專利名稱：光電混合集成模塊和使用該模塊作為部件的光輸入/輸出設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電混合集成模塊，特別是涉及其中貼裝有光學(xué)器件和驅(qū)動IC等的光電混合集成模塊。
背景技術(shù)：
近年隨著通信網(wǎng)絡(luò)容量的增加，需要諸如大容量路由器等大規(guī)模交換系統(tǒng)。在這種情況下，由于在機柜之間或機柜內(nèi)部的大容量連接的電氣連接的距離或者尺寸而引起的容量限制受到關(guān)注。這是因為盡管隨著IC和LSI技術(shù)的發(fā)展，操作速度和集成規(guī)模已經(jīng)得到提高，但高速和高密度的電信號布線和在電布線中的延遲在實現(xiàn)更高性能中始終作為瓶頸。作為解決這一問題的技術(shù)，光學(xué)互連正在吸引人們的注意。作為使用光學(xué)互連的小型和低成本信號輸入/輸出設(shè)備的結(jié)構(gòu)，信號處理是由邏輯LSI執(zhí)行的，并且與外部的接口是由光電混合集成模塊來執(zhí)行的，這是有效的。
這種類型的光電混合集成模塊構(gòu)造為結(jié)合了基底材料，其上貼裝了光學(xué)器件和驅(qū)動IC，并且提供有諸如透鏡等光提取部件。圖9示出了現(xiàn)有光電混合集成模塊的示意性側(cè)截面圖。
如圖9所示，在其中上表面和后表面上形成有層間布線96和布線圖形的布線襯底98上，用于發(fā)送或接收光信號的光學(xué)器件91被焊料所固定，并且光學(xué)器件91和布線襯底98的布線是通過金屬線97連接的，并且用于調(diào)整光學(xué)器件91的電流幅度的驅(qū)動IC 92(在接收器的情況中是電子放大器IC)以同樣方式被固定并且被電氣連接起來。進而，在諸如柯伐合金(covar)等材料制成的盒體93上，貼裝有諸如平面微透鏡的光耦合裝置94。然后，通過在布線襯底98上貼裝盒體93，在光學(xué)器件91和外部之間的光耦合通過光耦合裝置94得到實現(xiàn)。
不過，在現(xiàn)有光電混合集成模塊中，使用了其上分別貼裝有每個元件的布線襯底和盒體。例如，光學(xué)器件通過使用焊料或絲焊而被固定并且被連接到布線襯底，驅(qū)動IC通過焊接被固定并且被連接到布線襯底，透鏡通過粘合等被固定在盒體上。然后，最后它們被組合為一體。這會引起元件和工藝數(shù)目的增加以及貼裝成本的增加的問題。
此外，在繪制布線時，為了絲焊光學(xué)器件，需要布線的更寬間隔，這引起了元件的高密度貼裝變得困難的問題。
此外，為了有效地進行電磁屏蔽，盒體優(yōu)選地由諸如柯伐合金等金屬制成，這引起了成本增加的問題。
此外，在提取或攝入光時，由于透鏡和光學(xué)器件被分別貼裝，因此在透鏡和光學(xué)器件之間的距離或它們的位置的分散變大，這會造成光學(xué)輸出本身的分散問題。
此外，當考慮密封時，由于模塊被分為盒體和布線襯底，因此需要將密封材料注入由兩部分組成的分立封裝的中空部分。而且，由于透鏡被粘合劑所固定，隔絕式密封也是很難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標是提出一種光電混合集成模塊，在該模塊中元件和工藝的數(shù)目減少，以便降低貼裝成本。本發(fā)明的另一個目標是提出一種光電混合集成模塊，在該模塊中允許布線的窄間隔，并且貼裝的元件能高密度地布置于其中。進而，本發(fā)明的另一個目標是提出一種帶有平板的光電混合集成模塊，使用該平板能夠低成本地實現(xiàn)電磁屏蔽。進而，本發(fā)明的另一個目標是提出一種光電混合集成模塊，在該模塊中透鏡和光學(xué)器件之間距離的分散受到抑制，以便使光學(xué)輸出的分散很小。進而，本發(fā)明的另一個目標是提出一種光電混合集成模塊，在該模塊中可以相對容易地進行密封。
為了實現(xiàn)上述目標，根據(jù)本發(fā)明的光電混合集成模塊包括光學(xué)器件，用于將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，或者將電信號轉(zhuǎn)換成光信號；輸入/輸出IC，用于驅(qū)動控制光學(xué)器件；以及透明基底材料，具有電布線和透光性。該模塊構(gòu)造為光學(xué)器件和輸入/輸出IC倒裝貼裝于透明基底材料上，并且由于透明基底材料的透光性而能進行光學(xué)器件和外部之間的光輸入/輸出。
根據(jù)本發(fā)明，將光信號轉(zhuǎn)換成電信號以及進行反向轉(zhuǎn)換的光學(xué)器件，以及用于驅(qū)動控制光學(xué)器件的輸入/輸出IC被倒裝貼裝于具有電布線和透光性的透明基底材料上。進而，由于透明基底材料的透光性而能進行光學(xué)器件和外部之間的光輸入/輸出。
因此，元件和工藝的數(shù)目被減少，從而降低了貼裝成本。此外，允許布線的狹間隔并且貼裝部件能高密度地布置于其中。
進而，透明基底材料的電布線可以將光學(xué)器件和輸入/輸出IC電氣連接起來，并且還作為光學(xué)器件和輸入/輸出IC的電磁屏蔽。
進而，光學(xué)器件被構(gòu)造為光發(fā)射器件，它將電信號轉(zhuǎn)換成光信號并且將其輸出，并且輸入/輸出IC被構(gòu)造為驅(qū)動IC，它將電信號輸出到光學(xué)器件?？蛇x地，光學(xué)器件可以被構(gòu)造為光接收器件，它將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并且輸入/輸出IC被構(gòu)造為電子放大器IC，它將來自光接收器件的電信號放大。
此外，透明基底材料是由透射光的透明板形成的，透明板是由對光學(xué)器件的波長具有高透光性的材料制成的?？蛇x地，透明基底材料可以由透射光的柔性片來形成，柔性片是由對光學(xué)器件的波長具有高透光性的材料制成的。
最好是，透明基底材料包括位于面對光學(xué)器件的位置處的用于提高光耦合效率的光耦合裝置。在這種情況下，光耦合裝置可以與透明基底材料整體地形成。此外，透明基底材料可以包括光軸轉(zhuǎn)換器，其參考光耦合裝置來對光軸的方向進行轉(zhuǎn)換。
此外，光學(xué)器件和輸入/輸出IC具有作為固定器和散熱器的插入機構(gòu)?？蛇x地，最好是將透明基底材料固定到其中含有電布線的支撐框架上。
此外，可以使用本發(fā)明的光電混合集成模塊來構(gòu)造光輸入/輸出設(shè)備。更為具體地說，根據(jù)本發(fā)明的光輸入/輸出設(shè)備包括光電混合集成模塊和邏輯LSI。光電模塊包括光學(xué)器件，用于將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，或者將電信號轉(zhuǎn)換成光信號；輸入/輸出IC，用于驅(qū)動控制光學(xué)器件；以及透明基底材料，具有電布線和透光性。該設(shè)備構(gòu)造為光學(xué)器件和輸入/輸出IC被倒裝貼裝于透明基底材料上，并且由于透明基底材料的透光性而能夠執(zhí)行光學(xué)器件和外部之間的光輸入/輸出。此外，該設(shè)備構(gòu)造為邏輯LSI控制輸入到光電混合集成模塊或者從它輸出的電信號，并且光電混合集成模塊和邏輯LSI被貼裝在相同襯底上。
如上所述，在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，光學(xué)器件和輸入/輸出IC被倒裝貼裝于透明基底材料上，并且通過利用透明基底材料的透光性，可以進行將光輸入到光學(xué)器件或從光學(xué)器件輸出。因此，元件和工藝的數(shù)目被降低，這樣就降低了貼裝成本。此外，允許布線的窄間隔，由此貼裝元件能以高密度地布置于其中。此外，實現(xiàn)了其中考慮了電磁屏蔽的低價平板，抑制了光輸出的分散，并且可以相對容易地進行密封。


圖1為示意性側(cè)截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光電混合集成模塊的結(jié)構(gòu)。
圖2為示意性側(cè)截面圖，示出了根據(jù)第二實施例的光電混合集成模塊的結(jié)構(gòu)，在該實施例中根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)提取部件包括諸如填充透鏡(potting lens)等光耦合裝置。
圖3為示意性側(cè)截面圖，示出了根據(jù)第三實施例的光電混合集成模塊的結(jié)構(gòu)，在該實施例中提供的本發(fā)明的光學(xué)提取部件具有預(yù)先在透明板上形成的耦合裝置。
圖4為示意性側(cè)截面圖，示出了根據(jù)第四實施例的光電混合集成模塊的結(jié)構(gòu)，本實施例具有為本發(fā)明的光學(xué)提取部件提供了光軸轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)。
圖5為示意性側(cè)截面圖，示出了根據(jù)第五實施例的光電混合集成模塊的結(jié)構(gòu)，在該實施例中透明基底材料由柔性片組成。
圖6為示意性側(cè)截面圖，示出了第六實施例的光電混合集成模塊的結(jié)構(gòu)，在該實施例中本發(fā)明的透明板被固定到支撐框架上。
圖7為示意性側(cè)截面圖，示出了根據(jù)第一實施例的光輸入/輸出設(shè)備，它由光電混合集成模塊和邏輯LSI組成。
圖8為示意性側(cè)截面圖，示出了根據(jù)第二實施例的光輸入/輸出設(shè)備，其中邏輯LSI的熱量從基底材料側(cè)被釋放。
圖9為示意性側(cè)截面圖，示出了現(xiàn)有光電混合集成模塊的結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
接下來，參考附圖來講述本發(fā)明的實施例。圖1為示意性側(cè)截面圖，示出了本發(fā)明第一實施例的光電混合集成模塊的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)圖1所示實施例的光電混合集成模塊使用了透明板13，它具有用于在外部和光學(xué)器件11之間輸入/輸出光的光提取部件14以及布線于上表面和后表面上的電極16、17。在透明板的后表面上，光學(xué)器件11通過金屬凸點倒裝貼裝從而被定位在光提取部件14的正下方，并且驅(qū)動IC通過金屬凸點倒裝貼裝從而被定位在光學(xué)器件11的附近。這里，使用透明板13來作為透明基底材料。盡管光提取部件14組成光耦合裝置，用于改善面向光學(xué)器件的透明板的光耦合效率，但光耦合裝置不限于光提取部件14的結(jié)構(gòu)。
光學(xué)器件11由用于將電信號轉(zhuǎn)換成光信號并且將其輸出的光發(fā)射器件組成，或者由用于將入射的光信號轉(zhuǎn)換成電信號的光接收器件組成。光學(xué)器件11可以由光發(fā)射器件或光接收器件以多陣列的形式來形成。
驅(qū)動IC 12組成了輸入/輸出IC，它將電信號輸出到光發(fā)射器件(光學(xué)器件)11。驅(qū)動IC 12構(gòu)造為將用于驅(qū)動光發(fā)射器件(光學(xué)器件)11所需的電流幅度所控制的電信號輸出到光發(fā)射器件，對應(yīng)于具體電壓的調(diào)制信號。在光學(xué)器件11為光接收器件的情況下，輸入/輸出IC被構(gòu)造為電子放大器IC，它能夠電氣放大從光接收器件(光學(xué)器件)11輸出的電信號，并且使用電子放大器IC來代替圖中所示的驅(qū)動IC 12。進而，使用光接收器件作為光學(xué)器件11，來代替光發(fā)射器件。至于電子放大器IC，使用了跨阻抗放大器和限幅放大器等。
本發(fā)明的光電混合集成模塊包括兩個模塊，其中一個包括如上所述的光發(fā)射器件，以便使來自光學(xué)器件的光從平板側(cè)發(fā)射出去，并且另一個包括光接收器件，以便使來自平板外部的光入射到光學(xué)器件。不過，基本結(jié)構(gòu)是一樣的，并且只有光學(xué)器件和對應(yīng)于該器件的輸入/輸出IC的功能是不同的。因此，這里通過例子解釋了包括有光發(fā)射器件和驅(qū)動IC的這種模式，該模式還應(yīng)用于下面參考附圖所講述的實施例。不過，本發(fā)明并不限于這一模式。在本發(fā)明的范圍內(nèi)所包括的另一模式中，光發(fā)射器件被光接收器件所代替，并且驅(qū)動IC被電子放大器IC所代替。
透明板13最好是由諸如對光學(xué)器件11的波長具有高透光性的玻璃或硅系列的材料制成。如果光學(xué)器件11的光束發(fā)散度很小，光提取部件14的上表面可以是平坦的表面。進而，在電極材料被淀積到各個表面上之后，位于透明板13的上表面和后表面上的電極16、17是通過使用光刻技術(shù)而形成的。形成的后表面上的電極16將光學(xué)器件11和驅(qū)動IC 12，以及驅(qū)動IC 12和外部電氣地聯(lián)結(jié)起來，并且通過使用金屬凸點15進行倒裝貼裝，來對光學(xué)器件11和驅(qū)動IC執(zhí)行高精確度的定位。
這樣，由于通過倒裝貼裝實現(xiàn)了連接，因此不需要現(xiàn)有絲焊中所需的用于連接的空間，這能夠?qū)崿F(xiàn)高密度貼裝。另一方面，形成上表面上的電極17以承擔作為接地電極電磁屏蔽的作用。這使得不需要向現(xiàn)有的例子那樣使用昂貴的金屬封裝就能夠?qū)崿F(xiàn)屏蔽結(jié)構(gòu)。進而，當執(zhí)行樹脂密封時，只有在位于透明板13的后表面上貼裝的器件周圍的區(qū)域才應(yīng)該被密封住。通過選擇合適的樹脂材料和在透明板13和光學(xué)器件11之間執(zhí)行沒有空氣間隙的樹脂密封，則可以實現(xiàn)在非故意(unintentional)的反射或散射中從未考慮進去的密封。因此，不再需要在現(xiàn)有分立封裝中所需要的將樹脂注入整個中空部分這一步驟。
接下來，講述在光學(xué)器件11為光發(fā)射器件的情況下，光電混合集成模塊1的操作。從外部將預(yù)定電壓的電邏輯信號提供給驅(qū)動IC12，并且與此同時，通過透明板13上的電極16，將電源電壓提供給驅(qū)動IC 12。來自驅(qū)動IC 12的對應(yīng)于外部電信號并且具有用于驅(qū)動光學(xué)器件11(在這種情況下為光發(fā)射器件)所需的幅度的電流被輸入到光學(xué)器件11。對應(yīng)于輸入電流，光信號從光學(xué)器件11被發(fā)射出去，并且通過光提取部件14被輸出到外部。
在光學(xué)器件11為光接收器件的情況下，光學(xué)器件接收從外部穿過光提取部件14入射來的光信號，并且通過電子放大器IC而不是驅(qū)動12，由光接收器件產(chǎn)生的電流被轉(zhuǎn)換成電壓并以預(yù)定的電壓被輸出到外部。
接下來，參考附圖來講述根據(jù)本發(fā)明的第二實施例。圖2為示意性側(cè)截面圖，示出了根據(jù)第二實施例的光電混合集成模塊的結(jié)構(gòu)，在該實施例中本發(fā)明的光學(xué)提取部件包括諸如填充透鏡等光耦合裝置。
透明板23自身是由平坦表面形成的，并且作為光耦合裝置的光耦合材料24是通過將凸填充透鏡或微透鏡結(jié)合到透明板23上而形成的?？紤]到在貼裝步驟中的加熱過程，最好是光耦合材料24具有的熱膨脹系數(shù)(CTE)要接近透明板23的熱膨脹系數(shù)。此外，由于反射受到透明板23和透鏡之間的結(jié)合表面的抑制，因此最好是透鏡的折射率要接近透明板23的折射率。因此，即使在光束發(fā)散度大的情況下，也可以有效地執(zhí)行壓縮。這種結(jié)構(gòu)除了提供有光耦合材料24以外，更具體地說，光學(xué)器件21、驅(qū)動IC 22、透明板23、電極26和27、以及金屬凸點25與第一實施例的這些部件一樣，并且它們的操作也與第一實施例的操作一樣，因此這里省略了對它們的解釋。
接下來，參考附圖講述根據(jù)本發(fā)明的第三實施例。圖3為示意性側(cè)截面圖，示出了根據(jù)第三實施例的光電混合集成模塊的結(jié)構(gòu)，在該實施例中提供的本發(fā)明的光學(xué)提取部件具有預(yù)先在透明板上形成的耦合單元。
透明板33是由Si襯底、聚合物、玻璃等制成的，并且光耦合單元34是在透明板33自身中通過蝕刻或機器加工而形成的透鏡。對于透明板33的情況，光耦合單元34，也就是光耦合裝置，整體地形成，從而與第二實施例的相比，基本上減少了光耦合裝置的光軸的不重合。該結(jié)構(gòu)除了提供有光耦合單元24以外，更為具體地說，光學(xué)器件31、驅(qū)動IC 32、透明板33、電極36和37、以及金屬凸點35與第一實施例的一樣，并且它們的操作也與第一實施例的操作一樣，因此這里省略了對它們的解釋。
接下來，參考附圖講述根據(jù)本發(fā)明的第四實施例。圖4為示意性側(cè)截面圖，示出了根據(jù)第四實施例的光電混合集成模塊的結(jié)構(gòu)，該實施例具有為本發(fā)明的光學(xué)提取部件提供了光軸轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)。
光軸轉(zhuǎn)換器44可以通過在透明板43上貼裝微鏡等，或者通過處理透明板43自身以便使其成為金屬鏡子來形成，其能夠以例如從垂直方向到水平方向的90度來轉(zhuǎn)換光軸，如圖4所示。進而，如果光學(xué)器件41的光束發(fā)散度產(chǎn)生問題，則可以將鏡子部件形成為凹面鏡，以便具有會聚功能。
這種結(jié)構(gòu)除了提供有光軸轉(zhuǎn)換器44以外，更為具體地說，光學(xué)器件41、驅(qū)動IC 42、透明板43、電極46和47、以及金屬凸點45與第一實施例的這些部件一樣，并且它們的操作也與第一實施例的操作一樣，因此這里省略了對它們的解釋。
接下來，參考附圖講述根據(jù)本發(fā)明的第五實施例。圖5為示意性側(cè)截面圖，示出了根據(jù)第五實施例的光電混合集成模塊的結(jié)構(gòu)，在該實施例中本發(fā)明的透明基底材料由柔性片組成。光提取部件54、光學(xué)器件51以及驅(qū)動IC 52的結(jié)構(gòu)與第一到第四實施例中的那些結(jié)構(gòu)相同。
本實施例的特點是，電信號從外部輸入(或電信號輸出到外部)是通過作為透明基底材料的柔性片53進行的。盡管這里示出了對應(yīng)于第一實施例的結(jié)構(gòu)，但是本實施例具有這樣的結(jié)構(gòu)，象第二至第四實施例那樣，為光提取部件54提供了光耦合材料，提供或形成了光耦合材料，或者提供或形成了光軸轉(zhuǎn)換器。
此外，通過將光學(xué)器件51和驅(qū)動IC 52的高度保持在相同水平，作為光學(xué)器件51和驅(qū)動IC 52的固定器和散熱器的插入機構(gòu)58可以布置在下部，這改善了散熱和固定功能。盡管這里示出了所提供的插入機構(gòu)58的狀態(tài)，但是也可以不提供插入機構(gòu)。
可以將插入機構(gòu)提供給具有作為在第一至第四實施例中所述的透明基底材料的透明板的光電混合集成模塊。其結(jié)構(gòu)和操作與第一實施例的一樣，除了提供有由柔性片組成的透明基底材料和具有散熱和固定功能的插入機構(gòu)以外，因此這里省略了對它們的解釋。
接下來，參考附圖講述根據(jù)本發(fā)明的第六實施例。圖6為示意性側(cè)截面圖，示出了根據(jù)第六實施例的光電混合集成模塊的結(jié)構(gòu)，在該實施例中本發(fā)明的透明板被固定到支撐框架上。
在透明板63的下側(cè)周圍，貼裝具有層間布線69的支撐框架68，其包圍著光學(xué)器件61和驅(qū)動IC 62。不過，與第五實施例一樣，光提取與第一至第四實施例的一樣。
本發(fā)明的特點是，電流的輸入/輸出是由包含在支撐框架68中的層間布線69來實現(xiàn)的，這能夠從下側(cè)建立電氣連接。進而，層間布線69可以包含無源部件，并且被嵌入到支撐框架62中。只使用電氣連接就可以實現(xiàn)支撐框架62和透明板63的固定，而不像現(xiàn)有技術(shù)那樣需要調(diào)整光軸。盡管這里講述的是作為透明板63的透明基底材料的例子，但是可以以同樣的方式來為其中以柔性片作為透明基底材料的光電混合集成模塊提供支撐框架。進而，一種結(jié)合了插入機構(gòu)和支撐框架的結(jié)構(gòu)也是可以接受的。
光學(xué)器件61、驅(qū)動IC 62、透明板63、光提取部件64、電極66和67、以及金屬凸點65都與第一實施例的相同，并且其操作也與第一實施例的相同，因此這里省略了對它們的解釋。
接下來，參考附圖講述光輸入/輸出設(shè)備的第一實施例，它是使用了本發(fā)明的光電混合集成模塊的信號處理模塊。圖7為示意性側(cè)截面圖，示出了第一實施例的光輸入/輸出設(shè)備的結(jié)構(gòu)，它由光電混合集成模塊和邏輯LSI組成。
圖7所示的第一實施例的光輸入/輸出設(shè)備10包括本發(fā)明的光電混合集成模塊101，以及用于控制被輸入到該模塊或從該模塊輸出的電信號的邏輯LSI 102，其貼裝于襯底104上，在襯底104中有電極105布置于各層之間以及表面上。
圖7所示的光電混合集成模塊101具有根據(jù)上述第五實施例的光電混合集成模塊5的結(jié)構(gòu)，并且光電混合集成模塊101和LSI 102通過柔性片103彼此電氣連接起來，以便交換電信號。
光電混合集成模塊101的輸入/輸出的電壓信號電平是由包含于光電混合集成模塊101中的驅(qū)動IC所定義的，從而可以將邏輯LSI 102設(shè)計得類似一般的LSI。盡管圖7示出了提供一個光電混合集成模塊101的例子，但是也可以提供多個模塊。進而，使用每一個柔性片103來獨立執(zhí)行從邏輯LSI 102到每一個模塊的電氣連接。
盡管使用了柔性片的第五實施例的光電混合集成模塊5已經(jīng)作為光電混合集成模塊101被講過了，但是可以使用根據(jù)第一至第四和第六實施例的光電混合集成模塊，并且可以使用襯底104中的金屬布線或電極來執(zhí)行在光電混合集成模塊和邏輯LSI之間的連接。
接下來，參考附圖講述使用了本發(fā)明的光電混合集成模塊的信號處理模塊的光輸入/輸出設(shè)備的第二實施例。圖8為示意性側(cè)截面圖，示出了根據(jù)第二實施例的光輸入/輸出設(shè)備，其中邏輯LSI的熱量從基底材料側(cè)被釋放。
根據(jù)第二實施例的光輸入/輸出設(shè)備20包括在襯底204中的邏輯LSI 202下面的諸如熱金屬通孔等散熱裝置，從而可以從襯底側(cè)釋放熱量。
使用組成光電混合集成模塊201的柔性片203來執(zhí)行光電混合集成模塊201和邏輯LSI 202之間的電氣連接。進而，通過金屬布線206來執(zhí)行襯底204中的邏輯LSI 202和電極205之間的電氣連接。在該實施例中，可以適用根據(jù)適用了透明板的第一至第四和第六實施例的光電混合集成模塊，并且可以使用在襯底204中的金屬布線或電極來執(zhí)行光電混合集成模塊和邏輯LSI之間的連接。
(例子)下面來講述圖1所示的光電混合集成模塊1的具體例子。光學(xué)器件11是具有850nm諧振波長的垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)，并且被倒裝貼裝于使用AuSn焊料作為金屬凸點15的透明板上。選擇對光學(xué)器件11的850nm諧振波長具有高透光性的透明板來作為透明板13。受到控制的驅(qū)動IC 12根據(jù)從外部差分輸入的3.125Gb/s的電信號將電流輸入到光學(xué)器件11。提供給光學(xué)器件11的電流幅度為大約幾個mA，并且最大輸出為-1dBm。由于光學(xué)器件11和光提取部件14是倒裝貼裝的，因此耦合效果是-3±0.3dB。
工業(yè)實用性如上所述，使用根據(jù)本發(fā)明的光電混合集成模塊可以取得下述效果。
1)元件和工藝的數(shù)目降低，從而可以抑制貼裝成本。這是因為在這種結(jié)構(gòu)中，光學(xué)器件和驅(qū)動IC或電子放大器IC被倒裝貼裝于具有布線和光提取功能的透明基底材料上。
2)由于光學(xué)器件和驅(qū)動IC是倒裝貼裝的，因此布線的窄間隔是可以接受的，由此貼裝元件可高密度地布置于其中。
3)由于接地電極形成于透明基底材料上，該材料也可以作為電磁屏蔽，因此可以以較低成本來實現(xiàn)電磁屏蔽。
4)由于光學(xué)器件被倒裝貼裝于具有光提取功能的透明基底材料上，因此在透鏡和光學(xué)器件之間的距離的離散受到抑制，從而減少了在光輸出中的離散。
5)只有在每一個器件和透明基底材料之間的間隙有待密封，而這是相對容易做到的。這是由于光學(xué)器件和驅(qū)動IC被一起貼裝于透明基底材料上這樣一個事實。
權(quán)利要求
1.一種光電混合集成模塊，包括光學(xué)器件，用于將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，或者將電信號轉(zhuǎn)換成光信號；輸入/輸出IC，用于驅(qū)動控制光學(xué)器件；以及透明基底材料，其具有電布線和透光性；其中光學(xué)器件和輸入/輸出IC是倒裝貼裝于透明基底材料上，并且由于透明基底材料的透光性而進行光學(xué)器件和外部之間的光輸入/輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的光電混合集成模塊，其中透明基底材料的電布線將光學(xué)器件和輸入/輸出IC電氣連接起來，并且還作為光學(xué)器件和輸入/輸出IC的電磁屏蔽。
3.如權(quán)利要求1所述的光電混合集成模塊，其中光學(xué)器件被構(gòu)造為光發(fā)射器件，它將電信號轉(zhuǎn)換成光信號并且將其輸出，并且輸入/輸出IC被構(gòu)造為驅(qū)動IC，它將電信號輸出到光學(xué)器件。
4.如權(quán)利要求1所述的光電混合集成模塊，其中光學(xué)器件被構(gòu)造為光接收器件，它將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并且輸入/輸出IC被構(gòu)造為電子放大器IC，它將來自光接收器件的電信號放大。
5.如權(quán)利要求1所述的光電混合集成模塊，其中透明基底材料是由透射光的透明板形成的，并且透明板是由對光學(xué)器件的波長具有高透光性的材料制成的。
6.如權(quán)利要求1所述的光電混合集成模塊，其中透明基底材料是由透射光的柔性片來形成的，并且柔性片是由對光學(xué)器件的波長具有高透光性的材料制成的。
7.如權(quán)利要求1所述的光電混合集成模塊，其中透明基底材料包括位于面對光學(xué)器件的位置處的光耦合裝置，用于提高光耦合效率。
8.如權(quán)利要求7所述的光電混合集成模塊，其中光耦合裝置與透明基底材料整體地形成。
9.如權(quán)利要求7所述的光電混合集成模塊，其中透明基底材料包括光軸轉(zhuǎn)換器，其參考光耦合裝置來對光軸的方向進行轉(zhuǎn)換。
10.如權(quán)利要求1所述的光電混合集成模塊，其中光學(xué)器件和輸入/輸出IC具有作為固定器和散熱器的插入機構(gòu)。
11.如權(quán)利要求1所述的光電混合集成模塊，其中透明基底材料被固定到其中含有電布線的支撐框架上。
12.一種光輸入/輸出設(shè)備，包括光電混合集成模塊和邏輯LSI，其中光電混合集成模塊包括光學(xué)器件，用于將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，或者將電信號轉(zhuǎn)換成光信號；輸入/輸出IC，用于驅(qū)動控制光學(xué)器件；以及透明基底材料，其具有電布線和透光性；光學(xué)器件和輸入/輸出IC被倒裝貼裝于透明基底材料上，由于透明基底材料的透光性而進行光學(xué)器件和外部之間的光輸入/輸出，邏輯LSI控制輸入到光電混合集成模塊或者從它輸出的電信號，并且光電混合集成模塊和邏輯LSI被貼裝在相同的襯底上。
全文摘要
在具有用于將光輸出到外部的光提取部件(14)、用于布線的電極(16)、以及用于電磁屏蔽的電極(17)的透明板的后表面上，通過金屬凸點(15)將光學(xué)器件(11)倒裝貼裝于光提取部件(14)的正下方，將驅(qū)動IC(12)倒裝貼裝于希望的位置。當驅(qū)動光學(xué)器件(11)的電流根據(jù)來自外部的電邏輯信號從驅(qū)動IC(12)流出時，光信號從光學(xué)器件(11)被發(fā)射出去，并且通過光提取部件(14)被輸出到外部。光提取部件(14)具有光耦合材料或光軸轉(zhuǎn)換器。
文檔編號H01L25/16GK1706051SQ0381485
公開日2005年12月7日 申請日期2003年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月24日
發(fā)明者清水隆德, 杉本寶, 佐佐木純一, 藏田和彥 申請人:日本電氣株式會社