光電連接器系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光電連接器系統(tǒng)以及一種將光電連接器與印刷電路板(PCB)上的光子器件對(duì)準(zhǔn)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在很多電子器件的應(yīng)用中，有必要將例如作為光信號(hào)線的信號(hào)線連接至印刷電路板。為此，有必要為布置在PCB上的光子器件配置適當(dāng)?shù)墓膺B接器，即相應(yīng)的接口，從而將光信號(hào)線從光纜傳遞至光子器件，或反向傳遞。由于所涉及的公差僅在幾個(gè)μπι的范圍內(nèi)，因此這種情形下的主要問(wèn)題在于正確地將光電連接器與PCB上的光子器件對(duì)準(zhǔn)。
[0003]從文獻(xiàn)ΕΡ0635741Α2，已知光電子或光電連接器(接口)，其中PCB上的光子器件，SP一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)、垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)、(一個(gè)或多個(gè))光電二極管等，通過(guò)合適的樹脂封裝在PCB上。用于該包覆成型部分的材料是光學(xué)透明的、且具有與所使用的光纖的折射率相似的折射率，從而允許光從光子器件穿過(guò)包覆成型材料到達(dá)光纖，或反向傳遞。根據(jù)該文獻(xiàn)，這種包覆成型工藝允許光纖與光子器件的精確和有效的互相連接或耦接。然而，其中所描述的方法需要復(fù)雜的模制操作。
[0004]從文獻(xiàn)US 2006/0067630 Al，已知一種用于光學(xué)連接器的模塊組件，其由兩個(gè)框架部分形成，從而框架部分中的一個(gè)與支撐光子器件的引線框架和相應(yīng)的電子元件共同模制而成，以實(shí)現(xiàn)電子信號(hào)到光信號(hào)的轉(zhuǎn)換，或反向轉(zhuǎn)換。該兩個(gè)框架部分包括銷和相應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔形式的對(duì)準(zhǔn)裝置，以精確地將兩部分對(duì)準(zhǔn)。
[0005]從文獻(xiàn)US 6，130,979，已知一種用于傳遞光信號(hào)的組件，其中光纖插芯(ferrule)設(shè)有一對(duì)定位銷，以將插芯安裝至光源的承載件并與之對(duì)準(zhǔn)。例如類似于激光陣列的光源布置在連接器殼體中，而不是在PCB上。
[0006]提供一種具有改進(jìn)的與PCB上的光子器件對(duì)準(zhǔn)的方式的光電連接器系統(tǒng)是可取的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明，提供一種光電連接器系統(tǒng)，其包括作為獨(dú)立部件的光耦合器和連接器殼體，由此所述殼體配置成附接至所述光耦合器。所述光耦合器接著配置成安裝在PCB上從而布置在所述PCB上的光子器件上。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述殼體可配置成使得在所述光耦合器布置在所述光子器件上后，其能附接至所述耦合器。換而言之，所述光耦合器首先安裝至PCB并且精確地與所述光子器件對(duì)準(zhǔn)。在所述光耦合器固定在正確對(duì)準(zhǔn)的位置上后，所述殼體再附接至所述耦合器。因而，僅在所述耦合器安裝至PCB后才進(jìn)行耦合器和連接器殼體之間的直接連接。由于所述耦合器的定位精度比(相對(duì)便宜的)殼體的分量精度好得多，因而能提供高精度且還廉價(jià)的光電連接器系統(tǒng)。
[0008]所述光子器件例如為一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)、(一個(gè)或多個(gè))垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)等。所述光子器件也可為一個(gè)或多個(gè)光接收器，例如光電二極管等。
[0009]所述光耦合器優(yōu)選如此設(shè)計(jì)，即僅當(dāng)所述連接器殼體尚未附接至所述耦合器時(shí)，才能將所述耦合器安裝到PCB。因此，能設(shè)計(jì)這樣一種連接器殼體，其至少部分覆蓋所述耦合器并由此遮蓋或阻塞進(jìn)入所述耦合器的固定裝置的通道。優(yōu)選地，所述光耦合器包括對(duì)準(zhǔn)裝置以精確地將所述耦合器與光子器件對(duì)準(zhǔn)。
[0010]優(yōu)選地，所述連接器殼體包括插口以配合地接納相應(yīng)的配對(duì)連接器(counterconnector)。這樣的配對(duì)連接器例如可為光纖線纜的插塞式連接器，如MT插芯連接器(MTferrule connector)。由此，例如為MT插芯連接器的配對(duì)連接器能牢固地與所述連接器殼體配合或耦接，由此能提供適當(dāng)?shù)墓涛涣?。?yōu)選通過(guò)適當(dāng)?shù)膶?dǎo)向裝置實(shí)現(xiàn)配對(duì)連接器與光耦合器的實(shí)際對(duì)準(zhǔn)，以將相應(yīng)的配對(duì)連接器與耦合器對(duì)準(zhǔn)。然而，所述耦合器本身優(yōu)選不包括任何用于配合地接納配對(duì)連接器的插口。所述配合插口僅設(shè)置在連接器殼體上。
[0011]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在所述耦合器安裝至PCB且所述連接器殼體布置在其上后，所述耦合器和連接器殼體粘合在一起。為此，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，耦合器和連接器殼體具有適當(dāng)?shù)木o固凸部(tabs)和相應(yīng)的緊固狹槽，其相互配合以實(shí)現(xiàn)形狀配合連接。優(yōu)選地，通過(guò)使用適當(dāng)?shù)恼澈蟿?，尤其例如環(huán)氧樹脂，能額外地增強(qiáng)該形狀配合連接。
[°012] 大體優(yōu)選地，所述親合器和連接器殼體進(jìn)一步包括對(duì)準(zhǔn)凸部(tabs)和相應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)孔，以便于殼體和耦合器的彼此對(duì)準(zhǔn)。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，殼體和耦合器的對(duì)準(zhǔn)未必要與所述光耦合器和光子器件的對(duì)準(zhǔn)那樣精確。所述連接器殼體包括將所述連接器殼體直接固定至印刷電路板的固定裝置。
[0013]優(yōu)選地，所述耦合器包括將光從所述耦合器的一側(cè)引導(dǎo)至所述耦合器的另一側(cè)的導(dǎo)光裝置，更優(yōu)選地，這些導(dǎo)光裝置適合于以適當(dāng)?shù)慕嵌绕D(zhuǎn)光。
[0014]本發(fā)明也涉及一種將光電連接器系統(tǒng)，如上文所描述的連接器系統(tǒng)，與PCB上的光子器件對(duì)準(zhǔn)的方法。在該方法中，首先提供具有光子器件的PCB，然后將光耦合器安裝在其上且安裝在光子器件上。在將所述耦合器安裝并牢固地固定在其與光子器件正確的對(duì)準(zhǔn)位置之后，將適當(dāng)?shù)倪B接器殼體附接至所述光耦合器。如上文所描述的連接器殼體例如具有適當(dāng)?shù)牟蹇谝耘浜系亟蛹{相應(yīng)的配對(duì)連接器，以致于所述光耦合器本身不需要任何這樣的插口。
[0015]本發(fā)明具有連接器系統(tǒng)的大部分元件不必考慮到嚴(yán)緊公差來(lái)被制造的優(yōu)勢(shì)，這是因?yàn)閮H所述光耦合器與光子器件精確的對(duì)準(zhǔn)便是足夠的，也就是說(shuō)，僅必須以非常小的公差來(lái)制造所述耦合器和光子器件的相應(yīng)元件，而殼體本身以及殼體與耦合器和/或PCB的安裝不必非常精確。輸入/輸出連接器，即例如為MT插芯連接器的相應(yīng)配對(duì)連接器，能浮動(dòng)在所述連接器殼體中，在此其被預(yù)先引導(dǎo)，然后在耦合器的對(duì)準(zhǔn)裝置和MT套筒中或上的相應(yīng)對(duì)準(zhǔn)裝置之間直接進(jìn)行實(shí)際的光學(xué)調(diào)準(zhǔn)。所述耦合器和連接器殼體之間的對(duì)準(zhǔn)只要其仍能確保MT套筒朝著或到耦合器上的正確導(dǎo)向便不必需要那么精確。
[0016]優(yōu)選地，借助適當(dāng)?shù)恼澈蟿┠軐?shí)現(xiàn)所述親合器和殼體之間的固定，以便在配對(duì)連接器插入相應(yīng)的插口后固定殼體的位置。換句話說(shuō)，通過(guò)從環(huán)繞的殼體退耦光耦合器，解決了光電連接器相對(duì)于光子器件精確對(duì)準(zhǔn)的問(wèn)題。這兩者為獨(dú)立的部件，其僅在光耦合器相對(duì)于光子器件被正確地對(duì)準(zhǔn)且固定在其正確的位置之后才進(jìn)行組裝。所述光耦合器在考慮到必要的公差(其僅在幾微米的范圍內(nèi))之下能被準(zhǔn)確地定位，而連接器殼體不必那么準(zhǔn)確地定位。
【附圖說(shuō)明】
[0017]結(jié)合所附的附圖能更好地理解上述說(shuō)明以及下文中對(duì)示例性實(shí)施方式的詳細(xì)描述，其中在附圖中示出示例性實(shí)施方式以便進(jìn)行圖示說(shuō)明。然而，應(yīng)當(dāng)理解本申請(qǐng)并不限于所示的精確布置和儀器。在附圖中:
[0018]圖1A為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式構(gòu)造的光電連接器系統(tǒng)的示意性透視圖，其包括光耦合器和連接器殼體；
[0019]圖1B為圖1所示的去掉了一些部分的光電連接器系統(tǒng)的一部分的示意性透視圖；
[0020]圖2為圖1所示的光耦合器的三維示意圖；
[0021]圖3為圖1的一部分的放大透視圖；以及
[0022]圖4為圖1所示的光電連接器系統(tǒng)的俯視圖，示出為與相應(yīng)的配對(duì)連接器配合。
【具體實(shí)施方式】
[0023]參照?qǐng)D1，光電連接器系統(tǒng)I包括光耦合器10和與所述光耦合器10分開的連接器殼體20。所述光耦合器10能以任何期望的方式安裝至基板，例如印刷電路板(PCB)2。印刷電路板2可包括多個(gè)電跡線3和多個(gè)電子元件4，如集成電路、電阻器、電容器等。光耦合器10能布置在光子器件5上，該光子器件5又安裝至印刷電路板2。光子器件5可以例如為一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)、(一個(gè)或多個(gè))垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)等。光子器件5也可為一個(gè)或多個(gè)光接收器，例如光電二極管等。光耦合器10能固定地附接至印刷電路板2從而確保光耦合器10精確地與光子器件5對(duì)準(zhǔn)。如下文將要詳細(xì)描述的那樣，連接器殼體20限定了尺寸設(shè)置成接納配對(duì)連接器30的插口 21，使得配對(duì)連接器30的配合面33與光耦合器10的光輸入/輸出面15對(duì)準(zhǔn)以便與所述光輸入/輸出面15實(shí)現(xiàn)光通信。因此，可在光耦合器10和配對(duì)連接器30之間交換光信號(hào)，并且光親合器10能將光信號(hào)傳輸至光子器件5。
[0024]連接器殼體20能構(gòu)造成安裝至印刷電路板2。例如，連接器殼體20可包括任何適當(dāng)?shù)呐渲贸蓪⑦B接器殼體20附接至印刷電路板的固定元件。在一個(gè)實(shí)施例中，固定元件可配置成為延伸穿過(guò)連接器殼體20的至少一個(gè)固定孔22，例如多個(gè)孔。固定孔22可配置成接納任何適當(dāng)?shù)膶⑦B接器殼體20固定至印刷電路板的緊固件，例如螺釘。譬如，螺釘能延伸穿過(guò)固定孔22中的相應(yīng)固定孔并附接至印刷電路板2，由此將連接器殼體20附接到印刷電路板2ο在一個(gè)實(shí)施例中，螺釘能與印刷電路板2螺紋地鎖緊。在另一個(gè)實(shí)