KR101180597B1 - 광 전송 모듈, 전자 기기 및 광 전송 모듈의 제조 방법 - Google Patents

광 전송 모듈, 전자 기기 및 광 전송 모듈의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 과제는, 저비용이고, 또한 좁은 공간이라도 탑재 가능한 광 전송 모듈을 실현하는 것이다.
본 발명의 광 전송 모듈(1)은, 광 배선(4)에 의해 전송되는 광 신호를 전기 신호로 변환하는 광 수신 처리부(3)와, 전기 신호를 전송하는 전기 배선(5)을 구비한 수신측 기판부(35)와, 광 수신 처리부(3) 및 수신측 기판부(35)에 전기 신호를 공급하는 수신측 커넥터부(36)를 구비하고 있다. 그리고 광 수신 처리부(3) 및 수신측 커넥터부(36)가, 수신측 기판부(35)에 있어서의 동일한 기판면에 탑재되어 있고, 수신측 기판부(35)는, 그 법선 방향에 있어서 기판면이 서로 배향하도록 절곡된 절곡부(35X)를 갖고 있다.

Description

광 전송 모듈, 전자 기기 및 광 전송 모듈의 제조 방법 {OPTICAL TRANSMISSION MODULE, ELECTRONIC DEVICE, AND METHOD OF MANUFACTURING OPTICAL TRANSMISSION MODULE}
본 발명은 광 전송 모듈, 전자 기기 및 광 전송 모듈의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 휴대 전화기의 LCD(Liquid Crystal Display)의 고정세화에 수반하여, LCD와 어플리케이션 프로세서 사이의 데이터의 전송 속도의 고속화가 요구되고 있다. 또한, 휴대 전화기의 박형화 및 탑재 기능의 증가가 진행됨에 따라, 배선 및 접속부(커넥터)의 저배화(低背化)?공간 절약화가 요구되고 있다. 이러한 배경으로부터, 대용량의 데이터 전송을 1개의 광 배선으로 실현하는 것이 가능한 광 배선이 검토되고 있고, 회로 기판 사이를 광 신호 및 전기 신호를 사용하여 데이터 전송을 행하는 광 전기 혼합 모듈의 개발이 진행되고 있다.
도 21은 종래의 광 전송 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 21에 도시되는 바와 같이, 종래의 광 전송 모듈에 있어서는, 복수의 배선층이 형성된 다층 FPC 기판 부분의 양면에 각각, 광 수신 처리부(3) 및 수신측 커넥터부(36)가 탑재되어 있다.
또한, 도 21에 도시된 구성 외에, 예를 들어 특허 문헌 1에는, 배선층이 1층 형성된 편면 FPC의 동일면에 광 회로부 및 전기 회로부(단자부)가 설치되고, 광 회로부와 전기 회로부가 전기적으로 분리된 구성이 기재되어 있다.
일본 특허 출원 공개 제2008-159766호 공보(2008년 7월 10일 공개)
그러나 종래의 광 전송 모듈에는, 이하의 문제가 발생한다.
즉, 특허 문헌 1에 기재된 광 전송 모듈에서는, 편면 FPC의 동일면에 광 회로부 및 전기 회로부가 형성되어 있으므로, 배선의 인출 및 광 회로부와 전기 회로부의 충분한 아이솔레이션(전기적 분리)의 확보를 위해, 전자 기기에의 광 전송 모듈의 탑재부가 대형화된다고 하는 문제가 있다.
또한, 도 21에 도시된 종래의 광 전송 모듈에서는, 다층 FPC 기판 부분의 양면에 각각, 광 수신 처리부(3) 및 수신측 커넥터부(36)가 탑재되어 있으므로, 광 전송 모듈의 탑재부의 소형화를 실현할 수 있다. 그러나 전기 회로부[수신측 커넥터부(36)]와 광 회로부[광 수신 처리부(3)]가 근접하므로, 크로스 토크가 발생하고, 파형 열화에 의해 고속 전송 특성이 제한된다. 또한, 광 수신 처리부(3) 및 수신측 커넥터부(36)의 탑재에 사용하는 다층 FPC는 고가이므로, 비용이 높아진다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은, 저비용이고, 또한 좁은 공간이라도 탑재 가능한 광 전송 모듈, 전자 기기 및 광 전송 모듈의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 광 전송 모듈은, 상기한 과제를 해결하기 위해, 광 배선에 의해 전송되는 광 신호를 전기 신호로 변환하는 수신 모듈부, 혹은 전기 신호를 광 신호로 변환하여 광 배선에 전송하는 송신 모듈부 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 광 모듈부와, 전기 신호를 전송하는 전기 배선을 구비한 회로 기판과, 상기 광 모듈부 및 상기 회로 기판에 전기 신호를 공급하는 외부 접속 단자를 갖는 접속부를 구비하고, 상기 광 모듈부 및 상기 접속부가, 상기 회로 기판에 있어서의 동일한 기판면에 탑재된 광 전송 모듈이며, 상기 회로 기판은, 그 법선 방향에 있어서 상기 기판면이 서로 배향하도록 절곡된 절곡부를 갖고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 구성에 따르면, 상기 회로 기판은, 상기 절곡부에 의해 법선 방향에 있어서 기판면이 서로 배향하도록 절곡된다. 본 발명의 광 전송 모듈은, 상기 절곡부에 의해 회로 기판이 절곡된 상태로 전자 기기에 탑재된다.
그러므로, 상기한 구성에 따르면, 회로 기판으로서 배선층이 1층 형성된 편면 FPC를 사용한 경우라도, 배선의 인출에 의한 광 전송 모듈의 탑재 부분의 대형화를 회피할 수 있다. 또한, 회로 기판으로서 배선층이 1층 형성된 기판을 사용할 수 있어, 저비용을 실현할 수 있다.
이상과 같이, 상기한 구성에 따르면, 저비용이고, 또한 좁은 공간이라도 탑재 가능한 광 전송 모듈을 실현할 수 있다.
본 발명의 광 전송 모듈에서는, 상기 절곡부는, 상기 광 모듈부와 상기 접속부 사이에 설치되어 있고, 상기 광 모듈부 및 상기 접속부는, 상기 절곡부에 의한 절곡에 의해, 상기 회로 기판의 법선 방향으로 배치되어 있어도 좋다.
상기한 구성에 따르면, 상기 절곡부에 의한 절곡에 의해, 상기 회로 기판의 법선 방향에 배치되어 있으므로, 광 전송 모듈의 실장 부분을 공간 절약화할 수 있다. 또한, 회로 기판으로서 편면 FPC를 사용해도, 절곡부에 의한 절곡에 의해 실질적으로 상기 광 모듈부 및 상기 접속부의 양면 실장이 가능해진다. 그러므로, 상기한 구성에 따르면, 배선층이 복수 형성된 다층 FPC에서 상기 광 모듈부 및 상기 접속부가 양면 실장된 경우와 비교하여, 저비용을 실현할 수 있다.
본 발명의 광 전송 모듈에서는, 상기 기판면의 이면에 의해 형성된 간극 부분에, 상기 광 모듈부와 상기 접속부 사이의 전기적 결합을 저감하는, 판 형상의 보강부가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 광 모듈부 및 접속부를 보강할 수 있다.
본 발명의 광 전송 모듈에서는, 상기 보강부는, 상기 법선 방향으로 적층된 적층 구조를 갖고, 상기 적층 구조는 적어도 1개의 금속층을 구비하고 있는 것이 바람직하다.
상기한 구성에 따르면, 상기 보강부는, 상기 법선 방향으로 적층된 적층 구조를 갖고, 상기 적층 구조는, 적어도 1개의 금속층을 구비하고 있으므로, 접속부에서 발생하는 방사 노이즈(EMI)의 광에 줄부에의 영향을 저감할 수 있어, 광 모듈부와 접속부 사이의 전자 간섭을 방지할 수 있다.
본 발명의 광 전송 모듈에서는, 상기 금속층 중, 가장 광 모듈부측에 설치된 제1 금속층은 접지되어 있지 않은 것이 바람직하다.
상기한 구성으로 함으로써, 광 모듈부 내의 광 소자와 IC 사이를 접속하는 광 소자 배선과 GND 사이에 큰 용량 결합이 발생하는 것을 회피할 수 있어, 전송 신호의 고속화를 실현할 수 있다.
본 발명의 광 전송 모듈에서는, 상기 금속층 중, 가장 접속부측에 설치된 제2 금속층은 접지되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 상기 접속부로부터의 EMI에 대한 실드 효과를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 광 전송 모듈에서는, 상기 보강부는, 유전체로 이루어지는 유전체층과, 상기 유전체층을 끼움 지지하는 금속으로 이루어지는 2개의 금속층이 상기 법선 방향으로 적층된 3층 구조이고, 가장 광 모듈부측에 설치된 제1 금속층이 접지되어 있지 않은 한편, 가장 상기 접속부측에 설치된 제2 금속층은 접지되어 있는 것이 바람직하다.
상기한 구성에 따르면, 상기 보강부는, 유전체로 이루어지는 유전체층과, 상기 유전체층을 끼움 지지하는 금속으로 이루어지는 2개의 금속층이 상기 법선 방향으로 적층된 3층 구조이므로, 광 모듈부 내의 광 소자 배선과 제1 금속층 사이의 정전 용량과, 제1 금속층과 제2 금속층 사이의 정전 용량의 직렬 결합이 형성된다. 그로 인해, 가장 광 모듈부측에 설치된 제1 금속층이 접지되어 있지 않은 경우라도 기생 용량이 발생한다.
상기한 구성에 따르면, 제2 금속층이 접지되어 있는 동시에, 제1 및 제2 금속층 사이에 유전체층이 설치되어 있으므로, 유전체층의 치수, 재료 등을 설정함으로써 용이하게 직렬 결합에 기인하는 상기 기생 용량을 저감시킬 수 있다. 또한 이 효과에 더하여, 커넥터부로부터의 방사 노이즈와의 크로스 토크를 저감시킬 수 있어, 광 배선 모듈의 고속 전송 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 광 전송 모듈에서는, 상기 유전체층은 비유전율이 1 내지 2인 유전체 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 광 전송 모듈에서는, 상기 광 모듈부는, 상기 광 배선을 전송하는 광 신호를 수광하거나, 혹은 상기 광 배선으로 광 신호를 발광하는 광 소자와, 상기 광 소자에 의해 수광한 광 신호를 증폭하거나, 혹은 상기 광 배선으로의 광 신호의 발광을 구동하는 제어부와, 상기 광 소자와 상기 제어부를 접속하는 광 소자 배선을 구비하고, 상기 제1 및 제2 금속층의 상기 법선 방향의 거리는, 상기 제1 금속층과 상기 광 소자 배선의 상기 법선 방향의 거리보다도 길게 되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 광 전송 모듈에서는, 상기 법선 방향으로부터 본, 상기 제1 및 제2 금속층의 중복 부분은, 상기 제1 및 제2 금속층 중 면적이 작은 쪽의 금속층보다도 면적이 작게 되어 있는 것이 바람직하다.
상기한 구성과 같이, 유전체층의 재료, 상기 제1 및 제2 금속층의 상기 법선 방향의 거리 및 상기 제1 및 제2 금속층의 중복 부분의 면적을 설정함으로써, 용이하게 정전 용량의 직렬 결합에 기인하는 상기 기생 용량을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 광 전송 모듈에서는, 상기 회로 기판은 그 표면에 접지된 실드층을 구비하고, 상기 제2 금속층은 상기 실드층과 도통(導通)되어 있는 것이 바람직하다.
상기한 구성에 따르면, 상기 회로 기판의 표면에 접지된 실드층과 상기 제2 금속층을 도통하고 있는 구성에 의해, 제2 금속층의 접지를 실현하고 있다. 그러므로, 예를 들어 회로 기판으로서 편면 FPC를 사용한 경우에 적절하게 적용할 수 있다.
또한, 상기 회로 기판에 있어서의 동일한 기판면에 있어서, 상기 접속부는 상기 광 모듈부에 있어서의 전기 배선과 반대측에 배치되어 있어도 좋다.
이에 의해, 광 모듈부에 광 배선을 실장한 후, 절곡부에 의해 회로 기판을 절곡하여 광 전송 모듈을 조립할 수 있어, 용이하게 광 전송 모듈을 제조할 수 있다.
또한, 상기 회로 기판에 있어서의 동일한 기판면에 있어서, 상기 광 모듈부는 상기 접속부에 있어서의 전기 배선과 반대측에 배치되어 있어도 좋다.
이에 의해, 접속부와 전기 배선 사이에 광 모듈부가 개재되지 않는 구성으로 된다. 그러므로, 상기한 구성에 따르면, 접속부와의 접속을 위해 전기 배선을, 광 모듈부를 피해 인출할 필요가 없어, 회로 기판에 있어서의 광 모듈부 및 접속부의 탑재 부분을 소형화할 수 있다.
본 발명의 광 전송 모듈에서는, 상기 회로 기판에 있어서의 동일한 기판면에 있어서 상기 절곡부는, 상기 접속부에 있어서의 상기 광 모듈부와 반대측에 설치되어 있어도 좋다.
상기한 구성에 따르면, 절곡부에 의한 절곡된 상태에 있어서, 상기 접속부 및 상기 광 모듈부가 법선 방향으로 배열되지 않고, 기판면을 따른 방향으로 배열된다. 그러므로, 상기한 구성에 따르면, 광 전송 모듈의 법선 방향의 높이를 작게 하여, 모듈 전체의 저배화를 실현할 수 있다.
본 발명의 전자 기기는, 상기한 과제를 해결하기 위해, 상술한 광 전송 모듈을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 구성에 따르면, 저비용이고, 또한 좁은 공간이라도 광 전송 모듈의 탑재가 가능한 전자 기기를 실현할 수 있다.
본 발명의 광 전송 모듈의 제조 방법은, 상기한 과제를 해결하기 위해, 광 배선에 의해 전송되는 광 신호를 전기 신호로 변환하는 수신 모듈부, 혹은 전기 신호를 광 신호로 변환하여 광 배선에 전송하는 송신 모듈부 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 광 모듈부와, 전기 신호를 전송하는 전기 배선을 구비한 회로 기판과, 상기 광 모듈부 및 상기 회로 기판에 전기 신호를 공급하는 외부 접속 단자를 갖는 접속부를 구비하고, 상기 회로 기판에 있어서의 동일한 기판면에, 상기 광 모듈부 및 상기 접속부가 탑재된 광 전송 모듈의 제조 방법이며, 상기 광 모듈부에 상기 광 배선을 실장하는 실장 단계와, 상기 회로 기판의 법선 방향에서 상기 기판면이 서로 배향하도록, 상기 회로 기판을 절곡하는 절곡 단계를 조합하여 광 전송 모듈을 조립하는 조립 공정을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기한 구성에 따르면, 조립 공정에서, 상기 광 모듈부에 상기 광 배선을 실장하는 실장 단계와, 상기 회로 기판의 법선 방향에서 상기 기판면이 서로 배향하도록, 상기 회로 기판을 절곡하는 절곡 단계를 조합하여 광 전송 모듈을 조립하므로, 저비용이고, 또한 좁은 공간이라도 탑재 가능한 광 전송 모듈의 제조 방법을 실현할 수 있다.
본 발명의 광 전송 모듈의 제조 방법은, 상기 조립 공정에서는, 상기 절곡 단계 후에 있어서의 상기 회로 기판이 절곡된 상태에서 상기 실장 단계를 행해도 좋다. 이 제조 방법은, 특히 상기 절곡부가 상기 광 모듈부와 상기 접속부 사이에 설치되고, 또한 상기 회로 기판에 있어서의 동일한 기판면에 있어서, 상기 광 모듈부가 상기 접속부에 있어서의 전기 배선과 반대측에 배치된 광 전송 모듈의 제조 방법에 적합하다.
또한, 본 발명의 광 전송 모듈의 제조 방법은, 상기 조립 공정에서는, 상기 실장 단계 후에 있어서의 광 배선이 광 모듈부에 실장된 상태에서 상기 절곡 단계를 행해도 좋다. 이 제조 방법은, 특히 상기 절곡부가 상기 광 모듈부와 상기 접속부 사이에 설치되고, 또한 상기 회로 기판에 있어서의 동일한 기판면에 있어서, 상기 접속부가 상기 광 모듈부에 있어서의 전기 배선과 반대측에 배치된 광 전송 모듈의 제조 방법에 적합하다.
본 발명의 광 전송 모듈은, 이상과 같이, 상기 회로 기판은 그 법선 방향에 있어서 상기 기판면이 서로 배향하도록 절곡된 절곡부를 갖고 있는 구성이다.
본 발명의 전자 기기는, 상기 광 전송 모듈을 구비한 구성이다.
본 발명의 광 전송 모듈의 제조 방법은, 이상과 같이, 상기 광 모듈부에 상기 광 배선을 실장하는 실장 단계와, 상기 회로 기판의 법선 방향에서 상기 기판면이 서로 배향하도록, 상기 회로 기판을 절곡하는 절곡 단계를 조합하여 광 전송 모듈을 조립하는 조립 공정을 포함하는 구성이다.
그러므로, 저비용이고, 또한 좁은 공간이라도 탑재 가능한 광 전송 모듈을 실현할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태의 광 전송 모듈의 개략 구성을 도시하는 것으로, (a)는 상면도, (b)는 하면도, (c)는 절곡부에 의해 절곡된 상태에 있어서의, 광 수신 처리부 근방의 구성을 개략적으로 도시한 단면도.
도 2의 (a)는 본 실시 형태의 광 전송 모듈을 내장한 폴더식 휴대 전화기의 외관을 도시하는 사시도, (b)는 (a)에 있어서의 힌지부(파선으로 둘러싸인 부분)의 투시 평면도.
도 3의 (a)는 본 실시 형태에 관한 휴대 전화기에 있어서의, 광 전송 모듈의 적용 부분을 도시하는 블록도, (b)는 본 실시 형태에 관한 휴대 전화기에 있어서의, 광 전송 모듈의 개략 구성을 도시하는 블록도.
도 4의 (a)는 광 배선의 측면도, (b)는 광 배선에 있어서의 광 전송의 상태를 모식적으로 도시한 사시도.
도 5는 전기 배선이 FPC로 구성되어 있는 경우의 광 전송 모듈의 개략 구성을 도시하는 사시도.
도 6의 (a) 내지 (h)는 각각, 광 전송 모듈에 적용할 수 있는 보강부의 구성예를 도시한 단면도.
도 7은 광 모듈부 내의 광 소자 배선과 근접하는 GND(접지된 금속층) 사이에 발생하는 기생 용량을 설명하기 위한 모식도.
도 8의 (a) 내지 (e)는 각각, 보강부의 적층 구조에 있어서의 금속층의 전기적인 형태의 구체예를 도시한 단면도.
도 9는 도 8의 (b)에 도시된 적층 구조를 적용하였을 때의 회로도를 도시하는 도면.
도 10은 회로 기판의 이면에 의해 형성되는 간극 부분에 설치된 2개의 보강판끼리의 위치 관계를 도시하는 것으로, (a)는 2개의 보강판의 중복 부분의 면적이, 2개의 보강판의 면적 중 면적이 작은 쪽의 보강판보다도 작게 되어 있는 구성예를 도시하는 상면도, (b)는 광 수신 처리부측의 보강판의 면적이 수신측 커넥터부측의 보강판의 면적보다도 작게 되어 있는 구성예를 도시하는 상면도.
도 11은 편면 FPC의 개략 구성을 도시한 단면도.
도 12의 (a)는 보강판이 실드 필름을 통해 접지한 경우의, 광 수신 처리부 근방의 구성을 도시한 단면도, (b) 및 (c)는 보강판과 실드 필름이 도통된 구성을 도시하는 단면도.
도 13은 도 1의 (a) 내지 (c)에 도시된 광 전송 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 상면도.
도 14는 제1 변형예로서의 광 전송 모듈(1)의 구성을 도시하는 상면도.
도 15는 절곡부에 의해 절곡된 상태에서의, 제1 변형예의 광 전송 모듈의 광 수신 처리부 근방의 구성을 도시하는 단면도.
도 16의 (a) 내지 (c)는, 이 제2 변형예로서의 광 전송 모듈의 광 수신 처리부(3) 근방의 구성을 도시하는 단면도.
도 17은 제3 변형예로서의 광 전송 모듈의 구성을 도시하는 것으로, (a)는 상면도, (b)는 절곡부에 의해 절곡된 상태를 도시하는 단면도.
도 18은 제4 변형예로서의 광 전송 모듈의 구성을 도시하는 것으로, (a)는 상면도, (b)는 절곡부에 의해 절곡된 상태에서 FPC 커넥터에 접속된 구성예를 도시하는 측면도, (c)는 절곡부에 의해 절곡된 상태에서 ACF 접속한 구성예를 도시하는 측면도.
도 19의 (a)는 본 실시 형태에 관한 광 전송 모듈을 구비한 인쇄 장치의 외관을 도시하는 사시도, (b)는 (a)에 도시한 인쇄 장치의 주요부를 도시하는 블록도, (c) 및 (d)는 인쇄 장치에 있어서 프린터 헤드가 이동(구동)한 경우의, 광 전송로의 만곡 상태를 도시하는 사시도.
도 20은 본 실시 형태에 관한 광 전송 모듈을 구비한 하드디스크 기록 재생 장치의 외관을 도시하는 사시도.
도 21은 종래의 광 전송 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 단면도.
본 발명의 일 실시 형태에 대해 도 1에 기초하여 설명하면 이하와 같다.
즉, 본 실시 형태에서는, 조작 키를 구비하는 본체부와, 표시 화면을 구비하는 덮개부와, 상기 본체부에 상기 덮개부를 회전 가능하게 접속하는 힌지부로 이루어지는 폴더식 휴대 전화기에 있어서, 상기 본체부 및 상기 덮개부 사이에서의 정보(데이터) 전송을 상기 힌지부 내에 설치된 광 전송 모듈을 통해 행하는 구성을 예로 들어 설명한다.
도 2의 (a)는 본 실시 형태의 광 전송 모듈(1)을 내장한 폴더식 휴대 전화기(40)의 외관을 도시하는 사시도이다. 도 2의 (b)는, 도 2의 (a)에 있어서의 힌지부(41)(파선으로 둘러싸인 부분)의 투시 평면도이다.
도 1 및 도 2의 (a)?(b)에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 폴더식 휴대 전화기(40)[이하, 단순히 휴대 전화기(40)라 나타냄]는, 본체부(42)와, 본체부(42)의 일단부에 설치된 힌지부(41)와, 힌지부(41)를 축으로 하여 회전 가능하게 설치된 덮개부(43)로 구성되어 있다.
본체부(42)는 휴대 전화기(40)를 조작하기 위한 조작 키(44)를 구비하는 동시에, 그 내부에 주 제어 기판(20)을 구비하고 있다. 덮개부(43)는 외부에 표시 화면(45) 및 카메라(도시하지 않음)를 구비하는 동시에, 내부에 어플리케이션 회로 기판(30)을 구비하고 있다. 드라이버(39) 등이 탑재되어 있다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 휴대 전화기(40)에 있어서, 주 제어 기판(20)과 어플리케이션 회로 기판 사이의 정보(데이터) 전송은, 광 전송 모듈(1)을 통해 행해진다.
(광 전송 모듈의 구성)
다음에, 도 3의 (a) 및 (b)를 참조하여 상기 광 전송 모듈(1)의 구성에 대해 설명한다. 도 3의 (a)는 본 실시 형태에 관한 휴대 전화기(40)에 있어서의, 광 전송 모듈(1)의 적용 부분을 도시하는 블록도이고, 도 3의 (b)는 본 실시 형태에 관한 휴대 전화기(40)에 있어서의, 광 전송 모듈(1)의 개략 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 광 전송 모듈(1)은 CPU(29)를 탑재하는 주 제어 기판(20)에 접속되는 광 송신 처리부(송신 모듈부, 광 모듈부)(2)와, LCD 드라이버(39) 등의 어플리케이션 회로를 탑재하는 어플리케이션 회로 기판(30)에 접속되는 광 수신 처리부(수신 모듈부, 광 모듈부)(3)와, 광 송신 처리부(2) 및 광 수신 처리부(3)끼리를 접속하는 광 배선(4)과 전기 배선(5)을 구비하여 이루어지는 구성이다.
상기 광 배선(4)은, 발광부(23)로부터 출사되는 데이터 신호로서의 광 신호를 수광부(31)까지 전송하는 매체이다. 광 배선(4)의 상세에 대해서는 후술한다. 전기 배선(5)은 주 제어 기판(20)과 어플리케이션 회로 기판(30) 사이의 저속 신호 및 전원을 전송한다.
도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이 광 송신 처리부(2)는, 인터페이스 회로(이하, I/F 회로라 기재함)(21), 발광 구동부(광 변환기)(22) 및 발광부(23)를 구비하여 이루어지는 구성이다.
상기 I/F 회로(21)는, 외부로부터 고속의 데이터 신호를 수신하기 위한 회로이다. 이 I/F 회로(21)는, 외부로부터 광 전송 모듈(1) 내에 입력되는 전기 신호의 전기 배선과 발광 구동부(22) 사이에 설치되어 있다.
상기 발광 구동부(22)는, I/F 회로(21)를 통해 외부로부터 광 전송 모듈(1) 내에 입력된 전기 신호에 기초하여 발광부(23)의 발광을 구동하는 것이다. 이 발광 구동부(22)는, 예를 들어 발광 구동용 IC(Integrated Circuit)에 의해 구성할 수 있다. 또한 I/F 회로부(21) 및 발광 구동부(22)는 IC로 구성되어 있어도 좋다.
발광부(23)는 발광 구동부(22)에 의한 구동 제어에 기초하여 발광하는 것이다. 이 발광부(23)는, 예를 들어 VCSEL(Vertical Cavity-Surface Emitting Laser) 등의 발광 소자에 의해 구성할 수 있다. 이 발광부(23)로부터 발해진 광은, 광 신호로서 광 배선(4)의 광 입사측 단부에 조사된다.
이와 같이, 광 송신 처리부(2)는, 상기 광 송신 처리부(2)에 입력되는 전기 신호를, 상기 전기 신호에 따른 광 신호로 변환하여, 광 배선(4)에 출력한다.
다음에, 광 수신 처리부(3)는, 수광부(31), 검출 회로(32), 증폭부(앰프)(33) 및 I/F 회로(34)를 구비하여 이루어지는 구성이다.
상기 수광부(31)는, 광 배선(4)의 광 출사측 단부로부터 출사된 광 신호로서의 광을 수광하고, 광전 변환에 의해 전기 신호를 출력하는 것이다. 이 수광부(31)는, 예를 들어 PD(Photo-Diode) 등의 수광 소자에 의해 구성할 수 있다. 또한, 검출 회로(32)는 수광부(31)가 광 신호를 수신하였는지 여부를 판단한다.
증폭부(33)는, 수광부(31)?검출 회로(32)로부터 출력된 전기 신호를 원하는 값으로 증폭하여 외부로 출력하는 것이다. 이 증폭부(33)는, 예를 들어 증폭용 IC에 의해 구성할 수 있다.
I/F 회로(34)는, 증폭부(33)에 의해 증폭된 전기 신호를 광 전송 모듈(1)의 외부로 출력하기 위한 회로이다. I/F 회로(34)는, 외부로 전기 신호를 전송하는 전기 배선과 접속되어 있고, 증폭부(32)와 이 전기 배선 사이에 설치된다. 또한, 검출 회로, 증폭 회로 및 I/F 회로는 IC에 의해 구성되어 있어도 좋다.
이와 같이, 광 수신 처리부(3)는 광 배선(4)을 통해 광 송신 처리부(2)로부터 출력되는 광 신호를 수신하여, 상기 광 신호에 따른 전기 신호로 변환한 후, 원하는 신호값으로 증폭하여 외부로 출력할 수 있다.
(광 배선의 구성)
다음에, 광 배선(4)의 상세에 대해 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)를 사용하여 설명한다. 도 4의 (a)는 광 배선(4)의 측면도를 도시하고 있다. 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 광 배선(4)은 광 전송 방향을 축으로 하는 기둥 형상의 코어부(4α)와, 코어부(4α)의 주위를 둘러싸도록 설치된 클래드부(4β)를 구비한 구성으로 되어 있다. 코어부(4α) 및 클래드부(4β)는 투광성을 갖는 재료에 의해 구성되어 있는 동시에, 코어부(4α)의 굴절률은 클래드부(4β)의 굴절률보다도 높게 되어 있다. 이에 의해, 코어부(4α)에 입사한 광 신호는, 코어부(4α) 내부에서 전반사를 반복함으로써 광 전송 방향으로 전송된다.
코어부(4α) 및 클래드부(4β)를 구성하는 재료로서는, 글래스나 플라스틱 등을 사용하는 것이 가능하지만, 충분한 가요성을 갖는 광 배선(4)을 구성하기 위해서는, 아크릴계, 에폭시계, 우레탄계 및 실리콘계 등의 수지 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 클래드부(4β)를 공기 등의 기체로 구성해도 좋다. 또한, 클래드부(4β)를 코어부(4α)보다도 굴절률이 작은 액체의 분위기하에 있어서 사용해도 동일한 효과가 얻어진다.
다음에, 광 배선(4)에 의한 광 전송의 구조에 대해 도 4의 (b)를 사용하여 설명한다. 도 4의 (b)는 광 배선(4)에 있어서의 광 전송의 상태를 모식적으로 도시하고 있다. 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이, 광 배선(4)은 가요성을 갖는 부재에 의해 구성된다. 또한, 광 배선(4)의 광 입사측 단부에는 광 입사면(4A)이 설치되어 있는 동시에, 광 출사측 단부에는 광 출사면(4B)이 설치되어 있어도 좋다.
발광부(23)로부터 출사된 광은, 광 배선(4)의 광 전송 방향에 대해 직각 또는 대략 직각으로 되는 방향으로부터, 광 배선(4)의 광 입사측 단부에 입사된다. 입사된 광은, 광 입사면(4A)에 있어서 반사됨으로써 광 배선(4) 내에 도입되어 코어부(4α) 내를 진행한다. 광 배선(4) 내를 진행하여 광 출사측 단부에 도달한 광은, 광 출사면(4B)에 있어서 반사됨으로써, 광 배선(4)의 광 전송 방향에 대해 직각 또는 대략 직각으로 되는 방향으로 출사된다. 출사된 광은, 수광부(31)에 조사되고, 수광부(31)에 있어서 광전 변환이 행해진다.
이러한 구성에 따르면, 광 배선(4)에 있어서의 광 전송 방향에 대해 직각 또는 대략 직각으로 되는 방향으로, 광원으로서의 발광부(23)를 배치하는 구성으로 하는 것이 가능해진다. 따라서, 예를 들어 기판면에 평행하게 광 배선(4)을 배치하는 것이 필요해지는 경우에, 광 배선(4)과 기판면 사이에, 상기 기판면의 법선 방향으로 광을 출사하도록 발광부(23)를 설치하면 되게 된다. 이러한 구성은, 예를 들어 발광부(23)를 기판면에 평행하게 광을 출사하도록 설치하는 구성보다도 실장이 용이하고, 또한 구성으로서도 보다 콤팩트하게 할 수 있다. 이것은, 발광부(23)의 일반적인 구성이, 광을 출사하는 방향의 사이즈보다도, 광을 출사하는 방향에 직각인 방향의 사이즈의 쪽이 크게 되어 있는 것에 의한 것이다. 또한 동일면 내에 전극과 발광부(23)가 있는 평면 실장용 발광 소자를 사용하는 구성에도 적용이 가능하다.
또한, 도 4의 (b)에 도시하는 광 배선(4)은, 상술한 바와 같이 광 입사면(4A) 및 광 출사면(4B)이 경사져 있는 구성이지만, 본 실시 형태에 있어서의 광 배선(4)은 양단부면이 광 전송 방향에 대해 직교하는 구성이라도 좋다. 즉, 광 배선(4)의 외형이, 직육면체 형상으로 형성되어 있어도 좋다. 또한, 광 배선(4)은 POF 등의 광 파이버라도 좋다.
(전기 배선의 구성)
다음에, 상기 전기 배선(5)의 상세에 대해 설명한다. 전기 배선(5)은, 도 3의 (a)에 도시되는 바와 같이, 광 배선(4)에 평행하게 설치되어, CPU(29)와 LCD 드라이버(39)를 접속하고, CPU(29)로부터 출력되는 저속 데이터 신호나 전원 신호를 LCD 드라이버(39)에 전송한다.
이 전기 배선(5)은, 구체적으로는, 예를 들어 가요성 프린트 기판(FPC), 동축 케이블 등에 의해 구성된다. 도 5는, 전기 배선(5)이 FPC로 구성되어 있는 경우의 광 전송 모듈(1)의 개략 구성을 도시하는 사시도이다. 이와 같이, 광 배선(4) 및 전기 배선(5)을 가요성 배선에 의해 구성함으로써, 광 전송 모듈(1)을 휴대 기기 등의 소형의 전자 기기에 적용할 수 있다.
(광 전송 모듈의 특징적 구성)
다음에, 도 1의 (a) 내지 (c)를 참조하여 광 전송 모듈(1)의 특징적 구성에 대해 설명한다. 도 1은 본 실시 형태의 광 전송 모듈(1)의 개략 구성을 도시하는 것으로, 도 1의 (a)는 상면도이고, 도 1의 (b)는 하면도이다. 또한, 도 1의 (a) 및 (b)는 후술하는 절곡부에 의해 절곡되기 전의 전개도이다.
도 1의 (a) 및 (b)에 도시되는 바와 같이, 광 전송 모듈(1)은 전기 배선(5)을 구비한 회로 기판을 구비하고 있다. 이 회로 기판은, 광 송신 처리부(2) 및 송신측 커넥터부(접속부)(26)가 탑재되는 송신측 기판부(25)와, 광 수신 처리부(3) 및 수신측 커넥터부(접속부)(36)가 탑재되는 수신측 기판부(35)와, 송신측 기판부(25)와 수신측 기판부(35) 사이에 개재되는 전기 배선부(6)를 갖고 있다. 전기 배선부(6)는 송신측 커넥터부(26)와 수신측 커넥터부(36)의 전기 전송을 행하는 전기 배선(5)을 갖고 있다.
송신측 커넥터부(26) 및 수신측 커넥터부(36)는 각각, 광 배선(4) 및 전기 배선(5)에 있어서 전송되는 신호를 전기 신호로서 입력 또는 출력하거나, 혹은 입력 및 출력의 양쪽을 행하기 위해(쌍방향 전송의 경우) 설치되어 있다. 송신측 커넥터부(26) 및 수신측 커넥터부(36)는 각각, 외부 접속 단자를 갖고 있다. 이 외부 접속 단자는, 광 송신 처리부(2) 및 송신측 기판부(25), 혹은 광 수신 처리부(3) 및 수신측 기판부(35)에 전기 신호를 공급한다. 이러한 송신측 커넥터부(26) 및 수신측 커넥터부(36)의 구체예로서는, 보드투보드(Board To Board)형 커넥터를 들 수 있다.
또한, 광 송신 처리부(2) 및 송신측 커넥터부(26)는, 송신측 기판부(25)에 있어서의 동일면에 탑재되어 있다. 그리고 송신측 기판부(25)에 있어서의 광 송신 처리부(2) 및 송신측 커넥터부(26)와 반대측의 면에는, 보강판(27 및 28)이 설치되어 있다. 보강판(27 및 28)은 각각, 광 송신 처리부(2) 및 송신측 커넥터부(26)에 대응하도록 설치되어 있다. 또한, 광 수신 처리부(3) 및 수신측 커넥터부(36)는, 광 송신 처리부(2) 및 송신측 커넥터부(26)와 마찬가지로, 수신측 기판부(35)의 동일면에 탑재되어 있다. 그리고 수신측 기판부(36)에 있어서의 광 수신 처리부(3) 및 수신측 커넥터부(36)와 반대측의 면에는, 보강판(37 및 38)이 설치되어 있다. 보강판(37 및 38)은 각각, 광 수신 처리부(3) 및 수신측 커넥터부(36)에 대응하도록 설치되어 있다. 이하, 도 1의 (a)에 있어서, 광 배선(4)에 있어서의 광 신호의 전송 방향을 X방향으로 하고, 송신측 기판부(25) 및 수신측 기판부(35)의 법선 방향을 Z방향으로 하고, X방향 및 Z방향에 수직한 방향을 Y방향으로 한다. 또한, Z방향은, 광 전송 모듈(1)의 높이 방향이라고 할 수 있다.
본 실시 형태의 광 전송 모듈(1)은, 송신측 기판부(25) 및 수신측 기판부(35)에 각각, 절곡부(25X?35X)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 이 절곡부(25X?35X)에 의해, 송신측 기판부(25) 및 수신측 기판부(35)는 각각, 법선 방향인 Z방향에 있어서 기판면이 서로 배향하도록 절곡된다. 광 전송 모듈(1)은, 절곡부(25X?35X)에 의해 송신측 기판부(25) 및 수신측 기판부(35)가 절곡된 상태에서, 휴대 전화기(40) 등의 전자 기기에 탑재된다.
도 1의 (a) 및 (b)에 도시되는 바와 같이, 절곡부(25X 및 35X)는 각각, 광 송신 처리부(2)와 송신측 커넥터부(26) 사이 및 광 수신 처리부(3)와 수신측 커넥터부(36) 사이에 배치되어 있다. 그러므로, 예를 들어 수신측 기판부(35)는 절곡부(35X)에 의해 절곡되면, 도 1의 (c)에 도시되는 구성으로 된다. 도 1의 (c)는 절곡부(35X)에 의해 절곡된 상태에 있어서의, 광 수신 처리부(3) 근방의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다. 또한, 절곡부(25X)에 의해 절곡된 상태에 있어서의, 광 송신 처리부(2) 및 송신측 커넥터부(26)의 위치 관계는, 도 1의 (c)에 도시되는 광 수신 처리부(3) 및 수신측 커넥터부(36)의 위치 관계와 동일하므로 설명을 생략한다. 이하에서는, 절곡부(35X)에 의해 절곡된 상태에 있어서의, 광 수신 처리부(3) 근방의 구성에 대해 설명한다.
도 1의 (c)에 도시되는 바와 같이, 절곡부(35X)에 의해 절곡되었을 때, 광 수신 처리부(3) 및 수신측 커넥터부(36)는 Z방향으로 배열되게 된다.
도 1의 (c)에 도시된 구성에 따르면, 예를 들어 수신측 기판부(35)로서 배선층이 1층 형성된 편면 FPC를 사용한 경우라도, 배선의 배치에 의한 광 전송 모듈(1)의 탑재 부분[어플리케이션 회로 기판(30)에의 탑재 부분]의 대형화를 회피할 수 있다. 그러므로, 도 1의 (c)에 도시된 구성에 따르면, 광 전송 모듈(1)의 실장 부분을 공간 절약화할 수 있다. 또한, 수신측 기판부(35)로서 편면 FPC를 사용하고 있으므로, 배선층이 복수 형성된 다층 FPC를 사용한 경우와 비교하여, 저비용을 실현할 수 있다.
(보강부에 대해)
또한, 광 전송 모듈(1)에 있어서, 보강판(37 및 38)은 절곡부(35X)에 의한 절곡에 의해 보강부를 형성한다. 이 보강부는, 수신측 기판부(35)의 이면에 의해 형성된 간극 부분에 형성된다. 수신측 기판부(36)는 FPC 등의 가요성 기판이므로, 이 보강부는 광 수신 처리부(3) 및 수신측 커넥터부(36)를 보강하는 역할이 있다. 또한 이 보강부는, 광 수신 처리부(3)와 수신측 커넥터부(36)에 대해 전기적 결합을 저감하여 전기적으로 분리하는 역할도 있다. 이러한 전기적 분리의 역할로부터, 상기 보강부는 광 수신 처리부(3)와 수신측 커넥터부(36) 사이에 삽입된, 전기적 결합을 저감하는 전기적 분리부라고 바꾸어 말할 수 있다. 그리고 이 전기적 분리부는, 광 수신 처리부(3)와 수신측 커넥터부(36) 사이에 삽입된, 전기적 결합의 저감 기능을 갖는 판 형상의 개편(個片)이라고 정의할 수 있다.
광 전송 모듈(1)과 같이, 광 수신 처리부(3)의 배선과 수신측 커넥터부(36)의 배선이 Z방향으로 배열된 구조에서는, 양 배선의 전자기 결합 및 정전 결합에 의해 광 수신 처리부(3)의 배선에 노이즈가 유입된다. 이 노이즈의 유입은, 지터 등의 파형 열화로 되어 전송 속도를 제한하게 된다. 이러한 노이즈의 유입을 회피하기 위해, 광 수신 처리부(3)와 수신측 커넥터부(36) 사이에 전자기 결합 및 정전 결합을 저감하는 층이 삽입된다. 보강부에 의한 전기적 분리에는, 절곡된 상태에서의 Z방향의 수신측 기판부(35)끼리를 이격하고, 거리를 크게 하여 격리하는 방법 A, 혹은 Z방향의 수신측 기판부(35) 사이에 실드를 삽입하는 방법 B가 있다. 방법 A를 채용하는 경우, 보강부를 구성하는 재료는 금속에 한정되지 않고, 유전체만으로 구성되어 있어도 좋다.
또한, 이 보강부는 Z방향으로 복수의 층이 적층된 적층 구조를 갖고 있다. 또한, 도 1의 (c)에 도시된 구성에서는, 2매의 보강판(37 및 38)에 의해 보강부가 형성되어 있지만, 보강부의 구성은 Z방향으로 적층된 적층 구조이면 특별히 한정되지 않고, 적어도 1매의 보강판을 갖는 구성이면 된다.
또한, 보강부에 있어서의 적층 구조는, 적어도 1개의 금속층(도체층)을 갖고 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 따르면, 상기 금속층에 의해 수신 커넥터부(36)로부터의 불필요 복사(EMI ; Electromagnetic interference)에 대해 전자기 실드를 구성할 수 있다. 또한, 적층 구조에 있어서의 금속층은, 보강판(37 또는 38)으로 구성되어 있어도 좋고, 후술하는 수신측 기판부(35)에 형성되어 있는 은(Ag) 실드라도 좋다.
또한, 보강판(37 또는 38)은 스테인리스(SUS) 등의 금속으로 구성되어 있어도 좋고, 폴리이미드(PI) 등의 유전체로 구성되어 있어도 좋다. 보강판(37 또는 38)은, 금속으로 구성되어 있는 경우, 광 수신 처리부(3) 및 수신측 커넥터부(36)의 보강과, 전자기 실드라고 하는 2개의 역할을 갖는다. 또한, 보강판(37 또는 38)은 유전체로 구성되어 있는 경우, 그 표면에 금속 박막이 형성된 구성이라도 좋다.
그러므로, 보강부에 있어서의 적층 구조는, 적어도 1개의 금속층을 갖는 경우, 금속층이 유전체로 이루어지는 유전체층이 적층된 구성을 구비한 것이 바람직하다. 이 유전체층은, 유전체로 구성된 보강판이라도 좋고, 에폭시 수지 등으로 구성되는 접착제라도 좋다.
이하, 광 전송 모듈(1)에 적용할 수 있는 보강부의 구성에 대해, 도 6의 (a) 내지 (h)를 참조하여 설명한다. 도 6의 (a) 내지 (h)는 각각, 광 전송 모듈(1)에 적용할 수 있는 보강부의 구성예를 도시한 단면도이다. 또한, 도 6의 (a) 내지 (h)에 있어서, Z방향 상측에 있는 수신측 기판부(35)는 광 수신 처리부(3)가 탑재된 부분을 도시하고, Z방향 하측에 있는 수신측 기판부(35)는 수신측 커넥터부(36)가 탑재된 부분을 도시한다.
도 6의 (a) 내지 (d)에 도시된 적층 구조는, 유전체층(39)과, 유전체층(39)을 끼움 지지하는 2개의 금속층을 구비한 3층 구조를 갖고 있다. 그리고 유전체층(39)을 끼움 지지하는 2개의 금속층은, 금속으로 이루어지는 보강판, 수신측 기판부(35)에 형성되어 있는 은(Ag) 실드 등으로 구성되어 있다.
우선, 도 6의 (a)에 도시된 적층 구조는, 2매의 보강판(37 및 38)을 갖고, 보강판(37 및 38)이 금속으로 구성되어 있는 예이다. 도 6의 (a)에 도시된 구성예에서는, 2매의 보강판(37 및 38) 사이에 유전체층(39)이 설치되어 있다. 이 유전체층(39)은, 폴리이미드(PI) 등으로 이루어지는 보강판으로서 구성되어 있어도 좋고, 에폭시 수지 등의 접착제로 구성되어 있어도 좋다.
도 6의 (b)에 도시된 적층 구조는, 1매의 보강판[보강판(37 또는 38)]을 갖고, 이 보강판이 유전체로 이루어지는 유전체층(39)을 구성하는 예이다. 도 6의 (b)에 도시된 구성예에서는, 유전체층(39)을 끼움 지지하도록 금속층(37a 및 38a)이 설치되어 있다. 이 금속층(37a 및 38a)은 보강판(37 또는 38)에 형성된 금속 박막이라도 좋고, 수신측 기판부(35)에 형성되어 있는 은(Ag) 실드라도 좋다.
도 6의 (c)에 도시된 적층 구조는, 보강판(37)이 금속으로 구성된 예이다. 도 6의 (c)에 도시된 구성에서는, 보강판(37)에 있어서의 광 수신 처리부(3)와 반대측의 면에 유전체층(39)이 설치되어 있다. 또한, 유전체층(39)에 있어서의 보강판(37)과 반대측의 면에 금속층(38a)이 배치되어 있다.
또한, 도 6의 (d)에 도시된 적층 구조는, 보강판(38)이 금속으로 구성된 예이다. 도 6의 (d)에 도시된 구성에서는, 보강판(38)에 있어서의 수신측 커넥터부(36)와 반대측의 면에 유전체층(39)이 설치되어 있다. 또한, 유전체층(39)에 있어서의 보강판(38)과 반대측의 면에 금속층(37a)이 배치되어 있다.
또한, 도 6의 (c) 및 (d)에 도시된 유전체층(39)은, 폴리이미드(PI) 등으로 이루어지는 보강판으로서 구성되어 있어도 좋고, 에폭시 수지 등의 접착제로 구성되어 있어도 좋다. 또한, 도 6의 (c) 및 (d)에 도시된 금속층(37a 및 38a)은, 보강판(37 또는 38)에 형성된 금속 박막이라도 좋고[유전체층(39)이 보강판(37 또는 38)으로서 구성되어 있는 경우], 수신측 기판부(35)에 형성되어 있는 은(Ag) 실드라도 좋다.
도 6의 (e) 내지 (h)에 도시된 적층 구조는, 유전체층(39)에 금속층이 적층된 2층 구조를 갖고 있다.
우선, 도 6의 (e)에 도시된 적층 구조는, 금속으로 이루어지는 보강판(38)을 갖는 예이다. 도 6의 (e)에 도시된 구성예에서는, 보강판(38)에 있어서의 수신측 커넥터부(36)와 반대측의 면에 유전체층(39)이 설치되어 있다. 또한, 도 6의 (f)에 도시된 적층 구조는, 금속으로 이루어지는 보강판(37)을 갖는 예이다. 도 6의 (f)에 도시된 구성예에서는, 보강판(37)에 있어서의 수신 처리부(3)와 반대측의 면에 유전체층(39)이 설치되어 있다. 도 6의 (e) 및 (f)에 도시된 유전체층(39)은, 폴리이미드(PI) 등으로 이루어지는 보강판으로서 구성되어 있어도 좋고, 에폭시 수지 등의 접착제로 구성되어 있어도 좋다.
또한, 도 6의 (g)에 도시된 적층 구조는, 유전체층(29)과 금속층(38a)으로 구성된 2층 구조의 예이다. 또한, 도 6의 (h)에 도시된 적층 구조는, 유전체층(29)과 금속층(37a)으로 구성된 2층 구조의 예이다.
광 전송 모듈(1)에 있어서의 수신 커넥터부(36)가 휴대 전화기(40)의 어플리케이션 회로 기판(30) 등에 탑재되었을 때, 임피던스의 부정합 등에 의해 불필요 복사(EMI)가 발생한다. 이 EMI가 광 수신 처리부(3) 내의 회로에 간섭하면, 지터가 증가하는 등의 전송 특성의 열화가 발생된다(크로스 토크됨). 이로 인해, 기판 사이의 전송 속도가 제한된다. 도 6의 (a) 내지 (h)에 도시된 바와 같이, 보강부가 적어도 1개의 금속층을 갖는 적층 구조를 구비함으로써, 수신측 커넥터부(36)로부터 발생하는 EMI의 광 수신 처리부(3)에의 영향을 저감할 수 있다. 그러므로, 도 6의 (a) 내지 (h)에 도시된 구성에 따르면, 고속 전송 가능한 광 전송 모듈(1)을 실현할 수 있다.
또한, 도 7에 도시되는 바와 같이, 광 수신 처리부(3)에는 수광부(31) 및 증폭부(33)가 탑재되어 있고, 수광부(31)와 증폭부(33)를 접속하는 광 소자 배선(3a)이 설치되어 있다. 이 광 소자 배선(3a)에는 고주파 전류가 전송된다. 그리고 이 광 소자 배선(3a)과 근접하는 GND(접지된 금속층) 사이에 기생 용량 A가 발생하면, 신호의 고주파 성분의 손실에 의해 파형 열화(지터의 증가)가 발생하여 전송 속도가 제한된다. 보강부가 적어도 1개의 금속층을 갖는 적층 구조를 구비한 경우, 가장 광 수신 처리부(3)측에 설치된 금속층은 접지되어 있지 않고, 전기적으로 개방되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 광 소자 배선(3a)과 GND 사이에 큰 용량 결합이 발생하는 것을 회피할 수 있어, 전송 신호의 고속화를 실현할 수 있다.
또한, 가장 수신측 커넥터부(36)측에 설치된 금속층[금속층(38a) 또는 금속으로 이루어지는 보강판(38)]은 접지되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 수신측 커넥터부(36)로부터의 EMI에 대한 실드 효과를 향상시킬 수 있다.
이하, 도 8의 (a) 내지 (e)를 참조하여, 보강부의 적층 구조에 있어서의 금속층의 전기적인 형태에 대해 더욱 상세하게 서술한다. 도 8의 (a) 내지 (e)는 각각, 보강부의 적층 구조에 있어서의 금속층의 전기적인 형태의 구체예를 도시한 단면도이다. 또한, 도 8의 (a) 내지 (e)에 있어서, Z방향 상측에 있는 수신측 기판부(35)는 광 수신 처리부(3)가 탑재된 부분을 도시하고, Z방향 하측에 있는 수신측 기판부(35)는 수신측 커넥터부(36)가 탑재된 부분을 도시한다.
도 8의 (a) 및 (b)는 보강부가 3층 구조인 경우에 있어서의 구체예를 도시하고, 도 8의 (c) 내지 (e)는 보강부가 2층 구조인 경우에 있어서의 구체예를 도시한다.
도 8의 (a)에 도시된 3층 구조는, 유전체층(39)과, 유전체층(39)을 끼움 지지하는 보강판(37 및 38)으로 구성되어 있다. 그리고 보강판(37 및 38)은 금속으로 구성되어 있고, 모두 접지되어 있지 않은 구성으로 되어 있다. 또한, 도 8의 (b)에 도시된 3층 구조는, 도 8의 (a)와 동일한 구조로 되어 있고, 보강판(37)이 접지되어 있지 않은 한편, 보강판(28)이 접지된 구성으로 되어 있다.
또한, 도 8의 (c)에 도시된 2층 구조는, 유전체층(39)과 보강판(38)으로 구성되어 있다. 그리고 보강판(38)은 금속으로 구성되어 있고, 접지되어 있지 않은 구성으로 되어 있다. 또한, 도 8의 (d)에 도시된 2층 구조는, 도 8의 (c)와 동일한 구조로 되어 있고, 보강판(38)이 접지된 구성으로 되어 있다.
또한, 도 8의 (e)에 도시된 2층 구조는, 유전체층(39)과 보강판(37)으로 구성되어 있다. 그리고 보강판(37)은 금속으로 구성되어 있고, 접지되어 있지 않은 구성으로 되어 있다.
도 8의 (a) 내지 (e) 중, 도 8의 (a), 도 8의 (c) 및 도 8의 (e)에 도시된 적층 구조는, 접지된 보강판을 구비하고 있지 않은 구성이다. 이러한 구성이라도, 수신측 커넥터부(36)로부터의 EMI는, 금속으로 이루어지는 보강판의 경계에서 반사되므로 광 소자 배선(3a)과의 간섭을 방지하는 것이 가능하다.
또한, 도 8의 (a) 내지 (e)에서는, 금속으로 이루어지는 보강판(37?38)을 구비한 적층 구조를 도시하였지만, 보강부의 적층 구조에 있어서의 금속층의 전기적인 형태는, 금속으로 이루어지는 보강판(37?38) 대신에, 도 6에 도시된 금속층(37a?38a)을 구비한 적층 구조에 대해서도 적용 가능하다. 또한, 유전체층(39)은, 폴리이미드(PI) 등으로 이루어지는 보강판으로서 구성되어 있어도 좋고, 에폭시 수지 등의 접착제로 구성되어 있어도 좋다.
광 전송 모듈(1)에 있어서는, 도 8의 (a) 내지 (e)에 도시된 적층 구조 중, 도 8의 (b)에 도시된 적층 구조가 적절하게 사용된다. 즉, 광 전송 모듈(1)에 있어서의 보강부는, 유전체로 이루어지는 유전체층(39)과, 유전체층(39)을 끼움 지지하는 금속으로 이루어지는 2개의 보강판(37?38)이 법선 방향으로 적층된 3층 구조인 것이 바람직하다. 그리고 이 3층 구조에 있어서, 가장 광 수신 처리부(3)측에 설치된 보강판(37)(제1 금속층)이 접지되어 있지 않은 한편, 가장 수신측 커넥터부(36)측에 설치된 보강판(38)(제2 금속층)은 접지되어 있는 것이 바람직하다. 도 9는, 도 8의 (b)에 도시된 적층 구조를 적용하였을 때의 회로도를 도시한다.
도 9에 도시되는 바와 같이, 보강부의 적층 구조를 도 8의 (b)에 도시된 구성으로 한 경우, 광 소자 배선(3a)과 보강판(37) 사이의 정전 용량(C1)과, 보강판(37)과 보강판(38) 사이의 정전 용량(C2)의 직렬 결합이 형성된다. 그러므로, 가장 광 수신 처리부(3)측에 설치된 보강판(37)이 접지되어 있지 않은 경우라도, 기생 용량이 발생한다. 이 용량은,
Figure 112011007027620-pat00001
로서 나타내어진다.
상기 수학식 1에 있어서, C1?C2인 경우, Ctotal≒C1로 되어, 기생 용량은 보강판(37)을 접지한 경우의 용량(C1)과 대략 동일해진다. 또한, C1＜C2인 경우, C2를 작게 함(C1/C2를 크게 함)으로써, 기생 용량을 저감시키는 것이 가능하다.
또한, C1/C2는 이하의 수학식 2로 나타낼 수 있다. 하기의 수학식 2에 있어서는, 광 소자 배선(3a)의 면적을 S1로 하고, 보강판(37)의 면적을 S2로 하고, 보강판(38)의 면적을 S3으로 하고 있다. 또한, 광 소자 배선(3a)과 보강판(37)의 거리를 d1로 하고, 보강판(37)과 보강판(38)의 거리를 d2로 하고 있다. 또한, 광 소자 배선(3a)과 보강판(37) 사이에 배치된 부재[구체적으로는 수신측 기판부(35)]의 비유전율을 εr1로 하고, 보강판(37)과 보강판(38) 사이에 설치된 유전체층(39)의 비유전율을 εr2로 하고 있다.
Figure 112011007027620-pat00002
(S1＜S2＜S3인 경우)
상기 수학식 2에 따르면, 유전체층(39)의 치수, 혹은 재료의 비유전율을 제어함으로써 용이하게 정전 용량(C2)을 작게 할 수 있다. 예를 들어, d2를 d1보다도 크게, 즉, Z방향에 있어서의 보강판(37)과 보강판(38)의 거리를, Z방향에 있어서의 보강판(37)과 광 소자 배선(3a)의 거리보다도 길게 함으로써, 용이하게 정전 용량(C2)을 작게 할 수 있다. 또한, 유전체층(39)을, 비유전율이 1 내지 2인 유전체 재료로 구성함으로써, 용이하게 정전 용량(C2)을 작게 할 수 있다.
또한, 도 10의 (a)에 도시되는 바와 같이 보강판(37) 및 보강판(38)의 중복 부분 B의 면적은, 보강판(37) 및 보강판(38)의 면적(S2, S3) 중 면적이 작은 쪽의 보강판보다도 작게 되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 있어서, C1/C2는 이하의 수학식 3으로 나타낼 수 있다. 단, 하기 수학식 3에 있어서, S2, S3은 보강판(37) 및 보강판(38)의 중복 부분 B의 면적이다.
Figure 112011007027620-pat00003
절곡부에 의한 절곡에 의해, 보강판(37)은 광 수신 처리부(3)의 하부에 배치되게 된다. 그리고 보강판(37)의 면적(S2)은, 광 수신 처리부(3) 내의 광 소자 배선(3a)의 면적(S1)보다도 커지므로 C1＝εr2S1/d1로 된다.
또한, C2의 면적 요소는, 실질적으로 보강판(37) 및 보강판(38)의 중복 부분 B의 면적(S2, S3)이 된다. 따라서, 이 중복 부분 B의 면적(S2, S3)을 작게 함으로써, 정전 용량(C2)을 용이하게 작게 할 수 있다.
또한, 도 10의 (b)에 도시되는 바와 같이, 보강판(37)의 면적이 보강판(38)의 면적보다도 작게 되어 있는 것이 바람직하다. 이때, 보강판(38)은, 수신측 기판부(35)에 있어서의 수신측 커넥터부(36) 탑재 부분과 반대측의 이면 전체를 덮는 형상인 것이 바람직하다. 또한, 보강판(37)은 수신측 기판부(35)에 있어서의 광 수신 처리부(3) 탑재 부분과 반대측의 이면만을 덮는 형상인 것이 바람직하다. 보강판(38)이 수신측 기판부(35)에 있어서의 수신측 커넥터부(36) 탑재 부분과 반대측의 이면 전체를 덮는 형상인 것에 의해, 수신측 커넥터부(36)로부터의 EMI에 대한 실드 효과를 향상시킬 수 있다. 한편, 보강판(37)이 수신측 기판부(35)에 있어서의 광 수신 처리부(3) 탑재 부분과 반대측의 이면만을 덮는 형상으로 하여 면적을 작게 함으로써, 직렬의 정전 용량을 작게 할 수 있다. 따라서, 도 10의 (b)에 도시된 구성에 따르면, 광 배선에 의한 고속 전송 특성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 도 8의 (b)에 도시된 적층 구조를 채용함으로써, 유전체층(39)의 비유전율, 보강판(37)과 보강판(38)의 거리를 제어함으로써 정전 용량(C2)을 용이하게 저감시킬 수 있다. 그러므로, 정전 용량(C1 및 C2)의 직렬 접속에 기인하는 기생 용량(Ctotal)을 저감시킬 수 있다.
[수신측 기판부(35)의 구성에 대해]
상술한 바와 같이, 광 전송 모듈(1)에 있어서는, 수신측 기판부(35)로서 배선층이 1층 형성된 가요성 기판을 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 수신측 기판부(35)로서 배선층이 1층 형성된 편면 FPC를 사용할 수 있다. 도 11은 편면 FPC의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 11에 도시되는 바와 같이, 실드 필름(35a), 커버레이 필름(35b), 커버레이 접착층(35c), 구리박으로서의 배선층(35d), 베이스 필름(35e) 및 실드 필름(35f)으로 구성된 적층 구조를 갖는다. 실드 필름(35a 및 35f)은 적층 방향의 가장 외측에 설치된 필름이며, 은 페이스트로 구성되어 있다. 이 실드 필름(35a 및 35f)은 보강부에 있어서의 적층 구조의 일부의 금속층으로서 구성될 수 있다.
수신측 기판부(35)가 도 11에 도시되는 편면 FPC인 경우, 금속으로 이루어지는 보강판(38)은, 실드 필름(35f)을 통해 접지하는 것이 가능하다. 즉, 보강판(38)과 접지된 실드 필름(35f)을 도통시킴으로써 보강판(38)을 접지할 수 있다. 도 12의 (a)는 보강판(38)이 실드 필름(35f)을 통해 접지한 경우의, 광 수신 처리부(3) 근방의 구성을 도시한 단면도이고, 도 12의 (b) 및 (c)는 보강판(38)과 실드 필름(35f)이 도통된 구성을 도시하는 단면도이다. 도 12의 (a)에 도시되는 구성에 있어서는, 수신측 기판부(35)에 있어서의 광 수신 처리부(3)와 반대측의 이면에 형성되어 있는 실드 필름(35f)은, 개방되어 있다. 그리고 이 개방된 부분에 보강판(37)이 설치되어 있다. 한편, 수신측 기판부(35)에 있어서의 수신측 커넥터부(36)와 반대측의 이면에 형성되어 있는 실드 필름(35f)은, 남은 상태이다. 그리고 이 실드 필름(35f)은 접지되는 동시에, 보강판(38)과 도통되어 있다. 이에 의해, 보강판(38)의 접지를 실현할 수 있다.
도 12의 (b)에 도시되는 바와 같이, 보강판(38)은 도전성 접착제(35ad)에 의해 실드 필름(35f)에 고정함으로써, 실드 필름(35f)과 도통되어 있어도 좋다.
또한, 도 12의 (c)에 도시되는 바와 같이, 보강판(38)과 실드 필름(35f)의 도통을 위해, 실드 필름(35f)에 2개의 전극 패드(35P)가 배치된 구성이라도 좋다. 도 12의 (c)에 도시된 구성에서는, 보강판(38)은 전극 패드(35P)를 통해 실드 필름(35f)과 도통되어 있다. 또한, 보강판(38)은 접착제(35ad')를 통해 실드 필름(35f)에 고정되어 있다. 또한, 접착제(35ad')는 실드 필름(35f)에 접착하는 기능을 갖고 있으면, 특별히 한정되지 않는다.
또한, 상술한 광 수신 처리부(3), 수신측 커넥터부(36) 및 절곡부(35X)를 구비한 수신부의 특징점은, 광 송신 처리부(2), 송신측 커넥터부(26) 및 절곡부(25X)를 구비한 송신부에도 적용 가능한 것은 물론이다.
[광 전송 모듈(1)의 제조 방법]
광 전송 모듈(1)의 제조 방법은, 광 송신 처리부(2) 및 광 수신 처리부(3)에 광 배선(4)을 실장하는 실장 단계와, 송신측 기판부(25) 및 수신측 기판부(35)의 기판면이 서로 배향하도록 절곡하는 절곡 단계를 포함하고, 실장 단계 및 절곡 단계를 조합하여 광 전송 모듈(1)을 조립하는 조립 공정을 포함한다.
도 13은, 도 1의 (a) 내지 (c)에 도시된 광 전송 모듈(1)의 제조 방법을 설명하기 위한 상면도이다. 예를 들어, 도 1의 (a) 내지 (c)에 도시된 광 전송 모듈(1)은, 수신측 커넥터부(36)[또는 송신측 커넥터부(26)]가, 광 수신 처리부(3)[또는 광 송신 처리부(2)]에 있어서의 전기 배선부(6)와 반대측에 배치된 구성이므로, 다음의 수순으로 조립하는 것이 가능하다.
우선, 실장 단계에서, 광 송신 처리부(2) 및 광 수신 처리부(3)에 광 배선(4)을 실장한다. 실장 단계 후, 송신측 기판부(25)의 절곡부(25X) 및 수신측 기판부(35)의 절곡부(35X)로 절곡하는 절곡 단계를 행한다.
실장 단계에서는, 절곡 전의 회로 기판, 즉 송신측 기판부(25), 전기 배선부(6) 및 수신측 기판부(35)가 평행한 상태에서, 광 송신 처리부(2) 및 광 수신 처리부(3)에 광 배선(4)을 실장한다. 그러므로, 광 전송 모듈(1)의 조립이 간이해진다.
(제1 변형예)
본 실시 형태의 광 전송 모듈(1)의 구성에 있어서, 도 1의 (a) 내지 (c)에 도시하는 구성의 변형예에 대해 설명한다. 도 14는, 이 제1 변형예로서의 광 전송 모듈(1)의 구성을 도시하는 상면도이다. 제1 변형예의 광 전송 모듈(1)은, 절곡부(35X)[또는 절곡부(35X)]에 대한, 수신측 커넥터부(36)[또는 송신측 커넥터부(26)] 및 광 수신 처리부(3)[또는 광 송신 처리부(2)]의 위치 관계가 도 1의 (a) 내지 (c)와 반대로 되어 있는 구성이다. 즉, 수신측 기판부(35)[또는 송신측 기판부(25)]에 있어서의 동일 기판면에 있어서, 광 수신 처리부(3)[또는 광 송신 처리부(2)]는 수신측 커넥터부(36)[또는 송신측 커넥터부(26)]에 있어서의 전기 배선부(6)와 반대측에 배치되어 있다.
도 15는 절곡부(35X)에 의해 절곡된 상태에서의, 제1 변형예의 광 전송 모듈(1)의 광 수신 처리부(3) 근방의 구성을 도시하는 단면도이다. 도 15에 도시되는 바와 같이, 광 수신 처리부(3) 및 수신측 커넥터부(36)는 법선 방향인 Z방향으로 배열되게 된다.
도 14 및 도 15에 도시된 제1 변형예의 광 전송 모듈(1)에 따르면, 송신측 커넥터부(26)와 수신측 커넥터부(36) 사이에, 광 송신 처리부(2) 및 광 수신 처리부(3)가 개재되지 않는 구성으로 되어 있다. 그러므로, 송신측 커넥터부(26)와 수신측 커넥터부(36)를 접속하는 전기 배선(5)을 전기 배선부(6) 내에서만 구성할 수 있어, 송신측 기판부(25) 및 수신측 기판부(35)의 면적을 소형화하는 것이 가능해진다.
도 1의 (a) 내지 (c)에 도시된 광 전송 모듈(1)에 있어서는, 송신측 커넥터부(26)와 수신측 커넥터부(36) 사이에, 광 송신 처리부(2) 및 광 수신 처리부(3)가 개재되어 있다. 또한, 절곡된 상태로 휴대 전화기에 탑재되므로, 송신측 커넥터부(26) 및 수신측 커넥터부(36)의 외부 접속 단자는 각각, 광 송신 처리부(2) 및 광 수신 처리부(3)의 대향 위치에 설치되게 된다. 이로 인해, 도 14에 도시되는 바와 같이, 전기 배선(5)은 광 송신 처리부(2) 및 광 수신 처리부(3)를 회피하여, 송신측 커넥터부(26)와 수신측 커넥터부(36)를 접속하게 된다. 그로 인해, 전기 배선(5)은 광 송신 처리부(2) 및 광 수신 처리부(3)를 회피하기 위해, 송신측 기판부(25) 및 수신측 기판부(35)에도 형성될 필요가 있다.
이하, 제1 변형예의 광 전송 모듈(1)의 제조 방법에 대해 설명한다. 제1 변형예의 광 전송 모듈(1)은 다음의 수순으로 조립하는 것이 가능하다.
절곡 단계에서, 송신측 기판부(25)의 절곡부(25X) 및 수신측 기판부(35)의 절곡부(35X)에서 절곡한다. 다음에 실장 단계에서, 송신측 기판부(25) 및 수신측 기판부(35)가 절곡된 상태에서, 광 송신 처리부(2) 및 광 수신 처리부(3)에 광 배선(4)을 실장한다.
(제2 변형예)
본 실시 형태의 광 전송 모듈(1)의 구성에 있어서, 도 1의 (a) 내지 (c)에 도시하는 구성의 변형예에 대해 설명한다. 도 16의 (a) 내지 (c)는, 이 제2 변형예로서의 광 전송 모듈(1)의 광 수신 처리부(3) 근방의 구성을 도시하는 단면도이다. 제2 변형예의 광 전송 모듈(1)은, 절곡부(35X)가 광 수신 처리부(3)와 수신측 커넥터부(36) 사이에 설치되어 있지 않은 구성이다. 즉, 수신측 기판부(35)에 있어서의 동일 기판면에 있어서, 절곡부(35X)는 수신측 커넥터부(36)에 있어서의 광 수신 처리부(3)와 반대측에 배치되어 있다.
도 16의 (a) 내지 (c)에 도시되는 바와 같이, 제2 변형예의 광 전송 모듈(1)에서는, 절곡부(35X)에 의한 절곡에 의해, 광 수신 처리부(3) 및 수신측 커넥터부(36)는 X방향으로 배열된다. 또한, 전기 배선부(6)는 광 수신 처리부(3) 및 수신측 커넥터부(36)와 Z방향으로 배열된다. 이와 같이, 제2 변형예의 광 전송 모듈(1)에서는, 광 수신 처리부(3) 및 수신측 커넥터부(36)가 X방향으로 배열되어 있으므로, Z방향에서의 높이를 작게 할 수 있다. 따라서, 제2 변형예의 광 전송 모듈(1)에서는, 모듈 전체의 저배화를 실현할 수 있다.
또한, 도 16의 (a)에 도시되는 바와 같이, 절곡부(35X)에 의해 절곡에 따라 형성된 간극 부분(기판면의 이면에 의해 형성된 간극 부분)에는, 광 수신 처리부(3) 및 수신측 커넥터부(36)를 보강하는 보강부로서 보강판(37 및 38)이 설치되어 있다.
광 수신 처리부(3) 및 수신측 커넥터부(36)를 보강하는 보강부는, 도 16의 (a)에 도시되는 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 16의 (b)에 도시되는 바와 같이, 보강부로서 1매의 보강판(37)이 광 수신 처리부(3) 및 수신측 커넥터부(36)에 대응하도록 설치되어 있어도 좋다. 또한, 보강판(37)은 도 16의 (c)에 도시되는 바와 같이 수신측 기판부(35)에 형성된 실드층(35f)과 접속되어 접지되어 있어도 좋다.
(제3 변형예)
본 실시 형태의 광 전송 모듈(1)의 구성에 있어서, 도 1의 (a) 내지 (c)에 도시하는 구성의 변형예에 대해 설명한다. 도 17은 이 제3 변형예로서의 광 전송 모듈(1)의 구성을 도시하는 것으로, 도 17의 (a)는 상면도이고, 도 17의 (b)는 절곡부에 의해 절곡된 상태를 도시하는 단면도이다.
도 17의 (a)에 도시되는 바와 같이, 제3 변형예의 광 전송 모듈(1)에서는, 송신측 기판부(25)에 있어서, 광 송신 처리부(2) 및 송신측 커넥터부(26)가 Y방향으로 병렬되고, 절곡부(25X)가 광 송신 처리부(2)와 송신측 커넥터부(26) 사이에 형성되어 있다. 또한, 송신측 기판부(35)에 있어서, 광 수신 처리부(3) 및 수신측 커넥터부(36)가 Y방향으로 병렬되고, 절곡부(35X)가 광 수신 처리부(3)와 수신측 커넥터부(36) 사이에 형성되어 있다. 절곡부(25X 및 35X)는 모두, X방향으로 형성되어 있다.
도 17의 (b)에 도시되는 바와 같이, 절곡부(25X)에 의해 절곡된 상태에서는, 광 송신 처리부(2) 및 송신측 커넥터부(26)는 법선 방향인 Z방향으로 배열되게 된다. 또한, 절곡부(35X)에 의해 절곡된 상태에서는, 광 수신 처리부(3) 및 수신측 커넥터부(36)는 법선 방향인 Z방향으로 배열되게 된다. 이 구성에 의해, 다수의 전기 배선을 갖는 전기 배선부의 슬림화가 가능해진다.
(제4 변형예)
본 실시 형태의 광 전송 모듈(1)의 구성에 있어서, 도 17의 (a), (b)에 도시하는 구성의 변형예에 대해 설명한다. 도 18은 이 제4 변형예로서의 광 전송 모듈(1)의 구성을 도시하는 것으로, 도 18의 (a)는 상면도이고, 도 18의 (b) 및 (c)는 절곡부에 의해 절곡된 상태에서의 접속 형태를 도시하는 단면도이다.
도 18의 (a)에 도시되는 바와 같이, 제4 변형예의 광 전송 모듈(1)은 접점부(26a 및 36a)를 구비하고 있다. 접점부(26a)는 송신측 기판부(25)로부터 광 배선(4)의 광 전송 방향으로 돌출되도록 형성되어 있다. 또한, 접점부(36a)는 수신측 기판부(35)로부터 광 배선(4)의 광 전송 방향으로 돌출되도록 형성되어 있다. 접점부(26a)에 있어서의 광 송신 처리부(2)측의 면 및 접점부(36a)에 있어서의 광 수신 처리부(3)측의 면에는, 배선 패턴이 형성되어 있다. 이로 인해, 절곡부에 의해 절곡된 상태에서는, 접점부(26a 및 36a)에 있어서의 배선 패턴 형성면은 각각, 광 송신 처리부(2) 및 광 수신 처리부(3)의 탑재면에 배향하게 된다.
이와 같이 접점부(26a 및 36a)에 있어서의 배선 패턴 형성면이 광 송신 처리부(2) 및 광 수신 처리부(3)의 탑재면에 배향하므로, 도 18의 (b)에 도시되는 바와 같이, 접점부(26a 및 36a)를 각각, FPC 커넥터(11 및 12)에 대해 광 전송 방향(X방향)으로 삽입하여 접속하는 것이 가능해진다. 이 경우, 접점부(26a 및 36a)와, 이들에 접속하는 FPC 커넥터(11 및 12)에 의해「접속부」가 구성된다.
또한, 도 18의 (c)에 도시되는 바와 같이, 접점부(26a 및 36a)에 있어서의 배선 패턴 형성면과 대향하도록 기판(13 및 14)을 설치하여, 접점부(26a 및 36a)와 기판(13 및 14)을 ACF 접속하는 것도 가능하다. 이 경우, 광 전송 모듈(1)을 더욱 저배화하는 것이 가능해진다.
(응용예)
또한, 본 실시 형태의 광 전송 모듈(1)은, 예를 들어 이하와 같은 응용예에 적용하는 것이 가능하다. 상술한 실시 형태에서는, 응용예로서 휴대 전화기(40)에 적용한 예를 사용하여 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 슬라이드식 PHS(Personal Handyphone System), 슬라이드식 PDA(Personal Digital Assistant), 슬라이드식 노트북 등의 슬라이드식 전자 기기의 슬라이드 기구 등에도 적용할 수 있다.
또 다른 응용예로서, 광 전송 모듈(1)은 인쇄 장치(전자 기기)에 있어서의 프린터 헤드나 하드디스크 기록 재생 장치에 있어서의 판독부 등, 구동부를 갖는 장치에도 적용할 수 있다.
도 19의 (a) 내지 도 19의 (c)는 광 전송 모듈(1)을 인쇄 장치(50)에 적용한 예를 도시하고 있다. 도 19의 (a)는 인쇄 장치(50)의 외관을 도시하는 사시도이다. 도 19의 (a)에 도시하는 바와 같이, 인쇄 장치(50)는 용지(54)의 폭 방향으로 이동하면서 용지(54)에 대해 인쇄를 행하는 프린터 헤드(51)를 구비하고 있고, 이 프린터 헤드(51)에 광 전송 모듈(1)의 일단부가 접속되어 있다.
도 19의 (b)는 인쇄 장치(50)에 있어서의, 광 전송 모듈(1)이 적용되어 있는 부분의 블록도이다. 도 19의 (b)에 도시하는 바와 같이, 광 전송 모듈(1)의 일단부는 프린터 헤드(51)에 접속되어 있고, 타단부는 인쇄 장치(50)에 있어서의 본체측 기판에 접속되어 있다. 또한, 이 본체측 기판에는, 인쇄 장치(50)의 각 부의 동작을 제어하는 제어 수단 등이 구비된다.
도 19의 (c) 및 도 19의 (d)는 인쇄 장치(50)에 있어서 프린터 헤드(51)가 이동(구동)한 경우의, 광 배선(4)의 만곡 상태를 도시하는 사시도이다. 도 19의 (c) 및 도 19의 (d)에 도시하는 바와 같이, 광 배선(4)을 프린터 헤드(51)와 같은 구동부에 적용하는 경우, 프린터 헤드(51)의 구동에 의해 광 배선(4)의 만곡 상태가 변화되는 동시에, 광 배선(4)의 각 위치가 반복하여 만곡된다.
따라서, 본 실시 형태에 관한 광 전송 모듈(1)은, 이들 구동부에 적합하다. 또한, 광 전송 모듈(1)을 이들 구동부에 적용함으로써, 구동부를 사용한 고속, 대용량 통신을 실현할 수 있다.
도 20은 광 전송 모듈(1)을 하드디스크 기록 재생 장치(60)에 적용한 예를 도시하고 있다.
도 20에 도시하는 바와 같이, 하드디스크 기록 재생 장치(60)는 디스크(하드디스크)(61), 헤드(판독, 기입용 헤드)(62), 기판 도입부(63), 구동부(구동 모터)(64), 광 전송 모듈(1)을 구비하고 있다.
구동부(64)는, 헤드(62)를 디스크(61)의 반경 방향을 따라 구동시키는 것이다. 헤드(62)는 디스크(61) 상에 기록된 정보를 판독하고, 또한 디스크(61) 상에 정보를 기입하는 것이다. 또한, 헤드(62)는 광 전송 모듈(1)을 통해 기판 도입부(63)에 접속되어 있고, 디스크(61)로부터 판독한 정보를 광 신호로서 기판 도입부(63)에 전파시키고, 또한 기판 도입부(63)로부터 전파된 디스크(61)에 기입하는 정보의 광 신호를 수취한다.
이와 같이, 광 전송 모듈(1)을 하드디스크 기록 재생 장치(60)에 있어서의 헤드(62)와 같은 구동부에 적용함으로써, 고속, 대용량 통신을 실현할 수 있다.
본 실시 형태의 광 전송 모듈(1)은 상기한 응용예에 더하여, 비디오 카메라, 노트북 등의 정보 단말이나 기판간의 신호 전송에도 이용 가능하다.
이하, 실시예를 나타내어, 본 발명의 실시 형태에 대해 더욱 상세하게 설명한다. 물론, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 세부에 대해서는 다양한 형태가 가능한 것은 물론이다. 또한, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 청구항에 나타낸 범위에서 다양한 변경이 가능하고, 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절하게 조합하여 얻어지는 실시 형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
본 발명은 각종 기기간의 광 통신로에도 적용 가능한 동시에, 소형, 박형의 민생 기기 내에 탑재되는 기기 내 배선으로서의 가요성 광 배선에도 적용 가능하다.
1 : 광 전송 모듈
2 : 광 송신 처리부(송신 모듈부, 광 모듈부)
3 : 광 수신 처리부(수신 모듈부, 광 모듈부)
4 : 광 배선
5 : 전기 배선
6 : 전기 배선부(회로 기판)
25 : 송신측 기판부(회로 기판)
25X : 절곡부
26 : 송신측 커넥터부(접속부)
27 : 보강판(보강부, 제1 금속층)
28 : 보강판(보강부, 제2 금속층)
35 : 수신측 기판부(회로 기판)
35X : 절곡부
36 : 수신측 커넥터부(접속부)
37 : 보강판(보강부, 제1 금속층)
38 : 보강판(보강부, 제2 금속층)
39 : 유전체층

Claims (19)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 광 배선에 의해 전송되는 광 신호를 전기 신호로 변환하는 수신 모듈부, 혹은 전기 신호를 광 신호로 변환하여 광 배선에 전송하는 송신 모듈부 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 광 모듈부와,
    전기 신호를 전송하는 전기 배선을 구비한 회로 기판과,
    상기 광 모듈부 및 상기 회로 기판에 전기 신호를 공급하는 외부 접속 단자를 갖는 접속부를 구비하고,
    상기 광 모듈부 및 상기 접속부가, 상기 회로 기판에 있어서의 동일한 기판면에 탑재된 광 전송 모듈이며,
    상기 회로 기판은, 그 법선 방향에 있어서 상기 기판면이 서로 배향하도록 절곡된 절곡부를 갖고 있고,
    절곡부는 상기 광 모듈부와 상기 접속부 사이에 설치되어 있고, 상기 광 모듈부 및 상기 접속부는, 상기 절곡부에 의한 절곡에 의해, 상기 회로 기판의 법선 방향에 배치되어 있고,
    상기 기판면의 이면에 의해 형성된 간극 부분에, 상기 광 모듈부와 상기 접속부 사이의 전기적 결합을 저감하는, 판 형상의 보강부가 설치되어 있고,
    상기 보강부는 상기 법선 방향으로 적층된 적층 구조를 갖고, 상기 적층 구조는 적어도 하나의 금속층을 구비하고 있고,
    상기 금속층 중, 가장 광 모듈부측에 설치된 제1 금속층은 접지되어 있지 않은 것을 특징으로 하는, 광 전송 모듈.
  6. 제5항에 있어서, 상기 금속층 중, 가장 접속부측에 설치된 제2 금속층은 접지되어 있는 것을 특징으로 하는, 광 전송 모듈.
  7. 광 배선에 의해 전송되는 광 신호를 전기 신호로 변환하는 수신 모듈부, 혹은 전기 신호를 광 신호로 변환하여 광 배선에 전송하는 송신 모듈부 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 광 모듈부와,
    전기 신호를 전송하는 전기 배선을 구비한 회로 기판과,
    상기 광 모듈부 및 상기 회로 기판에 전기 신호를 공급하는 외부 접속 단자를 갖는 접속부를 구비하고,
    상기 광 모듈부 및 상기 접속부가, 상기 회로 기판에 있어서의 동일한 기판면에 탑재된 광 전송 모듈이며,
    상기 회로 기판은, 그 법선 방향에 있어서 상기 기판면이 서로 배향하도록 절곡된 절곡부를 갖고 있고,
    절곡부는 상기 광 모듈부와 상기 접속부 사이에 설치되어 있고,
    상기 광 모듈부 및 상기 접속부는, 상기 절곡부에 의한 절곡에 의해, 상기 회로 기판의 법선 방향에 배치되어 있고,
    상기 기판면의 이면에 의해 형성된 간극 부분에, 상기 광 모듈부와 상기 접속부 사이의 전기적 결합을 저감하는, 판 형상의 보강부가 설치되어 있고,
    상기 보강부는 유전체로 이루어지는 유전체층과, 상기 유전체층을 끼움 지지하는 금속으로 이루어지는 2개의 금속층이 상기 법선 방향으로 적층된 3층 구조이고,
    가장 광 모듈부측에 설치된 제1 금속층이 접지되어 있지 않은 한편, 가장 접속부측에 설치된 제2 금속층은 접지되어 있는 것을 특징으로 하는, 광 전송 모듈.
  8. 제7항에 있어서, 상기 유전체층은 비유전율이 1 내지 2인 유전체 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 광 전송 모듈.
  9. 제7항에 있어서, 상기 광 모듈부는,
    상기 광 배선을 전송하는 광 신호를 수광하거나, 혹은 상기 광 배선으로 광 신호를 발광하는 광 소자와,
    상기 광 소자에 의해 수광한 광 신호를 증폭하거나, 혹은 상기 광 배선으로의 광 신호의 발광을 구동하는 제어부와,
    상기 광 소자와 상기 제어부를 접속하는 광 소자 배선을 구비하고,
    상기 제1 및 제2 금속층의 상기 법선 방향의 거리는, 상기 제1 금속층과 상기 광 소자 배선의 상기 법선 방향의 거리보다도 길게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 광 전송 모듈.
  10. 제7항에 있어서, 상기 법선 방향으로부터 본, 상기 제1 및 제2 금속층의 중복 부분은, 상기 제1 및 제2 금속층 중 면적이 작은 쪽의 금속층보다도 면적이 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 광 전송 모듈.
  11. 제7항에 있어서, 상기 회로 기판은 그 표면에 접지된 실드층을 구비하고,
    상기 제2 금속층은 상기 실드층과 도통되어 있는 것을 특징으로 하는, 광 전송 모듈.
  12. 제5항 또는 제7항에 있어서, 상기 회로 기판에 있어서의 동일한 기판면에 있어서,
    상기 접속부는 상기 광 모듈부에 있어서의 전기 배선과 반대측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 광 전송 모듈.
  13. 제5항 또는 제7항에 있어서, 상기 회로 기판에 있어서의 동일한 기판면에 있어서,
    상기 광 모듈부는 상기 접속부에 있어서의 전기 배선과 반대측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 광 전송 모듈.
  14. 제5항 또는 제7항에 있어서, 상기 회로 기판에 있어서의 동일한 기판면에 있어서,
    절곡부는 상기 접속부에 있어서의 상기 광 모듈부와 반대측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 광 전송 모듈.
  15. 제5항 또는 제7항에 기재된 광 전송 모듈을 구비한 것을 특징으로 하는, 전자 기기.
  16. 광 배선에 의해 전송되는 광 신호를 전기 신호로 변환하는 수신 모듈부, 혹은 전기 신호를 광 신호로 변환하여 광 배선에 전송하는 송신 모듈부 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 광 모듈부와,
    전기 신호를 전송하는 전기 배선을 구비한 회로 기판과,
    상기 광 모듈부 및 상기 회로 기판에 전기 신호를 공급하는 외부 접속 단자를 갖는 접속부를 구비하고, 상기 회로 기판에 있어서의 동일한 기판면에, 상기 광 모듈부 및 상기 접속부가 탑재된 광 전송 모듈의 제조 방법이며,
    상기 광 모듈부에 상기 광 배선을 실장하는 실장 단계와,
    상기 회로 기판의 법선 방향에서 상기 기판면이 서로 배향하도록, 상기 회로 기판을 절곡하는 절곡 단계를 조합하여 광 전송 모듈을 조립하는 조립 공정을 포함하고,
    절곡부는 상기 광 모듈부와 상기 접속부 사이에 설치되어 있고, 상기 광 모듈부 및 상기 접속부는, 상기 절곡부에 의한 절곡에 의해, 상기 회로 기판의 법선 방향에 배치되어 있고,
    상기 기판면의 이면에 의해 형성된 간극 부분에, 상기 광 모듈부와 상기 접속부 사이의 전기적 결합을 저감하는, 판 형상의 보강부가 설치되어 있고,
    상기 보강부는 상기 법선 방향으로 적층된 적층 구조를 갖고, 상기 적층 구조는 적어도 하나의 금속층을 구비하고 있고,
    상기 금속층 중, 가장 광 모듈부측에 설치된 제1 금속층은 접지되어 있지 않은 것을 특징으로 하는, 광 전송 모듈의 제조 방법.
  17. 광 배선에 의해 전송되는 광 신호를 전기 신호로 변환하는 수신 모듈부, 혹은 전기 신호를 광 신호로 변환하여 광 배선에 전송하는 송신 모듈부 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 광 모듈부와,
    전기 신호를 전송하는 전기 배선을 구비한 회로 기판과,
    상기 광 모듈부 및 상기 회로 기판에 전기 신호를 공급하는 외부 접속 단자를 갖는 접속부를 구비하고, 상기 회로 기판에 있어서의 동일한 기판면에, 상기 광 모듈부 및 상기 접속부가 탑재된 광 전송 모듈의 제조 방법이며,
    상기 광 모듈부에 상기 광 배선을 실장하는 실장 단계와,
    상기 회로 기판의 법선 방향에서 상기 기판면이 서로 배향하도록, 상기 회로 기판을 절곡하는 절곡 단계를 조합하여 광 전송 모듈을 조립하는 조립 공정을 포함하고,
    절곡부는 상기 광 모듈부와 상기 접속부 사이에 설치되어 있고,
    상기 광 모듈부 및 상기 접속부는, 상기 절곡부에 의한 절곡에 의해, 상기 회로 기판의 법선 방향에 배치되어 있고,
    상기 기판면의 이면에 의해 형성된 간극 부분에, 상기 광 모듈부와 상기 접속부 사이의 전기적 결합을 저감하는, 판 형상의 보강부가 설치되어 있고,
    상기 보강부는 유전체로 이루어지는 유전체층과, 상기 유전체층을 끼움 지지하는 금속으로 이루어지는 2개의 금속층이 상기 법선 방향으로 적층된 3층 구조이고,
    가장 광 모듈부측에 설치된 제1 금속층이 접지되어 있지 않은 한편, 가장 접속부측에 설치된 제2 금속층은 접지되어 있는 것을 특징으로 하는, 광 전송 모듈의 제조 방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 조립 공정에서는, 상기 절곡 단계 후에 있어서의 상기 회로 기판이 절곡된 상태에서 상기 실장 단계를 행하는 것을 특징으로 하는, 광 전송 모듈의 제조 방법.
  19. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 조립 공정에서는, 상기 실장 단계 후에 있어서의 광 배선이 광 모듈부에 실장된 상태에서 상기 절곡 단계를 행하는 것을 특징으로 하는, 광 전송 모듈의 제조 방법.
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