(57)【要約】【課題】導電ペーストが有する抵抗の低減を図ることができる、光通信モジュールを提供する。【解決手段】光送信モジュール１では、ガラスエポキシ基板２の一方面と発光素子１５との間隔Ｄが、ガラスエポキシ基板２の表面に対するソルダレジスト１０の高さＨよりも小さくなっている。ガラスエポキシ基板２の一方面と光学素子との間隔Ｄが小さいので、導電ペースト１７の厚さが小さくてよい。したがって、導電ペースト１７が有する抵抗を低減することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂パターンおよび前記樹脂パターンから選択的に露出した配線パターンを一方面に有する基板と、
前記基板の前記一方面の前記樹脂パターンから露出した部分に配置され、前記配線パターンに導電ペーストを介して電気的に接続される光学素子とを含み、
前記基板の前記一方面と前記光学素子との間隔が、前記基板の前記一方面に対する前記樹脂パターンの高さよりも小さい、光通信モジュール。
【請求項２】
前記光学素子は、その光軸が前記基板の前記一方面と平行をなすように配置される、請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項３】
前記配線パターンは、前記光学素子が配置される部分において、前記光学素子との電気接続のための複数の端子として露出し、
前記光学素子は、前記導電ペーストを介して各前記端子に接続され、
前記基板の前記一方面には、各前記端子間に、前記導電ペーストによる前記端子間の短絡を防止するための短絡防止壁が形成されており、
前記短絡防止壁の高さが、前記基板の前記一方面と前記光学素子との間隔以下である、請求項１または２に記載の光通信モジュール。
【請求項４】
前記短絡防止壁は、前記樹脂パターンの一部である、請求項３に記載の光通信モジュール。
【請求項５】
前記短絡防止壁は、導電材料からなり、各前記端子間に互いに間隔を空けて並列に複数設けられている、請求項３に記載の光通信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、インターネットを利用した動画配信の普及などに伴って、サーバやルータだけでなく、携帯電話機などにおいても、高速で大容量の信号伝送が要求されてきている。しかし、プリント配線板を用いた電気配線では、信号伝送速度が限界に近づいており、システム性能の向上が困難になってきている。
そのため、光インターコネクションが注目を集めている。光インターコネクションは、電気信号を光信号に変換し、光ファイバなどを用いて、高速かつ大容量の信号伝送を可能とする技術である。光インターコネクションでは、データの伝送の高速化を図ることができるだけでなく、電磁干渉（ノイズの発生）などの問題も解決することができる。
【０００３】
光インターコネクションに用いられる光通信モジュールでは、１つのパッケージ内に、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：垂直共振器面発光レーザ）またはＰＤ（Photo Diode）などの光学素子とその制御のためのＩＣチップとが収容されている。光学素子およびＩＣチップは、たとえば、配線パターンを有するガラスエポキシ基板上に実装されている。光学素子は、導電ペーストを介して、配線パターンに接合され、配線パターンと電気的に接続されている。ＩＣチップは、配線パターンに含まれるアイランド部にダイボンディングされ、ボンディングワイヤを介して、配線パターンに含まれるリードと電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７８５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような光通信モジュールでは、導電ペーストが有する抵抗の低減が望まれている。
そこで、本発明の目的は、導電ペーストが有する抵抗の低減を図ることができる、光通信モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、樹脂パターンおよび前記樹脂パターンから選択的に露出した配線パターンを一方面に有する基板と、前記基板の前記一方面の前記樹脂パターンから露出した部分に配置され、前記配線パターンに導電ペーストを介して電気的に接続される光学素子とを含み、前記基板の前記一方面と前記光学素子との間隔が、前記基板の前記一方面に対する前記樹脂パターンの高さよりも小さい、光通信モジュールである。
【０００７】
この光通信モジュールでは、基板の一方面と光学素子との間隔が、基板の一方面に対する樹脂パターンの高さよりも小さい。
基板の一方面には、樹脂パターン（ソルダレジスト）が形成されており、配線パターンは、光学素子などが接続される部分を除いて、その残りの部分が樹脂パターンに覆われている。基板上の光学素子が配置される領域においても、たとえば、配線パターンが光学素子との電気接続のための複数の端子として設けられる場合、導電ペーストによる短絡を防止するために、その端子として露出される各部分を除いて、配線パターンの残りの部分が樹脂パターンに被覆される。しかしながら、光学素子が配置される領域に樹脂パターンが存在していると、基板の一方面に対して光学素子を樹脂パターンの高さ以下に近づけることはできない。
【０００８】
そこで、本願発明者らは、光学素子が配置される領域に樹脂パターンをなくすか、または、光学素子が配置される領域に形成される樹脂パターンの高さをそれ以外の領域に形成される樹脂パターンの高さよりも小さくし、光学素子を基板の一方面に近づけ、基板の一方面と光学素子との間隔を、光学素子が配置される領域以外の領域に形成される樹脂パターンの高さよりも小さくすることを考えた。これにより、基板の一方面から光学素子の上面までの寸法を小さくすることができる。よって、光通信モジュールの高さの縮小を図ることができる。
【０００９】
そして、光学素子を基板の一方面に近づけた分、導電ペーストの厚さを小さくすることができるので、導電ペーストが有する抵抗を低減することができる。その結果、基板と光学素子との間での微小な電気信号の良好な伝送を達成することができる。
光学素子が光出射面または光受光面を上方に向けて配置される場合、それらの光軸を基板と平行にするためには、光出射面または光受光面の上方に光軸を屈曲させるためのミラーなどを配置しなければならず、光通信モジュールの高さが大きくなる。また、たとえば、光学素子と光ファイバとの間にレンズが介在される場合、光学素子が光出射面または光受光面を上方に向けて配置されると、光通信モジュールの高さが大きくなる。そのため、請求項２に記載のように、光学素子は、その光軸が基板の一方面と平行をなすように配置されることが好ましい。これにより、光通信モジュールの高さをより小さく抑えることができる。
【００１０】
また、請求項３に記載のように、配線パターンが光学素子との電気接続のための複数の端子として露出し、光学素子が導電ペーストを介して各前記端子に接続される場合、基板の一方面には、各端子間に、導電ペーストによる端子間の短絡を防止するための短絡防止壁が形成されていることが好ましい。そして、短絡防止壁の高さは、基板の一方面と前記光学素子との間隔以下であることが好ましい。このような短絡防止壁が設けられることにより、光通信モジュールの高さの縮小を図ることができながら、導電ペーストによる端子間の短絡を防止することができる。
【００１１】
短絡防止壁は、請求項４に記載のように、前記樹脂パターンの一部であってもよいし、請求項５に記載のように、導電材料からなり、各前記端子間に互いに間隔を空けて並列に複数設けられていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る光送信モジュールの模式的な平面図である。
【図２】図２は、図１に示す光送信モジュールから光学素子および光ファイバを取り除いた状態を示す模式的な平面図である。
【図３】図３は、図１に示す光送信モジュールを切断線III−IIIで切断したときの模式的な断面図である。
【図４】図４は、図１に示す光送信モジュールを切断線IV−IVで切断したときの模式的な断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る光受信モジュールの模式的な平面図である。
【図６】図６は、図１に示す光送信モジュールおよび光受信モジュールから短絡防止壁が省略された構成を示す模式的な断面図である。
【図７】図７は、導電材料からなる短絡防止壁の構成を示す模式的な断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、導電ペーストの厚さが小さい場合の電流経路について説明するための図解的な断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、導電ペーストの厚さが大きい場合の電流経路について説明するための図解的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る光送信モジュールの模式的な平面図である。図２は、図１に示す光送信モジュールから光学素子および光ファイバを取り除いた状態を示す模式的な平面図である。図３は、図１に示す光送信モジュールを切断線III−IIIで切断したときの模式的な断面図である。図４は、図１に示す光送信モジュールを切断線IV−IVで切断したときの模式的な断面図である。
【００１４】
光送信モジュール１は、長方形板状のガラスエポキシ基板２を備えている。
ガラスエポキシ基板２の表面上には、配線パターン３が形成されている。配線パターン３は、たとえば、銅からなる。配線パターン３には、アイランド４、複数のリード５および複数の外部端子６などが含まれる。
アイランド４は、ガラスエポキシ基板２の長手方向の中央よりもやや一方側に片寄った位置に配置されている。リード５は、アイランド４の周囲に配置されている。外部端子６は、ガラスエポキシ基板２の長手方向の一方側端部に配置されている。
【００１５】
アイランド４上には、後述する発光素子１５の制御のためのＩＣチップ７がダイボンディングされている。ＩＣチップ７の表面には、複数のパッド８が形成されている。各パッド８は、ボンディングワイヤ９を介して、リード５および外部端子６などと電気的に接続されている。図１では、パッド８と２つのリード５との接続状態のみが示されている。この２つのリード５は、アイランド４に対して他方側（外部端子６が配置される側と反対側）に配置されている。
【００１６】
また、ガラスエポキシ基板２上には、ソルダレジスト１０が形成されている（図３参照）。ソルダレジスト１０は、ガラスエポキシ基板２の表面を被覆している。アイランド４、リード５の一部および外部端子６などは、ＩＣチップ７やボンディングワイヤ９との接続のために、ソルダレジスト１０から選択的に露出している。
そして、ガラスエポキシ基板２の表面は、外部端子６が配置された一方側端部を除いて、樹脂パッケージ１１によりＩＣチップ７とともに封止されている。
【００１７】
樹脂パッケージ１１には、ＩＣチップ７を被覆する部分に対する他方側に、平面視四角形状の凹部１２が形成されている。凹部１２は、ガラスエポキシ基板２の表面まで掘り下がっており、凹部１２内において、ガラスエポキシ基板２の表面が露出している。パッド８と接続された２つのリード５の一部は、凹部１２内において、後述する発光素子１５との電気接続のための端子１３として露出している。
【００１８】
また、樹脂パッケージ１１には、凹部１２に対する他方側に、断面略Ｕ字状の凹溝１４が形成されている。凹溝１４は、凹部１２と連通し、樹脂パッケージ１１の他方側端面において開放されている。凹溝１４は、後述する光ファイバ１９の径よりも若干大きい幅を有している。
凹部１２内には、発光素子１５が配置される。発光素子１５は、たとえば、ＶＣＳＥＬである。発光素子１５は、その光軸が凹溝１４内を延び、ガラスエポキシ基板２の表面と平行をなすように横向きに配置されている。発光素子１５の側面（凹部１２内に配置された状態でガラスエポキシ基板２と対向する面）には、２つの端子１６が設けられている。各端子１６は、ガラスエポキシ基板２上の端子１３と導電ペースト１７（たとえば、銀ペースト）を介して接合される。
【００１９】
また、凹部１２内において、２つの端子１３の間には、ソルダレジスト１０の一部からなる短絡防止壁１８が形成されている。短絡防止壁１８は、ソルダレジスト１０における樹脂パッケージ１１に被覆されている部分よりも高さが小さく、端子１３と平行に延びている。これにより、図３に示すように、ガラスエポキシ基板２の表面と発光素子１５との間隔Ｄは、ガラスエポキシ基板２の表面に対するソルダレジスト１０の高さＨよりも小さくなっている。さらに、短絡防止壁１８は、発光素子１５の側面と接触しておらず、ガラスエポキシ基板２の表面に対する高さがガラスエポキシ基板２の表面と発光素子１５との間隔Ｄよりも小さい。
【００２０】
短絡防止壁１８を有するソルダレジスト１０は、たとえば、ガラスエポキシ基板２の表面にソルダレジスト１０の材料を短絡防止壁１８の高さ分だけ塗り、ソルダレジスト１０の下層および短絡防止壁１８を形成し、短絡防止壁１８となる部分を除いて、ソルダレジスト１０の下層上にソルダレジスト１０の材料をさらに重ねて塗ることにより形成することができる。
【００２１】
凹溝１４内には、光ファイバ１９の一端が配置される。光ファイバ１９の先端は、発光素子１５の光出射面と対向している。これにより、光ファイバ１９は、発光素子１５と光学的に接続されている。
図５は、本発明の実施形態に係る光受信モジュールの模式的な平面図である。
光受信モジュール２１は、発光素子１５が受光素子２２と入れ替わっている点以外、光送信モジュール１と同様の構成である。そのため、図５において、図１に示す各部に相当する部分には、それらの各部に付した参照符号と同一の参照符号を付している。そして、以下では、その同一の参照符号を付した各部（図１の構成と同様の構成について）の説明を省略する。
【００２２】
受光素子２２は、たとえば、ＰＤである。受光素子２２の光受光面には、半球状のレンズ２３が形成されている。受光素子２２は、レンズ２３が凹溝１４と対向するように横向きに配置されている。受光素子２２の側面（凹部１２内に配置された状態でガラスエポキシ基板２と対向する面）には、２つの端子が設けられている。各端子は、ガラスエポキシ基板２上の端子１３と導電ペースト（たとえば、銀ペースト）を介して接合される。
【００２３】
そして、凹溝１４には、光ファイバ１９の他端が配置される。光ファイバ１９の先端は、レンズ２３と対向している。これにより、光ファイバ１９は、受光素子２２と光学的に接続されている。
図１に示す光送信モジュール１の発光素子１５から出射される光は、光ファイバ１９を通過し、図５に示す光受信モジュール２１の受光素子２２にレンズ２３を介して受光される。この光の送受により、光送信モジュール１と光受信モジュール２１との間での光信号の伝送が達成される。
【００２４】
以上のように、光送信モジュール１および光受信モジュール２１では、ガラスエポキシ基板２の一方面とそれぞれ発光素子１５および受光素子２２（以下「光学素子」と総称する。）との間隔Ｄが、ガラスエポキシ基板２の表面に対するソルダレジスト１０の高さＨよりも小さくなっている。これにより、ガラスエポキシ基板２の表面から光学素子の上面までの寸法を小さくすることができ、光送信モジュール１および光受信モジュール２１の高さの縮小を図ることができる。
【００２５】
そして、ガラスエポキシ基板２の一方面と光学素子との間隔Ｄが小さいので、導電ペースト１７の厚さが小さくてよい。したがって、導電ペースト１７が有する抵抗を低減することができる。その結果、ガラスエポキシ基板２と光学素子との間での微小な電気信号の良好な伝送を達成することができる。
さらに、図８Ａに示すように、導電ペースト１７の厚さが小さいので、端子１６から導電ペースト１７を介してガラスエポキシ基板２上の端子１３へ流れる電流経路がほぼ一定となり、電流（電気信号）をスムーズに流すことができる。これに対し、図８Ｂに示すように、導電ペースト１７の厚さが大きい場合（たとえば、ソルダレジスト１０の高さよりも大きい場合）、端子１６から導電ペースト１７を介してガラスエポキシ基板２上の端子１３へ流れる電流経路が様々に変化するので（電流経路が増えるので）、電流がスムーズに流れないおそれがある。
【００２６】
また、凹部１２内において、２つの端子１３の間には、ソルダレジスト１０の一部からなる短絡防止壁１８が形成されている。短絡防止壁１８が形成されていることにより、導電ペースト１７による２つの端子１３間の短絡を防止することができる。
よって、光送信モジュール１および光受信モジュール２１の高さの縮小を図ることができながら、導電ペースト１７による２つの端子１３間の短絡を防止することができる。
【００２７】
また、光受信モジュール２１では、受光素子２２と光ファイバ１９との間にレンズ２３が介在されている。受光素子２２が光受光面（レンズ２３）を上方に向けて配置される場合、光受信モジュール２１の高さがレンズ２３の分だけ大きくなる。また、発光素子１５および受光素子２２がそれぞれ光出射面および光受光面を上方に向けて配置される場合、それらの光軸をガラスエポキシ基板２と平行にするためには、光出射面および光受光面の上方に光軸を屈曲させるためのミラーなどを配置しなければならず、光送信モジュール１および光受信モジュール２１の高さが大きくなる。そのため、光送信モジュール１および光受信モジュール２１では、光学素子が横向きに配置されている。これにより、光送信モジュール１および光受信モジュール２１の高さを一層小さく抑えることができる。
【００２８】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、他の形態で実施することも可能である。
たとえば、図６に示すように、短絡防止壁１８が省略されてもよい。
また、短絡防止壁１８は、ソルダレジスト１０の一部からなるとしたが、ソルダレジスト１０と別の材料により形成されていてもよい。たとえば、短絡防止壁１８は、導電材料により形成されてもよく、この場合、図７に示すように、２つの端子１３間に互いに間隔を空けて並列に複数設けられていてもよい。
【００２９】
さらに、短絡防止壁１８の高さは、ガラスエポキシ基板２の一方面と光学素子との間隔Ｄ以下であればよく、その上面が光学素子に接していてもよい。
また、発光素子１５として、ＶＣＳＥＬが用いられるとしたが、ＶＣＳＥＬ以外の面発光レーザが用いられてもよいし、半導体レーザに限らず、ＰＤが用いられてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１    光送信モジュール（光通信モジュール）
２    ガラスエポキシ基板（基板）
３    配線パターン
１０  ソルダレジスト（樹脂パターン）
１５  発光素子（光学素子）
１７  導電ペースト
１８  短絡防止壁
２１  光受信モジュール（光通信モジュール）
２２  受光素子（光学素子）
【図１】
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【図２】
2010177598.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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