(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子の実装領域と前記光電変換素子に電気的に接続される電子素子の実装領域とを含む上面を有している絶縁基体と、
前記光電変換素子の前記実装領域の直下位置に配置されており、前記絶縁基体内において上下方向に設けられた光スルーホール部と、
前記絶縁基体の下面に設けられた実装用パッドとを備えており、
前記絶縁基体が下方へ延びる複数の脚部を有しており、該複数の脚部のうち第１の脚部が前記光電変換素子の前記実装領域の直下位置に配置されており、前記光スルーホール部が前記第１の脚部の下端まで設けられており、
前記複数の脚部のうち第２の脚部が前記電子素子の前記実装領域の直下位置に配置されており、前記第２の脚部内に金属部材が埋め込まれていることを特徴とする光配線基板。
【請求項２】
請求項１に記載された光配線基板と、
該光配線基板の前記光電変換素子の実装領域に実装された光電変換素子とを備えていることを特徴とする光配線モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばスーパーコンピュータまたはサーバー・ルータ等に用いられる光配線基板および光配線モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報化社会の技術的発展によって、ＩＰトラフィックまたは情報処理量の増加から、大容量かつ高速のデータ伝送が行われるようになってきた。それに伴って、機器間および機器内のモジュールにおける配線の高密度化が要求されている。これに伴ってノイズ対策等の問題も顕在化してきた。また、近年、省エネルギー化の流れから、例えばデータセンターに設けられるサーバ等のＩＴ機器等の消費電力の低減が求められている。そこで、素子間の配線として電気配線に代えて光配線が用いられるようになってきた。
【０００３】
光配線基板としては、光電変換素子の実装領域を含む上面を有している絶縁基体と、光電変換素子の実装領域の直下位置に配置されており絶縁基体内において上下方向に設けられた光スルーホール部とを有しているものがある。光配線基板の光スルーホール部は、実装基板の光導波路に光学的に結合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2002−189137号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記背景技術において記載された構造においては、光配線モジュールを実装基板へ実装するときに傾きが生じる可能性があった。実装基板に対する光配線モジュールの実装に関して、光配線モジュールの水平精度が低い場合、光配線モジュールのスルーホール部と実装基板の光導波路との光学的結合の精度が低下し、光信号の損失または劣化が生じる可能性がある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みて案出されたものであり、その目的は、光配線基板のスルーホール部と実装基板の光導波路との光学的結合の精度を向上させて、光信号の損失または劣化を低減させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一つの態様による光配線基板は、絶縁基体と、絶縁基体に設けられたスルーホール部と、絶縁基体の下面に設けられた実装用パッドとを含んでいる。絶縁基体は、光電変換素子の実装領域および光電変換素子に電気的に接続される電子素子の実装領域を含む上面を有している。光スルーホール部は、光電変換素子の実装領域の直下位置に配置されており、絶縁基体内において上下方向に設けられている。絶縁基体は、下方へ延びる複数の脚部を有しており、複数の脚部のうち第１の脚部が光電変換素子の実装領域の直下位置に配置されており、光スルーホール部が第１の脚部の下端まで設けられている。複数の脚部のうち第２の脚部が電子素子の実装領域の直下位置に配置されており、第２の脚部内に金属部材が埋め込まれている。
【０００８】
本発明の他の態様による光配線モジュールは、光配線基板と、光配線基板の光電変換素子の実装領域に実装された光電変換素子とを含んでいる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一つの態様による光配線基板において、光電変換素子の実装領域と光電変換素子に電気的に接続される電子素子の実装領域とを含む上面を有している絶縁基体と、光電変換素子の実装領域の直下位置に配置されており、絶縁基体内において上下方向に設けられた光スルーホール部と、絶縁基体の下面に設けられた実装用パッドとを備えており、絶縁基体が下方へ延びる複数の脚部を有しており、複数の脚部のうち第１の脚部が光電変換素子の実装領域の直下位置に配置されており、光スルーホール部が第１の脚部の下端まで設けられており、複数の脚部のうち第２の脚部が電子素子の実装領域の直下位置に配置されており、第２の脚部内に金属部材が埋め込まれている。本発明の一つの態様による光配線基板は、このような構成を有していることによって、実装基板への実装構造における水平精度が向上されて、スルーホール部と実装基板の光導波路との光学的結合の精度が向上される。その結果、光信号の損失または劣化が低減される。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、光配線モジュールは、上記構成を有する光配線基板と、光配線基板に実装された光電変換素子とを含んでいることによって、実装基板への実装構造おける光信号の損失または劣化が低減されている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態における光配線モジュールを示す透視斜視図である。
【図２】図１に示された光配線基板の下面を示す斜視図である。
【図３】図１に示された光配線基板の平面透視図を示している。
【図４】図１に示された光スルーホール部を示している透視斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における光配線基板を示す平面透視図である。
【図６】図５に示された光配線基板のＡ−Ａにおける縦断面図である。
【図７】図６に示された光配線基板の変形例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のいくつかの例示的な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１および図２に示されているように、本発明の第１の実施形態における光配線モジュールは、光配線基板１と、光配線基板１に実装された光電変換素子２および電子素子３とを含んでいる。図１において、光配線モジュールは、仮想のｘｙｚ空間におけるｘｙ平面に実装されている。図１において、上方向とは、仮想のｚ軸の正方向のことをいう。図１に示された例において、光配線モジュールは、実装基板100に実装されている。実装基板100は、光導波路101およびモジュール実装用パッド102を有している。
【００１４】
光配線基板１は、絶縁基体11と、絶縁基体11に設けられたスルーホール部12と、絶縁基体11の下面に設けられた複数の実装用パッド13とを含んでいる。
【００１５】
絶縁基体11は、光電変換素子２の実装領域11ａ１と電子素子３の実装領域11ａ２とを含む上面11ａを有している。絶縁基体11は、例えばセラミックスから成る。絶縁基体11は、下方へ延びる複数の脚部11ｃを有している。複数の脚部11ｃのうち第１の脚部11ｃ１は、光電変換素子２の実装領域11ａ１の直下位置に配置されている。図１において、光電変換素子２の実装領域11ａ１および電子素子３の実装領域11ａ２が仮想的に二点鎖線によって示されている。
【００１６】
図３に示されているように、第１の脚部11ｃ１は、平面透視において、光スルーホール部12の延在方向と同じ方向に延びた形状を有している。光スルーホール部12の延在方向とは、光スルーホール部12の長辺方向のことをいい、本実施形態においては仮想のｙ軸方向のことをいう。光スルーホール部12の延在方向は、複数の光スルーホール12ａ〜12ｌの配置方向である。第１の脚部11ｃ１は、平面透視において少なくとも光スルーホール部12よりも一回り大きい寸法を有している。複数の脚部11ｃのうち第２の脚部11ｃ２および第３の脚部11ｃ３は、平面透視において、第１の脚部11ｃ１との間に複数の実装用パッド13の形成領域が位置するように設けられている。
【００１７】
複数の脚部11ｃは、同じ高さを有している。複数の脚部11ｃは、光配線モジュールの実装における水平精度の向上の観点から、３つ以上設けられているとよい。水平精度とは、実装基板に対する光配線モジュールの平行精度のことをいう。平面透視において３つの脚部11ｃの配置の中心が絶縁基体11の中心に重なるように設けられていると、水平精度を向上させることができる。また、複数の脚部11ｃは、平面透視において互いに平行に配置された少なくとも２つの長方形状の脚部であってもよい。複数の脚部11ｃは、互いに長辺を対向させて配置される。
【００１８】
複数の脚部11ｃは、平面透視において、仮想線ＶＬを基準に線対称に配置されている。図３において、複数の脚部11ｃは、想線ＶＬを基準に上下対称に設けられている。仮想線ＶＬは、光スルーホール部12の複数の光スルーホール12ａ〜12ｌの配置方向に対して垂直な方向に延びており、複数のスルーホール12ａ〜12ｌの配列の中点を通っている。
【００１９】
複数の脚部11ｃは、絶縁基体11の平板状部と一体的に形成されていてもよく、また平板状部とは別部材によって形成されていてもよい。複数の脚部11ｃが平板状部と一体的に形成されている場合、複数の脚部11ｃは平板状部と同じ材料で形成される。複数の脚部11ｃが平板状部とは別部材によって形成されている場合、複数の脚部11ｃは、例えば耐熱性樹脂またはポリマー樹脂等であって平板状部とは異なる材料から成ってもよい。複数の脚部11ｃは、平板状部とは異なる材料から成る場合、例えば光スルーホール部12と同じ材料から成っていてもよい。
【００２０】
光スルーホール12ａ〜12ｌは、光電変換素子２の実装領域11ａ１の直下位置に配置されており、絶縁基体11内において上下方向に設けられている。光スルーホール部12は、第１の脚部11ｃ１の下端まで設けられている。図４に示されているように、光スルーホール部12は、列状に配置された複数の光スルーホール12ａ〜12ｌを有している。
【００２１】
光スルーホール部12は、例えばガラスまたはポリマー樹脂から成り、互いに異なる光屈折率を有するコア部およびクラッド部を含んでいる。コア部は、クラッド部によって囲まれており、クラッド部よりも大きな光屈折率を有している。なお、光スルーホール部12は、所望の波長の光が透過するポリマー樹脂を高反射率部材によってコーティングされた構造であってもよい。光スルーホール部12は、実装基板100の光導波路に光学的に結合され
る。
【００２２】
複数の実装用パッド13は、絶縁基体11の下面11ｂに設けられており、例えば半田ボール等によって実装基板100のモジュール実装用パッド102に電気的かつ機械的に接続される。
【００２３】
光電変換素子２は、送信機能を有する場合は例えば外部共振器型垂直面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting LASER）であり、受信機能を有する場合は例えばフォトダイオード（ＰＤ）である。
【００２４】
電子素子３は、送信機能を有する場合は例えばドライバ回路素子であり、受信機能を有する場合は例えばレシーバ回路素子（ＴＩＡ：Trans Impedance Amplifier）である。
【００２５】
本実施形態の光配線基板１において、絶縁基体11が下方へ延びる複数の脚部11ｃを有しており、複数の脚部11ｃのうち第１の脚部11ｃ１が光電変換素子２の実装領域11ａ１の直下位置に配置されており、光スルーホール部12が第１の脚部11ｃの下端まで設けられていることによって、本実施形態の光配線基板１は、実装における水平精度が向上されてスルーホール部12と実装基板の光導波路との光学的結合の精度が向上されるとともに、光スルーホール部12と実装基板の光導波路との間に介在する空間が減少されて光信号の損失が低減される。
【００２６】
本実施形態における光配線モジュールは、上述の光配線基板１を含んでいることによって、実装基板100への実装構造おける光信号の損失または劣化が低減されている。
【００２７】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態における光配線基板１について図５および図６を参照して説明する。第２の実施形態において第１の実施形態と異なる構成は、光配線基板１において電子素子３の実装領域11ａ２の直下位置に絶縁基体11の脚部11ｃが設けられており、光配線基板１が金属部材４をさらに含んでいる点である。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００２８】
複数の脚部11ｃのうち第２の脚部11ｃ２が、電子素子３の実装領域11ａ２の直下位置に配置されており、第２の脚部11ｃ２内に金属部材４が埋め込まれている。第２の脚部11ｃ２は、電子素子３の実装領域11ａ２に対応して設けられており、平面透視において電子素子３の実装領域11ａ２に重なっている。金属部材４は、第２の脚部11ｃ２の下端まで達しており、第２の脚部11ｃ２の下端において絶縁基体11から露出されている。金属部材４が絶縁基体11から露出されていることによって、電子素子３によって発生された熱が実装基板へ伝導されやすくなっている。金属部材４は、例えば銅等から成る。
【００２９】
本実施形態の光配線基板１において、第２の脚部11ｃ２が、電子素子３の実装領域11ａ２の直下位置に配置されており、第２の脚部11ｃ２内に金属部材４が埋め込まれていることによって、特に発熱量の高い電子素子３に関する放熱性が向上される。電子素子３は、上述のように例えばドライバ回路素子またはレシーバ回路素子である。
【００３０】
なお、図７において変形例として示されているように、金属部材４は、電子素子３の放熱の観点から、絶縁基体11の上面まで達していてもよい。金属部材４は、例えば複数のビア状の部材から成るいわゆるサーマルビアであってもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１  光配線基板
11  絶縁基板
12  光スルーホール部
13  実装用パッド
２  光電変換素子
３  電子素子
【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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