JP4335778B2

JP4335778B2 - 光ファイバ接続構造

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Publication number: JP4335778B2
Application number: JP2004309491A
Authority: JP
Inventors: 芳毅古川; 孝浩伊藤
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2004-10-25
Filing date: 2004-10-25
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2024-10-25
Also published as: JP2006119515A

Description

本発明は、光ファイバ接続構造に関するものであり、詳しくは機器内の信号伝達媒体を光とし、機器内に張り巡らせた光ファイバを介して光信号伝達を行なう光ファイバ通信システムにおいて、発光素子及び受光素子と光ファイバとを光学的に接続するための光ファイバ接続構造に関する。

光ファイバ通信システムにおいて、情報量が多くなるほど高速な伝達が必要となり、これを実現するためには電気信号を光信号に変換する発光素子及び光信号を電気信号に変換する受光素子には機能上高速応答性能が要求され、結果的には発光素子及び受光素子の応答性能がシステムの高速化に制約を与えることになる。

そこで、信号変換素子として光半導体素子の高速応答性能に着目し、高速応答性能を有する光半導体発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ）、高速応答特性を有する光半導体受光素子としてフォトダイオードが一般的に使用されている。

そして、発光素子から発せられた光信号を光ファイバ内に導入するためには発光素子と光ファイバとを光学的に接続する光コネクタが用いられ、同様に、光ファイバ内を導光された光信号を受光素子に取り込むためには光ファイバと受光素子とを光学的に接続する光コネクタが用いられる。

従来のこの種の光コネクタには図１２に示すような構成のものがある。それは、合成樹脂からなるハウジング８０、同じく合成樹脂からなる解除部材８５、弾性を有する金属からなるクランプ部材９０、光ファイバ９５及び光素子１００を具備している。

その構成は、ハウジング８０に形成された光素子収容部（図示せず）に光素子１００を受容し、同じくハウジング８０の凹部８１に面して形成された細嵌合溝８２内に、基部９１の略中央部に光ファイバ挿通開口９２を有し、該光ファイバ挿通開口９２の中心に向かって複数の片持ち梁状の係止爪９３が突出した平板状のクランプ部材９０を圧入保持する。

更に、光ファイバ挿通孔８６が形成された解除部材８５を、該解除部材８５から延出された一対のラッチアーム８７の先端に形成された突起８８をハウジング８０に設けられた係止穴８３に係止することによってハウジング８０からの脱落防止を図る。

そして、光ファイバ９５を解除部材８５の光ファイバ挿通孔８６から光コネクタ２００内に挿入することによって係止爪９３が光ファイバ９５の外被９６を錠止し、光ファイバ９５と光素子１００とを光学的に接続するものである（例えば、特許文献１参照。）。
実開平５−７１８０７号公報（第２頁、図１）

しかしながら、上記従来の構成の光コネクタにおいては、光コネクタを構成する部品点数が多く、金型費を含めた材料費の高騰及び製造工数の増大に伴なう組み立て費の増加によって製造コストが上昇する。

また、光コネクタを構成するハウジング及び解除部材が合成樹脂によって形成されているために、光ファイバ及び光素子の占めるスペースに対して光学的な接続機能に係わらない部分の占めるスペースの割合が大きく、小型化が困難な構成となっている。

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、光ファイバと光半導体素子との光学的な接続にあたって、接続部における光学的な接続機能に係わらない部分のスペースを削減すると共に、製造コストを低減した光ファイバ接続構造を提供するものである。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、光半導体チップが透光性封止樹脂によって封止された光半導体素子と、光ファイバが保護ジャケットによって被覆された光ファイバケーブルとを、１枚の弾性を有する金属板から形成された接続金具に固定して前記光半導体素子と前記光ファイバとを光学的に接続する光ファイバ接続構造であって、前記接続金具には少なくとも嵌合リブとバーリング穴が、前記光半導体素子には透光性封止樹脂の光入出射面から前記光半導体チップまで達しない深さを有する嵌合溝が夫々設けられており、前記光半導体素子は嵌合溝を前記接続金具の嵌合リブに嵌合し、前記光ファイバケーブルは前記接続金具のバーリング穴に挿通して、前記光半導体素子の光入出射面と前記光ファイバの端面とを前記光半導体チップの略光軸上で対向させたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記バーリング穴には、前記光ファイバケーブルの挿通方向に向かう、先端部に鋸歯形状の爪部が形成されたバーリング部が形成され、前記バーリング部の爪部によって前記バーリング穴に挿通された前記光ファイバケーブルを引き抜き不可能に嵌合したことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は２の何れか１項において、前記光半導体素子は、前記光半導体チップの略光軸方向の、対向する少なくとも一方からの前記接続金具の弾性押圧による圧縮荷重によって挟持されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜３の何れか１項において、前記光半導体チップは、発光ダイオード、半導体レーザ、フォトダイオード、ＰＩＮフォトダイオード、フォトトランジスタのチップからなる群の中の1つのチップを使用することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項５に記載された発明は、請求項１〜４の何れか１項において、前記光半導体素子を該光半導体素子から外部に導出された導体部と前記接続金具の一部とを実装基板に固定することにより前記実装基板に実装するようにしたことを特徴とするものである。

本発明は、光ファイバと光半導体素子との光学的な接続にあたって、光ファイバと光半導体素子とを接続金具のみで接続し、且つ、接続金具に形成した嵌合リブと光半導体素子に形成した嵌合溝とを嵌合し、且つ接続金具に形成したバーリング穴に光ファイバケーブルを挿通して嵌合し、光半導体素子の光入出射面と光ファイバの端面とを光半導体チップの略光軸上で対向させるようにしたので、カップリング効率が高く、小型で製造コストを低減した接続部が実現できるという利点がある。

光ファイバと光半導体素子との光学的な接続にあたって、カップリング効率が高く、小型で製造コストを低減した光ファイバ接続構造を実現する目的を、接続金具に形成した嵌合リブと光半導体素子に形成した嵌合溝とを嵌合し、且つ接続金具に形成したバーリング穴に光ファイバケーブルを挿通して嵌合し、光半導体素子の光入出射面と光ファイバの端面とを光半導体チップの略光軸上で対向させるようにしたことによって実現した。

以下、この発明の好適な実施例を図１から図１１を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施例に限られるものではない。

図１は本発明に係わる光ファイバ接続構造の実施例１を示す分解斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。本実施例は光半導体素子、光ファイバケーブル及びそれらを固定して光学的に接続する接続金具から構成されている。以下に夫々の構成部品について詳細に説明する。

第一の構成部品である光半導体素子１は、エポキシ樹脂等の絶縁部材からなる絶縁基板２の表面に配線パターン３が形成されたプリント基板４に、光半導体チップ５（例えば、発光源となる発光ダイオードチップ、半導体レーザチップ等或いは受光源となるフォトダイオードチップ、ＰＩＮフォトダイオードチップ、フォトトランジスタチップ等）が実装され、導電性接着剤６又はボンディングワイヤ７を介して前記配線パターン３と電気的導通が図られている。

そして、少なくとも通信に使用される光の波長領域において透光性を有するエポキシ樹脂等からなる封止樹脂８によって光半導体チップ５及びボンディングワイヤ７が封止され、保護されている。

封止樹脂８には、光半導体チップ５の光軸に平行な直線を光軸を回転軸として回転させた円柱形状の凹部９が形成され、凹部９の底部には光半導体チップ５の放射方向に向かって凸形状のレンズ１０が形成されている。この凹部９は後で述べるように光ファイバケーブルの光ファイバを嵌合するために設けられたものであるため、その内径は光ファイバに対して、がたつきなく安定した嵌合状態が確保できるような寸法に設計されている。

更に、封止樹脂８には前記凹部９の深さよりも浅い嵌合溝１１が光半導体素子１実装時に実装面と水平になるように封止樹脂８の対向する一対の辺の中央部に該一対の辺に平行に形成されている。この嵌合溝１１も後で述べるように接続金具のＬアングルの嵌合リブと嵌合するために設けられたものであるため、その幅はＬアングルの嵌合リブに対して、がたつきなく安定した嵌合状態が確保できるような寸法に設計されている。

第二の構成部品である光ファイバケーブル２０は、光の導光に係わる光ファイバ２１と保護ジャケット２２からなり、光ファイバ２１は保護ジャケット２２によって被覆されている。

第三の構成部品である接続金具は３０、弾性を有する１枚の金属板から切断、曲げ、バーリング等の加工によって作製されたものであり、前側板部３１、後側板部３２、一対のＬアングル３３及び一対の横側板部３４の夫々が底板部３５から上方に向かって曲げ起こされている。

前側板部３１は底板部３５の前側縁部を折り曲げ線３６から曲げ起こされて内側に向かって開いた断面略コ字形状をなしており、コ字の２辺で挟まれた辺に対応する面にはバーリング穴３７が設けられ、該バーリング穴３７の周縁部から内側に向かって筒形状に曲げ起こされたバーリング部３８の先端部に鋸歯形状の爪部４６が形成されている。

バーリング穴３７は後で述べるように光ファイバケーブル２０を引き抜き不可能に固定するために設けられたものであるため、その内径は光ファイバケーブル２０の保護ジャケット２２に対して、がたつきがない程度の寸法に設計されている。

後側板部３２は、底板部３５を挟んで前側板部３１と互いに対向する位置にあり、底板部３５の後側縁部を折り曲げ線３９から曲げ起こされてから複数回（本実施例では２回）折り曲げられながら上方に延びている。

一対の横側板部３４は、前側板部３１と後側板部３２との間にあり、底板部３５を挟んで互いに対向する位置で横側縁部を折り曲げ線４０から曲げ起こされて上方に延びている。

一対のＬアングル３３は夫々前後方向及び横方向ともに前側板部３１と横側板部３４との間にあり、横方向の折り曲げ線４１から曲げ起こされて上方に延びている。上方に延びた一対のＬアングル３３の脚部４５は夫々嵌合リブ４２が折り曲げ線４３から折り曲げられて後方に延びている。

バーリング穴３７とＬアングル３３の嵌合リブ４２との上下方向の位置関係は、光ファイバケーブル２０の光ファイバ２１が光半導体素子１の略光軸上に位置するように、バーリング穴３７の中心と嵌合リブ４２の板の厚み方向の中間位置とを略一致させる設計になっている。

次に、接続金具を介して光半導体素子と光ファイバケーブルとを固定して光学的に接続する構造について図３に示す断面図を加えて説明する。

まず、弾性を有する金属板からなる接続金具３０の後側板部３２に押圧荷重を加えて後方に傾けて保持し、横側板部３４を横方向のガイドにしながら上方から光半導体素子１を接続金具３０の底板部３５に搭載する。この時点で接続金具３０に対して光半導体素子１の横方向の位置決めが完了する。

その後、後側板部３２に加えられていた押圧荷重を除々に取り除くと、光半導体素子１は該光半導体素子１の嵌合溝１１がＬアングル３３の嵌合リブ４２をガイドにしながら後側板部３２の戻り弾性力によって光半導体素子１の背面１２が後側板部３２の荷重線部４４を介して除々に前方に押し進められ、光半導体素子１の前面１３がＬアングル３３の脚部４５に当接して止まる。

これで、接続金具３０に対して光半導体素子１は接続金具３０の一対の横側板部３４によって横方向の位置決めが行なわれ、光半導体素子１の嵌合溝１１とＬアングル３３の嵌合リブ４２とが嵌合されることによって上下方向の位置決め及びがたつきが防止され、Ｌアングル３３の脚部４５と後側板部３２の荷重線部４４とによる圧縮荷重によって前後方向の位置決め及び固定が行なわれたことになる。

次に、上記のように光半導体素子１が接続金具３０に対して上下、左右及び前後方向が所定の位置に位置決めされ、且つ固定された状態で光ファイバケーブルが取り付けられる。

光ファイバケーブル２０は予め保護ジャケット２２を剥がし、光ファイバ２１を所定の長さに露出させておく。そして光ファイバケーブル２０を接続金具３０の前側板部３１に設けられたバーリング穴３７をバーリング部３８を押し開くように挿通させて光ファイバ２１を光半導体素子１に設けられた円柱形状の凹部９に嵌合し、先端が所定の位置に達したところで停止する。

このとき、バーリング穴３７には光ファイバケーブル２０の保護ジャケット２２が位置しており、光ファイバケーブル２０の挿入方向と同一方向に曲げ起こされたバーリング部３８の鋸歯形状の爪部４６が保護ジャケット２２に食い込んだ状態で引き抜き不可能に固定される。

図４は上記光ファイバ接続構造の接続部をプリント基板に実装した状態を示したものである。実装手順は、上記方法で接続金具３０に光半導体素子を搭載・固定し、それを絶縁基板５０の表面に、分離された配線パターン５１が形成された実装用プリント基板５２上に接続金具３０の底板部３５を上面にして載置する。すると、光半導体素子１と断面略コ字形状の前側板部３１の先端部とが実装用プリント基板５２に接触する。

そのとき、実装用プリント基板５２の分離された配線パターン５１の夫々の上に光半導体素子１の配線パターン３及び前側板部３１の先端部が位置するように調整する。そして、実装用プリント基板５２の夫々の配線パターン５１と光半導体素子１の配線パターン３及び前側板部３１の先端部を半田５３接続して固定する。この場合、半田５３接続によって信号に関する電気的導通を図るのは光半導体素子１の配線パターン３であって、接続金具３０の前側板部３１の半田５３接続は接続金具３０の実装用プリント基板５２に対して強固な固定を確保することと、前側板部３１に半田５３接続する実装用プリント基板５２の配線パターン５１を安定した電位（例えばグランド電位）に保つことによって、電磁シールド効果を狙ったものである。

なお、図では光半導体素子１の配線パターン３と実装用プリント基板５２の配線パターン５１との半田５３接続が１か所となっているが、これは観視方向からくるものであり、実際は記載された半田接続箇所に重なった図面の厚み方向に更に１か所の半田接続部が設けられている。

次に、予め保護ジャケット２２を剥がして所定の長さに光ファイバケーブル２０を露出させた光ファイバケーブル２０を、接続金具３０の前側板部３１に設けられたバーリング穴をバーリング部を押し開くように挿通させて光ファイバ２１を光半導体素子１に設けられた円柱形状の凹部９に嵌合し、先端が所定の位置に達したところで停止する。

このとき、バーリング穴には光ファイバケーブル２０の保護ジャケット２２が位置しており、光ファイバケーブル２０の挿入方向と同一方向に曲げ起こされたバーリング部の先端部に設けられた鋸歯形状の爪部が保護ジャケット２２に食い込んだ状態で引き抜き不可能に固定される。そのため、実用時に加わる振動や衝撃、不可抗力による光ファイバケーブルの引っ張り等に対しても光ファイバケーブル２０が抜けることはなく、本来の機能を確実に果すことができる。

なお、光半導体素子と光ファイバケーブルの光学的接続部を実装用プリント基板に実装するにあたって、該光学的接合部が実装用プリント基板の安定した電位（例えばグランド電位）に保たれた配線パターンに電気的に導通された金属製の接続金具によって覆われることになる。その結果、接続金具が電磁シールドの役割を果し、確実な動作を確保する働きをなすものである。

図５は本発明に係わる光ファイバ接続構造の実施例２を示す分解斜視図、図６は図５のＢ−Ｂ断面図である。本実施例は上記実施例１と同様に光半導体素子１、光ファイバケーブル２０及びそれらを固定して光学的に接続する接続金具３０から構成されている。以下に夫々の構成部品について実施例１との違いを重点にして説明する。

光半導体素子１は外部に導出された一対のリードフレーム１４ａ、１４ｂを使用し、一方のリードフレーム１４ａに光半導体チップ５（例えば、発光源となる発光ダイオードチップ、半導体レーザチップ等或いは受光源となるフォトダイオードチップ、ＰＩＮフォトダイオードチップ、フォトトランジスタチップ等）が導電性接着剤６を介して実装されて光半導体チップ５の下側電極とリードフレーム１４ａとが電気的導通が図られ、光半導体チップ５の上側電極と他方のリードフレーム１４ｂとがボンディングワイヤ７を介してリードフレーム１４ｂと電気的導通が図られている。

このように、リードフレーム１４ａ，１４ｂの延長方向と光半導体チップ５の光軸が略直角をなす光半導体素子１はサイドビュータイプと呼ばれ、実施例１で使用されている表面実装タイプと呼ばれるものとは構造が異なっている。

但し、封止樹脂８には実施例１と同様な要領で筒形状の凹部９及び嵌合溝１１が設けられている。

接続金具３０は断面略コ字形状の前側板部３１が上方に延長して設けられていること以外は実施例１と同様である。

図７は、接続金具３０を介して光半導体素子１と光ファイバケーブル２０とを固定して光学的に接続する構造を示す断面図である。接続金具３０に対して光半導体素子１及び光ファイバケーブル２０を実装、固定する方法及び構造は実施例１と同様であるので説明は省略する。

図８は上記光ファイバ接続構造の接続部をプリント基板に実装した状態を示したものである。光半導体素子１を搭載・固定した接続金具３０の底板部３５を上面にして配線パターン５１が分離した実装用両面プリント基板６０上に載置する。

そのとき、光半導体素子１の一対のリードフレーム１４ａ、１４ｂは夫々実装用両面プリント基６０の分離された配線パターン５１内に設けられたスルーホールに挿通され、接続金具３０の断面略コ字形状の前側板部３１の先端部が実装用両面プリント基板６０の他方の配線パターン５１に接触する。

そして、実装用両面プリント基板６０の夫々分離した配線パターン５１とリードフレーム１４ａ，１４ｂ及び前側板部３１の先端部とを半田５３接続して固定する。この場合、半田５３接続によって信号に関する導通を図るのは一対のリードフレーム１４ａ、１４ｂであって、接続金具３０の前側板部３１の半田５３接続は接続金具３０の実装用両面プリント基板６０に対して強固な固定を確保することと、前側板部３１に半田５３接続する実装用両面プリント基板６０の配線パターン５１を安定した電位（例えばグランド電位）に保つことによって、電磁シールド効果を狙ったものである。

なお、図では光半導体素子１の一対のリードフレームと実装用両面プリント基板６０の配線パターン５１との半田５３接続が１か所となっているが、これは観視方向からくるものであり、実際は記載された半田接続箇所に重なった図面の厚み方向に更に１か所の半田接続部が設けられている。

図９は本発明に係わる光ファイバ接続構造の実施例３を示す分解斜視図である。本実施例は上記実施例１及び２と同様に光半導体素子１、光ファイバケーブル２０及びそれらを固定して光学的に接続する接続金具３０から構成されている。以下に夫々の構成部品について実施例１及び２と対比しながら説明する。

光半導体素子１は実施例１で使用した表面実装タイプの光半導体素子であり、封止樹脂８に２つの部分に分割した嵌合溝１１を形成すると共に、光半導体チップの光軸上の封止樹脂８前面１３に凸形状のレンズ１５を設けたものである。

接続金具３０は光ファイバケーブル２０の挿入方向に対して、前側板部３１を折り返してバーリング穴３７を二重に設けたこと以外は実施例１の接続金具と同様である。

接続金具３０を介して光半導体素子１と光ファイバケーブル２０とを固定して光学的に接続する構造の断面図を図１０に示す。光ファイバケーブル２０を引き抜き不可能に固定するために設けられた接続金具３０のバーリング穴７のバーリング部３８を２重にもうけることによって、光半導体素子１の封止樹脂８に設けられたレンズ１５の中心と光ファイバ２１の中心とが光半導体チップ５の略光軸上に位置するように、光軸合わせの確度を高めることができる。

以上、本発明に係わる実施例１〜３について説明してきたが、夫々の実施例で使用され光半導体素子と接続金具を組み合わせることによって、実施例以外の光ファイバ接続構造が実現できる。

例えば、実施例１で使用した光半導体素子と実施例３で使用した接続金具を組み合わせることによって、図１１の断面図で示すような光ファイバ接続構造が可能となる。この場合、バーリング穴３７のバーリング部３８を２重にすることによって光ファイバケーブル２０の固定が確実なものとなり、光半導体素子１の封止樹脂８に設けられた凹部９に光ファイバ２１を嵌合することによって光ファイバ２１に対する光軸合わせの精度が高められる。よって、実用時に加わる振動や衝撃、不可抗力による光ファイバケーブルの引っ張り等に対してより強固で、よりカップリング効率の高い光ファイバ接続構造が実現できるものである。

また、光ファイバは素材によりガラスファイバとプラスチックファイバとに大別され、本発明の構成部品としてはどちらでも使用可能であるが、軽量、安価な点からプラスチックファイバが望ましい。

光ファイバケーブルの位置合わせ及び固定のために接続金具に設けられるバーリング穴は、上記実施例では２ヶ所まで設けることを提起したが、光ファイバケーブルの挿入方向に対して３ヵ所以上設けることも可能である。その場合、固定を更に強固なものとすると共に、位置合わせの精度を一層向上させることができる。

光ファイバの固定をより強固にするためには、バーリング穴のバーリング部と光ファイバケーブルの保護ジャケットとを接着剤で補強することでも可能である。そのとき、バーリング部と保護ジャケットとは構造上接着前から固定されているため、接着時の硬化過程において固定するための特別な固定治具等が不要であり、接着工程における余分なコストを費やす必要がない。

光半導体素子の封止樹脂に形成する嵌合溝は、封止樹脂を充填して硬化させる金型を介して形成されるのが一般的であるが、表面実装タイプの場合は製造上、１枚のプリント基板上に多数の素子部を形成し、最後に裁断して複数の素子に分割するものであるが、裁断時に裁断歯の高さを調節していわゆる「半切り」の手法を用いて形成することも可能である。

本発明で使用される光半導体素子には発光素子と受光素子とがあり、発光素子としては発光ダイオード、半導体レーザ等であり、受光素子としてはフォトダイオード、ＰＩＮフォトダイオード、フォトトランジスタ等である。

以上述べたように、本発明の光ファイバ接続構造は、光ファイバと光半導体素子とを光学的に接続するために設ける部品は接続金具のみであるために部品点数が少ない。その結果、金型費を含めた材料費の低減及び製造工数の削減による組み立て費の低減によって製品の製造コストを低減することができる。

また、接続金具は弾性を有する金属板を加工することによって作製される。よって、光ファイバ及び光半導体素子の占めるスペースに対して光学的な接続機能に係わらない部分の占めるスペースの割合が極めて小さくなり、小型化が実現できる構成となっている。

また、接続金具に光半導体素子を固定するにあたって、横方向の位置あわせを接続金具に形成された一対の横側板部をガイドにして挟持し、前後方向の位置合わせを接続金具に形成された一対のＬアングルの脚部と後側板部との圧縮荷重によって挟持すると共に固定の役割を持たせ、上下方向の位置合わせを光半導体素子に形成された嵌合溝に接続金具に形成された一対のＬアングルの嵌合リブを嵌合するような構造にした。その結果、光半導体素子を接続金具に対して高い位置精度で再現性よく、強固に実装することができるようになった。

また、接続金具に光ファイバケーブルを固定するにあたって、接続金具に形成されたバーリング穴に光ファイバケーブルを挿通させて先端部に鋸歯形状の爪部が形成されたバーリング部でガイドすると共に、引き抜き不可能に固定するようにした。その結果、光ファイバケーブルを接続金具に対して高い位置精度で再現性よく、強固に実装することができるようになった。

上記のように、接続金具に対して光半導体素子と光ファイバとを夫々高精度の位置合わせで再現性良く固定するここができるため、接続金具を介して光学的に接続される光半導体素子と光ファイバとの位置合わせ（光軸合わせ）も高精度で再現性良く行なうことができる。その結果、光半導体素子と光ファイバとの光学的な接続損失を少なくしてカップリング効率を高めることができる。

また、光半導体素子と光ファイバとを固定した接続金具の一端を半田固定したプリント基板の配線パターンを、安定した電位（例えばグランド電位）に保つことによって、電磁シールド効果をもたせることができた。それによって、周囲の電磁ノイズの影響を低減して光半導体素子と光ファイバとの間の光信号伝達の確実性を向上させることができるようになった。

このように、本発明は、光半導体素子と光ファイバとの接続が機構的に簡単に、高精度で再現性良く行なわれ、光学的には接続損失が少なくてカップリング効率が高いと共に信号伝達の確実性が高く、経済的には部品点数が少なくて製造コストが低減でき、大きさにおいては光学的な接続に寄与しないスペースの占める割合が極めて小さいために小型化が可能である、などの優れた効果を奏するものである。

本発明に係わる光ファイバ接続構造の実施例１を示す分解斜視図である。図１のＡ−Ａ断面図である。本発明に係わる光ファイバ接続構造の実施例１を示す断面図である。本発明に係わる光ファイバ接続構造の実施例１をプリント基板に実装した実装図である。本発明に係わる光ファイバ接続構造の実施例２を示す分解斜視図である。図５のＢ−Ｂ断面図である。本発明に係わる光ファイバ接続構造の実施例２を示す断面図である。本発明に係わる光ファイバ接続構造の実施例２をプリント基板に実装した実装図である。本発明に係わる光ファイバ接続構造の実施例３を示す分解斜視図である。本発明に係わる光ファイバ接続構造の実施例３を示す断面図である。本発明に係わる光ファイバ接続構造の他の実施例を示す断面図である。従来の光ファイバ接続構造を示す分解斜視図である。

符号の説明

１光半導体素子
２絶縁基板
３配線パターン
４プリント基板
５光半導体チップ
６導電性接着剤
７ボンディングワイヤ
８封止樹脂
９凹部
１０レンズ
１１嵌合溝
１２背面
１３前面
１４ａ、１４ｂリードフレーム
１５レンズ
２０光ファイバケーブル
２１光ファイバ
２２保護ジャケット
３０接続金具
３１前側板部
３２後側板部
３３Ｌアングル
３４横側板部
３５底板部
３６折り曲げ線
３７バーリング穴
３８バーリング部
３９折り曲げ線
４０折り曲げ線
４１折り曲げ線
４２嵌合リブ
４３折り曲げ線
４４荷重線部
４５脚部
４６爪部
５０絶縁基板
５１配線パターン
５２実装用プリント基板
５３半田
６０実装用両面プリント基板
ｄ１〜ｄ３拡散剤

Claims

光半導体チップが透光性封止樹脂によって封止された光半導体素子と、光ファイバが保護ジャケットによって被覆された光ファイバケーブルとを、１枚の弾性を有する金属板から形成された接続金具に固定して前記光半導体素子と前記光ファイバとを光学的に接続する光ファイバ接続構造であって、前記接続金具には少なくとも嵌合リブとバーリング穴が、前記光半導体素子には透光性封止樹脂の光入出射面から前記光半導体チップまで達しない深さを有する嵌合溝が夫々設けられており、前記光半導体素子は嵌合溝を前記接続金具の嵌合リブに嵌合し、前記光ファイバケーブルは前記接続金具のバーリング穴に挿通して、前記光半導体素子の光入出射面と前記光ファイバの端面とを前記光半導体チップの略光軸上で対向させたことを特徴とする光ファイバ接続構造。
前記バーリング穴には、前記光ファイバケーブルの挿通方向に向かう、先端部に鋸歯形状の爪部が形成されたバーリング部が形成され、前記バーリング部の爪部によって前記バーリング穴に挿通された前記光ファイバケーブルを引き抜き不可能に嵌合したことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ接続構造。
前記光半導体素子は、前記光半導体チップの略光軸方向の、対向する少なくとも一方からの前記接続金具の弾性押圧による圧縮荷重によって挟持されていることを特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載の光ファイバ接続構造。
前記光半導体チップは、発光ダイオード、半導体レーザ、フォトダイオード、ＰＩＮフォトダイオード、フォトトランジスタのチップからなる群の中の1つのチップを使用することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の光ファイバ接続構造。
前記光半導体素子を該光半導体素子から外部に導出された導体部と前記接続金具の一部とを実装基板に固定することにより前記実装基板に実装するようにしたことを特徴とするとする請求項１〜４の何れか１項に記載の光ファイバ接続構造。