(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバーの埋設された柱状の光コネクタと光半導体素子とを光学的に接続するための樹脂成形リセプタクルにおいて、
金属またはセラミックス製の材料から構成され、前記光コネクタが嵌まるような内壁を有する筒状のスリーブと、
前記スリーブの外壁と接触してこのスリーブを保持する保持部分を有し、前記スリーブの内壁で規定される孔に連通して当該孔の軸と一致する軸を有する貫通孔を有し、前記貫通孔と前記保持部分とが樹脂性の材料で一体成形されたケースと、
前記貫通孔の内壁に固定され、前記光半導体素子からの光の光軸を前記貫通孔の軸と一致させるレンズと、
前記貫通孔の前記スリーブ側の直径よりも小さな直径の孔を有し、この孔の軸が前記光軸と一致するように前記スリーブの内壁に固定されたピンホール部材と、
を備え、
前記貫通孔が、該貫通孔の前記スリーブ側の直径が前記光半導体素子側の直径よりも大きなテーパー状に形成されていることを特徴とする樹脂成形リセプタクル。
【請求項２】
前記ケースが、前記スリーブを嵌めるための円柱部を有する金型によって成型されてなり、
前記ケースの前記保持部分と前記スリーブの外壁との接着強度が、前記スリーブの内壁と前記金型の前記円柱部との摩擦係数よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形リセプタクル。
【請求項３】
前記スリーブの外壁に凹部または凸部を有することを特徴とする請求項２に記載の樹脂成形リセプタクル。
【請求項４】
前記スリーブの外壁が粗くなっていることを特徴とする請求項２に記載の樹脂成形リセプタクル。
【請求項５】
前記光コネクタがこの光コネクタを固定して包む光コネクタ収納部により保持されており、前記ケースに、前記光コネクタ収納部に嵌め合わされて前記スリーブから前記光コネクタが抜けないようにする突部がさらに設けられていることを特徴とする請求項２に記載の樹脂成形リセプタクル。
【請求項６】
前記ケースの構成材料が液晶ポリマーであることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形リセプタクル。
【請求項７】
前記ピンホール部材の開口端面と外壁とで規定されるエッジが、前記スリーブの内壁と前記貫通孔の前記スリーブ側の開口端面とで規定される曲部に接触しない程度に除去されている請求項１に記載の樹脂成形リセプタクル。
【請求項８】
光ファイバーと光半導体素子とを接続するための樹脂成形リセプタクルの製造方法において、
略柱状の第１円柱部と、この第１円柱部との接続部の直径が前記第１円柱部の直径よりも小さく且つ前記接続部とは反対側の先端の直径が前記接続部の直径よりも小さい円錐台形状の第２円柱部とを有し、前記第１円柱部及び前記第２円柱部が互いに軸を共通にして一体成形された複合金型に、金属またはセラミックス製の材料から構成された筒状のスリーブをその内壁が前記第１円柱部の外壁に接するように嵌める第１の工程と、
前記スリーブの外壁および前記第２円柱部の外壁に接するように樹脂を流して固化させる第２の工程と、
前記複合金型を抜き取る第３の工程と、
前記第２円柱部の外壁で形成された前記樹脂の貫通孔にレンズを固定する第４の工程と、
前記スリーブ内に前記第２円柱部の前記接続部よりも直径の小さい孔を有するピンホール部材を、この前記ピンホール部材の孔の軸が前記貫通孔の軸と一致するように設置する第５の工程と、
を有することを特徴とする樹脂成形リセプタクルの製造方法。
【請求項９】
前記スリーブの外壁に凹部または凸部が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の樹脂成形リセプタクルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は光半導体素子と光ファイバとを光学的に結合させるための樹脂成形リセプタクルおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リセプタクルは、光半導体素子と光ファイバとの光学的結合装置として広く用いられている。従来のリセプタクルは、図１１に示すように金属を材料としたリセプタクルであった。この金属のリセプタクルはＦＣコネクタの例であり、金属製の外ケース１００内に金属製のスリーブ３００および筒状のレンズ取付部品２００が収納され、レンズ収納部品２００内にはレンズ４００が嵌まるように埋め込まれていた。
【０００３】
このような金属リセプタクルはスリーブを溶接または圧入で取付けるため、溶接の場合は、酸化による腐食の問題が生じ、耐久性に乏しい欠点があり、圧入の場合は嵌め合い公差の関係から力の入れ加減により、スリーブが傾いてしまう、位置ズレ問題を生じるおそれがあった。この対策として▲１▼「特開平５−１５０１４４」にスリーブと、スリーブを保持するスリーブ保持体をコネクタ挿通孔とを連通する挿通穴が設けられた合成樹脂製本体の３部材からなり、金属スリーブとスリーブの金属保持体を樹脂で覆ったリセプタクルが報告されている。
【０００４】
リセプタクルを低価格で製造するため、結合コネクタと球状レンズが一体形成されることを特徴としたものが▲２▼「特開昭５８−２１１７２８号公報」に記載されているが、この特許ではスリーブが用いられておらず、結合精度を考慮した構造となっていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記▲１▼、▲２▼のリセプタクルは低価格で製造することができるが、▲１▼の場合は、スリーブをスリーブ保持体に嵌入しているため、スリーブとの応力歪みにより、コネクタ挿入孔の軸中心がずれてしまい、ケース本体との接続前に軸ずれが発生することになり、これらの軸を高い精度で合わせることができない。軸ずれの生じたリセプタクルは高い伝送損失を生じるので、高精度なリセプタクルとして機能することができない。このような歪みはスリーブ内を研磨することによって除去することが可能であるが、このような研磨の工程を有することとすると製造時間および製造コストを増大させて量産性が低下してしまう。
【０００６】
▲２▼の場合、その構造上にスリーブが組み込まれておらず、軸精度については論外である。
【０００７】
さらに、スリーブ内に挿入されるコネクタのフェルールはスリーブの軸方向  （ｚ軸方向とする）に変動することが確認された。そして、このようなｚ軸方向の軸変動は伝送損失の増加を招くこととなる。
【０００８】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、樹脂を用いて光半導体素子からの光の光軸とファイバとの光軸を一致させると同時にスリーブに挿入されるフェルールがスリーブの軸方向に変動しない樹脂成形リセプタクルおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明者らは、このｚ軸方向の軸変動がフェルール先端部の丸み起因していることを発見した。このような問題を解決するため、本発明は光ファイバーの埋設された柱状の光コネクタと光半導体素子とを光学的に接続するための樹脂成形リセプタクルを対象とするものであり、この樹脂成形リセプタクルは、（Ａ）金属またはセラミックス製の材料から構成され、光コネクタが嵌まるような内壁を有する筒状のスリーブ（３０）と、（Ｂ）スリーブ（３０）の外壁と接触してこのスリーブ（３０）を保持する保持部分（１０ｂ）を有し、スリーブ（３０）の内壁で規定される孔（３０ｚ）に連通して当該孔（３０ｚ）の軸と一致する軸を有する貫通孔（１０ｚ）を有し、貫通孔（１０ｚ）と保持部分（１０ｂ）とが樹脂性の材料で一体成形されたケース（１０）と、（Ｃ）貫通孔（１０ｚ）の内壁に固定され、光半導体素子（５０）からの光の光軸を貫通孔（１０ｚ）の軸と一致させるレンズ（４０）と、（Ｄ）貫通孔（１０ｚ）のスリーブ（３０）側の直径よりも小さな直径の孔（６０ｚ）を有し、この孔（６０ｚ）の軸が光軸と一致するようにスリーブ（３０）の内壁に固定されたピンホール部材（６０）とを具備し、貫通孔（１０ｚ）が、該貫通孔（１０ｚ）のスリーブ（３０）側の直径が光半導体素子側の直径よりも大きなテーパー状に形成されていることとした。
【００１０】
そして、このような樹脂成形リセプタクルは、略柱状の第１円柱部（３１０ｂ）と、この第１円柱部（３１０ｂ）との接続部の直径が第１円柱部（３１０ｂ）の直径よりも小さく且つ接続部とは反対側の先端の直径が接続部の直径よりも小さい円錐台形状の第２円柱部（３１０ｚ）とを有し、第１円柱部（３１０ｂ）及び第２円柱部（３１０ｚ）が互いに軸を共通にして一体成形された複合金型（３１０）に、金属またはセラミックス製の材料から構成された筒状のスリーブ（３０）をその内壁が第１円柱部（３１０ｂ）の外壁に接するように嵌める第１の工程と、スリーブ（３０）の外壁および第２円柱部（３１０ｚ）の外壁に接するように樹脂を流して固化させる第２の工程と、複合金型（３１０）を抜き取る第３の工程と、第２円柱部（３１０ｚ）の外壁で形成された樹脂の貫通孔（１０ｚ）にレンズ（４０）を固定する第４の工程と、スリーブ（３０）内に第２円柱部（３１０ｚ）の接続部よりも直径の小さい孔（６０ｚ）を有するピンホール部材（６０）を、このピンホール部材（６０）の孔（６０ｚ）の軸が貫通孔（１０ｚ）の軸と一致するように設置する第５の工程とにより製造することができる。
【００１１】
【作用】
本発明の樹脂成形リセプタクルの製造方法によれば、まず、第１の工程により、略柱状の第１円柱部と、この第１円柱部との接続部の直径が第１円柱部の直径よりも小さく且つ接続部とは反対側の先端の直径が接続部の直径よりも小さい円錐台形状の第２円柱部とを有し、第１円柱部及び第２円柱部が互いに軸を共通にして一体成形された複合金型に、金属またはセラミックス製の材料から構成された筒状のスリーブをその内壁が第１円柱部の外壁に接するように嵌める。
【００１２】
しかる後、第２の工程により、スリーブの外壁および第２円柱部の外壁に接するように樹脂を流して固化させる。つぎに、第３の工程により、複合金型を抜き取る。さらに、第４の工程により、第２円柱部の外壁で形成された樹脂の貫通孔にレンズを固定し、最後に、第５の工程によりスリーブ内に第２円柱部の接続部よりも直径の小さい孔を有するピンホール部材を、このピンホール部材の孔の軸が貫通孔の軸と一致するように設置する。
【００１３】
このようにして製造された樹脂成形リセプタクルは、オートマチックに樹脂の貫通孔の軸とレンズ取付部とスリーブの軸とを合わせることができ、しかも軸ずれが生じない。本発明の樹脂成形リセプタクルは、このようにしてケースを構成する貫通孔とスリーブとを一体成形することとしてあるので、軸ずれが生じないばかりかスリーブなどの圧入工程を含まないので、この圧入による歪みを回避することができる。さらには、ケースを構成する貫通孔とスリーブとをこれらの軸を一致させて一体成形することとしてあるので、温度の変化によって樹脂が変形する場合においても均等に樹脂が変化するのでケース寸法に変化が生じても軸が大きくずれることがない。
【００１４】
そして、ケースの貫通孔のスリーブ側の直径をレンズ側の直径よりも大きくして本樹脂成形リセプタクルを製造する際の金型がケースから抜けやすいようにするとともに、ピンホール部材によりスリーブに挿入される光コネクタ（フェルール）の先端が円加工され、その円加工の精度バラツキにより発生するスリーブの軸方向の変動をピンホール径を小さくすることにより、この軸方向の変動を抑制することができる。そして、ピンホール部材の開口端面と外壁とで規定されるエッジが、スリーブの内壁と貫通孔のスリーブ側の開口端面とで規定される曲部に接触しない程度に除去されることとすれば、スリーブの開口端面と貫通孔の開口端面とを密接に接触させることができるので、貫通孔とスリーブの軸を精密に一致させることができる。このピンホールの形状は、図３にしめされるように平面でも、また、一部に凸部を持つものでもよく、また、その取付方法は圧入、接着、超音波接続などであってもよい。
【００１５】
ところが、この樹脂成形リセプタクルは、上記のような利点があるにも関わらず、その製造工程において金型を抜き取る場合に、スリーブが金型から外れないでケースを構成する樹脂から外れて固定できない場合がある。そこで、このスリーブとケースとの接着係数を金型とスリーブとの摩擦係数をよりも大きくすれば、スリーブをケースの固定したままで金型を抜き取ることができる。そして、この摩擦係数の関係は、少なくとも、このケースの保持部分とスリーブの外壁との接着係数が、ケースの保持部分とスリーブの外壁との接着強度がスリーブの内壁と金型の円柱部（スリーブを嵌めるための部分）との摩擦係数よりも大きければよい。また、このような摩擦係数の関係を達成するために、本発明の樹脂成形リセプタクルは、スリーブの外壁に凹部または凸部を有することとしたり、スリーブの外壁が粗くなっていることとした。そして、スリーブの外壁を樹脂性のケースで構成することとし、ケースの貫通孔と一体形成する場合のケースとスリーブの構成材料の組み合わせを慎重に検討した結果、ケースの構成材料が液晶ポリマーであり、かつ、スリーブの構成材料が金属またはセラミックスであれば、スリーブとケースとの密着性を向上させてこれらの間の接着強度を増加させることができ、しかも、高い硬度を保持したままで温度の変化に対して貫通孔や孔の軸に垂直な方向にほとんど歪まず、また、これらは高い精度で加工でき、さらにこの製造工程において金型との密着性が比較的低くて抜けやすいので内部に応力歪みが生じず、軸ずれの心配がない。なお、光コネクタ（フェルール）がケースから抜けないためには、光コネクタがこれを固定して包む光コネクタ収納部により保持されており、光コネクタ収納部と嵌め合わされてスリーブから前記光コネクタが抜けないようにする突部がケースにさらに設けられていれば便利である。また、ケースは、貫通孔の一端にレンズ取付部を有し、貫通孔のレンズ取付部と保持部分とが樹脂製の材料で一体成形されていてもよい。また、ピンホール部材は、貫通孔のレンズ取付部と反対側の端に取付けられてもよい。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を添付した図面を用いて説明する。なお、同一要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略することとし、「上」および「下」なる語は図面の上下に基づくものとする。
【００１７】
図１は、本発明に係る樹脂成形リセプタクルを上方からみた平面図（ａ）、  （ａ）の平面図を線分Ｂ−Ｂで切った断面図（ｂ）、（ａ）の平面図を線分Ａ−Ａで切った縦断面図（ｃ）、（ｃ）の縦断面図を線分Ｇ−Ｇで切った横断面図  （ｄ）、（ｃ）の縦断面図を蓋部１０ｃおよびレーザダイオード５０をとり除いて矢印１方向からみた下面図（ｅ）である。
【００１８】
同図（ｂ）および（ｃ）から明らかなように、この樹脂成形リセプタクルは、樹脂性の材料で一体成形されたケース１０内にスリーブ３０、セルフォックスレンズ４０を有している。また、ケース１０内にはレーザダイオード５０を備えており、ケース１０の外壁には２０ａ〜２０ｅで構成されるＳＣコネクタ保持部２０が固着されている。
【００１９】
そして、スリーブ３０内には、略円板形状（円環形状）であって、この中心軸を貫通する貫通孔が穿設されたピンホール部材６０が設置されている。
【００２０】
以下、１０〜５０の各要素について詳説する。ケース１０は、上下方向に貫通する孔を有している。この貫通する孔は、ケース１０内にその外壁が固着された略円筒状のスリーブ３０の内壁で規定される孔３０ｚ、孔３０ｚに（ケース１０の一端で）連通してこの孔３０ｚよりも直径の小さい貫通孔１０ｚ、貫通孔１０ｚに（ケース１０の他端で）連通してこの孔１０ｚよりも直径の大きい光半導体素子（レーザダイオードや発光ダイオード）の設置孔５０ｚから構成される。これらの孔１０ｚ、３０ｚおよび５０ｚは、その内壁が略円柱面を形成している。
【００２１】
スリーブ３０は円筒形をしており、この内壁で規定される孔３０ｚには、図示しないＳＣコネクタの一部分を形成する円柱状のフェルールが嵌まるように入れられるようになっている。スリーブ３０の外壁は、樹脂性のケース１０の保持部分１０ｂで取り囲まれており、この保持部分１０ｂとスリーブ３０とは密着して動かないようになっている。また、スリーブ３０の外壁には、凹部３０ａが設けられており、樹脂である保持部分１０ｂが溶けた後に固まることで凹部３０ａに嵌まるように合う形状となって、特に、スリーブ３０の軸方向の動きを規制している。特に、凹部３０ａは貫通孔１０ｚ方向に穿設されて形成されているので、ここに嵌合する保持部分１０ｂがスリーブ３０をケース１０から抜けないようにしている。また、凹部３０ａをスリーブ３０の外周に沿って穿設された溝とすれば、後述する樹脂成形時の樹脂の流れを一定にすることができる。
【００２２】
貫通孔１０ｚは、スリーブ３０の孔３０ｚ側の直径が設置孔５０ｚ側の直径よりも大きなテーパー状の孔であり、貫通孔１０ｚの軸と孔３０ｚの軸とは一致している。また、貫通孔１０ｚの設置孔５０ｚ側には、略円錐台状のセルフォックスレンズ４０がその側壁が貫通孔１０ｚに接するように設置されており、このセルフォックスレンズ４０は設置孔５０ｚに設置される光半導体素子５０からスリーブ３０方向に照射される光の光軸が貫通孔１０ｚの軸と一致するように配置されている。
【００２３】
さらに、これら貫通孔１０ｚや設置孔５０ｚの内形、および設置孔５０ｚの外形は円形としてあるため、応力が加わった場合でも、力が一点に集中せず、分散させることができ、変形やクラックを防ぐことができる。
【００２４】
ＳＣコネクタ保持部２０は、樹脂性の材料から形成されている。ＳＣコネクタ保持部２０は、スリーブ３０の軸方向に平行であって、スリーブ３０の外壁から所定間隔だけ離隔し、対向して配置される一対の爪部２０ａ、図示しないＳＣコネクタのフィルールを内部に包む角柱状のＳＣコネクタ支持部が嵌まるような角柱状の保持部２０ｃ、爪部２０ａの長手方向にその外壁が平行であって、爪部２０ａの一端部で一体成形されて略角柱を形成している角柱ケース部２０ｂ、角柱ケース部２０ｂに開けられたスリット２０ｄおよび１００とから構成されている。ＳＣコネクタ保持部２０は、その爪部２０ａが基端でケース１０に固定されており、この基端で一体成形された角柱ケース部２０ｂの下方開口端面がケース１０に固定されていることとしてある。
【００２５】
爪部２０ａは、図示しないＳＣコネクタの筒状または対向板状の支持部分が嵌まるように合う突起部をその先端に有している。爪部２０ａは、この支持部分が本樹脂成形リセプタクルに挿入されるときには、爪部２０ａ先端の爪部２０ａの長手方向に対して斜めカットされた導入部分を有する突起部とともに、保持部分の挿入によりこのカットに応力が加わることにより外方に押し広げられ、保持部分が完全に挿入し終わると、もとの位置に復元してこの保持部分と嵌合する。爪部２０ａの基端はケース１０の凸部１０ａに溶着／嵌合して固定されており、角筒ケース部２０ｂの基端はケース１０の凹部２０ｅに溶着／嵌合して固定されている。なお、本実施例ではケース１０及びＳＣコネクタ保持部２０を液晶ポリマーで構成したが、ＳＣコネクタ保持部２０についてはポリカーボネイト（ＰＢＴ）で構成してもよい。
【００２６】
次に、光半導体素子５０およびセルフォックスレンズ４０の取付について説明する。図２（ａ）は、図１に示した樹脂成形リセプタクルのＰで表される部分の拡大断面図である。ケース１０の貫通孔１０ｚの光半導体素子５０側の開口端面１０ｈには円板状の穴部１０ｉが穿設されており、この穴部１０ｉの軸とその軸とを共通にして略すり鉢状の穴部１０ｊが穿設されており、これらの穴部１０ｉおよび穴部１０ｊは貫通孔１０ｚと連通してこれらの軸は一致している。貫通孔１０ｚにはその軸を共通にしてセルフォックスレンズ４０が嵌められており、すり鉢状の穴部１０ｊに接着剤が塗られてセルフォックスレンズ４０を固定している。接着剤は開口端面１０ｈから光半導体素子５０側にはみ出さないようにて穴部１０ｊに塗布してあり、円板状の穴部１０ｉはこの接着剤を多量に用いた場合にも接着剤が光半導体素子５０側にはみ出さないようにしてある。
【００２７】
光半導体素子５０は設置穴とその軸が一致した円板状のベース５０ａ、半円板状のベース５０ｂを備えており、ベース５０ｂ内には発光の軸がベース５０ａの軸と一致（ベース５０ａの表面に垂直）するように発光素子５０ｃが設置されており、従って、発光の軸と貫通孔１０ｚの軸とは一致する。なお、ベース５０ａは基準面１０ｇと平行にして取り付けられており、エポキシ樹脂で構成される蓋部１０ｃはベース５０ａを固定してケース１０内に光半導体素子５０を封止している。なお、図２（ｂ）は、光半導体素子５０をセルフォックスレンズ４０側からみた平面図であり、発光素子５０ｃはボンディングワイヤ５０ｆによりリードピン５０ｅに接続されている。なお、光半導体素子５０の光は紙面に垂直な方向に出射される。
【００２８】
次に、図１に示したピンホール部材６０について説明する。図３は、図１の樹脂成形リセプタクルのスリーブ３０、貫通孔１０およびピンホール部材６０部分の拡大断面図である。
【００２９】
ピンホール部材６０は、貫通孔１０ｚのスリーブ３０側の直径よりも小さな直径の貫通孔（孔）６０ｚを有しており、この孔６０ｚの軸は光半導体素子５０からの光の光軸および貫通孔１０ｚの軸と一致している。また、ピンホール部材６０の側壁はスリーブ３０の内壁に接して固定されている。なお、ピンホール部材６０は、貫通孔６０ｚが軸の中心に穿設された略円板状の形状をしている。貫通孔１０ｚのスリーブ３０側の開口端面１０ｙは、バリが発生しないように曲りＲ（アール）がとってある。そこで、ピンホール部材６０の側壁の端部は、スリーブ３０の内壁と貫通孔１０ｚのスリーブ３０側の開口端面１０ｙとで規定される曲りＲ（アール）に接触しない程度に除去（角を落とす）されており、貫通孔１０ｚのスリーブ３０側の開口端面１０ｙとピンホール部材６０との接触面が貫通孔６０ｚの軸を高精度に貫通孔１０ｚの軸と一致させるように接触するようにされている。そして、このピンホール部材６０をスリーブ３０内に固定することにより、スリーブ３０内に挿入されるフェルール（光コネクタ）が挿入された場合に、フェルールのスリーブ３０の軸方向のずれを抑制する。なお、ピンホール部材６０の取り付けは、接着剤を用いて行ってもよい。また、凸部などを設け、圧入などにより取付てもよい。
【００３０】
さらに、ピンホール部材６０に凹部を設けて超音波溶着することもできる。即ち、超音波インサート機の先端をピンホール部材６０に当接させて圧入すれば、ピンホール部材６０の凹部に超音波が伝わり、その作用により貫通孔１０ｚの内面を溶かしながら凸部が圧入されて固着することになる。その結果、貫通孔１０ｚの内面を溶融させながら圧入されるため内部の歪みが生じにくく、また、上記超音波インサート機の先端は２μｍ単位で駆動制御できることから、ピンホール部材６０の位置決め精度を極めて高くすることができる。
【００３１】
また、ピンホール部材６０の凹部に溝などを形成すれば、より接合温度を高くすることもできる。
【００３２】
以下、この軸ずれ抑制の原理および実験結果を図４および図５を用いて説明する。
【００３３】
図４は、図１のスリーブ３０にファイバ（クラッド５００ｂ，コア５００ｃ）を埋設したフェルール５００ａを挿入したときの軸ずれを説明するための断面図（ａ）および先端部分の丸みの異なるフェルールの断面の説明図（ｂ）、（ｃ）である。
【００３４】
ファイバを埋設したフェルール５００ａの形状は、半径が１０〜２５ｍｍ（１７．５ｍｍ±７．５ｍｍ）の丸みを持っている。このような丸みの半径をｒ１  およびｒ２  とし（ｒ１  ＞ｒ２  ）、貫通孔１０ｚのスリーブ３０側の開口端の半径をｄとすると、フェルール５００ａのスリーブ３０軸（ｚ軸）方向の変動Δｒは、
Δｒ＝（ｒ１  −ｒ２  ）
＋［√（ｒ１  ２  −ｄ２  ／４）−√（ｒ２  ２  −ｄ２  ／４）］…（式１）
で与えられる。例えば、ｄ＝１．４ｍｍ、ｒ１  ＝２５ｍｍ、ｒ２  ＝１０ｍｍとした時、その誤差Δｒ＝１４．７μｍとなる。このシングルモードファイバにおいて、Δｒ＝±８μｍのｚ軸方向のずれ量が発生すると、図５に示すように、約３〜４ｄＢの損失が発生する。この約３〜４ｄＢの損失は、シングルモードファイバにおいては、許容できないものである。但し、同図中のｚ軸方向の基準点は貫通孔１０ｚのスリーブ３０側の開口端１０ｙとする。
【００３５】
そこで、本発明の樹脂成形リセプタクルでは、図４のようにピンホール部材６０を用いることにより、ファイバの埋設されたフェルールの接するピンホール部材６０の貫通孔６０ｚの存在により、ｚ軸方向の変動は（式１）に従って減少する。例えば、貫通孔６０ｚの直径を０．６ｍｍとすると、その変動値はΔｒ＝３μｍであり、従って、曲率半径の変動（１７．５±７．５ｍｍ）を考慮すれば、発生する損失は０．５ｄＢ程度となり、光ファイバの伝送において十分許容される範囲となる。
【００３６】
なお、スリーブ３０とケース１０との接着強度を樹脂成形リセプタクルを成形する金型とスリーブ３０との接着強度と摩擦係数よりも大きくすれば、スリーブ３０をケース１０に固定したままで金型を抜き取ることができる。そして、この接着強度と摩擦係数の関係は、少なくとも、このケース１０の保持部分１０ｂとスリーブ３０の外壁との接着強度が、スリーブ３０の内壁とこの内壁に嵌まるコネクタ（後述５００ａ）との接着強度と摩擦係数よりも大きければよい。また、このような接着強度と摩擦係数の関係（スリーブ３０をケース１０の固定したままで金型を抜き取る関係）を達成するめには、スリーブ３０の外壁にこの実施例のように凹部３０ａを有することとしたり、またはスリーブ３０の外壁に凸部を有することとしたり、スリーブの外壁が粗くなっていることとしてもよい。
【００３７】
次に、図１に示した樹脂成形リセプタクルの製造方法について説明する。まず、ケース１０を樹脂を成形することにより作製する。
【００３８】
図６は、本発明の一実施例に係る樹脂成形リセプタクルの製造工程を説明するための金型を描いた展開斜視図である。図１のケース１０を製造するためには下部金型３１０、側部金型３００ａ，ｂおよび上部金型３２０を用いる、
下部金型３１０は、略直方体の形状をしており、上面に複数の凹凸を有している。この上面の中心には、まず、方形板形状の方形穴３１０ｐが穿設されている。そして、方形穴３１０ｐの中心点を軸とする円筒形状の円筒穴３１０ｑが穿設されている。円筒穴３１０ｑの穿設によって円柱形状の第１円柱部３１０ｂが形成される。第１円柱部３１０ｂの軸を共通の軸としてこの第１円柱部３１０ｂよりも直径の小さい略円柱形状の第２円柱部３１０ｚが第１円柱部３１０ｂ上に一体成形されている。第２円柱部３１０ｚはその下端である第１円柱部３１０ｂとの接続部の直径よりもその先端の直径の方が小さい円錐台形状の構造を有している。また、下部金型３１０の表面には、方形穴３１０ｐの周囲を取り囲むように複数の凹部３１０ａおよび凸部３１０ｅが穿設されている。
【００３９】
側部金型３００ａと側部金型３００ｂとは互いに鏡像の関係にある。側部金型３００ａは、側部金型３００ｂと組み合わされて、その下面が下部金型３１０の上面に接し、かつ、側部金型３００ａが側部金型３００ｂと組み合わされた場合に上下方向に形成される貫通孔の中心軸が第１円柱部３１０ｂおよび第２円柱部３１０ｚの中心軸と一致するように配置される。すなわち、側部金型３００ａと側部金型３００ｂは、Ａ−Ａ´点を同図中の点Ｘと重ねて、点Ｘと第２円柱部３１０ｚの中心軸とを通る鉛直面で接して組み合わされる。
【００４０】
側部金型３００ａ，ｂを組み合わせた場合の貫通孔は、下部金型３１０との接触面方向から順次複数の穴がその軸を共通にし、連通して形成されている。この複数の穴は、下部金型３１０との接触面方向から順に、前記方形穴３１０ｐの周囲を取り囲む複数の凹部３１０ａおよび凸部３１０ｅを取り囲む方形板形状に穿設された方形板３００ｐ、方形板３００ｐよりも一辺の長さが短い方形板形状に穿設された方形板３００ｑ、方形板３００ｑの一辺の長さよりも直径が小さい円柱形状に穿設された円柱穴３００ｒ、円柱穴３００ｒよりも直径が大きく円柱形状に穿設された円柱穴３００ｓ、円柱穴３００ｓよりも直径が大きく円柱形状に穿設された円柱穴３００ｔであり、これらの穴がその軸を共通にして連通して貫通孔を形成している。
【００４１】
これらの金型を用いて、樹脂成形リセプタクルのケースを成形する場合には、まず、円筒形のスリーブ３０を第１円柱部３１０ｂに嵌め合わせる。このスリーブ３０の軸方向の長さは下部金型表面から円筒穴３１０ｑの底までの距離よりも長いものとし、スリーブ３０は、その下方の開口端面が円筒穴３１０ｑの底に到達するようにする。
【００４２】
次に、スリーブ３０を嵌め合わせた後、側部金型３００ａと３００ｂとを組み合わせて、側部金型３００ａと３００ｂとの内壁により形成される貫通孔に樹脂（液晶ポリマー）を流し込む。この後、上部金型３２０を上方から被せて樹脂を成形する。
【００４３】
図７は、図６の上部金型３２０を一部破断して描いた斜視図である。なお、同図の上部金型３２０は、図６に示したものとは天地を逆にして示してある。上部金型３２０は、外形が略直方体の形状をしており、その表面には略角柱形状の角柱穴３２０ｘが穿設されている。そして、角柱穴３２０ｘの底面には軸を共通にする複数の円柱部３２０ａ，ｂ，ｃおよび円錐台部３２０ｄが順次積み重ねられて一体成形されている。それぞれの円柱部３２０ａ，ｂ，ｃおよび円錐台部３２０ｄの直径は、角柱穴３２０ｘの底面から離れるほど小さくなっている。なお、角柱穴３２０ｘの中心点を通る軸と円柱部３２０ａ，ｂ，ｃおよび円錐台部３２０ｄの共通軸とは一致している。また、同図中の３２０ｆ〜ｊおよび４０ａは、それぞれ、角柱穴３２０ｘの底面、円柱部３２０ａ，ｂ，ｃの上面、円錐台部３２０ｄの側面および上面を示している。
【００４４】
図８は、図６の金型を組み合わせて、図６の点Ｘおよび第２円柱部３１０ｚの中心軸を通る断面で切った金型の縦断面図である。側部金型３００ａ，ｂを組み合わせた後に上部金型３２０を上方から被せることにより、樹脂１０を成形することができる。すなわち、角柱穴３２０ｘは、上部金型３２０の角柱穴３２０ｘの側壁が側部金型３００ａ，ｂを組み合わせたときの周囲の外壁に接して摺動して側部金型３００ａ，ｂを包み、摺動し終わった時点で上部金型３２０の角柱穴３２０ｘによる開口端面（Ｙ１面）が、下部金型３１０の表面（Ｙ２面）に接触するようにして側部金型３００ａ，ｂに被せられる。このようにしてＹ１面およびＹ２面とを接触させることにより、下部金型３１０の表面（Ｙ２面）に対して垂直にその軸が形成された第１円柱部３１０ｂおよび第２円柱部３１０ｚと、上部金型３２０の円錐台部３２０ｄの表面４０ａ（Ｘ１面）または円柱部３２０ａの面３２０ｇとが平行となるので、これらのＸ１面と樹脂（ケース）１０の貫通孔および第１円柱部３１０ｂに嵌合するスリーブ３０の共通軸とが一致する。
【００４５】
また、円柱部３２０ａの軸とこの共通軸とは一致することとしてあるので、円柱部３２０ａにより樹脂（ケース）１０に形成される設置穴５０ｚの軸が一致するので、この設置穴５０ｚの略直径幅を有した円柱状の光半導体素子（５０）を設置穴５０ｚに嵌まるように設置することとすれば、光半導体素子（５０）からこれの円柱の軸方向に垂直な方向に光が照射されることとなるので、光半導体素子（５０）の光軸と樹脂１０の貫通孔（１０ｚ）およびスリーブ３０の軸とが一致する。さらに、光半導体素子（５０）が設置穴５０ｚに嵌まるようになっていない場合でも、基準となる面（円柱部３２０ａの面３２０ｇ）があるので、樹脂１０の貫通孔（１０ｚ）にこれに嵌まるセルフォックスレンズ（４０）を設置することとして、このセルフォックスレンズ（４０）を通過する光半導体素子（５０）からの光の光軸と貫通孔（１０ｚ）およびスリーブ３０の内壁で規定される孔（３０ｚ）の軸とを一致させることができ、また、光軸の微調整を行うことができる。このようにして、樹脂を金型に流し込んだ後、固化することにより、ケース１０を成形することができる。
【００４６】
なお、下部金型３１０の表面（Ｙ２面）から第２円柱部３１０ｚの上面（Ｘ２面）までの距離Ｈ１と角柱穴３２０ｘの底面３２０ｆから円錐台部３２０ｄの上面（Ｘ１面）までの距離Ｈ２との和（Ｈ１＋Ｈ２）は、角柱穴３２０ｘの底面３２０ｆから角柱穴３２０ｘによる開口端面（Ｙ１面）までの距離Ｈ３に等しい。
【００４７】
また、面３２０ｆ，３２０ｇ，３２０ｈ，３２０ｉ，３２０ｊは、それぞれ、図１の樹脂成形リセプタクルのケース１０の肩部１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ，１０ｊを形成し、第２円柱部３１０ｚおよび円柱部３２０ａ〜３２０ｄはそれぞれ図１の貫通孔１０ｚおよび設置孔５０ｚを形成する。
【００４８】
また、この金型の第２円柱部３１０ｚはその下端である第１円柱部３１０ｂとの接続部の直径よりもその先端の直径の方が小さい円錐台形状の構造を有していので、この第２円柱部３１０ｚにより成形される貫通孔（図１の１０ｚ）は、スリーブ３０側の直径が設置されるレンズ（４０）側の直径よりも大きくなり、金型３１０から樹脂（ケース）１０から抜けやすい。
【００４９】
次に、このようにして形成された図１のケース１０にＳＣコネクタ保持部２０、セルフォックスレンズ４０および光半導体素子５０を設置して図１の樹脂成形リセプタクルを製造するまでの工程について図９および図１０を用いて説明する。
【００５０】
図９は、図１に示した樹脂成形リセプタクルの製造工程を説明するための樹脂成形リセプタクルの断面図である。まず、図６〜８で説明した工程を用いて、スリーブ３０が外周面（外壁）でケース１０に保持された樹脂成形リセプタクルを製造する（同図（ａ））。次に、ケース１０の貫通孔１０ｚに円錐台形状のセルフォックスレンズ４０を設置する。これは、セルフォックスレンズ４０を嵌め込んだ後に金型３２０の円錐状の面３２０ｊで成形されるすり鉢部１０ｊに接着剤を塗布してセルフォックスレンズ４０を貼着／固定する（同図（ｂ））。
【００５１】
図１０は、図９のようにして製造したリセプタクルにＳＣコネクタ保持部２０および光半導体素子５０を取り付ける製造工程を説明するための樹脂成形リセプタクル断面図（図１のＡ−Ａによる断面図（ａ）〜（ｃ））である。
【００５２】
まず、ケース１０に樹脂性の材料から構成されるＳＣコネクタ保持部２０を成形または溶着して取り付ける（同図（ａ））。この際、図１の凹部２０ｅおよび凸部１０ａにＳＣコネクタ保持部２０の基端部が嵌め合わされることになるので、スリーブ３０の軸方向に垂直な方向に対して、ＳＣコネクタ保持部２０がずれることがない。なお、同図（ａ´）は，同図（ａ）の図１のＢ−Ｂによる断面図である。
【００５３】
次に、光半導体素子５０を設置孔５０ｚに固定する（同図（ｂ））。この固定にあたっては、光半導体素子５０と設置孔５０ｚとの間に紫外線（ＵＶ）硬化剤を塗布した後に紫外線を照射して光半導体素子５０を設置孔５０ｚに固定する。
【００５４】
しかる後、同図（ｃ）に示すように光半導体素子５０のリードピン５０ｅの一部をケース１０の外部に露出させて蓋部１０ｃをエポキシ樹脂で固定して、図１に示した樹脂成形リセプタクルを得ることができる。そして、この樹脂成形リセプタクルには、（ＳＣ）コネクタ５００が接続されることとなる。ＳＣコネクタ５００は、ＳＣコネクタ支持部５００ｄ、フェルール保持部５００ｅ、フェルール保持部５００ｅで固定されたフェルール５００ａ、フェルール保持部５００ｅとＳＣコネクタ支持部５００ｄとの間に介在してＳＣコネクタ支持部５００ｄを付勢するバネ５００ｆ、フェルール５００ａで取り巻かれたファイバ（クラッド５００ｂ、コア５００ｃ）とから構成されている。フェルール保持部５００ｅは、その内壁にＳＣコネクタ支持部５００ｄの外壁が接することとしてあり、フェルール保持部５００ｅはフェルール５００ａを取巻くコイル状のバネ５００ｆにより摺動させられる。
【００５５】
そして、ＳＣコネクタ支持部５００ｄの先端部分は、ＳＣコネクタ５００を樹脂成形リセプタクルに挿入することによって爪部２０ａに嵌まるようになっており、フェルール５００ａは、その外壁でスリーブの内壁に接して嵌まるようになっている。また、突部２０ａがケース１０にさらに設けられているので、フェルール５００ａがケース１０から抜けることがない。
【００５６】
以上、上記実施例に係る樹脂成形リセプタクルの製造方法によれば、オートマチックに樹脂の貫通孔の軸とスリーブの軸とを合わせることができ、しかも軸ずれが生じない。この樹脂成形リセプタクルは、このようにしてケース１０を構成する貫通孔１０ｚとスリーブ３０とを一体成形することとしてあるので、軸ずれが生じないばかりかスリーブなどの圧入工程を含まないので、この圧入による歪みを回避することができる。
【００５７】
さらに、スリーブ３０とケース１０との接着強度を樹脂成形リセプタクルを成形する金型とスリーブ３０との摩擦係数に比べ凹部３０ａにより大きくしてあるので、スリーブ３０をケース１０の固定したままで金型を抜き取ることができる。また、突部２０ａがケース１０にさらに設けられているので、フェルール５００ａがケース１０から抜けることがない。そして、スリーブ３０の外壁を樹脂性のケース１０で構成することとし、ケース１０の貫通孔１０ｚと一体形成する場合のケース１０とスリーブ３０の構成材料の組み合わせを慎重に検討した結果、ケース１０の構成材料が液晶ポリマーであり、かつ、スリーブ３０の構成材料がセラミックスまたは金属であれば、スリーブ１０とケース３０との密着性を向上させてこれらの間の摩擦係数を増加させることができ、しかも、高い硬度を保持したままで温度の変化に対して貫通孔や孔の軸に垂直な方向にほとんど歪まず、また、これらは高い精度で加工でき、さらにこの製造工程において金型との密着性が比較的低くて抜けやすいので内部に応力歪み生じず、軸ずれの心配がない。
【００５８】
上記の液晶ポリマーは成形時の流動性に優れ、しかも剛直な高分子構造により、各分子は棒状を保って流動方向に配向する。そして配向方向の熱膨脹係数は０．２×１０−５／℃と、金属材（熱膨脹係数１．７×１０−５／℃）に比べて格段に熱膨脹係数が小さい。
【００５９】
したがって、ケース１０を形成する際に、樹脂として液晶ポリマーを用い、その流動方向を貫通孔１０ｚの軸方向と一致させて成形すれば、液晶ポリマーの分子が貫通孔１０ｚの軸方向に配向し、この軸方向の熱膨脹係数を極めて小さくすることができる。その結果、温度変化が生じても光ファイバ端面とレンズ４０との距離や、レンズ４０と発光受光素子との距離との距離の寸法変化が小さくなり、安定したデータの送信が可能となる。
【００６０】
また、液晶ポリマーは、荷重たわみ温度が２２０℃と樹脂の中でも極めて高い耐熱性を有しているため、レンズ４０を固着する際に１６０℃程度の加熱硬化型接着剤を使用することもできる。
【００６１】
さらに、液晶ポリマー中に２０〜３０％のカーボンフィアバーを配合することにより、成形時の流動性や耐熱性を向上させることもできる。
【００６２】
一方、スリーブ３０として用いるセラミックスはアルミナやジルコニア等を用いることができるが、特に強度、靭性に優れたジルコニアセラミックスが好ましい。ジルコニアセラミックスはＺｒＯ２  を主成分とし、Ｙ２  Ｏ３  、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＣｅＯ２  等の一種以上を安定化剤として含む原料を所定形状に成形し、焼成したものである。これは、部分安定化ジルコニアセラミックスとよばれ、優れた耐摩耗性、寸法安定性とともに高強度を有している。
【００６３】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の樹脂成形リセプタクルおよびその製造方法によれば、軸ずれが生じないので、伝送損失を低下させて高精度なリセプタクルとして機能することができる。また、スリーブなどの圧入工程を含まないので製造時間および製造コストを低下させて量産性を向上させることができる。
【００６４】
さらに、ピンホール部材によりスリーブに挿入される光コネクタ（フェルール）のスリーブの先端の円加工のバラツキによる軸方向の変動を抑制することができるので、光ファイバの伝送損失を低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る樹脂成形リセプタクルの平面図（ａ）、（ａ）の平面図を線分Ｂ−Ｂで切った断面図（ｂ）、（ａ）の平面図を線分Ａ−Ａで切った縦断面図（ｃ）、（ｃ）の縦断面図を線分Ｇ−Ｇで切った横断面図（ｄ）、（ｃ）の縦断面図を蓋部１０ｃおよびレーザダイオード５０をとり除いて矢印１方向からみた下面図（ｅ）である。
【図２】図１の樹脂成形リセプタクルのＰで示される部分の拡大断面図である。
【図３】図１の樹脂成形リセプタクルのスリーブ３０、貫通孔１０およびピンホール部材６０部分の拡大断面図である。
【図４】図１のスリーブ３０にファイバを埋設したフェルールを挿入したときの軸ずれを説明するための断面図（ａ）、先端部分の丸みの異なるフェルールの説明図  （ｂ）、（ｃ）である。
【図５】Ｚ軸方向の軸ずれ（μｍ）による結合効率（ｄＢ）の依存性を示した図である。
【図６】本発明の一実施例に係る樹脂成形リセプタクルの製造工程を説明するための金型を描いた展開斜視図である。
【図７】図３の上部金型を一部破断して描いた斜視図である。
【図８】樹脂の成形を行うために図３の金型を組み合わせる際の図３の点Ｘにおける縦断面図である。
【図９】図１に示した樹脂成形リセプタクルの製造工程を説明するための樹脂成形リセプタクル断面図である。
【図１０】図１に示した樹脂成形リセプタクルの製造工程を説明するための樹脂成形リセプタクル断面図である。
【図１１】従来のリセプタクルを説明するための断面図である。
【符号の説明】
１０…ケース、２０…コネクタ保持部、３０…スリーブ、４０…レンズ、５０…レーザダイオード、ピンホール部材６０。
代理人弁理士  長谷川  芳樹
【図１】
0003592366.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003592366.tif 000009
【図９】
0003592366.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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