JP2007241132A - 光接続部品の製造方法および光接続部品 - Google Patents

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Abstract

【課題】 容易に且つ正確に３次元的な電気配線を行うことができる光接続部品の製造方法および光接続部品を提供する。
【解決手段】 第１スライドコア５５に設けられているコアピン５４の位置決めを行うための第２スライドコア５６に設けられている位置決め用突起５８を、リードフレーム３０に設けられている位置決め用孔３４に嵌合させる。リードフレーム３０はリードパターン３１の近傍に設けられているので、リードパターン３１を第２スライドコア５６に対して正確な位置に位置決めしてインサート成形することができるので、容易に正確な位置に３次元的な電気配線を行うことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ファイバと光電変換ユニットとを接続する光接続部品の製造方法およびこの製造方法により製造された光接続部品に関し、例えば成形体に設けられた挿通孔を挿通する複数本の光ファイバと、挿通孔に対向して成形体の前面に設けられる光電変換ユニットとを接続する光接続部品の製造方法およびこの製造方法により製造された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Ｅ／０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。このため、Ｅ／０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１参照）。
図８に示すように、特許文献１に記載の光接続部品１００は、光ファイバ１０１を保持孔１０２内に機械的に保持し、光ファイバ１０１の光入出力端面１０３を主面上に露出させた成形体１０４を有しており、この成形体１０４の主面上には電気配線１０５が設けられている。また、光ファイバ１０１の前方には絶縁フィルム１０６を介して光半導体素子１０７が設けられており、この光半導体素子１０７はバンプ１０８により電気配線１０５に接続されている。
特開２００５−４３６２２号公報（図１）
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、成形体１０４の主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、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正確に形成することが困難であった。
本発明の目的は、容易に且つ正確に３次元的な電気配線を行うことができる光接続部品の製造方法およびこの製造方法により製造された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は、光ファイバを挿通する挿通孔を有する成形体と光電変換ユニットと電気接続するためのリードパターンを有し、光電変換ユニットと接続する光接続部品の製造方法であって、前記リードパターンを有するリードフレームの前記リードパターンの近傍に位置決め用孔を設け、金型内に設けた位置決め用突起に、前記位置決め用孔を嵌合させ前記リードフレームを位置決めする工程と、前記位置決め用突起に前記位置決め用孔を嵌合させた状態で前記リードフレームをインサート成形する工程を有することである。
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、位置決めを行うための位置決め用突起を、リードフレームに設けられている位置決め用孔に嵌合させる。リードフレームはリードパターンの近傍に設けられているので、リードパターンを正確な位置に位置決めしてインサート成形することができ、容易に正確な位置に３次元的な電気配線を行うことができる。
また、本発明にかかる光接続部品の製造方法は、前記金型は、前記挿通孔を形成するためのコアピンを有する第１スライドコアと、前記コアピンの位置決めを行う第２スライドコアを備え、前記第２スライドコアに前記位置決め用突起が設けられていることにある。
また、本発明にかかる光接続部品の製造方法は、前記位置決め用突起は断面が矩形状をなし、高さが使用する前記リードフレームの厚さの３倍以上であることにある。
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、第２スライドコアに設けられている位置決め用突起の高さが、リードフレームの厚さの３倍以上あるので、リードフレームに設けられている位置決め用孔に確実に嵌合することができ、正確な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製造方法は、前記リードフレームを前記成形体にインサート成形する際に、前記リードフレームにテンションをかけながら成形することにある。
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、リードフレームをインサート成形する際にリードフレームにテンションをかけるので、樹脂が注入されてもリードフレームは位置決めされた位置に保持されることになり、正確な位置にインサート成形することができる。
また、本発明にかかる光接続部品の製造方法は、リードフレームのテンションをフープ送り方向にかけていることにある。このような構成にすると、リードフレームを金型に対して、より精密に位置決めすることができる。
また、本発明にかかる光接続部品は、上述の光接続部品の製造方法によって製造したことにある。
このように構成された光接続部品においては、金型に設けられているコアピンの位置決めを行うための金型に設けられている位置決め用突起を、リードフレームに設けられている位置決め用孔に嵌合させる。これにより、リードフレームを金型内で正確な位置に位置決めしてインサート成形することができるので、容易に正確な位置に３次元的な電気配線を行うことができる。
本発明によれば、金型内に位置決め用突起を設け、リードフレームにおけるリードパターンの近傍に位置決め用孔を設けたので、位置決め用突起を位置決め用孔に嵌合させることにより、リードフレームを金型内で正確な位置に位置決めしてインサート成形することができ、容易に正確な位置に３次元的な電気配線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は本発明に係る光接続部品の本体側を示す斜視図、図２は本発明に係る光接続部品の先端部における図１中II−II位置に対応する断面図、図３はリードフレームの平面図、図４は本発明に係る光接続部品の製造に用いられる金型を示す断面図、図５は第２スライドコアの斜視図、図６はリードフレームを第２スライドコアに位置決めした状態を示す正面図、図７（Ａ）はリードフレームを取り付けた第２スライドコアを金型に取り付ける状態を示す平面図、図７（Ｂ）は第２スライドコアを金型に取り付けてリードフレームをセットした状態を示す平面図である。
図１および図２に示すように、光接続部品１０は、全体略直方体形状の成形体２０である本体１０ａと、本体１０ａの前面２１に取り付けられた光電変換ユニット４０を有している。本体１０ａの前面２１および前面２１に連続した側面２２（図１および図２において上面）にわたって電気配線部２３が設けられており、例えば、図１において短い電気配線部２３ａの位置には光ファイバ１１の先端面１１ｂが露出できる光ファイバ挿通孔２４が設けられている。また、電気配線部２３の両端部および短い電気配線部２３ａの間には長い配線部２３ｂが設けられている。
一方、図２に示すように、光電変換ユニット４０には光電変換素子４１が設けられており、活性層４２が本体１０ａ前面２１の光ファイバ挿通孔２４に対向して位置決めされている。なお、光電変換ユニット４０には活性層４２に給電あるいは活性層４２からの信号を送るための駆動用電極４３が設けられており、光電変換ユニット４０を本体１０ａの前面２１に取り付けると、駆動用電極４３が本体１０ａの電気配線部２３に接触するように設けられている。
これにより、光接続部品１０を基板（図示省略）上に実装すると、電気配線部２３を介して光電変換素子４１と電気的接続がなされ、光ファイバ１１に光信号を発したり、光ファイバ１１からの光信号を受けて信号の送信をしたりすることができるようになっている。
図３には、本発明に係る光接続部品１０に用いられるリードフレーム３０が示されている。このリードフレーム３０は、前述した電気配線部２３を形成するリードパターン３１を有している。リードパターン３１は、短い電気配線２３ａを形成する短いリード３１ａと、長い電気配線２３ｂを形成する長いリード３１ｂを有しており、リード３１ａ、３１ｂの間はリードフレーム３０が切り欠かれて空間３３が設けられている。従って、成型時には樹脂５９が空間３３に入り込んで、インサート成形することになる。
なお、通常、リードフレーム３０は、図３において上下方向に連続して多数設けられており、リードフレーム３０をインサート成形する際には連続して供給できるようになっている。
そして、リードパターン３１の四隅には、リードフレーム３０の位置決め用孔３２が設けられているが、これらの位置決め用孔３２はリードパターン３１から離れた位置にある。このため、高密度化に伴って光ファイバ１１の配列ピッチが小さくなるに従い、位置決め精度が十分ではないという問題が発生してきた。例えば、光ファイバ１１の配列ピッチを２５０μｍとして、リード３１ａ、３１ｂの幅を５０μｍ、空間３３の幅を７５μｍとした場合、コアピン５４とリード３１ｂとのクリアランスは、わずかに３７．５μｍとなる。そこで、リードパターン３１の近傍でリードフレーム３０を正確に位置決めできるように、リードフレーム３０に位置決め用孔３４を設けた。この位置決め用孔３４は、例えば矩形状をしており、リードパターン３１から連続して設けるようにしてもよい。
なお、リードフレーム３０におけるリードパターン３１、位置決め孔３２および位置決め用孔３４等の形成は、例えば、エッチングやプレスによる打ち抜きにより形成することができる。
次に、この発明に係る光接続部品の製造方法に用いられる金型について説明する。
図４に示すように、金型５０は、上金型５１および下金型５２を有していて、上下両金型５１、５２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５３が形成されるようになっている。また、上下金型５１、５２の前方（図４において左方）には、第１スライドコア５５に対向配置され光ファイバ１１の先端部１１ａ（図２参照）が露出する前面２１を成形体２０に形成するための第２スライドコア５６が位置決めピン５７によって位置決めされている。
上下金型５１、５２間には、光ファイバ１１を挿通させる挿通孔２４（図１および２参照）を成形体２０に形成するためのコアピン５４を有した第１スライドコア５５が挿入されている。下金型５２の中央部には、第１スライドコア５５の高さ調整用の凸部５７が、入れ子構造で上下位置調整可能に設けられている。この凸部５７は、樹脂注入時には第１スライドコア５５の高さを調整して下方から支持するとともに、製造された光接続部品１０の内部に光ファイバ１１を固定する際には、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５に示すように、第２スライドコア５６にはコアピン５４の位置決めを行うためのコアピン位置決め孔５６ｂが設けられており、コアピン５４の先端をコアピン位置決め孔５６ｂに挿入することにより、キャビティ５３内においてコアピン５４の位置決めを精密に行うことができるようになっている。
また、第２スライドコア５６の前面５６ａには、リードフレーム３０を位置決めするための位置決め用突起５８が前方に突出して設けられている。この位置決め用突起５８は位置決め用孔３４に対応して例えば矩形状をしており、先端面５８ａの周縁には、面取り５８ｂが設けられている。これにより、位置決め用突起をリードフレームの位置決め用孔に容易に嵌合させることができるようになっている。また、位置決め用突起５８の高さ（前方への突出量）は、リードフレーム３０の厚さの３倍以上となっている。このため、リードフレーム３０に設けられている位置決め用孔３４に確実に嵌合することができ、正確な位置決めを行うことができるようになっている。
第２スライドコア５６においては、例えばワイヤ放電加工によってコアピン位置決め孔５６ｂを仕上げた後に、このコアピン位置決め孔５６ｂを基準として近傍に研削加工により位置決め用突起５８を形成する。これにより、コアピン位置決め孔５６ｂと位置決め用突起５８との位置関係を高精度なものとすることができる。
図６には、第２スライドコア５６の前面にリードフレーム３０を位置決めした状態の正面図が示されている。第２スライドコア５６の位置決め用突起５８は、リードフレーム３０のリードパターン３１の近傍に設けられている位置決め用孔３４に嵌合しており、位置決め用突起５８の先端部はリードフレーム３０に位置決め用孔３４から露出している。これにより、リードフレーム３０を第２スライドコア５６に対して正確に位置決めすることができる。
次に、本発明に係る光接続部品の製造方法について説明する。
この光接続部品１０の製造方法は、図１に示すように、複数本の光ファイバ１１を挿通して露出させる成形体２０の前面２１および前面２１に連続する側面２２に、光ファイバ１１と対向配置する光電変換ユニット４０の電極端子部と電気的接続を行うリードパターン３１を有するリードフレーム３０（図３参照）をインサート成形するものである。そして、リードフレーム３０を成形体２０にインサート成形する際に、第２スライドコア５６の前面５６ａに設けられている位置決め用突起５８を、リードフレーム３０のリードパターン３１の近傍に設けられている位置決め用孔３４に嵌合させてリードフレーム３０の位置決めを行うようにしている（図６参照）。
すなわち、図４に示すように、両金型５１、５２を組み合わせて金型５０をセットして、成形体２０を形成するためのキャビティ５３を形成する。図６および図７（Ａ）に示すように、リードフレーム３０に設けられている位置決め用孔３４に第２スライドコア５６に設けられている位置決め用突起５８を嵌合させて、リードフレーム３０を第２スライドコア５６に対して高精度に位置決めする。図４および図７（Ｂ）に示すように、リードフレーム３０が位置決めされた第２スライド５６を、位置決めピン５７により上金型５１および下金型５２の先端面５１ａ、５２ａに位置決めして取り付ける。そして、凸部５７を所定の高さに調整して第１のスライドコア５５を挿入し、コアピン５４の先端を第２スライドコア５６のコアピン位置決め孔５６ｂに挿入して位置決めする。その後、金型５０内部のキャビティ５３に樹脂を注入して、リードフレーム３０をインサート成形して成形体２０を成形する。このとき、リードフレーム３０に送り方向（図４において例えば上下方向）のテンションをかけながら成形することが望ましい。これにより、樹脂が注入されてもリードフレーム３０は位置決めされた位置に保持されることになり、正確な位置にインサート成形することができる。なお、図７（Ｂ）中Ａ点に対応する位置には位置決め用突起５８の面取り５８ｂがあるので、製造された成形体２０には成形体２０の厚み方向に線が入ることになる。また、リードフレームの位置決め用孔と対応する位置決め突起との間のクリアランスを低減するために、フープ送りの進行方向に、又は、それと逆方向にテンションをかけることで、常に位置決め孔のどちらかの縁に位置決め突起が当たる。これにより、リードフレームを金型に対して、より精密に位置決めすることが可能になる。
樹脂を注入してリードフレーム３０のインサート成形が完了したら、第１スライドコア５５及び第２スライドコア５６を互いに離間する方向に移動した後、成形品２０を金型５０から取出す。そして、成形体２０の前面２１にインサート成形されたリードフレーム３０の不要な部分をカットして取り除く。
その後、図２に示すように、光電変換素子４１の活性層４２が成形体２０の光ファイバ挿通孔２４の正面に位置し、且つ駆動用電極４３が本体１０ａ側の電気配線部２３すなわちリードフレーム３０のリードパターン３１に接触するように、光電変換素子ユニット４０を成形体２０の前面２１に取り付ける。
なお、このようにして製造された光接続部品１０では、本体１０ａの前面２１は斜めにカットして、伝送特性を向上させることができる。
以上、このように構成された光接続部品の製造方法および光接続部品においては、第２スライドコア５６に設けられている位置決め用突起５８を、リードフレーム３０のリードパターン３１の近傍に設けられている位置決め用孔３４に嵌合させるので、リードフレーム３０を第２スライドコア５６に対して正確な位置に位置決めしてインサート成形することができる。これにより、容易に正確な位置に３次元的な電気配線を行うことができる。
なお、本発明の光接続部品の製造方法および光接続部品は、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、位置決め用突起５８および位置決め用孔３４を矩形状としたが、これに限るものではなく、その他の形状でも適用可能である。
また、第２スライドコア５６に対するリードフレーム３０の位置決めに、上述した位置決め用突起５８および位置決め用孔３４に加えて、従来から用いられている位置決め用孔３２を併用することができる。この場合には、位置決め用孔３２は、クリアランスが小さな位置決め用孔３４に位置決め用突起５８が嵌合するまでの案内ガイドとして機能することになる。
以上のように、本発明に係る光接続部品の製造方法および光接続部品は、金型内に位置決め用突起を設け、リードフレームに位置決め用孔を設けたので、位置決め用突起を位置決め用孔に嵌合させることにより、リードフレームを金型内で正確な位置に位置決めしてインサート成形することができ、容易に正確な位置に３次元的な電気配線を行うことができるという効果を有し、光ファイバと光電変換ユニットとを接続する光接続部品の製造方法および光接続部品、例えば成形体に設けられた挿通孔を挿通する複数本の光ファイバと、挿通孔に対向して成形体の前面に設けられる光電変換ユニットとを接続する光接続部品の製造方法および光接続部品等として有用である。
本発明に係る光接続部品の本体側を示す斜視図である。 本発明に係る光接続部品の先端部における図１中II−II位置の断面図である。 リードフレームの平面図である。 本発明に係る光接続部品の製造に用いられる金型を示す断面図である。 第２スライドコアの斜視図である。 リードフレームを第２スライドコアに位置決めした状態を示す正面図である。 （Ａ）はリードフレームを取り付けた第２スライドコアを金型に取り付ける状態を示す平面図である。 （Ｂ）は第２スライドコアを金型に取り付けた状態を示す平面図である。 従来の光接続部品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
２０ 成形体
２１ 前面
２４ 挿通孔
３０ リードフレーム
３１ リードパターン
３２ 位置決め用孔
４０ 光電変換ユニット
５４ コアピン
５５ 第１スライドコア
５６ 第２スライドコア
５８ 位置決め用突起
５８ｂ 面取り

Claims (6)

  1. 光ファイバを挿通する挿通孔を有する成形体と光電変換ユニットと電気接続するためのリードパターンを有し、光電変換ユニットと接続する光接続部品の製造方法であって、前記リードパターンを有するリードフレームの前記リードパターンの近傍に位置決め用孔を設け、金型内に設けた位置決め用突起に、前記位置決め用孔を嵌合させ前記リードフレームを位置決めする工程と、前記位置決め用突起に前記位置決め用孔を嵌合させた状態で前記リードフレームをインサート成形する工程を有することを特徴とする光接続部品の製造方法。
  2. 前記金型は、前記挿通孔を形成するためのコアピンを有する第１スライドコアと、前記コアピンの位置決めを行う第２スライドコアを備え、前記第２スライドコアに前記位置決め用突起が設けられてい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. 前記位置決め用突起は断面が矩形状をなし、高さが使用する前記リードフレームの厚さの３倍以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光接続部品の製造方法。
  4. 前記リードフレームを前記成形体にインサート成形する際に、前記リードフレームにテンションをかけながら成形することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光接続部品の製造方法。
  5. リードフレームのテンションをフープ送り方向にかけていることを特徴とする請求項４に記載の光接続部品の製造方法。
  6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の光接続部品の製造方法によって製造したことを特徴とする光接続部品。
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