JP4945965B2 - Optical fiber terminal with photoelectric conversion function and mounting method thereof - Google Patents
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本発明は光電変換機能付き光ファイバ端末およびその実装方法に係り、例えば光電変換素子に光ファイバを接続した光電変換機能付き光ファイバ端末およびその実装方法に関するものである。 The present invention relates to an optical fiber terminal with a photoelectric conversion function and a mounting method thereof, for example, an optical fiber terminal with a photoelectric conversion function in which an optical fiber is connected to a photoelectric conversion element and a mounting method thereof.
従来より、受発光素子に光ファイバを接続する光接続部品が知られている(例えば特許文献1参照)。
図4に示すように、特許文献1に記載されている光接続部品100はフェルール101を有し、このフェルール101には光ファイバを位置決め保持するための複数のファイバ穴102が形成されている。フェルール101の外面には、電気配線を行うための複数の金属メッキ部103が各ファイバ穴102に対応して形成されている。各金属メッキ部103は、フェルール101の下面101cから前面101aを通って上面101dまで連続的に延びている。フェルール101は、ポリエステル樹脂、PPS樹脂およびエポキシ樹脂のいずれかを含む材料で形成されている。
As shown in FIG. 4, the
ところで、前述した特許文献1に記載されているような光接続部品では、基板上に実装した受発光素子(光デバイス)に対し、光ファイバを接続したフェルールを位置決めして接続固定することが行われている。この場合、フェルールの固定のために半田や接着剤を用いると、半田による加熱や接着剤の漏れ出しや接着剤を硬化させるための加熱等が他部品に悪影響を与えるという不都合があった。 By the way, in the optical connection component as described in Patent Document 1 described above, the ferrule connected with the optical fiber is positioned and fixed to the light emitting / receiving element (optical device) mounted on the substrate. It has been broken. In this case, when solder or an adhesive is used for fixing the ferrule, heating by the solder, leakage of the adhesive, heating for curing the adhesive, or the like adversely affects other components.
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、熱や接着剤漏れ等による悪影響を防止して基板に実装することができる光電変換機能付き光ファイバ端末およびその実装方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an optical fiber terminal with a photoelectric conversion function that can be mounted on a substrate while preventing adverse effects due to heat, adhesive leakage, and the like, and the mounting thereof. It is to provide a method.
前述した目的を達成するために、本発明にかかる光電変換機能付き光ファイバ端末の第1の特徴は、光ファイバを位置決めして案内するガイド孔を備えるとともに、該ガイド孔が開口する一端面に光電変換素子を備えた光電変換素子ユニットを一体的に装備した光ヘッドプラグを具備し、前記光ヘッドプラグはプラグ外面に、前記光電変換素子の電極端子と接続するプラグ側電気配線部を配設して、前記光ヘッドプラグが着脱可能に形成される受入部に設けられている受入部側電気配線部と導接可能になされていることにある。 In order to achieve the above-mentioned object, the first feature of the optical fiber terminal with a photoelectric conversion function according to the present invention is provided with a guide hole for positioning and guiding the optical fiber, and at one end surface where the guide hole opens. An optical head plug integrally provided with a photoelectric conversion element unit including a photoelectric conversion element is provided, and the optical head plug has a plug-side electric wiring portion connected to an electrode terminal of the photoelectric conversion element on an outer surface of the plug. Then, the optical head plug is configured to be able to be connected to a receiving portion side electric wiring portion provided in a receiving portion that is detachably formed.
このように構成された光電変換機能付き光ファイバ端末では、光ヘッドプラグにおいて光ファイバをガイド孔に挿通することによりガイド孔の開口に設けられている光電変換素子ユニットの光電変換素子と光ファイバが接続されている。そして、光電変換素子の電極端子と導接して接続されているプラグ側電気配線部が光ヘッドプラグの外面に延びて設けられているので、光ヘッドプラグを受入部に挿嵌することにより、電極端子はプラグ側電気配線部を介して受入部側電気配線部と接続されることになる。このため、熱や接着剤漏れ等による悪影響を防止して光ファイバ端末を基板に実装することができることになる。また、光ファイバ端末を基板から容易に取り外すことができる。 In the thus configured optical fiber terminal with a photoelectric conversion function, the photoelectric conversion element and the optical fiber of the photoelectric conversion element unit provided in the opening of the guide hole by inserting the optical fiber into the guide hole in the optical head plug It is connected. And since the plug-side electric wiring portion connected in conductive contact with the electrode terminal of the photoelectric conversion element is provided to extend to the outer surface of the optical head plug, the electrode can be obtained by inserting the optical head plug into the receiving portion. The terminal is connected to the receiving part side electric wiring part via the plug side electric wiring part. For this reason, the optical fiber terminal can be mounted on the substrate while preventing adverse effects due to heat, adhesive leakage, and the like. Further, the optical fiber terminal can be easily detached from the substrate.
また、本発明にかかる光電変換機能付き光ファイバ端末の第2の特徴は、上記本発明の第1の特徴において、前記プラグ側電気配線部および受入部側電気配線部の少なくとも一方が弾性力を有して他方に対し導接することにある。 A second feature of the optical fiber terminal with a photoelectric conversion function according to the present invention is that, in the first feature of the present invention, at least one of the plug-side electric wiring portion and the receiving portion-side electric wiring portion has an elastic force. It has to be in contact with the other.
このように構成された光電変換機能付き光ファイバ端末においては、光ヘッドプラグを受入部に挿嵌することにより、プラグ側電気配線部あるいは受入部側電気配線部の弾性力により両電気配線部は容易に接続されることになる。 In the optical fiber terminal with a photoelectric conversion function configured as described above, by inserting the optical head plug into the receiving portion, both the electric wiring portions are caused by the elastic force of the plug-side electric wiring portion or the receiving portion-side electric wiring portion. It will be easily connected.
また、本発明にかかる光電変換機能付き光ファイバ端末の第3の特徴は、上記本発明の第1の特徴において、前記光ファイバがマルチモードファイバであることにある。 A third feature of the optical fiber terminal with a photoelectric conversion function according to the present invention is that, in the first feature of the present invention, the optical fiber is a multimode fiber.
このように構成された光電変換機能付き光ファイバ端末においては、マルチモードファイバを用いることにより、光ヘッドプラグにおいて光ファイバをガイド孔に挿通してガイド孔の開口に設けられている光電変換素子と接続する際に、多少の心ずれを許容するので、接続が容易になる。 In the thus configured optical fiber terminal with a photoelectric conversion function, by using a multi-mode fiber, a photoelectric conversion element provided in the opening of the guide hole by inserting the optical fiber into the guide hole in the optical head plug and When connecting, since a slight misalignment is allowed, the connection becomes easy.
また、本発明にかかる光ファイバ端末の実装方法の第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おいて、光ファイバを案内するガイド孔を備えるとともに、該ガイド孔が開口する一端面に光電変換素子ユニットを装備した光ヘッドプラグを光ファイバに取り付ける一方、前記光ヘッドプラグを嵌合可能にした受入部を基板上に実装しておき、基板に実装された前記受入部に前記光ヘッドプラグを嵌合することにより、プラグ外面に形成したプラグ側電気配線部と前記受入部に形成された受入部側電気配線部とを導接させることにある。 A fourth feature of the optical fiber terminal mounting method according to the present invention is that, in any one of the first to third features of the present invention described above, a guide hole for guiding the optical fiber is provided. An optical head plug equipped with a photoelectric conversion element unit is attached to an optical fiber on one end face that opens, and a receiving portion that allows the optical head plug to be fitted is mounted on a substrate, and the receiving device mounted on the substrate is mounted. By fitting the optical head plug into the portion, the plug-side electric wiring portion formed on the outer surface of the plug and the receiving portion-side electric wiring portion formed on the receiving portion are brought into conductive contact.
このように構成された光ファイバ端末の実装方法においては、光電変換素子と光ファイバを接続して有している光ヘッドプラグを、基板に実装されている受入部に挿入することにより嵌合して接続するので半田や接着剤を用いることなく接続することができる。このため、熱や接着剤漏れ等による悪影響を防止して、容易に光ファイバ端末を基板に実装することができることになる。また、容易に取り外すこともできる。 In the optical fiber terminal mounting method configured as described above, the optical head plug having the photoelectric conversion element and the optical fiber connected to each other is inserted by being inserted into the receiving portion mounted on the substrate. Can be connected without using solder or adhesive. For this reason, it is possible to easily mount the optical fiber terminal on the substrate while preventing adverse effects due to heat, adhesive leakage, and the like. It can also be easily removed.
本発明によれば、光電変換素子と光ファイバを接続して有している光ヘッドプラグを、基板に実装されている受入部に挿入することにより着脱可能に嵌合して接続するので、従来のように、半田や接着剤を用いて接続する際に生じる熱や接着剤漏れ等による悪影響を防止して光ファイバ端末を基板に実装することができるという効果が得られる。 According to the present invention, the optical head plug having the photoelectric conversion element and the optical fiber connected to each other is detachably fitted and connected by being inserted into the receiving portion mounted on the substrate. As described above, it is possible to obtain an effect that the optical fiber terminal can be mounted on the substrate while preventing adverse effects due to heat, adhesive leakage, and the like that occur when connecting using solder or an adhesive.
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(A)は本発明の光電変換機能付き光ファイバ端末に係る実施形態を示す断面図、図1(B)は図1(A)中B部分の拡大断面図、図1(C)は図1(B)の要部を示す斜視図、図2は光電変換素子ユニットを備えた光ヘッドプラグの斜視図、図3は光ヘッドプラグを、基板に実装されている受入部に接続する状態を示す斜視図である。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
1A is a cross-sectional view showing an embodiment of an optical fiber terminal with a photoelectric conversion function of the present invention, FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view of a portion B in FIG. 1A, and FIG. 1B is a perspective view of an optical head plug including a photoelectric conversion element unit, and FIG. 3 is a state in which the optical head plug is connected to a receiving portion mounted on a substrate. FIG.
図1(A)、(B)および(C)に示すように、本発明の実施形態である光電変換機能付き光ファイバ端末10は、光ファイバ11を位置決めして案内するガイド孔21を備えるとともに、ガイド孔21が開口21aする一端面である前面22に光電変換素子31を備えた光電変換素子ユニット30を一体的に装備した光ヘッドプラグ20を具備している。そして、光ヘッドプラグ20はプラグ外面である上面23に、光電変換素子31の電極端子となるバンブ接触部32と接続するプラグ側電気配線部25を配設して、このプラグ側電気配線部25が、光ヘッドプラグ20が着脱可能に形成される受入部40に設けられている受入部側電気配線部41と導接可能になされている。
As shown in FIGS. 1A, 1 </ b> B, and 1 </ b> C, an
図2に示すように、光ファイバ11は複数本(ここでは、例えば4本)並列されてテープ被覆12aにより被覆されてテープ心線12を形成している。
なお、光ファイバ11としてはマルチモード光ファイバを用いるのが望ましい。例えば、コア径はφ50μm、クラッド径φ80μm、被覆外径φ125μmのものを使用することができる。マルチモード光ファイバを用いることにより、多少の心ずれを許容して光ファイバ11を光ヘッドプラグ20に取り付けることができる。
As shown in FIG. 2, a plurality of optical fibers 11 (here, for example, four) are juxtaposed and coated with a
As the
図2に示すように、光ヘッドプラグ20には、光ファイバ11を挿通して先端部11aを位置決めするためのガイド孔21が、例えば250μmのピッチで配置されており、その保持部分は例えば熱硬化性の接着剤で光ヘッドプラグ20に固着してある。また、図1に示したように、光ファイバ11は先端部11aが光ヘッドプラグ20のガイド孔21に挿入されて、先端面11bが光ヘッドプラグ20の前面22からわずかに内側に凹んだ位置で位置決めされて光電変換素子31と光学的に結合されている。
従って、光ファイバ11がガイド孔21に挿入されても、その先端面11bは光電変換素子31に当接しないので、光ファイバ11あるいは光電変換素子31を傷付けるのを防止することができるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
Therefore, even if the
図1(A)および(B)に示すように、光ファイバ11の先端部11aは、被覆付のまま光ヘッドプラグ20のガイド孔21に挿入されている。これにより、被覆を除去する手間が省けて、作業を容易かつ迅速に行うことができることになる。また、光ファイバ11の先端面11bを光ヘッドプラグ20のガイド孔21に挿入する際に、ガイド孔21の角部が当たって光ファイバ11が傷付けられるのを防止することができる。
なお、ガイド孔21の後端部(図1(A)において右端部)にテープ心線12が嵌合する大きさの凹部21bをテープ心線12の全幅に対応して設けて、ガイド孔21を凹部21bの先端から形成するようにしてもよい。この場合には、テープ心線12を凹部21bに接着することにより、テープ心線12を確実に光ヘッドプラグ20に固定することができる。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
The
光電変換素子ユニット30には、複数(ここでは、例えば4個)の光電変換素子31がガイド孔21のピッチに合わせてアレイ状に配置されている。光電変換素子31は、光源部として用いる場合は面発光レーザ(VCSEL)が、受光部として用いる場合はフォトディテクタ(PD)が代表的である。配列ピッチはガイド孔21のピッチに合わせて例えば250μmとすることができるが、ガイド孔21のピッチと同等であればこれより大きくても小さくても良い。また、光電変換素子31が設けられている光電変換素子ユニット30は予め光ヘッドプラグ20に一体的に設けられているが、その際、光源であれば発光面が、受光部であれば受光面がそれぞれ受発光部31aとしてガイド孔21の開口21aに対応して位置するように調整されている。
In the photoelectric
また、図1(B)および(C)に示すように、光電変換素子ユニット30に取り付けられている光電変換素子31に電源を供給したり信号を取り出したりするための電極端子となるバンプ接触部32が、光電変換素子ユニット30における光ヘッドプラグ20に対向する素子側接着面30aに露出して形成されている。
一方、素子側接着面30aが対向する光ヘッドプラグ20の前面22には、電極端子が導接する電気配線部24が露出して設けられている。この電気配線部24は、図1(B)および(C)に示すように、光ヘッドプラグ20の前面22からプラグ外面である上面23に折り曲げられた状態で延伸してプラグ側電気配線部25を形成している。
Further, as shown in FIGS. 1B and 1C, bump contact portions serving as electrode terminals for supplying power to and extracting signals from the
On the other hand, on the
図1(A)に示すように、光ヘッドプラグ20が着脱可能に形成される受入部40には、光ヘッドプラグ20に設けられているプラグ側電気配線部25と導接可能な受入部側電気配線部41が設けられている。この受入部側電気配線部41は、一端が基板42に形成された図示せぬ配線パターンに接続され、他端は受入部40の受入空間の上部に延びて設けられている。
なお、両電気配線部25、41の導通を確実にするために、プラグ側電気配線部25および受入部側電気配線部41の少なくとも一方(図1(A)においては例えばプラグ側電気配線部25)が弾性力を有して他方に対し導接するようにしている。従って、光ヘッドプラグ20を受入部40の受入空間40aに挿入するだけで、プラグ側電気配線部25と受入部側電気配線部41とが確実に導通することになる。また、図1(B)に示すように、プラグ側電気配線部25の先端部25aを下方へ折り曲げるようにすると、光ヘッドプラグ20を受入部40から取り出す際にスムーズに取り出すことができる。
As shown in FIG. 1 (A), the receiving
In order to ensure the conduction between the
次に、本発明にかかる光電変換機能付き光ファイバ端末の実装方法に付いて説明する。
この実装方法では、光ファイバ11を案内するガイド孔21を備えるとともに、ガイド孔21が開口する一端面である前面22に光電変換素子ユニット30を装備した光ヘッドプラグ20を光ファイバ11に取り付ける一方、光ヘッドプラグ20を嵌合可能にした受入部40を基板42上に実装しておき、基板42に実装された受入部40に光ヘッドプラグ20を嵌合することにより、プラグ外面である上面23に形成したプラグ側電気配線部25と受入部40に形成された受入部側電気配線部41とを導接させる。
Next, a method for mounting an optical fiber terminal with a photoelectric conversion function according to the present invention will be described.
In this mounting method, a
すなわち、本発明にかかる光電変換機能付き光ファイバ端末の実装方法は、光電変換素子31と光ファイバ11を接続している光ヘッドプラグ20を、基板42に実装されている受入部40に挿入することにより嵌合して光ヘッドプラグ20を基板42に接続するので、半田や接着剤を用いることなく接続することができる。このため、熱や接着剤漏れ等による悪影響を防止して、容易に光ファイバ端末を基板に実装することができることになる。また、容易に取り外すこともできる。
That is, in the method for mounting an optical fiber terminal with a photoelectric conversion function according to the present invention, the optical head plug 20 connecting the
以上、説明したように、本発明にかかる光電変換機能付き光ファイバ端末およびその実装方法は、光ヘッドプラグ20において光ファイバ11をガイド孔21に挿通することによりガイド孔21の開口21aに設けられている光電変換素子ユニット30の光電変換素子31と光ファイバ11が接続することができる。そして、光ヘッドプラグ20を基板42に実装されている受入部40に挿嵌することにより、光電変換素子31のバンプ接触部32と接続されているプラグ側電気配線部25が光ヘッドプラグ20の上面23に設けられているので、電極端子となるバンプ接触部32はプラグ側電気配線部25を介して受入部側電気配線部41と接続されることになる。このため、熱や接着剤漏れ等による悪影響を防止して光ファイバ端末を基板に実装することができることになる。
なお、図示はしていないが、光ヘッドプラグ20は、受入部40に嵌合した時には爪等で係止され、互いに離間することがないようになっている。また、この爪を外すことにより光ヘッドプラグ20を受入部40から取り外すことができるようになっている。
As described above, the optical fiber terminal with a photoelectric conversion function and the mounting method according to the present invention are provided in the
Although not shown in the figure, the optical head plug 20 is locked by a claw or the like when fitted to the receiving
なお、本発明の光電変換機能付き光ファイバ端末およびその実装方法は、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。
すなわち、前述した実施形態においては、光ヘッドプラグ20を受入部40に挿入した際に、光ヘッドプラグ20側のプラグ側電気配線部25の上方への付勢力により受入部40側の受入部側電気配線部41に導接するようにしたが、これに代わって、受入部側電気配線部41の下方への付勢力により導接するようにしてもよい。あるいは、両方の付勢力により導接するようにすることもできる。
The optical fiber terminal with a photoelectric conversion function and the mounting method thereof according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and appropriate modifications and improvements can be made.
That is, in the above-described embodiment, when the optical head plug 20 is inserted into the receiving
以上のように、本発明に係る光電変換機能付き光ファイバ端末およびその実装方法は、光電変換素子と光ファイバを接続している光ヘッドプラグを、基板に実装されている受入部に挿入することにより嵌合して接続するので、従来のように、半田や接着剤を用いて接続する際に生じる熱や接着剤漏れ等による悪影響を防止して光ファイバ端末を基板に実装することができるという効果を有し、光電変換素子に光ファイバを接続した光電変換機能付き光ファイバ端末およびその実装方法等として有用である。 As described above, in the optical fiber terminal with a photoelectric conversion function and the mounting method thereof according to the present invention, the optical head plug connecting the photoelectric conversion element and the optical fiber is inserted into the receiving portion mounted on the substrate. Since the connection is performed by fitting, the optical fiber terminal can be mounted on the substrate while preventing adverse effects due to heat, adhesive leakage, etc. that occur when connecting using solder or adhesive as in the past. It has an effect and is useful as an optical fiber terminal with a photoelectric conversion function in which an optical fiber is connected to a photoelectric conversion element, a mounting method thereof, and the like.
10 光ファイバ端末
11 光ファイバ
20 光ヘッドプラグ
21 ガイド孔
21a 開口
22 前面(一端面)
23 上面(プラグ外面)
25 プラグ側電気配線部
30 光電変換素子ユニット
31 光電変換素子
32 バンプ接触部
40 受入部
41 受入部側電気配線部
42 基板
DESCRIPTION OF
23 Upper surface (plug outer surface)
25 Plug side
Claims (3)
前記光ヘッドプラグは、前記光電変換素子の電極端子と接続するプラグ側電気配線部が、前記前面から前記前面と隣接する外面にわたり複数並列に折り曲げられて配設されるとともに、前記外面から浮かせた状態で前記外面に向けて折り曲げられ、前記光ヘッドプラグが着脱可能に形成される受入部に設けられている受入部側電気配線部に対して、前記プラグ側電気配線部が前記外面において弾力性を有して導接する光電変換機能付き光ファイバ端末。 A guide hole for positioning and guiding the optical fiber, and an optical head plug integrally equipped with a photoelectric conversion element unit provided with a photoelectric conversion element on the front surface, which is one end face where the guide hole opens,
The optical head plug, the plug-side electric wiring portion for connecting the electrode terminals of the pre-Symbol photoelectric conversion element is disposed bent multiple parallel over the outer surface adjacent to the front from the front floating Rutotomoni, from the outer surface The plug-side electric wiring portion is elastic on the outer surface with respect to the receiving portion-side electric wiring portion provided in the receiving portion that is bent toward the outer surface in a state where the optical head plug is detachably formed. Optical fiber terminal with photoelectric conversion function that conducts and contacts.
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