実装構造体
【課題】実装基板上に搭載される光電配線モジュールの電子部品に構造的にかかる負担を軽減でき、信頼性の向上をはかる。
【解決手段】光電配線モジュールを実装基板に搭載してなる実装構造体であって、主面に電気配線３３、光配線路３２、光半導体素子３４、及び第１の電気接続端子３６を有する光電配線モジュール３０と、主面に電気配線１１と電気接続端子１２を有し、光電配線モジュール３０が搭載される実装基板１０と、第１の電気接続端子３６と電気接続端子１２とを電気接続すると共に接着固定する接続材４０とを備え、光電配線モジュール３０は、光半導体素子３４及び第１の電気接続端子３６が形成された回路部３７と、回路部３７を除く領域であって光配線路３２及び電気配線３３が形成された配線部３８とを有し、第１の電気接続端子３６は、光半導体素子３４よりも配線部３８側に形成されている。
【解決手段】光電配線モジュールを実装基板に搭載してなる実装構造体であって、主面に電気配線３３、光配線路３２、光半導体素子３４、及び第１の電気接続端子３６を有する光電配線モジュール３０と、主面に電気配線１１と電気接続端子１２を有し、光電配線モジュール３０が搭載される実装基板１０と、第１の電気接続端子３６と電気接続端子１２とを電気接続すると共に接着固定する接続材４０とを備え、光電配線モジュール３０は、光半導体素子３４及び第１の電気接続端子３６が形成された回路部３７と、回路部３７を除く領域であって光配線路３２及び電気配線３３が形成された配線部３８とを有し、第１の電気接続端子３６は、光半導体素子３４よりも配線部３８側に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電配線モジュールを実装基板に搭載した実装構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータや携帯電話等のモバイル通信機器において、ＬＳＩチップ間の信号伝送に対する高速化と低ノイズ化の要求が益々強くなっている。これに伴い、高速かつ低ノイズという特徴を有する、光配線と電気配線を複合した光電気配線が注目されている。
【０００３】
光電気配線としては、光ファイバと電気配線を束ねた光電配線アレイや、フレキシブル電気配線板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）に光導波路を形成した光電配線板などがある。コストや性能などの観点からは、光電配線板に、光半導体素子や駆動ＩＣなどの電子部品を搭載した光電配線モジュールが有利である。また、電子部品が搭載された電気配線板のモジュールを、表示パネルやＬＳＩが搭載された実装基板に搭載した実装構造体として、（特許文献１）に記載された技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１０８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、実装基板上に搭載される光電配線モジュールの電子部品に構造的にかかる負担を軽減でき、信頼性の向上をはかり得る実装構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、光電配線モジュールを実装基板に搭載してなる実装構造体であって、可撓性を有する光電配線板と、前記光電配線板の主面上に形成された電気配線と、前記光電配線板に形成された光配線路と、前記光電配線板の主面上に搭載され前記光配線路に光結合する光半導体素子と、前記光電配線板の主面上に形成され前記電気配線を外部に電気接続するための第１の電気接続端子と、を備えた光電配線モジュールと、主面上に電気配線と該電気配線を外部に電気接続するための電気接続端子を備え、主面に前記光電配線板の主面を対向させた状態で前記光電配線モジュールが搭載される実装基板と、前記光電配線モジュールの第１の電気接続端子と前記実装基板の電気接続端子との間に設けられ、各々の電気接続端子を電気接続すると共に接着固定する導電性の接続材と、を具備し、前記光電配線モジュールは、前記光半導体素子が搭載された領域及び前記第１の電気接続端子が形成された領域からなる回路部と、該回路部を除く領域であって前記光配線路及び前記電気配線が形成された領域からなる配線部とを有し、前記光電配線モジュールの第１の電気接続端子は、前記光半導体素子よりも前記配線部側に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の別の一態様は、光電配線モジュールを実装基板に搭載してなる実装構造体であって、可撓性を有する光電配線板と、前記光電配線板の主面上に形成された電気配線と、前記光電配線板に形成された光配線路と、前記光電配線板の主面上に搭載され前記光配線路に光結合する光半導体素子と、前記光電配線板の主面上に搭載され前記光半導体素子を駆動する駆動ＩＣと、前記光電配線板の主面上に形成され前記電気配線を外部に電気接続するための第１の電気接続端子と、を備えた光電配線モジュールと、主面上に電気配線と該電気配線を外部に電気接続するための電気接続端子を備え、主面に前記光電配線板の主面を対向させた状態で前記光電配線モジュールが搭載される実装基板と、前記光電配線モジュールの第１の電気接続端子と前記実装基板の電気接続端子との間に設けられ、各々の電気接続端子を電気接続すると共に接着固定する導電性の接続材と、を具備し、前記光電配線モジュールは、前記光半導体素子と前記駆動ＩＣが搭載された領域及び前記第１の電気接続端子が形成された領域からなる回路部と、該回路部を除く領域であって前記光配線路及び前記電気配線が形成された領域からなる配線部とを有し、前記光電配線モジュールの第１の電気接続端子は、前記光半導体素子及び前記駆動ＩＣよりも前記配線部側に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、実装基板上に搭載される光電配線モジュールの電子部品に構造的にかかる負担を軽減でき、信頼性の向上をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係わる実装構造体の概略構成を示す斜視図。
【図２】第１の実施形態に用いた光電配線モジュールの構成例を示す斜視図。
【図３】第１の実施形態に用いた光電配線モジュールの別の構成例を示す斜視図。
【図４】第１の実施形態に用いた光電配線モジュールの別の構成例を示す斜視図。
【図５】第１の実施形態に用いた光電配線モジュールの別の構成例を示す斜視図。
【図６】第１の実施形態に用いた実装基板の構成例を示す斜視図。
【図７】第１の実施形態に用いた実装基板の別の構成例を示す斜視図。
【図８】第１の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を示す断面図と平面図。
【図９】第１の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を示す斜視図。
【図１０】第２の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を示す断面図と平面図。
【図１１】第３の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を示す断面図と平面図。
【図１２】第４の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を示す断面図と平面図。
【図１３】第５の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を示す断面図と平面図。
【図１４】第６の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を示す断面図と平面図。
【図１５】変形例に係わる光電配線モジュールの構成例を示す斜視図。
【図１６】変形例に係わる光電配線モジュールの構成例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（比較例）
まず、本発明と従来技術との差異を特徴付けるため、本発明と従来技術との比較を簡単に行う。
【００１１】
（特許文献１）の実装構造体では、電子部品としてのＩＣを搭載した電気配線板が電気接続端子を介して実装基板に搭載された構造となっている。そして、電気配線板においてＩＣが搭載された領域は、外部（実装基板など）には固定されていない。
【００１２】
この種の電気配線板を可動部品（例えば、携帯電話のヒンジ部品）の内部配線に用いた場合、可動部品を動かすことで電気配線板においてＩＣを搭載した箇所も動いてしまう。このため、ＩＣが外部の構造体に接触して壊れたり、電気配線板においてＩＣを搭載した箇所が撓み、ＩＣと電気配線板の電気接続が破壊されたりする可能性がある。また、電気配線板を可動部品に用いなかったとしても、製品組み立て工程（例えば、本実装構造体を外部筐体に固定する工程）において、ＩＣが外部の構造体に接触することで、ＩＣが壊れたりＩＣと電気配線板の電気接続が破壊されたりする可能性がある。
【００１３】
即ち、（特許文献１）に記載された実装構造体では、ＩＣが搭載された領域が外部に固定若しくは保護されてないため、ＩＣの信頼性を低下させる事態が生じる可能性があった。
【００１４】
これに対し本発明によれば、後述のように実装基板上に搭載される光電配線モジュールの電気接続端子の位置を工夫することにより、光電配線モジュールの電子部品に構造的にかかる負担を軽減でき、信頼性の向上をはかることができる。
【００１５】
以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる実装構造体の概略構成を示す斜視図である。
【００１７】
ＬＳＩ，電気配線，及び電気接続端子などを有する第１の実装基板１０と、ＬＳＩ，電気配線，及び電気接続端子などを有する第２の実装基板２０との間に、駆動ＩＣ，光半導体素子，光配線路，電気配線，及び電気接続端子などを有する光電配線モジュール３０が設けられている。第１及び第２の実装基板１０，２０と光電配線モジュール３０は、それぞれの電気接続端子を電気接続する導電性の接続材４０（４０ａ，４０ｂ）によって接着固定されている。
【００１８】
光電配線モジュール３０は、図２に示すように、光電配線板３１、光配線路３２、電気配線３３、光半導体素子３４（発光素子３４ａと受光素子３４ｂ）、第１の電気接続端子３６（３６ａ，３６ｂ）からなる。電気配線３３，光半導体素子３４，及び第１の電気接続端子３６は、光電配線板３１の主面上に設けられている。
【００１９】
また、光電配線モジュール３０は、発光素子３４ａが搭載された領域及び第１の電気接続端子３６ａが形成された領域からなる第１の回路部３７ａと、受光素子３４ｂが搭載された領域及び第１の電気接続端子３６ｂが形成された領域からなる第２の回路部３７ｂと、回路部３７（３７ａ，３７ｂ）を除く領域であって光配線路３２及び電気配線３３が形成された領域からなる配線部３８からなる。
【００２０】
光電配線板３１は、例えばフレキシブルプリント基板のように可撓性を有するものであり、この光電配線板３１の一端近傍の主面上に発光ダイオードや半導体レーザ等の発光素子３４ａが設けられ、他端近傍の主面上にフォトダイオード等の受光素子３４ｂが設けられている。発光素子３４ａと受光素子３４ｂとの間には、光配線路３２が設けられており、発光素子３４ａと受光素子３４ｂは光配線路３２により光結合されている。さらに、光電配線板３１の主面上で一端と他端との間には、電気配線３３が設けられている。
【００２１】
光電配線板３１の一端側の主面上には、第１の電気接続端子３６ａが設けられている。この第１の電気接続端子３６ａは、回路部３７ａ内であって、配線部３８に隣接した領域に設けられている。即ち、第１の電気接続端子３６ａは、発光素子３４ａと配線部３８との間に設けられている。第１の電気接続端子３６ａの一部は発光素子３４ａに電気的に接続され、別の一部は電気配線３３に電気的に接続されている。
【００２２】
光電配線板３１の他端側の主面上には、第１の電気接続端子３６ｂが設けられている。この第１の電気接続端子３６ｂは、回路部３７ｂ内であって、配線部３８に隣接した領域に設けられている。即ち、第１の電気接続端子３６ｂは、受光素子３４ｂと配線部３８との間に設けられている。第１の電気接続端子３６ｂの一部は受光素子３４ｂに電気的に接続され、別の一部は電気配線３３に電気的に接続されている。これにより、電気接続端子３６ａと３６ｂの一部は、電気配線３３により電気的に接続されている。
【００２３】
なお、上記の例では光電配線板３１の一端側に発光素子３４ａ、他端側に受光素子３４ｂを設け、信号伝送方向を単一方向としたが、発光素子３４ａ及び受光素子３４ｂを一端側と他端側の両方にそれぞれ設けることにより、双方向伝送を行うようにしても良い。
【００２４】
光電配線モジュール３０は、図３に示すように、図２の構成に加え、光電配線板３１の主面上に駆動ＩＣが設けられても良い。図３では、発光素子３４ａと第１の電気接続端子３６ａとの間に、発光素子３４ａを駆動する第１の駆動ＩＣ３５ａが設けられている。さらに、受光素子３４ｂと第１の電気接続端子３６ｂとの間に、受光素子３４ｂを駆動し、且つ受光素子３４ｂから入力される電気信号を増幅する第２の駆動ＩＣ３５ｂが設けられている。この場合、回路部３７ａは、発光素子３４ａと駆動ＩＣ３５ａが搭載された領域及び第１の電気接続端子３６ａが形成された領域からなる。また、回路部３７ｂは、受光素子３４ｂと駆動ＩＣ３５ｂが搭載された領域及び第１の電気接続端子３６ｂが形成された領域からなる。なお、駆動ＩＣ３５ａは、発光素子３４ａと光電配線板３１の一端との間に設けられても良い。同様に、駆動ＩＣ３５ｂは、受光素子３４ｂと光電配線板３１の他端との間に設けられても良い。
【００２５】
しかし、第１の電気接続端子３６ａから第１の駆動ＩＣ３５ａまでの配線距離、及び第１の電気接続端子３６ｂから第２の駆動ＩＣ３５ｂまでの配線距離が長くなると、信号遅延の増大、信号振幅の減衰、及びノイズの増大といった問題が生じやすくなる。このため、第１の電気接続端子３６ａから第１の駆動ＩＣ３５ａまでの配線距離、及び第１の電気接続端子３６ｂから第２の駆動ＩＣ３５ｂまでの配線距離は短い方が良い。即ち、第１の駆動ＩＣ３５ａは、発光素子３４ａと第１の電気接続端子３６ａとの間に設けられることが望ましく、第２の駆動ＩＣ３５ｂは、受光素子３４ｂと第１の電気接続端子３６ｂとの間に設けられることが望ましい。
【００２６】
光電配線板３１の主面上の一部は、図４に示すように、例えばソルダーレジストやカバーレイからなる保護層で覆われていても良い。図４では、光電配線板３１の主面上の一部が保護層３９で覆われ、光半導体素子３４（３４ａ，３４ｂ）、及び駆動ＩＣ３５（３５ａ，３５ｂ）が搭載される領域と、第１の電気接続端子３６（３６ａ，３６ｂ）が形成された領域が表面に露出している。
【００２７】
図５は、光電配線モジュール３０の更に別の例であり、光配線路３２及び電気配線３３の一端側又は他端側がモジュール２５に直接接続されている。モジュール２５としては、例えばディスプレイやカメラ、ＬＳＩが搭載された基板が用いられる。
【００２８】
第１の実装基板１０は、図６に示すように、主面上に電気配線１１と電気配線１１を外部に電気接続するための電気接続端子１２を備えたものである。実装基板１０上には、電気配線１１に電気的に接続されるＬＳＩ（例えばＣＰＵやメモリ）１３ａ，１３ｂが実装されていても良い。さらに、ＬＳＩ１３ａ，１３ｂの代わりに、例えばディスプレイやカメラといったモジュールが接続・搭載されていても良い。また、図には示さないが、第２の実装基板２０も実装基板１０と同様に構成されている。
【００２９】
第１及び第２の実装基板１０，２０は、図７に示すように、主面上の一部が例えばソルダーレジストからなる保護層で覆われていても良い。図７では、第１の実装基板１０の主面上の一部が保護層１４で覆われ、ＬＳＩ１３ａ，１３ｂが搭載される領域と、電気接続端子１２が形成された領域が表面に露出している。
【００３０】
図８は、本実施形態に係わる実装構造体の要部構成を説明するためのもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。この図は、図３乃至図５の光電配線モジュールを用いた例であり、光電配線モジュール３０の一端側の接続部分を示している。図８において５０は、光半導体素子３４及び駆動ＩＣ３５と光電配線板３１との接続を補強するために、光半導体素子３４及び駆動ＩＣ３５の底面及び側面に設けられたアンダーフィル樹脂（補強材）である。
【００３１】
光電配線モジュール３０の一端側は、光電配線板３１の主面を第１の実装基板１０の主面に対向させて、実装基板１０上に搭載されている。なお、図には示さないが、光電配線モジュール３０の他端側も、光電配線板３１の主面を第２の実装基板２０の主面に対向させて、実装基板２０上に搭載されても良いし、されなくても良い。以下では、光電配線モジュール３０の一端側の接続のみについて説明する。
【００３２】
光電配線モジュール３０の第１の電気接続端子３６と実装基板１０の電気接続端子１２は、導電性を有する接続材４０によって、電気接続されると共に接着固定されている。また、光電配線モジュール３０の第１の電気接続端子３６は、回路部３７内であって、配線部３８に隣接した領域にある。そのため、光電配線モジュール３０を可動部品（例えば、携帯電話のヒンジ部品）の内部配線に用いて可動部品を動かした場合でも、光電配線モジュール３０の回路部３７における第１の電気接続端子３６よりも先（光電配線モジュール３０の光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５が搭載された箇所）は動かない。これにより、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５が外部の構造体に接触して壊れたり、光電配線モジュール３０の光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５が搭載された箇所が撓み、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５と電気配線３３との電気接続が破壊されたりするのを未然に防止することができる。
【００３３】
また、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５は光電配線板３１の主面上に搭載され、光電配線板３１の主面と実装基板１０の主面との間にある。即ち、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５は、光電配線板３１と実装基板１０によって保護されている。そのため、製品組み立て工程（例えば、本実装構造体を外部筐体に固定する工程）において、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５が外部の構造体に接触するのを未然に防止することができる。さらに、光電配線モジュール３０の配線部３８が外部の構造体に接触しても、回路部３７における第１の電気接続端子３６よりも先（光電配線モジュール３０の光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５が搭載された箇所）は動かないため、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５が壊れたり、電気配線３３との電気接続が破壊されたりするのを未然に防止することができる。
【００３４】
光電配線モジュール３０の第１の電気接続端子３６と実装基板１０の電気接続端子１２の電気接続及び固定は、接続材４０のみで実現されている。これにより、コネクタ部品やワイヤボンディングを用いて光電配線モジュール３０の第１の電気接続端子３６と実装基板１０の電気接続端子１２を接続する場合に比べて、低コストでの接続が可能となっている。
【００３５】
接続材４０は、加熱圧着されて導通経路を形成すると共に硬化するものであり、例えば異方性導電フィルム（Anisotropic Conductive Film：ＡＣＦ）や、異方性導電ペースト（Anisotropic Conductive Paste：ＡＣＰ）を用いることができる。これらを用いた場合、電気接続端子１２，３６同士を位置合わせした後、光電配線モジュール３０の第１の電気接続端子３６を実装基板１０の電気接続端子１２側に加熱しながら押圧することにより、対向する端子間のみを導通させると共に、端子間を接着固定することができる。
【００３６】
接続材４０は紫外線硬化性を有しても良い。さらに、光電配線モジュール３０と実装基板１０との固定を接続材４０のみで行うのではなく、別の機構（例えばネジ締めによる固定や別の硬化性樹脂の使用、粘着・接着性のあるテープの使用）を併用しても良い。
【００３７】
上述の工程（接続材４０の加熱圧着工程）の最中、光電配線モジュール３０及び実装基板１０の電気接続端子、及び電気接続端子の上下部分には大きな圧力が加えられる。そこで、図８（ｂ）の平面図に示したように、光電配線モジュール３０の光配線路３２は、第１の電気接続端子３６と重ならないように、第１の電気接続端子３６を避けて形成されることが望ましい。これにより、上述の加熱圧着工程において、光配線路３２が損傷を受けて光損失が悪化するという事態を避けることが可能になる。
【００３８】
同様に、図９の斜視図に示すように、光配線路３２は、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５と電気配線３３との電気接続が取られる箇所を避けて形成されることが望ましい。例えば、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５と電気配線３３の電気接続を超音波フリップチップ実装により実現する場合、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５に形成された電気接続端子（例えば金バンプ）７０の直下の電気配線３３には大きな圧力と超音波が印加される。また、例えば、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５と電気配線３３の電気接続をワイヤボンディングにより実現する場合、ワイヤ直下の電気配線３３には大きな圧力と超音波が印加される。電気配線３３と、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５との電気接続が取られる箇所を避けて光配線路３２を形成することで、上述の工程（超音波フリップチップ実装やワイヤボンディング）において、光配線路３２が損傷を受けて光損失が悪化するという事態を避けることが可能になる。
【００３９】
光電配線板３１の端部近傍（駆動ＩＣ３５と第１の電気接続端子３６の間）には屈曲部が設けられている。この屈曲部により、電気接続端子３６が設けられた箇所を、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５の搭載箇所よりも、実装基板１０に対し近づけて配置することができる。これにより、接続材４０の厚みを薄くすることができ、低コストの接続材４０による接続が可能になっている。なお、この屈曲部を設ける代わりに、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５と同程度の厚みの接続材を用いるようにしても良いし、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５の厚みを接続材と同程度の厚みになるよう薄くしても良い。
【００４０】
このように本実施形態によれば、光電配線板３１の主面上に光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５が搭載された光電配線モジュール３０を、光電配線板３１の主面が実装基板１０の主面に対向するように実装基板１０に搭載し、光電配線モジュール３０の配線部３８に隣接する領域に形成された光電配線モジュール３０の第１の電気接続端子３６と、実装基板１０の電気接続端子１２とを接続材４０で接続することにより、光電配線モジュール３０の光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５に構造的にかかる負担を軽減でき、信頼性の向上をはかることができる。従って、低コストかつ高信頼な、光電配線モジュールを実装基板に搭載した実装構造体を実現することが可能となり、情報通信機器の低コスト化と高性能化を促進することができる。
【００４１】
（第２の実施形態）
図１０（ａ）（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を説明するためのもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。なお、図８と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００４２】
図１０（ａ）（ｂ）では、回路部３７において、光半導体素子３４及び駆動ＩＣ３５に関して第１の電気接続端子３６と反対側（光半導体素子３４と光電配線モジュール３０の端部との間）の光電配線板３１の主面上に、第２の電気接続端子７６が形成されている。また、実装基板１０の主面上には、光電配線モジュール３０の第１の電気接続端子３６の直下に電気接続端子１２が形成されると共に、第２の電気接続端子７６の直下に電気接続端子７２が形成されている。そして、光電配線モジュール３０の第２の電気接続端子７６と実装基板１０の電気接続端子７２は、接続材８０によって電気接続されると共に、接着固定されている。接続材８０としては、接続材４０と同様の部材を用いればよく、これらの接続材４０，８０は同時に加熱圧着させるようにすればよい。またこのように、第２の電気接続端子３６と第２の電気接続端子７６とで、別個の接続材４０、８０を用いることで、接続材にかかるコストを抑えることができる。
【００４３】
このような構成により、光電配線モジュール３０における回路部３７の光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５が搭載された箇所を、第１の実施形態よりも確実に固定することが可能となる。これにより、光電配線モジュール３０の光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５に構造的にかかる負担を軽減することができる。
【００４４】
（第３の実施形態）
図１１（ａ）（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を説明するためのもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。なお、図１０と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００４５】
本実施形態が先の第２の実施形態と異なる点は、接続材４０，８０の代わりに一つの接続材９０を用いたことにある。即ち、光電配線モジュール３０と実装基板１０との間に、第１の電気接続端子３６から第２の電気接続端子７６に至る１つの接続材９０が配置されている。そして、この接続材９０により、第１及び第２の電気接続端子３６，７６が電気接続端子１２，７２にそれぞれ接続されている。
【００４６】
このような構成により、部品点数を削減してプロセスに掛かるコストを低減できる。また、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５を実装基板１０の主面上に固定できるため、回路部３７の光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５が搭載された箇所をより確実に固定することができる。さらに、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５から発生する熱を、接続材９０を介して実装基板１０側へ効果的に放熱することも可能となり、光電配線モジュール３０の性能の向上をはかることができる。
【００４７】
なお、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５の直下の実装基板１０の主面上に、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５とほぼ同じ大きさの島状のメタル領域を設け、これを電気配線やビアを用いて例えば接地配線に接続しても良い。これにより、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５から実装基板１０への放熱性を更に向上させることが可能となる。
【００４８】
（第４の実施形態）
図１２（ａ）（ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を説明するためのもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。なお、図８と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００４９】
本実施形態が図８と異なる点は、光電配線モジュール３０の光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５の表面が、放熱材６０を介して実装基板１０の主面上に接していることである。これにより、光電配線モジュール３０の光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５から実装基板１０への効率の良い放熱が可能になる。さらに、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５の直下の実装基板１０の主面上に、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５とほぼ同じ大きさの島状のメタル領域６１を設け、これを電気配線やビアを用いて例えば接地配線に接続しても良い。これにより、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５から実装基板１０への放熱性を更に向上させることが可能となる。
【００５０】
放熱材６０としては、光電配線板３１の平均的な熱伝導性よりも高い熱伝導性を有することが望ましく、例えばシリコーン樹脂やグラファイトからなる熱伝導シートや放熱グリースなどを用いることができる。また、放熱材６０は粘着性、熱硬化性、若しくは紫外線硬化性を有しても良い。これにより、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５を実装基板１０の主面上に固定し、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５に構造的に掛かる負担を軽減することが可能となる。
【００５１】
また、放熱材６０として、接続材４０を用いても良い。この場合、光電配線モジュール３０の第１の電気接続端子３６直下と、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５の直下に、別々の接続材を用いても良いし、第１の電気接続端子３６の直下から光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５の直下まで連続する接続材を用いても良い。
【００５２】
（第５の実施形態）
図１３（ａ）（ｂ）は、本発明の第５の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を説明するためのもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。なお、図８と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００５３】
本実施形態では、実装基板１０に、光半導体素子や駆動ＩＣ等が収容される凹部１５が設けられている。即ち、実装基板１０の主面上において、光半導体素子３４及び駆動ＩＣ３５が対向する位置に、これらよりも大きめの凹部１５が設けられている。このような構成により、光電配線板３１の屈曲部が不要となり、光電配線板３１にかかる応力が緩和される。このため、光電配線モジュール３０や実装構造体の信頼性の向上が可能となる。
【００５４】
なお、凹部１５の底面には、熱伝導シートや放熱グリース等の放熱材を配置しても良い。また、凹部１５は、光電配線板３１の幅（図１３（ｂ）の縦方向）よりも大きい方が望ましい。凹部１５の幅が光電配線板３１の幅よりも大きいと、凹部１５の底面に放熱材を配置した場合、放熱材から空気中への放熱が可能になる。さらに、凹部１５内に光半導体素子３４及び駆動ＩＣ３５を収容した後に、放熱材を充填することも可能となる。
【００５５】
（第６の実施形態）
図１４（ａ）（ｂ）は、本発明の第６の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を説明するためのもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。なお、図８と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００５６】
本実施形態では、実装基板１０に、光半導体素子や駆動ＩＣ等が収容される貫通穴１６が設けられている。即ち、実装基板１０の主面上において、光半導体素子３４及び駆動ＩＣ３５が対向する位置に、これらよりも大きめの貫通穴１６が設けられている。このような構成であっても、光電配線板３１の屈曲部が不要となり、光電配線板３１にかかる応力が緩和される。このため、光電配線モジュール３０や実装構造体の信頼性の向上が可能となる。
【００５７】
なお、貫通穴１６の内部には、放熱材を充填しても良い。また、貫通穴１６の幅（図１４（ｂ）の縦方向）は光電配線板３１の幅よりも狭いことが望ましい。このようにすれば、実装基板１０の貫通穴１６の裏面（図１４（ａ）の下側）から、流動性のある放熱材（例えば放熱グリース）を、貫通穴１６の表面側（実装基板１０の主面側）への漏れ出しを招くことなく、注入することが可能になる。
【００５８】
光電配線モジュール３０の回路部３７を固定する方法として、回路部３７の光電配線板の裏面から粘着テープを貼り付け、実装基板１０の主面上に固定する方法や、熱若しくは紫外線硬化樹脂を回路部３７と実装基板１０の主面を覆う領域に塗布して固定する方法、メカクランプ機構を用いる方法を用いても良い。
【００５９】
（変形例）
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。光電配線モジュールについて、これまでに示した実施形態では、直線状の光電配線モジュールを用いているが、これは曲線状であっても良いし、直線と曲線を組み合わせたものであっても良い。図１５に示すように、異なる方向の直線を組み合わせであってもよい。また、これまでに示した実施形態では、一端と他端に回路部が設けられた光電配線モジュールを用いているが、これとは異なり図１６に示すように、分岐を有し、分岐の先に別の回路部を有する光電配線板であっても良い。さらに、分岐は無くとも、一端と他端の回路部に加えて、一端と他端の間に別の回路部を有しても良い。
【００６０】
また、放熱材は、熱伝導シートや放熱グリース等に限定されるものではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。同様に、接続材はＡＣＦやＡＣＰに限定されるものではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。また、実装構造体は、２つの実装基板間を光電配線モジュールで接続した構造に限らず、１つの実装基板に図５に示した光電配線モジュールを接続した構造であっても良い。
【００６１】
また、光半導体素子である発光素子は、発光ダイオードや半導体レーザ等、種々の発光素子が使用可能である。さらに、光半導体素子である受光素子は、ＰＩＮフォトダイオード、ＭＳＭフォトダイオード、アバランシェ・フォトダイオード、フォトコンダクター等の種々の受光素子が使用可能である。駆動ＩＣは、ＣＭＯＳプロセス、ＢｉＣＭＯＳプロセス等の種々のプロセスを用いて作製して良く、駆動回路のみを搭載したＩＣであっても良いし、駆動回路以外に種々の回路機能を搭載したＩＣであっても良い。光電配線モジュールは、光半導体素子と駆動ＩＣ以外に、チップ抵抗やチップコンデンサ等の電子部品を更に搭載しても良い。
【００６２】
その他、本発明の主旨と技術的範囲を逸脱しない限り、種々の加工及び変形を施すことが可能である。また、上述した各種実施形態は、必要に応じて適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１０、２０…実装基板、１１…電気配線、１２，７２…電気接続端子、１３ａ，１３ｂ…ＬＳＩ、１４…保護層、１５…凹部、１６…貫通穴、２５…モジュール、３０…光電配線モジュール、３１…光電配線板、３２…光配線路、３３…電気配線、３４…光半導体素子、３４ａ…発光素子、３４ｂ…受光素子、３５（３５ａ，３５ｂ）…駆動ＩＣ、３６（３６ａ，３６ｂ）…第１の電気接続端子、３７（３７ａ，３７ｂ）…回路部、３８…配線部、３９…保護層、４０，８０，９０…接続材、５０…補強材、６０…放熱材、７６…第２の電気接続端子。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電配線モジュールを実装基板に搭載した実装構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータや携帯電話等のモバイル通信機器において、ＬＳＩチップ間の信号伝送に対する高速化と低ノイズ化の要求が益々強くなっている。これに伴い、高速かつ低ノイズという特徴を有する、光配線と電気配線を複合した光電気配線が注目されている。
【０００３】
光電気配線としては、光ファイバと電気配線を束ねた光電配線アレイや、フレキシブル電気配線板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）に光導波路を形成した光電配線板などがある。コストや性能などの観点からは、光電配線板に、光半導体素子や駆動ＩＣなどの電子部品を搭載した光電配線モジュールが有利である。また、電子部品が搭載された電気配線板のモジュールを、表示パネルやＬＳＩが搭載された実装基板に搭載した実装構造体として、（特許文献１）に記載された技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１０８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、実装基板上に搭載される光電配線モジュールの電子部品に構造的にかかる負担を軽減でき、信頼性の向上をはかり得る実装構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、光電配線モジュールを実装基板に搭載してなる実装構造体であって、可撓性を有する光電配線板と、前記光電配線板の主面上に形成された電気配線と、前記光電配線板に形成された光配線路と、前記光電配線板の主面上に搭載され前記光配線路に光結合する光半導体素子と、前記光電配線板の主面上に形成され前記電気配線を外部に電気接続するための第１の電気接続端子と、を備えた光電配線モジュールと、主面上に電気配線と該電気配線を外部に電気接続するための電気接続端子を備え、主面に前記光電配線板の主面を対向させた状態で前記光電配線モジュールが搭載される実装基板と、前記光電配線モジュールの第１の電気接続端子と前記実装基板の電気接続端子との間に設けられ、各々の電気接続端子を電気接続すると共に接着固定する導電性の接続材と、を具備し、前記光電配線モジュールは、前記光半導体素子が搭載された領域及び前記第１の電気接続端子が形成された領域からなる回路部と、該回路部を除く領域であって前記光配線路及び前記電気配線が形成された領域からなる配線部とを有し、前記光電配線モジュールの第１の電気接続端子は、前記光半導体素子よりも前記配線部側に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の別の一態様は、光電配線モジュールを実装基板に搭載してなる実装構造体であって、可撓性を有する光電配線板と、前記光電配線板の主面上に形成された電気配線と、前記光電配線板に形成された光配線路と、前記光電配線板の主面上に搭載され前記光配線路に光結合する光半導体素子と、前記光電配線板の主面上に搭載され前記光半導体素子を駆動する駆動ＩＣと、前記光電配線板の主面上に形成され前記電気配線を外部に電気接続するための第１の電気接続端子と、を備えた光電配線モジュールと、主面上に電気配線と該電気配線を外部に電気接続するための電気接続端子を備え、主面に前記光電配線板の主面を対向させた状態で前記光電配線モジュールが搭載される実装基板と、前記光電配線モジュールの第１の電気接続端子と前記実装基板の電気接続端子との間に設けられ、各々の電気接続端子を電気接続すると共に接着固定する導電性の接続材と、を具備し、前記光電配線モジュールは、前記光半導体素子と前記駆動ＩＣが搭載された領域及び前記第１の電気接続端子が形成された領域からなる回路部と、該回路部を除く領域であって前記光配線路及び前記電気配線が形成された領域からなる配線部とを有し、前記光電配線モジュールの第１の電気接続端子は、前記光半導体素子及び前記駆動ＩＣよりも前記配線部側に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、実装基板上に搭載される光電配線モジュールの電子部品に構造的にかかる負担を軽減でき、信頼性の向上をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係わる実装構造体の概略構成を示す斜視図。
【図２】第１の実施形態に用いた光電配線モジュールの構成例を示す斜視図。
【図３】第１の実施形態に用いた光電配線モジュールの別の構成例を示す斜視図。
【図４】第１の実施形態に用いた光電配線モジュールの別の構成例を示す斜視図。
【図５】第１の実施形態に用いた光電配線モジュールの別の構成例を示す斜視図。
【図６】第１の実施形態に用いた実装基板の構成例を示す斜視図。
【図７】第１の実施形態に用いた実装基板の別の構成例を示す斜視図。
【図８】第１の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を示す断面図と平面図。
【図９】第１の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を示す斜視図。
【図１０】第２の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を示す断面図と平面図。
【図１１】第３の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を示す断面図と平面図。
【図１２】第４の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を示す断面図と平面図。
【図１３】第５の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を示す断面図と平面図。
【図１４】第６の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を示す断面図と平面図。
【図１５】変形例に係わる光電配線モジュールの構成例を示す斜視図。
【図１６】変形例に係わる光電配線モジュールの構成例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（比較例）
まず、本発明と従来技術との差異を特徴付けるため、本発明と従来技術との比較を簡単に行う。
【００１１】
（特許文献１）の実装構造体では、電子部品としてのＩＣを搭載した電気配線板が電気接続端子を介して実装基板に搭載された構造となっている。そして、電気配線板においてＩＣが搭載された領域は、外部（実装基板など）には固定されていない。
【００１２】
この種の電気配線板を可動部品（例えば、携帯電話のヒンジ部品）の内部配線に用いた場合、可動部品を動かすことで電気配線板においてＩＣを搭載した箇所も動いてしまう。このため、ＩＣが外部の構造体に接触して壊れたり、電気配線板においてＩＣを搭載した箇所が撓み、ＩＣと電気配線板の電気接続が破壊されたりする可能性がある。また、電気配線板を可動部品に用いなかったとしても、製品組み立て工程（例えば、本実装構造体を外部筐体に固定する工程）において、ＩＣが外部の構造体に接触することで、ＩＣが壊れたりＩＣと電気配線板の電気接続が破壊されたりする可能性がある。
【００１３】
即ち、（特許文献１）に記載された実装構造体では、ＩＣが搭載された領域が外部に固定若しくは保護されてないため、ＩＣの信頼性を低下させる事態が生じる可能性があった。
【００１４】
これに対し本発明によれば、後述のように実装基板上に搭載される光電配線モジュールの電気接続端子の位置を工夫することにより、光電配線モジュールの電子部品に構造的にかかる負担を軽減でき、信頼性の向上をはかることができる。
【００１５】
以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる実装構造体の概略構成を示す斜視図である。
【００１７】
ＬＳＩ，電気配線，及び電気接続端子などを有する第１の実装基板１０と、ＬＳＩ，電気配線，及び電気接続端子などを有する第２の実装基板２０との間に、駆動ＩＣ，光半導体素子，光配線路，電気配線，及び電気接続端子などを有する光電配線モジュール３０が設けられている。第１及び第２の実装基板１０，２０と光電配線モジュール３０は、それぞれの電気接続端子を電気接続する導電性の接続材４０（４０ａ，４０ｂ）によって接着固定されている。
【００１８】
光電配線モジュール３０は、図２に示すように、光電配線板３１、光配線路３２、電気配線３３、光半導体素子３４（発光素子３４ａと受光素子３４ｂ）、第１の電気接続端子３６（３６ａ，３６ｂ）からなる。電気配線３３，光半導体素子３４，及び第１の電気接続端子３６は、光電配線板３１の主面上に設けられている。
【００１９】
また、光電配線モジュール３０は、発光素子３４ａが搭載された領域及び第１の電気接続端子３６ａが形成された領域からなる第１の回路部３７ａと、受光素子３４ｂが搭載された領域及び第１の電気接続端子３６ｂが形成された領域からなる第２の回路部３７ｂと、回路部３７（３７ａ，３７ｂ）を除く領域であって光配線路３２及び電気配線３３が形成された領域からなる配線部３８からなる。
【００２０】
光電配線板３１は、例えばフレキシブルプリント基板のように可撓性を有するものであり、この光電配線板３１の一端近傍の主面上に発光ダイオードや半導体レーザ等の発光素子３４ａが設けられ、他端近傍の主面上にフォトダイオード等の受光素子３４ｂが設けられている。発光素子３４ａと受光素子３４ｂとの間には、光配線路３２が設けられており、発光素子３４ａと受光素子３４ｂは光配線路３２により光結合されている。さらに、光電配線板３１の主面上で一端と他端との間には、電気配線３３が設けられている。
【００２１】
光電配線板３１の一端側の主面上には、第１の電気接続端子３６ａが設けられている。この第１の電気接続端子３６ａは、回路部３７ａ内であって、配線部３８に隣接した領域に設けられている。即ち、第１の電気接続端子３６ａは、発光素子３４ａと配線部３８との間に設けられている。第１の電気接続端子３６ａの一部は発光素子３４ａに電気的に接続され、別の一部は電気配線３３に電気的に接続されている。
【００２２】
光電配線板３１の他端側の主面上には、第１の電気接続端子３６ｂが設けられている。この第１の電気接続端子３６ｂは、回路部３７ｂ内であって、配線部３８に隣接した領域に設けられている。即ち、第１の電気接続端子３６ｂは、受光素子３４ｂと配線部３８との間に設けられている。第１の電気接続端子３６ｂの一部は受光素子３４ｂに電気的に接続され、別の一部は電気配線３３に電気的に接続されている。これにより、電気接続端子３６ａと３６ｂの一部は、電気配線３３により電気的に接続されている。
【００２３】
なお、上記の例では光電配線板３１の一端側に発光素子３４ａ、他端側に受光素子３４ｂを設け、信号伝送方向を単一方向としたが、発光素子３４ａ及び受光素子３４ｂを一端側と他端側の両方にそれぞれ設けることにより、双方向伝送を行うようにしても良い。
【００２４】
光電配線モジュール３０は、図３に示すように、図２の構成に加え、光電配線板３１の主面上に駆動ＩＣが設けられても良い。図３では、発光素子３４ａと第１の電気接続端子３６ａとの間に、発光素子３４ａを駆動する第１の駆動ＩＣ３５ａが設けられている。さらに、受光素子３４ｂと第１の電気接続端子３６ｂとの間に、受光素子３４ｂを駆動し、且つ受光素子３４ｂから入力される電気信号を増幅する第２の駆動ＩＣ３５ｂが設けられている。この場合、回路部３７ａは、発光素子３４ａと駆動ＩＣ３５ａが搭載された領域及び第１の電気接続端子３６ａが形成された領域からなる。また、回路部３７ｂは、受光素子３４ｂと駆動ＩＣ３５ｂが搭載された領域及び第１の電気接続端子３６ｂが形成された領域からなる。なお、駆動ＩＣ３５ａは、発光素子３４ａと光電配線板３１の一端との間に設けられても良い。同様に、駆動ＩＣ３５ｂは、受光素子３４ｂと光電配線板３１の他端との間に設けられても良い。
【００２５】
しかし、第１の電気接続端子３６ａから第１の駆動ＩＣ３５ａまでの配線距離、及び第１の電気接続端子３６ｂから第２の駆動ＩＣ３５ｂまでの配線距離が長くなると、信号遅延の増大、信号振幅の減衰、及びノイズの増大といった問題が生じやすくなる。このため、第１の電気接続端子３６ａから第１の駆動ＩＣ３５ａまでの配線距離、及び第１の電気接続端子３６ｂから第２の駆動ＩＣ３５ｂまでの配線距離は短い方が良い。即ち、第１の駆動ＩＣ３５ａは、発光素子３４ａと第１の電気接続端子３６ａとの間に設けられることが望ましく、第２の駆動ＩＣ３５ｂは、受光素子３４ｂと第１の電気接続端子３６ｂとの間に設けられることが望ましい。
【００２６】
光電配線板３１の主面上の一部は、図４に示すように、例えばソルダーレジストやカバーレイからなる保護層で覆われていても良い。図４では、光電配線板３１の主面上の一部が保護層３９で覆われ、光半導体素子３４（３４ａ，３４ｂ）、及び駆動ＩＣ３５（３５ａ，３５ｂ）が搭載される領域と、第１の電気接続端子３６（３６ａ，３６ｂ）が形成された領域が表面に露出している。
【００２７】
図５は、光電配線モジュール３０の更に別の例であり、光配線路３２及び電気配線３３の一端側又は他端側がモジュール２５に直接接続されている。モジュール２５としては、例えばディスプレイやカメラ、ＬＳＩが搭載された基板が用いられる。
【００２８】
第１の実装基板１０は、図６に示すように、主面上に電気配線１１と電気配線１１を外部に電気接続するための電気接続端子１２を備えたものである。実装基板１０上には、電気配線１１に電気的に接続されるＬＳＩ（例えばＣＰＵやメモリ）１３ａ，１３ｂが実装されていても良い。さらに、ＬＳＩ１３ａ，１３ｂの代わりに、例えばディスプレイやカメラといったモジュールが接続・搭載されていても良い。また、図には示さないが、第２の実装基板２０も実装基板１０と同様に構成されている。
【００２９】
第１及び第２の実装基板１０，２０は、図７に示すように、主面上の一部が例えばソルダーレジストからなる保護層で覆われていても良い。図７では、第１の実装基板１０の主面上の一部が保護層１４で覆われ、ＬＳＩ１３ａ，１３ｂが搭載される領域と、電気接続端子１２が形成された領域が表面に露出している。
【００３０】
図８は、本実施形態に係わる実装構造体の要部構成を説明するためのもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。この図は、図３乃至図５の光電配線モジュールを用いた例であり、光電配線モジュール３０の一端側の接続部分を示している。図８において５０は、光半導体素子３４及び駆動ＩＣ３５と光電配線板３１との接続を補強するために、光半導体素子３４及び駆動ＩＣ３５の底面及び側面に設けられたアンダーフィル樹脂（補強材）である。
【００３１】
光電配線モジュール３０の一端側は、光電配線板３１の主面を第１の実装基板１０の主面に対向させて、実装基板１０上に搭載されている。なお、図には示さないが、光電配線モジュール３０の他端側も、光電配線板３１の主面を第２の実装基板２０の主面に対向させて、実装基板２０上に搭載されても良いし、されなくても良い。以下では、光電配線モジュール３０の一端側の接続のみについて説明する。
【００３２】
光電配線モジュール３０の第１の電気接続端子３６と実装基板１０の電気接続端子１２は、導電性を有する接続材４０によって、電気接続されると共に接着固定されている。また、光電配線モジュール３０の第１の電気接続端子３６は、回路部３７内であって、配線部３８に隣接した領域にある。そのため、光電配線モジュール３０を可動部品（例えば、携帯電話のヒンジ部品）の内部配線に用いて可動部品を動かした場合でも、光電配線モジュール３０の回路部３７における第１の電気接続端子３６よりも先（光電配線モジュール３０の光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５が搭載された箇所）は動かない。これにより、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５が外部の構造体に接触して壊れたり、光電配線モジュール３０の光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５が搭載された箇所が撓み、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５と電気配線３３との電気接続が破壊されたりするのを未然に防止することができる。
【００３３】
また、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５は光電配線板３１の主面上に搭載され、光電配線板３１の主面と実装基板１０の主面との間にある。即ち、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５は、光電配線板３１と実装基板１０によって保護されている。そのため、製品組み立て工程（例えば、本実装構造体を外部筐体に固定する工程）において、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５が外部の構造体に接触するのを未然に防止することができる。さらに、光電配線モジュール３０の配線部３８が外部の構造体に接触しても、回路部３７における第１の電気接続端子３６よりも先（光電配線モジュール３０の光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５が搭載された箇所）は動かないため、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５が壊れたり、電気配線３３との電気接続が破壊されたりするのを未然に防止することができる。
【００３４】
光電配線モジュール３０の第１の電気接続端子３６と実装基板１０の電気接続端子１２の電気接続及び固定は、接続材４０のみで実現されている。これにより、コネクタ部品やワイヤボンディングを用いて光電配線モジュール３０の第１の電気接続端子３６と実装基板１０の電気接続端子１２を接続する場合に比べて、低コストでの接続が可能となっている。
【００３５】
接続材４０は、加熱圧着されて導通経路を形成すると共に硬化するものであり、例えば異方性導電フィルム（Anisotropic Conductive Film：ＡＣＦ）や、異方性導電ペースト（Anisotropic Conductive Paste：ＡＣＰ）を用いることができる。これらを用いた場合、電気接続端子１２，３６同士を位置合わせした後、光電配線モジュール３０の第１の電気接続端子３６を実装基板１０の電気接続端子１２側に加熱しながら押圧することにより、対向する端子間のみを導通させると共に、端子間を接着固定することができる。
【００３６】
接続材４０は紫外線硬化性を有しても良い。さらに、光電配線モジュール３０と実装基板１０との固定を接続材４０のみで行うのではなく、別の機構（例えばネジ締めによる固定や別の硬化性樹脂の使用、粘着・接着性のあるテープの使用）を併用しても良い。
【００３７】
上述の工程（接続材４０の加熱圧着工程）の最中、光電配線モジュール３０及び実装基板１０の電気接続端子、及び電気接続端子の上下部分には大きな圧力が加えられる。そこで、図８（ｂ）の平面図に示したように、光電配線モジュール３０の光配線路３２は、第１の電気接続端子３６と重ならないように、第１の電気接続端子３６を避けて形成されることが望ましい。これにより、上述の加熱圧着工程において、光配線路３２が損傷を受けて光損失が悪化するという事態を避けることが可能になる。
【００３８】
同様に、図９の斜視図に示すように、光配線路３２は、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５と電気配線３３との電気接続が取られる箇所を避けて形成されることが望ましい。例えば、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５と電気配線３３の電気接続を超音波フリップチップ実装により実現する場合、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５に形成された電気接続端子（例えば金バンプ）７０の直下の電気配線３３には大きな圧力と超音波が印加される。また、例えば、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５と電気配線３３の電気接続をワイヤボンディングにより実現する場合、ワイヤ直下の電気配線３３には大きな圧力と超音波が印加される。電気配線３３と、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５との電気接続が取られる箇所を避けて光配線路３２を形成することで、上述の工程（超音波フリップチップ実装やワイヤボンディング）において、光配線路３２が損傷を受けて光損失が悪化するという事態を避けることが可能になる。
【００３９】
光電配線板３１の端部近傍（駆動ＩＣ３５と第１の電気接続端子３６の間）には屈曲部が設けられている。この屈曲部により、電気接続端子３６が設けられた箇所を、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５の搭載箇所よりも、実装基板１０に対し近づけて配置することができる。これにより、接続材４０の厚みを薄くすることができ、低コストの接続材４０による接続が可能になっている。なお、この屈曲部を設ける代わりに、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５と同程度の厚みの接続材を用いるようにしても良いし、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５の厚みを接続材と同程度の厚みになるよう薄くしても良い。
【００４０】
このように本実施形態によれば、光電配線板３１の主面上に光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５が搭載された光電配線モジュール３０を、光電配線板３１の主面が実装基板１０の主面に対向するように実装基板１０に搭載し、光電配線モジュール３０の配線部３８に隣接する領域に形成された光電配線モジュール３０の第１の電気接続端子３６と、実装基板１０の電気接続端子１２とを接続材４０で接続することにより、光電配線モジュール３０の光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５に構造的にかかる負担を軽減でき、信頼性の向上をはかることができる。従って、低コストかつ高信頼な、光電配線モジュールを実装基板に搭載した実装構造体を実現することが可能となり、情報通信機器の低コスト化と高性能化を促進することができる。
【００４１】
（第２の実施形態）
図１０（ａ）（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を説明するためのもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。なお、図８と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００４２】
図１０（ａ）（ｂ）では、回路部３７において、光半導体素子３４及び駆動ＩＣ３５に関して第１の電気接続端子３６と反対側（光半導体素子３４と光電配線モジュール３０の端部との間）の光電配線板３１の主面上に、第２の電気接続端子７６が形成されている。また、実装基板１０の主面上には、光電配線モジュール３０の第１の電気接続端子３６の直下に電気接続端子１２が形成されると共に、第２の電気接続端子７６の直下に電気接続端子７２が形成されている。そして、光電配線モジュール３０の第２の電気接続端子７６と実装基板１０の電気接続端子７２は、接続材８０によって電気接続されると共に、接着固定されている。接続材８０としては、接続材４０と同様の部材を用いればよく、これらの接続材４０，８０は同時に加熱圧着させるようにすればよい。またこのように、第２の電気接続端子３６と第２の電気接続端子７６とで、別個の接続材４０、８０を用いることで、接続材にかかるコストを抑えることができる。
【００４３】
このような構成により、光電配線モジュール３０における回路部３７の光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５が搭載された箇所を、第１の実施形態よりも確実に固定することが可能となる。これにより、光電配線モジュール３０の光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５に構造的にかかる負担を軽減することができる。
【００４４】
（第３の実施形態）
図１１（ａ）（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を説明するためのもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。なお、図１０と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００４５】
本実施形態が先の第２の実施形態と異なる点は、接続材４０，８０の代わりに一つの接続材９０を用いたことにある。即ち、光電配線モジュール３０と実装基板１０との間に、第１の電気接続端子３６から第２の電気接続端子７６に至る１つの接続材９０が配置されている。そして、この接続材９０により、第１及び第２の電気接続端子３６，７６が電気接続端子１２，７２にそれぞれ接続されている。
【００４６】
このような構成により、部品点数を削減してプロセスに掛かるコストを低減できる。また、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５を実装基板１０の主面上に固定できるため、回路部３７の光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５が搭載された箇所をより確実に固定することができる。さらに、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５から発生する熱を、接続材９０を介して実装基板１０側へ効果的に放熱することも可能となり、光電配線モジュール３０の性能の向上をはかることができる。
【００４７】
なお、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５の直下の実装基板１０の主面上に、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５とほぼ同じ大きさの島状のメタル領域を設け、これを電気配線やビアを用いて例えば接地配線に接続しても良い。これにより、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５から実装基板１０への放熱性を更に向上させることが可能となる。
【００４８】
（第４の実施形態）
図１２（ａ）（ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を説明するためのもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。なお、図８と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００４９】
本実施形態が図８と異なる点は、光電配線モジュール３０の光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５の表面が、放熱材６０を介して実装基板１０の主面上に接していることである。これにより、光電配線モジュール３０の光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５から実装基板１０への効率の良い放熱が可能になる。さらに、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５の直下の実装基板１０の主面上に、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５とほぼ同じ大きさの島状のメタル領域６１を設け、これを電気配線やビアを用いて例えば接地配線に接続しても良い。これにより、光半導体素子３４や駆動ＩＣ３５から実装基板１０への放熱性を更に向上させることが可能となる。
【００５０】
放熱材６０としては、光電配線板３１の平均的な熱伝導性よりも高い熱伝導性を有することが望ましく、例えばシリコーン樹脂やグラファイトからなる熱伝導シートや放熱グリースなどを用いることができる。また、放熱材６０は粘着性、熱硬化性、若しくは紫外線硬化性を有しても良い。これにより、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５を実装基板１０の主面上に固定し、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５に構造的に掛かる負担を軽減することが可能となる。
【００５１】
また、放熱材６０として、接続材４０を用いても良い。この場合、光電配線モジュール３０の第１の電気接続端子３６直下と、光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５の直下に、別々の接続材を用いても良いし、第１の電気接続端子３６の直下から光半導体素子３４と駆動ＩＣ３５の直下まで連続する接続材を用いても良い。
【００５２】
（第５の実施形態）
図１３（ａ）（ｂ）は、本発明の第５の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を説明するためのもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。なお、図８と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００５３】
本実施形態では、実装基板１０に、光半導体素子や駆動ＩＣ等が収容される凹部１５が設けられている。即ち、実装基板１０の主面上において、光半導体素子３４及び駆動ＩＣ３５が対向する位置に、これらよりも大きめの凹部１５が設けられている。このような構成により、光電配線板３１の屈曲部が不要となり、光電配線板３１にかかる応力が緩和される。このため、光電配線モジュール３０や実装構造体の信頼性の向上が可能となる。
【００５４】
なお、凹部１５の底面には、熱伝導シートや放熱グリース等の放熱材を配置しても良い。また、凹部１５は、光電配線板３１の幅（図１３（ｂ）の縦方向）よりも大きい方が望ましい。凹部１５の幅が光電配線板３１の幅よりも大きいと、凹部１５の底面に放熱材を配置した場合、放熱材から空気中への放熱が可能になる。さらに、凹部１５内に光半導体素子３４及び駆動ＩＣ３５を収容した後に、放熱材を充填することも可能となる。
【００５５】
（第６の実施形態）
図１４（ａ）（ｂ）は、本発明の第６の実施形態に係わる実装構造体の要部構成を説明するためのもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。なお、図８と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００５６】
本実施形態では、実装基板１０に、光半導体素子や駆動ＩＣ等が収容される貫通穴１６が設けられている。即ち、実装基板１０の主面上において、光半導体素子３４及び駆動ＩＣ３５が対向する位置に、これらよりも大きめの貫通穴１６が設けられている。このような構成であっても、光電配線板３１の屈曲部が不要となり、光電配線板３１にかかる応力が緩和される。このため、光電配線モジュール３０や実装構造体の信頼性の向上が可能となる。
【００５７】
なお、貫通穴１６の内部には、放熱材を充填しても良い。また、貫通穴１６の幅（図１４（ｂ）の縦方向）は光電配線板３１の幅よりも狭いことが望ましい。このようにすれば、実装基板１０の貫通穴１６の裏面（図１４（ａ）の下側）から、流動性のある放熱材（例えば放熱グリース）を、貫通穴１６の表面側（実装基板１０の主面側）への漏れ出しを招くことなく、注入することが可能になる。
【００５８】
光電配線モジュール３０の回路部３７を固定する方法として、回路部３７の光電配線板の裏面から粘着テープを貼り付け、実装基板１０の主面上に固定する方法や、熱若しくは紫外線硬化樹脂を回路部３７と実装基板１０の主面を覆う領域に塗布して固定する方法、メカクランプ機構を用いる方法を用いても良い。
【００５９】
（変形例）
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。光電配線モジュールについて、これまでに示した実施形態では、直線状の光電配線モジュールを用いているが、これは曲線状であっても良いし、直線と曲線を組み合わせたものであっても良い。図１５に示すように、異なる方向の直線を組み合わせであってもよい。また、これまでに示した実施形態では、一端と他端に回路部が設けられた光電配線モジュールを用いているが、これとは異なり図１６に示すように、分岐を有し、分岐の先に別の回路部を有する光電配線板であっても良い。さらに、分岐は無くとも、一端と他端の回路部に加えて、一端と他端の間に別の回路部を有しても良い。
【００６０】
また、放熱材は、熱伝導シートや放熱グリース等に限定されるものではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。同様に、接続材はＡＣＦやＡＣＰに限定されるものではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。また、実装構造体は、２つの実装基板間を光電配線モジュールで接続した構造に限らず、１つの実装基板に図５に示した光電配線モジュールを接続した構造であっても良い。
【００６１】
また、光半導体素子である発光素子は、発光ダイオードや半導体レーザ等、種々の発光素子が使用可能である。さらに、光半導体素子である受光素子は、ＰＩＮフォトダイオード、ＭＳＭフォトダイオード、アバランシェ・フォトダイオード、フォトコンダクター等の種々の受光素子が使用可能である。駆動ＩＣは、ＣＭＯＳプロセス、ＢｉＣＭＯＳプロセス等の種々のプロセスを用いて作製して良く、駆動回路のみを搭載したＩＣであっても良いし、駆動回路以外に種々の回路機能を搭載したＩＣであっても良い。光電配線モジュールは、光半導体素子と駆動ＩＣ以外に、チップ抵抗やチップコンデンサ等の電子部品を更に搭載しても良い。
【００６２】
その他、本発明の主旨と技術的範囲を逸脱しない限り、種々の加工及び変形を施すことが可能である。また、上述した各種実施形態は、必要に応じて適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１０、２０…実装基板、１１…電気配線、１２，７２…電気接続端子、１３ａ，１３ｂ…ＬＳＩ、１４…保護層、１５…凹部、１６…貫通穴、２５…モジュール、３０…光電配線モジュール、３１…光電配線板、３２…光配線路、３３…電気配線、３４…光半導体素子、３４ａ…発光素子、３４ｂ…受光素子、３５（３５ａ，３５ｂ）…駆動ＩＣ、３６（３６ａ，３６ｂ）…第１の電気接続端子、３７（３７ａ，３７ｂ）…回路部、３８…配線部、３９…保護層、４０，８０，９０…接続材、５０…補強材、６０…放熱材、７６…第２の電気接続端子。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電配線モジュールを実装基板に搭載してなる実装構造体であって、
可撓性を有する光電配線板と、前記光電配線板の主面上に形成された電気配線と、前記光電配線板に形成された光配線路と、前記光電配線板の主面上に搭載され前記光配線路に光結合する光半導体素子と、前記光電配線板の主面上に形成され前記電気配線を外部に電気接続するための第１の電気接続端子と、を備えた光電配線モジュールと、
主面上に電気配線と該電気配線を外部に電気接続するための電気接続端子を備え、主面に前記光電配線板の主面を対向させた状態で前記光電配線モジュールが搭載される実装基板と、
前記光電配線モジュールの第１の電気接続端子と前記実装基板の電気接続端子との間に設けられ、各々の電気接続端子を電気接続すると共に接着固定する導電性の接続材と、を具備し、
前記光電配線モジュールは、前記光半導体素子が搭載された領域及び前記第１の電気接続端子が形成された領域からなる回路部と、該回路部を除く領域であって前記光配線路及び前記電気配線が形成された領域からなる配線部とを有し、前記光電配線モジュールの第１の電気接続端子は、前記光半導体素子よりも前記配線部側に形成されていることを特徴とする実装構造体。
【請求項２】
光電配線モジュールを実装基板に搭載してなる実装構造体であって、
可撓性を有する光電配線板と、前記光電配線板の主面上に形成された電気配線と、前記光電配線板に形成された光配線路と、前記光電配線板の主面上に搭載され前記光配線路に光結合する光半導体素子と、前記光電配線板の主面上に搭載され前記光半導体素子を駆動する駆動ＩＣと、前記光電配線板の主面上に形成され前記電気配線を外部に電気接続するための第１の電気接続端子と、を備えた光電配線モジュールと、
主面上に電気配線と該電気配線を外部に電気接続するための電気接続端子を備え、主面に前記光電配線板の主面を対向させた状態で前記光電配線モジュールが搭載される実装基板と、
前記光電配線モジュールの第１の電気接続端子と前記実装基板の電気接続端子との間に設けられ、各々の電気接続端子を電気接続すると共に接着固定する導電性の接続材と、
を具備し、
前記光電配線モジュールは、前記光半導体素子と前記駆動ＩＣが搭載された領域及び前記第１の電気接続端子が形成された領域からなる回路部と、該回路部を除く領域であって前記光配線路及び前記電気配線が形成された領域からなる配線部とを有し、前記光電配線モジュールの第１の電気接続端子は、前記光半導体素子及び前記駆動ＩＣよりも前記配線部側に形成されていることを特徴とする実装構造体。
【請求項３】
前記光電配線モジュールは、前記光半導体素子、又は前記光半導体素子及び前記駆動ＩＣに関して、前記第１の電気接続端子と反対側の前記光電配線板の主面上に形成された第２の電気接続端子を更に備え、前記第１の電気接続端子と前記第２の電気接続端子の２箇所で前記接続材により前記実装基板の電気接続端子に接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の実装構造体。
【請求項４】
前記接続材は、前記第１の電気接続端子から前記第２の電気接続端子まで連続して形成されていることを特徴とする請求項３記載の実装構造体。
【請求項５】
前記光電配線モジュールの光配線路は、前記第１の電気接続端子を避けて形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の実装構造体。
【請求項１】
光電配線モジュールを実装基板に搭載してなる実装構造体であって、
可撓性を有する光電配線板と、前記光電配線板の主面上に形成された電気配線と、前記光電配線板に形成された光配線路と、前記光電配線板の主面上に搭載され前記光配線路に光結合する光半導体素子と、前記光電配線板の主面上に形成され前記電気配線を外部に電気接続するための第１の電気接続端子と、を備えた光電配線モジュールと、
主面上に電気配線と該電気配線を外部に電気接続するための電気接続端子を備え、主面に前記光電配線板の主面を対向させた状態で前記光電配線モジュールが搭載される実装基板と、
前記光電配線モジュールの第１の電気接続端子と前記実装基板の電気接続端子との間に設けられ、各々の電気接続端子を電気接続すると共に接着固定する導電性の接続材と、を具備し、
前記光電配線モジュールは、前記光半導体素子が搭載された領域及び前記第１の電気接続端子が形成された領域からなる回路部と、該回路部を除く領域であって前記光配線路及び前記電気配線が形成された領域からなる配線部とを有し、前記光電配線モジュールの第１の電気接続端子は、前記光半導体素子よりも前記配線部側に形成されていることを特徴とする実装構造体。
【請求項２】
光電配線モジュールを実装基板に搭載してなる実装構造体であって、
可撓性を有する光電配線板と、前記光電配線板の主面上に形成された電気配線と、前記光電配線板に形成された光配線路と、前記光電配線板の主面上に搭載され前記光配線路に光結合する光半導体素子と、前記光電配線板の主面上に搭載され前記光半導体素子を駆動する駆動ＩＣと、前記光電配線板の主面上に形成され前記電気配線を外部に電気接続するための第１の電気接続端子と、を備えた光電配線モジュールと、
主面上に電気配線と該電気配線を外部に電気接続するための電気接続端子を備え、主面に前記光電配線板の主面を対向させた状態で前記光電配線モジュールが搭載される実装基板と、
前記光電配線モジュールの第１の電気接続端子と前記実装基板の電気接続端子との間に設けられ、各々の電気接続端子を電気接続すると共に接着固定する導電性の接続材と、
を具備し、
前記光電配線モジュールは、前記光半導体素子と前記駆動ＩＣが搭載された領域及び前記第１の電気接続端子が形成された領域からなる回路部と、該回路部を除く領域であって前記光配線路及び前記電気配線が形成された領域からなる配線部とを有し、前記光電配線モジュールの第１の電気接続端子は、前記光半導体素子及び前記駆動ＩＣよりも前記配線部側に形成されていることを特徴とする実装構造体。
【請求項３】
前記光電配線モジュールは、前記光半導体素子、又は前記光半導体素子及び前記駆動ＩＣに関して、前記第１の電気接続端子と反対側の前記光電配線板の主面上に形成された第２の電気接続端子を更に備え、前記第１の電気接続端子と前記第２の電気接続端子の２箇所で前記接続材により前記実装基板の電気接続端子に接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の実装構造体。
【請求項４】
前記接続材は、前記第１の電気接続端子から前記第２の電気接続端子まで連続して形成されていることを特徴とする請求項３記載の実装構造体。
【請求項５】
前記光電配線モジュールの光配線路は、前記第１の電気接続端子を避けて形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の実装構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−９５３３３（Ｐ２０１１−９５３３３Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４６７７５（Ｐ２００９−２４６７７５）
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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