[0001] 本发明涉及复合了传输光信号的光传输路径和传输电信号的电气配线的光电复合配线模块，例如装入大画面的视频装置等信息处理装置中，用于装置内的信号传输，或者用于在服务器等信息处理装置间的信号传输等。

[0002] 近年来，伴随显示器的高分辨率、大屏幕化、以及在信息传输设备或者存储设备中处理的数据量的增加，要求能够长距离而且高速传输数据的高速传输线，作为高速传输线，虽然使用具有屏蔽功能的同轴电缆或者在屏蔽中具有一对差动线路的差动传输线，但是由于噪声或者偏斜，传输距离存在界限。

[0003] 作为它的解决对策，例如具有以下的方式：在对信息处理装置(本体)和监视器、或者服务器和服务器之间等的信息信号进行交换的部分中设置光传输路径进行光传输。 [0004] 作为在这些光传输中使用的设备，具有光电复合缆，其经由光纤或者复合了光纤和电缆线的光电复合缆，在光电复合缆的两端连接由LD(Laser Diode)或PD(Photo Diode)等光元件和用于驱动它们的IC(Integrated Circuit)构成的模块、和具有用于与信息传输设备或存储设备连接的电连接器的模块。

[0005] 【专利文献1】特开2003-57468号

[0006] 【专利文献2】特开2008-159766号

[0007] 【专利文献3】特开2000-214972号公报

[0008] 【专利文献4】特开2002-366340号公报

[0044] 下面遵照附图说明本发明的优选的实施形式。对于相同的部件和装置赋予相同的符号。

[0045] 图1是光电复合配线模块100的俯视图，图2是其横截面图。

[0046] 扁平缆线(FFC)101是柔性的(具有挠性)，由作为光传输路径的4条光纤102、和用于供给电源以及传输电信号的8条电气配线103构成，外侧用聚醚酰亚胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯等材料形成的作为绝缘膜的层压板201覆盖保护。光纤102是单模光纤，但是也可以使用多孔光纤或者多模光纤。通过使用多孔光纤，即使有小的弯曲光损失也小，布线的自由度增大，布线容易。另一方面，当使用多模光纤时，多模光纤的核芯直径在50μm以上，与发光元件(激光二极管)的光耦合容易。

[0047] 电气配线103由铜等金属材料形成，截面形状为扁平的长方形，作为一例，具有厚度为0.1mm、宽度为0.2mm的尺寸。因为厚度有0.1mm，所以能够传输大电流(数百mA)的电信号。

[0048] 印刷基板104a、104b具有挠性，分别与扁平缆线101的两端连接，通过由电信号传输用电气配线301形成的铜层、作为绝缘层302的聚酰亚胺层、以及传输光信号的光波导303层构成(参照图3)。通过使用掩模形成图形，由此形成电气配线301。传输光信号的光波导303使用高分子材料(聚合物材料等)，具有挠性。光波导303的图形可以通过使用掩模形成图形，或者也可以使用金属模来形成。

[0049] 图4是说明光电复合配线模块100的使用形式的图。在该使用形式中，在外部装置400、402之间经由光电复合配线模块100传输信号。

[0050] 此外，虽然未图示，但是图4的外部装置400、402相当于一个信息处理装置，在该信息处理装置内也可以与图4表示的结构同样地经由光电复合配线模块100传输信号。 [0051] 下面根据图1到图4说明信号传输流。

[0052] 将外部装置400的电连接器401与连接在扁平缆线101的左端的柔性印刷基板104a的卡边缘连接器304连接。同样，将外部装置402的电连接器403与连接在柔性扁平缆线101的右端的柔性印刷基板104b的卡边缘连接器304b连接。从外部装置400经由连接器401向柔性印刷基板104a发送电信号，传输给安装在柔性印刷基板104a中的光发送模块105。光发送模块105由4个VCSEL(面发光激光二极管)阵列106以及驱动VCSEL阵列106的激光驱动器IC(集成电路)107构成，通过VCSEL阵列106把从外部装置400发送的电信号变换为光信号。从VCSEL阵列106射出的光信号202通过反射部305使光路变换90度，耦合到设置在柔性印刷基板104a中的光波导303来传输，经由扁平缆线101的光纤102传输，光耦合到与扁平缆线101的右端连接的柔性印刷基板104b的光波导303b来传输，通过在光波导303b中形成的反射部305b使光路变换90度，向安装在柔性印刷基板
104b中的光接收模块108传输。光接收模块108由4个PD(光电二极管)阵列109、以及前置放大器IC 110形成，在PD阵列109中把接收到的光信号变换为电信号，用前置放大器IC 110放大该电信号，经由卡边缘连接器304b向外部装置402传输，为单向传输的结构。 [0053] 在上述实施例中，设置4个VCSEL阵列106以及4个PD阵列109，可以同时进行4个通道的光传输。

[0054] 图5表示柔性印刷基板中的与扁平缆线101的连接端面部的结构。在柔性印刷基板104a、104b一方的表面上形成光纤102等光传输路径用槽306，并且形成反射来自光纤102的光信号，向光接收模块108传输，或者反射来自光发送模块105的光信号使其向光纤102传输的反射部305。反射部305(305b)通过用V形的切割刃在形成了光传输路径用槽306的柔性印刷基板104(104a、104b)的表面上形成V形槽，在设置在柔性印刷基板104(104a、104b)上的光波导303上，形成对于形成有光传输路径用槽306的柔性印刷基板
104(104a、 104b)的表面的垂线倾斜45度的斜面。通过该反射部305(305b)能够把光路变换90度。进而，也可以在该反射部305(305b)上通过蒸镀等方法覆盖金属薄膜(金、铝等)。对于提高反射率，降低光信号的反射损失有效。为了防止金属薄膜的剥离，可以在形成了金属薄膜的反射部305(305b)充填树脂。

[0055] 在与柔性印刷基板104a、104b的形成了反射部305、305b的面相反一侧的面上，在反射部305、305b的光轴的延长线上安装VCSEL阵列106或者PD阵列109(参照图2)。 [0056] 另外，在柔性印刷基板104a、104b中形成光传输路径用槽306，并且形成用于与扁平缆线101的电气配线103连接的电气配线用图形500。柔性印刷基板104a、104b具有经由成为绝缘层302的聚酰亚胺层，层叠了两层的电气配线301层的结构，在两层的电气配线301之间，通过在通孔307内注入或者设置焊料等导电性材料以电气方式进行连接(参照图
3)。

[0057] 另外，在图3中，在光波导303的内侧设置电气配线用图形500。因此，在将扁平缆线101的电气配线103与电气配线用图形500连接时，在电气配线用图形500的下侧(在图5中是上侧)存在的光波导303的层成为妨碍。因此，以在电气配线用图形500的下侧(在图5中是上侧)没有光波导303的层的方式，在形成光波导303的层时形成图形。由此，在电气配线用图形500的下侧(在图5中是上侧)形成电气配线用槽501，没有光波导303的层，成为电气配线用图形500露出的结构(参照图5)。由此，因为能够几乎不弯曲地将扁平缆线101的电气配线103与电气配线用图形500连接，所以连接变得容易。并且，因为配线不用弯曲所以成为最短，所以有利于高速传输。

[0058] 把在柔性印刷基板104a、104b上形成的光传输路径用槽306与从扁平缆线101突出的光纤102卡合，能够从上方重叠地连接。此时，电气配线103也同时在电气配线用槽501中被限制位置，能够与电气配线用图形500定位连接。如此，根据本结构，能够简单而且高精度地进行扁平缆线101和柔性印刷基板104a、104b的连接。

[0059] 柔性印刷基板104a、104b以及扁平缆线101，在宽度方向的中央部设置光波导303部、或者光纤102部，相对于光波导303部或光纤102部，在图1的纸面中在上下方向上设置电气配线103、301部。例如，在图1的扁平缆线 101的上方向侧设置为电气配线103a，在下方向侧设置为用于传输低速的电信号的电气配线103b，由此能够扩宽电气配线103a和低速电信号用电气配线103b的间隔，所以能够减低电气噪声的影响。 [0060] 如上所述，扁平缆线101的电气配线103a、103b是电源配线和用于传输低速的电信号的配线，在本实施例中，由4根电源线(两根地线，一根正电源线，一根负电源线)和4根低速电信号线(传输速度10Kbit/sec以下)构成。也可以把4根低速电信号线103b正中间的两根作为低速电信号线，把相对于正中间的两根处于两侧的两根作为地线，根据该结构，则容易取得阻抗的匹配。

[0061] 在光波导303层中构成的光传输路径用槽306成为与设置扁平缆线101的光纤102的间隔相同的间隔。在本实施例中为500μm的间隔。进而，在柔性印刷基板104a、
104b上，以和扁平缆线101的电气配线相同的间隔，在相同的位置上形成电气配线用图形
500(参照图5)。

[0062] 另一方面，根据图1、2，在柔性印刷基板104a、104b中，在与形成了光传输路径用槽306的端面一侧相反一侧的端面上形成了作为电连接器的卡边缘连接器304、304b。然后，可以对设置在外部装置400、402上的电连接器401、403插拔柔性印刷基板104a、104b用的卡边缘连接器304、304b。

[0063] 另外，在与柔性印刷基板104a、104b的安装了光发送模块105或光接收模块108的面相反一侧的面上，用粘接剂粘贴保护板203(参照图2)。以覆盖柔性印刷基板104a、104b的面205、205b全体以及扁平缆线101的一部分(L＝2～5mm)的方式粘贴保护板
203，确保强度和硬度。由此，即使在向电连接器401、403进行安装或者拆卸时，也具有足够的强度。作为保护板203的材料，由树脂材料、金属材料、塑料材料等形成，使厚度为满足要求的强度的厚度即可，在为树脂时，可以在0.2mm以上。

[0064] 另一方面，在柔性印刷基板104a、104b的安装了光发送模块105或者光接收模块108的表面一侧，除了卡边缘部304、304b以外，用层压板覆盖柔性印刷基板104a、104b全体以及扁平缆线101的一部分。作为层压板的材料，可以使用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PI(聚酰亚胺)等。这里，可以充填树脂来代替层压板。

[0065] 在柔性印刷基板104a、104b上形成用于在光发送模块105或光接收模块 108和柔性印刷基板之间传输电信号的配线图形(未图示)，经由焊料等以电气方式连接在柔性印刷基板104a、104b上形成的电极图形和光发送模块105或光接收模块108(参照图2)。 [0066] 因此，因为光发送模块105或光接收模块108以及电子部件对于柔性印刷基板104a、104b可以不使用引线键合地进行电气连接，所以能够减低寄生电容，对于5Gbit/sec以上的高速传输特别有利。

[0067] 另外，柔性印刷基板104a、104b的长度F较短，为2～3cm左右，优选在5cm以下。作为光波导303的材料的高分子材料(聚合物等)少量即可，能够低成本地制造。因此，光波导303的光路长度也短，成为可忽略(0.1～0.2dB左右)光传输损失的等级。光传输的大部分经由设置在扁平缆线101中的光纤102来进行。光纤102的传输损失不到0.1dB/km，在光传输路径长度达到1km左右之前，可以忽略传输损失。本发明适合于具有0.3m以上的长度的光电复合配线模块，能够降低光传输损失并且能够低成本地提供。在最短的0.3m的光电复合配线模块中，柔性印刷基板104a、104b的总共的长度在0.1m以下，其余的是在扁平缆线101中设置的光纤102的长度(0.2m以上)。在光电复合配线模块100的长度不到0.3m时，与使用高分子材料制造整个光传输路径的柔性光波导相比，难以发挥减低光传输损失以及减低成本的效果。另一方面，关于光电复合配线模块100的长度的上限，当考虑服务器间的传输时100m左右足够，但是如上所述，因为光纤102的传输损失小，所以根据本发明的结构，则可以适用到1km左右。

[0068] 下面根据图6说明光电复合配线模块100的制造方法。

[0069] 在中央配置成为光传输路径的4根光纤102，在其两侧配置4根电气配线103(参照图6(1))。

[0070] 接着，通过两片以规定的间隔G(例如1m)形成了开口区域601的覆盖物(层压板)，以包夹图6(1)的4根光纤102和8根电气配线103的上下表面的方式，形成层压板覆盖物(参照图6(2))。

[0071] 接着，除去以规定的间隔G形成了开口区域601的扁平缆线602的、开口区域601的光纤102以及电气配线103的一部分(参照图6(3))。

[0072] 扁平缆线101以规定的长度(作为一例为2～5mm左右)除去开口区域 601的光纤102以及电气配线103的覆盖物使之露出，成为从扁平缆线101的端面部形成突出604的构造。

[0073] 另一方面，使用焊料或者导电性粘接剂，以电气方式连接在柔性印刷基板104a、104b上形成的电极图形和光发送模块105或光接收模块108以及电子部件等(参照图
6(4a)、(4b)以及图8)。然后，在柔性印刷基板104a、104b上形成光传输路径用槽306、以及电气配线用槽501。它们的制造方法和在关于柔性印刷基板104a、104b的结构的栏中记载的一样。在电气配线用图形500的光波导303一侧形成电气配线用槽501。由此，在电气配线用图形500的光波导303一侧的上方不形成光波导303层，露出电气配线用图形500。 [0074] 接着，将露出的光纤102以及电气配线103与形成了光传输路径用槽306以及电气配线用图形500的柔性印刷基板104a、104b的面重叠地连接(参照图6(5))。 [0075] 使扁平缆线101的露出的光纤102与在柔性印刷基板104a、104b上形成的光传输路径用槽306卡合，以光学方式连接光接收模块108或者光发送模块105以及光纤102，并且通过在柔性印刷基板104a、104b上形成的电气配线用槽501限制扁平缆线101的电气配线103的位置，将其定位后使用焊料或者导电性粘接剂与电气配线用图形500连接。 [0076] 另外，通过光学上透明的粘接剂(紫外线硬化树脂)连接固定光传输路径用槽306和光纤102。

[0077] 在将扁平缆线101和柔性印刷基板104a、104b接合后，使用保护板203和层压板204在上下包夹保护接合部。保护板203具有支撑整个柔性印刷基板104a、104b以及扁平缆线101一部分的大小。

[0078] 从上下叠层(覆盖)扁平缆线101和柔性印刷基板104a、104b的结合部周围，以便覆盖整个柔性印刷基板104a、104b和扁平缆线101的一部分。在叠层(覆盖)扁平缆线101和柔性印刷基板104a、104b的结合部周围后，把安装在柔性印刷基板104a、104b上的两列光接收模块108列或两列光发送模块105列的大体正中间切断，光电复合配线模块100完成(参照图6(6))。

[0079] 通过改变开口区域601的间隔G，可以制作任意长度的光电复合配线模块。 [0080] 通过分别在与扁平缆线101的两端连接的柔性印刷基板104a、104b上安装一个以上的光发送模块105和一个以上的光接收模块108，还能够形成双向收发1通道以上的光信号的结构。图1表示在柔性印刷基板104a上安装4通道的VCSEL阵列106，在柔性印刷基板104b上安装了PD阵列109，但是例如通过分别在图1的柔性印刷基板104a、104b上安装4通道的VCSEL阵列106以及4通道的PD阵列109，使扁平缆线101的光纤102的根数成为8根，能够双向收发4通道的光信号。并且，使卡边缘连接部304、304b成为从配线部的宽度方向的中心轴旋转对称的结构。在图4的使用形式中，仅安装了光发送模块105的柔性印刷基板104a必须与发送侧的外部装置400的电连接器401连接，仅安装了光接收模块108的柔性印刷基板104b必须与接收侧的外部装置402的电连接器403连接。但是根据变形例1的结构，可以在外部装置400、402中都使用柔性印刷基板104a、104b。即，可以不用理会信号的方向性地使用。另外，能够收发，能够双向传输。

[0081] 还可以代替柔性印刷基板104a、104b，使用以玻璃环氧树脂为材料的硬的(挠性小的)硬印刷基板(未图示)。此时，与柔性印刷基板104a、104b相同，在硬印刷基板的一面上使用高分子材料(聚合物等)形成光波导层。然后在光波导层上，像上述柔性印刷基板那样形成反射面，在其上安装光发送模块105或者光接收模块108即可。通过使用硬印刷基板，即使不使用保护板也能够保持足够的强度。并且，也可以代替硬印刷基板使用硅基板。在使用硅基板时，使用CVD(化学气相沉积)方法等在硅基板上形成玻璃光波导层。通过使用硅基板，能够实现VCSEL的散热性优良的模块。如上所述，可以把在柔性印刷基板、硬印刷基板、硅基板等上形成了光学图形(光波导层)、以及电气图形(电气配线层)的基板作为印刷基板在本发明中使用。

[0082] 图7表示在柔性印刷基板104c上安装了光学组件700的形式。能透过光信号的绝缘层302具有被电信号传输用电气配线301形成的铜层包夹的结构。与图2所示的柔性印刷基板104a、104b的大的不同在于没有光波导303，代替光波导303的反射部305，设置了光学组件700。光学组件700由树脂、玻璃等光学材料形成，形成对于从VCSEL阵列106射出的光信号202倾斜45度的面，具有使光路变换90度的功能。光学组件700的倾斜面，通过蒸渡等方法覆盖了金属薄膜(金、铝等)。

[0083] 在安装有光学组件700的柔性印刷基板104c的面上充填树脂，使保护板(未图示)与树脂粘接来进行加固。当使加固板为延伸到扁平缆线101的一部分的构造时，因为扁平缆线101和柔性印刷基板104c的连接部也被加固，所以十分理想。

[0084] 在柔性印刷基板104c的安装有光学组件700的面上，在与电气配线用图形相同的面上，通过相同的铜图形形成对光纤102进行定位的定位图形701。并且，在与电气配线用图形相同的面上，通过相同的铜图形还形成对光学组件700进行定位的定位图形702(参照图7(2))。

[0085] 从VCSEL106射出的光信号202，通过反射部305使光路变换90度，经由在柔性印刷基板104c上安装的扁平缆线101的光纤102传输，由与扁平缆线101的右端连接的柔性印刷基板104d中安装的光学组件700b的倾斜面反射，能够由PD阵列109接收。其他的信号处理和图2相同。

[0086] 因为是不形成光波导303层，而是通过光学组件700、700b变换光路，并且使光信号202直到光纤102为止进行空间传输的结构，所以简化了制造过程。并且，因为在与电气配线用图形相同的面上通过相同的铜图形形成光纤102、以及光学组件700的定位，所以简化了制造过程。

[0087] 在本实施例中，是在扁平缆线101的两端设置柔性印刷基板104a、104b(或者104c、104d)的结构，但是也可以仅在扁平缆线101的一端设置柔性印刷基板104a、或者
104b(或者104c、或者104d)，在另一端光纤102以及电气配线103a、103b为开放状态，或者是在光纤102上安装了光连接器(未图示)以及在电气配线103a、103b上连接了电连接器(未图示)的状态。当扁平缆线101的另一端的光纤102以及电气配线103a、103b为开放状态时，可以用机械接合等方式连接开放状态的光纤102端和未图示的另外的光纤端，另外可以把开放状态的电气配线103a、103b端连接到未图示的其他的印刷基板的规定的电气端子等。另外，当在扁平缆线101的另一端的光纤102上具有光连接器(未图示)以及在电气配线103a、103b上具有电连接器(未图示)时，可以分别与未图示的其他的光连接器或电连接器连接。

[0088] 本发明不限于上述实施例，例如光纤102、PD阵列109、VCSEL阵列106、电气配线103a、103b的数目可以是任意的，在不脱离本发明的主旨的范围内可以添加各种变更。