插头的制作方法
【专利摘要】本发明提供不用进行复杂的调芯就能够制造的插头。插头（10）设置在光纤（50）的一端并且在插座装卸。金属罩（18）与插座嵌合。插芯（17）与金属罩（18）一体成形，该树脂插芯保持光纤（50）。光元件模块（14）包括与光纤（50）光学耦合的光电转换元件（12）以及安装有该光电转换元件（12）安装的基板。光元件模块（14）被压入到由金属罩（18）和插芯（17）形成的空间（Sp）。
【专利说明】插头
【技术领域】
[0001]本发明涉及插头，特别是涉及设置在光纤的一端的插头。
【背景技术】
[0002]作为现有的插头，例如公知有专利文献I所记载的光传送模块。图9是专利文献I所记载的光传送模块500的透视图。
[0003]如图9所示，光传送模块500大致具备光纤502、光元件504、透明树脂506、光元件用基板508以及母基板510。光元件504安装于光元件用基板508。另外，光元件用基板508安装在母基板510上。光纤502与光元件504光学耦合。透明树脂506密封光纤502的一端以及光兀件504的周围。
[0004]如以上那样构成的光传送模块500按照以下步骤来组装。首先，将光纤502与光兀件504载置于载置台，并且利用照相机从光纤502的侧面方向拍摄光纤502的芯与光兀件504，在显示器显示其图像。而且，ー边观察图像，ー边使光纤502或者光元件504中的至少一方移动，从而实现光纤502与光兀件504的光轴对准(调芯)。由此，进行光纤502的侧面方向的调芯。同样地，从光纤502的上面方向拍摄光纤502的芯与光兀件504,从而实现光纤502的上面方向的调芯。在调芯后，通过透明树脂506来密封光纤502与光元件504。
[0005]然而，在专利文献I所记载的光传送模块500中，需要如上述那样，ー边利用照相机观察光纤502以及光元件504，ー边进行调芯。因此，存在制造光传送模块500需要花费时间的问题。
[0006]专利文献1:日本特开2010-286778号公报
【发明内容】
[0007]鉴于此，本发明的目的在于提供能够不用进行复杂的调芯而制造的插头。
[0008]本发明的ー个方式的插头是设置在光纤的一端并且在插座装卸的插头，其特征在于，具备:金属罩，其与上述插座嵌合；树脂插芯，其与上述金属罩一体成形，该树脂插芯保持上述光纤；以及光元件模块，其包括与上述光纤光学耦合的光元件以及安装有该光元件安装的基板，上述光元件模块被压入到由上述金属罩和上述树脂插芯形成的空间。
[0009]根据本发明，能够不用进行复杂的调芯而进行制造。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明的ー实施方式的连接器的外观立体图。
[0011]图2是从连接器分离插头后的外观立体图。
[0012]图3是插头的外观立体图。
[0013]图4是插头的分解立体图。
[0014]图5是光兀件模块以及插芯的外观立体图。
[0015]图6是光元件模块的外观立体图。[0016]图7是表示主体以及电气电路部安装于电路基板的情况的图。
[0017]图8是插座的分解立体图。
[0018]图9是专利文献I所记载的光传送模块的透视图。
【具体实施方式】
[0019]以下，參照附图对本发明的ー实施方式的插头进行说明。
[0020](连接器的简要结构)
[0021]首先，针对具备本发明的ー实施方式的插头的连接器的简要结构进行说明。图1是本发明的ー实施方式的连接器I的外观立体图。图2是从连接器I分离插头10后的外观立体图。图3是插头10的外观立体图。图4是插头10的分解立体图。图5是光元件模块14以及插芯17的外观立体图。图6是光元件模块14的外观立体图。
[0022]如图1以及图2所示，连接器I具备插头10、插座20、电气电路部30以及电路基板40。插头10设置在光纤50的一端，并且将光信号转换为电信号或者将电信号转换为光信号。以下，将光纤50延伸的方向定义为X轴方向,将上下方向定义为z轴方向，将与X轴方向以及z轴方向正交的方向定义为y轴方向。X轴方向、y轴方向以及z轴方向相互正交。
[0023]电路基板40在表面以及内部具有电气电路,并且如图1以及图2所不,具有与xy平面平行的安装面43。另外，在电路基板40的安装面43设置有孔41。孔41在安装面43被设置成在y轴方向的正方向侧的边附近以及y轴方向的负方向侧的边附近相互对置。在电路基板40，插座20以及电气电路部30被安装成从X轴方向的正方向侧朝向负方向侧的依次排列。
[0024]光纤50由覆盖52以及芯线54构成。芯线54构成为包括由玻璃或者树脂构成的芯以及包层。覆盖52是UV、氟、硅酮树脂中的任意ー种，并且覆盖芯线54。如图3所示，在光纤50的X轴方向的负方向侧的端部，覆盖52被除去而芯线54露出。
[0025]插头10构成为能够在插座20装卸，并且如图3所示，具有光元件模块14、插芯17以及金属罩18。
[0026]金属罩18是将ー张金属板(例如，磷青铜)折弯为コ字型而制成的。金属罩18构成插头10的z轴方向的正方向侧的面以及y轴方向的两侧的面，并且与插座20嵌合。
[0027]如图3以及图4所示，金属罩18包括上面18a以及侧面18b?18e。上面18a是与z轴垂直的面，并且呈长方形形状。侧面18b、18c是通过将金属罩18从上面18a的y轴方向的正方向侧的长边向z轴方向的负方向侧折弯而形成的。侧面18b位于比侧面18c更靠X轴方向的负方向侧。侧面18d、18e是通过将金属罩18从上面18a的y轴方向的负方向侧的长边向z轴方向的负方向侧折弯而形成的。侧面18d位于比侧面18e更靠X轴方向的负方向侧。
[0028]另外，如图2?图4所示，在金属罩18设置有凹部80?83。通过如图2所示那样分别在侧面18b?18e设置凹陷而形成凹部80?83。
[0029]另外，如图4所示，在侧面18b?18e分别设置有埋入部84?87。埋入部84?87如图3所示那样埋入插芯17。埋入部84、85是通过将侧面18b、18c向y轴方向的负方向侧折弯而形成的。埋入部86、87是通过将侧面18d、18e向y轴方向的正方向侧折弯而形成的。[0030]插芯17是与金属罩18 —体成形的树脂部件，该树脂插芯保持光纤50。更具体而言，如图4以及图5所示，插芯17包括主体17a以及圆筒部17b。
[0031]主体17a大致呈长方体形状。主体17a设置有凹部G，该凹部G通过主体17a的X轴方向的负方向侧的面向X轴方向的正方向侧凹陷而形成。如图5所示，凹部G的X轴方向的底部构成与X轴垂直的定位面SI。金属罩18覆盖主体17a的z轴方向的正方向侧的面、以及主体17a的y轴方向的两侧的面。
[0032]圆筒部17b从主体17a的x轴方向的正方向侧的面向x轴方向的正方向侧突出。在主体17a以及圆筒部17b的内部，设置有在X轴方向延伸的孔。光纤50从X轴方向的正方向侧插入到插芯17的圆筒部17b。光纤50的芯线54的前端通过主体17a以及圆筒部17b的孔而位于凹部G的附近。
[0033]这里,通过将插芯17与金属罩18 —体成形,从而形成由插芯17与金属罩18围起的空间Sp。更具体而言，通过利用金属罩18的上面18a覆盖插芯17的凹部G的z轴方向的正方向侧，从而如图3所示，空间Sp呈在X轴方向的负方向侧具有开ロ的长方体形状的空间。
[0034]如图6所示，光元件模块14包括光电转换元件12、基板13、密封树脂15、外部端子16a、16b、端子部19a、19b以及贯通孔V1、V2。
[0035]光电转换兀件12是光电ニ极管、VCSEL等半导体兀件,并且与光纤50光学I禹合。基板13是呈长方体形状的树脂基板。在基板13的X轴方向的正方向侧的面上，如以下说明那样，安装有光电转换元件12。
[0036]在基板13的X轴方向的负方向侧的面，外部端子16a、16b被设置成从y轴方向的正方向侧朝向负方向侧依次排列。在基板13的X轴方向的正方向侧的面，端子部19a、19b被设置成从y轴方向的正方向侧朝向负方向侧依次排列。这里，外部端子16a与端子部19a对置，并且通过贯通孔Vl连接。外部端子16b与端子部19b对置，并且通过贯通孔V2连接。另外，在端子部19a上安装有光电转换元件12。并且，端子部19b与光电转换元件12经由引线W通过引线接合而电连接。
[0037]密封树脂15由透明的树脂(例如，透明环氧树脂)构成，并且密封安装于基板13的光电转换兀件12。
[0038]这里，在制造光元件模块14吋，在多个基板13相连的母基板上，以矩阵状排列而安装多个光电转换元件12。而且，在母基板上涂覆透明树脂，从而形成密封树脂15。由此，形成母模块。然后，通过切割机等将母模块切割为单个的光元件模块14。因此，光元件模块14呈长方体形状。以下，将光元件模块14的X轴方向的正方向侧的面称为接触面S2。
[0039]如图3所示，将如以上那样构成的光元件模块14被从X轴方向的负方向侧压入到插芯17的空间Sp。即，光元件模块14通过插芯17以及金属罩18来保持y轴方向的两侧的面以及z轴方向的两侧的面。由此，进行光元件模块14的y轴方向以及z轴方向的定位。
[0040]而且，光元件模块14的X轴方向的正方向侧的接触面S2与插芯17的凹部G的定位面SI接触。由此，进行光元件模块14的X轴方向的定位。其结果，将光元件模块14定位于光电转换元件12的规定位置，光元件模块14的光电转换元件12与光纤50的芯线54光学耦合。
[0041]图1是表示将主体21以及电气电路部30安装于电路基板40的情况的图。如图7所示，电气电路部30在插座20的主体21的X轴方向的负方向侧，安装于电路基板40的安装面43，对通过插头10传送的信号进行处理。电气电路部30具有电路元件31、金属盖33以及树脂部35。电路元件31是安装于电路基板40的安装面43的芯片型的电子部件，并且是用于驱动光电转换元件12的元件。如图7所示，电路元件31被树脂部35密封。金属盖33是覆盖被树脂部35密封的电路元件31的盖。金属盖33从z轴方向的正方向侧、y轴方向的正方向侧以及y轴方向的负方向侧覆盖树脂部35。接下来，针对插座20的结构进行说明。
[0042](插座的结构)
[0043]图8是插座20的分解立体图。如图8所示，插座20包括主体21、弹簧端子23a、23b、绝缘部25、固定部件29以及保持部件70?73，插座20安装在电路基板40上。插头10从z轴方向的正方向侧(上方)装于插座20。通过将一张金属板折弯从而构成主体21、固定部件29以及保持部件70?73。
[0044]主体21是装有插头10的壳体。在主体21设置有开口 0，该开口 O在从z轴方向的正方向侧观察时呈长方形，并且从z轴方向的正方向侧安装插头10。主体21呈包围插头10的周围的形状(即口字型)。更具体而言，开口 O被边k、l、m、n包围。在开口 O中，沿y轴方向延伸的边中的X轴方向的负方向侧的边是边k，X轴方向的正方向侧的边是边I。另夕卜，沿X轴方向延伸的边中的I轴方向的正方向侧的边是边m，y轴方向的负方向侧的边是边η。边k、边1、边m以及边η相互平行。
[0045]主体21通过将口字型的一张金属板折弯从而构成。更具体而言，通过将金属板的X轴方向的正方向侧的边、y轴方向的正方向侧的边的中央部分以及I轴方向的负方向侧的边的中央部分，朝向z轴方向的负方向侧折弯，而构成主体21。
[0046]如图8所示，在主体21的边m的两端，以从开口 O朝向y轴方向的正方向侧(夕卜侦D凹陷的方式设置有切口 A、B。切口 A位于比切口 B更靠X轴方向的正方向侧。切口 A、B分别呈伴随着从边m趋向y轴方向的正方向侧而X轴方向的宽度变窄的梯形形状。在主体21的边η的两端，以从开口 O朝向y轴方向的负方向侧凹陷的方式设置有切口 C、D。切口 C位于比切口 D更靠X轴方向的正方向侧。切口 C、D分别呈伴随着从边η趋向y轴方向的负方向侧而X轴方向的宽度变窄的梯形形状。
[0047]如图8所示，固定部件29在主体21的y轴方向的正方向侧的边以及y轴方向的负方向侧的边与X轴方向的负方向侧的端部连接。固定部件29在z轴方向延伸，并且如图1以及图2所示，被压入到电路基板40的孔41。由此，插座20安装于电路基板40。此时，固定部件29与固定基板40内的接地导体连接。由此，主体21被保持为接地电位。
[0048]保持部件70、71位于边m的两端，是固定插头10的弹簧部件。保持部件70位于比保持部件71更靠X轴方向的正方向侧。这里，将保持部件70、71的y轴方向的负方向侧的端部设为端部70a、7Ia,将y轴方向的正方向侧的端部设为端部70b、7lb。另外,端部70a位于切口 A内，端部71a位于切口 B内。端部70b、71b与主体21连接。因此，在从x轴方向观察时，保持部件70、71呈U字形状。端部70a、7Ia的x轴方向的宽度比端部70b、7Ib的X轴方向的宽度窄。即，保持部件70、71呈伴随着趋向前端而宽度变窄的梯形形状。
[0049]保持部件72、73位于边η的两端，是固定插头10的弹簧部件。保持部件72位于比保持部件73更靠X轴方向的正方向侧。这里，将保持部件72、73的y轴方向的正方向侧的端部设为端部72a、73a，将y轴方向的负方向侧的端部设为端部72b、73b (未图示)。另夕卜，端部72a位于切口 C内，端部73a位于切口 D内。端部72b、73b与主体21连接。因此，在从X轴方向观察时，保持部件72、73呈U字形状。端部72a、73a的x轴方向的宽度比端部72b、73b的X轴方向的宽度窄。即，保持部件72、73呈伴随着趋向前端而宽度变窄的梯形形状。
[0050]弹簧端子23a、23b是与插头10电连接的信号用的端子。以下，针对弹簧端子23a、23b，更加详细地进行说明。
[0051]如图8所示，弹簧端子23a由接触部90a、弹簧部91a以及固定部92a构成。弹簧部91a是连接接触部90a与固定部92a并且在从z轴方向的正方向侧观察时具有折回部的U字形状的板簧。弹簧部91a的折回部位于I轴方向的正方向侧。
[0052]如图8所示，弹簧端子23b由接触部90b、弹簧部91b以及固定部92b构成。弹簧部91b是连接接触部90b与固定部92b并且在从z轴方向的正方向侧观察时具有折回部的U字形状的板簧。弹簧部91b的折回部位于y轴方向的负方向侧。
[0053]接触部90a、90b是弹簧端子23a、23b的端部中位于x轴方向的正方向侧的端部。接触部90a、90b分别与弹簧部91a、91b的x轴方向的正方向侧的端部连接。如图2所示，接触部90a、90b在从z轴方向的正方向侧观察时位于开口 O内。在从y轴方向的正方向侧观察时，接触部90a、90b被折弯成呈逆U字形状，而被向弹簧部91a、91b的x轴方向的正方向侧引出。接触部90a、90b与插头10的X轴方向的负方向侧的侧面接触。更具体而言，接触部90a、90b分别与插头10的外部端子16a、16b接触。这里，将接触部90a、90b分别以与弹簧部91a、91b的X轴方向的正方向侧的端部所呈的角度约为45°的方式倾斜。
[0054]固定部92a、92b是弹簧端子23a、23b的端部中位于x轴方向的负方向侧的端部，并且朝向X轴方向的负方向侧延伸。在从Z轴方向的正方向侧观察时，固定部92a、92b位于比边k更靠开口 O的外侧。固定部92a、92b分别与簧部91a、91b的x轴方向的负方向侧的端部连接。在安装插座20时，固定部92a、92b与电路基板40的焊环(land)(未图示)连接，并且作为外部端子而发挥功能。
[0055]如以上那样构成的弹簧端子23a、23b,通过接触部90a、90b与外部端子16a、16b接触，固定部92a、92b与电路基板40的焊环连接，从而作为对插头10与电路基板40之间的信号的传送进行中继的端子而发挥功能。
[0056]绝缘部25呈长方体形状，并且由树脂构成。绝缘部25与弹簧端子23a、23b —体成形。因此，弹簧端子23a、23b以未与主体21电连接的状态固定于主体21。更具体而言，弹簧部91a以及弹簧部91b被从绝缘部25的y轴方向的正方向侧的侧面以及y轴方向的负方向侧的侧面引出，，固定部92a、92b被从绝缘部25的背面引出。而且，绝缘部25在其上面28固定于主体21。
[0057]插头10从z轴方向的正方向侧嵌入如以上那样构成的插座20，。此时，如图1以及图2所示，保持部件70?73分别与凹部80?83卡合。而且，弹簧端子23a、23b与外部端子16a、16b电连接。另外，通过弹簧端子23a、23b向x轴方向的正方向侧按压插头10。由此，插头10被固定于插座20。
[0058](效果)
[0059]根据如以上那样构成的插头10，能够不用进行复杂的调芯而进行制造。更具体而言，插芯17与金属罩18 —体成形。因此，还能够高精度地形成由插芯17与金属罩18形成的空间Sp。由此，空间Sp与被插入到光纤50的插芯17的孔之间的位置关系不容易产生偏差。其结果，通过将光纤50插入到插芯17的孔，将光元件模块14压入到由插芯17与金属罩18形成的空间Sp，从而能够高精度地使光电转换元件12与光纤50光轴对准。因此，在插头10中，不必利用照相机拍摄光电转换元件12与光纤50，不需要进行复杂的调芯。
[0060]另外，在插头10中，光元件模块14呈长方体形状。因此，在向空间Sp压入到光元件模块14时，光元件模块14的Y轴方向的两侧的面整体以及z轴方向的两侧的面整体与插芯17或者金属罩18接触。因此，能够更高精度地将光元件模块14针对插芯17定位。
[0061]另外，在插头10中，光元件模块14的X轴方向的正方向侧的接触面S2与插芯17的凹部G的定位面SI接触。由此，能够高精度地进行光元件模块14的X轴方向的定位。
[0062](其他实施方式)
[0063]本发明的插头并不局限于上述实施方式的插头10，能够在其主旨的范围内进行变更。
[0064]此外，也可以在光纤50的芯线54的前端涂覆匹配材料。由此，通过将匹配材料的折射率设定在芯线54的折射率与密封树脂15的折射率之间，从而能够减少芯线54与密封树脂15之间的光耦合的损失。
[0065]另外，优选地，在插芯17的缝隙涂覆树脂。由此，将光纤50与插芯17粘合，并且将金属支架18与插芯17粘合。
[0066]该申请主张基于2011年6月27日申请的日本申请2011-141861号的优先权，并且将其全部公开内容援引至·本说明书。
[0067]工业上的可用性
[0068]本发明针对插头有用，特别是在不用进行复杂的调芯就能够制造方面有优势。
[0069]附图标记的说明
[0070]G…凹部；S1...定位面；S2…接触面;Sp…空间;10…插头;12…光电转换兀件；13…基板；14…光兀件模块；15…密封树脂;17…插芯;17a…主体；17b…圆筒部;18…金属罩；18a…上面；18b~18e…侧面；50…光纤；52…覆盖;54…芯线。
【权利要求】
1.一种插头，其设置在光纤的一端并且在插座装卸，所述插头的特征在于，具备:金属罩，其与所述插座嵌合；树脂插芯，其与所述金属罩一体成形，该树脂插芯保持所述光纤；以及光元件模块，其包括与所述光纤光学耦合的光元件以及安装有该光元件的基板，所述光元件模块被压入到由所述金属罩和所述树脂插芯形成的空间。
2.根据权利要求1所述的插头，其特征在干，所述光纤被从规定方向插入到所述树脂插芯，所述光元件模块被从所述规定方向的相反方向压入到所述空间，所述树脂插芯具有与所述规定方向垂直的面，该面是所述光元件模块接触的定位面。
3.根据权利要求1或2所述的插头，其特征在干，所述光元件模块呈长方体形状。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的插头，其特征在干，所述光元件模块还包括用于密封所述光元件的透明树脂。
【文档编号】G02B6/42GK103597391SQ201280025950
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年5月15日 优先权日:2011年6月27日
【发明者】幸西克己 申请人:株式会社村田制作所