(57)【要約】【課題】光モジュールの高集積化と光通信の高品質化との両立が図られた光モジュール、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。【解決手段】光モジュール用部材１００は、コア部１４を備える光導波路１と、光導波路１に積層された光電変換基板２であって、絶縁性基板２１と、その上に設けられ、光導波路１と光学的に接続されるよう光素子を搭載可能な光素子搭載部２２と、絶縁性基板２１上に設けられ、電気素子を搭載可能な電気素子搭載部２３と、光素子搭載部２２と電気素子搭載部２３とを電気的に接続する電気配線（第１の電気配線）２４と、電気素子搭載部２３から引き出された電気配線（第２の電気配線）２５と、を備える光電変換基板２と、を有し、光導波路１を含む平面について平面視されたとき、コア部１４と電気配線２５とが重ならないよう構成されている。【選択図】図５
2015049256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状のコア部を備える層状の光導波路と、
前記光導波路に積層された光電変換基板であって、絶縁性基板と、前記絶縁性基板上に設けられ、前記光導波路と光学的に接続されるよう光素子を搭載可能な光素子搭載部と、前記絶縁性基板上に設けられ、電気素子を搭載可能な電気素子搭載部と、前記光素子搭載部と前記電気素子搭載部とを電気的に接続する第１の電気配線と、前記電気素子搭載部から引き出された第２の電気配線と、を備える光電変換基板と、
を有し、
前記光導波路を含む平面について平面視されたとき、前記コア部と前記第２の電気配線とが重ならないよう構成されていることを特徴とする光モジュール用部材。
【請求項２】
前記光導波路は、並列する複数の前記コア部を備えている請求項１に記載の光モジュール用部材。
【請求項３】
前記平面視において、前記電気素子搭載部の端部が、前記並列する複数のコア部のうちの最も外側のものよりもさらに外側に位置するよう構成されている請求項２に記載の光モジュール用部材。
【請求項４】
前記電気素子搭載部の端部と、前記並列する複数のコア部のうちの最も外側のものと、の距離は、０．０５〜１０ｍｍである請求項３に記載の光モジュール用部材。
【請求項５】
前記第２の電気配線は、前記電気素子搭載部の前記端部から引き出されている請求項３または４に記載の光モジュール用部材。
【請求項６】
前記第２の電気配線は、その延在方向が、前記コア部の延在方向と略直交している請求項３ないし５のいずれか１項に記載の光モジュール用部材。
【請求項７】
前記光電変換基板は、
前記光素子搭載部として、発光素子を搭載可能な発光素子搭載部と、受光素子を搭載可能な受光素子搭載部と、を備え、
前記電気素子搭載部として、前記発光素子を駆動する駆動素子搭載部と、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信号増幅素子搭載部と、を備えている請求項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。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光モジュール用部材と、
前記光素子搭載部に搭載された光素子と、
前記電気素子搭載部に搭載された電気素子と、
を有することを特徴とする光モジュール。
【請求項９】
請求項８に記載の光モジュールを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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ものである。
【背景技術】
【０００２】
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）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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。そして、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２９４４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
また、近年、光インターフェースのモジュール化が進んでおり、プリント基板上に、発光素子や受光素子のみでなく、発光素子を駆動する駆動素子や受光素子からの信号を増幅する信号増幅素子等を混載することが多くなっている。
【００１１】
ところが、モジュール化が進むことにより、素子や電気配線の集積度が高くなる。通常であれば、素子や電気配線の集積度を高めることにより、光通信における高速化や大容量化が図られることが多いが、集積度を高めることにより、電気素子からの発熱によって光回路が熱変形することにより信号品質が低下する課題を抱えていた。
【００１２】
本発明の目的は、光モジュールの高集積化と光通信の高品質化との両立が図られた光モジュール、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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような目的は、下記（１）〜（９）の本発明により達成される。
（１）  長尺状のコア部を備える層状の光導波路と、
前記光導波路に積層された光電変換基板であって、絶縁性基板と、前記絶縁性基板上に設けられ、前記光導波路と光学的に接続されるよう光素子を搭載可能な光素子搭載部と、前記絶縁性基板上に設けられ、電気素子を搭載可能な電気素子搭載部と、前記光素子搭載部と前記電気素子搭載部とを電気的に接続する第１の電気配線と、前記電気素子搭載部から引き出された第２の電気配線と、を備える光電変換基板と、
を有し、
前記光導波路を含む平面について平面視されたとき、前記コア部と前記第２の電気配線とが重ならないよう構成されていることを特徴とする光モジュール用部材。
【００１４】
（２）  前記光導波路は、並列する複数の前記コア部を備えている上記（１）に記載の光モジュール用部材。
【００１５】
（３）  前記平面視において、前記電気素子搭載部の端部が、前記並列する複数のコア部のうちの最も外側のものよりもさらに外側に位置するよう構成されている上記（２）に記載の光モジュール用部材。
【００１６】
（４）  前記電気素子搭載部の端部と、前記並列する複数のコア部のうちの最も外側のものと、の距離は、０．０５〜１０ｍｍである上記（３）に記載の光モジュール用部材。
【００１７】
（５）  前記第２の電気配線は、前記電気素子搭載部の前記端部から引き出されている上記（３）または（４）に記載の光モジュール用部材。
【００１８】
（６）  前記第２の電気配線は、その延在方向が、前記コア部の延在方向と略直交している上記（３）ないし（５）のいずれか１項に記載の光モジュール用部材。
【００１９】
（７）  前記光電変換基板は、
前記光素子搭載部として、発光素子を搭載可能な発光素子搭載部と、受光素子を搭載可能な受光素子搭載部と、を備え、
前記電気素子搭載部として、前記発光素子を駆動する駆動素子搭載部と、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信号増幅素子搭載部と、を備えている上記（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。
【００２０】
（８）  上記（１）ないし（７）のいずれか１項に記載の光モジュール用部材と、
前記光素子搭載部に搭載された光素子と、
前記電気素子搭載部に搭載された電気素子と、
を有することを特徴とする光モジュール。
（９）  上記（８）に記載の光モジュールを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、光モジュールの高集積化と光通信の高品質化との両立が図られた光モジュールが得られる。
【００２２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】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２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１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】本発明の光モジュール用部材の第１実施形態を示す斜視図である。
【図６】図５に示す光モジュール用部材の平面図である。
【図７】本発明の光モジュール用部材の第２実施形態を示す平面図である。
【図８】本発明の光モジュールの第３実施形態を示す斜視図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１０】比較例に相当する光モジュール用部材を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
＜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。
【００２６】
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のＡ−Ａ線断面図であり、図３は、図１のＢ−Ｂ線断面図であり、図４は、図１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り、図５は、本発明の光モジュール用部材の第１実施形態を示す斜視図であり、図６は、図５に示す光モジュール用部材の平面図である。なお、図１、５、６では、部材の陰にある光導波路を点線にて示している。また、図４では、図１に示す光導波路１を上下反転させて図示している。
【００２７】
図１に示す光モジュール１０００は、光導波路１を備える光モジュール用部材１００と、この光モジュール用部材１００に搭載された光素子４および電気素子５と、光導波路１の端部に装着された光コネクター６と、を備えている。このような光モジュール１０００では、光素子４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、光素子４で受光する。かかる光伝送により、光素子４と光コネクター６との間で光通信を行うことができる。
【００２８】
光モジュール１０００のうち、光モジュール用部材１００は、より詳しくは、フィルム状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光電変換基板２と、を備える部材である。
【００２９】
このうち、光電変換基板２は、図５、６に示すように、絶縁性基板２１と、光素子４を搭載可能な光素子搭載部２２と、光素子４に信号を送出したり光素子４からの信号を受信したりする電気素子５を搭載可能な電気素子搭載部２３と、を備えている。
【００３０】
以下、光モジュール１０００および光モジュール用部材１００の各部の構成について順次詳述する。
【００３１】
（光導波路）
まず、光導波路１について説明する。
【００３２】
図４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４に示すように、長尺状の１２本のコア部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。なお、図４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。
【００３３】
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。
【００３４】
なお、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。
【００３５】
光導波路１には、積層体１０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４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。そして、凹部１７０の内側面の一部は、コア層１３を含む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４に示すコア部１４を伝搬する光を、図４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。
【００３６】
傾斜面１７１は、図４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を含む平面に対して垂直な面である。なお、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面の集合体であってもよい。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。なお、凹部１７０は、部分的に積層体１０を貫通していてもよい。
【００４０】
また、凹部１７０の最大長さ、すなわち図４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。
【００４１】
さらに、凹部１７０の最大幅、すなわち図４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。
【００４２】
なお、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。
【００４３】
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４に示すように、長手方向で互いにずれていてもよい。
【００４４】
なお、図４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く、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であってもよい。
【００４５】
また、傾斜面１７１は、ミラーとして機能するものであるため、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。
【００４６】
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。なお、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。
【００４７】
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。なお、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。
【００４８】
また、光導波路１と光電変換基板２との固定方法としては、特に限定されないが、例えば、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。
【００４９】
（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。
【００５０】
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。
【００５１】
なお、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。
【００５２】
なお、光導波路１が途中で複数に分割され、分割された光導波路１の端部の少なくとも１つに光コネクター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。
【００５３】
（光電変換基板）
光電変換基板２は、前述したように、絶縁性基板２１と、光素子４を搭載可能な４つの光素子搭載部２２と、電気素子５を搭載可能な４つの電気素子搭載部２３と、を備えている。なお、図５、６では、説明の便宜上、光素子搭載部２２および電気素子搭載部２３の外縁を線で囲むとともに内側にドットを付して示しているが、光モジュール用部材１００には、これらの線等が示されている必要はない。したがって、光素子搭載部２２および電気素子搭載部２３は、視覚的に認識されるものでなくてもよい。また、光素子搭載部２２および電気素子搭載部２３は、例えばこれらに搭載される光素子４および電気素子５がフリップチップボンディング法で搭載されるタイプの素子である場合には、それらの素子を絶縁性基板２１上に投影した領域とほぼ等価である。
【００５４】
光電変換基板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。
【００５５】
光電変換基板２のうち、絶縁性基板２１上に光素子４を搭載し得るよう設定された部位が光素子搭載部２２である。光素子搭載部２２は、図５、６に示すように、光素子４の端子を固定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、光素子４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上に電気素子５を搭載し得るよう設定された部位が電気素子搭載部２３である。電気素子搭載部２３も光素子搭載部２２と同様、電気素子５の端子を固定するための複数のランド部２３１を備えている。
【００５６】
光電変換基板２は、上述したように４つの光素子搭載部２２と４つの電気素子搭載部２３とを備えており、これらは、光導波路１のコア部１４の延在方向に沿って一列に並んでいる。また、光素子搭載部２２と電気素子搭載部２３とは交互に配置されている。
【００５７】
また、絶縁性基板２１には、電気素子搭載部２３に近接した位置にフィルドビア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、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２に示すようなバンプ８が結合されている。電気素子搭載部２３は、このバンプ８を介して外部の電気回路と電気的に接続し得るようになっている。なお、図２に示す光モジュール１０００では、絶縁性基板２１の下面にもフィルドビア２１１と電気的に接続された電気配線２８が形成されており、バンプ８は、この電気配線２８と結合するよう設けられている。
【００５８】
なお、バンプ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。
【００５９】
このような光電変換基板２では、各ランド部２２１と各ランド部２３１とが電気配線（第１の電気配線）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（第２の電気配線）２５を介して電気的に接続されている。
【００６０】
各電気配線２４、２５、２８、各ランド部２２１、２３１、およびフィルドビア２１１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。
【００６１】
また、光電変換基板２は、図２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、光電変換基板２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。
【００６２】
なお、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んでいてもよい。
【００６３】
ここで、この光電変換基板２は、光導波路１を含む平面について平面視されたとき、図６に示すように、コア部１４と、各ランド部２３１とフィルドビア２１１とを繋ぐ電気配線２５とが、重ならないよう構成されている。これにより、発熱源となる電気配線２５と、光信号が伝送されるコア部１４との間に、十分な距離を確保することができる。前述したように、電気配線２５は、電気素子搭載部２３の各ランド部２３１とフィルドビア２１１とを繋いでおり、流れる電流が比較的大きいため、発熱量も大きい。したがって、コア部１４と電気配線２５とが重ならないようにすることで、これらの間に十分な距離を確実に確保することができるため、電気配線２５から発生した熱の影響がコア部１４に及び難い。これにより、コア部１４の熱変形に伴う信号品質の低下といった不具合の発生を抑制することができる。その結果、例えば光導波路１に形成されるコア部１４の本数（チャンネル数）を多くし、それに伴い電気配線２５の高密度化した場合でも、高品質の光通信を行い得る信頼性の高い光モジュール１０００が得られる。すなわち、本発明によれば、光モジュール１０００における光通信の信頼性を確保しつつ、高集積化による光モジュール１０００の小型化を図ることができる。
【００６４】
なお、電気配線２５から発生する熱には、電気配線２５の電気抵抗によるジュール熱の他、電気素子５から発生する熱が電気配線２５を伝導することによる発熱も含まれる。特に、電気素子５がＬＬＤのようなドライバーＩＣである場合、その傾向がより顕著になる。
【００６５】
また、図６に示す光導波路１は、前述したように並列する１２本のコア部１４を備えている。このような場合、光モジュール用部材１００が平面視されたとき、電気素子搭載部２３は、その端部が、並列する複数のコア部１４（以下、「コア部１４群」ともいう。）のうちの最も外側のもの（以下、「最外コア部１４」という。）よりさらに外側に位置するよう構成されているのが好ましい。このようにすることで、電気素子搭載部２３の端部に各ランド部２３１を設けたとき、必然的に各ランド部２３１がコア部１４群の外側に配置され易くなるため、そこからフィルドビア２１１へと延びる電気配線２５は自ずとコア部１４とは重ならなくなる。このため、上述した効果をより確実に得ることができる。加えて、電気素子搭載部２３を上記のように構成することで、各ランド部２３１をフィルドビア２１１へと近づけ易くなる。このため、電気配線２５の線路長をより短くすることができ、光モジュール１０００の小型化が図られるとともに、電気配線２５からの発熱量をより抑えることができる。また、電気配線２５から発生する電磁ノイズの量を抑えられるという利点もある。
【００６６】
なお、電気素子搭載部２３の端部と最外コア部１４との距離ｄ１は、０．０５〜１０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１〜８ｍｍ程度であるのがより好ましい。距離ｄ１を前記範囲内に設定することにより、光モジュール１０００のサイズが大型化するのを避けつつ、コア部１４の熱変形を十分に抑制することができる。すなわち、距離ｄ１が前記下限値を下回ると、コア部１４の構成材料（耐熱性）によっては、電気配線２５から発生した熱がコア部１４に変形をもたらすおそれがある。一方、距離ｄ１が前記上限値を上回ると、コア部１４の熱変形を抑える効果は頭打ちになり、しかも、光モジュール１０００の小型化を図ることが難しくなるおそれがある。
【００６７】
また、図６に示す電気素子搭載部２３は、長方形をなしている。電気素子搭載部２３の形状は、搭載される電気素子５の平面視形状に応じて適宜設定されるが、長方形または正方形である場合が多い。この場合、電気素子搭載部２３は、その４辺のうちの対向する２辺と、コア部１４の延在方向とが略平行になるよう設定されるのが好ましい。これにより、各ランド部２３１のうち、電気配線２５が接続されるランド部２３１を、この２辺の外縁部に配置することで、電気配線２４と電気配線２５とを十分に離すことができるので、相互に電磁ノイズが重畳し難くなる。このため、光モジュール１０００における光通信の信頼性がより高くなる。
【００６８】
なお、略平行とは、電気素子搭載部２３の外縁の一部とコア部１４の延在方向とが、真の平行からのずれ角３°以下になっている状態をいう。
【００６９】
また、電気素子搭載部２３を上記のように構成することにより、電気素子搭載部２３に電気素子５を搭載したことによって発生する応力の分布が比較的に均一になり易い。このため、応力集中に伴うコア部１４の変形が抑えられ、コア部１４の伝送効率が低下するのを抑制することができる。
【００７０】
また、電気配線２５は、その延在方向が、コア部１４の延在方向と略直交するよう構成されている部位を含むのが好ましい。電気配線２５をこのように構成することで、電気配線２５の線路長をより短くすることができ、光モジュール１０００の小型化が図られるとともに、電気配線２５からの発熱量をより抑えることができる。また、電気配線２５から発生する電磁ノイズの量を抑えられるという利点もある。
【００７１】
なお、略直交とは、電気配線２５の延在方向とコア部１４の延在方向とが、真の直交からのずれ角３°以下になっている状態をいう。
【００７２】
また、上記部位は、電気配線２５の長さの５０％以上を占めているのが好ましい。さらには、上記部位は、電気配線２５のうち、少なくとも各ランド部２３１側に位置していることで、上記効果がより確実に得られる。
【００７３】
なお、１つの電気素子搭載部２３に設けられるランド部２３１の数は、特に限定されないが、４〜２００個程度であるのが好ましい。
【００７４】
（光素子）
図１に示す光モジュール１０００は、４つの光素子４を備えている。また、この光素子４には、それぞれ３つの受発光部４０（図３参照）が設けられている。この受発光部４０は、絶縁性基板２１に設けられた貫通孔２１０（図３参照）を介して光導波路１の傾斜面１７１と光学的に接続されることとなる。これにより、例えば、受発光部４０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。また、反対に、コア部１４に入射された光が傾斜面１７１で反射されると、その反射光は貫通孔２１０を経て受発光部４０に入射する。
【００７５】
また、光導波路１に設けられた傾斜面１７１の位置は、これらの光素子４の配置に対応している。したがって、コア部１４同士の端部の位置についても、その傾斜面１７１の位置に合わせて長手方向にずれるよう設定されている。
【００７６】
なお、受発光部４０は、発光部または受光部としての機能を有していればよく、双方の機能を有していてもよい。
【００７７】
受発光部４０が発光部としての機能を有している場合、光素子４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素子等の発光素子が挙げられる。
【００７８】
一方、受発光部４０が受光部としての機能を有している場合、光素子４としては、例えば、フォトダイオード（ＰＤ、ＡＰＤ）等の受光素子が挙げられる。
【００７９】
したがって、４つの光素子搭載部２２の全てに発光素子が搭載されてもよく、全てに受光素子が搭載されてもよい。
【００８０】
なお、発光素子と受光素子とが混在するように搭載されてもよい。すなわち、光モジュール用部材１００は、光素子４として発光素子を搭載可能な光素子搭載部（発光素子搭載部）２２と、光素子４として受光素子を搭載可能な光素子搭載部（受光素子搭載部）２２と、を備えているのが好ましい。これにより、光モジュール１０００は、１つで双方向の光通信が可能なものとなる。
【００８１】
また、光素子搭載部２２に対する光素子４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。
【００８２】
（電気素子）
電気素子５は、光素子４を駆動したり、あるいは、光素子４で受信した信号を増幅したりする素子である。
【００８３】
例えば、光素子搭載部２２に光素子４として発光素子が搭載される場合、その光素子搭載部２２と電気的に接続された電気素子搭載部２３には、発光素子を駆動する機能を有する電気素子５が搭載される。具体的には、ドライバーＩＣ（ＬＤＤ）等の駆動素子が挙げられる。
【００８４】
一方、光素子搭載部２２に光素子４として受光素子が搭載される場合、その光素子搭載部２２と電気的に接続された電気素子搭載部２３には、受光素子で光信号から変換された電気信号を増幅する機能を有する電気素子５が搭載される。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等の信号増幅素子が挙げられる。
【００８５】
なお、前述したように、光モジュール用部材１００に発光素子と受光素子とが混載されている場合、光モジュール用部材１００は、電気素子５として発光素子を駆動する駆動素子を搭載可能な電気素子搭載部（駆動素子搭載部）２３と、電気素子５として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電気素子搭載部（信号増幅素子搭載部）２３と、を備えているのが好ましい。これにより、光モジュール１０００は、１つで双方向の光通信が可能なものとなる。
【００８６】
また、電気素子搭載部２３に対する電気素子５の搭載方法は、特に限定されないが、前述した光素子４の搭載方法と同様の方法が用いられる。
【００８７】
なお、光電変換基板２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。
【００８８】
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に設けられる光電変換基板２の数は、２つ以上であってもよい。すなわち、光コネクター６に代えて光電変換基板２を設けるようにしてもよい。
【００８９】
また、１つの光電変換基板２に設けられる光素子搭載部２２および電気素子搭載部２３の数は、特に限定されず、１つであってもよく、複数（例えば２〜２０程度）であってもよい。
【００９０】
≪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。
【００９１】
図７は、本発明の光モジュール用部材の第２実施形態を示す平面図である。なお、図７では、部材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および光モジュール用部材と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００９２】
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、光電変換基板２の構成が異なる以外、第１実施形態と同様である。
【００９３】
図７に示す光電変換基板２は、４つの光素子搭載部２２と、２つの電気素子搭載部２３と、を備えている。したがって、光素子搭載部２２の数と電気素子搭載部２３の数とが違うという点で、第１実施形態と相違している。
【００９４】
２つの電気素子搭載部２３のうち、光コネクター６側に位置する方を電気素子搭載部２３ａとし、他方を電気素子搭載部２３ｂとすると、電気素子搭載部２３ａおよび電気素子搭載部２３ｂは、それぞれ２つずつの光素子搭載部２２と電気的に接続されている。
【００９５】
電気素子搭載部２３ａに接続される２つの光素子搭載部２２には、機能が同じ光素子４が搭載される。すなわち、２つの発光素子あるいは２つの受光素子が搭載される。同様に、電気素子搭載部２３ｂに接続される２つの光素子搭載部２２にも、２つの発光素子あるいは２つの受光素子が搭載される。
【００９６】
このような本実施形態では、２つの光素子４に対して１つの電気素子５が割り当てられているため、その分、電気素子搭載部２３の数を減らすことができる。これにより、光モジュール用部材１００をより小型化することができる。
【００９７】
なお、本実施形態の場合、２つの電気素子搭載部２３ａおよび電気素子搭載部２３ｂには、それぞれ２つの光素子４（発光素子）を同時に駆動したり、２つの光素子４（受光素子）からの信号を同時に増幅したりすることができる電気素子５が搭載される。
以上のような第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。
【００９８】
≪第３実施形態≫
次に、本発明の光モジュールの第３実施形態について説明する。
【００９９】
図８は、本発明の光モジュールの第３実施形態を示す斜視図であり、図９は、図８のＣ−Ｃ線断面図である。なお、図８では、部材の陰にある光導波路を点線にて示している。
【０１００】
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を備える以外、第１実施形態と同様である。
【０１０１】
図８に示す光モジュール１０００’は、第１実施形態に係る光モジュール１０００と、電気回路基板７と、を備えており、これらが電気的に接続されている。このような光モジュール１０００’では、光電変換基板２に形成された電気回路と、電気回路基板７に設けられた図示しない電気回路と、が電気的に接続されているため、例えば、電気回路基板７側から光電変換基板２に搭載された電気素子５の動作を制御することができる。これにより、光モジュール１０００’は、電気回路基板７と、電気回路基板７内で処理される電気信号を光信号として入出力するインターフェースと、を備えたデバイスとなる。
【０１０２】
光電変換基板２と電気回路基板７との間は、図９に示すようにバンプ８を介して電気的におよび機械的に接続されている。
【０１０３】
電気回路基板７は、電気回路が形成された基板であり、必要に応じて、ＣＰＵ、ＭＰＵ、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や、各種電気コネクター等が搭載されていてもよい。
【０１０４】
このような光モジュール１０００’では、電気信号に特有なノイズ、信号劣化等の不具合が解消されるため、信号処理速度の向上が図られる。また、光導波路部分では、ジュール熱に伴う発熱が抑制されるため、冷却に要する電力を削減することができ、光モジュール１０００’の消費電力を削減することができる。
【０１０５】
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、この貫通配線を介して電気配線同士が電気的に接続されている。
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。なお、電気回路基板７として、例えば、マザーボード、メインボードと呼ばれるものを用いるようにしてもよい。
【０１０８】
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。
【０１０９】
また、光モジュール１０００’では、図９に示すように、光導波路１が光電変換基板２と電気回路基板７により挟まれた構成になっている。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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
＜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、電気配線の高密度化が図られたとしても、光導波路における伝送効率が低下し難いことから、高集積化と光通信の高品質化との両立を図ることができる。このため、かかる光モジュールを備えることにより、小型であるにもかかわらず、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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
例えば、本発明に係る光導波路は、単層構造のものでなく、多層構造のものであってもよい。
【０１１６】
また、本発明に係る光モジュール用部材および光モジュールは、前記各実施形態の２つ以上を組み合わせたものであってもよい。さらには、前記各実施形態またはそれらを組み合わせたものには、任意の構造物が付加されていてもよい。
【実施例】
【０１１７】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．光モジュールの製造
（実施例１）
まず、図６に示す光モジュール用部材を用意した。なお、光導波路には、アクリル樹脂を主材料とするものを用いた。
【０１１８】
次いで、この光モジュール用部材に、２つの面発光レーザーダイオード（ＶＣＳＥＬ）アレイと、２つのフォトダイオード（ＰＤ）アレイと、を実装した。また、２つのレーザーダイオードドライバーＩＣと、２つのリミッティングアンプと、を実装した。これにより、図１に示す光モジュールを得た。
【０１１９】
なお、光モジュール用部材における電気素子搭載部の端部と最も外側にあるコア部との距離ｄ１は、０．０５ｍｍであった。
【０１２０】
（実施例２〜６）
前記距離ｄ１を表１に示す値に変更した以外は、それぞれ実施例１と同様にして図１に示す光モジュールを得た。
【０１２１】
（実施例７）
以下のように変更した以外は、実施例１と同様にして光モジュールを得た。
まず、図７に示す光モジュール用部材を用意した。
【０１２２】
次いで、この光モジュール用部材に対し、２つの面発光レーザーダイオードアレイと、２つのフォトダイオードアレイと、を実装した。また、１つのレーザーダイオードドライバーＩＣと、２つのリミッティングアンプと、を実装した。これにより、光モジュールを得た。
【０１２３】
なお、光モジュール用部材における電気素子搭載部の端部と最も外側にあるコア部との距離ｄ１は、１．０ｍｍであった。
【０１２４】
（比較例）
図１０は、比較例に相当する光モジュール用部材を示す平面図である。なお、図１０では、部材の陰にある光導波路を点線にて示している。
【０１２５】
まず、図１０に示す光モジュール用部材９００を用意した。この光モジュール用部材９００は、以下に示す構成以外は、図６に示す光モジュール用部材１００と同様のものである。
【０１２６】
すなわち、光モジュール用部材９００は、光導波路１と同様の光導波路９と、その一方の端部上に積層された光電変換基板９２と、を備えている。また、光モジュール用部材９００には、他方の端部に光コネクター９６が装着されている。また、光導波路９には、並列する１２本のコア部９１４が形成されている。
【０１２７】
光電変換基板９２は、絶縁性基板９２１と、光素子を搭載可能な光素子搭載部９２２と、電気素子を搭載可能な電気素子搭載部９２３と、フィルドビア９２１１と、を備えている。光素子搭載部９２２は、光素子の端子を固定するための複数のランド部９２２１を備えている。同様に、電気素子搭載部９２３は、電気素子の端子を固定するための複数のランド部９２３１を備えている。そして、各ランド部９２２１と各ランド部９２３１とが電気配線９２４を介して電気的に接続され、各ランド部９２３１とフィルドビア９２１１とが電気配線９２５を介して電気的に接続されている。
【０１２８】
かかる光モジュール用部材９００では、平面視において、コア部１４と電気配線９２５とが交差している。
【０１２９】
このような光モジュール用部材９００に対し、２つの面発光レーザーダイオードアレイと、２つのフォトダイオードアレイと、を実装した。また、２つのレーザーダイオードドライバーＩＣと、２つのリミッティングアンプと、を実装した。これにより、光モジュールを得た。
【０１３０】
２．光モジュールの評価
次いで、各実施例および比較例で得られた光モジュールにおいて、面発光レーザーダイオードアレイに定格電流を通電し、そのまま９６時間放置した。
【０１３１】
そして、通電開始直後の挿入損失と、２４時間通電後の挿入損失と、９６時間通電後の挿入損失と、を測定し、挿入損失の変化量を以下の評価基準にしたがって評価した。
【０１３２】
＜挿入損失の変化の評価＞
Ａ：挿入損失の変化量が非常に小さい
Ｂ：挿入損失の変化量が小さい
Ｃ：挿入損失の変化量がやや小さい
Ｄ：挿入損失の変化量がやや大きい
Ｅ：挿入損失の変化量が大きい
Ｆ：挿入損失の変化量が非常に大きい
以上の評価結果を表１に示す。
【０１３３】
【表１】
2015049256.tif 000003
【０１３４】
表１から明らかなように、各実施例で得られた光モジュールでは、９６時間通電後であっても挿入損失の変化量が小さかった。特に、実施例２〜６で得られた光モジュールでは、その傾向が顕著であった。
【０１３５】
これに対し、各比較例で得られた光モジュールでは、２４時間通電後、挿入損失がやや大きくなっており、９６時間通電後には、挿入損失が加速的に増加していた。
【０１３６】
以上のことから、本発明によれば、長期にわたって連続的に通電された場合でも、高品質の光通信を行い得る光モジュールが得られることが明らかとなった。
【符号の説明】
【０１３７】
１              光導波路
１０            積層体
１００          光モジュール用部材
１０００        光モジュール
１０００’      光モジュール
２              光電変換基板
４              光素子
４０            受発光部
５              電気素子
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              バンプ
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
２１            絶縁性基板
２１０          貫通孔
２１１          フィルドビア
２２            光素子搭載部
２２１          ランド部
２３            電気素子搭載部
２３ａ          電気素子搭載部
２３ｂ          電気素子搭載部
２３１          ランド部
２４            電気配線
２５            電気配線
２８            電気配線
２９            ソルダーレジスト層
９              光導波路
９００          光モジュール用部材
９１４          コア部
９２            光電変換基板
９２１          絶縁性基板
９２１１        フィルドビア
９２２          光素子搭載部
９２２１        ランド部
９２３          電気素子搭載部
９２３１        ランド部
９２４          電気配線
９２５          電気配線
９６            光コネクター
【図１】
2015049256.tif 000004
【図２】
2015049256.tif 000005
【図３】
2015049256.tif 000006
【図４】
2015049256.tif 000007
【図５】
2015049256.tif 000008
【図６】
2015049256.tif 000009
【図７】
2015049256.tif 000010
【図８】
2015049256.tif 000011
【図９】
2015049256.tif 000012
【図１０】
2015049256.tif 000013