(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
四辺を有する基板と、
前記基板上に搭載されたＬＳＩパッケージと、
前記ＬＳＩパッケージの一辺に配置されたＩ／Ｏ端子と電気的に接続された第１の光電変換素子と、
前記ＬＳＩパッケージの前記一辺に対向する辺に配置されたＩ／Ｏ端子と電気的に接続された第２の光電変換素子と、
前記ＬＳＩパッケージの前記一辺に隣接する辺に配置されたＩ／Ｏ端子と電気的に接続された第３の光電変換素子と、
前記ＬＳＩパッケージの前記隣接する辺に対向する辺に配置されたＩ／Ｏ端子と電気的に接続された第４の光電変換素子と、
前記第１および第３の光電変換素子が、それぞれ第１および第３の光導波路を介して光学的に接続された第１および第３のコネクタ設置溝を有するとともに、前記第２および第４の光電変換索子が、それぞれ第２および第４の光導波路を介して光学的に接続された第第２および第４のコネクタ設置溝とを有し、
前記第１および第３のコネクタ設置溝が、前記基板の一側辺に配列されていること特徴とする光電気集積回路素子。
【請求項２】
前記第１および第３の光電変換素子は信号増幅用集積回路と面受光ダイオードを有し、前記第２および第４の光電変換素子は駆動用集積回路と面発光ダイオードを有すること特徴とする請求項１記載の光電気集積回路素子。
【請求項３】
前記第２の光電変換素子と前記第４の光電変換素子とは、駆動用集積回路と面発光ダイオードと有し、前記面発光ダイオードから発せられた光を前記第１および第３のコネクタ設置溝のそれぞれに接続された光導波路に伝送すること特徴とする請求項１記載の光電気集積回路素子。
【請求項４】
前記第１および第３のコネクタ設置溝は、前記基板の側辺に掛かるように配置されていること特徴とする請求項１記載の光電気集積回路素子。
【請求項５】
前記第１の光導波路と前記第３の光導波路とは、前記基板内に設けられた同じ層に形成され、互いに交差する方向に配置されていること特徴とする請求項２記載の光電気集積回路素子。
【請求項６】
前記第１の光導波路と前記第３の光導波路とは、それぞれが前記基板内に設けられた異なる層に形成され、互いに交差する方向に配置されていること特徴とする請求項２記載の光電気集積回路素子。
【請求項７】
前記第２および第４のコネクタ設置溝が、前記一側辺に対向する側辺に配列されていること特徴とする請求項１記載の光電気集積回路素子。
【請求項８】
前記第１および第３の光電変換素子は、信号増幅用集積回路と面受光ダイオードとを有し、前記第２および第４の光電変換素子は、駆動用集積回路と面発光ダイオードを有すること特徴とする請求項７記載の光電気集積回路素子。
【請求項９】
前記第２および第４のコネクタ設置溝は、前記基板の側辺に掛かるように配置されていること特徴とする請求項７記載の光電気集積回路素子。
【請求項１０】
四辺を有する基板と、
前記基板上に搭載されたＬＳＩパッケージと、
前記ＬＳＩパッケージの一辺に配置されたＩ／Ｏ端子と電気的に接続された第１の光電変換素子と、
前記ＬＳＩパッケージの前記一辺に対向する辺に配置されたＩ／Ｏ端子と電気的に接続された第２の光電変換素子と、
前記ＬＳＩパッケージの一辺に隣接する辺に配置されたＩ／Ｏ端子と電気的に接続された第３の光電変換素子と、
前記ＬＳＩパッケージの前記隣接する辺に対向する辺に配置されたＩ／Ｏ端子と電気的に接続された第４の光電変換素子と、
前記基板の外部に接続される光ファイバを接続するコネクタ設置溝とを有し、
前記第１の光電変換素子は、光導波路を介して光学的に前記コネクタ設置溝に接続され、
前記第３の光電変換素子は、光導波路を介して前記基板の外部に接続されること特徴とする光電気集積回路素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送装置内においてボード間で送受信される大容量光信号を一括処理する光電気集積回路素子と、その実装構成及びそれを用いた伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年情報通信分野において、光を用いて大容量のデータを高速でやりとりする通信トラフィックの整備が急速に行われつつあり、これまで基幹、メトロ、アクセス系といった数ｋｍ以上の比較的長い距離について光ファイバ網が展開されてきた。今後はさらに、伝送装置間（数ｍ〜数百ｍ）、或いは装置内（数ｃｍ〜数十ｃｍ）といった極めて近距離についても、大容量データを遅延なく処理するため、信号配線を光化する事が有効である。伝送装置内の光配線化に関して、例えばルータ／スイッチ装置では、イーサなど外部から光ファイバを通してきた高周波信号をラインカードに入力する。このラインカードは１枚のバックプレーンに対して数枚で構成されており、各ラインカードへの入力信号はさらにバックプレーンを介してスイッチカードに集められ、スイッチカード内のLSIにて処理した後、再度バックプレーンを介して各ラインカードに出力している。ここで、現状の装置では各ラインカードから現状３００Ｇｂｉｔ／ｓ以上の信号がバックプレーンを介してスイッチカードに集まる。これを現状の電気配線で伝送するには、伝播損失の関係で配線1本あたり１〜３Ｇｂｉｔ／ｓ程度に分割する必要があるため、１００本以上の配線数が必要となる。さらに、これら高周波線路に対して波形成形回路や、反射、或いは配線間クロストークの対策が必要である。今後、さらにシステムの大容量化が進み、Ｔｂｉｔ／ｓ以上の情報を処理する装置になると、従来の電気配線では配線本数やクロストーク対策等の課題がますます深刻となってくる。これに対し、装置内ラインカード〜バックプレーン〜スイッチカードのボード間の信号伝送線路を光化することによって、１０Gbps以上の高周波信号を低損失で伝播可能となるため、配線本数が少なくすむ事と、高周波信号に対しても上記の対策が必要無くなるため有望である。これに関し、上記各ラインカードからの大容量信号を一括処理するスイッチカード内のＬＳＩパッケージ内に、光電変換素子を搭載した光電気集積回路素子の開発がなされている。【０００３】
例えば、LEOS2003(Lasers and Electro-Optics Society,2003,volume:1,26-30,Oct,2003)の念pto-Electronics Packaging Techniques for Interconnection煤i非特許文献１参照）にて光電気集積回路素子に関しての報告がされている。これを図１６に示す。ここでは、バンプアレイ１８を有する同一パッケージ基板１１の中央にＬＳＩ１６２とその四方に光電変換素子１２が搭載されており、これに直接ファイバコネクタ１５を接続することにより光結合する構成となっている。このように、ＬＳＩ１６２の近くまで光配線化することにより、ＬＳＩ１６２のＩ／Ｏ端子と光電変換素子１２のＩ／Ｏ端子間を接続する高周波電気線路２４を比較的短く出来るため、高周波信号の伝播損失を緩和できる。さらに、この構造では同一パッケージ基板１１上でＬＳＩ１６２の四方に光電変換素子１２を配置することにより、パッケージの集積性を向上している。【０００４】
【非特許文献１】「オプト・エレクトロニクス・パッケージイング・フォー・インターコネクション(Opto-Electronics Packaging Techniques for Interconnection・」、 LEOS2003(Lasers and Electro-Optics Society, volume:1,26-30,Oct,2003)、２００３年１０月、第1巻、ｐ．２６−３０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし前記光電気集積回路素子では、光電変換素子１２に直接ファイバコネクタ１５を接続する構造となっており、光電変換素子１２のサイズがファイバコネクタ１５のサイズに依存し大きくなってしまうため、ＬＳＩ１６２のＩ／Ｏ数に対して素子１２の集積度に限界がある。また、光電変換素子１２には発光または受光ダイオードと、それを駆動するためのＩＣが搭載され、このダイオードの特性は温度によって大きく影響する。そこで、放熱フィンを用いてモジュールを冷却する事が有効であるが、前記構造では光電変換素子１２の直上に光コネクタ１５が接続されるため、放熱フィン取り付けによる冷却が困難である。このため、ダイオード自体の発熱又はＩＣからの熱の回り込みによってダイオード特性の劣化を引き起こす恐れがある。【０００６】
さらに、前記光電気集積回路素子について、ＬＳＩ１６２の四方に配置された光電変換素子１２に各々接続されたファイバ１６は、バックプレーン側の光コネクタに接続する。その際、ファイバは強度と光の放射損失を考慮して、大きい曲げ半径をとりながらボード上を迂回させて引き回す必要があるため、配線が困難である。さらに同様のパッケージを数個配置すると、このボード上光配線の引き回しが益々困難となる。【０００７】
上記のファイバコネクタ直接接続による光電変換素子の集積度限界及び放熱の問題を回避する手段として、ファイバ芯自身をパッケージ基板に直接埋め込み、コネクタ部を光電変換素子とは別の場所に設ける方策が考えられる。しかしながらこの方法では、ファイバ芯をパッケージ基板に固定する際に通常使用される接着剤が、パッケージ基板をボードに搭載する時のリフロー熱（＞２５０℃）に耐えられず、軟化や剥がれ等の問題を引き起こす恐れがある。また、実装の順序を変えてパッケージ基板をボードに搭載後、基板にファイバを取り付け、その後光電変換素子を搭載しても良いが、パッケージ基板をボードに搭載した状態で、高精度が必要な光結合部を形成することは実装上非常に困難であるため、実用的では無い。【０００８】
これに対し、パッケージ基板に光路として耐熱性の高い光導波路を形成し、基板端にコネクタを設けることにより、光電変換素子とコネクタ部を高周波信号の損失を抑制しつつ物理的に遠ざけることが可能となる。これによって、光電変換素子のサイズを小さく出来ると共に、ＬＳＩと光電変換素子の放熱フィンを共通化することが可能であるため、素子の集積度限界及び放熱の問題を回避できる。【０００９】
しかしながら前記構造においても、パッケージ基板上ＬＳＩの四方に配置された光電変換素子に各々接続された光導波路と、バックプレーン側の光コネクタとのボード上光配線引き回しの課題は残る。また、ここでは光電気集積回路素子とバックプレーン側光コネクタとの光接続はファイバを想定している。しかし、ボード上に光導波路を形成した場合、それとパッケージ基板端の４方向から入出力する光導波路との接続においては、基板をボード搭載する時に、ベクトルがそれぞれ違う光導波路同士の光結合を一度に満足する必要がある。このため、角度ずれなどによって高精度な光結合を満足できないといった新たな課題が出てくる。【００１０】
本発明の目的は、同一基板上でＬＳＩの四方に配置された光電変換素子を高集積で実装すると共に、発熱による発光又は受光ダイオードの特性劣化を回避し、さらにボード上の光配線の引き回しを簡便にした光電気集積回路素子及びそれを用いた伝送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では上記課題を解決するために、図１に示すような四角形のパッケージ基板１１上にＬＳＩパッケージ１３が搭載され、そのＬＳＩパッケージ１３の二辺以上の周辺に光電変換素子１２が各々搭載され、第１、第２の光電変換素子はそのＬＳＩパッケージ１３のＩ/Ｏ端子と電気接続される一の辺と、それとは異なる辺のＩ/Ｏ端子と電気接続されるようそれぞれ設けられ、前記第１の光電変換素子の光信号入出力端と外部とを結ぶ第一の光導波路と、前記第２の光電変換素子の光入出力端と外部とを結ぶ第二の光導波路とは前記パッケージ基板１１の同じ端面の全てで終端していることを特徴とする光電気集積回路素子とする。このように、パッケージ基板１１に光路として光導波路を形成し、光電変換素子の光信号入出力端と外部とを結ぶ光導波路１４を同じ基板端１９で終端させることにより、前述したように光電変換素子１２とファイバコネクタ部１５を高周波信号の損失を抑制しつつ物理的に遠ざけることが可能となる。これによって、光電変換素子１２のサイズを小さく出来ると共に、ＬＳＩパッケージ１３と光電変換素子１２の放熱フィンを共通化することが可能のため、光電変換素子１２の集積度限界及び放熱の問題を回避できる。【００１２】
また、前記第一の光導波路と、第二の光導波路とを前記パッケージ基板１１の同じ端面の全てで終端することにより、図１１に示すように、基板終端部分の光コネクタ１５からボード端光コネクタ１１２までのファイバ１６を直線的に配線可能となり、ボード１１１上の光配線の引き回しを簡便にできる。また図１２のように、前述したボード１１１上に光導波路２２を形成した場合の、それとパッケージ基板端の４方向から入出力する光導波路１４との接続においても、光導波路同士は基板端の１辺（1ベクトル）で光結合すれば良いため、角度ずれの無い高精度な光結合が実現可能となる。【００１３】
さらに、基板の外部と接続する光Ｉ／Ｏを基板端の１辺に集約することにより、その他の３辺の基板端の近傍に電気線路１１３を介してメモリパッケージ１１４等の周辺チップを搭載できるため、ボード１１１内におけるパッケージ高集積化に対しても効果がある。【００１４】
また、図１０に示すように、四角形のパッケージ基板１１上にＬＳＩパッケージ１３が搭載され、そのＬＳＩパッケージ１３の二辺以上の周辺に光電変換素子１２が各々搭載され、第１、第２の光電変換素子はそのＬＳＩパッケージ１３のＩ/Ｏ端子と電気接続される一の辺と、それとは異なる辺のＩ/Ｏ端子と電気接続されるようそれぞれ設けられ、前記第１の光電変換素子の光信号入出力端と外部とを結ぶ第一の光導波路と、前記第２の光電変換素子の光入出力端と外部とを結ぶ第二の光導波路とは前記基板の４つの端面のうちの任意のいずれか２つの、それぞれ同じ端面の全てで終端していることを特徴とする光電気集積回路素子とする。
また、図８のように、第一の光導波路１４と、第二の光導波路２２とは基板１１の４つの端面のうちの、隣り合った２つのそれぞれ同じ端面の全てで終端していることを特徴とする光電気集積回路素子とする。これにより、ボード上に２つの前記集積回路素子を搭載した場合において、各々の基板の４つの端面のうちの一端面同士で集積回路素子間を光接続し、各々の基板のもう一方の端面でバックプレーン側ボード端光コネクタと直線的に光配線可能である。
また、図１０に示すように、第一の光導波路１４と、第二の光導波路２２とは基板１１の４つの端面のうちの、基板中心に対して対向した２つのそれぞれ同じ端面の全てで終端していることを特徴とする光電気集積回路素子とする。これにより、イーサなどボードのフロント部から入出力される光信号を同光電気集積回路素子にて処理後、バックプレーンに入出力する構成においても、本発明構造によって前述した内容と同様の効果が得られる。【００１５】
また、図８のように第一の光導波路１４と、第二の光導波路２２とが基板１１上で互いに交差していることを特徴とする光電気集積回路素子とする。前述した、本発明構造による効果は図７または図９のように第一の光導波路１４と、第二の光導波路２２を交差しなくても実現可能であるが、さらに図８のように光導波路同士を基板上で互いに交差することにより、導波路曲げによる光の放射損失抑制や光配線部分の省スペース化により、集積回路素子基板の小面積化ができるため有効である。なお、電気配線では同層で配線同士を交差すると短絡してしまうが、光配線の場合はこの場合においても干渉等の影響は殆ど無いと考えられる。
また図１のように、ＬＳＩパッケージ１３及びそのＩ/Ｏ端子と電気接続されるようそれぞれ設けられた光電変換素子１２と、パッケージ基板の端面１９との位置関係が平行に対し傾いていることを特徴とする光電気集積回路素子とする。これにより、図４に示すようなＬＳＩパッケージ１３及び光電変換素子１２と基板の端面との位置関係が平行な場合と比べて、光導波路１４の曲げ半径を緩和できるため、曲げ部分からの光の放射による損失を抑制可能である。
また、図６、図７のように第一の光導波路と、第二の光導波路とが前記基板の厚さ方向に対してそれぞれ同層または２層にて構成されていることを特徴とする光電気集積回路素子とする。【００１６】
さらに図１に示すように、パッケージ基板１１にボードと電気接続するためのボールグリッドアレイ１８又はピングリッドアレイ端子を具備していることを特徴とする光電気集積回路素子とする。
また図２に示すように、光電変換素子１２は少なくとも１つの駆動用ＩＣ２８と面発光ダイオード２７で構成されていることを特徴とする光電気集積回路素子とする。
さらに、図２のように光電変換素子は少なくとも１つの信号増幅用ＩＣ２６と面受光ダイオード２５で構成されていることを特徴とする光電気集積回路素子とする。
また図１のように、光導波路１４の基板端面１９の終端部分と外部とが光ファイバコネクタ１５を介して光接続されていることを特徴とする光電気集積回路素子とする。
また図１５に示すように、光電気集積回路素子１５１を用いて、ボード間の高周波信号配線を光配線１５２で構成し、これを伝送装置とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の実施例によれば、同一基板上でＬＳＩの四方に配置された光電変換素子を高集積で実装すると共に、発熱による発光又は受光ダイオードの特性劣化を回避し、さらにボード上の光配線の引き回しを簡便にした光電気集積回路素子及びそれを用いた伝送装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、図面を用いて実施の形態を詳細に述べる。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の第一の実施例である光電気集積回路素子の上面図である。ここでは、パッケージ基板１１上に形成したそれぞれの光導波路１４の光入出力部が、パッケージ基板１１の同じ端面１９の全てで終端している例を示す。また、図２に本発明の第一の実施例である光電気集積回路素子の断面図を示す。図２の例では、パッケージ基板２１に光導波路２２が２層構成で形成されている。それぞれの光導波路２２の外部との光入出力部は、パッケージ基板の同じ端面の全てで終端されており、この部分の溝部１７に設置した光コネクタ１５を介して光接続される。また、これら光導波路２２の他端にはミラー部２９が形成されており、光導波路内の伝播光がミラー部２９で折り返され、基板上にフリップチップ実装された光電変換素子１２内の面受光ダイオード２５または面発光ダイオード２７と光接続される。また、基板上に搭載するＬＳＩパッケージ１３と光電変換素子１２は高周波電気配線層２３上に形成された線路２４を介して電気接続されている。【００２０】
次に、この光電気集積回路素子の作成方法の一例について図３を用いて簡単に説明する。まず、図３Ａのように積層基板（１）３１の表面３２に、材料がポリマ又は石英である光導波路１４を塗布または貼付け、エッチングなどによりパタン形成する。ここで、図３Ａのようにそれぞれの光導波路１４は同層で交差されている。次に図３Ｂのように積層基板（２）３３の裏面３４にエッチングまたは切削等により基板溝部３５を形成後、光入射窓３６をそれぞれ図に示す位置に形成する。ここで、基板溝部３５の深さは図３Ａで示した光導波路１４の厚さよりも深くする。なお、光入射窓３６は基板を完全に刳り貫きそのまま、もしくは刳り貫き部に使用光の波長に透明な樹脂を埋め込んでも良い。次に、図３Ｃのように積層基板（２）３３の表面３７に図３Ａでの説明同様、光導波路２２を形成する。その後、先ほどの積層基板（１）３１の表面３２と積層基板（２）３３の裏面３４とをアライメントマーク等を用いて貼り合わせる。次に図３Ｄに示すように、これまでと同様に積層基板（３）３８の裏面３９に基板溝部３０１及び光入射窓３０２を形成する。ここで基板（３）表面３０３には高周波電気線路パタンを形成する。次に、積層基板（１）３１と貼り合わせた積層基板（２）３３の表面３７と積層基板（３）３８の裏面３９とを先程と同様のアライメントマーク等を用いて貼り合せる。その後、図３Ｅのように積層基板（１）〜（３）の端部にコネクタ設置溝を切削等によって形成した後、さらに積層基板（１）〜（３）をベース基板３０４に貼り付ける事によりパッケージ基板が完成される。また、同パッケージ基板の最上層である積層基板（３）３８の表面３０３の高周波電気線路パタンにＬＳＩパッケージ１３及び光電変換素子１２をフリップチップ実装することにより、光電気集積回路素子が完成される。なお、ここではＬＳＩパッケージ１３又は光電変換素子１２の電気Ｉ／Ｏとパッケージ基板の電気Ｉ／Ｏであるバンプアレイ１８との電気接続については言及しなかったが、実際は積層基板（１）〜（３）の表裏面に電気配線パタンが形成されており、さらに各層間についてもビアホールを介して電気接続されている。また、それら電気配線パタンは、層間で光導波路１４部を避けるようにファンアウトしても良いし、クラッド部などのコア部以外であれば電気ビアが光導波路を貫通していても良い。【００２１】
次に、図１に示す例では、ＬＳＩパッケージ１３及び光電変換素子１２と、パッケージ基板１１の端面１９との位置関係が平行に対し傾いているが、図４に示すようにＬＳＩパッケージ１３及び光電変換素子１２と基板の端面との位置関係が平行であっても本発明構造による効果は同じである。但し、前述したように光導波路曲げ部４０からの光の放射による損失を考慮すると、図１のようにＬＳＩパッケージ１３及び光電変換素子１２と、パッケージ基板１１の端面１９に対し平行より傾けた方が、光導波路１４の曲げ半径又は角度を緩和できるため、より好ましい。【００２２】
また、図３に示す例では光導波路１４同士が基板上で互いに交差しているが、図５のように光導波路同士を交差しなくても本発明構造による効果は実現可能である。但し、前述したように、図３のような導波路同士を基板上で互いに交差した方が、導波路曲げによる光の放射損失抑制や光配線部分の省スペース化により、集積回路素子基板の小面積化ができるため有効である。
さらに、図３の例では積層基板（１）３１上に光導波路１４を、積層基板（２）３３上の光導波路２２をそれぞれ２層構成で形成しており、積層基板（２）３３上の光導波路２２は、同層基板上でそれぞれ交差している。これに対し図６に示すように、基板端光入出力部６０に近い方の光電変換素子搭載位置Ａ６１に配線する光導波路、及び遠い方の光電変換素子搭載位置Ｂ６２に接続する光導波路を、それぞれ単層基板上に長さを交互に変えながらレイアウトしても良い。また、図７に示すように、積層基板（１）３１上に光導波路１４と積層基板（２）３３上の光導波路２２をそれぞれの同層基板上で交差せずに２層構成としても、本発明構造による効果は同じである。
【実施例２】
【００２３】
図８は、本発明の第二の実施例である光電気集積回路素子の上面図である。ここでは、パッケージ基板１１上に形成したそれぞれの光導波路の光入出力部が、パッケージ基板１１の４つの端面のうちの、隣り合った２つのそれぞれ同じ端面の全てで終端している例を示す。図８のように、パッケージ基板１１上に搭載した第１の光電変換素子の光信号入出力端と外部とを結ぶ第一の光導波路１４はバックプレーン側基板端光入出力部８０のファイバコネクタ１５に終端し、第２の光電変換素子の光入出力端と外部とを結ぶ第二の光導波路２２は基板端光入出力部８０と隣り合った基板端の光入出力部８１で終端している。この例では、ボード上に２つの光電気集積回路素子を搭載した場合における光接続方法に対して有効である。【００２４】
なお、図８に示す例ではパッケージ基板１１上のＬＳＩ搭載部５０にて光導波路１４と光導波路２２が互いに交差しているが、図９のように光導波路同士を交差しなくても本発明構造による効果は同じである。
【実施例３】
【００２５】
図１０は、本発明の第三の実施例である光電気集積回路素子の上面図である。ここでは、パッケージ基板１１上に形成したそれぞれの光導波路の光入出力部が、パッケージ基板１１の４つの端面のうちの、基板中心に対して対向した２つのそれぞれ同じ端面の全てで終端している例を示す。図１０のように、パッケージ基板１１上に搭載した第１の光電変換素子の光信号入出力端と外部とを結ぶ第一の光導波路１４はバックプレーン側基板端光入出力部８０のファイバコネクタ１５に終端し、第２の光電変換素子の光入出力端と外部とを結ぶ第二の光導波路２２は、基板端光入出力部８０と基板中心に対して対向した基板端の光入出力部８１のファイバコネクタ１８に終端している。この例では、イーサなどボードのフロント部から入出力される光信号を同光電気集積回路素子にて処理後、バックプレーンに入出力する構成において、光配線の直線的引回しが可能のため有効である。
【実施例４】
【００２６】
図１１は本発明の第四の実施例である図１の光電気集積回路素子を搭載し、光接続したボードの上面図である。図１１のように、ドータボード１１１上に図１で説明した光電気集積回路素子１１０を搭載し、同集積回路素子１１０の基板終端部分の光コネクタ１５からボード端光コネクタ１１２までのファイバ１６を直線的に配線し、ボード１１１上の光配線の引き回しを簡便にしている。また、同集積回路素子１１０の外部と接続する光Ｉ／Ｏ部以外の３辺の基板端の近傍に、電気線路１１３を介してメモリパッケージ１１４等の周辺チップを搭載している。これにより、前述したようにボード１１１内におけるパッケージ高集積化に対しても効果がある。
【実施例５】
【００２７】
図１２は本発明の第五の実施例である光電気集積回路素子を搭載し、光導波路同士で光接続したボードの上面図である。図１２のように、ドータボード１１１上に、光電気集積回路素子１１０を搭載することにより、同集積回路素子１１０の基板終端部分の光導波路１４とドータボード１１１に形成された光導波路２２とをボード端光コネクタ１１２まで直線的に配線している。これにより、前述したように基板終端部分及びドータボードに形成した光導波路同士は基板端の１辺（1ベクトル）で光結合すれば良いため、角度ずれの無い高精度な光結合が実現可能となる。
【実施例６】
【００２８】
図１３は本発明の第六の実施例である図８の光電気集積回路素子を搭載し、集積回路素子間、及び集積回路素子とボード端を光接続したボードの上面図である。図１３のように、ドータボード１１１上に、光電気集積回路素子１１０ともう１つの光電気集積回路素子１３０を搭載し、集積回路素子１１０の基板終端部分の光導波路１４と集積回路素子１３０の基板終端部分の光導波路２２とをドータボード１１１に形成された光導波路１３１で光接続する。さらに、それぞれの集積回路素子のもう一方の基板終端部分の光コネクタ１５とボード端光コネクタ１１２をファイバ１６にて直線的に配線する構成としている。これにより、光電気集積回路素子を２つ並べて搭載した場合においても、実施例１及び５でそれぞれ説明した両方の効果が得られる。
【実施例７】
【００２９】
図１４は本発明の第七の実施例である図１０の光電気集積回路素子を搭載し、光接続したボードの上面図である。図１４のように、ドータボード１１１上に図１０で説明した光電気集積回路素子１１０を搭載し、同集積回路素子１１０の一方の基板終端部分の光コネクタ１５とバックプレーン側ボード端１４４の光コネクタ１１２とをファイバ１６にて直線的に配線する。また同様に、同集積回路素子１１０のもう一方の基板終端部分の光コネクタ１４３とフロント側ボード端１４０の光コネクタ１４１とをファイバ１４２にて直線的に配線する。この構成により実施例３で説明した効果が得られる。
【実施例８】
【００３０】
図１５は本発明の第八の実施例である光電気集積回路素子を用いた光伝送装置の斜視図である。図１５のように、バックプレーン１５０にそれぞれ接続されたラインカード１５４には実施例７と同様の構成を適用し、イーサなどボードのフロント部から光コネクタ１４１を介して入出力される光信号を光電気集積回路素子１５１にて処理後、バックプレーン側の光コネクタ１１２と光接続している。さらに、各ラインカード１５４からの光信号はバックプレーンの光配線１５２を介してスイッチカード１５３に集められる。このスイッチカードには実施例４と同様の構成を適用し、ボード上光配線１５２にて光電気集積回路素子１１０とボード端光コネクタ１１２まで直線的に光接続され、集積回路素子１１０で処理した光信号を再度各ラインカード１５４に入出力する機能をもつ。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、伝送装置内においてボード間で送受信される大容量光信号を一括処理する光電気集積回路素子と、その実装構成及びそれを用いた伝送装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第一の実施例である、光電気集積回路素子の上面図。
【図２】本発明の第一の実施例である、光電気集積回路素子の断面図。
【図３Ａ】本発明の第一の実施例である、光電気集積回路素子の作成方法の一例を説明するための図。
【図３Ｂ】本発明の第一の実施例である、光電気集積回路素子の作成方法の一例を説明するための図。
【図３Ｃ】本発明の第一の実施例である、光電気集積回路素子の作成方法の一例を説明するための図。
【図３Ｄ】本発明の第一の実施例である、光電気集積回路素子の作成方法の一例を説明するための図。
【図３Ｅ】本発明の第一の実施例である、光電気集積回路素子の作成方法の一例を説明するための図。
【図４】本発明の第一の実施例である光電気集積回路素子の、ＬＳＩパッケージ及び光電変換素子が基板端に対し平行な位置関係における上面図。
【図５】本発明の第一の実施例である光電気集積回路素子の、光導波路同士を交差しない構造の上面図。
【図６】本発明の第一の実施例である光電気集積回路素子の、光導波路を単層基板に形成した斜視構造図。
【図７】本発明の第一の実施例である光電気集積回路素子の、光導波路を同層基板上で交差せず各々２層で形成した斜視構造図。
【図８】本発明の第二の実施例である、光電気集積回路素子の上面図。
【図９】本発明の第二の実施例である光電気集積回路素子の、光導波路同士を交差しない構造の上面図。
【図１０】本発明の第三の実施例である、光電気集積回路素子の上面図。
【図１１】本発明の第四の実施例である、図１の光電気集積回路素子を搭載し光接続したボードの上面図。
【図１２】本発明の第五の実施例である、光電気集積回路素子を搭載し光導波路同士で光接続したボードの上面図。
【図１３】本発明の第六の実施例である図８の光電気集積回路素子を搭載し、集積回路素子間、及び集積回路素子とボード端を光接続したボードの上面図。
【図１４】本発明の第七の実施例である図１０の光電気集積回路素子を搭載し、光接続したボードの上面図。
【図１５】本発明の第八の実施例である光電気集積回路素子を用いた光伝送装置の斜視図。
【符号の説明】
【００３３】
１１,２１…パッケージ基板、１２…光電変換素子、１３…LSIパッケージ、１４,２２,１３１…光導波路、１５,１４３…ファイバコネクタ、１６,１４２…ファイバ、１７…コネクタ設置溝、１８…バンプアレイ、１９,６０,８０,８１…基板端光入出力部、２３…高周波電気配線層、２４…高周波電気線路、２５…面受光ダイオード、２６…信号増幅ＩＣ、２７…面発光ダイオード、２８…駆動用ＩＣ、２９…光導波路ミラー部、３１…積層基板（１）、３２…積層基板（１）表面、３３…積層基板（２）、３４…積層基板（２）裏面、３５,３０１…基板溝部、３６,３０２…光入出射窓、３７…積層基板（２）表面、３８…積層基板（３）、３９…積層基板（３）裏面、３０３…積層基板（３）表面、３０４…ベース基板、４０…光導波路曲げ部、５０…ＬＳＩ搭載部、６１…光電変換素子搭載位置Ａ、６２…光電変換素子搭載位置Ｂ、１１０,１３０,１５１…光電気集積回路素子、１１１…ドータボード、１１２,１４１…ボード端光コネクタ、１１３…電気線路、１１４…メモリパッケージ、１４０…フロント側ボード端、１４４…バックプレーン側ボード端、１５０…バックプレーン、１５２…光配線、１５３…スイッチカード、１５４…ラインカード、１６２…ＬＳＩ。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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