説明

複合ケーブル

【課題】光導波路を含む平板状の光導波路部と、導電線を含む平板状の導電線部とを有する複合ケーブルの端部において、光導波路部と導電線部との間に中間板を介在させることによって、導電線部の表面に部品を超音波接合によって確実に接合することができるとともに、構造が簡素で、製造コストが低く、かつ、信頼性が高くなるようにする。
【解決手段】光導波路を含む平板状の光導波路部と、導電線を含む平板状の導電線部と、長手方向端部に形成された接続端部とを有する複合ケーブルであって、前記接続端部は、前記光導波路部の長手方向端部に形成された光導波端部と、前記導電線部の長手方向端部に形成された導電端部と、前記光導波端部と導電端部との間に介在する中間板とを備え、前記光導波端部、導電端部及び中間板は積層されて接合され、前記導電端部の表面には、超音波接合によって部品が接合される接合パッドが形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複合ケーブルに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistant:個人用携帯情報端末)、デジタルカメラ、ビデオカメラ、音楽プレーヤ、ゲーム機、車両用ナビゲーション装置等の電子機器においては、筐(きょう)体全体の小型化とディスプレイの大型化とを両立させるため、筐体を折畳むことができるようになっている。この場合、一方の筐体と他方の筐体とを回転可能に接続するヒンジ部の内部を通過するように、フレキシブル回路基板(FPC:Flexible Printed Circuit)、細線同軸ケーブル等の導電線を配設し、パラレル伝送等によって信号を伝送する。
【0003】
近年、画像の高精細化等によって信号の高速化が求められているが、ヒンジ部の内部の大きさには限界があるので、幅広又は大径の導電線を配設することは困難である。また、EMI(Electro Magnetic Interference:電磁干渉)対策を施すと、更に導電線が幅広又は大径となってしまう。
【0004】
そこで、大量の信号を伝送することができ、かつ、EMI対応に優れる光導波路を導電線と一体化することが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
図9は従来の導電線と光導波路とが一体化されたケーブルを示す図である。
【0006】
図において、901はケーブルであり、光導波路フィルム910上に導電フィルム950が重ねられた二層構造を備える。前記光導波路フィルム910は、柔軟性を備える細長い帯状のフィルムであり、互いに平行な複数の光導波路コア911を内部に含んでいる。また、前記導電フィルム950も、柔軟性を備える細長い帯状のフィルムであり、上面に複数本の導電線951が形成されている。
【0007】
そして、ケーブル901の長手方向両側の端部においては、光導波路フィルム910と導電フィルム950とは接着剤層941によって互いに接着されている。前記ケーブル901の端部は図示されない回路基板上に接続され、導電フィルム950の導電線951には回路基板上の電子デバイス等に接続された導線の一端が接続される。また、光導波路フィルム910の光導波路コア911は、図示されない光学素子等と光結合される。
【0008】
なお、ケーブル901の端部以外の部分においては、光導波路フィルム910と導電フィルム950とは互いに接着されておらず、分離した状態になっている。そのため、ケーブル901は、端部以外の部分において自由に折曲げ可能であり、例えば、電子機器の筐体内に折曲げた状態で収納したり、筐体同士を接続するヒンジ部に螺(ら)旋状に巻付けたりすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開2008−262244号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、前記従来のケーブル901では、端部において柔軟な光導波路フィルム910と導電フィルム950とが柔軟な接着剤層941を介して積層されているので、柔軟性が高すぎて、ICチップ、チップコンデンサ等の部品を導電フィルム950の導電線951に電気的に接続するための作業が困難である。
【0011】
一般に、熱による影響を受けやすいICチップ等の部品を基板等に電気的に接続する場合、加熱が必要なリフローはんだ付に代えて、超音波を付与することによって端子等に形成した金バンプ等の金属バンプを溶融させて接続する超音波接合の技術が採用されている。そして、超音波接合においては、超音波を伝達するための工具である超音波ホーンを部品又は部品の端子に押付けることによって、超音波を金属バンプに付与するようになっている。
【0012】
そこで、超音波接合によって部品を導電フィルム950の導電線951に接続するために、導電フィルム950上に載置された部品に超音波ホーンを押付けて超音波を付与すると、部品の下のケーブル901が柔軟であるために、たとえケーブル901の反対側を剛性の高い作業台の面に当てたとしても、超音波が柔軟なケーブル901を通って逃げてしまうので、金属バンプに十分な超音波を付与することができず、部品を導電線951に確実に接続することができない。
【0013】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、光導波路を含む平板状の光導波路部と、導電線を含む平板状の導電線部とを有する複合ケーブルの端部において、光導波路部と導電線部との間に中間板を介在させることによって、導電線部の表面に部品を超音波接合によって確実に接合することができるとともに、構造が簡素で、製造コストが低く、かつ、信頼性の高い複合ケーブル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】
【0014】
そのために、本発明の複合ケーブルにおいては、光導波路を含む平板状の光導波路部と、導電線を含む平板状の導電線部と、長手方向端部に形成された接続端部とを有する複合ケーブルであって、前記接続端部は、前記光導波路部の長手方向端部に形成された光導波端部と、前記導電線部の長手方向端部に形成された導電端部と、前記光導波端部と導電端部との間に介在する中間板とを備え、前記光導波端部、導電端部及び中間板は積層されて接合され、前記導電端部の表面には、超音波接合によって部品が接合される接合パッドが形成されている。
【0015】
本発明の他の複合ケーブルにおいては、さらに、前記導電端部の裏面における前記超音波接合によって部品が接合される接合パッドに対応する部位には、前記中間板が対向している。
【0016】
本発明の更に他の複合ケーブルにおいては、さらに、前記超音波接合によって接合される部品は、前記光導波路から射出された光を受光又は前記光導波路に入射する光を射出する光素子である。
【0017】
本発明の更に他の複合ケーブルにおいては、さらに、前記光導波端部は光路変換部を備え、前記超音波接合によって接合される部品は前記導電端部の表面における前記光路変換部に対応する部位に接合され、前記中間板における前記超音波接合によって接合される部品及び前記光路変換部に対応する部位には光透過孔(こう)が形成されている。
【0018】
本発明の更に他の複合ケーブルにおいては、さらに、前記導電端部の表面には、コネクタが接合されるコネクタ用接合パッドが更に形成されている。
【0019】
本発明の更に他の複合ケーブルにおいては、さらに、前記コネクタ用接合パッドに接合されたコネクタが、相手方部材に接合された相手方コネクタと嵌(かん)合することによって、前記接続端部が相手方部材と接続される。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、複合ケーブルは、光導波路を含む平板状の光導波路部と、導電線を含む平板状の導電線部とを有する複合ケーブルの端部において、光導波路部と導電線部との間に中間板を介在させている。これにより、導電線部の表面に部品を超音波接合によって確実に接合することができるとともに、構造を簡素化することができ、製造コストを抑制し、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の実施の形態における複合ケーブルの接続端部を示す図であり導電線部側から観た斜視図である。
【図2】本発明の実施の形態における複合ケーブルの全体を示す図であり導電線部側から観た斜視図である。
【図3】本発明の実施の形態における複合ケーブルの全体を示す図であり光導波路部側から観た斜視図である。
【図4】本発明の実施の形態における複合ケーブルの接続端部を示す図であり導電線部側から観た平面図である。
【図5】本発明の実施の形態における複合ケーブルの接続端部を示す側面図である。
【図6】本発明の実施の形態における複合ケーブルの接続端部の層構造を示す要部拡大側断面図である。
【図7】本発明の実施の形態における複合ケーブルの接続端部を示す分解図である。
【図8】本発明の実施の形態における複合ケーブルの接続端部の層構造を示す分解図であり図7の要部拡大図である。
【図9】従来の導電線と光導波路とが一体化されたケーブルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0023】
図1は本発明の実施の形態における複合ケーブルの接続端部を示す図であり導電線部側から観た斜視図、図2は本発明の実施の形態における複合ケーブルの全体を示す図であり導電線部側から観た斜視図、図3は本発明の実施の形態における複合ケーブルの全体を示す図であり光導波路部側から観た斜視図、図4は本発明の実施の形態における複合ケーブルの接続端部を示す図であり導電線部側から観た平面図である。
【0024】
図において、101は本実施の形態における複合ケーブルとしてのケーブルであり、光導波路を含む光導波路部としての光導波路ケーブル110と、導電線151を含む導電線部としての導電ケーブル150とを結合した柔軟性を有するケーブルである。また、120は、ケーブル101の長手方向端部に形成された接続端部としての端部であり、図示されない回路基板等の相手方部材に接続される部分である。そして、前記端部120は、前記光導波路ケーブル110の長手方向端部に形成された光導波端部110aと、前記導電ケーブル150の長手方向端部に形成された導電端部150aとを備える。なお、図に示される例において、端部120は、ケーブル101の他の部分よりも幅広に形成されているが、必ずしも幅広である必要はなく、ケーブル101の他の部分と同一の幅であってもよいし、ケーブル101の他の部分よりも幅狭であってもよい。
【0025】
そして、前記端部120にはコネクタ1が接合されて実装され、該コネクタ1が図示されない回路基板等に接合されて実装された相手方コネクタと嵌合することによって、前記端部120が回路基板等の相手方部材に接続される。なお、前記コネクタ1及び相手方コネクタは、基板の表面に表面実装され、基板同士を接続するために使用される、いわゆる基板対基板コネクタ(Board to Board Connector)である。そして、前記コネクタ1は、樹脂等の絶縁性材料から成るハウジング11と、金属板等の導電性材料から成り、前記ハウジング11に取付けられた端子61と、金属板等の強度の高い材料から成り、前記ハウジング11に取付けられた取付補助金具65とを備える。なお、端子61のテール部62は、ハウジング11の両側壁から外方へ延出している。図に示されるコネクタ1は、一例に過ぎず、その大きさ、形状、端子61の数及び形状、取付補助金具65の有無等は、任意に変更することができる。また、コネクタ1として、基板対基板コネクタ以外のタイプのコネクタ、いわゆるFPC(又はFFC)コネクタ、カード用コネクタ、電子部品用ソケット、電線用コネクタ、I/Oコネクタ、バックブレーン用コネクタ等を使用することもできる。
【0026】
前記ケーブル101は、いかなる用途に使用されるものであってもよいが、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、PDA、デジタルカメラ、ビデオカメラ、音楽プレーヤ、ゲーム機、車両用ナビゲーション装置等であって、筐体が複数の部分に分割され、隣接する各部分が回転可能に連結されている電子機器に使用され、隣接する各部分を回転可能に連結するヒンジ部の内部を通過するように配線されるような用途に適している。また、前記ケーブル101は、光導波路ケーブル110によって信号をシリアル伝送することができ、かつ、EMI対応に優れているので、大量の信号を高速で伝送する用途に適している。さらに、コネクタ1の相手方コネクタは、前記電子機器の筐体内に配設された基板の面に実装されるような用途に適している。
【0027】
なお、本実施の形態において、コネクタ1、ケーブル101、光導波路ケーブル110及び導電ケーブル150並びにそれらに含まれる各部材の構成及び動作を説明するために使用される上、下、左、右、前、後等の方向を示す表現は、絶対的なものでなく相対的なものであり、コネクタ1、ケーブル101、光導波路ケーブル110及び導電ケーブル150並びにそれらに含まれる各部材が図に示される姿勢である場合に適切であるが、コネクタ1、ケーブル101、光導波路ケーブル110及び導電ケーブル150並びにそれらに含まれる各部材の姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。
【0028】
前記光導波路ケーブル110は、細長い柔軟なテープ状の薄板部材であり、その長手方向に、すなわち、軸方向に光導波路が延在する。該光導波路は、後述されるように、光導波路ケーブル110の軸方向に延在して光を伝送する光伝送路となるコア部111と、該コア部111を取囲み、該コア部111に光を閉じ込める機能を発揮するクラッド部112とを有する。なお、前記コア部111の数は、例えば、2本であるが、1本であってもよいし、3本以上であってもよいし、任意に設定することができる。
【0029】
また、前記光導波路の伝送モードは、シングルモード、マルチモード、ステップインデックスモード等のいずれのモードであってもよいが、ここでは、マルチモードであるものとする。なお、クラッド部112の屈折率は、コア部111の屈折率よりも低い値であることが望ましく、例えば、コア部111とクラッド部112との屈折率差が0.01以上となる材料から成ることが望ましい。
【0030】
なお、前記光導波路は、このような形態に限定されるものではなく、光を伝送するコア部111と該コア部111に光を閉じ込めるクラッド部112とを有するものであれば、いかなる形態のものであってもよく、例えば、材料を積層することによって作成する光導波路、材料をエッチングすることによって作成する光導波路、フォトニクス構造を備える光導波路等であってもよい。
【0031】
さらに、前記光導波路は、このような屈折率の条件を満たすものであれば、いかなる種類の材料から成るものであってもよく、例えば、有機材料と無機材料とから成るハイブリッド基板から成るものであってもよいし、フレキシブルな樹脂フィルムから成るものであってもよいが、ここでは、フレキシブルな樹脂フィルムから成るものである例について説明する。なお、光導波路ケーブル110は、細長い柔軟なテープ状の薄板部材であるので、必要に応じて剛性を調整する場合は、光導波路ケーブル110に絶縁シートを貼付してもよいが、ここでは、少なくともコア部111及びクラッド部112を備えるものを光導波路ケーブル110として説明する。
【0032】
また、前記導電ケーブル150は、細長い柔軟なテープ状の薄板部材であり、その幅は、望ましくは、前記光導波路ケーブル110の幅とほぼ同一である。前記導電ケーブル150は、例えば、FPCと称されるフレキシブル回路基板であり、後述される第1絶縁層141と、該第1絶縁層141上に所定のピッチで並列に配設され、導電ケーブル150の軸方向に延在する複数本(例えば、6本)の箔(はく)状の導電線151と、該導電線151上に配設された後述される第2絶縁層142と、前記第1絶縁層141と第2絶縁層142との間における導電線151以外の空間を充填(てん)する電気的絶縁性を示す図示されない充填層とを備える。なお、該充填層は、適宜省略することができる。また、前記導電ケーブル150は、必ずしもフレキシブル回路基板である必要はなく、例えば、テープ状の樹脂フィルム上に直接導電線151を貼(てん)付し、その上に、第2絶縁層142を貼付したものであってもよい。
【0033】
なお、前記光導波路ケーブル110は、前記導電ケーブル150における導電線151と反対側の面、すなわち、裏面に対向するように積層されている。また、光導波路ケーブル110と導電ケーブル150とは、ケーブル101の長手方向全範囲に亘(わた)って、接着剤等を介して、互いに分離不能に接合されていてもよいし、図に示される例のように、端部120及びその近傍の範囲のみにおいて、互いに分離不能に接合され、その他の範囲においては、互いに接着されず、分離可能となっていてもよいし、一部のみ接着されてもよい。その他の範囲は、前述したように、電子機器に配線されるため、配線の作業時の取扱性、作業性を低下させないように、さらに、電気特性や光特性を低下させないように、接着の状態を適宜選択すればよい。なお、ここでは、光導波路ケーブル110と導電ケーブル150は、材質が異なることによる前記特性を低下させにくい分割可能なケーブルから成るものである例について説明する。
【0034】
図1及び4に示されるように、端部120では、導電端部150aの導電線151側の面、すなわち、表面には、コネクタ1に加えて、受光素子、発光素子等の光素子72と、該光素子72を駆動するための駆動用IC等のICチップ73とを含む部品が実装されている。該部品は、例えば、チップコンデンサ、IC等の電子部品や電気部品である。ここでは、図示の都合上、光素子72及びICチップ73以外の部品の図示が省略されている。また、図に示される例において、光素子72及びICチップ73は、各々、2つであるが、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。さらに、光素子72及びICチップ73を含めて、端部120に実装される部品の種類、数、配置等は、任意に変更することができる。
【0035】
そして、導電端部150aの表面には、コネクタ1の端子61のテール部62がリフローはんだ付等の手段によって接合されるコネクタ用接合パッドとしての第1接合パッド152aと、光素子72、ICチップ73等の部品が接合される第2接合パッド152bと、コネクタ1の取付補助金具65がリフローはんだ付等の手段によって接合される第3接合パッド152cとが配設されている。なお、前記第1接合パッド152a、第2接合パッド152b及び第3接合パッド152cは、金属等の導電性材料から成る薄板状の部材である。そして、前記第1接合パッド152a、第2接合パッド152b及び第3接合パッド152cを統合的に説明する場合には、接合パッド152として説明する。
【0036】
なお、前記第2接合パッド152bの近傍であって光素子72が接合される位置には、導電ケーブル150に光透過孔128が形成されている。該光透過孔128を通して、光素子72と光導波路ケーブル110のコア部111との間で、光の伝送が行われる。
【0037】
本実施の形態において、光素子72、ICチップ73等の部品のうちの少なくとも1つは、超音波接合によって、第2接合パッド152bに接合される。なお、その他の部品は、リフローはんだ付等の手段によって第2接合パッド152bに接続されてもよい。ここでは、少なくとも光素子72及びICチップ73は、超音波接合によって、第2接合パッド152bに接合されるものとして説明する。この場合、光素子72及びICチップ73の図示されない端子部の表面又は第2接合パッド152bの表面に、後述される金バンプ等の金属バンプ158をあらかじめ形成しておく。そして、光素子72及びICチップ73を導電端部150aの表面上の所定位置に載置して、光素子72及びICチップ73の端子部と第2接合パッド152bとで金属バンプ158を挟込んだ状態にし、図示されない超音波ホーンを光素子72及びICチップ73に押付けて超音波を付与することによって、金属バンプ158を溶融させる。なお、超音波接合の技術は、従来周知のものであるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【0038】
さらに、前述のように、コネクタ1及び一部の部品は、リフローはんだ付等の手段によって接合パッド152に接合されるので、超音波接合による部品の接合作業は、リフローはんだ付等の手段による接合作業の後に行われることが望ましい。これにより、リフローはんだ付等における加熱の影響が、超音波接合によって接合される部品に及ぶことを回避することができる。
【0039】
また、導電端部150aの表面には、導電線151を第1接合パッド152aに接続するようにパターニングされた第1導電線151a、及び、第1接合パッド152aを第2接合パッド152bに、又は、第2接合パッド152b同士を接続するようにパターニングされた第2導電線151bが配設されている。なお、第1導電線151a及び第2導電線151bと導電線151とは、太さ及びパターンが相違するものの、実質的に同じであるので、統合的に説明する場合には、導電線151として説明する。
【0040】
該導電線151上に配設された第1絶縁層141や第2絶縁層142は、厚さが薄く、透明度や透過率が高いので、図に示されるように、導電ケーブル150の上方から導電線151を視認することが可能である。なお、接合パッド152の表面は露出しており、該接合パッド152の表面には第2絶縁層142が存在しない。
【0041】
なお、前記接合パッド152の数、配置等は、導電端部150aの表面に接合されて実装されるコネクタ1及び部品に応じて、適宜変更される。例えば、第1接合パッド152aの数及び配置は、コネクタ1が備える端子61のテール部62の数及び配置に応じて変更され、第2接合パッド152bの数及び配置は、部品の数、配置、種類等に応じて変更され、第3接合パッド152cは、コネクタ1が取付補助金具65を備えていない場合には省略される。また、導電線151の数、太さ、パターン等も接合パッド152に応じて適宜変更される。すなわち、図に示される接合パッド152及び導電線151の態様は、一例に過ぎず、適宜変更され得るものであり、また、図示の都合上、一部が省略されている。
【0042】
図1において、104は、幅広の端部120と幅狭のケーブル101の他の部分とを接続する接続部としての遷移部である。該遷移部104の端部120寄りの部分におけるケーブル101の左右両側縁には、位置合せ用の凹部105が形成されている。そのため、ケーブル101の幅は、凹部105の部分で最も狭くなっている。
【0043】
そして、光導波路ケーブル110の導電ケーブル150と反対側の面、すなわち、裏面における前記遷移部104及び該遷移部104より光導波端部110aの先端までの範囲には、支持部材としての支持フィルム114が貼付されている。該支持フィルム114は、合成樹脂から成るものであるが、絶縁性とともにある程度の剛性を備える材料であれば、いかなる材料から成るものであってもよい。なお、図に示される例において、光導波端部110aの先端は、導電端部150aの先端にまで到達していない。つまり、導電端部150aの先端が端部120の先端に一致する導電ケーブル150よりも、光導波路ケーブル110は短くなっている。
【0044】
また、前記導電ケーブル150の裏面における前記遷移部104及び該遷移部104より導電端部150aの先端までの範囲には、中間部材としての中間板121が貼付されている。該中間板121は、例えば、ステンレス鋼等の金属製の板材であるが、部品を超音波接合によって第2接合パッド152bに接合する際に、超音波を逃がさない程度の剛性を備える材料であれば、いかなる材料から成るものであってもよい。なお、光導波端部110aの存在する範囲では、前記中間板121は、導電端部150aと光導波端部110aとの間に介在した状態となっている。
【0045】
複数本の導電線151は、導電端部150aにおいては、該導電端部150aの幅方向両側に分かれて側縁にそれぞれ沿うように配設されているが、凹部105の部分では、その幅方向中央に寄るように集合して配設され、ケーブル101における遷移部104よりも軸方向中央寄りの部分では、ケーブル101の幅方向両側に分かれて側縁にそれぞれ沿うように配設されている。
【0046】
一方、光導波路ケーブル110のコア部111は、光導波端部110aにおいても、遷移部104においても、ケーブル101における遷移部104よりも軸方向中央寄りの部分においても、ケーブル101の幅方向中央に寄るように集合して配設され、ケーブル101の軸方向に直線的に延在している。そのため、遷移部104、特に、凹部105の部分では、導電線151とコア部111とが、ケーブル101の厚さ方向に、重なった状態となるものの、遷移部104以外の部分では、導電線151とコア部111とが重ならないように配置されている。
【0047】
このように、遷移部104以外の部分では、コア部111と導電線151とが重ならないように配設されているので、光導波路ケーブル110と導電ケーブル150とが、接着されておらず分離可能であるが、互いに接触している場合でも、又は、ケーブル101の長手方向全範囲に亘って、接着剤等を介して、互いに分離不能に接着されている場合であっても、ケーブル101の屈曲性を高くすることができる。
【0048】
このように、ケーブル101は、光導波路ケーブル110と導電ケーブル150とが、互いに接触している場合でも、また、ケーブル101の長手方向全範囲に亘って互いに分離不能に接着されている場合であっても、屈曲性が高いので、筐体が複数の部分に分割され、隣接する各部分が回転可能に連結されている電子機器に使用され、隣接する各部分を回転可能に連結するヒンジ部の内部を通過するように配線される場合であっても、取回しが容易で、配線作業を容易に行うことができる。さらに、屈曲させられても、コア部111及び導電線151に大きな応力が作用することがないので、コア部111及び導電線151が損傷を受けることがなく、かつ、光導波路ケーブル110における光学損失の発生を防止することができる。
【0049】
一方、導電線151とコア部111とが重なった状態となる遷移部104においては、中間板121が導電ケーブル150と光導波路ケーブル110との間に介在し、かつ、光導波路ケーブル110の裏面に支持フィルム114が貼付されているので、ケーブル101が屈曲することがなく、コア部111及び導電線151が大きな応力を受けて損傷してしまうことがない。
【0050】
次に、前記ケーブル101の端部120における構造を詳細に説明する。
【0051】
図5は本発明の実施の形態における複合ケーブルの接続端部を示す側面図、図6は本発明の実施の形態における複合ケーブルの接続端部の層構造を示す要部拡大側断面図、図7は本発明の実施の形態における複合ケーブルの接続端部を示す分解図、図8は本発明の実施の形態における複合ケーブルの接続端部の層構造を示す分解図であり図7の要部拡大図である。
【0052】
図に示される例においては、光導波端部110aの先端が導電端部150aの先端にまで到達していないが、光導波端部110aの先端が導電端部150aの先端にまで到達するようにしてもよい。つまり、導電ケーブル150の長さと光導波路ケーブル110の長さを同一にしてもよい。なお、光導波端部110aの先端が導電端部150aの先端にまで到達していない場合であっても、光導波端部110aは、軸方向に関して、図5に示されるように、その先端が光素子72の位置を超えて、コネクタ1の位置の近傍、すなわち、コネクタ1と光素子72、ICチップ73等の部品との間の範囲にまで到達していることが望ましい。
【0053】
そして、少なくとも、超音波接合によって第2接合パッド152bに接合される部品の位置する範囲において、端部120は、図6に示されるような層構造を有する。すなわち、中間板121が、導電端部150aと光導波端部110aとの間に介在している。また、光導波端部110aの裏面には支持フィルム114が貼付されている。より詳細に説明すると、光導波端部110aの裏面側から導電端部150aの表面側に向って(図6の上から下に向って)、支持フィルム114、接着剤層118、光導波端部110a、接着剤層118、中間板121、接着剤層118、導電端部150aの順で積層されている。なお、光導波端部110aは、光導波路ケーブル110の他の部分と同様に、光を伝送するコア部111と該コア部111に光を閉じ込めるクラッド部112とを備え、導電端部150aは、導電ケーブル150の他の部分と同様に、第1絶縁層141と、該第1絶縁層141上に配設された導電線151と、該導電線151上に配設された第2絶縁層142とを備える。
【0054】
なお、図6に示される例においては、光素子72が超音波接合によって第2接合パッド152bに接合されている。この場合、光素子72の図示されない端子部の表面又は第2接合パッド152bの表面に、あらかじめ形成された金バンプ等の金属バンプ158が超音波を付与することによって接合し、光素子72の端子部と第2接合パッド152bとを電気的及び物理的に接続している。
【0055】
さらに、図6に示されるように、光導波端部110aには、光接続部としての光路変換部161が形成されている。該光路変換部161は、鏡面として機能する傾斜面162を備え、コア部111を伝送される光の向きをほぼ直角に変換する。すなわち、ケーブル101の軸線方向の光路をケーブル101の表面に対して垂直な方向の光路に変換する。これにより、光導波路ケーブル110のコア部111を伝送されてきた光をケーブル101の表面(図6における下面)から下方に射出させることができるとともに、下方からケーブル101の表面に入射された光をコア部111に導入することができる。前記光路変換部161は、ケーブル101の導電端部150aの表面に実装された光素子72と対応するような部位に形成される。つまり、図6において、光路変換部161は、導電端部150aの軸方向に関して、第2接合パッド152bに接続された光素子72の真上に位置する。なお、導電端部150aの幅方向に関しても、光素子72の真上に位置する。これにより、光導波端部110aと光素子72とは光学的に接続された状態となっている。
【0056】
すなわち、光素子72の発光面から射出された光は、下方からケーブル101に入射し、光路変換部161の傾斜面162で反射されてほぼ直角に向きを変え、対応するコア部111に導入され、該コア部111内をケーブル101の軸方向に沿って伝送される。一方、コア部111内をケーブル101の軸方向に沿って伝送されてきた光は、光路変換部161の傾斜面162で反射されてほぼ直角に向きを変え、ケーブル101から下方に射出され、光素子72の受光面によって受光される。
【0057】
なお、光路変換部161と光素子72との間には、中間板121が存在するので、そのままでは、光が遮断されて伝送されない。同様に、光路変換部161と光素子72との間には、導電ケーブル150が存在するが、光を透過しがたい第1絶縁層141及び第2絶縁層142を使用した場合、光が遮断されて伝送されない。そこで、図6に示される実施の形態おいて、中間板121及び導電ケーブル150には、微小な直径の光透過孔128が形成され、該光透過孔128を通して、光路変換部161と光素子72との間で、光の伝送が行われる。図6に示されるように、光透過孔128は、ケーブル101の端部120の軸方向に関しても、幅方向に関しても、光素子72の真上に位置するように形成される。
【0058】
前記光透過孔128は、透明で光を透過する部材には形成する必要がない。そのため、図6に示される例では、導電ケーブル150の第2絶縁層142、及び、光導波端部110aと中間板121との間の接着剤層118には、光透過孔128が形成されていない。これは、前記第2絶縁層142は、前述のように、厚さが薄く、透明度が高いからである。同様に、前記接着剤層118も、厚さが薄く透明度や透過率が高いからである。これに対し、中間板121は、例えば、ステンレス鋼等の金属製の板材であるから、光を透過せず、同様に、導電ケーブル150の第1絶縁層141も光を透過しない部材である。そこで、前記中間板121及び第1絶縁層141には、例えば、レーザ加工、エッチング等の手段によって、それぞれを厚さ方向に貫通する光透過孔128が形成されている。なお、第1絶縁層141の透明度や透過率が、第2絶縁層142のそれと同様に高い場合には、第1絶縁層141に光透過孔128を形成しなくてもよい。
【0059】
また、図7に示されるように、光導波路ケーブル110、中間板121及び導電ケーブル150の遷移部104に対応する部位に、それぞれ、凹部105が形成されている。そのため、光導波路ケーブル110、中間板121及び導電ケーブル150を積層して接合する作業において、例えば、前記凹部105が円柱状の一対のガイド部材と係合してスライドするにようにして、光導波路ケーブル110、中間板121及び導電ケーブル150を、それぞれ、移動させることによって、光導波路ケーブル110、中間板121及び導電ケーブル150の位置合せを容易に、かつ、正確に行うことができる。
【0060】
そして、端部120は、コネクタ1の嵌合面(図5における下側面)を図示されない回路基板等の相手方部材の表面に接合されて実装された相手方コネクタの嵌合面に対向させ、前記コネクタ1と相手方コネクタとを嵌合させることによって、前記相手方部材に接続される。この場合、前記相手方部材の表面と端部120の表面(図5における下側面)とが互いに対向する。
【0061】
これにより、導電ケーブル150の導電線151を通して伝送された電気信号は、コネクタ1及び相手方コネクタを介して、前記相手方部材に伝送される。逆に、前記相手方部材からの電気信号は、相手方コネクタ及びコネクタ1を介して、導電ケーブル150の導電線151に伝送される。また、光導波路ケーブル110のコア部111を通して伝送された光信号は、光素子72、ICチップ73等によって電気信号に変換された後、コネクタ1及び相手方コネクタを介して、前記相手方部材に伝送される。逆に、前記相手方部材からの電気信号は、相手方コネクタ及びコネクタ1を介して端部120に伝送され、光素子72、ICチップ73等によって光信号に変換された後、光導波路ケーブル110のコア部111を通して伝送される。なお、金属製の板材である中間板121は、グランドプレートとしても機能するため、ケーブル101は高周波伝送にも適用させることができる。
【0062】
このように、本実施の形態において、ケーブル101は、光導波路を含む平板状の光導波路ケーブル110と、導電線151を含む平板状の導電ケーブル150と、長手方向端部に形成された端部120とを有し、端部120は、光導波路ケーブル110の長手方向端部に形成された光導波端部110aと、導電ケーブル150の長手方向端部に形成された導電端部150aと、光導波端部110aと導電端部150aとの間に介在する中間板121とを備え、光導波端部110a、導電端部150a及び中間板121は積層されて接合され、導電端部150aの表面には、超音波接合によって部品が接合される接合パッド152が形成されている。
【0063】
これにより、端部120の裏面にある光導波端部110aを作業台等に当接した状態で、導電端部150aの表面に載置された部品に超音波ホーンを押付けて超音波を付与すると、光導波端部110aと導電端部150aとの間に中間板121が介在するので、超音波が逃げてしまうことがなく、部品を接合パッド152に確実に接合することができる。さらに、構造を簡素化することができ、製造コストを抑制し、信頼性を向上させることができる。
【0064】
また、導電端部150aの裏面における超音波接合によって部品が接合される接合パッド152に対応する部位には、中間板121が対向している。このように、接合パッド152に対応する部位の導電端部150aの直下、すなわち、裏面に中間板121が接合されているので、超音波が逃げてしまうことをより効果的に防止することができ、部品を接合パッド152によって確実に接合することができる。
【0065】
さらに、超音波接合によって接合される部品は、光導波路から射出された光を受光又は光導波路に入射する光を射出する光素子72である。これにより、光素子72が、リフローはんだ付による熱の影響を受けることを、確実に防止することができる。
【0066】
さらに、光導波端部110aは光路変換部161を備え、超音波接合によって接合される部品は導電端部150aの表面における光路変換部161に対応する部位に接合され、中間板121における超音波接合によって接合される部品及び光路変換部161に対応する部位には光透過孔128が形成されている。これにより、中間板121の材質を、光を透過しなくても、剛性の高い材質から適切に選択することができるので、中間板121の剛性を高くして、超音波が逃げてしまうことを更に効果的に防止することができ、部品を接合パッド152に更に確実に接合することができる。
【0067】
さらに、導電端部150aの表面には、コネクタ1が接合される第1接合パッド152aが更に形成されている。これにより、部品を超音波接合によって接合する前に、リフローはんだ付等によってコネクタ1を導電端部150aの表面に接合して実装することができる。
【0068】
さらに、第1接合パッド152aに接合されたコネクタ1が、相手方部材に接合された相手方コネクタと嵌合することによって、端部120が相手方部材と接続される。これにより、コネクタ1と相手方コネクタとを嵌合する、という簡単な作業によって、ケーブル101を回路基板等の相手方部材と接続することができる。
【0069】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【0070】
本発明は、複合ケーブルに適用することができる。
【符号の説明】
【0071】

1 コネクタ
11 ハウジング
61 端子
62 テール部
65 取付補助金具
72 光素子
73 ICチップ
101、901 ケーブル
104 遷移部
105 凹部
110 光導波路ケーブル
110a 光導波端部
111 コア部
112 クラッド部
114 支持フィルム
118、941 接着剤層
120 端部
121 中間板
128 光透過光
141 第1絶縁層
142 第2絶縁層
150 導電ケーブル
150a 導電端部
151、951 導電線
151a 第1導電線
151b 第2導電線
152a 第1接合パッド
152b 第2接合パッド
152c 第3接合パッド
158 金属バンプ
161 光路変換部
162 傾斜面
910 光導波路フィルム
911 光導波路コア
950 導電フィルム

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)光導波路を含む平板状の光導波路部と、導電線を含む平板状の導電線部と、長手方向端部に形成された接続端部とを有する複合ケーブルであって、
(b)前記接続端部は、前記光導波路部の長手方向端部に形成された光導波端部と、前記導電線部の長手方向端部に形成された導電端部と、前記光導波端部と導電端部との間に介在する中間板とを備え、
(c)前記光導波端部、導電端部及び中間板は積層されて接合され、
(d)前記導電端部の表面には、超音波接合によって部品が接合される接合パッドが形成されていることを特徴とする複合ケーブル。
【請求項2】
前記導電端部の裏面における前記超音波接合によって部品が接合される接合パッドに対応する部位には、前記中間板が対向している請求項1に記載の複合ケーブル。
【請求項3】
前記超音波接合によって接合される部品は、前記光導波路から射出された光を受光又は前記光導波路に入射する光を射出する光素子である請求項1又は2に記載の複合ケーブル。
【請求項4】
前記光導波端部は光路変換部を備え、前記超音波接合によって接合される部品は前記導電端部の表面における前記光路変換部に対応する部位に接合され、前記中間板における前記超音波接合によって接合される部品及び前記光路変換部に対応する部位には光透過孔が形成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の複合ケーブル。
【請求項5】
前記導電端部の表面には、コネクタが接合されるコネクタ用接合パッドが更に形成されている請求項1〜4のいずれか1項に記載の複合ケーブル。
【請求項6】
前記コネクタ用接合パッドに接合されたコネクタが、相手方部材に接合された相手方コネクタと嵌合することによって、前記接続端部が相手方部材と接続される請求項5に記載の複合ケーブル。

【図1】
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【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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【公開番号】特開2012−185420(P2012−185420A)
【公開日】平成24年9月27日(2012.9.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−49905(P2011−49905)
【出願日】平成23年3月8日(2011.3.8)
【出願人】(591043064)モレックス インコーポレイテド (441)
【氏名又は名称原語表記】MOLEX INCORPORATED
【Fターム(参考)】