JP6590161B2 - アクティブ光ケーブルの製造方法 - Google Patents
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Description
(1) その中で、光源チップ(LD)、受光素子(PD)及び制御ICは、COB式が採用されてプリント基板上に貼り付けられ、ワイヤボンディング方式でLD/PDと制御IC、また制御ICとプリント基板(PCB)が接続され、それからミラーユニット(connector body)が光源チップを被覆するとともにプリント基板上に貼り付けられている。ミラーユニット中のレンズアレイとLD/PDとの間の焦点距離を保ち、またワイヤボンディングに触れないようにするため、ミラーユニットの下方は十分な高さのスペースがなくてはならず、その高さは通常300マイクロメートル(μm)以上である。このようなスペースは樹脂が流れ込みやすく、光電チップやワイヤボンディングの破損を招いてしまう。
(2) ミラーユニットのミラー(mirror)は、光信号を非同一平面上に偏向させ、且つ外部光路の信号を効果的に導くように設計されており、ミラーユニット本体の材質と外部空気との間の屈折率の差分が効果的に全反射現象を形成している。そのため、封止作業を行う際は、ミラー空間に樹脂材が絶対に入らないようにしなければならない。樹脂材が入ってしまった場合、その効果的な全反射現象の作用が失われてしまう。テープ又は保護カバーを用いる方法で保護できるものの、通常は成型時の圧力が大き過ぎるため、ミラー部に樹脂材が入りやすい(内部と外部の圧力差が大きいため)。
(3) 一般的な射出成型の圧力は350〜1300barに設定され、また射出温度は200℃以上に達する。このような圧力のプレスのもとではミラーユニットに破損が生じやすく、その耐熱温度も通常は200℃以下である。従って、一般的な射出成型ではすぐに200℃以上となり、高温によるミラーユニットの変形が生じやすい。
(1) 本構造設計には1つの回路基板200が含まれており、それはミラーユニット302とLD/PDとの間(焦点距離)に位置し、それには:a).空間への樹脂材の流入が減少する;b).レンズアレイ(lens array)302が樹脂材の影響を受けないよう保護する;という効果が含まれる。
(2) 光電チップ並びにワイヤボンディング部がすべて封止材(encapsulant)で封止・保護されているため、射出成型の射出圧力による破損が生じない。
(3) 本発明は低圧(1〜60bar)低温(<200℃)射出成型を採用しており、一般的な射出成型の高温・高圧によってミラーユニットの破損が生じやすいという欠点を回避することができる。
(4) 低圧に設定された条件下で、保護メカニズム(テープ又は保護カバー)によって、樹脂材がミラー309部に入り込むのを効果的に回避することができる(内部と外部の圧力差が小さいため)。
(1) 光電気回路基板上には、金属線以外にも、チップの片側に設けられた広い金属エリアが含まれ、各チップから生じる熱をチップのあるエリアの外へと素早く導くことができ;金属エリアは様々な円形状に設計されることで、より効果の高い放熱メカニズムにすることができる。
(2) 光電気回路基板の上方には幾つかの貫通孔(via hole)が設けられる。貫通孔が光源チップ又は光検出チップの下方に位置する場合は、これらの貫通孔が光信号経路となり、主に光信号が回路基板を突き抜けられるようにさせる。光信号経路の貫通孔を設けるか否かは、光信号の波長並びに回路基板の材質の選択によって決められる。他の貫通孔は検出効果を提供する。
200 回路基板
201 光源チップ
202 受光素子
203 制御IC(control IC)
204 ドライバIC(driver IC)
205a、205b 貫通孔
206 放熱(金属)エリア
207 導電線
210 光電気回路基板
300 光学ベンチ
301 ベンチエリア
302、308 レンズアレイ
303 溝部
304 設置エリア
305 マーク
309 ミラー
310 光電素子
320 ガイドピン(guide pin)
400 プリント基板
401 ボンディングワイヤ
402 ボンディングパッド
403 U字形状エリア
405 貫通孔
406 口字形状開口部
407 回路線
410 光電気モジュール(OE module)
420 封止材
500 光コネクタ(optical connector)
510 ガイド孔(guide hole)
600 複合式ケーブル
620 電線
630 光ファイバ素子
700 樹脂材
800 ハウジング
Claims (5)
- (a)チップが1つの回路基板上にフリップチップ実装されて、1つの光電気回路基板が形成されるステップ;
(b)前記光電気回路基板が1つの光学ベンチの上部の面に取り付けられて、1つの光電素子が形成されるステップであって、前記光学ベンチは射出成型によって製造されるステップ;
(c)プリント基板の長手方向端部の開口部内に前記光電素子の前記光電気回路基板を挿入して配置し、前記光電素子の前記光学ベンチの前記上部の面より低い面上に前記プリント基板の前記長手方向端部の開口部の縁の下面を取り付け、前記光電気回路基板の金属線は前記プリント基板の回路に電気的に接合され、1つの光電気モジュールが形成されるステップ;
(d)前記光電素子が1つの封止材を用いて封止され、前記封止材が前記光電気回路基板の上面全体を覆うステップ;
(e)複合式ケーブル又は光ファイバケーブルが前記光電気モジュール上に接合されて、1つの光電変換モジュールが形成されるステップ;及び、
(f)低温低圧射出成型を用いて、前記アクティブ光ケーブルが形成されるステップ;
を含み、前記低圧は1〜60barであり、前記低温は200℃より低い、
ことを特徴とするアクティブ光ケーブルの製造方法。 - 前記光電気モジュールには、
前記回路基板上に形成される導電線が備えられた、前記回路基板;
前記回路基板上にフリップチップ実装されて、前記回路基板上の前記導電線に電気的に接続される、少なくとも1つの光学素子;及び
前記光学ベンチには少なくとも1つのレンズアレイ及び1つのミラーが含まれ、前記少なくとも1つのレンズアレイのうち1つは、前記少なくとも1つの光学素子にアライメントされる、
ことを特徴とする請求項1に記載のアクティブ光ケーブルの製造方法。 - 前記(b)のステップにおいて、前記光学ベンチ上のアライメントマークへのアライメントには前記回路基板上の貫通孔が用いられ、前記(c)のステップにおいて、前記光学ベンチ上のアライメントマークへのアライメントには前記プリント基板上の貫通孔が用いられる、
ことを特徴とする請求項1に記載のアクティブ光ケーブルの製造方法。 - 前記光電素子は前記プリント基板にワイヤボンディングによって電気的に接続され、前記ワイヤボンディングは前記封止材によって覆われる、
ことを特徴とする請求項1に記載のアクティブ光ケーブル製造方法。 - 前記(c)のステップにおいて、前記光電気回路の前記金属線は前記プリント回路基板の前記回路線とメタルダイレクトボンディングすることにより前記光電気モジュールを形成する、
ことを特徴とする請求項1に記載のアクティブ光ケーブルの製造方法。
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