JP2007279300A - 光接続部品および光接続部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 容易に３次元的な電気配線をすることができ、特に傾斜面にて終端する電極を容易に形成することができる光接続部品及び光接続部品の製造方法を提供する。
【解決手段】 光電変換素子３１を備えた光電変換ユニット３０を接続する成形体２０の先端面２１に、光ファイバ１１を挿通させてその端面１１ｂを光電変換素子３１の活性層３２に対向させる光ファイバ挿通孔２２を開口するとともに成形体２０の先端面２１を光ファイバ挿通孔２２の軸線方向に対し所定角度に傾斜させる。成形体２０の傾斜した先端面２１に配線プレートをインサート成形する際に、成形体２０の先端面２１と鋭角をなして連続する側面である底面２３に長尺電極２６及び短尺電極２７となる長尺リード及び短尺リードの他端面２６ａ、２７ａが露出するように配線プレートを位置合わせする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光接続部品及び光接続部品の製造方法に係り、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及び光接続部品の製造方法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１参照）。
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、光電変換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。
特に、光ファイバ位置決め部品の端面が傾斜面とされている場合、この傾斜面内にて終端する電極を形成することは極めて困難であった。

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次元的な電気配線をすることができ、特に傾斜面にて終端する電極を容易に形成することができる光接続部品及び光接続部品の製造方法を提供することにある。

前述した目標を達成するために、本発明に係る光接続部品の第１の特徴は、光電変換素子を備えた光電変換ユニットを接続する成形体の先端面に、光ファイバを挿通させて該光ファイバの先端を前記光電変換素子の活性層に対向させる光ファイバ挿通孔を開口するとともに前記成形体の先端面が前記光ファイバ挿通孔の軸線方向に対し所定角度に傾斜して形成された光接続部品であって、前記傾斜した先端面内で一端が終端しかつ他端がその端面を前記先端面と鋭角をなす側面に露出させた電極を備えることにある。

このように構成された光接続部品においては、容易に３次元的に配線することができ、これにより、光ファイバの端面に対向して設けられる光電変換素子に対して、駆動用電力を供給したり、光電変換素子からの信号を送信したりすることができる。
特に、傾斜面である先端面に設けられた電極が、傾斜した先端面内で一端が終端しかつ他端がその端面を先端面と鋭角をなす側面に露出させたものであるので、成形体の成形時に、電極となる配線プレートのリード部を樹脂内に埋没させることなく、確実に成形体の先端面に配置させることができる。

また、本発明に係る光接続部品の第２の特徴は、上記本発明の第１の特徴において、前記電極の、前記傾斜した先端面と鋭角をなす側面に露出する他端面にメッキ処理したことにある。

このように構成された光接続部品においては、光接続部品を基板へ実装する際に、基板の回路パターンに対して電極を確実にハンダ付けして接続することができ、接続箇所の信頼性を高めることができる。

また、本発明に係る光接続部品の第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、前記電極が、前記傾斜した先端面と鋭角をなす側面より僅かに突出していることにある。

このように構成された光接続部品においては、光接続部品を基板へ実装する際に、基板の回路パターンに対して電極を圧接状態に接続させることができ、接続箇所の信頼性を高めることができる。

また、本発明に係る光接続部品の製造方法の第４の特徴は、光電変換素子を備えた光電変換ユニットを接続する成形体の先端面に、光ファイバを挿通させて該光ファイバの先端を前記光電変換素子の活性層に対向させる光ファイバ挿通孔を開口するとともに前記成形体の先端面が前記光ファイバ挿通孔の軸線方向に対し所定角度に傾斜して形成された光接続部品の製造方法であって、前記成形体の傾斜した先端面に、前記傾斜した先端面内で一端が終端しかつ前記先端面と連続する側面に他端面を露出させたリードで電極を形成する配線プレートをインサート成形する際に、前記傾斜した先端面と鋭角をなす側面に前記リードの他端面が露出するように前記配線プレートを位置合わせすることにある。

このような光接続部品の製造方法においては、容易に３次元的に配線され、これにより、光ファイバの端面に対向して設けられる光電変換素子に対して、駆動用電力を供給したり、光電変換素子からの信号を送信したりすることが可能な光接続部品を製造することができる。
特に、成形体の傾斜した先端面に配線プレートをインサート成形する際に、傾斜した先端面と鋭角をなす側面にリードの他端面が露出するように配線プレートを位置合わせすることにより、電極となる配線プレートのリード部を樹脂内に埋没させることなく、確実に成形体の先端面に配置させることができる。

また、本発明に係る光接続部品の製造方法の第５の特徴は、上記本発明の第４の特徴において、前記配線プレートをインサート成形した後前記リードの他端面をダイサーで切断して形成することにある。

このような光接続部品の製造方法においては、リードの他端をダイサーによって切断するので、切断精度の向上を図ることができる。また、ダイサーによって切断することにより端面が研磨されるので、電極として極めて良好な表面粗さを確保することができる。

また、本発明に係る光接続部品の製造方法の第６の特徴は、上記本発明の第４の特徴において、前記配線プレートをインサート成形した後前記リードの他端面をスタンピング型で打抜き加工して形成することにある。

このような光接続部品の製造方法においては、十分な精度を確保しつつ容易に切断することができ、作業効率の向上を図ることができる。

また、本発明に係る光接続部品の製造方法の第７の特徴は、上記本発明の第４の特徴において、前記配線プレートをインサート成形した後前記リードの他端面をレーザーで切断加工して形成することにある。

このような光接続部品の製造方法においては、十分な精度を確保しつつさらに容易に切断することができ、作業効率の向上を図ることができる。

本発明によれば、容易に３次元的に配線することができ、これにより、光ファイバの端面に対向して設けられる光電変換素子に対して、駆動用電力を供給したり、光電変換素子からの信号を送信したりすることができる。
特に、傾斜面である先端面に設けられた電極が、傾斜した先端面内で一端が終端しかつ他端がその端面を先端面と鋭角をなす側面に露出させたものであるので、成形体の成形時に、電極となる配線プレートのリード部を樹脂内に埋没させることなく、確実に成形体の先端面に配置させることができる。

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は本発明の実施形態に係る光接続部品の断面図、図２は光接続部品を構成する成形体の斜視図である。

図１に示すように、本発明に係る光接続部品１０は、全体略矩形状に成形された成形体２０と、この成形体２０の先端面２１に一体的に装着された光電変換ユニット３０とから構成されている。

図２にも示すように、成形体２０には、先端面２１にて開口する複数の光ファイバ挿通孔２２が成形体２０の幅方向へ所定間隔をあけて配列された状態に形成されており、これら光ファイバ挿通孔２２には、光ファイバ１１の先端部１１ａが挿通され、その端面１１ｂが成形体２０の先端面２１にて露出されている。

成形体２０は、その先端面２１が、光ファイバ挿通孔２２の軸線方向に対し所定角度に傾斜して形成されている。具体的には、成形体２０の底面２３側から上面２４側へ向かって次第に後方側へ傾斜した傾斜面とされている。これにより、この成形体２０は、先端面２１と底面２３とがなす角が鋭角とされている。なお、角度としては、８０°以上８８°以下であることが好ましい。また、底面２３とは、成形体２０の基板４０への実装面側（図示例の下側）である。
ここで、先端面２１が所定角度に傾斜している訳は、図１にも示すように、光ファイバ挿通孔２２に挿通した光ファイバ１１の端面１１ｂが、後述する先端面２１に装着した光電変換ユニット３０の活性層３２に衝突して、活性層３２を破損しないようにするためである。つまり、活性層３２はファイバ外径よりも小さいので、先端面２１を斜めにすることによってこの先端面２１に装着される光電変換ユニット３０の活性層３２への衝突が避けられる。

成形体２０の先端面２１には、電気配線部２５が設けられている。この電気配線部２５は、成形体２０の厚さ方向にわたって設けられた長尺電極２６と、成形体２０の下端から厚さ方向の中央付近にて終端するように設けられた短尺電極２７とからなり、これら長尺電極２６及び短尺電極２７が、光ファイバ挿通孔２２に挿通される光ファイバ１１に対して一対ずつ設けられている。そして、長尺電極２６は、光ファイバ挿通孔２２の側方位置に配置され、短尺電極２７は、光ファイバ挿通孔２２の下方位置に配置されている。

そして、この電気配線部２５を構成するそれぞれの長尺電極２６及び短尺電極２７は、その下端部の端面２６ａ、２７ａが、成形体２０の先端面２１と鋭角をなして連続する底面２３から僅かに突出されて露出されている。この突出量として、具体例を挙げれば、０．００５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下が好ましい。なお、これら長尺端子２６及び短尺端子２７の端面２６ａ、２７ａには、メッキ処理が施されている。

光電変換ユニット３０は、光電変換素子３１を備えており、この光電変換素子３１は、成形体２０の先端面２１への装着面側に、活性層３２及びこの活性層３２の電極端子３３が設けられている。
そして、この光電変換ユニット３０を成形体２０へ装着することにより、光電変換素子３１の活性層３２が、光ファイバ挿通孔２２と対向する位置に位置決め配置され、電極端子３３が、成形体２０の長尺電極２６及び短尺電極２７に電気的に接続される。

上記構造の光接続部品１０は、成形体２０の底面２３を基板４０に当接させた状態に固定することにより基板４０に実装される。そして、この状態にて、成形体２０の先端面２１に設けられた電気配線部２５を構成する各長尺電極２６及び短尺電極２７の端面２６ａ、２７ａが、基板４０上の不図示の配線パターンにハンダ付けして接続される。

これにより、成形体２０の電気配線部２５を介して光電変換素子３１の電極端子３３と基板４０の配線パターンとが電気的に接続され、したがって、光電変換素子３１は、基板４０側から駆動信号の供給を受けて発光して光ファイバ１１へ光信号を送信したり、あるいは、光ファイバ１１からの光信号を電気信号に変換して基板４０側へ送信する。

このような構成の光接続部品１０は、電気配線部２５となる複数のリードを有した配線プレートを、成形体２０の先端面２１にインサート成形する成形工程と、金型から脱型した成形体２０の配線プレートを所定の位置にて切断する切断工程と、成形体の先端面２１に光電変換ユニットを装着する装着工程とを行うことにより製造される。

次に、上記構造の光接続部品１０を製造する場合について説明する。
図３は成形体の成形工程を説明する金型の断面図、図４は成形体にインサート成形される配線プレートの平面図、図５は金型から脱型した成形体の断面図である。

図３（ａ）に示すように、成形体２０を成形する金型５０は、上金型５１および下金型５２を有し、上下両金型５１、５２を組み合わせると内部に成形体２０を成形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。上下金型５１、５２間には、光ファイバ１１を挿通させる光ファイバ挿通孔２２を成形体２０に形成するコアピン５４を有した第１スライドコア５５と、第１スライドコア５５に対向配置され光ファイバ１１の端面１１ｂが露出する先端面２１を成形体２０に形成する第２スライドコア５６とを備えている。

なお、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、接着剤を注入するための後述の接着剤注入口２８を形成する。

また、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位置決め孔５６ａが設けられており、コアピン５４の先端が位置決め孔５６ａに挿入されることにより、キャビティ５３内においてコアピン５４が精密に位置決めされる。

また、下金型５２と第２スライドコア５６との互いに対向する面には、成形する成形体２０の先端面２１と同一傾斜角度に傾斜された成形面５２ａ、５６ｂが形成されている。

さらに、下金型５２には、位置決め孔５２ｂが形成されており、これら位置決め孔５２ｂに、第２スライドコア５６に設けられた位置決めピン５６ｃが挿入され、下金型５２に対して第２スライドコア５６が位置決めされる。

図４に示すように、成形体２０の先端面２１にインサート成形される電気配線部２５となる配線プレート６０は、長尺帯状の金属プレートからなるもので、例えば、エッチングやプレスによる打ち抜き加工により、長手方向に間隔をあけてインサート部６１が形成されている。このインサート部６１は、１個の成形体２０毎に適用されるもので、下金型５２と第２スライドコア５６の成形面５２ａ、５６ｂによる挟持範囲Ａの上方寄りに、リード部６２が形成されている。

このリード部６２は、長孔６３の上下の長辺６３ａ、６３ｂ間にて交互に形成された長尺リード６４及び短尺リード６５を有しており、長尺リード６４は、長孔６３の上下の長辺６３ａ、６３ｂ間にわたって形成され、短尺リード６５は、長孔６３の下方側の長辺６３ｂから長孔６３の高さ方向略中央付近まで延在し、その一端が終端している。そして、このリード部６２では、長孔６３内における中央部分が、成形体２０の先端面２１にインサートされる矩形状の成形領域Ｂとされている。

また、リード部６２の両側部には、高さ方向に間隔をあけて位置決め孔６６が形成されており、これら位置決め孔６６には、金型５０の第２スライドコア５６に形成された位置決めピン５６ｃが挿通可能とされている。そして、この位置決め孔６６に、第２スライドコア５６の位置決めピン５６ｃが挿通されることにより、配線プレート６０が金型５０に対して高精度に位置決めされる。

金型５０によって成形体２０を成形するには、まず、図３（ａ）に示すように、下金型５２と第２スライドコア５６との間に配線プレート６０のインサート部６１を配置させる。

次に、下金型５２に対して上金型５１を下降させ、さらに、下金型５２へ向かって第２スライドコア５６を移動させるとともに、第１スライドコア５５を第２スライドコア５６側へ移動させる。

このようにすると、図３（ｂ）に示すように、上金型５１と下金型５２によって成形体２０を成形するためのキャビティ５３が形成される。

また、配線プレート６０は、位置決めピン５６ｃによって下金型５２に位置決めされるとともに、この下金型５２と第２スライドコア５６に挟持され、挟持範囲Ａの部分が、下金型５２と第２スライドコア５６の同一傾斜角度に傾斜された成形面５２ａ、５６ｂによって、これら成形面５２ａ、５６ｂと同一角度に傾斜される。

このとき、配線プレート６０の短尺リード６５は、長孔６３の下方側の長辺６３ｂから長孔６３の高さ方向略中央付近まで延在して一端が終端した片持ちとされているが、第２スライドコア５６の傾斜した成形面５６ｂが、短尺リード６５の終端とされた一端側へ向かって次第に下金型５２側へ傾斜する傾斜面であるので、この成形面５６ｂによって確実にキャビティ５３方向へ押し込まれて屈曲される。

なお、第１スライドコア５５は、その先端のコアピン５４が、第２スライドコア５６の位置決め孔５６ａに挿入されることにより、キャビティ５３内にて精密に位置決めされる。

次いで、キャビティ５３内に樹脂を注入し、この樹脂が硬化したら、図３（ｃ）に示すように、下金型５２に対して上金型５１、第２スライドコア５６を離間させ、第１スライドコア５５を引き抜くことにより、成形品を脱型させる。このようにすると、図５に示すように、先端面２１に配線プレート６０が設けられた成形体２０が成形される。

続いて、成形体２０の先端面２１にインサート成形された配線プレート６０を、成形体２０の上端及び下端にてダイサーによって切断する。
このようにすると、傾斜した先端面２１に、長尺リード６４及び短尺リード６５からなる長尺電極２６及び短尺電極２７を備えた成形体２０が完成する。

ここで、配線プレート６０を、成形体２０の下端にて切断する際には、長尺リード６４及び短尺リード６５の下端部が成形体２０の底面２３から僅かに突出するように切断する。そして、この成形体２０の底面２３から突出された長尺電極２６及び短尺電極２７の下端部の端面２６ａ、２７ａに無電解メッキ処理を施して仕上げる。

上記のようにして成形体２０をインサート成形したら、この成形体２０の傾斜面からなる先端面２１に、光電変換ユニット３０を装着させ、光ファイバ挿通孔２２に光ファイバ１１を挿入し、光接続部品１０を完成させる。

このとき、成形体２０の先端面２１が傾斜面であるので、この先端面２１に装着される光電変換素子３１の活性層３２も斜めに配置される。これにより、光ファイバ挿通孔２２に挿入した光ファイバ１１の端面１１ｂの活性層３２への干渉が抑制され、活性層３２及び光ファイバ１１の損傷が防がれる。

以上、説明したように、上記実施形態にかかる光接続部品１０及びその製造方法によれば、複数の長尺リード６４及び短尺リード６５を有する配線プレート６０を、成形体２０の先端面２１にインサート成形するので、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の端面１１ｂに対向して設けられる光電変換素子３１に対して、光接続部品１０の電気配線部２５を介して光電変換素子３１に駆動用電力を供給したり、光電変換素子３１からの信号を送信したりすることができることになる。

特に、傾斜面である先端面２１に設けられた短尺電極２７が、傾斜した先端面２１内で一端が終端しかつ他端がその端面２７ａを先端面２１と鋭角をなして連続する側面である底面２３に露出させたものであるので、成形体２０の成形時に、片持ち支持された短尺リード６５を確実に屈曲させることができ、短尺電極２７を樹脂内に埋没させることなく、確実に成形体２０の先端面２１に配置させることができる。

ここで、例えば、傾斜面である先端面２１に設けられた短尺電極２７が、傾斜した先端面２１内で一端が終端しかつ他端がその端面２７ａを先端面２１と鈍角をなして連続する側面である上面２４に露出させたものの場合は、成形時に、片持ち支持された短尺リード６５は、先端面２１の傾斜に沿って屈曲されずにキャビティ５３内に入り込んだ状態となり、このため、成形体２０を形成する樹脂内に埋没してしまう。つまり、片持ち支持された短尺リード６５以外の部位が下金型５２と第２スライドコア５６によってインサート成形される。

これに対して、本実施形態によれば、配線プレートをインサート成形する際に、片持ち支持された短尺リード６５を含むリード部６２の全体が下金型５２と第２スライドコア５６によって確実に成形されるので、短尺電極２７となる短尺リード６５を樹脂内に埋没させることなく、確実に成形体２０の先端面２１に配置させることができる。

また、傾斜した先端面２１と鋭角をなして連続する側面である成形体２０の底面２３に露出された、長尺電極２６及び短尺電極２７の端面２６ａ、２７ａにメッキ処理が施されているので、基板４０へ実装する際に、基板４０の回路パターンに対して長尺電極２６及び短尺電極２７を確実にハンダ付けして接続することができ、接続箇所の信頼性を高めることができる。また、これら長尺電極２６及び短尺電極２７が、成形体２０の底面２３より僅かに突出しているので、実装時に基板４０の回路パターンと圧接状態に接触して接続信頼性の向上を図ることができる。

また、配線プレート６０の長尺リード６４及び短尺リード６５をダイサーによって切断するので、切断精度の向上を図ることができる。また、ダイサーによって切断することにより研磨もされるので、長尺リード６４及び短尺リード６５からなる長尺電極２６及び短尺電極２７の端面２６ａ、２７ａを極めて良好な表面粗さを確保することができる。

なお、配線プレート６０の長尺リード６４及び短尺リード６５は、スタンピング型で打抜き加工して切断しても良く、あるいはレーザーで切断加工しても良い。そして、スタンピング型による打抜き加工及びレーザーによる切断加工によれば、十分な精度を確保しつつ容易に配線プレート６０を切断することができ、作業効率の向上を図ることができる。

上記実施形態では、成形体２０は、先端面２１と鋭角をなして連続する側面である底面２３を備えるとしたが、本発明はこのような構成に限るものではなく、例えば図６に示すように、成形体２０Ａは、先端面２１と鋭角をなす側面を有した構造であってもよい。すなわち、先端面２１１は底面２３１から鉛直に立ち上がった面を経て形成される形状であってもよい。このような先端面２１１を有した成形体２０Ａであっても、短尺電極２７は、製造時、短尺リードを樹脂内に埋没させることなく屈曲させて、確実に成形体２０Ａの先端面２１１に配置させることができる。

本発明の実施形態に係る光接続部品の断面図である。 光接続部品を構成する成形体の斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は成形体の成形工程を説明する金型の断面図である。 成形体にインサート成形される配線プレートの平面図である。 金型から脱型した成形体の断面図である。 成形体の変形例を説明する断面図である。

符号の説明

１１ 光ファイバ
１０ 光接続部品
２０、２０Ａ 成形体
２１、２１１ 先端面
２２ 光ファイバ挿通孔
２３、２３１ 底面（側面）
２６ 長尺電極（電極）
２７ 短尺電極（電極）
２６ａ、２７ａ 端面
３０ 光電変換ユニット
３１ 光電変換素子
３２ 活性層
６０ 配線プレート
６４ 長尺リード（リード）
６５ 短尺リード（リード）

Claims (7)

1. 光電変換素子を備えた光電変換ユニットを接続する成形体の先端面に、光ファイバを挿通させて該光ファイバの先端を前記光電変換素子の活性層に対向させる光ファイバ挿通孔を開口するとともに前記成形体の先端面が前記光ファイバ挿通孔の軸線方向に対し所定角度に傾斜して形成された光接続部品であって、
   前記傾斜した先端面内で一端が終端しかつ他端がその端面を前記先端面と鋭角をなす側面に露出させた電極を備えることを特徴とする光接続部品。
2. 前記電極の、前記傾斜した先端面と鋭角をなす側面に露出する他端面にメッキ処理したことを特徴とする請求項１記載の光接続部品。
3. 前記電極が、前記傾斜した先端面と鋭角をなす側面より僅かに突出してい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. 光電変換素子を備えた光電変換ユニットを接続する成形体の先端面に、光ファイバを挿通させて該光ファイバの先端を前記光電変換素子の活性層に対向させる光ファイバ挿通孔を開口するとともに前記成形体の先端面が前記光ファイバ挿通孔の軸線方向に対し所定角度に傾斜して形成された光接続部品の製造方法であって、
   前記成形体の傾斜した先端面に、前記傾斜した先端面内で一端が終端しかつ前記先端面と連続する側面に他端面を露出させたリードで電極を形成する配線プレートをインサート成形する際に、前記傾斜した先端面と鋭角をなす側面に前記リードの他端面が露出するように前記配線プレートを位置合わせすることを特徴とする光接続部品の製造方法。
5. 前記配線プレートをインサート成形した後前記リードの他端面をダイサーで切断して形成することを特徴とする請求項４記載の光接続部品の製造方法。
6. 前記配線プレートをインサート成形した後前記リードの他端面をスタンピング型で打抜き加工して形成することを特徴とする請求項４記載の光接続部品の製造方法。
7. 前記配線プレートをインサート成形した後前記リードの他端面をレーザーで切断加工して形成することを特徴とする請求項４記載の光接続部品の製造方法。

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