JP6590161B2 - アクティブ光ケーブルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光電素子に関するものであり、特に光学素子と電子素子の間で信号の伝送及び変換を与えるアクティブ光ケーブルの製造方法に関するものである。

光束又は光信号は、電子デバイス間や、長距離及び隣り合う回路基板の間でバイナリデータを伝送するためによく用いられている。データを伝送する光束は、必要に応じて変調されることができる。光信号もまた、位置又は運動の感知や測定などを含む他の目的で用いることができる。

あるタイプの光コネクタはアクティブ方式であり、本分野では「アクティブ光ケーブル」（ａｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｃａｂｌｅ；ＡＯＣ）と称される。ＡＯＣは、光ファイバが収容された光ケーブルが、例えばＡＯＣ中のトランシーバ（例としてトランスミッタやレシーバ、又はＥ／Ｏ変換器）などのアクティブな光電素子に接続されたものである。ＡＯＣは通常、電気コネクタを用いて、電気系装置又は電気ケーブルと接続して構成されている。ＡＯＣは、コンピュータ、サーバ、ルータ、大容量記憶装置、コンピュータチップ及び類似のデータデバイスの相互接続に用いられるとともに、通信ネットワークにもよく用いられている。

そのため、光学技術は現代の電子デバイスにおいて重要な役割を担っており、電子デバイスの多くに光学素子が採用されている。こうした光学素子の例には光源が含まれ、例えば発光ダイオードやレーザ、導波管、光ファイバ、レンズ及び他の光学部材、光検出器及び他の光学感知器、感光性半導体及びその他のものがある。

光ファイバの使用には、光電変換モジュールによる電気信号から光信号への変換、又は光信号から電気信号への変換が必要である。光電変換モジュールは光ファイバの端部に接続して固定されるか、又は光ファイバの端部からの接続又は取り外しが可能である。

光パワーケーブル（Ｏｐｔｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ ｃａｂｌｅ；ＯＰＣ）について言えば、封止・保護に射出成型を採用することはできない。それは現在、光電気モジュールの実装方式の殆どはチップオンボード（ＣＯＢ：ｃｈｉｐ ｏｎ ｂｏａｒｄ）を採用しているというのが主な理由であるが、この実装方式に射出成型が適さない理由を以下の通り分析した。
（１） その中で、光源チップ（ＬＤ）、受光素子（ＰＤ）及び制御ＩＣは、ＣＯＢ式が採用されてプリント基板上に貼り付けられ、ワイヤボンディング方式でＬＤ／ＰＤと制御ＩＣ、また制御ＩＣとプリント基板（ＰＣＢ）が接続され、それからミラーユニット（ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ ｂｏｄｙ）が光源チップを被覆するとともにプリント基板上に貼り付けられている。ミラーユニット中のレンズアレイとＬＤ／ＰＤとの間の焦点距離を保ち、またワイヤボンディングに触れないようにするため、ミラーユニットの下方は十分な高さのスペースがなくてはならず、その高さは通常３００マイクロメートル（μｍ）以上である。このようなスペースは樹脂が流れ込みやすく、光電チップやワイヤボンディングの破損を招いてしまう。
（２） ミラーユニットのミラー（ｍｉｒｒｏｒ）は、光信号を非同一平面上に偏向させ、且つ外部光路の信号を効果的に導くように設計されており、ミラーユニット本体の材質と外部空気との間の屈折率の差分が効果的に全反射現象を形成している。そのため、封止作業を行う際は、ミラー空間に樹脂材が絶対に入らないようにしなければならない。樹脂材が入ってしまった場合、その効果的な全反射現象の作用が失われてしまう。テープ又は保護カバーを用いる方法で保護できるものの、通常は成型時の圧力が大き過ぎるため、ミラー部に樹脂材が入りやすい（内部と外部の圧力差が大きいため）。
（３） 一般的な射出成型の圧力は３５０〜１３００ｂａｒに設定され、また射出温度は２００℃以上に達する。このような圧力のプレスのもとではミラーユニットに破損が生じやすく、その耐熱温度も通常は２００℃以下である。従って、一般的な射出成型ではすぐに２００℃以上となり、高温によるミラーユニットの変形が生じやすい。

光電変換モジュールの構造・作動機構においては、光源チップと受光素子が光電変換モジュールと外部デバイスとの間で光信号をスムーズにやりとりできるまでに達するには、光源チップと受光素子がミラーユニット中のレンズアレイにアライメントされていなければならない。ところが一般的なチップオンボード（ＣＯＢ）の実装方式においては、光源チップ及び受光素子と、その上に被覆されたミラーユニット中のレンズアレイとの距離が長過ぎる（例えば３００マイクロメートル（μｍ）を上回る）ため、アライメントが難しい。そのため、実装のアライメント時に光源チップ又は受光素子を駆動させて、同時に光信号を励起及び受信し、実装のアライメント時にミラーユニットが変位するときの光信号の強度変化を観測することで実装の位置を確定し、光学アライメント要件を満たしている。こうした実装のアライメントメカニズムを経るため、モジュール実装の時間間隔が長く、大量生産には不向きである。

以上のような従来技術の欠点を鑑み、本発明は斬新なアクティブ光ケーブルの製造方法を提供し、上述の欠点を解消する事を目的としている。

本発明はアクティブ光ケーブルの製造方法を提供するが、それには（ａ）チップが１つの回路基板上にフリップチップ実装されて、１つの光電気回路基板が形成されるステップ；（ｂ）光電気回路基板が１つの光学ベンチ上に統合されて、１つの光電素子が形成されるステップ；（ｃ）光電素子が１つのプリント基板上に統合されて、１つの光電気モジュールが形成されるステップ；（ｄ）光電素子が封止材を用いて封止されるステップ；（ｅ）複合式ケーブル又は光ファイバ素子が光電気モジュール上に接合されるステップ；及び（ｆ）低温低圧射出成型を用いてアクティブ光ケーブルが形成されるステップが含まれる。

光電気モジュールには前記回路基板上に形成される導電線が備えられた、前記回路基板；前記回路基板上にフリップチップ実装されて、前記回路基板上の前記導電線に電気的に接続される、少なくとも１つの光学素子；及び前記プリント基板を支持するための１つの第一配置エリア、前記回路基板を支持するための１つの第二配置エリアが備えられた、前記光学ベンチが含まれており；その中で光学ベンチには少なくとも１つのレンズアレイ及び１つのミラーが含まれ、少なくとも１つのレンズアレイのうち１つは、少なくとも１つの光学素子にアライメントされる。

本発明の別の観点においては、複合式ケーブルには、プリント基板に結合される電線と；光電気モジュールに結合される光ファイバ素子とが含まれる。第一レンズアレイ及び第二レンズアレイは同じ方向に配置される。第一レンズアレイ、第二レンズアレイ及びミラーは、光学ベンチの中に嵌入される。導電線は、回路基板上に形成されて、少なくとも一つの光学素子を結合させる。

本発明の１つの観点においては、上述の方法にはさらに、光学ベンチ及び光ファイバ素子を接続するための光コネクタが提供されることが含まれる。光電素子は、プリント基板と電気的に、金属線により接合されるか、又はフリップボード実装方式によって接続される。別の観点においては、プリント基板と電気的に接続するのに１つのコネクタが用いられる。

本発明の別の観点においては、プリント基板は１つの粘着材によって光学ベンチの第一配置エリア上に貼着される。回路基板は１つの粘着材によって光学ベンチの第二配置エリア上に貼着される。

回路基板のサイズは、光学ベンチの第二配置エリアのサイズ以下である。

プリント基板は電線と電気的に接続される導電線を備えている。導電線は、プリント基板上で形成される。第一配置エリアは光学ベンチの２つの側面に位置する。回路基板は、回路基板の１つの上部表面から回路基板の１つの底部表面までを貫通する１つの貫通孔を備えている。

その中のステップ（ｂ）において、光学ベンチ上のアライメントマークへのアライメントには回路基板上の貫通孔が用いられる。その中のステップ（ｃ）において、光学ベンチ上のアライメントマークへのアライメントにはプリント基板上の１つの貫通孔が用いられる。

本発明におけるこれらの優位点並びに他の優位点に関する理解を助けるため、以下は好的な実施例並びに特許請求の範囲について説明する。

以下に述べる本発明についての詳細な説明及び実施例の概略図は、本発明をより十分に理解するためのものであるが、これらはもっぱら本発明を理解するための参考として用いられるべきであり、本発明は特定の実施例に限定されるものではない。

本発明の１つの実施例のアクティブ光ケーブルの製造方法のプロセス図。 本発明の１つの実施例のチップが回路基板上にフリップチップ実装される概略図。 本発明の１つの実施例の光電気回路基板が光学ベンチ上に配置される概略図。 本発明の１つの実施例の光電素子がプリント基板上に配置される概略図。 本発明の１つの実施例の光電素子がプリント基板と電気的に相互接続される概略図。 本発明の１つの実施例の光電素子が封止材を用いて封止される概略図。 本発明の１つの実施例の光電気モジュールと光電気複合ケーブルが接合される概略図。 本発明の別の実施例の光電気モジュールの断面図。 本発明の射出成型後のアクティブ光ケーブルの概略図。

ここで、本発明の具体的な実施例並びにその観点について詳細に説明するが、こうした説明は、本発明の構造又はステップフローを説明するために供されるものであり、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、本発明は明細書中の具体的な実施例及び好適な実施例以外に、他の異なる実施例においても広く適用され得る。

図１は本発明の１つの実施例のアクティブ光ケーブル（Ａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃａｂｌｅ）の製造方法のプロセス図である。例を挙げると、アクティブ光ケーブルには、１つのケーブル、１つの第一光電変換モジュール及び１つの第二光電変換モジュールが含まれ、第一光電変換モジュール及び第二光電変換モジュールは光電気複合ケーブルの両端に別々に接続されている。アクティブ光ケーブルは、単方向又は双方向の信号伝送に用いることができる。アクティブ光ケーブルは、高速伝送ケーブルに応用でき、例えばＵＳＢ、ＨＤＭＩ（登録商標）、Ｌｉｇｈｔｉｎｇ又はＴｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔなどのインターフェースにおいてケーブルのコンシューマ製品に用いられるか、又は伝送線に応用でき、例えば光ファイバチャネル（ＦＣ）、ＳＡＳ、ＰＣｌｅ又はＳＡＴＡなどを含む記憶域ＢＵＳにおいて光電（ＯＥ）製品又は設備に用いられる。１つの例として、アクティブ光ケーブルは、デジタルオーディオデバイス又は設備の間の接続に用いることができる。１つの実施例として、第一光電変換モジュールは１つの光トランスミッタとし、第二光電変換モジュールは１つの光レシーバとすることで、単方向伝送に有利となる。別の実施例として、第一光電変換モジュールは１つの第一光トランシーバとし、第二光電変換モジュールは１つの第二光トランシーバとすることで、双方向伝送に有利となる。例を挙げると、アクティブ光ケーブルは、様々な応用に応じて１つの光ファイバケーブル又は１つの複合式ケーブルに用いることができる。複合式ケーブルには光ファイバ及び電線が含まれる。

上述のアクティブ光ケーブルの製造方法には、チップが１つの回路基板上にフリップチップ（ｆｌｉｐ−ｃｈｉｐ）実装されて、１つの光電気回路基板が形成されるステップ１００が含まれる。ステップ１００において、チップには、例えば１つの光源チップ（レーザーダイオード、発光ダイオード）２０１及び１つの受光素子（又は光検出チップ）２０２、及びドライバＩＣ（ｄｒｉｖｅｒ ＩＣ）２０４、制御ＩＣ（ｃｏｎｔｒｏｌ ＩＣ）２０３などの光学素子が含まれる。図２が示すように、上述のチップは、回路基板２００上にフリップチップ実装方式で配置される。１つの実施例として、光源チップ２０１が回路基板２００上に配置される。１つの実施例として、電流電圧変換回路チップ、又は他の能動素子などの集積回路（ＩＣｓ）が回路基板２００上に配置される。この他に、受動素子も回路基板２００上に配置できる。１つの実施例として、集積回路（ＩＣｓ）、受動素子は回路基板２００上に配置できる。１つの実施例として、導電線（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｔｒａｃｅ）２０７は回路基板２００上に形成される。例えば金属線（ｍｅｔａｌ ｔｒａｃｅ）などの導電線２０７は、上述のチップ周辺に分布しており、同じ製造工程により形成することができる。上述の光源チップ２０１、受光素子２０２、ＩＣｓ２０３及び２０４は、１つのフリップチップ実装の製造工程によって回路基板２００上に実装される。回路基板２００上の導電線２０７は、外部の応用回路（プリント基板上のボンディングパッド）に電気的に接続することができ、例えばワイヤボンディング（ｗｉｒｅ ｂｏｎｄｉｎｇ）により電気的に接続するか、又は直接電気的に接続（例えばフリップチップ実装方式）できる。回路基板２００上の導電線２０７の一部は、光源チップ２０１及びＩＣ２０４に電気的に接続され、また導電線２０７の一部は、受光素子２０２及びＩＣ２０３に電気的に接続される。回路基板２００の材料には、シリコン、シリカ、セラミック又は誘電材料、或いは回路基板２００自体が、１つのフレキシブルプリント基板で１つの基盤となっているものが含まれる。

上述のチップは、回路基板２００上に実装されて光電気回路基板（ＯＥ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）２１０が形成される。光電気回路基板２１０は、金属線２０７の他にも、チップの片側に設けられた広い放熱エリア（金属エリア）２０６を有しており、各チップから生じる熱がチップのあるエリアの外へと素早く導かれる。放熱（金属）エリア２０６は、様々な円形状に設計されることで、より効果の高い放熱メカニズムにすることができる。回路基板２００上には幾つかの貫通孔（ｖｉａ ｈｏｌｅ）が設けられる。光源チップ２０１又は受光素子（又は光検出チップ）２０２の下方に位置する貫通孔２０５ａは、光信号経路とすることができ、主に光信号が回路基板２００上を突き抜けるようにすることができる。光信号経路の貫通孔２０５ａを設けるか否かは、光信号の波長並びに回路基板の材質の選択によって決められる。他の貫通孔２０５ｂは、検出及びアライメント効果を提供するが、この点は次のステップにおいて説明する。上述の回路基板上方の放熱（金属）エリア２０６、金属線２０７及び貫通孔２０５ａ、２０５ｂは、半導体の製造工程を通じて設けることができる。金属エリア２０６及び金属線２０７は、同じ製造工程で形成できる。

次に、ステップ１１０において、図３が示すように、光電気回路基板及び光学ベンチ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｅｎｃｈ）が統合される。ステップ１１０において、光電気回路基板２１０が光学ベンチ３００上に配置されて、１つの光電素子（ＯＥ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）３１０が形成される。光学ベンチ３００の上方には、光電気回路基板２１０の設置に提供される、ベンチエリア３０１が備えられている。例を挙げると、光電気回路基板２１０は、粘着材（封止材など）により光学ベンチ３００上に貼着される。１つの実施例として、光学ベンチ３００は、例えばプラスチック射出成型の製造工程など、射出成型の製造工程が用いられ、１つの配置（ベンチ）エリア３０１、レンズアレイ３０２が形成される。配置（ベンチ）エリア３０１は光電気回路基板２１０を支持するのに用いられる。１つの実施例として、配置（ベンチ）エリア３０１は光学ベンチの上方に位置し、１つの溝部３０３が備えられており、レンズアレイ３０２はその中に位置させる。レンズアレイ３０２は集光、収光又は導光に用いられる。レンズアレイ３０２は、光学的使用の効率向上、及び光学素子の実装の許容値を増加させるのに用いることができる。光学ベンチ３００の上方には、実装の識別又は検査用のマーク（ｍａｒｋ）３０５が備えられている。このマーク３０５は凸点又は凹点でよい。このマーク３０５と光電気回路基板２１０上の検出効果用貫通孔２０５ｂは対応関係にあり、マーク３０５の凸点の直径は貫通孔２０５ｂの直径未満である。図３が示すように、実装過程中、又は完成後に、凸点マークが貫通穴内にあるか否かの検査を通じて、実装の誤差値が制御又は検査される。

次に、ステップ１２０において、図４が示すように、光電素子３１０がプリント基板４００上に配置される。ステップ１２０において、光電素子３１０はプリント基板４００と統合され、１つの光電気モジュール（ＯＥ ｍｏｄｕｌｅ）４１０となる。その後、ステップ１３０において、光電素子３１０がプリント基板４００と電気的に相互接続される。光電気回路基板２１０と外部の応用回路との電気的な接続方式は区別され、光電素子３１０とプリント基板４００との電気的な接続方式は２種類に分けることができ、それにはワイヤボンディング（ｗｉｒｅ ｂｏｎｄｉｎｇ）及びメタルダイレクトボンディングが含まれる。ワイヤボンディング方式においては、光学ベンチ３００の左右両側に１つの設置エリア（低部ベンチ）３０４が備えられており、プリント基板４００を配置するのに用いられる。例を挙げると、プリント基板４００のＵ字形状エリア４０３が１つの粘着材（封止材など）によって光電素子３１０の設置エリア３０４上に貼着される。図４が示すように、光電気回路基板２１０が、ボンディングワイヤ４０１によってプリント基板４００のボンディングパッド４０２と電気的に接合されて、光電気モジュール４１０が形成され、外部の応用回路と電気的に接合される。図５が示すように、メタルダイレクトボンディングにおいては、フリップボード実装方式（ｆｌｉｐ ｂｏａｒｄ ｍｏｕｎｔｉｎｇ）を用い、光電気回路基板２１０のチップがプリント基板４００の口字形状開口部４０６に向いており、光電気回路基板２１０の外部接続用金属線（金属線２０７）とプリント基板４００上の回路線４０７とがメタルダイレクトボンディングで接続されて、１つの光電気モジュール４１０のフリップチップ実装部材（ｆｌｉｐ−ｃｈｉｐ ａｓｓｅｍｂｌｙ）が形成される。プリント基板４００は、光電素子３１０との間で空間的干渉問題が生じることがないように、十分なスペースを有する１つの開口部４０６が必要とされる。上述の開口部４０６の周囲においては、別に幾つかの小さな貫通孔があり、上述した光学ベンチ３００の上方に位置する凸点又は凹点のマーク３０５の観察に使用される。マーク３０５の直径は貫通孔４０５の直径未満である。つまり、光電素子３１０とプリント基板４００が光電気モジュール４１０に統合されるとき、貫通孔４０５は貫通孔２０５ｂ及びマーク３０５とアライメントされる。

続いて、ステップ１４０において、封止材を用いて光電素子３１０が封止される。図６が示すように、光電気モジュール４１０上の光電素子３１０を保護するため、封止材（ｅｎｃａｐｓｕｌａｎｔ）４２０を用いて光電素子３１０の上部表面及び下部表面が封止され、保護される。封止材４２０は、光電素子３１０を保護する効果以外にも、１つの良好な放熱用導体（熱伝導経路）となることができ、これにより光電素子３１０から生じる熱源が効果的に導き出される。

その後、光電気モジュールは光パワーケーブルと接合され、１つの光電変換モジュールが形成される。ステップ１５０において、光電気モジュール４１０は光ファイバ素子６３０及び電線６２０と接合される。１つの実施例においては複合式ケーブル（Ｈｙｂｒｉｄ Ｃａｂｌｅ）６００が採用されるが、いわゆる複合式ケーブルには、光ファイバ素子６３０及び電線６２０が統合されてできたケーブルが含まれる。通常、光ファイバ素子はデータ信号の高速伝送を担い、電線部は低速の信号接続又は電源供給に供される。光電変換モジュールにはさらに、１つの光コネクタ（ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）５００が含まれ、光学ベンチ３００及び光ファイバ素子６３０の接合／接続に用いられる。

複合式ケーブル６００の光ファイバ素子６３０において光電気モジュール４１０との接合を要する箇所は、１つの光コネクタ５００と接合される。また光コネクタ５００における光電気モジュール４１０との接合を要する面には、ガイド孔（ｇｕｉｄｅ ｈｏｌｅ）５１０があり、その作用は光電気モジュール４１０中の光電素子３１０の先端のガイドピン（ｇｕｉｄｅ ｐｉｎ）３２０との接合である。複合式ケーブル６００の電線６２０と光電気モジュール４１０との接合方式には、電線６２０を光電気モジュール４１０の片側（上部表面又は下部表面）へ電気的に直接半田付け（ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）するか、又は電気コネクタの採用が含まれる。ケーブルの別の実施例では、光ファイバケーブルが使用される。その中では電線の接合部分はなく、光コネクタ５００と光電気モジュール４１０との接合しかない。

１つの実施例として、光ファイバ素子６３０は、１つの光ファイバテープ（ｒｉｂｂｏｎ ｆｉｂｅｒ）又は光ファイババンドル（ｂｕｎｄｌｅ ｆｉｂｅｒ）である。光ファイバテープは、光ファイバが光コネクタ５００の受け孔中に嵌入された、光電気回路基板２１０上に光結合するのに有利な光学素子を備えている。光ファイバは光コネクタ５００に嵌入されて、光電変換モジュールに結合／接続（接合）される。受け孔は円柱形状でよい。例を挙げると、光ファイバはマルチモード光ファイバ又はシングルモード光ファイバである。並列した光ファイバが光ファイバテープ６３０中に配置される。各光ファイバの構造は、その中心を形成する１つのコア部（ｃｏｒｅ）、及びコア部を覆う１つのクラッド部（ｃｌａｄｄｉｎｇ）を備えており；その他に被覆層を加えて、クラッド部の外側表面を被覆することでコア部及びクラッド部を保護することができる。コア部の屈折率（ｎ）は１．３５〜１．７０であり、クラッド部の屈折率も１．３５〜１．７０である。

最後に、ステップ１６０において、図９が示すように、１つの射出成型（ｍｏｌｄｉｎｇ）の製造工程が行われるが、例えばプラスチック射出成型の製造工程などによって、光電気モジュール４１０が実装される。本発明では、低圧（１〜６０ｂａｒ）低温（＜２００℃）射出成型を採用している。射出成型の材料はプラスチック材料でよい。光電気モジュール４１０を保護するための成型の外観は、単純に樹脂材７００でよく、ハウジング８００を被せてから再び樹脂材７００を成型してもよい。ハウジング８００の材料は金属又はプラスチックなどの材料でよい。

ワイヤボンディング方式を例とすれば、本発明の光電気モジュール４１０の実装（図８が示すように）は、一般的な光電気モジュールの実装からすれば、光電気モジュールのケーブルの射出成型には、以下の幾つかの特徴及び優位点がある。
（１） 本構造設計には１つの回路基板２００が含まれており、それはミラーユニット３０２とＬＤ／ＰＤとの間（焦点距離）に位置し、それには：ａ）．空間への樹脂材の流入が減少する；ｂ）．レンズアレイ（ｌｅｎｓ ａｒｒａｙ）３０２が樹脂材の影響を受けないよう保護する；という効果が含まれる。
（２） 光電チップ並びにワイヤボンディング部がすべて封止材（ｅｎｃａｐｓｕｌａｎｔ）で封止・保護されているため、射出成型の射出圧力による破損が生じない。
（３） 本発明は低圧（１〜６０ｂａｒ）低温（＜２００℃）射出成型を採用しており、一般的な射出成型の高温・高圧によってミラーユニットの破損が生じやすいという欠点を回避することができる。
（４） 低圧に設定された条件下で、保護メカニズム（テープ又は保護カバー）によって、樹脂材がミラー３０９部に入り込むのを効果的に回避することができる（内部と外部の圧力差が小さいため）。

回路基板２００のサイズは、光学ベンチ３００の配置（ベンチ）エリア３０１のサイズにほぼ等しい。

図８が示すように、光電変換モジュールには、回路基板２００並びに二つのレンズアレイ３０２及び３０８を有する光学ベンチ３００が備えられている。１つの実施例として、レンズアレイ３０２の配置方向とレンズアレイ３０８の配置方向は同じである。光学ベンチ３００は、回路基板２００を配置／固定できるようにするための１つのベンチエリア３０１が備えられている。１つの実施例として、レンズアレイ３０２、レンズアレイ３０８及びミラー３０９は、光学ベンチ３００中に統合／形成される。ミラー又は反射鏡３０９は光学ベンチ３００中に統合される。ミラー又は反射鏡３０９は、光源チップ２０１が出力する光信号を非同一平面上に偏向（光反射）させ、且つ信号を光ファイバなどの外部の光伝送媒体に導くことができるよう、受動的に用いられる。逆に、外部の光伝送媒体（光ファイバ）によって伝送される光信号は、ミラー３０９がこれらの光信号を導き、さらに受光素子２０２に受信される。ミラー３０９は、直接に光学ベンチ３００又は回路基板２００中に統合して造ってよい。

１つの実施例として、光コネクタ５００には、１つの光ファイバ接続部及び光学ベンチ接続部が含まれ、それぞれは光ファイバ素子及び光学ベンチとの接続に用いられる。光コネクタ５００は、１つの外部の光伝送媒体（光ファイバ）の接続部とすることができる。上述の受け孔は、光ファイバ接続部の前部表面から延伸して光学ベンチ接続部の後部表面を突き抜けている。１つの実施例として、光ファイバ接続部及び光学ベンチ接続部は一体成型となっている。

複数の光ファイバの後端部は、光コネクタ５００の光ベンチ接続部の一端に固定される。光電変換モジュールは、外部の電子デバイス又は設備からの１つの光信号（複数の光ファイバを経由する）を１つの電気信号に変換するか、又は１つの光信号を複数の光ファイバを経由して外部の電子デバイス又は設備に伝送する１つの機能を備えている。

１つの実施例として、ＩＣｓは、例えば１つのドライバＩＣ、制御ＩＣ又は電流電圧変換回路チップ、又は他の能動素子などが回路基板上に配置される。ドライバＩＣは光源チップ（光電素子など）を駆動させて発光させるのに用いることができる。

１つの実施例として、回路基板は、導光に用いられるための導波機能を備えている。回路基板には、回路基板中に嵌入された光導波部が含まれている。光導波部の材料及び厚さは、実際の応用における必要に応じて選択できる。例を挙げると、光導波部の材料には、高分子材料、ポリイミドなどの誘電材料が含まれる。１つの実施例として、回路基板は１つのフレキシブル基板である。光源チップは可視光又は非可視光を照射することができる。光源チップは例えば、１つのレーザ光源、赤外光源又は発光ダイオード（ＬＥＤ）などである。赤外光は赤外光波長域中に存在し、レーザ又は発光ダイオードにより照射することができる。

回路基板は、１つの粘着材（エポキシ樹脂など）により光学ベンチのベンチエリア上に貼着できる。

光学ベンチは、フレキシブル導波部（光導波部）を備えた回路基板と結合されて光通信に用いられる。その構造は、光信号をフレキシブル導波部によって受信及び伝送することができる。光源チップが発する光はフレキシブル導波部の１つの側面の光学マイクロ反射鏡において反射することができる。

上述したように、フレキシブル基板のフレキシブル導波部（光導波部）には、１つの上層クラッド部、１つのコア部及び１つの下層クラッド部が含まれる。上層クラッド部、コア部及び下層クラッド部の材料は特に限定されず、アクリル樹脂（ａｃｒｙｌｉｃ ｒｅｓｉｎ）、エポキシ樹脂（ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ）又はポリイミド樹脂（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ ｒｅｓｉｎ）などが可能である。

光学マイクロ反射鏡は、光経路上に設置され、光源チップ（光電変換素子アレイ）とコア部との間で偏角が９０度の光経路上に延伸される。

回路基板２００は光経路がその中を通り抜けることを許し、光源チップ２０１が照射する光がその中を通り抜けるか又は外部素子が照射する光がその中を通り抜けるようにすることができる。１つの実施例として、回路基板２００は、回路基板２００の上部表面から回路基板２００の下部表面を突き抜けて光経路がその中を通り抜けることを許し、光源チップ２０１が照射する光がその中を通り抜けるか又は外部素子が照射する光がその中を通り抜けるようにするための１つの貫通孔を備えている。導電性バンプ（半田バンプ、金属バンプ又は金バンプ）を導電線２０７上に形成して、光源チップ２０１、受光素子２０２、ＩＣｓ２０４及び２０３へ結合するのに用いることができる。

回路基板上の導電線は、ボンディングワイヤ又はフリップボードによってＩＣｓ又は回路基板へ電気的に接続されることにより、信号の通信ができる。

上述を総括すると、本発明の優位点には以下が含まれる。
（１） 光電気回路基板上には、金属線以外にも、チップの片側に設けられた広い金属エリアが含まれ、各チップから生じる熱をチップのあるエリアの外へと素早く導くことができ；金属エリアは様々な円形状に設計されることで、より効果の高い放熱メカニズムにすることができる。
（２） 光電気回路基板の上方には幾つかの貫通孔（ｖｉａ ｈｏｌｅ）が設けられる。貫通孔が光源チップ又は光検出チップの下方に位置する場合は、これらの貫通孔が光信号経路となり、主に光信号が回路基板を突き抜けられるようにさせる。光信号経路の貫通孔を設けるか否かは、光信号の波長並びに回路基板の材質の選択によって決められる。他の貫通孔は検出効果を提供する。

これらの説明以外にも、本発明の実施例並びに実施方式の記述によって各種の改良方法の達成が可能であり、それらについても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本開示の図示並びに例示はすべて説明を目的としており、本発明を限定するものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲の記載によってのみ限定される。

１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０ ステップ
２００ 回路基板
２０１ 光源チップ
２０２ 受光素子
２０３ 制御ＩＣ（ｃｏｎｔｒｏｌ ＩＣ）
２０４ ドライバＩＣ（ｄｒｉｖｅｒ ＩＣ）
２０５ａ、２０５ｂ 貫通孔
２０６ 放熱（金属）エリア
２０７ 導電線
２１０ 光電気回路基板
３００ 光学ベンチ
３０１ ベンチエリア
３０２、３０８ レンズアレイ
３０３ 溝部
３０４ 設置エリア
３０５ マーク
３０９ ミラー
３１０ 光電素子
３２０ ガイドピン（ｇｕｉｄｅ ｐｉｎ）
４００ プリント基板
４０１ ボンディングワイヤ
４０２ ボンディングパッド
４０３ Ｕ字形状エリア
４０５ 貫通孔
４０６ 口字形状開口部
４０７ 回路線
４１０ 光電気モジュール（ＯＥ ｍｏｄｕｌｅ）
４２０ 封止材
５００ 光コネクタ（ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）
５１０ ガイド孔（ｇｕｉｄｅ ｈｏｌｅ）
６００ 複合式ケーブル
６２０ 電線
６３０ 光ファイバ素子
７００ 樹脂材
８００ ハウジング

Claims (5)

1. （ａ）チップが１つの回路基板上にフリップチップ実装されて、１つの光電気回路基板が形成されるステップ；
   （ｂ）前記光電気回路基板が１つの光学ベンチの上部の面に取り付けられて、１つの光電素子が形成されるステップであって、前記光学ベンチは射出成型によって製造されるステップ；
   （ｃ）プリント基板の長手方向端部の開口部内に前記光電素子の前記光電気回路基板を挿入して配置し、前記光電素子の前記光学ベンチの前記上部の面より低い面上に前記プリント基板の前記長手方向端部の開口部の縁の下面を取り付け、前記光電気回路基板の金属線は前記プリント基板の回路に電気的に接合され、１つの光電気モジュールが形成されるステップ；
   （ｄ）前記光電素子が１つの封止材を用いて封止され、前記封止材が前記光電気回路基板の上面全体を覆うステップ；
   （ｅ）複合式ケーブル又は光ファイバケーブルが前記光電気モジュール上に接合されて、１つの光電変換モジュールが形成されるステップ；及び、
   （ｆ）低温低圧射出成型を用いて、前記アクティブ光ケーブルが形成されるステップ；
   を含み、前記低圧は１〜６０ｂａｒであり、前記低温は２００℃より低い、
   ことを特徴とするアクティブ光ケーブルの製造方法。
2. 前記光電気モジュールには、
   前記回路基板上に形成される導電線が備えられた、前記回路基板；
   前記回路基板上にフリップチップ実装されて、前記回路基板上の前記導電線に電気的に接続される、少なくとも１つの光学素子；及び
   前記光学ベンチには少なくとも１つのレンズアレイ及び１つのミラーが含まれ、前記少なくとも１つのレンズアレイのうち１つは、前記少なくとも１つの光学素子にアライメントされる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブ光ケーブルの製造方法。
3. 前記（ｂ）のステップにおいて、前記光学ベンチ上のアライメントマークへのアライメントには前記回路基板上の貫通孔が用いられ、前記（ｃ）のステップにおいて、前記光学ベンチ上のアライメントマークへのアライメントには前記プリント基板上の貫通孔が用いられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブ光ケーブルの製造方法。
4. 前記光電素子は前記プリント基板にワイヤボンディングによって電気的に接続され、前記ワイヤボンディングは前記封止材によって覆われる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブ光ケーブル製造方法。
5. 前記（ｃ）のステップにおいて、前記光電気回路の前記金属線は前記プリント回路基板の前記回路線とメタルダイレクトボンディングすることにより前記光電気モジュールを形成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブ光ケーブルの製造方法。