JP2007093731A - 光接続部品の製造方法及び光接続部品 - Google Patents

Abstract

【課題】 容易に３次元的に電気配線をすることができる光接続部品の製造方法及び光接続部品を得る。
【解決手段】 電気配線２１を有して二つ折りに折り曲げられるフレキシブル回路２０を、光ファイバ１１の先端面１１ａを露出させる光接続部品１０の先端面１３と、この先端面１３に連続する側面１４にインサート成形により一体的に設けることで、フレキシブル回路２０の電気配線２１を３次元的に配線する。これにより、光ファイバ１１の先端面１１ａに対向して設けられる光電変換素子４２に対して、光接続部品１０の側面１４側の電気配線２１を介して光電変換素子４２に駆動用電力を供給することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光接続部品の製造方法及び光接続部品に係り、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の製造方法及び光接続部品に関するものである。

ブロードバンドの発展に伴い、ネットワークノード上のルーター、更には、情報家電にも高速化・大容量化の要求が高まっている。これに対し、電気伝送の入出力部分で光電変換を行い、光ファイバの広帯域性を生かして高速・大容量伝送を行う光インターコネクションの導入検討が伸展している。光電変換部分において、光電変換素子(発光素子、受光素子)と光ファイバの結合を行うための技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
特開２００５−４３６２２号公報

ところで、特許文献１に記載の光接続部品の製造方法では、光ファイバ位置決め部品の端面上と側面上に繋がって形成された電気配線を有することで、光半導体素子の接続位置の自由度が高くなるとあるが、そもそも、そのように物体表面に連続して３次元的な電気配線を形成することが困難であった。

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、容易に３次元的に電気配線をすることができる光接続部品の製造方法及び光接続部品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製造方法の第１の特徴は、光ファイバと光電変換素子を備えた光電変換ユニットとを接続する光接続部品の製造方法であって、前記光ファイバ端面を露出させる成形品の先端面及び前記先端面に連続した側面に位置するようにフレキシブル回路を金型のキャビティ内に配置する工程と、前記キャビティ内に樹脂を注入して前記フレキシブル回路をインサート成形する工程と、前記フレキシブル回路がインサート成形された前記成形品を前記金型から取出す工程と、前記光電変換素子の活性層を前記先端面に露出する前記光ファイバのコアに位置合わせし、前記光電変換素子の駆動用電極を前記フレキシブル回路の電気配線に接触させた状態で前記光電変換素子を装備した光電変換ユニットを前記先端面に固定する工程とを有することにある。

このように構成された光接続部品の製造方法においては、電気配線を有したフレキシブル回路を、少なくとも光ファイバ端面を露出させる光接続部品の先端面にインサート成形により一体的に設けるので、フレキシブル回路の電気配線により容易に３次元的に配線することができる。これにより、光ファイバ端面に対向して設けられる光電変換素子に対して、光接続部品の側面側の電気配線を介して駆動用電力を供給することができることになる。

また、本発明にかかる光接続部品の製造方法の第２の特徴は、上記本発明の第１の特徴において、前記フレキシブル回路に貫通穴を穿設し、前記貫通穴より漏出した樹脂材の膨出部を形成する工程を有することにある。

このように構成された光接続部品の製造方法においては、フレキシブル回路に設けられた貫通穴から樹脂が外に流れ出して膨出部を形成するので、フレキシブル回路をリベットを用いたような形状でインサート成形することができるので、フレキシブル回路が脱落しにくい光接続部品を製造することができる。

また、本発明にかかる光接続部品の製造方法の第３の特徴は、上記本発明の第２の特徴において、前記膨出部を、前記光電変換ユニットに形成した凹部に係入させて前記光電変換ユニットを所定位置に位置決めする工程を有することにある。

このように構成された光接続部品の製造方法においては、フレキシブル回路に形成されている貫通穴から突出した膨出部を、光電変換ユニットに形成されている凹部に係入させることにより、光接続部品の先端面に対する光電変換ユニットの位置決めを容易に高精度で行うことができる。

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１から第３のいずれかの特徴に記載の光接続部品の製造方法によって製造されることにある。

このように構成された光接続部品においては、電気配線を有したフレキシブル回路を、光ファイバ端面を露出させる光接続部品の先端面と、この先端面に連続する側面にインサート成形により一体的に設ける。これにより、光ファイバの先端面に対向して設けられる光電変換素子に対して、光接続部品の側面側の電気配線を介して光電変換素子に駆動用電力を供給することができることになる。

本発明によれば、フレキシブル回路を、少なくとも光ファイバ端面を露出させる光接続部品の先端面にインサート成形により一体的に設けるので、フレキシブル回路の電気配線により容易に３次元的に配線する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は本発明の光接続部品の製造方法に係る第１実施形態を示す断面図、図２は光接続部品の本体の先端面にフレキシブル回路を取り付けた状態を下方から見た斜視図、図３（Ａ）はフレキシブル回路の一例を示す平面図、図３（Ｂ）はフレキシブル回路の別の例を示す平面図、図４はフレキシブル回路を光接続部品の先端面に固定した状態を示す断面図、図５は光接続部品の先端面にフレキシブル回路を挟んで光電変換ユニットを取り付ける状態を示す断面図である。

図１に示すように、本発明の第１実施形態である光接続部品の製造方法は、フレキシブル回路２０を配置した金型３０のキャビティ３１内に樹脂を注入してフレキシブル回路２０をインサート成形した成形品に対し、図５に示すように、成形品の先端面１３に光電変換素子４２を備えた光電変換ユニット４０を固定して光接続部品１０を形成する。
さらに詳述すると、この光接続部品１０の製造方法は、光ファイバ端面１１ａを露出させる成形品の先端面１３及び先端面１３に連続した側面１４に位置するように、電気配線２１を表面に形成して二つ折りに折り曲げられるフレキシブル回路２０を金型３０のキャビティ３１内に配置する工程と、キャビティ３１内に樹脂を注入してフレキシブル回路２０をインサート成形する工程と、フレキシブル回路２０がインサート成形された成形品である光接続部品本体１０ａ（図４参照）を金型３０から取出す工程と、光電変換素子４２の活性層４２ａ（図５参照）を光接続部品１０の先端面１３に露出する光ファイバ１１のコア１１ｂに位置合わせし、光電変換素子４２の駆動用電極４１をフレキシブル回路２０の電気配線２１に接触させた状態で光電変換素子４２を装備した光電変換ユニット４０を光接続部品本体１０ａの先端面１３に固定する工程とを有している。

図１に示すように、光接続部品１０を製造するための金型３０は、上金型３２および下金型３３を有していて、上下両金型３２、３３を組み合わせると内部に光接続部品１０の本体１０ａを形成するためのキャビティ３１が形成されるようになっている。また、上下両金型３２、３３の合わせ面に沿って、スライドコア３４が進入可能に設けられており、スライドコア３４と反対側には、端面側スライド３７が取り付けられている。

スライドコア３４の前面には、光接続部品１０における光ファイバ挿入孔１２（図４、図５参照）を形成するための複数本のコアピン３４ａが設けられており、支持部３４ｂによりスライドコア３４に取り付けられている。コアピン３４ａの先端は先細り形状となっている。
端面側スライド３７には、コアピン３４ａの位置決めを行うための丸穴３８が設けられており、コアピン３４ａの先端部を丸穴３８に挿入することにより、キャビティ３１内においてコアピン３４ａを精密に位置決めできるようになっている。また、端面側スライド３７のフレキシブル回路２０に対向する側面には、凹部３９が設けられている。
なお、下金型３３におけるキャビティ３１の中央部には凸部３５が入り子構造で設けられており、樹脂注入時にはスライドコア３４を下方から支持するとともに、製造された光接続部品１０に光ファイバ１１を固定する際に接着剤を注入するための接着剤注入口（図示省略）を形成するようになっている。

図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、フレキシブル回路２０は、平面状のものであって、表面に電気配線２１が設けられている。また、光接続部品本体１０ａの先端面１３に設けられている光ファイバ挿入孔１２に対応して貫通孔２２が設けられており、成形時においてコアピン３４ａとの干渉を防止している。貫通孔２２は、エッチング、レーザーアブレーション等の手法を取ることで設けることができる。なお、図３（Ａ）においては、光ファイバ挿入孔１２の全体に対応する一つの矩形孔２３としているが、図３（Ｂ）に示すように、個々の光ファイバ挿入孔１２に対応する丸孔２４を設けるようにしてもよい。丸孔２４の場合は、丸孔２４の間にも電気配線２１を形成することができるので、光電変換素子実装の自由度が上がる。
また、フレキシブル回路２０の上部には、複数個の位置決め孔２５が設けられており、電気配線２１の上方には、位置決めのために複数個の貫通穴２６が設けられている。なお、フレキシブル回路２０の材質としては、耐熱性に優れたポリイミドを使用するのが良く、光接続部品１０の材質としては、熱可塑性のＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂、熱硬化性のエポキシ樹脂等が上げられる。

従って、光接続部品の製造は、図１および図２に示すように、フレキシブル回路２０を点線部で折り曲げて金型３０内にセットする。このとき、端面側スライド３７に設けられている複数本（本例では３本）のピン３６をフレキシブル回路２０の位置決め孔２５に挿嵌することにより、端面スライド３７および金型３０に対してフレキシブル回路２０の正確な位置決めを行うことができるようになっている。次いで、スライドコア３４を挿入して、コアピン３４ａの先端部をフレキシブル回路２０の貫通孔２２である矩形孔２３を貫通して、端面側スライド３７の丸穴３８に挿入することにより位置決めする。そして、キャビティ３１内に樹脂を注入して、フレキシブル回路２０をインサート成形により光接続部品本体１０ａに一体的に取り付ける。このとき、注入された樹脂がフレキシブル回路２０の貫通穴２６からしみ出して端面側スライド３７の凹部３９に入り込んで、図２および図４に示すように、膨出部１５を形成する。
なお、フレキシブル回路２０の貫通穴２６は、予めフレキシブル回路２０に形成されたものであったり、フレキシブル回路２０を金型３０にセットする直前に穿設されたりしたものであっても良い。

続いて、金型３０を分解して、フレキシブル回路２０がインサート成形された光接続部本体は図５に示すように、リベット状にフレキシブル回路２０を固定した状態になっている。光接続部品本体１０ａから突出しているフレキシブル回路２０ａ（図２参照）を切除し、光電変換ユニット４０を取り付ける。すなわち、図５に示すように、フレキシブル回路２０から突出している膨出部１５を光電変換ユニット４０の位置決め凹部４３に嵌合して光電変換ユニット４０を位置決めする。これにより、光電変換素子４２の活性層４２ａは、光ファイバ挿入孔１２の正面に対向することになり、光ファイバ挿入孔１２に挿入された光ファイバ１１のコア１１ｂの端面に対向することになる。そして、光電変換素子４２の駆動用電極４１をフレキシブル回路２０の電気配線２１に接触させた状態で、光電変換ユニット４０を光接続部品１０の先端面１３に固着する。
このようにして製造された光接続部品１０では、その先端面１３は斜めにカットされており、伝送特性を向上させている。

以上、前述した光接続部品の製造方法及び光接続部品によれば、電気配線２１を有して二つ折りに折り曲げられるフレキシブル回路２０を、光ファイバ１１の先端面１１ａが露出する光接続部品１０の先端面１３と、この先端面１３に連続する側面１４にインサート成形により一体的に設けるので、フレキシブル回路２０の電気配線２１により容易に３次元的に配線することができる。これにより、光ファイバ１１の先端面１１ａに対向して設けられる光電変換素子４２に対して、光接続部品１０の側面１４側の電気配線２１を介して光電変換素子４２に駆動用電力を供給することができることになる。つまり、光接続部品１０を図示せぬ回路基板上に実装して、光接続部品１０の側面１４側の電気配線２１を基板上の配線パターンに接続させることにより、光電変換ユニット４０に駆動用電力を供給することができる。

次に、本発明の光接続部品の製造方法に係る第２実施形態を図に基づいて説明する。
図６は本発明の光接続部品の製造方法に係る第２実施形態を示す斜視図、図７（Ａ）〜（Ｅ）は光接続部品の製造方法を工程順に示した断面図である。なお、前述した第１実施形態と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。

本発明の第２実施形態である光接続部品の製造方法は、図７（Ａ）に示すように電気配線２１を表面に形成したフレキシブル回路２０の電気配線２１の一部を金型３０のキャビティ３１内に配置する工程と、図７（Ｂ）に示すように可動金型（上金型３２）を閉じてキャビティ３１内に樹脂を注入し、フレキシブル回路２０をインサート成形する工程と、図７（Ｃ）に示すようにフレキシブル回路２０がインサート成形された成形品を金型３０から取出す工程（図６も参照）と、図７（Ｄ）（Ｅ）に示すように成形品の先端面１３から外れて形成されたフレキシブル回路２０を切除するとともに電気配線２１部分を先端面１３に連続した側面１４上に折り曲げて側面１４に接着する工程と、光電変換素子４２の活性層４２ｂを先端面１３に露出させる光ファイバ１１のコア１１ｂに位置合わせするとともに、光電変換素子４２の駆動用電極４１をフレキシブル回路２０の電気配線２１に接触させた状態で光電変換素子４２を装備した光電変換ユニット４０を先端面１３に固定する工程とを有している。

すなわち、第２実施形態にかかる光接続部品の製造方法では、図６に示すように、フレキシブル回路２０を折り曲げずに平面状態で成形品の端面１３にインサート成形した後、電気配線２１が設けられている部分（図６において下部分）を、後工程で側面１４側に折り曲げて接着剤で光接続部品１０の本体１０ａに固定している。なお、本体１０ａの先端面１３から図６中上方へ突出している突出部分２０ａを切除するのは、前述した第１実施形態の場合と同様である。

以上説明したように、第２実施形態に係る光接続部品の製造方法及び光接続部品においても、前述した第１実施形態における光接続部品の製造方法及び光接続部品と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明の光接続部品の製造方法及び光接続部品は、前述した各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。

以上のように、本発明に係る光接続部品の製造方法及び光接続部品は、二つ折りに折り曲げられるフレキシブル回路を、光ファイバの先端面を露出させる光接続部品の先端面と、この先端面に連続する側面にインサート成形により一体的に設けるので、フレキシブル回路の電気配線により容易に３次元的に配線することができるという効果を有し、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の製造方法及び光接続部品等として有用である。

本発明の光接続部品の製造方法に係る第１実施形態を示す断面図である。 光接続部品の本体の先端面にフレキシブル回路を取り付けた状態を下方から見た斜視図である。 （Ａ）はフレキシブル回路の一例を示す平面図、（Ｂ）はフレキシブル回路の別の例を示す平面図である。 フレキシブル回路を光接続部品の先端面に固定した状態を示す断面図である。 光接続部品の先端面にフレキシブル回路を挟んで光電変換ユニットを取り付ける状態を示す断面図である。 本発明の光接続部品の製造方法に係る第２実施形態を示す斜視図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は光接続部品の製造方法を工程順に示した断面図である。

符号の説明

１０ 光接続部品
１１ 光ファイバ
１１ａ 光ファイバ端面
１１ｂ コア
１３ 先端面
１４ 側面
１５ 膨出部
２０ フレキシブル回路
２１ 電気配線
２２ 貫通穴
３０ 金型
３１ キャビティ
４０ 光電変換ユニット
４１ 駆動用電極
４２ａ 活性層
４２ 光電変換素子
４３ 位置決め凹部（凹部）

Claims (4)

1. 光ファイバと光電変換素子を備えた光電変換ユニットとを接続する光接続部品の製造方法であって、
   前記光ファイバ端面を露出させる成形品の先端面及び前記先端面に連続した側面に位置するようにフレキシブル回路を金型のキャビティ内に配置する工程と、前記キャビティ内に樹脂を注入して前記フレキシブル回路をインサート成形する工程と、前記フレキシブル回路がインサート成形された前記成形品を前記金型から取出す工程と、前記光電変換素子の活性層を前記先端面に露出する前記光ファイバのコアに位置合わせし、前記光電変換素子の駆動用電極を前記フレキシブル回路の電気配線に接触させた状態で前記光電変換素子を装備した光電変換ユニットを前記先端面に固定する工程とを有することを特徴とする光接続部品の製造方法。
2. 前記フレキシブル回路に貫通穴を穿設し、前記貫通穴より漏出した樹脂材の膨出部を形成する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の光接続部品の製造方法。
3. 前記膨出部を、前記光電変換ユニットに形成した凹部に係入させて前記光電変換ユニットを所定位置に位置決めする工程を有することを特徴とする請求項２に記載の光接続部品の製造方法。
4. 請求項１〜３に記載の光接続部品の製造方法によって製造されることを特徴とする光接続部品。

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