(57)【要約】【課題】光素子アレイと光導波路アレイとが直接的に光接続可能な光電変換モジュールとその製造方法を提供する。【解決手段】半導体チップをパッケージ基板に実装したＩＣ実装基板、受光素子アレイ、発光素子アレイ、受光導波路アレイと、発光導波路アレイとを含み、ＩＣ実装基板の一方側の側面に接合した光素子アレイをＩＣ実装基板と電気的に接続し、光素子アレイを光導波路アレイと光接続し、ＩＣ実装基板が備える半導体チップが、受光素子アレイから受けた信号を演算して発光素子アレイを駆動するようにして、光素子アレイと光導波路アレイとを直接的に光接続可能とした光電変換モジュールとする。【選択図】図８
2008257237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップをパッケージ基板に実装したＩＣ実装基板、受光素子アレイ、発光素子アレイ、受光導波路アレイと、発光導波路アレイとを含む光電変換モジュールであって、
当該ＩＣ実装基板の一方側の側面に接合した当該受光素子アレイと他方側の側面に接合した当該発光素子アレイ（以下、受光素子アレイと発光素子アレイとの両方を含む場合には、単に「光素子アレイ」と称する。）とは、当該ＩＣ実装基板と電気的に接続したものであり、
当該受光素子アレイは、当該受光導波路アレイと光接続し、当該発光素子アレイは当該発光導波路アレイ（以下、受光導波路アレイと発光導波路アレイとの両方を含む場合には、単に「光導波路アレイ」と称する。）と光接続したものであり、
当該ＩＣ実装基板が備える当該半導体チップが、当該受光素子アレイから受けた信号を演算して当該発光素子アレイを駆動するようにして、当該光素子アレイと当該光導波路アレイとを直接的に光接続可能としたことを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項２】
前記パッケージ基板は、当該パッケージ基板の外層配線から当該パッケージ基板の側面に貫通する複数のフィルドビアホールを備え、前記光素子アレイは、当該パッケージ基板の側面が備える当該フィルドビアホールを介して前記半導体チップに電気的に接続したものである請求項１に記載の光電変換モジュール。
【請求項３】
前記パッケージ基板は、当該パッケージ基板の外層配線から当該パッケージ基板の側面に沿って延伸した配線を備え、前記光素子アレイは、当該パッケージ基板の側面が備える当該配線を介して前記半導体チップに電気的に接続したものである請求項１に記載の光電変換モジュール。
【請求項４】
前記光素子アレイは、前記パッケージ基板の側面が備えるフィルドビアホール又は配線にフリップチップボンディング法又はワイヤボンディング法により電気的に接続したものである請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光電変換モジュール。
【請求項５】
前記光素子アレイは、前記パッケージ基板の外層配線が備える接続パッドと当該光素子アレイが備える接続パッドとをワイヤボンディング法により電気的に接続したものである請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光電変換モジュール。
【請求項６】
前記半導体チップは、前記パッケージ基板にフリップチップボンディング法またはワイヤボンディング法により電気的に接続したものである請求項１〜請求項５のいずれかに記載の光電変換モジュール。
【請求項７】
前記受光素子アレイと前記受光導波路アレイ、及び、前記発光素子アレイと前記発光導波路アレイとは、光透過性エポキシ樹脂を介して光接続したものである請求項１〜請求項６のいずれかに記載の光電変換モジュール。
【請求項８】
前記受光素子アレイは、受光素子をＭ×Ｎ（但し、Ｍ及びＮは正の整数）のマトリックス状に配列し、前記発光素子アレイは、発光素子をｍ×ｎ（但し、ｍ及びｎは正の整数）のマトリックス状に配列したものである請求項７に記載の光電変換モジュール。
【請求項９】
前記受光導波路アレイは、Ｍ×Ｎ（但し、Ｍ及びＮは正の整数）のマトリックス状に配列した前記受光素子アレイが備える前記受光素子と１対１に対応するようにＭ×Ｎ（但し、Ｍ及びＮは正の整数）のマトリックス状に配列して当該受光素子と光接続したものであり、前記発光導波路アレイは、ｍ×ｎ（但し、ｍ及びｎは正の整数）のマトリックス状に配列した前記発光素子アレイが備える前記発光素子と１対１に対応するようにｍ×ｎ（但し、ｍ及びｎは正の整数）のマトリックス状に配列して当該発光素子と光接続したものである請求項８に記載の光電変換モジュール。
【請求項１０】
前記光透過性エポキシ樹脂は、１．４?１．６の屈折率を備え、前記受光素子が受光し、または前記発光素子が発光する光の波長範囲において８０％?９５％の光透過率を備えるエポキシ樹脂である請求項７〜請求項９のいずれかに記載の光電変換モジュール。
【請求項１１】
前記パッケージ基板と前記半導体チップとの間、及び、当該パッケージ基板と前記光素子アレイとの間には、エポキシ樹脂のアンダーフィル層を備えるものである請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の光電変換モジュール。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の光電変換モジュールをプリント配線板に実装したことを特徴とするプリント回路板。
【請求項１３】
前記光電変換モジュールを実装したプリント配線板と、開口部を備えるプリント配線板とが前記光電変換モジュールが備える前記光導波路アレイを挟持した構成を備え、前記ＩＣ実装基板、前記光素子アレイ、当該光素子アレイと当該光導波路アレイとの接合部とは、当該開口部を備えるプリント配線板の開口部に露出したものである請求項１２に記載のプリント回路板。
【請求項１４】
開口部を備える２枚のプリント配線板が前記光電変換モジュールが備える前記光導波路アレイを挟持した構成を備え、前記ＩＣ実装基板、前記光素子アレイ、当該光素子アレイと当該光導波路アレイとの接合部とは、当該開口部を備えるプリント配線板の開口部に露出し、当該ＩＣ実装基板は、ワイヤボンディング法により当該プリント配線板と電気的に接続したものである請求項１２に記載のプリント回路板。
【請求項１５】
前記光素子アレイ及び当該光素子アレイと前記光導波路アレイとの接合部とは樹脂封止したものである請求項１４に記載のプリント回路板。
【請求項１６】
請求項１２に記載のプリント回路板の製造方法であって、以下の工程Ａ〜工程Ｄを含むことを特徴とするプリント回路板の製造方法。
工程Ａ：  前記パッケージ基板に前記半導体チップを実装して前記ＩＣ実装基板を得る工程。
工程Ｂ：  工程Ａで得られた当該ＩＣ実装基板の一方の側面に前記受光素子アレイ又は前記発光素子アレイの一方を接合し、その後当該パッケージ基板の他方側の側面に当該受光素子アレイ又は当該発光素子アレイの他方を接合する工程。
工程Ｃ：  工程Ｂで得られた当該ＩＣ実装基板に接合した当該光素子アレイの当該ＩＣ実装基板と接合していない面を前記光透過性エポキシ樹脂を介して当該光導波路アレイと光接続可能に接合する工程。
工程Ｄ：  工程Ｃで得られた当該ＩＣ実装基板を前記プリント配線板に実装する工程。
【請求項１７】
請求項１３に記載のプリント回路板の製造方法であって、以下の工程ａ〜工程ｄを含むことを特徴とするプリント回路板の製造方法。
工程ａ：  前記パッケージ基板に前記半導体チップを実装して前記ＩＣ実装基板を得る工程。
工程ｂ：  工程ａで得られた当該ＩＣ実装基板の一方側の側面に前記受光素子アレイ又は前記発光素子アレイの一方を接合し、その後当該ＩＣ実装基板の他方側の側面に当該受光素子アレイ又は当該発光素子アレイの他方を接合する工程。
工程ｃ：  前記光導波路アレイを挟持する前記２枚のプリント配線板の一方に、当該光素子アレイを接合した当該ＩＣ実装基板を実装するための開口部を設け、他方のプリント配線板が備える配線を露出させる工程。
工程ｄ：  当該配線が露出した当該他方のプリント配線板に当該光素子アレイを接合した当該ＩＣ実装基板を実装し、当該光素子アレイの当該ＩＣ実装基板に接合していない面を前記光透過性エポキシ樹脂を介して当該光導波路アレイと光接続可能に接合する工程。
【請求項１８】
請求項１４に記載のプリント回路板の製造方法であって、以下の工程ア〜工程カを含むことを特徴とするプリント回路板の製造方法。
工程ア：  前記パッケージ基板に前記半導体チップを実装して前記ＩＣ実装基板を得る工程。
工程イ：  工程アで得られた当該ＩＣ実装基板の一方の側面に前記受光素子アレイ又は前記発光素子アレイの一方を接合し、その後当該ＩＣ実装基板の他方側の側面に当該受光素子アレイ又は当該発光素子アレイの他方を接合する工程。
工程ウ：  前記光導波路アレイを挟持する前記２枚のプリント配線板に、当該光素子アレイを接合した当該ＩＣ実装基板を接合するための開口部を設ける工程。
工程ヱ：  工程ウで形成した開口部において、当該光素子アレイの当該ＩＣ実装基板に接合していない面を前記光透過性エポキシ樹脂を介して当該光導波路アレイと光接続可能に接合する工程。
工程オ：  工程ヱで接合済みの当該光素子アレイ、当該光導波路アレイ、当該光素子アレイと当該光導波路アレイとの接合部とを樹脂封止する工程。
工程カ：  当該ＩＣ実装基板をワイヤボンディング法により当該プリント配線板に電気的に接続する工程。
【請求項１９】
前記ＩＣ実装基板、前記光素子アレイ、前記光導波路アレイ、当該光素子アレイと当該光導波路アレイとの接合部とを樹脂封止する請求項１６〜請求項１８のいずれかに記載のプリント回路板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件発明は、発光素子アレイと光導波路アレイとが直接的に光接続可能な光電変換モジュールおよびその光電変換モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報通信技術においては、データ伝送の高速化及び大容量化の傾向が顕著であり、このような高速通信環境を実現するために、光通信技術が開発されている。一般に、光通信においては、送信側の光電変換素子で電気信号を光信号に変換し、光ファイバー（ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒ）または光導波路（ｏｐｔｉｃａｌ  ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）を用いて受信側に伝送し、受信側の光電変換素子では、受信した当該光信号を電気信号に変換する。前記光電変換素子を光通信システム内で実用化するためには、効率の良い電気接続及び光接続を構成する必要がある。そして、特許文献１に開示の光接続に関する技術では、半導体チップから出力された制御信号が光素子を駆動し、電気信号を光信号に変換して出力している。この技術では、前記光素子から出力された光信号が、プリント配線板（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ：ＰＣＢ）内に配置された光導波路の、片側端面に形成した４５°ミラーで反射して光導波路内を進行する。
【０００３】
【特許文献１】ＵＳ  ６，５１２，８６１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示の技術では、光素子と光導波路との離間距離が長いため、光接続（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）効率が非常に低くなる。例えば、光素子としてＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）を用いる場合、ＶＣＳＥＬは空気中に光を出射するときの発散角が一般的には２５°〜３０°であるため、発光素子と光導波路との離間距離が長くなるほど、光接続の効率が低下する。また、特許文献１の技術では、光導波路の片側端面に４５°ミラーを備えている。しかし、４５°ミラーを正確に形成するためには多くの加工工程を必要とし、また、４５°ミラーの形成精度が光電変換モジュールの信頼性に影響を与えるという問題を内在している。即ち、伝送効率が良好で、信頼性の高い光接続に対する要求があった。即ち、本件発明の目的は、前記問題点を解決可能な、光素子アレイと光導波路アレイとを直接的に光接続可能としたことを特徴とする光電変換モジュールおよびその光電変換モジュールの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本件発明に係る光電変換モジュール：  本件発明に係る光電変換モジュールは、半導体チップ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＩＣ）をパッケージ基板に実装したＩＣ実装基板、受光素子アレイ、発光素子アレイ、受光導波路アレイと、発光導波路アレイとを含む光電変換モジュールであって、当該ＩＣ実装基板の一方側の側面に接合した当該受光素子アレイと他方側の側面に接合した当該発光素子アレイとは、当該ＩＣ実装基板と電気的に接続したものであり、当該受光素子アレイは、当該受光導波路アレイと光接続し、当該発光素子アレイは当該発光導波路アレイと光接続したものであり、当該ＩＣ実装基板が備える当該半導体チップが、当該受光素子アレイから受けた信号を演算して当該発光素子アレイを駆動するようにして、当該光素子アレイと当該光導波路アレイとを直接的に光接続可能としたことを特徴としている。
【０００６】
本件発明に係る光電変換モジュールにおいては、前記パッケージ基板は、当該パッケージ基板の外層配線から当該パッケージ基板の側面に貫通する複数のフィルドビアホールを備え、前記光素子アレイは、当該パッケージ基板の側面が備える当該フィルドビアホールを介して前記半導体チップに電気的に接続したものであることも好ましい。
【０００７】
本件発明に係る光電変換モジュールにおいては、前記パッケージ基板は、当該パッケージ基板の外層配線から当該パッケージ基板の側面に沿って延伸した配線を備え、前記光素子アレイは、当該パッケージ基板の側面が備える当該配線を介して前記半導体チップに電気的に接続したものであることも好ましい。
【０００８】
本件発明に係る光電変換モジュールにおいては、前記光素子アレイは、前記パッケージ基板の側面が備えるフィルドビアホール又は配線にフリップチップボンディング法又はワイヤボンディング法により電気的に接続したものであることも好ましい。
【０００９】
本件発明に係る光電変換モジュールにおいては、前記光素子アレイは、前記パッケージ基板の外層配線が備える接続パッドと当該光素子アレイが備える接続パッドとをワイヤボンディング法により電気的に接続したものであることも好ましい。
【００１０】
本件発明に係る光電変換モジュールにおいては、前記半導体チップは、前記パッケージ基板にフリップチップボンディング法またはワイヤボンディング法により電気的に接続したものであることも好ましい。
【００１１】
本件発明に係る光電変換モジュールにおいては、前記受光素子アレイと前記受光導波路アレイ、及び、前記発光素子アレイと前記発光導波路アレイとは、光透過性エポキシ樹脂を介して光接続したものであることも好ましい。
【００１２】
本件発明に係る光電変換モジュールにおいては、前記受光素子アレイは、受光素子をＭ×Ｎ（但し、Ｍ及びＮは正の整数）のマトリックス状に配列し、前記発光素子アレイは、発光素子をｍ×ｎ（但し、ｍ及びｎは正の整数）のマトリックス状に配列したものであることも好ましい。
【００１３】
本件発明に係る光電変換モジュールにおいては、前記受光導波路アレイは、Ｍ×Ｎ（但し、Ｍ及びＮは正の整数）のマトリックス状に配列した前記受光素子アレイが備える前記受光素子と１対１に対応するようにＭ×Ｎ（但し、Ｍ及びＮは正の整数）のマトリックス状に配列して当該受光素子と光接続したものであり、前記発光導波路アレイは、ｍ×ｎ（但し、ｍ及びｎは正の整数）のマトリックス状に配列した前記発光素子アレイが備える前記発光素子と１対１に対応するようにｍ×ｎ（但し、ｍ及びｎは正の整数）のマトリックス状に配列して当該発光素子と光接続したものであることも好ましい。
【００１４】
本件発明に係る光電変換モジュールにおいては、前記光透過性エポキシ樹脂は、１．４?１．６の屈折率を備え、前記受光素子が受光し、または発光素子が発光する光の波長範囲において８０％?９５％の光透過率を備えるエポキシ樹脂であることも好ましい。
【００１５】
本件発明に係る光電変換モジュールにおいては、前記パッケージ基板と前記半導体チップとの間、及び、当該パッケージ基板と前記光素子アレイとの間には、エポキシ樹脂のアンダーフィル層を備えるものであることも好ましい。
【００１６】
本件発明に係るプリント回路板：  本件発明に係るプリント回路板は、前記光電変換モジュールをプリント配線板に実装したことを特徴としている。
【００１７】
本件発明に係るプリント回路板においては、前記光電変換モジュールを実装したプリント配線板と、開口部を備えるプリント配線板とが前記光電変換モジュールが備える前記光導波路アレイを挟持した構成を備え、前記パッケージ基板、前記光素子アレイ、当該光素子アレイと当該光導波路アレイとの接合部とは、当該開口部を備えるプリント配線板の開口部に露出したものであることも好ましい。
【００１８】
本件発明に係るプリント回路板においては、開口部を備える２枚のプリント配線板が前記光電変換モジュールが備える前記光導波路アレイを挟持した構成を備え、前記パッケージ基板は、ワイヤボンディング法により当該プリント配線板と電気的に接続したものであることも好ましい。
【００１９】
本件発明に係るプリント回路板においては、前記光素子アレイ及び当該光素子アレイと前記光導波路アレイとの接合部とは樹脂封止したものであることも好ましい。
【００２０】
本件発明に係るプリント回路板の製造方法：  本件発明に係るプリント回路板の製造方法は、前記プリント回路板の製造方法であって、以下の工程Ａ〜工程Ｄを含むことを特徴としている。
【００２１】
工程Ａ：  前記パッケージ基板に前記半導体チップを実装して前記ＩＣ実装基板を得る工程。
工程Ｂ：  工程Ａで得られた当該ＩＣ実装基板の一方の側面に前記受光素子アレイ又は前記発光素子アレイの一方を接合し、その後当該ＩＣ実装基板の他方側の側面に当該受光素子アレイ又は当該発光素子アレイの他方を接合する工程。
工程Ｃ：  工程Ｂで得られた当該ＩＣ実装基板に接合した当該光素子アレイの当該ＩＣ実装基板と接合していない面を前記光透過性エポキシ樹脂を介して当該光導波路アレイと光接続可能に接合する工程。
工程Ｄ：  工程Ｃで得られた当該ＩＣ実装基板を前記プリント配線板に実装する工程。
【００２２】
本件発明に係るプリント回路板の製造方法においては、以下の工程ａ〜工程ｄを含むことも好ましい。
工程ａ：  前記パッケージ基板に前記半導体チップを実装して前記ＩＣ実装基板を得る工程。
工程ｂ：  工程ａで得られた当該ＩＣ実装基板の一方側の側面に前記受光素子アレイ又は前記発光素子アレイの一方を接合し、その後当該ＩＣ実装基板の他方側の側面に当該受光素子アレイ又は当該発光素子アレイの他方を接合する工程。
工程ｃ：  前記光導波路アレイを挟持する前記２枚のプリント配線板の一方に、当該光素子アレイを接合した当該ＩＣ実装基板を実装するための開口部を設け、他方のプリント配線板が備える配線を露出させる工程。
工程ｄ：  当該配線が露出した当該他方のプリント配線板に当該光素子アレイを接合した当該ＩＣ実装基板を実装し、当該光素子アレイの当該ＩＣ実装基板に接合していない面を前記光透過性エポキシ樹脂を介して当該光導波路アレイと光接続可能に接合する工程。
【００２３】
本件発明に係るプリント回路板の製造方法においては、以下の工程ア〜工程カを含むことも好ましい。
工程ア：  前記パッケージ基板に前記半導体チップを実装して前記ＩＣ実装基板を得る工程。
工程イ：  工程アで得られた当該ＩＣ実装基板の一方の側面に前記受光素子アレイ又は前記発光素子アレイの一方を接合し、その後当該ＩＣ実装基板の他方側の側面に当該受光素子アレイ又は当該発光素子アレイの他方を接合する工程。
工程ウ：  前記光導波路アレイを挟持する２枚の前記プリント配線板に、当該光素子アレイを接合した当該ＩＣ実装基板を接合するための開口部を設ける工程。
工程ヱ：  工程ウで形成した開口部において、当該光素子アレイの当該ＩＣ実装基板に接合していない面を前記光透過性エポキシ樹脂を介して当該光導波路アレイと光接続可能に接合する工程。
工程オ：  工程ヱで接合済みの当該光素子アレイ、当該光導波路アレイ、当該光素子アレイと当該光導波路アレイとの接合部とを樹脂封止する工程。
工程カ：  当該ＩＣ実装基板をワイヤボンディング法により当該プリント配線板に電気的に接続する工程。
【００２４】
本件発明に係るプリント回路板の製造方法においては、前記ＩＣ実装基板、前記光素子アレイ、前記光導波路アレイ、当該光素子アレイと当該光導波路アレイとの接合部とを樹脂封止することも好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本件発明に係る光電変換モジュールを用いれば、プリント配線板上に配置したＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）間の高速大容量電気信号が、光素子アレイ及び光導波路アレイにより容易かつ迅速に伝送される。また、本件発明に係る直接的に光接続することが可能な光電変換モジュールの場合、ＩＣ実装基板の側面に光素子アレイを接合するので、基板外形が矩形形状のＩＣ実装基板であれば最大四つの光導波路との接続が可能であり、回路システム全体としてのサイズを縮小できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照しつつ、本件発明の好ましい実施形態についてより詳しく説明する。ここで、参照する図面は、本件発明の原理と概念の理解を容易にするために実施形態を例示したものにすぎず、本件発明がこれらの図面で制約されるものでは無いことを断っておく。図１に、本件発明に係る直接的に光接続可能な光電変換モジュールの第１の実施形態を示す。第１の実施形態の光電変換モジュールは、プリント配線板１００、ＩＣ実装基板１１０、受光素子アレイ１２０、光透過性エポキシ樹脂１２５、発光素子アレイ１３０、光透過性エポキシ樹脂１２５、受光導波路アレイ１４０、発光導波路アレイ１５０及び半導体チップ１６０で構成されている。
【００２７】
前記プリント配線板１００としては、絶縁基材の一面のみに配線を備える片面プリント配線板、絶縁基材の両面に配線を備える両面プリント配線板及び多層構造の配線を備える多層プリント配線板（Ｍｕｌｔｉ  Ｌａｙｅｒｅｄ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｗｉｒｉｎｇ  Ｂｏａｒｄ：以下、「ＭＬＢ」と称する。）などを用いることができる。しかし、最近では、回路板に対する高密度化及び小型化の要求が強いため、ＭＬＢを使用することが多くなっている。ＭＬＢは、配線領域を拡大するために配線を形成した層を複数備えているが、具体的には、ＭＬＢは内層配線部分と外層配線部分とに区分して考えることが出来る。前記内層配線部分には電源回路、接地回路、信号回路などの内層配線１０５を形成し、内層間と外層との間には絶縁層を設けている。そして、各層間の配線はビアホール（ｖｉａ  ｈｏｌｅ）を用いて電気的に接続し、外層配線には実装部品と配線とを電気的に接続するための接続パッドを形成している。この時、フィルドビアを備えるＭＬＢでは、フィルドビアを接続パッドとして用いることもある。
【００２８】
そして、プリント配線板１００の上部にはＩＣ実装基板１１０を実装している。図１では、プリント配線板１００とＩＣ実装基板１１０との接続は、はんだボール（Ｓｏｌｄｅｒ  Ｂａｌｌ）１０１及び接続パッド（Ｐａｄ）１０２を用いるフリップチップボンディング法（Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）を用いている。接続パッド１０２は、プリント配線板１００の内層に形成された内層配線１０５とそれぞれ電気的に接続している。また、プリント配線板１００へのＩＣ実装基板１１０の実装には、フリップチップボンディング法のみならず、ワイヤボンディング法（Ｗｉｒｅ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）を用いることもでき、フリップチップボンディング法とワイヤボンディング法を併用することもできる。ここで用いているパッケージ基板１１０は、半導体チップ１６０をプリント配線板１００に電気的に接続することを容易にするための中間媒体である。すなわち、半導体チップ１６０の外部との接続端子は面配置されていることが多く、接続端子間の間隔は数十μｍに過ぎない。したがって、半導体チップ１６０をプリント配線板１００に直接実装しようとすると、プリント配線板１００には、半導体チップ１６０を実装する部分のみを複雑且つ緻密な配線とする設計が必要となり、プリント配線板１００の製造コストが高くなる。したがって、本件発明では、半導体チップ１６０とプリント配線板１００との間にパッケージ基板１１０を用いて半導体チップ１６０とプリント配線板１００とを電気的に接続し、製造コストの上昇を回避している。
【００２９】
そして、ＩＣ実装基板１１０の両側面には、受光素子アレイ１２０と発光素子アレイ１３０とがそれぞれ接合されている。図１では、ＩＣ実装基板１１０と受光素子アレイ１２０及び発光素子アレイ１３０との接合には、はんだボール１１１及びバンプ１１２を用いるフリップチップボンディング法を用いている。しかし、ＩＣ実装基板１１０と受光素子アレイ１２０及び発光素子アレイ１３０との接合手法は、フリップチップボンディング法に限定されるものではなく、ワイヤボンディング法を用いることもでき、前記フリップチップボンディング法とワイヤボンディング法とを併用することもできる。そして、半導体チップ１６０には、受光素子アレイ１２０から電気信号を受信し、発光素子アレイ１３０を駆動するための電気信号を演算するための回路が組み込まれている。すなわち、半導体チップ１６０は、受光素子アレイ１２０が光信号を受光して電気信号に変換した信号を受信して演算し、発光素子アレイ１３０は、半導体チップ１６０が演算して発信する電気信号を光信号に変換する。
【００３０】
ここで、受光素子アレイ１２０及び発光素子アレイ１３０をＩＣ実装基板１１０の両側面に接合しているのは、受光導波路アレイ１４０を受光素子アレイ１２０と、発光導波路アレイ１５０を発光素子アレイ１３０とそれぞれ突き合わせ接続（Ｂｕｔｔ  Ｃｏｕｐｌｅｄ）するためである。受光素子アレイ１２０は、受光素子、たとえば、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）などの光素子を同一平面上にＭ×Ｎ（ここで、ＭとＮとは正の整数）のマトリックス状に配置したものである。そして、受光導波路アレイ１４０も、同一平面上に光導波路をＭ×Ｎのマトリックス状に配置したものである。即ち、受光導波路アレイ１４０の受光導波路は、受光素子アレイ１２０の受光素子と同一のマトリックス状に配置されている。また、発光素子アレイ１３０は、発光素子、たとえば、ＶＣＳＥＬ、ＬＥＤ、ＰＤなどの光素子を同一平面上にｍ×ｎ（ここで、ｍとｎとは正の整数）のマトリックス状に配置したものである。そして発光導波路アレイ１５０も、同一平面上に光導波路をｍ×ｎのマトリックス状に配置したものである。即ち、発光導波路アレイ１５０の発光導波路も、発光素子アレイ１３０の発光素子と同一のマトリックス状に配置されている。
【００３１】
更に、受光導波路アレイ１４０は光透過性エポキシ樹脂１２５により受光素子アレイ１２０と接合しており、発光導波路アレイ１５０は光透過性エポキシ樹脂１２５により発光素子アレイ１３０と接合している。このとき、受光導波路アレイ１４０の各光導波路は前記受光素子アレイ１２０の各光素子と対応して接合している。ここで用いる光透過性エポキシ樹脂１２５は、受光導波路アレイ１４０の光導波路が備える屈折率とほぼ同様の屈折率を備え、受光素子アレイ１２０の使用波長領域で光透過性に優れていることが好ましい。例えば、光透過性エポキシ樹脂１２５には１．４?１．６の屈折率を備え、受光素子アレイ１２０から出射される光の波長で８０?９５％の光透過率を有するエポキシ樹脂を用いる。また、、発光導波路アレイ１５０も光透過性エポキシ樹脂１２５を介して発光素子アレイ１３０と接合している。このとき、前記発光導波路アレイ１５０の各光導波路は前記発光素子アレイ１３０の各光素子と対応して接合される。ここで用いる光透過性エポキシ樹脂１２５は、発光導波路アレイ１５０の光導波路が備える屈折率とほぼ同様の屈折率を備え、発光素子アレイ１３０の使用波長領域で光透過性に優れていることが好ましい。
【００３２】
しかし、光素子アレイと光導波路アレイとの光接続は、必ずしも光透過型のエポキシ樹脂を介しておこなう必要はなく、光カップリング効率が大きく低下しない範囲内であれば、補助スリーブなどを用いる通常の光接合パッケージング技術により光接続しても構わない。この場合、光カップリング効率を大きく低下させないためには、光素子アレイと光導波路アレイとの間隔を数十μｍ以内の距離に維持する。そして、半導体チップ１６０は、前記受光素子アレイ１２０から受信した信号を演算して、発光素子アレイ１３０を駆動する。半導体チップ１６０はＩＣ実装基板１１０の外層に形成された接続パッド１６２にはんだボール１６１を通じて接続している。半導体チップ１６０のＩＣ実装基板１１０への実装は、このようなフリップチップボンディング法のみならず、ワイヤボンディング法を用いることもでき、また、前記フリップチップボンディング法とワイヤボンディング法を併用することもできる。
【００３３】
更に、プリント配線板１００とＩＣ実装基板１１０との間、ＩＣ実装基板１１０と半導体チップ１６０との間、ＩＣ実装基板１１０と受光素子アレイ１２０及び発光素子アレイ１３０との間にはそれぞれアンダーフィルエポキシ１７０を充填している。ここで用いるアンダーフィルエポキシ１７０は、使用環境温度が変化した際に、各部品間の熱膨張係数の差により発生するストレスを緩衝し、各部品間の接続状態を安定して維持する役割を果たす。また、本件発明においては、半導体チップ１６０を外部環境から保護するために、ＩＣ実装基板１１０の上部に、半導体チップ１６０を埋設するように樹脂封止（図示なし）することも好ましい。
【００３４】
上述のように、本件発明はＩＣ実装基板１１０の両側面に、受光素子アレイ１２０及び発光素子アレイ１３０をそれぞれ接合している。その結果、受光素子アレイ１２０は、受光導波路アレイ１４０と直接的に光接続しており、発光素子アレイ１３０は、発光導波路アレイ１５０と直接的に光接続している。即ち、光素子と光導波路との光接続効率が改善された構成である。この様に、本件発明では、光素子と光導波路との間隔を、数十μｍ以内に維持しているため、既存の光接続技術に比べて優れた光接続効率を備えている。また、光素子アレイと光導波路アレイとを、光導波路とほぼ同様の屈折率を備え、光素子アレイの使用波長で光透過性の優れた光透過性エポキシ樹脂を用いて接合したものは、光カップリング効率がさらに改善されている。また、光素子アレイと光導波路アレイとの光接続を、光素子の配列形態と同じ配列形態を有する光導波路との間で同一平面上で行っているため、多チャンネルの光接続が容易であり、光学的な設計も容易な光電変換モジュールである。
【００３５】
以下、図１及び図２を参照しつつ、第１の実施形態の製造方法を説明する。まず、パッケージ基板１１０の上部面に半導体チップ１６０を実装する（Ｓ１００）。このとき、半導体チップ１６０の接続には、はんだボールと接続パッドを電気的に接続するフリップチップボンディング法またはボンディングワイヤを用いるワイヤボンディング法などを用いることができる。次に、ＩＣ実装基板１１０の一方側の側面に受光素子アレイ１２０を接合し、他方側の側面に発光素子アレイを１３０を接合する（Ｓ１１０）。受光素子アレイ１２０は、受光素子が同一平面上にＭ×Ｎのマトリックス状配列を備え、発光素子アレイ１３０は、発光素子が同一平面上にｍ×ｎのマトリックス状配列を備えている。これらの光素子アレイは、フリップチップボンディング法またはワイヤボンディング法などによりＩＣ実装基板１１０の側面にそれぞれ電気的に接続する。その後、ＩＣ実装基板１１０に接合した受光素子アレイ１２０及び発光素子アレイ１３０の反対側面に、受光導波路アレイ１４０及び発光導波路アレイ１５０をそれぞれ接合する（Ｓ１２０）。受光導波路アレイ１４０は、光導波路が同一平面上にＭ×Ｎのマトリックス状配列を備え、発光導波路アレイ１５０は、光導波路が同一平面上にｍ×ｎのマトリックス状配列を備えている。各光導波路は前記受光素子アレイ１２０及び発光素子アレイ１３０の光素子と接合する。この時、ＩＣ実装基板１１０に形成したテスト用の配線を用いて受光素子アレイ１２０及び発光素子アレイ１３０の動作を確認後、各光素子と光導波路とをＡｃｔｉｖｅ  Ａｌｉｇｎ方式の光整列方式を用いて各光素子と光導波路が１対１に対応するように整列させて光接続する。ここで、受光導波路アレイ１４０及び発光導波路アレイ１５０とは、光透過性エポキシ樹脂１２５を介してそれぞれ受光素子アレイ１２０及び発光素子アレイ１３０に光接続する。
【００３６】
その後、光素子アレイと光導波路アレイとを接合したＩＣ実装基板１１０を、フリップチップボンディング法やワイヤボンディング法などによりプリント配線板１００の上部面に実装する。更に、プリント配線板１００とＩＣ実装基板１１０との間、ＩＣ実装基板１１０と半導体チップ１６０との間、ＩＣ実装基板１１０と受光素子アレイ１２０及び発光素子アレイ１３０との間にそれぞれアンダーフィルエポキシ１７０を充填する（Ｓ１３０）。また、ＩＣ実装基板１１０の上部に半導体チップ１６０を埋設するように樹脂封止層（図示なし）を形成する（Ｓ１４０）。
【００３７】
更に、上述した製造方法のみならず、様々な方法により本件発明に係る光電変換モジュールを製造することができる。端的に言えば、、先ずパッケージ基板に半導体チップを実装し、ＩＣ実装基板の両側面に受光素子アレイ及び発光素子アレイを接合する。そして、ＩＣ実装基板をプリント配線板の上に実装し、プリント配線板に形成したテスト用の銅配線を用いて受光素子アレイ及び発光素子アレイの動作を確認する。その後、Ａｃｔｉｖｅ  Ａｌｉｇｎ方式の光整列方式を用いて各光素子と光導波路が１対１に対応するように整列させ、受光素子アレイ及び発光素子アレイの各光素子と受光導波路アレイ及び発光導波路アレイの各光導波路を光接続すればよい。
【００３８】
図３に、本件発明に係るパッケージ基板と光素子アレイとの接続状態を模式的に示す。パッケージ基板２１０には、上部表層配線からパッケージ基板２１０の側面まで貫通した複数のフィルドビアホール２７２と、上部表層配線からパッケージ基板２１０を貫通して下部表層配線を接続する複数のフィルドスルーホール（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｖｉａ  Ｈｏｌｅ）２７２を形成している。これらフィルドビアホール２７１及びフィルドスルーホール２７２には導電性物質を充填している。パッケージ基板２１０の上部表層配線に形成したフィルドビアパッド２８１とパッケージ基板２１０の側面に形成したフィルドビアパッド２８２とは、導電性物質を充填したフィルドビアホール２７１を通じて電気的に接続している。パッケージ基板２１０の側面に形成したフィルドビアパッド２８２は、発光素子アレイ２３０と、発光素子アレイ２３０が備えるはんだボール（図示なし）を介して電気的に接合する。また、パッケージ基板２１０の上部面に実装した半導体チップ（図示なし）とＩＣ実装基板２１０の側面に接合した発光素子アレイ２３０とは、導電性物質を充填したフィルドビアホール２７１を通じて電気的に接続する。また、パッケージ基板２１０に実装した半導体チップ（図示なし）は、前記導電性物質を充填したフィルドスルーホール２７２を通じてパッケージ基板２１０の下部に位置するプリント配線板（図示なし）と電気的に接続する。上述のように、導電性物質を充填したフィルドビアホール２７１を通じてＩＣ実装基板２１０の側面に発光素子アレイ２３０を形成すれば、発光素子アレイ２３０は発光導波路アレイ２６０と同一平面上で接続出来る。
【００３９】
しかし、半導体チップ（図示なし）と発光素子アレイ２３０とは、上記のように導電性物質を充填したフィルドビアホール２７１を介して電気的に接続することに接続方法を限定されるものではない。内層配線及びフィルドスルーホール２７２を用いる接続、外層配線による接続、ボンディングワイヤを用いる接続など、様々な方法を用いて電気的に接続することが出来る。例えば、半導体チップ（図示なし）と発光素子アレイ２３０との電気的接続は、パッケージ基板２１０の上部外層配線から、前記パッケージ基板２１０の側面に沿って延伸した配線を形成して接続することも出来る。また、パッケージ基板２１０と発光素子アレイ２３０それぞれの上部面に接続パッドを形成し、これをワイヤを通じて接続するワイヤボンディング法により接続することもできる。また、パッケージ基板２１０の内層配線及びフィルドスルーホールと前記発光素子アレイ２３０の内層配線及びフィルドスルーホールを用いて電気的に接続することもできる。
【００４０】
図４に、本件発明に係る直接的に光接続可能な光電変換モジュールの第２の実施形態を示す。第２の実施形態では、光導波路を挟持するプリント配線板３００の上側のプリント配線板に開口部を設けて形成した実装用の配線露出面にパッケージ基板３１０を実装し、パッケージ基板３１０の両側面に受光素子アレイ３２０及び発光素子アレイ３３０をそれぞれ接合している。そして、パッケージ基板３１０には、受光素子アレイ３２０から受信した信号を演算して発光素子アレイ３３０を駆動する半導体チップ３６０を実装している。また、受光素子アレイ３２０は受光導波路アレイ３４０と光透過性エポキシ樹脂３２５を介して接合し、発光素子アレイ３３０は発光導波路アレイ３５０と光透過性エポキシ樹脂３２５を介して接合している。ここで、受光導波路アレイ３４０及び発光導波路アレイ３５０は２枚のプリント配線板３００に挟持されている。一方、プリント配線板３００とパッケージ基板３１０との間、パッケージ基板３１０と半導体チップ３６０との間、パッケージ基板３１０と受光素子アレイ３２０及び発光素子アレイ３３０との間にはそれぞれアンダーフィルエポキシ３７０を充填している。
【００４１】
以下、図４及び図５を参照しつつ、第２の実施形態の製造方法を説明する。まず、パッケージ基板３１０の上部面に半導体チップ３６０を実装する（Ｓ２００）。次に、ＩＣ実装基板３１０の両側面に受光素子アレイ３２０及び発光素子アレイ３３０をそれぞれ接合する（Ｓ２１０）。その後、受光導波路アレイ３４０及び発光導波路アレイ３５０を挟持している２枚のプリント配線板３００の上側のプリント配線板に、ＩＣ実装基板３１０を実装するための開口部を設けて下側のプリント配線板に実装用の配線露出面を形成する（Ｓ２２０）。このとき、実装用の配線露出面の深さを調節しておけば、ＩＣ実装基板３１０をプリント配線板３００の実装用の配線露出面に実装する際に、受光素子アレイ３２０及び発光素子アレイ３３０が受光導波路アレイ３４０及び発光導波路アレイ３５０とがそれぞれ対応した光接続が可能になる。その後、ＩＣ実装基板３１０が備えるはんだボールと、プリント配線板３００の実装用の配線露出面が備える接続パッドとを電気的に接続する。従って、配線露出面には、少なくとも接続パッドが露出していれば良い。そして、受光素子アレイ３２０と受光導波路アレイ３４０との間、前記発光素子アレイ３３０と発光導波路アレイ３５０との間を、それぞれ光透過性エポキシ樹脂３２５を介して接合する（Ｓ２３０）。その後、前記プリント配線板３００とＩＣ実装基板３１０との間、ＩＣ実装基板３１０と半導体チップ３６０との間、ＩＣ実装基板３１０と受光素子アレイ３２０及び発光素子アレイ３３０との間にそれぞれアンダーフィルエポキシ３７０を充填する。そして、前記ＩＣ実装基板３１０の上部に半導体チップ３６０を埋設するように樹脂封止層（図示なし）を形成する（Ｓ２４０）。
【００４２】
図６に、本件発明に係る直接的に光接続可能な光電変換モジュールの第３の実施形態を示す。第３の実施形態では、パッケージ基板４１０の両側面に受光素子アレイ４２０及び発光素子アレイ４３０がそれぞれ接合しており、パッケージ基板４１０には、受光素子アレイ４２０から信号を受信して演算し、発光素子アレイ４３０を駆動する半導体チップ４６０を実装している。また、２枚の開口部を備えるプリント配線板４００に挟持された受光導波路アレイ４４０が光透過性エポキシ樹脂４２５を介して受光素子アレイ４２０と接合しており、２枚のプリント配線板４００に挟持された発光導波路アレイ４５０が、光透過性エポキシ樹脂４２５を介して発光素子アレイ４３０と接合している。言い換えると、光導波路を教示している２枚のプリント配線板４００の中央領域には、プリント配線板４００の２枚を貫通するような開口部を形成しており、ＩＣ実装基板４１０をプリント配線板４００の開口部に配置している。また、ＩＣ実装基板４１０とプリント配線板４００との間にも樹脂封止層４７５を形成している。樹脂封止層４７５は受光素子アレイ４２０及び発光素子アレイ４３０を保護し、且つ、ＩＣ実装基板４１０をプリント配線板４００に保持させる役割を果たす。プリント配線板４００とＩＣ実装基板４１０とは、下部面にそれぞれ形成された接続パッド４８１と４８２とを結ぶボンディングワイヤ４８５を介して電気的に接続している。
【００４３】
図６及び図７を参照しつつ、第３の実施形態の製造方法を説明する。まず、パッケージ基板４１０の上部面に半導体チップ４６０を実装する（Ｓ３００）。その後、ＩＣ実装基板４１０の両側面に受光素子アレイ４２０及び発光素子アレイ４３０をそれぞれ接合する（Ｓ３１０）。次いで、受光導波路アレイ４４０及び発光導波路アレイ４５０を挟持する２枚のプリント配線板４００に光素子アレイを接合したＩＣ実装基板４１０を配置する開口部を形成する（Ｓ３２０）。その後、ＩＣ実装基板４１０を開口部に配置し、前記受光素子アレイ４２０と受光導波路アレイ４４０、発光素子アレイ４３０と発光導波路アレイ４５０とをそれぞれ接合する（Ｓ３３０）。この時、先ず、治具を用いてＩＣ実装基板４１０をプリント配線板４００の開口部の位置に固定する。その後、受光素子アレイ４２０及び受光導波路アレイ４４０の間に光透過性エポキシ樹脂４２５を介在させて受光素子アレイ４２０と受光導波路アレイ４４０とを接合する。同様に、発光素子アレイ４３０と発光導波路アレイ４５０との間に光透過性エポキシ樹脂４２５を介在させて発光素子アレイ４３０と発光導波路アレイ４５０とを接合する。このとき、ＩＣ実装基板４１０に形成したテスト用の配線を用いて光素子の動作を確認後、Ａｃｔｉｖｅ  Ａｌｉｇｎ方式の光整列方式を用いて各光素子と光導波路が１対１に対応するように整列させて接合する。次に、プリント配線板４００とＩＣ実装基板４１０との間に、受光素子アレイ４２０及び発光素子アレイ４３０を取り囲むように樹脂封止層４７５を形成する（Ｓ３４０）。その後、パッケージ基板４１０と半導体チップ４６０との間にはアンダーフィルエポキシ４７０を充填し、パッケージ基板４１０の上部に半導体チップ４６０を埋設するように樹脂封止層（図示なし）を形成する（Ｓ３５０）。更に、ＩＣ実装基板４１０とプリント配線板４００との下部面に形成された接続パッド４８１と４８２にボンディングワイヤ４８５を接続して、ＩＣ実装基板４１０とプリント配線板４００とを電気的に接続する（Ｓ３６０）。
【００４４】
図８に、本件発明に係る直接的に光接続可能な光電変換モジュールの第４の実施形態を示す。第４の実施形態では、プリント配線板５００の上部面にＩＣ実装基板５１０を実装し、ＩＣ実装基板５１０の一方側の側面にのみ発光素子アレイ５３０を接合している。また、発光素子アレイ５３０に発光導波路アレイ５５０が光透過性エポキシ樹脂５２５を介して接合し、ＩＣ実装基板５１０の上部面には、前記発光素子アレイ５３０を駆動する半導体チップ５６０を実装している。本実施形態では、ＩＣ実装基板５１０の一側面にのみ光素子アレイを接合しているが、このような構造は上述した他の実施形態の場合にも適用できる。プリント配線板に形成される各種の電気−電子回路システムは、ユーザーの要求により様々な形態で構成されるものであり、その結果、プリント配線板上のメモリ、論理回路チップなどの平面配列も多様である。本件発明の直接的に光接続することが可能な光電変換モジュールは、プリント配線板上で他の光電変換モジュールと光導波路を用いて連結することも可能であり、この時の配置関係は、これらを連結する光導波路の長さにより容易に調整できる。
【００４５】
図９に、本件発明に係る直接的に光接続可能な光電変換モジュールを用いた電気−光混成回路板の実施形態の一例を示す。本実施形態では、プリント配線板６００の上に第１のＩＣ実装基板６１１と第２のＩＣ実装基板６１２を離間して配置している。そして、第１のＩＣ実装基板６１１の側面に発光素子アレイ６３１が２個接合しており、第２のＩＣ実装基板６１２の側面に受光素子アレイ６２０と発光素子アレイ６３２が接合している。第１のＩＣ実装基板６１１の上部面には、前記発光素子アレイ６３１を駆動する第１の半導体チップ６６１を実装し、第２のＩＣ実装基板６１２の上部面には、受光素子アレイ６２０から受信した信号を演算して発光素子アレイ６３２を駆動する第２の半導体チップ６６２を実装している。ここで、プリント配線板６００上の発光素子アレイ６３１と６２０との間には光導波路アレイ６４０を形成している。また、図９に示す電気−光混成回路は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を接続した構成でもある。この構成では、プリント配線板６００の上部面に第１のＩＣ実装基板６１１と電気的に接続された第１−１のＬＳＩ（６８１）及び第１−２のＬＳＩ（６８４）、第２のＩＣ実装基板６１２と電気的に接続された第２−１のＬＳＩ（６９１）及び第２−２のＬＳＩ（６９４）とを含んでいる。
【００４６】
上記構成では、第１−１のＬＳＩ（６８１）の電気信号はプリント配線板６００上の第１のＩＣ実装基板６１１経由第１の半導体チップ６６１に伝送される。この電気信号を第１の半導体チップ６６１が演算して発信する制御信号に応じて、発光素子アレイ６３１が電気信号を光信号に変換して発信する。ここで発信した光信号は、光導波路アレイ６４０を通じて受光素子アレイ６２１に伝えられる。受光素子アレイ６２１に伝えられた光信号は、受光素子アレイ６２１が電気信号に変換して、第２の半導体チップ６６２に伝送する。そして、半導体チップ６６２が演算した結果得られた電気信号は第２−１のＬＳＩ（６９１）に伝えられる。一方、第１のＩＣ実装基板６１１の第１−２のＬＳＩ（６８４）の電気信号を発光素子アレイ６３１及び光導波路アレイ６５１を通じて他のＬＳＩにも伝達できる。また、第２のＩＣ実装基板６１２の第２−２のＬＳＩ（６９４）の電気信号も、発光素子アレイ６３２及び発光導波路アレイ６５２を通じて他のＬＳＩに伝えることができる。すなわち、図９に示す構成であれば、第１のＩＣ実装基板６１１と第２のＩＣ実装基板６１２とはそれぞれ２つのＬＳＩとの電気的な接続が可能であり、いずれの方向であっても電気信号及び光信号が伝達できる。ここでは、理解を容易にするために、光伝送を一方向のみとした例を示している。しかし、双方向通信を可能とするシステムに対する要求があれば、前記発光素子アレイ６３１と受光素子アレイ６２１とは、同時に送信及び受信が可能になるように、発光素子と受光素子との複合光素子アレイとすることもできる。
【００４７】
上述のように、本件発明によれば、プリント配線板上のＬＳＩ間の高速大容量電気信号を、光素子アレイ及び光導波路アレイを用いて、容易にかつ迅速に伝達出来る。また、本件発明に係る直接的に光接続可能な光電変換モジュールの場合、ＩＣ実装基板の側面に光素子アレイを接合するので、１つの矩形のＩＣ実装基板には４つの光導波路が接続可能であり、その結果、電気回路システムのサイズを縮小できる。なお、上述した本件発明の好ましい実施形態は、例示のために開示したものであり、本件発明に対する通常の知識を持つ当業者であれば、本件発明の技術的思想内における様々な修正、変更及び付加が可能である。したがって、このような修正、変更及び付加は、本件発明の特許請求の範囲に限定せず、特許請求の範囲と均等な範囲とを考慮した上で実施されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本件発明に係る光電変換モジュールは、半導体チップをパッケージ基板に実装したＩＣ実装基板、受光素子アレイ、発光素子アレイ、受光導波路アレイと、発光導波路アレイとを含む光電変換モジュールであって、ＩＣ実装基板の側面に接合した光素子アレイはＩＣ実装基板と電気的に接続し、光素子アレイは光導波路アレイと光接続し、ＩＣ実装基板が備える半導体チップが受光素子アレイから受けた信号を演算して発光素子アレイを駆動するようにして、光素子アレイと光導波路アレイとを直接的に光接続可能とししている。即ち、本件発明に係る直接的に光接続することが可能な光電変換モジュールを用いれば、光接続部が光素子アレイや光導波路とほぼ同サイズであるため、多層プリント配線板の内部に配置することも可能になり、プリント回路板の設計の自由度が大きく、回路システム全体としてのサイズを縮小できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本件発明に係る光電変換モジュールの第１の実施形態を示す断面模式図である。
【図２】本件発明に係る光電変換モジュールの第１の実施形態の製造方法を示すフロー図である。
【図３】本件発明に係るＩＣ実装基板、発光素子アレイが電気的に接続され、発光素子アレイと発光導波路が光接続されている状態を示す斜視模式図である。
【図４】本件発明に係る光電変換モジュールの第２の実施形態を示した断面模式図である。
【図５】本件発明に係る光電変換モジュールの第２の実施形態の製造方法を示すフロー図である。
【図６】本件発明に係る光電変換モジュールの第３の実施形態を示す断面模式図である。
【図７】本件発明に係る光電変換モジュールの第３の実施形態の製造方法を示すフロー図である。
【図８】本件発明に係る光電変換モジュールの第４の実施形態を示す断面模式図である。
【図９】本件発明に係る光電変換モジュールを用いた電気−光混成回路板の実施形態の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００、２００、３００、４００、５００、６００            プリント配線板
１０１、１１１、１６１                                    はんだボール
１０２、１１２、１６２、４８１、４８２                    接続パッド
１０５                                                    配線
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１１、６１２    パッケージ基板（ＩＣ実装基板）
１２０、３２０、４２０、６２０、６２１                    受光素子アレイ
１２５、３２５、４２５、５２５                            光透過性エポキシ樹脂
１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３１、６３２    発光素子アレイ
１４０、３４０、４４０、６４０                            受光導波路アレイ
１５０、２５０、３５０、４５０、５５０、６５１、６５２    発光導波路アレイ
１６０、３６０、４６０、５６０、６６１、６６２            半導体チップ
１７０、３７０、４７０                                    アンダーフィルエポキシ
２７１                                                    フィルドビアホール
２７２                                                    フィルドスルーホール
２８１、２８２                                            フィルドビアパッド
４８１                                                    ボンディングパッド
４８５                                                    ボンディングワイヤ
４７５                                                    封止樹脂
６８１、６８４、６９１、６９４                            ＬＳＩ
【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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【図９】
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