(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形回路基板に設けた突部における光素子が実装された先端面にレンズ部を二次成形で形成するにあたり、上記突部が嵌る貫通孔を備えた中間型に成形回路基板を装着し、上型に設けた凹所内に位置させた中間型の貫通孔の一端が臨む下面と下型の上面との間にレンズ部の成形用キャビティを形成し、パーティングラインに位置する上記キャビティに成形用樹脂を充填してレンズ部を成形することを特徴とする光学系装置の製造方法。
【請求項２】
下型に上下動自在なピンを設けて中間型の貫通孔内に位置する突部の先端面にピンの先端面を対向させ、ピンの先端面でレンズ部の表面を成形することを特徴とする請求項１記載の光学系装置の製造方法。
【請求項３】
樹脂の注入時及びピンの突き出し時にピンに対して超音波振動を加えることを特徴とする請求項２記載の光学系装置の製造方法。
【請求項４】
ピンの突き出し後にランナの突き出しを行うことを特徴とする請求項２または３記載の光学系装置の製造方法。
【請求項５】
樹脂注入時のピン位置を成形回路基板の突部の高さに応じて制御することを特徴とする請求項２〜４のいずれかの項に記載の光学系装置の製造方法。
【請求項６】
中間型を開いていない状態でピンの突き出しを行ってゲートの切断を行うことを特徴とする請求項２〜５のいずれかの項に記載の光学系装置の製造方法。
【請求項７】
レンズ部からレンズ部における樹脂流路方向と直交する方向にダミー部を設けて、樹脂注入時にダミー部に樹脂を流入させることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の光学系装置の製造方法。
【請求項８】
レンズ部のゲート断面を半円形または曲面形状としていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の光学系装置の製造方法。
【請求項９】
中間型として基板形状に応じた複数種のものを選択使用することを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項に記載の光学系装置の製造方法。
【請求項１０】
パーティングラインに沿った樹脂供給流路末端から型内空気の吸引を行いつつ樹脂注入を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の光学系装置の製造方法。
【請求項１１】
パーティングラインに沿った樹脂供給流路末端に狭間部を介して拡幅部を設けて樹脂止め部とすることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の光学系装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光学系装置の製造方法、殊に二次成形によるレンズ部の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
発光素子や受光素子のような光素子及び光素子の信号処理用の集積回路素子を実装した基板上に、集光用のレンズを成形するにあたり、基板が立体成形回路基板であるとともに光素子が基板に設けられた突部の表面に配設されている場合、レンズの成形用の金型は、図１２に示すものが用いられている。図中１は基板、２は基板１から突出する突部１１の表面に実装された光素子、３は二次成形されたレンズ部、５は上型５１と下型５２とからなる金型、ＰＬは金型５におけるパーティングラインである。
【０００３】
レンズ部３はパーティングラインＰＬ上に下向きにセットされた基板１の突部１１が嵌め込まれる下型５２の凹部の底部において成形され、この時、光素子２の封止もなされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この場合、光素子２からレンズ部３表面までの距離の管理が難しく、しかも多数個取りで成形する場合、ランナ・ゲートが長くなってしまい、樹脂硬化時間の制約を受けて高圧高速注入をせざるを得ず、これに伴ってボイド巻き込みやバリの発生があった。また、金型として上記のような上型と下型に中間型を加えた３枚型のものを用いて二次成形を行うものもあったが、レンズ部の成形用のキャビティの位置は上記のものと変わりがなく、レンズ部表面にゲート跡や面荒れが生じ、光学性能を低下させていた。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、その目的とするところはレンズ部の二次成形を適切に行うことができる光学系装置の製造方法を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明は、成形回路基板に設けた突部における光素子が実装された先端面にレンズ部を二次成形で形成するにあたり、上記突部が嵌る貫通孔を備えた中間型に成形回路基板を装着し、上型に設けた凹所内に位置させた中間型の貫通孔の一端が臨む下面と下型の上面との間にレンズ部の成形用キャビティを形成し、パーティングラインに位置する上記キャビティに成形用樹脂を充填してレンズ部を成形することに特徴を有している。中間型を用いると同時にレンズ部をパーティングライン付近で成形することができるようにしたものである。
【０００７】
この時、下型に上下動自在なピンを設けて中間型の貫通孔内に位置する突部の先端面にピンの先端面を対向させ、ピンの先端面でレンズ部の表面を成形することが好ましく、また樹脂の注入時及びピンの突き出し時にピンに対して超音波振動を加えることが好ましい。
【０００８】
ピンの突き出し後にランナの突き出しを行うことも好ましく、樹脂注入時のピン位置を成形回路基板の突部の高さに応じて制御したり、中間型を開いていない状態でピンの突き出しを行ってゲートの切断を行うことも好ましい。
【０００９】
レンズ部からレンズ部における樹脂流路方向と直交する方向にダミー部を設けて、樹脂注入時にダミー部に樹脂を流入させたり、レンズ部のゲート断面を半円形または曲面形状としたり、中間型として基板形状に応じた複数種のものを選択使用するようにしてもよく、さらにはパーティングラインに沿った樹脂供給流路末端から型内空気の吸引を行いつつ樹脂注入を行ったり、パーティングラインに沿った樹脂供給流路末端に狭間部を介して拡幅部を設けて樹脂止め部としたりすることも好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、本発明においては突部１１の先端面に光素子２が実装されている成形回路基板（以下基板と称す）１に対して、図１に示すように、上型５１と下型５２，そしてこの両者の間にセットされる中間型５３で構成される金型５を用いて上記突部１１の先端にレンズ部３の二次成形を行う。
【００１１】
ここで上記中間型５３は、上型５１に設けられた凹所５５内にセットされてその下面がパーティングラインＰＬに位置するものであり、基板１が嵌め込まれる凹所５６を上面に備えるとともに、基板１の突部１１が嵌め込まれる貫通孔５７を備えている。この貫通孔５７は上記凹所５６の底面と中間型５３の下面との間を貫通しているもので、図から明らかなように、中間型５３が存在するにもかかわらず、ランナ・ゲートはパーティングラインＰＬ沿いに形成されるようになっている。また下型５２には押出ピン５９の他に、上端面がレンズ部３の成形用の凹面となっているピン５８が上下動自在に配設されており、このピン５８が中間型５３の貫通孔５７の位置に合わせられている。なお、押出ピン５９と上記ピン５８は図２から明らかなように別個に上下動させることができるようになっている。
【００１２】
この金型５を用いて立体成形回路基板１にレンズ部３の二次成形を行うにあたっては、金型５から取り出した中間型５３に基板１をセットし、図２に示すように中間型５３を下型５２上の定位置に置いた状態で型閉じを行う。この時、パーティングラインＰＬに沿ったキャビティが中間型５３と下型５２（のピン５８）との間に形成され、ランナ・ゲートもパーティングラインＰＬに位置する。図中６は中間型５３のハンドリング用ユニットである。
【００１３】
この状態で図３左側に示すように樹脂の注入成形を行って、基板１の突部１１の先端部にレンズ部３を成形するものであり、該レンズ部３の表面はピン５８の先端面によって形成される。この樹脂の注入時に樹脂の供給経路の末端から空気吸引を行うと、貫通孔５７と突部１１との間のクリアランスから中間型５２の上面側に樹脂が流れてバリが発生するのを抑制することができる。また、上記クリアランスを小さくするために、中間型５２を予備加熱した状態で中間型５２への基板１のセットを行うようにしておくとよい。
【００１４】
そして、上記成形が終われば、図３右側に示すように型開きを行うものであり、この時、ピン５８を上昇させることで基板１の突き出しを行うとともにゲートの切断（図６(b)参照）を行う。
【００１５】
その後、図４に示すように押出ピン５９を上昇させることでランナ７の突き出しと中間型５３の押し上げを行い、ハンドリング用ユニット６で中間型５３及びレンズ部３が成形されるとともに光素子２の封止がなされた基板１を取り出して、図５に示すように、ランナ７と中間型５３と基板１とを分離する。ピン５８と押出ピン５９とを同時に押し上げずに２段突き上げとすることで、ゲートの切断を行うことができるようにしているものである。また、突部１１の高さに応じてピン５８を上下動させることにより、図６(a)に示すように、光素子２からレンズ部３表面までの距離Ｋを一定に調節することができる。また、樹脂の注入時やピン５８の突き出し時にピン５８に対して超音波振動を加えると、樹脂との間の流動抵抗が低下するために、ピン５８の先端面で形成されるレンズ部３の表面の面荒れをなくすことができる。
【００１６】
ここにおいて、複数のレンズ部３を同時に成形するにあたり、図７(a)に示すように、各レンズ部３をランナ（ゲート）７で順次接続していると、成形時のレンズ部３における樹脂フローフロント軌跡が図７(b)に示すようになってボイド巻き込み部７５が生じるおそれがあるが、図８に示すように、レンズ部３の両脇にダミー部７０，７０を設けておくと、成形時の樹脂フローフロント軌跡が図８(b)に示すようになってボイド巻き込み部の発生を無くすことができる。
【００１７】
また、レンズ部３間をつなぐランナ（ゲート）７の断面形状は、図９に示すように半円形あるいは曲面形状としておくと、中央が膨らんでいるレンズ部３の中央部に外周部より多くの樹脂を流動充填することができて、レンズ部３の充填不良が生じるおそれを少なくすることができる。
【００１８】
さらに、樹脂の供給流路の末端部には、図１０に示すようにＬ／Ｄ≧１２０の狭間部７１を設け、その先に更にその５倍以上の断面積を持つ拡幅部７２を設けることで、剪断抵抗と解放後の流速低下による熱硬化反応促進を利用してベント先端部までの樹脂止めを可能とすることができる。
【００１９】
ところで、上記中間型５３は、レンズ部３の成形後に複数枚に切り離される１枚の基板１に応じたものとなっているが、図１１に示すように、予め複数枚に切り離した基板１にも適用することができる。また、中間型５３を交換することで、他の形状の突部１１を有する基板１や基板１そのものの厚みが異なるものなどにも対応することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、成形回路基板に設けた突部における光素子が実装された先端面にレンズ部を二次成形で形成するにあたり、上記突部が嵌る貫通孔を備えた中間型に成形回路基板を装着し、上型に設けた凹所内に位置させた中間型の貫通孔の一端が臨む下面と下型の上面との間にレンズ部の成形用キャビティを形成し、パーティングラインに位置する上記キャビティに成形用樹脂を充填してレンズ部を成形することから、中間型を用いているにもかかわらず、レンズ部をパーティングライン付近で成形することができるものであり、ランナ・ゲートを短くすることができ、樹脂硬化時間の制約を低減することができて、ボイド巻き込みやバリの発生を抑えることができる。
【００２１】
この時、下型に上下動自在なピンを設けて中間型の貫通孔内に位置する突部の先端面にピンの先端面を対向させ、ピンの先端面でレンズ部の表面を成形すると、ピンの交換によってレンズ部の形状を変更することができる。
【００２２】
また樹脂の注入時及びピンの突き出し時にピンに対して超音波振動を加えると、レンズ部の表面の面荒れを抑えることができる。
【００２３】
ピンの突き出し後にランナの突き出しを行うと、基板とランナの分離が容易となる。
【００２４】
また樹脂注入時のピン位置を成形回路基板の突部の高さに応じて制御することで、光素子とレンズ部表面との間の距離を所定値に保つことができる。
【００２５】
中間型を開いていない状態でピンの突き出しを行ってゲートの切断を行うと、ゲートの切断工程を後に必要としなくなる。
【００２６】
レンズ部からレンズ部における樹脂流路方向と直交する方向にダミー部を設けて、樹脂注入時にダミー部に樹脂を流入させれば、レンズ部の形状に起因するボイドの巻き込みを抑えることができる。
【００２７】
レンズ部のゲート断面を半円形または非球面形状とすると、レンズ部中央への樹脂充填をスムーズにすることができる。
【００２８】
中間型として基板形状に応じた複数種のものを選択使用すれば、複数種の基板において上型と下型とを共用することができる。
【００２９】
さらにはパーティングラインに沿った樹脂供給流路末端から型内空気の吸引を行いつつ樹脂注入を行ったり、パーティングラインに沿った樹脂供給流路末端に狭間部を介して拡幅部を設けて樹脂止め部としたりすると、樹脂の注入充填をスムーズにすることができるとともに、バリの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例にかかる金型の断面図である。
【図２】同上の成形手順を示す説明図である。
【図３】同上の成形手順を示す説明図である。
【図４】同上の成形手順を示す説明図である。
【図５】同上の成形後の基板と中間型とランナの断面図である。
【図６】  (a)(b)は要部断面図である。
【図７】  (a)は同上の部分斜視図、(b)はフローフロント軌跡を示した平面図である。
【図８】他例を示すもので、(a)は斜視図、(b)はフローフロント軌跡を示した平面図である。
【図９】更に他例を示すもので、(a)は斜視図、(b)は断面図である。
【図１０】別の例を示すもので、(a)は斜視図、(b)は断面図である。
【図１１】基板と中間型の断面図である。
【図１２】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１  成形回路基板
２  光素子
３  レンズ部
５  金型
５１  上型
５２  下型
５３  中間型
５７  貫通孔
ＰＬ  パーティングライン
【図１】
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【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】
0003979184.tif 000008
【図８】
0003979184.tif 000009
【図９】
0003979184.tif 000010
【図１０】
0003979184.tif 000011
【図１１】
0003979184.tif 000012
【図１２】
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