JP2009300842A - 光導波路保持部材の取付構造及び取付方法 - Google Patents

光導波路保持部材の取付構造及び取付方法 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明はプリント基板に実装される光導波路保持部材が熱膨張によってプリント基板と光導波路保持部材との相対位置がずれることを課題とする。
【解決手段】光導波路保持部材３０は、取付構造４０によってプリント基板２０に固定される。この取付構造４０は、２種類の接着剤によって光導波路保持部材３０をプリント基板２０に固定するものであり、第１段階として硬化時間の短い光硬化型接着剤（図１では隠れて見えない）を用いてロボットの組み付け動作によりプリント基板２０に組み付けられた所定位置に光導波路保持部材３０を仮止めし、第２段階として接着力が強力な２液混合型接着剤５０によって光導波路保持部材３０の周縁をプリント基板２０に固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は光導波路保持部材の取付構造及び取付方法に係り、特に外部から送信された光信号を異なる方向に伝送するように曲面に沿って形成された光導波路を有する光導波路保持部材の取付構造及び取付方法に関する。
従来より、高速、大容量の通信網や通信制御機器等の発達により光ファイバによる通信が主流となっている。例えばオフィスや家庭に設置された情報端末等にも光ファイバによりインターネット等の通信網を接続して信号の送受信が行われている。パソコンや周辺機器と光ファイバ（外部光ファイバ）の接続部には、電気信号と光信号を双方向に変換可能な光トランシーバが用いられている。このような光トランシーバは、外部光ファイバと光電変換素子との間に形成される光導波路を備える（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１１５３４６号公報
上述のような光トランシーバは、光電変換素子が配されたプリント基板の上に光導波路を有する光導波路保持部材が実装される構成である。通常、プリント基板はガラスエポキシ樹脂で構成され、一方、光導波路保持部材は、透光性を有するオレフィン系樹脂で構成される。プリント基板側に配された光電変換素子と光導波路保持部材側に配設される光導波路との間の光路の接続は、光電変換素子の受発光部と、光導波路の端部に形成されたレンズ部とを対向させ、それぞれの光学中心を一致させることによって実現される。また、光トランシーバにおいては、光学中心同士の位置精度は、±数μｍレベルが求められる。
ところで、プリント基板がガラスエポキシ樹脂を材料として形成されている場合、プリント基板の線膨張係数は、１３×１０−６／°Ｃである。他方の光導波路の線膨張係数は、７０×１０−６／°Ｃである。そのため、例えば、常温２５°Ｃの環境下でプリント基板に光導波路保持部材を実装した後、周辺機器からの熱により８５°Ｃの雰囲気に晒された場合、プリント基板上に実装された光電変換素子の位置が熱膨張により１０．００７ｍｍに変位し、光電変換素子の受発光部に対向する光導波路保持部材のレンズ部が１０．０３８ｍｍに変位する。この場合の両部材の相対位置のずれは、３１μｍ程度のずれとなる。
このような熱膨張による光導波路保持部材のレンズ部と光電変換素子の受発光部との相対位置のずれを抑制する方法として、従来は、光トランシーバの組立工程の際、光トランシーバの標準的な動作温度に加熱した雰囲気において光軸の位置合わせを行なうことで熱膨張による光軸のずれを抑制していた。
しかしながら、この製造工程では、作業が繁雑になると共に、所望の位置精度（抑制効果）を得ることができず、歩留まりの低下を招くという問題があった。
また、プリント基板に光導波路保持部材を自動的に実装するロボットの動作制御によって光電変換素子の受発光部に光導波路保持部材のレンズ部が一致するように組み付ける場合、光導波路保持部材を形成するオレフィン系樹脂の接着性が弱いため、２段階に分けて接着する方法が検討されている。先ず、接着工程の第１段階として、予め光硬化型接着剤を光導波路保持部材の当接面に塗布した状態でプリント基板上に組み付ける。そして、接着工程の第２段階として、光硬化型接着剤が硬化した後、光導波路保持部材の当接面の周囲に接着力が強力な２液混合型接着剤を塗布して光導波路保持部材をプリント基板に固定する。
しかしながら、光硬化型接着剤により光導波路保持部材をプリント基板に仮止めした状態では、ロボットの動作制御によって光導波路保持部材のレンズ部と光電変換素子の受発光部との光学中心が一致しているが、光硬化型接着剤が十分に塗布されていないと、２液混合型接着剤を塗布する際に光導波路保持部材の固定位置がずれ、光導波路保持部材のレンズ部とプリント基板上の光電変換素子との相対位置がずれてしまうおそれがあった。
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決した光導波路保持部材の取付構造及び取付方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
（１）本発明は、樹脂材により形成され、プリント基板に当接される底面側の当接面と、光ファイバが接続される背面側の接続面と、前記当接面と前記接続面との間を接続する曲面に沿って形成された光導波路と、前記光導波路の端部に形成されたレンズ部とを有する光導波路保持部材の取付構造において、
前記当接面のうち前記レンズ部に近接する部分を光硬化型接着剤により前記プリント基板に接着し、
前記当接面の周囲のうち前記レンズ部の両側に位置する部分の周縁及び前記背面側の周縁を２液混合型接着剤により前記プリント基板に接着することにより、上記課題を解決するものである。
（２）本発明は、前記当接面の周囲のうち前端側の一部を前記２液混合型接着剤により前記プリント基板に接着することにより、上記課題を解決するものである。
（３）本発明は、前記当接面の周囲のうち前記レンズ部の両側に位置する部分に前記プリント基板の取付孔に嵌合する突起を設け、当該突起を前記プリント基板の取付孔に接着することにより、上記課題を解決するものである。
（４）本発明は、前記当接面の周囲のうち前記レンズ部の両側に位置する部分から側方に突出する突出部を設け、該突出部が前記プリント基板に対向する領域に前記光硬化型接着剤を塗布して前記突出部を前記プリント基板に接着することにより、上記課題を解決するものである。
（５）本発明は、前記当接面のうち前記レンズ部に近接する部分を、前記樹脂材よりも前記プリント基板と接着しやすい被接着プレートに、光硬化型接着剤により接着し、該被接着プレートの周縁を２液混合型接着剤により前記プリント基板に接着することにより、上記課題を解決するものである。
（６）本発明は、前記当接面に前記樹脂材よりも前記プリント基板と接着しやすいコーティング層を形成し、該コーティング層の前記レンズ部に近接する部分に前記光硬化型接着剤を塗布して前記プリント基板に接着し、前記コーティング層及び前記当接面の周縁を前記プリント基板に接着することにより、上記課題を解決するものである。
（７）本発明は、前記光導波路保持部材の前記レンズ部に近接する部分を外側から嵌合して前記樹脂材の熱膨張を抑制する補強部材を設けることにより、上記課題を解決するものである。
（８）本発明は、前記光導波路保持部材の前記レンズ部に近接する部分を両側の突出部を設け、該突出部に嵌合し、且つ前記プリント基板に固定される固定部材を前記プリント基板に接着することにより、上記課題を解決するものである。
（９）本発明は、樹脂材により形成され、プリント基板に当接される底面側の当接面と、光ファイバが接続される背面側の接続面と、前記当接面と前記接続面との間を接続するように曲面に沿って形成された光導波路と、前記光導波路の端部に形成されたレンズ部とを有する光導波路保持部材の取付構造の取付方法において、
前記当接面のうち前記レンズ部に近接する部分を光硬化型接着剤により前記プリント基板に接着する工程と、
前記当接面の周囲のうち前記レンズ部の両側に位置する部分の周縁及び前記背面側の周縁を２液混合型接着剤により前記プリント基板に接着する工程とを有することにより、上記課題を解決するものである。
本発明によれば、光導波路保持部材のプリント基板に当接する当接面のうちレンズ部に近接する部分を光硬化型接着剤によりプリント基板に接着するため、光導波路保持部材をプリント基板の所定取付位置に仮止めした後のレンズ部の位置ずれを効果的に防止することができ、次に当接面の周囲のうちレンズ部の両側に位置する部分の周縁及び背面側の周縁を２液混合型接着剤によりプリント基板に接着することにより、光導波路保持部材をプリント基板に強固に固定することができ、且つ熱膨張による応力がレンズ部及び入射部に影響しにくいように固定することが可能になり、光導波路保持部材のレンズ部とプリント基板上の光電変換素子との相対位置のずれを抑制することが可能になる。
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は本発明による光導波路保持部材の取付構造の実施例１を示す斜視図である。図１に示されるように、光トランシーバ１０は、プリント基板２０上に光導波路保持部材３０を実装してなる。光導波路保持部材３０は、取付構造４０によってプリント基板２０に固定される。この取付構造４０は、２種類の接着剤によって光導波路保持部材３０をプリント基板２０に固定するものであり、第１段階として硬化時間の短い光硬化型接着剤（図１では隠れて見えない）を用いてロボットの組み付け動作によりプリント基板２０に組み付けられた所定位置に光導波路保持部材３０を仮止めし、第２段階として接着力が強力な２液混合型接着剤５０によって光導波路保持部材３０の周縁をプリント基板２０に固定する。
尚、プリント基板２０上には、その他の電子部品も実装されているが、ここではそれらの図示及び説明を省略する。
本実施例の光導波路保持部材３０は、透光性を有するオレフィン系樹脂により成型されている。また、光導波路保持部材３０は、樹脂材により成型されているので、おおよそ線膨張係数が７０×１０−６／°Ｃである。
また、プリント基板２０は、ガラスエポキシ樹脂により形成されているため、線膨張係数が１３×１０−６／°Ｃである。そのため、プリント基板２０と光導波路保持部材３０との間では、温度上昇に伴う熱膨張が発生した場合、上記線膨張係数の差に基づく相対的な位置ずれを発生させる応力が作用する。
ここで、先ず光導波路保持部材３０及びプリント基板２０の構成について説明し、続いて、上記取付構造４０の具体例を説明する。
図２Ａは光導波路保持部材の下面側に配されたレンズ部の構成を示す斜視図である。図２Ｂは光導波路保持部材３０を下方からみた底面図である。図３はプリント基板の上面に実装された光−電変換素子７０Ａ，電−光変換素子７０Ｂを示す斜視図である。図４は光導波路保持部材を背面側からみた斜視図である。
図２乃至図４に示されるように、光導波路保持部材３０は、クラッド材料としての機能を有するオレフィン系の樹脂で構成されており、光ファイバが接続される背面側の接続部３２と、プリント基板２０に当接する底面側の当接面３５と背面側の接続部３２との間を接続するように曲面に沿って形成された２組の光導波路３４Ａ，３４Ｂと、光導波路３４Ａ，３４Ｂに対応して底面側に形成された２組のレンズ部３６Ａ，３６Ｂとを有する。接続部３２は、光ファイバを伝搬した光信号が入射される入射部３２Ａと、光ファイバに向けて光信号を出射する出射部３２Ｂとを有する。
プリント基板２０には、光導波路３４Ａを伝搬してレンズ部３６Ａから出射された光信号を受光する光−電変換素子７０Ａと、電気信号を光信号に変換し、光信号をレンズ部３６Ｂに出射する電−光変換素子７０Ｂとが同じＹ軸上に一列に取り付けられている。光導波路保持部材３０の底面側に形成されたレンズ部３６Ａ，３６Ｂは、光−電変換素子７０Ａの受光部７２、電−光変換素子７０Ｂの発光部７４に対向する位置に位置決めされる。
光導波路３４Ａ，３４Ｂは、夫々４本ずつ平行に形成されており、本実施例においては、合計８本の光導波路が設けられている。そして、１組の光導波路３４Ａは、光ファイバからの光信号が背面側の接続部３２の入射部３２Ａから入射されると、底面側のレンズ部３６Ａから光信号を出射するように曲面内壁溝に沿って湾曲形成されている。また、もう1組の光導波路３４Ｂは、底面側のプリント基板２０上に配された電−光変換素子７０Ｂから出射された光信号が底面側のレンズ部３６Ｂに入射されると、背面側の出射部３２Ｂから光ファイバに向けて光信号を出射するように曲面内壁溝に沿って湾曲形成されている。
図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、レンズ部３６Ａ，３６Ｂは、光導波路３４Ａ，３４Ｂのコア部に対応する位置に球面レンズ３６ａを４個ずつ有する。また、光導波路保持部材３０のプリント基板２０に当接する底面側の当接面３５は、長方形状の枠状に形成されており、その背面側の中央（Ｘ軸上）及び左右側面側のレンズ部３６Ａ，３６Ｂの側方（Ｙ軸上）にボス３３ａ〜３３ｃが設けられている。なお、背面側のボス３３ａは、光導波路保持部材３０のＸ軸上に形成され、左右側方のボス３３ｂ，３３ｃは、一対のレンズ部３６Ａ，３６Ｂが配されたＹ軸上に形成されている。
図３に示されるように、光−電変換素子７０Ａ、電−光変換素子７０Ｂは、複数の受光部７２、発光部７４がレンズ部３６Ａ，３６Ｂの複数の球面レンズ３６ａの夫々に対向する位置になるようにプリント基板２０の所定位置に実装されている。尚、本実施例においては、プリント基板２０上に光−電変換素子７０Ａ、電−光変換素子７０Ｂを配置した場合を一例として挙げているが、プリント基板２０上の各変換素子の配置は任意に設定される。例えば、光−電変換素子７０Ａと電−光変換素子７０Ｂとの配置を左右方向で逆の配置にしても良いし、あるいはプリント基板２０上に光−電変換素子７０Ａを２個配置させても良いし、あるいは電−光変換素子７０Ｂを２個配置させるようにしても良い。また、プリント基板２０上に実装される変換素子数は２個に限らず、光−電変換素子７０Ａまたは電−光変換素子７０Ｂの何れか一方のみを１個実装する場合もある。
従って、光導波路３４Ａ，３４Ｂを伝搬する光信号の伝搬方向は、プリント基板２０上に実装される光−電変換素子７０Ａまたは電−光変換素子７０Ｂの配置によって決まる。また、接続部３２の入射部３２Ａ、出射部３２Ｂもプリント基板２０上に実装される光−電変換素子７０Ａまたは電−光変換素子７０Ｂの配置によって適宜切り替わることになる。
また、プリント基板２０の上面には、上記ボス３３に対応する３箇所の位置に位置決め孔２１〜２３が設けられている。なお、背面側の位置決め孔２１は、光導波路保持部材３０の取付位置のＸ軸上に形成され、左右側方の位置決め孔２２，２３は、光電変換素子７０が配されたＹ軸上に形成されている。
図４に示されるように、入射部３２Ａ、出射部３２Ｂは、プリント基板２０の上面と平行な方向から引き出された光ファイバのコネクタが接続しやすいように光導波路保持部材３０の背面３１側の接続部３２に設けられている。
光導波路３４Ａ，３４Ｂは、背面側の接続部３２と底面側の当接面３５との間で湾曲しており、光信号の入射方向に対して出射方向が９０度の角度となるように湾曲形成されている。また、コア部の数は、適宜選択されるものであり、本実施例においては４本ずつ２箇所に並列に設けられている。
また、光導波路３４Ａ，３４Ｂは、一端が光導波路保持部材３０の背面側の入射部３２Ａ、出射部３２Ｂに接続され、他端が光導波路保持部材３０の下面側のレンズ部３６Ａ，３６Ｂに接続されるように形成されている。光ファイバを介して送信された光信号は、コア部に沿って伝送されてレンズ部３６Ａから垂下方向に出射され、レンズ部３６Ａの下方に配置されたプリント基板２０上の光−電変換素子７０Ａに到達する。また、電−光変換素子７０Ｂから出射された光信号は、底面側のレンズ部３６Ｂに入射されると、光導波路３４Ｂを伝搬して背面側の出射部３２Ｂから光ファイバに向けて出射される。
従って、光導波路保持部材３０をプリント基板２０上に接着固定する際は、光−電変換素子７０Ａの受光部７２、電−光変換素子７０Ｂの発光部７４とレンズ部３６Ａ，３６Ｂの球面レンズ３６ａとの光学中心が一致するように位置決めすることが重要である。
ここで、前述した光導波路保持部材３０の取付構造４０について説明する。
図５は光導波路保持部材３０の取付構造４０の手順１を示す斜め上方からみた分解斜視図である。図６は光導波路保持部材３０の取付構造４０の手順１を示す斜め下方からみた分解斜視図である。図７はプリント基板２０上に光導波路保持部材３０を取付けた状態（手順２）を示す斜視図である。図８はプリント基板２０上に取付けられた光導波路保持部材３０の周縁に２液混合型接着剤５０を塗布した状態（手順４）を示す斜視図である。図９は２液混合型接着剤５０の塗布位置を上方から見たプリント基板２０の平面図である。
図５及び図６に示されるように、手順１において、プリント基板２０の位置決め孔２２，２３に周辺に光硬化型接着剤６０を塗布する。光硬化型接着剤６０としては、例えば、紫外線硬化型接着剤があり、プレポリマー、モノマー、光重合開始剤等からなる樹脂で、紫外光が照射されると光重合反応を起こして硬化する。この光硬化型接着剤６０は、紫外線を照射してからの硬化時間が短く（数秒〜数十秒）、一液性のため取扱いが容易である。
この後の手順２では、図７に示されるように、組み付けロボットの動作制御により光導波路保持部材３０をプリント基板２０の所定取付位置に組み付ける。その際、光導波路保持部材３０は、当接面３５のボス３３がプリント基板２０の位置決め孔２１〜２３に嵌入されて位置決めされた状態に組み付けられる。
次の手順３では、紫外線を光硬化型接着剤６０に照射して光導波路保持部材３０の左右側方の２点をプリント基板２０の位置決め孔２２，２３に仮止めする。これにより、光導波路保持部材３０は、レンズ部３６Ａ，３６Ｂと光−電変換素子７０Ａ、電−光変換素子７０Ｂとの相対位置を確保した状態で仮止めすることができ、この後の本固定を行なう前に外力が印加されてもレンズ部３６Ａ，３６Ｂと光−電変換素子７０Ａ、電−光変換素子７０Ｂとの相対位置がずれないように保持される。
次の手順４では、図８及び図９に示されるように、光硬化型接着剤６０の硬化によってプリント基板２０上の所定取付位置に仮止めされた光導波路保持部材３０の当接面３５の周囲のうち左右側面の周縁と背面の周縁の３方向に２液混合型接着剤５０を塗布する。これと同時に、２液混合型接着剤５０は、光導波路保持部材３０の当接面３５の外側となるプリント基板２０上にも塗布される。
さらに、光導波路保持部材３０の当接面３５の周囲のうち前端中央（Ｘ軸上）に２液混合型接着剤５０をピンポイントで滴下する。この２液混合型接着剤５０は、エポキシ樹脂からなる基剤に硬化剤を混ぜることで硬化する接着剤であり、接着力が光硬化型接着剤６０よりも強力である。
次の手順５では、上記のパターンで光導波路保持部材３０の周縁に塗布された２液混合型接着剤５０を硬化させる。そのため、光導波路保持部材３０は、２液混合型接着剤５０の硬化と共に、プリント基板２０上に接着される。この２液混合型接着剤５０の硬化は、常温で行なわれる。尚、２液混合型接着剤５０は、例えば、２５°Ｃの室温で硬化時間に数分かかる。そのため、前段階で光硬化型接着剤６０による仮止めを行なうことで、２液混合型接着剤５０が硬化するまでの間、レンズ部３６と光−電変換素子７０Ａ、電−光変換素子７０Ｂとの相対位置がずれないように光導波路保持部材３０をプリント基板２０に固定することが可能になる。
また、光導波路保持部材３０は、前端が２液混合型接着剤５０を一部（Ｘ軸上）にしか塗布されていないが、他の３辺が全幅で２液混合型接着剤５０を塗布されているため、プリント基板２０に強固に固定される。これにより、光導波路保持部材３０とプリント基板２０との熱膨張差によって生じる応力に対してレンズ部３６と光−電変換素子７０Ａ、電−光変換素子７０Ｂとの相対位置を一致させた状態を維持することが可能になる。尚、熱膨張による応力が過大になったときは、光導波路保持部材３０は、接着力に弱い前端方向へ膨張して熱膨張による応力を逃がすことができ、他の３辺の接着部分が熱膨張力によって剥離することが防止される。
図１０は実施例２の光導波路保持部材３０Ａを上方からみた斜視図である。図１１はプリント基板２０と光導波路保持部材３０Ａの当接面形状を示す分解斜視図である。図１２は実施例２の取付構造８０を用いた光トランシーバ１０Ａを示す斜視図である。尚、図１０乃至図１２において、上記実施例１と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
図１０に示されるように、光導波路保持部材３０Ａは、左右側面の底部から側方に突出する一対の突出部３８が一体形成されている。実施例２の取付構造８０（図１２を参照）は、前述した実施例１の取付構造４０に一対の突出部３８を付加した構成となっている。
突出部３８は、一対のレンズ部３６Ａ，３６Ｂが配されたＹ軸上に突出形成されている。そして、突出部３８の下面３８ａは、光導波路保持部材３０Ａの底面側に形成された当接面３５と連続するように同一平面を形成する。尚、実施例２の取付構造の手順は、前述した実施例１の取付構造４０の手順１〜手順５と同様である。
図１１に示されるように、前述した手順１において、プリント基板２０の位置決め孔２２，２３の周辺に光硬化型接着剤６０を塗布すると共に、プリント基板２０の上面の突出部３８の下面３８ａが当接する領域にも光硬化型接着剤６０を塗布する。
図１２に示されるように、実施例２の取付構造８０においては、光硬化型接着剤６０が硬化した後は、前述した手順４と同様に、光硬化型接着剤６０の硬化によってプリント基板２０上の所定取付位置に仮止めされた光導波路保持部材３０Ａの当接面３５の周囲のうち左右側面の周縁と背面の周縁の３方向に２液混合型接着剤５０を塗布する。この際、上記突出部３８の周辺にも２液混合型接着剤５０が塗布される。さらに、光導波路保持部材３０Ａの前端中央（Ｘ軸上）に２液混合型接着剤５０をピンポイントで滴下する。
これにより、光トランシーバ１０Ａの取付構造８０は、３辺の全幅及び突出部３８の周辺にも２液混合型接着剤５０を塗布されているため、プリント基板２０に対してより一層強固に固定される。これにより、光導波路保持部材３０Ａとプリント基板２０との熱膨張差によって生じる応力に対してレンズ部３６と光−電変換素子７０Ａ、電−光変換素子７０Ｂとの相対位置がずれることが防止され、両者の相対位置を一致させた状態を維持することが可能になる。
図１３は実施例３の取付構造９０を説明するための分解斜視図である。図１４は光導波路保持部材３０Ａを被接着プレート１００に載置固定した接着工程の第１段階の状態を示す斜視図である。図１５は接着プレート１００をプリント基板２０上に載置固定した接着工程の第２段階の状態を示す斜視図である。図１６は光導波路保持部材３０Ａ及び接着プレート１００の周縁に２液混合型接着剤５０を塗布した状態を示す斜視図である。
図１３に示されるように、取付構造９０は、光導波路保持部材３０Ａを被接着プレート１００に載置固定し、当該被接着プレート１００をプリント基板２０上に接着する構成である。
被接着プレート１００は、例えば、ステンレス等の金属材からなり、オレフィン系樹脂によって形成された光導波路保持部材３０Ａよりもプリント基板２０と接着しやすい性質を有している。また、被接着プレート１００がステンレスにより形成された場合、線膨張係数は、１７．３×１０−６／°Ｃである。
また、オレフィン系樹脂からなる光導波路保持部材３０Ａの線膨張係数が７０×１０−６／°Ｃ、ガラスエポキシ樹脂からなるプリント基板２０の線膨張係数が１３×１０−６／°Ｃであるので、被接着プレート１００をプリント基板２０と光導波路保持部材３０Ａとの間に介在させることで、両部材間の熱膨張差による応力を緩和することが可能になる。
被接着プレート１００は、光導波路保持部材３０Ａが載置固定される取付面１０２と、取付面１０２の前後に形成された一対の補強部１０３とより構成されている。取付面１０２は、高さ方向（Ｚ方向）の厚さ寸法が例えば、１ｍｍ以下に小さく設定されており、補強部１０３は、高さ方向（Ｚ方向）の厚さ寸法が例えば、１ｍｍ以上に設定されている。
また、取付面１０２には、光導波路保持部材３０Ａの下面側に突出するボス３３が嵌入される位置決め孔１０４〜１０６が形成されている。さらに、光導波路保持部材３０Ａの下面側に形成されたレンズ部３６に対向する位置決め孔１０５，１０６の間には、光信号が通過するための開口部１０８が貫通している。
ここで、図１４及び図１５を併せ参照して組み付け手順について説明する。
先ず、手順１において、図１３に示されるように、被接着プレート１００の位置決め孔１０５，１０６に周辺、及び突出部３８の下面３８ａが当接する領域にも光硬化型接着剤６０を塗布する。
この後の手順２では、図１４に示されるように、組み付けロボットの動作制御により光導波路保持部材３０Ａを被接着プレート１００の取付面１０２に組み付ける。その際、光導波路保持部材３０Ａは、ボス３３が被接着プレート１００の位置決め孔１０４〜１０６に嵌入されて位置決めされた状態に組み付けられる。
次の手順３では、紫外線を光硬化型接着剤６０に照射して光導波路保持部材３０Ａの左右側方の２点を被接着プレート１００の取付面１０２に固定する。これにより、光導波路保持部材３０Ａは、レンズ部３６Ａ，３６Ｂと光−電変換素子７０Ａ、電−光変換素子７０Ｂとの相対位置を一致させた状態を維持するように固定することができる。
次の手順４では、図１５に示されるように、光導波路保持部材３０Ａが固定された被接着プレート１００をプリント基板２０上に組み付ける。プリント基板２０上に位置決め孔２１〜２３を設ける代わりに、被接着プレート１００の下面側から位置決め孔１０４〜１０６に嵌入するボス（図１５では隠れて見えない）を形成しておく。そして、位置決め孔１０４〜１０６の周辺には、例えば、熱硬化性接着剤を塗布し、被接着プレート１００をプリント基板２０上に仮止めする。
被接着プレート１００は、ステンレス等の金属により形成されており、オレフィン系樹脂からなる光導波路保持部材３０Ａとの接着剤との化学的結合強度がプリント基板２０よりも高くなるため、光導波路保持部材３０Ａを強固に保持することが可能である。
次の手順５では、図１６に示されるように、プリント基板２０上の所定取付位置に仮止めされた被接着プレート１００の全周縁に２液混合型接着剤５０を塗布する。これにより、被接着プレート１００は、プリント基板２０上に強固に固定される。
続いて、被接着プレート１００上の所定取付位置に仮止めされた光導波路保持部材３０Ａの当接面３５の周囲のうち左右側面の周縁及び左右側方に突出する突出部３８の周縁と背面の周縁の３方向に２液混合型接着剤５０を塗布する。
次の手順６では、上記のパターンで光導波路保持部材３０Ａの周縁及び被接着プレート１００の全周縁に塗布された２液混合型接着剤５０を硬化させる。この２液混合型接着剤５０の硬化は、常温で行なわれる。これで、光トランシーバ１０Ｂが完成する。
このように、実施例３の取付構造９０では、光導波路保持部材３０Ａ及びプリント基板２０に対する接着剤による化学的結合強度の高い被接着プレート１００を用いるため、光導波路保持部材３０Ａを直接プリント基板２０上に接着する場合よりも接着強度が高まり、被接着プレート１００を介在させることで強固に光導波路保持部材３０Ａをプリント基板２０に組み付けることが可能になる。
また、被接着プレート１００の当接面積が光導波路保持部材３０Ａの当接面３５よりも大きく設定できるので、この点からもプリント基板２０に対する接着強度を高めることができる。
図１７は実施例３の変形例を示す斜視図である。図１７に示されるように、導波路保持部材３０Ａの下面側の当接面３５の全面に粗化処理を施し、粗面化された当接面３５に樹脂層または薄膜金属層を積層してコーティング層１１０を形成する。このコーティング層１１０は、上記被接着プレート１００に代わるものであり、接着剤との化学的結合が強いエポキシ樹脂や、ＣｕあるいはＮｉ等の金属がめっき法により形成されている。
このコーティング層１１０は、プリント基板２０上に当接され、周縁に２液混合型接着剤５０を塗布されてプリント基板２０上に固定される。このように、コーティング層１１０は、導波路保持部材３０Ａ及びプリント基板２０に対する接着剤による化学的結合強度を高め、光導波路保持部材３０Ａを強固にプリント基板２０に組み付けることが可能になる。
また、当該変形例の取付構造においては、コーティング層１１０の膜厚が数十μｍと薄いため、外観的には、実施例１、２の取付構造と変わらないが、光導波路保持部材３０Ａを直接プリント基板２０上に接着する場合よりも接着強度が高まっている。
尚、当該変形例の取付構造の接着工程の手順は、前述した実施例１，２と同様であるので、その説明は省略する。
図１８は接着剤を塗布する前の実施例４の取付構造１２０を示す斜視図である。図１９は導波路保持部材３０Ａと補強部材１３０を示す分解斜視図である。図２０は補強部材１３０が嵌合された導波路保持部材３０Ａを示す斜視図である。図２１は補強部材１３０が嵌合された導波路保持部材３０Ａを上方からみた平面図である。図２２は補強部材１３０が嵌合された導波路保持部材３０Ａを下方からみた底面図である。図２３は接着剤を塗布した取付構造１２０を示す斜視図である。
図１８に示されるように、実施例４の取付構造１２０では、導波路保持部材３０Ａの底面に一対の補強部材１３０が嵌合されている。
図１９に示されるように、補強部材１３０は、例えば、ステンレス等の金属材によりコ字状に形成されており、導波路保持部材３０Ａの当接面３５に形成された凹部３５ａに嵌入されて左右方向（Ｙ方向）に装架される梁１３２と、梁１３２の両端より上方に起立する一対の柱１３４とよりなる。
図２０に示されるように、一対の補強部材１３０の梁１３２を導波路保持部材３０Ａの下面側の凹部３５ａに嵌合させると、一対の柱１３４が導波路保持部材３０Ａの左右側面を挟持する。一対の補強部材１３０は、凹部３５ａに嵌合した状態で接着剤により導波路保持部材３０Ａに固着される。あるいは、導波路保持部材３０Ａを成型する際に一対の補強部材１３０をインサート成型することも可能である。
図２１に示されるように、導波路保持部材３０Ａを上方からみると、導波路保持部材３０Ａの左右側面に一対の補強部材１３０の柱１３４が４箇所で当接しており、柱１３４によってＹ方向の熱膨張による変位が規制される。また、一方の補強部材１３０の柱１３４は、導波路保持部材３０Ａの側方に突出する突出部３８の背面側に当接しており、レンズ３６Ａ，３６Ｂを邪魔しない位置に配されている。
また、図２２に示されるように、導波路保持部材３０Ａの下面側では、一対の補強部材１３０の梁１３２が凹部３５ａに嵌合してＸ方向の熱膨張による変位が規制される。
このように、一対の補強部材１３０が嵌合固定されて一体化された導波路保持部材３０Ａは、一対の補強部材１３０によって剛性が高められると共に、Ｘ方向及びＹ方向の熱膨張を抑制される。
次に実施例１、２と同様に、プリント基板２０の位置決め孔２２，２３の周辺に光硬化型接着剤６０を塗布すると共に、プリント基板２０の上面の突出部３８の下面３８ａが当接する領域にも光硬化型接着剤６０を塗布する。
その後、図１８に示されるように、プリント基板２０上に導波路保持部材３０Ａを載置し、下面のボス３３をプリント基板２０の位置決め孔２１〜２３に嵌入させると共に、光硬化型接着剤６０に紫外線を照射してプリント基板２０上に導波路保持部材３０Ａを仮止めする。
そして、光硬化型接着剤６０が硬化すると、図２３に示されるように、光導波路保持部材３０Ａの当接面３５の周囲のうち左右側面の周縁及び突出部３８の周縁と背面の周縁の３方向に２液混合型接着剤５０を塗布する。さらに、光導波路保持部材３０Ａの前端中央（Ｘ軸上）に２液混合型接着剤５０をピンポイントで滴下する。これにより、一対の補強部材１３０のプリント基板２０に当接する梁１３２の両端部及び柱１３４の下部にも外側から２液混合型接着剤５０を塗布する。
これと同時に、２液混合型接着剤５０は、光導波路保持部材３０Ａの当接面３５の外側及び補強部材１３０の外側となるプリント基板２０上にも塗布されるため、光導波路保持部材３０Ａ及び一対の補強部材１３０は、２液混合型接着剤５０の硬化と共に、プリント基板２０上に接着される。これで、光トランシーバ１０Ｃが完成する。
また、一対の補強部材１３０は、金属製であるので、光導波路保持部材３０Ａよりもプリント基板２０の上面に強固に化学的に結合される。よって、実施例４の取付構造１２０では、光導波路保持部材３０Ａを直接プリント基板２０上に接着する場合よりも接着強度が高められている。そのため、２液混合型接着剤５０の接着後は、プリント基板２０と補強部材１３０との接着力が光導波路保持部材３０Ａとプリント基板２０との接着力よりも大きいので、光導波路保持部材３０Ａが補強部材１３０を介してプリント基板２０に強固に接着され、光導波路保持部材３０Ａの位置がずれにくくなる。また、補強部材１３０の表面に２液混合型接着剤５０を塗布することで、光導波路保持部材３０Ａのみの場合よりも接着面積がより広くなり、その分補強部材１３０の接着面積に応じた接着力が増大することで、光導波路保持部材３０Ａとプリント基板２０との間がより強固に固定される。
また、補強部材１３０は、光導波路保持部材３０Ａの当接面３５に嵌合固定される固定手段としては、上記接着、インサート成形以外の固定方法（例えば、プリント基板２０上に半田付けする方法、またはプリント基板２０上にネジ止めする方法等）を用いても良い。
また、補強部材１３０は、梁１３２を当接面３５より下方に突出させ、プリント基板２０の溝に嵌合させる構成によりプリント基板２０に固定しても良い。
また、補強部材１３０は、柱１３４を光導波路保持部材３０Ａの左右側面に埋め込むようにインサート成形することも可能である。
図２４は実施例５の取付構造１４０を示す分解斜視図である。図２５は固定部材１５０を光導波路保持部材３０Ａの突出部３８に嵌合させてプリント基板２０上に固定した状態を示す斜視図である。図２６は接着剤を光導波路保持部材３０Ａの周縁及び固定部材１５０に塗布した状態を示す斜視図である。
図２４に示されるように、取付構造１４０は、逆Ｕ字状に形成された固定部材１５０を光導波路保持部材３０Ａの左右側面から側方に突出する突出部３８に対して上方から嵌合させ、且つ固定部材１５０の一対の脚部１５２をプリント基板２０の取付孔２６に嵌入させる。
固定部材１５０は、例えば、金属またエポキシ樹脂により形成されており、突出部３８の前後側面に当接する一対の脚部１５２と、突出部３８の上面に当接する押さえ部１５４とを有する。
また、プリント基板２０は、上面に一対の脚部１５２が嵌入される取付孔２６が突出部３８の当接位置の前後に設けられている。
図２５に示されるように、実施例１、２と同様に、プリント基板２０の位置決め孔２２，２３及び取付孔２６の周辺に光硬化型接着剤６０を塗布すると共に、プリント基板２０の上面の突出部３８の下面３８ａが当接する領域にも光硬化型接着剤６０を塗布する。
その後、プリント基板２０上に導波路保持部材３０Ａを載置し、下面のボス３３をプリント基板２０の位置決め孔２１〜２３に嵌入させると共に、光硬化型接着剤６０に紫外線を照射してプリント基板２０上に導波路保持部材３０Ａを仮止めする。
そして、光硬化型接着剤６０が硬化すると、図２６に示されるように、光導波路保持部材３０Ａの当接面３５の周囲のうち左右側面の周縁及び突出部３８の周縁と背面の周縁の３方向に２液混合型接着剤５０を塗布する。さらに、光導波路保持部材３０Ａの前端中央（Ｘ軸上）に２液混合型接着剤５０をピンポイントで滴下する。これにより、一対の固定部材１５０の脚部１５２及び押さえ部１５４にも外側から２液混合型接着剤５０が塗布される。
これと同時に、２液混合型接着剤５０は、光導波路保持部材３０Ａの当接面３５の外側及び補強部材１３０の外側となるプリント基板２０上にも塗布されるため、光導波路保持部材３０Ａ及び一対の固定部材１５０は、２液混合型接着剤５０の硬化と共に、プリント基板２０に接着される。これで、光トランシーバ１０Ｄが完成する。
また、一対の固定部材１５０は、金属製またはエポキシ樹脂製であるので、光導波路保持部材３０Ａよりもプリント基板２０の上面に強固に化学的に結合される。よって、実施例５の取付構造１４０では、光導波路保持部材３０Ａを直接プリント基板２０上に接着する場合よりも接着強度が高められている。
そのため、２液混合型接着剤５０の接着後は、プリント基板２０と固定部材１５０との接着力が光導波路保持部材３０Ａとプリント基板２０との接着力よりも大きいので、光導波路保持部材３０Ａが固定部材１５０を介してプリント基板２０に強固に接着され、光導波路保持部材３０Ａの位置がずれにくくなる。また、固定部材１５０の表面に２液混合型接着剤５０を塗布することで、光導波路保持部材３０Ａのみの場合よりも接着面積がより広くなり、その分固定部材１５０の接着面積に応じた接着力が増大することで、光導波路保持部材３０Ａとプリント基板２０との間がより強固に固定される。
本発明による光導波路保持部材の取付構造の実施例１を示す斜視図である。 光導波路保持部材の下面側に配されたレンズ部の構成を示す斜視図である。 光導波路保持部材３０を下方からみた底面図である。 プリント基板の上面に実装された光−電変換素子７０Ａ、電−光変換素子７０Ｂを示す斜視図である。 光導波路保持部材を背面側からみた斜視図である。 光導波路保持部材３０の取付構造４０の手順１を示す斜め上方からみた分解斜視図である。 光導波路保持部材３０の取付構造４０の手順１を示す斜め下方からみた分解斜視図である。 プリント基板２０上に光導波路保持部材３０を取付けた状態（手順２）を示す斜視図である。 プリント基板２０上に取付けられた光導波路保持部材３０の周縁に２液混合型接着剤５０を塗布した状態（手順４）を示す斜視図である。 ２液混合型接着剤５０の塗布位置を上方から見たプリント基板２０の平面図である。 実施例２の光導波路保持部材３０Ａを上方からみた斜視図である。 プリント基板２０と光導波路保持部材３０Ａの当接面形状を示す分解斜視図である。 実施例２の取付構造８０を用いた光トランシーバ１０Ａを示す斜視図である。 実施例３の取付構造９０を説明するための分解斜視図である。 光導波路保持部材３０Ａを被接着プレート１００に載置固定した接着工程の第１段階の状態を示す斜視図である。 接着プレート１００をプリント基板２０上に載置固定した接着工程の第２段階の状態を示す斜視図である。 光導波路保持部材３０Ａ及び接着プレート１００の周縁に２液混合型接着剤５０を塗布した状態を示す斜視図である。 実施例３の変形例を示す斜視図である。 接着剤を塗布する前の実施例４の取付構造１２０を示す斜視図である。 導波路保持部材３０Ａと補強部材１３０を示す分解斜視図である。 補強部材１３０が嵌合された導波路保持部材３０Ａを示す斜視図である。 補強部材１３０が嵌合された導波路保持部材３０Ａを上方からみた平面図である。 補強部材１３０が嵌合された導波路保持部材３０Ａを下方からみた底面図である。 ２液混合型接着剤５０を塗布した取付構造１２０を示す斜視図である。 実施例５の取付構造１４０を示す分解斜視図である。 固定部材１５０を光導波路保持部材３０Ａの突出部３８に嵌合させてプリント基板２０上に固定した状態を示す斜視図である。 ２液混合型接着剤５０を光導波路保持部材３０Ａの周縁及び固定部材１５０に塗布した状態を示す斜視図である。
符号の説明
１０，１０Ａ〜１０Ｄ 光トランシーバ
２０ プリント基板
２１〜２３ 位置決め孔
３０，３０Ａ 光導波路保持部材
３２ 接続部
３２Ａ 入射部
３２Ｂ 出射部
３３ａ〜３３ｃ ボス
３４Ａ，３４Ｂ 光導波路
３５ 当接面
３５ａ 凹部
３６Ａ，３６Ｂ レンズ部
３８ 突出部
４０，８０，９０，１２０，１４０ 取付構造
５０ ２液混合型接着剤
６０ 光硬化型接着剤
７０Ａ 光−電変換素子
７０Ｂ 電−光変換素子
１００ 被接着プレート
１０２ 取付面
１０３ 補強部
１０４〜１０６ 位置決め孔
１１０ コーティング層
１３０ 補強部材
１３２ 梁
１３４ 柱
１５０ 固定部材
１５２ 脚部
１５４ 押さえ部

Claims (9)

  1. 樹脂材により形成され、プリント基板に当接される底面側の当接面と、光ファイバが接続される背面側の接続面と、前記当接面と前記接続面との間を接続する曲面に沿って形成された光導波路と、前記光導波路の端部に形成されたレンズ部とを有する光導波路保持部材の取付構造において、
    前記当接面のうち前記レンズ部に近接する部分を光硬化型接着剤により前記プリント基板に接着し、
    前記当接面の周囲のうち前記レンズ部の両側に位置する部分の周縁及び前記背面側の周縁を２液混合型接着剤により前記プリント基板に接着することを特徴とする光導波路保持部材の取付構造。
  2. 前記当接面の周囲のうち前端側の一部を前記２液混合型接着剤により前記プリント基板に接着することを特徴とする請求項１に記載の光導波路保持部材の取付構造。
  3. 前記当接面の周囲のうち前記レンズ部の両側に位置する部分に前記プリント基板の取付孔に嵌合する突起を設け、当該突起を前記プリント基板の取付孔に接着することを特徴とする請求項１または２に記載の光導波路保持部材の取付構造。
  4. 前記当接面の周囲のうち前記レンズ部の両側に位置する部分から側方に突出する突出部を設け、該突出部が前記プリント基板に対向する領域に前記光硬化型接着剤を塗布して前記突出部を前記プリント基板に接着することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光導波路保持部材の取付構造。
  5. 前記当接面のうち前記レンズ部に近接する部分を、前記樹脂材よりも前記プリント基板と接着しやすい被接着プレートに、光硬化型接着剤により接着し、該被接着プレートの周縁を２液混合型接着剤により前記プリント基板に接着することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の光導波路保持部材の取付構造。
  6. 前記当接面に前記樹脂材よりも前記プリント基板と接着しやすいコーティング層を形成し、該コーティング層の前記レンズ部に近接する部分に前記光硬化型接着剤を塗布して前記プリント基板に接着し、前記コーティング層及び前記当接面の周縁を前記プリント基板に接着することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の光導波路保持部材の取付構造。
  7. 前記光導波路保持部材の前記レンズ部に近接する部分を外側から嵌合して前記樹脂材の熱膨張を抑制する補強部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の光導波路保持部材の取付構造。
  8. 前記光導波路保持部材の前記レンズ部に近接する部分を両側の突出部を設け、
    該突出部に嵌合し、且つ前記プリント基板に固定される固定部材を前記プリント基板に接着することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の光導波路保持部材の取付構造。
  9. 樹脂材により形成され、プリント基板に当接される底面側の当接面と、光ファイバが接続される背面側の接続面と、前記当接面と前記接続面との間を接続するように曲面に沿って形成された光導波路と、前記光導波路の端部に形成されたレンズ部とを有する光導波路保持部材の取付構造の取付方法において、
    前記当接面のうち前記レンズ部に近接する部分を光硬化型接着剤により前記プリント基板に接着する工程と、
    前記当接面の周囲のうち前記レンズ部の両側に位置する部分の周縁及び前記背面側の周縁を２液混合型接着剤により前記プリント基板に接着する工程とを有することを特徴とする光導波路保持部材の取付方法。
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