説明

光配線基板および光配線モジュール

【課題】光配線基板の水平精度を向上させて、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ること。
【解決手段】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実装用パッド13とを含んでいる。絶縁基体11は、光電変換素子2の実装領域および光電変換素子2に電気的に接続される電子素子3の実装領域を含む上面を有している。光スルーホール部12は、光電変換素子2の実装領域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。絶縁基体11は、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11cが光電変換素子2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12が第1の脚部11cの下端まで設けられている。

【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。
【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、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。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11aと電子素子3の実装領域11a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11cは、光電変換素子2の実装領域11a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11aおよび電子素子3の実装領域11a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11c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11c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11cおよび第3の脚部11cは、平面透視において、第1の脚部11c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11a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11c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11cが光電変換素子2の実装領域11a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11a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11cが、電子素子3の実装領域11aの直下位置に配置されており、第2の脚部11c内に金属部材4が埋め込まれている。第2の脚部11cは、電子素子3の実装領域11a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11aに重なっている。金属部材4は、第2の脚部11cの下端まで達しており、第2の脚部11c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11cが、電子素子3の実装領域11aの直下位置に配置されており、第2の脚部11c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

【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いることを特徴とする光配線基板。
【請求項2】
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請求項1記載の光配線基板。
【請求項3】
請求項1または請求項2のいずれか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。

【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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【公開番号】特開2013−50619(P2013−50619A)
【公開日】平成25年3月14日(2013.3.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−189091(P2011−189091)
【出願日】平成23年8月31日(2011.8.31)
【出願人】(000006633)京セラ株式会社 (13,660)
【Fターム(参考)】