JP2003340842A - 光学系装置の製造方法 - Google Patents

光学系装置の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズ部の二次成形を適切に行う。 【解決手段】 成形回路基板1に設けた突部11におけ
る光素子2が実装された先端面にレンズ部3を二次成形
で形成するにあたり、突部11が嵌る貫通孔57を備え
た中間型53に成形回路基板1を装着し、貫通孔57の
一端が臨む下面と下型52の上面との間に形成したレン
ズ部3の成形用キャビティを形成し、パーティングライ
ンPLに位置する上記キャビティに成形用樹脂を充填し
てレンズ部3を成形する。レンズ部3をパーティングラ
インPL付近で成形することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光学系装置の製造方
法、殊に二次成形によるレンズ部の製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】発光素子や受光素子のような光素子及び
光素子の信号処理用の集積回路素子を実装した基板上
に、集光用のレンズを成形するにあたり、基板が立体成
形回路基板であるとともに光素子が基板に設けられた突
部の表面に配設されている場合、レンズの成形用の金型
は、図12に示すものが用いられている。図中1は基
板、2は基板1から突出する突部11の表面に実装され
た光素子、3は二次成形されたレンズ部、5は上型51
と下型52とからなる金型、PLは金型5におけるパー
ティングラインである。
【0003】レンズ部3はパーティングラインPL上に
下向きにセットされた基板1の突部11が嵌め込まれる
下型52の凹部の底部において成形され、この時、光素
子2の封止もなされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この場合、光素子2か
らレンズ部3表面までの距離の管理が難しく、しかも多
数個取りで成形する場合、ランナ・ゲートが長くなって
しまい、樹脂硬化時間の制約を受けて高圧高速注入をせ
ざるを得ず、これに伴ってボイド巻き込みやバリの発生
があった。また、金型として上記のような上型と下型に
中間型を加えた3枚型のものを用いて二次成形を行うも
のもあったが、レンズ部の成形用のキャビティの位置は
上記のものと変わりがなく、レンズ部表面にゲート跡や
面荒れが生じ、光学性能を低下させていた。
【0005】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
であって、その目的とするところはレンズ部の二次成形
を適切に行うことができる光学系装置の製造方法を提供
するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】しかして本発明は、成形
回路基板に設けた突部における光素子が実装された先端
面にレンズ部を二次成形で形成するにあたり、上記突部
が嵌る貫通孔を備えた中間型に成形回路基板を装着し、
上型に設けた凹所内に位置させた中間型の貫通孔の一端
が臨む下面と下型の上面との間にレンズ部の成形用キャ
ビティを形成し、パーティングラインに位置する上記キ
ャビティに成形用樹脂を充填してレンズ部を成形するこ
とに特徴を有している。中間型を用いると同時にレンズ
部をパーティングライン付近で成形することができるよ
うにしたものである。
【0007】この時、下型に上下動自在なピンを設けて
中間型の貫通孔内に位置する突部の先端面にピンの先端
面を対向させ、ピンの先端面でレンズ部の表面を成形す
ることが好ましく、また樹脂の注入時及びピンの突き出
し時にピンに対して超音波振動を加えることが好まし
い。
【0008】ピンの突き出し後にランナの突き出しを行
うことも好ましく、樹脂注入時のピン位置を成形回路基
板の突部の高さに応じて制御したり、中間型を開いてい
ない状態でピンの突き出しを行ってゲートの切断を行う
ことも好ましい。
【0009】レンズ部からレンズ部における樹脂流路方
向と直交する方向にダミー部を設けて、樹脂注入時にダ
ミー部に樹脂を流入させたり、レンズ部のゲート断面を
半円形または曲面形状としたり、中間型として基板形状
に応じた複数種のものを選択使用するようにしてもよ
く、さらにはパーティングラインに沿った樹脂供給流路
末端から型内空気の吸引を行いつつ樹脂注入を行った
り、パーティングラインに沿った樹脂供給流路末端に狭
間部を介して拡幅部を設けて樹脂止め部としたりするこ
とも好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】以下本発明を実施の形態の一例に
基づいて詳述すると、本発明においては突部11の先端
面に光素子2が実装されている成形回路基板(以下基板
と称す)1に対して、図1に示すように、上型51と下
型52,そしてこの両者の間にセットされる中間型53
で構成される金型5を用いて上記突部11の先端にレン
ズ部3の二次成形を行う。
【0011】ここで上記中間型53は、上型51に設け
られた凹所55内にセットされてその下面がパーティン
グラインPLに位置するものであり、基板1が嵌め込ま
れる凹所56を上面に備えるとともに、基板1の突部1
1が嵌め込まれる貫通孔57を備えている。この貫通孔
57は上記凹所56の底面と中間型53の下面との間を
貫通しているもので、図から明らかなように、中間型5
3が存在するにもかかわらず、ランナ・ゲートはパーテ
ィングラインPL沿いに形成されるようになっている。
また下型52には押出ピン59の他に、上端面がレンズ
部3の成形用の凹面となっているピン58が上下動自在
に配設されており、このピン58が中間型53の貫通孔
57の位置に合わせられている。なお、押出ピン59と
上記ピン58は図2から明らかなように別個に上下動さ
せることができるようになっている。
【0012】この金型5を用いて立体成形回路基板1に
レンズ部3の二次成形を行うにあたっては、金型5から
取り出した中間型53に基板1をセットし、図2に示す
ように中間型53を下型52上の定位置に置いた状態で
型閉じを行う。この時、パーティングラインPLに沿っ
たキャビティが中間型53と下型52(のピン58)と
の間に形成され、ランナ・ゲートもパーティングライン
PLに位置する。図中6は中間型53のハンドリング用
ユニットである。
【0013】この状態で図3左側に示すように樹脂の注
入成形を行って、基板1の突部11の先端部にレンズ部
3を成形するものであり、該レンズ部3の表面はピン5
8の先端面によって形成される。この樹脂の注入時に樹
脂の供給経路の末端から空気吸引を行うと、貫通孔57
と突部11との間のクリアランスから中間型52の上面
側に樹脂が流れてバリが発生するのを抑制することがで
きる。また、上記クリアランスを小さくするために、中
間型52を予備加熱した状態で中間型52への基板1の
セットを行うようにしておくとよい。
【0014】そして、上記成形が終われば、図3右側に
示すように型開きを行うものであり、この時、ピン58
を上昇させることで基板1の突き出しを行うとともにゲ
ートの切断(図6(b)参照)を行う。
【0015】その後、図4に示すように押出ピン59を
上昇させることでランナ7の突き出しと中間型53の押
し上げを行い、ハンドリング用ユニット6で中間型53
及びレンズ部3が成形されるとともに光素子2の封止が
なされた基板1を取り出して、図5に示すように、ラン
ナ7と中間型53と基板1とを分離する。ピン58と押
出ピン59とを同時に押し上げずに2段突き上げとする
ことで、ゲートの切断を行うことができるようにしてい
るものである。また、突部11の高さに応じてピン58
を上下動させることにより、図6(a)に示すように、光
素子2からレンズ部3表面までの距離Kを一定に調節す
ることができる。また、樹脂の注入時やピン58の突き
出し時にピン58に対して超音波振動を加えると、樹脂
との間の流動抵抗が低下するために、ピン58の先端面
で形成されるレンズ部3の表面の面荒れをなくすことが
できる。
【0016】ここにおいて、複数のレンズ部3を同時に
成形するにあたり、図7(a)に示すように、各レンズ部
3をランナ(ゲート)7で順次接続していると、成形時
のレンズ部3における樹脂フローフロント軌跡が図7
(b)に示すようになってボイド巻き込み部75が生じる
おそれがあるが、図8に示すように、レンズ部3の両脇
にダミー部70,70を設けておくと、成形時の樹脂フ
ローフロント軌跡が図8(b)に示すようになってボイド
巻き込み部の発生を無くすことができる。
【0017】また、レンズ部3間をつなぐランナ(ゲー
ト)7の断面形状は、図9に示すように半円形あるいは
曲面形状としておくと、中央が膨らんでいるレンズ部3
の中央部に外周部より多くの樹脂を流動充填することが
できて、レンズ部3の充填不良が生じるおそれを少なく
することができる。
【0018】さらに、樹脂の供給流路の末端部には、図
10に示すようにL/D≧120の狭間部71を設け、
その先に更にその5倍以上の断面積を持つ拡幅部72を
設けることで、剪断抵抗と解放後の流速低下による熱硬
化反応促進を利用してベント先端部までの樹脂止めを可
能とすることができる。
【0019】ところで、上記中間型53は、レンズ部3
の成形後に複数枚に切り離される1枚の基板1に応じた
ものとなっているが、図11に示すように、予め複数枚
に切り離した基板1にも適用することができる。また、
中間型53を交換することで、他の形状の突部11を有
する基板1や基板1そのものの厚みが異なるものなどに
も対応することができる。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明においては、成形回
路基板に設けた突部における光素子が実装された先端面
にレンズ部を二次成形で形成するにあたり、上記突部が
嵌る貫通孔を備えた中間型に成形回路基板を装着し、上
型に設けた凹所内に位置させた中間型の貫通孔の一端が
臨む下面と下型の上面との間にレンズ部の成形用キャビ
ティを形成し、パーティングラインに位置する上記キャ
ビティに成形用樹脂を充填してレンズ部を成形すること
から、中間型を用いているにもかかわらず、レンズ部を
パーティングライン付近で成形することができるもので
あり、ランナ・ゲートを短くすることができ、樹脂硬化
時間の制約を低減することができて、ボイド巻き込みや
バリの発生を抑えることができる。
【0021】この時、下型に上下動自在なピンを設けて
中間型の貫通孔内に位置する突部の先端面にピンの先端
面を対向させ、ピンの先端面でレンズ部の表面を成形す
ると、ピンの交換によってレンズ部の形状を変更するこ
とができる。
【0022】また樹脂の注入時及びピンの突き出し時に
ピンに対して超音波振動を加えると、レンズ部の表面の
面荒れを抑えることができる。
【0023】ピンの突き出し後にランナの突き出しを行
うと、基板とランナの分離が容易となる。
【0024】また樹脂注入時のピン位置を成形回路基板
の突部の高さに応じて制御することで、光素子とレンズ
部表面との間の距離を所定値に保つことができる。
【0025】中間型を開いていない状態でピンの突き出
しを行ってゲートの切断を行うと、ゲートの切断工程を
後に必要としなくなる。
【0026】レンズ部からレンズ部における樹脂流路方
向と直交する方向にダミー部を設けて、樹脂注入時にダ
ミー部に樹脂を流入させれば、レンズ部の形状に起因す
るボイドの巻き込みを抑えることができる。
【0027】レンズ部のゲート断面を半円形または非球
面形状とすると、レンズ部中央への樹脂充填をスムーズ
にすることができる。
【0028】中間型として基板形状に応じた複数種のも
のを選択使用すれば、複数種の基板において上型と下型
とを共用することができる。
【0029】さらにはパーティングラインに沿った樹脂
供給流路末端から型内空気の吸引を行いつつ樹脂注入を
行ったり、パーティングラインに沿った樹脂供給流路末
端に狭間部を介して拡幅部を設けて樹脂止め部としたり
すると、樹脂の注入充填をスムーズにすることができる
とともに、バリの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例にかかる金型の断面
図である。
【図2】同上の成形手順を示す説明図である。
【図3】同上の成形手順を示す説明図である。
【図4】同上の成形手順を示す説明図である。
【図5】同上の成形後の基板と中間型とランナの断面図
である。
【図6】(a)(b)は要部断面図である。
【図7】(a)は同上の部分斜視図、(b)はフローフロント
軌跡を示した平面図である。
【図8】他例を示すもので、(a)は斜視図、(b)はフロー
フロント軌跡を示した平面図である。
【図9】更に他例を示すもので、(a)は斜視図、(b)は断
面図である。
【図10】別の例を示すもので、(a)は斜視図、(b)は断
面図である。
【図11】基板と中間型の断面図である。
【図12】従来例の断面図である。
【符号の説明】
1 成形回路基板 2 光素子 3 レンズ部 5 金型 51 上型 52 下型 53 中間型 57 貫通孔 PL パーティングライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B29K 105:20 B29K 105:20 B29L 11:00 B29L 11:00 Fターム(参考) 4F202 AD05 AD24 AG03 AG24 AG28 AH36 AH75 CA01 CB01 CB12 CB16 CB29 CK43 CK53 CL02 CM03 CP06 CQ01 CQ05 4F204 AD05 AD24 AG03 AG24 AG28 AH36 AH75 AM32 AM33 AR07 EA03 EA04 EB01 EB11 EF01 EF05 EF27 EF30 EK07 EK09 EK24 EK26 EW01

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成形回路基板に設けた突部における光素
    子が実装された先端面にレンズ部を二次成形で形成する
    にあたり、上記突部が嵌る貫通孔を備えた中間型に成形
    回路基板を装着し、上型に設けた凹所内に位置させた中
    間型の貫通孔の一端が臨む下面と下型の上面との間にレ
    ンズ部の成形用キャビティを形成し、パーティングライ
    ンに位置する上記キャビティに成形用樹脂を充填してレ
    ンズ部を成形することを特徴とする光学系装置の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 下型に上下動自在なピンを設けて中間型
    の貫通孔内に位置する突部の先端面にピンの先端面を対
    向させ、ピンの先端面でレンズ部の表面を成形すること
    を特徴とする請求項1記載の光学系装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 樹脂の注入時及びピンの突き出し時にピ
    ンに対して超音波振動を加えることを特徴とする請求項
    2記載の光学系装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 ピンの突き出し後にランナの突き出しを
    行うことを特徴とする請求項2または3記載の光学系装
    置の製造方法。
  5. 【請求項5】 樹脂注入時のピン位置を成形回路基板の
    突部の高さに応じて制御することを特徴とする請求項2
    〜4のいずれかの項に記載の光学系装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 中間型を開いていない状態でピンの突き
    出しを行ってゲートの切断を行うことを特徴とする請求
    項2〜5のいずれかの項に記載の光学系装置の製造方
    法。
  7. 【請求項7】 レンズ部からレンズ部における樹脂流路
    方向と直交する方向にダミー部を設けて、樹脂注入時に
    ダミー部に樹脂を流入させることを特徴とする請求項1
    〜6のいずれかの項に記載の光学系装置の製造方法。
  8. 【請求項8】 レンズ部のゲート断面を半円形または曲
    面形状としていることを特徴とする請求項1〜7のいず
    れかの項に記載の光学系装置の製造方法。
  9. 【請求項9】 中間型として基板形状に応じた複数種の
    ものを選択使用することを特徴とする請求項1〜8のい
    ずれかの項に記載の光学系装置の製造方法。
  10. 【請求項10】 パーティングラインに沿った樹脂供給
    流路末端から型内空気の吸引を行いつつ樹脂注入を行う
    ことを特徴とする請求項1〜9のいずれかの項に記載の
    光学系装置の製造方法。
  11. 【請求項11】 パーティングラインに沿った樹脂供給
    流路末端に狭間部を介して拡幅部を設けて樹脂止め部と
    することを特徴とする請求項1〜9のいずれかの項に記
    載の光学系装置の製造方法。
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