(57)【要約】      （修正有）【課題】高周波信号の劣化を抑えて高速伝送を可能とし、小型化が可能な光モジュール構造を提供すること。【解決手段】光モジュール構造体が、メイン基板１０８と、第１突起電極１１１を介して、メイン基板に電気的に接続されたインターポーザ基板１０１と、第２突起電極１０７を介して、インターポーザ基板と電気的に接続された第１の通信ＬＳＩ１０５ａと、インターポーザ基板の側面接続端子１０４と第３突起電極１２４ａを介して、インターポーザ基板と電気的に接続されたＩＣ素子１２２と、第４突起電極１２４ｂと側面接続端子１１３を介して、ＩＣ素子と電気的に接続されたＳｉベンチ基板１１２と、第５突起電極１１５を介して、Ｓｉベンチ基板と電気的に接続された光素子１１８と、Ｓｉベンチ基板上に形成された光導波路１１６を介して光学的に接続された光ファイバ１２６と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メイン基板と、
第１突起電極を介して、前記メイン基板に電気的に接続されたインターポーザ基板と、
第２突起電極を介して、前記インターポーザ基板と電気的に接続された第１の通信ＬＳＩと、
前記インターポーザ基板の側面接続端子と第３突起電極を介して、前記インターポーザ基板と電気的に接続されたＩＣ素子と、
第４突起電極と側面接続端子を介して、前記ＩＣ素子と電気的に接続されたＳｉベンチ基板と、
第５突起電極を介して、前記Ｓｉベンチ基板と電気的に接続された光素子と、
前記Ｓｉベンチ基板上に形成された光導波路を介して光学的に接続された光ファイバと、
を含む光モジュール構造体。
【請求項２】
前記インターポーザ基板と電気的に接続される第２の通信ＬＳＩを備える、請求項１に記載の光モジュール構造体。
【請求項３】
前記メイン基板にキャビティがあり、前記キャビティ内に前記第２の通信ＬＳＩが位置する、請求項２に記載の光モジュール構造体。
【請求項４】
前記第１の通信ＬＳＩと前記Ｓｉベンチ基板の間に配置され、両者を接合する放熱シートを備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光モジュール構造体。
【請求項５】
前記放熱シートは、前記通信ＬＳＩ、前記インターポーザ基板、前記メイン基板、前記Ｓｉベンチ基板より柔らかい、請求項４に記載の光モジュール構造体。
【請求項６】
前記ＩＣ素子は、前記第３突起電極と接続される接続端子と前記第４突起電極と接続される接続端子とを有し、
前記ＩＣ素子の前記接続端子間の距離と、前記インターポーザ基板の前記側面接続端子とＳｉベンチ基板の前記側面接続端子との間の距離と、が等しくなるように、前記インターポーザ基板と前記Ｓｉベンチ基板との間に前記放熱シートが厚み調整用シートとして配置されている、請求項４または５に記載の光モジュール構造体。
【請求項７】
前記インターポーザ基板の厚みは、前記インターポーザ基板の前記側面接続端子と前記ＩＣ素子の前記接続端子とを電気的に接続する前記第３突起電極の外径以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の光モジュール構造体。
【請求項８】
前記Ｓｉベンチ基板は、前記第５突起電極と接続される接続端子を主面に有し、前記側面接続端子を側面に有し、前記Ｓｉベンチ基板の前記接続端子と前記側面接続端子を繋ぐ配線の少なくとも一部が、前記主面および前記側面に対して傾斜している、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光モジュール構造体。
【請求項９】
前記インターポーザ基板の前記側面接続端子と前記Ｓｉベンチ基板の前記側面接続端子との間隔と同じになるように、前記ＩＣ素子の外面に前記接続端子が再配線されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光モジュール構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号を光信号に変換して光信号を送信あるいは受信する光モジュール構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、図６に示すように、光モジュール５０には、発光（送信）側光モジュール５０Ａおよび受光（受信）側光モジュール５０Ｂの各々の第１基板５１の表面に形成された溝内に設けられた内部導波路５２と、この溝の先端部に形成された光路変換用のミラー部５３とが設けられている。
【０００３】
また、発光側光モジュール５０Ａの第１基板５１の表面には、ミラー部５３を介して内部導波路５２のコア部に光信号を発光する発光素子（光素子）５４Ａが実装されている。また、同様に、受光側光モジュール５０Ｂの第１基板５１の表面には、ミラー部５３を介して内部導波路５２のコア部からの光信号を受光する受光素子（光素子）５４Ｂが実装されている。
【０００４】
さらに、発光素子５４Ａおよび受光素子５４Ｂにおけるそれぞれの内部導波路５２のコア部には、外部導波路（光ファイバ）５５が光学的に結合されている。
【０００５】
それぞれの第１基板５１の表面には、発光素子５４Ａの発光面または受光素子５４Ｂの受光面を実装面として、バンプを介在させて発光素子５４Ａまたは受光素子５４Ｂがフリップチップ実装されている。また、それぞれの第１基板５１は、それぞれ別の第２基板（インタポーザ基板）５６の表面に設置されている。それぞれの第２基板５６の表面には、発光素子５４Ａに電気信号を送信するためのＩＣ回路が形成された信号処理部（ＩＣ基板）５７Ａ、または、受光素子５４Ｂからの電気信号を受信するためのＩＣ回路が形成された信号処理部（ＩＣ基板）５７Ｂが実装されている。発光素子５４Ａと信号処理部５７Ａとはループ状のボンディングワイヤ５８で電気的に接続されており、受光素子５４Ｂと信号処理部５７Ｂとはループ状のボンディングワイヤ５８で電気的に接続されている。また、信号処理部５７Ａ、５７Ｂを他の回路装置に電気的に接続するためのコネクタ５９がそれぞれのモジュール５０Ａ、５０Ｂに設けられており、それぞれのコネクタ５９と信号処理部５７Ａ、５７Ｂとは、ループ状のボンディングワイヤ６０で電気的に接続されている。
【０００６】
このような光モジュール５０において、１０Ｇｂｓ以上の高速伝送を実現するための手法としては、電気信号を送信する配線１ライン当たりの高速化、または、複数の電気信号を同時に伝送する多チャンネル化が考えられる。
【０００７】
配線１ライン当たりの高速化の場合には、ボンディングワイヤ５８のインダクタンス成分によるインピーダンス不整合によって、信号反射による遅延での高周波信号の劣化が無視できなくなる。ここで、インダクタンス成分は、ボンディングワイヤ５８の長さに比例するものであるために、配線１ライン当たりの高速化のためには、ボンディングワイヤ５８の長さを短くする必要がある。
【０００８】
また、多チャンネル化の場合には、複数の配線を並列して配置するために、それぞれの配線間で電気信号が相互干渉するクロストークの増加が問題となる。一般にクロストークは配線間の容量結合によって起こり、低減するための対策としては、配線長さの短縮、配線間隔の増加、ＧＮＤ回路（グランド回路）でのシールド等が挙げられる。
【０００９】
しかし、ボンディングワイヤ５８では、ＧＮＤ回路でのシールドができず、配線間隔を増加すると光モジュールが大型化するというデメリットが発生する。したがって、多チャンネル化を考慮する際にも、ボンディングワイヤ５８の長さを短くする必要がある。
【００１０】
従来の別の光モジュールとして、ボンディングワイヤ接続による発光側光モジュール構造体４０Ａ−１の断面図を図７に示す（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
光モジュール構造体４０Ａ−１において、第１基板１の表面には、発光素子１２ａのバンプ１２ｃの近傍から斜め下方向に傾斜する傾斜面１ｅと、この傾斜面１ｅの下端から水平となる水平面１ｆとにより構成される凹段部１ｇが形成されている。
【００１２】
発光素子１２ａのバンプ１２ｃに接続されたメタル回路（銅や金のスパッタリングによりパターニングされた回路）１２ｄは、傾斜面１ｅと水平面１ｆに沿って形成されており、メタル回路１２ｄにおける水平面１ｆ上の端部がランド１２ｅとなっている。このような構成を採用することにより、水平面１ｆのランド１２ｅの高さ位置を、信号処理部４ａの発光素子１２ａ側のランド４ｃの高さ位置に近づけるように低い位置に形成することができる。
【００１３】
また、発光素子１２ａ側のランド１２ｅと、信号処理部４ａの発光素子１２ａ側のランド４ｃとは、ループ状のボンディングワイヤ２６で電気的に接続されている。
【００１４】
さらに、信号処理部４ａのコネクタ７側のランド４ｄと、第２基板６の表面のコネクタ７のランド７ａとは、ループ状のボンディングワイヤ２７で電気的に接続されている。
【００１５】
そして、コネクタ７のランド７ａは、第２基板６の貫通穴配線６ａを介して、第２基板６の裏面側に配置されたコネクタ７に電気的に接続されている。
【００１６】
図７において、第１基板１に形成した凹段部１ｇを用いて発光素子１２ａ側のランド１２ｅの高さ位置を低くすることにより、信号処理部４ａの発光素子１２ａ側のランド４ｃとの高低差Ｈを小さくすることができる。その結果、ボンディングワイヤ２６の長さを短くできるので、高周波信号の劣化を抑えることができ、高速伝送が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特許第５６５４３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、近年、この光モジュールを用いて、８Ｋ映像もしくはデータセンターのような超大容量データを高速伝送するためのシステムの開発が進んでいる。このようなシステムでは、５０Ｇｂｓ以上の高速伝送が必要とされており、このような超大容量データの伝送方式として、４値パルス振幅変調（ＰＡＭ４）の方式が用いられる。
【００１９】
図８は、従来の４値パルス振幅変調（ＰＡＭ４）方式による発光側光モジュール構造体の平面図である。ＰＡＭとは、Ｐｕｌｓｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎの略である。従来の２値パルス振幅変調（ＰＡＭ２）が０と１から成るビット列をそのまま２つの電圧レベルのパルス信号として変調して伝送する。これに対し、ＰＡＭ４は、０と１から成るビット列を００、０１、１０、１１の４つの電圧レベルのパルス信号として変調して伝送する方式であり、従来の２倍のデータ伝送が可能になる。
【００２０】
このようなＰＡＭ４の方式に適用される光モジュールでは、２値を４値に変調するためにドライバ回路やレシーバ回路を組み込んだ通信ＬＳＩ８０１が新たに必要となり、光モジュールを構成するチップ数の増加に伴い光モジュールが大型化する。
【００２１】
さらに、高速化、高周波化に伴い、Ｓｉベンチ基板８０２とＩＣ基板８０３とを接続するボンディングワイヤ８０４、あるいは、通信ＬＳＩ８０１とＩＣ基板８０３とを接続するボンディングワイヤ８０５などの配線によって伝送損失が増大するという課題がある。
【００２２】
よって、本発明は、従来の課題を解決するもので、光モジュールを構成するチップ間を接続する経路を短くすることにより、高周波信号の劣化を抑えて伝送速度の向上を可能とし、小型化が可能な光モジュール構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明の一の態様の光モジュール構造体は、メイン基板と、第１突起電極を介して、前記メイン基板に電気的に接続されたインターポーザ基板と、第２突起電極を介して、前記インターポーザ基板と電気的に接続された第１の通信ＬＳＩと、前記インターポーザ基板の側面接続端子と第３突起電極を介して、前記インターポーザ基板と電気的に接続されたＩＣ素子と、第４突起電極と側面接続端子を介して、前記ＩＣ素子と電気的に接続されたＳｉベンチ基板と、第５突起電極を介して、前記Ｓｉベンチ基板と電気的に接続された光素子と、前記Ｓｉベンチ基板上に形成された光導波路を介して光学的に接続された光ファイバと、を含むものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の光モジュール構造体によれば、光モジュールを構成するチップ間を接続する経路を短くすることができ、これにより、高周波信号の劣化を抑えて伝送速度の向上を可能とし、小型化が可能な光モジュール構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１における受光側光モジュール構造体の構成を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態１における受光側光モジュール構造体の構成を示す平面図
【図３】（ａ）〜（ｇ）は本発明の実施の形態１における受光側光モジュール構造体の形成工程を示す断面図
【図４】本発明の実施の形態２における受光側光モジュール構造体の構成を示す断面図
【図５】（ａ）〜（ｆ）は本発明の実施の形態２における受光側光モジュール構造体において再配線の形成工程を示す断面図
【図６】従来の光モジュール構造体の構成を示す断面図
【図７】従来のボンディングワイヤ接続による発光側光モジュール構造体の構成を示す断面図
【図８】従来の４値パルス振幅変調方式による発光側光モジュール構造体の構成を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ要素については、同じ符号を付しており説明を省略する場合がある。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光モジュール構造体である受光側光モジュールの断面図であり、図２は、本発明の実施の形態１における受光側光モジュールの平面図である。
【００２８】
＜構造＞
本発明の実施の形態１における受光側光モジュールは、インターポーザ基板１０１と、２つの通信ＬＳＩ１０５ａ、１０５ｂと、Ｓｉベンチ基板１１２との積層構造を有する。この積層構造がメイン基板１０８上に配置されるとともに、積層構造における図示上面に受光素子１１８が配置され、積層構造における図示側面にＩＣ素子１２２が配置された構成が採用されている。
【００２９】
図１に示すように、インターポーザ基板１０１の一方の主面（図１における上面）には通信ＬＳＩ１０５ａが配置され、他方の主面（図１における下面）には通信ＬＳＩ１０５ｂが配置されている。
【００３０】
インターポーザ基板１０１の両主面には接続端子１０２が形成されており、通信ＬＳＩ１０５ａ、１０５ｂそれぞれの主面（インターポーザ基板１０１側の面）には接続端子１０６が形成されている。インターポーザ基板１０１の上面における接続端子１０２と、通信ＬＳＩ１０５ａの接続端子１０６とが、第２突起電極１０７を介して電気的に接続されている。また、インターポーザ基板１０１の下面における接続端子１０２と、通信ＬＳＩ１０５ｂの接続端子１０６とが、第２突起電極１０７を介して電気的に接続されている。
【００３１】
メイン基板１０８の一方の主面（図１における上面）には凹状部分であるキャビティ１０９が形成されており、このキャビティ１０９の中に通信ＬＳＩ１０５ｂが配置されている。すなわち、メイン基板１０８のキャビティ１０９の底面上に、通信ＬＳＩ１０５ｂの他方の主面（図１における下面）が配置されている。
【００３２】
メイン基板１０８の上面におけるキャビティ１０９の外側には接続端子１１０が形成されている。インターポーザ基板１０１の下面における一部の接続端子１０２は、メイン基板１０８の接続端子１１０と対向して、第１突起電極１１１を介して電気的に接続されている。
【００３３】
Ｓｉベンチ基板１１２の一方の主面（図１における上面）には受光素子１１８が配置されている。Ｓｉベンチ基板１１２の上面には接続端子１１３が形成されており、受光素子１１８の下面には接続端子１１９が形成されている。Ｓｉベンチ基板１１２の接続端子１１３と受光素子１１８の接続端子１１９とが第５突起電極１１５を介して電気的に接続されている。Ｓｉベンチ基板と受光素子１１８との接続部分は、封止材１２０により封止されている。
【００３４】
通信ＬＳＩ１０５ａの他方の主面（図１における上面）と、Ｓｉベンチ基板１１２の他方の主面（図１における下面）との間には、厚み調整用放熱シート１２１が配置されており、厚み調整用放熱シート１２１を介して通信ＬＳＩ１０５ａとＳｉベンチ基板１１２とが接合されている。
【００３５】
インターポーザ基板１０１とＳｉベンチ基板１１２の側面側（図１における左側面側）にＩＣ素子１２２が配置されている。本実施の形態１では、ＩＣ素子１２２として、例えばＴＩＡ素子を採用している。ＴＩＡ素子は、トランスインピーダンスアンプ（Ｔｒａｎｓｉｍｐｅｄａｎｃｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）（以下，ＴＩＡと略す）は，光通信システムの受信系に用いられるＩＣ素子である。ＩＣ素子１２２の主面（図１における右側の面）には、複数の接続端子１２３が形成されている。
【００３６】
インターポーザ基板１０１の側面（図１における左側面）には側面接続端子１０４が形成されている。ここで、インターポーザ基板１０１の側面とは、インターポーザ基板１０１において互いに対向する主面（図１における上面および下面）の端部を接続する面のことである。インターポーザ基板１０１の側面接続端子１０４とＩＣ素子１２２の１つの接続端子１２３とが互いに対向して、第３突起電極１２４ａを介して電気的に接続されている。
【００３７】
Ｓｉベンチ基板１１２の側面（図１における左側面）には側面接続端子１１４が形成されている。ここで、Ｓｉベンチ基板１１２の側面とは、Ｓｉベンチ基板１１２において互いに対向する主面（図１における上面および下面）の端部を接続する面のことである。Ｓｉベンチ基板１１２の側面接続端子１１４とＩＣ素子１２２の他の１つの接続端子１２３とが互いに対向して、第４突起電極１２４ｂを介して電気的に接続されている。
【００３８】
メイン基板１０８とインターポーザ基板１０１との接続部分、インターポーザ基板１０１と通信ＬＳＩ１０５ａ、１０５ｂとの接続部分、ＩＣ素子１２２とインターポーザ基板１０１およびＳｉベンチ基板１１２との接続部分は、封止材１２５で封止されている。
【００３９】
Ｓｉベンチ基板１１２には光導波路１１６が設けられており、光導波路１１６を介して、受光素子１１８と光ファイバ１２６とが光学的に接続されている。
【００４０】
＜寸法＞
本実施の形態１の光モジュールを構成するそれぞれの部材は、形状、サイズが限定されるものではないが、例えば、以下の寸法構成にて形成されてもよい。
メイン基板１０８：              １０ｍｍ×１０ｍｍ×厚さ１．０ｍｍ
インターポーザ基板１０１：      ６ｍｍ×６ｍｍ×厚さ０．４ｍｍ
通信ＬＳＩ１０５ａ，１０５ｂ：  ５ｍｍ×５ｍｍ×厚さ０．４ｍｍ
Ｓｉベンチ基板１１２：          ３ｍｍ×３ｍｍ×厚さ０．４ｍｍ
ＩＣ素子１２２：                ２ｍｍ×２ｍｍ×厚さ０．２５ｍｍ
受光素子１１８：                １ｍｍ×１ｍｍ×厚さ０．１５ｍｍ
【００４１】
この時、ＩＣ素子１２２の接続端子ピッチ１２７、すなわちＩＣ素子１２２においてインターポーザ基板１０１と接続される接続端子１２３と、ＩＣ素子１２２においてＳｉベンチ基板１１２と接続される接続端子１２３との間隔寸法は１．５ｍｍである。
【００４２】
また、インターポーザ基板１０１と通信ＬＳＩ１０５ａを接続する第２突起電極１０７の接合高さは５０μｍである。
【００４３】
このような寸法構成では、通信ＬＳＩ１０５ａとＳｉベンチ基板１１２の間に配置される厚み調整用放熱シート１２１の厚みを０．６５ｍｍとすることで、インターポーザ基板１０１の側面接続端子１０４とＳｉベンチ基板１１２の側面接続端子１１４との間隔寸法も１．５ｍｍに調整することが可能となる。これにより、ＩＣ素子１２２の２つの接続端子１２３間の距離と、インターポーザ基板の側面接続端子１０４とＳｉベンチ基板１１２の側面接続端子１１４との間の距離と、が等しくなる。よって、インターポーザ基板１０１およびＳｉベンチ基板１１２の側面にＩＣ素子１２２を接続配置することができる。厚み調整用放熱シート１２１は、接続端子１２３間の距離と、側面接続端子１０４と１１４との間の距離とを調整する厚み調整用シートとしての役割を有しており、その厚みは上述の調整すべき距離に応じて設定される。
【００４４】
このように、本実施の形態１の光モジュールでは、光モジュールを構成する素子間を接続する経路を短くすることができ、高周波信号の劣化を抑えて伝送速度の向上を可能とし、小型化が可能な光モジュール構造体を提供することができる。
【００４５】
本実施の形態１の光モジュールを構成するそれぞれの構成部材のさらに詳細について、以下に説明する。
【００４６】
＜接続端子＞
接続端子１０２、１０６、１１３、１１９、１２３は、導電性材料により形成される。このような導電性材料としては、例えばアルミニウムを用いてもよく、また銅のようにアルミニウムよりも導電率が高い金属を用いてもよく、銅にニッケル／金めっき処理を施して酸化しにくい状態にしてもよい。接続端子１１０は導電性材料により形成される。このような導電性材料としては、例えば銅などを用いてもよく、さらに銅などにニッケル／金めっき処理を施して酸化しにくい状態にしてもよい。側面接続端子１０４、１１４は導電性材料により形成される。このような導電性材料としては、例えば銅などを用いてもよく、銅などにニッケル／金めっき処理を施して酸化しにくい状態にしてもよい。
【００４７】
＜突起電極＞
第２突起電極１０７、第１突起電極１１１、第５突起電極１１５、第３突起電極１２４ａ、および第４突起電極１２４ｂは、導電性材料により形成される。このような導電性材料として、例えば半田などを用いてもよく、銅や金のような金属を用いてもよい。
【００４８】
＜インターポーザ基板＞
インターポーザ基板１０１は、例えばセラミック基板などによって形成されているが、Ｓｉ基板、ビルドアップ基板、アラミドエポキシ基板などを用いてもよい。
【００４９】
＜メイン基板＞
メイン基板１０８は、例えばガラスエポキシ基板などによって形成されているが、ビルドアップ基板、アラミドエポキシ基板、セラミック基板などを用いてもよい。光モジュールが他の構成部材上に配置されるような場合において、他の構成部材にメイン基板の機能が備えられるような場合であってもよい。
【００５０】
＜キャビティ＞
キャビティ１０９のサイズは、例えば６ｍｍ×６ｍｍ×厚さ０．４ｍｍであり、通信ＬＳＩ１０５ｂがキャビティ１０９内に収まり、同じ厚さにすることにより、第２突起電極１０７と第１突起電極１１１の接合高さがともに５０μｍとなり、インターポーザ基板１０１とメイン基板１０８とを最短経路で接続することができる。なお、キャビティ１０９内に通信ＬＳＩ１０５ｂの厚み全体が収まるような場合に限らず、キャビティ１０９内に通信ＬＳＩ１０５ｂの厚みの一部が収まるような場合であってもよい。
【００５１】
＜厚み調整用放熱シート＞
厚み調整用放熱シート１２１は、上述したようにＳｉベンチ基板１１２と通信ＬＳＩ１０５ａとの間の距離を調整する厚み調整用としての役割と、Ｓｉベンチ基板１１２および通信ＬＳＩ１０５ａ等から伝達される熱を放熱する役割とを有する。厚み調整用放熱シート１２１は、例えばフィルムなどによって形成されてもよく、またペースト、シリコーンなどを用いてもよい。他の積層体、通信ＬＳＩ１０５ａ、１０５ｂ、インターポーザ基板１０１、メイン基板１０８、およびＳｉベンチ基板１１２より柔らかい材料を厚み調整用放熱シート１２１に用いてもよい。このように柔らかい材料を用いることにより、それぞれの接続部分に生じる応力を厚み調整用放熱シート１２１にて緩和することができ、接続の信頼性を向上することができる。
【００５２】
なお、厚み調整用放熱シート１２１を用いなくても、ＩＣ素子１２２の２つの接続端子１２３間の距離と、インターポーザ基板の側面接続端子１０４とＳｉベンチ基板１１２の側面接続端子１１４との間の距離と、が等しくなるような場合には、厚み調整用放熱シート１２１を用いなくてもよい。
【００５３】
＜通信ＬＳＩ＞
インターポーザ基板１０１の両面に２つの通信ＬＳＩ１０５ａ、１０５ｂが配置されている構造を例として説明したが、このような構造に限られない。このような構造に代えて、例えば、インターポーザ基板１０１の一方の主面に２つの通信ＬＳＩ１０５ａ、１０５ｂを配置してもよい。また、光モジュールが、通信ＬＳＩ１０５を１つのみ備える場合であってもよく、３つ以上備える場合であってもよい。通信ＬＳＩ１０５を１つのみ備える場合には、インターポーザ基板１０１の一方の主面（図１における上面）に通信ＬＳＩ１０５が配置されてもよい。なお、通信ＬＳＩは通信用のＩＣ素子の一例である。
【００５４】
＜受光素子＞
本実施の形態１の受光側光モジュールでは、光ファイバ１２６と光導波路１１６を経由した光信号を光−電気変換するフォトダイオードとして受光素子１１８が用いられる場合を例としている。例えば、光モジュール構造体が発光側光モジュールであるような場合には受光素子１１８に代えて発光素子が用いられる。発光素子としては、ＶＣＳＥＬ（ビクセル）素子もしくはＬＥＤ素子を用いてもよい。ここでＶＣＳＥＬ素子とは、Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  ＥｍｉｔｔｉｎｇＬａｓｅｒ（垂直共振器面発光レーザ）の略称であり、基板面に対して垂直方向に光を共振させ、面と垂直方向に出射させる半導体レーザの一種である。受光素子１１８および発光素子は光素子の一例であり、光モジュール構造体は光素子を備えていればよい。
【００５５】
＜ＩＣ素子＞
本実施の形態１の受光側光モジュールでは、受光素子１１８で光−電気変換され、この電気信号をインピーダンス変換、増幅して出力するトランスインピーダンスアンプとして、ＩＣ素子１２２が用いられる場合を例としている。光モジュール構造体が発光側光モジュールである場合には、ＩＣ素子が発光素子を駆動させるためのドライバ素子であってもよい。
【００５６】
＜Ｓｉベンチ基板＞
Ｓｉベンチ基板１１２を用いることにより、Ｓｉの結晶方位を利用して表面に高精度のエッチング溝加工が可能となり、平坦性も良好となる。
【００５７】
＜光導波路、光ファイバ＞
ＩＣ素子１２２と光学的に結合する光導波路１１６と、光導波路１１６と光学的に結合する光ファイバ１２６が配置されているが、光導波路１１６を必ずしも設ける必要はない。
【００５８】
＜製法＞
このような受光側光モジュールを作製する製造工程の一例を図３に示す。
【００５９】
はじめに図３（ａ）に示すように、インターポーザ基板１０１のそれぞれの主面に接続端子１０２を形成するとともに、両主面間を貫通接続するスルーホール１０３を形成し、さらに側面に側面接続端子１０４を形成する。
【００６０】
次に図３（ｂ）に示すように、インターポーザ基板１０１の両主面に２つの通信ＬＳＩ１０５ａ、１０５ｂを重ね合わせ、インターポーザ基板１０１の接続端子１０２と通信ＬＳＩ１０５ａ、１０５ｂの接続端子１０６とを第２突起電極１０７を介して電気的に接続する。その後、メイン基板１０８に形成したキャビティ１０９内に通信ＬＳＩ１０５ｂを配置するとともに、インターポーザ基板１０１の接続端子１０２とメイン基板１０８の接続端子１１０とを第１突起電極を介して電気的に接続する。
【００６１】
キャビティ１０９の深さを調整することによって、インターポーザ基板１０１の接続端子１０２とメイン基板１０８の接続端子１１０とのギャップを調整することが可能となり、第１突起電極１１１を介して最短経路での接続が可能となる。
【００６２】
一方、図３（ｃ）に示すように、Ｓｉベンチ基板１１２の主面に接続端子１１３を形成し、側面に側面接続端子１１４を形成し、接続端子１１３上に第５突起電極１１５を形成する。さらに、Ｓｉベンチ基板１１２に光導波路１１６とＶ溝１１７とを形成する。
【００６３】
次に図３（ｄ）に示すように、Ｓｉベンチ基板１１２の上に受光素子１１８を配置し、Ｓｉベンチ基板１１２の接続端子１１３と受光素子１１８の接続端子１１９とを第５突起電極１１５を介して電気的に接続し、封止材１２０で接続部分を封止して固定する。
【００６４】
次に図３（ｅ）に示すように、厚み調整用放熱シート１２１を介して通信ＬＳＩ１０５ａの上にＳｉベンチ基板１１２を配置して接合する。
【００６５】
このとき、厚み調整用放熱シート１２１の厚さを調整することによって、インターポーザ基板１０１の側面接続端子１０４とＳｉベンチ基板１１２の側面接続端子１１４との間の距離を所定の距離に調整することが可能となる。
【００６６】
次に図３（ｆ）に示すように、インターポーザ基板１０１とＳｉベンチ基板１１２の側面側にＩＣ素子１２２を配置する。インターポーザ基板１０１の側面接続端子１０４とＩＣ素子１２２の接続端子１２３とを第３突起電極１２４ａを介して電気的に接続し、Ｓｉベンチ基板１１２の側面接続端子１１４とＩＣ素子１２２の接続端子１２３とを第４突起電極１２４ｂを介して電気的に接続する。
【００６７】
最後に図３（ｇ）に示すように、封止材１２５によりそれぞれの接続部分を封止して固定する。Ｓｉベンチ基板１１２のＶ溝１１７に光ファイバ１２６を配置し、受信側光モジュールが完成する。
【００６８】
＜効果＞
本実施の形態１の光モジュールによれば、光モジュールを構成する受光素子１１８、Ｓｉベンチ基板１１２、ＩＣ素子１２２、インターポーザ基板１０１、通信ＬＳＩ１０５ａ、１０５ｂ、メイン基板１０８間を接続する経路を短くすることができる。これにより、高周波信号の劣化を抑えて伝送速度を高めることができる。また、厚み調整用放熱シート１２１の厚みを調整することで接合部分の応力を緩和して信頼性の高い小型の光モジュール構造体を提供することができる。
【００６９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における光モジュール構造体として受光側光モジュールの断面図を図４に示す。本発明の実施の形態２の光モジュールにおいて、実施の形態１の光モジュールとの相違点を中心に以下に説明し、実質的同様の部分についてはその説明を省略する。
【００７０】
インターポーザ基板４０１に形成された側面接続端子４０４が、ＩＣ素子４２２に形成された接続端子４２９と、第３突起電極４２４を介して電気的に接続されている。
【００７１】
第３突起電極４２４の外径（例えば、図４における上下方向の長さ寸法）に対して、インターポーザ基板４０１の厚みが同じまたはそれ以下になるように、インターポーザ基板４０１を薄く形成している。
【００７２】
これにより、インターポーザ基板４０１の主面間を貫通するスルーホール４０３のアスペクト比（図４における幅／高さの比）が大きくなり、スルーホール４０３の抵抗値を低くすることができる。よって、光モジュールにおける高周波信号の劣化を抑えることが可能となる。
【００７３】
さらに、Ｓｉベンチ基板４１２の主面（図４における上面）に形成された接続端子４１３と、側面（図４における左側面）に形成された側面接続端子４１４を繋ぐ配線の少なくとも一部が、主面および側面に対して傾斜した傾斜部４２８を形成している。このような傾斜部４２８を設けることにより、傾斜部４２８が設けられない場合に比して、Ｓｉベンチ基板４１２上の配線長が短くなり、伝送損失を抑えることが可能となる。
【００７４】
ここで傾斜とは、接続端子４１３が形成された面（主面）が、側面接続端子４１４が形成された面（側面）に対して傾斜していることである。
【００７５】
本実施の形態２の光モジュールでは、ＩＣ素子４２２自体に設けられているそれぞれの端子を再配線して、インターポーザ基板４０１の側面接続端子４０４とＳｉベンチ基板４１２の側面接続端子４１４の間隔と同じになるように、ＩＣ素子４２２の接続端子（再配線接続端子）４２９を形成している。
【００７６】
＜再配線＞
ＩＣ素子４２２の再配線の形成工程を図５（ａ）〜図５（ｆ）に示す。
【００７７】
図５（ａ）〜図５（ｃ）はＩＣ素子４２２の断面図であり、図５（ｄ）〜図５（ｆ）はＩＣ素子４２２の平面図である。
【００７８】
はじめに、図５（ａ）、図５（ｄ）に示すように、ＩＣ素子４２２には複数の端子４２３が配置されている。
【００７９】
次に、図５（ｂ）、図５（ｅ）に示すように、再配線層４３０を形成し、ＩＣ素子４２２の接続端子の間隔が所定の間隔となるように調整し、ＩＣ素子４２２の外側に複数の接続端子（再配線接続端子）４２９を配置する。
【００８０】
最後に、図５（ｃ）、図５（ｆ）に示すように、接続端子４２９に第３突起電極４２４を形成することにより、再配線が完成する。
【００８１】
なお、再配線とは、ＩＣ素子４２２の外側に、外面に平行に配置された接続端子４２９があることである。
【００８２】
＜効果＞
本実施の形態２の光モジュールによれば、光モジュールを構成する素子間を接続する経路を短くすることができ、高周波信号の劣化を抑えて伝送速度を高めることができる。また、ＩＣ素子が汎用部品であっても、再配線によって接続端子の間隔寸法を調整することで側面接続端子との接続が可能となり、小型の光モジュール構造を提供することができる。
【００８３】
なお、上記様々な実施の形態のうちの任意の実施の形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【００８４】
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の光モジュール構造体は、光通信を使用する多くの機器に適用できる。デジタル映像機器、放送用機器など多くのデータを通信する機器で利用できる。
【符号の説明】
【００８６】
１  基板
１ｅ  傾斜面
１ｆ  水平面
４ａ  信号処理部
４ｃ  ランド
４ｄ  ランド
６  基板
６ａ  貫通穴配線
７  コネクタ
７ａ  ランド
１２ａ  発光素子
１２ｃ  バンプ
１２ｅ  ランド
２６  ボンディングワイヤ
２７  ボンディングワイヤ
５０  光モジュール
５０Ａ  発光側光モジュール
５０Ｂ  受光側光モジュール
５１  基板
５２  内部導波路
５３  ミラー部
５４Ａ  発光素子
５４Ｂ  受光素子
５６  基板
５７Ａ  信号処理部
５８  ボンディングワイヤ
５９  コネクタ
６０  ボンディングワイヤ
１０１  インターポーザ基板
１０２  接続端子
１０３  スルーホール
１０４  側面接続端子
１０５  通信ＬＳＩ
１０５ａ  通信ＬＳＩ
１０５ｂ  通信ＬＳＩ
１０６  接続端子
１０７  第２突起電極
１０８  メイン基板
１０９  キャビティ
１１０  接続端子
１１１  第１突起電極
１１２  Ｓｉベンチ基板
１１３  接続端子
１１４  側面接続端子
１１５  第５突起電極
１１６  光導波路
１１７  Ｖ溝
１１８  受光素子
１１９  接続端子
１２０  封止材
１２１  厚み調整用放熱シート
１２２  ＩＣ素子
１２３  接続端子
１２４ａ  第３突起電極
１２４ｂ  第４突起電極
１２５  封止材
１２６  光ファイバ
１２７  接続端子ピッチ
４０１  インターポーザ基板
４０３  スルーホール
４０４  側面接続端子
４１２  Ｓｉベンチ基板
４１３  接続端子
４１４  側面接続端子
４２２  ＩＣ素子
４２３  端子
４２４  第３突起電極
４２８  傾斜部
４２９  接続端子
４３０  再配線層
８０１  通信ＬＳＩ
８０２  Ｓｉベンチ基板
８０３  基板
８０４  ボンディングワイヤ
８０５  ボンディングワイヤ
【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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【図８】
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