光电集成电路元件和使用该光电集成电路元件的传送装置制造方法及图纸

在同一基板上高集成地安装在ＬＳＩ的四周配置的光电变换元件、同时避免因发热引起的发光或受光二极管的特性恶化、进而使电路板上的光布线的分布变得简便的光电集成电路元件和使用了该光电集成电路元件的传送装置。在四边形的封装体基板（１１）上安装ＬＳＩ封装体（１３），在该ＬＳＩ封装体（１３）的大于等于二边的周边分别安装光电变换元件（１２），将第１、第２光电变换元件设置成电连接于与该ＬＳＩ封装体（１３）的Ｉ／Ｏ端子电连接的一个边和与其不同的边的Ｉ／Ｏ端子，连结上述第１光电变换元件的光信号输入输出端与外部的第一光波导（１４）和连结上述第２光电变换元件的光信号输入输出端与外部的第二光波导（２２）以上述封装体基板（１１）的相同的端面的全部为终端。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在传送装置内统一处理在电路板间发送接收的大容量光信号的光电集成电路元件、其安装结构和使用了该光电集成电路元件的传送装置。
技术介绍
近年来，在信息通信领域中，正在快速地进行使用光高速地收发大容量数据的通信交通的配备，迄今为止，对于基础道路、地铁、城市出入道路系统这样的大于等于几千米的比较长的距离展开了光纤网。而且，在今后，即使对于传送装置间(几米～几百米)或装置内(几厘米～几十厘米)这样的极近距离，为了无延迟地处理大容量的数据，对信号布线进行光学化也是有效的。关于传送装置内的光布线化，例如通过路由器/开关装置，将以太等从外部通过光纤传送进来的高频信号输入到线卡中。对于1片背板用几片构成了该线卡，各线卡的输入信号进而经背板被开关卡收集，在用开关卡内的LSI处理之后，再次经背板输出给各线卡。在此，在目前的装置中，目前为大于等于300Gbit/s的信号从各线卡经背板收集到开关卡中。为了用目前的电布线传送该信号，由于因传播损耗的关系有必要对每1条布线分割为约1～3Gbit/s，故大于等于100条布线数是必要的。再者，对于这些高频线路，波形成形电路、反射或布线间交扰的对策是必要的。今后，如果系统的大容量化继续发展而成为处理大于等于Tbit/s的信息的装置，则在现有的电布线中布线条数或交扰对策等的课题变得越发严重。与此不同，通过使装置内线卡～背板～开关卡的电路板间的信号传送线路光学化，由于能以低损耗传播大于等于10Gbit/s的高频信号，可减少布线条数和即使对于高频信号也没有必要采取上述的对策，故是有希望的。关于这一点，正在进行在统一处理来自上述各线卡的大容量信号的开关卡内的LSI封装体内安装了光电变换元件的光电集成电路元件的开发。 例如，在LEOS2003(Lasers and Electro-Optics Society，2003，volume1，26-30，Oct，2003)的Opto-Electronics Packaging Techniquesfor Interconnection(参照非专利文献1)中作了关于光电集成电路元件的报告。在图16中表示该光电集成电路元件。在此，在具有凸点阵列18的同一封装体基板11的中央安装了LSI162，在其四周安装了光电变换元件12，通过将光纤连接器15直接连接到光电变换元件12上，成为进行光结合的结构。这样，通过到LSI162附近进行光布线化，由于可使连接LSI162的I/O端子与光电变换元件12的I/O端子间的高频电路24比较短，故可缓和高频信号的传播损耗。再者，在该结构中，通过在同一封装体基板11上在LSI162的四周配置光电变换元件12，提高了封装体的集成性。 非专利文献1「Opto-Electronics Packaging Techniques forInterconnection」、LEOS2003(Lasers and Electro-Optics Society，volume1，26-30，Oct，2003)、2003年10月、第1卷、p.26-30但是，在上述光电集成电路元件中，成为将光纤连接器15直接连接到光电变换元件12上的结构，由于光电变换元件12的尺寸依存于光纤连接器15的尺寸而变大，故对于LSI162的I/O数在元件12的集成度方面存在极限。此外，在光电变换元件12上安装发光或受光二极管和用于驱动该二极管的IC，该二极管的特性受到温度的较大影响。因此，使用散热片冷却模块是有效的，但由于在上述结构中在光电变换元件12的正上方连接光连接器15，故利用散热片安装进行冷却是困难的。因此，由于二极管本身的发热或来自IC的热的侵入，存在引起二极管特性恶化的危险。 再者，关于上述光电集成电路元件，分别与在LSI162的四周配置的光电变换元件12连接的光纤16连接到背板侧的光连接器上。此时，由于考虑强度和光的发射损耗，光纤既要取大的弯曲半径，又必须在电路板上迂回地分布，故布线是困难的。再者，如果配置几个同样的封装体，则在该电路板上光布线的分布变得越发困难。 作为避免因上述的光纤连接器直接连接导致的光电变换元件的集成度极限和散热问题的方法，可考虑将光纤芯本身直接埋入封装体基板中、在与光电变换元件分开的场所设置连接器部的方法。但是，在该方法中，在将光纤芯固定在封装体基板上时通常使用的粘接剂不耐受在将封装体基板安装在电路板上时的回流热(＞250℃)，存在引起软化或剥离等的问题的危险。此外，可改变安装的顺序，在将封装体基板安装在电路板上后在基板上安装光纤，其后安装光电变换元件，但在电路板上安装了封装体基板的状态下，由于形成需要高精度的光结合部这一点在安装上是非常困难的，故没有实用性。 与此不同，通过在封装体基板上形成耐热性高的光波导作为光路，在基板端设置连接器，既可抑制高频信号的损耗，又可使光电变换元件与连接器部在物理上远离。由此，由于可减小光电变换元件的尺寸，同时可共用LSI和光电变换元件的散热片，故可避免元件的集成度极限和散热的问题。 但是，即使在上述结构中，也遗留分别与在封装体基板上在LSI的四周配置的光电变换元件连接的光波导与背板侧的光连接器在电路板上的光布线分布的课题。此外，在此关于光电集成电路元件与背板侧光连接器的光连接，设想了光纤。但是，在电路板上形成了光波导的情况下，在光纤与从封装体基板端的4个方向输入输出的光波导的连接中，在将基板安装在电路板上时，有必要同时满足矢量各不相同的光波导相互间的光结合。因此，出现了因角度偏移等不能满足高精度的光结合这样的新的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供在同一基板上高集成地安装在LSI的四周配置的光电变换元件、同时避免因发热引起的发光或受光二极管的特性恶化、进而使电路板上的光布线的分布变得简便的光电集成电路元件和使用了该光电集成电路元件的传送装置。 在本专利技术中为了解决上述课题，制作以下述方面为特征的光电集成电路元件在图1中表示的那样的四边形的封装体基板11上安装LSI封装体13，在该LSI封装体13的大于等于二边的周边分别安装光电变换元件12，将第1、第2光电变换元件设置成电连接于与该LSI封装体13的I/O端子电连接的一个边和与其不同的边的I/O端子，连结上述第1光电变换元件的光信号输入输出端与外部的第一光波导和连结上述第2光电变换元件的光信号输入输出端与外部的第二光波导以上述封装体基板11的相同的端面的全部为终端。这样，通过在封装体基板11上形成光波导作为光路，使连结光电变换元件的光信号输入输出端与外部的光波导14以相同的基板端19为终端，如上所述，既可抑制高频信号的损耗，又可使光电变换元件12与连接器部15在物理上远离。由此，由于可减小光电变换元件12的尺寸，同时可共用LSI封装体13和光电变换元件12的散热片，故可避免光电变换元件12的集成度极限和散热的问题。 此外，通过使上述第一光波导和第二光波导以上述封装体基板11的相同的端面的全部为终端，如图11中所示，能以直线的方式对基板终端部分的从光连接器15到电路板端光连接器112的光纤16进行布线，可使电路板111上的光布线的分布变得简便。此外，如图12中所示，即使在上述的电路板111上形成了光波导22的情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电集成电路元件，其特征在于：　　　　具有：　　　　具有四边的基板；　　　　在上述基板上安装的ＬＳＩ封装体；以及　　　　与上述ＬＳＩ封装体的Ｉ／Ｏ端子电连接的光电变换元件，　　　　上述光电变换元件与光波导的一端光学连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光电集成电路元件，其特征在于具有具有四边的基板；在上述基板上安装的LSI封装体；以及与上述LSI封装体的I/O端子电连接的光电变换元件，上述光电变换元件与光波导的一端光学连接。2.如权利要求1中所述的光电集成电路元件，其特征在于具有用于连接与上述基板的外部连接的光纤的一端的连接器设置槽，上述光波导的另一端以上述连接器设置槽为终端。3.一种光电集成电路元件，其特征在于具有具有四边的基板；在上述基板上安装的LSI封装体；与在上述LSI封装体的一条边上配置的I/O端子电连接的第1光电变换元件；与配置在上述LSI封装体的上述一条边的对向边上的I/O端子电连接的第2光电变换元件；与配置在上述LSI封装体的上述一条边的相邻边上的I/O端子电连接的第3光电变换元件；与配置在上述LSI封装体的上述相邻边的对向边上的I/O端子电连接的第4光电变换元件；以及经光波导光学连接了上述第1光电变换元件与上述第3光电变换元件的第1和第3连接器设置槽，在上述基板的一侧的边上排列了上述第1和第3连接器设置槽。4.如权利要求3中所述的光电集成电路元件，其特征在于用第1光波导连接上述第1光电变换元件与上述第2光电变换元件，用第2光波导连接上述第3光电变换元件与上述第4光电变换元件，上述第1光电变换元件和第3光电变换元件具有信号放大用集成电路和面受光二极管，上述第2光电变换元件和第4光电变换元件具有驱动用集成电路和面发光二极管。5.如权利要求3中所述的光电集成电路元件，其特征在于上述第2光电变换元件和上述第4光电变换元件具有驱动用集成电路和面发光二极管，将从上述面发光二极管发出的光传送到分别与上述第1和第3连接器设置槽连接的光波导。6.如权利要求3中所述的光电集成电路元件，其特征在于将上述连接器设置槽配置成位于上述基板的侧边上。7.如权利要求4中所述的光电集成电路元件，其特征在于上述第1光波导和上述第2光波导形成在上述基板内设置的相同的层中，并且配置成互相交叉的方向。8.如权利要求4中所述的光电集成电路元件，其特征在于上述第1光波导和上述第2光波导分别形成在上述基板内设置的不同的层中，并且配置成互相交叉的方向。9.如权利要求3中所述的光电集成电路元件，其特征在于具有经光波导光学连接了上述第2光电变换元件与上述第4光电变换元件的第2和第4连接器设置槽，在与上述一个侧边对向的侧边上排列了上述第2和第4连接器设置槽。10.如权利要求9中所述的光电集成电路元件，其特征在于用第1光波导连接上述第1光电变换元...

【专利技术属性】
技术研发人员：松冈康信，肉仓正人，
申请(专利权)人：日立化成工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]