本公開涉及用于光通信(光傳輸)的光電模塊和光學(xué)器件。

背景技術(shù)：

己知使用光對電信號進(jìn)行光學(xué)調(diào)制并且傳輸數(shù)據(jù)的光通信技術(shù)。作為用于這種光傳輸?shù)墓怆娔K，己知如下配置，其中各個由諸如透鏡的光功能元件與發(fā)光元件/光接收元件(光接收元件或發(fā)光元件)的組合配置的光學(xué)器件通過光學(xué)連接器光學(xué)地耦合(例如參考專利文獻(xiàn)1到4)。

引用列表

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本未經(jīng)審查的專利申請公開第2001-185752號

專利文獻(xiàn)2：日本未經(jīng)審查的專利申請公開第2001-036197號

專利文獻(xiàn)3：日本未經(jīng)審查的專利申請公開第2012-137765號

專利文獻(xiàn)4：日本未經(jīng)審查的專利申請公開第2013-142732號

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：Yehoshua Benjamin,Kobi Hasharoni,and Michael Mesh,“Assembly Development of 1.3Tb/s Full Duplex Optical Module”,Electronic Components and Technology Conference(ECTC),2013,pp.292-296

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在以上提到的光電模塊中，隨著容量的增加，相關(guān)聯(lián)的安裝的光學(xué)器件中的通道的數(shù)量增加。例如，為了處理這種通道的數(shù)量增加，已提出設(shè)置具有與非專利文獻(xiàn)1中描述的技術(shù)一樣的二維布局的光學(xué)器件。必須為與光學(xué)器件的二維布置關(guān)聯(lián)的通道中的每一個提供光功能元件(諸如透鏡)以增強與光學(xué)連接器的耦合效率。此外，光學(xué)器件具有低產(chǎn)額，并且必須對此采取措施。

因此期望提供使能夠處理光傳輸中通道的數(shù)量增加的光電模塊和光學(xué)器件。

根據(jù)本公開的實施方式的光電模塊包括：光學(xué)器件，包括由第一基底材料制成的光功能元件陣列以及由與第一基底材料不同的第二基底材料制成的多個發(fā)光元件/光接收元件，其中，光功能元件陣列包括光學(xué)基板和多個光功能元件，光學(xué)基板具有第一表面和第二表面，并且光功能元件與光學(xué)基板集成并且在第一表面上設(shè)置為一維或二維，并且發(fā)光元件/光接收元件和它們相應(yīng)的光功能元件隔著光學(xué)基板彼此面對，以沿垂直于光學(xué)基板的方向位于相同的軸上，并且發(fā)光元件/光接收元件被設(shè)置為以被分成與光功能元件陣列中的陣列數(shù)量相比更小數(shù)量的單元的狀態(tài)，與第二表面具有間隔。

根據(jù)本公開的實施方式的光學(xué)器件包括：由第一基底材料制成的光功能元件陣列；以及由與第一基底材料不同的第二基底材料制成的多個發(fā)光元件/光接收元件，其中，光功能元件陣列包括光學(xué)基板和多個光功能元件，光學(xué)基板具有第一表面和第二表面，并且光功能元件與光學(xué)基板集成并且在第一表面上設(shè)置為一維或二維，以及發(fā)光元件/光接收元件和它們相應(yīng)的光功能元件隔著光學(xué)基板彼此面對，以沿垂直于光學(xué)基板的方向位于相同的軸上，并且發(fā)光元件/光接收元件被設(shè)置為以被分成與光功能元件陣列中的陣列數(shù)量相比更小數(shù)量的單元的狀態(tài)，與第二表面具有間隔。

在根據(jù)本公開的實施方式的光電模塊或光學(xué)器件中，在光功能元件陣列中，多個光功能元件一維或二維地設(shè)置。此外，多個發(fā)光元件/光接收元件被設(shè)置為以被分成與光功能元件陣列中的陣列數(shù)量相比更小數(shù)量的單元的狀態(tài)，與第二表面具有間隔。

根據(jù)根據(jù)本公開的實施方式的光電模塊或光學(xué)器件，優(yōu)化了光學(xué)器件的構(gòu)造，使得能夠處理光傳輸中通道的數(shù)量的增加。

應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的效果是非限制的。通過本技術(shù)實現(xiàn)的效果可以是本公開中描述的一個或多個效果。

附圖說明

[圖1]圖1是根據(jù)本公開第一實施方式的光學(xué)器件的配置實例的截面圖。

[圖2]圖2是光學(xué)器件的配置實例的另一截面圖。

[圖3]圖3是光學(xué)器件的另一配置實例的截面圖。

[圖4]圖4是光學(xué)器件的另一配置實例的另一截面圖。

[圖5]圖5是光學(xué)器件的第一表面?zhèn)壬系呐渲脤嵗钠矫鎴D。

[圖6]圖6是光學(xué)器件的第二表面?zhèn)壬系呐渲脤嵗钠矫鎴D。

[圖7]圖7是設(shè)置多個光學(xué)器件的實例的平面圖。

[圖8]圖8是FE電路和光學(xué)器件的布局實例的截面圖。

[圖9]圖9是FE電路和光學(xué)器件的布局實例的透視圖。

[圖10]圖10是FE電路和光學(xué)器件的優(yōu)化布局的實例的截面圖。

[圖11]圖11是FE電路和光學(xué)器件的優(yōu)化布局的實例的透視圖。

[圖12]圖12是根據(jù)第一實施方式的第一變形例的光學(xué)器件的第一表面?zhèn)壬系呐渲脤嵗钠矫鎴D。

[圖13]圖13是根據(jù)第一實施方式的第一變形例的光學(xué)器件的第二表面?zhèn)壬系呐渲脤嵗钠矫鎴D。

[圖14]圖14是根據(jù)第一實施方式的第二變形例的光學(xué)器件的第二表面?zhèn)壬系呐渲脤嵗钠矫鎴D。

[圖15]圖15是根據(jù)第二實施方式的光電模塊的配置實例的截面圖。

[圖16]圖16是制造光電模塊的工藝的第一步驟實例的截面圖。

[圖17]圖17是制造光電模塊的工藝的第二步驟實例的截面圖和平面圖。

[圖18]圖18是制造光電模塊的工藝的第三步驟實例的截面圖和平面圖。

[圖19]圖19是制造光電模塊的工藝的第四步驟實例的截面圖和平面圖。

[圖20]圖20是在母板上安裝光電模塊的過程的截面圖。

[圖21]圖21是光電模塊安裝在母板上的狀態(tài)的截面圖。

[圖22]圖22是冷卻模塊安裝在光電模塊上的狀態(tài)以及光學(xué)地耦合至光電模塊的光學(xué)連接器模塊的實例的截面圖。

[圖23]圖23是根據(jù)第三實施方式的光電模塊的配置實例的截面圖。

[圖24]圖24是根據(jù)第四實施方式的光電模塊的配置實例的截面圖。

[圖25]圖25是根據(jù)第四實施方式的光電模塊的另一配置實例的截面圖。

[圖26]圖26是將具有第一配置實例的光學(xué)連接器模塊光學(xué)地耦合至光電模塊的過程的截面圖。

[圖27]圖27是光學(xué)地耦合至光電模塊的光學(xué)連接器模塊的第一配置實例的截面圖。

[圖28]圖28是光學(xué)地耦合至光電模塊的光學(xué)連接器模塊的第二配置實例的截面圖。

[圖29]圖29是光學(xué)地耦合至光電模塊的光學(xué)連接器模塊的第三配置實例的截面圖。

[圖30]圖30是光學(xué)地耦合至光電模塊的光學(xué)連接器的第四配置實例的截面圖。

[圖31]圖31是優(yōu)化光學(xué)連接器模塊的第一實例的截面圖。

[圖32]圖32是優(yōu)化光學(xué)連接器模塊的第二實例的截面圖。

[圖33]圖33是垂直提取型光學(xué)連接器模塊的配置實例的截面圖。

[圖34]圖34是使用反射鏡的水平提取型光學(xué)連接器模塊的配置實例的截面圖。

[圖35]圖35是使用全反射鏡的水平提取型光學(xué)連接器模塊的配置實例的截面圖。

[圖36]圖36是使用全反射鏡的水平提取型光學(xué)連接器模塊的另一配置實例的截面圖。

[圖37]圖37是使用全反射鏡的優(yōu)化的水平提取型光學(xué)連接器模塊的配置實例的截面圖。

具體實施方式

接下來，參考附圖詳細(xì)描述本公開的一些實施方式。應(yīng)當(dāng)注意描述按以下順序給出。

<0.包括二維設(shè)置的光學(xué)器件的光電模塊>

[0.1問題]

<1.第一實施方式>(光學(xué)器件的配置實例)(圖1至圖14)

[1.1光學(xué)器件的配置實例]

[1.2作用和效果]

[1.3變形例]

<2.第二實施方式>(光電模塊的第一實例)(圖15至圖22)

[2.1配置實例]

[2.2制造工藝]

[2.3作用和效果]

<3.第三實施方式>(光電模塊的第二實例)(圖23)

[3.1配置實例]

[3.2作用和效果]

<4.第四實施方式>(光電模塊的第三實例)(圖24和圖25)

[4.1配置實例]

[4.2作用和效果]

<5.第五實施方式>(光學(xué)連接器的優(yōu)化)(圖26至圖37)

[5.1光學(xué)連接器模塊的配置實例]

[5.2光學(xué)連接器模塊的優(yōu)化]

(優(yōu)化的光學(xué)連接器模塊的配置實例)

(不使用全反射鏡的光學(xué)設(shè)計實例)

(使用全反射鏡的光學(xué)設(shè)計實例)

[5.3作用和效果]

<6.其他實施方式>

<0.包括二維設(shè)置的光學(xué)器件的光電模塊>

[0.1問題]

接下來，給出光電模塊中的問題的描述，在光電模塊中以二維設(shè)置針對相應(yīng)通道的具有光學(xué)功能的光學(xué)器件(諸如透鏡)。應(yīng)當(dāng)注意，作為以二維設(shè)置光學(xué)器件的光電模塊，己知如下配置，該配置中包括多個發(fā)光元件/光接收元件(光接收元件或發(fā)光元件)的發(fā)光元件/光接收元件陣列與包括二維設(shè)置的多個光功能元件(諸如透鏡)的光功能元件陣列集成，并且對應(yīng)于光功能元件的發(fā)光元件/光接收元件(光接收元件或發(fā)光元件)以二維設(shè)置。在這種情況下，己知光接收元件/發(fā)光元件陣列中的陣列數(shù)量等于光功能元件陣列中的陣列數(shù)量的配置。

(問題1)

·必須進(jìn)一步減小與傳輸速率的增加相關(guān)聯(lián)的光學(xué)耦合損耗。

針對增強光電模塊的速度的做法包括四等級傳輸(4PAM)和提高傳輸速率以及增加通道數(shù)量?；谶@些電路的要求，從使傳輸側(cè)電路與接收側(cè)電路彼此連接的光學(xué)連接器的必要的損耗的模擬中確認(rèn)，例如，在四等級傳輸中3.7dB的損耗量可以是必要的，并且例如，在25Gbps的傳輸速率下6.0dB以下的損耗量可以是必要的。

(問題2)

·為了增強與光學(xué)連接器的耦合效率，必須為每個通道提供具有最可能大的面積的光功能元件。

在光學(xué)器件與光學(xué)連接器之間出現(xiàn)未對齊的情況下，光學(xué)耦合損耗增加。為了最小化這種影響，必須提供具有最可能大的孔徑的光會聚功能元件。為了給出實例，例如，依照纖維標(biāo)準(zhǔn)，在光學(xué)器件的垂直間距和水平間距是250μm的情況下，可以要求Φ240μm的透鏡直徑以及最可能大的孔徑。

(問題3)

·為了抑制二維設(shè)置的光學(xué)器件與光學(xué)連接器之間的整體光學(xué)耦合效率的變化，必須減小總耦合面積。

此外，與上述問題2一樣，為了增強所有通道中的光學(xué)耦合效率，減小光學(xué)器件與光學(xué)連接器之間的光學(xué)耦合區(qū)域的面積是有效的。因此，例如，已提出使用具有12×14通道的集成型光學(xué)器件的構(gòu)造作為光學(xué)器件。當(dāng)光學(xué)器件分為元件時，必須提供特定空隙用于安裝相應(yīng)的元件。例如，空隙可以是200μm，接近用于元件的一個通道的寬度。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，為了減小整體耦合面積，存在難以增加發(fā)光元件和光接收元件的元件數(shù)量的問題。

(問題4)

·不太受到具有低產(chǎn)額的發(fā)光元件/光接收元件影響的配置是必要的。

處理高于10Gbps的傳輸速率的光學(xué)器件的產(chǎn)額，具體地VCSEL(表面發(fā)射激光)的產(chǎn)額低，約是90％以下。例如，在光學(xué)器件排列為100通道陣列的情況下，可以獲得極少具有集成配置的一致光學(xué)器件陣列(例如0.1％以下)。此外，例如，當(dāng)傳輸速率是25Gbps時，處理傳輸速率的VCSEL的產(chǎn)額可能非常低，例如60％以下。因此，使用集成陣列的光學(xué)器件的配置在未來變得不切實際。

(問題5)

·與更高速率和更高的集成相關(guān)聯(lián)，必須在保持元件間距的同時以混合方式設(shè)置傳輸側(cè)(發(fā)光側(cè))元件和接收側(cè)(光接收側(cè))元件。

在下一代高性能I/F(接口)中，發(fā)送側(cè)元件(Tx)和接收側(cè)元件(Rx)以高密度混合。例如，發(fā)送側(cè)元件和接收側(cè)元件可以按Tx、Rx、Tx以及Rx的順序交替設(shè)置，或四個發(fā)送側(cè)元件的單元和四個接收側(cè)元件的單元可以按TxTxTxTx和RxRxRxRx的順序交替設(shè)置。換言之，如上提及的發(fā)送側(cè)元件(Tx)和接收側(cè)元件(Rx)分開排列的現(xiàn)有技術(shù)配置是不切實際的。

(其他問題)

除了上述問題之外，現(xiàn)有技術(shù)中的光電模塊具有以下問題。

1.在超大容量光電傳輸板中，為了增強散熱性，必須將IC(集成電路)與LID基板粘結(jié)在一起。然而，LID同時也粘附至IP(中介層)基板，并且在IC與IP基板之間引起的偏置應(yīng)力促使應(yīng)力聚焦在IP基板的孔周圍的最弱區(qū)域上，從而破壞IP基板。

2.必須增強光學(xué)連接器的定位精度。

通過準(zhǔn)直的耦合光學(xué)系統(tǒng)，光學(xué)器件和光學(xué)連接器各自具有幾十μm的未對齊裕度。然而，在兆量級傳輸容量的情況下，通道的數(shù)量龐大到約100。因此，進(jìn)行準(zhǔn)直耦合的面積也增加。在本情形下在有機基板上定位，精度和穩(wěn)定性是不夠的。

3.在電信號在光學(xué)器件與母板之間傳輸?shù)呐渲弥?，必須以高速將電信號從IP基板的前表面?zhèn)鬟f至其后表面。在這種情況下，電信號必須穿過難以匹配阻抗的通孔；然而，在每個層中存在的短線使信號衰退。

4.必須提供大量的具有低產(chǎn)額的光學(xué)器件，這促使難以確保作為光電封裝的產(chǎn)額(例如，光學(xué)器件的產(chǎn)額低于任何其他硅IC的產(chǎn)額)。

接下來，給出用于解決上述問題的光學(xué)器件和光電模塊的實施方式的描述。

<1.第一實施方式>

[1.1光學(xué)器件的配置實例]

圖1示出根據(jù)本公開的第一實施方式的光學(xué)器件1的截面配置實例。圖2示出圖1中示出的光學(xué)器件1的另一截面的配置實例。此外，圖3和圖4各自示出光學(xué)器件1的另一配置實例。圖5和圖6各自示出光學(xué)器件1的平面配置實例。

應(yīng)當(dāng)注意在圖1中，垂直于光學(xué)器件1的透鏡基板11的方向表示Z軸方向，在平行于透鏡基板11的基板表面的平面內(nèi)彼此垂直的方向表示X軸方向和Y軸方向。這同樣適用于其他附圖。

光學(xué)器件1包括由第一基底材料制成的光功能元件陣列(透鏡陣列)10以及由與第一基底材料不同的第二基底材料制成的多個發(fā)光元件/光接收元件(發(fā)光元件或光接收元件)20。光功能元件陣列10包括具有第一表面和第二表面的光學(xué)基板(透鏡基板11)，以及與透鏡基板11集成并且在第一表面上一維或二維地設(shè)置的多個光功能元件(透鏡12)。本文中，例如，第一表面可以是在圖1的實例中的透鏡基板11的上表面，并且例如，第二表面可以是在圖1的實例中的透鏡基板11的下表面。配線層13(圖1和圖2)或配線層14(圖3和圖4)形成在透鏡基板11的第二表面?zhèn)壬稀?/p>

在光學(xué)器件1中，發(fā)光元件/光接收元件20和它們相應(yīng)的透鏡12隔著透鏡基板11彼此面對，以沿垂直于透鏡基板11的方向位于相同的軸上。此外，發(fā)光元件/光接收元件20被設(shè)置為以被分成與光功能元件陣列10中的陣列數(shù)量相比更小數(shù)量的單元的狀態(tài)，與第二表面具有間隔。

本文中，在圖2、圖4、圖5以及圖6示出的配置實例中的每一個內(nèi)，示出具有四通道配置的光學(xué)器件1。在配置實例中的每一個內(nèi)，用于四個通道的四個透鏡12設(shè)置在一行上，并且與透鏡基板11集成地形成。換言之，光功能元件陣列10中的透鏡12的陣列數(shù)量是四個。與之相比，四個發(fā)光元件/光接收元件20被設(shè)置為整體；然而，在配置中發(fā)光元件/光接收元件20彼此分離。換言之，發(fā)光元件/光接收元件20以一個為單元分開。

光學(xué)器件1還包括焊料凸塊31(第一焊料凸塊)和焊料凸塊32(第二焊料凸塊)。焊料凸塊31與透鏡基板11的第二表面接觸并且電連接至透鏡基板11。提供焊料凸塊32用于并且電連接至多個發(fā)光元件/光接收元件20中的每一個。

焊料凸塊31通過配線層13(圖1和圖2)或配線層14(圖3和圖4)電連接至透鏡基板11。透鏡基板11隔著焊料凸塊31安裝在基底基板30上。例如，基底基板30可以是諸如IP基板(中介層基板)的基板，或是包括驅(qū)動發(fā)光元件/光接收元件20的FE(前端)電路的FEIC。

本文中，圖1和圖2各自示出發(fā)光元件/光接收元件20通過焊料凸塊32附接至透鏡基板11的第二表面的配置實例。圖3和圖4各自示出發(fā)光元件/光接收元件20通過焊料凸塊32附接至基底基板30的配置實例。

[1.2作用和效果]

根據(jù)本實施方式，優(yōu)化了光學(xué)器件1的配置，使得能夠應(yīng)對光傳輸中通道數(shù)量的增加。

應(yīng)當(dāng)注意，本說明書中描述的效果是說明性的而非限制性的。通過本技術(shù)可以實現(xiàn)除上述效果以外的效果。這也適用于以下實施方式。

圖7示出多個光學(xué)器件1布置在基底基板30上的實例?？梢詾樵诙鄠€光學(xué)器件1中的相鄰兩個之間的每個通道設(shè)置旁路聚光器22。在本實施方式中，一個光學(xué)器件1中的陣列具有兩列以下；這使得能夠為每個通道設(shè)置旁路聚光器22。在這種情況下，旁路聚光器22不僅可以是示出的表面安裝型而且還可以是基板內(nèi)嵌型或任何其他模式。

(有關(guān)光學(xué)器件1的基底材料)

在本實施方式中，光功能元件陣列10和發(fā)光元件/光接收元件20由不同的基底材料制成。在現(xiàn)有技術(shù)中，例如，可以采用大約1000nm(例如，985nm)的光作為傳輸光波長。由于在該頻段中的光穿過化合物的基板(諸如GaAs基板)，所以采用該頻段中的光。換言之，當(dāng)光學(xué)器件具有背面發(fā)射和背面接收結(jié)構(gòu)，并且基板的后表面已通過例如干法蝕刻處理為透鏡形狀時，能夠會聚輸入到后表面并從后表面輸出的光，從而減小損耗。在現(xiàn)有技術(shù)中，針對這種優(yōu)點，發(fā)光元件/光接收元件和光功能元件(透鏡)由相同的基底材料制成。換言之，采用發(fā)光元件/光接收元件的基板也用作光功能元件的配置。然而，這種配置具有缺點。少量的985nm光源是量產(chǎn)的，使得985nm光源昂貴。因此，本實施方式采用大量生產(chǎn)并且便宜的850nm的光源。850nm頻段的光不能穿過諸如GaAs的化合物基板，但是能穿過例如玻璃、石英、藍(lán)寶石以及透明樹脂。因此，例如，可以優(yōu)選地采用玻璃、石英、藍(lán)寶石以及透明樹脂用于光功能元件陣列10。

(發(fā)光元件/光接收元件20與透鏡12之間的位置關(guān)系)

在本實施方式中，發(fā)光元件/光接收元件20和它們相應(yīng)的透鏡12隔著透鏡基板11彼此面對，以沿垂直于透鏡基板11的方向位于相同的軸上。

本文中，如圖1和圖2所示，作為發(fā)光元件/光接收元件20通過焊料凸塊32附接至透鏡基板11的構(gòu)造的優(yōu)點，光學(xué)器件1直接安裝在光功能元件陣列10上，使得能夠基于發(fā)光元件/光接收元件20和透鏡12的電極焊盤兩者以高精度對齊發(fā)光元件/光接收元件20與透鏡12的位置。換言之，例如，使用焊料凸塊32的自對齊效果可以使兩個位置的變化能夠減小至±10μm以下。通過利用熔化的焊料的表面張力在發(fā)光元件/光接收元件20的焊盤與光功能元件陣列10的焊盤之間執(zhí)行對齊，而實現(xiàn)焊料凸塊32的自對齊效果。作為這種情況下的焊料凸塊32的材料，可以優(yōu)選地采用通過典型的回流裝置熔化并且允許利用通過熔化焊料生成的焊料的高表面張力執(zhí)行自對齊的材料。材料的實例可以包括Sn、Sn-Ag基材料、Sn-Ag-Cu基材料以及Sn-Bi基材料。不包括允許通過超聲波振動粘結(jié)的凸塊，諸如Au-Au凸塊和其他類似凸塊。

相比之下，在圖1和圖2中示出的情況下，從發(fā)光元件/光接收元件20至基底基板30的配線長度增加。具有大直徑的焊料凸塊31存在于發(fā)光元件/光接收元件20與基底基板30之間的配線路徑中，這導(dǎo)致大的配線容量并且難以傳輸高速信號。例如，可能存在超過10Gbps的傳輸速率(頻段)下波形容易降低的缺點。與圖3和圖4中示出的配置實例一樣，可以采用發(fā)光元件/光接收元件20和透鏡基板11分開安裝在基底基板上的構(gòu)造來針對缺點采取措施。采用該配置使得能夠減小發(fā)光元件/光接收元件20與基底基板30之間的配線長度，并且從路徑中移除具有大直徑的焊料凸塊31，從而帶來提高高速傳輸特性的優(yōu)點。例如，當(dāng)傳輸速率超過16Gbps時，存在必須改變該構(gòu)造的可能性。作為該構(gòu)造的缺點，光功能元件陣列10和發(fā)光元件/光接收元件20分別通過焊料凸塊31和焊料凸塊32相對于基底基板30進(jìn)行自對齊。換言之，存在它們的位置的偏差增大至±20μm的可能性，即偏差是圖1和圖2中示出的配置實例中的偏差的兩倍大。

(有關(guān)光學(xué)器件1與前端電路之間的位置關(guān)系)

接下來，給出在作為光電模塊的根據(jù)本實施方式的光學(xué)器件1與驅(qū)動發(fā)光元件/光接收元件20的FE電路組合的情況下的位置關(guān)系的描述。

例如，如圖8和圖9或圖10和圖11所示，可以包括IP基板200和FE電路301作為光電模塊，并且能夠通過IP基板200使發(fā)光元件/光接收元件20與FE電路彼此連接。例如，在發(fā)光元件/光接收元件20是光接收元件(PD(光電二極管))的情況下FE電路301可以各自是TIA(跨阻放大器)，并且在發(fā)光元件/光接收元件20是發(fā)光元件(VCSEL)的情況下FE電路301可以各自是LDD(激光二極管驅(qū)動器)。

IP基板200與FE電路301通過凸塊211彼此電連接。在圖8和圖9的配置實例中，具有不同配線長度的多個布線201和202用作相應(yīng)的布線來將多個發(fā)光元件/光接收元件20連接至FE電路301。在圖10和圖11的配置實例中，具有基本上相等的配線長度的布線203用于將多個發(fā)光元件/光接收元件20連接至FE電路301。

從發(fā)光元件/光接收元件20至它們相應(yīng)的FE電路301的配線長度可以優(yōu)選地基本上等于圖10和圖11中的配置實例的配線長度。

必須利用長度基本上相等的配線將FE電路301連接至發(fā)光元件/光接收元件20，以防止電傳輸?shù)钠?傳輸時間差)。例如，當(dāng)傳輸速率高達(dá)10Gbps時，即使配線長度中的微小差異也會對光電封裝的特性產(chǎn)生不利影響。因此，例如與圖8和圖9中的配置實例一樣的連接不會是優(yōu)選的。

因此，例如，與圖10和圖11中的配置實例一樣，在中間具有IP基板200的FE電路301的通道和發(fā)光元件/光接收元件20的通道可以優(yōu)選地通過通孔以相等長度彼此連接。因此，F(xiàn)E電路301的通道和發(fā)光元件/光接收元件20的通道可以優(yōu)選地設(shè)置為具有相等的垂直間距和水平間距。換言之，多個發(fā)光元件/光接收元件20和FE電路301可以優(yōu)選地沿垂直于基板的方向具有相同的位置關(guān)系。應(yīng)當(dāng)注意，這同樣適用于沒有IP基板200的構(gòu)造或發(fā)光元件/光接收元件20與FE電路301彼此連接而沒有IP基板200的情況。

[1.4變形例]

在以上描述中，在光功能元件陣列10中，示出了透鏡12設(shè)置為一行的構(gòu)造；然而，例如，可以采用透鏡12和發(fā)光元件/光接收元件20設(shè)置為兩行或更多行(即作為整體二維設(shè)置)的構(gòu)造，如圖12和圖13所示。

此外，在以上描述中，示出了發(fā)光元件/光接收元件以一個為單元分開的構(gòu)造；然而，可以采用集成發(fā)光元件/光接收元件20中的兩個或更多個的陣列構(gòu)造，只要集成的發(fā)光元件/光接收元件20的數(shù)量小于光功能元件陣列10中的陣列數(shù)量。例如，如圖14所示可以采用集成兩個發(fā)光元件/光接收元件20的陣列配置。在具有圖14中的構(gòu)造的情況下，光功能元件陣列10中的陣列數(shù)量是四個，并且發(fā)光元件/光接收元件20的陣列數(shù)量是兩個。

<2.第二實施方式>(光電模塊的第一實例)

接下來，給出根據(jù)本公開的第二實施方式的光電模塊的描述。應(yīng)當(dāng)注意，與上述第一實施方式的部件基本上相同的部件通過相同的參考標(biāo)號表示，并且省略其中的任何冗余描述。

[2.1配置實例]

圖15示出根據(jù)本公開的第二實施方式的光電模塊40的配置實例。圖16示出制造光電模塊40的過程的第一步驟實例。圖17是制造光電模塊40的過程的第二步驟實例的截面圖和平面圖。圖18是制造光電模塊40的過程的第三步驟實例的截面圖和平面圖。圖19是制造光電模塊40的過程的第四步驟實例的截面圖和平面圖。圖20示出在母板4上安裝光電模塊40的過程。圖21示出光電模塊安裝在母板4上的狀態(tài)。圖22示出冷卻模塊56安裝在光電模塊40上的狀態(tài)以及光學(xué)地耦合至光電模塊40的光學(xué)連接器模塊100的實例。

根據(jù)本實施方式的光電模塊40包括FEIC 2和IP基板。FEIC 2的一個表面上安裝了光學(xué)器件1。FEIC 2和光學(xué)器件1安裝在IP基板上，并且IP基板將FEIC 2電連接至母板4。IP基板包括第一基板41、第二基板42以及第三基板43。光電模塊40進(jìn)一步包括用于安裝光學(xué)連接器模塊100的定位構(gòu)件(定位銷51)(圖22)。

光學(xué)器件1的配置可以類似于上述第一實施方式中的配置。多個光學(xué)器件1可以二維設(shè)置。FEIC 2可以包括驅(qū)動光學(xué)器件1的發(fā)光元件/光接收元件20的驅(qū)動電路。例如，在光學(xué)器件1的發(fā)光元件/光接收元件20是光接收元件(PD)的情況下可以包括TIA(跨阻放大器)，并且在光學(xué)器件1的發(fā)光元件/光接收元件20是發(fā)光元件(VCSEL)的情況下可以包括LDD。

第一基板41通過諸如銀漿的粘結(jié)材料粘結(jié)至FEIC 2的另一表面。第二基板42具有作為第一粘結(jié)基板的作用，并且通過粘結(jié)部44粘結(jié)至第一基板41。第二基板42具有開口(IC安裝開口)46用于在第一基板41上安裝FEIC 2。第三基板43具有作為第二粘結(jié)基板的作用，并且布置在FEIC 2與母板4之間而不接觸母板4。第三基板43具有開口(光輸入/輸出開口)52用于通過光學(xué)器件1進(jìn)行的光傳輸。

第一基板41具有作為加強基板和對基板散熱的作用并且具有高散熱性和高剛度。例如，第一基板41可以是LID基板。第一基板41的溫度可以通過外部冷卻介質(zhì)控制。例如，作為冷卻介質(zhì)的冷卻模塊56可以隔著粘結(jié)材料57布置在第一基板41的與FEIC 2安裝側(cè)相對的的基板表面上如圖22所示。定位銷51的端面、FEIC 2的另一表面以及第二基板42的一個基板表面可以優(yōu)選地粘結(jié)至第一基板41的一個基板表面作為整體而沒有間隔。

第二基板42具有通過第三基板43電連接至FEIC 2并且使第三基板43與母板4彼此電連接的連接結(jié)構(gòu)。第三基板43具有使FEIC 2與第二基板42彼此電連接的連接結(jié)構(gòu)。對于這種電連接，F(xiàn)EIC 2與第三基板43通過焊料凸塊33彼此連接。此外，第二基板42與第三基板43通過焊料凸塊33彼此連接。進(jìn)一步，用于電連接的配線層53設(shè)置在第二基板42中。配線層53設(shè)置在基板表面周圍而不穿透第二基板42。因此，通過第二基板42和第三基板43的表面部建立FEIC 2與母板4之間的電連接，而不穿透第二基板42和第三基板43。

[2.2制造工藝]

參考圖16至圖22給出制造光電模塊40的工藝的描述。

首先，光學(xué)器件1和無源元件(無源元件3)被安裝在晶片級中的FEIC 2上，如圖16所示。其后，晶片切成芯片。應(yīng)當(dāng)注意，與稍后描述的根據(jù)實施方式的圖24中的配置一樣，光學(xué)器件1可以通過支撐基板80安裝在FEIC 2上。

接下來，如圖17所示，將第二基板42與第一基板41對齊并且將第二基板42粘附至第一基板41，將FEIC 2與第一基板41對齊并且將FEIC 2通過設(shè)置在第二基板42中的開口54粘附至第一基板41。隨后，定位銷51嚙合到并粘附至第一基板41的定位孔55中，如圖18所示。應(yīng)當(dāng)注意，可以先粘附定位銷51?？商鎿Q地，可以粘附并且固定定位銷51而不設(shè)置定位孔55。進(jìn)一步，定位銷51可以粘附在第二基板42上。

接下來，如圖19所示安裝第三基板43和無源元件58。

隨后，將以以上述方式制造的光電模塊20安裝在母板4上，如圖20和圖21所示。母板4設(shè)置有安裝部61和開口62。第二基板42的端部安裝為與母板4的安裝部61接觸。第三基板43位于母板4的開口62處，并且配置為不直接接觸母板4。此外，第二基板42可以直接安裝在母板4上。

接下來，如圖22所示，冷卻模塊56隔著粘結(jié)材料57安裝在光電模塊40的第一基板41上。此外，光學(xué)連接器模塊100通過定位銷51連接至光電模塊40。

[2.3作用和效果]

根據(jù)本實施方式的光電模塊40，可實現(xiàn)以下作用和效果。

(與高速光傳輸?shù)年P(guān)系)

FEIC 2和第二基板42到第一基板41的表面粘附明顯增加FEIC 2和IP基板的剛度。因此，即使第二基板42安裝在母板4上，第二基板42也耐變形。即使發(fā)生變形，第二基板42能夠僅吸收通過扭曲引起的應(yīng)力。此外，F(xiàn)EIC 2和第二基板42粘附至第一基板41以集成。這使得能夠抑制FEIC 2與第二基板42之間的位置關(guān)系的改變。

FEIC 2和第二基板42通過獨立的第三基板43彼此連接。第三基板43僅連接與第一基板41彼此堅固地固定的FEIC 2和第二基板42，并且不接觸諸如母板4的其他構(gòu)件。因此，即使第三基板43具有用于光信號提取的開口52，偏置應(yīng)力很難施加至FEIC 2的焊料凸塊33。

(與用于光學(xué)耦合的定位的關(guān)系)

用于光學(xué)連接器模塊100的定位銷51設(shè)置在第一基板41上。例如，由金屬制作的第一基板41使得能夠以高位置精度布置銷。在具有高剛度的第一基板41上設(shè)置定位銷51增加了定位銷51的剛度和定位銷51的變形阻力。此外，即使偏置應(yīng)力施加至定位銷51，安裝光學(xué)連接器模塊100促使不易在形成了焊料凸塊33和對外力敏感的其他部件的第二基板42和第三基板43上發(fā)揮偏置應(yīng)力。

此外，在定位銷51直接布置在具有高散熱性的第一基板41上的情況下，定位銷51的溫度也受有效地控制。因此，F(xiàn)EIC 2的熱更不可能通過FEIC 2與光學(xué)連接器模塊100之間的構(gòu)件傳導(dǎo)至光學(xué)連接器模塊100。此外，存在FEIC 2的熱通過間隔傳導(dǎo)至光學(xué)連接器模塊100的可能性；然而，空氣具有極低導(dǎo)熱率，并且布置在其間的第三基板43具有阻擋輻射熱的效果。因此，本實施方式的配置大大地抑制由溫度引起的光學(xué)連接器模塊100的變形。

(與高速電子傳輸?shù)年P(guān)系)

在現(xiàn)有技術(shù)的配置中，必須將電信號從IP基板的前表面?zhèn)鬟f至其后表面。相比之下，IP基板必須供應(yīng)大電力至FEIC 2，并且因此，存在許多電源層。因此，必須在層中提供通孔以傳遞穿過其中的電子高速信號；然而，通孔難以匹配阻抗，并且許多短線存在于相應(yīng)的層中促使高速信號難以穿過通孔。

相比之下，在本實施方式的構(gòu)造中，沒有必要將電信號從IP基板的前表面?zhèn)鬟f至其后表面。僅第三基板43的表面部中的配線和第二基板42使能夠?qū)⑿盘枏腇EIC 2引導(dǎo)至母板4。這使得能夠保持高信號品質(zhì)。此外，減少了在高速電子傳輸路徑中的通孔的數(shù)量以促進(jìn)阻抗匹配，從而促進(jìn)配線設(shè)計。進(jìn)一步，能夠提供具有電容器功能的第三基板43用于電源的穩(wěn)定性。

<3.第三實施方式>(光電模塊的第二實例)

接下來，給出根據(jù)本公開的第三實施方式的光電模塊的描述。應(yīng)當(dāng)注意，與上述第一實施方式和第二實施方式的部件基本上相同的部件由相同的參考標(biāo)號表示，并且省略其中的任何冗余描述。

[3.1配置實例]

圖23示出根據(jù)本實施方式的光電模塊的配置實例。根據(jù)本實施方式的光電模塊包括使光學(xué)器件1與FEIC 2彼此電連接的具有多層構(gòu)造的IP基板72(多層基板)。IP基板72具有凹陷部76，通過將基板層的數(shù)量減小至比除凹陷部76以外的區(qū)域中的基板層的數(shù)量小而形成凹陷部76。光學(xué)器件1這樣安裝在IP基板72上以適配到凹陷部76中。

光學(xué)器件1可以具有與上述第一實施方式的配置類似的配置。多個光學(xué)器件1可以二維設(shè)置。FEIC 2可以包括驅(qū)動光學(xué)器件1的發(fā)光元件/光接收元件20的驅(qū)動電路。

FEIC 2布置在處理器71中。應(yīng)當(dāng)注意，F(xiàn)EIC 2可以如示出的安裝在處理器71中，或可以設(shè)置為與處理器分開的一個芯片。

IP基板72具有含多層構(gòu)造的配線層82。IP基板72通過焊料凸塊81電連接至FEIC 2和處理器71。用于在光學(xué)器件1與FEIC 2之間電連接的通孔83設(shè)置在IP基板72的凹陷部76中。IP基板72通過定位銷75連接至光學(xué)連接器73。光學(xué)耦合至光學(xué)器件1的透鏡12的透鏡部74設(shè)置在光學(xué)連接器73中。

[3.2作用和效果]

根據(jù)本實施方式的光電模塊，可實現(xiàn)以下作用和效果。

用于安裝光學(xué)器件1的通孔(開口)沒有設(shè)置在IP基板72中。這使得能夠防止應(yīng)力集中的問題。由于IP基板72不具有通孔，IP基板72的形狀精度不易降低。因此，提高光學(xué)連接器73的定位精度。此外，能夠縮短用于光學(xué)器件1的通孔83；因此，光學(xué)器件1的高速電信號不太可能降低。

<4.第四實施方式>(光電模塊的第三實例)

接下來，給出根據(jù)本公開的第四實施方式的光電模塊的描述。應(yīng)當(dāng)注意，與上述第一實施方式至第三實施方式的部件基本上相同的部件由相同的參考標(biāo)號表示，并且省略其中的任何冗余描述。

[4.1配置實例]

圖24示出根據(jù)本實施方式的光電模塊的配置實例。圖24中示出的光電模塊具有穿透IP基板72的開口77，代替根據(jù)第三實施方式的光電模塊中的IP基板72的凹陷部76(圖23)。此外，光電模塊包括支撐基板80，支撐基板80上安裝有光學(xué)器件1。光學(xué)器件1以安裝在支撐基板80上的狀態(tài)，隔著焊料凸塊81安裝在FEIC 2上以適配到開口77中。光學(xué)器件1與FEIC 2通過支撐基板80而不通過IP基板72彼此電連接。用于在光學(xué)器件1與FEIC 2之間電連接的通孔83設(shè)置在支撐基板80中。

圖25示出根據(jù)本實施方式的光電模塊的另一配置實例。在圖25的配置實例中，光學(xué)器件1與FEIC 2通過支撐基板80和IP基板72彼此電連接，而不設(shè)置穿透IP基板72的開口77。在圖25的配置實例中，與上述第三實施方式一樣，凹陷部76設(shè)置在IP基板72中，并且其上安裝了光學(xué)器件1的支撐基板80適配到凹陷部76中。然而，其上安裝了光學(xué)器件1的支撐基板80可以安裝在IP基板72基板表面上而不設(shè)置凹陷部76。

[4.2作用和效果]

根據(jù)本實施方式的光電模塊，可實現(xiàn)以下作用和效果。

能夠在安裝在IP基板72或FEIC 2上之前檢查安裝在支撐基板80上的光學(xué)器件1。這使得能夠在光電封裝上僅安裝光學(xué)器件1，即KGD(己知良好芯片)。因此，容易確保作為光電封裝的產(chǎn)額。

<5.第五實施方式>(光學(xué)連接器的優(yōu)化)

接下來，給出根據(jù)本公開的第五實施方式的光電模塊的描述。應(yīng)當(dāng)注意，與上述第一實施方式至第四實施方式的部件基本上相同的部件由相同的參考標(biāo)號表示，并且省略其中的任何冗余描述。

本實施方式涉及光學(xué)地耦合至光電模塊的光學(xué)連接器的配置。應(yīng)當(dāng)注意，參考使用根據(jù)上述第一實施方式和第二實施方式的光學(xué)器件1和光電模塊40的情況，描述光學(xué)連接器的配置；然而，這同樣適用于使用根據(jù)上述第三實施方式和第四實施方式的光電模塊的情況。

[5.1光學(xué)連接器模塊的配置實例]

圖26和圖27各自示出垂直提取型光學(xué)連接器模塊100的實例。光電模塊40通過定位銷51連接至光學(xué)連接器模塊100。光學(xué)連接器模塊100包括透鏡基板110和套管102。透鏡部111在對應(yīng)于安裝在光電模塊40上的光學(xué)器件1的位置處設(shè)置在透鏡基板110中。光纖101作為光傳輸介質(zhì)安裝到套管102中。光纖101沿垂直于透鏡基板110的基板表面的方向布置。光沿垂直方向進(jìn)入光纖101通過透鏡部111?？商鎿Q地，光纖101向著透鏡部111發(fā)射從外部傳輸?shù)墓狻?/p>

圖28示出使用反射鏡的水平提取型光學(xué)連接器模塊100A的實例。光電模塊40通過定位銷51連接至光學(xué)連接器模塊100A。光學(xué)連接器模塊100A包括透鏡基板110以及后表面設(shè)置有反射膜121的反射鏡120。反射鏡120布置在與安裝在光電模塊40上的光學(xué)器件1對應(yīng)的位置處。光纖101作為光傳輸介質(zhì)安裝在透鏡基板110上。光纖101沿橫向(平行)于透鏡基板110的基板表面的方向布置。布置光纖101使得其末端面向反射鏡120。

圖29示出使用全反射鏡的水平提取型光學(xué)連接器模塊100B的實例。光學(xué)連接器模塊100B包括全反射鏡122，代替圖28中示出的光學(xué)連接器模塊100A的反射鏡120。

圖30示出使用具有全反射鏡的波導(dǎo)的水平提取型光學(xué)連接器模塊100C的實例。光學(xué)連接器模塊100C包括全反射鏡131，代替圖28中示出的光學(xué)連接器模塊100A的反射鏡120。此外，光學(xué)連接器模塊100C包括代替光纖101的波導(dǎo)130。全反射鏡131通過在波導(dǎo)130的一部分中制作切口132而形成。

[5.2光學(xué)連接器模塊的優(yōu)化]

(優(yōu)化的光學(xué)連接器模塊的配置實例)

在上述光學(xué)連接器模塊的配置實例中各自使用全反射鏡的水平提取型光學(xué)連接器模塊(圖29和圖30)優(yōu)選地可以具有如圖31或圖32所示的配置。應(yīng)當(dāng)注意，采用光纖用作光傳輸介質(zhì)(圖29)的情況作為這里的實例；然而，類似配置使得能夠優(yōu)化波導(dǎo)型的光學(xué)連接器模塊(圖30)。

接下來，給出包括接收用光學(xué)器件1R和發(fā)送用光學(xué)器件1T作為光學(xué)器件1作為實例的情況的描述。接收用光學(xué)器件1R包括作為發(fā)光元件/光接收元件20的光接收元件。發(fā)送用光學(xué)器件1T包括作為發(fā)光元件/光接收元件20的發(fā)光元件20T。

圖31或圖32中示出的光學(xué)連接器模塊包括與發(fā)送用光學(xué)器件1T對應(yīng)的發(fā)送用光學(xué)系統(tǒng)5T以及與接收用光學(xué)器件1R對應(yīng)的接收用光學(xué)系統(tǒng)5R。

發(fā)送用光學(xué)系統(tǒng)5T包括：發(fā)送用透鏡111T，其中從發(fā)光元件20T發(fā)射的透射光以平行光通量的形式進(jìn)入發(fā)送用透鏡111T；以及發(fā)送用全反射鏡122T，反射進(jìn)入了發(fā)送用透鏡111T的透射光。發(fā)送用光學(xué)系統(tǒng)5T進(jìn)一步包括發(fā)送用光纖101T作為發(fā)送用光傳輸介質(zhì)，發(fā)送通過發(fā)送用全反射鏡122T反射的透射光。

接收用光學(xué)系統(tǒng)5R包括作為接收用光傳輸介質(zhì)的接收用光纖101R以及反射所接收的透射接收用光纖101R的光的接收用全反射鏡122R。接收用光學(xué)系統(tǒng)5R進(jìn)一步包括以平行光通量的形式向著光接收元件20R出射所接收的光的接收用透鏡111R，所接收的光已通過接收用全反射鏡122反射。

本文中，圖31中示出的光學(xué)連接器模塊具有發(fā)送用透鏡111T與發(fā)送用全反射鏡122T之間的距離D2t不同于接收用透鏡111R與接收用全反射鏡122R之間的距離D2r的構(gòu)造。光學(xué)連接器模塊也具有進(jìn)入發(fā)送用透鏡111T的入射平行光通量的光學(xué)路徑長度不同于從接收用透鏡111R出射的出射平行光通量的光學(xué)路徑長度的構(gòu)造。進(jìn)一步，光學(xué)連接器模塊具有光接收元件20R與接收用全反射鏡122R之間的距離基本上等于發(fā)光元件20T與發(fā)送用全反射鏡122T之間的距離的構(gòu)造。可替換地，光學(xué)連接器模塊具有光接收元件20R與接收用光纖101R之間的距離基本上等于發(fā)光元件20T與發(fā)送用光纖101T之間的距離的構(gòu)造。

此外，圖32中示出的光學(xué)連接器模塊具有發(fā)送用光纖101T和接收用光纖101R相對于基板表面傾斜的構(gòu)造，在該基板表面處由透鏡基板110形成發(fā)送用透鏡111T和接收用透鏡111R。

圖32中示出的光學(xué)連接器模塊還具有如下配置，其中發(fā)送用全反射鏡122T布置在與透射光相對于發(fā)送用透鏡111T的光軸C1反射的方向偏移的位置處。光學(xué)連接器模塊還具有如下配置，其中光功能元件陣列10中的光學(xué)基板11的第一表面基本上平行于透鏡基板110的形成發(fā)送用透鏡111T的基板表面。

圖32中示出的光學(xué)連接器模塊還具有如下配置，其中接收用全反射鏡122R布置在與接收的光相對于接收用透鏡111R的光軸C2透射的方向偏移的位置處。光學(xué)連接器模塊還具有如下配置，其中光功能元件陣列10中的光學(xué)基板11的第一表面基本上平行于透鏡基板110的形成接收用透鏡111R的基板表面。

(不使用全反射鏡的光學(xué)設(shè)計實例)

首先，參考圖33，在使用圖26和圖27中示出的對應(yīng)于垂直提取型光學(xué)連接器模塊100的光學(xué)連接器模塊的情況下，給出光學(xué)器件1(接收用光學(xué)器件1R和發(fā)送用光學(xué)器件1T)與光學(xué)連接器模塊之間的光學(xué)設(shè)計的步驟的描述。

首先，確定光學(xué)器件1與光學(xué)連接器模塊之間的平行光通量直徑D1。當(dāng)光通量直徑D1增加時，未對齊、傾斜以及雜質(zhì)的粘附的阻抗(resistance)增加。當(dāng)光通量直徑D1降低時，光串?dāng)_的阻抗增加。

接下來，確定光纖101(接收用光纖101R和發(fā)送用光纖101T)的端面與透鏡111(接收用透鏡111R和發(fā)送用透鏡111T)之間的間隔D2。在這種情況下，在垂直提取型光學(xué)連接器模塊100中，設(shè)計可以在出射側(cè)和入射側(cè)兩者上共用。

此外，在使用圖28中示出的反射鏡120的水平提取型光學(xué)連接器模塊100A中可以采用類似的設(shè)計技術(shù)。圖34示出在使用對應(yīng)于圖28中示出的水平提取型光學(xué)連接器模塊100A的光學(xué)連接器的情況下，光學(xué)器件1(接收用光學(xué)器件1R和發(fā)送用光學(xué)器件1T)與光學(xué)連接器模塊之間的光學(xué)設(shè)計的實例。

(使用全反射鏡的光學(xué)設(shè)計實例)

接下來，參考圖35至圖37，給出在使用利用全反射鏡的水平提取型光學(xué)連接器模塊的情況下，光學(xué)器件1(接收用光學(xué)器件1R和發(fā)送用光學(xué)器件1T)與光學(xué)連接器模塊之間的光學(xué)設(shè)計實例的描述。

如圖35所示，在應(yīng)用使用全反射鏡122(接收用全反射鏡122R和發(fā)送用全反射鏡122T)的水平提取構(gòu)造的情況下，在發(fā)送用全反射鏡122T中，例如，與發(fā)送用透鏡111T的光軸C1超過3.2°的反射方向上的光分量La沒有全反射，并且整個光分量La丟失。

因此，增加在入射側(cè)上的傳輸用透鏡111T與發(fā)送用全反射鏡122T之間的距離D2t以減小NA。例如，這使得能夠?qū)崿F(xiàn)減小與光軸C2超過3.2°的反射方向上的分量La的光學(xué)設(shè)計。在這種情況下，當(dāng)在發(fā)射側(cè)上的接收用透鏡111R與接收用全反射鏡122R之間的距離D2r增加時，平行光直徑增加，從而使光串?dāng)_的阻抗劣化。因此，優(yōu)選的可以是不改變對發(fā)射側(cè)的光學(xué)設(shè)計。

此外，為了防止成本增加，可以期望接收用光纖101R與發(fā)送用光纖101T在垂直方向上的位置是相同的。因此，如圖31所示，改變平行光通量的距離以促使光接收元件20R與接收用光纖101R之間的距離以及發(fā)光元件20T與發(fā)送用光纖101T之間的距離基本上彼此相等?？商鎿Q地，促使光接收元件20R與接收用全反射鏡122R之間的距離以及發(fā)光元件20T與傳輸用全反射鏡122T之間的距離基本上彼此相等。

可替換地，至少在入射側(cè)上的全反射鏡122的位置可以如圖37所示偏移。換言之，發(fā)送用全反射鏡122T的位置可以布置在透射光沿相對于傳輸用透鏡111T的光軸C2反射的方向偏移的位置處。從而可以減小光的損耗分量La。

此外，損耗區(qū)域呈現(xiàn)在光纖側(cè)上；因此，發(fā)送用透鏡111T和接收用透鏡111R可以如圖32所示偏移，并且發(fā)送用光纖101T和接收用光纖101R可以相對于透鏡基板110的基板表面傾斜。這使得能夠進(jìn)一步減小光損耗。

[5.3作用和效果]

根據(jù)本實施方式，使用全反射鏡的水平提取光學(xué)連接器模塊的優(yōu)化給構(gòu)造使得能夠在抑制通道之間的光串?dāng)_的同時減小全反射損耗。這致使整個系統(tǒng)中的傳輸損耗減少。

<6.其他實施方式>

通過本公開實現(xiàn)的技術(shù)不限于上述各個實施方式，并且可以以各種方式進(jìn)行修改。

例如，本技術(shù)可以具有以下配置。

(1)光電模塊，包括：

光學(xué)器件，包括由第一基底材料制成的光功能元件陣列，以及由與述第一基底材料不同的第二基底材料制成的多個發(fā)光元件/光接收元件，

其中，光功能元件陣列包括光學(xué)基板和多個光功能元件，光學(xué)基板具有第一表面和第二表面，并且光功能元件與光學(xué)基板集成并且在第一表面上設(shè)置成一維或二維，以及

發(fā)光元件/光接收元件和它們相應(yīng)的光功能元件隔著光學(xué)基板彼此面對，以沿垂直于光學(xué)基板的方向位于相同的軸上，并且發(fā)光元件/光接收元件被設(shè)置為以被分成與所述光功能元件陣列中的陣列數(shù)量相比更小數(shù)量的單元的狀態(tài)，與所述第二表面具有間隔。

(2)根據(jù)(1)的光電模塊，進(jìn)一步包括驅(qū)動相應(yīng)的發(fā)光元件/光接收元件的前端電路，其中，

發(fā)光元件/光接收元件與它們相應(yīng)的前端電路之間的配線長度基本上相等。

(3)根據(jù)(1)或(2)的光電模塊，進(jìn)一步包括：

第一焊料凸塊，與光學(xué)基板的第二表面接觸并且電連接至光學(xué)基板；以及

第二焊料凸塊，針對發(fā)光元件/光接收元件中的每一個設(shè)置并且電連接至發(fā)光元件/光接收元件中的每一個。

(4)根據(jù)(1)至(3)中任一項的光電模塊，進(jìn)一步包括：

前端IC，一個表面上安裝了光學(xué)器件；以及

中介層基板，在中介層基板上安裝前端IC和光學(xué)器件，并且中介層基板使前端IC電連接至母板，

其中，中介層基板包括

第一基板，粘結(jié)至前端IC的另一表面，

第二基板，粘結(jié)至第一基板并且具有IC安裝開口用于在第一基板上安裝前端IC，以及

第三基板，布置在前端IC與母板之間而不接觸母板，并且具有光輸入/輸出開口用于通過光學(xué)器件進(jìn)行的光傳輸。

(5)根據(jù)(4)的光電模塊，其中，

第一基板具有與第二基板相比更高的散熱性和更高的剛度，

第二基板具有通過第三基板電連接至前端IC并且使第三基板與母板彼此電連接的連接結(jié)構(gòu)，以及

第三基板具有第三基板使前端IC與第二基板彼此電連接的連接配置。

(6)根據(jù)(4)或(5)的光電模塊，進(jìn)一步包括用于安裝光學(xué)連接器的定位構(gòu)件，

其中，第一基板具有比第二基板更高的散熱性和更高的剛度，并且第一基板的溫度通過外部冷卻介質(zhì)控制，以及

定位構(gòu)件的端面、前端IC的另一表面以及第二基板的一個基板表面粘結(jié)至第一基板的一個基板表面作為整體而沒有間隔。

(7)根據(jù)(4)至(6)中任一項的光電模塊，其中，通過第二基板和第三基板的表面部建立前端IC與母板之間的電連接而不穿透第二基板和第三基板。

(8)根據(jù)(1)至(3)中任一項的光電模塊，進(jìn)一步包括使光學(xué)器件與前端IC彼此電連接的具有多層結(jié)構(gòu)的中介層基板，

其中，中介層基板具有凹陷部，凹陷部通過減小基板層的數(shù)量至小于除凹陷部以外的區(qū)域中的基板層的數(shù)量而形成，以及

光學(xué)器件安裝在中介層基板上以適配到凹陷部中。

(9)根據(jù)(1)至(3)中任一項的光電模塊，進(jìn)一步包括：

中介層基板；

電連接至光學(xué)器件的前端IC；以及

支撐基板，在支撐基板上安裝光學(xué)器件，

其中，光學(xué)器件以安裝在支撐基板上的狀態(tài)安裝在前端IC或中介層基板上。

(10)根據(jù)(9)的光電模塊，其中，

中介層基板具有穿透中介層基板的開口，

光學(xué)器件以安裝在支撐基板上的狀態(tài)安裝在前端IC上以適配到開口中，以及

光學(xué)器件與前端IC不通過中介層基板而通過支撐基板彼此電連接。

(11)根據(jù)(9)的光電模塊，其中，

光學(xué)器件以安裝在支撐基板上的狀態(tài)安裝在中介層基板上，以及

光學(xué)器件和前端IC通過支撐基板和中介層基板彼此電連接。

(12)根據(jù)(1)至(11)中任一項的光電模塊，進(jìn)一步包括含有傳輸用光學(xué)系統(tǒng)和接收用光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)連接器，并且光學(xué)連接器光學(xué)地耦合至光學(xué)器件，

其中，多個發(fā)光元件/光接收元件包括光接收元件和發(fā)光元件，

傳輸用光學(xué)系統(tǒng)包括傳輸用透鏡、傳輸用全反射鏡以及傳輸用光傳輸介質(zhì)，從發(fā)光元件發(fā)射的透射光以平行光通量形式進(jìn)入傳輸用透鏡，傳輸用全反射鏡反射已進(jìn)入傳輸用透鏡的透射光，并且傳輸用光傳輸介質(zhì)傳輸通過傳輸用全反射鏡反射的透射光，以及

接收用光學(xué)系統(tǒng)包括接收用光傳輸介質(zhì)、接收用全反射鏡以及接收用透鏡，接收用全反射鏡反射所接收的通過接收用光傳輸介質(zhì)傳輸?shù)墓?，并且接收用透鏡以平行光通量形式向著光接收元件發(fā)射所接收的已被接收用全反射鏡反射的光。

(13)根據(jù)(12)的光電模塊，其中，

傳輸用透鏡與傳輸用全反射鏡之間的距離不同于接收用透鏡與接收用全反射鏡之間的距離，并且進(jìn)入傳輸用透鏡的入射平行光通量的光學(xué)路徑長度不同于從接收用透鏡發(fā)射的發(fā)射平行光通量的光學(xué)路徑長度，以及

光接收元件與接收用全反射鏡之間的距離基本上等于發(fā)光元件與傳輸用全反射鏡之間的距離，或光接收元件與接收用光傳輸介質(zhì)之間的距離基本上等于發(fā)光元件與傳輸用光傳輸介質(zhì)之間的距離。

(14)根據(jù)(12)的光電模塊，其中，

傳輸用光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)一步包括透鏡基板，在透鏡基板上形成傳輸用透鏡，以及

傳輸用全反射鏡布置在相對于傳輸用透鏡的光軸向反射透射光的方向偏移的位置處，并且光功能元件陣列中的光學(xué)基板的第一表面基本上平行于透鏡基板的形成傳輸用透鏡的基板表面。

(15)根據(jù)(12)至(14)中任一項的光電模塊，其中，

光學(xué)連接器進(jìn)一步包括透鏡基板，在透鏡基板上形成傳輸用透鏡和接收用透鏡，以及

傳輸用光傳輸介質(zhì)和接收用光傳輸介質(zhì)相對于透鏡基板中形成有傳輸用透鏡和接收用透鏡的基板表面傾斜。

(16)光學(xué)器件，包括：

由第一基底材料制成的光功能元件陣列；以及

由與第一基底材料不同的第二基底材料制成的多個發(fā)光元件/光接收元件，

其中，光功能元件陣列包括光學(xué)基板和多個光功能元件，光學(xué)基板具有第一表面和第二表面，并且光功能元件與光學(xué)基板集成并且在所述第一表面上設(shè)置成一維或二維，以及

發(fā)光元件/光接收元件和它們相應(yīng)的光功能元件隔著光學(xué)基板彼此面對，以沿垂直于光學(xué)基板的方向位于相同的軸上，并且發(fā)光元件/光接收元件被設(shè)置為以被分成與所述光功能元件陣列中的陣列數(shù)量相比更小數(shù)量的單元的狀態(tài)，與所述第二表面具有間隔。

(17)根據(jù)(16)的光學(xué)器件，其中，多個發(fā)光元件/光接收元件通過焊料凸塊安裝在光學(xué)基板的第二表面上。

本申請要求基于2014年5月13日向日本專利局提交的日本專利申請第2014-099695號的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于本申請中。

應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)設(shè)計要求和其他因素通過本領(lǐng)域中的技術(shù)人員可以產(chǎn)生各種修改、組合、子組合以及變換，只要它們落在所附權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)。