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公開番号2025006877
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023107912
出願日2023-06-30
発明の名称モジュールおよびその製造方法
出願人日本電信電話株式会社,新光電気工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G02B 6/30 20060101AFI20250109BHJP(光学)
要約【課題】主配線基板に損傷を与えることなく、主配線基板に搭載されている副配線基板の上に、接続信頼性を下げることなく光回路チップが実装できるようにする。
【解決手段】副配線基板102を、主配線基板101の上に複数のはんだボール106,106aによるボールグリッドアレイにより接続し、光回路チップ103が搭載されている領域のはんだボール106aを、Cuからなるボール状のコアと、コアを包囲するはんだ層とから構成された被覆ボールとする。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
主配線基板と、
前記主配線基板の上にはんだボールにより接続された副配線基板と、
前記副配線基板の上に搭載された光回路チップと、
前記光回路チップの側部端面の光入出力端に光学的に接続された光ファイバと、
前記光入出力端に前記光ファイバを固定する固定部品と
を備え、
前記光回路チップが搭載されている領域の前記はんだボールは、Ｃｕからなるボール状のコアと前記コアを包囲するはんだ層とから構成されている
モジュール。
続きを表示（約 530 文字）【請求項２】
請求項１記載のモジュールにおいて、
前記光回路チップは、前記光入出力端の側が前記副配線基板よりはみ出して前記副配線基板の上に搭載されているモジュール。
【請求項３】
請求項１記載のモジュールにおいて、
前記光回路チップのはみ出した部分に設けられた前記固定部品を補強する補強部品をさらに備えるモジュール。
【請求項４】
主配線基板上に、はんだボールにより副配線基板を接続する工程と、
前記副配線基板の上に、熱圧着方法により光回路チップを接続する工程と、
前記光回路チップの側部端面の光入出力端に、固定部品を介して光ファイバを接続する工程と
を備え、
前記光回路チップが搭載されている領域の前記はんだボールは、Ｃｕからなるボール状のコアと前記コアを包囲するはんだ層とから構成されている
モジュールの製造方法。
【請求項５】
請求項４記載のモジュールの製造方法において、
前記副配線基板の上に熱圧着方法により前記光回路チップを接続する工程では、前記主配線基板の前記副配線基板が接続されている側とは反対側の面から加熱するモジュールの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光回路チップを搭載したモジュールおよびその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、光通信モジュール、デバイスの適用範囲は、長距離通信のみならずデータセンタ間、携帯電話の基地局間、エッジルータ間のリンクにも用いられ、その性能向上の要求が高まっている。光通信モジュールは、例えば、デジタルシグナルプロセッサ（Digital Signal Processor：ＤＳＰ）、ドライバ、トランスインピーダンスアンプ（Transimpedance Amplifier：ＴＩＡ）などの電気信号を処理する電気ＩＣや、光回路チップが搭載されている。例えば、従来技術として、非特許文献１に示されているように、デジタル信号処理回路チップ(Fig.4 XSR、TRX、CDR)、ドライバ、トランスインピーダンスアンプを組み合わせたシリコンフォトニクスチップ（Fig.4 Si-Photonic IC）を含むモジュールがある。
【０００３】
また、モジュールには経済化も進められており、構成部品であるコヒーレントレシーバなどの光送受信用モジュール、マルチキャスト光スイッチなどの光デバイスの低コスト化、量産性向上が求められている。モジュールの経済化を実現する一つのアプローチとして、ＢＧＡ（Ball Grid Arrays）パッケージ上に各チップを集積する実装形態が注目されている（特許文献１）。
【０００４】
ここで、一般的な光送受信機能を備えるモジュールについて、図５を参照して説明する。モジュールは、主配線基板３０１、副配線基板３０２、光回路チップ３０３、および光ファイバ３０５を備える。副配線基板３０２は、主配線基板３０１の上に接続されている。また、光回路チップ３０３は、副配線基板３０２の上に搭載されている。副配線基板３０２の上には、電子部品（不図示）を搭載することもできる。光ファイバ３０５と接続するために、光回路チップ３０３は、光入出力端の側が副配線基板３０２よりはみ出して副配線基板３０２の上に搭載されている。光ファイバ３０５は、固定部品３１０により光回路チップ３０３の光入出力端の側の端部に固定されている。
【０００５】
主配線基板３０１は、樹脂を基材とするビルドアップ基板であり、厚さ１ｍｍ程度、１０層程度の多層配線構造とすることができる。主配線基板３０１の各層および層間には、基板内配線（不図示）が形成され、図示しない入出力電気端子を介して外部との電気信号の入出力を行う。基板内配線は、例えば、銅配線とすることができる。入出力電気端子は、例えばランドグリッドアレイ（ＬＧＡ）用の電極、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）などの構造とすることができる。
【０００６】
主配線基板３０１の上部にはＢＧＡを構成するはんだボール３０６が形成され、副配線基板３０２との電気的な接続を実現している。副配線基板３０２は、一般に、インターポーザーと呼ばれている。副配線基板３０２は、厚さ０．５ｍｍ程度、８層程度の多層配線構造とすることができる。
【０００７】
光回路チップ３０３は、シリコンコアによる光導波路からなる光回路を有し、例えば厚さは１ｍｍ程度とされている。光回路チップ３０３は、石英系材料、ＩｎＰなどの化合物半導体から構成することもできる。光回路チップ３０３は、例えば、副配線基板３０２の上に、光回路端子３０７によりフリップチップ（ＦＣ）実装されて電気的に接続されている。
【０００８】
光回路チップ３０３は、例えば、光変調器、光導波路、スプリッタ、光アッテネータなどから構成される光送信器、フォトダイオード、光導波路、および光アッテネータなどから構成される光受信器を備えることができる。例えば、光送信機に対して電子回路チップ（不図示）からの信号が少なくとも副配線基板３０２を介して入力し、また、光受信器からの受信信号を電子回路チップのトランスインピーダンスアンプ回路（ＴＩＡ）に対して出力する。
【０００９】
光回路チップ３０３の光送信機には、進行波電極型マッハツェンダ変調器（ＭＺＭ）が用いられることが多い。フリップチップによりフェイスダウンで副配線基板３０２に実装される光回路チップ３０３の送信信号入力端子群、受信信号出力端子群、ＭＺＭの電極（光回路端子３０７）は、光回路チップ３０３の下面（副配線基板３０２を向く面）に配置されるものとなる。
【００１０】
なお、電子回路チップは、デジタル信号処理回路（ＤＳＰ）、ドライバ回路（ＤＲＶ）、トランスインピーダンスアンプ回路（ＴＩＡ）を備える。ＤＲＶはデジタル信号処理回路から出力された送信信号を増幅し、ＴＩＡは光回路から出力された受信信号を増幅し、それぞれデジタル信号処理回路に接続する機能を持つ。
（【００１１】以降は省略されています）

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