JP2007041267A - 光接続部品および光接続部品の接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱や接着剤漏れ等による悪影響を防止して基板に実装することができる光接続部品および光接続部品の接続方法を得る。
【解決手段】 光ファイバ１１を装着した光ファイバプラグ２０と、光電変換素子ユニット３２を装着した光ヘッド部３０とを嵌合させることにより光ファイバ１１と光電変換素子３３とを接続する。また、光ヘッド部３０の光ファイバ配列部材３１には光ファイバ１１の先端部１１ａを位置規制して光電変換素子ユニット３２の受発光部３３ａに案内するガイド孔３４が設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は光接続部品および光接続部品の接続方法に係り、例えば光電変換素子に光ファイバを接続するための光接続部品および光接続部品の接続方法に関するものである。

従来より、受発光素子に光ファイバを接続する光接続部品が知られている（例えば特許文献１参照）。
図６に示すように、特許文献１に記載されている光接続部品１００はフェルール１０１を有し、このフェルール１０１には光ファイバを位置決め保持するための複数のファイバ穴１０２が形成されている。フェルール１０１の外面には、電気配線を行うための複数の金属メッキ部１０３が各ファイバ穴１０２に対応して形成されている。各金属メッキ部１０３は、フェルール１０１の下面１０１ｃから前面１０１ａを通って上面１０１ｄまで連続的に延びている。フェルール１０１は、ポリエステル樹脂、ＰＰＳ樹脂およびエポキシ樹脂のいずれかを含む材料で形成されている。
特開２００５−１１５２８４号公報

ところで、前述した特許文献１に記載されているような光接続部品では、基板上に実装した受発光素子(光デバイス)に対し、光ファイバを接続したフェルールを位置決めして接続固定することが行われている。この場合、フェルールの固定のために半田や接着剤を用いると、半田による加熱や接着剤の漏れ出しや接着剤を硬化させるための加熱等が他部品に悪影響を与えるという不都合があった。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱や接着剤漏れ等による悪影響を防止して基板に実装することができる光接続部品および光接続部品の接続方法を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明にかかる光接続部品の第１の特徴は、光ファイバと光電変換素子とを接続する光接続部品であって、前記光ファイバの先端部を挿通させて先端面より突出可能にした光ファイバプラグと、前記光ファイバプラグが嵌合可能であるとともに前記光ファイバの先端部を所定位置に配列する光ファイバ配列部材および前記光電変換素子を有する光電変換素子ユニットを一体的に有する光ヘッド部とを備え、前記光ヘッド部では、前記光ファイバ配列部材が、前記光ファイバプラグとの嵌合により挿入される前記光ファイバの先端部を前記光電変換素子ユニットにおける前記光電変換素子の受発光部に案内するガイド孔を備えていることにある。

このように構成された光接続部品においては、光ファイバを装着した光ファイバプラグと、光電変換素子ユニットを装着した光ヘッド部とを嵌合させることにより光ファイバと光電変換素子とを接続するので、加熱や接着剤を用いる必要がなく、光ファイバの取付け時に光ファイバの被覆や、他の部品等に悪影響を与えるのを防止することができる。また、光ヘッド部の光ファイバ配列部材には光ファイバの先端部を位置規制して光電変換素子ユニットの受発光部に案内するガイド孔が設けられているので、光ファイバの先端をガイド孔に挿入することにより容易に光ファイバの位置決めを行うことができる。

また、本発明にかかる光接続部品の第２の特徴は、上記本発明の第１の特徴において、前記光電変換素子の素子部電極が前記光電変換素子ユニットにおける前記光ファイバ配列部材に対向する素子側接着面に形成されるとともに、前記光ファイバ配列部材における前記素子側接着面が対向する配列側接着面には前記素子部電極が導接する電気配線部が設けられ、前記電気配線部が前記光ファイバ配列部材の外側面に連続して形成されていることにある。

このように構成された光接続部品においては、光電変換素子ユニットと光ファイバ配列部材とを一体化すると、光電変換素子ユニットに電源供給する素子部電極が光ファイバ配列部材の電気配線部に導接されることになる。また、電気配線部は光ファイバ配列部材の外側面に連続して設けられているので、光ファイバ配列部材を基板上に実装することにより、光電変換素子に容易に電気を供給することができる。

また、本発明にかかる光接続部品の第３の特徴は、上記本発明の第１または第２の特徴において、前記光ファイバがマルチモード光ファイバであるとともに、前記光ファイバを被覆付きのまま前記光ファイバ配列部材のガイド孔に挿通することにある。

このように構成された光接続部品においては、光ファイバを被覆付のまま光ファイバ配列部材のガイド孔に挿通するので、被覆を除去する手間が省けて、作業を容易かつ迅速に行うことができる。また、光ファイバがマルチモード光ファイバであるので、多少のずれを許容して取り付けることができる。

また、本発明にかかる光接続部品の第４の特徴は、上記本発明の第３の特徴において、前記光ファイバは、前記光ファイバプラグを挿通する貫通孔において前記被覆が除去された裸部分が接着されていることにある。

このように構成された光接続部品においては、光ファイバプラグの貫通孔に対応する光ファイバの被覆を除去して裸部分を形成し、この裸部分を直接貫通孔に接着したので、被覆を介して貫通孔に装着する場合に比して、光ファイバの位置決め精度を上げることができるとともに、強固に光ファイバプラグに接着することができる。

また、本発明にかかる光接続部品の接続方法の第５の特徴は、光ファイバと光電変換素子とを接続する光接続部品の接続方法であって、前記光ファイバの先端部を挿通させて先端面より突出可能な光ファイバプラグに該光ファイバを取り付ける一方、前記光電変換素子を備えた光電変換素子ユニットと前記光ファイバプラグが嵌合可能な光ファイバ配列部材とを一体的に備えた光ヘッド部を基板上に実装しておき、前記基板に実装された前記光ヘッド部の前記光ファイバ配列部材に対し前記光ファイバプラグを嵌合して接続することにある。

このように構成された光接続部品の接続方法においては、光ファイバの先端部を光ファイバプラグに挿通させて光ファイバプラグの先端面から突出させて取り付けておき、光電変換素子を備えた光電変換素子ユニットと光ファイバを配列位置決めする光ファイバ配列部材とを一体化して光ヘッド部を形成して基板上に実装しておく。そして、光ファイバを装着した光ファイバプラグと、光電変換素子を装着した光ヘッド部とを嵌合させることにより光ファイバと光電変換素子ユニットとを接続するので、加熱や接着剤を用いる必要がなく、光ファイバの取付け時に光ファイバの被覆や、他の部品等に悪影響を与えるのを防止することができる。

本発明によれば、光ファイバを装着した光ファイバプラグと、光電変換素子を装着して基板上に実装される光ヘッド部とを嵌合させることにより、光ファイバと光電変換素子ユニットとを接続することができるので、光ファイバの取付け時に半田や接着剤を用いる必要がなく、半田の熱やはみ出した接着剤によって、光ファイバの被覆や他の部品等に悪影響を与えるのを防止することができる。また、光ヘッド部の光ファイバ配列部材には光ファイバの先端部を位置規制して光電変換素子の受発光部に案内するガイド孔が設けられているので、光ファイバの先端をガイド孔に挿入することにより容易に光ファイバの位置決めを行うことができるという効果が得られる。

以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１（Ａ）は本発明の光接続部品に係る実施形態を示す分解斜視図、図１（Ｂ）は光ファイバプラグと光ヘッド部を結合した状態を示す断面図、図２は光ファイバプラグに光ファイバの先端部を挿入する状態を示す斜視図、図３（Ａ）および（Ｂ）は光ファイバの先端部が光ファイバプラグを貫通する状態を示す断面図、図４（Ａ）は光ファイバプラグと光ヘッド部とを接合する前の状態を示す断面図、図４（Ｂ）は光ファイバプラグと光ヘッド部とを接合した状態を示す断面図、図４（Ｃ）は図４（Ｂ）の要部を拡大した斜視図、図５（Ａ）は光ファイバ配列部材の前方から見た斜視図、図５（Ｂ）は光ファイバ配列部材の後方から見た斜視図である。

図１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、本発明に係る光接続部品１０は、光ファイバ１１と光電変換素子３３とを接続するものであって、光ファイバ１１の先端部１１ａを挿通させて先端面２１ａより突出可能にした光ファイバプラグ２０と、この光ファイバプラグ２０が嵌合可能であるとともに光ファイバ１１の先端部１１ａを所定位置に配列する光ファイバ配列部材３１および光電変換素子３３を有する光電変換素子ユニット３２を一体的に有する光ヘッド部３０とを備えている。そして、光ヘッド部３０では、光ファイバ配列部材３１が、光ファイバプラグ２０との嵌合により挿入される光ファイバ１１の先端部１１ａを位置規制して光電変換素子ユニット３２における光電変換素子３３の受発光部３３ａに案内するガイド孔３４を備えている。

図１（Ａ）に示すように、光ファイバ１１は複数本（ここでは、例えば４本）並列されてテープ被覆１２ａにより被覆されてテープ心線１２を形成している。
なお、光ファイバ１１としてはマルチモードの光ファイバを用いるのが望ましい。例えば、コア径はφ５０μｍ、クラッド径φ８０μｍ、被覆外径φ１２５μｍのものを使用することができる。マルチモードの光ファイバを用いることにより、軸線方向あるいは調心方向に多少のずれを許容して取り付けることができる。

図２に示すように、光ファイバプラグ２０には、光ファイバ１１を挿通して先端部１１ａを突出させるための貫通孔２２が、光ヘッド部３０のガイド孔３４に対応して設けられている。貫通孔２２には、光ファイバ１１の先端部１１ａを位置規制してガイド孔３４に挿入させる案内孔部２２ａが設けられている。光ファイバ１１は例えば２５０μｍのピッチで配置されるように保持されており、その保持部分は、案内孔部２２ａを含む貫通孔２２内に充填される例えば熱硬化性の接着剤で光ファイバプラグ２０の本体と固着してある。
図１（Ａ）および（Ｂ）に示したように、光ファイバ１１の先端部１１ａは光ファイバプラグ２０の貫通孔２２に連続した案内孔部２２ａを貫通して、突出部１１ｃが光ファイバプラグ２０の先端面２１ａから突出している。この突出部１１ｃが光ヘッド部３０との嵌合において光ヘッド部３０のガイド孔３４に導入されることになる。なお、プラグ嵌合時に光ファイバ端面がちょうど光電変換素子３３の受発光部３３ａの近傍に来るように、予め突出部１１ｃの長さ（例えば２ｍｍ程度）は設定しておく。

なお、図２に示すように、貫通孔２２の手前側（図２において右側）に、光ファイバ１１の位置決めを行うための例えばＶ溝２３を設けることもできる。従って、光ファイバ１１の先端部１１ａをＶ溝２３に沿って光ファイバプラグ２０の案内孔部２２ａに挿通することにより、先端部１１ａを容易に貫通孔２２の所定位置に挿通させることができる。
また、図示はしていないが、光ファイバプラグ２０は嵌合時に光ヘッド部３０の光ファイバ配列部材３１と爪等で係止され、光ファイバ配列部材３１から離間することがないようになっている。

図３（Ａ）には、単心の光ファイバ１１が光ファイバプラグ２０の貫通孔２２を貫通する状態を示し、図３（Ｂ）には、テープ心線１２の光ファイバ１１が貫通孔２２を貫通する状態が示されている。
図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、光ファイバ１１の先端部１１ａは、被覆付のまま光ファイバプラグ２０の貫通孔２２を貫通している。このため、光ファイバプラグ２０を取り扱う際に、光ファイバプラグ２０の先端面２１ａより突出された光ファイバ１１の突出部１１ｃを傷付けないように保護することができる。なお、図３（Ｂ）に示すように、光ファイバプラグ２０の後端面２１ｂにテープ心線１２が嵌合する凹部２４を設けて、貫通孔２２を２段に形成するようにしてもよい。
また、光ファイバ１１の先端部１１ａには光ファイバプラグ２０の貫通孔２２において被覆が除去された裸部分１１ｂが設けられており、この裸部分１１ｂが接着剤１３によって貫通孔２２に接着されている。従って、直接光ファイバ１１のガラス部分を位置決めすることができるため、光ファイバ１１の位置決め精度を高めることができるとともに、強固に固定することができる。

図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、光ファイバ１１の先端部１１ａは、被覆付のまま光ファイバプラグ２０の貫通孔２２を貫通して、突出部１１ｃが光ファイバ配列部材３１のガイド孔３４に挿通される。これにより、被覆を除去する手間が省けて、作業を容易かつ迅速に行うことができることになる。また、光ファイバ１１の突出部１１ｃを光ヘッド部３０のガイド孔３４に挿入する際に、ガイド孔３４の角部が当たって光ファイバ１１を傷付けるのを防止することができる。

図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、光ヘッド部３０の光電変換素子ユニット３２には、複数（ここでは、例えば４個）の光電変換素子３３がガイド孔３４のピッチに合わせてアレイ状に配置されている。光電変換素子３３は、光源部として用いる場合は面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、受光部として用いる場合はフオトディテクタ（ＰＤ）が代表的である。配列ピッチは例えば２５０μｍとすることができるが、これより大きくても小さくても良い。また、光電変換素子３３が設けられている光電変換素子ユニット３２は予め光ファイバ配列部材３１に接合されているが、その際、光源であれば発光面が、受光部であれば受光面がそれぞれ受発光部３３ａとしてガイド孔３４の出ロに位置するように調整されている。

また、図４（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、光電変換素子ユニット３２に取り付けられている光電変換素子３３に電源供給や信号を伝送するため素子部電極となるバンプ接触部３５が、光電変換素子ユニット３２における光ファイバ配列部材３１に対向する素子側接着面３２ａに形成されている。一方、光ファイバ配列部材３１において素子側接着面３２ａが対向する配列側接着面３１ａには、素子部電極が導接する電気配線部３６が設けられている。
また、図５（Ａ）および（Ｂ）に示すように、電気配線部３６は、光ファイバ配列部材３１の配列側接着面３１ａから外側面３１ｂ（ここでは上面）に連続して、電気配線部端子３６ａを形成している。

従って、図４（Ｃ）に示すように、光ファイバ配列部材３１と光電変換素子ユニット３２とを接合すると、素子部電極となるバンプ接触部３５と電気配線部３６とが導接することになり、電気配線部端子３６ａが上面に露出することになる。このため、光ヘッド部３０を、光ファイバ配列部材３１の電気配線部端子３６ａが接触するように基板に実装することにより、電気配線部３６およびバンプ接触部３５を介して光電変換素子３３に容易に電気を供給したり信号を取り出すことができる。

次に、本発明に係る光接続部品の接続方法について説明する。
この光接続部品の接続方法は、光ファイバ１１と光電変換素子３３とを接続する接続方法であって、まず、光ファイバ１１の先端部１１ａを挿通させて先端面２１ａより光ファイバ１１が突出するように光ファイバ１１を光ファイバプラグ２０に取り付ける。一方、光電変換素子３３を備えた光電変換素子ユニット３２と、光ファイバプラグ２０が嵌合可能な光ファイバ配列部材３１とを一体的に備えた光ヘッド部３０を、基板上に実装しておき、基板に実装された光ヘッド部３０の光ファイバ配列部材３１に対し光ファイバプラグ２０を嵌合・固定して光ファイバ１１と光電変換素子３３とを接続する。
なお、光ファイバ配列部材３１に嵌合している光ファイバプラグ２０が不用意に脱落しないように係止している爪等を解除して、光ファイバプラグ２０を光ヘッド部３０から取り外すことができる。

以上、前述した光接続部品および光接続部品の接続方法によれば、光ファイバ１１を装着した光ファイバプラグ２０と、光電変換素子ユニット３２を装着した光ヘッド部３０とを嵌合させることにより光ファイバ１１と光電変換素子３３とを接続するので、光ヘッド部３０の嵌合時に加熱や接着剤を用いる必要がなく、また、光ファイバ１１の取付け時に光ファイバ１１の被覆や、他の部品等に悪影響を与えるのを防止することができる。

なお、本発明の光接続部品および光接続部品の接続方法は、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能である。
例えば、前述した実施形態においては、４本の光ファイバ１１を４個の光電変換素子３３に接続する場合を例示したが、光ファイバ１１の本数あるいは光電変換素子３３の数は限定するものではない。また、前述した実施例においては、テープ心線１２を接続する場合について説明したが、これに限るものではない。

以上のように、本発明に係る光接続部品および光接続部品の接続方法は、光ファイバを装着した光ファイバプラグと、光電変換素子ユニットを装着した光ヘッド部とを嵌合させることにより光ファイバと光電変換素子ユニットとを接続することができるので、光ファイバの取付け時に半田や接着剤を用いる必要がなく、半田の熱やはみ出した接着剤によって、光ファイバの被覆や他の部品等に悪影響を与えるのを防止することができる。また、光ヘッド部の光ファイバ配列部材には光ファイバの先端部を位置規制して光電変換素子ユニットの受発光部に案内するガイド孔が設けられているので、光ファイバの先端をガイド孔に挿入することにより容易に光ファイバの位置決めを行うことができるという効果を有し、光電変換素子に光ファイバを接続するための光接続部品および光接続部品の接続方法等として有用である。

（Ａ）は本発明の光接続部品に係る一実施形態を示す分解斜視図、（Ｂ）は光ファイバプラグと光ヘッド部を結合した状態を示す断面図である。 光ファイバプラグに光ファイバの先端部を挿入する状態を示す斜視図である。 （Ａ）および（Ｂ）は光ファイバの先端部が光ファイバプラグを貫通する状態を示す断面図である。 （Ａ）は光ファイバプラグと光ヘッド部とを接合する前の状態を示す断面図、（Ｂ）は光ファイバプラグと光ヘッド部とを接合した状態を示す断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の要部を拡大した斜視図である。 （Ａ）は光ファイバ配列部材の前方から見た斜視図、（Ｂ）は光ファイバ配列部材の後方から見た斜視図である。 従来の電気接続部品の一例を示す断面図である。

符号の説明

１０ 光接続部品
１１ 光ファイバ
１１ａ 先端部
１１ｂ 裸部分
２０ 光ファイバプラグ
２１ａ 先端面
２２ 貫通孔
２２ａ 案内孔部
３０ 光ヘッド部
３１ 光ファイバ配列部材
３１ａ 配列側接着面
３１ｂ 外側面
３２ 光電変換素子ユニット
３２ａ 素子側接着面
３３ 光電変換素子
３３ａ 受発光部
３４ ガイド孔
３５ バンプ接触部
３６ 電気配線部

Claims (5)

1. 光ファイバと光電変換素子とを接続する光接続部品であって、
   前記光ファイバの先端部を挿通させて先端面より突出可能にした光ファイバプラグと、前記光ファイバプラグが嵌合可能であるとともに前記光ファイバの先端部を所定位置に配列する光ファイバ配列部材および前記光電変換素子を有する光電変換素子ユニットを一体的に有する光ヘッド部とを備え、
   前記光ヘッド部では、前記光ファイバ配列部材が、前記光ファイバプラグとの嵌合により挿入される前記光ファイバの先端部を前記光電変換素子ユニットにおける前記光電変換素子の受発光部に案内するガイド孔を備えていることを特徴とする光接続部品。
2. 前記光電変換素子の素子部電極が前記光電変換素子ユニットにおける前記光ファイバ配列部材に対向する素子側接着面に形成されるとともに、前記光ファイバ配列部材における前記素子側接着面が対向する配列側接着面には前記素子部電極が導接する電気配線部が設けられ、
   前記電気配線部が前記光ファイバ配列部材の外側面に連続して形成されていることを特徴とする請求項１記載の光接続部品。
3. 前記光ファイバがマルチモード光ファイバであるとともに、前記光ファイバを被覆付きのまま前記光ファイバ配列部材のガイド孔に挿通することを特徴とする請求項１または２記載の光接続部品。
4. 前記光ファイバは、前記光ファイバプラグを挿通する貫通孔において前記被覆が除去された裸部分が接着されていることを特徴とする請求項３記載の光接続部品。
5. 光ファイバと光電変換素子とを接続する光接続部品の接続方法であって、
   前記光ファイバの先端部を挿通させて先端面より突出可能な光ファイバプラグに該光ファイバを取り付ける一方、前記光電変換素子を備えた光電変換素子ユニットと前記光ファイバプラグが嵌合可能な光ファイバ配列部材とを一体的に備えた光ヘッド部を基板上に実装しておき、前記基板に実装された前記光ヘッド部の前記光ファイバ配列部材に対し前記光ファイバプラグを嵌合して接続することを特徴とする光接続部品の接続方法。

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