TWI421553B - Photoelectric connection part and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

光電連接零件及其製造方法

本發明係關於用以連接電性電路與光纖之光電連接零件及其製造方法。

隨著寬頻的發展，對網路節點上的路由器，甚至資訊家電提增高速化．大容量化的要求。伴隨此，在信號處理部與信號傳送部之邊界部分進行光電變換，活用光纖的寬頻性，以持續擴大用以進行高速．大容量傳送之光互連的適用範圍。一種技術，其係在光電變換部分中，使用由光電變換元件(發光元件、受光元件)與光纖定位零件所構成之光電連接零件，進行電性電路與光纖之結合，該技術係例如揭示於日本特開2005－43622號公報。

該公報中，光電連接零件所具有的電性布線也可從光纖定位零件的端面上拉出至側面上，此時在外部電性電路上的光纖電性連接零件的配置自由度會提高。但是，說起來，難以連續於物體表面而形成3次元的的電性布線。尤其，當光纖定位零件的端面傾斜時，非常困難形成在該傾斜面內終止之電極。

本發明之目的在於提供可容易在傾斜面形成終止之電極之光電連接零件及其製造方法。

為達成目標，本發明提供一種光電連接零件，係由以下構件所構成：(1)光電變換單元，其係具有光電變換元件；及(2)成型體，其係具有以下構件：光纖穿通孔，其用以穿通光纖而使光纖前端相對向於光電變換元件的活性層；及前端面，其具有與光電變換元件電性連接之電極且可裝設光電變換單元。該連接零件係相對於光纖穿通孔的軸線方向而傾斜，電極係一端在前端面內終止，且其端面露出於與成型體的前端面構成銳角之側面。

該連接零件中，他端面最好施以鍍敷處理。此外，電極最好較側面突出。

本發明之另一面中，係提供由具有光電變換元件之光電變換單元、及具有光纖穿通孔與相對於光纖穿通孔的軸線方向而傾斜，包含電極且可裝設光電變換單元的前端面之成型體所構成之光電連接零件之製造方法。該方法係由以下步驟所構成：(1)將引線的支持端配置於與成型體的前端面構成銳角之側面側，在此一之狀態下，利用模具夾住其上支持有構成電極之引線的布線板，以使成型體插入成形之步驟；(2)在他端，將前述布線板從已經從模具脫模之成型體切斷之步驟；及(3)將光電變換單元裝設於成型體的前端面，以使光電變換元件的活性層與光纖穿通孔相對，且光電變換元件的電極端子與電極電性接觸之步驟。

該方法中，最好以切塊機切斷支持端，以衝印模進行衝壓加工，或以雷射進行切斷加工。

本發明之其他目的、特徵、及優點，在以下所示記載可十分明白。此外，本發明之優點在參照有添附圖面之以下說明即可明白。

圖1係本發明之光電連接零件之實施形態的剖面圖；圖2係構成圖1之光電連接零件之成型體的立體圖。光電連接零件10係由以下構件所構成：直方體狀的成型體20；及光電變換單元30，其係一體裝設於成型體20的前端面21。

在成型體20，於前端面21開口之複數光纖穿通孔22係按特定間隔而朝寬度方向排列。光纖11的前端部11a可穿通光纖穿通孔22，所穿通之光纖11的端面11b係露出於成型體20的前端面21。

成型體20的前端面21係相對於光纖穿通孔22的軸線方向而傾斜。具體而言，前端面21係從成型體20的底面23側(朝成型體20的基板40的安裝面側，圖示例下側)往上面24側逐漸後退。藉此，前端面21與底面23所構成之角係形成銳角。角度最好係80度以上88度以下。前端面21傾斜之理由係因為穿通光纖穿通孔22之光纖11的端面11b與裝設於前端面21之後述光電變換單元30的活性層32相衝突，而使活性層32不會破損。由於活性層32比光纖外徑小，故藉由將前端面21傾斜，避免對光電變換單元30的活性層32造成衝突。

在成型體20的前端面21係設置電性布線部25。電性布線部25係由以下構件所構成：長尺電極26，其係跨成型體20厚度全體而設置；及短尺電極27，其係以從成型體20下端而在厚度方向的中央附近終止之方式而設置。長尺電極26及短尺電極27係相對於光纖穿通孔22而各設置一對。長尺電極26係配置於光纖穿通孔22側方，短尺電極27係配置於光纖穿通孔22下方。各長尺電極26及短尺電極27，其下端部的端面26a、27a係從成型體20的底面23些微突出而露出。突出量最好係0.005 mm以上0.1 mm以下。對長尺電極26及短尺電極27的端面26a、27a施以鍍敷處理。

光電變換單元30至少具備一個光電變換元件31，在光電變換元件31的裝設面(成型體20側之面)係設置活性層32及電極端子33。藉由將光電變換單元30裝設於成型體20，光電變換元件31的活性層32係定位於與光纖穿通孔22相對之位置而配置，電極端子33係電性連接成型體20的長尺電極26及短尺電極27。

在光纖11穿通光纖穿通孔22之狀態下，藉由固定於成型體20的底面23抵接基板40之狀態，將光電連接零件10安裝於基板40。接著，在該狀態下，各長尺電極26及短尺電極27的端面26a、27a係焊接於基板40上未圖示的布線圖案。藉此，介以成型體20的電性布線部25而將光電變換元件31的電極端子33與基板40的布線圖案電性連接。其結果，光電變換元件31從基板40側接受驅動信號的供應而發光，再將光信號傳送至光纖11，或將來自光纖11的光信號變換為電性信號而傳送至基板40側。

其次，說明光電連接零件10之製造方法。圖3A－3C係說明成型體之成形步驟的概念圖；圖4係本發明之光電連接零件之製造方法所使用布線板一例的平面圖；圖5係本發明之光電連接零件之製造方法中，已從模具脫模之成型體一例的剖面圖。光電連接零件10係由以下步驟所製造：將前端面21具電性布線部25之成型體20插入成形之步驟；將附屬於已從模具脫模之成型體20之布線板切斷之步驟；及將光電變換單元裝設於成型體的前端面21之步驟。

如圖3A－3C所示，使成型體20成形之模具50係具有上模具51及下模具52，組合上下兩模具51、52時，在內部會形成用以使成型體20成形之空腔53。在上下兩模具51、52間係具備以下構件：第一滑芯55，其係具有用以形成光纖穿通孔22之核栓54；及第二滑芯56，其係將用以使相對配置於第一滑芯55之光纖11的端面11b露出之前端面21形成於成型體20。在第二滑芯56係設置用以進行核栓54定位之定位孔56a，藉由將核栓54前端插入定位孔56a，在空腔53內將核栓54精密定位。

在下模具52的中央部，以相套合構造，以可上下位置調整方式設置第一滑芯55的高度調整用凸部57。凸部57於樹脂注入時從下方支持第一滑芯55，且將光纖11固定於光電連接零件10時，形成用以注入接著劑之後述接著劑注入口28。

在下模具52與第二滑芯56彼此相對之面形成與成型體20的前端面21相同角度傾斜之成形面52a、56b。在下模具52係形成定位孔52b，將設於第二滑芯56之定位銷56c插入定位孔52b，並相對於下模具52而將第二滑芯56定位。

如圖4所示，構成插入成形於成型體20的前端面21之電性布線部25之布線板60係由長尺帶狀金屬板(布線板60)所構成。在布線板60，例如，藉由蝕刻或加壓之鑿穿加工，於長邊方向按間隔形成插入部61。插入部61係對應一個成型體20，靠近下模具52與第二滑芯56的成形面52a、56b之夾持範圍A的上方，形成引線部62。

引線部62係具有交互形成於長孔63上下的長邊63a、63b間之長尺引線64及短尺引線65。長尺引線64係跨長孔63上下的長邊63a、63b間而形成，短尺引線65係從長孔63下方側的長邊63b延伸至長孔63的高度方向大致中央附近，其一端係終止。引線部62中，長孔63內之中央部分係形成用以插入成型體20的前端面21之矩形的形成區域B。

此外，在引線部62的兩側部，於高度方向按間隔形成定位孔66，其可使形成於模具50的第二滑芯56之定位銷56c穿通。藉由將定位銷56c穿通定位孔66，使布線板60相對於模具50而高精度定位。

圖3A係空腔形成前的剖面圖。利用模具50使成型體20成形時，首先，在下模具52與第二滑芯56之間配置布線板60的插入部61。其次，相對於下模具52而使上模具51下降，再者，朝下模具52移動第二滑芯56，且朝第二滑芯56側移動第一滑芯55。

如此，如圖3B(形成有空腔之狀態的剖面圖)所示，利用上模具51與下模具52形成用以使成型體20成形之空腔53。此外，布線板60利用定位銷56c而定位於下模具52，且夾持於下模具52與第二滑芯56。布線板60的夾持範圍A係藉由下模具52與第二滑芯56的成形面52a、56b，與成形面52a、56b相同角度傾斜。此時，因第二滑芯56的成形面56b朝短尺引線65的終止側逐漸往下模具52側傾斜，故利用成形面56b，將一端在長邊63b懸臂之短尺引線65往空腔53方向推入而屈曲。

其次，將樹脂注入空腔53內，樹脂硬化後，如圖3C(拔出模具之狀態的剖面圖)所示，藉由相對於下模具52而將上模具51、第二滑芯56離間且拔出第一滑芯55，使成形品脫模。如此，如圖5所示，使布線板60設於前端面21之成型體20成形。

接著，在成型體20的上端及下端，利用切塊機將插入成形於成型體20的前端面21之布線板60切斷。此時，完成成型體20，其係在傾斜的前端面21具有由長尺引線64及短尺引線65所構成之長尺電極26及短尺電極27。

在此，在成型體20的下端切斷布線板60時，長尺引線64及短尺引線65的下端部以從成型體20的底面23些微突出之方式而切斷。接著，對從成型體20的底面23突出之長尺電極26及短尺電極27的下端部的端面26a、27a施以無電解鍍敷。

如上所述，將成型體20插入成形後，在成型體20的傾斜面所構成之前端面21係裝設光電變換單元30，並完成光電連接零件10。此時，因成型體20的前端面21係傾斜面，故裝設於前端面21之光電變換元件31的活性層32亦斜配置。藉此，光纖11插入光纖穿通孔22時，可抑制對光纖11之端面11b的活性層32產生干擾，並防止活性層32及光纖11的損傷。

根據以上所說明之光電連接零件10與其製造方法，於插入成形時，因在與前端面21構成銳角之底面23側將短尺引線懸臂支持，故利用下模具52與第二滑芯56，可將包含短尺引線65之引線部62全體屈曲。其結果，構成短尺電極27之短尺引線65可容易從底面布線於前端面上，而不會埋沒於樹脂內。(相反地，插入成形時，在與前端面21構成鈍角之上面24側將短尺引線懸臂時，短尺引線65沿著前端面21的傾斜不會屈曲，而形成進入空腔53內之狀態，並埋沒於用以形成成型體20之樹脂內。)藉此，對光電變換元件31，介以光電連接零件10的電性布線部25而將驅動用電力供應至光電變換元件31，或可傳送來自光電變換元件31的信號。

再者，因對長尺電極26及短尺電極27的端面26a、27a施以鍍敷處理，故對基板40的電路圖案可確實將電極26、27焊接，並可提高連接處的信賴性。此外，因電極26、27稍微突出於成型體20的底面23，故將光電連接零件安裝於基板時，對基板40的電路圖案可使電極接觸壓接狀態而提高連接處的信賴性。

此外，由於利用切塊機切斷布線板60的長尺引線64及短尺引線65，故可提升切斷精度。藉由以切塊機切斷，研磨端面，可確保長尺引線64及短尺引線65所構成之長尺電極26及短尺電極27的端面26a、27a極佳的表面粗度。另外，布線板60的長尺引線64及短尺引線65也可以衝印模衝壓加工而切斷，或也可使用雷射進行切斷加工。根據衝印模之衝壓加工及雷射之切斷加工，可確保充分的精度，容易切斷布線板60，並提升作業效率。

本發明並不侷限於上述實施形態之構成，例如，如圖6所示，成型體20A也可為在前端面211與底面231間具有移行部212之構造。亦即，前端面211也可為以下形狀：從底面231經由筆直立起之面而形成。即使是具有該種前端面211之成型體20A，短尺電極27於製造時，可確實破至於成型體20A的前端面211，而不會將短尺引線埋沒於樹脂內而屈曲。

10．．．光電連接零件

11．．．光纖

11a．．．光纖前端部

11b．．．光纖端面

20．．．成型體

20A．．．成型體

21．．．成型體前端面

22．．．光纖穿通孔

23．．．成型體底面

24．．．成型體上面

25．．．電性布線部

26．．．長尺電極

26a、27a．．．電極下端部端面

27．．．短尺電極

28．．．接著劑注入口

30．．．光電變換單元

31．．．光電變換元件

32．．．活性層

33．．．電極端子

40．．．基板

50．．．模具

51．．．上模具

52．．．下模具

52a、56b．．．成形面

53．．．空腔

54．．．核栓

55．．．第一滑芯

56．．．第二滑芯

56a、52b、66．．．定位孔

56c．．．定位銷

57．．．高度調整用凸部

60．．．布線板

61．．．插入部

62．．．引線部

63．．．長孔

63a、63b．．．長邊

64．．．長尺引線

65．．．短尺引線

211．．．成型體前端面

212．．．移行部

231．．．成型體底面

A．．．夾持範圍

B．．．矩形的形成區域

圖1係本發明之光電連接零件之實施形態的剖面圖。

圖2係構成圖1之光電連接零件之成型體的立體圖。

圖3A－3C係說明成型體之成形步驟的概念圖；圖3A係空腔形成前的剖面圖，圖3B係形成有空腔之狀態的剖面圖，圖3C係拔出模具之狀態的剖面圖。

圖4係本發明之光電連接零件之製造方法所使用布線板一例的平面圖

圖5係本發明之光電連接零件之製造方法中，已從模具脫模之成型體一例的剖面圖。

圖6係本發明之光電連接零件之成型體變形例的剖面圖。

10．．．光電連接零件

11．．．光纖

11a．．．光纖前端部

11b．．．光纖端面

20．．．成型體

21．．．成型體前端面

22．．．光纖穿通孔

23．．．成型體底面

24．．．成型體上面

25．．．電性布線部

27a．．．電極下端部端面

27．．．短尺電極

30．．．光電變換單元

31．．．光電變換元件

32．．．活性層

33．．．電極端子

40．．．基板

Claims (7)

1. 一種光電連接零件，其特徵係由以下構件所構成：(1)光電變換單元，其係具有光電變換元件；及(2)成型體，其係具有以下構件：光纖穿通孔，其用以穿通光纖而使前述光纖前端相對向於前述光電變換元件的活性層；及前端面，其具有與前述光電變換元件電性連接之電極且裝設有前述光電變換單元，前述前端面係相對於前述光纖穿通孔的軸線方向而傾斜，前述電極係一端終止於前述前端面內，他端將其端面露出於前述成型體之與前述前端面構成銳角之側面。
2. 如請求項1之光電連接零件，其中前述他端面係施以鍍敷處理。
3. 如請求項1或2之光電連接零件，其中前述電極比前述側面突出。
4. 一種光電連接零件之製造方法，其特徵係光電連接零件由以下構件所構成：光電變換單元，其係具有光電變換元件；及成型體，其係具有光纖穿通孔及相對於前述光纖穿通孔的軸線方向而傾斜，包含電極且裝設有前述光電變換單元之前端面，該方法係由以下步驟所構成：(1)將引線的支持端配置於與前述成型體的前述前端面構成銳角之側面側，並在此一狀態下，利用模具夾住其上支持有構成前述電極之前述引線的布線板，以使前述成型體插入成形之步驟；(2)在前述支持端將前述布線板從已經從前述模具脫模 之前述成型體切斷之步驟；及(3)將前述光電變換單元裝設於前述成型體的前述前端面，以使前述光電變換元件的活性層與前述光纖穿通孔相對，且前述光電變換元件的電極端子與前述電極電性接觸之步驟。
5. 如請求項4之光電連接零件之製造方法，其中以切塊機(dicer)切斷前述支持端。
6. 如請求項4之光電連接零件之製造方法，其中以衝印模(stamping die)將前述支持端衝壓加工。
7. 如請求項4之光電連接零件之製造方法，其中以雷射將前述支持端切斷加工。