專利名稱：光電復合布線模塊及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及處理在傳輸裝置內(nèi)收發(fā)信的大容量光信號的光電復合布線模塊及其 制造方法。
背景技術(shù)：
近幾年，在信息通信領域中，光信號的通信量整備在急速進行，之前對基本設施、 地鐵、交通系統(tǒng)等數(shù)km以上的較長距離展開了光纖網(wǎng)。今后，傳輸裝置間(幾m 幾百m) 或裝置內(nèi)(幾cm 幾十cm)等近距離中也會為了無延遲地處理大容量數(shù)據(jù)而使用光信號， 還會進行路由器、服務器等信息機器內(nèi)部的LSI間或LSI-母板間傳輸?shù)墓庑盘柣?。?gòu)筑光信號傳輸結(jié)構(gòu)時，重要的是光電轉(zhuǎn)換元件(光元件)與光波導路和光纖等 的光傳輸路的耦合部分。來自發(fā)光元件的光在光布線中傳播或由光傳輸路傳播來的光入射 到受光元件時，為了充分有效地光耦合，需要高精度地進行光元件與光傳輸路的位置匹配。 另外，考慮到量產(chǎn)性和實用性，希望光耦合部和用于信息機器的LSI能夠容易地取下·交 換。例如，特開2006-133763號公報中，光元件和光傳輸路的耦合由導銷進行位置匹 配，使用插銷來安裝光元件和LSI。由此，能夠較容易地進行光元件和光傳輸路的位置匹配， 并且由插銷進行安裝，LSI的裝卸也變得容易。另外，特開2004-233991中，在光元件上設置具有光波導路的基板，從光元件向 LSI發(fā)送電信號。[專利文獻1]特開2006-133763號公報[專利文獻2]特開2004-233991號公報但是，上述結(jié)構(gòu)中會產(chǎn)生以下問題。首先，無法縮短光元件與LSI的距離。專利文 獻1所記載的結(jié)構(gòu)中，光元件不是設置在LSI正下方，而是設置在外側(cè)。所以為了向光元件 傳播信號，之間必須由布線來連接。另外，專利文獻2所記載的結(jié)構(gòu)中，相對基板，光元件在 LSI的相反側(cè)，所以從光元件到LSI的布線距離變長。即使加快來自LSI的信號的傳輸速 度，布線部分成為瓶頸，無法得到足夠的傳輸速度。并且布線變長的部分的損失也增加，結(jié) 果會導致耗電增大。甚至會無法充分提高安裝密度，導致基板大型化。關(guān)于光元件和光傳 輸路的位置匹配精度，考慮到各導銷、各插銷的位置公差后，要在所有通道高效地進行位置 匹配時，可以預想到接合部會有大的應力，可靠性顯著降低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供能夠縮短LSI與光元件之間距離、提高每通道的傳輸速度 且能夠減少耗電的、考慮到實用性而容易裝卸LSI和部件的光電融合布線模塊、使用其的 傳輸裝置及其制造方法。為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種光電復合布線模塊及其制造方法，其特征在 于，具有第一電路基板，其具有傳播光信號的光波導路；光元件，其設置在上述第一電路基板上，與上述光波導路光耦合；絕緣膜，其設置在上述第一電路基板及上述光元件上；布 線墊，其設置在上述絕緣膜上；電布線，其電連接上述光元件和上述布線墊；半導體元件， 其設置并電連接在上述布線墊上；上述光元件設置在上述第一電路基板的上述半導體元件 側(cè)的面、并且是上述半導體元件投影在上述第一電路基板上的投影面內(nèi)。通過本發(fā)明，能夠由短距離的薄膜布線來電連接半導體元件與光元件之間，所以 能夠提高每通道的傳輸速度，且能夠防止耗電增大。并且，半導體元件的安裝由焊接等以往 簡單便利的技術(shù)來進行，能夠容易組裝，裝卸也不需要特別的技術(shù)。而且，安裝到信息機器 的基板上時，使用以往的接合技術(shù)或使用連接器，所以不需要高精度的位置匹配等特別的 技術(shù)。因此，組裝、裝卸 交換很容易。由上述，能夠提供大傳輸容量且容易組裝的光電融合布線模塊。
圖1是表示本發(fā)明第一實施方式的模式圖。圖2(a) (f)是表示本發(fā)明第一實施方式的制造方法的模式圖。圖3是表示本發(fā)明第二實施方式的模式圖。圖4是表示本發(fā)明第三實施方式的模式圖。圖5(a) (f)是表示本發(fā)明第三實施方式的制造方法的模式圖。圖6是表示本發(fā)明第四實施方式的模式圖。圖7是表示本發(fā)明第五實施方式的模式圖。圖8(a) (f)是表示本發(fā)明第五實施方式的制造方法的模式圖。圖9是表示本發(fā)明第六實施方式的模式圖。圖10是表示本發(fā)明第七實施方式所涉及的傳輸裝置的形態(tài)的模式圖。符號說明1第一電路基板11光波導路12第一電路基板的電布線13第一電路基板的表層14第一電路基板的電極極板15光波導路的端部(45°鏡面)16電極極板17導體墊18導體層19第一電路基板的散熱通孔2光元件2a發(fā)光元件(面發(fā)光型半導體激光器)2b受光元件(面入射型光電二極管)21a、21b、22a、22b、23a、23b 光元件的電極24a、24b 凸點3薄膜布線層
31,34薄膜布線層的薄膜絕緣層32薄膜布線層的通孔33、35薄膜布線層的布線層36薄膜布線層的電極極板37薄膜布線層的散熱通孔4、43LSI41LSI的電極極板42LSI接合突部44a LSI (驅(qū)動電路)44b LSI (跨阻抗放大電路)51粘合劑52 樹脂53接合材料(粘合劑)6第二電路基板61第二電路基板的通孔62、62第二電路基板的布線64第二電路基板的絕緣基板65 焊錫71散熱部件(散熱片)81焊錫突部82主電路基板83光連接器84光傳輸路(光纖)91光信號101a、IOlb 透鏡
具體實施例方式下面根據(jù)附圖來詳細說明本發(fā)明的實施方式。[實施例1]首先，圖1表示本發(fā)明第一實施方式。本圖是本發(fā)明的光電融合布線模塊的剖視 圖。第一電路基板1設置有作為光傳輸路的光波導路11，其上層或下層上設置有電布線12。 電路基板1的表層13上具有與電布線12電連接的電極極板14。光波導路11的端部15具 有約45°的傾斜，能夠使光信號的方向轉(zhuǎn)向約90°的上方。本實施例中，為了提高安裝密 度而使光波導路11為2層，但1層或3層以上也可以。光元件2a、2b安裝在第一電路1的表層13上。本實施例中，光元件2a是面發(fā)光 型的半導體激光器(發(fā)光元件)，光元件2b是面入射型的光電二極管(受光元件)。這些 光元件2a、2b從安裝密度的觀點看來，最好是聚集了多個發(fā)光點、受光面的陣列型元件，但 1通道的也可以。使光元件中流動電流的電極21a、22a、21b、22b，在本實施例中，設置在離 第一電路基板1較遠的一側(cè)(本圖中為上側(cè))。這些電極與該光元件2a、2b上層上形成的薄膜布線層3的布線31電連接。薄膜布線層3具有布線層33、35、絕緣層31、34及薄膜布 線層3的表層的電極極板36，形成在光元件2a、2b上層，通過通孔32，光元件2a、2b的各電 極極板及第一電路基板1的電極極板14與薄膜布線的表層電極極板36電連接。薄膜布線層3上設置有LSI (半導體元件)4。LSI4上具有電極極板41，其與薄膜 布線層的電極極板36通過突部42電連接。突部42可以是焊錫球和Au凸點或電鍍形成的 突部等。LSI4上，本實施例中集成有半導體激光器用的驅(qū)動電路、光電二極管用的放大電 路。當然，也可以使LSI4與這些驅(qū)動、放大電路IC單獨設置。本實施例中，光元件2a、2b 設置在LSI4的正下方、即LSI4投影在電路基板1上的投影面內(nèi)，由此減小光元件2到LSI4 之間的距離，增大傳輸速度，減小耗電。并且，布線距離小，所以制造也簡單。下面根據(jù)圖2來說明圖1的制造方法的一例。首先，圖2(a)表示具有2根光波導 路11、電布線12、電極極板14的第一電路基板1。在該表層13上搭載光元件2a、2b，使之與 光波導路15光耦合[圖2(b)]。固定電路基板1和光元件2的方法，本實施例中使用相對 使用的光的波長、透明的粘合劑51。粘合劑的涂抹方法使用下述方法將固定前的粘合劑 轉(zhuǎn)印在光元件的粘合面上，在此狀態(tài)下，搭載在基板1上。但也可以使用在基板上滴下粘合 劑的方法。搭載光元件時，為了高效地使光波導路與光元件光耦合，必須與光波導路的端部 15進行位置匹配。所以，光元件的搭載裝置(安裝器或接合器)使用能夠確保必要搭載精 度的裝置。使用陣列型的光元件后，發(fā)光點或受光面會增加，所以搭載精度會不好，但由于 晶片加工中一起形成，所以發(fā)光點間/受光面間的位置偏差非常小，可以忽視，并且光波導 路間的端部由光刻等一起形成，所以同樣也很小，因此，實質(zhì)上能以與1通道產(chǎn)品幾乎相同 的搭載精度來安裝。如果采用專利文獻1的圖6所示的、在模塊上搭載光元件后一起光耦 合的方法，由于各通道的位置偏差的影響，要求極高的搭載精度。本發(fā)明能夠解決該課題， 能夠大幅提高組裝容易性。并且，也不會產(chǎn)生上述專利文獻1中擔心的各連接部中的過大 應力。而且，光元件與光波導路只隔著光波導路的上部包層部分或表層上形成的樹脂層部 分的距離、即幾 幾十Pm來光耦合，所以能夠提高光耦合效率。另外，光元件與光波導路 間沒有空氣層，所以也沒有塵土和水滴附著后導致光輸出降低的可能。也不會產(chǎn)生如專利 文獻1的圖6所示、在遠離光耦合部的地方固定后、由外力和熱應力導致變形所引起的光輸 出降低。即，能夠用極簡便的方法實現(xiàn)高光耦合效率和光輸出的穩(wěn)定性。當然也可以在光 元件與光波導路間設置聚光機構(gòu)，進一步提高光耦合效率。關(guān)于光元件的固定方法，只要不妨礙光路，也可以使用不透明的粘合劑。并且，如 果能夠在光元件的電路基板側(cè)上形成金屬鍍膜，也可以使用焊接。接著在光元件上層形成薄膜布線層3。首先，為了形成第一薄膜絕緣層31，涂抹清 漆狀的絕緣樹脂。接著，為了與光元件的電極和第一電路基板表層的電極電連接，在絕緣樹 脂上形成通孔32[圖2(c)]。通孔32用孔的形成方法，本實施例中使用感光性的絕緣樹脂 材料，由光刻形成，之后使樹脂材料硬化。絕緣材料的形成方法可以是上述以外的、例如對B 等級狀態(tài)的樹脂薄膜加壓的方法。也可以是下述方法對事先開好放入光元件的貫穿孔的 樹脂板加壓，然后在貫穿孔與光元件的空隙內(nèi)填充清漆。關(guān)于導通孔形成方法，也可以使用 上述以外的干蝕、激光、砂磨等方法。然后形成薄膜布線33。通孔32的填充使用電鍍。下 面說明未圖示的、由電鍍形成布線層的方法。首先由濺涂在整個基板表面上形成種膜。種 膜的結(jié)構(gòu)是粘合層Cr膜與Cu膜的層積結(jié)構(gòu)。接著實施Cu的電鍍，在導通孔內(nèi)填充Cu。本實施例中是填充結(jié)構(gòu)，但也可以是中心部不存在導體的等角型結(jié)構(gòu)。關(guān)于布線層的形成方 法，可以不使用電鍍，只由濺涂成膜。由此，在整個基板表面形成Cu膜。接著由光刻進行布 線圖案的分離，形成圖2(d)所示的結(jié)構(gòu)。重復圖2(c)及圖2(d)，形成薄膜布線層的第2層34、35 [圖2 (e)]。最上層形成 電極極板36，其使用與接合LSI4的突部42相稱的材料。電極極板36在光元件2的正上 方。本實施例中未圖示，作為焊接電極用，形成M/Au膜。本實施例中，薄膜布線層為2層， 但根據(jù)LSI與光元件及第一電路基板1的布線形態(tài)，可以是1層或3層以上。薄膜布線層 的形成方法也可以使用本實施例以外的公開方法。最后在薄膜布線層3上安裝LSI4[圖2(f)]。本實施例中使用集成有半導體激光 器的驅(qū)動電路和光電二極管的放大電路的LSI。接合方法使用Sn類焊錫的突部42，搭載 LSI4后進行回流焊接。關(guān)于LSI4，如前述，也可以分別單獨安裝LSI4與驅(qū)動電路及放大電 路。關(guān)于突部接合方法，也可以使用如Au突部進行的超聲波接合、Au突部與焊錫進行的接 合、形成焊錫突部后焊接等其他方法。焊錫突部接合方式的好處在于，上升到焊錫熔點以上 的溫度后，能夠容易進行LSI的取下或交換。作為進一步提高本發(fā)明的光電融合布線模塊量產(chǎn)性的方法，有使用冗余的方法。 具體來說，具有比實際使用數(shù)量多的光元件2和光波導路11的組合。如果連接光元件和 LSI的薄膜布線發(fā)生故障時，或光元件和光波導路產(chǎn)生故障時，使用作為預備的布線·光元 件 光波導路。在已經(jīng)無缺陷地形成時，使之為電路上或物理上無法使用預備電路的狀態(tài)。[實施例2]下面使用圖3來說明本發(fā)明的第二實施方式。圖3與圖1的區(qū)別在于，光元件2不 是單獨的元件，而是搭載在第二電路基板6上。第二電路基板6由絕緣基板61、表里的布線 62、63、電連接表里布線的通孔64構(gòu)成。使用第二電路基板6的目的在于，首先為了能夠容 易進行光元件2的檢查。即，在光元件搭載在第二電路基板6上的狀態(tài)下進行檢查，由此， 操作變?nèi)菀?，且向光元件施加電流也容易進行。另外，光元件搭載在第一電路基板1上時， 由于元件尺寸變大，所以操作變得容易。光元件2與第二電路基板6的接合使用以Au-Sn為主成分的焊錫65。也可以使用 Au突部的超聲波接合、Au突部與焊錫的接合、導電性粘合劑等其他方式。關(guān)于制造方法，在光元件2與第2電路基板6連接的狀態(tài)下，將光元件2朝向第1 電路基板1側(cè)粘合，使第二電路基板6的電極63與薄膜布線層3的電極電連接，除此之外， 其他與第一實施例相同。關(guān)于粘合劑51，如圖示，覆蓋整個光元件2、粘合到第2基板為止 進行涂抹，但也可以像實施例1那樣只在光元件與第一電路基板相對的面上涂抹。[實施例3]下面使用圖4及圖5來說明本發(fā)明的第三實施方式。圖4是光電復合布線模塊的 剖視圖，圖5是表示其制造方法的模式圖。本實施例是光元件2的電極23在第一電路基板 1側(cè)時的形態(tài)。第一電路基板1，其表面具有光元件連接用的電極16，該電極16上使用突部 24連接光元件，并且將該電極16與通孔32連接。本實施例所涉及的光電復合布線模塊的制造中，首先，在搭載第一電路基板1的 光元件的附近，有電極16，其用于與光元件2的電極24電連接[圖5 (a)]。接著，用能夠電 連接光元件2的方法與第一電路基板1接合。本實施例中，事先在光元件的電極23a、23b上形成Au凸點24a、24b，施加超聲波，使之與電極16表面的Au接合。然后，在第一電路基 板1的表層13與光元件2a、2b之間的空隙里插入相對使用的光的波長、透明的樹脂52，使 之硬化。本實施例中，使用了硅樹脂[圖5(b)]。接著在光元件的上層形成薄膜布線層3。 為了形成第一薄膜絕緣層31、與第一電路基板表層的電極電連接，在絕緣樹脂上形成通孔 32是一樣的，但不形成與光元件的電極16連接的通孔、形成通孔32，其連接與光元件電連 接的基板上的電極16，這一點是與實施例1不同的[圖5(c)]。之后，由與第一實施例相同 的工藝形成模塊。薄膜布線層3的布線不與光元件的電極直接連接，而是電連接與光元件 電極連接的第一電路基板1的電極15[圖5(d) (f)]。光元件的電極存在于表里面時，可以使用第一實施例與本實施例的組合形態(tài)，但 未圖示。即，光元件2的電路基板1側(cè)的電極23通過基板上的電極16與通孔32連接，在 與電路基板相反的一側(cè)的電極23直接與通孔32連接。本發(fā)明及本發(fā)明與第一實施例的組 合形態(tài)也可以使用第二實施方式所示的、光元件搭載在第二電路基板上的形態(tài)。[實施例4]下面使用圖6來說明本發(fā)明的第四實施方式。實施例1 3中，LSI4只安裝在布 線層3上，但本實施例中，將LSI4的一部分功能形成為另外LSI，安裝在與光元件2相同的 平面上。本實施例中，另外的LSI44a、44b分別作為驅(qū)動發(fā)光元件2a的驅(qū)動電路、將受光元 件2b的光電流轉(zhuǎn)換為電壓后放大的跨阻抗放大電路。LSI43是從實施例1 3所示的LSI4 中除去這些電路功能后的LSI。LSI44a、44b上，與光元件2a、2b —樣，設置有絕緣層31、34。 并且，LSI44a、44b與光元件2a、2b和表層電極極板36連接。本實施例的制造方法按照實施例3的圖5所示的方法。LSI44a、44b與光元件2a、 2b 一樣，事先在元件的電極極板上形成Au凸點，施加超聲波后使之與基板側(cè)的電極16表面 的Au接合。LSI44a、44b的安裝方式可以是實施例1的光元件那樣、以電路面為上、與基板粘 合、從上面電連接的方法。但固定這些LSI的粘合劑不傳播光信號，所以不需要透明。光元 件與LSI的電連接最好是同樣的方法，工藝會更加簡化，但根據(jù)LSI和光元件的電極位置， 也可以是與實施例1的結(jié)構(gòu)的組合。本實施例中，LSI44a、44b搭載在與光元件相同的平面上，但也可以設置在薄膜布 線層3中的其他平面上。[實施例5]下面使用圖7及圖8來說明本發(fā)明的第五實施方式。圖7是光電復合布線模塊的 剖視圖，圖8是表示其制造方法的模式圖。本實施例的特征是，連接光元件2與光波導路11 的端部15的光軸間，具有透鏡101，由此，能夠進一步提高光耦合效率。光元件2a、2b分別安裝在透鏡IOlaUOlb的上部。來自發(fā)光元件2a的出射光以 某個發(fā)散角射出，但通過在光軸上設置透鏡，能夠聚光并高效地與光波導路11耦合。透鏡 的焦距可以由光元件的光束發(fā)散角、光波導路的中心尺寸、各部件的位置關(guān)系等，由已有的 光耦合計算來決定耦合效率和位置偏差較好的值。在接收側(cè)，光波導路11傳輸?shù)墓庖酝瑯?的發(fā)散角射出，也是由透鏡IOlb聚光，高效地在受光元件2b開口受光。透鏡焦距的設定與 發(fā)光側(cè)一樣。上述以外的結(jié)構(gòu)與實施例1所示的圖1相同。下面根據(jù)圖8來說明圖7的制造方法的一例。首先，圖2(a)表示固定光元件2a、
102b和透鏡IOlaUOlb的工序。將光元件的發(fā)光/受光點與透鏡光軸中心位置匹配后，使用 將其設置在透鏡上的接合材料53來固定。本實施例中，接合材料53使用粘合劑，但接合材 料也可以使用其他的如焊錫。為了使透鏡與光元件不觸碰，如圖所示，透鏡曲面最好在接合 面的凹部上形成凸狀。另外，雖未圖示，可以在與透鏡IOlaUOlb之外的光元件的透鏡接合 的一側(cè)的面上形成透鏡曲面。當然，圖示的透鏡IOlaUOlb和形成在光元件上的透鏡可以 都采用，為2個透鏡的系統(tǒng)。固定光元件和透鏡時，為了高效光耦合光波導路11和光元件 2，必須與光波導路11的端部15位置匹配。因此，光元件的搭載裝置(安裝器或接合器) 使用能夠確保必須的搭載精度的裝置。這樣制作的光元件2與透鏡101 —體的部件搭載在電路基板的表層13中、與光波 導路的端部15光耦合的位置上[圖2(b)]。固定電路基板1與透鏡101的方法使用相對使 用的光的波長、透明的粘合劑51。粘合劑51的涂抹方法與實施例1中的涂抹到光元件上的 粘合劑涂抹方法一樣。搭載裝置與固定光元件和透鏡一樣，使用能夠確保必要搭載精度的 裝置。搭載的順序可以先在電路基板上搭載透鏡101，然后在透鏡101上搭載光元件2。另 外，將透鏡接合到電路基板上的接合材料，只要不妨礙光路，可以使用不透明的粘合劑。并 且，如果能夠在光元件的電路基板側(cè)形成金屬鍍膜，也可以使用焊接。另外，如果透鏡101 與光元件2的側(cè)面幾乎一致的話，形成絕緣層31時較方便。本結(jié)構(gòu)與圖1的實施例一樣，相比以往技術(shù)，能夠提高組裝的容易性。并且通過使 用透鏡，能夠得到聚光效果，進一步提高光耦合效率。光元件與透鏡之間存在空氣層，但由 接合材料包圍光軸部分的結(jié)構(gòu)時，就沒有塵土等粘附導致光輸出降低的可能性。之后，在光元件上層形成薄膜布線層3[圖(C) (d)]，該過程與圖2所示的第一 實施例一樣。最后，與第一實施例一樣，在薄膜布線層3上安裝LSI4后完成[圖2(f)]。提 供冗余性也與第一實施例相同。[實施例6]下面使用圖9來說明本發(fā)明的第六實施方式。實施例1 3中，光元件的散熱主 要由與光元件的電極連接的薄膜布線層的布線進行，但本實施例中提供更加高效地使來自 光元件的發(fā)熱散發(fā)的結(jié)構(gòu)。首先，在第一電路基板1搭載光元件2的附近，形成導體墊17。光元件2a、2b搭載 在該導體墊17上。光元件2與導體墊17的接合方法，為了散熱性好，使用熱傳導率高的接 合材料53。本實施例中使用焊錫。光元件的第一電路基板側(cè)上形成用于連接焊錫的、表面 由Au構(gòu)成的金屬墊27。導體墊17與大范圍形成在第一電路基板1表層上的導體層18連 接，該導體層18延伸到LSI4投影在基板上的投影面外，并延伸至基板周邊或端部，發(fā)揮熱 分散器的作用。并且導體層18與形成在第一電路基板1上的散熱通孔19連接，也能夠散 熱到電路基板下側(cè)上形成的導體層18上。導體層18也與形成在薄膜布線層3上的散熱用 通孔37連接，熱也能傳到其上。散熱用通孔37由焊錫熱傳導較好的接合材料在薄膜布線 層表層中，與作為散熱部件的散熱片71連接，也從散熱片71散熱。由此，來自光元件的發(fā) 熱能夠高效散熱，光電融合布線模塊的動作特性穩(wěn)定。本實施例中，導體墊17和導體層18只作為散熱用導體使用，圖中未明示，與第一 電路基板1和薄膜布線層3的布線基本電絕緣。但是，這些導體墊17和導體層18也可以是 兼為光元件的電極的結(jié)構(gòu)，或者可以作為地線發(fā)揮作用，這時，根據(jù)需要，也可以與第一電路基板的布線等電連接。本實施例中，散熱路徑有導體層(基板端部)、第一電路基板的散 熱通孔19、薄膜布線層的散熱通孔37這3個路徑，但也可以根據(jù)模塊整體結(jié)構(gòu)和光元件的 散熱量等，只形成其中1個或2個。并且，散熱片71可以不設置，也可以是無散熱片的導體 塊和水套等其他形態(tài)，還可以與LSI4的冷卻結(jié)構(gòu)形成為一體。并且能夠使用圖2所示的、 光元件搭載在第二電路基板上的結(jié)構(gòu)。[實施例7]最后，使用圖10說明本發(fā)明的光電融合布線模塊適用于傳輸裝置的形態(tài)。為了簡 化，第一電路基板1及主電路基板82未圖示布線。圖10中，電源電路等的電輸入由第一電路基板1的里面?zhèn)忍峁?。本實施例中，?焊錫突部81與主電路基板82接合，但這也可以是插入栓的形態(tài)，或者可以是電連接器。另 外，高速光信號由光連接器83耦合。來自外部的光信號在這里使用光纖84，但也可以使用 其他的光波導路薄膜、形成有光傳輸路的電路基板等。本實施例中，光電復合布線模塊使用圖1所示的第一方式，也可以使用第二 第 四實施方式。通過本發(fā)明的實施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)高速傳輸、低耗電且組裝容易、制造成品率高、 穩(wěn)定動作的光電融合布線模塊及使用其的傳輸裝置。
權(quán)利要求
一種光電復合布線模塊，其特征在于，具有第一電路基板，其具有傳播光信號的光波導路；光元件，其設置在上述第一電路基板上，與上述光波導路光耦合；絕緣膜，其設置在上述第一電路基板及上述光元件上；布線墊，其設置在上述絕緣膜上；電布線，其電連接上述光元件和上述布線墊；第一半導體元件，其設置并電連接在上述布線墊上；上述光元件設置在上述第一電路基板的上述第一半導體元件側(cè)的面、即上述第一半導體元件投影在上述第一電路基板上的投影面內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電復合布線模塊，其特征在于，上述光元件設置在上述第 一半導體元件與上述光波導路之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電復合布線模塊，其特征在于，上述光元件在該光元件所 連接的上述布線墊的正下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光電復合布線模塊，其特征在于，上述光元件設置在該光元 件所連接的上述布線墊與該光元件光耦合的光波導路之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電復合布線模塊，其特征在于，上述光元件與上述布線墊 由形成在上述絕緣膜內(nèi)的通孔連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電復合布線模塊，其特征在于，上述光元件在該上述第一 半導體元件側(cè)具有與上述通孔連接的電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電復合布線模塊，其特征在于，上述光元件在該上述第一 電路基板側(cè)具有與上述電路基板上的電極連接的電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電復合布線模塊，其特征在于，具有搭載上述光元件的第 二電路基板，該第二電路基板將上述光元件朝向上述第一電路基板搭載。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電復合布線模塊，其特征在于，具有在上述第一電路基板 上面搭載的第二半導體元件，在該第二半導體元件上設置有上述絕緣膜，該第二半導體元件與上述光元件和上述第一半導體元件電連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電復合布線模塊，其特征在于，在上述光元件與上述光波 導路之間的光軸間設置透鏡。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電復合布線模塊，其特征在于，上述第一電路基板在其表 面上具有與上述光元件連接的導體層，該導體層延伸到上述半導體元件的投影面外。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光電復合布線模塊，其特征在于，上述第一電路基板在搭 載上述光元件的一側(cè)的表面及其相反側(cè)的表面這兩面上具有上述導體層，上述兩面的導體層由通孔互相連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光電復合布線模塊，其特征在于，上述絕緣膜上具有散熱片，該散熱片與上述導體層連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電復合布線模塊，其特征在于，上述光波導路使與上述光 元件光耦合的一側(cè)的相反側(cè)的端部與光纖光耦合，光電復合布線模塊所具有的電布線與模塊外部的電布線電連接。
15.一種光電復合布線模塊的制造方法，其特征在于，包括在具有光波導路的第一電路基板上搭載光元件以使之與上述光波導路光耦合的工序；在上述電路基板及上述光元件上形成絕緣膜的工序；在上述絕緣膜內(nèi)形成與上述光元件連接的電布線的工序；在上述絕緣膜上形成與上述電布線連接的布線墊的工序；使半導體元件與上述布線墊連接的工序。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光電復合布線模塊的制造方法，其特征在于，上述半導體 元件搭載在上述光元件所搭載的區(qū)域之上的區(qū)域。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光電復合布線模塊的制造方法，其特征在于，上述光元件 設置在上述半導體元件與上述光波導路之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光電復合布線模塊的制造方法，其特征在于，上述布線墊 在該布線墊所連接的上述光元件的正上方。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的光電復合布線模塊的制造方法，其特征在于，上述光元件 設置在該光元件所連接的上述布線墊與該光元件光耦合的光波導路之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光電復合布線模塊的制造方法，其特征在于，上述光元件 與上述布線墊由形成在上述絕緣膜內(nèi)的通孔連接。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的光電復合布線模塊的制造方法，其特征在于，上述光元件 在該上述半導體元件側(cè)具有與上述通孔連接的電極。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光電復合布線模塊的制造方法，其特征在于，上述光元件 在該上述第一電路基板側(cè)具有與上述電路基板上的電極連接的電極。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光電復合布線模塊的制造方法，其特征在于，上述光元件 具有搭載該光元件的第二電路基板，該光元件將上述第二電路基板朝向與上述第一電路基板相反的一側(cè)搭載。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光電復合布線模塊的制造方法，其特征在于，包括在上述 第一電路基板上搭載第二半導體元件的工序，上述絕緣膜也形成在上述第二半導體元件上，上述電布線也與上述第二半導體元件連接。
25.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光電復合布線模塊的制造方法，其特征在于，包括在上述 光元件與上述光波導路的光軸間設置透鏡的工序。
26.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光電復合布線模塊的制造方法，其特征在于，上述第一電 路基板在其表面上具有導體層，上述導體層與上述光元件連接，上述導體層延伸到上述半導體元件的投影面外。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光電復合布線模塊的制造方法，其特征在于，上述第一電 路基板在搭載上述光元件的一側(cè)的表面及其相反側(cè)的表面這兩面上具有上述導體層，上述兩面導體層由通孔互相連接。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光電復合布線模塊的制造方法，其特征在于，具有在上述 絕緣膜上的上述導體層所連接的通孔之上搭載散熱片的工序。
全文摘要
由薄膜布線層短距離連接光元件的驅(qū)動電路或放大電路LSI與光元件之間的布線，由此提高每通道的傳輸速度并防止耗電增加。并且，連接到傳輸裝置的連接方式為連接器等，LSI的安裝也是以往技術(shù)的方法，所以組裝容易且能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性。即，通過本發(fā)明，能夠提供性能、量產(chǎn)性都好的光電復合布線模塊及使用其的傳輸裝置。光電復合布線模塊的特征在于，將光元件(2a)、(2b)設置在第一電路基板(1)上，使之能夠與第一電路基板(1)上形成的光波導路(11)光耦合，在光元件的上層層積布線層(3)，使光元件的電極與布線層(3)的布線電連接，在布線層(3)上安裝并電連接LSI。
文檔編號G02B6/42GK101900859SQ200910251208
公開日2010年12月1日 申請日期2009年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月13日
發(fā)明者中條德男, 松岡康信, 松島直樹, 河野勉, 濱村沙織, 皆川圓, 菅原俊樹, 金子聰 申請人:株式會社日立制作所