JP2008102315A - 光接続部品の製造方法および光接続部品 - Google Patents

Abstract

【課題】 確実に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。
【解決手段】 光電変換ユニット４０と電気的接続を行うためにリードフレーム３０に設けられるリード３１ａ、３１ｂの断面に、リードフレーム３０表面におけるリード３１ａ、３１ｂの幅Ｗ０よりも幅広の拡幅部３４を設けた。そして、リードフレーム３０を成形体２０の前面２１にインサート成形する際に、拡幅部３４が樹脂２０ａの内部に含まれるようにしたので、リード３１ａ、３１ｂが樹脂によってインサート成形された後に脱落するのを防止することができる。その後、成形体２０の前面２１に連続する側面２２に、リード３１ａ、３１ｂの一部が露出するように配線したので、容易且つ確実に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１１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、確実に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、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、前記挿通孔に対向して前記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であって、前記光電変換ユニットと電気的接続を行うべくリードフレームに設けられるリードの断面形状として、前記リードの表面における幅よりも大きな幅を有する拡幅部、或いは、前記リード表面における幅よりも小さな狭幅部を設け、樹脂を注入して前記成形体を形成する際に、少なくとも前記リードの拡幅部、或いは、狭幅部が樹脂の内部に含まれるように前記リードフレームを前記成形体の前面にインサート成形し、前記成形体の前面に連続する側面に前記リードの一部が露出するように配線することである。

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、光電変換ユニットと電気的接続を行うためにリードフレームに設けられるリードの断面に、リードフレーム表面におけるリードの幅よりも幅広の拡幅部、或いは、リードの幅よりも狭い狭幅部を設けた。そして、リードフレームを成形体の前面にインサート成形する際に、拡幅部、或いは、狭幅部が樹脂の内部に含まれるようにしたので、リードが樹脂によってインサート成形された後に脱落するのを防止することができる。その後、成形体の前面に連続する側面に、リードの一部が露出するように配線したので、容易且つ確実に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、前記拡幅部、或いは、狭幅部をエッチングによって形成することが望ましい。

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、リードに形成する拡幅部、或いは、狭幅部を、エッチングによって形成するので、容易に拡幅部を形成することができる。

また、本発明にかかる光接続部品の製造方法は、前記リードフレームが部分的にその厚さが変化していることが望ましい。

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の厚さの変化をエッチングにより行っていることが望ましい。

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の厚さの変化をメッキにより行っていることが望ましい。

また、本発明にかかる光接続部品の製造方法は、前記リードの表面におけるリード幅が、前記リードの表面幅と直交する方向において変化していることが望ましい。

また、本発明にかかる光接続部品は、上記の光接続部品の製造方法によって製造されたことにある。

このように構成された光接続部品においては、光電変換ユニットと電気的接続を行うためにリードフレームに設けられるリードの断面に、リードフレーム表面におけるリードの幅よりも幅広の拡幅部、或いは、幅の狭い狭幅部を設けた。そして、リードフレームを成形体の前面にインサート成形する際に、拡幅部、或いは、狭幅部が樹脂の内部に含まれるようにしたので、リードが樹脂によってインサート成形された後に脱落するのを防止することができる。また、成形体の前面に連続する側面に、リードの一部が露出するように配線したので、容易且つ確実に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、光電変換ユニットと電気的接続を行うためにリードフレームに設けられるリードの断面に、リードフレーム表面におけるリードの幅よりも幅広の拡幅部、或いは、幅の狭い狭幅部を設けてインサート成型時に拡幅部、或いは、狭幅部が樹脂の内部に含まれるようにしたので、インサート成形された後にリードが脱落するのを防止することができる。また、成形体の前面に連続する側面に、リードの一部が露出するように配線したので、容易且つ確実に３次元的な電気配線を行うことができる。

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（Ａ）および（Ｂ）はリードの断面形状の一例を示す断面図、図５（Ａ）および（Ｂ）はインサート成形されたリードの断面を示す断面図、図６（Ａ）および（Ｂ）はリードの表面をメッキした状態を示す断面図、図７はリードに沿って縦に切断した成形体の断面図、図８は光接続部品を製造するための金型を示す断面図である。

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（例えば、上下面）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。

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の間および両外側にはリードフレーム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、リードフレーム３０をインサート成形することになる。なお、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。

しかしながら、リード３１ａ、３１ｂは微細なものであり、例えば、光ファイバ１１の配列ピッチを２５０μｍとするとリード３１ａ、３１ｂの幅は５０μｍ前後となる。このため、インサート強度を保つのが困難という問題がある。また、リードフレーム３０は、インサート後に成型体２０の形状に合わせてリード３１ａ、３１ｂを切断し、切断面が側面２２側に露出して電極端子３６を形成する。このため、電極端子３６の大きさはリード３１ａ、３１ｂの断面積であり、リード厚×リード幅しかないので、実装時の電気的接続が困難であるという問題がある。

そこで、本発明に係る光接続部品の製造方法および光接続部品では、光電変換ユニット４０と電気的接続を行うべくリードフレーム３０に設けられるリード３１ａ、３１ｂの断面形状として、図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、リードフレーム３０の表面３０ａにおける幅Ｗ０よりも大きな幅Ｗ１を有する拡幅部３４を設け、樹脂２０ａを注入して成形体２０を形成する際に、図５（Ａ）および（Ｂ）に示すように、少なくともリード３１ａ、３１ｂの拡幅部３４が樹脂２０ａの内部に含まれるようにリードフレーム３０を成形体２０の前面２１にインサート成形した。そして、成形体２０の前面２１に連続する側面２２にリード３１ａ、３１ｂの一部である端面が露出するように配線した。

図４（Ａ）および（Ｂ）には、リード３１ａ、３１ｂの断面の一例が示されている。
図４（Ａ）に示すリード３１ａ、３１ｂは、台形断面をしており、下辺の幅が上辺の幅よりも広くなって拡幅部３４を形成している。このような断面形状は、例えば薄い銅板上に、片面露光によってマスク膜を形成し、片側からのエッチングによって形成することができる。図５（Ａ）には、インサート成形されたリード３１ａ、３１ｂが示されている。上辺は樹脂２０ａ（前面２１）から露出しており、拡幅部３４は樹脂２０ａの内部に埋没している。これにより、成形体２０側にアンダーカット部が形成されるので、リード３１ａ、３１ｂは脱落を防止して確実に成形体２０の前面２１にインサート成形されることになる。

また、図４（Ｂ）に示すリード３１ａ、３１ｂは、六角形断面をしており、中央部に拡幅部３４が設けられている。このような断面形状は、例えば薄い銅板上に、両面露光によって両側にマスク膜を形成し、両側からエッチングによって形成することができる。図５（Ｂ）には、インサート成形されたリード３１ａ、３１ｂが示されている。上辺は樹脂２０ａから露出しており、拡幅部３４は樹脂２０ａの内部に埋没している。これにより、成形体２０側にアンダーカット部が形成されるので、リード３１ａ、３１ｂは脱落を防止して確実に成形体２０の前面２１にインサート成形されることになる。

図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、リード３１ａ、３１ｂ上にワイヤボンディングする場合に備えて、インサート成形後にリード３１ａ、３１ｂの表面をメッキ（メッキ層３５）するのが望ましい。このとき、無電解メッキ法により、リード３１ａ、３１ｂの表面にＮｉ、Ａｕの順でメッキするのがよい。

また、図７に示すように、リード３１ａ、３１ｂの上下端部の厚みを増して、電極端子３６を形成するようにするのが望ましい。すなわち、リード３１ａ、３１ｂの一般部の厚みＴ０に比べて上下端部の厚みＴ１を大きくして、成形体２０の側面２２に露出する電極端子３６を大きくする。これにより、確実に３次元配線を行うことができるとともに実装自由度が向上するので、光接続部品１０を基板（図示省略）上に実装したときに、リード３１ａ、３１ｂの端面である電極端子３６が基板側の端子に確実に接触することになる。従って、電気配線部２３を介して光電変換素子４１に電気信号が供給され、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。 端部の厚みを増すには、元々、ハーフエッチングを施して端部が厚くなっている形状のリード３１ａ、３１ｂを用いることができる。あるいは、メッキによって端部のみ厚くすることもできる。このようにリードの上下において、リードの厚みを増すことで上下方向の力が作用してもこれらの厚みによりリードが抜けにくい構成とすることができる。更に、リードの厚さを変化させることで、ワイヤーボンディングが打ちやすくなり、厚みの変化したリードをより容易に製造することができる。

本発明に係る光接続部品の製造方法では、上述の実施形態において、リードフレームの表面における幅よりも大きな幅を有する拡幅部を設けた例を説明したが、拡幅部にかえて、小さい幅を有する狭幅部を設けてもよい。図８には、狭幅部を設けた例が示されている。このリードフレーム３１ａ、３１ｂの断面形状は図８（Ａ）に示すように、リードフレーム３０の表面３０ａにおける幅Ｗ０よりも小さな幅Ｗ２を有する狭幅部６０が形成されている。また、図８（Ｂ）には、リードフレームの断面形状が蛇腹形状となっている例が示されている。このリードフレーム３１ａ、３１ｂは、リードフレーム３１ａ、３１ｂの表面の幅Ｗ０となっているものと、幅Ｗ０よりも狭くＷ３と成っている狭幅部６１とが繰り返されている。図８（Ａ）、（Ｂ）に示すリードフレームの製造方法、及び使用方法は図４〜図７に示す拡幅部の例と同様である。

図９には、リードの表面におけるリード幅をリードの表面幅と直交する方向において変化させた実施形態を示してある。図９（Ａ）に示すように、成形体２０の前面２１には所定間隔をあけてリード３１Ａが形成されていて、これらのリード３１Ａの間に光ファイバを挿通する挿通孔２４が設けられている。リード３１Ａは、表面でみて、リードの表面幅と直交する方向であって、その方向の上側及び下側に幅拡部Ｄ１、Ｄ２が形成され、更に、上下方向の中間部には幅狭部Ｄ３が形成されている。このようにリードの表面幅と直交する方向においてリード幅が変化したリードを用いることにより、リードの表面幅と直交する方向に力が働いた場合に、リードが抜けにくい構成とすることができる。なお、リード幅の変化の形状については、いかなる形状をも採用することができ、連続的に変化してもよく、また、不連続的に、任意に変化させる形状も採用することができる。このような、幅の変化するリードは、一例として、エッチングにより作成することができる。図９（Ｂ）には、前面２１のリードの表面幅と直交する方向であって、その方向の上側と下側に幅狭部Ｄ４、Ｄ５が形成され、中間部には幅拡部Ｄ６が形成された形状のリード３１Ｂが示されている。このリードにおいても、リード３１Ｂの幅の変化形状については、いかなる形状も採用することができ、リードの表面幅と直交する方向から力が作用してもリードが抜けにくい構成とすることができる。また、このようなリード３１Ｂは、一例としてエッチングにより作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１０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１０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。

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に電源供給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、樹脂２０ａを注入して成形体２０を形成する際に、少なくともリード３１ａ、３１ｂの拡幅部３４が樹脂２０ａの内部に含まれるようにリードフレーム３０を成形体２０の前面２１にインサート成形する（図５（Ａ）および（Ｂ）参照）。これにより、リード３１ａ、３１ｂが成形体２０の前面２１から脱落するのを防止することができる。そして、成形体２０の前面２１に連続する側面２２にリード３１ａ、３１ｂの一部である端面が露出するように配線する。これにより、容易に３次元配線を行うことができる。

すなわち、図１０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。リードフレーム３０および第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５６ａ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２０ａ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。この際に、前述したように、各リード３１ａ、３１ｂの拡幅部３４が樹脂２０ａの内部に含まれるようにする。

樹脂２０ａ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を、前面２１の大きさに沿ってカットする。そして、側面２２に露出している端面を研磨し、Ｎｉ、Ａｕの順にメッキして電極端子３６を形成する。
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は斜めに形成されており、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においては、光電変換ユニット４０と電気的接続を行うためにリードフレーム３０に設けられるリード３１ａ、３１ｂの断面に、リードフレーム３０表面におけるリード３１ａ、３１ｂの幅よりも幅広の拡幅部３４を設けた。そして、リードフレーム３０を成形体２０の前面２１にインサート成形する際に、拡幅部３４が樹脂２０ａの内部に含まれるようにしたので、リード３１ａ、３１ｂが樹脂２０ａによってインサート成形された後に脱落するのを防止することができる。その後、成形体２０の前面２１に連続する側面２２に、リード３１ａ、３１ｂの一部が露出するように配線して電極端子３６を形成したので、容易且つ確実に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。

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、光電変換ユニットと電気的接続を行うためにリードフレームに設けられるリードの断面に、リードフレーム表面におけるリードの幅よりも幅広の拡幅部を設けたので、リードが樹脂によってインサート成形された後に脱落するのを防止することができる。また、成形体の前面に連続する側面に、リードの一部が露出するように配線したので、容易且つ確実に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、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位置に対応する断面図である。 リードフレームの平面図である。 （Ａ）および（Ｂ）はリードの断面形状の一例を示す断面図である。 （Ａ）および（Ｂ）はインサート成形されたリードの断面を示す断面図である。 （Ａ）および（Ｂ）はリードの表面をメッキした状態を示す断面図である。 リードを縦に切断した断面図である。 狭幅部を有するリードを示す図である。 リード幅が変化しているリードを示す図である。 光接続部品を製造するための金型を示す断面図である。 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
２０ａ 樹脂
２１ 前面
２２ 側面
２４ 挿通孔
３０ リードフレーム
３１ａ、３１ｂ リード
３４ 拡幅部
４０ 光電変換ユニット
Ｗ０ 表面における幅
Ｗ１ 大きな幅

Claims (7)

1. 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、前記挿通孔に対向して前記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であって、
   前記光電変換ユニットと電気的接続を行うべくリードフレームに設けられるリードの断面形状として、前記リードの表面における幅よりも大きな幅を有する拡幅部、或いは、前記リード表面における幅よりも小さな狭幅部を設け、
   樹脂を注入して前記成形体を形成する際に、少なくとも前記リードの拡幅部、或いは、前記狭幅部が樹脂の内部に含まれるように前記リードフレームを前記成形体の前面にインサート成形し、前記成形体の前面に連続する側面に前記リードの一部が露出するように配線することを特徴とする光接続部品の製造方法。
2. 前記拡幅部、或いは、前記狭幅部をエッチングによって形成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. 前記リードフレームが部分的にその厚さが変化し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。
4. 前記リードフレームの厚さの変化をエッチングにより行っていることを特徴とする請求項３に記載の光接続部品の製造方法。
5. 前記リードフレームの厚さの変化をメッキにより行っていることを特徴とする請求項３に記載の光接続部品の製造方法。
6. 前記リードの表面におけるリード幅が、前記リードの表面幅と直交する方向において変化していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光接続部品の製造方法。
7. 請求項１〜６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されたことを特徴とする光接続部品。

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