專利名稱：光學模塊及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包括有光電器件并且連接電路與光纖的光學模 塊，并且涉及該光學模塊的制造方法。
背景技術：
伴隨著寬帶通信的發(fā)展，對網(wǎng)絡節(jié)點的路由器和信息設備的高 速化和大容量化要求越來越高。為適應這點，在推行光學互連這方 面正進行發(fā)展，其中在電氣傳輸?shù)妮斎牖蜉敵霾糠诌M行光電轉換， 并且利用光纖的寬帶特性進行高速、高容量傳輸。
在日本專利公開No.2000-82830中披露了這樣一種光通信組件 艮P，其主要部分通過注塑成型或其他成型處理而直接形成在柔性電 路板上。該光學模塊及其制造方法采用透鏡陣列和其他昂貴的器件， 這樣，整個光學模塊變得昂貴，從而難于控制成本。
在日本專利公開No.2006-47682中披露了這樣一種光學模塊 艮P，其具有安裝在柔性印刷電路板一個表面上的表面輸出型發(fā)光器 件和設置在柔性印刷電路板另一表面上的內(nèi)部具有光纖的插芯。在 該光學模塊及其制造方法中，表面輸出型發(fā)光器件的發(fā)光部分不容 易可見，因此必須利用圖像識別裝置進行對準。該對準難于進行， 從而降低了批量生產(chǎn)模塊的適用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種光學模塊及其制造方法，其能夠 降低成本并且改善可制造性。
為了達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種適于與光
纖連接的光學模塊。所述光學模塊包括(1)具有光纖保持孔的插 芯；(2)柔性印刷電路板，其設置在所述插芯的第一端；(3)光電器件，其與所述柔性印刷電路板的電路連接；以及(4)內(nèi)置光纖， 在所述內(nèi)置光纖的第一端面向所述光電器件而所述內(nèi)置光纖的第二 端與所述插芯的第二端的端面齊平的狀態(tài)下，所述內(nèi)置光纖保持在 所述光纖保持孔中。
所述柔性印刷電路板可具有光纖貫通孔。所述內(nèi)置光纖的第一 端可從所述插芯的第一端伸出從而使所述內(nèi)置光纖可穿過所述光纖 貫通孔。在所述插芯的第二端可具有導銷孔。所述插芯可具有突起， 所述柔性印刷電路板可具有定位孔，并且所述突起與所述定位孔可 嵌合在一起。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種光學模塊的制造方法，包括 (1)在具有光纖保持孔的插芯的第一端相對于柔性印刷電路板定位 的情況下對所述插芯進行嵌件成型；(2)將光電器件連接到所述柔 性印刷電路板的電路上；(3)將內(nèi)置光纖插入并固定在所述光纖保 持孔中；以及(4)對所述內(nèi)置光纖的端面進行拋光從而使所述插芯 的第二端的端面與所述內(nèi)置光纖的端面齊平。


圖1為示出根據(jù)本發(fā)明實施例的光學模塊以及與其連接的對應 的光學連接器和電氣連接器的示意圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的光學模塊制造方法的第一步驟中柔 性印刷電路板、第一模具以及第二模具的局部剖視圖3為在第一步驟中制造的第一組件的局部剖視圖4為包括有在根據(jù)本發(fā)明實施例的光學模塊制造方法的第二 步驟中得到的組件的局部剖視圖5為包括有在根據(jù)本發(fā)明實施例的光學模塊制造方法的第三 步驟中得到的組件的局部剖視圖；以及
圖6為在第三步驟中制造的第二組件的局部剖視圖。
具體實施例方式
通過下面的說明、所附權利要求書以及附圖將更好的理解本發(fā)明的上述特征和其他特征、方面以及優(yōu)點。在對附圖的說明中，對 于相同的元件采用相同的附圖標記，并且將省略重復的解釋。
圖1為示出根據(jù)本發(fā)明實施例的光學模塊10以及與其連接的對
應的光學連接器51和電氣連接器52的示意圖。光學模塊IO主要包 括外殼ll、插芯(光插芯)12、內(nèi)置光纖13、柔性印刷電路板14、 電子器件15、光電探測器16以及電氣連接器17。
外殼11例如由樹脂制成，并且具有光學連接器安裝部分18和 電氣連接器支撐部分19。光學連接器安裝部分18形成為在圖1中設 置有插芯12的位置的左端圍繞插芯12的矩形孔的形狀。電氣連接 器支撐部分19在右下部支撐電氣連接器17的同時使電氣連接器17 伸出。MT連接器51安裝在光學連接器安裝部分18中。
插芯12由樹脂制成，并且與柔性電路板14 一起經(jīng)過嵌件成型， 由此形成光纖保持孔20、突起21、 21以及導銷孔22、 22。光纖保 持孔20形成為從一端面23到另一端面24貫穿插芯12的中央部分。 突起21、 21構成定位裝置的一部分，并且在插芯12的端面23上形 成為在光纖保持孔20的兩側突出的圓軸。導銷孔22、 22形成為從 插芯12的端面24開始朝向端面23深入的與光纖保持孔20平行的 孔。導銷25、 25插入導銷孔22、 22中并且固定于該導銷孔中。
內(nèi)置光纖13插入光纖保持孔20中并且固定于該光纖保持孔中。 內(nèi)置光纖13的一端(靠近柔性印刷電路板14的一端)從插芯12的 端面23伸出。內(nèi)置光纖13的另一端的表面(拋光面26)受到拋光 以與插芯12的另一端面24平齊。
通過在由熱塑性聚苯硫醚樹脂材料、液晶聚合物樹脂材料、熱 固性環(huán)氧樹脂材料或其他類似材料構成的基板上印刷或形成電路圖 案從而得到柔性印刷電路板14。柔性印刷電路板14具有字母"L" 的形狀，并且包括長邊部分29和短邊部分30。
光纖貫通孔27形成為穿過短邊部分30的大致中心部分的圓孔。 從插芯12的端面23伸出的內(nèi)置光纖13穿過光纖貫通孔27。位于光 纖貫通孔27周圍的多個定位孔28、 28形成為穿過短邊部分30的圓 孔。定位孔28的數(shù)量以及突起21的數(shù)量優(yōu)選為兩個。定位孔28、28連同插芯12的突起21、 21—起構成定位裝置，由此可調節(jié)柔性 印刷電路板14和插芯12的相對位置。
用于增加柔性印刷電路板14的剛性并且防止對柔性印刷電路 板14的任何干擾的加強板31緊固到長邊部分29的上表面上。在形 成在加強板31中的器件固定孔32內(nèi)安裝有多個電子器件15。電氣 連接器17安裝在長邊部分29的下表面上。
光電探測器16是所謂的發(fā)射激光的長波長豎直腔面或光電二 極管陣列的相對便宜的光學器件。光電探測器16經(jīng)由固定部件33 安裝在柔性印刷電路板14上，并且與內(nèi)置光纖13光學地連接。光 電探測器16將從內(nèi)置光纖13接收到的光學信號轉換成電流(電信 號)，并且經(jīng)由布置在柔性印刷電路板14上的電路將電流傳輸?shù)诫?子器件15。
在電氣連接器17上，從長邊部分29的下表面朝向外殼11的下 側設置有嵌合開口 34。由于安裝了對應連接器52，電氣連接器17 將由電子器件15轉換的電信號傳輸?shù)狡渖习惭b有對應連接器52的 控制電路基板53。
現(xiàn)在將說明光學模塊10的制造方法。圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例 的光學模塊10的制造方法的第一步驟中的柔性印刷電路板14、第一 模具61以及第二模具62的局部剖視圖。在第一步驟中，第一模具 61和第二模具62用于使與柔性印刷電路板14一體結合的插芯12成 型。在柔性印刷電路板14的短邊部分30上預先形成光纖貫通孔27 和定位孔28、 28。
第一模具61包括用于保持柔性印刷電路板14的短邊部分30 的凹部63，以及作為凹部63的延伸部分的插芯成型空腔64。第二 模具62包括第一凸部65，其插入到柔性印刷電路板14的光纖貫 通孔27中；以及第二凸部66、 66，其插入到與第一模具61的空腔 64連通的柔性印刷電路板14的定位孔28、 28中。
在第一步驟中，將柔性印刷電路板14的短邊部分30容納在第 一模具61的凹部63中。隨后，將第二模具62的第一凸部65插入 到柔性印刷電路板14的光纖貫通孔27中，將第二模具62的第二凸部66、 66插入到柔性印刷電路板14的定位孔28、 28中，并且閉合 模具61、 62。隨后從注入口 (未示出)將成型樹脂注入到第一模具 61的空腔64中。
圖3為在第一步驟中制造的第一組件35的局部剖視圖。第一步 驟結束，打開模具61、 62，由此制成第一組件35。第一組件35包 括插芯12和與插芯12—體成型且與其連接的柔性印刷電路板14。 插芯12包括突起21、 21，其插入到柔性印刷電路板14的定位孔 28、 28中；光纖保持孔20，其與柔性印刷電路板14的光纖貫通孔 27連通；以及導銷孔22、 22。
圖4為包括有光學模塊10的制造方法的第二步驟中的組件的局 部剖視圖。接下來，在第二步驟中，利用圖像處理對光電探測器16 相對于柔性印刷電路板14的光纖貫通孔27進行同心定位。在這種 狀態(tài)下，利用由金屬突出部或焊料構成的固定部件33將光電探測器 16安裝在柔性印刷電路板14的電路上。與此同時，將加強板31固 定到柔性印刷電路板14上，并且將電子器件15和電氣連接器17安 裝在柔性印刷電路板14上。
圖5為包括有光學模塊IO的制造方法的第三步驟中的組件的局 部剖視圖。在第三步驟中，將內(nèi)置光纖13插入插芯12的光纖保持 孔20。將導銷25、 25插入并固定到插芯12的導銷孔22、 22內(nèi)。
圖6為在第三步驟中制造的第二組件36的局部剖視圖。當結束 第三步驟時，將內(nèi)置光纖31的一端光學地連接到光電探測器16上。 對內(nèi)置光纖13的另一端進行拋光，并且將拋光面26與插芯12的端 面24對齊，由此制造出第二組件36。最后，將樹脂材料注入到金屬 模具(未示出)中以包括(包圍)第二組件36的插芯12的周圍， 由此制造出包括光學連接器安裝部分18和電氣連接器支撐部分19 的外殼11 (圖1)。
在光學模塊10中，將與另一光纖連接的MT連接器51安裝在 外殼11的光學連接器安裝部分18中，并且將對應連接器52安裝在 電氣連接器17上。因此，光電探測器16對經(jīng)由內(nèi)置光纖13從另一 光纖接收到的光學數(shù)據(jù)進行處理，并且將該數(shù)據(jù)作為電信號傳輸?shù)诫娮悠骷?5，進而經(jīng)由對應連接器52將電信號從電氣連接器17傳 輸?shù)娇刂齐娐坊?3。
如上所述，在本實施例的光學模塊10中，將設置在插芯12 — 端的突起21、 21定位并貼附在柔性印刷電路板14的定位孔28、 28 中；并且將內(nèi)置光纖13插入并保持在由柔性印刷電路板14定位的 插芯12的光纖保持孔20中。因此，無需復雜的裝置即可以容易地 改善對內(nèi)置光纖13的定位精度，從而可以降低成本并且改善可制造 性。
根據(jù)本實施例的光學模塊10，內(nèi)置光纖13穿過定位在插芯12 上的柔性印刷電路板14的光纖貫通孔27，并且與光電探測器16光 學地連接。因此，不必考慮柔性印刷電路板14的厚度即可設定內(nèi)置 光纖13與光電探測器16之間的間隙。
根據(jù)本實施例的光學模塊10，機械地連接到插芯12上的MT 連接器51與保持在插芯12的導銷孔22、 22中的導銷25、 25相連 接。因此，可以在降低光學損失余量的同時建立連接。
根據(jù)本實施例的光學模塊10，利用嵌合到定位孔28、 28中的 插芯12的突起21、 21對柔性印刷電路板14進行定位。因此，由插 芯12扣緊柔性印刷電路板14，并且不需要接合或其他連接裝置就可 以獲得堅固而可靠的結構。
根據(jù)本實施例的光學模塊的制造方法，柔性印刷電路板14定位 在模具61、 62內(nèi)部，并且對插芯12進行嵌件成型，于是使光電探 測器16與柔性印刷電路板14上的電子器件15相連接。隨后，將內(nèi) 置光纖13插入并固定在設置于插芯12中的光纖保持孔20內(nèi)，并且 對內(nèi)置光纖13進行拋光使其與插芯12具有同一端面，由此制造出 光學模塊10。因此，無需復雜的裝置即可以容易地改善對內(nèi)置光纖 13的定位精度，從而可以在使成本降低并改善可制造性的同時制造 出光學模塊10。
盡管結合目前認為是最實用且優(yōu)選的實施例對本發(fā)明進行了說 明，但本發(fā)明并不限于所公開的實施例，相反，本發(fā)明意在涵蓋所 附權利要求書的主旨和范圍內(nèi)的各種變型和等同設置。例如，光電器件還可以是發(fā)光器件。光電器件、光纖保持孔以及內(nèi)置光纖還可 以排列成多個陣列。構成定位裝置的突起和定位孔以及導銷孔和導 銷不限于如附圖中所示的分別設置為兩組，而是可以存在多個或多 對。形成在插芯上的突起不需要設置在光纖保持孔的兩側，實際上， 這些突起可以為圓筒形以適于嵌合在柔性印刷電路板的光纖貫通孔 的內(nèi)周表面中。
權利要求
1. 一種適于與光纖連接的光學模塊，包括具有光纖保持孔的插芯；柔性印刷電路板，其設置在所述插芯的第一端；光電器件，其與所述柔性印刷電路板的電路連接；以及內(nèi)置光纖，在所述內(nèi)置光纖的第一端面向所述光電器件而所述內(nèi)置光纖的第二端與所述插芯的第二端的端面齊平的狀態(tài)下，所述內(nèi)置光纖保持在所述光纖保持孔中。
2. 根據(jù)權利要求1所述的光學模塊，其中， 所述柔性印刷電路板具有光纖貫通孔，并且所述內(nèi)置光纖的第一端從所述插芯的第一端伸出從而使所述內(nèi) 置光纖穿過所述光纖貫通孔。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的光學模塊，其中， 所述插芯具有形成在其第二端上的導銷孔。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的光學模塊，其中，所述插芯具有突起，所述柔性印刷電路板具有定位孔，并且 所述突起與所述定位孔嵌合在一起。
5. —種光學模塊的制造方法，包括在具有光纖保持孔的插芯的第一端相對于柔性印刷電路板定位的情況下對所述插芯進行嵌件成型；將光電器件連接到所述柔性印刷電路板的電路上； 將內(nèi)置光纖插入并固定在所述光纖保持孔中；以及 對所述內(nèi)置光纖的端面進行拋光從而使所述插芯的第二端的端面與所述內(nèi)置光纖的端面齊平。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光學模塊及其制造方法，所述光學模塊包括具有光纖保持孔的插芯；柔性印刷電路(FPC)板，其設置在所述插芯的一端；光電器件，其與所述FPC板的電路連接；以及內(nèi)置光纖，在所述光纖的一端面向所述光電器件而所述光纖的另一端與所述插芯的另一端的端面齊平的狀態(tài)下，所述光纖保持在所述光纖保持孔中。所述方法包括在具有光纖保持孔的插芯的一端相對于FPC板定位的情況下對所述插芯進行嵌件成型；將光電器件連接到所述FPC板的電路上；將內(nèi)置光纖插入并固定在所述光纖保持孔中；以及對所述光纖的端面進行拋光從而使所述插芯的另一端的端面與所述光纖的端面齊平。
文檔編號G02B6/42GK101414032SQ200810170248
公開日2009年4月22日 申請日期2008年10月16日 優(yōu)先權日2007年10月16日
發(fā)明者櫻井涉, 田村充章 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社