TWI338161B - Photoelectric coupling assembly and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
1338161 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種連接光纖與電路之光電連接零件及其 製造方法。 【先前技術】
伴隨寬頻網路之發展，日益要求網路節點上之路由器， 進而資訊家電實現高速化、大容量化。隨之，正在開展導 入光互連技術之研究，該光互連技術係於信號處理部與信 號傳輸部之邊界部分進行光電轉換，利用光纖之寬頻帶性 來進行高速、大容量傳輸《於日本專利特開2〇〇543622號 公報中揭示有如下技術，其用以於光電轉換部分，使用由 光電轉換元件（發光元件，受光元件）與光纖定位零件構成 之光電連接零件來結合電路與光纖。 圖11係以裝配有光纖之狀態表示日本專利特開2〇〇5· 43622號公報揭示之光電連接零件的剖面圖。光電連接零 件1〇〇具有成形體104，該成形體104於保持孔1〇2内機械性 保持光纖ιοί，使光纖101之光輸入輪出端面1〇3露出於主 面上。成形體104上設有相聯形成於主面上與側面上之電 氣佈線H)5。又’於光纖1G1之前方介隔絕緣膜⑽而設有 光半導體元件107。光半導體元件1〇7藉由凸塊ι〇8連接於 電氣佈線H)5。上述公報中，因具有此種電氣佈線，而使 光電連接部件之配置自由度得到提昇。然而，原本難以於 物體表面上連續三維地使電氣佈線形成於正確之位置上。 【發明内容】 125455.doc 1338161 本發明之目的在於提供一種能夠於正確之位置上三維地 實施電氣佈線之光電連接零件及其製造方法。 為達成該㈣，本發明提供一種光電連接零件，盆包含 ' ⑴光電轉換單元’其具備光電轉換元件；以及⑺成型 肖’其具有供光纖穿透並令光纖前端與光電轉換元件之活 ，〖生層對向之光纖穿透孔，並具有安裝有光電轉換單元之前 表面，且嵌入成型有導線。導線具有露出於成形體前表面 • 且與光電轉換元件電性連接之第一面、露出於與成形體前 表面相連之成型體側面之第二面、以及距離成形體前表面 越遠寬度變得越大之卡止部。卡止部之至少一部分被包含 於構成成型體之樹脂内部。於此，所謂「導線之寬度」， 係指與導線之長度方向垂直且與遠離成形體前表面之又方」向 垂直之導線上的長度。 此外，本發明提供一種光電連接零件之製造方法，其係 用j製造光電連接零件，該光電連接零件包含：⑴光電轉 _ 換早兀’其具備光電轉換元件；以及（2)成型體’其具有光 纖穿透孔、前表面、及導線，上述光纖穿透孔供光纖穿透 f令光纖前端與光電轉換元件之活性層對向，上述前表面 安裝有光電轉換單元，上述導線與光電轉換元件電性連 接且具有距離成形體前表面越遠寬度變得越大之卡止 部。該製造方法中，⑴以卡止部被包含於形成成型體之樹 知内部且導線之第一面露出於成形體之前表面之方式，將 導線架叙入成形於成形體之前表面，⑺以導線之第二面露 出於與成形體前表面相連之成型趙側面之方式，截斷導線 125455.doc Ϊ338161 架。 2發明之光電連接零件及其製造方法中，藉錢刻來形 線架之導線圖案，由此可形成卡止部。導線可具有局 部變化之厚度。導線厚度之變化可由餘刻形成，亦可由鍍 敷形成面之寬度可於與宽度正交之方向上變化。於 所口月4線之厚度」，係、才旨導線於與成形冑前表面垂 直之方向上之長度。 【實施方式】 以下’參照圖式說明本發明之實施形態。圖式用於說明 本發明之實施形態，並不會限定發明範圍。於圖式中，為 避免重複說明，相同符號表示相同部分。圖式中之尺寸比 例未必準確。 圖1係表示本發明之光電連接零件之實施形態之成形體 的立體圖。光電連接零件10包含整體大致呈長方體形狀之 本體（成形體）20、及安裝於本體2〇之前表面21上之光電轉 換單凡40。本體20具有：光纖穿透孔24，其使光纖穿透， 令該光纖之前端1 lb與光電轉換單元4〇内之光電轉換元件 之活性層對向；以及前表面2 1，其安裝有光電轉換單元 40。電氣佈線部23設於本體20之前表面21以及與前表面21 相連之側面22(例如，上下表面）上。電氣佈線部23由交替 設置之短電氣佈線23a與長電氣佈線23b構成。於短電氣佈 線23a之間設有光纖穿透孔24。 圖2係光電連接零件1〇之π·ΙΙ位置處之局部剖面圖，其 表示光電連接零件10之前端側。光電轉換單元4〇具備光 I25455.doc 1338161 電轉換元件4 1 ’並以活性層42與本體20之光纖穿透孔24對 向之方式得以定位。光電轉換單元40中設有電極43，該電 極43用於對活性層42輸送供電或者輸送來自活性層42之信 號。若將光電轉換單元40安裝於本體2〇之前表面21，則電 極43將與本體20之電氣佈線部23接觸。
圖3係用於本發明之光電連接零件中的導線架之平面 圖。導線架30具有形成電氣佈線部23之導線圖案31。導線 圖案31具有形成短電氣佈線23a之短導線31a、及形成長電 氣佈線23b之長導線3 1 b。導線3 1 a、3 1 b之間及兩外側，切 除導線架3 0而开> 成空間3 3。成型時樹脂5 9進入空間3 3内， 嵌入成形出導線架30。於導線圖案31之四個角落，設有用 於對導線架30進行定位之孔32。
導線3 1 a、3 1 b較為纖細，例如若使光纖〖丨之排列間距為 25〇 μιη’則導線31a、31b之寬度為50 _左右。因此，難 以保持嵌入強度。又，導線31a、3 lb於嵌入後沿著成型體 20之形狀而被切斷，切斷面露出於側面22側，形成電極端 子36。電極端子36之剖面積僅為導線厚度><導線寬度，故 而女裝時有可能無法順利地進行電性連接。 因此，本發明之光電連接零件中，導線3U、3ib具有： 第-面’其露出於成形體之前表面，且與光電轉換：件電 性連接；以及第二面，其露出於與成形體之前表面相連之 成型體之側面。此外，尚設有卡止部，該卡止部因設置有 寬度W1大於成形體前表面之寬度则之擴寬部％，隨著距 離前表面越遠寬度變得越大…，以卡止部之至少一部 125455.doc 1338161 分包含於構成成型體20之樹脂20a之内部之方式，將導線 31a、31b嵌入成形於成形體20之前表面21。繼而，以作為 導線31a、3 lb之一部分的端面露出於與成形體20之前表面 21相連之側面22之方式，自導線架30切斷導線31a、31b。 圖4A及圖4B係表示本發明之光電連接零件之導線之例 的剖面圖，圖5A及圖5B係以嵌入成形之狀態表示上述圖 4 A及圖4B之導線的剖面圖。圖4A、圖5A所示之導線31a、 31b具有梯形剖面，且以下邊寬度大於上邊寬度之擴寬部 34 ’整體形成卡止部37。經嵌入成形之導線31a、3 lb之上 邊自樹脂20a露出’卡止部之一部分埋沒於樹脂2〇a之内 部。藉此，導線31a、31b可靠地嵌入成形於成形體2〇之前 表面21。 又，圖4B、圖SB所示之導線31a、31b具有六邊形剖 面，且於中央部設有擴寬部34,自前表面由中央部成為卡 止部37。經嵌入成形之導線31a、31b之上邊自樹脂2〇&露 出，卡止部之一部分埋沒於樹脂2〇a之内部。藉此，導線 3la、31b可靠地嵌入成形於成形體2〇之前表面21。 圖4A之導線31a、31b，例如可藉由於薄鋼板之單面上形 成掩膜，並自單側進行蝕刻而容易地形成卡止部。圖48之 導線31a、31b，例如可藉由於薄銅板上之兩面形成掩媒， 並自兩側進行蝕刻而容易地形成卡止部。 為因應打線接合之情形’較佳的是於嵌入成形後對導線 31a 31b之表面進行鍍敷。圖6A及圖印係表示表面經鍍 敷之導線31a、31b之例的剖面圖。藉由非電解鍍敷法，按 125455.doc •10· 338161 照Ni、Au之順序於導線31a、31b之表面實施鍍敷35即可。 導線可具有局部變化之厚度 '圖7係與光纖穿透孔平行 且沿著導線縱向切斷光電連接零件10之成形體而成之剖面 圖。於此，使導線31a、3ib之上下端部之厚度丁丨大於普通 部位之厚度TO，增大露出於成形體2〇之側面22之電極端子 36。如此，於導線之上下方向上增加導線之厚度，故即便 上下方向之力作用於導線，導線亦難以自成形體中脫落。 進而，會變得易於實施打線接合，能夠可靠地施行三維佈 線，並且提昇安裝自由度。因此，將光電連接零件1〇安裝 於基板（省略圖示）上時，作為導線31a、31b之端面之電極 端子36可靠地與基板側之端子接觸。 導線之厚度變化可藉由蝕刻形成，亦可由鍍敷形成。於 藉由蝕刻形成導線之厚度變化時，對導線架實施半蝕刻， 以使導線3 1 a、3 1 b之端部以外變薄。 圖8 A及圖8B係表示本發明之光電連接零件之導線之其 它例的剖面圖。於圖8A之導線31a、311)上形成有狹窄部 60，於剖面上，該狹窄部60所具有之寬度W2小於導線架 30之表面30a之寬度W0。又，圖8B之導線31a、31b中，剖 面形狀為蛇腹形狀。以上情形均具有距離前表面越遠寬度 變得越大之卡止部37。圖8A、圖8B所示之導線製造方法 與圖4所示之導線之例相同。 圖9A及圖9B係自成形體之前表面（導線之第一面）觀察本 發明之光電連接零件之導線之其它例的正面圖β導線第一 面之寬度可於與寬度正交之方向上變化。圖9Α之例中，於 I25455.doc •11- 1338161 成形體20之前表面21上隔開特定間隔而形成有導線31八， 該等導線3 1A之間設有使光纖穿透之穿透孔24。自前表面 觀察，導線31A於與導線之表面寬度正交之方向的上側以 及下側形成有寬部Dl、D2 ’進而，於上下方向之中間部 形成有窄部D3。圖9B之例中，表示了如下形狀之導線 31B，該形狀係指於與前表面21之導線之表面寬度正交之 方向的上侧與下侧形成有窄部D4、D5，於中間部形成有 寬部D6。 如此，由於使用導線寬度於與導線之表面寬度正交之方 向上變化之導線，故當力作用於與導線之表面寬度正交之 方向上時，導線難以脫落。再者，關於導線寬度變化之形 狀’既可為連續變化，又’亦可為非連續變化。此種寬度 變化之導線作為一例’可藉由蝕刻而作成。 其次’就本發明之光電連接零件之製造方法所用之模具 加以說明。圖10係本發明之光電連接零件之製造方法之實 施形態中以嵌入成形之狀態表示光電連接零件的剖面圖。 模具50具有上模具5丨以及下模具52，組合上下兩個模具 51、52時’可於内部形成模穴53，該模六兄用以形成光電 連接零件10之本體20。又，於上下模具51、52之前方（圖 10中為左側）’以與第i側向心型55對向之方式，藉由定位 銷57來對第2侧向心型56進行定位。第2側向心型56於成形 體20上形成光纖丨丨之前端部Ua所露出之前表面21。 上下模具5 1、52之間插入有具有心型銷54之第1側向心 型55 ’該心型銷54用以於成形體20上形成使光纖11穿透之 125455.doc •12- 1338161 穿透孔24。於下模具52之中央部，以嵌式結構設有能夠上 下調節位置之用於調節第i側向Θ型55之高度的凸部58。 凸部58自下方支持第I側向心型55並調節其高度。又，凸 部58形成黏接劑注入口，該黏接劑注入口用以將固定光纖 11之黏接劑注入至光電連接零件I 〇内部。
其次’就本發明之光電連接零件之製造方法加以說明。 該方法係於成形體之前表面以及與前表面相連之側面上嵌 入成形有導線者，上述成形體使光纖穿透並使其前端露 出’上述導線對與光纖對向配置之光電轉換元件供電且具 有卡止部。而且，以卡止部之至少一部分包含於形成成型 體2〇之樹脂20a之内部，且導線之第一面露出於成形體之 則表面21之方式，使導線架3〇嵌入成形於成形體之前表 面。藉此，能夠防止導線31a、31b自成形體20之前表面21 脫落。繼而，以導線之第二面露出於與成形體之前表面相 連之成型體之側面之方式，戴斷導線架。藉此，可容易地 實施三維佈線。 具體情況如下所述。亦即，如圖1〇所示，組合兩模具 51、52而設成模具50，形成用以形成成形體2〇之模穴η。 藉由定位銷5 7將導線架3 0以及第2側向心型5 6定位安裝於 上模具5丨以及下模具52之前表面51卜52&。繼而， 洲節為特定高度，並插入第i側向心型55，將心型銷M 之前端插入定位於第2側向心型56之心型銷定位孔中。 其後，將樹脂20a注入至模具5〇内部之模穴^中，使導線 架30嵌入成形，從而成形出成形體2〇,此時，如上所述， 125455.doc -13· 1338161 使各導線31a、31b之擴寬部34包含於樹脂20a之内部。 注入樹脂20a並完成導線架3〇之敌入成形之後，使第1側 向心型55以及第2側向心型56朝相互分離之方向移動後， 自模具50取出成形品20。繼而，根據前表面21之尺寸，將 嵌入成形於成形體20之前表面21之導線架3〇截斷。繼而， 對路出於側面22之端面進行研磨，並按照Ni、Au之順序實 施鍍敷，形成電極端子36。其後，以光電轉換元件41之活 性層42位於光纖穿透孔24之正面，且電極43接觸於電氣佈 線部23亦即接觸於導線313、31b之方式，將光電轉換元件 單元40安裝於成形體20之前表面21。 再者，於以上述方式製得之光電連接零件1〇中，本體2〇 之前表面21傾斜’從而可提高傳輸特性。 如上所述，對於本發明之光電連接零件及其製造方法而 言，於與光電轉換單元電性連接之導線剖面上設有卡止 部，當導線嵌入成形於成形體之前表面時，使卡止部之至 少-部分包含於樹脂内冑，因此’可防止導線於藉由樹脂 經嵌入成形之後脫落。X，以導線之一部分露出於與成形 體前表面相連之側面之方式進行佈線，因此，能夠可靠地 實施三維電氣佈線。 本發明之光電連接零件及其製造方法，作為將穿透設於 成形體上之穿透孔之多根光纖，與對向於穿透孔地設於成 形體前表面之光電轉換單元加以連接之光電連接零件之製 造方法以及光電連接零件等，較為有用。 【圖式簡單說明】 125455.doc -14- 1338161 圖1係表示本發明之光電連接零件之實施形態中的成形 體之立體圖。 圖2係圖1之光電連接零件之置上之局部剖面圖， 其表示光電連接零件之前端側。 、 圖3係用於本發明之光電連接零件的導線架之平面圖。 圖4A及圖4B係表示本發明之光電連接零件之導線之例 的剖面圖。
圖5A及圖5B係以嵌入成形之狀態表示圖4A及圖4B之導 線的剖面圖。 圖6A及圖6B係表示本發明之光電連接零件之表面經鍍 敷的導線之例之剖面圖。 圖7係與光纖穿透口平行且沿著導線縱向切斷本發明之 光電連接零件之實施形態中的成形體之剖面圓。 圖8 A及圖8B係表示本發明之光電連接零件之導線之其 它例的剖面圖。 ~ 圖9A及圖9B係自成形體前表面觀察本發明之光電連接 零件之導線之其它例的正面圖。 圖10係表示本發明之光電連接零件之製造方法之實施形 態中’嵌入成形有光電連接零件之狀態的剖面圖。 圖"係以裝配有光纖之狀態表示先前之光電 剖面圖。 1 IT Μ 光電連接零件 光纖 【主要元件符號說明】 10 、 100 11 、 101 125455.doc 15- 1338161 1 la lib 20 ' 104 20a ' 59
21 22 23 23a 23b 24 30 30a 31
31a、31b、31A、31B 32
34 35 36 37 40 41 42 43 前端部 光纖前端 本體（成形體） 樹脂 前表面 側面 電氣佈線部 短電氣佈線 長電氣佈線 光纖穿透孔 導線架 表面 導線圖案 導線 孔 空間 擴寬部 鍍敷 電極端子 卡止部 光電轉換單元 光電轉換元件 活性層 電極 125455.doc 1338161
50 51 51a 52 52a 53 54 55 56 56b 57 58 60 102 103 105 106 107 108 D1、D2、D6 D3、D4、D5 TO、T1 WO、W1、W2、W3 模具 上模具 上模具之前表面 下模具 下模具之前表面 模穴 心型銷 第1側向心型 第2側向心型 心型銷定位孔 定位銷 凸部 狹窄部 保持孔 光輸入輸出端面 電氣佈線 絕緣膜 光半導體元件 凸塊 寬部 窄部 厚度 寬度 I25455.doc
Claims (1)
- 第096137709號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(99年6月） 十、申請專利範圍： 1- 一種光電連接零件，其包含： 光電轉換單元，其具備含有活性層之光電轉換元件； 以及 成型體，其具有樹脂製之本體，該本體具有·· 光纖穿透孔，其經構成為可供光纖穿透並令上述光 纖前端與上述光電轉換元件之活性層對向，成型體並 具有供上述光電轉換單元安裝之前表面以及與該前表 面相連之側面；及 導線，其係嵌入成型於該本體，且該導線具有： 第一面，其露出於該本體之上述前表面且與上 述光電轉換元件電性連接； 第二面，其露出於該本體之上述側面；及 卡止部，其距離上述前表面越遠寬度變得越 大，且上述卡止部之至少一部分被包含於構成上 述成型體之樹脂内部。 2. 如請求…之光電連接零件，其十，上述導線之厚度會 變化。 3. 如請求項2之光電連接零件，其中，藉由鍵敷來形成上 述導線之厚度變化。 4. 如請求項1之光電連接零件，其中，上述第-面之寬度 於與上述第一面之該寬度正交之方向上變化。 5. 種光電連接零件之製造方法，其係用來製造光電連接 零件者，該方法包含： 125455-990624.doc 1338161 形成具有樹脂製本體ϋ型體，該本體具有經構成為 ' 可供光纖穿透的光纖穿透孔，該本體並具有前表面以及 與該前表面相連之側面；該成型體之形成並包括：於該 本體嵌入成型一導線架，以使該導線架之第一面露出於 該本體之上述前表面，從而定義複數之導線，該等導線 包含一距離上述前表面越遠寬度變得越大之卡止部，且 上述卡止部之至少一部分被包含於構成上述成型體之樹 脂内部； 以上述導線之第二面露出於上述本體之上述側面之方 _ 式’截斷上述導線架；及 安裝-光電轉換單元至上述成型體之上述前表面，該 光電轉換單^包含電極及含有活性層之光電轉換元件， 並使該光電轉換元件之上述活性層直接位 透孔之前方 於上述光纖穿 ’且上述電極接觸於上述導線 如請求項5之光電連接零件之製造方法 導線架蝕刻出上述卡止部。 ’其中，於上述 方法’其中，以使上 之至少一方向而變化的 如請求項5之光電連接零件之製造方法 述導線架之厚度會沿著該導線架之至少 方式來形成上述導線架。其中，上述導 形成的方式而實施。 之各度變化係藉由触刻來’其中，上述導 125455-990624.doc 之厚度變化係藉由鍍敷來 13381-61形成的方式而實施。 1 0.如請求項5之光電連接零件之製造方法，其中，上述導 線架之形成係以使上述第一面之寬度於與上述第一面之 該寬度正交之方向上變化的方式而實施。125455-990624.doc
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