JP3967318B2 - 光伝送路保持部材 - Google Patents

Description

本発明は、光通信技術や光伝送技術などに用いられる光半導体モジュールに係わり、特にアレイ状に配列された複数の光半導体素子と、光伝送路を構成する複数のコアとを、互いに精密に位置合わせし、実装する際に必要となる光伝送路保持部材に関する。

近年、光通信技術及び光伝送技術においては、光を搬送波として強度変調や位相変調などによって信号を伝送することが広く行われるようになっている。このような光伝送のためには、発光素子や受光素子などの光半導体素子を複数個集積化した光素子チップと、光ファイバなどの光伝送路とを精密に位置合わせし、互いに光学的に結合させる光半導体モジュールが必要となる。

この種の光半導体モジュールにおいて、扱う光信号が高速化するにつれ、発光素子や受光素子の電気的な寄生容量が無視できなくなり、素子の発光領域或いは受光領域の寸法が小さくなっている。例えば、ＧａＡｓ系のｐｉｎ型フォトダイオードの受光面の直径は、１０Ｇｂｐｓ以上の応答を得るために５０〜６０μｍ程度まで微小化してきている。そのため、マルチモード光ファイバからの出力光を受光素子に入力する際には、ビームの広がりなどから光結合効率の低下が起こり、耐雑音特性が劣化し伝送距離を稼げないといった問題が出てくる。

又、光素子チップにアレイ状に集積化された複数の光半導体素子のそれぞれと光ファイバのコアとの相対位置のトレランスを大きく取るためにも光路中にレンズを挿入することが必要になってくる。しかし、レンズを挿入することで部品点数が増えて益々位置合わせが困難となり、実装コストが上昇する傾向にあるという問題がある。

そこで、光ファイバと光素子チップを直近の位置に対向させてレンズを用いないで光結合を得る、いわゆる直接光結合（バットジョイント）と呼ばれる結合方式によって実装コストの低減をはかる技術が研究開発されている。直接光結合を用いる場合、光半導体素子からの出射光、或いは光ファイバからの出射光は、特別にレンズ効果を持たせない限り導波機構を持たないほぼ等屈折率の媒質中（例えば空気中や屈折率整合材中）を透過するため、ビームが拡がっていく。そのため、光ファイバの導波部（コア）や受光素子の活性領域以外の部分に到達する光が増加し、光結合効率が低下して耐雑音性が低下する。更に、迷光が増えることで別の雑音（例えばクロストークノイズ）を増加させ、信号伝送に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、なるべく光素子チップと光ファイバとを直近に配置して余分な部分に光が到達しないようにすることが重要になってくる。

例えば、開口部率（ＮＡ）＝０．２１、コアの直径５０μｍのマルチモード光ファイバからの出射光は、空気中で広がり角約１２度を持つ。したがって、光ファイバとの距離は数十μｍ程度にまで近づける必要がある。

そのため、光ファイバなどの支持部材（いわゆる「光ファイバフェルール」）の主面上に電気配線を直接作製しておき、主面上に光素子チップの活性領域（受発光領域）が光ファイバと対向するように搭載する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、受発光素子と光ファイバを非常に近接して搭載することができる。又、直接光ファイバを基準として光半導体素子をアセンブルすることができるので、通常のフリップチップ実装を用いることで横方向も高い精度で搭載が可能でありながら、部品点数が少なくて済み、低コスト化に向いた構造とすることができる。更に、支持部材の基材を樹脂とすることで、部品作製コストを大幅に低減することができる。又、電気配線を光ファイバ用穴の開口部のある面から側面にかけて形成していることにより、直交変換を実現しており、光ファイバの伸びる方向と実装面とを平行に保ち、実装面に対して光ファイバが垂直に立ち上がることを防止している。しかしながら、この構造によれば、受発光素子の熱伝導の経路は、信号引き出し用の電気配線と空気中への放熱のみであり、特に、支持部材が樹脂からなる場合、支持部材の基体への放熱は極端に悪いため、ほとんど熱伝導の経路が確保できない状態に陥るという問題がある。そのため、外部から熱伝導の経路を光半導体素子の裏面に設置するなどという方策が必要になり、コストの上昇を招くといった問題がある。又、複数の光半導体素子を光素子チップ上に集積化した「光半導体素子アレイ」の場合には、問題が深刻となる。光半導体素子の基体である半導体基板（半導体チップ）は、比較的熱抵抗が低い材料を使用しているため、一つの光素子チップに集積化される各光半導体素子同士が熱的に干渉を起こし、隣接する光半導体素子のマーク率や動作電流値変化の影響を受けやすい構造となるという問題がある。この熱的干渉を防止するために、外部から各光半導体素子ごとに熱伝導の経路を付加することは非常に困難である。
特開２０００−３５７８０４号公報

このように、支持部材の主面上に電気配線を設けておき、受発光素子を搭載して光ファイバと直接結合させる構造では、光半導体素子の熱伝導の経路は、信号引き出し用の電気配線と空気中への放熱のみである。しかし、電気配線の長さを長くすることは配線容量やインダクタンス、配線抵抗を上昇させることにつながり、特性の劣化を招くため、必要以上に長くすることはできない。そのため、十分な放熱効果を期待することはできない。

特に、支持部材（以下において「光伝送路保持部材」という。）が樹脂からなる場合、光伝送路保持部材からの放熱は極端に悪いため、ほとんど熱伝導の経路が確保できない状態に陥るという問題がある。そのため、外部から熱伝導の経路を光半導体素子の裏面に設置するなどという方策が必要になり、コストの上昇を招くといった問題があった。

又、複数の光半導体素子を同一の半導体チップに集積化した光素子チップの場合には、問題が深刻となる。光素子チップの基体である半導体基板は比較的熱抵抗が低い材料を使用しているため、一つの光素子チップに含まれる各光半導体素子同士が熱的に干渉を起こし、隣接する光半導体素子のマーク率や動作電流値変化の影響を受けやすい構造となるという問題があった。

上記事情を鑑み、本発明は、複数の光半導体素子を同一の半導体チップに集積化した光素子チップと光伝送路とを安価に直接結合させることが可能で、各光半導体素子間の熱的相互干渉を抑制可能な光伝送路保持部材を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、（イ）光素子チップ実装用の接続端面、接続端面に相対する対向端面、接続端面と対向端面を接続する複数の側面とで外形を定義される絶縁性の基体と、（ロ）接続端面と対向端面間を貫通し、光伝送路を機械的に保持する保持穴が接続端面を切って接続端面に形成される開口部の近傍から、複数の側面の内の１側面上まで延長形成される複数の電気配線と、（ハ）接続端面において、複数の電気配線と互いに交互に配置され、且つ１側面上まで延長形成され、前記接続端面及び１側面上での長さが、前記複数の電気配線の前記接続端面及び前記１側面上での長さより長い複数の熱伝導ストリップとを備える光伝送路保持部材であることを要旨とする。

本発明によれば、複数の光半導体素子を同一の半導体チップに集積化した光素子チップと光伝送路とを安価に直接結合させることが可能で、各光半導体素子間の熱的相互干渉を抑制可能な光伝送路保持部材を提供することができる。

次に、図面を参照して、本発明の第１〜第４の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

又、以下に示す第１〜第５の実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る光伝送路保持部材は、図１に示ように、光素子チップ実装用の接続端面１Ａ、接続端面１Ａに相対する対向端面１Ｂ、接続端面１Ａと対向端面１Ｂを接続する複数の側面１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆとで外形を定義される絶縁性の基体１と、接続端面１Ａと対向端面１Ｂ間を貫通し、光伝送路を機械的に保持する複数の円柱形状の保持穴２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの接続端面１Ａにおける開口部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの近傍から、複数の側面１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆの内の１側面（第１側面）１Ｃ上まで互いに平行に延長形成される複数の電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、接続端面１Ａにおいて、複数の電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと互いに交互に配置され、且つ第１側面１Ｃ上まで延長形成され、１側面１Ｃ上での長さが、複数の電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄより長い複数の熱伝導ストリップ（保持部材側熱伝導ストリップ）５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅとを備える。図１では、第１側面１Ｃと第３側面１Ｅとが互いに平行であり、この第１側面１Ｃと第３側面１Ｅにそれぞれ直交する第２側面１Ｄと第４側面１Ｆとで４角筒が構成されている。そして、４角筒を構成する第１側面１Ｃ、第２側面１Ｄ、第３側面１Ｅ及び第４側面１Ｆが、接続端面１Ａと対向端面１Ｂとの間を接続して直方体の形状を実現しているが、基体１の形状は直方体に限定されるものではない。又、図１では、複数の熱伝導ストリップ（保持部材側熱伝導ストリップ）５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅが、複数の開口部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，・・・・・の間に、それぞれ平行に配置されており、複数の開口部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，・・・・・をそれぞれ仕切る位置、即ち搭載される光素子の活性領域を仕切る位置に熱伝導ストリップを設置する必要がある。そのため、接続端面１Ａにおいて、電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄよりも長い方がよい。更に、図１に示すように、接続端面１Ａにおいて、複数の開口部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，・・・・・の間を第１側面１Ｃから第３側面１Ｅに至るまで長く配置した方が熱的分離の観点からは有利である。

基体１の材料としては、有機系の種々な合成樹脂、セラミック、ガラス等の無機系の材料が使用可能である。有機系の樹脂材料としては、エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂等が、使用可能である。又、透明な基体が必要な場合には、ガラスや石英が用いられる。セラミックとしてはアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、ムライト（３Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、ベリリア（ＢｅＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（ＳｉＣ）等が使用可能である。特に、基体１を、３０μｍ程度のガラスフィラーを８０％程度混入したエポキシ樹脂により構成すれば、金型による樹脂成型で保持穴２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，・・・・・が簡単に高精度に形成できるので好適である。

保持穴２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，・・・・・は、第１側面１Ｃ、第２側面１Ｄ、第３側面１Ｅ及び第４側面１Ｆのそれぞれに平行となる方向に伸延し、且つ、接続端面１Ａ及び対向端面１Ｂに直交するように設けられている。図１では、４本の保持穴２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが、互いに対向する第１側面１Ｃと第３側面１Ｅとの間を、第１側面１Ｃと第３側面１Ｅに平行方向となる面に沿って配列されているが、４本に限定されるものではなく、３本以下若しくは５本以上でもよい。一般に光ファイバのクラッド層の外径は１２５μｍであるので、１２５μｍの外径に対しては、保持穴２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，・・・・・の内径は１２５．５〜１２８μｍ程度に設定すればよい。光ファイバの被覆層の外径を考慮すれば、保持穴２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，・・・・・の配列のピッチは、クラッド層の外径の２倍程度に選定すればよい。

図１においては、３本の熱伝導ストリップ（保持部材側熱伝導ストリップ）５ｂ，５ｃ，５ｄが４本の電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄのそれぞれの間に交互に挿入され、更に、熱伝導ストリップ５ｂ，５ｃ，５ｄよりも幅の広い熱伝導ストリップ５ａ及び５ｅが電気配線４ａ及び４ｄの外側に配置されている。外側の幅の広い熱伝導ストリップ５ａ及び５ｅも、内側の幅の狭い熱伝導ストリップ５ｂ，５ｃ，５ｄと同様の熱伝導ストリップであるが、第１の実施の形態に係る光伝送路保持部材における熱の流れの経路の対称性を保つために補助的に形成されている。

図２は、図１の保持穴２ｂを切る面Ｓに沿った本発明の第１の実施の形態に係る光伝送路保持部材の断面構造を示す。図２の断面図に示すように、接続端面１Ａから第１側面１Ｃに跨るように、電気配線４ｂが基体１の表面に延長形成され、その奥に同様に、熱伝導ストリップ５ｂが、第１側面１Ｃに跨って延長形成されていることが分かる。図示を省略しているが、他の電気配線４ａ，４ｃ，４ｄ及び熱伝導ストリップ５ａ，５ｃ，５ｄ，５ｅも同様に、接続端面１Ａから第１側面１Ｃに跨るように、基体１の表面に延長形成されている。

図３は、本発明の第１の実施の形態に係る光伝送路保持部材に、光伝送路としての光ファイバ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，・・・・・が実装されている様子を示す模式的鳥瞰図である。複数の光ファイバ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，・・・・・は、光ファイバアレイ（光ファイバ束）を構成している。

電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・が、接続端面１Ａから第１側面１Ｃに跨って形成されることにより、光伝送路（光ファイバ）３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，・・・・・の軸方向と第１側面１Ｃにおける電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・との平行性が保たれている。これにより、光伝送路の軸方向と実装面方向を直角とすることが可能であるため、モジュール全体として薄型化の可能な構造である。電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・は、銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属薄膜のパターンであり、メタルマスクとスパッタリング法や鍍金法等によるパターンメタライズで、容易に形成できる。或いは、Ｃｕ−Ｆｅ，Ｃｕ−Ｃｒ，Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ，Ｃｕ−Ｓｎ等の銅合金、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ等のニッケル・鉄合金、或いは銅とステンレスの複合材料等を用いることが可能である。更に、これらの金属にニッケル（Ｎｉ）鍍金や金（Ａｕ）鍍金等を施した多層構造からなるものとしてもよく、その他下地金属としてチタン（Ｔｉ）や白金（Ｐｔ）等も利用可能である。

熱伝導ストリップ５ｂ，５ｃ，５ｄ，・・・・・は、スパッタリング法やＣＶＤ法により形成されたアモルファスＳｉ、多結晶Ｓｉ等の半導体薄膜、或いは窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などのセラミック薄膜からなる高熱伝導材料、或いは熱伝導性のエポキシ樹脂などの絶縁物材料などの高熱伝導性材料を選定し、これを帯状の薄膜ストリップにパターニングして構成すればよい。或いは、ＣＶＤにより作製された多結晶ダイヤモンド、フラーレン、カーボンナノチューブ等の高熱伝導材料で熱伝導ストリップ５ｂ，５ｃ，５ｄ，・・・・・を構成してもよい。

更に、熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・は、電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・と同様にメタルマスクとスパッタリング法等によりＣｕ、Ａｌ等の金属薄膜で形成してもよい。Ｃｕ上にＡｕ鍍金した構造でもよい。これら金属材料で熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・を構成した場合は、同時に電気伝導性を有するため、各電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・を電気的に分離するための接地ラインとして併用することも可能である。

いずれにせよ、第１の実施の形態に係る光伝送路保持部材は、１μｍ以下の非常に高い精度を持ちながら、非常に低コストで量産することが可能である。

図４（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光伝送路保持部材に搭載される光素子チップ２１の概略を説明する模式的鳥瞰図であり、図４（ｂ）は、既に図１を用いて説明した光伝送路保持部材に、実装に必要な熱的接続部材（熱伝導バンプ）や電気的接続部材（電気伝導バンプ）を配置した状態を説明する模式的な鳥瞰図である。図４（ａ）に示すように、光素子チップ２１の表面には、活性領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，・・・・・が集積化されている。更に、信号入出力用の電気配線２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，・・・・・及びチップ側熱伝導ストリップ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ，・・・・・が、光素子チップ２１の表面に形成されている。

光素子チップ２１が受光素子アレイであれば、活性領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，・・・・・の最表面層、即ちコンタクト層は、１×１０^１８ｃｍ^−３〜１×１０^２１ｃｍ^−３程度のドナー若しくはアクセプタがドープされた複数の高不純物密度領域であり、ｐｉｎダイオードのアノード領域若しくはカソード領域である。そして、この複数の活性領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，・・・・・のコンタクト層表面にコアの外径より大きめの入射窓を囲んで額縁状に、活性領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，・・・・にオーミック接触する金属電極が複数の電気配線２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，・・・・・が接続されている。一般に多モード光ファイバのコアの外径は５０μｍ、単一モード光ファイバのコアの外径は９μｍであるので、活性領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，・・・・・・の外径は、光の利用効率の観点からは、光ファイバのコアから出射される光ビームをすべて受光できることが望ましいため、これらのコアの外径より大きめの値に設定すればよいが、使用される光信号の帯域によっては素子のＣＲ時定数により活性領域の面積が制限される。例えば、１０Ｇｂｐｓの光信号を受講するためにはＧａＡｓ系の受光素子で直径約６０μｍの円形が限界となるため、ビーム広がりを考慮するとファイバと非常に近接して置かれる必要がある。金属電極の代わりに、錫（Ｓｎ）をドープした酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃）膜（ＩＴＯ）、インジウム（Ｉｎ）をドープした酸化亜鉛（ＺｎＯ）膜（ＩＺＯ）、ガリウム（Ｇａ）をドープした酸化亜鉛膜（ＧＺＯ）、酸化錫（ＳｎＯ₂）等の透明電極とし、この透明電極にオーミック接触するように、Ａｌ、若しくはアルミニウム合金（Ａｌ−Ｓｉ，Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ）等の金属から電気配線２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，・・・・・とを、接続する構造でも構わない。

光素子チップ２１が発光素子アレイであれば、活性領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，・・・・・は、化合物半導体等を基板とする光素子チップ２１の素子形成面に複数個集積化された面発光レーザの発光面に相当し、コアの外径より小さい発光面を囲んで、額縁状にアノード領域若しくはカソード領域となる電極領域にオーミック接触する金属電極を設けておけばよく、この金属電極と電気配線２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，・・・・・とを、一体で構成してもよい。面発光レーザの発光面の大きさは、例えばＧａＡｓ系の波長８５０ｎｍ程度の素子で、１０Ｇｂｐｓで動作する素子であれば約１０μｍ程度の大きさであるため、マルチモードファイバを用いた場合は、十分コア径より小さくでき、光の利用効率を高くすることができる。シングルモードファイバの場合は、モード半径よりも小さくするとそして以降の上昇により高速動作ができなくなるなどの問題が生じるため、必ずしもコア径より小さくすることはできないため光の利用効率が低下することに注意が必要となるが、いずれにしても活性領域の大きさは数十μｍ程度である。

図４（ａ）では、電気配線２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，・・・・・は、活性領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，・・・・・・の外径サイズより徐々に広くなるテーパ部を経て、一定線幅のストリップパターンに接続されるトポロジーであるが、電気配線２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，・・・・・の形状やトポロジーは、図４（ａ）に示されるものに限定されるものではない。

なお、この複数の電気配線２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，・・・・・の上部に、酸化膜（ＳｉＯ_２)、ＰＳＧ膜、ＢＰＳＧ膜、窒化膜（Ｓｉ_３Ｎ_４)、或いはポリイミド膜等からなるパッシベーション膜を堆積し、パッシベーション膜の一部に開口部を設け、複数の電気配線２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，・・・・・を露出するように構成してもよい。電気配線２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，・・・・・は、ポリシリコンやタングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属等から構成してもかまわないが、接続信頼性の点からは、これらの導電薄膜の最上層にＡｕの薄膜等を設けて、電気配線２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，・・・・・とするのが好ましい。

又、図示していないが光素子チップのアノード電極又はカソード電極のもう一方はチップ裏面又は、アイソレートされた表面側に形成されており、ワイヤボンディングや、フリップチップといった手法で外部に引き出されている。

図４（ａ）においては、３本のチップ側熱伝導ストリップ２７ｂ，２７ｃ，２７ｄが４本の電気配線２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄのそれぞれの間に交互に挿入され、更に、チップ側熱伝導ストリップ２７ｂ，２７ｃ，２７ｄよりも幅の広いチップ側熱伝導ストリップ２７ａ及び２７ｅが、電気配線２６ａ及び２６ｄの外側に配置されている。チップ側熱伝導ストリップ２７ａ及び２７ｅも、チップ側熱伝導ストリップ２７ｂ，２７ｃ，２７ｄと同様の熱伝導ストリップであるが、第１の実施の形態に係る光素子チップ２１における熱の流れの経路の対称性を保つために補助的に形成されている。

チップ側熱伝導ストリップ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ，・・・・・は、スパッタリング法やＣＶＤ法により形成されたアモルファスＳｉ、多結晶Ｓｉ等の半導体薄膜、或いはＡｌＮなどのセラミック薄膜等の高熱伝導材料、更には、熱伝導性のエポキシ樹脂などの絶縁物材料などの高熱伝導性材料から適宜選定し、これを図４（ａ）に示す帯状のストリップパターンに構成すればよい。更に、チップ側熱伝導ストリップ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ，・・・・・は、電気配線２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，・・・・・と同様にメタルマスクとスパッタリング法等によりＣｕ、Ａｌ等の金属薄膜で形成してもよい。特に熱伝導率を考慮すれば、Ｃｕ，ＡｕやＡｇ等の金属が好ましく、Ｃｕ上にＡｕ鍍金した構造でもよい。これら金属材料でチップ側熱伝導ストリップ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ，・・・・・を構成した場合は、同時に電気伝導性を有するため、各電気配線２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，・・・・・を電気的に分離するための接地ラインとして併用することも可能で、且つ、光素子チップのアノード電極又はカソード電極のもう一方としてチップ側熱伝導ストリップを使用することができる。

図４（ｂ）に示すように、光素子チップ２１の電気配線２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，・・・・・のそれぞれと、光伝送路保持部材の電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・のそれぞれを互いに電気的に接続するために、電気的接続部材（電気伝導バンプ）２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，・・・・・が、光伝送路保持部材の電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・上にそれぞれ配置されている。電気的接続部材（電気伝導バンプ）２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，・・・・・としては、半田ボール、金（Ａｕ）バンプ、銀（Ａｇ）バンプ、銅（Ｃｕ）バンプ、ニッケル／金（Ｎｉ−Ａｕ）バンプ、或いはニッケル／金／インジウム（Ｎｉ−Ａｕ−Ｉｎ）バンプ等が使用可能である。半田ボールとしては、直径１０μｍ乃至２５μｍ、高さ５μｍ乃至２０μｍの錫（Ｓｎ）：鉛（Ｐｂ）＝６：４の共晶半田等が使用可能である。或いは、Ｓｎ：Ｐｂ＝５：９５の半田やＳｎ：Ａｕ＝２：８の共晶半田でもよい。

図４（ｂ）には、光素子チップ２１のチップ側熱伝導ストリップ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ，・・・・・のそれぞれと、光伝送路保持部材の保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・のそれぞれを互いに熱に接続するために、熱的接続部材（熱伝導バンプ）２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，・・・・・が、保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・上にそれぞれ配置されている。熱的接続部材（熱伝導バンプ）２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，・・・・・・としては、Ａｕバンプ、Ａｇバンプ、Ｃｕバンプ等の熱伝導率の良好な金属バンプや高熱伝導性のエポキシ樹脂ペースト等が使用可能であるが、半田バンプでも構わない。

そして、図５に示すように、光素子チップ２１は、活性領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，・・・・・が配設された表面部を下側に向けたフェイスダウン（フリップチップ）方式で光伝送路保持部材の接続端面１Ａの表面上に実装される。図５（ａ）が接続端面１Ａ側から見た透視正面図、図５（ｂ）が第１側面１Ｃ側から見た平面図である。図５（ａ）の透視正面図において、活性領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，・・・・は図示されているものの、簡単化のため、光素子チップ２１の電気配線２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，・・・・・及びチップ側熱伝導ストリップ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ，・・・・・の図示は、省略されている。

フェイスダウン（フリップチップ）方式のマウントの結果、光素子チップ２１の電気配線２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，・・・・・は、光伝送路保持部材の電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・に、それぞれ電気的接続部材（電気伝導バンプ）２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，・・・・・で電気的に接続される。又、光素子チップ２１のチップ側熱伝導ストリップ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ，・・・・・のそれぞれは、光伝送路保持部材の保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・のそれぞれと、熱的接続部材（熱伝導バンプ）２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，・・・・・により、互いに熱に接続される。この結果、接続端面１Ａ上に搭載された光素子チップ２１の入出力電気信号は、第１側面１Ｃにまで延長形成された電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・により、第１側面１Ｃにおいて、外部に引き出すことができる。

図５に示したように、保持部材側熱伝導ストリップ５ｂ，５ｃ，５ｄ，・・・・・は、電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・のそれぞれの間に交互に挿入され、開口部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，・・・・・の位置、即ち、搭載された光素子チップ２１の活性領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，・・・・・の位置のそれぞれの間に位置する。そして、図５（ａ）及び（ｂ）に示したように、活性領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，・・・・・で発生した熱は矢印で示した経路で拡散するが、隣の活性領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，・・・・・に到達する前に、一部が熱的接続部材（熱伝導バンプ）２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，・・・・・を通して保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・へ引き出される。その後、電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・よりも、更に長く引き出された保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・から、黒矢印で示すように、空気中に放熱される。図５（ｂ）に示すように、外側の幅の広い保持部材側熱伝導ストリップ５ａ及び５ｅは、光素子チップ２１に配列された内側の活性領域２２ｂ及び２２ｃと、最も外側の活性領域２２ａ及び２２ｄとで熱的な対称性を保つ機能を果たしている。

熱伝導ストリップや熱的接続部材としては、光素子チップの熱伝導率と同程度か、それよりも高い熱伝導率を持つ材料である方が有効である。例えば、光素子チップの基板材料としては、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、インジウムリン（ＩｎＰ）、ガリウムナイトライド（ＧａＮ）などがあるが、熱伝導率はそれぞれ５０Ｗ／ｍ／Ｋ、７０Ｗ／ｍ／Ｋ、１３０Ｗ／ｍ／Ｋ程度である。したがって、ＣＶＤダイヤモンド（２０００Ｗ／ｍ／Ｋ程度）やアルミニウム（Ａｌ：２４０Ｗ／ｍ／Ｋ程度）などの金属等は十分適した材料である。

又、図１〜５においては、熱伝導ストリップは、光伝送路保持部材の接続端面及び１側面での長さが電気配線よりも長い場合を図示しているが、接続端面又は１側面のいずれか一方での長さが長いことによっても同様に放熱経路を確保することが可能となるため、同様の効果が得られる。

図６は、本発明の第１の実施の形態の変形例（第１変形例）に係る光伝送路保持部材として、光伝送路が光導波路フィルム３２の場合の実装構造を示すが、図４（ａ）に示した光素子チップ２１を接続端面１Ａに搭載して、図５と同様な光半導体モジュールを実現することが可能である。

図１では、接続端面１Ａと対向端面１Ｂ間を貫通する複数の円柱形状の保持穴２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，・・・・・が基体１に設けられていたが、第１変形例に係る光伝送路保持部材では、単一の矩形の保持穴が、接続端面１Ａと対向端面１Ｂ間を貫通するように基体１に設けられている。

即ち、第１変形例に係る光伝送路保持部材は、図６に示すように、光素子チップ２１を実装するための接続端面１Ａ、接続端面１Ａに相対する対向端面１Ｂ、接続端面１Ａと対向端面１Ｂを接続する第１側面１Ｃ、第２側面１Ｄ、第３側面１Ｅ及び第４側面１Ｆとで外形を定義される絶縁性の基体１と、接続端面１Ａと対向端面１Ｂ間を貫通し、光導波路フィルム３２を機械的に保持する保持穴が接続端面１Ａを切って接続端面１Ａに形成される開口部の近傍から、第１側面１Ｃ上まで互いに平行に延長形成される複数の電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、接続端面１Ａにおいて、複数の電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと互いに交互に配置され、且つ第１側面１Ｃ上まで延長形成され、第１側面１Ｃ上での長さが、複数の電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄより長い複数の保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅとを備える。光導波路フィルム３２には、４本の矩形のコア６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが例示されているが、コアの形状や数は図６に示すものに限定されないのは勿論である。図１では、複数の保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅが、複数の開口部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，・・・・・の間に、それぞれ平行に配置されているが、図６の構造では、接続端面１Ａにおいて、電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと内側の３本の保持部材側熱伝導ストリップ５ｂ，５ｃ，５ｄは、同程度の長さである。但し、図６に示すように、接続端面１Ａにおいて、外側の幅の広い２本の保持部材側熱伝導ストリップ５ａ及び５ｅは、第１側面１Ｃから第３側面１Ｅに至るまで長く配置されている。

図６に示す第１変形例に係る光伝送路保持部材を用いた光半導体モジュールでは、基体１に設けられた単一の矩形の保持穴により、光導波路フィルム３２のコア６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが、図４（ａ）に示した光素子チップ２１の活性領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの位置に精密に位置合わせされる。

光導波路フィルム３２は、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂やポリイミド樹脂、フッ素化ポリイミド樹脂等により構成できる。

図６に示した光伝送路保持部材を用いた光半導体モジュールにおいても、図５に示したと同様な熱エネルギーの流れになり、隣接する活性領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，・・・・・間の実効的な熱抵抗が上昇し、各活性領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，・・・・・間の熱的相互干渉を抑制することができる。即ち、光素子チップ２１の各活性領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，・・・・・間に、第１変形例に係る光伝送路保持部材の保持部材側熱伝導ストリップ５ｂ，５ｃ，５ｄ，・・・・・が挿入されているため、各活性領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，・・・・・間の熱的相互干渉を抑制することが可能である。

図１においては、電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・及び保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・の接続端面１Ａにおけるトポロジー、及び、電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・及び保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・が接続端面１Ａから引き出され第１側面１Ｃの表面に形成されるトポロジーに着目して説明し、第１側面１Ｃに対向する第３側面１Ｅ側のパターンやトポロジーについては説明を省略した。本発明の第１の実施の形態の他の変形例（第２変形例）に係る光伝送路保持部材では、図７（ａ）に示すように、第３側面１Ｅ側から見た裏面図について説明する。なお、図７（ｂ）は、接続端面１Ａ側から見た正面図、図７（ｃ）が第１側面１Ｃ側から見た平面図であり、図１に示した構造と同様であるので重複した説明は省略する。

光伝送路保持部材自身を、実装基板等に実装する場合は、第１側面１Ｃに対向する第３側面１Ｅが接着用の面として用いられる。この場合、図７（ａ）に示す第３側面１Ｅのほぼ全面に、べた（一面）に接着用の金属膜を形成すると、基体１が樹脂などの場合には、べた状の金属膜と樹脂との線膨張係数の差により応力が生じて、接着後にそりや、程度によっては破壊にいたる可能性がある。第１の実施の形態の第２変形例では、図７（ａ）に示すように、光伝送路保持部材自身の接着用に、マトリクス状に矩形（長方形）のメタルパターン（短冊）Ｘ_ij（ｉ＝１〜３；ｊ＝１〜ｎ）を配置している。図７（ａ）に示すように、メタルパターンＸ_ijを、第３側面１Ｅに短冊状に分割しておくことにより、基体１が樹脂などの場合であっても、メタルパターンＸ_ijとの線膨張係数の差により生じる応力の絶対値を低減することができ、接着後にそりや、程度によっては破壊にいたる可能性を低減する効果がある。メタルパターン（短冊）Ｘ_ijの形状は、図７（ａ）に示す矩形（長方形）に限定されず、６角形のメタルパターンＸ_ijを蜂の巣状に配置する等、他のトポロジーでもよいことは勿論である。

図８は、第１の実施の形態の更に他の変形例（第３変形例）に係る光伝送路保持部材の概略構成を示す断面図で、図２と同様に、図１の保持穴２ｂを切る面Ｓに沿った断面構造を示す。図８の断面図に示すように、接続端面１Ａと第１側面１Ｃとの境界縁部に面取り部１０が設けられている。そして、接続端面１Ａから面取り部１０を経て第１側面１Ｃに跨るように、電気配線４ｂが基体１の表面に延長形成され、その奥に同様に、熱伝導ストリップ５ｂが、第１側面１Ｃに跨って延長形成されていることが分かる。

図示を省略しているが、他の電気配線４ａ，４ｃ，４ｄ及び熱伝導ストリップ５ａ，５ｃ，５ｄ，５ｅも同様に、接続端面１Ａから面取り部１０を経て第１側面１Ｃに跨るように、基体１の表面に延長形成されている。

接続端面１Ａと第１側面１Ｃとの境界縁部に面取り部１０を設けることにより、保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・及び電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・の接続端面１Ａと第１側面１Ｃとの界縁部における配線段切れを予防する効果があり、メタライゼーションが容易になる。

図９は、第１の実施の形態の更に他の変形例（第４変形例）に係る光伝送路保持部材の概略構成を示す断面図で、図１の保持穴２ｂを切る面Ｓに沿った断面構造を示す。第４変形例においては、光伝送路保持部材の接続端面１Ａの法線方向Ｓ_nが、図９に示すように、保持穴２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，・・・・・の軸方向に対してわずかに傾いている。

図９に示すように、保持穴２ｂの軸方向と接続端面１Ａの法線方向Ｓ_nとがなす角度をθとして、θ＝４〜１０°程度傾けることで、光伝送路（光ファイバ）３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，・・・・・中を伝播してきた光が、開口部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに位置する端面で反射して戻り光となることを防止できる。

図１０は、第１の実施の形態の更に他の変形例（第５変形例）に係る光伝送路保持部材の概略構成を示す断面図で、図１の保持穴２ｂを切る面Ｓに沿った断面構造を示す。第５変形例においては、光伝送路保持部材の接続端面１Ａの法線方向Ｓ_nが、保持穴２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，・・・・・の軸方向に対してわずかに傾いているだけでなく、対向端面１Ｂが、保持穴２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，・・・・・の軸方向に対して、接続端面１Ａと平行となるように、傾いている。

光素子チップ２１を第１の実施の形態に係る光半導体モジュールに実装する際には、光素子チップ２１を搭載する加重方向を、接続端面１Ａ方向と一致させる。このとき、図１０に示すように、光伝送路保持部材の対向端面１Ｂが接続端面１Ａに対して平行であれば、対向端面１Ｂを基準にして、加重方向に対する接続端面１Ａ方向の角度を容易に規定することができるのでアセンブリ工程が容易になる。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る光伝送路保持部材は、図１１に示ように、光素子チップ実装用の接続端面１Ａ、接続端面１Ａに相対する対向端面１Ｂ、接続端面１Ａと対向端面１Ｂを接続する第１側面１Ｃ、第２側面１Ｄ、第３側面１Ｅ，及び第４側面１Ｆとで外形を定義される絶縁性の基体１と、接続端面１Ａと対向端面１Ｂ間を貫通する複数の円柱形状の保持穴２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，・・・・・が接続端面１Ａを切って接続端面１Ａに形成される複数の開口部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，・・・・・の近傍から第１側面１Ｃ上まで延長形成される複数の電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・とを備える点では、第１の実施の形態に係る光伝送路保持部材と同様である。

しかし、第２の実施の形態に係る光伝送路保持部材は、図１１に示ように、複数の開口部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，・・・・・の間に、それぞれ平行に配置され、接続端面１Ａから第１側面１Ｃ上まで延長形成される複数の熱伝導ストリップ５ｂ，５ｃ，５ｄ，・・・・・が、図１１に示す様に、第１側面１Ｃ上において、一括して、放熱用パッド７１により、熱的に短絡されている。複数の熱伝導ストリップ５ｂ，５ｃ，５ｄ，・・・・・が、接続端面１Ａにおいて、複数の熱伝導ストリップ５ｂ，５ｃ，５ｄ，・・・・・と互いに交互に配置され、第１側面１Ｃ上での長さが、複数の電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・より長い点では、第１の実施の形態に係る光伝送路保持部材と同様である。更に、図１１に示す様に、電気配線４ａ及び４ｄの外側で、電気配線４ａ及び４ｄを挟むように配置された補助的な保持部材側熱伝導ストリップ５ａ及び５ｅも、放熱用パッド７１により一括して接続されている。

図示を省略しているが、第２の実施の形態に係る光伝送路保持部材は、図５と同様に、複数個の光半導体素子を同一半導体チップに集積化した光素子チップ２１が搭載され、第１の実施の形態と同様に、光素子チップ２１を直接、且つ簡単にアセンブリ可能である。そして、光素子チップ２１に集積化され、光半導体素子として機能する各活性領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，・・・・・間の熱的相互干渉を抑制できる。このため、非常に安価な直接光結合系を構成しつつ、且つ熱的に安定な光半導体モジュールが提供できる。その結果、非常に高密度に同一半導体チップに光半導体素子を集積化した構造であっても、特性の安定した安価な光半導体モジュールを提供することができる。特に、図１１に示ような、第１側面１Ｃ上に、熱的短絡部材（放熱用パッド）７１を備えたトポロジーにすることにより、保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・の表面積を大きくすることができるため、放熱効率を大幅に上昇可能である。このため、第１の実施の形態に係る光伝送路保持部材よりも、一層、活性領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，・・・・・の熱的相互干渉を抑制可能である。

保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・と放熱用パッド７１は、多結晶Ｓｉ等の半導体薄膜、ＡｌＮなどのセラミック薄膜、熱伝導性のエポキシ樹脂などの高熱伝導性材料で形成すればよい。保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・の端部が、放熱用パッド７１で短絡された櫛状のパターンは、ＣＶＤやスパッタリング法等により高熱伝導材料の薄膜を堆積ごフォトリソグラフィー法と反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法等で一体としてパターニングしてもよく、メタルマスク等を用いて、選択的に堆積させてもよい。同様に、電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・は、フォトリソグラフィー法とＲＩＥ法でパターニングするか、メタルマスクを用いて、選択的に堆積しパターニングしてもよい。

保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・は、Ｃｕ，Ａｕ、Ａｇ等の金属やＣｕ上にＡｕ鍍金した多層構造でもよい。これら金属材料で熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・及び放熱用パッド７１からなる櫛状の一体パターンを構成した場合は、この櫛状の一体パターンが、同時に電気伝導性を有するため、各電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・を電気的に分離するための接地ラインとして併用することも可能である。この場合は、保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・と放熱用パッド７１は、電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・と同時に、パターニングしてもよい。

特に、金属材料で熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・及び放熱用パッド７１からなる櫛状の一体パターンを構成した場合は、各保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・の電位を一定に保つことができる。そのため、保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・を外部のグランドラインや電源に接続することで、電気的なアイソレーションをより確実にすることができ、各電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・間のクロストークを抑制することができる。

保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・は、図１２に示す様に、ヒートスプレッダや放熱フィン等の放熱部材７２により、一括して熱的に短絡されてもよい。ヒートスプレッダの例として、Ｓｉなど高熱伝導度を持つ部材からなるチップなども可能である。

放熱部材７２との熱的な接続は、図１１に示す櫛状のパターンの放熱用パッド７１の上に、半田やバンプ等で放熱部材７２を接続してもよく、放熱用パッド７１が存在しない（図１に示すような）トポロジーに対して、放熱部材７２を配置してもよい。

図１２に示す第２の実施の形態の変形例に係る光伝送路保持部材の場合も、補助的な保持部材側熱伝導ストリップ５ａ及び５ｅも一括して接続されていることが望ましい。補助的な保持部材側熱伝導ストリップ５ａ及び５ｅも一括して接続することにより、保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・の表面積を、より大きくすることができるため、放熱効率を大幅に上昇可能である。このため、より一層、活性領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，・・・・・の熱的相互干渉を抑制可能である。

図１２に示すように、放熱部材７２で、保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・のそれぞれの端部を短絡することで、各保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・の電位を一定に保つことができる。そのため、保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・を外部のグランドラインや電源に接続することで、電気的なアイソレーションとすることができ、各電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・間のクロストークを、確実に抑制することができる。

図１２に示す第２の実施の形態の変形例に係る光伝送路保持部材においても、図１１と同様に、保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・は電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・と金属膜で構成してもよい。この場合、保持部材側熱伝導ストリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，・・・・・は電気伝導性を有するため、各電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・を電気的に分離するための接地ラインとして機能する。

（第３の実施の形態）
光ファイバのクラッド層の外側は、ＵＶ被覆で覆われ、いわゆるテープ芯線として一体となっており厚さが約４００μｍ程度と光ファイバ素線より大きくなっている。この被覆ごと、光伝送路保持部材の保持穴２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，・・・・・に固定することが可能であれば、光ファイバと光伝送路保持部材との結合の機械的強度を格段に上昇させることが可能である。しかし、外径の大きな被覆部分を挿入可能な大きさの開口部を作製するためには、光伝送路保持部材の肉厚ｔがある一定の値を必要とするため、光伝送路保持部材の厚さが大きくなる。図１から明らかなように、光伝送路保持部材の厚さが大きくなると、接続端面１Ａ上に形成された電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・が長くなり、配線容量、リアクタンス、抵抗値の上昇を伴う。即ち、機械的強度の向上と、配線容量、リアクタンス、抵抗値等の電気的特性とは、トレードオフの関係がある。

図１３は、本発明の第３の実施の形態に係る光伝送路保持部材の概略構成を示す図である。図１３（ａ）は平面図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＡ−Ａ方向から見た断面図である。

第４の実施の形態に係る光伝送路保持部材においては、保持穴２ｂの内径は、接続端面１Ａから対向端面１Ｂに向かう途中で内部段差９を有しており、対向端面１Ｂに近い後方で大きくなっている。内部段差９は、図１３（ｂ）の断面図ではテーパで示されるが、３次元で見れば、保持穴２ｂの中心軸に対称な円錐形の一部を構成している。即ち、接続端面１Ａに近い領域の小さな内径部分と、対向端面１Ｂに近い大きな内径部分の変換領域として、円錐形の内部段差９が存在している。又、第１側面１Ｃ側に外部段差８を有している。

図１３（ｂ）の断面図に示すように、接続端面１Ａから第１側面１Ｃに跨るように、電気配線４ｂが基体１の表面に延長形成され、その奥に同様に、熱伝導ストリップ５ｂが、第１側面１Ｃに跨って延長形成されていることが分かる。図示を省略しているが、他の保持穴２ａ，２ｃ，２ｄも同様に、接続端面１Ａから対向端面１Ｂに向かう途中で内部段差９を有しており、対向端面１Ｂに近い後方で大きくなっていることは勿論である。又、他の電気配線４ａ，４ｃ，４ｄ及び熱伝導ストリップ５ａ，５ｃ，５ｄ，５ｅも同様に、接続端面１Ａから第１側面１Ｃに跨るように、基体１の表面に延長形成されていることは説明を要しないであろう。

内部段差９の位置から対向端面１Ｂ向かう領域の保持穴２ｂの内径は、光伝送路（光ファイバ）の被覆を挿入可能な大きさである。第３の実施の形態に係る光伝送路保持部材によれば、光伝送路保持部材の接続端面１Ａと対向端面１Ｂの間に段差８を設けることで接続端面１Ａ側は薄く、対向端面１Ｂ側は厚くすることが可能となるので、電気的特性と機械的強度とのトレードオフの関係を解消し、両者をともに向上させることができるという効果がある。このため、各光素子間の熱的相互干渉を抑制でき、且つ機械的強度や実装信頼性が向上する。

即ち、本発明の第４の実施の形態に係る光伝送路保持部材によれば、非常に安価且つ信頼性の高い直接光結合系を構成しつつ、且つ熱的に安定で電気的特性にも優れた光半導体モジュールが提供できる。その結果、非常に高密度に同一半導体チップに光半導体素子を集積化した構造であっても、特性の安定した安価で、且つ高性能、高信頼性の光半導体モジュールを提供することができる。

本発明の第３の実施の形態の変形例（第１変形例）に係る光伝送路保持部材は、図１４に示すように、複数の開口部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，・・・・・の間に、接続端面１Ａから第１側面１Ｃ上まで延長形成される複数の熱伝導ストリップ５ｂ，５ｃ，５ｄ，・・・・・のみがそれぞれ平行に配置され、図１３（ａ）に示すような、電気配線４ａ及び４ｄの外側に、電気配線４ａ及び４ｄを挟むように配置された補助的な保持部材側熱伝導ストリップ５ａ及び５ｅが存在しない点で、図１３に示した光伝送路保持部材とは異なる。

既に第１の実施の形態で説明したように、保持部材側熱伝導ストリップ５ａ及び５ｅは、熱伝導ストリップ５ｂ，５ｃ，５ｄと同様の熱伝導ストリップであるが、熱の流れの経路の対称性を保つために補助的に形成されているのであり、一定の場合は省略可能である。したがって、第４の実施の形態の第１変形例に係る光伝送路保持部材は、図１４に示ように、補助的な保持部材側熱伝導ストリップ５ａ及び５ｅを省略し、接続端面１Ａには、円形のパッド７ａ及び７ｅが配置されている。

本発明の第３の実施の形態の他の変形例（第２変形例）に係る光伝送路保持部材では、図１５（ａ）に示すように、第３側面１Ｅ側から見た裏面図について説明する。なお、図１５（ｂ）は、接続端面１Ａ側から見た正面図であり、円形のパッド７ａ及び７ｅが電気配線４ａ及び４ｄの外側に、気配線４ａ及び４ｄを挟んで配置されていることが分かる。図１５（ｃ）は、第１側面１Ｃ側から見た平面図であり、図１４（ａ）に示した構造と同様であるので重複した説明は省略する。

光伝送路保持部材自身を、実装基板等に実装する場合は、第１側面１Ｃに対向する第３側面１Ｅが接着用の面として用いられる。第４の実施の形態の第２変形例では、図１５（ａ）に示すように、光伝送路保持部材自身の接着用に、マトリクス状に矩形（長方形）のメタルパターン（短冊）Ｘ_ij（ｉ＝１〜３；ｊ＝１〜ｎ）を配置している。図１５（ａ）に示すように、メタルパターンＸ_ijを、第３側面１Ｅに短冊状に分割しておくことにより、基体１とメタルパターンＸ_ijとの線膨張係数の差により応力が生じるのが回避され、実装基板等に接着後にそりや、破壊にいたる可能性を低減できる。

（第４の実施の形態）
図１６は本発明の第４の実施の形態に係る光伝送路保持部材の概略構成を示す図である。第１〜第４の実施の形態との違いは、第２側面１Ｄ及び第４側面１Ｆのそれぞれの一部に第１側面１Ｃから第３側面１Ｅに向かう位置決め用のザグリ１２ａ及び１２ｂを設けたことにある。ザグリ１２ａ及び１２ｂを設け、このザグリ１２ａ及び１２ｂに外部のピンなどをはめ込んで、光伝送路保持部材の位置をおおよそ決定することができるため、電気配線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，・・・・・に外部回路を接続するためにワイヤボンディングを施したりする場合に役立つ。又、外部ピンに対して接着剤等で光伝送路保持部材を固定することにより、光伝送路保持部材の接着強度を増すことができ、光伝送路（光ファイバ）が後方から強く引っ張られた場合などに対しての破壊強度を上げることができる。

他は、第１〜第３の実施の形態に係る光伝送路保持部材と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は第１〜第４の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、既に述べた第１〜第３の実施の形態の光伝送路保持部材の構造に、第４の実施の形態に係る光伝送路保持部材のザグリ１２ａ及び１２ｂを設ける構造でもよい。更に、第１〜第２の実施の形態の光伝送路保持部材の構造において、補助的な保持部材側熱伝導ストリップ５ａ及び５ｅを省略し、図１４〜図１６に示したように、接続端面１Ａに円形のパッド７ａ及び７ｅを配置する構造でもよく、円形のパッド７ａ及び７ｅも省略してもよい。

更に、第１の実施の形態の第１変形例で説明した光導波路フィルム３２を用いた構造、第１の実施の形態の第３変形例で説明した面取り部１０を有する構造、第１の実施の形態第４及び第５の変形例で説明した接続端面１Ａの法線方向Ｓ_nが、保持穴２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，・・・・・の軸方向に対してわずかに傾むいた構造等は、それぞれ、第２〜第４の実施の形態の光伝送路保持部材の構造に適用して構わないことは勿論である。同様に、第１の実施の形態の第２変形例及び第３の実施の形態の第２変形例として説明した第３側面１Ｅ側における複数のメタルパターンＸ_ijに分割した構造も、第２又は第４の実施の形態の光伝送路保持部材の構造に適用可能なことは勿論である。
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の第１の実施形態に係る光伝送路保持部材の概略構成を示す鳥瞰図である。 図１の面Ｓで切った第１の実施形態に係る光伝送路保持部材の断面図である。 図１に示した第１の実施形態に係る光伝送路保持部材に光ファイバを実装した状態を示す模式的な鳥瞰図である。 図４（ａ）は、本発明の第１の実施形態の光伝送路保持部材に搭載される光素子チップの例を示す図で、図４（ｂ）は、図１に示す光伝送路保持部材に熱的接続部材（熱伝導バンプ）や電気的接続部材（電気伝導バンプ）を配置した状態を説明する模式的な鳥瞰図である。 図５は、本発明の第１の実施形態の光伝送路保持部材に光素子チップを搭載した際の形態を説明する図で、図５(ａ)は、接続端面１Ａを見る透視正面図、図５（ｂ）は、第１側面１Ｃ側から見た平面図である。 本発明の第１の実施の形態の変形例（第１変形例）に係る光伝送路保持部材に、光伝送路として光導波路フィルムを実装した状態を示す模式的な鳥瞰図である。 図７（ａ）は、本発明の第１の実施の形態の他の変形例（第２変形例）に係る光伝送路保持部材の第３側面側から見た裏面図、図７（ｂ）は、その接続端面側から見た正面図、図７（ｃ）は、対応する第１側面側から見た平面図である。 本発明の第１の実施の形態の更に他の変形例（第３変形例）に係る光伝送路保持部材の概略構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態の更に他の変形例（第４変形例）に係る光伝送路保持部材の概略構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態の更に他の変形例（第５変形例）に係る光伝送路保持部材の概略構成を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る光伝送路保持部材の概略構成を示す鳥瞰図である。 本発明の第２の実施形態の変形例に係る光伝送路保持部材の概略構成を示す鳥瞰図である。 図１３（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る光伝送路保持部材の平面図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＡ−Ａ方向から見た断面図である。 図１４（ａ）は、本発明の第３の実施の形態の変形例（第１変形例）に係る光伝送路保持部材の平面図、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＡ−Ａ方向から見た断面図である。 図１５（ａ）は、本発明の第３の実施の形態の他の変形例（第２変形例）に係る光伝送路保持部材の第３側面側から見た裏面図、図１５（ｂ）は、その接続端面側から見た正面図、図１５（ｃ）は、対応する第１側面側から見た平面図である。 図１６（ａ）は、本発明の第４の実施の形態に係る光伝送路保持部材の接続端面側から見た正面図、図１５（ｂ）は、対応する第１側面側から見た平面図である。

符号の説明

１…基体
１Ａ…接続端面
１Ｂ…対向端面
１Ｃ…第１側面
１Ｄ…第２側面
１Ｅ…第３側面
１Ｆ…第４側面
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…保持穴
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ…開口部
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…電気配線
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ…熱伝導ストリップ（保持部材側熱伝導ストリップ）
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ…コア
７ａ，７ｅ…パッド
８…外部段差
９…内部段差
１０…面取り部
１２ａ，１２ｂ…ザグリ
２１…光素子チップ
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ…活性領域
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ…熱的接続部材（熱伝導バンプ）
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ…電気的接続部材（電気伝導バンプ）
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ…電気配線
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ…チップ側熱伝導ストリップ
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ…光ファイバ
３２…光導波路フィルム
７１…放熱用パッド
７２…放熱部材
Ｓn…法線方向
Ｘij…メタルパターン
ｔ…肉厚

Claims (11)

1. 複数の光半導体素子を同一半導体チップに集積化した光素子チップ実装用の接続端面、前記接続端面に相対する対向端面、前記接続端面と前記対向端面を接続する複数の側面とで外形を定義される絶縁性の基体と、
   前記接続端面と前記対向端面間を貫通し、複数の光伝送路を機械的に保持する保持穴の前記接続端面における複数の開口部の近傍から、前記複数の側面の内の１側面上まで延長形成される複数の電気配線と、
   前記接続端面において、前記複数の電気配線と互いに交互に配置され、且つ前記１側面上まで延長形成され、前記接続端面上での長さが、前記複数の電気配線の前記接続端面上での長さより長いか、或いは、前記１側面上での長さが、前記複数の電気配線の前記１側面上での長さより長い複数の放熱経路
   とを備え、前記交互の配置において、最も外側の２本が放熱経路であり、該外側の２本の放熱経路が、前記交互の配置のパターンを挟むことにより、熱の流れの経路の対称性を保つようにしたことを特徴とする光伝送路保持部材。
2. 前記接続端面の法線方向が、前記保持穴の軸方向に対して傾いていることを特徴とする請求項１に記載の光伝送路保持部材。
3. 前記対向端面の法線方向が、前記接続端面の法線方向と平行となるように、前記保持穴の軸方向に対して傾いていることを特徴とする請求項２に記載の光伝送路保持部材。
4. 前記接続端面の法線方向が、前記保持穴の軸方向に対して４〜１０°傾いていることを特徴とする請求項２に記載の光伝送路保持部材。
5. 前記複数の放熱経路を、一括して熱的に短絡する部材を更に備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光伝送路保持部材。
6. 前記接続端面と前記対向端面間において、前記１側面に段差を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光伝送路保持部材。
7. 前記接続端面と前記１側面との境界縁部に面取り部を備え、前記複数の放熱経路及び前記複数の電気配線はそれぞれ、前記面取り部を介して前記接続端面から前記１側面へ延長形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光伝送路保持部材。
8. 前記複数の側面の内、前記１側面に対向する他の側面上に、前記光伝送路保持部材を実装基板に実装するために、複数の領域に分割されたメタルパターンを備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光伝送路保持部材。
9. 前記複数の側面の一部に位置決め用のザグリを設けたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の光伝送路保持部材。
10. 前記複数の放熱経路が、それぞれ帯状のパターンであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の光伝送路保持部材。
11. 前記複数の放熱経路が導電性を有していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光伝送路保持部材。

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