2 ′ different from the driving element 42 and the light emitting unit substrate 2 ′ on which the driving element 42 is mounted. It is possible to suppress the occurrence of problems due to the superimposition of electromagnetic noise.
  • the optical module 1000 when the optical module 1000 is viewed in plan as shown in FIG. 8, a part of the drive element mounting portion 23 is outside the range of the optical waveguide 1 (the optical waveguide 1 in FIG. 8).
  • the advantage of being easily located on the upper side and the lower side) is obtained.
  • the line length of the electrical wiring 25 connecting the drive element mounting portion 23 and the filled via 211 formed on the insulating substrate 21 ′ can be further shortened, and the amount of electromagnetic noise generated from the electrical wiring 25 is reduced.
  • both the two light receiving element mounting units 32 are disposed between the two signal amplifying element mounting units 33 as shown in FIGS. It is preferable to arrange so that is located. By arranging in this way, it is possible to increase the distance between the signal amplifying elements 52 that are particularly likely to generate electromagnetic noise. For this reason, the signal amplifying element 52, the light receiving element 51, and the electrical wirings 26, 27 mounted on the light receiving unit substrate 3 ′ different from the signal amplifying element 52 and the light receiving unit substrate 3 ′ on which the signal amplifying element 52 is mounted. The occurrence of problems due to the superimposition of electromagnetic noise can be suppressed.
  • the optical module 1000 when the optical module 1000 is viewed in plan as shown in FIG. 8, a part of the signal amplification element mounting portion 33 is outside the range of the optical waveguide 1 (the optical waveguide of FIG. 1), an advantage of being easily located on the upper side and the lower side of 1 is obtained. For this reason, the line length of the electric wiring 27 that connects the signal amplification element mounting portion 33 and the filled via 311 formed on the insulating substrate 31 ′ can be further shortened, and the amount of electromagnetic noise generated from the electric wiring 27 can be reduced. It is possible to reduce power consumption by reducing electric resistance.
  • the gap 9 ′ between the light emitting unit substrates 2 ′ and the gap 9 ′ between the light receiving unit substrates 3 ′ can be set similarly to the gap 9 according to the first embodiment. Thereby, the same operation and effect as in the case of the gap 9 can be obtained.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the optical module of the present invention.
  • the upper side of FIG. 9 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
  • 3rd Embodiment is the same as that of 1st Embodiment (FIG. 3) except having the electric circuit board 7 further.
  • An optical module 1000 shown in FIG. 9 has an electric circuit board 7 provided below the optical waveguide 1, and the light emitting unit board 2 and the electric circuit board 7 are electrically and mechanically connected via solder balls 8. It is connected to the.
  • the electric circuit board 7 shown in FIG. 9 is a so-called build-up board, and is formed by alternately laminating insulating layers 71 and conductor layers 72 and providing a solder resist layer 73 on the surface.
  • the conductor layer 72 is patterned to form electrical wiring. Although not shown, a through wiring is formed in the insulating layer 71, and the electrical wirings are connected between the layers. Examples of the constituent material of the conductor layer 72 include the conductive materials described above.
  • examples of the constituent material of the insulating layer 71 include silicon compounds such as silicon oxide and silicon nitride, resin materials such as polyimide resins and epoxy resins.
  • the electric circuit board 7 is not limited to the build-up board as described above, and may be, for example, a single-layer electric wiring board (rigid board), such as a single-layer polyimide board, a polyester board, or an aramid film board. Such various flexible substrates may be used.
  • the build-up board may include a core board as necessary.
  • the configuration of the solder resist layer 73 is the same as the configuration of the solder resist layer 29 described above.
  • the electric circuit board 7 may extend beyond the range shown in FIG. 9, and various electronic parts as described above may be mounted on the electric circuit board 7 as necessary. These electronic components may be electrically connected to the drive element mounting portion 23 and the signal amplifying element mounting portion 33 via electric wiring formed on the electric circuit board 7. For example, when an LSI is mounted on the electric circuit board 7, the operation of the drive element 42 and the signal amplifying element 52 is controlled by this LSI, and the entire optical module 1000 can operate cooperatively.
  • constituent material of the solder ball 8 is not particularly limited, and examples thereof include various types of lead-containing solder, various types of lead-free solder, and various types of brazing materials.
  • the optical waveguide 1 is sandwiched between the light emitting unit substrate 2 and the electric circuit substrate 7.
  • the optical waveguide 1 may be sandwiched between the light receiving unit substrate 3 and the electric circuit substrate 7.
  • Examples of the electronic device including the optical module of the present invention include electronic devices such as a mobile phone, a game machine, a router device, a WDM device, a personal computer, a television, and a home server. In any of these electronic devices, it is necessary to transmit a large amount of data at high speed between an arithmetic device such as an LSI and a storage device such as a RAM. Therefore, by providing such an electronic device with the optical module of the present invention, problems such as noise and signal degradation peculiar to electric wiring are eliminated, and a dramatic improvement in performance can be expected.
  • the amount of heat generated in the optical waveguide portion is greatly reduced compared to electrical wiring. For this reason, the electric power required for cooling can be reduced and the power consumption of the whole electronic device can be reduced.
  • the optical waveguide may have a multilayer structure instead of a single layer structure.
  • the light emitting unit substrate and the light receiving unit substrate may be provided at the other end of the optical waveguide.
  • an optical module capable of reducing crosstalk between elements and capable of stable operation
  • an optical module member capable of easily manufacturing such an optical module
  • a highly reliable electronic device including the optical module. can do.

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Abstract

　光モジュール用部材は、層状の光導波路と、絶縁性基板と、光導波路と光学的に接続されるよう発光素子を搭載可能な発光素子搭載部と、発光素子搭載部と電気的に接続され、発光素子を駆動する駆動素子を搭載可能な駆動素子搭載部と、を備える発光部基板と、発光部基板から離間して設けられ、絶縁性基板と、光導波路と光学的に接続されるよう受光素子を搭載可能な受光素子搭載部と、受光素子搭載部と電気的に接続され、受光素子からの信号を増幅する信号増幅素子を搭載可能な信号増幅素子搭載部と、を備える受光部基板と、を有する。

Description

光モジュール用部材、光モジュールおよび電子機器
　本発明は、光モジュール用部材、光モジュールおよび電子機器に関する。
　本願は、２０１３年７月２日に、日本に出願された特願２０１３－１３８６２０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　大容量の情報を高速で通信可能な広帯域回線（ブロードバンド）に情報を伝送する装置として、ルーター装置、ＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)装置等の伝送装置が用いられている。これらの伝送装置内には、ＬＳＩのような演算素子、メモリーのような記憶素子等が組み合わされた信号処理基板が多数設置されており、各回線の相互接続を担っている。
　各信号処理基板には、演算素子や記憶素子等が電気配線で接続された回路が構築されているが、近年、処理する情報量の増大に伴って、各基板では、より高いスループットで情報を伝送することが要求されている。しかしながら、情報伝送が高速化すると、それに伴って、クロストークや高周波ノイズの発生、電気信号の劣化等の問題が顕在化する。このため、電気配線がボトルネックとなって、信号処理基板のスループットの向上が困難になっている。また、同様の課題は、スーパーコンピューターや大規模サーバー等でも顕在化しつつある。
　そこで、光通信技術によってこれらの課題を解消することが検討されている。光通信技術には、光信号を一地点から他地点に導く光ファイバーや光導波路が用いられる。光導波路は、線状のコア部と、その周囲を覆うように設けられたクラッド部とを有しており、コア部は、光信号に対して実質的に透明な材料によって構成され、クラッド部は、コア部より屈折率が低い材料によって構成されている。
　光導波路の入射側には、半導体レーザー等の発光素子が配置され、出射側には、フォトダイオード等の受光素子が配置される。発光素子から入射された光は光導波路を伝搬し、受光素子により受光され、受光した光の明滅パターンもしくはその強弱パターンに基づいて通信を行う。
　このような光導波路によって信号処理基板内の電気配線が置き換えられることにより、前述したような電気配線の問題が解消され、信号処理基板のさらなる高スループット化が可能になると期待されている。
　電気配線を光導波路に置き換える際には、電気信号と光信号との相互変換を行う必要があることから、発光素子および受光素子とこれらの間を光学的に接続する光導波路とを備えた光モジュールが用いられる。
　例えば、特許文献１には、プリント基板と、プリント基板上に搭載された発光素子と、プリント基板の下面側に設けられた光導波路と、を有する光インターフェースが開示されている。光導波路と発光素子との間は、プリント基板に形成された、光信号を伝送するための貫通孔であるスルーホールを介して光学的に接続されている。
　ところが、光導波路においては、基本的に、光信号の伝送方向が一方向に限定されるため、光モジュールにおいて双方向通信を行うためには、双方向個別の光導波路を用意し、その端部には、発光素子と受光素子とを併設する必要がある。さらに、発光素子を駆動するためのドライバー素子や、受光素子で受信した信号を増幅するための信号増幅素子を、これら発光素子や受光素子に近接して配置する必要がある。
　これらの素子が近接配置されていることで、その近くにＬＳＩ等の演算素子を配置しさえすれば、この光モジュールに搭載されたこの演算素子と、他のモジュールに搭載された演算素子との間で、光通信を利用した高速、大容量のデータ送受信が可能になる。
特開２００５－２９４４０７号公報
　しかしながら、上記のように発光素子と受光素子とが近接配置され、さらにドライバー素子と信号増幅素子とが近接配置されると、両者の間でクロストークやノイズが発生するという問題が生じることがわかってきた。とは言え、発光素子と受光素子との間の距離をとったり、ドライバー素子と信号増幅素子との間の距離をとったりすると、それに伴ってこれらの素子と演算素子との距離が自ずと長くなり、信号の減衰、遅延といった課題が顕在化してくる。
　一方、電磁波を遮蔽する部材等を用いることもできるが、光モジュールの構造の複雑化を招くとともに、結果的に素子間の距離が広がることになって光モジュールの小型化を阻害するという課題が出てくる。
　本発明の目的は、素子同士の間で生じるクロストークを削減し、安定した動作が可能な光モジュール、かかる光モジュールを容易に製造可能な光モジュール用部材、および前記光モジュールを備えた信頼性の高い電子機器を提供することにある。
　このような目的は、下記（１）～（１１）の本発明により達成される。
　（１）　層状の光導波路と、
　第１の絶縁性基板と、前記光導波路と光学的に接続されるよう発光素子を搭載可能な前記第１の絶縁性基板上に位置する発光素子搭載部と、前記発光素子搭載部と電気的に接続され、前記発光素子を駆動する駆動素子を搭載可能な前記第１の絶縁性基板上に位置する駆動素子搭載部と、を備える発光部基板と、
　前記発光部基板から離間して設けられ、第２の絶縁性基板と、前記光導波路と光学的に接続されるよう受光素子を搭載可能な前記第２の絶縁性基板上に位置する受光素子搭載部と、前記受光素子搭載部と電気的に接続され、前記受光素子からの信号を増幅する信号増幅素子を搭載可能な前記第２の絶縁性基板上に位置する信号増幅素子搭載部と、を備える受光部基板と、
を有する光モジュール用部材。
　（２）　前記発光部基板と前記受光部基板とが近接している上記（１）に記載の光モジュール用部材。
　（３）　前記発光部基板と前記受光部基板との離間距離は、０．０５ｍｍ以上２０ｍｍ以下である上記（１）に記載の光モジュール用部材。
　（４）　前記発光部基板と前記受光部基板との離間距離は、０．０５ｍｍ以上５ｍｍ未満である上記（１）に記載の光モジュール用部材。
　（５）　前記光導波路と、複数の前記発光部基板と、を有し、
　前記各発光部基板の発光素子搭載部は、前記各発光素子が前記光導波路と光学的に接続されるよう構成されている上記（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の光モジュール用部材。
　（６）　前記光導波路と、複数の前記受光部基板と、を有し、
　前記各受光部基板の受光素子搭載部は、前記各受光素子が前記光導波路と光学的に接続されるよう構成されている上記（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の光モジュール用部材。
　（７）　前記光導波路と、複数の前記発光部基板と、複数の前記受光部基板と、を有し、
　前記各発光部基板の発光素子搭載部は、前記各発光素子が前記光導波路と光学的に接続されるよう構成されており、
　前記各受光部基板の受光素子搭載部は、前記各受光素子が前記光導波路と光学的に接続されるよう構成されている上記（１）ないし（６）のいずれか１項に記載の光モジュール用部材。
　（８）　２つの前記駆動素子搭載部の間に２つの前記発光素子搭載部が位置するように、２つの前記発光部基板が配置されている上記（５）または（７）に記載の光モジュール用部材。
　（９）　２つの前記信号増幅素子搭載部の間に２つの前記受光素子搭載部が位置するように、２つの前記受光部基板が配置されている上記（６）または（７）に記載の光モジュール用部材。
　（１０）　上記（１）ないし（９）のいずれか１項に記載の光モジュール用部材と、
　前記発光素子搭載部に搭載された発光素子と、
　前記駆動素子搭載部に搭載された駆動素子と、
　前記受光素子搭載部に搭載された受光素子と、
　前記信号増幅素子搭載部に搭載された信号増幅素子と、
を有する光モジュール。
　（１１）　上記（１０）に記載の光モジュールを備える電子機器。
　本発明によれば、素子同士の間で生じるクロストークを削減し、安定した動作が可能な光モジュールが得られる。
　また、本発明によれば、上記光モジュールを容易に製造可能な光モジュール用部材が得られる。
　また、本発明によれば、上記光モジュールを備えた信頼性の高い電子機器が得られる。
本発明の光モジュールの第１実施形態を示す斜視図である。 図１に示す光モジュールの平面図である。 図１に示すＡ－Ａ線断面図である。 図１に示すＢ－Ｂ線断面図である。 図４に示す光モジュールに含まれる光導波路の一部を拡大して示す斜視図である。 図２に示す光モジュールの他の構成例である。 本発明の光モジュールの第２実施形態を示す斜視図である。 図７に示す光モジュールの平面図である。 本発明の光モジュールの第３実施形態を示す断面図である。
　以下、本発明の光モジュール用部材、光モジュールおよび電子機器について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれら例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
＜光モジュール用および光モジュール用部材＞
　≪第１実施形態≫
　まず、本発明の光モジュールの第１実施形態および本発明の光モジュール用部材の第１実施形態について説明する。
　図１は、本発明の光モジュールの第１実施形態を示す斜視図であり、図２は、図１に示す光モジュールの平面図であり、図３は、図１に示すＡ－Ａ線断面図であり、図４は、図１に示すＢ－Ｂ線断面図である。なお、図１、２では、それぞれ基板の陰にある光導波路を点線にて示している。
　図１に示す光モジュール１０００は、層状でかつ平面視で長尺状をなす光導波路１と、光導波路１の一方の端部上に積層された発光部基板２および受光部基板３と、光導波路１の他方の端部に設けられた光コネクター６と、を備える光モジュール用部材１００を有している。
　この光モジュール用部材１００のうち、発光部基板２は、絶縁性基板（第１の絶縁性基板）２１と、発光素子を搭載可能な発光素子搭載部２２と、駆動素子を搭載可能な駆動素子搭載部２３と、を備えている。また、受光部基板３は、絶縁性基板（第２の絶縁性基板）３１と、受光素子を搭載可能な受光素子搭載部３２と、信号増幅素子を搭載可能な信号増幅素子搭載部３３と、を備えている。
　また、図１に示す光モジュール１０００は、上述した光モジュール用部材１００に加え、発光素子搭載部２２に搭載された発光素子４１と、駆動素子搭載部２３に搭載された駆動素子４２と、受光素子搭載部３２に搭載された受光素子５１と、信号増幅素子搭載部３３に搭載された信号増幅素子５２と、を備えている。
　このような光モジュール１０００は、発光素子４１から出射した光を、光導波路１を介して光コネクター６まで伝送し、一方、光コネクター６において光導波路１に入射した光を、受光素子５１において受光する。このような光の伝送により、発光素子４１および受光素子５１と光コネクター６との間で光通信を行うことができる。
　以下、光モジュール１０００の各部の構成について順次詳述する。
　（光導波路）
　まず、光導波路１について説明する。
　図５は、図４に示す光モジュールに含まれる光導波路の一部を拡大して示す斜視図である。図５では、図４に示す光導波路を上下反転させて図示している。
　図５に示す光導波路１は、下側からクラッド層１１、コア層１３およびクラッド層１２を順次積層してなる積層体１０を備えている。コア層１３中には、図５に示すように、長尺状のコア部１４とその側面に隣接して設けられた側面クラッド部１５とが形成されている。図５では、クラッド層１２から透けて見えるコア層１３中のコア部１４や側面クラッド部１５についても点線で図示している。
　コア部１４の幅および高さ（コア層１３の厚さ）は、特に限定されないが、１～２００μｍ程度であるのが好ましく、５～１００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、コア部１４の伝送効率を高めつつコア部１４の高密度化を図ることができる。すなわち、単位面積当たりに敷設可能なコア部１４の数を多くすることができるので、小面積であっても大容量の光通信を行うことができる。
　コア層１３に形成されるコア部１４の数は、特に限定されないが、例えば２～１００本とされる。
　光導波路１には、その一部を除去する加工によって形成された凹部１７０が形成されている。図５に示す凹部１７０は、コア部１４の端部の延長線上であって、側面クラッド部１５に対応する位置に形成されている。凹部１７０の内側面の一部は、コア層１３と同一の平面に対して傾斜する傾斜面１７１で構成されている。この傾斜面１７１は、コア部１４の光路を変換するミラー（光路変換部）として機能する。すなわち、傾斜面１７１からなるミラーは、例えば、図５に示すコア部１４を伝搬する光を、図５の下方に向けて反射することにより、光の伝搬方向を変換する。
　傾斜面１７１は、図５に示すように、クラッド層１２からコア層１３を経てクラッド層１１に至るまでの間に連続して形成された平坦面である。また、凹部１７０の内側面のうち、傾斜面１７１に対向する位置には、直立面１７２が設けられている。この直立面１７２は、クラッド層１２からコア層１３を経てクラッド層１１に至るまでの間に連続して形成された平坦面であって、コア層１３と同一の平面に対して垂直な面である。本実施形態では、傾斜面１７１が平坦面である場合を例に説明しているが、本発明では、傾斜面１７１が必ずしも平坦面である必要はなく、必要に応じて湾曲面であったり、部分的に傾斜角度が異なる平坦面であってもよい。
　一方、凹部１７０の内側面のうち、コア部１４の光軸とほぼ平行な２つの面も、それぞれコア層１３と同一の平面に対して垂直な直立面１７３、１７４である。
　このような傾斜面１７１と、３つの直立面１７２、１７３、１７４とにより、凹部１７０の内側面が構成されている。
　また、凹部１７０の最大深さは、積層体１０の厚さから適宜設定されるものであり、特に限定されないが、光導波路１の機械的強度や可撓性といった観点から、好ましくは１～５００μｍ程度とされ、より好ましくは５～４００μｍ程度とされる。凹部１７０は、部分的に積層体１０を貫通していてもよい。
　また、凹部１７０の最大長さ、すなわち図５における凹部１７０の開口のうち、コア部１４の光軸に平行な成分の最大長さは、特に限定されないが、クラッド層１１、１２やコア層１３の厚さや傾斜面１７１の傾斜角度との関係から、好ましくは２～１２００μｍ程度とされ、より好ましくは１０～１０００μｍ程度とされる。
　さらに、凹部１７０の最大幅、すなわち図５における凹部１７０の開口のうち、コア部１４の光軸に直交する成分の最大長さは、特に限定されず、コア部１４の幅等に応じて適宜設定されるが、好ましくは１～６００μｍ程度とされ、より好ましくは５～５００μｍ程度とされる。
　凹部１７０は、１本のコア部１４に対して１つ形成されていてもよいが、複数本のコア部１４に対してこれらに跨るように１つの凹部１７０が設けられていてもよい。
　また、複数個の凹部１７０を形成する場合、それらの形成位置は、コア部１４の長手方向において互いに同じ位置であってもよく、図５に示すように、長手方向で互いにずれていてもよい。
　図１に示す凹部１７０の開口の形状は、長方形であるが、本発明で加工される凹部１７０の開口の形状はこれに限定されず、いかなる形状であってもよいが、例えば、五角形、六角形のような多角形、楕円形、長円形のような円形等が挙げられる。
　また、傾斜面１７１は、ミラーとして機能するため、コア部１４の光路を変換する方向に応じてその傾斜角度が適宜設定されるが、コア層１３と同一の平面を基準面としたとき、基準面と傾斜面１７１とがなす角度（鋭角側）は、３０～６０°程度であるのが好ましく、４０～５０°程度であるのがより好ましい。傾斜角度を前記範囲内に設定することにより、傾斜面１７１においてコア部１４の光路を効率よく変換し、光路変換に伴う損失を抑制することができる。
　一方、基準面と直立面１７２、１７３、１７４とがなす角度（鋭角側）は、それぞれ好ましくは６０～９０°程度とされる。各図では、ほぼ９０°として図示している。基準面と直立面１７２、１７３、１７４とがなす角度は、このような範囲に限定されず、６０°未満であってもよい。
　上述したようなコア層１３およびクラッド層１１、１２の構成材料（主材料）は、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ＰＥＴやＰＢＴのようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料等を用いることができる。樹脂材料は、異なる組成のものを組み合わせた複合材料であってもよい。これらは、レーザー加工により容易に加工し得るため、コア層１３やクラッド層１１、１２の構成材料として好適である。
　また、光導波路１と発光部基板２および受光部基板３との固定方法としては、特に限定されないが、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤、各種ホットメルト接着剤（ポリエステル系、変性オレフィン系）等の各種接着剤や、接着シート等を介して接着する方法が用いられる。
　（光コネクター）
　光コネクター６は、光導波路１を他の光学部品、例えば光ファイバーや別の光導波路等と光学的に接続するための部材である。この光コネクター６として他の光学部品との間で着脱自在のものを用いることで、光モジュール１０００と他の光学部品との間で光学的に接続したり、あるいは接続を解除したりする操作を容易に行うことができる。このため、光モジュール１０００の実装容易性をより高めることができる。
　光コネクター６の構造は、特に限定されず、例えば各種コネクター規格に準拠したものも用いられる。具体的には、ＰＭＴコネクター、ＪＩＳ　Ｃ　５９８１に規定されたＭＴコネクター、１６ＭＴコネクター、２次元配列型ＭＴコネクター、ＭＰＯコネクター、ＭＰＸコネクター等に準じたものが挙げられる。
　図１に示す光コネクター６は、コア部１４の端面から光を入出射するよう構成されているが、本発明に用いられる光コネクター６としてはこのような方式のものに限定されない。例えば、光コネクター６が設けられているコア部１４の端部に光路変換用のミラーを設け、例えば光導波路１の上面側または下面側に設けられた他の光学部品と接続し得るよう構成されていてもよい。
　また、図１に示す光コネクター６は、上述した各種コネクター規格に準拠したもののうち、いわゆるレセプタクルに相当する。このレセプタクルに対し、例えば光ファイバーの端部に取り付けられたプラグを嵌合させることにより、プラグ側の光ファイバーとレセプタクル側の光導波路１とが光学的に接続される。図１に示す光コネクター６は、レセプタクルではなく、プラグであってもよい。
　光導波路１が途中で２つに分割されており、分割された光導波路１の端部にそれぞれ光コネクター６が取り付けられていてもよい。すなわち、光モジュール１０００は、複数の光コネクター６を備えていてもよい。
　（発光部基板および受光部基板）
　発光部基板２は、前述したように、絶縁性基板（第１の絶縁性基板）２１と、発光素子４１を搭載可能な発光素子搭載部２２と、駆動素子４２を搭載可能な駆動素子搭載部２３と、を備えている。
　また、受光部基板３は、前述したように、絶縁性基板（第２の絶縁性基板）３１と、受光素子５１を搭載可能な受光素子搭載部３２と、信号増幅素子５２を搭載可能な信号増幅素子搭載部３３と、を備えている。
　これらの発光部基板２および受光部基板３に対し、発光素子搭載部２２、駆動素子搭載部２３、受光素子搭載部３２、および信号増幅素子搭載部３３とは反対側の面に、光導波路１が備えられているのが好ましい。
　また、従来の光モジュールでは、同一の基板上に、発光素子搭載部、駆動素子搭載部、受光素子搭載部および信号増幅素子搭載部が混載されていた。それに対し、これらの発光部基板２および受光部基板３は、光導波路１のうち、光コネクター６が設けられている端部とは反対側の端部上に積層されており、発光部基板２と受光部基板３との間には、わずかな隙間９が設けられている。換言すれば、本発明に係る光モジュール１０００（光モジュール用部材１００）では、発光を担う発光素子搭載部２２と駆動素子搭載部２３とを発光部基板２に設け、一方、受光を担う受光素子搭載部３２と信号増幅素子搭載部３３とを受光部基板３に設けた。これにより、発光関連の素子を搭載する部位と受光関連の素子を搭載する部位とを個別の基板に設け、かつ、それらの基板同士を離間させた。
　光モジュール用部材１００をこのように構成することで、例えば発光素子４１や駆動素子４２から発生した電磁ノイズは、発光部基板２の表面または内部を伝搬したとしても、受光部基板３には侵入し難くなる。このため、電磁ノイズが受光素子５１や信号増幅素子５２の電源ラインや信号ラインに重畳すること（クロストーク）が防止され、信号のＳ／Ｎ比が低下したり、通信速度が低下したり、受光素子５１や信号増幅素子５２が誤作動を起こしたりといった不具合の発生を防止することができる。
　特に、発光素子４１は消費電力が大きく、その駆動には大電流が必要となる。このため、駆動素子搭載部２３のランド部２３１と発光素子搭載部２２のランド部２２１とを接続する電気配線２４や、絶縁性基板２１に設けられたフィルドビア２１１と駆動素子搭載部２３のランド部２３１とを接続する電気配線２５からは、自ずと強い電磁ノイズが発生するという問題を抱えている。
　一方、受光素子５１では、光信号を変換して得られる微弱な電流を、信号増幅素子５２に入力している。このため、受光素子搭載部３２のランド部３２１と信号増幅素子搭載部３３のランド部３３１とを接続する電気配線２６や、絶縁性基板３１に設けられたフィルドビア３１１と信号増幅素子搭載部３３のランド部３３１とを接続する電気配線２７には、発光部基板２に比べて微弱な電流が流れている。このため電磁ノイズの影響を受け易いという背景がある。
　本発明では、上述したように、発光部基板２と受光部基板３との間に隙間９を設けるようにしたので、仮に発光部基板２から電磁ノイズが発生したとしても、これが受光部基板３に悪影響を及ぼす（クロストークが発生する）のを抑制するという効果を奏する。このため、本発明によれば、受光部基板３において光信号のＳ／Ｎ比や通信速度の低下を抑制するとともに、受光素子５１や信号増幅素子５２の誤作動を抑制することができ、動作の安定化を図ることができる。また、光信号のＳ／Ｎ比を高めるために、発光素子４１の出力を過剰に高める必要がなくなるので、光モジュール１０００における消費電力の低減を図ることができる。
　さらに、上記効果を受け、発光部基板２と受光部基板３とを従来に比べてより近接して配置することが可能になるともいえる。このため、光モジュール１０００の小型化を図ることができ、光モジュール１０００の実装容易性を高めることができる。
　発光部基板２のうち、絶縁性基板２１は、絶縁性を有する基板であればいかなるものであってもよく、その構成材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、各種ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂等の各種樹脂材料が挙げられる。この他、紙、ガラス布、樹脂フィルム等を基材とし、この基材に、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂等の樹脂材料を含浸させたもの、具体的には、ガラス布・エポキシ銅張積層板、ガラス不織布・エポキシ銅張積層板等のコンポジット銅張積層板に使用される絶縁性基板の他、ポリエーテルイミド樹脂基板、ポリエーテルケトン樹脂基板、ポリサルフォン系樹脂基板等の耐熱・熱可塑性の有機系リジッド基板や、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、炭化ケイ素基板等のセラミックス系リジッド基板等が挙げられる。
　一方、受光部基板３に含まれる絶縁性基板３１についても、上記絶縁性基板２１と同様である。
　また、発光部基板２には、駆動素子搭載部２３を取り囲むようにフィルドビア２１１が配置されている。このフィルドビア２１１は、絶縁性基板２１を貫通しており、図２に示す絶縁性基板２１の裏面側には、フィルドビア２１１と電気的に接続するように図示しないバンプが結合されている。駆動素子搭載部２３（発光部基板２）は、このバンプを介して外部の電気回路と電気的に接続し得る。光モジュール１０００は、図４に示すように、発光部基板２の下面側には電気配線２８を備えている。
　発光部基板２のうち、絶縁性基板２１上に発光素子４１を搭載し得るよう設定された部位が発光素子搭載部２２である。発光素子搭載部２２は、発光素子４１を搭載するための複数のランド部２２１を備えている。このランド部２２１は、絶縁性基板２１上に設けられた導電層であり、その配置や平面視形状は、発光素子４１の端子（図示せず）に対応した配置や形状とすることができる。同様に、絶縁性基板２１上に駆動素子４２を搭載し得るよう設定された部位が駆動素子搭載部２３である。駆動素子搭載部２３も発光素子搭載部２２と同様、駆動素子４２を搭載するための複数のランド部２３１を備えている。
　このような発光部基板２では、各ランド部２２１と各ランド部２３１とが電気配線２４を介して電気的に接続され、各ランド部２３１とフィルドビア２１１とが電気配線２５を介して電気的に接続されている。
　一方、受光部基板３には、信号増幅素子搭載部３３を取り囲むようにフィルドビア３１１が配置されている。このフィルドビア３１１は、絶縁性基板３１を貫通しており、図２に示す絶縁性基板３１の裏面側には、フィルドビア３１１と電気的に接続するように図示しないバンプが結合されている。信号増幅素子搭載部３３（受光部基板３）は、このバンプを介して外部の電気回路と電気的に接続し得る。光モジュール１０００は、図４に示すように、受光部基板３の下面側には電気配線２８を備えている。
　受光部基板３のうち、絶縁性基板３１上に受光素子５１を搭載し得るよう設定された部位が受光素子搭載部３２である。受光素子搭載部３２は、受光素子５１を搭載するための複数のランド部３２１を備えている。このランド部３２１は、絶縁性基板３１上に設けられた導電層であり、その配置や平面視形状は、受光素子５１の端子（図示せず）に対応した配置や形状とすることができる。同様に、絶縁性基板３１上に信号増幅素子５２を搭載し得るよう設定された部位が信号増幅素子搭載部３３である。信号増幅素子搭載部３３も受光素子搭載部３２と同様、信号増幅素子５２を搭載するための複数のランド部３３１を備えている。
　このような受光部基板３では、各ランド部３２１と各ランド部３３１とが電気配線２６を介して電気的に接続され、各ランド部３３１とフィルドビア３１１とが電気配線２７を介して電気的に接続されている。
　各電気配線２４、２５、２６、２７、２８や各ランド部２２１、２３１、３２１、３３１、フィルドビア２１１、３１１は、それぞれ導電性材料で構成されている。導電性材料としては、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、亜鉛、錫、金、銀のような金属単体、またはこれらの金属元素を含む合金等が挙げられる。
　また、発光部基板２および受光部基板３は、図４に示すように、ランド部の一部や電気配線を覆うソルダーレジスト層２９を備えている。これにより、ランド部や電気配線を酸化や腐食等から保護し、発光部基板２や受光部基板３の長期信頼性をより高めることができる。また、絶縁性の向上にも寄与する。
　ソルダーレジスト層２９は、各種樹脂材料で構成され、必要に応じて無機フィラーを含む。
　図１、２に示す発光部基板２には、２つの発光素子搭載部２２と２つの駆動素子搭載部２３とが混載されている。同様に、受光部基板３には、２つの受光素子搭載部３２と２つの信号増幅素子搭載部３３とが混載されている。前述したような理由から、発光素子４１および駆動素子４２と、受光素子５１および信号増幅素子５２との間は、離間して配置される方が好ましい。一方、電磁ノイズの発生自体は抑えられないものの、電磁ノイズがライン上に重畳し難い、あるいは、重畳したとしても素子類の動作に悪影響が及び難いという観点から、複数の発光素子４１を同一基板に混載したり、複数の駆動素子４２を同一基板に混載したりすることは許容される。複数の受光素子５１を同一基板に混載したり、複数の信号増幅素子５２を同一基板に混載したりすることも同様である。
　このようにして、発光部基板２や受光部基板３の点数の削減を図り、光モジュール１０００の構成の簡素化および組み立て工数の削減を図ることができる。
　また、従来は、２つの発光素子４１、２つの駆動素子４２、２つの受光素子５１および２つの信号増幅素子５２を、同一基板に混載していた。ところが、その場合、発光素子搭載部２２同士の位置関係だけでなく、発光素子搭載部２２と受光素子搭載部３２との位置関係も、あらかじめ光導波路１の傾斜面１７１の位置に合わせて、正確に設定されている必要がある。このため、素子類を混載する基板の製造においては、多数の搭載部同士の間で位置関係が設計通りになっている必要があり、基板の製造の困難性を高めていた。加えて、その場合、搭載部同士の離間距離だけでなく、２つの発光素子搭載部２２同士が並ぶ方向と発光素子搭載部２２と受光素子搭載部３２とが並ぶ方向の交差角についても、設計値からの誤差を極めて小さく抑える必要がある。したがって、従来の光モジュールでは、光導波路と各素子を搭載する基板との位置合わせ（アライメント）において難易度が高いという課題を抱えていた。
　これに対し、図１に示す光モジュール１０００では、発光部基板２と受光部基板３とに分けることにより、少なくとも上記交差角については、設計値からの誤差の許容度を緩和することができる。これにより、光モジュール１０００では、発光部基板２や受光部基板３をそれぞれ容易に組み立てることができ、かつ、光導波路１に対する発光素子搭載部２２や受光素子搭載部３２の位置ずれを小さく抑えることができる。そのため、発光素子４１や受光素子５１と光導波路１との光結合効率をより高めることができる。
　また、発光部基板２や受光部基板３において、発光素子４１や受光素子５１の搭載位置を左右するのは、ランド部２２１やランド部３２１の形成位置である。したがって、図１に示す光モジュール１０００では、発光部基板２や受光部基板３を製造するにあたり、ランド部２２１やランド部３２１の位置ずれ許容度が比較的緩いので、これらの製造容易性も高いという利点がある。
　さらに、光導波路１は、その製造の過程でわずかに変形することがあり、その寸法は必ずしも設計値通りにならない場合がある。また、光導波路１が樹脂材料で構成されている場合は、特に、光導波路１の寸法が温度による影響を受け易く、周囲の温度によって光導波路１の寸法がわずかに変化することがある。
　このような場合であっても、発光部基板２と受光部基板３とが分かれていると、上述したような光導波路１の変形による傾斜面１７１の位置ずれを、発光部基板２と受光部基板３の位置関係を変えることによって吸収することができる。そのため、発光素子４１や受光素子５１と光導波路１との光結合効率をさらに高め得るという点で有用である。
　本発明の光モジュールは、基板に実装された光素子から発光される光を基板裏面に貼り合わせたミラー付き光導波路と精度よく位置合わせをすることにより、光通信を可能としている。本発明の光モジュールの組み立てを行う上で製造公差（位置ずれ）が発生する部分は、光素子の受発光点とミラー中心との貼り合わせ工程である。この貼り合わせには一般に高精度のフリップチップボンディング（ＦＣＢ）法が用いられ、その際の装置公差は±５μｍ程度である。
　しかしながら、実際の公差は±１０μｍ程度でばらついた値となる。その理由は、各光素子がＦＣＢ法で一つの基板に実装されている場合、基板に対する光素子の実装公差±５μｍが別途含まれるため、一方に基準を合わせれば、他方が上記の製造公差も含む公差となるからである。
　これに対し、一枚の光導波路に対して、分割された基板に発光素子及び受光素子を別々に実装すれば製造公差は±５μｍのみとなり、光損失値が大きく改善される。例えば、受光素子において、公差±１０μｍに対応する光損失値は１ｄＢであるのに対し、公差が±５μｍとなると０．４ｄＢ程度の損失まで改善される。しかも、分割された基板は一枚の光導波路に貼り合わされているため２つの基板がばらばらになることはなく、基板を分割しない場合と同じ役割を果たす。
　基板を分割したことにより、各基板（例えば基板Ａ、基板Ｂ）に付与される各電気端子間には上記の公差（±５μｍ）が別途発生することとなる。しかしながら各基板端子とそれに接続される別基板（例えば基板Ｃ）の端子間の接続公差は端子間ピッチが充分大きく１００μｍ程度までの実装ズレが許容される。その為、基板Ａ、Ｂを一般的なマウンター（例えば実装精度±２０～３０μｍ）を用いて基板Ｃに取り付けた場合でも基板Ａ，Ｂ間に生じている端子間公差±５μｍを容易に吸収して実装することが可能となる。
　発光部基板２と受光部基板３とは近接しているのが好ましい。
　「近接」とは、発光部基板２と受光部基板３の離間距離（隙間９の距離）が０．０５ｍｍ以上２０ｍｍ以下になるように設定されていることをいう。前記離間距離は、０．０５ｍｍ以上５ｍｍ未満になるよう設定されるのが好ましい。離間距離を前記範囲内に設定することで、発光部基板２と受光部基板３との間のクロストークを防止しつつ、光モジュール１０００の小型化を図ることができる。
　上記離間距離とは、発光部基板２や受光部基板３の構成にもよるが、一般に、絶縁性基板２１と絶縁性基板３１との離間距離である場合が多い。絶縁性基板は、導電性がほとんどないので、それ自体が導通するわけではないが、それらを一定の距離以上離しておくことにより、絶縁性基板を介した電磁ノイズの相互伝搬が十分に抑えられる。
　すなわち、上記離間距離が前記下限値を下回ると、電磁ノイズの強さにもよるが、発光部基板２から受光部基板３へ電磁ノイズが重畳するおそれがある。また、上記離間距離が前記上限値を上回ると、クロストークを防止するという効果をそれ以上高めることができないばかりか、光モジュール１０００の小型化が阻害されることとなる。
　（発光素子および受光素子）
　発光素子４１は、図４に示すように、２つの発光部４１０を備えている。これらの発光部４１０は、絶縁性基板２１に設けられた貫通孔２１０を介して光導波路１の傾斜面１７１と光学的に接続されている。これにより、発光部４１０から出射した光は、貫通孔２１０を経て傾斜面１７１で反射され、コア部１４に入射する。
　一方、受光素子５１は、図４に示すように、２つの受光部５１０を備えている。これらの受光部５１０は、絶縁性基板３１に設けられた貫通孔３１０を介して光導波路１の傾斜面１７１と光学的に接続されている。これにより、コア部１４を図４の左側から右側へ伝搬してきた光は、傾斜面１７１において上方に反射され、貫通孔２１０を経て受光部５１０に入射する。
　発光素子４１としては、例えば、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）、レーザーダイオード（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＥＬ素子等が挙げられる。
　一方、受光素子としては、例えば、フォトダイオード（ＰＤ、ＡＰＤ）等が挙げられる。
　発光素子搭載部２２に対する発光素子４１の搭載方法、および、受光素子搭載部３２に対する受光素子５１の搭載方法は、特に限定されないが、フリップチップボンディング法、ダイボンディング法、ワイヤーボンディング法等であればよい。
　（駆動素子および信号増幅素子）
　駆動素子４２は、前述したように、発光素子４１を駆動するための機能を有する素子である。具体的には、ドライバーＩＣ（ＬＤＤ）、ＬＳＩ等が挙げられる。
　一方、信号増幅素子５２は、前述したように、受光素子５１で変換された電気信号を増幅する素子である。具体的には、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）、リミッティングアンプ（ＬＡ）、またはこれらの機能を統合したコンビネーションＩＣ等が挙げられる。
　また、駆動素子搭載部２３に対する駆動素子４２の搭載方法、および、信号増幅素子搭載部３３に対する信号増幅素子５２の搭載方法は、特に限定されないが、前述した発光素子４１や受光素子５１の搭載方法と同様の方法であってもよい。
　発光部基板２や受光部基板３には、必要に応じて、これらの素子以外の電子部品、例えば、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＭＰＵ（マイクロプロセッサーユニット）、ＬＳＩ、ＩＣ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、コンデンサー、コイル、抵抗、ダイオード等の各種能動素子や各種受動素子等が搭載されていてもよい。
　以上、本実施形態に係る光モジュール１０００および光モジュール用部材１００について説明したが、１つの光モジュール１０００に設けられる発光部基板２や受光部基板３の数は、それぞれ２枚以上であってもよく、発光部基板２の数と受光部基板３の数とが互いに異なっていてもよい。
　また、１つの発光部基板２に設けられる発光素子搭載部２２や駆動素子搭載部２３の数は、特に限定されないが、それぞれ２～４程度であるのが好ましい。また、１つの受光部基板３に設けられる受光素子搭載部３２や信号増幅素子搭載部３３の数も、特に限定されないが、それぞれ２～４程度であるのが好ましい。
　（他の構成例）
　図６は、図２に示す光モジュールの他の構成例である。
　図６に示す光モジュール用部材１００は、発光素子搭載部２２および受光素子搭載部３２の構成がそれぞれ異なる以外は、図２に示す光モジュール用部材１００と同様である。
　図２に示す発光素子搭載部２２が、それぞれ２つの発光部４１０を備えた発光素子４１を搭載可能であるのに対し、図６に示す発光素子搭載部２２は、４つの発光部を備えた発光素子４１を搭載可能である。このような発光素子搭載部２２を設けることにより、図６に示す発光部基板２には、１つの発光素子４１を搭載すれば済むので、光モジュール１０００の製造工程における工数削減を図ることができる。
　また、発光素子４１は、通常、発光部４１０同士の位置関係や端子同士の位置関係、端子と発光部４１０との位置関係がそれぞれおおよそ設計通りに製造されている。このため、このような発光素子４１の搭載個数をより少なくすることにより、発光部基板２に設けられる発光素子４１の複数の発光部４１０と、光導波路１の複数の傾斜面１７１との位置関係をより正確に合わせることができ、両者間の光結合効率のさらなる向上を図ることができる。
　また、図２に示す受光素子搭載部３２が、それぞれ２つの受光部５１０を備えた受光素子５１を搭載可能であるのに対し、図６に示す受光素子搭載部３２は、４つの受光部５１０を備えた受光素子５１を搭載可能である。このような受光素子搭載部３２を設けることにより、図６に示す受光部基板３には、１つの受光素子５１を搭載すれば済むので、光モジュール１０００の製造工程における工数削減を図ることができる。
　また、受光素子５１は、通常、受光部５１０同士の位置関係や端子同士の位置関係、端子と受光部５１０との位置関係がそれぞれおおよそ設計通りに製造されている。このため、このような受光素子５１の搭載個数をより少なくすることにより、受光部基板３に設けられる受光素子５１の複数の受光部５１０と、光導波路１の複数の傾斜面１７１との位置関係をより正確に合わせることができ、両者間の光結合効率のさらなる向上を図ることができる。
　≪第２実施形態≫
　次に、本発明の光モジュールの第２実施形態および本発明の光モジュール用部材の第２実施形態について説明する。
　図７は、本発明の光モジュールの第２実施形態を示す斜視図であり、図８は、図７に示す光モジュールの平面図である。図７、８では、それぞれ基板の陰にある光導波路を点線にて示している。また、前述した光モジュールと同様の構成には、同一符号を付してある。
　以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
　第２実施形態は、発光部基板２および受光部基板３の構成が異なる以外、第１実施形態と同様である。
　図７に示す２つの発光部基板２’、２’は、図１に示す発光部基板２を２つに分割したものと等価である。各発光部基板２’には、それぞれ１つの発光素子搭載部２２と１つの駆動素子搭載部２３とが設けられている。２つの発光部基板２’、２’同士の間には、隙間９’が設けられている。
　一方、図７に示す２つの受光部基板３’、３’も、図１に示す受光部基板３を２つに分割したものと等価である。各受光部基板３’には、それぞれ１つの受光素子搭載部３２と１つの信号増幅素子搭載部３３とが設けられている。２つの受光部基板３’、３’同士の間にも、隙間９’が設けられている。
　また、各発光部基板２’が備える絶縁性基板２１’は、図１に示す絶縁性基板２１を２つに分割したものと等価であり、各受光部基板３’が備える絶縁性基板３１’は、図１に示す絶縁性基板３１を２つに分割したものと等価である。
　このような第２実施形態では、発光部基板２についても２つに分割した上で、その間に隙間９’を設けるようにしたため、発光部基板２’同士の間で生じるクロストークについても、その発生を抑えることができる。その結果、電磁ノイズが発光素子４１や駆動素子４２の電源ラインや信号ラインに重畳することが防止され、信号のＳ／Ｎ比が低下したり、通信速度が低下したり、発光素子４１や駆動素子４２が誤作動を起こしたりといった不具合の発生を防止することができる。
　同様に、受光部基板３についても２つに分割した上で、その間に隙間９’を設けるようにしたため、受光部基板３’同士の間で生じるクロストークについても、その発生を抑えることができる。
　また、このような第２実施形態では、１つの発光部基板２’に１つの発光素子搭載部２２を設けるようにした。そのため、発光部基板２’と光導波路１とを位置合わせする際、位置合わせする対象の数が少なくなり、より容易に位置合わせをすることができる。特に、光導波路１が製造の過程や周囲の環境等の影響でわずかに変形し、光導波路１の寸法が設計値からずれた場合でも、それに応じて各発光部基板２’や各受光部基板３’を個別にずらしながら配置することができるので、光導波路１の変形に対する許容度が大きくなる。その結果、発光素子４１や受光素子５１と光導波路１との光結合効率をさらに高めることができる。
　第２実施形態では、上記のように分割した結果、１つの光導波路１に対して２つの発光部基板２’および２つの受光部基板３’が接続されている。この場合、１つの光導波路１に接続される発光部基板２’や受光部基板３’の数が増えても、クロストークの抑制効果はそのまま享受することができ、かつ、アライメントの容易性についてもそのまま享受することができる。したがって、第２実施形態は、光導波路１におけるコア部１４の数、すなわちチャンネル数が多くなっても、クロストークの抑制やアライメントの容易性を確保することができる形態であるという点で有用である。
　第２実施形態では、１つの光導波路１に対して複数の発光部基板２’および複数の受光部基板３’が接続されている場合のほか、１つの光導波路１に対して複数の発光部基板２’および１つの受光部基板３’が接続されていてもよい。あるいは、１つの光導波路１に対して１つの発光部基板２’および複数の受光部基板３’が接続されていてもよい。
　１つの光導波路１に対応させ得る発光部基板２’や受光部基板３’の数は、特に限定されないが、光モジュール１０００の大きさ等を考慮すれば、２～５０程度であるのが好ましい。
　また、本実施形態において、２つの発光部基板２’を配置する場合、図７、８に示すように、２つの駆動素子搭載部２３同士の間に、２つの発光素子搭載部２２の双方が位置するように配置されるのが好ましい。このように配置することで、特に電磁ノイズを発生させ易い駆動素子４２同士の離間距離を大きくとることができる。このため、駆動素子４２とその駆動素子４２が搭載されている発光部基板２’とは異なる発光部基板２’に搭載されている駆動素子４２、発光素子４１、電気配線２４、２５に対して電磁ノイズが重畳することによる不具合の発生を抑制することができる。
　また、上記のような構成をとることで、光モジュール１０００を図８に示すように平面視したとき、駆動素子搭載部２３の一部を光導波路１の範囲より外側（図８の光導波路１の上側および下側）に位置させ易いという利点が得られる。このため、駆動素子搭載部２３と絶縁性基板２１’に形成されたフィルドビア２１１とを接続する電気配線２５の線路長をより短くすることができ、電気配線２５から発生する電磁ノイズの量の低減を図るとともに、電気抵抗の削減による消費電力の低減も図ることができる。
　また、これと同様に、２つの受光部基板３’を配置する場合、図７、８に示すように、２つの信号増幅素子搭載部３３同士の間に、２つの受光素子搭載部３２の双方が位置するように配置されるのが好ましい。このように配置することで、特に電磁ノイズを発生させ易い信号増幅素子５２同士の離間距離を大きくとることができる。このため、信号増幅素子５２とその信号増幅素子５２が搭載されている受光部基板３’とは異なる受光部基板３’に搭載されている信号増幅素子５２、受光素子５１、電気配線２６、２７に対して電磁ノイズが重畳することによる不具合の発生を抑制することができる。
　また、上記のような構成をとることで、光モジュール１０００を図８に示すように平面視したとき、信号増幅素子搭載部３３の一部を光導波路１の範囲より外側（図８の光導波路１の上側および下側）に位置させ易いという利点が得られる。このため、信号増幅素子搭載部３３と絶縁性基板３１’に形成されたフィルドビア３１１とを接続する電気配線２７の線路長をより短くすることができ、電気配線２７から発生する電磁ノイズの量の低減を図るとともに、電気抵抗の削減による消費電力の低減も図ることができる。
　これらの点は、第１実施形態（図１、２）でも同様である。
　その他、第２実施形態においても、第１実施形態と同様の作用、効果が得られる。
　また、発光部基板２’同士の隙間９’および受光部基板３’同士の隙間９’については、第１実施形態に係る隙間９と同様に設定することができる。これにより、隙間９の場合と同様の作用、効果が得られる。
　≪第３実施形態≫
　次に、本発明の光モジュールの第３実施形態および本発明の光モジュール用部材の第３実施形態について説明する。
　図９は、本発明の光モジュールの第３実施形態を示す断面図である。以下の説明では、図９の上側を「上」、下側を「下」という。
　以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
　第３実施形態は、さらに、電気回路基板７を有する以外、第１実施形態（図３）と同様である。
　図９に示す光モジュール１０００は、光導波路１の下方に設けられた電気回路基板７を有しており、発光部基板２と電気回路基板７とがはんだボール８を介して電気的および機械的に接続されている。
　図９に示す電気回路基板７は、いわゆるビルドアップ基板であり、絶縁層７１と導体層７２とを交互に積層するとともに、表面にソルダーレジスト層７３を設けることにより形成されている。導体層７２にはパターニングが施され、電気配線が形成されている。また、図示していないものの、絶縁層７１には貫通配線が形成されており、電気配線同士が層間で接続されている。
　導体層７２の構成材料としては、前述したような導電材料が挙げられる。
　一方、絶縁層７１の構成材料としては、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素のようなケイ素化合物、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂のような樹脂材料等が挙げられる。
　また、電気回路基板７は、上述したようなビルドアップ基板に限定されず、例えば単層の電気配線基板（リジッド基板）であってもよく、単層のポリイミド基板、ポリエステル基板、アラミドフィルム基板のような各種フレキシブル基板であってもよい。また、ビルドアップ基板には、必要に応じてコア基板が含まれていてもよい。
　また、ソルダーレジスト層７３の構成は、前述したソルダーレジスト層２９の構成と同様である。
　電気回路基板７は、図９に図示した範囲以外にも広がっていてもよく、そこには必要に応じて、前述したような各種電子部品が搭載されていてもよい。これらの電子部品は、電気回路基板７に形成された電気配線を介して、駆動素子搭載部２３や信号増幅素子搭載部３３と電気的に接続されていてもよい。例えば、電気回路基板７にＬＳＩが搭載されているときは、このＬＳＩにより、駆動素子４２や信号増幅素子５２の動作を制御し、光モジュール１０００の全体が協調的に動作可能になる。
　また、はんだボール８の構成材料としては、特に限定されないが、各種鉛入りはんだ、各種鉛フリーはんだ、各種ろう材等が挙げられる。
　また、図９に示す光モジュール１０００では、光導波路１が発光部基板２と電気回路基板７により挟まれた構成になっている。図９には図示していないものの、光導波路１は受光部基板３と電気回路基板７により挟まれていてもよい。このような構成であれば、光導波路１を電気基板で取り囲むことができるので、外力から光導波路１を保護することができ、光モジュール１０００の信頼性をより高めることができる。
　その他、第３実施形態においても、第１、第２実施形態と同様の作用、効果が得られる。
＜電子機器＞
　上述したような本発明の光モジュールでは、前述したように、素子同士の間で生じるクロストークが削減されるので、安定した動作が可能になる。また、クロストークが削減される分、素子同士をより近接して配置することが可能になるので、光モジュールの小型化が図られる。したがって、このような光モジュールを備えることにより、小型であるにも関わらず、高品質の光通信を行い得る信頼性の高い電子機器が得られる。
　本発明の光モジュールを備える電子機器としては、例えば、携帯電話、ゲーム機、ルーター装置、ＷＤＭ装置、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器類が挙げられる。これらの電子機器では、いずれも、例えばＬＳＩ等の演算装置とＲＡＭ等の記憶装置との間で、大容量のデータを高速に伝送する必要がある。したがって、このような電子機器が本発明の光モジュールを備えることにより、電気配線に特有なノイズ、信号劣化等の不具合が解消され、その性能の飛躍的な向上が期待できる。
　さらに、光導波路部分では、電気配線に比べて発熱量が大幅に削減される。このため、冷却に要する電力を削減することができ、電子機器全体の消費電力を削減することができる。
　以上、本発明を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
　例えば、光導波路は、単層構造のものでなく、多層構造のものであってもよい。
　また、光コネクターに代えて、光導波路の他方の端部にも、前記各実施形態に係る発光部基板や受光部基板、あるいはその他の光電変換部品、光接続部品等を設けるようにしてもよい。
　素子同士の間で生じるクロストークを削減し、安定した動作が可能な光モジュール、かかる光モジュールを容易に製造可能な光モジュール用部材、および前記光モジュールを備えた信頼性の高い電子機器を提供することができる。
　１　　　　　光導波路
　１０　　　　積層体
　１１　　　　クラッド層
　１２　　　　クラッド層
　１３　　　　コア層
　１４　　　　コア部
　１５　　　　側面クラッド部
　１７０　　　凹部
　１７１　　　傾斜面
　１７２　　　直立面
　１７３　　　直立面
　１７４　　　直立面
　２　　　　　発光部基板
　２’　　　　発光部基板
　２１　　　　絶縁性基板
　２１’　　　絶縁性基板
　２１０　　　貫通孔
　２１１　　　フィルドビア
　２２　　　　発光素子搭載部
　２２１　　　ランド部
　２３　　　　振動素子搭載部
　２３１　　　ランド部
　２４　　　　電気配線
　２５　　　　電気配線
　２６　　　　電気配線
　２７　　　　電気配線
　２８　　　　電気配線
　２９　　　　ソルダーレジスト層
　３　　　　　受光部基板
　３’　　　　受光部基板
　３１　　　　絶縁性基板
　３１’　　　絶縁性基板
　３１０　　　貫通孔
　３１１　　　フィルドビア
　３２　　　　受光素子搭載部
　３２１　　　ランド部
　３３　　　　信号増幅素子搭載部
　３３１　　　ランド部
　４１　　　　発光素子
　４１０　　　発光部
　４２　　　　駆動素子
　５１　　　　受光素子
　５１０　　　受光部
　５２　　　　信号増幅素子
　６　　　　　光コネクター
　７　　　　　電気回路基板
　７１　　　　絶縁層
　７２　　　　導体層
　７３　　　　ソルダーレジスト層
　８　　　　　はんだボール
　９　　　　　隙間
　９’　　　　隙間
　１００　　　光モジュール用部材
　１０００　　光モジュール

Claims (11)

  1. 　光導波路と、
    　第１の絶縁性基板と、前記光導波路と光学的に接続されるよう発光素子を搭載可能な前記第１の絶縁性基板上に位置する発光素子搭載部と、前記発光素子搭載部と電気的に接続され、前記発光素子を駆動する駆動素子を搭載可能な前記第１の絶縁性基板上に位置する駆動素子搭載部と、を備える発光部基板と、
    　前記発光部基板から離間して設けられ、第２の絶縁性基板と、前記光導波路と光学的に接続されるよう受光素子を搭載可能な前記第２の絶縁性基板上に位置する受光素子搭載部と、前記受光素子搭載部と電気的に接続され、前記受光素子からの信号を増幅する信号増幅素子を搭載可能な前記第２の絶縁性基板上に位置する信号増幅素子搭載部と、を備える受光部基板と、
    を有する光モジュール用部材。
  2. 　前記発光部基板と前記受光部基板とが近接している請求項１に記載の光モジュール用部材。
  3. 　前記発光部基板と前記受光部基板との離間距離は、０．０５ｍｍ以上２０ｍｍ以下である請求項１に記載の光モジュール用部材。
  4. 　前記発光部基板と前記受光部基板との離間距離は、０．０５ｍｍ以上５ｍｍ未満である請求項１に記載の光モジュール用部材。
  5. 　前記光導波路と、複数の前記発光部基板と、を有し、
    　前記各発光部基板の発光素子搭載部は、前記各発光素子が前記光導波路と光学的に接続されるよう構成されている請求項１～４のいずれか１項に記載の光モジュール用部材。
  6. 　前記光導波路と、複数の前記受光部基板と、を有し、
    　前記各受光部基板の受光素子搭載部は、前記各受光素子が前記光導波路と光学的に接続されるよう構成されている請求項１～４のいずれか１項に記載の光モジュール用部材。
  7. 　前記光導波路と、複数の前記発光部基板と、複数の前記受光部基板と、を有し、
    　前記各発光部基板の発光素子搭載部は、前記各発光素子が前記光導波路と光学的に接続されるよう構成されており、
    　前記各受光部基板の受光素子搭載部は、前記各受光素子が前記光導波路と光学的に接続されるよう構成されている請求項１～６のいずれか１項に記載の光モジュール用部材。
  8. 　２つの前記駆動素子搭載部の間に２つの前記発光素子搭載部が位置するように、２つの前記発光部基板が配置されている請求項５または７に記載の光モジュール用部材。
  9. 　２つの前記信号増幅素子搭載部の間に２つの前記受光素子搭載部が位置するように、２つの前記受光部基板が配置されている請求項６または７に記載の光モジュール用部材。
  10. 　請求項１ないし９のいずれか１項に記載の光モジュール用部材と、
    　前記発光素子搭載部に搭載された発光素子と、
    　前記駆動素子搭載部に搭載された駆動素子と、
    　前記受光素子搭載部に搭載された受光素子と、
    　前記信号増幅素子搭載部に搭載された信号増幅素子と、
    を有する光モジュール。
  11. 　請求項１０に記載の光モジュールを備える電子機器。
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