(57)【要約】      （修正有）【課題】ＷＬＰにより実装される光モジュールに対して、ＯＢＯ方式を採用しながらも、光モジュールと光ファイバとの接合箇所が二次元的な自由度を有する光モジュール、光配線基板、光モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】光モジュール４００は、基板４０１と、基板に対して略垂直方向に進行する光の進行方向を基板に対して略平行方向に変化させ、基板に対して略平行方向に進行する光の進行方向を基板に対して略垂直方向に変化させる複数の光入出力部と、光入出力部同士を光学的に接続する１または複数の光導波路と、光入出力部および光導波路を含むように基板に纏着されるリッド４０３とを備え、該リッドは、その側面外部から側面内部へと進行する光の進行方向を光入出力部に進行するように変化させ、かつ光入出力部から出力された光の進行方向をリッドの側面内部から側面外部へと進行するように変化させる１または複数の反射ミラー４０６を有する。【選択図】図４
2019191380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号と電気信号とを相互に変換する光モジュールであって、
基板と、
前記基板に対して略垂直方向に進行する光の進行方向を前記基板に対して略平行方向に変化させ、かつ前記基板に対して略平行方向に進行する前記光の進行方向を前記基板に対して略垂直方向に変化させる複数の光入出力部と、
前記光入出力部同士を光学的に接続する１または複数の光導波路と、
前記光入出力部および前記光導波路を含むように前記基板に纏着されるリッドとを備え、
前記リッドは、前記リッドの側面外部から側面内部へと進行する前記光の進行方向を前記光入出力部に進行するように変化させ、かつ前記光入出力部から出力された前記光の進行方向を前記リッドの側面内部から側面外部へと進行するように変化させる１または複数の反射ミラーを有する、
光モジュール。
【請求項２】
前記光入出力部は、前記基板に対して略平行に配置し、
前記反射ミラーは、前記光入出力部の垂直上方に配置している、
請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
第１の光ファイバアレイは、前記リッドの第１の側面に配置され、前記第１の光ファイバアレイの端面が、前記反射ミラーに対向し、
第２の光ファイバアレイは、前記リッドの第２の側面に配置され、前記第２の光ファイバアレイの端面が、前記反射ミラーに対向している、
前記第１の光ファイバアレイと前記第２の光ファイバアレイとをさらに備える、
請求項１または２に記載の光モジュール。
【請求項４】
請求項３に記載の光モジュールと電気的にかつ／または光学的に接続する光配線基板。
【請求項５】
光信号と電気信号とを相互に変換する光モジュールの製造方法であって、
光を基板に対して略垂直に入力させかつ出力させる複数の光入出力部と、前記光入出力部同士を光学的に接続する１または複数の光導波路とを、前記基板に設置する第１の工程と、
第１の工程に次いで、１または複数の反射ミラーを有するリッドを、前記反射ミラーが前記光入出力部の垂直上部に配置されるように、かつ前記光入出力部および前記光導波路を含むように前記基板に纏着する第２の工程と、
前記第２の工程に次いで、少なくとも１つのリッドを含むように、前記基板を切り出して、前記切り出された基板の１つを１つの前記光モジュールとして取得する第３の工程と、を備える、
光モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記第３の工程に次いで、第１の光ファイバアレイを、前記第１の光ファイバアレイの端面が前記反射ミラーに対向するように、前記リッドの第１の側面に配置させ、第２の光ファイバアレイを、前記第２の光ファイバアレイの端面が前記反射ミラーに対向するように、前記リッドの第２の側面に配置させる第４の工程をさらに備える、
請求項５に記載の光モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールの実装構造および実装方法に関するものであって、特に、オンボードオプティクスにおける光モジュールの光配線構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光通信に用いられる光トランシーバを構成する部品群（光源、変調器、受光器、またはこれらに関連する電気回路）は、ＣＦＰ（Ｃｅｎｔｕｍ  ｇｉｇａｂｉｔ  Ｆｏｒｍ  ｆａｃｔｏｒ  Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ）規格などに代表される規格化されたフォームファクタの中に集積され、実装され、パッケージ化されている。
【０００３】
図１に、従来の光トランシーバ１００の構成（図１（ａ））およびその光トランシーバを実装した通信装置１１０の構成（図１（ｂ））を例示する。この実装方法の利点は、通信装置１１０の保守性の高さである。
【０００４】
たとえば、図１（ｂ）に示すように、通信装置１１０は、そのフロントエンド部として、通信装置１１０の内部に光部品群をパッケージ化した光トランシーバ１００を複数個実装する。光トランシーバ１００を構成する各部品の故障や老朽化、たとえば送信用光ファイバ１０１または受信用光ファイバ１０２の断線、受光器１０４内の素子の損傷、または制御回路１０６の電子回路構成部品の劣化が生じたときは、通信装置１１０本体から故障や老朽化した部品を有する光トランシーバ１１０のみを取り外し、通信装置１１０に、新たに、正常な光トランシーバを代替実装することにより通信装置１１０の動作を正常に保つことができる。
【０００５】
一方、光モジュールを通信装置内に実装する上記とは異なる方法として、オンボードオプティクス（Ｏｎ−Ｂｏａｒｄ  Ｏｐｔｉｃｓ、以下、ＯＢＯという）による実装方式（以下、ＯＢＯ方式という）が知られている。このＯＢＯ方式は、図１に示すように、光トランシーバを構成するために構成部品群をあらかじめパッケージ化して光モジュールを構成した後に通信装置内に実装するのではなく、光モジュールを構成する部品群を直接的に通信装置内のプリント配線基板に対して実装する方式である。
【０００６】
図２は、図１（ｂ）に示す光トランシーバを実装した通信装置１１０を、ＯＢＯ方式により構成した通信装置２００の構成の例である。通信装置２００は、あらかじめパッケージ化された光トランシーバが一体のモジュールとして実装されておらず、変調器２１３、受光器２１４、光源２１５、制御回路２１６の部品群が実装基板２１０上に実装され、それらにより光トランシーバとしての機能が実現されている構成を有している。
【０００７】
ＯＢＯ方式の第１の利点は、複数の光モジュールをそれぞれパッケージ化する必要が無いため、部品点数の減少に伴う実装コストの削減により、通信装置を構成する際に低コスト化を図ることができる点である。
【０００８】
また、図２に示すように、通信装置２００内の光トランシーバは、パッケージ化された光モジュールではないため、通信装置２００から光モジュールを着脱すること自体がない。したがって、光トランシーバを構成する部品群（変調器２１３、受光器２１４、光源２１５、制御回路２１６）を通信装置２００内の実装基板２１０の１つの端に並べて、一次元的に実装する必要が無くなる。すなわち、光トランシーバを構成する部品群２１３、２１４、２１５、２１６を実装基板２１０上の任意の箇所に二次元的に配置する事が可能となる。
【０００９】
ＯＢＯ方式の第２の利点は、上記の二次元的な配置が可能であることに基づいて、光モジュールを構成する部品群の実装基板２１０上における実装密度向上による通信装置２００を小型化することが可能な点や、光モジュールを構成する部品群の実装基板２１０上における配置を適切に調節することにより、通信装置２００の熱マネジメントを効率化することが可能となり、ひいては通信装置２００の低消費電力化を可能とする点である。
【００１０】
このＯＢＯ方式に対する技術要求は、３つある。第１の技術要求は、光モジュールを構成する部品群を、通信装置内の実装基板上に平面的に表面実装するため、部品群の各部品は、ＢＧＡ（ｂａｌｌ  ｇｒｉｄ  ａｒｒａｙ）などの略平面的な実装可能部分を備えている事、かつ、部品群の各部品がリフロー工程における熱に耐え得ること、いわゆるリフローラブルな耐熱性を有していることである。
【００１１】
第２の技術要求は、部品群の実装位置のずれを抑止する観点から、リフロー工程におけるセルフアライメント効果が精度良く機能することである。
【００１２】
さらに、第３の技術要求は、ＢＧＡなどを用いた実装方法で簡易に実現されている光モジュールと実装基板との間における電気的な結合と同様に、光モジュールと実装基板との間の光学的な結合についても低コストで実現できることである。
【００１３】
上記の、ＯＢＯ方式における３つの技術要求に応えるために、ウェハレベルパッケージング（Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｐａｃｋａｇｉｎｇ、以下、ＷＬＰという）による実装方法が適用される。ＷＬＰによる実装方法は、半導体ウェハから半導体チップに切り出した後にその半導体チップ上に部品群を実装するのではなく、半導体ウェハの状態のままで部品群を実装した後にその実装された部分を半導体チップとして切り出す実装方法である。
【００１４】
たとえば、光モジュールを構成する部品群を、半導体ウェハ上に適宜配置して実装し、その後、半導体ウェハから各光モジュール単位で適切に切り出すことにより、光モジュールが実装された半導体チップを得ることができる。
【００１５】
図３は、ＷＬＰによる実装方法により作製され、ＯＢＯ方式による光モジュール３００が、実装基板３０１上に実装された実装構造の例を示す。
【００１６】
ここで、光モジュール３００は、光制御回路３３３、Ｓｉ光回路３３０を備えている。Ｓｉ光回路３３０は、半導体としてＳｉ（シリコン）を採用し、半導体ウェハの状態のまま変調器などを含む光制御回路３３３を形成し、その後に半導体チップとして切り出したものである。この光モジュール３００と実装基板３０１とを電気的に接続する必要がある。
【００１７】
実装基板３０１上には、樹脂封止材３１０により封止された２つの電気回路１および電気回路２（３１２）が、はんだバンプまたははんだボール３０２を備えたＢＧＡパッケージにより実装され、実装基板３０１と電気的に接続している。
【００１８】
光電変換を行うレーザダイオード３２０は、樹脂封止材３１０を貫通する電気配線により、電気回路１および電気回路２（３１２）と電気的に接続している。
【００１９】
ここで、レーザダイオード３２０から射出されるレーザ光３２１を光制御回路３３３へと入力可能なように、光モジュール３００を接着剤３０３により樹脂封止材３１０の上に接着する。
【００２０】
光モジュール３００からの光信号の出力は、光ファイバ３３１を用いて行う。光ファイバ３３１は、樹脂封止材３１０とＳｉ光回路３３０とにより挟持されている光ファイバ固定構造３３２により固定され、Ｓｉ光回路３３０と光学的に接続している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２１】
【非特許文献１】Takanori Suzuki， Koichiro Adachi， Aki Takei， Kohichi R． Tamura， Akira Nakanishi， Kazuhiko Naoe， Tsukuru Ohtoshi， Kouji Nakahara， Shigehsa Tanaka， and Kazuhisa Uomi， “Cost-Effective Optical Sub-Assembly Using Lens-Integrated Surface-Emitting Laser”， J． Ligtw． Technol．， vol． 34 No． 2， p．358 (2016)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
ここで、図３に例示するＷＬＰによる光モジュールの実装方法によれば、光モジュール３００を構成するＳｉ光回路３３０の端面で光ファイバ３３１を固定して、光モジュール３００と光ファイバ３３１とを光学的に接続する構成である。したがって、１つの光モジュール３００、すなわち１つの半導体チップに接続することが可能な光ファイバ３３１の本数は、光モジュール３００の大きさにより制限される。
【００２３】
さらに、光モジュール３００と光ファイバ３３１との接続部分は、Ｓｉ光回路３３０の端面に限定されるため、光モジュール３００に複数本の光ファイバ３３１を接続する場合には、一次元的な配置に律される。したがって、ＯＢＯ方式の利点である、光モジュールを構成する部品群についての配置自由度を低下させることとなる。
【００２４】
よって、従来のＷＬＰによる実装方法は、ＯＢＯ方式における技術要求の解決と、ＯＢＯ方式の利点とを両立することができない。
【００２５】
ところで、近年、光モジュールの光信号の入出力箇所を実装基板の伸延方向に対して垂直方向に向けて設置する実装構造が報告されている。
【００２６】
たとえば、非特許文献１において、面発光レーザを構成する半導体チップ内の水平な導波路を伝搬するレーザ光を、その半導体レーザチップ内に設置された跳ね上げミラーにより垂直方向に反射させ、半導体チップ内の導波路の方向に対して垂直方向に設置された光ファイバに入射させる構成が開示されている（非特許文献１）。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本願発明者らは、非特許文献１に開示される半導体チップの構成を応用し、その構成に、内部に反射ミラーを有するリッドを備え、さらにそのリッドの任意の側面にリッドの内部と外部とを光学的に接続する光ファイバアレイを有する光モジュールの構成を独自に着想し本願発明を完成するに至った。
【００２８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。具体的には、ＷＬＰにより実装される光モジュールに対して、ＯＢＯ方式を採用しながらも、光モジュールと光ファイバとの接合箇所が二次元的な自由度を有する、光モジュール、光配線基板、および光モジュールの製造方法を提供する。
【００２９】
本願の発明の一実施形態の光モジュールは、基板と、基板に対して略垂直方向に進行する光の進行方向を基板に対して略平行方向に変化させ、かつ基板に対して略平行方向に進行する光の進行方向を基板に対して略垂直方向に変化させる複数の光入出力部と、光入出力部同士を光学的に接続する１または複数の光導波路と、光入出力部および光導波路を含むように基板に纏着されるリッドとを備えている。
【００３０】
このリッドは、リッドの側面外部から側面内部へと進行する光の進行方向を光入出力部に進行するように変化させ、かつ光入出力部から出力された光の進行方向をリッドの側面内部から側面外部へと進行するように変化させる１または複数の反射ミラーを有する。
【００３１】
本願の発明の一実施形態の光モジュールの製造方法は、光を基板に対して略垂直に入力させかつ出力させる複数の光入出力部と、光入出力部同士を光学的に接続する１または複数の光導波路とを、基板に設置する第１の工程と、第１の工程に次いで、１または複数の反射ミラーを有するリッドを、反射ミラーが光入出力部の垂直上部に配置されるように、かつ光入出力部および光導波路を含むように基板に纏着する第２の工程と、第２の工程に次いで、少なくとも１つのリッドを含むように、基板を切り出して、切り出された基板の１つを１つの光モジュールとして取得する第３の工程と、を備える。
【発明の効果】
【００３２】
上記で説明したように、本発明によれば、ＯＢＯ方式の利点である、実装基板上における光モジュールの配置自由度の高さを最大限に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来の光トランシーバの構成およびその光トランシーバを実装した通信装置の構成の概略図である。（ａ）は、光トランシーバの構成であり、（ｂ）はあらかじめパッケージ化した光トランシーバをモジュールとして実装した通信装置の構成である。
【図２】ＯＢＯ方式による光トランシーバを実装した通信装置の構成の概略図である。
【図３】ＷＬＰによる実装方法により作製された光モジュールが、実装基板上にＯＢＯ方式により実装された実装構造の概略図を示す。
【図４】反射ミラー付きリッドを備える光モジュール４００の概略構造図である。（ａ）は、その側断面図であり、（ｂ）は、その上面図であり図４（ａ）のＡ−Ａ’断面である。
【図５】光モジュールの製造方法を示す図である。（ａ）は、チップキャリア４０２の上に実装された半導体チップ４０１（光モジュールセット５００）の上面図であり、（ｂ）は、プリント配線基板５０２に光モジュールセット５００を実装したときの側断面図である。
【図６】反射ミラー付きリッド６００の概略図である。（ａ）は、その側断面図であり、（ｂ）は、その下面図である。
【図７】コリメート用レンズアレイ４０５を備える光ファイバアレイ４０４、およびさらに光アイソレータ７０１を備える光ファイバアレイ４０４の概略図である。（ａ）は、光ファイバアレイ４０４の末端にコリメート用レンズアレイ４０５を備えた場合であり、図７（ｂ）は、コリメート用レンズアレイ４０５の末端にさらに光アイソレータ７０１を備えた場合であり、図７（ｃ）は、図７（ｂ）と逆方向に光を進行させる光アイソレータ７０１を備えた場合である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（実施例１）
本発明の第１の実施例として、光モジュールについて説明する。図４は、本発明による反射ミラー付きリッドを備える光モジュール４００の構造を示す図である。図４（ａ）は、その側断面図であり、図４（ｂ）は、その上面図であり図４（ａ）のＡ−Ａ’断面である。
【００３５】
本実施例では、光モジュールとして、４つの入力ポートおよび４つの出力ポートを備える導波路型光スイッチを示す。導波路型光スイッチを構成する部品群は、半導体チップ４０１に実装され、部品群のそれぞれの部品同士は、電気的にまたは光学的に接続している。この導波路型光スイッチは、半導体チップ４０１に形成されたマイクロヒータ（図４において図示せず）に流す電流を制御することにより、入力ポートと出力ポートとの組み合わせを任意に設定することができる。なお、図４において、導波路型光スイッチを構成する部品群は、省略され描かれていない。
【００３６】
半導体チップ４０１は、チップキャリア４０２の上に実装され、半導体チップ４０１とチップキャリア４０２とは電気的に接続している。リッド４０３は、半導体チップ４０１およびチップキャリア４０２を完全に覆うように纏着されている。反射ミラー４０６は、リッド４０３の内面上部に配置されている。本実施例では、４つの入力および４つの出力のそれぞれに対して対応するように、合計８個の反射ミラーが配置されている。
【００３７】
反射ミラー４０６は、リッド４０３と同じ材質によりリッド４０３と一体に形成することもでき、また、別途作製したリッド４０３の内面上部に対して接着して配置させることもできる。さらに、反射ミラー４０６の斜面上に、金などの金属を蒸着法などの公知の薄膜形成手段によって反射面を形成することができる。
【００３８】
リッド４０３は、半導体チップ４０１およびチップキャリア４０２を完全に覆うように半導体チップ４０１またはチップキャリア４０２に対して、接着部４０９により接着されている。まず、この接着方法は、リッド４０３に接着用金属Ａ４０７を、および半導体チップ４０１またはチップキャリア４０２に接着用金属Ｂ４０８を設け、それら接着用金属Ａ４０７と接着用金属Ｂ４０８とを互いを圧着させ、その圧着部分に熱処理を行うことにより、半導体チップ４０１またはチップキャリア４０２とリッド４０３とを接着させることができる。
【００３９】
接着用金属Ａ４０７は、リッド４０３の下面開放部の端面上に設けられ、接着用金属Ｂ４０８は、半導体チップ４０１およびチップキャリア４０２のいずれかに設けられる。ここで、接着用金属Ｂ４０８は、反射ミラー付きリッドを備えた光モジュール４００をＷＬＰにより実装する場合は、半導体チップ４０１に設けられる方が好ましい。接着用金属Ｂ４０８が、半導体チップ４０１に設けられる場合、半導体チップ４０１の光モジュールを構成する部品群が実装される半導体チップ４０１の面の外周内側に外周に沿って設けられる（以下では、接着用金属Ｂ４０８が半導体チップ４０１に設けられる場合について説明する）。
【００４０】
接着用金属Ａ４０７および接着用金属Ｂ４０８は、蒸着法により作製されることが好ましい。また、接着用金属Ａ４０７および接着用金属Ｂ４０８は、金属としてＡｕ（金）を採用することが好ましく、バンプ状に設けられることが好ましい。
【００４１】
また、半導体チップ４０１とリッド４０３とを接着するとき、それらの接合部に対して行う熱処理の温度は、半導体チップ４０１に光モジュールを構成する部品群を実装するときの温度以下であることが望ましい。すなわち、半導体チップ４０１に光モジュールを実装するときの温度以下であることが望ましい。この温度を規制することにより、光モジュールを構成する部品群と半導体チップ４０１との間の機械的接合強度および電気的接合安定性の確保が実現でき、ひいては光モジュールの動作安定性を確保することができる。
【００４２】
本実施例において、半導体チップ４０１の材料として、たとえばＩｎＰ（インジウム・リン）を採用した場合、半導体チップ４０１とリッド４０３とを接着するときの熱処理の温度は、３００℃以下であることが望ましい。さらに、熱処理の温度を低くする場合には、超音波接着法を適用することもできる。この超音波接着法を適用した場合には、接着するときの熱処理の温度の上限を、３００℃から１５０℃へと低下させることが可能である。具体的には、接合部４０９に対して局部的な超音波振動と圧力を加えることにより、リッド４０３側に設けた接着用金属Ａ４０７と半導体チップ４０１側に設けた接着用金属Ｂ４０８とを瞬時に溶融させ、接合部４０９を形成して接合させることができる。
【００４３】
反射ミラー付きリッドを備えた光モジュール４００の外部から入力する光は、光ファイバアレイ４０４中を導波してリッド４０３の内部へ入力される。光は、リッド４０３の内部に入力されるとき、光ファイバアレイ４０４の末端に接続されたコリメート用レンズアレイ４０５により平行光とされ、リッド４０３の内部へと出射される。
【００４４】
リッド４０３の内部へと射出された光は、図４におけるＹ軸方向に直進し、反射ミラー４０６により反射されて、図４におけるＺ軸方向に光路が変更されそのまま直進し、半導体チップ４０１に実装された光入出力部（図４において図示せず。後に説明する図５における５０１を指す）へと入射する。
【００４５】
光入出力部に入射した光は、半導体チップ４０１の表面または内部に配置された導波路４０１ａの内部を伝搬し、入射した光入出力部とは異なる光入出力部から、半導体チップ４０１に対して垂直方向に、すなわち図４におけるＺ軸方向に射出する。出射した光は、反射ミラー４０６により再び反射され、図４におけるＹ軸方向に光路が変更されそのまま直進し、出力ポートとして設けられている光ファイバアレイ４０４へと入射し、反射ミラー付きリッドを備えた光モジュール４００の外部へと出力される。反射ミラー付きリッドを備えた光モジュール４００の外部へと光が出力されるときは、反射ミラー付きリッドを備えた光モジュール４００の内部に入力するときとは反対に、光は、まずコリメート用レンズアレイ４０５を介して平行光とされて、その後に光ファイバアレイ４０４へと入射する。
【００４６】
本実施例は、光モジュールの一例として、４つの入力ポートおよび４つの出力ポートを備える光導波路スイッチを示している。本発明によれば、光モジュールは、導波路型光スイッチに限定されることなく、任意の光モジュールに対して適用することができる。たとえば、入出力ポートである光ファイバアレイ４０４の光ファイバの本数の増減、またリッド４０３の内部上面に形成される反射ミラー４０６の配置の変更を行うことにより、任意の入出力ポート数、また任意の位置に配置された光入出力部を有する光モジュールについて適用することが可能である。
【００４７】
（実施例２）
図５は、本発明の光モジュールの製造方法を示す図である。図５（ａ）は、チップキャリア４０２の上に実装された半導体チップ４０１（以下、光モジュールセット５００という）の上面図であり、図５（ｂ）は、プリント配線基板（以下、ＰＣＢという）５０２に光モジュールセット５００を実装したときの側断面図である。
【００４８】
まず、実装された半導体チップ４０１をチップキャリア４０２上に実装し光モジュールセット５００を形成する。その光モジュールセット５００をＰＣＢ５０２の上に実装する。
【００４９】
半導体チップ４０１には、半導体チップ４０１の面に対して垂直方向に光を入出力することが可能な光入出力部５０１が設けられている。本実施例における光入出力部５０１は、光の進行方向を図５におけるＹ軸方向とＺ軸方向と間で相互に変更する光跳ね上げ部５０１ａと、光跳ね上げ部により進行方向が変更された光を収束させるためのレンズ５０１ｂとにより形成されている。また、半導体チップ４０１に複数設けられた光入出力部は、半導体チップ４０１の表面または内部に設けられた導波路４０１ａにより光学的に接続されている。本実施例における光入出力部５０１を形成する光跳ね上げ部、レンズ、および導波路の配置および構成は、非特許文献１と同様である。
【００５０】
光モジュールセット５００は、はんだリフロー工程により、ＰＣＢ５０２上に実装される。符号５１０は、光モジュールセット５００がＰＣＢ５０２上に実装された状態を示している。半導体チップ４０１とＰＣＢ５０２との電気的な接続は、チップキャリア上面に設けられた電気配線（図５において図示せず）およびチップキャリア４０２の底面に設けられたはんだバンプまたははんだボール５０３を介して行われる。
【００５１】
図６は、光モジュールセット５００を覆うための反射ミラー付きリッド６００である。図６（ａ）は、その側断面図であり、図６（ｂ）は、その下面図である。
【００５２】
まず、リッド４０３に、光ファイバアレイ４０４、コリメート用レンズアレイ４０５、および反射ミラー４０６を接続、または形成して、反射ミラー付きリッド６００を形成する。反射ミラー４０６（符号６０１は、４０６の斜視図である）は、半導体チップ４０１に設けられた光入出力部５０１の垂直上方に位置するように、反射ミラー付きリッド６００の内面上部に形成される。また、光ファイバアレイ４０４の末端に接続されているコリメート用レンズアレイ４０５は、反射ミラー４０６により反射した光を入射可能とするように、且つ光ファイバアレイ４０４の内部を伝搬してきた光を反射ミラーにより反射可能とするように、反射ミラー付きリッド６００の側壁に対して接続される。
【００５３】
このとき、コリメート用レンズアレイ４０５は、コリメート用レンズアレイ４０５が反射ミラー付きリッド６００の側壁を貫通して内部まで到達するように、反射ミラー付きリッド６００の側壁に設けられた溝（図６における破線部）に挿通して接続することができる。また、コリメート用レンズアレイ４０５は、反射ミラー付きリッド６００の側壁に溝が設けられていない場合においても、反射ミラー付きリッド６００の材質を適切に選択することにより、反射ミラー付きリッド６００の内部まで到達させることなく、そのまま反射ミラー付きリッド６００の側壁に対して接続することができる。このとき、反射ミラー付きリッド６００の材料として、光通信用の光の周波数に対して光吸収の程度が低い材料が好ましく、たとえば、シリコンを採用することができる。
【００５４】
次いで、はんだリフロー工程によりＰＣＢ５０２上に実装された光モジュールセット５００に対して、反射ミラー付きリッド６００を、反射ミラー付きリッド６００とＰＣＢ５０２とにより光モジュールセット５００を纏着するように、ＰＣＢ５０２上に実装する。
【００５５】
反射ミラー付きリッド６００は、上記のように、予め反射ミラーの位置が、光入出力部５０１の垂直方向上側に位置するように配置されているため、別途のレーザダイオードなどを用意してアライメントを調整することなく、半導体チップ４０１に設けられた光入出力部５０１と、反射ミラー付きリッド６００に設けられた反射ミラー４０６、コリメート用レンズアレイ４０５および光ファイバアレイ４０４を、簡便にかつ短時間で光学的に接続することができる。
【００５６】
また、この光学的な接合は、パッシブアライメントによる作用およびその効果を適用することができ、たとえば、反射ミラー付きリッド６００とＰＣＢ５０２を接合するときにはんだを使う場合には、はんだ接合のセルフアライン効果を利用することができ、また機械的に接合する場合には、反射ミラー付きリッド６００とＰＣＢ５０２との間の突き当てやはめ合いによる位置決めを利用することができる。
【００５７】
（実施例３）
本実施例では、光モジュールとして、半導体アンプを集積した光変調器を採用した場合ついて説明する。このときの半導体チップ４０１、チップキャリア４０２および反射ミラー付きリッド６００の配置関係は、図４に示す反射ミラー付きリッドを備えた光モジュール４００と同じである。また、半導体チップ４０１は、その材料としてＩｎＰ（インジウム・リン）を採用している。
【００５８】
本実施例において実施例１と異なる点は、反射ミラー付きリッドを備えた光モジュール４００の入出力ポートである光ファイバアレイ４０４が、その末端にコリメート用レンズアレイ４０５に加え、さらに光アイソレータ７０１を備える点である。
【００５９】
図７は、コリメート用レンズアレイ４０５を備える光ファイバアレイ４０４、およびさらに光アイソレータ７０１を備える光ファイバアレイ４０４を示す図である。図７（ａ）は、光ファイバアレイ４０４の末端にコリメート用レンズアレイ４０５を備えた場合であり、図７（ｂ）は、コリメート用レンズアレイ４０５の末端にさらに光アイソレータ７０１を備えた場合であり、図７（ｃ）は、図７（ｂ）と逆方向に光を進行させる光アイソレータ７０１を備えた場合である。
【００６０】
光モジュールが、本実施例において採用した半導体アンプのように増幅機能を有する場合、反射ミラー付きリッドを備えた光モジュール４００の外部から帰還した光により、光モジュール内において発振現象を誘発して光モジュールの動作が不安定となる場合がある。そこで、光アイソレータ７０１を備えた光ファイバアレイ４０４を、反射ミラー付きリッドを備えた光モジュール４００の入出力ポートとして用いることにより、この発振現象を効率よく抑止することができる。
【００６１】
具体的には、図４おける反射ミラー付きリッドを備えた光モジュール４００の入力ポート（図４の向かって左側）に図７（ｂ）の光アイソレータ７０１を備えた光ファイバアレイ４０４を、出力ポート（図４の向かって右側）に図７（ｃ）の光アイソレータ７０１を備えた光ファイバアレイ４０４を配置する。
【００６２】
この構成により、反射ミラー付きリッドを備えた光モジュール４００の外部から帰還した光は、反射ミラー付きリッド６００の内部に入力される際に、帰還方向の順方向にしか通過せず、且つ逆方向の光が遮断される。
【００６３】
上記の実施例１乃至３によれば、ＯＢＯ方式の利点である二次元的な配置の自由度を確保しながらも、方向や配線数に規制をされることなく、光回路を設計できることが明らかである。
【符号の説明】
【００６４】
１００          従来の光トランシーバ
１０１、２１１          送信用光ファイバ
１０２、２１２          受信用光ファイバ
１０３、２１３          変調器
１０４、２１４          受光器
１０５、２１５          光源
１０６、２１６          制御回路
１１０          従来の光トランシーバ１００を実装した通信装置
２００          ＯＢＯ方式により構成した通信装置
２１０          実装基板
３００          光モジュール
３０１          光モジュール３００が実装された実装基板
３０２、５０３          はんだバンプまたははんだボール
３０３          接着剤
３１０          樹脂封止材
３１２          電気回路１および電気回路２
３２０          レーザダイオード
３２１          レーザダイオード３２０から射出されるレーザ光
３３０          Ｓｉ光回路
３３１          光ファイバ
３３２          光ファイバ固定構造
３３３          光制御回路
４００          反射ミラー付きリッドを備えた光モジュール
４０１          半導体チップ
４０２          チップキャリア
４０３          リッド
４０４          光ファイバアレイ
４０５          コリメート用レンズアレイ
４０６          反射ミラー
４０７          接着用金属Ａ
４０８          接着用金属Ｂ
４０９          接合部
５００          光モジュールセット
５０１          光入出力部
５０２          プリント配線基板
５１０          光モジュール５００が実装された光配線基板
６００          反射ミラー付きリッド
６０１          反射ミラー４０６の斜視図
７０１          光アイソレータ
【図１】
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【図２】
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【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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