(57)【要約】【課題】プラスチック光ファイバの接続部の密閉性がよく、端面が保護され、且つ小型化を図り易い光通信モジュール等を提供する。【解決手段】  パッド部５を有する第一のリードフレーム３と、ボンディング部１１を有する第二のリードフレーム９と、パッド部５に設置された光素子７と、光素子７を包含する第一の成型体１５と、第一の成型体１５を包含する第二の成型体１７と、プラスチック光ファイバ１９とを備えた光通信モジュール１であって、第一のリードフレーム９は側面３ｃを有し、パッド部５は、側面３ｃに設けられ、第二の成型体１７には、光素子７に対面する部分にガイド孔１７ａが形成され、プラスチック光ファイバ１９がガイド孔１７ａに導入された状態で、第二の成型体１７とプラスチック光ファイバ１９との隙間は接着剤２１の硬化物で埋められていることを特徴とする光通信モジュール１。【選択図】図１
2009244702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッド部を有する第一のリードフレームと、ボンディング部を有する第二のリードフレームと、前記パッド部に設置された光素子と、前記光素子を包含する第一の成型体と、前記第一の成型体を包含する第二の成型体と、プラスチック光ファイバとを備えた光通信モジュールであって、
前記第一のリードフレームは帯状に延在するプレート部を有し、前記プレート部は、一対のプレート面と、前記プレート面に比べて幅の狭い側面とを有し、
前記パッド部は、前記プレート部の前記側面に設けられ、
前記光素子はボンディングワイヤによって前記ボンディング部に接続され、
前記第一の成型体は透明な第一の樹脂からなり、前記パッド部及び前記第一のリードフレームの一部と、前記ボンディング部及び前記第二のリードフレームの一部と、前記光素子を包含し、
前記第二の成型体は少なくとも可視光域で不透明な第二の樹脂からなって前記第一の成型体を包含し、
前記第二の成型体には、前記光素子に対面する部分にガイド孔が形成され、前記プラスチック光ファイバが前記ガイド孔に導入された状態で、前記第二の成型体と前記プラスチック光ファイバとの隙間は接着剤の硬化物で埋められていることを特徴とする光通信モジュール。
【請求項２】
前記パッド部は、前記側面に沿って立設し、前記プレート面に交差する方向に延在する平坦部と、前記側面と前記平坦部とを連結する曲げ部と、を有することを特徴とする請求項１記載の光通信モジュール。
【請求項３】
前記第一のリードフレームは、所定形状に成形された母材を折り曲げて前記プレート部と前記パッド部とを形成し、
前記第一のリードフレームの厚さは５０〜３５０μｍであり、
前記パッド部の前記平坦部の高さは３０μｍ以上６００μｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の光通信モジュール。
【請求項４】
前記パッド部の前記平坦部の幅は、前記パッド部の前記平坦部の高さと同じかそれ以上であることを特徴とする請求項２または請求項３記載の光通信モジュール。
【請求項５】
前記プラスチック光ファイバは、透明な芯樹脂からなる7以上１００００以下の芯と、前記芯を取り囲み前記芯樹脂よりも屈折率の低い透明な鞘樹脂からなる少なくとも１層の鞘層と、前記鞘層を取り囲む海樹脂からなる海層とで構成される断面形状を有する多芯プラスチック光ファイバ素線と、
前記多芯プラスチック光ファイバ素線を取り囲む被覆層と、を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光通信モジュール。
【請求項６】
前記接着剤は、光硬化接着剤であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光通信モジュール。
【請求項７】
前記光硬化接着剤は、紫外線硬化接着剤であることを特徴とする請求項６記載の光通信モジュール。
【請求項８】
前記光素子は、発光素子であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光通信モジュール。
【請求項９】
前記発光素子は、光波長４００ｎｍ以上１７００ｎｍ以下の面発光レーザであることを特徴とする請求項８記載の光通信モジュール。
【請求項１０】
前記光素子は、受光素子であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光通信モジュール。
【請求項１１】
前記受光素子は、波長４００ｎｍ以上１７００ｎｍ以下の範囲に感度のピークを有するフォトダイオードであることを特徴とする請求項１０記載の光通信モジュール。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の光通信モジュールの製造方法において、
パッド部とボンディング部とを有するリードフレームの前記パッド部に光素子を搭載する工程と、
前記ボンディング部と前記光素子とをボンディングワイヤで接続する工程と、
前記パッド部と前記ボンディング部とを有するリードフレームの一部、及び前記光素子を包含するように第一の成型体をモールドする工程と、
前記リードフレームを、前記パッド部を有する第一のリードフレームと前記ボンディング部を有する第二のリードフレームとに切断する工程と、
前記第一の成型体を包含し、かつ前記光素子に対面する部分にガイド孔を有する第二の成型体をモールドする工程と、
前記ガイド孔に接着剤を充填する工程と、
前記プラスチック光ファイバを前記ガイド孔に導入する工程と、
前記接着剤を硬化させる工程と、を含むことを特徴とする光通信モジュールの製造方法。
【請求項１３】
請求項８または請求項９に記載の光通信モジュールと請求項１０または請求項１１に記載の光通信モジュールとを含むプラスチック光ファイバモジュールであって、
前記各光通信モジュールの前記プラスチック光ファイバは、一本の共通のプラスチック光ファイバであることを特徴とするプラスチック光ファイバモジュール。
【請求項１４】
電子機器において、請求項１３記載のプラスチック光ファイバモジュールを用いた信号伝送を行うことを特徴とする光信号伝送方法。
【請求項１５】
第一の筐体、第二の筐体、及びそれらを接続するヒンジ部を有する電子機器において、
前記第一の筐体には、請求項１０または請求項１１に記載の光通信モジュールが搭載され、
前記第二の筐体には、請求項８または請求項９に記載の光通信モジュールが搭載され、
前記ヒンジ部は孔を有し、
前記各光通信モジュールの前記プラスチック光ファイバは、一本の共通のプラスチック光ファイバであり、
一本の前記プラスチック光ファイバは、前記ヒンジ部の孔を通過していることを特徴とする電子機器。
【請求項１６】
第一の筐体、第二の筐体、及びそれらを接続するヒンジ部を有する電子機器の製造方法であって、
第一のパッド部を有する第一のリードフレームと、第一のボンディング部を有する第二のリードフレームと、前記第一のパッド部に設置された第一の光素子と、前記第一の光素子を包含する第一の成型体と、前記第一の成型体を包含する第二の成型体と、プラスチック光ファイバとを備えた第一の光通信モジュールであって、前記第一のリードフレームは帯状に延在する第一のプレート部を有し、前記第一のプレート部は、一対のプレート面と、前記プレート面に比べて幅の狭い側面とを有し、前記第一のパッド部は、前記第一のプレート部の前記側面に設けられ、前記第一の光素子は第一のボンディングワイヤによって前記第一のボンディング部に接続され、前記第一の成型体は透明な第一の樹脂からなり、前記第一のパッド部及び前記第一のリードフレームの一部と、前記第一のボンディング部及び前記第二のリードフレームの一部と、前記第一の光素子を包含し、前記第二の成型体は少なくとも可視光域で不透明な第二の樹脂からなって前記第一の成型体を包含し、前記第二の成型体には、前記第一の光素子に対面する部分に第一のガイド孔が形成された第一の光通信モジュールの前記第一のガイド孔に前記プラスチック光ファイバの一端を導入して接着する工程と、
前記プラスチック光ファイバの他端を前記ヒンジ部が有する孔に通す工程と、
第二のパッド部を有する第三のリードフレームと、第二のボンディング部を有する第四のリードフレームと、前記第二のパッド部に設置された第二の光素子と、前記第二の光素子を包含する第三の成型体と、前記第三の成型体を包含する第四の成型体と、前記プラスチック光ファイバとを備えた第二の光通信モジュールであって、前記第三のリードフレームは帯状に延在する第二のプレート部を有し、前記第二のプレート部は、一対のプレート面と、前記プレート面に比べて幅の狭い側面とを有し、前記第二のパッド部は、前記第二のプレート部の前記側面に設けられ、前記第二の光素子は第二のボンディングワイヤによって前記第二のボンディング部に接続され、前記第三の成型体は透明な第三の樹脂からなり、前記第二のパッド部及び前記第三のリードフレームの一部と、前記第二のボンディング部及び前記第四のリードフレームの一部と、前記第二の光素子を包含し、前記第四の成型体は少なくとも可視光域で不透明な第四の樹脂からなって前記第三の成型体を包含し、前記第四の成型体には、前記第二の光素子に対面する部分に第二のガイド孔が形成された第二の光通信モジュールの前記第二のガイド孔に前記プラスチック光ファイバの他端を導入して接着する工程と、
前記第一の光通信モジュールを前記第一の匡体内に取り付ける工程と、
前記第二の光通信モジュールを前記第二の匡体内に取り付ける工程と、
を含むことを特徴とする請求項１５に記載の電子機器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、短距離の光信号伝送に使用される光通信モジュール及びプラスチック光ファイバモジュール、特に携帯電話、ＰＤＡ、モバイルパソコン、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ゲーム機などの携帯電子機器内や薄型テレビ、プロジェクター等の使用時の設置場所を移動可能な電子機器内で半永久的に固定される部位の光信号伝送に好適に使用できるプラスチック光ファイバモジュール及び電子機器に関する。特に、開閉するためのヒンジ部を有する２つのユニットからなる携帯電子機器、例えば携帯電話やモバイルコンピュータにおいて、該ヒンジ部を通して上部ユニットと下部ユニットとの間で光信号を伝送することに好適に使用できるプラスチック光ファイバモジュールに関する。さらに、光通信モジュールの製造方法、プラスチック光ファイバモジュールを用いた光信号伝送方法及び電子機器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック光ファイバは、石英系光ファイバに比べ、可撓性に富み、且つ大口径で高開口数のものを製造することによって端面処理や接続が容易であることなどから、主に短距離の光信号伝送やセンサといった分野に使用されている。
【０００３】
従来、プラスチック光ファイバと光送信回路／光受信回路との接続には、プラスチック光ファイバを終端させたプラグと光送信回路／光受信回路を搭載したリセプタクルを嵌合させる光コネクタを使用している。
【０００４】
近年、プラスチック光ファイバを携帯電子機器の開閉動作や回転動作を伴う部品間の信号接続用途に使用することが試みられ、繰り返し屈曲が要求される部位の光信号伝送に好適に使用できるプラスチック光ファイバが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このような携帯電子機器向けのプラスチック光ファイバモジュールとして、従来のようなプラスチック光ファイバと光送信回路／光受信回路との接続に光コネクタを使用するとプラスチック光モジュールの小型化ができず、携帯電子機器の小型化が困難であるため、光コネクタを使用しない小型の光モジュールが提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平２００７−２４９１１１号公報
【特許文献２】特開平２００７−９４２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２記載の光モジュールでは、単に突起部分と溝部分の凹凸を合わせて嵌合しているため完全に密閉されておらず、ほこりや水分の侵入によりプラスチック光ファイバ端面や光学系の性能が劣化する可能性があった。
【０００７】
本発明は、以上の課題を解決することを目的としており、プラスチック光ファイバの接続部の密閉性がよく、プラスチック光ファイバの端面が保護され、且つ小型化を図り易い光通信モジュール、光通信モジュールの製造方法、光通信モジュールを備えたプラスチック光ファイバモジュール、プラスチック光ファイバモジュールを用いた光信号伝送方法、電子機器及び電子機器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明は、パッド部を有する第一のリードフレームと、ボンディング部を有する第二のリードフレームと、パッド部に設置された光素子と、光素子を包含する第一の成型体と、第一の成型体を包含する第二の成型体と、プラスチック光ファイバとを備えた光通信モジュールであって、第一のリードフレームは帯状に延在するプレート部を有し、プレート部は、一対のプレート面と、プレート面に比べて幅の狭い側面とを有し、パッド部は、プレート部の前記側面に設けられ、光素子はボンディングワイヤによってボンディング部に接続され、第一の成型体は透明な第一の樹脂からなり、パッド部及び第一のリードフレームの一部と、ボンディング部及び第二のリードフレームの一部と、光素子を包含し、第二の成型体は少なくとも可視光域で不透明な第二の樹脂からなって第一の成型体を包含し、第二の成型体には、光素子に対面する部分にガイド孔が形成され、プラスチック光ファイバがガイド孔に導入された状態で、第二の成型体とプラスチック光ファイバとの隙間は接着剤の硬化物で埋められていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、光素子を透明な第一の樹脂からなる第一の成型体で包含し、その第一の成型体を包含する第二の成型体にガイド孔を形成し、そのガイド孔にプラスチック光ファイバが導入された状態で、第二の成型体とプラスチック光ファイバとの隙間を接着剤で埋めて固定するので、プラスチック光ファイバの接続部の密閉性がよく、プラスチック光ファイバの端面が保護される構成になっている。さらに、光素子が設置されるパッド部は、第一のリードフレームのプレート面上ではなく、側面に設けられている。従って、プラスチック光ファイバは、その端面を光素子に対面させた状態で、第一のリードフレームの側方に向けて延在させることが可能になるのでコンパクト化し易くなり、小型化が容易になる。
【００１１】
さらに、パッド部は、側面に沿って立設し、プレート面に交差する方向に延在する平坦部と、側面と平坦部とを連結する曲げ部とを有すると好適である。
【００１２】
さらに、第一のリードフレームは、所定形状に成形された母材を折り曲げてプレート部とパッド部とを形成し、第一のリードフレームの厚さは５０〜３５０μｍであり、パッド部の平坦部の高さは３０μｍ以上６００μｍ以下であると好適である。
【００１３】
さらに、パッド部の平坦部の幅は、パッド部の平坦部の高さと同じかそれ以上であると好適である。
【００１４】
さらに、プラスチック光ファイバは、透明な芯樹脂からなる7以上１００００以下の芯と、芯を取り囲み芯樹脂よりも屈折率の低い透明な鞘樹脂からなる少なくとも１層の鞘層と、鞘層を取り囲む海樹脂からなる海層とで構成される断面形状を有する多芯プラスチック光ファイバ素線と、多芯プラスチック光ファイバ素線を取り囲む被覆層と、を備えていると好適である。
【００１５】
さらに、接着剤は、光硬化接着剤を用いることができ、特に、光硬化接着剤は、紫外線硬化接着剤であると好適である。
【００１６】
さらに、光素子は、発光素子であってもよく、その発光素子は、光波長４００ｎｍ以上１７００ｎｍ以下の面発光レーザであると好適である。
【００１７】
さらに、光素子は、受光素子であってもよく、その受光素子は、波長４００ｎｍ以上１７００ｎｍ以下の範囲に感度のピークを有するフォトダイオードであると好適である。
【００１８】
また、本発明は、上記の光通信モジュールの製造方法において、パッド部とボンディング部とを有するリードフレームのパッド部に光素子を搭載する工程と、ボンディング部と光素子とをボンディングワイヤで接続する工程と、パッド部とボンディング部とを有するリードフレームの一部、及び光素子を包含するように第一の成型体をモールドする工程と、リードフレームを、パッド部を有する第一のリードフレームとボンディング部を有する第二のリードフレームとに切断する工程と、第一の成型体を包含し、かつ光素子に対面する部分にガイド孔を有する第二の成型体をモールドする工程と、ガイド孔に接着剤を充填する工程と、プラスチック光ファイバをガイド孔に導入する工程と、接着剤を硬化させる工程と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、上記の発光素子からなる光素子を有する光通信モジュールと、上記の受光素子からなる光素子を有する光通信モジュールとを含むプラスチック光ファイバモジュールであって、各光通信モジュールのプラスチック光ファイバは、一本の共通のプラスチック光ファイバであることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、電子機器において、上記のプラスチック光ファイバモジュールを用いて信号伝送を行うことを特徴とする光信号伝送方法とした。
【００２１】
また、本発明に係る電子機器は、第一の筐体、第二の筐体、及びそれらを接続するヒンジ部を有する電子機器において、第一の筐体には、受光素子からなる光素子を有する光通信モジュールが搭載され、第二の筐体には、発光素子からなる光素子を有する光通信モジュールが搭載され、ヒンジ部は孔を有し、各光通信モジュールのプラスチック光ファイバは、一本の共通のプラスチック光ファイバであり、一本のプラスチック光ファイバは、ヒンジ部の孔を通過していることを特徴とした。
【００２２】
また、本発明は、第一の筐体、第二の筐体、及びそれらを接続するヒンジ部を有する電子機器の製造方法であって、第一のパッド部を有する第一のリードフレームと、第一のボンディング部を有する第二のリードフレームと、第一のパッド部に設置された第一の光素子と、第一の光素子を包含する第一の成型体と、第一の成型体を包含する第二の成型体と、プラスチック光ファイバとを備えた第一の光通信モジュールであって、第一のリードフレームは帯状に延在する第一のプレート部を有し、第一のプレート部は、一対のプレート面と、プレート面に比べて幅の狭い側面とを有し、第一のパッド部は、第一のプレート部の側面に設けられ、第一の光素子は第一のボンディングワイヤによって第一のボンディング部に接続され、第一の成型体は透明な第一の樹脂からなり、第一のパッド部及び第一のリードフレームの一部と、第一のボンディング部及び第二のリードフレームの一部と、第一の光素子を包含し、第二の成型体は少なくとも可視光域で不透明な第二の樹脂からなって第一の成型体を包含し、第二の成型体には、第一の光素子に対面する部分に第一のガイド孔が形成された第一の光通信モジュールの第一のガイド孔に前記プラスチック光ファイバの一端を導入して接着する工程と、プラスチック光ファイバの他端をヒンジ部が有する孔に通す工程と、第二のパッド部を有する第三のリードフレームと、第二のボンディング部を有する第四のリードフレームと、第二のパッド部に設置された第二の光素子と、第二の光素子を包含する第三の成型体と、第三の成型体を包含する第四の成型体と、プラスチック光ファイバとを備えた第二の光通信モジュールであって、第三のリードフレームは帯状に延在する第二のプレート部を有し、第二のプレート部は、一対のプレート面と、プレート面に比べて幅の狭い側面とを有し、第二のパッド部は、第二のプレート部の側面に設けられ、第二の光素子は第二のボンディングワイヤによって第二のボンディング部に接続され、第三の成型体は透明な第三の樹脂からなり、第二のパッド部及び第三のリードフレームの一部と、第二のボンディング部及び第四のリードフレームの一部と、第二の光素子を包含し、第四の成型体は少なくとも可視光域で不透明な第四の樹脂からなって第三の成型体を包含し、第四の成型体には、第二の光素子に対面する部分に第二のガイド孔が形成された第二の光通信モジュールの第二のガイド孔にプラスチック光ファイバの他端を導入して接着する工程と、第一の光通信モジュールを第一の匡体内に取り付ける工程と、第二の光通信モジュールを第二の匡体内に取り付ける工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、プラスチック光ファイバの接続部の密閉性がよく、プラスチック光ファイバの端面が保護され、且つ小型化を図り易くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同一の要素は、可能であれば同一の参照番号を用いて示されている。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。
【００２５】
図１は本実施形態に係る光通信モジュールの断面の模式図であり、図２は図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った光通信モジュールの断面の模式図である。本実施形態の光通信モジュール１は、第一のリードフレーム３、第二のリードフレーム９、光素子７、第一の成型体１５、第二の成型体１７、及びプラスチック光ファイバ１９を備えている。
【００２６】
第一のリードフレーム３は板状の部材からなり、帯状に延在するプレート部３ａとプレート部３ａに対して立設されたパッド部５とを有する。プレート部３ａは、一対のプレート面３ｂと、プレート面３ｂに比べて幅の狭い側面３ｃとを有している。なお、プレート部３ａとパッド部５とは一体的に繋がっており、プレート部３ａの側面３ｃの一部は、パッド部５の根元側の仮想断面となる。従って、パッド部５はプレート部３ａの側面３ｃ（仮想断面）に設けられている。また、パッド部５には、光素子７が設置されている。
【００２７】
図３は、第一リードフレームの一部及びパッド部の斜視図である。パッド部５は、側面３ｃに沿って立設する。また、パッド部５は、プレート面３ｂに交差する方向に延在する平坦部５ａと、側面３ｃと平坦部５ａとを連結する曲げ部５ｂとを有する。パッド部５は、例えば、母材である第一のリードフレーム３の一部を略９０度折り曲げることによって形成することができる。第一のリードフレーム３の一部を折り曲げた後に、曲げ部５ｂの一部を削り、より広い平坦部５ａを形成してもよい。平坦部５ａには、光素子７が銀ペースト等の導電性接着剤で接着され搭載されている。
【００２８】
第一のリードフレーム３の厚さ３ｔは、５０μｍ以上、３５０μｍ以下であることが好ましい。厚さ３ｔが５０μｍ以上であると、後述のワイヤボンディングの際の歩留り悪化を避けることができるためであり、３５０μｍ以下であると、パッケージの高さを１ｍｍ以下に抑えることができ、光通信モジュール１を携帯電子機器に好適に適用できるためである。また、平坦部５ａの高さ５ａｈは、３０μｍ以上６００μｍ以下であることが好ましい。高さ５ａｈが３０μｍ以上であると、光素子７の平面サイズは最小で３０μｍ角程度であるため、パッド部５に小さなサイズの光素子７を容易に設置することができるためであり、６００μｍ以下であるとパッケージの高さを１ｍｍ以下に抑えることができるためである。また、小型化の観点から、平坦部５ａの幅５ａｗは、平坦部５ａの高さ５ａｈと同じか、それ以上であることが好ましい。曲げ部５ｂの曲げ角度は、略９０度であることが好ましい。また、曲げ部５ｂの外周部の曲率半径Ｒは、０．１μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。このような第一のリードフレーム３及びパッド部５の態様は、第一のリードフレーム３の厚さ３ｔに比べて光素子７の底面の一辺の長さが大きい場合に好ましい。
【００２９】
光素子７は、例えば、発光素子や受光素子である。光素子７を発光素子とした場合、光通信モジュール１は発光モジュールとなる。発光素子としては、例えば半導体レーザやＬＥＤを用いることができる。特に光通信モジュール１を低消費電力が要求される携帯電子機器に利用する場合、発光素子は、発光波長が４００ｎｍ以上１７００ｎｍ以下の面発光レーザであることが好ましい。光素子７を受光素子とした場合、光通信モジュール１は受光モジュールとなる。受光素子としては、例えばフォトダイオードを用いることができる。受光素子は、発光素子の発光波長に感度を有することが必要である。例えば、発光素子の発光波長が４００ｎｍ以上１７００ｎｍ以下の面発光レーザである場合、受光素子としては、波長４００ｎｍ以上１７００ｎｍ以下の範囲に感度のピークを有するフォトダイオードを用いることが好ましい。
【００３０】
第二のリードフレーム９は、板状の部材であり、その側面にボンディング部１１を有する。ボンディング部１１は、例えば第二のリードフレーム９の一部を略９０度折り曲げることによって形成することができる。又は、第二のリードフレーム９の側面をボンディング部１１としてもよい。ボンディング部１１と光素子７は、金等の金属からなるボンディングワイヤ１３によって、電気的に接続されている。製造を容易にする観点から、ボンディング部１１はパッド部５と略平行な面に設けられていることが好ましい。
【００３１】
第一のリードフレーム３、第二のリードフレーム９、及び、パッド部５を構成する材料としては、例えば鉄ニッケル合金、アルミニウムや銅などの金属材料を用いることができる。これらを構成する材料として、その他には、各種の金属がメッキされた鉄ニッケル合金、アルミニウム、又は銅等を用いることもできる。特に、銅は導電率が高く、また、精密プレス加工にも適しているので、好ましい。第一のリードフレーム３及び第二のリードフレーム９は、上述した金属材料からなる板を、所定の方法に従って精密金型によるプレス加工、またはフォトレジストによるパターンマスクで保護した後エッチング加工することにより製造することができる。このように第一のリードフレーム３及び第二のリードフレーム９は導電性の部材であるため、第一のリードフレーム３と第二のリードフレーム９との間に電圧を印加すれば、光素子７を動作させることができる。
【００３２】
図４に、第一のリードフレームの変形例を示す。この態様においては、第一のリードフレーム３の側面３ｃがパッド部を形成している。側面３ｃに光素子７が銀ペースト等の導電性接着剤で接着され搭載されている。この場合の該パッド部の幅及び高さは、それぞれ側面３ｃの幅及び高さと等しいことになる。このような第一のリードフレーム３の態様は、第一のリードフレーム３の厚さに比べて光素子７の底面の一辺の長さが小さい場合に好ましい。
【００３３】
本実施形態に係る光通信モジュールの製造方法においては、第一のリードフレーム３及び第二のリードフレーム９は、第一のリードフレーム３になる部分と第二のリードフレーム９になる部分をタイバー部でつないだ形で成形し（必要に応じて第一のリードフレーム３及び／又は第二のリードフレーム９の一部を略９０度折り曲げることによってパッド部５及び／又はボンディング部１１を形成する工程を含む。）、光素子７をパッド部５に搭載しボンディングワイヤ１３によってボンディング部１１に接続した後に、該パッド部５と該ボンディング部１１と該光素子７とを包含するように、かつ該タイバー部を包含しないように透明な第一の樹脂でモールドして第一の成型体１５とし、該タイバー部を切断することによって、第一のリードフレーム３と第二のリードフレーム９とに分割することが好ましい。
【００３４】
第一の成型体１５は、パッド部５及び第一のリードフレーム３の一部、ボンディング部１１及び第二のリードフレーム９の一部を包含するようにモールドされる。該第一の成型体１５を構成する第一の樹脂は、少なくとも光素子７が発光又は受光する光の波長において透明である必要があり、耐熱性を有することが好ましい。該第一の樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、及び液晶ポリマー樹脂等を好適に使用できる。中でもエポキシ樹脂は、既に半導体の大半のパッケージの封止剤として使われており、本光通信モジュール１の第一の樹脂としても、透明エポキシ樹脂を好適に使用できる。
【００３５】
第二の成型体１７は、上記第一の成型体１５を包含し、かつ、光素子７と上記第一の成型体１７を介して対面する部分にガイド孔１７ａを有するようにモールドされる。ガイド孔１７ａにはプラスチック光ファイバ１９が導入されている。第二の成型体１７とプラスチック光ファイバ１９との隙間は接着剤２１の硬化剤で埋められており、プラスチック光ファイバ１９は第二の成型体１７に接続されている。このようにして、プラスチック光ファイバ１９と光素子７はそれぞれ対向するように固定されている。光素子７が発光素子の場合、発光素子の出射光はプラスチック光ファイバ１９内に入射し、光素子７が受光素子の場合、プラスチック光ファイバ１９から出射した光は受光素子に入射する。
【００３６】
第二の成型体１７を構成する第二の樹脂は、少なくとも可視光域で不透明な樹脂であり、耐熱性を有することが好ましい。なお、透明な樹脂に対してカーボンブラック等の着色剤の添加によって不透明とした樹脂を第二の樹脂として使用することもできる。第二の樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、及び液晶ポリマー樹脂等が好ましい。中でもポリブチレンテレフタレート樹脂、及び液晶ポリマー樹脂は、モールドした時に寸法が安定しており好適に使用できる。
【００３７】
プラスチック光ファイバ１９を第二の成型体１７に接続する際には、ガイド孔１７ａに接着剤２１を充填した後にプラスチック光ファイバ１９をガイド孔１７ａに導入してもよいし、プラスチック光ファイバ１９をガイド孔１７ａに導入した後にガイド孔１７ａに接着剤２１を充填してもよい。またこのときに用いる接着剤２１の量は、導入するガイド孔１７ａに、プラスチック光ファイバ１９を奥まで導入した時に、接着剤２１が少量はみ出す程度の量であることが好ましい。
【００３８】
接着剤２１は、光硬化接着剤であることが好ましく、紫外線硬化接着剤であることがさらに好ましい。また光硬化接着剤を用いた際には、接着剤２１を充填する工程の後、光硬化接着剤に光を照射し光硬化接着剤を硬化させる。従って、接着剤２１は、表面を光照射により硬化させれば内部は自然に硬化する嫌気性紫外線光硬化接着剤であることがより好ましい。さらに接着剤２１は、粘度が低い接着剤であると気泡が入り難いため好ましい。
【００３９】
プラスチック光ファイバ１９は、石英系光ファイバに比較して可撓性に富み、端面処理や接続が容易であることなどから、本実施形態の光通信モジュール１において好適に使用可能である。特に、光通信モジュール１において、図５に示すような断面形状のプラスチック光ファイバを用いることが好ましい。図５に示すプラスチック光ファイバ１９は、多芯プラスチック光ファイバ素線３８と、多芯プラスチック光ファイバ素線３８を取り囲む被覆層３６とを備えている。多芯プラスチック光ファイバ素線３８は、透明な芯樹脂からなる複数の芯３３と、各芯３３を取り囲み芯樹脂よりも屈折率の低い透明な鞘樹脂からなる少なくとも１層の鞘層３４と、鞘層３４を取り囲む海樹脂からなる海層３５とで構成される。芯３３の本数は、７以上１００００以下であることが好ましい。このようなプラスチック光ファイバ１９は、繰り返し屈曲性があるため、光通信モジュール１において好適に使用することができる。
【００４０】
芯樹脂はポリメチルメタクリレート系樹脂からなり、鞘樹脂はショアＤ硬度２５以上５５以下のテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロピレンとビニリデンフロライドとの共重合体からなり、海樹脂はビニリデンフロライドとテトラフルオロエチレンとの共重合体からなることが好ましい。また、芯樹脂はポリメチルメタクリレート系樹脂からなり、鞘樹脂はビニリデンフロライドとテトラフルオロエチレンとの共重合体からなり、海樹脂はショアＤ硬度２５以上５５以下のテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロピレンとビニリデンフロライドとの共重合体からなることも好ましい。また、被覆層３６がナイロン１２からなることが好ましい。また、多芯プラスチック光ファイバ素線３８の外径は０．２５ｍｍ以上０．５５ｍｍ以下であることが好ましい。また、パッド部５への光素子７の取り付け位置の誤差に伴う光ロスを小さくするために、プラスチック光ファイバ１９のファイバ開口数は高いほうが好ましく、０．４以上、０．７以下であることが好ましい。
【００４１】
プラスチック光ファイバ１９を信号伝送に使用する場合、大切なことは、プラスチック光ファイバ１９と光素子７との間で効率よく光を結合することである。そのために、光素子７として面発光レーザを用いた場合、面発光レーザとプラスチック光ファイバ１９の境界に存在する第一の成型体１５を凸状にモールドし、凸レンズ作用によって面発光レーザから出射したレーザ光を集光させてプラスチック光ファイバ１９に入射させることが好ましい。また、光素子７としてフォトダイオードを用いた場合、プラスチック光ファイバ１９とフォトダイオードの境界に存在する第一の成型体１５を凸状にモールドし、プラスチック光ファイバ１９から出射されるレーザ光等を集光させてフォトダイオードに入射させることが好ましい。
【００４２】
上述のような光通信モジュール１は、光素子７を透明な第一の樹脂からなる第一の成型体１５で包含し、その第一の成型体１５を包含する第二の成型体１７にガイド孔１７ａを形成し、そのガイド孔１７ａにプラスチック光ファイバ１９が導入された状態で、第二の成型体１７とプラスチック光ファイバ１９との隙間を接着剤２１で埋めて固定するので、プラスチック光ファイバ１９の接続部の密閉性がよく、プラスチック光ファイバ１９の端面が保護される構成になっている。さらに、光素子７が設置されるパッド部５は、第一のリードフレーム３のプレート面３ｂ上ではなく、側面３ｃに設けられている。従って、プラスチック光ファイバ１９は、その端面を光素子７に対面させた状態で、第一のリードフレーム３の側方に向けて延在させることが可能になるのでコンパクト化し易くなり、小型化が容易になる。
【００４３】
図６に本実施形態に係るプラスチック光ファイバモジュールを備える携帯電子機器の模式図を示す。
【００４４】
電子機器としての携帯電子機器１００は、第一の筐体５１、第二の筐体５７、及び第一の筐体５１と第二の筐体５７とを接続するヒンジ部５３を有する。
【００４５】
第一の筐体５１は、光通信モジュール１ａを有している。光通信モジュール１ａは図１に示す光通信モジュール１と同様の構成であるが、光素子としてフォトダイオード等の受光素子７ａを有している。第二の筐体５７は、光通信モジュール１ｂを有している。光通信モジュール１ｂは図１に示す光通信モジュール１と同様の構成であるが、光素子として面発光レーザ等の発光素子７ｂを有している。そして、光通信モジュール１ａと光通信モジュール１ｂは、一本の共通のプラスチック光ファイバ１９を有している。プラスチック光ファイバ１９は、ヒンジ部５３の孔５３ｈを通過している。光通信モジュール１ａと光通信モジュール１ｂとで、プラスチック光ファイバモジュール５０となる。
【００４６】
プラスチック光ファイバモジュール５０は、携帯電子機器１００内、又は使用時の設置場所を移動可能な電子機器内において好適に使用することができる。携帯電子機器１００の例としては、携帯電話、ＰＤＡ、モバイルパソコン、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ゲーム機携帯電話、ノート型コンピュータ、携帯ゲーム機等を挙げることができる。また、電子機器は、携帯電子機器１００の他に、薄型テレビ、プロジェクター等の移動可能な電子機器であってもよい。プラスチック光ファイバモジュール５０はこのような携帯電子機器１００や移動可能な電子機器内において、ヒンジ部５３のような繰り返し屈曲をする部位を介する光信号伝送に使用できる。このような用途において電気信号を伝送する場合はノイズ防止のために電線の周囲をシールドで被覆する必要があるが、本実施形態のプラスチック光ファイバモジュール５０で光信号を伝送する場合は、高速信号であってもシールド不要である。
【００４７】
特に、第一の筐体５１としての液晶部分、第二の筐体５７としてのキーボード部分、及びそれらを接続するヒンジ部５３からなる携帯電子機器１００において、第一の筐体５１は光通信モジュール１ａを有し、第二の筐体５７は光通信モジュール１ｂを有し、ヒンジ部５３が孔５３ｈを有し、光通信モジュール１ａと光通信モジュール１ｂとが一本の共通のプラスチック光ファイバ１９で接続されている携帯電子機器１００に好適に使用できる。
【００４８】
携帯電子機器１００は、光通信モジュール１ａ及び１ｂの一方のガイド孔１７ａにプラスチック光ファイバ１９の一端を導入して接着剤２１で接着する工程、プラスチック光ファイバ１９の他端をヒンジ部５３の有する孔５３ｈに通す工程、プラスチック光ファイバ１９の他端部を光通信モジュール１ａ及び１ｂの他方のガイド孔１７ａに導入して接着剤２１で接着する工程、光通信モジュール１ａ及び１ｂの他方を第二の筐体５７内に取り付ける工程、及び光通信モジュール１ａ及び１ｂの一方を第一の筐体５１内に取り付ける工程によって好適に製造することができる。なお、光通信モジュール１ａ及び１ｂのプラスチック光ファイバ１９への取り付け順序、及び第一の筐体５１又は第二の筐体５７への取り付け順序は逆であっても同様に実施できることはいうまでもない。このような製造方法をとることにより、上記効果の上に、ヒンジ部５３の孔５３ｈの内径、外径を小さくでき薄型の携帯電子機器１００を得ることができる。ヒンジ部５３の孔５３ｈは電源線、信号線として電気線を通す孔として併用することもできる。
【実施例】
【００４９】
（第一の光通信モジュールの作製）
銅製の厚さ１５０μｍのリードフレームの一部を、折り曲げ角度９０度、曲率半径１５０μｍで折り曲げて、平坦部の高さが３５０μｍ、幅が６００μｍとなるようなパッド部（第一のパッド部）を有するリードフレームを作成した。該パッド部に発光波長８５０ｎｍの面発光レーザ（第一の光素子）を搭載し、該面発光レーザと該リードフレームが有するボンディング部（第一のボンディング部）を金製のボンディングワイヤ（第一のボンディングワイヤ）で接続した。
【００５０】
次に、透明エポキシ樹脂で、面発光レーザ、及びパッド部とボンディング部を含むリードフレームの一部が覆われるように一次モールドし、第一の成型体を作製した（図１参照）。次に、リードフレームのタイバー部を切断して、パッド部を有する第一のリードフレームとボンディング部を有する第二のリードフレームに分割した。次に、少なくとも可視光域で不透明となる液晶ポリマーで、該第一の成型体を覆いプラスチック光ファイバを導入するための直径０．６１ｍｍのガイド孔（第一のガイド孔）を有するように二次モールドし、第二の成型体を作製した。プラスチック光ファイバの導入部であるガイド孔を除く第二の成型体のモールド寸法（パッケージ寸法）は、縦３ｍｍ、横３ｍｍ、高さ１ｍｍであった。
【００５１】
次に、嫌気性紫外線硬化接着剤をガイド孔に充填し、多芯プラスチック光ファイバ（旭化成エレクトロニクス社製  多芯プラスチック光ファイバ（品名  ＳＭＣＮ−４００Ｐ−６））を２０ｃｍに切断したものの一端を該ガイド孔に導入し、該接着剤に紫外線を照射し硬化させて第一の光通信モジュールを製造した。
【００５２】
（第二の光通信モジュール及びプラスチック光ファイバモジュールの作製）
銅製の厚さ１５０μｍのリードフレームの一部を、折り曲げ角度９０度、曲率半径１５０μｍで折り曲げて、平坦部の高さが３５０μｍ、幅が６００μｍとなるようなパッド部（第二のパッド部）を有するリードフレームを作成した。該パッド部に波長８５０ｎｍに感度を有するシリコンフォトダイオード（第二の光素子）を搭載し、該フォトダイオードと該リードフレームが有するボンディング部（第二のボンディング部）を金製のボンディングワイヤ（第二のボンディングワイヤ）で接続した。
【００５３】
次に、透明エポキシ樹脂で、フォトダイオード、及びパッド部とボンディング部を含むリードフレームの一部が覆われるように一次モールドし、第三の成型体を作製した（図１参照）。次に、リードフレームのタイバーを切断して、パッド部を有する第三のリードフレームとボンディング部を有する第四のリードフレームに分割した。次に、少なくとも可視光域で不透明となる液晶ポリマーで、該第三の成型体を覆いプラスチック光ファイバを導入するための直径０．６１ｍｍのガイド孔（第二のガイド孔）を有するように二次モールドし、第四の成型体を作製した。プラスチック光ファイバの導入部を除く第四の成型体のモールド寸法（パッケージ寸法）は、縦３ｍｍ、横３ｍｍ、高さ１ｍｍであった。
【００５４】
次に、嫌気性紫外線硬化接着剤をガイド孔（第二のガイド孔）に充填し、上記第一の光通信モジュールの多芯プラスチック光ファイバの他端を該ガイド孔に導入し、該接着剤に紫外線を照射し硬化させて第二の光通信モジュールを製造し、プラスチック光ファイバモジュールを作製した。
【００５５】
（プラスチック光ファイバモジュールの評価）
このプラスチック光ファイバモジュールを常温で２４時間放置した後、光パワーと引張強度を測定した。面発光レーザの注入電流６．９ｍＡの時、シリコンフォトダイオードの光電流は０．３１ｍＡであった。このプラスチック光ファイバモジュールを温度８５度湿度８５％の恒温恒湿槽に１０００時間放置した後に、同条件で測定したところ、シリコンフォトダイオードの光電流は０．３０ｍＡであり長期に安定していた。
【００５６】
次に、同様の製法で作製した別のプラスチック光ファイバモジュールを常温で２４時間放置した後、第二の成型体を把持し引張速度１００ｍｍ／分で引張試験を行ったところ、破断強度は１８ニュートンであった。
【００５７】
次に、同様の方法で作製した別のプラスチック光ファイバモジュールを温度８５度湿度８５％の恒温恒湿槽に１０００時間放置した後に、第二の成型体を把持し引張速度１００ｍｍ／分で引張試験を行ったところ、破断強度は１９ニュートンであり長期に安定していた。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、携帯電話、ＰＤＡ、モバイルパソコン、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ゲーム機などの携帯電子機器内や薄型テレビ、プロジェクター等の使用時の設置場所を移動可能な電子機器内での光信号伝送に好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施形態に係る光通信モジュールの断面の模式図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った光通信モジュールの断面の模式図である。
【図３】第一リードフレームの一部及びパッド部の斜視図である。
【図４】第一リードフレームの変形例を示す図である。
【図５】プラスチック光ファイバの断面図である。
【図６】プラスチック光ファイバモジュールを備える携帯電子機器の模式図である。
【符号の説明】
【００６０】
１、１ａ、１ｂ・・・光通信モジュール、３・・・第一のリードフレーム、３ａ・・・プレート部、３ｂ・・・プレート面、３ｃ・・・側面、５・・・パッド部、５ａ・・・平坦部、７・・・光素子、９・・・第二のリードフレーム、１１・・・ボンディング部、１３・・・ボンディングワイヤ、１５・・・第一の成型体、１７・・・第二の成型体、１７ａ・・・ガイド孔、１９・・・プラスチック光ファイバ、２１・・・接着剤、５０・・・プラスチック光ファイバモジュール、１００・・・携帯電子機器。
【図１】
2009244702.tif 000003
【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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