(57)【要約】【課題】  放熱性に優れかつ高速伝送が可能な積層型半導体パッケージ、およびこのような積層型半導体パッケージを備えた光信号伝送装置を提供することを目的とする。【解決手段】  最上層の半導体パッケージ１１０のパッケージ基板１１１には、電気的な信号を入出力する電気信号処理用半導体チップ１１２が実装されており、中間層の半導体パッケージ１２０のパッケージ基板１２１には、電気信号と光信号との間での変換を担う光電変換素子１２３が実装されており、最下層の半導体パッケージ１３０のパッケージ基板１３１には、電気的な信号を入出力する電気信号処理用半導体チップ１３２が実装されている。また、中間層の半導体パッケージ１２０に実装された光電変換素子１２３上には、信号光の伝播を担う光導波路１７０が形成され、この光導波路１７０はミラー１７０ａにより光電変換素子１２３と光学的に接続されている。【選択図】        図１
2008021776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子が基板上に実装された半導体パッケージが積層されてなる積層型半導体パッケージにおいて、
前記複数の半導体パッケージのうちの最上層の半導体パッケージは、電気的な信号を入出力する半導体素子が実装されたものであり、
前記最上層の半導体パッケージよりも下層に積層された、前記複数の半導体パッケージのうちの少なくとも１つの半導体パッケージが、前記半導体素子として、電気信号と光信号との間での変換を担う光電変換素子が実装されたものであるとともに、該光電変換素子に、信号光の伝播を担う信号光伝播媒体が光学的に接続されてなる光信号伝送パッケージであることを特徴とする積層型半導体パッケージ。
【請求項２】
半導体素子が基板上に実装された半導体パッケージが積層されてなる積層型半導体パッケージにおいて、
前記複数の半導体パッケージのうちの最上層の半導体パッケージは、電気的な信号を入出力する半導体素子が実装されたものであり、
前記複数の半導体パッケージのうちの最下層の半導体パッケージは、前記半導体素子として、電気信号と光信号との間での変換を担う光電変換素子が下面に実装されたものであるとともに、該光電変換素子に、信号光の伝播を担う信号光伝播媒体が光学的に接続されてなる光信号伝送パッケージであることを特徴とする積層型半導体パッケージ。
【請求項３】
半導体素子が基板上に実装された半導体パッケージが積層されてなる積層型半導体パッケージと、該積層型半導体パッケージが搭載された主基板とからなる回路モジュールを２つ備え、
これら２つの回路モジュールそれぞれに搭載された積層型半導体パッケージは、
該積層型半導体パッケージを構成する複数の半導体パッケージのうちの最上層の半導体パッケージが、電気的な信号を入出力する半導体素子が実装されたものであり、
前記最上層の半導体パッケージよりも下層に積層された、前記複数の半導体パッケージのうちの少なくとも１つの半導体パッケージが、前記半導体素子として、電気信号と光信号との間での変換を担う光電変換素子が実装されたものであって、
信号光の伝播を担い、前記２つの回路モジュールそれぞれに搭載された積層型半導体パッケージを構成する光電変換素子を互いに光学的に接続する信号光伝播媒体を備えたことを特徴とする光信号伝送装置。
【請求項４】
半導体素子が基板上に実装された半導体パッケージが積層されてなる積層型半導体パッケージと、該積層型半導体パッケージが少なくとも２つ以上搭載された主基板からなる回路モジュールにおいて、
前記積層型半導体パッケージそれぞれは、
該積層型半導体パッケージを構成する複数の半導体パッケージのうちの最上層の半導体パッケージは、電気的な信号を入出力する半導体素子が実装されたものであり、
前記複数の半導体パッケージのうちの最下層の半導体パッケージは、前記半導体素子として、電気信号と光信号との間での変換を担う光電変換素子が下面に実装されたものであって、
前記主基板に搭載された少なくとも２つ以上の積層型半導体パッケージを構成する光電変換素子間を互いに光学的に接続する信号光伝播媒体を備えたことを特徴とする光信号伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に半導体素子を実装した複数の半導体パッケージを積層しそれら複数の半導体パッケージを電気的に接続してなる積層型半導体パッケージ、および主基板上に上記の積層型半導体パッケージが搭載された光信号伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化・高機能化に伴い、部品点数の削減及び部品の小型化が要求されている。このような要求を満たす技術として、各種の機能を実現する論理ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）やメモリなどを基板上に実装した複数の半導体パッケージを積層し、それら複数の半導体パッケージを電気的に接続することにより積層型半導体パッケージを得るＰｏＰ（Ｐａｃｋａｇｅ  ｏｎ  ｐａｃｋａｇｅ）技術が広く知られている。
【０００３】
この積層型半導体パッケージは、一般に、互いに異なる機能を有する独立した複数の半導体パッケージを積層することにより形成されたものであるため、半導体パッケージの組合わせの自由度が大きく、汎用性が高いという利点を有する。また、各半導体素子の動作テストに当り、半導体パッケージ毎にテストすることができるため、異常の検出が容易であり、歩留まりの向上を図ることができる利点をも有している。
【０００４】
近年、半導体素子の製造技術が向上し、より集積度の高い半導体素子が製造されるようになり、集積度の高い半導体素子を電子機器に実装することによって、情報処理速度の向上や記憶容量の増加や装置の小型化・軽量化などが可能となっている。しかしながら、半導体素子相互間を電気配線で接続すると、高速化処理に伴う高周波伝送損失の増大や、入出力ピンの増加による線間クロストークの発生などの電気伝送固有の問題のためにシステム全体の性能が制約を受けるという問題がある。
【０００５】
このような電気伝送固有の問題を解決する方法として光配線技術の開発が進められている。この光配線技術においては、一般に、電気信号を光信号に変換する発光素子と、光信号を電気信号に変換する受光素子との間は、信号光の伝播を担う光ファイバや光導波路などの信号光伝播媒体で接続される。
【０００６】
この光配線技術によれば、インピーダンスによる信号遅延がない、配線からＥＭＩ（ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＩＮＴＥＲＦＥＲＥＮＣＥ：電磁妨害）ノイズが出ない、配線間干渉が生じないなどの利点を有しているので、上述の高周波伝送損失の増大やクロストーク発生などの電気伝送固有の問題を解消することができる。
【０００７】
このような光配線技術として、例えば、基板上に光素子駆動用ＩＣ等の電子集積素子ベアチップを実装した構造体の側面、又は電子集積素子ベアチップの周辺部に光電変換素子を実装し、光素子と電子集積素子を同一パッケージ内に一体化してなる光電子集積素子が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
また、光素子と光素子を駆動するための半導体チップが内蔵され、電気的に接続されたパッケージ内に光入出力用光ファイバを装着した光モジュールも開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００１−３６１９７号公報
【特許文献２】特開２００１−５９９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の特許文献１及び特許文献２において開示されている技術は、光素子と光素子駆動用ＩＣのみを同一パッケージ内に一体化したものであり、ボード上の信号処理用ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）への入出力は電気配線を利用している。ボード内で電気信号のままで伝送可能な信号速度は通常６００Ｍｂ／ｓ、ごく短い距離でも２．５Ｇｂ／ｓ程度であり、この速度を超える信号はＳｅｒＤｅｓ（Ｓｅｒｉａｌｉｚｅｒ／Ｄｅｓｅｒｉａｌｉｚｅｒ）と呼ばれるＬＳＩを用いて並列信号に分解し、速度を落として伝送している。したがって、上述の特許文献１及び特許文献２のように光電変換素子と駆動用ＩＣのみを一体化するだけでなく、ＳｅｒＤｅｓ用ＩＣも含めて一体化し、高速電気信号の伝送距離をできるだけ短くすることが望ましい。
【００１０】
さらに、上述の特許文献１及び特許文献２における半導体素子部にＳｅｒＤｅｓ用ＬＳＩを実装したとしても、半導体素子の動作テストにおいて異常が検出された場合に、光電変換素子、駆動用ＩＣ、及びＳｅｒＤｅｓ用ＩＣが一体化されているため、異常部分を特定するのが困難であるという問題がある。
【００１１】
そこで、基板上に半導体素子が実装された半導体パッケージを積層し、複数の半導体パッケージ間を電気的に接続してなる積層型半導体パッケージにおいて、上記複数の半導体パッケージのうちの少なくとも１つの半導体パッケージを、上記半導体素子として、電気信号と光信号との間での変換を担う光電変換素子が実装された光信号伝送パッケージとし、その光信号伝送パッケージの光電変換素子に、信号光の伝播を担う信号光伝播媒体を光学的に接続した構成とすることが考えられる。このように構成された積層型半導体パッケージによれば、高速信号の入出力に、光信号伝送パッケージに実装された光電変換素子と、光信号伝送パッケージに接続された信号光伝播媒体とを用いることによって、高周波伝送損失の増大やクロストーク発生などの電気伝送固有の問題が回避され、高速伝送を可能とすることができる。また、複数の電気信号が多重化された信号を光信号として伝送することにより入出力ピン数を減らすことができ、更なる高密度化が可能となる。
【００１２】
しかし、最近の半導体パッケージはますます高密度化が進みつつあり、半導体パッケージの高密度化に伴い半導体パッケージから発生する熱が増大するので、半導体素子の熱破壊の恐れから高密度化が制約されるという問題がある。そこで、積層型半導体パッケージから発生する熱を如何に効果的に放熱させるかが新たな課題となっている。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑み、放熱性に優れかつ高速伝送が可能な積層型半導体パッケージ、およびこのような積層型半導体パッケージを備えた光信号伝送装置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】
【００１４】
上記目的を達成する本発明の第１の積層型半導体パッケージは、
半導体素子が基板上に実装された半導体パッケージが積層されてなる積層型半導体パッケージにおいて、
上記複数の半導体パッケージのうちの最上層の半導体パッケージは、電気的な信号を入出力する半導体素子が実装されたものであり、
上記最上層の半導体パッケージよりも下層に積層された、上記複数の半導体パッケージのうちの少なくとも１つの半導体パッケージが、上記半導体素子として、電気信号と光信号との間での変換を担う光電変換素子が実装されたものであるとともに、該光電変換素子に、信号光の伝播を担う信号光伝播媒体が光学的に接続されてなる光信号伝送パッケージであることを特徴とする。
【００１５】
ここで、本発明にいう「信号光伝播媒体」とは、例えば光導波路や光ファイバなどを指している。
【００１６】
本発明の第１の積層型半導体パッケージによれば、発熱量が比較的大きい、電気的な信号を入出力する半導体素子が実装された半導体パッケージを最上層に配備し、発熱量が比較的小さい光電変換素子が実装された半導体パッケージを上記最上層以外の層に配備し、該半導体パッケージを、該光電変換素子に、信号光伝播媒体が光学的に接続されてなる光信号伝送パッケージとして構成しているので、発熱量の大きい半導体パッケージを用いる必要のある場合でも、放熱性に優れかつ高速伝送が可能な積層型半導体パッケージを得ることができる。
【００１７】
また、本発明の第１の積層型半導体パッケージによれば、複数の電気信号を多重化した信号を光信号として伝送することにより入出力ピン数を減らすことができるので、より高密度化された積層型半導体パッケージを得ることができる。
【００１８】
また、上記目的を達成する本発明の第２の積層型半導体パッケージは、
半導体素子が基板上に実装された半導体パッケージが積層されてなる積層型半導体パッケージと、該積層型半導体パッケージが少なくとも２つ以上搭載された主基板からなる回路モジュールにおいて、
上記積層型半導体パッケージそれぞれは、
該積層型半導体パッケージを構成する複数の半導体パッケージのうちの最上層の半導体パッケージは、電気的な信号を入出力する半導体素子が実装されたものであり、
上記複数の半導体パッケージのうちの最下層の半導体パッケージは、上記半導体素子として、電気信号と光信号との間での変換を担う光電変換素子が下面に実装されたものであって、
上記主基板に搭載された少なくとも２つ以上の積層型半導体パッケージを構成する光電変換素子間を互いに光学的に接続する信号光伝播媒体を備えたことを特徴とする。
本発明の第２の積層型半導体パッケージによれば、上記本発明の第１の積層型半導体パッケージと同様、発熱量が比較的大きい、電気的な信号を入出力する半導体素子が実装された半導体パッケージを最上層に配備し、発熱量が比較的小さい光電変換素子が下面に実装された半導体パッケージを最下層に配備し、該半導体パッケージを、該光電変換素子に、信号光伝播媒体が光学的に接続されてなる光信号伝送パッケージとして構成しているので、発熱量の大きい半導体パッケージを用いる必要のある場合でも、放熱性に優れかつ高速伝送が可能な積層型半導体パッケージを得ることができる。
【００１９】
また、本発明の第２の積層型半導体パッケージによれば、上記本発明の第１の積層型半導体パッケージと同様、複数の電気信号を多重化した信号を光信号として伝送することにより入出力ピン数を減らすことができるので、より高密度化された積層型半導体パッケージを得ることができる。
【００２０】
また、上記目的を達成する本発明の第１の光信号伝送装置は、
半導体素子が基板上に実装された半導体パッケージが積層されてなる積層型半導体パッケージと、該積層型半導体パッケージが搭載された主基板とからなる回路モジュールを２つ備え、
これら２つの回路モジュールそれぞれに搭載された積層型半導体パッケージは、
該積層型半導体パッケージを構成する複数の半導体パッケージのうちの最上層の半導体パッケージが、電気的な信号を入出力する半導体素子が実装されたものであり、
上記最上層の半導体パッケージよりも下層に積層された、上記複数の半導体パッケージのうちの少なくとも１つの半導体パッケージが、上記半導体素子として、電気信号と光信号との間での変換を担う光電変換素子が実装されたものであって、
信号光の伝播を担い、上記２つの回路モジュールそれぞれに搭載された積層型半導体パッケージを構成する光電変換素子を互いに光学的に接続する信号光伝播媒体を備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明の第１の光信号伝送装置によれば、放熱性に優れかつ高速伝送が可能な光信号伝送装置を得ることができる。
【００２２】
また、上記目的を達成する本発明の第２の光信号伝送装置は、
信号光の伝播を担う信号光伝播媒体が埋め込まれた主基板と、
上記主基板に搭載された、２つの、半導体素子が基板上に実装された半導体パッケージが積層されてなる積層型半導体パッケージとを備え、
上記積層型半導体パッケージそれぞれは、
該積層型半導体パッケージを構成する複数の半導体パッケージのうちの最上層の半導体パッケージは、電気的な信号を入出力する半導体素子が実装されたものであり、
上記複数の半導体パッケージのうちの最下層の半導体パッケージは、上記半導体素子として、電気信号と光信号との間での変換を担う光電変換素子が下面に実装されたものであって、
上記２つの積層型半導体パッケージを構成する光電変換素子が、上記信号光伝播媒体を介して互いに光学的に接続されていることを特徴とする。
【００２３】
本発明の第２の光信号伝送装置によれば、放熱性に優れかつ高速伝送が可能な光信号伝送装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、放熱性に優れかつ高速伝送が可能な積層型半導体パッケージ、および放熱性に優れかつ高速伝送が可能な光信号伝送装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２６】
図１は、第１の実施形態の積層型半導体パッケージの概略構成図である。
【００２７】
この第１の実施形態の積層型半導体パッケージは、本発明の第１の積層型半導体パッケージに相当する。
【００２８】
図１には、最上層の半導体パッケージ１１０、中間層の半導体パッケージ１２０、および最下層の半導体パッケージ１３０の３層の半導体パッケージが積層されてなる積層型半導体パッケージ１００が示されている。
【００２９】
最上層の半導体パッケージ１１０のパッケージ基板１１１には、電気的な信号を入出力する電気信号処理用半導体チップ１１２が実装され、その上をモールド樹脂１８０で封止されており、中間層の半導体パッケージ１２０のパッケージ基板１２１には、電気信号と光信号との間での変換を担う光電変換素子１２３が実装され、その上をモールド樹脂１８０で封止されており、最下層の半導体パッケージ１３０のパッケージ基板１３１には、電気的な信号を入出力する電気信号処理用半導体チップ１３２が実装され、その上をモールド樹脂１８０で封止されている。
【００３０】
また、中間層の半導体パッケージ１２０に実装された光電変換素子１２３上には、信号光の伝播を担う光導波路１７０が形成されている。この光導波路１７０の光電変換素子１２３寄りの端部にはミラー１７０ａが形成されており、このミラー１７０ａにより光電変換素子１２３と光導波路１７０とは光学的に接続される。
【００３１】
本実施形態における中間層の半導体パッケージ１２０は、本発明にいう光信号伝送パッケージの一例に相当するものであり、また、本実施形態における電気信号処理用半導体チップ１１２，１３２は、本発明にいう電気的な信号を入出力する半導体素子の一例に相当するものであり、また、本実施形態における光導波路１７０は、本発明にいう信号光伝播媒体の一例に相当するものである。
【００３２】
最上層の半導体パッケージ１１０のパッケージ基板１１１には、ボンディングパッド１４１が配備されており、半導体パッケージ１１０に実装された電気信号処理用半導体チップ１１２は、ボンディングワイヤ１４０を介してボンディングパッド１４１に電気的に接続されている。
【００３３】
中間層の半導体パッケージ１２０のパッケージ基板１２１にもボンディングパッド１４２が配備されており、半導体パッケージ１２０に実装された光電変換素子１２３は、ボンディングワイヤ１４０を介してボンディングパッド１４２に電気的に接続されている。
【００３４】
最下層の半導体パッケージ１３０のパッケージ基板１３１には、ボンディングパッド１４３が配備されており、半導体パッケージ１３０に実装された電気信号処理用半導体チップ１３２は、ボンディングワイヤ１４０を介してボンディングパッド１４３に電気的に接続されている。
【００３５】
最上層の半導体パッケージ１１０に配備されたボンディングパッド１４１と、中間層の半導体パッケージ１２０に配備されたボンディングパッド１４２との間は、ハンダボール１４４を介して半田接続されることによって、半導体パッケージ１１０と半導体パッケージ１２０とが電気的に接続される。
【００３６】
また、中間層の半導体パッケージ１２０に配備されたボンディングパッド１４２と、最下層の半導体パッケージ１３０に配備されたボンディングパッド１４３との間は、ハンダボール１４４を介して半田接続されることによって、半導体パッケージ１２０と半導体パッケージ１３０とが電気的に接続される。
【００３７】
こうして、最上層の半導体パッケージ１１０、中間層の半導体パッケージ１２０、および最下層の半導体パッケージ１３０は電気的に接続される。
【００３８】
このように構成された積層型半導体パッケージ１００は、最下層の半導体パッケージ１３０に配備されたボンディングパッド１４３およびハンダボール１４４を介して主基板１９０に接続されるようになっている。
【００３９】
以上のように、この積層型半導体パッケージ１００では、放熱に有利な最上層に、発熱量が比較的大きい電気信号処理用半導体チップ１１２が実装された半導体パッケージ１１０を配備し、発熱量が比較的小さい光電変換素子１２３が実装された半導体パッケージ１２０を上記半導体パッケージ１１０よりも下層に配備し、この半導体パッケージ１２０を、光電変換素子１２３に、光導波路１７０が光学的に接続されてなる光信号伝送パッケージとして構成しているので、積層型半導体パッケージに発熱量の大きい半導体パッケージを積層する必要のある場合にも、発熱量の大きい半導体パッケージからの熱を効率よく放散させ、半導体素子の熱による破壊の危険性を低下させることが可能となる。また、最上層よりも下層に、高速信号の入出力に優れた光信号伝送パッケージ１２０を配備したことにより、全体として、放熱性に優れかつ高速伝送が可能な積層型半導体パッケージを得ることができる。
【００４０】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００４１】
なお、以下説明する第２実施形態では、上述した第１実施形態における要素と同じ要素については同じ符号を付して説明する。
【００４２】
図２は、本発明の第２の実施形態の積層型半導体パッケージの概略構成図である。
【００４３】
この第２の実施形態の積層型半導体パッケージ２００は、本発明の第２の積層型半導体パッケージに相当する。
【００４４】
図２には、最上層の半導体パッケージ２１０および最下層の半導体パッケージ２２０の２層の半導体パッケージが積層されてなる積層型半導体パッケージ２００が示されている。
【００４５】
最上層の半導体パッケージ２１０のパッケージ基板２１１には、電気的な信号を入出力する電気信号処理用半導体チップ２１２が実装され、その上をモールド樹脂１８０で封止されており、最下層の半導体パッケージ２２０のパッケージ基板２２１の上面２２１ａには、電気的な信号を入出力する電気信号処理用半導体チップ２１３が実装され、その上をモールド樹脂１８０で封止されており、かつ上記パッケージ基板２２１の下面２２１ｂには、電気信号と光信号との間での変換を担う光電変換素子２２３が実装され、その上をモールド樹脂１８０で封止されている。
【００４６】
また、最下層の半導体パッケージ２２０に実装された光電変換素子２２３上には、信号光の伝播を担う光導波路２７０が形成されている。この光導波路２７０の光電変換素子２２３寄りの端部にはミラー２７０ａが形成されており、このミラー２７０ａにより光電変換素子２２３と光導波路２７０とは光学的に接続される。
【００４７】
本実施形態における最下層の半導体パッケージ２２０は、本発明にいう光信号伝送パッケージの一例に相当するものであり、また、本実施形態における電気信号処理用半導体チップ２１２，２１３は、本発明にいう電気的な信号を入出力する半導体素子の一例に相当するものであり、また、本実施形態における光導波路２７０は、本発明にいう信号光伝播媒体の一例に相当するものである。
【００４８】
最上層の半導体パッケージ２１０のパッケージ基板２１１には、ボンディングパッド２４１が配備されており、半導体パッケージ２１０に実装された電気信号処理用半導体チップ２１２は、ボンディングワイヤ１４０を介してボンディングパッド２４１に電気的に接続されている。
【００４９】
最下層の半導体パッケージ２２０のパッケージ基板２２１には、ボンディングパッド２４２が配備されており、パッケージ基板２２１の上面２２１ａに実装された電気信号処理用半導体チップ２１３は、ボンディングワイヤ１４０を介してボンディングパッド２４２に電気的に接続されるとともに、パッケージ基板２２１の下面２２１ｂに実装された光電変換素子２２３も、ボンディングワイヤ１４０を介してボンディングパッド２４２に電気的に接続される。
【００５０】
最上層の半導体パッケージ２１０に配備されたボンディングパッド２４１と、最下層の半導体パッケージ２２０に配備されたボンディングパッド２４２との間は、ハンダボール１４４を介して半田接続されることによって、半導体パッケージ２１０と半導体パッケージ２２０とが電気的に接続される。
【００５１】
こうして、最上層の半導体パッケージ２１０および最下層の半導体パッケージ２２０は電気的に接続される。
【００５２】
このように構成された積層型半導体パッケージ２００は、最下層の半導体パッケージ２２０に配備されたボンディングパッド２４２およびハンダボール１４４を介して主基板２９０に接続されるようになっている。
【００５３】
以上のように、この積層型半導体パッケージ２００では、放熱に有利な最上層に、発熱量が比較的大きい、電気信号処理用半導体チップ２１２が実装された半導体パッケージ２１０を配備し、発熱量が比較的小さい光電変換素子２２３が下面に実装された半導体パッケージ２２０を最下層に配備し、この半導体パッケージ２２０を、光電変換素子２２３に、光導波路２７０が光学的に接続されてなる光信号伝送パッケージとして構成しているので、積層型半導体パッケージに発熱量の大きい半導体パッケージを積層する必要のある場合にも、発熱量の大きい半導体パッケージからの熱を効率よく放散させ、半導体素子の熱による破壊の危険性を低下させることが可能となる。また、最下層に、高速信号の入出力に優れた光信号伝送パッケージ２２０を配備したことにより、全体として、放熱性に優れかつ高速伝送が可能な積層型半導体パッケージを得ることができる。
【００５４】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００５５】
図３は、本発明の第３の実施形態である光信号伝送装置の概略構成図である。
【００５６】
本実施形態の光信号伝送装置３００は、本発明の第１の光信号伝送装置に相当するものである。
【００５７】
図３には、半導体素子が基板上に実装された半導体パッケージ１１０，１２０，１３０が積層されてなる積層型半導体パッケージ１００と、該積層型半導体パッケージ１００が搭載された主基板１９０とからなる２つの回路モジュール３１０，３２０を備えた光信号伝送装置３００が示されている。
【００５８】
これら２つの回路モジュール３１０，３２０それぞれに搭載された積層型半導体パッケージ１００は、図１を参照して説明した本発明の第１の積層型半導体パッケージと同じものである。すなわち、該積層型半導体パッケージ１００を構成する３つの半導体パッケージ１１０，１２０，１３０のうちの最上層の半導体パッケージ１１０が、電気信号処理用半導体チップ１１２（図１参照）が実装されたものであり、この最上層の半導体パッケージ１１０よりも下層に積層された、上記３つの半導体パッケージ１１０，１２０，１３０のうちの１つの半導体パッケージ１２０が、上記半導体素子として、電気信号と光信号との間での変換を担う光電変換素子１２３（図１参照）が実装されたものであって、信号光の伝播を担い、上記２つの回路モジュール３１０，３２０それぞれに搭載された積層型半導体パッケージ１００を構成する光電変換素子１２３を互いに光学的に接続する光導波路１７０を備えている。
【００５９】
なお、本実施形態における電気信号処理用半導体チップ１１２は、本発明にいう電気的な信号を入出力する半導体素子の一例に相当するものであり、また、本実施形態における光導波路１７０は、本発明にいう信号光伝播媒体の一例に相当するものである。
【００６０】
さらに、この光信号伝送装置３００を構成する２つの回路モジュール３１０，３２０の主基板１９０には、電気的な信号の処理を行う半導体素子３６０，３７０、およびこれら２つの半導体素子３６０，３７０に接続され半導体素子３６０，３７０とともに信号処理を行う複数の回路素子３８０が配備されている。
【００６１】
これら２つの半導体素子３６０，３７０は、回路モジュール３１０，３２０上のそれぞれの積層型半導体パッケージ１００に電気的に接続されており、光信号伝送装置３００全体としての信号処理を行うようになっている。
【００６２】
以上のように、この光信号伝送装置３００では、放熱に有利な最上層に、発熱量が比較的大きい電気信号処理用半導体チップ１１２が実装された半導体パッケージ１１０を積層し、発熱量が比較的小さい光電変換素子１２３が実装された半導体パッケージ１２０を上記半導体パッケージ１１０よりも下層に積層した積層型半導体パッケージ１００を主基板１９０上に搭載した２つの回路モジュール３１０，３２０を備え、さらにこれら２つの回路モジュール３１０，３２０を光導波路１７０で光学的に接続した構成としたので、積層型半導体パッケージ１００として発熱量の大きい半導体パッケージを積層する必要のある場合にも、発熱量の大きい半導体パッケージから発生する熱を効率よく放散させ、半導体素子の熱破壊を回避することが可能となり、放熱性に優れかつ高速伝送が可能な光信号伝送装置を得ることができる。
【００６３】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
【００６４】
図４は、本発明の第４の実施形態である光信号伝送装置の概略構成図である。
【００６５】
本実施形態の光信号伝送装置４００は、本発明の第２の光信号伝送装置に相当するものである。
【００６６】
図４には、主基板２９０に搭載された、２つの、半導体素子が基板上に実装された半導体パッケージ２１０，２２０が積層されてなる積層型半導体パッケージ２００とを備えた光信号伝送装置４００が示されている。
【００６７】
これら２つの積層型半導体パッケージ２００それぞれに搭載された積層型半導体パッケージ２００は、図２を参照して説明した本発明の第２の積層型半導体パッケージと同じものである。すなわち、積層型半導体パッケージ２００を構成する２つの半導体パッケージ２１０，２２０のうちの最上層の半導体パッケージ２１０は、電気信号処理用半導体チップ２１２（図２参照）が実装されたものであって、上記２つの半導体パッケージ２１０，２２０のうちの最下層の半導体パッケージ２２０は、上記半導体素子として、電気信号と光信号との間での変換を担う光電変換素子２２３（図２参照）が下面に実装されたものであるとともに、上記の半導体パッケージ２２０を構成する光電変換素子２２３が、光導波路２７０（図２参照）を介して互いに光学的に接続されている。
【００６８】
積層型半導体パッケージ２００の最下層の半導体パッケージ２２０の下面に実装されている光電変換素子２２３は、光導波路２７０の両端部に形成されたミラー２７０ａを介して光導波路２７０と光学的に接続されている。
【００６９】
なお、本実施形態における電気信号処理用半導体チップ２１２は、本発明にいう電気的な信号を入出力する半導体素子の一例に相当するものであり、また、本実施形態における光導波路２７０は、本発明にいう信号光伝播媒体の一例に相当するものである。
【００７０】
さらに、この光信号伝送装置４００の主基板２９０には、電気的な信号の処理を行う半導体素子４６０，４７０およびこれら半導体素子４６０，４７０に接続され半導体素子４６０，４７０とともに信号処理を行う複数の回路素子４８０が配備されている。
【００７１】
これら２つの半導体素子４６０，４７０は、主基板２９０上のそれぞれの積層型半導体パッケージ２００に電気的に接続されており、光信号伝送装置４００全体としての信号処理を行うようになっている。
【００７２】
以上のように、この光信号伝送装置４００では、放熱に有利な最上層に、発熱量が比較的大きい電気信号処理用半導体チップ２１２が実装された半導体パッケージ２１０を積層し、発熱量が比較的小さい光電変換素子２２３が実装された半導体パッケージ２２０を最下層に積層した積層型半導体パッケージ２００を主基板２９０上に２つ搭載し、さらにこれら２つの積層型半導体パッケージ２００を光導波路２７０で光学的に接続した構成としたので、積層型半導体パッケージ２００として発熱量の大きい半導体パッケージを積層する必要のある場合にも、発熱量の大きい半導体パッケージから発生する熱を効率よく放散させ、半導体素子の熱破壊を回避することが可能となり、放熱性に優れかつ高速伝送が可能な光信号伝送装置を得ることができる。
【００７３】
なお、上述した各実施形態では、２つあるいは３つの半導体パッケージを基板上に積層した例について説明したが、本発明の積層型半導体パッケージおよび光信号伝送装置は、これに限られるものではなく、３つあるいは４つ以上の半導体パッケージを基板上に積層したものにも適用することができる。
【００７４】
また、上述した各実施形態では、本発明にいう半導体素子が、光電変換素子、電気信号伝送用半導体チップである例について説明したが、本発明にいう半導体素子は、これに限られるものではなく、どのような種類の半導体素子であってもよい。
【００７５】
また、上述した各実施形態では、本発明にいう信号光伝播媒体が光導波路である例について説明したが、本発明にいう信号光伝播媒体は、これに限られるものではなく、例えば光ファイバなどの信号光伝播媒体であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】第１の実施形態の積層型半導体パッケージの概略構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の積層型半導体パッケージの概略構成図である。
【図３】本発明の第３の実施形態である光信号伝送装置の概略構成図である。
【図４】本発明の第４の実施形態である光信号伝送装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００７７】
１００，２００    積層型半導体パッケージ
１１０，１２，１３０，２１０，２２０    半導体パッケージ
１１１，１２１，１３１，２１１，２２１    パッケージ基板
１１２，１３２，２１２，２１３    電気信号処理用半導体チップ
１２０    光信号伝送パッケージ
１２３、２２３    光電変換素子
１４０    ボンディングワイヤ
１４１，１４２，１４３，２４１，２４２    ボンディングパッド
１４４    ハンダボール
１７０，２７０    光導波路
１７０ａ，２７０ａ    ミラー
１８０    モールド樹脂
１９０，２９０    主基板
２２１ａ    上面
２２１ｂ    下面
３００，４００    光信号伝送装置
３１０，３２０    回路モジュール
３６０，３７０    半導体素子
３８０    回路素子
【図１】
2008021776.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008021776.tif 000006