JP2009088487A - 印刷回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、別途のコネクタを具備する必要がないため、製品の原価を節減することができる印刷回路基板を提供する。
【解決手段】
本発明に係る印刷回路基板は、互いに離隔して配置される第１基板部及び第２基板部と、一側は第１基板部に積層され、他側は第２基板部に積層されて光信号を伝送する軟性光配線基板と、を備え、軟性光配線基板は、光信号が移動するコアと、コアを取り囲むクラッディングと、クラッディングに埋め込まれて電気的信号を伝送する回路パターンと、を備え、硬性基板と軟性光配線基板とを一体型に形成することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は印刷回路基板に関する。

最近、硬軟性印刷回路基板（Rigid-Flexible PCB）は、携帯電話などのモバイル電子製品及びネットワーク装備に多く用いられており、特に、モバイル電子製品の場合には、フォルダ型またはスライド型などのような構造のため、動作性が求められており、軟性を有する印刷回路基板の需要が高まっている。

光信号を用いる基板は、電気配線を用いる基板に比してＥＭＩ（electo-magnetic interference）、ＥＭＣ（electro-magnetic competibility）の影響を受けないため、外部雑音に強く、接地（ground）線路や差動配線を用いる必要がない。また、低損失で高速信号の伝達ができるという長所を有する。

図１には、軟性光配線基板を用いて硬性（rigid）基板を接続する構造を有する従来技術に係る印刷回路基板が示されている。

従来技術に係る印刷回路基板は、図１に示すように、軟性光配線基板３と硬性基板１、２との間を接続するために別途のコネクタ４が必要になり、その結果、軟性光配線基板３及び硬性基板１、２にコネクタ４を付着する工程を行わなくてはならないという問題があった。

こうした従来技術の問題点に鑑み、本発明は、硬性基板と軟性光配線基板とが一体型に形成された印刷回路基板を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態によれば、互いに離隔して配置される第１基板部及び第２基板部と、一側は第１基板部に積層され、他側は第２基板部に積層されて光信号を伝送する軟性光配線基板と、一側は第１基板部に積層され、他側は第２基板部に積層されて電気的信号を伝送する軟性電気配線基板と、を備える印刷回路基板が提供される。

前記軟性光配線基板と軟性電気配線基板とは、互いに離隔して配置されることが可能である。
一方、軟性光配線基板は、光信号が移動するコアと、コアを取り囲むクラッディングとを含むことができ、クラッディングには電気的信号を伝送する回路パターンが埋め込まれることができる。

この時、軟性光配線基板は第１基板部の最外郭に積層されてもよく、回路パターンの一部はクラッディングの表面に露出してもよい。

このような軟性光配線基板には、光電変換素子を直接実装することが可能であり、この時、クラッディングは透明な材質からなることができる。

本発明の他の実施形態によれば、互いに離隔して配置される第１基板部及び第２基板部と、一側は第１基板部に積層され、他側は第２基板部に積層されて光信号を伝送する軟性光配線基板と、を備え、軟性光配線基板は光信号が移動するコアと、コアを取り囲むクラッディングと、クラッディングに埋め込まれて電気的信号を伝送する回路パターンと、を備えることを特徴とする印刷回路基板が提供される。

この時、軟性光配線基板は第１基板部の最外郭に積層されてもよく、回路パターンの一部はクラッディングの表面に露出してもよい。

このような軟性光配線基板には、光電変換素子を直接実装することが可能であり、この時、クラッディングは透明な材質からなることができる。

本発明の好ましい実施例によれば、硬性基板と軟性光配線基板とを一体型に形成することにより、別途のコネクタを備える必要がないので、製品の原価を節減することができる。

本発明は多様な変換を加えることができ、様々な実施例を有することができるため、本願では、特定実施例を図面に例示し、詳細に説明する。しかし、本発明がこれらの特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変換、均等物及び代替物を含むものとして理解されるべきである。本発明を説明するに当たって、係る公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨をかえって不明にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。

「第１」、「第２」などの用語は、多様な構成要素を説明するのに用いることに過ぎなく、前記構成要素が前記用語により限定されるものではない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的だけに用いられる。

本願で用いた用語は、ただ特定の実施例を説明するために用いたものであって、本発明を限定するものではない。単数の表現は、文の中で明らかに表現しない限り、複数の表現を含む。本願において、「含む」または「有する」などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものの存在を指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除するものではないと理解しなくてはならない。

以下、本発明に係る印刷回路基板の好ましい実施例を添付図面を参照して詳細に説明し、添付図面を参照して説明することに当たって、同一かつ対応する構成要素は、同一の図面番号を付し、これに対する重複される説明は省略する。

図２は、本発明の第１実施例に係る印刷回路基板を示す断面図である。図２を参照すると、第１基板部１０、ホール１２，２２、第２基板部２０、軟性光配線基板３０、コア３２、クラッディング３４、反射面３６、軟性電気配線基板４０、絶縁層４１、回路パターン４２、ソルダレジスト４４、カバーレイ（cover lay）４６、パッド４８、光電変換素子５１，５２が示されている。

本実施例に係る印刷回路基板の両端には硬性を有する第１基板部１０と第２基板部２０とがそれぞれ位置し、このような第１基板部１０と第２基板部２０とは、軟性光配線基板３０と軟性電気配線基板４０とにより互いに接続することができる。すなわち、図２に示すように、軟性光配線基板３０と軟性電気配線基板４０との両端部がそれぞれ第１基板部１０及び第２基板部２０に積層されて一体化された構造を有する。

携帯電話を例に挙げれば、第１基板部１０は携帯電話の本体に具備されることができ、第２基板部２０はディスプレイに具備されることができる。第１基板部１０と第２基板部２０とは単層の回路基板であってもよく、多層の回路基板であってもよい。このような第１基板部１０と第２基板部２０とは、以下で説明する軟性光配線基板３０及び軟性電気配線基板４０などを用いて信号を交換することができる。

軟性光配線基板３０は、屈曲性に優れた軟性材質からなり、光信号を伝送できるコア３２と、コア３２を取り囲むクラッディング３４からなることができる。

コア３２は、ポリマー材質または光繊維材質からなることができる。単に、本実施例では軟性に優れ、光電変換素子５１，５２との接続構造を小型にするのに有利なポリマー材質のコア３２を提示し、一例として、ポリイミド（polyimide、ＰＩ）を提示する。このようなコア３２の両端部には、光信号が屈折するように反射面３６を形成することができる。

クラッディング３４は、コア３２を取り囲んで光信号が効率的に伝送されるようにする手段である。このようなクラッディング３４もコア３２と同じく軟性に優れたポリマー材質からなることができる。単に、効率的な光信号の伝達のためにクラッディング３４の屈折率はコア３２の屈折率より低く設計されてもよい。このために、コア３２の材質と同じポリマーに屈折率を調節することができる添加剤を入れる方法を用いることができる。勿論、コア３２とクラッディング３４とを別途の材質から形成することもできる。

一方、本実施例ではコア３２とクラッディング３４とを備える軟性光配線基板３０を提示したが、これだけではなく、軟性光配線基板３０を構成するために光繊維を用いることもできることは明らかである。

軟性電気配線基板４０は、屈曲性に優れたポリイミドのような軟性材質の絶縁体４１と、このような絶縁体４１の一面に形成される所定の回路パターン４２などとを含むことができる。軟性電気配線基板４０に形成された回路パターン４２は、ソルダレジスト（solder resist）４４及びカバーレイ４６によりカバーされて保護されることになる。

図２に示すように、軟性電気配線基板４０に形成された回路パターン４２のうちの一部は、光電変換素子５１，５２を実装するためのパッド４８として機能することができる。このようなパッド４８により、光電変換素子５１，５２と回路パターン４２とは互いに電気的に接続できるようになる。

また、光電変換素子５１，５２からコア３２への光信号の経路を確保するために、第１基板部１０と第２基板部２０とには、それぞれホール１２，２２を形成することができる。第１基板部１０と第２基板部２０とが透明な材質からなった場合には、このようなホール１２，２２は省略可能である。

一方、図２に示すように、軟性光配線基板３０と軟性電気配線基板４０とは、互いに離隔して配置されることができる。第１基板部１０及び第２基板部２０などを用いて軟性光配線基板３０と軟性電気配線基板４０とを互いに離隔させることにより、軟性光配線基板３０と軟性電気配線基板４０との間の干渉を減らせるようになり、より高い屈曲性を確保することができる。

光電変換素子５１，５２は、電気信号を光信号に変換するか、光信号を電気信号に変換する機能をすることができる。このような光電変換素子５１，５２及び軟性光配線基板３０を通して、第１基板部１０と第２基板部２０との間の高速の信号伝逹が具現可能となる。

以上で説明した本実施例によれば、硬性を有する第１基板部１０及び第２基板部２０と、軟性を有する軟性光配線基板３０及び軟性電気配線基板４０とが別途のコネクタなしで一体型に形成された印刷回路基板を提供することができる。このような印刷回路基板は、コネクタに関する製造工程を省略できるので製造工程を簡略化することができ、電気的接続の信頼性も向上することができる。

また、軟性光配線基板３０と軟性電気配線基板４０とを互いに離隔させることにより、より高い屈曲性を確保することができる。

次に、本発明の第２実施例に係る印刷回路基板について説明する。図３は、本発明の第２実施例に係る印刷回路基板を示す断面図であり、図４は、図３の軟性光配線基板を示す断面図である。図３及び図４を参照すると、第１基板部１０、ホール１２，２２、ビア１４、第２基板部２０、軟性光配線基板３０、コア３２、クラッディング３４、回路パターン３８，４２、軟性電気配線基板４０，４０'、絶縁層４１、ソルダレジスト４４、カバーレイ４６、パッド４８、光電変換素子５１，５２が示されている。

前述した第１実施例と重複して提示される構成要素の具体的な説明は省略し、以下では、その相違点を主として説明する。

本実施例に係る印刷回路基板は、軟性電気配線基板４０，４０'が複数形成され、軟性光配線基板３０の一側が第１基板部１０の中間部分に挿入された形で積層され、他側は第２基板部２０の中間部分に挿入された形で積層される構造を有する。

すなわち、第１基板部１０と第２基板部２０とがそれぞれ多層回路基板である場合、軟性光配線基板３０は第１基板部１０と第２基板部２０との中間部分に挿入された形で積層されることになり、第１基板部１０及び第２基板部２０の最上層と最下層とには軟性電気配線基板４０，４０'がそれぞれ積層されることになる。

この時、第１基板部１０の各層はビア１４を通して互いに電気的に接続できるようになり、これは第２基板部２０においても同様である。

一方、本実施例に係る印刷回路基板によれば、図４に示すように、軟性光配線基板３０を構成するクラッディング３４に電気的信号を伝送する回路パターン３８が形成されることができる。すなわち、軟性電気配線基板４０，４０'に形成される回路パターン４２とは別に、軟性光配線基板３０にも回路パターン３８を形成して信号の経路をより多様にすることができる。図４には、クラッディング３４にコア３２と回路パターン３８とが共に埋め込まれている構造が示されている。

このように軟性光配線基板３０に回路パターン３８が埋め込まれる構造を、本実施例だけではなく、前述した第１実施例にも適用できることは勿論である。

次に、本発明の第３実施例に係る印刷回路基板について説明する。図５は、本発明の第３実施例に係る印刷回路基板を示す断面図であり、図６は、図５の軟性光配線基板を示す断面図である。図５及び図６を参照すると、第１基板部１０、ビア１４、第２基板部２０、軟性光配線基板３０'、コア３２、クラッディング３４、パッド３５、ソルダレジスト３７，４４、回路パターン３８，４２、カバーレイ３９，４６、軟性電気配線基板４０'、絶縁層４１、光電変換素子５１，５２が示されている。

前述した第１実施例及び第２実施例と重複して提示される構成要素の具体的な説明は省略し、以下では、その相違点を主として説明する。

本実施例に係る印刷回路基板には、軟性光配線基板３０'にパッド３５と回路パターン３８とが埋め込まれ、軟性光配線基板３０'は第１基板部１０と第２基板部２０との最外層に積層されて、光電変換素子５１，５２が軟性光配線基板３０'に直接実装される構造を有する。

光電変換素子５１，５２からコア３２への距離が長いほど光信号の経路が長くなるため、光信号の損失及び混線による誤差が発生する可能性が高くなる。このような点を考慮して本実施例では、軟性光配線基板３０'に回路パターン３８とパッド３５とを形成し、光電変換素子５１，５２を軟性光配線基板３０'に直接実装する構造を提示した。この時、光信号が光電変換素子５１，５２とコア３２との間で円滑に伝送されるように、クラッディング３４は透明な材質からなることができる。

光電変換素子５１，５２の実装のために、回路パターン３８の一部、例えば、パッド３５の一面がクラッディング３４の表面に露出されてもよい。このように、パッド３５の一部を表面に露出させることにより、光電変換素子５１，５２はパッド３５と容易に接続することができる。図６には、クラッディング３４にコア３２と回路パターン３８とが共に埋め込まれており、回路パターン３８の一面がクラッディング３４の表面に露出されている構造が示されている。

このように、軟性光配線基板３０'に回路パターン３８が埋め込まれるが、その一部がクラッディング３４の表面に露出する構造は、本実施例だけではなく、前述した第１実施例にも適用できることは勿論である。

次に、本発明の第４実施例に係る印刷回路基板について説明する。図７は、本発明の第４実施例に係る印刷回路基板を示す断面図である。図７を参照すると、第１基板部１０、回路パターン１６、２６、３８、第２基板部２０、軟性光配線基板３０'、コア３２、クラッディング３４、パッド３５、ソルダレジスト３７、カバーレイ３９、光電変換素子５１，５２が示されている。

前述した実施例と重複して提示される構成要素の具体的な説明は省略し、以下では、相違点を主として説明する。

本実施例に係る印刷回路基板は、別途の軟性電気配線基板を備えなく、軟性光配線基板３０'にパッド３５と回路パターン３８とが形成され、光電変換素子５１，５２が軟性光配線基板３０'に直接実装される構造を有する。

光電変換素子５１，５２を容易に実装するために、軟性光配線基板３０'は第１基板部１０及び第２基板部２０の最外層に積層されることができる。

このような構造から、電気信号を伝送するための別途の電気配線基板を備える必要がないので、製造費用を節減することができ、印刷回路基板の厚みも減らせるようになるので、小型化、高密度化を具現することができる。

また、第３実施例で説明したように、光電変換素子５１，５２を軟性光配線基板３０'に直接実装することにより、光電変換素子５１，５２からコア３２への距離を最小化して、光信号の損失と混線とからの誤差を減らすことができる。

前記では本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載した本発明の思想及び領域から脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更することができることを理解できよう。

前述した実施例以外の多くの実施例が本発明の特許請求の範囲内に存在する。

従来技術に係る印刷回路基板を示す断面図である。 本発明の第１実施例に係る印刷回路基板を示す断面図である。 本発明の第２実施例に係る印刷回路基板を示す断面図である。 図３の軟性光配線基板を示す断面図である。 本発明の第３実施例に係る印刷回路基板を示す断面図である。 図５の軟性光配線基板を示す断面図である。 本発明の第４実施例に係る印刷回路基板を示す断面図である。

符号の説明

１０ 第１基板部
１２，２２ ホール
１４ ビア
２０ 第２基板部
３０，３０' 軟性光配線基板
３２ コア
３４ クラッディング
３５，４８ パッド
３６ 反射面
３７，４４ ソルダレジスト
３９，４６ カバーレイ
４０，４０' 軟性電気配線基板
４１ 絶縁層
４２ 回路パターン
５１，５２ 光電変換素子

Claims (5)

1. 互いに離隔して配置される第１基板部及び第２基板部と、
   一側は前記第１基板部に積層され、他側は前記第２基板部に積層されて光信号を伝送する軟性光配線基板と、を備え、
   前記軟性光配線基板は、
   前記光信号が移動するコア（core）、前記コアを取り囲むクラッディング（cladding）、及び前記クラッディングに埋め込まれて電気的信号を伝送する回路パターンを備えることを特徴とする印刷回路基板。
2. 前記軟性光配線基板が、前記第１基板部の最外郭に積層されることを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板。
3. 前記回路パターンの一部が、前記クラッディングの表面に露出することを特徴とする請求項２に記載の印刷回路基板。
4. 前記軟性光配線基板に実装される光電変換素子をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の印刷回路基板。
5. 前記クラッディングが、透明な材質からなることを特徴とする請求項４に記載の印刷回路基板。