专利名称：光电耦合组件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及用于连接电路和光纤的光电耦合组件以及用于制造该光电耦合组件的方法。
背景技术：
随着宽带通信系统的发展，更高速度和更大容量已经成为联网家用电器以及网络节点处的路由器的需要。光学互联的应用范围正在扩大，其中在信号处理/传输接口处进行光电转换，并且通过利用光纤的宽带容量进行高速和大容量传输。例如在日本专利申请公开No.2005-43622中披露了这样一种技术，其中通过在光电转换点处使用光电耦合组件来连接电路和光纤，该光电耦合组件包括光电转换元件(发光元件或光接收元件)和光纤保持部件。
在以上文献中，可以从光纤保持部件的端面到侧面引出光电耦合组件中的电力配线，这使得在电路上布置光电耦合组件具有较大自由度。然而，在物体的表面上形成三维连续电力配线本来就是困难的。特别是当光纤保持部件的端面倾斜时，形成终止在该端面内的电极更是极其困难。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种可以容易地形成终止在倾斜表面上的电极的光电耦合组件以及用于制造该光电耦合组件的方法。
为了达到以上目的，提供一种光电耦合组件，该光电耦合组件包括(1)光电转换单元，其包括光电转换元件；以及(2)模制品。所述模制品包括光纤插入孔，其构造并布置为接纳穿过其的光纤，所述光纤的末端面向所述光电转换元件的活性层；末端面，其上安装有所述光电转换单元，所述末端面相对于所述光纤插入孔的轴向倾斜；侧面，其与所述末端面形成锐角；以及电极，其安装在所述末端面上并与所述光电转换元件电连接，所述电极具有第一端和第二端，所述第一端在所述末端面内终止，所述第二端具有在所述侧面上露出的端面。
所述电极的所述第二端的所述端面优选用金属电镀。所述电极的所述第二端优选突出为越过所述侧面。
本发明的另一方面提供一种用于制造光电耦合组件的方法，所述光电耦合组件包括光电转换单元，其具有光电转换元件；以及模制品，其包括光纤插入孔、相对于所述光纤插入孔的轴向倾斜的末端面、以及电极。所述方法包括(1)在用作所述电极的引线的支撑端定位在所述模制品的与所述末端面形成锐角的侧面上的状态下，将具有所述引线的配线板保持在模具中，然后通过嵌件成型形成所述模制品；(2)在所述支撑端处从由所述模具中取出的所述模制品切割所述配线板；以及(3)将所述光电转换单元安装在所述模制品的所述末端面上，以使所述光电转换元件的活性层面向所述光纤插入孔，并且所述光电转换元件的电极端子与所述电极电连接。
在此方法中，可以用切割机切割、用冲压模冲裁或用激光器切割所述支撑端。
通过下列说明书、所附权利要求书和说明书附图，会更好地理解本发明的这些以及其它特征、特点和优点。在
中，相同的标记适用于相同的部件，并且省略重复的说明。
图1是根据本发明的光电耦合组件的实施例的剖视图；图2是构成图1的光电耦合组件的模制品的透视图；图3A至3C是用以说明形成模制品的步骤的示意图，其中，图3A是形成型腔之前的剖视图，图3B是形成型腔之后的剖视图，图3C是移开模具之后的剖视图；图4是在用于制造根据本发明的光电耦合组件的方法中使用的配线板的实例的平面图；
图5是在用于制造根据本发明的光电耦合组件的方法中从模具中取出的模制品的实例的剖视图；以及图6是根据本发明的光电耦合组件的模制品的修改实例的剖视图。
具体实施例方式
图1是根据本发明的光电耦合组件的实施例的剖视图，图2是构成图1的光电耦合组件的模制品的透视图。光电耦合组件10包括长方体状的模制品20和光电转换单元30，该光电转换单元安装在模制品20的末端面21上，并与末端面21成一体。
其中插入光纤并在末端面21上敞开的多个光纤插入孔22以规定间隔沿模制品20的宽度方向布置为一行。光纤11的端部11a可以插入光纤插入孔22中，并且所插入的光纤11的端面11b在模制品20的末端面21上露出。
模制品20的末端面21相对于光纤插入孔22的轴向倾斜。具体来说，末端面21逐渐从底面23(模制品20安装在基板40上的表面；图中为所示实例的下侧)向后倾斜到上表面24。这样末端面21和底面23之间构成的角度是锐角。该角度优选为大于或等于80°并且小于或等于88°。末端面21倾斜的原因在于使得插入光纤插入孔22中的光纤11的端面11b不会撞击和损伤安装在末端面21上的光电转换单元30(如下所述)的活性层(有源层)32。活性层32小于光纤的外径，因此可以通过以倾斜的方式形成末端面21来避免与光电转换单元30的活性层32的碰撞。
电力配线25设置在模制品20的末端面21上。电力配线25包括长电极26，其设置为穿过模制品20的整个厚度；以及短电极27，其设置为从模制品20的下端开始而终止于厚度方向的中心附近。长电极26和短电极27对于每一光纤插入孔22而成对设置。长电极26位于光纤插入孔22旁边，而短电极27位于光纤插入孔22下方。长电极26下端的端面26a和短电极27下端的端面27a稍微从模制品20的底面23突出并在底面23上露出。这些端面的突出量优选为大于或等于0.005mm并且小于或等于0.1mm。长电极26的端面26a和短电极27的端面27a用金属电镀。
光电转换单元30设有至少一个光电转换元件31。活性层32和电极端子33设置在光电转换元件31的安装表面(模制品20侧的表面)上。光电转换单元30安装在模制品20上，使得光电转换元件31的活性层32保持在面向光纤插入孔22处的位置，并且电极端子33与模制品20的长电极26和短电极27电连接。
使光纤11插入光纤插入孔22中的光电耦合组件10以如下状态安装在基板40上，即模制品20的底面23与基板40接触。在这种状态下，长电极26的端面26a和短电极27的端面27a分别与基板40上的配线图案(未示出)焊接和连接。从而光电转换元件31的电极端子33和基板40的配线图案经由模制品20的电力配线25电连接。因此，光电转换元件31接收从基板40提供的驱动信号，并将光信号传输到光纤11；或者，光电转换元件31将来自光纤11的光信号转换为电信号，并将电信号传输到基板40。
接下来说明用于制造光电耦合组件10的方法。图3A至3C是用以说明形成模制品的步骤的示意图，图4是在用于制造根据本发明的光电耦合组件的方法中使用的配线板的实例的平面图，而图5是在用于制造根据本发明的光电耦合组件的方法中从模具中取出的模制品的实例的剖视图。通过以下步骤制造光电耦合组件10，即通过嵌件成型(insert-molding)形成在其末端面21上具有电力配线25的模制品20；切断附着在从模具中取出的模制品20上的配线板；以及将光电转换单元30安装在模制品20的末端面21上。
如图3A至3C所示，用以形成模制品20的模具50具有上模51和下模52，并且当上模51和下模52接合在一起时形成型腔53，在该型腔53中形成模制品20。在上模51和下模52之间设置有第一滑动型芯55，其具有用于形成光纤插入孔22的芯销54；以及第二滑动型芯56，其位于面向第一滑动型芯55的位置，并在模制品20上形成其上露出光纤11的端面11b的末端面21。在第二滑动型芯56上设置有保持孔56a，以便将芯销54保持在该保持孔56a中。通过将芯销54的端部插入保持孔56a中，从而使得芯销54在型腔53内精确地保持在适当位置。
在下模52的中心以嵌套结构设置用于调节第一滑动型芯55的高度的高度可调凸形部57。凸形部57在树脂注入过程中从下侧支撑第一滑动型芯55，并形成后述粘合剂注入口28，该粘合剂注入口用于注入粘合剂，以将光纤11固定到光电耦合组件10上。
下模52和第二滑动型芯56的相对面是以与模制品20的末端面21相同的角度倾斜的模压表面52a和56b。在下模52上形成有保持孔52b，并且在第二滑动型芯56上设置有保持销56c。通过将保持销56c插入保持孔52b中来将第二滑动型芯56定位在下模52上。
如图4中所示，将要成为通过嵌件成型而形成的模制品20的末端面21上的电力配线25的配线板60包括带状长金属板。利用蚀刻工艺或利用采用例如压力机的冲压工艺，在配线板60上沿纵向以一定间隔形成插入部分61。每一插入部分61与一个模制品20对应，并且在由下模52的模压表面52a和第二滑动型芯56的模压表面56b夹持的夹持范围A的上端形成引线62。
引线62具有交替形成于长孔63的顶长边63a和底长边63b之间的长引线64和短引线65。长引线64形成为穿过长孔63的顶长边63a和底长边63b之间的空间，而短引线65沿高度方向从长孔63的下长边63b延伸到长孔63的中心附近，该短引线65的一端终止于该长孔63的中心附近。在引线62中，长孔63的中心部分是插入模制品20的末端面21中的矩形模压区域B。
在引线62的两侧沿高度方向以一定间隔形成保持孔66，在模具50的第二滑动型芯56中形成的保持销56c插入保持孔66中。将保持销56c插入保持孔66中，从而相对于模具50以较高精度保持配线板60。
图3A是形成型腔之前的剖视图。为了用模具50形成模制品20，首先，将配线板60的插入部分61置于下模52和第二滑动型芯56之间。接下来，使上模51下降到下模52上，然后移动第二滑动型芯56以面向下模52，并将第一滑动型芯55移动至第二滑动型芯56侧。
这样，如图3B(形成型腔之后的剖视图)中所示，由上模51和下模52形成用于形成模制品20的型腔53。配线板60通过保持销56c在下模52上保持在适当位置，并由下模52和第二滑动型芯56夹持。配线板60的夹持范围A通过下模52的模压表面52a和第二滑动型芯56的模压表面56b以与模压表面52a、56b相同的角度倾斜。在这种情况下，由于第二滑动型芯56的模压表面56b在短引线65的端部逐渐朝向下模52一侧倾斜，所以作为固定到长边63b上的悬臂的短引线65通过模压表面56b沿型腔53的方向受到推压和弯曲。
然后将树脂注入型腔53中。一旦树脂固化，则如图3C(移开模具之后的剖视图)所示，上模51和第二滑动型芯56与下模52分离，拉出第一滑动型芯55，从而从模具中取出模制品。如图5所示，作为以上操作的结果，形成其末端面21设有配线板60的模制品20。
然后通过切割机在模制品20的上下端切断通过嵌件成型而形成的模制品20的末端面21上的配线板60。通过该切割而获得完成的模制品20，该模制品在倾斜的末端面21上设有由长引线64制成的长电极26和由短引线65制成的短电极27。
在长引线64和短引线65的下端稍微从模制品20的底面23突出的状态下，在模制品20的下端切断配线板60。然后在从模制品20的底面23突出的长电极26的下端的端面26a和短电极27的下端的端面27a上进行无电解电镀。
一旦如上所述通过嵌件成型形成模制品20，则将光电转换单元30安装在作为模制品20的倾斜表面的末端面21上，从而完成光电耦合组件10。由于在这种情况下模制品20的末端面21是倾斜表面，所以安装在末端面21上的光电转换元件31的活性层32也倾斜布置。从而当光纤11插入光纤插入孔22中时，可以抑制光纤11的端面11b和活性层32之间的干涉，防止了对活性层32和光纤11的损伤。
根据前述光电耦合组件10及其制造方法，当进行嵌件成型时，短引线65在与末端面21形成锐角的底面23侧被支撑为悬臂，因此包括短引线65的整个引线62可以通过下模52和第二滑动型芯56受到弯曲。因此，成为短电极27的短引线65未嵌入树脂内，并且可以容易地从底面接线到端面(反之，如果当进行嵌件成型时，短引线65在与末端面21形成钝角的上表面24侧被支撑为悬臂，则短引线65将不沿末端面21的斜面弯曲而穿入型腔53的内部，并嵌入在形成模制品20的树脂内)。因此能够将驱动信号经由光电耦合组件10的电力配线25提供给光电转换元件31，并且可以由光电转换元件31传输信号。
长电极26的端面26a和短电极27的端面27a用金属电镀。因此，电极26、27可以可靠地与基板40的电路图案焊接和连接，并且可以提高连接点的可靠性。电极26、27稍微突出为越过模制品20的底面23，因此当光电耦合组件安装在基板上时，使电极在压力状态下接触基板40的电路图案，从而可以提高连接点的可靠性。
由于是通过切割机来切割配线板60的长引线64和短引线65，因此可以提高切割精度。由于是通过使用切割机切割端面从而抛光端面，因此可以在由长引线64制成的长电极26的端面26a和由短引线65制成的短电极27的端面27a处保证极其良好的表面粗糙度。
可以用激光器或通过用冲压模冲裁来切割配线板60的长引线64和短引线65。用冲压模冲裁或用激光器切割可以以相当可靠的精确度容易地切割配线板60，并可以提高生产率。
本发明不局限于以上实施例的结构。例如，如图6中所示，模制品20A也可以构造为在末端面211和底面231之间具有过渡部分212。具体来说，末端面211可以具有这样的形状，该形状形成为越过从底面231竖直隆起的表面。同样可以适用于具有末端面211的模制品20A的是，短引线65在制造过程中未嵌入树脂中，并且短电极27可以可靠地定位在模制品20A的末端面211上。
已经结合当前认为是最实用的实施方式及其优选实施例说明了本发明，但是本发明不局限于所披露的实施例。然而，本发明意在涵盖包括在所附权利要求所限定的要旨和保护范围之内的各种修改和等同结构。
权利要求
1.一种光电耦合组件，包括(1)光电转换单元，其包括光电转换元件；以及(2)模制品，包括光纤插入孔，其构造并布置为接纳穿过其的光纤，所述光纤的末端面向所述光电转换元件的活性层；末端面，其上安装有所述光电转换单元，所述末端面相对于所述光纤插入孔的轴向倾斜；侧面，其与所述末端面形成锐角；以及电极，其安装在所述末端面上并与所述光电转换元件电连接，所述电极具有第一端和第二端，所述第一端在所述末端面内终止，所述第二端具有在所述侧面上露出的端面。
2.根据权利要求1所述的光电耦合组件，其中，所述电极的所述第二端的所述端面用金属电镀。
3.根据权利要求1所述的光电耦合组件，其中，所述电极的所述第二端突出为越过所述侧面。
4.一种用于制造光电耦合组件的方法，所述光电耦合组件包括光电转换单元，其具有光电转换元件；以及模制品，其包括光纤插入孔、相对于所述光纤插入孔的轴向倾斜的末端面、以及电极，所述方法包括(1)在用作所述电极的引线的支撑端定位在所述模制品的与所述末端面形成锐角的侧面上的状态下，将具有所述引线的配线板保持在模具中，然后通过嵌件成型形成所述模制品；(2)在所述支撑端处从由所述模具中取出的所述模制品切割所述配线板；以及(3)将所述光电转换单元安装在所述模制品的所述末端面上，以使所述光电转换元件的活性层面向所述光纤插入孔，并且所述光电转换元件的电极端子与所述电极电连接。
5.根据权利要求4所述的用于制造光电耦合组件的方法，其中，用切割机切割所述支撑端。
6.根据权利要求4所述的用于制造光电耦合组件的方法，其中，用冲压模冲裁所述支撑端。
7.根据权利要求4所述的用于制造光电耦合组件的方法，其中，用激光器切割所述支撑端。
全文摘要
本发明公开一种光电耦合组件及其制造方法，其可以容易地布置三维配线，并且可以容易地形成终止在倾斜表面上的电极。所述光电耦合组件包括光电转换单元和模制品。所述模制品包括用以接纳光纤的孔、相对于所述孔的轴线倾斜的末端面、与所述末端面形成锐角的侧面以及安装在所述末端面上的电极。所述电极具有第一端和第二端，所述第一端在所述末端面内终止，所述第二端具有在所述侧面上露出的端面。所述方法包括在用作所述电极的引线的支撑端定位在所述模制品的侧面上的状态下，保持具有所述引线的配线板，然后通过嵌件成型形成所述模制品；从所述模制品切割所述配线板；以及将所述光电转换单元安装在所述末端面上。
文档编号G02B6/42GK101051106SQ200710091039
公开日2007年10月10日 申请日期2007年4月5日 优先权日2006年4月5日
发明者樱井涉, 田村充章 申请人:住友电气工业株式会社