專利名稱：光電混裝可撓性印刷線路板及其光接收發(fā)送元件安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有可撓性光波導(dǎo)路的光電混裝可撓性印刷線路板及 其光接收發(fā)送元件安裝方法。
背景技術(shù)：
近年來，電子設(shè)備日益小型化和高性能化，因此對(duì)于電路基板的高密度化的要求不斷提高。通過使電路基板從單面變?yōu)閮擅婕叭龑右陨系亩鄬与娐坊?，?shí)現(xiàn)使電路基板高密度化的目的。作為其中一個(gè)環(huán)節(jié)，如日本發(fā)明專利第2631287號(hào)公報(bào)(第4頁及圖5)中所述的混合多層電路基板，以筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)電話、游戲機(jī)等的小型電子設(shè)備為代表，得到廣泛普及。此混合多層電路基板，通過連接器，利用另外設(shè)置的一體形成可撓性印刷線路板或柔性帶狀電纜的可撓性電纜部，連接用于安裝各種電子元件的多層電路基板或硬質(zhì)電路基板間。特別是，這些設(shè)備信息量不斷增大，要求傳送信息的信號(hào)傳送速度越來越趨向高速。對(duì)于計(jì)算機(jī)，從2010年到2011年傳送速度已經(jīng)達(dá)到6Gbps的傳送標(biāo)準(zhǔn)，考慮線路上的傳送損失越發(fā)重要。為了高速發(fā)送脈沖信號(hào)，信號(hào)源的信號(hào)振幅電壓趨于低電壓化，因外部或自身產(chǎn)生的尖峰噪聲，容易妨礙正確的信號(hào)傳送。進(jìn)行高速信號(hào)傳送的基板，需要特性阻抗匹配的傳送線路，因此，該領(lǐng)域中不容許傳送損失。需要對(duì)于傳送線路及設(shè)備尋求解決上述的尖峰噪聲的抗噪問題，對(duì)于傳送線路必須形成屏蔽。因此造成厚度增大，很難保證筆記本電腦等的屏幕與鍵盤連接鉸鏈的彎曲性。因此，需要解決電信號(hào)高速傳送中的損失和抗噪問題，并且也在探討，在長距離傳送領(lǐng)域中已經(jīng)實(shí)用的、利用光纖傳輸光信號(hào)的高速信號(hào)傳送在小型設(shè)備內(nèi)的應(yīng)用。在日本發(fā)明專利公開第2009-58923號(hào)公報(bào)(第17頁，第11圖)，日本發(fā)明公開第2010-286777號(hào)公報(bào)(第13頁，第5圖)等記載了，為了使適用于上述鉸鏈部等，具有可撓性的有機(jī)系聚合物光波導(dǎo)路與可撓性印刷線路板組合的傳送線路。但是，將由彈性率和耐熱性低的樹脂材料制成的可撓性印刷線路板與聚合物光波導(dǎo)路組合的傳送線路，在安裝發(fā)光、受光的光元件的方法和條件上受到很大限制。需要對(duì)各部件的位置對(duì)準(zhǔn)，在聚合物光波導(dǎo)路上形成45°反射鏡，并保護(hù)光路和反射鏡表面，需要復(fù)雜的工序，難以以高生產(chǎn)率且廉價(jià)地進(jìn)行制造。因此，希望能夠廉價(jià)且穩(wěn)定地制造具有光波導(dǎo)路的光電混裝可撓性印刷線路板。圖4為日本發(fā)明專利公開第2010-286777號(hào)公報(bào)中記載的現(xiàn)有的具有光波導(dǎo)路的光電混裝可撓性印刷線路板的結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)圖。即，在可撓性印刷線路板本體101的一方的面上隔開規(guī)定間隔搭載具有電極部102a、發(fā)光部102b的發(fā)光元件102，和具有電極部103a、受光部103b的受光元件103。在柔性印刷配線基板101上，與發(fā)光部102b和受光部103b相應(yīng)地向背面加工孔，
3而設(shè)置光路孔104、104，在兩面柔性印刷線路板101的相反面，利用粘合劑106粘合具有可撓性的聚合物光波導(dǎo)路105。光波導(dǎo)路105的芯線105a的延長線上形成有反射鏡部107。發(fā)光元件102使用相對(duì)便宜的半導(dǎo)體激光器的VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting LASER(垂直共振器面發(fā)光激光器向半導(dǎo)體晶片基板的垂直方向發(fā)光))，與該VCSEL的波長850nm相應(yīng),受光兀件103米用具有波長850nm感度的光電二極管。發(fā)光兀件102和受光兀件103的各電極102a、103a設(shè)置于發(fā)光部102b和受光部103b —側(cè)表面,使用焊盤塊109以覆晶結(jié)合(flip chip bonding)方式安裝于柔性配線基板 101。在安裝發(fā)光元件102和受光元件103時(shí)，如圖4B至圖4E所示，按以下順序進(jìn)行。發(fā)光元件102、受光元件103，其安裝順序相同，以下記為光接收發(fā)送元件123。i )拾取前利用CXD等攝像機(jī)111識(shí)別(參照?qǐng)D4B )。ii)利用拾取工具112拾取光接收發(fā)送元件123的相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面，從保存安裝前的光接收發(fā)送元件123的托盤，向安裝裝置(此處為覆晶焊接機(jī)(flip chip bonder))內(nèi)移動(dòng)(參照?qǐng)D4C)。iii)拾取工具112旋轉(zhuǎn)180°，將光接收發(fā)送元件123傳遞至安裝用吸引噴嘴113(參照?qǐng)D4D)。iv)利用吸引噴嘴113吸附光接收發(fā)送元件123，利用攝像機(jī)114識(shí)別光接收發(fā)送元件123 (參照?qǐng)D4E)，向安裝平臺(tái)移動(dòng)，安裝于基板。需要保護(hù)發(fā)光元件102、受光元件103的下部空間、光路孔104內(nèi)部、反射鏡部107，分別使用透明性的封閉樹脂108封閉。在反射鏡部107，當(dāng)封閉樹脂108的折射率高時(shí)，因?yàn)椴荒芷鸬椒瓷溏R的功能，需要利用濺射法、蒸鍍法等在反射鏡部107形成金屬薄膜。由于可撓性印刷線路板本體101和光波導(dǎo)路105都具有可撓性，因而可以彎曲。在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)的情況下，為了穩(wěn)定地傳送光信號(hào)，需要使發(fā)光部102b、發(fā)光元件102側(cè)的光路孔104、反射鏡部107、光波導(dǎo)路105、受光元件103側(cè)的光路孔104、受光部103b的光軸達(dá)到3(Γ50 μ m左右的精度，在使用尺寸容易伸縮的可撓性印刷線路板時(shí)，很困難。另外，由于封閉光接收發(fā)送元件123的下部和光路孔104內(nèi)的樹脂部發(fā)生光傳送損失，為了傳送信號(hào)，需要增加施加于發(fā)光兀件102的電力，不利于降低耗電。對(duì)此，日本發(fā)明專利公開第2010-26508號(hào)公報(bào)(第16頁，第I圖)中記載了不在光波導(dǎo)路上形成反射鏡的光傳送模塊，但存在以下問題。圖5A是日本發(fā)明專利公開2010-26508號(hào)公報(bào)中記載的現(xiàn)有的不在光波導(dǎo)路上形成反射鏡的光傳送模塊的剖面結(jié)構(gòu)圖。發(fā)光元件202和受光元件203為端面輸入/輸出型，與VCSEL等的面發(fā)光型的發(fā)光元件相比價(jià)格高。此時(shí)，通過焊盤塊209安裝，在焊塊高度方向上難以與波導(dǎo)路205的位置精度。至少估計(jì)有IOym量級(jí)的變動(dòng)。雖然記載了保證XY方向的位置精度的手段，但是沒有關(guān)于Z方向的記載。作為上述確保XY方向的位置精度的方法，其記載為，在安裝發(fā)光元件202和受光元件203后，利用激光對(duì)光波導(dǎo)路205的XY方向的位置進(jìn)行切割。上述方法中，由于光波導(dǎo)路205的側(cè)壁形狀劣化，損失增大，且激光加工位置經(jīng)度至少為數(shù)μ m以上，因此這也會(huì)
產(chǎn)生損失。另外，其工序復(fù)雜。日本發(fā)明專利公開2008-10837號(hào)公報(bào)(第18頁，第6圖)中記載了，使用面發(fā)光型的發(fā)光元件，不在光波導(dǎo)路形成反射鏡的光傳送模塊，但是存在以下問題。圖5B為，日本發(fā)明專利公開第2008-10837號(hào)公報(bào)中記載的現(xiàn)有的使用面發(fā)光型的發(fā)光元件302和面受光型的受光元件303，不在光波導(dǎo)路305形成反射鏡的光傳送模塊的剖面結(jié)構(gòu)圖，圖5C為發(fā)光元件的安裝部的放大圖。發(fā)光元件302和受光元件303使用面發(fā)光型和面受光型元件，其與子承載基板309 (sub-mount)連接，子承載基板309搭載于基座310，此時(shí)光軸L朝向水平方向。對(duì)此存在3點(diǎn)問題。通過使用子承載基板309，使得發(fā)光部302b和受光部303b的厚度變厚，很難降低光通信模塊的厚度。在將發(fā)光元件302和受光元件303連接于子承載基板309時(shí)，盡管兩個(gè)電極中至少一個(gè)電極通過引線結(jié)合308而進(jìn)行連接，但結(jié)合后續(xù)工序，此時(shí)不能用樹脂等封閉。但是，這樣的話，在將子承載基板309搭載到基座310上并封閉之前，存在引線308被切斷的危險(xiǎn)，因此不優(yōu)選。在將光接收發(fā)送元件302、303與子承載基板310連接時(shí)，由于各元件的兩個(gè)電極中至少一個(gè)電極通過引線結(jié)合來連接，與引線308的回轉(zhuǎn)部分相應(yīng)地，使光接收發(fā)送部302b,303b和光波導(dǎo)路305端面的距離分開更多，產(chǎn)生傳送損失，不利于降低耗電。因子承載基板309的端面的機(jī)械精度，使發(fā)光元件302和受光元件303的光軸L的精度發(fā)生變化，需要以高精度加工子承載基板309的外形，提高子承載基板309的制作成本。在利用封閉材料307固定時(shí)，對(duì)連接于子承載基板309的發(fā)光元件302、受光元件303和光波導(dǎo)路305的光軸L進(jìn)行定位，并一并利用封閉材料307固定，這也存在兩個(gè)問題。第一，雖然記載了可以采用主動(dòng)或被動(dòng)定位的任一者，但在該結(jié)構(gòu)下，為了主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，要引線308露出于子承載基板309的狀態(tài)下通電，仍然存在使引線308切斷的危險(xiǎn)，實(shí)際上位置對(duì)準(zhǔn)困難。另外，為了進(jìn)行被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，需要使光軸L對(duì)準(zhǔn)規(guī)定位置，使其對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，但是在光元件側(cè)制作對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記時(shí)，需要從光軸L方向識(shí)別，實(shí)施困難。另外，在面方向上對(duì)準(zhǔn)時(shí)，難以限制發(fā)光元件302和受光元件303的發(fā)光部302b和受光部303b的高度、光波導(dǎo)路305的高度。因此，需要估計(jì)出一定程度的位置偏差，也不利于降低耗電。該工藝中，定位光軸L，并在保持光軸的狀態(tài)下一并進(jìn)行封閉，這一點(diǎn)并不成立，由于沒有對(duì)子承載基板309、光波導(dǎo)路305的臨時(shí)固定方法進(jìn)行充分說明，也不能得知附加有粘合劑層，因此實(shí)施困難。如上所述，可以考慮將如日本發(fā)明專利公開2010-26508號(hào)公報(bào)、日本發(fā)明專利公開2008-10837號(hào)公報(bào)記載的光傳送模塊的發(fā)光兀件和受光兀件,替換為在光接收發(fā)送部的相反面具有電極的元件，但沒有適合的小型的元件，難以實(shí)現(xiàn)薄型的光傳送模塊。例如，日本發(fā)明專利公開第平10-294496號(hào)公報(bào)(第3頁、第I圖)中所述的具有LED套件，但即使其尺寸小，也達(dá)到長I. 6mmX寬O. 8mmX厚O. 25mm的尺寸，安裝時(shí)光傳送模塊的厚度方向?yàn)镺. 8mm,不能實(shí)現(xiàn)薄型化·小型化的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種光電混裝可撓性印刷線路板及其光發(fā)送接收元件安裝方法，可容易地進(jìn)行光接收發(fā)送元件和光波導(dǎo)路的位置對(duì)準(zhǔn)、并封閉光路等，盡可能薄型化。本發(fā)明的第一實(shí)施方式的光電混裝可撓性印刷線路板，包括，可撓性印刷線路板本體，其具有至少一層導(dǎo)電層和可撓性絕緣層，光波導(dǎo)路，其通過粘合劑粘合于該可撓性印刷線路板本體，其中，該光波導(dǎo)路包括，具有至少兩個(gè)光輸入輸出部的一根以上的可撓性的光波導(dǎo)芯線，和至少與所述光波導(dǎo)芯線相接的可撓性的光波導(dǎo)路覆蓋層，在所述可撓性印刷線路板本體安裝發(fā)光元件和受光元件，使來自發(fā)光元件的發(fā)光部的光通過光波導(dǎo)路傳送至受光部，所述發(fā)光元件和受光元件為配對(duì)芯片方式，分別為在受光部和發(fā)光部的相反面具有電極的面發(fā)光型發(fā)光元件和面受光型受光元件，所述發(fā)光元件、所述受光元件和光波導(dǎo)路，安裝于可撓性印刷線路板本體的一方表面，所述發(fā)光元件的發(fā)光部、所述光波導(dǎo)路芯線、所述受光元件的受光部大致同軸配置，所述發(fā)光元件和受光元件的光發(fā)送接收方向，相對(duì)于與所述可撓性印刷線路板本體表面垂直的方向，成大致90°。并優(yōu)選所述發(fā)光元件和所述受光元件的各電極，配置于偏向在安裝于可撓性印刷線路板本體時(shí)作為底部側(cè)的所述發(fā)光元件、所述受光元件的固定面?zhèn)取＿€優(yōu)選所述發(fā)光元件的發(fā)光部和所述光波導(dǎo)路的光輸入部，以及所述受光元件的受光部和所述光波導(dǎo)路的光輸出部分別利用一體的封閉樹脂封閉。本發(fā)明的第二實(shí)施方式的光電混裝可撓性印刷線路板上安裝發(fā)光元件和受光元件的方法中，將所述發(fā)光元件和所述受光元件作為光接收發(fā)送元件，將發(fā)光元件和受光元件的發(fā)光部和受光部作為光接收發(fā)送部，則包括如下步驟從使光接收發(fā)送部向上載置的多個(gè)光接收發(fā)送元件中，利用第一攝像機(jī)識(shí)別拾取對(duì)象的光接收發(fā)送元件，對(duì)于所識(shí)別的拾取對(duì)象的光接收發(fā)送元件，利用拾取工具抓取與所述光接收發(fā)送部的光接收發(fā)送面成直角的四個(gè)端面中相對(duì)的兩個(gè)端面，并向安裝裝置移動(dòng)，使拾取工具旋轉(zhuǎn)90°，利用吸引機(jī)構(gòu)吸引保持旋轉(zhuǎn)后的光接收發(fā)送元件的與光接收發(fā)送面相對(duì)的面，使光接收發(fā)送部的光接收發(fā)送方向朝向水平方向，并使光接收發(fā)送元件的四個(gè)端面中的底部固定面從吸引機(jī)構(gòu)的吸引保持部向下方突出，利用第二攝像機(jī)識(shí)別由所述吸引機(jī)構(gòu)吸引保持的光接收發(fā)送元件的外形，并向安裝臺(tái)移動(dòng)，將固定面固定于可撓性印刷線路板本體，由此，安裝所述光接收發(fā)送元件，以使其光接收發(fā)送方向相對(duì)于與所述可撓性印刷線路板本體的表面垂直的方向成大致90°。根據(jù)本發(fā)明，將發(fā)光元件、光波導(dǎo)路、受光元件安裝于可撓性印刷線路板本體的一方表面，并使發(fā)光兀件的發(fā)光部、光波導(dǎo)芯線、所述受光兀件的受光部配置在大致同軸上，由此可以使發(fā)光元件的發(fā)光部和作為光波導(dǎo)芯線的輸入輸出部的端面的距離，以及受光元件的受光部和光波導(dǎo)芯線的端面的距離設(shè)定得更近，光傳送損失減少，傳送效率高，并可以降低耗電。
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安裝面方向型的光接收發(fā)送元件，相對(duì)于可撓性印刷線路板本體，使其光接收發(fā)送方向相對(duì)于與可撓性印刷線路板本體表面的垂直方向成大致90° (與 可撓性印刷線路板本體平行的方向)，因此，可以使用廉價(jià)的面發(fā)光型的發(fā)光元件、面受光型受光元件，并可降低零部件成本。對(duì)于發(fā)光元件和受光元件，由于將配對(duì)芯片狀態(tài)的元件單體直接安裝于可撓性印刷線路板本體上，可以降低整體厚度。因此，容易對(duì)準(zhǔn)發(fā)光元件和受光元件與光波導(dǎo)路的位置，便于封閉光路等，可低價(jià)穩(wěn)定地制造降低耗電的具有光波導(dǎo)路的光電混裝可撓性印刷線路板。


圖I表示本發(fā)明的實(shí)施方式的具有光波導(dǎo)路的光電混裝可撓性印刷線路板的概念結(jié)構(gòu)，圖IA表示可撓性印刷線路板本體部以外的部分切為截面的截面圖，圖IB為俯視圖。圖2表示，圖I的發(fā)光元件和受光元件的相同結(jié)構(gòu)作為光接收發(fā)送元件的概念結(jié)構(gòu)圖。圖3表示圖2的光接收發(fā)送元件的安裝方法的概念截面工藝圖。圖4A為安裝現(xiàn)有的發(fā)光元件·受光元件以及光波導(dǎo)路的光電混裝印刷線路板的概念截面結(jié)構(gòu)圖，圖4B 4E表示現(xiàn)有的光接收發(fā)送元件的安裝方法的概念截面工藝圖。圖5A為其他的現(xiàn)有的光電混裝光傳送模塊的概念截面結(jié)構(gòu)圖，圖5B為另外其他的光電混裝光傳送模塊的概念截面結(jié)構(gòu)圖，圖5C是發(fā)光元件的安裝部的放大圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照?qǐng)D示的實(shí)施方式，詳細(xì)說明本發(fā)明。圖I是本發(fā)明的實(shí)施方式的具有光波導(dǎo)路的光電混裝可撓性印刷線路板的結(jié)構(gòu)圖，圖IA是表示可撓性印刷線路板本體部以外的部分的截面圖，圖IB為俯視圖。光電混裝可撓性印刷線路板I包括，可撓性印刷線路板本體IA ;利用粘合劑5粘接于可撓性印刷線路板本體IA的光波導(dǎo)路4 ;安裝于可撓性印刷線路板本體IA的配對(duì)芯片狀態(tài)下的發(fā)光元件2和受光元件3?？蓳闲杂∷⒕€路板IA的結(jié)構(gòu)自身，圖中未表示，是具有至少一層導(dǎo)電層和可撓性絕緣層的通常結(jié)構(gòu)。發(fā)光兀件2、受光兀件3和光波導(dǎo)路4安裝于可撓性印刷線路板本體I的一方表面，發(fā)光兀件2的發(fā)光部2b、光波導(dǎo)路芯線4a、受光兀件3的受光部3b大致同軸配置。發(fā)光元件2和受光元件3為面發(fā)光型和面受光型的元件，光接收發(fā)送方向相對(duì)于可撓性印刷線路板本體I的垂直方向成接近90°角，換句話說，光接收發(fā)送方向與可撓性印刷線路板本體I平行。即，在可撓性印刷線路板本體IA上，離開規(guī)定的距離，發(fā)光部2b和受光部3b互相對(duì)置地安裝發(fā)光元件2和受光元件3，在它們之間用粘合劑5貼合聚合物光波導(dǎo)路4。發(fā)光元件2和受光元件3,通過DAF (芯片貼膜Die Attachment Film)等的絕緣性的粘接層7固定于可撓性印刷線路板本體IA的元件搭載部9，在元件搭載部9，各元件的電極2a、3a與元件搭載部9通過基于引線結(jié)合(wire bonding)的電連接部8電連接。
對(duì)發(fā)光元件2、受光元件3和光波導(dǎo)路4的輸入輸出部，以及電連接部8分別用透明性的封閉樹脂10封閉。(光波導(dǎo)路的結(jié)構(gòu))光波導(dǎo)路4由聚合物制成，包括，至少具有2個(gè)光輸入輸出部的一根以上的可撓性的光波導(dǎo)芯線的芯線部4a ;至少與芯線部4a相接的上下的可撓性的作為光波導(dǎo)路覆蓋層的覆蓋部4b、4c。聚合物制的光波導(dǎo)路4以透明性好、柔軟的丙烯酸酯樹脂等為基材樹脂，由折射率相對(duì)較低的覆蓋部4b、4c以及折射率較高的芯線部4a形成。在本實(shí)施例中，在下部的覆蓋部4c上貼合芯線部4a用的薄膜，通過照相制作法形成規(guī)定寬度的芯線層。在形成該芯線層時(shí)，同時(shí)形成用于與各發(fā)光元件2和受光元件3位置對(duì)準(zhǔn)的目標(biāo)標(biāo)記。光芯線部4b的寬度、厚度均為50 μ m。作為聚合物制的光波導(dǎo)路4的制作方法，也可以利用光致褪色(photobreaching)法來制作,此時(shí)不進(jìn)行顯像,用單一材料僅通過曝光·加熱處理可以制作折射率不同的復(fù)合材料。此時(shí)，由于可以用單一材料制作聚合物波導(dǎo)路，有利于降低成本。將光波導(dǎo)路4粘接于可撓性印刷線路板本體IA的粘合劑5，僅粘接光波導(dǎo)路4的端部，在可撓性印刷線路板本體IA與光波導(dǎo)路4之間具有相當(dāng)于粘合劑5的厚度的空間。因此，能夠降低在該圖的中央部處彎曲可撓性印刷線路板本體IA和光波導(dǎo)路4時(shí)施加于兩者的應(yīng)力，彎曲性良好。在后面說明使得光軸L穩(wěn)定地保持一致的方法，本發(fā)明的光電混裝可撓性印刷線路板I中，發(fā)光元件2的發(fā)光部2b與光波導(dǎo)路4的端面的距離，受光元件3的受光部3b與光波導(dǎo)路4的端面的距離近，可以配置在50 μ m以內(nèi)，光傳送損失少，傳送效率良好。另外，封閉樹脂10的折射率處于芯線部與覆蓋部之間。(發(fā)光元件、受光元件的結(jié)構(gòu))以下，參照?qǐng)D2，說明發(fā)光元件和受光元件的結(jié)構(gòu)。發(fā)光元件2和受光元件3的結(jié)構(gòu)為分割成四邊形的同尺寸的配對(duì)芯片，在發(fā)光部2b和受光部3b的相反側(cè)的表面設(shè)置各電極2a、3a的點(diǎn)相同，因此，在以下說明中，將發(fā)光兀件2和受光元件3統(tǒng)稱為光接收發(fā)送元件2-3，各電極2a、3a統(tǒng)稱為光接收發(fā)送元件2_3的電極2a_3a,發(fā)光兀件2和受光兀件3的發(fā)光部2b和受光部3b統(tǒng)稱為光接收發(fā)送部2b_3b。圖2A為光接收發(fā)送元件的截面圖，圖2B為光接收發(fā)送元件的俯視圖。光接收發(fā)送元件2-3為四方板狀的配對(duì)芯片，具有設(shè)置光接收發(fā)送部2b_3b的四邊形的光接收發(fā)送面k ;設(shè)置電極的處于光接收發(fā)送面k相反側(cè)且與之互相平行的四邊形的電極面m ；與光接收發(fā)送面k和電極面m呈直角的四個(gè)端面，四個(gè)端面中的一個(gè)端面在安裝時(shí)作為底部固定面nl,電極面m上的電極2a-3a靠近底部固定面nl側(cè)設(shè)置。由于將底部固定面nl安裝于可撓性印刷線路板本體IA側(cè)，如圖2C所示，元件高度H和元件厚度T的比例對(duì)安裝性帶來影響。元件高度T為底部固定面nl和上端面n2之間的尺寸，元件厚度T為光接收發(fā)送面k和電極面m之間的尺寸。相對(duì)于元件厚度T，元件高度H高過大，則安裝后光接收發(fā)送元件2-3容易從基板上脫離。難以使安裝角度穩(wěn)定，因而存在光軸(角度)容易偏離的問題。W為元件的寬度。因此，如圖2CT圖2E所示，在使元件高度H為I時(shí)，使元件厚度T最小為O. 5、最大
8為I。作為基準(zhǔn)的元件高度H為O. 2mnT0. 35mm左右。不足最小O. 5時(shí)，存在如上述的穩(wěn)定性的問題，超過最大I時(shí)，存在形成電極時(shí)的形成通孔的成本高，安裝面積變大，影響高密度化的問題?？紤]以上問題，適合的厚度比率的范圍為O. 6、. 8。當(dāng)元件高度為O. 3mm時(shí)，則適宜的元件厚度為O. 18mnT0. 24mm。如圖2F所示，光接收發(fā)送元件2-3中，光接收發(fā)送部2b_3b在寬度(W)方向上設(shè)置多個(gè)，構(gòu)成陣列型。此時(shí)，元件高度H和元件厚度T的關(guān)系同樣。在將光接收發(fā)送元件2-3固定于可撓性印刷線路板IA時(shí)，通過晶片貼膜7固定搭載部9，因?yàn)殡娺B接部8為球焊(ball bonding)，因此如圖2A所示，需要使電極2a_3a靠近元件安裝時(shí)的底部固定面nU則。在光接收發(fā)送面k的相反側(cè)的電極面m上，電極2a_3a的配置在制作配對(duì)芯片時(shí)可任意設(shè)定。其大小取決于球(ball)的大小、位置精度等，可以為50μπΓ 00μπι左右。(光電混裝可撓性印刷線路板的制作工序)具有本發(fā)明的光波導(dǎo)路的電混載可撓性印刷線路板的制作工序?yàn)?，首先，制作可撓性印刷線路板本體1Α，使光波導(dǎo)路4與可撓性印刷線路板本體IA位置對(duì)準(zhǔn)，并利用粘合劑5與之粘合。此時(shí)，光波導(dǎo)路4側(cè)的位置對(duì)準(zhǔn)用的目標(biāo)可以使用與上述發(fā)光元件2和受光元件3的各光元件位置對(duì)準(zhǔn)用的目標(biāo)標(biāo)記6。當(dāng)然，也可以與光波導(dǎo)路4的外形、芯線部4b等對(duì)準(zhǔn)位置。然后，在使光波導(dǎo)路4的位置對(duì)準(zhǔn)用目標(biāo)標(biāo)記6與發(fā)光元件2、受光元件3的芯片外形，在面方向上對(duì)準(zhǔn)(光軸配合)后進(jìn)行安裝。(光接收發(fā)送元件的安裝方法)下面，參照?qǐng)D3說明光接收發(fā)送元件2-3的安裝方法。i )拾取前利用CXD等第一攝像機(jī)11識(shí)別(參照?qǐng)D3A)。在分割后狀態(tài)下，利用第一攝像機(jī)，從使光接收發(fā)送部2b_3b向上載置的多個(gè)光接收發(fā)送元件2-3中識(shí)別作為拾取對(duì)象的光接收發(fā)送元件。ii)拾取光接收發(fā)送元件2-3 (參照?qǐng)D3B)。利用拾取工具12抓取光接收發(fā)送元件2-3的相對(duì)的兩側(cè)面，從安裝前托盤上或者分割膜(dicing tape)向圖中未表示的安裝裝置(此處為球焊用球焊裝置)移動(dòng)。iii)傳遞至吸引噴嘴13 (參照?qǐng)D3C)拾取工具12旋轉(zhuǎn)90°，將光接收發(fā)送元件2-3傳遞至安裝用吸引噴嘴13。S卩，拾取工具12旋轉(zhuǎn)90°，通過吸引噴嘴13吸引并保持光接收發(fā)送元件2-3的電極面m，使光接收發(fā)送部2b-3b的光接收發(fā)送方向朝向水平方向，并使光接收發(fā)送元件2-3的四個(gè)端面中的底部固定面nl向下方，從吸引噴嘴13的吸引保持部的噴嘴前端部13a突出。在此狀態(tài)下通過釋放拾取工具12，使光接收發(fā)送元件2-3保持于噴嘴13。該吸引噴嘴13經(jīng)過特殊制作，其可以進(jìn)行吸附，但是未搭載焊接用超音波焊頭，可高精度地定位光接收發(fā)送元件2-3。將從噴嘴前端部13a突出的底部固定面nl固定于可撓性印刷線路板本體IA。iv)安裝利用吸引噴嘴13吸附光接收發(fā)送元件2-3，利用第二攝像機(jī)14識(shí)別光接收發(fā)送元件2-3的外形(參照?qǐng)D3D)，向安裝臺(tái)移動(dòng)，安裝于可撓性印刷線路板本體IA(參照?qǐng)D3E)。由此，使光接收發(fā)送方向，相對(duì)于與可撓性印刷線路板本體IA垂直的方向成大致90°，換句話說，使光接收發(fā)送元件2-3的光接收發(fā)送方向與可撓性印刷線路板本體IA平行地進(jìn)行安裝?！?br> 光接收發(fā)送元件2-3,利用DAF (晶片貼膜Die Attachment Film)帶等的絕緣性的粘接層7固定于搭載部9上，光接收發(fā)送元件2-3的電極部2a-3a，通過使用金屬線的球焊電連接(電連接部8)。對(duì)于結(jié)合方法，不限定于引線接合，但與使用焊盤接合的情形相比，不會(huì)高度方向上的尺寸要求產(chǎn)生影響。V)調(diào)整光軸首先，調(diào)整高度方向的光軸，調(diào)整發(fā)光部2b、受光部3b的高度、粘合層7的DAF帶的厚度、元件搭載部9的導(dǎo)體厚度、下部覆蓋部4c的厚度、粘合劑5的厚度，使發(fā)光部2b、受光部3b與光波導(dǎo)路4的芯線部4b在高度方向上的光軸對(duì)準(zhǔn)。另一方面，在面方向(與可撓性印刷線路板本體IA的面平行的方向)上進(jìn)行位置對(duì)準(zhǔn)，使用形成于光波導(dǎo)路4的目標(biāo)標(biāo)記6對(duì)準(zhǔn)位置。Vi)封閉然后，保護(hù)光波導(dǎo)路4的芯線部4b的端面和發(fā)光部2b、受光部3b，使用封閉空間用的封閉樹脂10封閉。僅對(duì)設(shè)置于可撓性印刷線路板本體IA的單側(cè)的發(fā)光元件2和受光元件3的周圍各一處進(jìn)行封閉，封閉良好且簡便。綜上所述，容易使發(fā)光元件2及受光元件3與光波導(dǎo)路4位置對(duì)準(zhǔn)，并封閉光路等，可得到耗電低、具有光波導(dǎo)路的光電混裝可撓性印刷線路板I。作為可撓性印刷線路板本體，不限于雙面柔性印刷線路板，也可為導(dǎo)體層為一層的單面柔性印刷線路板，或者是導(dǎo)體層為三層以上的多層柔性印刷線路板。
權(quán)利要求
1.一種光電混裝可撓性印刷線路板，其特征在于，包括，可撓性印刷線路板本體，其具有至少一層導(dǎo)電層和可撓性絕緣層，光波導(dǎo)路，其通過粘合劑粘合于該可撓性印刷線路板本體，其中，該光波導(dǎo)路包括，具有至少兩個(gè)光輸入輸出部的一根以上的可撓性的光波導(dǎo)芯線，和至少與所述光波導(dǎo)芯線相接的可撓性的光波導(dǎo)路覆蓋層，在所述可撓性印刷線路板本體安裝發(fā)光元件和受光元件，使來自發(fā)光元件的發(fā)光部的光通過光波導(dǎo)路傳送至受光部，所述發(fā)光元件和受光元件為配對(duì)芯片方式，分別為在受光部和發(fā)光部的相反面具有電極的面發(fā)光型發(fā)光元件和面受光型受光元件，所述發(fā)光元件、所述受光元件和光波導(dǎo)路，安裝于可撓性印刷線路板本體的一方表面，所述發(fā)光元件的發(fā)光部、所述光波導(dǎo)路芯線、所述受光元件的受光部大致同軸配置，所述發(fā)光兀件和受光兀件的光發(fā)送接收方向，相對(duì)于與所述可撓性印刷線路板本體表面垂直的方向，成大致90°。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電混裝可撓性印刷線路板，其特征在于，所述發(fā)光元件和所述受光元件的各電極，被配置在偏向于所述發(fā)光元件、所述受光元件的固定面一側(cè)，在向可撓性印刷線路板本體安裝時(shí)，所述發(fā)光元件、所述受光元件的固定面一側(cè)成為底部一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電混裝可撓性印刷線路板，其特征在于，所述發(fā)光元件的發(fā)光部和所述光波導(dǎo)路的光輸入部，以及所述受光元件的受光部和所述光波導(dǎo)路的光輸出部分別由一體的封閉樹脂封閉。
4.一種在如權(quán)利要求I所述光電混裝可撓性印刷線路板上安裝發(fā)光元件和受光元件的方法，以所述發(fā)光元件和所述受光元件為光接收發(fā)送元件，以發(fā)光元件和受光元件的發(fā)光部和受光部為光接收發(fā)送部，該方法的特征在于，包括如下步驟從載置有光接收發(fā)送朝上的多個(gè)光接收發(fā)送元件中，利用第一攝像機(jī)識(shí)別拾取對(duì)象的光接收發(fā)送元件，對(duì)于所識(shí)別的拾取對(duì)象的光接收發(fā)送元件，利用拾取工具夾持與所述光接收發(fā)送部的光接收發(fā)送面成直角的四個(gè)端面中相對(duì)的兩個(gè)端面，并向安裝裝置移動(dòng)，使拾取工具旋轉(zhuǎn)90°，利用吸引機(jī)構(gòu)吸引保持旋轉(zhuǎn)后的光接收發(fā)送元件的與光接收發(fā)送面相對(duì)的面，使光接收發(fā)送部的光接收發(fā)送方向朝向水平方向，并使光接收發(fā)送元件的四個(gè)端面中的底部固定面從吸引機(jī)構(gòu)的吸引保持部向下方突出，利用第二攝像機(jī)識(shí)別由所述吸引機(jī)構(gòu)吸引保持的光接收發(fā)送元件的外形，并向安裝臺(tái)移動(dòng)，將固定面固定于可撓性印刷線路板本體，由此，安裝所述光接收發(fā)送元件，以使其光接收發(fā)送方向相對(duì)于與所述可撓性印刷線路板本體的表面垂直的方向成大致90°。
全文摘要
本發(fā)明涉及光電混裝可撓性印刷線路板及其光接收發(fā)送元件安裝方法。發(fā)光元件和受光元件為配對(duì)芯片狀態(tài)，分別是在受光面和發(fā)光面的相反面具有電極的面發(fā)光型發(fā)光元件和面受光型受光元件，發(fā)光元件、受光元件以及光波導(dǎo)路安裝于可撓性印刷線路板本體的一方表面，發(fā)光元件的發(fā)光部、光波導(dǎo)芯線、受光元件的受光部配置于大致同軸，安裝發(fā)光元件和受光元件，使其光發(fā)送接收方向相對(duì)于與可撓性印刷線路板本體表面垂直的方向成大致90°。
文檔編號(hào)G02B6/42GK102914836SQ20121027617
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者高野祥司, 松田文彥 申請(qǐng)人:日本梅克特隆株式會(huì)社