KR20080045640A - 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법 및 광섬유위치설정 구성요소 - Google Patents

광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법 및 광섬유위치설정 구성요소 Download PDF

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KR20080045640A
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fiber positioning
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와타루 사쿠라이
미츠아키 다무라
히데토 후루야마
히로시 하마사키
히데오 누마타
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스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤
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Abstract

배선 플레이트를 인서트 성형하기 위해 광섬유 위치설정 구성요소의 단부 면(end face) 내로 주입된 수지의 유동은 다이의 측부에 배치된 조절부에 의해 조절된다. 따라서, 배선 플레이트의 리드(lead)는, 유동하는 수지의 힘에 의해 위치 변위되는 것을 유지하면서, 고정되는 것이 방지될 수 있다. 결과적으로, 3차원 전기 배선이 용이하게 그리고 정확하게 형성될 수 있다.

Description

광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법 및 광섬유 위치설정 구성요소{METHOD OF PRODUCING OPTICAL FIBER POSITIONING COMPONENT, AND OPTICAL FIBER POSITIONING COMPONENT}
본 발명은 광섬유와 광전기 변환 유닛(optoelectric conversion unit)을 접속하는 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은, 예를 들어 성형된 피스(piece) 내에 배치된 통로 구멍을 통해 통과한 복수의 광섬유를, 통로 구멍에 대향된 상태로 성형된 피스의 전방 면(front face) 상에 배치된 광전기 변환 유닛을 접속하는 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법에 관한 것이다.
네트워크 노드(network node)의 라우터(router) 및 정보 기기에 있어서 광대역의 개발에 따라, 속도 및 용량을 증가시키는 것에 대한 요구가 팽창하고 있다. 이러한 요구에 응하기 위해, 광섬유의 광대역 특성을 이용하여 고속 및 대용량 전송을 수행하고자 E/O 변환을 수행하는 광학적 상호접속을 전기적 전송의 입력부/출 력부에 도입하기 위한 연구가 진행중이다. 따라서, 광전기 변환 유닛[발광 요소(light emitting element) 및 수광 요소(light receiving element)]과 E/O 변환부 내의 광섬유를 연결하기 위한 기술이 개시된다{예를 들어, 특허 문헌 1 참조[일본 특허 공개 번호 제 2005-43622 호(도 1)]}.
도 13에 도시된 바와 같이, 특허 문헌 1에 개시된 광섬유 위치설정 구성요소(100)는, 유지 구멍(102) 내에 광섬유(101)를 기계적으로 유지하고, 내부에서 광섬유(101)의 광 입력/출력 단부 면(end face)(103)이 주 표면 상에 노출되는 성형된 피스(104)를 갖는다. 전기 배선(105)은 성형된 피스(104)의 주 표면 상에 배치된다. 광 반도체 요소(107)는 절연 필름(106)을 거쳐 광섬유(101)의 전방에 배치된다. 광 반도체 요소(107)는 범프(bump)(108)에 의해 전기 배선(105)에 접속된다.
특허 문헌 1에 개시된 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법에 있어서, 전기 배선이 성형된 피스(104)의 주 면 및 측면 상에서 연장하도록 형성된 경우, 접속 위치의 자유도가 증대된다는 것이 개시된다. 하지만, 연속적인 방식으로 그러한 물품의 표면 상에 3차원 전기 배선을 정확하게 형성하는 것은 어렵다.
따라서, 최근 도 14에 도시된 다이(110)가 사용되고, 리드 프레임(lead frame)(116)을 단부 면 상에 위치시킨 상태에서 인서트 성형(insert molding)이 수행된다. 다이(110)는 상부 다이(111) 및 하부 다이(112)를 갖는다. 상부 및 하부 다이(111, 112)가 서로 조합되면, 다이 내측에 캐비티(cavity)(113)가 형성된다. 제 1 슬라이드 코어(slide core)(114)가 캐비티(113) 내에 이동가능하게 배치된다. 제 2 슬라이드 코어(115)가 상부 및 하부 다이(111, 112)의 전방(도 14에서 좌측)에 배치된다. 제 2 슬라이드 코어(115)는 제 1 슬라이드 코어(114)에 대향하고, 제 1 슬라이드 코어(114)의 코어 핀(114a)이 끼워맞춤되는 위치설정 구멍(115a)을 갖는다. 광학 구성요소에 부착되는 리드 프레임(116)은 위치설정 핀(117)에 의해 다이(110) 및 제 2 슬라이드 코어(115) 사이에 위치설정된다. 도 15a에 도시된 바와 같이, 수지는 다이(110)의 측면에 배치된 수지 주입구(118)를 통해 주입된다.
제 1 슬라이드 코어(114)는 캐비티(113)의 중간에 존재한다. 따라서, 도 15b에 도시된 바와 같이, 단부 면에 대향하는 측 상에 존재하는 수지 주입구(118)를 통해 캐비티(113) 내로 유입된 수지는, 수지가 제 1 슬라이드 코어(114)를 피하는 형태로 측면의 근처를 통과하면서, 단부 면을 향하여 유동한다. 그 후, 수지는 단부 면을 횡단하도록 유동한다(수지 유동은 도 15a 및 도 15b에서 화살표로 표시된다). 결과적으로, 리드 프레임(116)이 단부 면에 삽입될 때, 아주 정밀한 리드(116a)가 구부러져 위치 변위를 야기할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예는 3차원 전기 배선이 용이하게 그리고 정확하게 실현되도록 하는 것이 가능한 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, 배선 플레이트가 단부 면(end face) 내로 인서트 성형되는 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법은, 적어도 하나의 측부 내에 배치되고 수지의 유동을 조절하는 조절부를 갖는 다이를 사용하는 단계를 포함한다.
이와 같이 구성된 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법에 있어서, 배선 플레이트를 인서트 성형하기 위해 광섬유 위치설정 구성요소의 단부 면 내로 주입된 수지의 유동은 다이의 측부 내에 배치된 조절부에 의해 조절된다. 따라서, 종래기술과 달리, 배선 플레이트의 리드 등은, 유동하는 수지의 힘에 의해 위치 변위되는 것을 유지하면서, 고정되는 것이 방지될 수 있다. 결과적으로, 3차원 전기 배선이 용이하게 그리고 정확하게 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법에 있어서, 상기 조절부는 상기 다이 내에 배치된 단차부(step)이다.
이와 같이 구성된 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 발명에 있어서, 배 선 플레이트를 인서트 성형하기 위해 광섬유 위치설정 구성요소의 단부 면 내로 주입된 수지의 유동은 다이의 측부에 배치된 단차부에 의해 조절된다. 따라서, 다이의 측부를 따르는 수지의 유동은 단차부에 의해 중앙부로 되돌려진다. 따라서, 종래 기술과는 달리, 배선 플레이트의 리드 등은, 유동하는 수지의 힘에 의해 위치 변위되는 것을 유지하면서, 고정되는 것이 방지될 수 있다. 결과적으로, 3차원 전기 배선이 용이하게 그리고 정확하게 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법에 있어서, 상기 조절부는 상기 다이 내에 배치된 돌출부이다.
이와 같이 구성된 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 발명에 있어서, 배선 플레이트를 인서트 성형하기 위해 광섬유 위치설정 구성요소의 단부 면 내로 주입된 수지의 유동은 다이의 측부에 배치된 돌출부에 의해 조절된다. 따라서, 다이의 측부를 따르는 수지의 유동은 돌출부에 의해 중앙부로 되돌려진다. 따라서, 종래 기술과는 달리, 배선 플레이트의 리드 등은, 유동하는 수지의 힘에 의해 위치 변위되는 것을 유지하면서, 고정되는 것이 방지될 수 있다. 결과적으로, 3차원 전기 배선이 용이하게 그리고 정확하게 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법에 있어서, 상기 돌출부는 상기 다이 내에 매설된 기둥형상 부재에 의해 형성된다.
이와 같이 구성된 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 발명에 있어서, 배선 플레이트를 인서트 성형하기 위해 광섬유 위치설정 구성요소의 단부 면 내로 주입된 수지의 유동은 다이의 측부에 배치된 기둥형상 부재에 의해 조절된다. 따라 서, 다이의 측부를 따르는 수지의 유동은 돌출부에 의해 중앙부로 되돌려진다. 따라서, 종래 기술과는 달리, 배선 플레이트의 리드 등은, 유동하는 수지의 힘에 의해 위치 변위되는 것을 유지하면서, 고정되는 것이 방지될 수 있다. 결과적으로, 3차원 전기 배선이 용이하게 그리고 정확하게 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법에 있어서, 상기 다이 내에 배치된 상기 단차부의 코너부(corner portion)는 챔퍼링(chamfering)된다.
또한, 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, 단부 면 내로 인서트 성형된 배선 플레이트를 구비한 광섬유 위치설정 구성요소로서, 상기 단부 면에 대향하는 양 후방 측부로부터 수지를 주입함으로써 성형되는, 상기 광섬유 위치설정 구성요소는, 상기 광섬유 위치설정 구성요소 내측에 배치되고 하나 이상의 광섬유를 수용하는 제 1 광섬유 하우징 구멍과, 상기 광섬유 위치설정 구성요소 내측에 배치되고 하나 이상의 광섬유를 개별적으로 수용하는 제 2 광섬유 하우징 구멍으로서, 상기 제 1 광섬유 하우징 구멍에 대해 상기 단부 면의 측 상에 위치설정된, 상기 제 2 광섬유 하우징 구멍과, 상기 광섬유 위치설정 구성요소의 적어도 하나의 측부에 배치된 단차부 또는 리세스(recess)를 포함하고, 상기 제 2 광섬유 하우징 구멍의 측 상에 있는 상기 제 1 광섬유 하우징 구멍의 팁 단부(tip end)가, 상기 광섬유 위치설정 구성요소의 적어도 하나의 측부에 배치된 상기 단차부 또는 리세스에 대해 상기 단부 면의 측 상에 있다.
또한, 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, 단부 면 내로 인서트 성형된 배선 플레이트를 구비한 광섬유 위치설정 구성요소로서, 상기 단부 면에 대향하는 양 후방 측부로부터 수지를 주입함으로써 성형되는, 상기 광섬유 위치설정 구성요소는, 상기 광섬유 위치설정 구성요소 내측에 배치되고 하나 이상의 광섬유를 수용하는 제 1 광섬유 하우징 구멍과, 상기 광섬유 위치설정 구성요소 내측에 배치되고 하나 이상의 광섬유를 개별적으로 수용하는 제 2 광섬유 하우징 구멍으로서, 상기 제 1 광섬유 하우징 구멍에 대해 상기 단부 면의 측 상에 위치설정된, 상기 제 2 광섬유 하우징 구멍과, 상기 광섬유 위치설정 구성요소의 적어도 하나의 측부에 배치된 단차부 또는 리세스를 포함하고, 상기 제 2 광섬유 하우징 구멍의 측 상에 있는 상기 제 1 광섬유 하우징 구멍의 팁 단부가, 상기 후방 측부에 대해 상기 단부 면의 측 상에, 그리고 상기 광섬유 위치설정 구성요소의 적어도 하나의 측부에 배치된 상기 단차부 또는 리세스에 대해 상기 후방 측부의 측 상에 있으며, 상기 구성요소는 0.4 ≤ 2 × H3/(H1-H2) ≤ 0.85를 만족시키며, H1은 상기 광섬유를 배치하는 방향으로의 상기 광섬유 위치설정 구성요소의 폭이고, H2는 상기 광섬유를 배치하는 방향으로의 상기 제 1 광섬유 하우징 구멍의 폭이며, H3은 상기 단차부 또는 리세스의 크기이다.
본 발명의 광섬유 위치설정 구성요소에 있어서, 상기 광섬유를 배치하는 방향으로의 상기 광섬유 위치설정 구성요소의 폭은, 상기 광섬유 위치설정 구성요소의 적어도 하나의 측부에 배치된 상기 단차부 또는 리세스에 대해 상기 단부 면의 측 상에서 증가된다.
본 발명에 따르면, 수지의 유동을 조절하기 위한 조절부가 다이의 내부 측면 상에 배치된다. 따라서, 배선 플레이트의 리드 등이 유동하는 수지의 힘에 의해 위치 변위되는 것을 유지하면서 고정된다는 점에서 종래 기술의 문제를 해결하는 것이 가능하다. 따라서, 3차원 전기 배선이 용이하게 그리고 정확하게 형성될 수 있다.
다른 특징 및 장점이 이하의 상세한 설명, 첨부된 도면 및 청구범위로부터 명백해질 것이다.
이하에, 본 발명의 제 1 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.
도 1a는 본 발명에 따른 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법과 관련된 제 1 실시예를 도시하는 평면도이다. 도 1b는 도 1a의 선 B-B를 따라 취한 단면도이다. 도 2는 본 발명에 따른 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법에 사용되는 다이(die)의 예를 도시하는 단면도이다. 도 3은 리드 프레임(lead frame)의 예를 도시하는 평면도이다. 도 4는 광섬유 위치설정 구성요소의 예를 도시하는 사시도이다. 도 5는 도 4의 선 V-V를 따라 취한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예인 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법은 배선 플레이트(wiring plate)인 리드 프레임(30)(도 3 참조) 이 단부 면(face)인 전방 면(21) 내로 인서트 성형된 광섬유 위치설정 구성요소(10)(도 4 참조)를 제조하는 방법이다. 수지의 유동을 조절하기 위한 면을 갖는 조절부로서, 예를 들어 단차부(step)(51)가 다이(50)의 적어도 하나의 측부에 배치된다.
광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법에 사용되는 다이의 예가 설명될 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 다이(50)는 상부 다이(50a) 및 하부 다이(50b)를 갖는다. 상부 및 하부 다이(50a, 50b)가 서로 조합되면, 광섬유 위치설정 구성요소(10)의 메인부(main portion)(10a)(도 4 참조)를 형성하는 캐비티(53)가 다이 내측에 형성된다. 캐비티(53)와 연통하는 우측 및 좌측 수지 주입구(58)는 다이(50)의 후방부에 배치된다. 단차부(51)는 하부 다이(50b)의 적어도 하나의 내부 측면(도 1에 있어서, 양 측면) 상에 배치된다. 단차부(51)의 전방(도 1a에서 좌측)에서, 캐비티(53)의 폭은 단차부(51)의 후방에서보다 더 좁다. 상부 및 하부 다이(50a, 50b)의 전방에, 제 1 슬라이드 코어(55)에 대향하는 제 2 슬라이드 코어(56)가 위치설정 핀(52)에 의해 위치설정된다. 제 2 슬라이드 코어(56)는, 성형된 피스(piece)(20) 내에서 광섬유(11)의 팁 단부 부분(tip end portion)(11a)(도 5 참조)이 노출되는 전방 면(21)을 형성하기 위해 사용된다.
성형된 피스(20) 내에서 광섬유(11)가 통과하는 통로 구멍(도 5 참조)을 형성하는 코어 핀(54)을 갖는 제 1 슬라이드 코어(55)는 상부 및 하부 다이(50a, 50b) 사이에 삽입된다. 제 1 슬라이드 코어(55)의 높이를 조정하기 위한 돌출부(57)가, 돌출부(57)의 수직 위치가 조정가능한 방식으로, 하부 다이(50b)의 중간 부 내의 포개진 구조체(nested structure) 내에 배치된다. 수지 주입 공정 동안, 돌출부(57)는 제 1 슬라이드 코어(55)의 높이를 조정하고, 하부 측으로부터 제 1 슬라이드 코어(55)를 지지하며, 광섬유(11)가 제조된 광섬유 위치설정 구성요소(10)의 내측에 고정되어야 할 때, 접착제를 주입하기 위한 접착제 주입구(도시되지 않음)를 형성한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 코어 핀(54)을 위치설정하기 위한 코어 핀 위치설정 구멍(56a)은 제 2 슬라이드 코어(56) 내에 배치된다. 코어 핀(54)의 팁 단부(tip end)가 코어 핀 위치설정 구멍(56a) 내로 삽입되면, 코어 핀(54)은 캐비티(53) 내에 정밀하게 위치설정된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 리드 프레임(30)은 긴 전기 배선을 형성하는 긴 리드(31a)와 짧은 전기 배선을 형성하는 짧은 리드(31b)를 교대로 포함하는 리드 패턴(lead pattern)(31)을 갖는다. 리드(31a, 31b) 사이의 리드 프레임(30)의 부분은 절결되어 공간(33)으로서 형성된다. 따라서, 성형 공정 동안, 수지는 공간(33) 내로 들어가, 리드 프레임(30)은 인서트 성형에 의해 성형된 피스(20)의 전방 면(21)에 고정된다.
보통, 많은 리드 프레임(30)이 도 3에서 측방향으로 연속하여 배치되어, 리드 프레임(30)이 인서트 성형되면, 리드 프레임이 연속적으로 공급될 수 있다.
리드 프레임(30)용 위치설정 구멍(32)은 리드 패턴(31)의 주위에 배치된다. 리드 프레임(30)이 리드 패턴(31)의 부근에 정확하게 위치설정되는 것을 허용하기 위해, 위치설정 구멍(34)이 리드 프레임(30) 내에 배치된다. 예를 들어, 위치설정 구멍(34)은 직사각형 형상을 갖고, 리드 패턴(31)으로부터 연속적으로 형성될 수 있다.
리드 프레임(30) 내에, 예를 들어 리드 패턴(31), 위치설정 구멍(32) 및 위치설정 구멍(34)이 에칭 또는 프레스를 이용한 펀칭(punching)에 의해 형성될 수 있다.
따라서, 리드 프레임(30) 및 제 2 슬라이드 코어(56)는 위치설정 핀(52)에 의해 위치설정되고, 상부 및 하부 다이(50a, 50b)가 서로 조합된 다이(50)의 전방 단부 면에 고정된다. 제 1 슬라이드 코어(55)의 코어 핀(54)의 팁 단부(tip end)는 제 2 슬라이드 코어(56)의 코어 핀 위치설정 구멍(56a) 내로 삽입되고, 그에 의해 코어 핀(54)을 위치설정한다. 그 후, 수지가 수지 주입구(58)를 통해 주입되어 성형된 피스(20)를 제조한다. 이 경우에 있어서, 주입된 수지는 다이(50) 내측에 배치된 단차부(51)와 부딪친다. 따라서, 수지는 다이(50)의 내측 측면을 따라 유동하는 것이 차단되고, 캐비티(53)의 폭은 감소되며, 따라서 수지는 다이의 전방부를 향해 돌진한다(도 1의 화살표 참조). 수지 유동 방향이 직선이기 때문에, 리드의 변형으로 인한 리드 프레임(30)의 위치 변위가 발생되는 것이 방지될 수 있다. 도 1b에 있어서, 원의 중심에 점이 존재하는 4개의 기호가 상부 측 및 하부 측 각각에 도시된다. 이들 기호는 수지의 유동을 표시하거나 또는 수지가 시트의 후방 측으로부터 전방 측으로 유동하는 것을 표시한다. 즉, 수지 유동은 리드 프레임(30)의 후방 측에 대해 수직하게 부딪친다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 전기 배선부(23)는 상술된 제조 방법 및 다이(50)에 의해 제조된 메인부(10a)의 전방 면(21) 상에 배치된다. 도 4에 있어서, 예를 들어 광섬유(11)의 팁 단부 면(11b)이 그것을 통해 노출될 수 있는 광섬유 통로 구멍(24)이 짧은 리드(31b)에 의해 형성된 짧은 전기 배선부(23b)의 부근에 배치된다. 긴 리드(31a)에 의해 형성된 긴 전기 배선부(23a)는 전기 배선부(23)의 단부에, 그리고 짧은 전기 배선부(23b) 사이에 배치된다. 사전결정된 플레이팅 공정(plating process)이 전기 배선부(23)의 표면에 적용된다. 그 후, 광 변환 유닛(optical conversion unit)(40)이 전방 면(21)에 부착 및 고정된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 대조적으로, 광전기 변환 요소(41)가 광 변환 유닛(40) 내에 배치된다. 각 광전기 변환 요소 내에, 활성 층(active layer)이 메인부(10a)의 전방 면(21)의 대응하는 광섬유 통로 구멍(24)에 대해 대향하여 위치설정된다. 구동 전극(43)은 활성 층(42)에 전원을 공급하거나 또는 그로부터 신호를 수신한다. 구동 전극(43)은 광 변환 유닛(40) 내에 배치되어, 광 변환 유닛(40)이 메인부(10a)의 전방 면(21)에 부착될 때, 구동 전극(43)은 메인부(10a)의 전기 배선부(23)와 접촉한다.
본 구성에 따르면, 광섬유 위치설정 구성요소(10)가 보드(board)(도시되지 않음) 상에 장착되고, 보드 상의 신호 라인이 전기 배선부(23)의 섹션(section)[메인부(10a)의 전방 면(21)에 인접한 표면 상에 존재]에 접촉 및 고정되면, 전원이 전기 배선부(23)를 거쳐 광전기 변환 유닛(41)에 공급되어, 광 신호가 광섬유(11)로 보내지고, 광섬유(11)로부터 수신되어 신호를 전송한다. 변형적으로, 배선은 전기 배선부(23)의 섹션[메인부(10a)의 전방 면(21)에 인접한 표면 상에 존재] 상 에의 와이어 본딩(wire bonding)에 의해 수행될 수 있고, 이에 의해 전원이 전기 배선부(23)를 거쳐 광전기 변환 유닛(41)에 공급되어, 광 신호가 광섬유(11)로 보내지고, 광섬유(11)로부터 수신되어 신호를 전송한다.
상술한 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법에 있어서, 리드 프레임(30)을 인서트 성형하기 위해 광섬유 위치설정 구성요소(10)의 전방 면(21) 내로 주입된 수지의 유동은 다이(50)의 측부에 배치된 단차부(51)에 의해 조절된다. 따라서, 종래 기술과 다르게, 배선 플레이트(30)의 리드(31a, 31b) 등은, 유동하는 수지의 힘에 의해 위치 변위되는 것을 유지하면서, 고정되는 것이 방지될 수 있다. 결과적으로, 3차원 전기 배선이 용이하게 그리고 정확하게 형성될 수 있디.
도 6a는 단차부를 갖는 광섬유 위치설정 구성요소가 제조된 경우 캐비티 내의 수지 유동의 CAE(Computer Aided Engineering) 분석의 결과를 도시한다. 도 6a에 도시된 곡선은 캐비티 내에 성형 수지를 주입하는 공정의 각각의 타이밍(timing)에서의 수지의 전방 면을 나타낸다. 대응하는 수지 주입구를 시작점으로 설정한 상태에서 수지 전방 면에 수직한 라인을 연결함으로써 얻어진 곡선은 수지의 방향을 나타낸다. 도면으로부터, 단차부(51A)가 배치된 경우, 2개의 수지 주입구(58A, 58A)로부터 주입된 수지가 유동할 수 있는 폭이 더 좁고, 그 결과 수지는 경사진 측방향으로부터 수직 방향(길이 방향)으로 방향을 바꾸면서 유동하는 것을 볼 수 있을 것이다. 수지가 팁 단부에 도달한 타이밍에서, 수지는 캐비티의 전방 면에 대략 수직한 방향으로 유동한다. 리드 프레임이 캐비티의 전방 면 내에 위치된 경우, 측방향 힘이 리드 프레임에 거의 가해지지 않고, 따라서 리드가 측방 향으로 변형되는 것을 방지하는 것이 가능하다.
도 6b는 제 1 및 제 2 단차부를 형성함과 동시에 광섬유 위치설정 구성요소가 제조된 경우, 캐비티 내의 수지 유동의 CAE 분석의 결과를 도시한다. 도 6a의 곡선과 유사하게, 도 6b에 도시된 곡선은 성형 수지를 주입하는 공정의 각 타이밍에서의 수지의 전방 면을 나타낸다. 수지 전방 면에 수직한 라인을 연결함으로써 얻어진 곡선은 수지의 방향을 나타낸다. 제 1 단차부(51A') 및 제 2 단차부(51B')가 배치되면, 2개의 수지 주입구(58A, 58A)로부터 주입된 수지는 경사진 측방향으로부터 수직 방향(길이 방향)으로 방향을 바꾸면서 유동한다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 즉 화살표(α)로 표시된 바와 같이 증간 측으로 지향된 유동이, 제 1 단차부(51A')를 지나 단부 면(팁 단부) 측을 향해 유동하는 수지 내에 약간 존재한다. 따라서, 제 2 단차부(51B')는 제 2 단차부(51B')의 전방에 있어서 광섬유 배치 방향으로 폭을 넓히도록 배치되고, 그에 의해 화살표(β)로 표시된 바와 같이 외측을 향해 지향된 수지 유동을 발생시킨다. 결과적으로, 중간을 향한 유동(α)은 제거되고, 대략 수직한 수지 유동(γ)이 발생될 수 있다. 수지가 팁 단부에 도달한 타이밍에, 수지는 캐비티의 전방 면에 대해 수직하게 유동한다. 리드 프레임이 캐비티의 전방 면 내에 위치된 경우, 측방향 힘이 리드 프레임에 거의 가해지지 않고, 따라서 리드가 측방향으로 변형되는 것을 방지하는 것이 가능하다.
다음, 본 발명의 제 2 실시예인 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법이 설명될 것이다.
도 7은 본 발명에 다른 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법과 관련한 제 2 실시예를 도시하는 평면도이다. 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법에 있어서, 조절부는 다이(50A) 내의 우측 및 좌측 부분에 배치된 기둥 형상 돌출부(59, 59)에 의해 구성된다. 돌출부(59)가 다이(50A)에 부착되고, 수지가 수지 주입구(58B, 58B)를 통해 다이(50A) 내로 주입되면, 수지 유동은 돌출부(59)에 의해 화살표로 표시된 바와 같이 경사진 측방향으로부터 수직 방향으로 변화된다. 수지가 캐비티(53) 및 제 2 슬라이드 코어(56A) 사이에 위치된 리드 프레임(30A)에 도달하는 타이밍에, 수지 유동은 리드 프레임 평면에 수직하여, 측방향 힘이 리드 프레임(30A)에 가해지는 것을 방지하는 것이 가능하다.
도 8은 도 7에 도시된 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법에 의해 제조된 광섬유 위치설정 구성요소의 예를 도시한다. 광섬유 위치설정 구성요소(10B)에 있어서, 리세스(recess)(44, 44)가 전방 우측 및 좌측 부분에 각각 형성되고, 긴 리드(31a) 및 짧은 리드(31b)가 팁 단부 내로 매설되며, 광섬유 통로 구멍(24)이 짧은 리드(31b) 위에 형성된다. 리드의 표면은 사전결정된 플레이팅에 의해 덮여, 광 변환 유닛(40A)이 광섬유 위치설정 구성요소(10B)의 팁 단부 상에 장착될 수 있다. 핀(60, 60)이 광섬유 위치설정 구성요소(10B) 내에 형성된 리세스(44, 44) 내로 끼워맞춤되고, 이것에 의해 광섬유 위치설정 구성요소(10B)의 위치가 고정될 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 다른 방법을 도시한다. 제 2 슬라이드 코어(56C)는 단부 면에 대향하도록 위치되고, 리드 프레임(30C)은 단부 면 상에 또는 제 2 슬라이드 코어(56C)와 다이 내의 캐비티(53C)의 팁 단부 사이에 위치된다. 캐비티(53C) 내에 있어서, 리세스(70C)가 수지 주입구(58C)에 형성되지만, 리세스(70C)는 수지 유동을 조절하지 않는다. 변형적으로, 리세스(70C)는 단차부에 의해 구성될 수 있다. 단차부(71C)는 캐비티(53C)의 단부 면의 측 상에 형성된다. 코어 핀(54C)은 제 1 슬라이드 코어(55C)의 직사각형부(55C')의 팁 단부 내에 위치된다. 제 1 슬라이드 코어(55C)의 직사각형부(55C')는 단차부(71C)의 단부 면 측까지 연장한다. 즉, 직사각형부(55C')의 팁 단부(55C")는 쇼울더부(shoulder portion)(71C')에 대해 단부 면 측 상에 있고, 보다 좁은 폭부가 형성되며, 그에 의해 수지 유동을 조절한다. 다이가 사용되고, 수지가 수지 주입구(58C)를 통해 주입되면, 수지는 화살표로 표시한 바와 같이 주입구로부터 단부 면을 향해 유동한다. 따라서, 수지가 리드 프레임(30C)에 도달한 타이밍에, 수지는 길이방향으로 유동하고, 따라서 리드 프레임(30C)이 구부러지는 것을 방지하는 것이 가능하다.
도 10은 도 9에 도시된 다이를 사용하여 제조된 광섬유 위치설정 구성요소를 도시한다. 광섬유 위치설정 구성요소(10C)는 구성요소 내에 하나 이상의 광섬유를 일체적으로 수용하는 제 1 광섬유 하우징 구멍(73)을 포함한다. 구성요소는 제 1 광섬유 하우징 구멍(73)의 팁 단부에 연속하는 제 2 광섬유 하우징 구멍(74)을 더 포함하고, 제 2 광섬유 하우징 구멍(74)은 제 1 광섬유 하우징 구멍(73)의 단부 면의 측 상에 위치설정되고, 각각은 하나 이상의 광섬유를 개별적으로 수용한다. 제 2 광섬유 하우징 구멍(74)의 개구 팁 단부(74')는 측부에 형성된 단차부(75)에 대해 단부 면측 상에 위치설정된다. 리드(31)는 광섬유 위치설정 구성요소(10C)의 팁 단부 내로 매설된다. 본 실시예에 있어서, 도 6b 및 도 6c에 도시된 바와 같이, 광섬유 배치 방향으로의 폭은 광섬유 위치설정 구성요소의 전방측에서 넓어질 것이다. 제 1 광섬유 하우징 구멍(73)은 직사각형 단면 형상을 갖는다. 단면 형상은 직사각형 형상에 제한되지 않고, 예를 들어 타원형 형상일 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 다른 방법을 도시한다. 제 2 슬라이드 코어(56D)는 단부 면에 대향하도록 위치되고, 리드 프레임(30D)은 단부 면 상에, 또는 제 2 슬라이드 코어(56D) 및 다이 내의 캐비티(53D)의 팁 단부 사이에 위치된다. 캐비티(53D) 내에 있어서, 리세스(76D)가 수지 주입구(58D)에 형성되지만, 리세스(76D)는 수지 유동을 조절하지 않는다. 변형적으로, 리세스(76D)는 단차부에 의해 구성될 수 있다. 단차부(77D)는 캐비티(53D)의 단부 면의 측 상에 형성된다. 코어 핀(54D)은 제 1 슬라이드 코어(55D)의 직사각형부(55D')의 팁 단부에 위치된다. 제 1 슬라이드 코어(55D)의 직사각형부(55D')는 단차부(77D)의 주입구측까지 연장한다. 다이가 사용되고 수지가 수지 주입구(58D)를 통해 주입되면, 수지는 화살표로 표시된 바와 같이 주입구로부터 단부 면을 향해 유동한다. 수지가 리드 프레임(30D)에 도달한 타이밍에, 수지는 길이방향으로 유동하고, 따라서 리드 프레임(30D)이 구부러지는 것을 방지하는 것이 가능하다.
도 12는 도 11에 도시된 다이를 사용하여 제조된 광섬유 위치설정 구성요소를 도시한다. 광섬유 위치설정 구성요소(10D)는 구성요소 내에 하나 이상의 광섬유를 일체적으로 수용하는 제 1 광섬유 하우징 구멍(80)을 포함한다. 제 1 광섬유 하우징 구멍(80)은 직사각형 단면 형상을 갖는다. 단면 형상은 직사각형 형상에 제한되지 않고, 예를 들어 타원형 형상일 수 있다. 구성요소는 제 1 광섬유 하우징 구멍(80)의 팁 단부에 연속하는 제 2 광섬유 하우징 구멍(81)을 더 포함하고, 제 2 광섬유 하우징 구멍(81)은 제 1 광섬유 하우징 구멍(80)의 단부 면의 측 상에 위치설정되며, 각각은 하나 이상의 광섬유를 개별적으로 수용한다. 제 2 광섬유 하우징 구멍의 개구 팁 단부(81')는 수지 주입구(82)에 대해 단부 면측 상에, 그리고 측부에 형성된 단차부(83)에 대해 수지 주입구의 측 상에 위치설정된다. 이 구성에 따르면, 광섬유 위치설정 구성요소(10D)의 기계적 강도는 증대될 수 있다. 제조 공정 동안 수지의 유동을 고려하면, 0.4 ≤ 2 × H3/(H1-H2) ≤ 0.85를 만족시키는 것이 바람직하고, H1은 광섬유를 배치하는 방향으로의 광섬유 위치설정 구성요소(10D)의 폭이고, H2는 광섬유를 배치하는 방향으로의 제 1 광섬유 하우징 구멍(80)의 폭이며, H3은 단차부 또는 리세스의 크기이다. 예를 들어, H1이 4.4mm, H2가 3.2mm, H3가 0.5이면 값은 0.83이고, H1이 4.4mm, H2가 3.2mm, H3가 0.22이면 값은 0.37이다. 이 값에서, 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 공정 동안, 수지는 길이방향으로 유동하고, 리드 프레임을 구부리지 않는다. 리드(31)는 광섬유 위치설정 구성요소(10D)의 팁 단부 내로 매설된다. 본 실시예에 있어서, 도 6b 및 도 6c에 도시된 바와 같이, 광섬유 배치 방향으로의 폭은 광섬유 위치설정 구성요소의 단부 면 측에서 넓어질 것이다.
본 발명에 따른 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법은 상술된 실시예에 한정되지 않고, 적당하게 변경, 개선 등이 행해질 수 있다.
상술된 실시예에 있어서, 예를 들어 조절부인 단차부(51) 또는 돌출부(59)는 다이(50) 내측에서 각 측면 상에 노출될 수 있거나, 또는 변형적으로 오직 하나의 측면 상에 배치될 수 있다. 변형적으로, 복수의 조절부가 일 측면 상에 존재할 수 있다. 단차부의 코너가 R-챔퍼링(chamfering) 또는 C-챔퍼링되면, 이 구성은 다이 내에서의 수지 유동을 원활하게 하는 기능을 하고, 따라서 바람직하다. 조절부인 돌출부(59) 및 돌출부의 전사된 형상을 갖는 리세스는 반원형 형상을 갖는 것에 제한되지 않고, 직사각형 형상, 긴 반타원형 형상 또는 직사각형과 반원형의 조합인 형상을 가질 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법에 있어서, 조절부는 다이의 측면 상에 배치된다. 따라서, 본 발명은 유동하는 수지의 힘에 의해 위치 변위되는 것을 유지하면서 배선 플레이트의 리드(lead) 등이 고정된다는 점에서 종래 기술의 문제를 해결하는 것이 가능하고, 3차원 전기 배선이 용이하게 그리고 정확하게 형성될 수 있다는 효과를 갖는다. 본 발명은, 예를 들어, 성형된 피스 내에 배치된 통로 구멍을 통해 통과하는 복수의 광섬유와, 통로 구멍에 대향된 상태로 성형된 피스의 전방 면 상에 배치된 광전기 변환 유닛을 접속하는 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명이 제한된 개수의 실시예와 관련하여 설명되었지만, 이 개시내용의 이익을 갖는 당업자는 본 명세서에 개시된 바와 같은 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 다른 실시예가 고안될 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 제한되어야 한다.
도 1a는 본 발명에 따른 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법과 관련된 제 1 실시예를 도시하는 평면도,
도 1b는 도 1a의 선 B-B를 따라 취한 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법에 사용되는 다이의 예를 도시하는 단면도,
도 3은 리드 프레임(lead frame)의 예를 도시하는 평면도,
도 4는 광섬유 위치설정 구성요소의 예를 도시하는 사시도,
도 5는 도 4의 선 V-V를 따라 취한 단면도,
도 6a 내지 도 6c는 광섬유 위치설정 구성요소 내의 수지 유동의 분석 결과를 도시하는 다이어그램,
도 7은 본 발명에 따른 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법에 관한 제 2 실시예를 도시하는 평면도,
도 8은 제 2 실시예의 제조 방법에 의해 제조된 광섬유 위치설정 구성요소의 예를 도시하는 도면,
도 9는 본 발명에 따른 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 다른 방법을 도시하는 도면,
도 10은 도 9에 도시된 다이를 사용하여 제조된 광섬유 위치설정 구성요소를 도시하는 도면,
도 11은 본 발명에 따른 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 다른 방법을 도시하는 도면,
도 12는 도 11에 도시된 다이를 사용하여 제조된 광섬유 위치설정 구성요소를 도시하는 도면,
도 13은 종래 기술의 광 반도체 모듈의 단면도,
도 14는 종래 기술의 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법에 사용된 다이의 단면도,
도 15a는 다이 내측의 주입된 수지의 유동 경로를 도시하는 평면도,
도 15b는 종래 기술의 문제점을 도시하는 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
30 : 리드 프레임 44 : 리세스
50 : 다이 51 : 단차부
53 : 캐비티 55 : 제 1 슬라이드 코어
56 : 제 2 슬라이드 코어 57 : 돌출부
58 : 수지 주입구

Claims (8)

  1. 배선 플레이트가 단부 면(end face) 내로 인서트 성형되는 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법에 있어서,
    적어도 하나의 측부 내에 배치되고 수지의 유동을 조절하는 조절부를 갖는 다이(die)를 사용하는 단계를 포함하는
    광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조절부는 상기 다이 내에 배치된 단차부(step)인
    광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 조절부는 상기 다이 내에 배치된 돌출부인
    광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 다이 내에 매설된 기둥형상 부재에 의해 형성된
    광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 다이 내에 배치된 상기 단차부의 코너부(corner portion)는 모따기(chamfering)된
    광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법.
  6. 단부 면 내로 인서트 성형된 배선 플레이트를 구비한 광섬유 위치설정 구성요소로서, 상기 단부 면에 대향하는 양 후방 측부로부터 수지를 주입함으로써 성형되는, 상기 광섬유 위치설정 구성요소에 있어서,
    상기 광섬유 위치설정 구성요소 내측에 배치되고 하나 이상의 광섬유를 수용하는 제 1 광섬유 하우징 구멍과,
    상기 광섬유 위치설정 구성요소 내측에 배치되고 하나 이상의 광섬유를 개별적으로 수용하는 제 2 광섬유 하우징 구멍으로서, 상기 제 1 광섬유 하우징 구멍에 대해 상기 단부 면의 측 상에 위치설정된, 상기 제 2 광섬유 하우징 구멍과,
    상기 광섬유 위치설정 구성요소의 적어도 하나의 측부에 배치된 단차부 또는 리세스(recess)를 포함하고,
    상기 제 2 광섬유 하우징 구멍의 측 상에 있는 상기 제 1 광섬유 하우징 구멍의 팁 단부(tip end)가, 상기 광섬유 위치설정 구성요소의 적어도 하나의 측부에 배치된 상기 단차부 또는 리세스에 대해 상기 단부 면의 측 상에 있는
    광섬유 위치설정 구성요소.
  7. 단부 면 내로 인서트 성형된 배선 플레이트를 구비한 광섬유 위치설정 구성요소로서, 상기 단부 면에 대향하는 양 후방 측부로부터 수지를 주입함으로써 성형되는, 상기 광섬유 위치설정 구성요소에 있어서,
    상기 광섬유 위치설정 구성요소 내측에 배치되고 하나 이상의 광섬유를 수용하는 제 1 광섬유 하우징 구멍과,
    상기 광섬유 위치설정 구성요소 내측에 배치되고 하나 이상의 광섬유를 개별적으로 수용하는 제 2 광섬유 하우징 구멍으로서, 상기 제 1 광섬유 하우징 구멍에 대해 상기 단부 면의 측 상에 위치설정된, 상기 제 2 광섬유 하우징 구멍과,
    상기 광섬유 위치설정 구성요소의 적어도 하나의 측부에 배치된 단차부 또는 리세스를 포함하고,
    상기 제 2 광섬유 하우징 구멍의 측 상에 있는 상기 제 1 광섬유 하우징 구멍의 팁 단부가, 상기 후방 측부에 대해 상기 단부 면의 측 상에, 그리고 상기 광섬유 위치설정 구성요소의 적어도 하나의 측부에 배치된 상기 단차부 또는 리세스에 대해 상기 후방 측부의 측 상에 있으며,
    상기 구성요소는 0.4 ≤ 2 × H3/(H1-H2) ≤ 0.85를 만족시키며, H1은 상기 광섬유를 배치하는 방향으로의 상기 광섬유 위치설정 구성요소의 폭이고, H2는 상기 광섬유를 배치하는 방향으로의 상기 제 1 광섬유 하우징 구멍의 폭이며, H3은 상기 단차부 또는 리세스의 크기인
    광섬유 위치설정 구성요소.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 광섬유를 배치하는 방향으로의 상기 광섬유 위치설정 구성요소의 폭은, 상기 광섬유 위치설정 구성요소의 적어도 하나의 측부에 배치된 상기 단차부 또는 리세스에 대해 상기 단부 면의 측 상에서 증가된
    광섬유 위치설정 구성요소.
KR1020070117889A 2006-11-20 2007-11-19 광섬유 위치설정 구성요소를 제조하는 방법 및 광섬유위치설정 구성요소 KR20080045640A (ko)

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