(57)【要約】【課題】プリント基板への光配線の実装の手間を軽減し、かつ、容易にすると共に、プリント基板の長寿命化を実現し、光配線の破断やプリント基板に組み込まれる部品の寿命が短くなることを抑制する光複合プリント基板を提供する。【解決手段】光配線３を、その長手方向における１つ以上の箇所で局所的に、接着材４による実装の手段によってプリント基板２に沿うように実装することで、光複合プリント基板１Ａとする。【選択図】図１
2007140369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板と、該プリント基板に沿うように配置した光配線とを備え、
前記光配線は、その長手方向における１つ以上の箇所で局所的に前記プリント基板に実装されていることを特徴とする光複合プリント基板。
【請求項２】
前記実装の手段は、前記プリント基板に前記光配線を固定する接着材であることを特徴とする請求項１に記載の光複合プリント基板。
【請求項３】
前記光配線は、前記実装の手段間において、その長手方向に弛みをもつように配されていることを特徴とする請求項２に記載の光複合プリント基板。
【請求項４】
前記プリント基板は、少なくとも前記光配線がその長手方向に弛みをもつ付近において、変形性を備えることを特徴とする請求項２に記載の光複合プリント基板。
【請求項５】
前記光配線は、その長手方向に弛みをもつ付近において、前記プリント基板が変形性を示す方向に対して交差する方向に延設されていることを特徴とする請求項４に記載の光複合プリント基板。
【請求項６】
前記実装の手段は、前記光配線が前記プリント基板の一面と他面との間を縫うように挿通される、該プリント基板に穿設された１つ以上の貫通孔であることを特徴とする請求項１に記載の光複合プリント基板。
【請求項７】
前記貫通孔は、前記光配線の長手方向に延びた形状をもつことを特徴とする請求項６に記載の光複合プリント基板。
【請求項８】
前記光配線は、前記実装の手段間において、その長手方向に弛みをもつように配されていることを特徴とする請求項６に記載の光複合プリント基板。
【請求項９】
前記プリント基板は、前記光配線がその長手方向に弛みをもつ付近において、変形性を備えることを特徴とする請求項６に記載の光複合プリント基板。
【請求項１０】
前記光配線は、その長手方向に弛みをもつ付近において、前記プリント基板が変形性を示す方向に対して交差する方向に延設されていることを特徴とする請求項９に記載の光複合プリント基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信分野等で用いられる光配線がプリント基板上に実装された光複合プリント基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信に使用される光配線と電気配線とを組み合わせた構造の基板としては、光配線としての光ファイバを、樹脂シート又は樹脂にて上から覆う方法や、樹脂層に埋設する方法、接着固定する方法が一般的である。
【０００３】
たとえば、電気信号配線を有する基板の表面に樹脂層を介して埋め込まれた光ファイバ心線と、前記基板上に搭載される光部品とを有し、光ファイバ心線の樹脂層から立ち上げた部分を前記光部品に固定する電気・光混載基板が提案されている（特許文献１）。
また、光信号を透過させることのできる光ファイバまたは光導波路を、プリント配線板における絶縁板に埋め込んだプリント配線板が提案されている（特許文献２）。
また、基板の光ファイバの実装面に形成された樹脂層に、前記光ファイバが収納される光ファイバ固定溝を形成するとともに、この固定溝の開口部に、固定溝の内部よりも幅狭のオーバーハング部を形成した光ファイバ実装用プリント配線板が提案されている（特許文献３）。
また、多層銅張積層基板からなる配線基板の層間部に光配線を形成した光電気複合基板が提案されている（特許文献４）。
さらに、基材と、前記基板上に形成された接着剤層と、前記接着剤層に敷設された光ファイバと、前記光ファイバの表面を保護する接着剤層と、その上にフィルム層を有し、前記接着剤層と前記フィルム層がなく、前記光ファイバが露出している所定個所を有する配線板（特許文献５）。
【０００４】
しかしながら、上記文献に記載の技術の場合、特許文献１、特許文献３、特許文献５では、樹脂層を複雑な形状に加工しなければならないと共に、樹脂層を貼り付ける際も、貼り付け位置を注意しなければならず、製造工程上、非常に不利である。
また、特許文献２では、光複合プリント基板の側面にコネクタを設け、改めて光ファイバを接続している基板上部の光部品まで光ファイバを引き回している構造のため、基板の設計上の自由度を大幅に損なってしまう。すなわち、光部品は電子部品との接続性を考えて基板の上面に設置することが望ましく、光ファイバも基板上部から取り出すのが望ましいため、非常に無駄な構造をしている。
また、特許文献４では、光配線を配線基板の層間部へ実装する工程が非常に煩雑であるという問題があった。
【０００５】
また、近年電子機器の小型化に従い需要が増えているフレキシブルプリント基板に光ファイバを実装する場合、従来の光複合プリント基板と同じ構造では十分な屈曲性を得ることができない。すなわち、従来の光複合プリント基板は、プリント基板に当接する光ファイバの長手方向全体に接着剤を塗布するか、又は粘着フィルムを貼り付けてプリント基板に固着していたため、フレキシブルプリント基板が屈曲した際に光ファイバに加わる応力を吸収できる場所が無く、光ファイバが破断しやすい等の問題が生じると共に、プリント基板に組み込まれる部品の寿命が短くなるという問題があった。
また、接着剤の塗布や粘着フィルムを貼り付ける際の工程時間、及び乾燥固定時間の増大の他、接着剤や粘着フィルム等の部材使用量が増加するという問題もあった。
【特許文献１】特開平１０−２２７９４９号公報
【特許文献２】特開２０００−１４７２７０号公報
【特許文献３】特開２００１−５９９１１号公報
【特許文献４】特開２００３−１７２８２８号公報
【特許文献５】特開２００３−２５５１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、プリント基板への光配線の実装の手間を軽減し、かつ、容易にすると共に、プリント基板の長寿命化を実現し、光配線の破断やプリント基板に組み込まれる部品の寿命が短くなることを抑制する光複合プリント基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係る光複合プリント基板は、プリント基板と、該プリント基板に沿うように配置した光配線とを備え、前記光配線は、その長手方向における１つ以上の箇所で局所的に前記プリント基板に実装されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２に係る光複合プリント基板は、請求項１において、前記実装の手段は、前記プリント基板に前記光配線を固定する接着材であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３に係る光複合プリント基板は、請求項２において、前記光配線は、前記実装の手段間において、その長手方向に弛みをもつように配されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４に係る光複合プリント基板は、請求項２において、前記プリント基板は、少なくとも前記光配線がその長手方向に弛みをもつ付近において、変形性を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５に係る光複合プリント基板は、請求項４において、前記光配線は、その長手方向に弛みをもつ付近において、前記プリント基板が変形性を示す方向に対して交差する方向に延設されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項６に係る光複合プリント基板は、請求項１において、前記実装の手段は、前記光配線が前記プリント基板の一面と他面との間を縫うように挿通される、該プリント基板に穿設された１つ以上の貫通孔であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項７に係る光複合プリント基板は、請求項６において、前記貫通孔は、前記光配線の長手方向に延びた形状をもつことを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項８に係る光複合プリント基板は、請求項６において、前記光配線は、前記実装の手段間において、その長手方向に弛みをもつように配されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項９に係る光複合プリント基板は、請求項６において、前記プリント基板は、前記光配線がその長手方向に弛みをもつ付近において、変形性を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項１０に係る光複合プリント基板は、請求項９において、前記光配線は、その長手方向に弛みをもつ付近において、前記プリント基板が変形性を示す方向に対して交差する方向に延設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の光複合プリント基板は、プリント基板に沿うように配置した光配線が、その長手方向における１つ以上の箇所で局所的に前記プリント基板に実装されている構造であるので、複雑な加工処理の必要がなく、プリント基板への光配線の実装の手間を軽減し、短時間で容易に光配線の実装を行うことが可能となる。しかも、基板の設計上の自由度を損なうこともないし、光配線の実装に用いられる接着剤や粘着フィルム等の部材使用量を削減することもできる。
【００１８】
また、プリント基板への光配線の実装が局所的であるので、プリント基板へ実装されていない光配線部分に自由度が生じ、プリント基板が屈曲した際に光配線に加わる応力を拡散、又は前記プリント基板へ実装されていない光配線部分で吸収して逃し、緩和することができる。ゆえに、光配線が破断してしまう虞や光伝送特性に影響するような急激な曲げ等のトラブルを軽減して長寿命化を実現することができると共に、プリント基板に組み込まれる部品の寿命が短くなることも抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一例について、図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明に係る光複合プリント基板の第一構造の第一実施形態を示す概略平面図であり、図２は、その概略側面図である。
図１及び図２に示すように、本発明の光複合プリント基板１Ａは、プリント基板２と、該プリント基板２に沿うように配置した光配線３とを備え、該光配線３は、その長手方向における１つ以上の箇所で局所的に、接着材４による実装の手段によって前記プリント基板２に実装されている。なお、後述する実施形態においては、上記実施形態と同様の構成部分については同じ符合を用い、その説明は省略することとし、特に説明しない限り同じであるものとする。
【００２０】
プリント基板２は、絶縁体の板の表面や内部に、電気回路の配線（以下、「電気配線」という。）をプリントして実装した厚さ０．０５ｍｍ〜１ｍｍの基板（いわゆるＰＢＣ：Printed Circuit BoardまたはＰＷＢ：Printed Wiring Board）である。絶縁体の基板としては、ベークライトやエポキシ樹脂等が挙げられる。このプリント基板２は、一方の面又は両面に回路パターンが形成されている基板の他、複数のパターン層と絶縁層とが交互に積層多層基板としても良い。
本実施形態においては、回路パターンが片面のみに形成された単層基板を用い、便宜上、プリント基板の両面の内、回路パターンが形成されて電子部品が搭載される面を表面、前記回路パターンが形成されている面と反対側の面を裏面として説明する。
【００２１】
電気配線は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等の金属配線である。その作製には、真空蒸着とリソグラフィー技術により、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）等の配線パターンを形成する手法が用いられる。他にも、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）等の導電性ペーストをスクリーン印刷法で基材上に印刷して回路パターンを形成した後、導電性ペーストを焼成したり、硬化させたりして形成してもよい。また、電解銅箔等の金属箔を積層し、所望のパターンに形成されたエッチングレジストを用いて該金属箔を化学エッチングすることにより、回路パターンを形成する手法などもある。
【００２２】
光配線３としては、光ファイバ素線や単心、又は多心の光ファイバ線等が挙げられる。この光配線３は、プリント基板２の表面に沿うように配置され、一端３ａが、たとえば一方の光電変換素子１０ａである発光素子に光学的に接続され、他端３ｂが、たとえば他方の光電変換素子１０ｂである受光素子に光学的に接続されている。さらに、光配線３は、その長手方向において複数箇所で接着材４による実装の手段によってプリント基板２に固定されている。
【００２３】
なお、図示例では、一対の光電変換素子１０ａ，１０ｂの間に一本の光配線３が配置されたものとなっているが、本発明はこれに限定されない。また、図示例では、光配線３は接着材４によって２箇所が実装されたものとなっているが、本発明は実装箇所数もこれに限定されない。
【００２４】
発光素子は、プリント基板２に配置された電子回路（図示せず）からのデジタル電気信号を光信号に変換し、信号光を発光する発光部を有した集積回路であり、この光信号を送出する機能を有する。発光素子としては、具体的に、発光ダイオード、半導体レーザ、および面発光レーザなどが挙げられる。
また、受光素子は、前記発光素子から光配線を介して送られる信号光を受光する受光部を有した集積回路であり、受光した光信号をその強度に応じた電気信号に変換して出力する機能を有する。受光素子としては、具体的に、フォトダイオードなどが挙げられる。
そして、これら発光素子と受光素子は、プリント基板２上に配置され、光配線１０により発光部側と受光部側とが結合される。
【００２５】
接着材４は、光配線３をプリント基板１つ以上の箇所で局所的に固定するものであり、たとえば接着剤や粘着フィルム、もしくは両面粘着テープなどの固定手段が挙げられる。
【００２６】
また、本実施形態の光複合プリント基板は、上述のように光配線３の各端部が光電変換素子１０ａ，１０ｂに接続されるものの他、図３に示すように、光配線３の各端部がコネクタ２０ａ，２０ｂに接続された光複合プリント基板１Ｂとしたり、図４に示すように、光配線３の各端部が別の電子機器３０ａ，３０ｂに接続された光複合プリント基板１Ｃとしたりしても良い。
【００２７】
このように本実施形態の光複合プリント基板１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）は、プリント基板に沿うように配置した光配線を、その長手方向における１つ以上の箇所で局所的に接着材によって装着固定するため、振動等によって光配線が磨耗することを防ぐことができ、また、振動や余分な力が光配線にかかることを防ぐことができる。
さらに、光配線のプリント基板への固定が局所的であることから、煩雑な作業を有すること無く容易に光配線の実装が行え、固定のための工程時間を短縮することができる。
【００２８】
また、本発明の光複合プリント基板は、光配線が直線的に配置されたものに限定されず、光配線が曲線部を有するものであっても良い。
図５は、本発明の光複合プリント基板の第一構造の第二実施形態を示す概略平面図である。
図５に示すように、本発明の光複合プリント基板１１は、プリント基板２と、該プリント基板２に沿うように配置した光配線３とを備え、該光配線３は、直線部１３と曲線部２３を有し、その長手方向における１つ以上の箇所で接着材４・・４によって局所的に前記プリント基板２に実装されている。
【００２９】
この光配線３もまた、プリント基板２の表面に沿うように配置され、一端３ａが、たとえば一方の光電変換素子１０ａである発光素子に接続され、他端３ｂが、たとえば他方の光電変換素子１０ｂである受光素子に接続されている。また、この光配線３は、可撓性を有している。
本実施形態の場合、光配線３の接着材４による実装位置は、たとえば光配線３の直線部１３と曲線部２３の境界部分であると望ましい。図示例では、第一の直線部１３ａと第一の曲線部２３ａ、第一の曲線部２３ａと第二の直線部１３ｂ、第二の直線部１３ｂと第二の曲線部２３ｂ、第二の曲線部２３ｂと第三の直線部１３ｃ、第三の直線部１３ｃと第三の曲線部２３ｃ、第三の曲線部２３ｃと第四の直線部１３ｄを、それぞれ実装位置としている。
【００３０】
このように本実施形態の光複合プリント基板１１は、光配線が曲線部を有するものであっても、曲げの応力が直線部に及ばないようにして、光配線を安定して配置固定することができる。
【００３１】
また、図６は、本発明に係る光複合プリント基板の第一構造の第三実施形態を示す概略平面図である。図６に示すように、本発明の光複合プリント基板２１は、プリント基板１２と、該プリント基板１２に沿うように配置した光配線３とを備え、該光配線３は、その長手方向における１つ以上の箇所で接着材４によって局所的に前記プリント基板２に実装され、該接着材４，４間において、その長手方向に弛み部１５をもつように配されている。
【００３２】
本実施形態の場合、プリント基板１２は、いわゆるフレキシブルプリント基板（以下、符号１２を用いて示す。）としても良い。フレキシブルプリント基板１２は、可撓性を有する柔軟なフィルム状の配線基板であり、電気配線を有する。このフレキシブルプリント基板１２は、たとえば、耐熱性樹脂フィルムから形成される。耐熱性樹脂フィルムとしては、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂などのフィルムが挙げられる。また、プリント基板１２は、全体が可撓性を有するものに限らず、たとえば光配線３が弛み部１５をもつように配された接着材４，４間における一部分だけが可撓性を有するものであっても良い。
このように、フレキシブルプリント基板とすると、機器の可動部に用いることができると共に、小さな機器であっても折り曲げて用いることができる。
【００３３】
また、この光配線３もプリント基板１２の表面に沿うように配置され、一端３ａが、たとえば一方の光電変換素子１０ａである発光素子に接続され、他端３ｂが、たとえば他方の光電変換素子１０ｂである受光素子に接続されている。
本実施形態の場合、一方の光電変換素子１０ａと接着材４の間に介在する光配線３の寸法に余裕を持たせた第一の弛み部１５ａ、接着材４，４同士の間に介在する光配線３の寸法に余裕を持たせた第二の弛み部１５ｂ、及び接着材４と他方の光電変換素子１０ｂの間に介在する光配線３の寸法に余裕を持たせた第三の弛み部１５ｃが、それぞれ確保されている。
【００３４】
このように本実施形態の光複合プリント基板２１は、光配線が弛み部を有するものであるので、プリント基板が曲がったり又は撓んだりした際に、光配線に曲げや撓みの応力が及ばないようにして、光配線の破断を防ぐことができる。
【００３５】
また、図７は、本発明に係る光複合プリント基板の第一構造の第四実施形態を示す概略平面図である。
図７に示すように、本発明の光複合プリント基板３１は、プリント基板２と、該プリント基板２に沿うように配置した光配線３とを備え、該光配線３は、その長手方向に弛み部１５をもつように、該長手方向における１つ以上の箇所で接着材４によって局所的にプリント基板２に実装され、該プリント基板２は、少なくとも光配線３がその長手方向に弛みをもつ付近において変形性を備える構造をしている。
【００３６】
ここで、変形性とは、可撓性や屈曲性、伸縮性など当初の形状を維持しない状態をなすことをいう。なお、後述する実施形態において変形性は、特に説明しない限り同じであるものとする。
また、本実施形態の図示例では、プリント基板２は弛み部１５をもつ付近において部分的に屈曲性を備え、折り曲げ可能な屈曲部１６より屈曲される状態を示している。また、本実施形態の場合、プリント基板２は、全体的に可撓性を備えた、いわゆるフレキシブルプリント基板１２としても良い。
【００３７】
このように本実施形態の光複合プリント基板３１は、光配線が弛み部を有するものであるので、プリント基板が変形性を備えるものであっても、撓んだり、曲がったり又は伸縮した際に、光配線に変形による応力が及ばないようにして、光配線の破断を防ぐことができる。
【００３８】
図８は、本発明に係る光複合プリント基板の第一構造の第五実施形態を示す概略平面図である。
図８に示すように、本発明の光複合プリント基板５１は、プリント基板２と、該プリント基板２に沿うように配置した光配線３とを備え、該光配線３は、その長手方向に弛み部１５をもつように、該長手方向における１つ以上の箇所で接着材４によって局所的にプリント基板２に実装され、該プリント基板２は、少なくとも光配線３がその長手方向に弛みをもつ付近において変形性を有する。また、光配線３は、その長手方向に弛みをもつ付近において、プリント基板２が変形性を示す方向に対して交差する方向に延設された構造をしている。
【００３９】
光配線３は、屈曲部１６に位置する部分おいて、９０度より浅い角度で交わるように配置されることが望ましい。本実施形態の図示例では、第一の屈曲部１６ａに対して９０度より小さいαの角度で交わるように配置され、また、第二の屈曲部１６ｂに対して９０度より小さいβの角度で交わるように配置されている。
また、本実施形態の場合、プリント基板２は、全体的に可撓性を備えた、いわゆるフレキシブルプリント基板１２としても良い。
【００４０】
このように本実施形態の光複合プリント基板５１は、光配線が、その長手方向に弛みをもつ付近において、プリント基板が変形性を示す方向に対して交差する方向に延設されているので、９０度の角度で交わる場合と比べて光配線に加わる曲げの曲率が緩和され、光配線の破断を防ぐことができ、変形に対する信頼性が高くなる。
【００４１】
この際、光配線は、屈曲部１６に位置する部分おいて、４５度以下の角度で交わるように配置されることが望ましい。このとき、屈曲軸上での光配線の曲率半径は、９０度で交わっている場合の２倍以上となり、曲率緩和の効果が非常に大きくなる。
【００４２】
図９は、本発明に係る光複合プリント基板の第一構造の第六実施形態を示す概略平面図である。
図９に示すように、本発明の光複合プリント基板６１は、幅の制限された蛇行する面形状を備えたプリント基板２と、このプリント基板２に沿うように配置された２本の光配線３Ａ、３Ｂとを備えており、両者が一緒に蛇行する形態（光配線が曲がる部分を２箇所以上もつ形態）をなしている例である。
【００４３】
このような形態のプリント基板２においては、２本の光配線３Ａ、３Ｂの長手方向と交差する方向において変形性を備える箇所（光配線がその長手方向に弛みをもつことができる箇所）が、蛇行する箇所（この例では２箇所）１６ｃ、１６ｄに相当するように配置される。その際、光配線３Ａ、３Ｂはそれぞれ、その長手方向において蛇行する箇所１６ｃ、１６ｄの手前の領域に、１つ以上の箇所で接着材４Ａａ、４Ａｂ、４Ｂａ、４Ｂｂ、４Ｃａ、４Ｃｂによって局所的にプリント基板２に実装すると良い。蛇行する箇所の手前の領域で、光配線３Ａ、３Ｂを接着材によりプリント基板に実装すれば、蛇行する箇所において、各々の光配線３Ａ、３Ｂはプリント基板２に束縛されることなく、ある程度の制限は受けるが、かなり自由な動きが確保される。ゆえに、この蛇行する箇所を、変形性を要する箇所に位置づけることにより、機械的な変形に対して自由度の高い光複合プリント基板が得られる。
【００４４】
その際、図９に示すように、プリント基板２に対して２本の光配線３Ａ、３Ｂを個別に実装するために、例えば４箇所に接着材４Ａａ、４Ａｂ、４Ｂａ、４Ｂｂを設けても良いし、プリント基板２に対して２本の光配線３Ａ、３Ｂを一緒に実装するために、２本の光配線３Ａ、３Ｂを同時に覆うように、例えば２箇所に接着材４Ｃａ、４Ｃｂを配しても構わない。
【００４５】
特に、後者の形態とした場合には、光配線の本数は２本に限定されず、３本以上の多数本に対応できる。図９に示すように、多数本の光配線をプリント基板に対して平面的に並べて束状にし、プリント基板に対して１つの接着材で実装する方法の他に、多数本の光配線をプリント基板に対して立体的に並べて束状にし、プリント基板に対して１つの接着材で実装する方法を採用することもできる。
【００４６】
図９には、光配線が曲がる部分を２箇所もち、この２箇所の距離が極めて近い場合を示したが、この２箇所の距離が長くその間にストレート部を含むような場合には、このストレート部に接着材で実装する部分を設けてもよい。また、図９は、光配線が曲がる部分を２箇所とした例であるが、本発明の構成を満たす限り、光配線が曲がる部分の数には特に制限はなく、３箇所以上としても構わない。さらには、図９は、プリント基板の一方の面側にのみ光配線を設けた例を示したが、両面に光配線を配置してもよい。
【００４７】
また、本発明の光複合プリント基板は、実装の手段が、上述した接着材による第一構造のものではなく、貫通孔による第二構造とすることもできる。以下、実装の手段として貫通孔を用いた本発明の第二構造の各実施形態について説明する。
図１０は、本発明の光複合プリント基板の第二構造の第一実施形態を示す概略平面図であり、図１１は、その概略側面図である。なお、後述する各実施形態においては、特に説明をしない限り第二の構造の各実施形態について説明し、第二の構造という説明は省略する。
図１０及び図１１に示すように、本発明の光複合プリント基板１０１は、プリント基板１０２と、該プリント基板１０２に沿うように配置した光配線１０３とを備え、該光配線１０３は、その長手方向における１つ以上の箇所で局所的に、貫通孔１１４による実装の手段によって前記プリント基板１０２に実装されている。
【００４８】
プリント基板１０２は、絶縁体の板の表面や内部に、電気回路の配線（以下、「電気配線」という。）をプリントして実装した厚さ０．０５ｍｍ〜１ｍｍの基板（いわゆるＰＢＣ：Printed Circuit BoardまたはＰＷＢ：Printed Wiring Board）である。絶縁体の基板としては、ベークライトやエポキシ樹脂等が挙げられる。このプリント基板１０２は、一方の面又は両面に回路パターンが形成されている基板の他、複数のパターン層と絶縁層とが交互に積層多層基板としても良い。
本実施形態においては、回路パターンが片面のみに形成された単層基板を用い、便宜上、プリント基板の両面の内、回路パターンが形成されて電子部品が搭載される面を表面、前記回路パターンが形成されている面と反対側の面を裏面として説明する。
【００４９】
電気配線は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等の金属配線である。その作製には、真空蒸着とリソグラフィー技術により、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）等の配線パターンを形成する手法が用いられる。他にも、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）等の導電性ペーストをスクリーン印刷法で基材上に印刷して回路パターンを形成した後、導電性ペーストを焼成したり、硬化させたりして形成してもよい。また、電解銅箔等の金属箔を積層し、所望のパターンに形成されたエッチングレジストを用いて該金属箔を化学エッチングすることにより、回路パターンを形成する手法などもある。
【００５０】
光配線１０３としては、光ファイバ素線や単心、又は多心の光ファイバ線等が挙げられる。この光配線１０３は、プリント基板１０２の表面に沿うように配置され、一端１０３ａが、たとえば一方の光電変換素子１１０ａである発光素子に光学的に接続され、他端１０３ｂが、たとえば他方の光電変換素子１１０ｂである受光素子に光学的に接続されている。さらに、光配線１０３は、その長手方向において複数箇所で貫通孔１１４による実装の手段によってプリント基板１０２に固定されている。
なお、図示例では、一対の光電変換素子１１０ａ，１１０ｂの間に一本の光配線１０３が配置されたものとなっているが、本発明はこれに限定されない。また、図示例では、光配線１０３は貫通孔１１４によって２箇所が実装されたものとなっているが、実装箇所の位置や数はこれに限定されない。
【００５１】
また、光配線１０３は、その長手方向において複数箇所（図示では２箇所）で、プリント基板１０２に穿設された貫通孔１１４内を、プリント基板１０２の表面と裏面との間を縫うように挿通することによってプリント基板１０２に固定されている。図示例では、光配線１０３は、プリント基板１０２の表面側に配置されている第一配線部１０３Ａと、貫通孔１１４内を挿通してプリント基板１０２の裏面側に配置されている第二配線部１０３Ｂと、再度貫通孔１１４内を挿通してプリント基板１０２の表面側に配置された第一配線部１０３Ａによって構成されている。
【００５２】
発光素子は、プリント基板１０２に配置された電子回路（図示せず）からのデジタル電気信号を光信号に変換し、信号光を発光する発光部を有した集積回路であり、この光信号を送出する機能を有する。発光素子としては、具体的に、発光ダイオード、半導体レーザ、および面発光レーザなどが挙げられる。
また、受光素子は、前記発光素子から光配線を介して送られる信号光を受光する受光部を有した集積回路であり、受光した光信号をその強度に応じた電気信号に変換して出力する機能を有する。受光素子としては、具体的に、フォトダイオードなどが挙げられる。
そして、これら発光素子と受光素子は、プリント基板１０２上に配置され、光配線１０３により発光部側と受光部側とが結合される。
【００５３】
このように本実施形態の光複合プリント基板１０１は、プリント基板１０２に沿うように配置した光配線１０３を、その長手方向における１つ以上の箇所で局所的に貫通孔１１４によって装着するため、煩雑な作業を有すること無く容易に光配線の実装を行うことが可能となり、実装のための工程時間を短縮することができる。また、接着材等の固定手段を使用する必要が無いため、低コスト化が可能となる。
【００５４】
また、本実施形態の場合、プリント基板１０２は、いわゆるフレキシブルプリント基板としても良い。フレキシブルプリント基板は、可撓性を有する柔軟なフィルム状の配線基板であり、電気配線を有する。このフレキシブルプリント基板は、たとえば、耐熱性樹脂フィルムから形成される。耐熱性樹脂フィルムとしては、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂などのフィルムが挙げられる。
【００５５】
また、貫通孔１１４は、光配線１０３が長さ方向への移動を許容して挿通される大きさに形成されると望ましい。これにより、光配線にかかる応力を分散させて破損を防ぐことができる。この貫通孔１１４は、光配線１０３が長手方向への移動を許容して挿通される大きさに形成されたものであれば、プリント基板１０２の表面から裏面へ直交するように貫通し、その側面が垂直な形状に穿設されたものでも良いが、たとえば、図１２及び図１３に示すように、光配線１０３に対して、幅方向への自由度は抑制し、長手方向への自由度のみ与える形状とすると望ましい。図１２は、貫通孔の構造を説明する概略平面図であり、図１３は、その概略側断面図である。
【００５６】
図１２及び図１３に示すように、貫通孔１１４は、プリント基板１０２の表面側から裏面側へ、光配線１０３の長さ方向に沿うように斜めに貫通し、その長手方向側面１２４ａが、貫通孔１１４を挿通する光配線１０３の角度に近づいた斜め形状に穿設されると共に、その幅方向側面１２４ｂは、プリント基板１０２の表面から裏面へ直交するように貫通して垂直な形状に穿設されている。なお、貫通孔１１４は、プリント基板１０２の回路パターンを避けて設けるものである。
【００５７】
このように、貫通孔１１４の長手方向側面１２４ａが斜め形状に穿設され、かつ、その幅方向側面１２４ｂが垂直な形状に穿設されていることで、上述したように、光配線１０３に対して、幅方向への自由度は抑制し、長手方向への自由度のみ与えることが可能となり、光配線にかかる応力を分散させることができる。しかも、貫通孔１１４内への光配線１０３の挿通も容易に行うことが可能となる。
【００５８】
なお、本実施形態の光複合プリント基板は、上述のように光配線１０３の各端部が光電変換素子１１０ａ，１１０ｂに接続されたものとなっているが、本発明はこれに限定されず、たとえば、光配線１０３の各端部がコネクタ（図示せず）に接続されたものとしたり、光配線３の各端部が別の電子機器（図示せず）に接続されたものとしたりしても良い。
【００５９】
また、本発明の光複合プリント基板は、光配線が直線的に配置されたものに限定されず、光配線が曲線部を有するものであっても良い。
図１４は、本発明の光複合プリント基板の第二構造の第二実施形態を示す概略平面図である。
図１４に示すように、本発明の光複合プリント基板１１１は、プリント基板１０２と、該プリント基板１０２に沿うように配置した光配線１０３とを備え、該光配線１０３は、直線部１１３と曲線部１２３を有し、その長手方向における１つ以上の箇所で貫通孔１１４・・１１４によって局所的に前記プリント基板１０２に実装されている。
【００６０】
この光配線１０３もまた、プリント基板１０２の表面に沿うように配置され、一端１０３ａが、たとえば一方の光電変換素子１１０ａである発光素子に接続され、他端１０３ｂが、たとえば他方の光電変換素子１１０ｂである受光素子に接続されている。また、この光配線１０３は、可撓性を有している。
【００６１】
本実施形態の場合、光配線１０３の貫通孔１１４による実装位置は、たとえば光配線１０３の直線部１１３と曲線部１２３の境界部分であると望ましい。図示例では、第一の直線部１１３ａと第一の曲線部１２３ａ、第一の曲線部１２３ａと第二の直線部１１３ｂ、第二の直線部１１３ｂと第二の曲線部１２３ｂ、第二の曲線部１２３ｂと第三の直線部１１３ｃ、第三の直線部１１３ｃと第三の曲線部１２３ｃ、第三の曲線部１２３ｃと第四の直線部１１３ｄを、それぞれ実装位置としている。
【００６２】
このように本実施形態の光複合プリント基板１１１は、光配線が曲線部を有するものであっても、曲げの応力が直線部に及ばないようにして、光配線を安定して配置固定することができる。
【００６３】
また、図１５は、本発明の光複合プリント基板の第二構造の第三実施形態を示す部分拡大概略平面図である。
図１５に示すように、本発明の光複合プリント基板１２１は、プリント基板１０２と、該プリント基板１０２に沿うように配置した光配線１０３とを備え、該光配線１０３は、その長手方向に弛み部１１５をもつように、該長手方向における１つ以上の箇所で貫通孔１１４によって局所的にプリント基板２に実装され、該プリント基板１０２は、少なくとも光配線３がその長手方向に弛みをもつ付近において変形性を備える構造をしている。
【００６４】
ここで、変形性とは、可撓性や屈曲性、伸縮性など当初の形状を維持しない状態をなすことをいう。なお、後述する実施形態においても、変形性は特に説明しない限り同じであるものとする。
そして、本実施形態の図示例では、プリント基板１０２は弛み部１１５をもつ付近において部分的に屈曲性を備え、折り曲げ可能な屈曲部１１６より屈曲される状態を示している。また、本実施形態の場合、プリント基板１０２は、全体的に可撓性を備えた、いわゆるフレキシブルプリント基板としても良い。
【００６５】
このように本実施形態の光複合プリント基板１２１は、光配線が弛み部を有するものであるので、プリント基板が変形性を備えるものであっても、撓んだり、曲がったり又は伸縮した際に、光配線に変形による応力が及ばないようにして、光配線の破断を防ぐことができる。
【００６６】
また、図１６は、本発明の光複合プリント基板の第二構造の第四実施形態を示す概略平面図である。
図１６に示すように、本発明の光複合プリント基板１３１は、プリント基板１０２と、該プリント基板１０２に沿うように配置した光配線１０３とを備え、該プリント基板１０２は、光配線１０３の長手方向と交差する方向において変形性を備える箇所を少なくとも有し、該光配線１０３は、その長手方向における１つ以上の箇所で貫通孔１１４によって局所的に前記プリント基板１０２に実装されている。また、プリント基板１０２は、前記変形性を備える部分において局所的な開口部１１７を備える。
【００６７】
本実施形態の図示例では、プリント基板１０２は、折り曲げ可能な屈曲部１１６より部分的に屈曲される状態を示しているが、フレキシブルプリント基板としても良い。
また、光配線１０３は、プリント基板２の表面に沿うように配置され、上記実施形態と同様に、一端１０３ａが、たとえば一方の光電変換素子１１０ａである発光素子に接続され、他端１０３ｂが、たとえば他方の光電変換素子１１０ｂである受光素子に接続されている。また、光配線１０３は、変形性を備える部分において、その長手方向に弛み部（図示せず）をもつようにしても良い。
開口部１１７は、屈曲部１１６を跨いで所定の長さだけプリント基板１０２を除去することで形成される。
【００６８】
このように本実施形態の光複合プリント基板１３１は、プリント基板における変形性を備える部分において局所的な開口部を備えるので、プリント基板が曲がったり又は撓んだりした際に、光配線がプリント基板と接触することを防ぎ、光配線は開口部を介して自由に動ける。ゆえに、光配線に曲げや撓みの応力が及ばなくなり、光配線へのダメージが小さくなって、光配線の耐久性を向上させることができる。
【００６９】
図１７は、本発明に係る光複合プリント基板の第二構造の第五実施形態を示す概略平面図である。
図１７に示すように、本発明の光複合プリント基板１５１は、プリント基板１０２と、該プリント基板１０２に沿うように配置した光配線１０３とを備え、該光配線１０３は、その長手方向に弛み部１１５をもつように、該長手方向における１つ以上の箇所で貫通孔１１４によって局所的にプリント基板１０２に実装され、該プリント基板１０２は、少なくとも光配線１０３がその長手方向に弛みをもつ付近において変形性を有する。また、光配線１０３は、その長手方向に弛みをもつ付近において、プリント基板１０２が変形性を示す方向に対して交差する方向に延設された構造をしている。
【００７０】
光配線１０３は、屈曲部１１６に位置する部分おいて、９０度より浅い角度で交わるように配置されている。本実施形態の図示例では、第一の屈曲部１１６ａに対して９０度より小さいαの角度で交わるように配置され、また、第二の屈曲部１１６ｂに対して９０度より小さいβの角度で交わるように配置されている。
また、本実施形態の場合、プリント基板１０２は、全体的に可撓性を備えた、いわゆるフレキシブルプリント基板としても良い。
【００７１】
このように本実施形態の光複合プリント基板１５１は、光配線が、その長手方向に弛みをもつ付近において、プリント基板が変形性を示す方向に対して交差する方向に延設されているので、９０度の角度で交わる場合と比べて光配線に加わる曲げの曲率が緩和され、光配線の破断を防ぐことができ、変形に対する信頼性が高くなる。
【００７２】
この際、光配線は、屈曲部１１６に位置する部分おいて、４５度以下の角度で交わるように配置されることが望ましい。このとき、屈曲軸上での光配線の曲率半径は、９０度で交わっている場合の２倍以上となり、曲率緩和の効果が非常に大きくなる。
【００７３】
図１８は、本発明に係る光複合プリント基板の第二構造の第六実施形態を示す概略平面図である。
図１８に示すように、本発明の光複合プリント基板１６１は、幅の制限された蛇行する面形状を備えたプリント基板１０２と、このプリント基板１０２に沿うように配置された２本の光配線１０３Ａ、１０３Ｂとを備えており、両者が一緒に蛇行する形態（光配線が曲がる部分を２箇所以上もつ形態）をなしている例である。
【００７４】
このような形態のプリント基板１０２においては、２本の光配線１０３Ａ、１０３Ｂの長手方向と交差する方向において変形性を備える箇所（光配線がその長手方向に弛みをもつことができる箇所）が、蛇行する箇所（この例では２箇所）１１６ｃ、１１６ｄに相当するように配置される。その際、光配線１０３Ａ、１０３Ｂはそれぞれ、その長手方向において蛇行する箇所１１６ｃ、１１６ｄの手前の領域に、１つ以上の箇所で貫通孔１０４Ａａ、１０４Ａｂ、１０４Ｂａ、１０４Ｂｂによって局所的にプリント基板１０２に実装すると良い。蛇行する箇所の手前の領域で、光配線１０３Ａ、１０３Ｂを貫通孔によりプリント基板に実装すれば、蛇行する箇所において、各々の光配線１０３Ａ、１０３Ｂはプリント基板１０２に束縛されることなく、ある程度の制限は受けるが、かなり自由な動きが確保される。ゆえに、この蛇行する箇所を、変形性を要する箇所に位置づけることにより、機械的な変形に対して自由度の高い光複合プリント基板が得られる。
【００７５】
図１８に示すように、プリント基板１０２に対して２本の光配線１０３Ａ、１０３Ｂを個別に実装するために、例えば４箇所に貫通孔１０４Ａａ、１０４Ａｂ、１０４Ｂａ、１０４Ｂｂを設けても良いし、プリント基板１０２に対して２本の光配線１０３Ａ、１０３Ｂを一緒に実装するために、例えば２本の光配線を横断する方向に広がりをもつ１つの貫通孔（不図示）を用い、この貫通孔に２本の光配線を纏めて通す構成としても構わない。
【００７６】
特に、後者の形態とした場合には、光配線の本数は２本に限定されず、３本以上の多数本に対応できる。多数本の光配線をプリント基板に対して平面的に並べて束状にし、プリント基板に対して１つの貫通孔で実装する方法の他に、多数本の光配線をプリント基板に対して立体的に並べて束状にし、プリント基板に対して１つの貫通孔で実装する方法を採用することもできる。
【００７７】
図１８には、光配線が曲がる部分を２箇所もち、この２箇所の距離が極めて近い場合を示したが、この２箇所の距離が長くその間にストレート部を含むような場合には、このストレート部に貫通孔で実装する部分を設けてもよい。また、図９は、光配線が曲がる部分を２箇所とした例であるが、本発明の構成を満たす限り、光配線が曲がる部分の数には特に制限はなく、３箇所以上としても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の光複合プリント基板は、各種電子機器に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る光複合プリント基板の第一構造における第一実施形態の第一例を示す概略平面図である。
【図２】図１に示した第一実施形態の第一例の概略側面図である。
【図３】本発明に係る光複合プリント基板の第一構造における第一実施形態の第二例を示す概略平面図である。
【図４】本発明に係る光複合プリント基板の第一構造における第一実施形態の第三例を示す概略平面図である。
【図５】本発明に係る光複合プリント基板の第一構造における第二実施形態を示す概略平面図である。
【図６】本発明に係る光複合プリント基板の第一構造における第三実施形態を示す概略平面図である。
【図７】本発明に係る光複合プリント基板の第一構造における第四実施形態を示す概略平面図である。
【図８】本発明に係る光複合プリント基板の第一構造における第五実施形態を示す概略平面図である。
【図９】本発明に係る光複合プリント基板の第一構造における第六実施形態を示す概略平面図である。
【図１０】本発明に係る光複合プリント基板の第二構造における第一実施形態を示す概略平面図である。
【図１１】図１０に示した第一実施形態の概略断面図である。
【図１２】本発明に係る光複合プリント基板の第二構造で用いる貫通孔の構造を説明する概略平面図である。
【図１３】図１２に示した貫通孔を示す概略側断面図である。
【図１４】本発明に係る光複合プリント基板の第二構造における第二実施形態を示す概略平面図である。
【図１５】本発明に係る光複合プリント基板の第二構造における第三実施形態を示す概略平面図である。
【図１６】本発明に係る光複合プリント基板の第二構造における第四実施形態を示す部分拡大概略平面図である。
【図１７】本発明に係る光複合プリント基板の第二構造における第五実施形態を示す概略平面図である。
【図１８】本発明に係る光複合プリント基板の第二構造における第六実施形態を示す部分拡大概略平面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）、１１、２１、３１、５１、６１、１０１、１１１、１２１、１３１、１５１、１６１  光複合プリント基板、２、１０２  プリント基板、３、１０３  光配線（光ファイバ）、３ａ、３ｂ、１０３ａ、１０３ｂ  端部、３Ａ，１０３Ａ  第一配線部（光配線、光ファイバ）、３Ｂ，１０３Ｂ  第二配線部（光配線、光ファイバ）、４（４Ａａ、４Ａｂ、４Ｂａ、４Ｂｂ、４Ｃａ、４Ｃｂ）  接着材、１０ａ、１０ｂ、１１０ａ、１１０ｂ  光電変換素子（受発光素子）、１２、１１２  フレキシブルプリント基板、１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）、１１３（１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ）  直線部、１０４（１０４Ａａ、１０４Ａｂ、１０４Ｂａ、１０４Ｂｂ）、１０７、１１４  貫通孔、１５、１１５  弛み部、１６、１１６  屈曲部、１７、１１７  開口部、２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）、１２３（１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ）  曲線部。
【図１】
2007140369.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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