CN101414032A - 光学模块及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光学模块及其制造方法,所述光学模块包括:具有光纤保持孔的插芯;柔性印刷电路(FPC)板,其设置在所述插芯的一端;光电器件,其与所述FPC板的电路连接;以及内置光纤,在所述光纤的一端面向所述光电器件而所述光纤的另一端与所述插芯的另一端的端面齐平的状态下,所述光纤保持在所述光纤保持孔中。所述方法包括:在具有光纤保持孔的插芯的一端相对于FPC板定位的情况下对所述插芯进行嵌件成型;将光电器件连接到所述FPC板的电路上;将内置光纤***并固定在所述光纤保持孔中;以及对所述光纤的端面进行抛光从而使所述插芯的另一端的端面与所述光纤的端面齐平。
Description
技术领域
本发明涉及一种包括有光电器件并且连接电路与光纤的光学模块,并且涉及该光学模块的制造方法。
背景技术
伴随着宽带通信的发展,对网络节点的路由器和信息设备的高速化和大容量化要求越来越高。为适应这点,在推行光学互连这方面正进行发展,其中在电气传输的输入或输出部分进行光电转换,并且利用光纤的宽带特性进行高速、高容量传输。
在日本专利公开No.2000-82830中披露了这样一种光通信组件:
即,其主要部分通过注塑成型或其他成型处理而直接形成在柔性电路板上。该光学模块及其制造方法采用透镜阵列和其他昂贵的器件,这样,整个光学模块变得昂贵,从而难于控制成本。
在日本专利公开No.2006-47682中披露了这样一种光学模块:
即,其具有安装在柔性印刷电路板一个表面上的表面输出型发光器件和设置在柔性印刷电路板另一表面上的内部具有光纤的插芯。在该光学模块及其制造方法中,表面输出型发光器件的发光部分不容易可见,因此必须利用图像识别装置进行对准。该对准难于进行,从而降低了批量生产模块的适用性。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种光学模块及其制造方法,其能够降低成本并且改善可制造性。
为了达到上述目的,根据本发明的一方面,提供一种适于与光纤连接的光学模块。所述光学模块包括:(1)具有光纤保持孔的插芯;(2)柔性印刷电路板,其设置在所述插芯的第一端;(3)光电器件,其与所述柔性印刷电路板的电路连接;以及(4)内置光纤,在所述内置光纤的第一端面向所述光电器件而所述内置光纤的第二端与所述插芯的第二端的端面齐平的状态下,所述内置光纤保持在所述光纤保持孔中。
所述柔性印刷电路板可具有光纤贯通孔。所述内置光纤的第一端可从所述插芯的第一端伸出从而使所述内置光纤可穿过所述光纤贯通孔。在所述插芯的第二端可具有导销孔。所述插芯可具有突起,所述柔性印刷电路板可具有定位孔,并且所述突起与所述定位孔可嵌合在一起。
根据本发明的另一方面,提供一种光学模块的制造方法,包括:(1)在具有光纤保持孔的插芯的第一端相对于柔性印刷电路板定位的情况下对所述插芯进行嵌件成型;(2)将光电器件连接到所述柔性印刷电路板的电路上;(3)将内置光纤***并固定在所述光纤保持孔中;以及(4)对所述内置光纤的端面进行抛光从而使所述插芯的第二端的端面与所述内置光纤的端面齐平。
附图说明
图1为示出根据本发明实施例的光学模块以及与其连接的对应的光学连接器和电气连接器的示意图;
图2为根据本发明实施例的光学模块制造方法的第一步骤中柔性印刷电路板、第一模具以及第二模具的局部剖视图;
图3为在第一步骤中制造的第一组件的局部剖视图;
图4为包括有在根据本发明实施例的光学模块制造方法的第二步骤中得到的组件的局部剖视图;
图5为包括有在根据本发明实施例的光学模块制造方法的第三步骤中得到的组件的局部剖视图;以及
图6为在第三步骤中制造的第二组件的局部剖视图。
具体实施方式
通过下面的说明、所附权利要求书以及附图将更好的理解本发明的上述特征和其他特征、方面以及优点。在对附图的说明中,对于相同的元件采用相同的附图标记,并且将省略重复的解释。
图1为示出根据本发明实施例的光学模块10以及与其连接的对应的光学连接器51和电气连接器52的示意图。光学模块10主要包括外壳11、插芯(光插芯)12、内置光纤13、柔性印刷电路板14、电子器件15、光电探测器16以及电气连接器17。
外壳11例如由树脂制成,并且具有光学连接器安装部分18和电气连接器支撑部分19。光学连接器安装部分18形成为在图1中设置有插芯12的位置的左端围绕插芯12的矩形孔的形状。电气连接器支撑部分19在右下部支撑电气连接器17的同时使电气连接器17伸出。MT连接器51安装在光学连接器安装部分18中。
插芯12由树脂制成,并且与柔性电路板14一起经过嵌件成型,由此形成光纤保持孔20、突起21、21以及导销孔22、22。光纤保持孔20形成为从一端面23到另一端面24贯穿插芯12的中央部分。突起21、21构成定位装置的一部分,并且在插芯12的端面23上形成为在光纤保持孔20的两侧突出的圆轴。导销孔22、22形成为从插芯12的端面24开始朝向端面23深入的与光纤保持孔20平行的孔。导销25、25***导销孔22、22中并且固定于该导销孔中。
内置光纤13***光纤保持孔20中并且固定于该光纤保持孔中。内置光纤13的一端(靠近柔性印刷电路板14的一端)从插芯12的端面23伸出。内置光纤13的另一端的表面(抛光面26)受到抛光以与插芯12的另一端面24平齐。
通过在由热塑性聚苯硫醚树脂材料、液晶聚合物树脂材料、热固性环氧树脂材料或其他类似材料构成的基板上印刷或形成电路图案从而得到柔性印刷电路板14。柔性印刷电路板14具有字母“L”的形状,并且包括长边部分29和短边部分30。
光纤贯通孔27形成为穿过短边部分30的大致中心部分的圆孔。从插芯12的端面23伸出的内置光纤13穿过光纤贯通孔27。位于光纤贯通孔27周围的多个定位孔28、28形成为穿过短边部分30的圆孔。定位孔28的数量以及突起21的数量优选为两个。定位孔28、28连同插芯12的突起21、21一起构成定位装置,由此可调节柔性印刷电路板14和插芯12的相对位置。
用于增加柔性印刷电路板14的刚性并且防止对柔性印刷电路板14的任何干扰的加强板31紧固到长边部分29的上表面上。在形成在加强板31中的器件固定孔32内安装有多个电子器件15。电气连接器17安装在长边部分29的下表面上。
光电探测器16是所谓的发射激光的长波长竖直腔面或光电二极管阵列的相对便宜的光学器件。光电探测器16经由固定部件33安装在柔性印刷电路板14上,并且与内置光纤13光学地连接。光电探测器16将从内置光纤13接收到的光学信号转换成电流(电信号),并且经由布置在柔性印刷电路板14上的电路将电流传输到电子器件15。
在电气连接器17上,从长边部分29的下表面朝向外壳11的下侧设置有嵌合开口34。由于安装了对应连接器52,电气连接器17将由电子器件15转换的电信号传输到其上安装有对应连接器52的控制电路基板53。
现在将说明光学模块10的制造方法。图2为根据本发明实施例的光学模块10的制造方法的第一步骤中的柔性印刷电路板14、第一模具61以及第二模具62的局部剖视图。在第一步骤中,第一模具61和第二模具62用于使与柔性印刷电路板14一体结合的插芯12成型。在柔性印刷电路板14的短边部分30上预先形成光纤贯通孔27和定位孔28、28。
第一模具61包括:用于保持柔性印刷电路板14的短边部分30的凹部63,以及作为凹部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***到柔性印刷电路板14的光纤贯通孔27中;以及第二凸部66、66,其***到与第一模具61的空腔64连通的柔性印刷电路板14的定位孔28、28中。
在第一步骤中,将柔性印刷电路板14的短边部分30容纳在第一模具61的凹部63中。随后,将第二模具62的第一凸部65***到柔性印刷电路板14的光纤贯通孔27中,将第二模具62的第二凸部66、66***到柔性印刷电路板14的定位孔28、28中,并且闭合模具61、62。随后从注入口(未示出)将成型树脂注入到第一模具61的空腔64中。
图3为在第一步骤中制造的第一组件35的局部剖视图。第一步骤结束,打开模具61、62,由此制成第一组件35。第一组件35包括插芯12和与插芯12一体成型且与其连接的柔性印刷电路板14。插芯12包括:突起21、21,其***到柔性印刷电路板14的定位孔28、28中;光纤保持孔20,其与柔性印刷电路板14的光纤贯通孔27连通;以及导销孔22、22。
图4为包括有光学模块10的制造方法的第二步骤中的组件的局部剖视图。接下来,在第二步骤中,利用图像处理对光电探测器16相对于柔性印刷电路板14的光纤贯通孔27进行同心定位。在这种状态下,利用由金属突出部或焊料构成的固定部件33将光电探测器16安装在柔性印刷电路板14的电路上。与此同时,将加强板31固定到柔性印刷电路板14上,并且将电子器件15和电气连接器17安装在柔性印刷电路板14上。
图5为包括有光学模块10的制造方法的第三步骤中的组件的局部剖视图。在第三步骤中,将内置光纤13***插芯12的光纤保持孔20。将导销25、25***并固定到插芯12的导销孔22、22内。
图6为在第三步骤中制造的第二组件36的局部剖视图。当结束第三步骤时,将内置光纤31的一端光学地连接到光电探测器16上。对内置光纤13的另一端进行抛光,并且将抛光面26与插芯12的端面24对齐,由此制造出第二组件36。最后,将树脂材料注入到金属模具(未示出)中以包括(包围)第二组件36的插芯12的周围,由此制造出包括光学连接器安装部分18和电气连接器支撑部分19的外壳11(图1)。
在光学模块10中,将与另一光纤连接的MT连接器51安装在外壳11的光学连接器安装部分18中,并且将对应连接器52安装在电气连接器17上。因此,光电探测器16对经由内置光纤13从另一光纤接收到的光学数据进行处理,并且将该数据作为电信号传输到电子器件15,进而经由对应连接器52将电信号从电气连接器17传输到控制电路基板53。
如上所述,在本实施例的光学模块10中,将设置在插芯12一端的突起21、21定位并贴附在柔性印刷电路板14的定位孔28、28中;并且将内置光纤13***并保持在由柔性印刷电路板14定位的插芯12的光纤保持孔20中。因此,无需复杂的装置即可以容易地改善对内置光纤13的定位精度,从而可以降低成本并且改善可制造性。
根据本实施例的光学模块10,内置光纤13穿过定位在插芯12上的柔性印刷电路板14的光纤贯通孔27,并且与光电探测器16光学地连接。因此,不必考虑柔性印刷电路板14的厚度即可设定内置光纤13与光电探测器16之间的间隙。
根据本实施例的光学模块10,机械地连接到插芯12上的MT连接器51与保持在插芯12的导销孔22、22中的导销25、25相连接。因此,可以在降低光学损失余量的同时建立连接。
根据本实施例的光学模块10,利用嵌合到定位孔28、28中的插芯12的突起21、21对柔性印刷电路板14进行定位。因此,由插芯12扣紧柔性印刷电路板14,并且不需要接合或其他连接装置就可以获得坚固而可靠的结构。
根据本实施例的光学模块的制造方法,柔性印刷电路板14定位在模具61、62内部,并且对插芯12进行嵌件成型,于是使光电探测器16与柔性印刷电路板14上的电子器件15相连接。随后,将内置光纤13***并固定在设置于插芯12中的光纤保持孔20内,并且对内置光纤13进行抛光使其与插芯12具有同一端面,由此制造出光学模块10。因此,无需复杂的装置即可以容易地改善对内置光纤13的定位精度,从而可以在使成本降低并改善可制造性的同时制造出光学模块10。
尽管结合目前认为是最实用且优选的实施例对本发明进行了说明,但本发明并不限于所公开的实施例,相反,本发明意在涵盖所附权利要求书的主旨和范围内的各种变型和等同设置。例如,光电器件还可以是发光器件。光电器件、光纤保持孔以及内置光纤还可以排列成多个阵列。构成定位装置的突起和定位孔以及导销孔和导销不限于如附图中所示的分别设置为两组,而是可以存在多个或多对。形成在插芯上的突起不需要设置在光纤保持孔的两侧,实际上,这些突起可以为圆筒形以适于嵌合在柔性印刷电路板的光纤贯通孔的内周表面中。
Claims (5)
1.一种适于与光纤连接的光学模块,包括:
具有光纤保持孔的插芯;
柔性印刷电路板,其设置在所述插芯的第一端;
光电器件,其与所述柔性印刷电路板的电路连接;以及
内置光纤,在所述内置光纤的第一端面向所述光电器件而所述内置光纤的第二端与所述插芯的第二端的端面齐平的状态下,所述内置光纤保持在所述光纤保持孔中。
2.根据权利要求1所述的光学模块,其中,
所述柔性印刷电路板具有光纤贯通孔,并且
所述内置光纤的第一端从所述插芯的第一端伸出从而使所述内置光纤穿过所述光纤贯通孔。
3.根据权利要求1或2所述的光学模块,其中,
所述插芯具有形成在其第二端上的导销孔。
4.根据权利要求1或2所述的光学模块,其中,
所述插芯具有突起,
所述柔性印刷电路板具有定位孔,并且
所述突起与所述定位孔嵌合在一起。
5.一种光学模块的制造方法,包括:
在具有光纤保持孔的插芯的第一端相对于柔性印刷电路板定位的情况下对所述插芯进行嵌件成型;
将光电器件连接到所述柔性印刷电路板的电路上;
将内置光纤***并固定在所述光纤保持孔中;以及
对所述内置光纤的端面进行抛光从而使所述插芯的第二端的端面与所述内置光纤的端面齐平。
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