[发明专利]光模块

说明书

技术领域

本发明涉及用于把电信号转换成光信号以及把光信号转换成电信号的光模块。

背景技术

在光互连中，把从大规模集成电路(LSI)输出的电信号转换成光信号并发射，以及在其作为光信号传输后，此光信号转换成电信号并把电信号传送给另一个LSI。在近年来，LSI处理的信号速率已经大为增长，并且在很多案例中提供了1000个或者更多输入/输出信号信道。因此，需要进一步增加用于在光互连中使用的光模块的速率和安装密度。

图1是表示典型的传统光模块的原理图。如图1所示，传统光模块包括把电信号转换成光信号并把光信号转换成电信号的光电转换元件503，和光电转换元件503电连接的光通信LSI 502，另一个电子部件504，以及具有安装在其上的这些光电转换元件503、光通信LSI 502和另一个电子部件504的电导线衬底501。

在电导线衬底501的上表面，提供形成导线图案的导线层，并且光通信LSI 502、光电转换元件503和另一个电子部件504安装在该导线层上。用键合线510的方法把各个的部件与在电导线衬底501上表面的导线层提供的电极(未示出)电连接，以及也把键合线510用作部件之间的信号接口。通过光电转换元件503上提供的光引线505输入/输出光信号。

不同于此引线键合安装，日本未审专利No.2002-217234公布了一种结构，其中通过介于衬底和元件之间的凸块把具有倒装芯片结构的光电转换元件和电导线衬底相键合。

图2是表示采用图1中引线键合安装工艺的以及变成倒装芯片附加(FCA)工艺的传统光模块原理图。作为采用倒装芯片附加工艺的结果，该光模块能够减少由导线引起的寄生电容和寄生电感，并从而适于处理更高信号速率的情况。

如图2所示，安装在电导线衬底501上的LSI 502和光电转换元件503通过介于衬底和元件之间的凸块607在与电导线衬底501的电极电连接，以及部件之间的信号分别通过上表面导线层、下表面导线层和上表面提供的内导线层，下表面和电导线衬底501的内部部分在电连接。

结构的其它例子，其中通过上述结构输入/输出光信号，包括其中在电导线衬底的一面提供通过在电导线衬底中形成的孔接收/发射光信号的光电转换元件并和排列在另一面上的光引线相连接的结构，以及其中接收/发射光的光电转换元件排列在和电极和LSI相键合的表面相反的表面上并和光引线相连接的结构。

发明内容

如上所述，在用于光互连的传统光模块中，把光通信LSI、光电转换元件和另一个电子部件分别安装在电导线衬底的上表面导线层，以及只在上下表面和电导线衬底的内部部分提供导线层。

因为图1所示的传统光模块采用引线键合安装工艺，有必要在电导线衬底的上表面和例如光通信LSI的电子部件外围的外面排列电极。因此，电导线衬底需要具有大面积。另外，因为把用于安装部件的表面限制为电导线衬底的上表面，电导线衬底必须具有比部件占据的面积更大的面积，这是不适合高密度安装的。另外，在导线中的电感分量等等引起电感失配或电信号衰减，因此，使高速信号传输变得困难。

在图2所示的传统光模块中，因为在部件和电极之间没有用于电气连接的导线，在电导线衬底上的电极可以紧靠着部件排列，使得有可能提供和图1所示的传统光模块相比较小的电导线衬底面积。

然而，在该传统光模块中，如图1所示传统光模块中，把用于安装部件的表面限制为电导线衬底上表面，并因此不适合用于进一步增加安装密度。另外，该传统光模块不使用导线作为用于和电极在电连接的电导线，并因此可以防止由电感分量等等引起的传输带衰减。然而，必须在电导线衬底的上表面、下表面和内部部分提供用于电连接部件的导线层，导致由在各个导线层之间的寄生电容产生的频带限制的缺点。

另外，用于安装LSI的电极具有比导线层的导线宽度更宽的宽度，并且在这些电极和其它导体之间产生寄生电容。特别地，当提供具有接地层的电导线衬底的内导线层时，在这些层之间的寄生电容进一步增加。另外，当在LSI和光电转换元件之间的导线相对较长并具有大寄生电容时，会出现进一步显著的频带衰减。为了增加速率，必须最小化提供给光电转换元件的寄生电容。

如上所述，用于传统光模块的安装结构具有提供高速光互连的若干问题。

因此，本发明的目标是提供能够高密度安装、缩小光模块尺寸，以及增加信号传输速率的光模块。