CN102262271B - 光电复合挠性布线及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供使FFC与光布线复合的光电复合挠性布线。该光电复合挠性布线(1)在薄膜基体材料(2a)的表面上并排配置有多个导体(3)的FFC上装载高速传输用的光纤(4)以及相互转换光信号和电信号的光电转换部件(5)，在薄膜基体材料(2a)的表面上将光纤与导体并排配置，在薄膜基体材料的表面的装载光电转换部件的位置处形成覆盖导体和光纤的树脂基座(8)，将树脂基座与光纤一同切割以形成光入射出射用槽(9)，在光入射出射用槽的一个面上形成转换光纤的光轴的镜面(10)，并且在树脂基座的表面上形成布线图案(11)，在位于光入射出射用槽上的树脂基座的表面上以与镜面相对的方式装载形成光电转换部件。

Description

光电复合挠性布线及其制造方法
技术领域
本发明涉及在挠性扁平电缆上装载光纤和光电转换部件的光电复合挠性布线及其制造方法。
背景技术
随着移动电话和个人计算机及打印机等电子设备的传输容量的增大及高速化，提出了使用光布线来作为内部布线的一部分的光电复合挠性布线。
作为现有的光电复合挠性布线，已知有在薄膜基体材料的表面上形成布线图案的挠性印刷基板(FPC：Flexible Print Circuit)上装载光纤等光波导(光布线)以及将光信号和电信号相互转换的光电转换部件的光电复合挠性布线(例如，专利文献1、2)。
通过使用该光电复合挠性布线(FPC型光电复合挠性布线)，可高速且低噪音地传输大容量的信息。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2010-19895号公报
专利文献2：日本特开2008-158539号公报
然而，虽然在打印机的控制部和打印头间等的连接中，使用例如在长条状的薄膜基体材料的表面上排列多个导体(直线状导体)的挠性扁平电缆(FFC：Flexible Flat Cable)，但是，近年来，随着处理的传输容量的增大及高速化，FFC中的传输容量也增大并高速化。
于是，鉴于上述情况，考虑通过在FFC中与FPC同样地装载作为光布线的光纤和光电转换部件而将光信号和电信号复合的FFC型光电复合挠性布线。
但是，由于制造方法的原因，FFC不能像上述FPC型光电复合挠性布线FPC那样形成向宽度方向延伸(弯曲)的布线图案。
因此，在FFC上的多个导体(直线状导体)和光纤的配置关系中，在将多个导体和光纤与光电转换部件连接时，多个导体和光纤成为互相干涉的状态，由于该干涉成为阻碍原因，因此还未提出将FFC和光布线复合的FFC型光电复合挠性布线。
发明内容
于是，本发明的目的是提供将光布线与FFC复合的光电复合挠性布线及其制造方法。
本发明为实现上述目的而研制，方案一的本发明是一种光电复合挠性布线，具有：第一薄膜基体材料；在该第一薄膜基体材料的表面上并排配置的多个导体；设置在上述第一薄膜基体材料的表面上且与上述多个导体并排配置的光纤；以具有在上述第一薄膜基体材料上并排配置的上述多个导体和上述光纤的一部分露出的露出部的方式，覆盖上述多个导体和上述光纤的第二薄膜基体材料；设置在上述露出部上，且覆盖上述多个导体和上述光纤，并且形成具有镜面的光入射出射用槽的树脂基座；以及形成于上述树脂基座的表面上，且相互转换由上述导体传输的电信号和由上述光纤传输的光信号，并且通过上述光入射出射用槽的镜面与上述光纤以光学方式连接的光电转换部件，通过形成于上述树脂基座的表面的布线图案将上述光电转换部件和上述导体电连接。
方案二的发明是一种光电复合挠性布线的制造方法，该光电复合挠性布线在第一薄膜基体材料的表面上并排配置有多个导体的挠性扁平电缆上具有光纤、相互转换光信号和电信号的光电转换部件、以及用于覆盖上述多个导体和上述光纤的第二薄膜基体材料，该光电复合挠性布线的制造方法具有：在上述第一薄膜基体材料的表面上将上述光纤与上述多个导体并排配置的工序；以在预定范围内使上述光纤和上述多个导体露出的方式用上述第二薄膜基体材料覆盖的工序；在上述露出的光纤上形成光入射出射面的工序；形成覆盖上述露出的多个导体和光纤，并且具有光入射出射用槽的树脂基座的工序；在上述光入射出射用槽的一个面上形成转换上述光纤的光轴的镜面的工序；在上述树脂基座的表面上形成布线图案的工序；以上述光电转换部件跨越上述光入射出射用槽而且与上述镜面相对的方式在上述树脂基座的表面上装载上述光电转换部件的工序；以及通过上述布线图案将上述光电转换部件和上述导体电连接的工序。
方案三的发明，根据方案二所述的光电复合挠性布线的制造方法，具有在形成上述镜面后，用透光性树脂填埋上述光入射出射用槽，然后，在该透光性树脂的表面形成上述布线图案的工序。
方案四的发明，根据方案二或三所述的光电复合挠性布线的制造方法，在装载有上述光纤的上述挠性扁平电缆的两端部装载上述光电转换部件时，将一端侧的光电转换部件和另一端侧的光电转换部件与同一导体电连接，以两光电转换部件不电短路的方式，将上述同一导体的一部分穿孔。
方案五的发明，根据方案二至四中任一项所述的光电复合挠性布线的制造方法，在上述第一薄膜基体材料的表面范围内形成上述布线图案，并且用该布线图案构成与电子设备电连接的连接器的接触焊盘。
方案六的发明，根据方案二至五中任一项所述的光电复合挠性布线的制造方法，使跨越上述第一薄膜基体材料的表面的上述树脂基座的侧面形成为斜面，在该斜面上形成上述布线图案。
方案七的发明，根据方案二至六中任一项所述的光电复合挠性布线的制造方法，在装载上述光电转换部件的位置的上述第一薄膜基体材料的背面粘贴加强板。
方案八的发明，根据方案二至七中任一项所述的光电复合挠性布线的制造方法，在通过切割来在上述露出的光纤上形成上述光入射出射面时，为了将上述光纤切断而不将上述导体切断，设置成上述光纤的芯的下表面位于比上述导体的上表面高的位置，并通过上述切割切断到上述光纤的芯。
本发明的效果如下。
根据本发明，可提供将光布线与FFC复合的光电复合挠性布线及其制造方法。
附图说明
图1是表示本发明涉及的光电复合挠性布线的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。
图2是表示本发明涉及的光电复合挠性布线的制造方法的一个工序的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。
图3是表示本发明涉及的光电复合挠性布线的制造方法的一个工序的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。
图4是表示本发明涉及的光电复合挠性布线的制造方法的一个工序的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。
图5是表示本发明涉及的光电复合挠性布线的制造方法的一个工序的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。
图6是表示本发明涉及的光电复合挠性布线的制造方法的一个工序的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。
图7是表示本发明涉及的光电复合挠性布线的制造方法的一个工序的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。
图8是表示本发明涉及的光电复合挠性布线的制造方法的一个工序的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。
图9是表示本发明的变形例涉及的光电复合挠性布线的俯视图。
图10是表示本发明的变形例涉及的光电复合挠性布线的俯视图。
图11是表示本发明的变形例涉及的光电复合挠性布线的制造方法的一个工序的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。
图12是表示本发明的变形例涉及的光电复合挠性布线的制造方法的一个工序的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。
图13是表示本发明的变形例涉及的光电复合挠性布线的制造方法的一个工序的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。
图中：
1-光电复合挠性布线，2a-薄膜基体材料，3-导体，4-光纤，5-光电转换部件，8-树脂基座，9-光入射出射用槽，10-镜面，11-布线图案，20-露出部。
具体实施方式
以下根据附图来对本发明的优选实施方式进行说明。
图1是表示本发明涉及的光电复合挠性布线(FFC型光电复合挠性布线)的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。
如图1所示，本实施方式涉及的光电复合挠性布线1在长条状的薄膜基体材料2a的表面上并排配置多个(图中为六个)导体3(多个直线状导体3)的挠性扁平电缆(FFC)上装载用于高速传输大容量信息的高速传输用的光纤4、和将光信号和电信号相互转换的光电转换部件5。
对该光电复合挠性布线1的结构与制造方法一起进行说明。
首先，如图2所示，在薄膜基体材料(第一薄膜基体材料)2a的表面上并排配置多个导体3，并将光纤4与导体3并排地配置，再在其表面上贴合薄膜基体材料(第二薄膜基体材料)2b，以用薄膜基体材料2a、2b夹入多个导体3、光纤4，从而制作排列有光纤4的FFC。
在薄膜基体材料2a、2b的贴合面上，形成有粘接层，通过用该薄膜基体材料2a、2b夹入，从而将多个导体3和光纤4的排列位置固定。再有，也可使用其他方法，例如，在薄膜基体材料2a上形成槽，在该槽中配置多个导体、光纤，从而可固定导体3和光纤4的排列位置。再有，关于导体3和光纤4，在本实施方式中，如图1(b)所示，侧视的厚度形成为光纤4比导体3厚。
其次，在薄膜基体材料2a的装载光电转换部件5的部分(图中FFC的端部)的背面粘贴加强板6，通过剥离等除去该部分的薄膜基体材料2b。通过粘贴加强板6，该部分的挠性消失，各部件的位置关系固定而难以偏移，因此，在后面工序中的加工变得容易。在本实施方式中，为了将粘贴加强板6的FFC的端部用作直接插入式连接器7，从光电转换部件5的正下附近设置加强板6直到FFC端面。再有，虽然在本实施方式中，将薄膜基体材料2b剥离除去以形成使在薄膜基体材料2a上排列的多个导体3和光纤4的一部分露出的露出部20，但也可使用其他方法来形成露出部20。例如，可通过将薄膜基体材料2b相对于薄膜基体材料2a偏移贴合来形成露出部20。
然后，如图3所示，在装载粘贴加强板6的薄膜基体材料2a的表面的光电转换部件5的位置上，形成覆盖从薄膜基体材料2b露出的导体3和光纤4的树脂基座8。
该树脂基座8使用热塑性树脂或光固化性树脂通过模具等形成。在使用光固化性树脂的情况下，可使用由透光性材料(例如玻璃)形成的模具来作为模具。
树脂基座8两端的侧面(图中左右侧面)形成为平缓斜面，可容易地进行后述的布线图案的形成。
在形成树脂基座8之后，如图4所示，将树脂基座8与光纤4一同切割而形成光入射出射用槽9。该光入射出射用槽9的形成宽度(图中斜面与垂直面所成的宽度)尽可能小较理想，再有，斜面(镜面10)和垂直面(光纤4的光入射出射面)如图1所示那样接近以近似于接触较理想。这是因为，该形成宽度越小，则光在该光入射出射用槽9中越不扩散，损失变小。此时，以不切断FFC的导体3的方式，切割到导体3的上面部分较理想。再有，在切断的情况下，用导电性油墨等使得在导体3的切断部也导通。
另外，用具有斜面的刀刃来进行切割。这样，光入射出射用槽9形成为斜面以使FFC的端部侧的一面(镜面10的形成部位)相对于来自光纤4的光轴倾斜预定角度(例如45°)。
再有，由于为了形成使光纤4的光出射或使光电转换部件5的光入射用的光入射出射用槽9而进行切割，因此可进行切割以至少切断至光纤4的芯，图示下侧的包层可以保留。此外，由于FFC的端部侧(图1左侧)的光纤4不使用，因此可在该切割时除去端部侧的一部分。这样，可使光电复合挠性布线1的直接插入式连接器7的结构成为与现有的FFC的直接插入式连接器相同的结构。
此外，为了在切割时光纤4切断，而导体3不切断，可以以光纤4的芯的下表面位于比导体3的上表面高的位置的方式，设定光纤4的外径及芯的大小和导体3的厚度。这样，如果通过切割来切断至光纤4的芯，则不会切断导体3。
而且，如图5所示，在光入射出射用槽9的斜面形成转换光纤4的光轴(以光学方式连接光纤4和光电转换部件5)的镜面10，并在树脂基座8的表面上装载光电转换部件5，形成用于电连接的布线图案11。
镜面10可至少在与光纤4的光入射出射面(在上述切割工序中形成的光入射出射面)相对的位置形成，不必在光入射出射用槽9的斜面整体形成。此外，为了提高光输出效率且减小光入射时的损失，镜面10形成为设有反射率高的金属膜较理想。
布线图案11通过印刷形成，作为该方法，有用喷墨来吹出纳米粒子的方法和用丝网印刷来印刷丝网浆料(导电性浆料)的方法等。
作为该布线图案11，形成信号用布线12(发送用布线12a、接收用布线12b)和接地用布线(共用接地布线)13。信号用布线12a、12b分别与不同的导体3a、3b电连接，接地用布线13与共用接地用的导体3c电连接。再有，其他的导体3d、3d、3d用于控制用的信号和电源的供给等。
最后，如图1所示，以光电转换部件5跨越光入射出射用槽9，且光电转换部件5的光的入射出射面与镜面10相对的方式，在树脂基座8的表面装载光电转换部件5，与预定的布线图案11电连接，此时，得到光电复合挠性布线1。光电转换部件5的结构具备光元件(受光元件、发光元件等)、驱动发光元件的驱动器IC和使受光元件的输出增益的放大器IC等，通过直接插入式连接器7接收从电子设备传输的电信号并且转换为光信号以向光纤4出射，而且，接收从光纤4出射的光信号并且转换为电信号以向直接插入式连接器7传输。
根据这种结构的光电复合挠性布线1，可在树脂基座8的表面形成自由的布线图案，因此，即使在以直线状布线的FFC中，也能够装载光电转换部件5，能够使FFC高速化、大容量化、低噪音化。
再有，在光电复合挠性布线1中，端部的形状即直接插入式连接器7的结构与现有的仅传输电信号的FFC的直接插入式连接器的结构相同，因此不必在光电复合挠性布线1的导入时新制作电子设备，可在现有的电子设备中原样使用，比较经济。
再有，本发明并不限于上述实施方式，可在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。
例如，在本实施方式中，虽然同时形成镜面10和布线图案11，但是，如图6所示，也可以先形成镜面10，然后，如图7所示，用透光性树脂14填埋光入射出射用槽9，而后，如图8所示，在透光性树脂14的表面上形成布线图案11。通过这样构成，可形成跨越光入射出射用槽9的布线图案11，布线的自由度提高。即，可装载各种元件。
此外，在装载光纤4的FFC的两端部装载光电转换部件5以构成光电复合挠性导线的情况下，如图9所示，以一端侧的光电转换部件5和另一端侧的光电转换部件5不会电短路的方式，将与两光电转换部件5、5电连接的同一导体3a、3b的一部分与薄膜基体材料2a(以及薄膜基体材料2b)一同穿孔，可形成穿孔h。通过这样构成，可将一根导体3在两端部用作不同的布线，可减少在FFC上装载的导体3的根数。这样，可减小成本，并且减小FFC的横宽(图9中上下方向)，可有助于电子设备的低价格化、小型化。
再有，也可以在形成穿孔h之后，设置两光电转换部件5、5。
此外，在本实施方式中，通过将布线图案11(信号用布线12)与FFC的导体3a、3b电连接，从而在FFC的端部构成直接插入式连接器7，但是，如图10所示，也可以在薄膜基体材料2a的表面整个范围内形成布线图案11(信号用布线12)，并且用布线图案11(信号用布线12)构成连接器的接触焊盘15a、15b。
另外，在本实施方式中，采用仅设置一组成为光布线的光纤4和光电转换部件5的结构，但是，也可设置多组。
其次，说明本发明的变形例涉及的光电复合挠性布线。
本发明的变形例涉及的光电复合挠性布线与上述光电复合挠性布线1相比在形成树脂基座8之前预先切割光纤4这点上不同。
具体地说，首先，如图11所示，在除去薄膜基体材料2b后通过切割来切断光纤4，形成相对的光入射出射面16a、16b。
然后，如图12所示，形成覆盖相对的光入射出射面16a、16b周围的导体3和光纤4的树脂基座17并形成孔状的光入射出射用槽18。此时，使与光入射出射面16b相对的光入射出射用槽18的一个面相对于光纤4的光轴倾斜45°地形成(光电转换部件5和光纤4以光学方式连接地形成)，构成斜面19。
而且，如图13所示，在光入射出射用槽18的斜面19上形成转换光纤4的光轴的镜面10，并且在树脂基座17的表面上形成用于装载光电转换部件5的布线图案11，在位于光入射出射用槽18上的树脂基座17的表面上，将光电转换部件5的光的入射出射面与镜面10相对地装载，将光电转换部件5和布线图案11电连接。
根据这样构成的光电复合挠性布线，与在用透光性树脂14填埋光入射出射用槽9之后形成布线图案11相比可减少工序，而且可提高布线图案11的布线自由度。
此外，该光电复合挠性布线也可进行上述各种变更。
以上，总而言之，根据本发明，可提供将光布线与FFC复合的光电复合挠性布线。

Claims (8)

1.一种光电复合挠性布线，其特征在于，
具有：第一薄膜基体材料；
在该第一薄膜基体材料的表面上并排配置的多个导体；
设置在上述第一薄膜基体材料的表面上，且与上述多个导体并排配置的光纤；
以具有在上述第一薄膜基体材料上并排配置的上述多个导体和上述光纤的一部分露出的露出部的方式，覆盖上述多个导体和上述光纤的第二薄膜基体材料；
设置在上述露出部上，且覆盖上述多个导体和上述光纤，并且形成具有镜面的光入射出射用槽的树脂基座；以及
形成于上述树脂基座的表面上，且相互转换由上述导体传输的电信号和由上述光纤传输的光信号，并且通过上述光入射出射用槽的镜面与上述光纤以光学方式连接的光电转换部件，
通过形成于上述树脂基座的表面上的布线图案将上述光电转换部件和上述导体电连接。
2.一种光电复合挠性布线的制造方法，该光电复合挠性布线在第一薄膜基体材料的表面上并排配置有多个导体的挠性扁平电缆上具有光纤、相互转换光信号和电信号的光电转换部件、以及用于覆盖上述多个导体和上述光纤的第二薄膜基体材料，该光电复合挠性布线的制造方法的特征在于，具有：
在上述第一薄膜基体材料的表面上将上述光纤与上述多个导体并排配置的工序；
以在预定范围内使上述光纤和上述多个导体露出的方式用上述第二薄膜基体材料覆盖的工序；
在上述露出的光纤上形成光入射出射面的工序；
形成覆盖上述露出的多个导体和光纤，并且具有光入射出射用槽的树脂基座的工序；
在上述光入射出射用槽的一个面上形成转换上述光纤的光轴的镜面的工序；
在上述树脂基座的表面上形成布线图案的工序；
以上述光电转换部件跨越上述光入射出射用槽而且与上述镜面相对的方式，在上述树脂基座的表面上装载上述光电转换部件的工序；以及
通过上述布线图案将上述光电转换部件和上述导体电连接的工序。
3.根据权利要求2所述的光电复合挠性布线的制造方法，其特征在于，
具有在形成上述镜面后，用透光性树脂填埋上述光入射出射用槽，然后，在该透光性树脂的表面上形成上述布线图案的工序。
4.根据权利要求2或3所述的光电复合挠性布线的制造方法，其特征在于，
在装载了上述光纤的上述挠性扁平电缆的两端部装载上述光电转换部件时，将一端侧的光电转换部件和另一端侧的光电转换部件与同一导体电连接，以两光电转换部件不电短路的方式，将上述同一导体的一部分穿孔。
5.根据权利要求2或3所述的光电复合挠性布线的制造方法，其特征在于，
在形成布线图案的工序中，在上述第一薄膜基体材料的表面范围内形成上述布线图案，并且用该布线图案构成与电子设备电连接的连接器的接触焊盘。
6.根据权利要求2或3所述的光电复合挠性布线的制造方法，其特征在于，
在形成树脂基座的工序中，使跨越上述第一薄膜基体材料的表面的上述树脂基座的侧面形成为斜面，
在形成布线图案的工序中，在上述斜面上形成上述布线图案。
7.根据权利要求2或3所述的光电复合挠性布线的制造方法，其特征在于，
在并排配置上述光纤与上述多个导体的工序后，在装载上述光电转换部件的位置的上述第一薄膜基体材料的背面粘贴加强板。
8.根据权利要求2或3所述的光电复合挠性布线的制造方法，其特征在于，
在通过切割来在上述露出的光纤上形成上述光入射出射面时，为了将上述光纤切断而不将上述导体切断，设置成上述光纤的芯的下表面位于比上述导体的上表面高的位置，并通过上述切割切断到上述光纤的芯。
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