CN101206282B - 光配线基板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种安装容易且兼备电配线和光配线的优点的光配线基板。本发明的光配线基板,具备:由具有挠性的薄膜构成的柔性基板(2);设置在该柔性基板(2)上的一根以上的电配线(3);设置在上述柔性基板上的一根以上的光配线(4);安装在上述柔性基板(2)上并将从上述电配线(3)中规定的电配线(3)输入的电信号转换为光信号且射出到上述光配线(4)中规定的光配线(4)中的发光电路元件(5);以及安装在上述柔性基板(2)上并将从上述规定的光配线(4)入射的上述光信号再转换成电信号且输出到另设电配线(3)中的受光电路元件(6)。
Description
技术领域
本发明涉及安装容易且兼备电配线和光配线优点的光配线基板。
背景技术
在个人电脑、携带电话机、电视机等电子设备中,随着处理图像等大容量数据的服务和用途的扩大,高速、大容量的通信技术的开发被活跃推进。这种状况下,在电子设备内或电子设备间可以以高密度进行高速、大容量通信的光互连备受瞩目。所谓高密度是指每单位体积的传输容量大。例如,在电学中1根传输线的直径为数mm,与此相对,在光学中传输线的直径为1mm以下,因此光通信称之为高密度。
一直以来,在电子设备内或电子设备间的配线方面,将高速信号暂时转换为低速信号,并分流到设置在柔性FPC(Frexible Printed Circuit;以下称之为柔性基板)上的多芯(多根)电配线中。相比柔性基板的电配线可进行高速传输的电配线是同轴电缆,若使用同轴电缆,则可减少因基板的电配线而分割的芯数(根数)。
为了使信号进一步高速化,就需要在电配线终端附近修正因在电配线的延迟等而产生的波形紊乱的波形修正电路。
另一方面,速度比电配线更高的光配线主要用于远距离信息传输,例如在大陆间或大都市间的网络中使用光配线进行光脉冲延迟少的单模传输。还有,在短距离LAN(Lcoal Area Network)中,从光配线连接的容易性观点出发,进行可增大光配线芯径的多模传输。
专利文献1:日本特开2004-163722号公报
电配线与光配线相比弯曲性较强,还可弯成直角。电配线相互连接比光配线相互连接容易。电连接器比光连接器低廉。而且,电配线与光配线相比,可更有效地传输电流。
但是,电配线平均1信道(1芯)传输数Gbps为界限,要想实现今后的高速化,需要增加芯数、追加波形修正电路等。但若增加芯数,则配线成本增高的同时,配线体积增加配线空间变得不足。若追加波形修正电路,则由于花费该波形修正电路的元件成本、安装成本,所以电配线整体的成本变高。
再有,电配线其自身起到天线的作用,向外部放射电磁波或者拾取来自外部的电磁波,产生噪声。
另一方面,光配线与电配线相比,能以高速传输数据且可减少芯数。此外,光配线不发出也不接受辐射噪声。
但是,光配线难以弯成直角,且连接光配线彼此时,连接位置公差在单模的场合为1μm以下,在多模的场合为10μm以下,与电配线彼此连接相比,要求一个位数以上的较高精度。根据这些观点,取代电配线而使用光配线是困难的。而且,用于光配线的光连接器与用于电配线的电连接器相比较高价。
还有,光配线难以传输元件驱动等的较大的能量。因而即使在电子设备内的部分间或电子设备间的配线中使用光配线,但它限于数据传输用,每一部分或每一电子设备都需要供电用电配线。
发明内容
于是,本发明的目的在于解决上述问题,提供一种安装容易且兼备电配线和光配线优点的光配线基板。
为了达到上述目的,本发明具备:由具有挠性薄膜构成的柔性基板;设置在该柔性基板上的一根以上的电配线;设置在上述柔性基板上的一根以上的光配线;安装在上述柔性基板上并将从上述电配线中规定的电配线输入的电信号转换为光信号再射出到上述光配线中规定的光配线的发光电路元件;以及安装在上述柔性基板上并将从上述规定的光配线入射的上述光信号再转换为电信号再输出到另设电配线的受光电路元件。
也可以具备:具有与上述规定的电配线导通的端子的电连接器;以及具有与上述另设电配线导通的端子的另设电连接器。
上述电连接器还可以配置在上述柔性基板的一端上,上述另设电连接器配置在上述柔性基板的相反端上。
上述电配线还可以配置在上述柔性基板的一面上,上述光配线配置在上述柔性基板的相反面上。
上述电配线和上述光配线还可以相互平行地延长。
上述光配线还可以相对上述柔性基板配置在上述电配线的正背面上。
还可以是设有多根的光配线间的配置间距和设有多根的电配线间的配置间距相等。
上述光配线还可以由树脂光波导构成。
还可以具备相对上述柔性基板倾斜45°并面对上述光配线的反射镜。
还可以在配有上述电配线的上述柔性基板的一面上安装将从电配线中输入的电信号转换为光信号并射出到光配线中的发光电路元件、以及将从光配线入射的上述光信号转换为电信号并输出到电配线中的受光电路元件。
上述发光电路元件及上述受光电路元件被用树脂密封在上述柔性基板上。
本发明发挥如下优良的效果。
(1)由于具有柔性因而安装容易。
(2)兼备可传输较大能量的电配线和可用高速传输数据的光配线的优点。
(3)没有光连接器,操作性良好。
附图说明
图1是从电配线面一侧观察表示本发明一个实施方式的光配线基板的主要部分俯视图。
图2是图1的光配线基板的整体俯视图。
图3是从光学面一侧观察安装在图1的光配线基板上的光学元件的俯视图。
图4是图1的光配线基板的主要部分放大俯视图。
图5是图1的光配线基板的主要部分放大俯视图。
图6是图1的光配线基板的主要部分侧剖视图。
图7是图1的光配线基板的主要部分侧剖视图。
图8是图1的光配线基板的主要部分侧剖视图。
图9是从电配线面一侧观察表示本发明一个实施方式的光配线基板的主要部分俯视图。
图10是表示本发明一个实施方式的光配线基板的侧剖视图。
图11将芯和包层的折射率差作为变量的波导弯曲特性(相对弯曲半径的光量保持特性)的图。
图中:
1-光配线基板,2-柔性基板,3-电配线,4-光配线,5-发光电路元件,6-受光电路元件,8-电连接器,10-另设电连接器。
具体实施方式
以下基于附图详细叙述本发明的一个实施方式。
如图1所示,本发明的光配线基板1具备:由具有挠性的薄膜构成的柔性基板2;设置在该柔性基板2上的电配线3;以及设置在柔性基板2上的光配线4。光配线4最好具有挠性。柔性基板2的形状为任意形状,但在该实施方式中,为了便于说明,做成简单的带状(细长的长方形)。另外,电配线3以及光配线4的根数可以各为几根,但在该实施方式中,电配线3采用多根、光配线4采用1根。
光配线4由光纤或光波导构成。光配线4从柔软性(挠性)或安装方面考虑希望由树脂系光波导构成。玻璃系光波导或玻璃系光纤在抗弯曲性上有问题,由于损害柔性基板2所具有的优点即弯曲性(即、柔性),所以例如,难以实现弯曲半径5mm。另外,由于聚合物光纤虽柔软但粗细为100μm以上,所以若后述的受光元件6a的受光直径为100μm以下,则在两者间的光耦合部产生传输损失。树脂系光波导由于可在数μm至100μm左右对芯径进行调节,所以即使受光元件6a的受光直径为100μm以下也可应对。由此,希望光配线4用树脂光波导构成。
作为构成光波导的树脂,可选择各种富有柔性的树脂。较好是例如透明性优良的丙烯系树脂、环氧系树脂、硅酮系树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯,更好是反复弯曲性(具有耐久性)优良的聚酰亚胺系树脂、硅酮系树脂。
为了降低弯曲损失,期望光配线4的芯和包层的折射率差越大越好,在光配线基板1所要求的最小弯曲半径中,将折射率差设定为规定值以上,以使光配线4产生的传输损失不超过规定值。例如,芯径为50μm时,以弯曲半径为2mm实施90°的弯曲的场合,为了使传输损失不超过0.5dB,而需要使折射率差在3%以上。
该光配线基板1具备:安装在柔性基板2上并将从规定的电配线(数据传输用电配线)3a输入的电信号转换为光信号且射出到规定的光配线4a的发光电路元件5;以及安装在柔性基板2上并将从光配线4a入射的上述光信号再转换为电信号且输出到另设电配线(数据传输用电配线)3b的受光电路元件6。安装发光电路元件5以及受光电路元件6的个数各几个都可以,但在该实施方式中为了便于说明,分别是一个,即一对。通过将这一对发光电路元件5和受光电路元件6用光配线4a连接,从而形成从发光电路元件5直到受光电路元件6的光环。
如图2所示,若在柔性基板2的一端侧决定发光电路元件5的发光位置21,在相反端一侧决定受光电路元件6的受光位置22,并决定通过发光位置21和受光位置22的架空直线23,则在来到该直线23正下方的位置(柔性基板2的相反面)上形成光配线4。
在该实施方式中,电配线3除了数据传输用电配线3a、3b之外还具有:发光电路元件控制用电配线3c;受光电路元件控制用电配线3d;发光电路元件电源、接地用电配线3e;受光电路元件电源、接地用电配线3f;发光驱动用电配线3g;受光用电配线3h;低速数据传输用电配线3i;电源、接地用电配线3j;以及发光电路受光电路之间电配线3k。
在该实施例中,发光电路元件5分割形成为发光元件5a和驱动器5b。例如,作为发光元件5a可以使用VCSEL元件,作为驱动器5b可以使用VCSEL驱动用IC。受光电路元件6分割形成为受光元件6a和放大器6b。例如,作为受光元件6a可以使用光电二极管,作为放大器6b可以使用光电二极管信号放大用IC。另外,发光元件5a和驱动器5b、受光元件6a和放大器6b无需如图所示那样配置成沿柔性基板2的长度方向排列,还可以在宽度方向偏离配置。
发光电路元件5可以将1信道的高速电信号转换为光信号,也可以具有将多信道的电信号多重化(时间分割、波长分割等)为1信道的光信号的功能。受光电路元件6可以将光信号转换为1信道的高速电信号,也可以具有将1信道的光信号分离为多信道的电信号的功能。
该光配线基板1具备:具有与电配线3a导通的端子7a的电连接器8;以及与另设电配线3b导通的端子9a的另设电连接器10。再有,光配线基板1具备从电连接器8的另设端子7b直至另设电连接器10的另设端子9b进行导通的再设电配线3i。
电连接器8、10虽然可以将触头保持在外壳内的构件安装在光配线基板1的面上,但在该实施方式中,采用了印刷板插头。即,电连接器8配置在柔性基板2的一端上,另设电连接器10配置在柔性基板8的相反端上。
在该实施方式中,电配线3仅配置在柔性基板2的一面(图示面,以下称之为电配线面),光配线4仅配置在柔性基板2的相反面(以下称之为光配线面)。
再有,在本实施方式中,仅在配置有电配线3的柔性基板2一面(电配线面)上安装电元件,在光配线面不安装电元件。还有,所谓电元件这里是指发光电路元件5、受光电路元件6(发光元件5a、驱动器5b、受光元件6a、放大器6b),但作为除此以外的电元件,也可以在电配线面上安装适当的激活元件、从动元件。
电配线3和光配线4最好互不交叉。在该实施方式中,电配线3和光配线4彼此在相同的方向延长。即,所有的电配线3和光配线4相对带状柔性基板2的长边平行地形成。
另外,最好是电配线3和光配线4不交叉而重叠。因此,光配线4相对于柔性基板2设置在多根电配线3中的任一根的正背面。若光配线4在电配线4的正背面与之重叠的话,则具有在弯曲柔性基板2后,光配线4不产生异常弯曲的效果。在该实施方式中,发光电路受光电路之间电配线3k从在发光元件5a的跟前且不接触发光元件5a的位置一直设置到在受光元件6a的跟前且不接触受光元件6a的位置。在发光电路受光电路之间电配线3k的正背面配置有光配线4。还有,发光电路受光电路之间电配线3k用与其它电配线3相同的材料同时形成,是用于获得上述效果的构件,在电学方面是虚设的。
在该实施方式中,由于发光元件5a及受光元件6a安装在电配线面上也就是未设置光配线4的面上,所以为了将发光元件5a和受光元件6a及光配线4光连接需要光路转换部。作为光路转换部,有将光配线4向柔性基板2的厚度方向弯曲的结构和配置反射镜的结构。弯曲光配线4需要弯曲空间,但在柔性基板2的厚度内难以弯曲。配置了反射镜的光路转换部,有安装作为独立部件的反射镜部件的结构和将光配线4切成某种角度例如45°而形成反射镜的结构。在该实施方式中,由于所需要的反射镜的规格为芯径程度也就是100μm以下,所以反射镜过小难以操作。在光配线4上形成反射镜后的光路转换部易于操作而为佳。
更详细地说明,则如图3所示,作为发光元件5a或受光元件6a的光学元件31,在与柔性基板2接合的面32上具备多个电极33。此外,光学元件31在同一面32上具备作为发光面或受光面的光学面34。
另一方面,如图4所示,在柔性基板2的电配线面上设有由铜箔构成的电配线3。在电配线3的一部分上形成有可与电极33接合的接合部41。接合部41配置在与电极33相对应的位置上。
另外,如图5所示,电配线3的一部分作为安装驱动器5b或放大器6b的IC的焊盘51,在用该焊盘51包围的范围内决定IC安装位置52。另外,若干电配线3与该IC的电极电连接。
如图6所示,在柔性基板2的电配线面上安装有光学元件31,在光配线面上设有光配线4。在与光配线4的光学元件31面对的位置上形成有反射镜61。反射镜61相对柔性基板2倾斜45°而面向光配线4,可将在光配线4中传输的光的传输方向弯曲成90°后朝向光学元件31。光学元件31使用Au凸块并安装在柔性基板2上。
如图7所示,IC71将其外壳(包装)固定在柔性基板2上,电线72从形成于IC71上面的电极一直搭接到电配线3(图7中未示出)。另一方面,光学元件31使用Au凸块62并安装在柔性基板2上。
或者,如图8所示,IC71也与光学元件31同样地使用Au凸块62并安装在柔性基板2上。
其次,对光配线基板1的动作进行说明。
另一方面,在电信号输出到配置在柔性基板2的一端的电连接器8的端子7a后,则该电信号通过与端子7a导通的数据传输用电配线3a并被输入发光电路元件5的驱动器5b。发光元件5a将用驱动器5b放大后的电信号转换为光信号并射出到光配线4a。在该光配线4a中传输的光信号由受光电路元件6的受光元件6a进行受光,再次转换为电信号。该电信号由放大器6b放大,并通过数据传输用电配线3b传输到电连接器10的另设端子9b。
另一方面,当电信号输入到电连接器8的另设端子7b后,则该电信号通过与端子7a导通的低速数据传输用电配线3i直接传输到另设电连接器10的另设端子9b。
在电连接器8中,输入到发光电路元件电源、接地用电配线3e的电源电力供给到发光电路元件5。在电连接器10中,输入到受光电路元件电源、接地用电配线3f的电源电力供给到受光电路元件6。
在电连接器8中,输入到电源、接地用电配线3j的电源电力导入电连接器10。
接着,对光配线基板1的作用效果进行说明。
光配线基板1的优点之一在于因为是柔性基板,所以易于操作。现有的光配线基板不使用柔性基板2,也不使用具有挠性的光配线4,所以不具有柔性。在这方面,本发明由于具备柔性基板2和具有挠性的光配线4,所以具有柔性。
用光配线4a传输数据的优点在于可用高速传输数据(可用较少的芯数进行大容量传输)、以及没有辐射噪声的发生和影响。因此,当在将高速数据的电信号输入到端子7a中时,由于在光配线基板1中进行光环的传输,所以从端子9a输出的电信号恶化少。
与此相对,由于低速数据没有通过光环的必要性,所以输入另设端子7b后直接传输到另设端子9b即可。因此,高速数据和低速数据混合的场合,通过将这些高速数据和低速数据分离并给与光配线基板1,从而提高光环的利用效率。
另外,在光配线基板1上,由于将传输能量大的电源电力的电源、接地用电配线3j与光配线4同样地设置在柔性基板2上,所以不必如现有技术那样另外布设供电用电配线。
光配线基板1的与光配线基板1外部的接口仅由电连接器8、10构成,不与外部互换光信号。因此,与外部连接时,不必进行光轴对合等麻烦的操作,操作容易。另外,也不使用高价的光连接器。也就是,光配线基板1在光配线基板1的内部实现光配线的优点即高速性、抗噪声性的同时解除了光配线的缺点即安装困难、成本高。
光配线基板1的电配线3仅配置在电配线面上,光配线4仅配置在光配线面上,电元件仅安装在电配线面上而不安装在光配线面上,所以,发光元件5a和驱动器5b的电连接(发光驱动用电配线3g的设置)、受光元件6a和放大器6b的电连接(受光用电配线3h的设置)变得容易。
再有,由于光配线基板1的电配线3仅配置在电配线面上,光配线4仅配置在光配线面上,电元件仅安装在电配线面上而不安装在光配线面上,所以,与电传输相关的部分和与光传输相关的部分被分离。因此,可不必考虑电配线3和电配线4各自位置的干涉地进行配线,从而提高配线设计的自由度。
还有,在图1的实施方式中,虽然电配线3及光配线4相对柔性基板2的长边平行地形成,但不限于此,电配线3及光配线4可作成为设在焊盘上、或设有分支等的自由方式。
光配线基板1的电配线3及光配线4形成为互不交叉。这里,例如假设电配线面的电配线3与光配线面的光配线4交叉。在对柔性基板2施加弯曲和扭曲的应力时,由于在交叉处因电配线3的存在而在光配线4上局部集中应力,所以传输损失增大。如果电配线3及光配线4互不交叉,即使对柔性基板2施加弯曲或扭曲的应力,在光配线4上也没有应力集中的地方,避免传输损失的增大。
光配线基板1的光配线4配置在发光电路受光电路之间电配线3k的正背面。这里,作为光配线基板1的制造顺序,首先预先在柔性基板2的电配线面上形成电配线3,然后在该柔性基板2的光配线面上形成光配线4。此时,光配线4的形成方法有以下两种:通过将柔性基板2直接放入模具进行光处理从而形成光配线4的方法;以及将与柔性基板2分开形成的光配线4贴合在柔性基板2上的方法。但是,在任一种方法中,在光配线4上存在凹凸的场合,该凹凸都成为使光配线4的传输损失增大的主要原因。通过将光配线4配置在发光电路受光电路之间电配线3k的正背面,从而由于消除了光配线4和电配线3交叉的地方,所以消除了光配4上的凹凸,从而解除了光配线4的传输损失增大的主要原因。
光配线基板1柔软且可高速传输,而且成本低,所以最适用于携带式电话机、近年来要求薄型化的电视、个人电脑等的连接显示器和显示器用驱动器的接口。
其次,对其它实施方式进行说明。
如图9所示,本发明的光配线基板91具备:由具有挠性的薄膜构成的柔性基板92;设置在该柔性基板92上的电配线93;以及设置在柔性基板92上并具有挠性的光配线94。与图1的光配线基板4同样,柔性基板92为带状。但是,电配线93的根数比图1的光配线基板1多,光配线94的根数为四根,可进行4信道的光传输。因此,发光电路元件和受光电路元件设有四对。但是,在该实施方式中,四个发光元件、驱动器、受光元件、放大器的各个利用将它们每四个容纳的电路元件95a、95b、96a、96b来实现。
在该光配线基板91上,希望设有多根的光配线94之间的配置间距Po和设有多根的电配线93(在该实施方式中,发光电路受光电路之间电配线93k)间的配置间距Pe相等。其原因是,通过使光配线94之间的配置间距Po和电配线93之间的配置间距Pe相等,进而即使光配线94的根数多的场合,电配线93也可存在于光配线94的正背面。
此外,若在光配线94的正背面的电配线93(发光电路受光电路之间电配线93k)的高度偏移大,则在将柔性基板92弯曲时会对光配线94施加应力。对此,通过减小电配线93的高度偏移,从而可减小应力。尤其是在光配线基板91上,若电配线93的高度偏移为10μm以下,则传输损失降低。
其次,通过将构成发光电路元件及受光电路元件的发光元件、驱动器、受光元件、放大器的各电路元件密封在柔性基板2中,从而提高耐水性等的抗环境性。作为密封方法,一般说来,利用玻璃、陶瓷材料的完全密封可靠性最高。但是,在使用了柔性基板2的本发明的光配线基板1、91中,假设利用玻璃、陶瓷材料密封了的场合,考虑到来自柔性基板2的透湿,也不成为完全密封。此外,利用玻璃、陶瓷材料的密封损坏柔性基板2的柔性。于是,在本发明中,由于不需要完全密封(不透气密封),且优先确保柔性,所以利用树脂的密封合适。
作为用于密封的树脂材料,由于密封光学元件要求透明性,所以丙烯、环氧系、硅酮系等的高透明树脂为宜。由于密封驱动器和放大器要求散热性,所以含有填充剂的环氧系、丙烯系树脂为宜。
其次,为了强化抗弯曲性,对设有保护层的实施方式进行说明。
如图10所示,本发明的光配线基板101具备:由具有挠性的薄膜构成的柔性基板102;设置在该柔性基板101上的电配线103;设置在柔性基板102上并具有挠性的光配线104;以及覆盖该光配线104的保护层(保护膜)105。保护层105例如使用聚酰亚胺。
其次,作为电路元件的电极和电配线3的电连接的方法,一般有倒装片结合和芯片焊接方法。在本发明中,由于在设于柔性基板2的光配线面上的光配线4和安装在电配线面上的光学元件之间进行光耦合,所以希望使用倒装片结合方法。尤其是希望如图3所示的使用光学元件31的电极33形成于与光学面34相同的面32上的光学元件31。如图4所示,在使电极33与电配线面的接合部41对位时,同时在光学方面也完成如图6所示的对位。由此,实现低成本化。假设使用光学元件的电极形成于两面的光学元件,则对形成于光学面的相反面的电极需要进行引线接合。为此,追加引线接合的成本,由于光配线基板的厚度根据金属线的高度而增加因而不为优选。
对实施例#1进行说明。
将厚度为25μm、宽度为5mm、长度为100mm的聚酰亚胺制树脂片作成柔性基板2,在该柔性基板2上设有由铜/镍/金构成且各自厚度为6±2μm/7.5±2.5μm/0.3±0.1μm的电配线3。此时,作为光学元件31的VCSEL、PD,使用电极33形成于与光学面34相同的面32上的倒装(face down)型光学元件31(发光元件5a和受光元件5b),为了使该光学元件31的电极配置与柔性基板2的接合部41的配置一致,设计了电配线3及接合部41的配置。
而此时,用于驱动器5b和放大器6b的各IC安装位置52,分在柔性基板2的一方边缘侧和另一方边缘侧。焊盘51的规格做成宽、长都比各IC71的规格即1mm×2mm大0.5mm的1.5mm×2.5mm。还形成电连接IC71电极的电配线3。
在IC安装位置52和柔性基板2的边缘之间设有:数据传输用电配线3a、3b;发光电路元件控制用电配线3c;受光电路元件控制用电配线3d;发光电路元件电源、接地用电配线3e;受光电路元件电源、接地用电配线3f。在发光元件5a和驱动器5b之间及受光元件6a和放大器6b之间设置了发光驱动用电配线3g和受光用电配线3h。在柔性基板2的两边缘之间(电连接器8和另设电连接器10之间)设置了低速数据传输用电配线3i和电源、接地用电配线3j。再有,在连结来到发光元件5a的光学面34的发光位置21和来到受光元件6a的发光面34的受光位置22的架空直线23上,在从发光元件5a的位置、受光元件6a的位置各离开2mm的位置之间设置了宽为200μm的发光电路受光电路之间电配线3k。
然后,在与柔性基板2的电配线面相反的光配线面上作为光配线形成有树脂制的光波导。此时,以已经形成了的电配线3的一部分为基准,在来到架空直线23的正下方的位置形成了光配线4。光配线4做成内包层厚为30μm、芯高度为50μm、芯宽度为50μm、自芯上表面的外包层厚度为20μm。
芯和包层的折射率由图11的弯曲特性曲线图求出。横轴设为弯曲半径,纵轴设为光量保持,折射率差作为变量。概观图11可知,折射率差小时,即使弯曲半径大,光量保持也小;折射率差大时,即使弯曲半径变小,光量保持也不易变小。具体地说,包层的折射率为1.50的场合,芯和包层的折射率差为0.05以下,在半径弯曲2mm发生损失。于是,在实施例#1中将折射率设定为1.50、芯的折射率设定为1.55。
这里,所谓光量保持是表示有无损失以及损失程度的数量,光量保持=1时没有损失,光量保持=9时损失是10%。此外,光量保持=0.9,损失是0.5dB。在本发明中,由于将10%看作是有效损失,所以希望光量保持为0.9以上。
芯和包层的材料使用了透明性优良的硅酮树脂。
然后,在作为光学元件31的发光元件5a和受光元件6a的电极33上附加Au凸块62,通过利用超声波的倒装片安装从而安装在柔性基板2上。此时,如图6所示,进行用于光耦合的对位。
如图7所示,作为IC71的驱动器5b和放大器6b,利用柔性基板2上的焊盘和银胶将没有IC71的电极一侧朝向柔性基板2进行芯片焊接安装,并利用引线接合72连接IC71的电极和柔性基板2的电极。
然后,将发光元件5a、驱动器5b、受光元件6a、放大器6b用透明树脂密封以便确保各连接部的耐水性。密封所使用的树脂除了具有耐水性外,且透明性优良,应力缓和的功能优良的树脂为宜。这里使用了橡胶状硅酮系树脂。
对这样制作的实施例#1的光配线基板1进行了传输试验的结果确认为,使4Gbit/s的信号在进行高速数据传输的光配线4a中传输、使1Mbit/s的信号在进行低速数据传输的电配线3i中传输时,可进行良好的传输。
对实施例#2进行说明。
与实施例1大致同样的顺序,但如图8所示,作为IC71的驱动器5b和放大器6b使用Au凸块62进行了倒装片安装。再有,其后使用聚酰亚胺带如图10那样在光配线104上追加了保护层105。柔性基板102用聚酰亚胺制,通过在光配线104的称之为丙烯系树脂制的层叠构造上在整体范围内追加由厚度为25μm的聚酰亚胺带构成的保护层105,从而可确保极度弯曲或达100万次的抗弯曲性。
对比较例进行说明。
用丙烯树脂形成实施例#1的光波导,没有保护层。
表1表示对实施例#1、#2和比较例的弯曲实验的结果。
表1
抗弯曲性(弯曲半径5mm) | |
有保护层(实施例#2) | 100万次以上 |
没有保护层(实施例#1) | 100万次以下 |
比较例 | 丙烯层有裂痕 |
由此,没有保护层105的比较例的场合,通过10万次以下的反复弯曲,在抗弯曲性较弱的丙烯层有裂痕而破坏,但在有保护层105的场合,即使100万次以上也没有破坏,从而可确保高的抗弯曲性。
对实施例#3进行说明。
与实施例1大致同样的顺序,但如图9所示,使用了阵列零件即容纳了四个发光元件的电路元件95a、容纳了四个驱动器的电路元件95b、容纳了四个受光元件的电路元件96a、容纳了四个放大器的电路元件96b。阵列间距为250μm。电配线、光配线的根数也依据图9。光配线94设置在宽为200μm的电配线93k的正背面。
对这样制作的实施例#3的光配线基板91进行了传输试验的结果确认为,使4Gbit/s的信号在进行高速数据传输信道(各光配线94和与之对应电配线93)中传输时,物理的邻近信道间的串音为20dB以上,可进行良好的传输。还有,这里串音较大一方以理想的数量表示。
Claims (12)
1.一种光配线基板,其特征在于,
具备:由具有挠性的薄膜构成的柔性基板;设置在该柔性基板上的多根电配线;设置在上述柔性基板上的多根光配线;安装在上述柔性基板上并将从上述电配线中规定的电配线输入的电信号转换为光信号且射出到上述光配线中规定的光配线中的发光电路元件;安装在上述柔性基板上并将从上述规定的光配线入射的上述光信号再转换为电信号且输出到另设电配线中的受光电路元件;以及设于与上述光配线相反一侧的上述基板的面上,并设置在上述发光电路元件与上述受光电路元件之间且与上述光配线不交叉而是重叠的位置上、从上述基板垂直方向看时在规定区间内与上述多根光配线的全部光配线的整个芯重叠的、在电学方面是虚设的发光电路受光电路之间电配线。
2.根据权利要求1所述的光配线基板,其特征在于,
具备:具有与上述规定的电配线导通的端子的电连接器;以及具有与上述另设电配线导通的端子的另设电连接器。
3.根据权利要求2所述的光配线基板,其特征在于,
具备从上述电连接器的另设端子直至上述另设电连接器的另设端子进行导通的再设电配线。
4.根据权利要求2或3所述的光配线基板,其特征在于,
上述电连接器配置在上述柔性基板的一端上,上述另设电连接器配置在上述柔性基板的相反端上。
5.根据权利要求1所述的光配线基板,其特征在于,
上述电配线配置在上述柔性基板的一面上,上述光配线配置在上述柔性基板的相反面上。
6.根据权利要求1所述的光配线基板,其特征在于,
上述电配线和上述光配线相互平行地延长。
7.根据权利要求1所述的光配线基板,其特征在于,
上述光配线由树脂光波导构成。
8.根据权利要求1所述的光配线基板,其特征在于,
具备相对上述柔性基板倾斜45°并面对上述光配线的反射镜。
9.根据权利要求1所述的光配线基板,其特征在于,
在配置有上述电配线的上述柔性基板的一面上安装有上述发光电路元件和上述受光电路元件。
10.根据权利要求1所述的光配线基板,其特征在于,
上述发光电路元件及上述受光电路元件被用树脂密封在上述柔性基板上。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的光配线基板,其特征在于,
设有多根的光配线之间的配置间距与设有多根的上述发光电路受光电路之间电配线的配置间距相等。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的光配线基板,其特征在于,
上述设有多根的发光电路受光电路之间电配线的高度偏差为10μm以下。
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