TWI490886B - 複合電線束及其製造方法 - Google Patents

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TWI490886B
TWI490886B TW099115495A TW99115495A TWI490886B TW I490886 B TWI490886 B TW I490886B TW 099115495 A TW099115495 A TW 099115495A TW 99115495 A TW99115495 A TW 99115495A TW I490886 B TWI490886 B TW I490886B
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Takeki Ishimoto
Hiroyuki Semba
Yoshiki Chigusa
Mitsuaki Tamura
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Sumitomo Electric Industries
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複合電線束及其製造方法
本發明係關於一種具有細徑電線及光纖的複合電線束及其製造方法。
隨著可攜式終端機或小型攝影機、個人電腦或PDA(Personal Digital Assistant;個人數位助理)等的普及,此等電子機器被要求小型化或高畫質化。為了因應此種要求,在機器本體與液晶顯示部的連接或機器內的配線等方面係使用極細的同軸電纜。由配線的容易性考量,將此等用作使複數條同軸電纜集合一體化的同軸電纜電線束(例如參閱專利文獻1)。
此外,伴隨電子機器的功能更加高度化而被要求高速通信。因此,開發了一種光電複合配線模組,其係由配線部及設於配線部兩端的一對端子部構成,在配線部的部分,於撓性印刷配線基板上層積光波導路,在端子部的部分,將第2電配線配置於不與光電路部層積的分離區域(例如參閱專利文獻2)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本國專利公開:特開2005-235690號公報
專利文獻2:日本國專利公開:特開2008-159766號公報
在可攜式終端機或小型攝影機等的電子機器方面,為了謀求機器更加小型化或薄型化,要求降低分別被收容於旋轉或滑動等相對移動的殼體內的電線束的收容空間之高度。其另一方面,對電線束要求Gbps(每秒十億位元)級之更進一步的高速串列通信。
然而,為此而增加同軸電纜的條數,則電線束的直徑會變大,無法收容在有限的收容空間內。此外,只要是電信號就會接收雜訊,在Gbps級的高速通信方面,可能產生無法正確傳送信號的問題。
此外,在旋轉或滑動等相對移動的殼體間的配線方面,在使用具有由軟性印刷配線基板構成的配線部的模組的情況,由於在配線部上層積有光波導路,所以可施加於該配線部的彎曲或扭轉受到限制,配線形狀也受到限制。因此難以在狹窄的收容空間內配線。
本發明之目的在於提供一種可收容於狹窄的收容空間內,並且不受雜訊的影響而可高速化通信,即使受到彎曲或扭轉,亦少有傳送損失增大或疲勞斷裂之虞的複合電線束及其製造方法。
解決課題之手段
可解決上述課題的本發明的複合電線束,其特徵在於:具有複數條細徑電線與至少1條光纖,前述細徑電線及前述光纖的端部以外之處被捆綁作成束部,在前述束部,前述光纖配置於最外層。
在關於本發明的複合電線束方面,最好在前述複合電線束的端部並排配置有前述細徑電線,且前述光纖配置於前述細徑電線的排列端。
在關於本發明的複合電線束方面,最好前述複數條細徑電線含有細徑同軸電纜。
在關於本發明的複合電線束方面,最好具有連接前述細徑電線及前述光纖的終端的連接構件,在前述連接構件上搭載有連接前述光纖的光學零件,前述光學零件連接前述光纖的方向是與前述細徑電線排列於前述連接構件的方向相交叉的方向。
在關於本發明的複合電線束方面,最好在前述束部,前述光纖沿著捆綁的前述細徑電線外周捲繞。
在關於本發明的複合電線束方面,可以是在前述連接構件排列前述細徑電線的方向與在捆綁前述細徑電線的部分的前述細徑電線的方向大致正交。或者,可以是在前述連接構件排列前述細徑電線的方向與在捆綁前述細徑電線的部分的前述細徑電線的方向大致平行。
在關於本發明的複合電線束方面,前述連接構件可對被連接部連接,對前述被連接部的連接方向可以是沿著在前述連接構件排列前述細徑電線之面的方向。或者,前述連接構件可對被連接部連接,對前述被連接部的連接方向可以是與在前述連接構件排列前述細徑電線之面正交的方向。該情況,最好在前述連接構件,由異向性導電膜或插入物構成的中繼構件是設在有前述細徑電線或前述光纖連至前述連接構件的面或該面的背面。
在關於本發明的複合電線束方面,最好前述光學零件具有光電套圈與連接於前述光電套圈的電極的光電轉換元件,在前述連接構件形成收容部,前述光電套圈與前述光電轉換元件收容於前述收容部,形成於前述收容部的電連接部連接於前述電極,前述連接構件具有可對被連接部連接的連接端子,前述電連接部與前述連接端子導通。
在關於本發明的複合電線束方面,可以是在前述光電套圈的光軸方向,將前述光電轉換元件連接於前述電極,前述電極係延伸到前述光電套圈的側面而形成,前述電連接部形成於前述收容部的底面而與前述側面的前述電極連接。
在關於本發明的複合電線束方面,可以是在前述光電套圈的光軸方向,將前述光電轉換元件連接於前述電極,前述電連接部突出形成於前述光電套圈的光軸方向而與前述電極連接。
在關於本發明的複合電線束方面,最好前述收容部亦收容前述光纖的一部分,填充於前述收容部與前述光學零件的間隙之樹脂和填充於前述收容部與前述光纖的間隙之樹脂的種類不同,填充於前述光纖周圍的樹脂具有彈性。
在關於本發明的複合電線束方面,最好前述電連接部具有彈性,前述光電套圈在前述收容部內被按壓於前述電連接部,並且被形成於前述收容部的卡止部所卡止,而可裝卸地定位於前述收容部內。
關於本發明的複合電線束之製造方法,係製造上述本發明的複合電線束的方法,其特徵在於:將前述複數條細徑電線與前述光纖是以前述光纖配置於最外層的方式作捆綁。
在關於本發明的複合電線束之製造方法方面,最好將前述複數條細徑電線的終端進行成端處理而連接於連接構件,且將前述光纖的終端進行成端處理而連接於前述連接構件上的光學構件,並讓在前述連接構件排列前述細徑電線的方向與前述光纖連接於前述連接構件的方向交叉。
發明之效果
本發明的複合電線束及由本發明的製造方法所製造的複合電線束使用至少1條光纖,所以在進行高速串列傳送的情況,可抑制電線條數的增加,收納於狹窄的收容空間內。而且,光纖上不會帶有因周邊的電磁波所產生的雜訊,所以可通信高速化。此外,與軟性印刷配線基板比較,彎曲或扭轉的限制小,在狹窄的收容空間內也不會引起損傷。
由於在束部光纖被配置於最外層,所以即使束部變形(彎曲或扭轉),細徑電線也不會擠壓光纖,可極力抑制施加於光纖的側壓。藉此,可避免應力集中於彎曲剛性比細徑電線高、機械特性不同的光纖。而且,也沒有光纖從捆束冒出而扭折(折斷)的情事。因此,可防止光纖中的傳送損失增大或疲勞斷裂。
以下,一面參閱附圖,一面說明關於本發明的複合電線束及其製造方法的實施形態例。
如圖1所示,複合電線束20具有複數條(幾條至幾十條)的細徑同軸電纜24與至少1條(在本實施形態為1條)的光纖25,將除了排列部21a、21b以外的中間部作為捆綁有複數細徑同軸電纜24及光纖25的束部26。
細徑同軸電纜24為,在與中心軸正交的直徑方向的剖面中,從中心向外側,具有中心導體、內部絕緣體、外部導體、外殼的結構,在連接於連接器的部分施以端末處理,外部導體、內部絕緣體、中心導體係階段地各露出預定長度。
再者,本發明的細徑電線除了細徑同軸電纜24以外,也可以是無外部導體的細徑絕緣電線。或者,也可以是細徑同軸電纜與細徑同軸電線混在複合電線束20中。就細徑同軸電纜24而言,最好使用例如比AWG(American Wire Gauge;美國線規)規格的AWG42更細的同軸電纜或外徑比0.30mm更細的同軸電纜。藉此,細徑同軸電纜電線束20可容易彎曲。複合電線束20中所含的細徑電線可為幾條~幾十條。
經比較FPC等的電路與細徑同軸電纜,同軸電纜具有屏蔽特性佳、串擾少的優點。此外,同軸電纜容易匯集成束,在通過鉸鏈內側的情況,即使是更小的內徑的鉸鏈,亦可通過。
光纖25係例如以外殼被覆由纖心及包層構成的玻璃纖維所構成。可使用光纖25的纖心直徑為0.008~0.06mm、包層直徑為0.08~0.125mm、外殼直徑為0.18~0.25mm者。在末端施以使玻璃纖維露出的端末處理,將玻璃纖維部分插入光學零件中。此光纖25如圖2所示,作成比複數條細徑同軸電纜24之任一者長。在本實施形態具備1條光纖25,但此光纖25具備比細徑同軸電纜24還少的條數亦可。經比較平面波導路與光纖,光纖較適合於被施加彎曲或扭轉的配線。平面波導路的用途限於配線形狀接近直線者。
光纖與細徑電線的直徑,最好是組合大致同徑者。
除了此例之外,光纖25亦可使用塑膠包層光纖或塑膠光纖。
在本發明的複合電線束方面,高速通信所需的信號係使用光纖傳播。不太要求通信速度的信號或電力,使用細徑電線傳送。若為低速的信號,也可以使用絕緣電線。作為電源線,也可以使用絕緣電線。在傳播稍為高速的信號的情況或需要屏蔽的情況,使用細徑同軸電纜即可。
在捆綁中間部作成束部26時,要使用帶或套管等的捆綁構件27。例如將由帶構成的捆綁構件27捲繞於細徑同軸電纜24及光纖25,或讓細徑同軸電纜24及光纖25通過由套管構成的捆綁構件27,藉此捆綁細徑同軸電纜24及光纖25。在固定帶時,在捲繞的帶兩端捲上膠帶即可。帶可使用聚乙烯帶、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)帶、PTFE(聚四氟乙烯)等的氟樹脂帶等。套管可使用將PET或液晶聚合物等的合成纖維編組者或者編織物。若使用是採用金屬帶或金屬線等的捆綁構件,則可得到細徑電線的屏蔽效果。亦可按照需要,使用接地連接構件藉預定部分接地。
如圖3所示,在複合電線束20的束部26中,光纖25被配置於束的最外層。捆綁的形狀,將複數條的細徑同軸電纜24及光纖25捆綁成1個即可,也可以是不特定的形狀。此外,捆綁構件27可以用1個捆綁預定長度,也可以在長度方向分割成多個而在多處捆綁。再者,最好將相互捆綁的細徑同軸電纜24及光纖25鬆弛地捆綁成不更換彼此位置的程度。
細徑電線的條數例如為10~20條,若設光纖為1條或2條時,則束徑可為2mm以下。
此外,複數條的細徑同軸電纜24及光纖25在排列部21a、21b,以預定的間距排列,並排成平面狀,連接有一種屬連接構件的連接器31、32。
使連接於連接器31的細徑同軸電纜24從束部直接延伸,並使各線並排。相對於連接器31的寬度方向(排列細徑同軸電纜24的方向),束部26的方向為大致垂直。將此連接稱為T字狀連接。
使連接於連接器32的細徑同軸電纜24從束部延伸,彎曲約90°之後,並排而連接於連接器32。連接器32的寬度方向與束部的方向大致平行。將此連接稱為L字狀連接。
此時,如圖4(a)、(b)所示,在朝向連接器的連接部分,光纖25配置於細徑同軸電纜24的排列端。特別是在L字狀連接中,為了抑制朝向光纖25的彎曲應力,最好在曲率半徑大的外側端配置光纖25。再者,雖然在圖1、圖2中顯示了一者T字狀連接、另一者為L字狀連接的例子,但亦可雙方都是T字狀連接,或雙方都是L字狀連接。
在圖4(b)的形態中,由於在連接部附近,在光纖形成餘長,所以在連接部附近產生彎曲或扭轉的情況,過度的拉力不及於光纖或連接處,不會有傳送損失增加或損傷之虞。
此處,圖5顯示使用光纖25的光傳送路徑。光傳送路徑係由光纖25及設於此光纖25兩端的光學零件55、55A所構成。送光側的光學零件55具有套圈61、光電轉換元件62及電氣零件63。受光側的光學零件55A具有套圈61A、光電轉換元件62A及電氣零件63A。光纖25被以朝向圖5的縱深方向彎曲而連接於光學零件55、55A。
套圈61、61A係以包含聚酯樹脂、PPS樹脂及環氧樹脂中任一者的材料所形成,並形成有插通孔61a、61Aa供光纖25的終端插入。而且,於此套圈61、61A,在光纖25朝插通孔61a、61Aa插入的方向(連接光纖的方向)前方側的端面61b、61Ab,安裝有光電轉換元件62、62A,光纖25與光電轉換元件62、62A的光軸配置成直線狀。由於直接連接套圈61、61A與光電轉換元件62、62A,所以可使兩者的高度及長度成為最小,並可縮小連接部的尺寸。因此,連接器的尺寸亦可縮小。
作為送光側的光電轉換元件62,係採用用以將電信號轉換成光信號的VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser;垂直腔式面射型雷射),作為受光側的光電轉換元件62A,係採用用以將光信號轉換成電信號的PD(Photodiode;光電二極體)。
作為送光側的電氣零件63,係採用使VCSEL驅動的驅動IC,作為受光側的電氣零件63A,係採用放大來自於PD的信號的轉換阻抗式放大器(TIA)。透過盡可能將TIA配置於PD的附近,可在衰減來自於PD的信號之前使其放大。
光學零件55、55A內的各零件以印刷的配線電路連結。藉此,可緊密地配置配線板上的光學零件,縮小連接部的尺寸。因此,連接器的尺寸亦可縮小。
而且,在此光傳送路徑中,藉串聯器(serializer)構成的資料轉換器64所檔案化的資料的電子信號以被VCSEL所構成的送光側的光電轉換元件62轉換成光信號,該光信號被輸入到光纖25。在光纖25的受光側中,光信號被PD所構成的光電轉換元件62A轉換成電信號,該電信號藉由解串器(deserializer)所構成的資料轉換器64A返回原來的資料形式。
再者,由串聯器或解串器構成的資料轉換器64、64A無需搭載於配線板51上,並且會產生雜訊的驅動IC不搭載於配線板51上較好。此等搭載於機器上。
如此使用光纖,可進行Gbps級的高速串列通信。
此外,將細徑同軸電纜24對連接器31、32的寬度(長邊)方向大致垂直地配置連接,中心導體24a被銲接於接點41,利用接地棒49固定外部導體24b。對此,光纖25係在連接部分被配置在不同於細徑同軸電纜24的方向之方向。連接器31、32中的光纖25的排列方向成為與連接細徑同軸電纜24的方向呈交叉的方向即可,不限定是兩者正交的方向,亦可以傾斜的方式配線。
如圖4所示,將光纖25係對連接器31、32的寬度方向傾斜地配置,被插入於光學零件55的套圈而連接。若光纖25配置於細徑同軸電纜之端,則無論T字狀連接或是L字狀連接,光纖25都從束部傾斜地延伸過來。在使光纖25傾斜的情況,最好以光纖對於連接器的寬度方向的角度成為30~60度的方式,將光纖25連接於連接器。
再者,作為連接器31、32,可以是將細徑同軸電纜24及光纖25排列成橫向一排而連接的型式,此外也可以是排列成複數層而連接的型式。
如圖6及圖7所示,在本實施形態方面,呈上下重疊配置並前後(圖6、圖7的左右方向)水平移動的兩個基板11、12間係利用複合電線束20連接。基板11、12例如分別裝入行動電話等的機器的相對滑動的殼體內。
而且,複合電線束20作成在基板11、12的俯視方向呈U字狀(或J字狀)形狀而配線連接於兩基板11、12。再者,圖6為複合電線束20的兩端部21a、21b離的最開的狀態,圖7為兩端部21a、21b最接近的狀態。基板11、12的水平移動距離,例如為30mm至60mm程度。
複合電線束20以平面圖來看,在基板11、12的寬度方向(圖6(A)的兩箭頭W的方向)彎曲。由於基板11、12的寬度有數cm,所以可充分確保此方向的彎曲直徑。例如,如圖6(A)所示,若複合電線束20一方的端部21a相對於滑動方向,連接在上基板11的右側(在圖6(A)上側),則另一方的端部21b相對於滑動方向,連接在下基板12的左側(在圖6(A)下側)。雖然複合電線束20被彎曲成U字狀,但為了縮小收容複合電線束20的空間,U字的寬度(直線部分的間隔)越窄越好。再者,最好光纖25藉由使其配置於複合電線束20彎曲的外周側,極力加大曲率半徑而使彎曲應力減低。
欲製造上述複合電線束20時,要準備複數條的細徑同軸電纜24及比此等細徑同軸電纜24長的光纖25。其次,相對於細徑同軸電纜24,使光纖25配置於最外層。
其後,使細徑同軸電纜24的終端並排排列,並使光纖25配置於此等細徑同軸電纜24的排列端。然後,一面將細徑同軸電纜24以薄膜或夾具等保持其排列狀態,一面使外部導體24b從細徑同軸電纜24的端部露出,以銲接等將外部導體24b固定於接地棒49而匯集。再從外部導體24b的前端露出絕緣體、中心導體24a。然後,將中心導體24a銲接於連接器31、32的接點41。接點41或中心導體的間距可為0.3~0.5mm。將接地棒49連接於連接器的接地或殼體。組裝連接器而結束成端處理。在不使用連接器的情況,係在接地棒固定各線的外部導體,露出絕緣體及中心、導體,按照需要,以保護構件覆蓋中心導體而結束成端處理。然後,利用帶或套管等的捆綁構件27捆綁細徑同軸電纜24及光纖25的終端以外的部分而作成束部26。此時,將光纖配置於最外層。
也可以先製作束部26之後,再將細徑同軸電纜24進行成端處理。
此外,光纖25乃不同於細徑同軸電纜24,係使玻璃纖維露出,插入光學零件55的套圈而固定。
藉此,得到中間部是作成束部26且在此束部26光纖25是配置於最外層的複合電線束20。
此處,於製造複合電線束20之際,若光纖25配置於中央時,則在細徑同軸電纜24的成端處理時,細徑同軸電纜24以光纖25為界而分割成兩群。對此,若將光纖25配置於最外層,並在兩端部21a、21b配置於端部時,則可將細徑同軸電纜24匯集為一群而進行成端處理,並可減輕作業的工夫。此外,可容易取得光纖25的餘長。
如此,上述複合電線束20係與複數條的細徑同軸電纜24共同捆綁至少1條光纖25的中間部。由於使用光纖25,所以細徑同軸電纜的條數不多,也可收納於狹窄的收容空間內,並可謀求通信的高速化。
在基板11、12相對地移動時,複合電線束20的彎曲處會移動。
在本實施形態的複合電線束20中,由於光纖25配置於束部26的最外層,所以對複合電線束20施加彎曲或扭轉時,可極力抑制細徑同軸電纜24擠壓光纖25而施加側壓於光纖25。藉此,可避免應力集中於彎曲剛性比細徑同軸電纜24高且機械特性不同的光纖25。因此,不會有光纖的傳送損失增加的情事,並可防止疲勞斷裂。
而且,由於將光纖25朝向連接器的外側傾斜地配置,所以在連接器31、32的光纖25的連接端不產生過度的彎曲。因此,可消除光纖25因彎曲應力而造成的傳送損失。
此外,作成光纖25比全部的細徑同軸電纜24長。例如以光纖的餘長(比細徑電線長的長度)為電線束長度的2~10%。藉此,即使將複合電線束20施加彎曲或扭轉時,亦可極力抑制施加於光纖25的拉伸應力或彎曲應力,所以可消除傳送損失。
再者,在上述實施形態中,係針對在複合電線束20的端部21a、21b安裝連接器31、32而進行成端處理的情況加以說明,但亦可將複合電線束20的細徑同軸電纜24及光纖25直接安裝於基板11、12上而進行成端處理。將細徑同軸電纜24及光纖25直接安裝於基板11、12上的情況,要將並排的細徑同軸電纜24及配置於其端的光纖25的終端,以薄膜等暫時對基板11、12固定。
也可以如圖8所示,代替連接器31、32,改為連接於由FPC基板或硬質基板所構成的配線板材72以構成複合電線束20。在此情況,成為要將由此等FPC基板或硬質基板所構成的配線板材72安裝於基板11、12上。藉由在配線板材72上設置通孔等,可使連接端子41與配線板材72的背面導通,連接於基板11、12。
特別是此情況,最好在配線板材72的連接有複合電線束之面或其背面,設置具有接著性的異向性導電膜(ACF)或插入物等的中繼構件73,藉由加熱或加壓,經由中繼構件73,將配線板材72的連接端子41連接於基板11、12。藉此,可分別抑制配線板材72的厚度尺寸及縱深尺寸,並可謀求更進一步的小型化。
圖9顯示本實施形態的變形例。圖9所示的複合電線束20係捆綁複數條的細徑同軸電纜24,使光纖25以不因彎曲而造成傳送損失的程度地鬆弛捲繞並沿著該捆綁的細徑同軸電纜24的外周(例如以捲繞間距為10~40mm),再利用捆綁構件27(在圖9省略圖示)捆綁其周圍。
依據此複合電線束20,藉由使光纖25捲繞而沿著捆綁的細徑同軸電纜24的外周,必然可使光纖25比細徑同軸電纜24長。因此,可極力抑制因彎曲所造成的光纖25的拉伸,並可消除拉伸應力造成的傳送損失。
再者,在其他例方面,也可以如圖10所示,複合電線束20亦可裝入殼體的端部彼此是藉鉸鏈而可旋動地連結的行動電話等的機器中來使用。
在圖10所示的形態方面,行動電話終端機3為,第1殼體1及第2殼體2的端部彼此是藉鉸鏈4而可旋動地連結、開關以變化位置關係。第1殼體1及第2殼體2在其連結側的端面分別形成有電纜插通孔5、6,從此等電纜插通孔5、6分別導入複合電線束20的兩端。此外,鉸鏈4上形成有連通孔4a,在此連通孔4a內插通有複合電線束20。
在複合電線束20的束部,光纖是配置於最外層,所以即使該束部變形(彎曲或扭轉),細徑電線也不會擠壓光纖,可極力抑制施加於光纖的側壓。藉此,可將複合電線束20以不引起損傷地穿通狹窄的鉸鏈4,並防止光纖的傳送損失增大或疲勞斷裂,以複合電線束20連接第1殼體1中所含的基板與第2殼體2中所含的基板,可謀求光纖的通信高速化。
在製造圖1所示的形狀的複合電線束時,使光纖比任一電線都長,並且比附圖上的設計長度長2%。在AWG46的20條細徑同軸電纜的兩端安裝連接器並捆綁細徑電線的中央部。其後,使光纖順著細徑電線束。使複合電線束受到彎曲或扭轉的情況,使光纖緊跟隨在成為外側的多個部位。
例如使用在圖1向左彎曲的複合電線束20的情況,使光纖順著束的右側。而且,捲繞屬PTFE帶的捆綁構件以作成束部26,在其兩端捲上附有接著劑的PET帶,使PTFE帶不能解開。將光纖25的兩終端插入套圈,將該套圈放在連接器31、32的預定處而固定。套圈對連接器的寬度方向的安裝角度為45度。光纖的餘長被束部26、排列部21a及排列部21b所吸收。若是此複合電線束,則20萬次的扭轉試驗(±90度)的結果,沒有斷線,也沒有增加傳送損失的問題。
另一方面,若不使光纖具有餘長而與其他的同軸電纜無區別地加以捆綁,則光纖會被收進束的內部。在複合電線束受到20萬次的扭轉之期間,會以某機率產生束內部的電線突出到外面的現象。光纖突出的情況,被認為會產生傳送損失的增加或斷線,成為不良。然而,本發明的複合電線束沒有光纖突出到外面而扭折的情形,所以傳送損失增大或疲勞斷裂之虞非常少。
圖11顯示關於本發明的其他實施形態。
圖11所示的複合電線束20A,係相對於連接器31、32的細徑同軸電纜24的排列方向(在圖11為左右方向),在束部26的細徑同軸電纜的方向(在圖11為上下方向)係大致正交地配線而形成T字狀。
如圖12及圖13所示,此連接器31、32在連接器本體43排列有複數個連接端子41。連接端子41的間距可為0.3~0.5mm。此連接器本體43上具有連接複數條的細徑同軸電纜24的電纜連接部44與連接光纖25的光纖連接部45。電纜連接部44上設有電纜收容部46,用以將被施作成端處理的細徑同軸電纜24各自的終端予以收容並連接。
此電纜收容部46上配置有從連接端子41延伸的複數個接點47,在此接點47上銲接細徑同軸電纜24的中心導體24a。此外,電纜連接部44上形成有安裝接地棒49的外部導體固定部48。在此外部導體固定部48上,經由接地棒49而配置並固定細徑同軸電纜24的外部導體24b。
連接器本體43的光纖連接部45上設有配線板收容部52,可收容由FPC基板所構成的配線板51。在此配線板收容部52上也配置有從連接端子41延伸的複數個接點47,藉由在配線板收容部52收容配線板51,使配線板51的接點53與接點47導通。1條光纖需要十幾條接點47。配線板51上搭載有光學零件55,在光學零件55連接光纖25。
光纖連接部45上形成有俯視呈彎曲成圓弧狀的導入槽56,在此導入槽56配置連接於光學零件55的光纖25。雖然將光纖25在連接器的長度方向,大致垂直地引導到連接器31,但沿著導入槽56而彎曲,連接於光學零件55的方向會與細徑同軸電纜24的連接器43上的配線方向交叉。最好光纖25的連接方向與細徑電線的排列方向(連接器的寬度方向)形成的角度為0~60度。
使用此複合電線束20A的光纖25的光傳送路徑與圖5所示並說明過的複合電線束20的形態同樣。
如上述所構成的連接器31、32,其連接部42如圖14所示,連接於設於配線基板上的插座(被連接部)71。將鄉對於此插座71的連接方向設為沿著細徑同軸電纜24及光纖25的排列面的方向。藉此,連接器31、32可抑制其厚度尺寸。
此外,使連接器31、32的連接部42如圖15所示,向下方彎曲,或如圖16所示,向上方彎曲,藉此將相對於插座71的連接方向設為與細徑同軸電纜24及光纖25的排列面正交的方向亦可。如此一來,可抑制連接器31、32的縱深尺寸。特別是如圖16所示,在上部搭載光學零件55,使連接部42向上方彎曲的情況,成為在死空間(dead space)配置光學零件55,可極力抑制厚度尺寸的增加。
連接器及連接部的尺寸(連接有細徑電線及光纖的狀態),設縱深為3~5mm,高度為1~2mm。寬度(排列方向的長度)雖然取決於線數,但為幾mm~十幾mm。
此複合電線束20A也如圖6及圖7所示,藉由連接於兩個基板11、12,而被彎曲配線。此外,基板11、12例如亦可分別裝入行動電話等的機器之相對滑動的殼體內,或裝入如圖10所示的蛤殼(clam shell)型的行動電話終端機3內而使用。基板11、12相對地移動時,彎曲或扭轉施加於複合電線束20A。
本實施形態的複合電線束20A與複合電線束20同樣,沒有增加光纖的傳送損失的情事,並可防止疲勞斷裂。
在連接器31、32方面,由於使連接於光學零件55的光纖52的方向與細徑同軸電纜24的排列方向交叉,所以可極力抑制連接器31、32的縱深尺寸。藉此,可謀求連接器31、32的小型化,並可使複合電線束20A順利地通過殼體間狹隘的鉸鏈部分而配線。
欲製造此複合電線束20A時,與複合電線束20同樣,在進行細徑同軸電纜24的終端處理後,將接地棒49安裝於外部導體固定部48並銲接於圖示省略的接地端子或殼體。再將中心導體24a銲接於連接器31、32的接點47。其次,相對於細徑同軸電纜24,使光纖25配置於最外層,利用膠帶或套管等的捆綁構件27捆綁由此等細徑同軸電纜24及光纖25所構成的束部26。
光纖25係使插入套圈61所需的長度的玻璃纖維露出,插入配線板51上的光學零件55的套圈61而固定。此時,使光纖52相對於光學零件55的連接方向成為與複數條細徑同軸電纜24的排列方向交叉的方向。其後,將光纖52嵌入連接器31、32的導入槽56,並將配線板51接著固定於配線板收容部52等而收容。
再者,在圖12、圖13中,雖然係從連接器31、32的電纜連接部44側配置光纖25,但也可以如圖17所示,從偏離電纜連接部44的端部側配置光纖25。
再者,也可以如圖8所示,取代連接器31、32,而改為連接於由FPC基板或硬質基板所構成的配線板材72以構成複合電線束20A。隔有中繼構件73的配線板材72與基板11、12的連接方向係和在圖15或圖16所示的情況同樣,成為與細徑同軸電纜24及光纖25的排列面正交的方向。
作為本實施形態的變形例,圖18所示者為具備連接器81、82的複合電纜80。在此複合電纜80中,藉由在連接器81、82的附近彎曲細徑同軸電纜24,而相對於細徑同軸電纜24的排列方向,束部26被以大致平行地配線而形成L字狀。此外,將光纖25從偏離連接器81、82的電纜連接部44的端部側配線。由於沿著連接器81、82的寬度方向搭載光學零件,所以可縮短連接器81、82的縱深。也可以將光纖25配線於接近電纜連接部44之側。但是,在光纖25的彎曲小這點而言,最好光纖25是從偏離電纜連接部44的端部側配線。
具備此連接器81、82的複合電纜80的情況亦可得到與前述複合電纜20、20A同樣的效果。而且,在此複合電纜80中,由於是對細徑同軸電纜24的配線方向,大致平行地配置束部26,所以可極力抑制寬度尺寸。
再者,也可以是連接器81、82的一方為T字狀,另一方為L字狀的連接方式的變形例。
此外,也可以變更連接器中的光纖25及光學零件55的連接形態。
如圖19及圖20所示,連接器31A在連接器本體43排列複數個連接端子41。連接端子41的間距可為0.3~0.5mm。
連接器本體43上具有連接複數條細徑同軸電纜24的電纜連接部44與連接光纖25的光纖連接部45。在電纜連接部44連接有細徑同軸電纜24係與先前說明的連接器31同樣。
連接器本體43的光纖連接部45上形成有由上面側是開放的凹部所構成的收容部51A,在此收容部51A收容有構成光學零件55的光學組件52A。
此光學組件52A具有光電套圈61與光電轉換元件62,在光電套圈61連接光纖25。此外,光纖連接部45在收容部51A的側部被埋設有構成光學零件55的電氣裝置63。
此外,光纖連接部45上形成有俯視呈彎曲成圓弧狀的導入槽56,在此導入槽56配置有連接於光學組件52A的光纖25。
雖然將光纖25在連接器的長度方向,大致垂直地引導到連接器31,但在導入槽56內沿著導入槽56而彎曲,連接於光學組件52A的方向會與細徑同軸電纜24的連接器43上的配線方向交叉。此形態也是,光纖25以傾斜的方式配線亦可。
圖21顯示使用光纖25的光傳送路徑。光傳送路徑係由光纖25及設於此光纖25兩端的光學零件55、55A所構成。送光側的光學零件55具有由光電套圈61及光電轉換元件62構成的光學組件52A與電氣裝置63。受光側的光學零件55A具有由光電套圈61A及光電轉換元件62A構成的光學組件52A與電氣裝置63A。光學零件55、55A上,連接有朝圖21的縱深方向彎曲的光纖25。
光電套圈61、61A例如為記載於日本國專利公開:特開2005-115284號公報的表面具備電極的套圈。光電套圈61、61A係以包含聚酯樹脂、PPS樹脂及環氧樹脂當中任一者的材料所形成,並且形成有插通孔61a、61Aa供光纖25的終端插入。而且,於此光電套圈61、61A,在設於光纖25插入插通孔61a、61Aa的方向(連接光纖的方向)前方側的端面的電極61b、61Ab,導通連接有光電轉換元件62、62A,將光纖25與光電轉換元件62、62A的光軸配置成直線狀。例如利用以超音波振動或熱熔化金(Au)等的凸起57而進行連接的覆晶(flip chip)連接方式進行電極61b、61Ab與光電轉換元件62、62A的連接。由於直接連接光電套圈61、61A與光電轉換元件62、62A,所以可使兩者的高度及長度成為最小,並可縮小光纖連接部45的尺寸。因此,連接器的尺寸亦可縮小。
光纖連接部45上設有電連接部60,此電連接部60的一部分配置於收容部51A的底面。光電套圈61、61A的電極61b、61Ab係延伸形成到屬光電套圈61、61A的光軸側面的下面,電連接部60係與延伸到側面的電極61b、61Ab導通連接。此外,在電連接部60也導通連接電氣裝置63、63A。此電連接部60延伸到連接器本體43的連接部42,作為連接端子41。
收容部51A內填充有樹脂58,利用填充的樹脂58掩埋此收容部51A與光學組件52A的間隙。如此,透過以樹脂58澆灌(potting),光學組件52A係在收容部51A內被樹脂58確實地固定。作為樹脂58,例如藉由使用Panasonic Factory Solutions公司的晶片塗布糊(chip coating paste)CCN500D-8B,可確保光學組件52A良好的耐水性及耐雜訊性。此外,導入槽56內也填充有樹脂59,配置於此導入槽56的光纖25係被樹脂59所固定。再者,收容部51A內也收容光纖25的一部分,將填充於導入槽56的樹脂59也填充於此收容部51A的光纖25的配置位置。
只要市填充於光學組件52A周圍的樹脂58與填充於光纖25周圍的樹脂59的種類互異即可。較好的是,填充於光纖25周圍的樹脂59為具有彈性的接著劑,例如使用Cemedine股份有限公司製的superX No.8008。藉此,可利用樹脂59減緩作用在由此樹脂59所保持的光纖25的外力。
茲就光學組件52A安裝於收容部51A上的方法進行說明。
圖22所示的是經由只朝向厚度方向具有導電性的中繼構件65,連接形成於收容部51A底面的電連接部60與光電套圈61、61A側方之面的電極61b、61Ab者。此中繼構件65例如由異向性導電膜(ACF)或插入物等構成,藉由加熱或加壓而導通連接電連接部60與電極61b、61Ab。藉此,光學組件52A係透過中繼構件65而可裝卸地收容於收容部51A內。
由於中繼構件65具有彈性,所以藉由經由中繼構件65而使電連接部60與電極61b、61Ab導通連接,可利用中繼構件65吸收被排列於光電套圈61、61A的寬度方向的電極61b、61Ab的高度的偏差。藉此,可確實地連接電連接部60與電極61b、61Ab。
此外,例如藉由加熱中繼構件65,可使光學組件52A容易對收容部51A裝卸。藉此,即使在構成光學組件52A的光電套圈61、61A或光電轉換元件62、62A產生不良之際,亦可容易交換光學組件52A。
圖23所示的形態,係使電連接部60以在收容部51A的底面向上方突出的方式彎曲,作為電連接部60,係由具有彈性的導電性金屬材料所形成。此外,在收容部51A上部的開口緣形成有卡止光電套圈61、61A的卡止部51a。
藉由形成此種構造,將光電套圈61、61A收容成以下狀態:在收容部51A內被推壓到電連接部60,並被形成於收容部51A的卡止部51a所卡止,可裝卸地定位於收容部51A內。
藉此,可利用電連接部60的彈推力互相推壓電連接部60與電極61b、61Ab,使電連接部60與電極61b、61Ab確實地導通連接。
此外,藉由將光學組件52A抗拒電連接部60的彈推力而壓入收容部51A,可使此光學組件52A容易地安裝於收容部51A,並可謀求光學組件52A的交換作業更進一步的容易化。
圖24所示的形態,係將電連接部60朝向與構成光學組件52A的光電套圈61、61A的光軸對向之面,並比光電轉換元件62、62A的光軸方向的長度突出而形成,與光電套圈61、61A的電極61b、61Ab導通連接。此電連接部60也具有彈性,藉由其彈推力,將光電套圈61、61A夾在電連接部60與收容部51A的側壁之間而固定。
在此構造方面,藉由將光學組件52A壓入收容部51A而安裝,可極容易地使光學組件52A安裝成確實地導通連接電連接部60與電極61b、61Ab的狀態。
此外,形成朝向與光電套圈61、61A的光軸對向之面而使電連接部60突出的構造的情況,如圖25所示,可去掉收容部51A的底部。即,可形成下述構造:以收容部51A作為上下貫通的孔部,在此收容部51A的上下緣設置卡止光電套圈61、61A的卡止部51a。藉此,可使連接器本體43的厚度更薄。
20、20A、80...複合電線束
24...細徑同軸電纜(細徑電線)
25...光纖
26...束部
21a、21b...端部
31、32...連接器
41...連接端子
51A...收容部
55...光學零件
52A...光學組件
58、59...樹脂
60...電連接部
61、61A...光電套圈
61b、61Ab...電極
62、62A...光電轉換元件
73...中繼構件
圖1為顯示關於本發明的複合電線束的實施形態之例的平面圖。
圖2為複合電線束被捆綁構件捆綁前的平面圖。
圖3為複合電線束的束部之剖面圖。
圖4為顯示複合電線束的連接器的連接狀態的概略平面圖。
圖5為使用光纖的光傳送路徑的概略結構圖。
圖6(A)為顯示複合電線束連接於上下的基板的狀態的平面圖,(B)為其側面圖。
圖7(A)為顯示重疊上下的基板的狀態的平面圖,(B)為其側面圖。
圖8為顯示對在端部具備配線板材的情況之基板安裝的構造之概略立體圖。
圖9為顯示複合電線束的變形例的平面圖。
圖10為顯示將複合電線束配線在殼體是藉鉸鏈轉動的行動電話內之例的立體圖。
圖11為顯示關於本發明的複合電線束的其他實施形態之例的平面圖。
圖12為圖11的複合電線束的連接器部分的平面圖。
圖13為說明圖11的連接器構造的連接器的立體圖。
圖14為顯示連接器連接於插座的構造的概略剖面圖。
圖15為顯示連接器連接於插座的構造的他例的概略剖面圖。
圖16為顯示連接器連接於插座的構造的他例的概略剖面圖。
圖17為顯示配線於連接器的他例的連接器部分的平面圖。
圖18為顯示複合電線束的變形例的平面圖。
圖19為顯示本發明的複合電線束的連接器部分的他例的平面圖。
圖20為說明圖19的連接器構造的連接器的立體圖。
圖21為說明圖19的複合電線束的光傳送路徑結構及連接器構造的概略剖面圖。
圖22為說明光學組件收容於收容部的構造的變形例的收容部的剖面圖。
圖23為說明光學組件收容於收容部的構造的變形例的收容部的剖面圖。
圖24為說明光學組件收容於收容部的構造的變形例的收容部的剖面圖。
圖25為說明光學組件收容於收容部的構造的變形例的收容部的剖面圖。
20...複合電線束
21a...排列部
21b...排列部
24...細徑同軸電纜
25...光纖
26...束部
31...連接器
32...連接器

Claims (10)

  1. 一種複合電線束,其特徵在於:具有複數條細徑電線與至少1條光纖,該細徑電線及該光纖的端部以外之處被捆綁作成束部,在該束部,該光纖配置於最外層;在該複合電線束的端部並排配置有該細徑電線,且該光纖配置於該細徑電線的排列端;該複數條細徑電線含有細徑同軸電纜;具有連接該細徑電線及該光纖的終端的連接構件,在該連接構件上搭載有連接該光纖的光電轉換元件,將該光纖連接至該光電轉換元件的方向是與該細徑電線排列於該連接構件的方向相交叉的方向;該細徑電線係比AWG42還細,該連接構件係為連接器;該光學轉換元件係與光電套圈的電極連接,在該連接構件形成有收容部,該光電套圈與該光電轉換元件收容於該收容部,形成於該收容部的電連接部係連接至該電極,該連接構件具有可對被連接部連接的連接端子,該電連接部與該連接端子導通。
  2. 一種複合電線束,其特徵在於:具有複數條細徑電線與至少1條光纖,該細徑電線及該光纖的端部以外之處被捆綁作成束部,在該束部,該光纖配置於最外層;在該複合電線束的端部並排配置有該細徑電線,且該光纖配置於該細徑電線的排列端; 該複數條細徑電線含有細徑同軸電纜;具有連接該細徑電線及該光纖的終端的連接構件,在該連接構件上搭載有連接該光纖的光電轉換元件,將該光纖連接至該光電轉換元件的方向是與該細徑電線排列於該連接構件的方向相交叉的方向;該細徑電線係比AWG42還細,該連接構件係為配線板材;該光學轉換元件係與光電套圈的電極連接,在該連接構件形成有收容部,該光電套圈與該光電轉換元件收容於該收容部,形成於該收容部的電連接部連接至該電極,該連接構件具有可對被連接部連接的連接端子,該電連接部與該連接端子導通。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之複合電線束,其中在該束部,該光纖沿著捆綁的該細徑電線外周捲繞,捲繞間距為10-40mm。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之複合電線束,其中該連接構件可對被連接部連接,對該被連接部的連接方向是沿著在該連接構件排列該細徑電線之面的方向。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之複合電線束,其中該連接構件可對被連接部連接,對該被連接部的連接方向是與在該連接構件排列該細徑電線之面正交的方向。
  6. 如申請專利範圍第5項之複合電線束,其中在該連接構 件,由插入物構成的中繼構件是設在有該細徑電線或該光纖連接至該連接構件的面或該面的背面。
  7. 如申請專利範圍第6項之複合電線束,其中該插入物係為異向性導電膜。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之複合電線束,其中該收容部亦收容該光纖的一部分,填充於該收容部與該光電轉換元件的間隙之樹脂和填充於該收容部與該光纖的間隙之樹脂的種類不同,填充於該光纖周圍的樹脂具有彈性。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之複合電線束,其中該電連接部具有彈性,該光電套圈在該收容部內被按壓到該電連接部,並且被形成於該收容部的卡止部所卡止,而可裝卸地定位於該收容部內。
  10. 一種複合電線束之製造方法,係製造如申請專利範圍第1或2項之複合電線束的方法,其特徵在於:將該複數條細徑電線與該光纖是以該光纖配置於最外層的方式作捆綁;將該複數條細徑電線的終端進行成端處理而連接於連接構件,且將該光纖的終端進行成端處理而連接於該連接構件上的光電轉換元件,並讓在該連接構件排列該細徑電線的方向與該光纖連接於該連接構件的方向交叉。
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