(57)【要約】【課題】部品点数が少なく、構成が簡素で、組み立てが容易で、小型の光電気アセンブリ用基板及び光電気アセンブリを提供する。【解決手段】基板２と、基板２の表面の光電気素子実装位置に臨むよう基板２の裏面に設けられた光反射素子３と、光反射素子３に臨み基板２の裏面に沿わせて設けられた光伝送路４とを備えた光電気アセンブリ用基板１において、基板２の裏面に金属層５を有し、金属層５に光反射素子３となる光反射面が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板の表面の光電気素子実装位置に臨むよう上記基板の裏面に設けられた光反射素子と、該光反射素子に臨み上記基板の裏面に沿わせて設けられた光伝送路とを備えた光電気アセンブリ用基板において、
上記基板の裏面に金属層を有し、該金属層に上記光反射素子となる光反射面が形成されていることを特徴とする光電気アセンブリ用基板。
【請求項２】
基板と、該基板の表面の光電気素子実装位置に臨むよう上記基板の裏面に設けられた光反射素子と、該光反射素子に臨み上記基板の裏面に沿わせて設けられた光伝送路とを備えた光電気アセンブリ用基板において、
上記基板の裏面に、上記光伝送路としての光ファイバが埋め込まれた樹脂ブロックを有し、上記光ファイバに上記光反射素子となる光反射面が形成されていることを特徴とする光電気アセンブリ用基板。
【請求項３】
上記樹脂ブロックと上記光ファイバとが一括して切断されることにより形成された切断面に、上記光反射面が形成されていることを特徴とする請求項２記載の光電気アセンブリ用基板。
【請求項４】
上記基板は、リジッド基板又はフレキシブル基板からなることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の光電気アセンブリ用基板。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか記載の光電気アセンブリ用基板が切欠部を有する他の基板の該切欠部を覆うように上記他の基板に積層されることにより、上記光電気素子実装位置に実装された光電気素子が上記切欠部内に配置されたことを特徴とする光電気アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品点数が少なく、構成が簡素で、組み立てが容易で、小型の光電気アセンブリ用基板及び光電気アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気的な信号処理を行う情報機器に対して光伝送路を接続し、外部機器との情報交換を光信号で行う場合、情報機器と光伝送路との間に、電気と光の相互信号変換を行う信号変換インタフェースが必要となる。また、情報機器の内部において、複数の電気回路基板間を光伝送路で接続して光通信するためには、電気回路基板に信号変換インタフェースを接続する必要がある。
【０００３】
図１０に示した従来の信号変換インタフェースに用いる光電気アセンブリ１０１は、リジッド基板１０２にフレキシブル基板用コネクタ１０３が実装され、そのフレキシブル基板用コネクタ１０３にフレキシブル基板１０４が挿入され、フレキシブル基板１０４には光ＩＣ等の光電気素子１０５が実装され、この光電気素子１０５に光伝送路１０６からの光を導くために、リジッド基板１０２とフレキシブル基板１０４との隙間に光伝送路１０６が挿入され、その光伝送路１０６が接着剤１０７でリジッド基板１０２に固定されている。光電気素子１０５は、発光面又は受光面がフレキシブル基板面を向いているため、フレキシブル基板１０４の裏面側にミラー１０８が設けられ、光電気素子１０５からの光が光伝送路１０６に反射され、光伝送路１０６からの光が光電気素子１０５に反射される。リジッド基板１０２は、図示しない情報機器のリジッド基板用コネクタに挿入される。光電気素子１０５は密閉樹脂層１０９で周囲を覆われて封止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１６３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１０に示した光電気アセンブリ１０１は、部品点数が多く、構成が複雑で、組み立ても容易でないため、コストが高い。
【０００６】
この光電気アセンブリ１０１は、リジッド基板１０２が情報機器のリジッド基板用コネクタ（図示せず）に挿入され、リジッド基板１０２上のフレキシブル基板用コネクタ１０３にフレキシブル基板１０４が挿入されるという構造のため、長さ（図示左右方向）が長い。また、この光電気アセンブリ１０１は、リジッド基板１０２、接着剤１０７、光伝送路１０６、フレキシブル基板１０４、密閉樹脂層１０９が積み上げられた構造のため、高さが高い。このように、従来の光電気アセンブリ１０１は、長さが長く、高さが高いため、情報機器内のスペースを大きく占める。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、部品点数が少なく、構成が簡素で、組み立てが容易で、小型の光電気アセンブリ用基板及び光電気アセンブリを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の光電気アセンブリ用基板は、基板と、該基板の表面の光電気素子実装位置に臨むよう上記基板の裏面に設けられた光反射素子と、該光反射素子に臨み上記基板の裏面に沿わせて設けられた光伝送路とを備えた光電気アセンブリ用基板において、上記基板の裏面に金属層を有し、該金属層に上記光反射素子となる光反射面が形成されているものである。
【０００９】
また、本発明の光電気アセンブリ用基板は、基板と、該基板の表面の光電気素子実装位置に臨むよう上記基板の裏面に設けられた光反射素子と、該光反射素子に臨み上記基板の裏面に沿わせて設けられた光伝送路とを備えた光電気アセンブリ用基板において、上記基板の裏面に、上記光伝送路としての光ファイバが埋め込まれた樹脂ブロックを有し、上記光ファイバに上記光反射素子となる光反射面が形成されているものである。
【００１０】
上記樹脂ブロックと上記光ファイバとが一括して切断されることにより形成された切断面に、上記光反射面が形成されていてもよい。
【００１１】
上記基板は、リジッド基板又はフレキシブル基板からなってもよい。
【００１２】
本発明の光電気アセンブリは、上記光電気アセンブリ用基板が切欠部を有する他の基板の該切欠部を覆うように上記他の基板に積層されることにより、上記光電気素子が上記切欠部内に配置されたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００１４】
（１）部品点数が少ない。
【００１５】
（２）構成が簡素である。
【００１６】
（３）組み立てが容易である。
【００１７】
（４）小型である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態を示す光電気アセンブリ用基板の断面図である。
【図２】図１の光電気アセンブリ用基板に光電気素子を実装した光電気アセンブリの図であり、（ａ）は部分透視側面図、（ｂ）は上面図である。
【図３】参考例の光電気アセンブリの図であり、（ａ）は透視斜視図、（ｂ）は側断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、本発明の他の実施形態を示す光電気アセンブリの部分透視側面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す光電気アセンブリ用基板に光電気素子を実装した光電気アセンブリの断面図である。
【図６】参考例の光電気アセンブリの側断面図である。
【図７】（ａ）は、樹脂ブロックの斜視図、（ｂ）は、樹脂ブロックを製造する直方体ブロックの斜視図である。
【図８】本発明の他の実施形態を示す光電気アセンブリ用基板に光電気素子を実装した光電気アセンブリの図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は下面図である。
【図９】図１の光電気アセンブリ用基板に光電気素子を実装した光電気アセンブリの図であり、（ａ）は部分透視側面図、（ｂ）は上面図である。
【図１０】従来の光電気アセンブリの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２０】
図１に示されるように、本発明に係る光電気アセンブリ用基板１は、リジッド基板又はフレキシブル基板からなる基板２と、該基板２の表面の光電気素子実装位置に臨むよう上記基板２の裏面に設けられた光反射素子３と、該光反射素子３に臨み上記基板２の裏面に沿わせて設けられた光伝送路４とを備えた光電気アセンブリ用基板１において、上記基板２の裏面に金属層５を有し、該金属層５に上記光反射素子３となる光反射面が形成されているものである。このような光反射面は、エッチングにより形成するとよい。
【００２１】
基板２の表面は、光電気素子を含む電子部品の実装面であるので、基板２の表面には導体パターン６（光路となるところは除く）が設けられる。
【００２２】
以上の構成により、光伝送路４から光反射素子３に入射した光は基板２の表面に向けて出射され、基板２の表面から裏面へ透過して光反射素子３に入射した光は光伝送路４に向けて出射される。
【００２３】
図１の光電気アセンブリ用基板１に光電気素子を搭載して光電気アセンブリを構成したものについて説明する。
【００２４】
図２（ａ）、図２（ｂ）に示されるように、この光電気アセンブリ７では、基板２がフレキシブル基板８で構成される。フレキシブル基板８は、切欠部９を有するリジッド基板１０の切欠部９を覆うようにリジッド基板１０に積層される。フレキシブル基板８の切欠部９内の面の光電気素子実装位置に光電気素子１１が実装される。光反射素子３は、光電気素子１１の実装箇所の裏面に位置し、金属層５に４５°の光反射面が形成されたものである。
【００２５】
リジッド基板１０は、情報機器のリジッド基板用コネクタに挿入されるエッジ（図示せず）を備えている。切欠部９は、リジッド基板１０の一端から上面視矩形状に形成されている。このため、リジッド基板１０は、上面視コ字状を呈する。
【００２６】
フレキシブル基板８は、切欠部９を含みリジッド基板１０の全面を覆うように設けられている。フレキシブル基板８の上面は配線パターン（図示せず；図１参照）６となる電気配線用銅層である。リジッド基板１０の配線パターン（図示せず）とフレキシブル基板８の配線パターンは、相互にスルホールを圧着することにより導通されている。切欠部９内には、フレキシブル基板８に光電気素子１１を実装するための配線パターン（図示せず）が形成されている。
【００２７】
光電気素子１１は、表面実装型の光電気素子１１であり、発光面又は受光面がフレキシブル基板面を向いている。フレキシブル基板８は、光電気素子１１が使用する光波長において透明である。切欠部９内には、光電気素子１１を密閉する密閉樹脂層１２を備える。
【００２８】
ここで、図３（ａ）、図３（ｂ）に、本発明者が本発明に至るまでに検討した光電気アセンブリの参考図を示す。
【００２９】
図３（ｂ）に示されるように、光電気アセンブリ３１のフレキシブル基板３８は、光電気素子１１が表面実装される電気配線用銅層３２と、電気配線用銅層３２を支持する基台樹脂層３３と、光伝送路４となる光ファイバ３４を位置決めする光ファイバ位置決め用銅層３５と、光反射素子３を形成したプリズム３６のためのプリズム位置決め用銅層３７とを備える。
【００３０】
図３（ａ）に示されるように、リジッド基板１０にはＩＣ１３が実装される。リジッド基板１０に積層されたフレキシブル基板３８には、切欠部９内の面に光電気素子１１が実装されている。リジッド基板１０の配線パターンとフレキシブル基板３８の配線パターンが導通されているので、光電気素子１１とＩＣ１３との間で電気信号を伝送することができる。
【００３１】
光電気素子１１の裏側（フレキシブル基板３８の下面）にはプリズム３６が取り付けられている。光電気素子１１の下面には、複数個の発光面又は受光面Ｓが一列に形成されている。プリズム３６の反射面（光反射素子３）はこれら発光面又は受光面Ｓに対して４５°の傾斜角で臨んでいる。フレキシブル基板３８の下面には、光反射素子３に端面を臨ませた複数本の光ファイバ３４が取り付けられている。
【００３２】
フレキシブル基板３８に印刷することにより形成されるプリズム位置決め用銅層３７は、所定の層厚を有することにより、段差を形成することができる。フレキシブル基板３８の上面に実装される光電気素子１１に入出射する光と光ファイバ３４に入出射する光の光路を正しく形成するためには、プリズム３６の位置（光ファイバに対する長手方向位置、光ファイバに対する角度、発光面又は受光面Ｓの並び方向に対する角度など）を正確に決める必要がある。プリズム位置決め用銅層３７は、プリズム３６の上面（長方形とする）が嵌り込むように、下面視長方形で、光ファイバ位置決め用銅層３５から所定の距離に形成される。これにより、プリズム３６の位置合わせは、プリズム３６がプリズム位置決め用銅層３７の段差に当たるようにするだけでできるので、容易である。
【００３３】
図１に示した光電気アセンブリ用基板１は、プリズム位置決め用銅層３７によりプリズム３６を位置合わせする上記参考例をさらに改良したものである。すなわち、プリズム３６を廃止し、プリズム位置決め用銅層３７（金属層５）そのものに光反射素子３の機能を持たせた。これにより、本発明に係る光電気アセンブリ７は、部品点数がいっそう少なくなり、構成が簡素で、組み立てが容易となり、いっそうの小型化が達成される。
【００３４】
本発明に係る光電気アセンブリ用基板１に光電気素子１１を実装した図２の光電気アセンブリ７は、従来の光電気アセンブリに比べて次のような効果を奏する。
【００３５】
光電気アセンブリ７は、フレキシブル基板８がリジッド基板１０に積層され、リジッド基板１０の配線パターンとフレキシブル基板８の配線パターンがスルホールの圧着により導通されている。このため、リジッド基板１０上にフレキシブル基板用コネクタが必要なくなり、部品点数が少なく、構成が簡素で、組み立てが容易となる。また、フレキシブル基板用コネクタが無いことで、長さが短くなると共に高さが低くなって小型となる。
【００３６】
光電気アセンブリ７は、リジッド基板１０が切欠部９を有し、フレキシブル基板８が切欠部９を覆うようにリジッド基板１０に積層され、光電気素子１１がフレキシブル基板８の切欠部９内の面に実装されるので、光電気素子１１の高さがリジッド基板１０の高さ（厚さ）より低ければ、光電気素子１１がリジッド基板１０の高さ方向に突き出さない。さらに、光電気素子１１を封止する密閉樹脂層１２がリジッド基板１０の高さ方向に突き出さない。光電気素子１１の高さがリジッド基板１０の高さ（厚さ）より高い場合でも、光電気素子１１がリジッド基板１０の高さ方向に突き出る量が少なくできる。よって、光電気アセンブリ７は、従来より高さが低くなって小型となる。
【００３７】
図４（ａ）に示した光電気アセンブリ４１は、切欠部９を有するリジッド基板１０と、切欠部９を覆うようにリジッド基板１０に積層されたフレキシブル基板８と、フレキシブル基板８の切欠部９内の面の光電気素子実装位置に実装された光電気素子１１と、光電気素子１１に臨み光電気素子１１の実装箇所の裏面に設けられた光反射素子３と、光反射素子３に臨みフレキシブル基板８の裏面に沿わせて設けられた光伝送路４とを備えたものである。密閉樹脂層１２は切欠部９全体を埋めている。光伝送路４はポリマ層又は光ファイバ３４からなり、光反射素子３は金属層５の光反射面又は光ファイバ３４の４５°カット斜面（詳しくは後述）からなる。
【００３８】
図４（ｂ）に示した光電気アセンブリ４２は、図４（ａ）に示した光電気アセンブリ４１のフレキシブル基板８の下面に、切欠部９を有するリジッド基板１０を設けたものである。２枚のリジッド基板１０でフレキシブル基板８を挟む構造となるため、熱膨張や応力のバランスが上下面で均等になり、反りを防止することができる。さらに、上下両面の切欠部９に密閉樹脂層１２を形成することで、フレキシブル基板８と光伝送路４との接合部が強化される。上下両面の密閉樹脂層１２は、それぞれ切欠部９全体を埋めている。
【００３９】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。
【００４０】
図５に示されるように、本発明に係る光電気アセンブリ用基板５１は、リジッド基板又はフレキシブル基板からなる基板５２と、該基板５２の表面の光電気素子実装位置に臨むよう上記基板５２の裏面に設けられた光反射素子５３と、該光反射素子５３に臨み上記基板５２の裏面に沿わせて設けられた光伝送路５４とを備えた光電気アセンブリ用基板５１において、上記基板５２の裏面に、上記光伝送路５４としての光ファイバ５４ａが埋め込まれた樹脂ブロック５５を有し、上記光ファイバ５４ａに上記光反射素子５３となる光反射面が形成されているものである。
【００４１】
樹脂ブロック５５と光ファイバ５４ａとが一括して切断されることにより形成された上記光ファイバ５４ａの切断面が上記光反射素子５３となっている。
【００４２】
光電気アセンブリ用基板５１に光電気素子１１を搭載することにより、光電気アセンブリ５７が構成される。
【００４３】
ここで、図６に、本発明者が本発明に至るまでに検討した光電気アセンブリの参考図を示す。
【００４４】
図６に示されるように、光反射素子３は、光ファイバ３４を４５°カットして形成することができる。フレキシブル基板３８は、図３（ｂ）に示したものとほぼ同じフレキシブル基板３８である。光ファイバ３４が複数本の場合は、複数本の光ファイバ３４を一体化したリボン光ファイバを用いることにより、軸回転することによる光反射素子３のずれをなくすことができる。
【００４５】
図５に示した本発明の光電気アセンブリ用基板５１は、図６のように光ファイバ３４を４５°カットして光反射素子３を形成する参考例をさらに改良したものである。すなわち、光ファイバ位置決め用銅層３５で光ファイバ３４を位置決めするのではなく、光ファイバ５４ａが埋め込まれた樹脂ブロック５５を基板５２に取り付ける。これにより、本発明に係る光電気アセンブリ５７は、構成が簡素で、組み立てが容易となる。
【００４６】
図７（ａ）に示されるように、樹脂ブロック５５には、複数の光ファイバ５４ａを埋め込むことができる。リボン光ファイバでは光ファイバ同士が接して並ぶことになるが、図７（ａ）の構成においては、複数の光ファイバ５４ａの配置ピッチは任意である。よって、光電気素子１１がアレイ素子である場合にはそのアレイ配置ピッチに合わせ、光電気素子１１が個別素子を複数並べたものである場合にはその配置ピッチに合わせて複数の光ファイバ５４ａを配置することができる。
【００４７】
図７（ｂ）に示されるように、樹脂ブロック５５は、複数の光ファイバ５４ａを埋め込んだ直方体ブロック７１をまず形成し、その直方体ブロック７１に対しカット線Ｃに沿って斜めにカッタ歯を入れることにより、直方体ブロック７１を等分割することにより、製造する。この製造方法により、複数の光ファイバ５４ａを埋め込んだ樹脂ブロック５５を同時に２個製造することができる。
【００４８】
図８（ａ）、図８（ｂ）に示した光電気アセンブリ８１では、図５と同様の光電気アセンブリ用基板５１が用いられる。すなわち、光電気アセンブリ用基板５１は、基板５２の裏面に、光伝送路５４としての光ファイバ５４ａが埋め込まれた樹脂ブロック５５を有し、樹脂ブロック５５と光ファイバ５４ａとが一括して切断され、その切断面の光ファイバ部分が光反射素子５３となっているものである。
【００４９】
基板５２はフレキシブル基板８８で構成される。フレキシブル基板８８は、切欠部８９を有するリジッド基板９０の切欠部８９を覆うようにリジッド基板９０に積層される。フレキシブル基板８８の切欠部８９内の面に樹脂ブロック５５が実装される。樹脂ブロック５５の切断面に表れている光反射素子５３は、光電気素子１１の実装箇所の裏面に位置する。
【００５０】
樹脂ブロック５５は、光ファイバ５４ａを埋め込むようにインサート成形してもよく、穴のない樹脂に穴あけをして製造し、光ファイバ５４ａを穴に差し込むようにしてもよい。
【００５１】
図５、図８に示した光電気アセンブリ５７，８１に用いた光電気アセンブリ用基板５１は、光ファイバ５４ａが埋め込まれた樹脂ブロック５５の切断面に光反射素子５３が形成されるので、基板５２に対する光ファイバ５４ａの取り付けが容易になり、光電気アセンブリ５７，８１の実装作業が簡素化される。
【００５２】
図９に示されるように、本発明に係る光電気アセンブリ９１は、周囲が閉じた切欠部９２を有するリジッド基板９３と、切欠部９２を覆うようにリジッド基板９３に積層されたフレキシブル基板８と、フレキシブル基板８の切欠部９２内の面に実装された光電気素子１１と、光電気素子１１に臨み光電気素子１１の実装箇所の裏面に設けられた光反射素子３と、光反射素子３に臨みフレキシブル基板８の裏面に沿わせて設けられた光伝送路４とを備えたものである。
【００５３】
切欠部９２は、図２の切欠部９とは異なり、周囲が閉じている。このため、切欠部９２は、フレキシブル基板８上の全周にわたり、リジッド基板９３の厚さ分の壁を形成している。
【００５４】
切欠部９２内に、光電気素子１１を密閉する密閉樹脂層１２を形成するために、流動性のある充填材を光電気素子１１の周囲に流し込んだとき、切欠部９２がフレキシブル基板８上の全周にわたり、リジッド基板９３の厚さ分の壁となっているので、充填材が外に流れ出さない。これにより、光電気アセンブリ９１の組み立てがいっそう容易になると共に、充填材の流出による外観不具合の発生が防止される。
【００５５】
この構成においても、光反射素子３は、基板２であるフレキシブル基板８の裏面に金属層５を有し、金属層５に光反射素子３となる光反射面が形成される。
【００５６】
また、図５の実施形態と同様に、基板２の裏面に、光伝送路４としての光ファイバが埋め込まれた樹脂ブロックを設け、樹脂ブロックと光ファイバとの一括切断切断面の光ファイバ部分を光反射素子３としてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１，５１  光電気アセンブリ用基板
２，５２  基板
３，５３  光反射素子
４，５４  光伝送路
５  金属膜
６  導体パターン
７  光電気アセンブリ
８  フレキシブル基板
９  切欠部
１０  リジッド基板
１１  光電気素子
１２  密閉樹脂層
５４ａ  光ファイバ
５５  樹脂ブロック
【図１】
2010271383.tif 000003
【図２】
2010271383.tif 000004
【図３】
2010271383.tif 000005
【図４】
2010271383.tif 000006
【図５】
2010271383.tif 000007
【図６】
2010271383.tif 000008
【図７】
2010271383.tif 000009
【図８】
2010271383.tif 000010
【図９】
2010271383.tif 000011
【図１０】
2010271383.tif 000012