コネクタ付き光電変換装置及びコネクタ付き光電変換装置の製造方法
【課題】電磁波のシールド性能及び信頼性において優れた安価なコネクタ付き光電変換装置、及び、該コネクタ付き光電変換装置の製造方法を提供することにある。
【解決手段】コネクタ付き光電変換装置（１４）は、回路基板と、回路基板に実装された光電変換素子と、光電変換素子と光学的に結合された光ファイバーと、回路基板と電気的に接続され、外部機器との接続に供されるコネクタユニット（２２，２４）と、回路基板、光電変換素子、光ファイバーの端部、及び、コネクタユニット（２２，２４）の一部を覆う、樹脂製の１次モールド部材（９６）と、１次モールド部材（９６）を覆い、導電性を有するシールド部材（９８）と、シールド部材（９８）を覆う２次モールド部材（１００）とを備える。
【解決手段】コネクタ付き光電変換装置（１４）は、回路基板と、回路基板に実装された光電変換素子と、光電変換素子と光学的に結合された光ファイバーと、回路基板と電気的に接続され、外部機器との接続に供されるコネクタユニット（２２，２４）と、回路基板、光電変換素子、光ファイバーの端部、及び、コネクタユニット（２２，２４）の一部を覆う、樹脂製の１次モールド部材（９６）と、１次モールド部材（９６）を覆い、導電性を有するシールド部材（９８）と、シールド部材（９８）を覆う２次モールド部材（１００）とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコネクタ付き光電変換装置及びコネクタ付き光電変換装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばデータセンターにおけるサーバとスイッチ間の接続や、デジタルＡＶ（オーディオ・ビジュアル）機器間の接続では、伝送媒体として、メタル線の外に、光ファイバーも用いられている。また、近年、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の情報処理機器においても、伝送媒体として光ファイバーを用いること（光インターコネクト）が検討されている。
【０００３】
光ファイバーを用いる場合、電気信号を光信号に、或いは、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが必要になる。光電変換モジュールとして、例えば、特許文献１が開示する光モジュールでは、予め成形された第１のパッケージと第２のパッケージの間に、光素子が実装された基板が配置されている。また、第１のパッケージと第２のパッケージとの間には、電磁波シールド性能を確保するため、基板を覆うように導電性部材が配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−５６１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１が開示する光モジュールのように、予め成形された第１のパッケージと第２のパッケージを用いる場合、部品点数が多くなる。このため、光モジュールの製造コストが高くなる。
【０００６】
また、特許文献１が開示する光モジュールのように、導電性部材が、成形された導電性金属から構成されている場合、隙間なく基板を覆うように導電性金属を成形することは困難である。同様に、導電性部材が、第２のパッケージの内面にインサート成形された導電性金属や、第２のパッケージにのみ施されためっきによって構成されている場合も、隙間なく基板を覆うことは困難である。
あるいは、第２のパッケージの外面に施された金属めっきによって導電性部材が構成されている場合、引っ掻き等によって金属めっきが剥がれ、電磁波シールド性能が低下する虞がある。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされ、その目的とするところは、電磁波のシールド性能及び信頼性において優れた安価なコネクタ付き光電変換装置、及び、該コネクタ付き光電変換装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、回路基板と、前記回路基板に実装された光電変換素子と、前記光電変換素子と光学的に結合された光ファイバーと、前記回路基板と電気的に接続され、外部機器との接続に供されるコネクタユニットと、前記回路基板、前記光電変換素子、前記光ファイバーの端部、及び、前記コネクタユニットの一部を覆う、樹脂製の１次モールド部材と、前記１次モールド部材を覆い、導電性を有するシールド部材と、前記シールド部材を覆う、樹脂製の２次モールド部材とを備えるコネクタ付き光電変換装置が提供される。
【０００９】
また、本発明の一態様によれば、回路基板に、光電変換素子を実装する工程と、前記光電変換素子と光ファイバーとを光学的に結合する工程と、外部機器との電気的な接続に供されるコネクタユニットを、前記回路基板と電気的に接続する工程と、前記回路基板、前記光電変換素子、前記光ファイバーの端部、及び、前記コネクタユニットの一部を覆う、樹脂製の１次モールド部材を形成する工程と、前記１次モールド部材を覆う、導電性を有するシールド部材を形成する工程と、前記シールド部材を覆う２次モールド部材を形成する工程とを備えるコネクタ付き光電変換装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電磁波のシールド性能及び信頼性において優れた安価なコネクタ付き光電変換装置、及び、該コネクタ付き光電変換装置の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態のコネクタ付き光電変換装置を備える光アクティブケーブルの概略的な構成を示す斜視図である。
【図２】図１中のコネクタ付き光電変換装置周辺を拡大して示す斜視図である。
【図３】図２のコネクタ付き光電変換装置の概略的な断面図である。
【図４】図２のコネクタ付き光電変換装置の基本構成部品を分解して概略的に示す斜視図である。
【図５】図４中の光電変換モジュールの一方の側を概略的に示す斜視図である。
【図６】図４中の光電変換モジュールの他方の側を概略的に示す斜視図である。
【図７】図５及び図６の光電変換モジュールの概略的な部分断面図である。
【図８】図４の基本構成部品及び光電気複合ケーブルを、カバーを除いて、組み立てられた状態で示す概略的な斜視図である。
【図９】図４の基本構成部品及び光電気複合ケーブルを、カバーを含め、組み立てられた状態で示す概略的な斜視図である。
【図１０】図９の組み立てられた基本構成部品が１次モールドパッケージで覆われた状態を示す概略的な斜視図である。
【図１１】図９の組み立てられた基本構成部品が、１次モールドパッケージ及びシールド部材で覆われた状態を示す概略的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、光アクティブケーブル１０の外観を概略的に示す斜視図である。光アクティブケーブル１０は、例えば、ＨＤＭＩ（登録商標：Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ケーブルである。
【００１３】
光アクティブケーブル１０は、光電気複合ケーブル１２と、光電気複合ケーブルの両端にそれぞれ設けられた、コネクタ付き光電変換装置１４，１６とからなる。光アクティブケーブル１０は、例えば、デジタルＡＶ機器同士の接続に使用される。なお以下では、コネクタ付き光電変換装置１４，１６を単に光電変換装置１４，１６ともいう。
【００１４】
図２は、光電変換装置１４，１６を拡大して概略的に示す斜視図である。図２に示したように、光電変換装置１４，１６は、略直方体形状の外形形状を有する本体１８を有し、本体１８の一端から金属製のプラグ２０が突出している。プラグ２０は、図示しないデジタルＡＶ機器のソケットに着脱自在に接続される。
【００１５】
また、本体１８の他端からは、略円筒形状のブーツ２１が突出している。ブーツ２１は、光電気複合ケーブル１２の端部を覆っており、光電気複合ケーブル１２の端部を保護している。
【００１６】
図３は、光電変換装置１４，１６の概略的な縦断面図であり、図４は、光電変換装置１４，１６の構成部品の一部（基本構成部品）を分解して示す斜視図である。
図３及び図４に示したように、プラグ２０は、本体１８から突出している筒部２０ａと、本体１８の内部に位置する、トレー部２０ｂとからなる。トレー部２０ｂは、Ｕ字形状の横断面形状を有し、筒部２０ａに一体に連なっている。
【００１７】
トレー部２０ｂには、Ｕ字形状の横断面形状を有する金属製のカバー２２が嵌合され、プラグ２０及びカバー２２は、自身の内側に、プラグ２０の長手方向両端にて開口した空間を規定している。
プラグ２０の筒部２０ａの内側には、コネクタ部材２４が配置されている。コネクタ部材２４は、樹脂製のモールドパッケージと、モールドパッケージに一部が埋設された複数の金属製の接続端子２４ａとからなる。コネクタ部材２４のモールドパッケージは、筒部２０ａを閉塞している。
【００１８】
コネクタ部材２４のモールドパッケージは、筒部２０ａの先端側に、外部を臨む凹部を有し、凹部の内側にて、ピン形状の接続端子２４ａの先端側が表出している。一方、接続端子２４ａの他端側は、モールドパッケージからトレー部２０ｂ及びカバー２２の内側に突出している。
コネクタ部材２４及びプラグ２０は、外部機器との接続に供されるコネクタユニットを構成している。
【００１９】
プラグ２０のトレー部２０ｂとカバー２２の内側には、リジッドな略長方形の回路基板２６が配置されている。回路基板２６は、例えば、ガラスエポキシ樹脂製の基板本体と、基板本体に設けられた導体パターンとからなる。導体パターンは、例えば、基板本体に設けられた銅等の薄膜をエッチングすることによって形成される。
【００２０】
回路基板２６の導体パターンは、コネクタ部材２４側にランド状の接続端子２６ａを含み、コネクタ部材２４の接続端子２４ａが回路基板２６の接続端子２６ａに接続される。
回路基板２６の一方の面には、信号処理用のＬＳＩ（大規模集積回路）チップ２８がポッティングされた状態で実装されている。
【００２１】
また、回路基板２６には、光電気複合ケーブル１２に含まれる複数の導線３０の先端が例えば半田によって固定されている。導線３０は、電源の供給や低速信号の伝送に用いられる。
更に、回路基板２６には、必要に応じて、外部電源供給用の電源ユニット３２が実装されるとともに、光電変換装置１４，１６の動作状態を示すインジケータランプとして、ＬＥＤ（発光ダイオード）ユニット３４が実装されている。
【００２２】
回路基板２６の他方の面には、コネクタ３６が実装され、コネクタ３６に光電変換モジュール３８の一端が接続される。また、光電変換モジュール３８の他端には、光電気複合ケーブル１２に含まれるリボンファイバー４０の先端が接続されている。
なお、光電変換モジュール３８と回路基板２６との間には、例えばガラス板からなる支持部材４２が配置されている。
【００２３】
導線３０及びリボンファイバー４０は、例えば金属製のストップリング４４を通じて、本体１８の内部まで延びている。なお、リボンファイバー４０については、図３において、先端側の一部とストップリング４４よりも外側の部分のみが示され、途中の部分が省略されており、図４においては、先端側の一部のみが示されている。
【００２４】
ストップリング４４は、筒部４４ａと、筒部４４ａの一端に一体に設けられたフランジ部（外向き鍔部）４４ｂとからなる。
ストップリング４４の筒部４４ａには、補強線係止リング４６及びシース係止リング４８が嵌合されている。補強線係止リング４６は、光電気複合ケーブル１２に含まれる補強線５０の先端を、ストップリング４４の筒部４４ａと協働して挟持する。補強線５０は、例えばポリアミド系樹脂等からなり、より具体的には、ケブラー（登録商標）からなる。シース係止リング４８は、光電気複合ケーブル１２の金属製のシールド編組５２及びシース５４の先端を、ストップリング４４の筒部４４ａと協働して挟持する。
【００２５】
〔光電変換モジュール〕
図５は、図４中の光電変換モジュール３８の一方の側を概略的に示す斜視図である。
光電変換モジュール３８は、ＦＰＣ基板（フレキシブルプリント回路基板）６０を含み、ＦＰＣ基板６０は、例えば、ポリイミド製の可撓性及び透光性を有するフィルム６２と、フィルム６２に設けられた例えば銅等の金属からなる導体パターン６４とからなる。
【００２６】
ＦＰＣ基板６０の導体パターン６４は、フィルム６２の一端部に形成された複数の電極端子６６を含み、電極端子６６がコネクタ３６に接続される。
なお導体パターン６４は、例えば、フィルム６２に成膜された金属膜をエッチングすることにより作製することができる。
【００２７】
ＦＰＣ基板６０の一方の面には、所定の位置にＩＣ（集積回路）チップ６８及び光電変換素子７０が例えばフリップチップ実装され、ＩＣチップ６８及び光電変換素子７０は導体パターン６４に電気的に接続されている。従って、ＩＣチップ６８は、導体パターン６４及びコネクタ３６を通じて、回路基板２６に電気的に接続される。
【００２８】
光電変換素子７０は、ＩＣチップ６８の一辺の近傍に沿うように並べられ、ＩＣチップ６８及び光電変換素子７０は、樹脂製のポッティング部材７２によって覆われている。
２つの光電変換装置１４，１６のうち一方の光電変換装置１４の光電変換モジュール３８では、光電変換素子７０は、ＬＤ（レーザダイオード）等の発光素子であって、ＩＣチップ６８は、発光素子のための駆動回路を構成している。つまり、一方の光電変換装置１４は発信器である。
【００２９】
他方の光電変換装置１６の光電変換モジュール３８では、光電変換素子７０は、ＰＤ（フォトダイオード）等の受光素子であって、ＩＣチップ６８は、受光素子が出力した電気信号を増幅する増幅回路を構成している。つまり、他方の光電変換装置１４は受信器である。
光電変換素子７０は、面発光型若しくは面受光型であり、自身の光の出射面若しくは入射面がＦＰＣ基板６０の面と対向するように配置されている。
【００３０】
図６は、光電変換モジュール３８の図５とは反対側を分解して概略的に示す斜視図である。
ＦＰＣ基板６０の他方の面には、全域に渡って、シート状のポリマー光導波路部材７４が一体に積層されている。ポリマー光導波路部材７４の端部には、リボンファイバー４０に含まれる光ファイバー７６の数に対応して、４本の保持溝が形成され、保持溝内に光ファイバー７６の先端部が配置されている。
【００３１】
ポリマー光導波路部材７４には、ＦＰＣ基板６０とは反対側の面にて開口するＶ溝が形成され、Ｖ溝の壁面には例えば金属膜が蒸着によって形成されている。金属膜はミラー７８を構成し、ポリマー光導波路部材７４及びミラー７８を介して、光電変換素子７０と光ファイバー７６が光学的に結合される。
【００３２】
そして、ＦＰＣ基板６０とは反対側のポリマー光導波路部材７４の面には、補強部材８０及び固定部材８２が例えば接着剤を用いて固定されている。
補強部材８０は、例えば銅などの金属板からなり、ＦＰＣ基板６０を挟んで、ＩＣチップ６８及び光電変換素子７０と対向している。また、固定部材８２は、例えばガラス板からなり、光ファイバー７６の先端部を覆っている。
【００３３】
図７は、光電変換モジュール３８の概略的な部分断面図である。
ポリマー光導波路部材７４は、アンダークラッド層８４、コア８６、及び、オーバークラッド層８８を含む。アンダークラッド層８４は、ＦＰＣ基板６０のフィルム６２に積層され、四角形の横断面形状を有するコア８６がアンダークラッド層８４上を延びている。
【００３４】
なお、図５及び図６を併せて参照すると、光電変換素子７０の位置に対し、光ファイバー７６の位置が、ＦＰＣ基板６０の幅方向でずれているが、この「ずれ」に対応して、コア８６は、アンダークラッド層８４上を曲がって延びている。このような「ずれ」は必須ではなく、「ずれ」がなければ、コア８６は直線状に延びていてもよい。
【００３５】
コア８６の数は、光ファイバー７６の数に対応して４本であり、光ファイバー７６の先端部と同軸上に位置している。オーバークラッド層８８は、アンダークラッド層８４と協働してコア８６を囲むように、アンダークラッド層８４及びコア８６の上に積層されている。
【００３６】
アンダークラッド層８４、コア８６、及び、オーバークラッド層８８の材料としては、特に限定されることはないが、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂及びポリイミド系樹脂等を用いることができる。
なお、光ファイバー７６は、コア９０とコア９０を囲むクラッド９２とからなり、ポリマー光導波路部材７４のコア８６と光ファイバー７６のコア９０とが同軸上に配置され、相互に光学的に結合される。
【００３７】
ＩＣチップ６８及び光電変換素子７０は、ＦＰＣ基板６０の導体パターン６４に対し、例えば、図示しないＡｕからなるバンプによって接続されている。
光電変換素子７０は、ポッティング部材７２の内部に埋設されているが、光電変換素子７０とＦＰＣ基板６０との隙間には、透光性を有する充填材９４が充填されている。充填材９４は、ポッティング部材７２の材料が光電変換素子７０とＦＰＣ基板６０との間に流入することを阻止し、光電変換素子７０のための光路を確保する。
【００３８】
図８は、図４に示された光電変換装置１４，１６の基本構成部品及び光電気複合ケーブル１２が、カバー２２を除き、組み立てられた状態を示す概略的な斜視図であり、図９は、カバー２２も含め、組み立てられた基本構成部品及び光電変換ケーブル１２を示す概略的な斜視図である。
【００３９】
再び図３を参照すると、光電変換装置１４，１６は、１次モールドパッケージ（１次モールド部材）９６、シールド部材９８及び２次モールドパッケージ（２次モールド部材）１００を備える。
１次モールドパッケージ９６は、電気絶縁性を有する樹脂からなる。１次モールドパッケージ９６は、プラグ２０のトレー部２０ｂとカバー２２との間に充填されており、光電変換モジュール３８の周囲にも充填されている。また、１次モールドパッケージ９６は、プラグ２０のトレー部２０ｂとカバー２２の外側を完全に覆っており、プラグ２０の筒部２０ａ及びストップリング４４のフランジ部４４ｂも部分的に覆っている。
【００４０】
図１０は、１次モールドパッケージ９６で覆われた基本構成部品及び光電気複合ケーブル１２を概略的に示す斜視図である。１次モールドパッケージ９６の外形は、略直方体形状である。なお、１次モールドパッケージ９６からは、プラグ２０の筒部２０ａ、ストップリング４４のフランジ部４４ｂ及び筒部４４ａ、電源ユニット３２、並びに、ＬＥＤユニット３４のＬＥＤランプが突出している。
【００４１】
図１１は、シールド部材９８及び１次モールドパッケージ９６で覆われた基本構成部品及び光電気複合ケーブル１２を概略的に示す斜視図である。
シールド部材９８は導電性を有し、１次モールドパッケージ９６の表面の略全域を覆っている。
【００４２】
シールド部材９８は金属からなり、好ましくは、１次モールドパッケージ９６の外表面に密着する膜形状を有する。金属からなるシールド部材９８は、めっき、塗装、又は蒸着によって形成される。シールド部材９８は、プラグ２０に接触しており、プラグ２０を介して接地される。
【００４３】
例えば、シールド部材９８は、Ｎｉ、Ｃｕ、及び、Ａｇからなる群から選択される単一若しくは合金の膜、又は、これらの膜の積層体からなる。
なお、プラグ２０の筒部２０ａの先端側及びＬＥＤユニット３４のＬＥＤランプは、シールド部材９８によって覆われていない。
【００４４】
２次モールドパッケージ１００は、シールド部材９８を覆っている。２次モールドパッケージ１００は、図２に示したように、本体１８の外側部分を構成しており、略直方体形状の外形を有する。そして、２次モールドパッケージ１００の内面は、シールド部材９８の外面に密着している。
【００４５】
なお、本実施形態では、好ましい態様として、ブーツ２１も、２次モールドパッケージ１００と同時に一体に成形される。また、本実施形態では、好ましい態様として、２次モールドパッケージ１００は、透光性を有する。
【００４６】
ここで１次モールドパッケージ９６に用いられる樹脂（１次モールド樹脂）は、２次モールドパッケージ１００に用いられる樹脂（２次モールド樹脂）よりも、低温でモールド成形可能である。つまり１次モールド樹脂は、２次モールド樹脂よりも、低い融点又はガラス転移温度を有する。例えば、１次モールド樹脂は、１５０℃以下の融点又はガラス転移温度を有し、２次モールド樹脂は、３５０℃以下の融点又はガラス転移温度を有する。
【００４７】
このような樹脂として、１次モールド樹脂としては、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等のビニル系樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリルスチレン）等のポリスチレン系樹脂、又は、ＰＥ（ポリエチレン）等のポリエチレン系樹脂等を用いることができる。そして、２次モールド樹脂としてはＰＣ（ポリカーボネート）等のポリカーボネート系樹脂、ＰＡ（ポリアミド）等のポリアミド系樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）等のポリフェニレンスルファイド系樹脂、又は、ＰＩ（ポリイミド）等のポリイミド系樹脂等を用いることができる。
【００４８】
また、好ましくは、１次モールド樹脂は、線膨張係数が小さいことが望ましく、例えば、２５℃の室温近傍にて、５ｐｐｍ／Ｋ以上５０ｐｐｍ／Ｋ以下の線膨張係数を有し、目安としては、５ｐｐｍ／Ｋ以上３０ｐｐｍ／Ｋ以下の線膨張係数を有する。
なお、硬い樹脂の場合、ガラスに近い線膨張係数を有するのが好ましい。一方、軟らかい樹脂の場合、特に限定はされないが、ガラスに近い線膨張係数を有するのが好ましい。
【００４９】
一方、１次モールド樹脂が軟らかい樹脂の場合、２次モールド樹脂としては、１次モールド樹脂よりも硬い樹脂が用いられる。１次モールド樹脂が硬い樹脂の場合、２次モールド樹脂は、硬い樹脂及び軟らかい樹脂のいずれであってもよい。
【００５０】
以下、上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６の好ましい製造方法について説明する。
まず、図４に示された基本構成部品及び光電気複合ケーブル１２を用意し、図９に示すように組み立てる。そして、組み立てられた基本構成部品及び光電気複合ケーブル１２をモールド型内に配置し、モールド型内に樹脂を充填するインサートモールド成形によって、図１０に示すように、１次モールドパッケージ９６を形成する。
【００５１】
それから、塗装又はめっきによって、１次モールドパッケージ９６の表面に、図１１に示すように、シールド部材９８を形成する。なお、シールド部材９８の形成時、プラグ２０の先端側及びＬＥＤユニット３４のＬＥＤランプは、キャップやマスキングテープによってマスクされる。
【００５２】
この後、シールド部材９８及び１次モールドパッケージ９６で覆われた基本構成部品及び光電気複合ケーブル１２をモールド型内に配置し、モールド型内に樹脂を充填するインサートモールド成形によって、図２に示すように、２次モールドパッケージ１００を形成する。これにより、光電変換モジュール１４，１６が完成する。
【００５３】
上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６においては、シールド部材９８が、１次モールドパッケージ９６の外面の略全域を覆っており、内部のＬＳＩチップ２８、ＩＣチップ６８、及び、光電変換素子７０を略隙間無く覆っている。このため、光電変換装置１４，１６は、優れた電磁波シールド性能を有する。
逆に言えば、光電変換装置１４，１６においては、シールドしたい電子部品を１次モールドパッケージ９６で覆った上で、１次モールドパッケージ９６をシールド部材９８で覆うことで、電磁波シールド性能を高めている。
【００５４】
そして、上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６は、好ましい態様としてシールド部材９８がめっき又は塗装によって形成されるので、大量生産に適する。
【００５５】
また、上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６においては、シールド部材９８が、２次モールドパッケージ１００によって覆われているので、シールド部材９８が引っ掻き等によって傷付けられることがない。このため、この光電変換装置１４，１６においては、電磁波シールド性能が長期に亘って安定に保たれる。
【００５６】
一方、上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６においては、１次モールドパッケージ９６及び２次モールドパッケージ１００が、インサートモールドによって成形されており、基本構成部品を収容するための別体のケースを用意し、組み立てる必要がない。このため、光電変換装置１４，１６は、部品点数が少なく、安価である。
【００５７】
そして、上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６においては、１次モールドパッケージ９６が、２次モールドパッケージ１００よりも低温でモールド成形されるので、ＬＳＩチップ２８、ＩＣチップ６８、及び、光電変換素子７０が熱によって故障することが防止される。このため、この光電変換装置１４，１６は信頼性に優れている。
【００５８】
また、上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６においては、１次モールドパッケージ９６が、小さい線膨張係数を有するので、温度が上昇しても、ＬＳＩチップ２８、ＩＣチップ６８及び光電変換素子７０に過大な圧力が作用せず、ＬＳＩチップ２８、ＩＣチップ６８及び光電変換素子７０の故障が防止される。この点からも、この光電変換装置１４，１６は高い信頼性を有する。
【００５９】
更に、上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６においては、１次モールドパッケージ９６に、モールド温度が低い樹脂を用いているが、この場合、１次モールドパッケージ９６の耐湿性が低いことがある。このような場合でも、２次モールドパッケージ１００として、耐湿性に優れる樹脂を用いることで、全体として耐湿性が確保される。
【００６０】
また、上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６では、ブーツ２１が、２次モールドパッケージ１００と一体に成形されるので、別体のブーツを用意する必要がない。このため、光電変換装置１４，１６は、部品点数が少なく、安価である。
【００６１】
更に、上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６では、好まし態様として、２次モールドパッケージ１００が透光性を有するので、ＬＥＤユニット３４のＬＥＤランプが２次モールドパッケージ１００によって覆われていても、ＬＥＤランプの点灯を外部から視認することができる。
【００６２】
本発明は、上述した一実施形態に限定されることはなく、一実施形態に変更を加えた形態も含む。
例えば、上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６では、光電変換素子７０が、回路基板としてのＦＰＣ基板６０に実装されていたが、回路基板２６に実装されていてもよい。
【００６３】
上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６は、４本の光ファイバー７６を含んでいたが、光ファイバー７６の数は、特に限定されることはない。また、光電気複合ケーブル１２は導線３０を含んでいたが、導線３０を含まない光ケーブルを用いてもよい。
【００６４】
最後に、本発明の光電変換装置は、光アクティブケーブル以外にも適用可能であり、また、デジタルＡＶ機器間の接続以外に、例えばサーバとスイッチングハブ間の接続等、ネットワーク機器間の接続にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 光アクティブケーブル
１２ 光電気複合ケーブル
１４，１６ 光電変換装置
１８ 本体
２０ プラグ（コネクタユニット）
２１ ブーツ
２２ カバー
２４ コネクタ部材（コネクタユニット）
２６ 回路基板
３８ 光電変換モジュール
３０ ＦＰＣ基板（回路基板）
６８ ＩＣチップ
７０ 光電変換素子
７４ ポリマー光導波路部材
７６ 光ファイバー
９６ １次モールドパッケージ（１次モールド部材）
９８ シールド部材
１００ ２次モールドパッケージ（２次モールド部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明はコネクタ付き光電変換装置及びコネクタ付き光電変換装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばデータセンターにおけるサーバとスイッチ間の接続や、デジタルＡＶ（オーディオ・ビジュアル）機器間の接続では、伝送媒体として、メタル線の外に、光ファイバーも用いられている。また、近年、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の情報処理機器においても、伝送媒体として光ファイバーを用いること（光インターコネクト）が検討されている。
【０００３】
光ファイバーを用いる場合、電気信号を光信号に、或いは、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが必要になる。光電変換モジュールとして、例えば、特許文献１が開示する光モジュールでは、予め成形された第１のパッケージと第２のパッケージの間に、光素子が実装された基板が配置されている。また、第１のパッケージと第２のパッケージとの間には、電磁波シールド性能を確保するため、基板を覆うように導電性部材が配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−５６１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１が開示する光モジュールのように、予め成形された第１のパッケージと第２のパッケージを用いる場合、部品点数が多くなる。このため、光モジュールの製造コストが高くなる。
【０００６】
また、特許文献１が開示する光モジュールのように、導電性部材が、成形された導電性金属から構成されている場合、隙間なく基板を覆うように導電性金属を成形することは困難である。同様に、導電性部材が、第２のパッケージの内面にインサート成形された導電性金属や、第２のパッケージにのみ施されためっきによって構成されている場合も、隙間なく基板を覆うことは困難である。
あるいは、第２のパッケージの外面に施された金属めっきによって導電性部材が構成されている場合、引っ掻き等によって金属めっきが剥がれ、電磁波シールド性能が低下する虞がある。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされ、その目的とするところは、電磁波のシールド性能及び信頼性において優れた安価なコネクタ付き光電変換装置、及び、該コネクタ付き光電変換装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、回路基板と、前記回路基板に実装された光電変換素子と、前記光電変換素子と光学的に結合された光ファイバーと、前記回路基板と電気的に接続され、外部機器との接続に供されるコネクタユニットと、前記回路基板、前記光電変換素子、前記光ファイバーの端部、及び、前記コネクタユニットの一部を覆う、樹脂製の１次モールド部材と、前記１次モールド部材を覆い、導電性を有するシールド部材と、前記シールド部材を覆う、樹脂製の２次モールド部材とを備えるコネクタ付き光電変換装置が提供される。
【０００９】
また、本発明の一態様によれば、回路基板に、光電変換素子を実装する工程と、前記光電変換素子と光ファイバーとを光学的に結合する工程と、外部機器との電気的な接続に供されるコネクタユニットを、前記回路基板と電気的に接続する工程と、前記回路基板、前記光電変換素子、前記光ファイバーの端部、及び、前記コネクタユニットの一部を覆う、樹脂製の１次モールド部材を形成する工程と、前記１次モールド部材を覆う、導電性を有するシールド部材を形成する工程と、前記シールド部材を覆う２次モールド部材を形成する工程とを備えるコネクタ付き光電変換装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電磁波のシールド性能及び信頼性において優れた安価なコネクタ付き光電変換装置、及び、該コネクタ付き光電変換装置の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態のコネクタ付き光電変換装置を備える光アクティブケーブルの概略的な構成を示す斜視図である。
【図２】図１中のコネクタ付き光電変換装置周辺を拡大して示す斜視図である。
【図３】図２のコネクタ付き光電変換装置の概略的な断面図である。
【図４】図２のコネクタ付き光電変換装置の基本構成部品を分解して概略的に示す斜視図である。
【図５】図４中の光電変換モジュールの一方の側を概略的に示す斜視図である。
【図６】図４中の光電変換モジュールの他方の側を概略的に示す斜視図である。
【図７】図５及び図６の光電変換モジュールの概略的な部分断面図である。
【図８】図４の基本構成部品及び光電気複合ケーブルを、カバーを除いて、組み立てられた状態で示す概略的な斜視図である。
【図９】図４の基本構成部品及び光電気複合ケーブルを、カバーを含め、組み立てられた状態で示す概略的な斜視図である。
【図１０】図９の組み立てられた基本構成部品が１次モールドパッケージで覆われた状態を示す概略的な斜視図である。
【図１１】図９の組み立てられた基本構成部品が、１次モールドパッケージ及びシールド部材で覆われた状態を示す概略的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、光アクティブケーブル１０の外観を概略的に示す斜視図である。光アクティブケーブル１０は、例えば、ＨＤＭＩ（登録商標：Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ケーブルである。
【００１３】
光アクティブケーブル１０は、光電気複合ケーブル１２と、光電気複合ケーブルの両端にそれぞれ設けられた、コネクタ付き光電変換装置１４，１６とからなる。光アクティブケーブル１０は、例えば、デジタルＡＶ機器同士の接続に使用される。なお以下では、コネクタ付き光電変換装置１４，１６を単に光電変換装置１４，１６ともいう。
【００１４】
図２は、光電変換装置１４，１６を拡大して概略的に示す斜視図である。図２に示したように、光電変換装置１４，１６は、略直方体形状の外形形状を有する本体１８を有し、本体１８の一端から金属製のプラグ２０が突出している。プラグ２０は、図示しないデジタルＡＶ機器のソケットに着脱自在に接続される。
【００１５】
また、本体１８の他端からは、略円筒形状のブーツ２１が突出している。ブーツ２１は、光電気複合ケーブル１２の端部を覆っており、光電気複合ケーブル１２の端部を保護している。
【００１６】
図３は、光電変換装置１４，１６の概略的な縦断面図であり、図４は、光電変換装置１４，１６の構成部品の一部（基本構成部品）を分解して示す斜視図である。
図３及び図４に示したように、プラグ２０は、本体１８から突出している筒部２０ａと、本体１８の内部に位置する、トレー部２０ｂとからなる。トレー部２０ｂは、Ｕ字形状の横断面形状を有し、筒部２０ａに一体に連なっている。
【００１７】
トレー部２０ｂには、Ｕ字形状の横断面形状を有する金属製のカバー２２が嵌合され、プラグ２０及びカバー２２は、自身の内側に、プラグ２０の長手方向両端にて開口した空間を規定している。
プラグ２０の筒部２０ａの内側には、コネクタ部材２４が配置されている。コネクタ部材２４は、樹脂製のモールドパッケージと、モールドパッケージに一部が埋設された複数の金属製の接続端子２４ａとからなる。コネクタ部材２４のモールドパッケージは、筒部２０ａを閉塞している。
【００１８】
コネクタ部材２４のモールドパッケージは、筒部２０ａの先端側に、外部を臨む凹部を有し、凹部の内側にて、ピン形状の接続端子２４ａの先端側が表出している。一方、接続端子２４ａの他端側は、モールドパッケージからトレー部２０ｂ及びカバー２２の内側に突出している。
コネクタ部材２４及びプラグ２０は、外部機器との接続に供されるコネクタユニットを構成している。
【００１９】
プラグ２０のトレー部２０ｂとカバー２２の内側には、リジッドな略長方形の回路基板２６が配置されている。回路基板２６は、例えば、ガラスエポキシ樹脂製の基板本体と、基板本体に設けられた導体パターンとからなる。導体パターンは、例えば、基板本体に設けられた銅等の薄膜をエッチングすることによって形成される。
【００２０】
回路基板２６の導体パターンは、コネクタ部材２４側にランド状の接続端子２６ａを含み、コネクタ部材２４の接続端子２４ａが回路基板２６の接続端子２６ａに接続される。
回路基板２６の一方の面には、信号処理用のＬＳＩ（大規模集積回路）チップ２８がポッティングされた状態で実装されている。
【００２１】
また、回路基板２６には、光電気複合ケーブル１２に含まれる複数の導線３０の先端が例えば半田によって固定されている。導線３０は、電源の供給や低速信号の伝送に用いられる。
更に、回路基板２６には、必要に応じて、外部電源供給用の電源ユニット３２が実装されるとともに、光電変換装置１４，１６の動作状態を示すインジケータランプとして、ＬＥＤ（発光ダイオード）ユニット３４が実装されている。
【００２２】
回路基板２６の他方の面には、コネクタ３６が実装され、コネクタ３６に光電変換モジュール３８の一端が接続される。また、光電変換モジュール３８の他端には、光電気複合ケーブル１２に含まれるリボンファイバー４０の先端が接続されている。
なお、光電変換モジュール３８と回路基板２６との間には、例えばガラス板からなる支持部材４２が配置されている。
【００２３】
導線３０及びリボンファイバー４０は、例えば金属製のストップリング４４を通じて、本体１８の内部まで延びている。なお、リボンファイバー４０については、図３において、先端側の一部とストップリング４４よりも外側の部分のみが示され、途中の部分が省略されており、図４においては、先端側の一部のみが示されている。
【００２４】
ストップリング４４は、筒部４４ａと、筒部４４ａの一端に一体に設けられたフランジ部（外向き鍔部）４４ｂとからなる。
ストップリング４４の筒部４４ａには、補強線係止リング４６及びシース係止リング４８が嵌合されている。補強線係止リング４６は、光電気複合ケーブル１２に含まれる補強線５０の先端を、ストップリング４４の筒部４４ａと協働して挟持する。補強線５０は、例えばポリアミド系樹脂等からなり、より具体的には、ケブラー（登録商標）からなる。シース係止リング４８は、光電気複合ケーブル１２の金属製のシールド編組５２及びシース５４の先端を、ストップリング４４の筒部４４ａと協働して挟持する。
【００２５】
〔光電変換モジュール〕
図５は、図４中の光電変換モジュール３８の一方の側を概略的に示す斜視図である。
光電変換モジュール３８は、ＦＰＣ基板（フレキシブルプリント回路基板）６０を含み、ＦＰＣ基板６０は、例えば、ポリイミド製の可撓性及び透光性を有するフィルム６２と、フィルム６２に設けられた例えば銅等の金属からなる導体パターン６４とからなる。
【００２６】
ＦＰＣ基板６０の導体パターン６４は、フィルム６２の一端部に形成された複数の電極端子６６を含み、電極端子６６がコネクタ３６に接続される。
なお導体パターン６４は、例えば、フィルム６２に成膜された金属膜をエッチングすることにより作製することができる。
【００２７】
ＦＰＣ基板６０の一方の面には、所定の位置にＩＣ（集積回路）チップ６８及び光電変換素子７０が例えばフリップチップ実装され、ＩＣチップ６８及び光電変換素子７０は導体パターン６４に電気的に接続されている。従って、ＩＣチップ６８は、導体パターン６４及びコネクタ３６を通じて、回路基板２６に電気的に接続される。
【００２８】
光電変換素子７０は、ＩＣチップ６８の一辺の近傍に沿うように並べられ、ＩＣチップ６８及び光電変換素子７０は、樹脂製のポッティング部材７２によって覆われている。
２つの光電変換装置１４，１６のうち一方の光電変換装置１４の光電変換モジュール３８では、光電変換素子７０は、ＬＤ（レーザダイオード）等の発光素子であって、ＩＣチップ６８は、発光素子のための駆動回路を構成している。つまり、一方の光電変換装置１４は発信器である。
【００２９】
他方の光電変換装置１６の光電変換モジュール３８では、光電変換素子７０は、ＰＤ（フォトダイオード）等の受光素子であって、ＩＣチップ６８は、受光素子が出力した電気信号を増幅する増幅回路を構成している。つまり、他方の光電変換装置１４は受信器である。
光電変換素子７０は、面発光型若しくは面受光型であり、自身の光の出射面若しくは入射面がＦＰＣ基板６０の面と対向するように配置されている。
【００３０】
図６は、光電変換モジュール３８の図５とは反対側を分解して概略的に示す斜視図である。
ＦＰＣ基板６０の他方の面には、全域に渡って、シート状のポリマー光導波路部材７４が一体に積層されている。ポリマー光導波路部材７４の端部には、リボンファイバー４０に含まれる光ファイバー７６の数に対応して、４本の保持溝が形成され、保持溝内に光ファイバー７６の先端部が配置されている。
【００３１】
ポリマー光導波路部材７４には、ＦＰＣ基板６０とは反対側の面にて開口するＶ溝が形成され、Ｖ溝の壁面には例えば金属膜が蒸着によって形成されている。金属膜はミラー７８を構成し、ポリマー光導波路部材７４及びミラー７８を介して、光電変換素子７０と光ファイバー７６が光学的に結合される。
【００３２】
そして、ＦＰＣ基板６０とは反対側のポリマー光導波路部材７４の面には、補強部材８０及び固定部材８２が例えば接着剤を用いて固定されている。
補強部材８０は、例えば銅などの金属板からなり、ＦＰＣ基板６０を挟んで、ＩＣチップ６８及び光電変換素子７０と対向している。また、固定部材８２は、例えばガラス板からなり、光ファイバー７６の先端部を覆っている。
【００３３】
図７は、光電変換モジュール３８の概略的な部分断面図である。
ポリマー光導波路部材７４は、アンダークラッド層８４、コア８６、及び、オーバークラッド層８８を含む。アンダークラッド層８４は、ＦＰＣ基板６０のフィルム６２に積層され、四角形の横断面形状を有するコア８６がアンダークラッド層８４上を延びている。
【００３４】
なお、図５及び図６を併せて参照すると、光電変換素子７０の位置に対し、光ファイバー７６の位置が、ＦＰＣ基板６０の幅方向でずれているが、この「ずれ」に対応して、コア８６は、アンダークラッド層８４上を曲がって延びている。このような「ずれ」は必須ではなく、「ずれ」がなければ、コア８６は直線状に延びていてもよい。
【００３５】
コア８６の数は、光ファイバー７６の数に対応して４本であり、光ファイバー７６の先端部と同軸上に位置している。オーバークラッド層８８は、アンダークラッド層８４と協働してコア８６を囲むように、アンダークラッド層８４及びコア８６の上に積層されている。
【００３６】
アンダークラッド層８４、コア８６、及び、オーバークラッド層８８の材料としては、特に限定されることはないが、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂及びポリイミド系樹脂等を用いることができる。
なお、光ファイバー７６は、コア９０とコア９０を囲むクラッド９２とからなり、ポリマー光導波路部材７４のコア８６と光ファイバー７６のコア９０とが同軸上に配置され、相互に光学的に結合される。
【００３７】
ＩＣチップ６８及び光電変換素子７０は、ＦＰＣ基板６０の導体パターン６４に対し、例えば、図示しないＡｕからなるバンプによって接続されている。
光電変換素子７０は、ポッティング部材７２の内部に埋設されているが、光電変換素子７０とＦＰＣ基板６０との隙間には、透光性を有する充填材９４が充填されている。充填材９４は、ポッティング部材７２の材料が光電変換素子７０とＦＰＣ基板６０との間に流入することを阻止し、光電変換素子７０のための光路を確保する。
【００３８】
図８は、図４に示された光電変換装置１４，１６の基本構成部品及び光電気複合ケーブル１２が、カバー２２を除き、組み立てられた状態を示す概略的な斜視図であり、図９は、カバー２２も含め、組み立てられた基本構成部品及び光電変換ケーブル１２を示す概略的な斜視図である。
【００３９】
再び図３を参照すると、光電変換装置１４，１６は、１次モールドパッケージ（１次モールド部材）９６、シールド部材９８及び２次モールドパッケージ（２次モールド部材）１００を備える。
１次モールドパッケージ９６は、電気絶縁性を有する樹脂からなる。１次モールドパッケージ９６は、プラグ２０のトレー部２０ｂとカバー２２との間に充填されており、光電変換モジュール３８の周囲にも充填されている。また、１次モールドパッケージ９６は、プラグ２０のトレー部２０ｂとカバー２２の外側を完全に覆っており、プラグ２０の筒部２０ａ及びストップリング４４のフランジ部４４ｂも部分的に覆っている。
【００４０】
図１０は、１次モールドパッケージ９６で覆われた基本構成部品及び光電気複合ケーブル１２を概略的に示す斜視図である。１次モールドパッケージ９６の外形は、略直方体形状である。なお、１次モールドパッケージ９６からは、プラグ２０の筒部２０ａ、ストップリング４４のフランジ部４４ｂ及び筒部４４ａ、電源ユニット３２、並びに、ＬＥＤユニット３４のＬＥＤランプが突出している。
【００４１】
図１１は、シールド部材９８及び１次モールドパッケージ９６で覆われた基本構成部品及び光電気複合ケーブル１２を概略的に示す斜視図である。
シールド部材９８は導電性を有し、１次モールドパッケージ９６の表面の略全域を覆っている。
【００４２】
シールド部材９８は金属からなり、好ましくは、１次モールドパッケージ９６の外表面に密着する膜形状を有する。金属からなるシールド部材９８は、めっき、塗装、又は蒸着によって形成される。シールド部材９８は、プラグ２０に接触しており、プラグ２０を介して接地される。
【００４３】
例えば、シールド部材９８は、Ｎｉ、Ｃｕ、及び、Ａｇからなる群から選択される単一若しくは合金の膜、又は、これらの膜の積層体からなる。
なお、プラグ２０の筒部２０ａの先端側及びＬＥＤユニット３４のＬＥＤランプは、シールド部材９８によって覆われていない。
【００４４】
２次モールドパッケージ１００は、シールド部材９８を覆っている。２次モールドパッケージ１００は、図２に示したように、本体１８の外側部分を構成しており、略直方体形状の外形を有する。そして、２次モールドパッケージ１００の内面は、シールド部材９８の外面に密着している。
【００４５】
なお、本実施形態では、好ましい態様として、ブーツ２１も、２次モールドパッケージ１００と同時に一体に成形される。また、本実施形態では、好ましい態様として、２次モールドパッケージ１００は、透光性を有する。
【００４６】
ここで１次モールドパッケージ９６に用いられる樹脂（１次モールド樹脂）は、２次モールドパッケージ１００に用いられる樹脂（２次モールド樹脂）よりも、低温でモールド成形可能である。つまり１次モールド樹脂は、２次モールド樹脂よりも、低い融点又はガラス転移温度を有する。例えば、１次モールド樹脂は、１５０℃以下の融点又はガラス転移温度を有し、２次モールド樹脂は、３５０℃以下の融点又はガラス転移温度を有する。
【００４７】
このような樹脂として、１次モールド樹脂としては、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等のビニル系樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリルスチレン）等のポリスチレン系樹脂、又は、ＰＥ（ポリエチレン）等のポリエチレン系樹脂等を用いることができる。そして、２次モールド樹脂としてはＰＣ（ポリカーボネート）等のポリカーボネート系樹脂、ＰＡ（ポリアミド）等のポリアミド系樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）等のポリフェニレンスルファイド系樹脂、又は、ＰＩ（ポリイミド）等のポリイミド系樹脂等を用いることができる。
【００４８】
また、好ましくは、１次モールド樹脂は、線膨張係数が小さいことが望ましく、例えば、２５℃の室温近傍にて、５ｐｐｍ／Ｋ以上５０ｐｐｍ／Ｋ以下の線膨張係数を有し、目安としては、５ｐｐｍ／Ｋ以上３０ｐｐｍ／Ｋ以下の線膨張係数を有する。
なお、硬い樹脂の場合、ガラスに近い線膨張係数を有するのが好ましい。一方、軟らかい樹脂の場合、特に限定はされないが、ガラスに近い線膨張係数を有するのが好ましい。
【００４９】
一方、１次モールド樹脂が軟らかい樹脂の場合、２次モールド樹脂としては、１次モールド樹脂よりも硬い樹脂が用いられる。１次モールド樹脂が硬い樹脂の場合、２次モールド樹脂は、硬い樹脂及び軟らかい樹脂のいずれであってもよい。
【００５０】
以下、上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６の好ましい製造方法について説明する。
まず、図４に示された基本構成部品及び光電気複合ケーブル１２を用意し、図９に示すように組み立てる。そして、組み立てられた基本構成部品及び光電気複合ケーブル１２をモールド型内に配置し、モールド型内に樹脂を充填するインサートモールド成形によって、図１０に示すように、１次モールドパッケージ９６を形成する。
【００５１】
それから、塗装又はめっきによって、１次モールドパッケージ９６の表面に、図１１に示すように、シールド部材９８を形成する。なお、シールド部材９８の形成時、プラグ２０の先端側及びＬＥＤユニット３４のＬＥＤランプは、キャップやマスキングテープによってマスクされる。
【００５２】
この後、シールド部材９８及び１次モールドパッケージ９６で覆われた基本構成部品及び光電気複合ケーブル１２をモールド型内に配置し、モールド型内に樹脂を充填するインサートモールド成形によって、図２に示すように、２次モールドパッケージ１００を形成する。これにより、光電変換モジュール１４，１６が完成する。
【００５３】
上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６においては、シールド部材９８が、１次モールドパッケージ９６の外面の略全域を覆っており、内部のＬＳＩチップ２８、ＩＣチップ６８、及び、光電変換素子７０を略隙間無く覆っている。このため、光電変換装置１４，１６は、優れた電磁波シールド性能を有する。
逆に言えば、光電変換装置１４，１６においては、シールドしたい電子部品を１次モールドパッケージ９６で覆った上で、１次モールドパッケージ９６をシールド部材９８で覆うことで、電磁波シールド性能を高めている。
【００５４】
そして、上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６は、好ましい態様としてシールド部材９８がめっき又は塗装によって形成されるので、大量生産に適する。
【００５５】
また、上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６においては、シールド部材９８が、２次モールドパッケージ１００によって覆われているので、シールド部材９８が引っ掻き等によって傷付けられることがない。このため、この光電変換装置１４，１６においては、電磁波シールド性能が長期に亘って安定に保たれる。
【００５６】
一方、上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６においては、１次モールドパッケージ９６及び２次モールドパッケージ１００が、インサートモールドによって成形されており、基本構成部品を収容するための別体のケースを用意し、組み立てる必要がない。このため、光電変換装置１４，１６は、部品点数が少なく、安価である。
【００５７】
そして、上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６においては、１次モールドパッケージ９６が、２次モールドパッケージ１００よりも低温でモールド成形されるので、ＬＳＩチップ２８、ＩＣチップ６８、及び、光電変換素子７０が熱によって故障することが防止される。このため、この光電変換装置１４，１６は信頼性に優れている。
【００５８】
また、上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６においては、１次モールドパッケージ９６が、小さい線膨張係数を有するので、温度が上昇しても、ＬＳＩチップ２８、ＩＣチップ６８及び光電変換素子７０に過大な圧力が作用せず、ＬＳＩチップ２８、ＩＣチップ６８及び光電変換素子７０の故障が防止される。この点からも、この光電変換装置１４，１６は高い信頼性を有する。
【００５９】
更に、上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６においては、１次モールドパッケージ９６に、モールド温度が低い樹脂を用いているが、この場合、１次モールドパッケージ９６の耐湿性が低いことがある。このような場合でも、２次モールドパッケージ１００として、耐湿性に優れる樹脂を用いることで、全体として耐湿性が確保される。
【００６０】
また、上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６では、ブーツ２１が、２次モールドパッケージ１００と一体に成形されるので、別体のブーツを用意する必要がない。このため、光電変換装置１４，１６は、部品点数が少なく、安価である。
【００６１】
更に、上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６では、好まし態様として、２次モールドパッケージ１００が透光性を有するので、ＬＥＤユニット３４のＬＥＤランプが２次モールドパッケージ１００によって覆われていても、ＬＥＤランプの点灯を外部から視認することができる。
【００６２】
本発明は、上述した一実施形態に限定されることはなく、一実施形態に変更を加えた形態も含む。
例えば、上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６では、光電変換素子７０が、回路基板としてのＦＰＣ基板６０に実装されていたが、回路基板２６に実装されていてもよい。
【００６３】
上述した一実施形態の光電変換装置１４，１６は、４本の光ファイバー７６を含んでいたが、光ファイバー７６の数は、特に限定されることはない。また、光電気複合ケーブル１２は導線３０を含んでいたが、導線３０を含まない光ケーブルを用いてもよい。
【００６４】
最後に、本発明の光電変換装置は、光アクティブケーブル以外にも適用可能であり、また、デジタルＡＶ機器間の接続以外に、例えばサーバとスイッチングハブ間の接続等、ネットワーク機器間の接続にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 光アクティブケーブル
１２ 光電気複合ケーブル
１４，１６ 光電変換装置
１８ 本体
２０ プラグ（コネクタユニット）
２１ ブーツ
２２ カバー
２４ コネクタ部材（コネクタユニット）
２６ 回路基板
３８ 光電変換モジュール
３０ ＦＰＣ基板（回路基板）
６８ ＩＣチップ
７０ 光電変換素子
７４ ポリマー光導波路部材
７６ 光ファイバー
９６ １次モールドパッケージ（１次モールド部材）
９８ シールド部材
１００ ２次モールドパッケージ（２次モールド部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、
前記回路基板に実装された光電変換素子と、
前記光電変換素子と光学的に結合された光ファイバーと、
前記回路基板と電気的に接続され、外部機器との接続に供されるコネクタユニットと、
前記回路基板、前記光電変換素子、前記光ファイバーの端部、及び、前記コネクタユニットの一部を覆う、樹脂製の１次モールド部材と、
前記１次モールド部材を覆い、導電性を有するシールド部材と、
前記シールド部材を覆う、樹脂製の２次モールド部材と
を備えるコネクタ付き光電変換装置。
【請求項２】
前記１次モールド部材の融点若しくはガラス転移温度は、前記２次モールド部材の融点若しくはガラス転移温度よりも低い、
請求項１に記載のコネクタ付き光電変換装置。
【請求項３】
前記１次モールド部材は、ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及び、ポリエチレン系樹脂からなる群より選択される１種を含み、
前記２次モールド部材は、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンスルファイド系樹脂、及び、ポリイミド系樹脂からなる群より選択された１種を含む、
請求項２に記載のコネクタ付き光電変換装置。
【請求項４】
前記光ファイバーが挿通される一方、前記光ファイバーを囲むシースの先端が固定されるストップリングと、
前記２次モールド部材と一体に設けられ、前記ストップリングを覆うブーツとを更に備える、
請求項１乃至３の何れか一項に記載のコネクタ付き光電変換装置。
【請求項５】
前記シールド部材は、金属の膜からなる、
請求項１乃至４の何れか一項に記載のコネクタ付き光電変換装置。
【請求項６】
前記光電変換素子の動作状態に対応して発光するインジケータランプを更に備え、
前記インジケータランプは、前記１次モールド部材及び前記シールド部材から突出し、
前記２次モールド部材は、透光性を有し、前記インジケータランプを覆っている、
請求項１乃至５の何れか一項に記載のコネクタ付き光電変換装置。
【請求項７】
回路基板に、光電変換素子を実装する工程と、
前記光電変換素子と光ファイバーとを光学的に結合する工程と、
外部機器との電気的な接続に供されるコネクタユニットを、前記回路基板と電気的に接続する工程と、
前記回路基板、前記光電変換素子、前記光ファイバーの端部、及び、前記コネクタユニットの一部を覆う、樹脂製の１次モールド部材を形成する工程と、
前記１次モールド部材を覆う、導電性を有するシールド部材を形成する工程と、
前記シールド部材を覆う樹脂製の２次モールド部材を形成する工程と
を備えるコネクタ付き光電変換装置の製造方法。
【請求項１】
回路基板と、
前記回路基板に実装された光電変換素子と、
前記光電変換素子と光学的に結合された光ファイバーと、
前記回路基板と電気的に接続され、外部機器との接続に供されるコネクタユニットと、
前記回路基板、前記光電変換素子、前記光ファイバーの端部、及び、前記コネクタユニットの一部を覆う、樹脂製の１次モールド部材と、
前記１次モールド部材を覆い、導電性を有するシールド部材と、
前記シールド部材を覆う、樹脂製の２次モールド部材と
を備えるコネクタ付き光電変換装置。
【請求項２】
前記１次モールド部材の融点若しくはガラス転移温度は、前記２次モールド部材の融点若しくはガラス転移温度よりも低い、
請求項１に記載のコネクタ付き光電変換装置。
【請求項３】
前記１次モールド部材は、ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及び、ポリエチレン系樹脂からなる群より選択される１種を含み、
前記２次モールド部材は、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンスルファイド系樹脂、及び、ポリイミド系樹脂からなる群より選択された１種を含む、
請求項２に記載のコネクタ付き光電変換装置。
【請求項４】
前記光ファイバーが挿通される一方、前記光ファイバーを囲むシースの先端が固定されるストップリングと、
前記２次モールド部材と一体に設けられ、前記ストップリングを覆うブーツとを更に備える、
請求項１乃至３の何れか一項に記載のコネクタ付き光電変換装置。
【請求項５】
前記シールド部材は、金属の膜からなる、
請求項１乃至４の何れか一項に記載のコネクタ付き光電変換装置。
【請求項６】
前記光電変換素子の動作状態に対応して発光するインジケータランプを更に備え、
前記インジケータランプは、前記１次モールド部材及び前記シールド部材から突出し、
前記２次モールド部材は、透光性を有し、前記インジケータランプを覆っている、
請求項１乃至５の何れか一項に記載のコネクタ付き光電変換装置。
【請求項７】
回路基板に、光電変換素子を実装する工程と、
前記光電変換素子と光ファイバーとを光学的に結合する工程と、
外部機器との電気的な接続に供されるコネクタユニットを、前記回路基板と電気的に接続する工程と、
前記回路基板、前記光電変換素子、前記光ファイバーの端部、及び、前記コネクタユニットの一部を覆う、樹脂製の１次モールド部材を形成する工程と、
前記１次モールド部材を覆う、導電性を有するシールド部材を形成する工程と、
前記シールド部材を覆う樹脂製の２次モールド部材を形成する工程と
を備えるコネクタ付き光電変換装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１６８４４３（Ｐ２０１２−１６８４４３Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３０７６４（Ｐ２０１１−３０７６４）
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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