CN101523263A - 插芯、使用插芯的光波导连接器的制造方法及光波导连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光波导连接器的制造方法，该方法可以改善插芯构件的生产率并且将与配对连接器的连接损耗抑制为较低水平。光波导连接器(11)可以由以下步骤获得：对准步骤，即利用定位构件(16)的与插芯构件(13)的前端相对地布置的定位部分，对从插芯构件(13)的插孔(13b)中穿过的光波导(2)的前端的位置进行限制，以将光波导(2)与插芯构件(13)对准；以及粘合步骤，即用粘接剂填充穿过插孔(13b)的光波导(2)与插孔(13b)之间的间隙以将光波导(2)固定到插芯构件(13)上。

Description

插芯、使用插芯的光波导连接器的制造方法及光波导连接器

技术领域

本发明涉及用于容纳光波导以使光波导与另一个光学部件进行连接器连接的插芯、使用该插芯的光波导连接器的制造方法、以及使用该插芯的光波导连接器。

背景技术

已知图4所示的构造用于如下的光波导连接器：该光波导连接器用于将诸如光纤带或聚合物波导等光波导与另一个光学部件进行连接器连接(connector-connect)。

在如图所示的光波导1中，平板型(planar)光波导2的前端部容纳并保持在插芯3中。

如图4(a)所示，在插芯3中，在具有大致长方体形状的主体3a中贯穿地形成光波导2将要穿过的插孔3b。在开有插孔3b的主体3a中形成一对定位孔3c，用于相对于配对连接器部件(例如MT连接器)进行定位的定位销将挤压插入到这对定位孔中。

在将粘接剂5填充到插孔3b与插入插芯3的插孔3b中的光波导2之间的间隙中，并且通过使粘接剂5固化而将光波导固定到插芯3中之后，将光波导的前端面2a抛光。

传统上，作为插芯3的制造方法，已经广泛使用通过对树脂材料进行注入成型来制造插芯的制造方法。在该情况下，通过将用于制造插孔3b的型芯与用于形成主体3a外壳的上模和下模相组合来形成插孔3b和定位孔3c。

对于具有上述结构的光波导连接器1，为了将其与配对连接器的连接损耗抑制为较低水平，需要尽可能地减小配对连接器的光纤与光波导连接器1中的光波导2之间的轴向偏差。为了实现这点，除了减小一对定位孔3c所限定的连接器中心与插孔3b的中心之间的位置偏差(轴向偏差)以外，至关重要的是，根据光波导2的外径尺寸精确地形成插孔3b。

在将上述聚合物波导用作光波导2的情况下，要将与配对连接器的连接损耗抑制为较低水平例如0.3dB或更小，至关重要的是，精确地形成插孔3b从而使得插孔3b与光波导2之间的间隙为几微米或更小。

就聚合物波导的外径尺寸而言，通常，宽度尺寸w是大约3mm至5mm，并且厚度尺寸t是大约100μm。该外径尺寸比传统光纤带的外径尺寸小得多。

因此，在插芯3的成型模中用于将插芯3b成型的型芯形成为厚度为大约100μm的薄片并且由此容易变形。因此，在制造插芯3时，会由于成型不良而产生诸如成品率降低等问题。

为了防止发生这种问题，已经提出一种如图5所示的光波导连接器6。

在光波导连接器6中，插芯7容纳并保持光波导2的前端部且将被连接至配对连接器，并且具有分割成上下两个半部(vertical half)的结构。因此，构成插芯7的上主体7a和下主体7b具有如下构造：即，在每个相对接的表面上形成：插槽8，其构成光波导2将要穿过的插孔；以及定位槽9，其构成一对定位孔(例如，参见专利文献1)。

根据该结构，在将构成插芯7的上主体7a和下主体7b注入成型期间，将要构成插孔和定位孔的凹槽从外表面露出。因此，不需要将薄片构成的型芯与成型模相组合，因而可以实现具有高成品率的成型方法。

专利文献1：日本专利公开JP-A-2000-2820

发明内容

本发明要解决的问题

对于使用如上所述被分割成两个半部的插芯7的光波导连接器6，需要在制造过程中将上主体7a和下主体7b粘合并组合在一起的组装步骤，从而由于组装该插芯7的步骤而引起不能改善光波导连接器生产率的问题。

在将上主体7a和下主体7b粘合并组合到一起的组装步骤中，上主体7a和下主体7b之间的粘合精度的误差可能会使得插孔和定位孔的尺寸精度的误差大于基准值，从而产生了连接损耗增加的可能性。

本发明的目的在于提供一种插芯，在插芯中，不需要将薄片构成的型芯与用于注入成型的成型模相组合，并且可以通过提高制造的成品率来改善生产率，本发明还提供使用该插芯的光波导连接器的制造方法以及该光波导连接器，在该光波导连接器中，可以稳定地实现光波导的精确定位，并且可以将轴向偏差造成的连接损耗抑制为较低水平。

用于解决问题的手段

为了达到上述目的，根据本发明权利要求1所述的插芯是这样一种插芯：在插芯中贯穿地形成光波导将要穿过的插孔，其中，

与所述插芯的前端一体地形成将所述光波导定位于所述插孔的轴向中心处的定位部分。

根据本发明权利要求2所述的插芯的特征在于，在根据权利要求1所述的插芯中，从所述插孔中穿过的光波导与所述插孔之间的间隙大于所述定位部分与所述光波导之间的间隙。

根据本发明权利要求3所述的插芯的特征在于，在根据权利要求1或2所述的插芯中，所述光波导形成为具有大致矩形的横截面，并且所述定位部分包括矩形凹槽，所述矩形凹槽具有与所述光波导的矩形横截面基本上一致的矩形横截面。

根据本发明权利要求4所述的插芯的特征在于，在根据权利要求3所述的插芯中，在所述矩形凹槽的两侧上分别形成有这样的倾斜面：所述倾斜面用于在宽度方向上限制所述光波导在所述矩形凹槽的底面上的位置。

根据本发明权利要求5所述的光波导连接器的制造方法是如下光波导连接器的制造方法：所述光波导连接器使用根据权利要求1至3中任一项所述的插芯，并且将所述光波导容纳在所述插芯的插孔中，其中，所述方法包括：

对准步骤，利用位于所述插芯的前端的定位部分对穿过所述插孔的光波导的位置进行限制，以将所述光波导定位到所述插孔的轴向中心处；粘合步骤，用粘接剂填充所述插孔和与所述插孔对准的光波导之间的间隙；以及切割步骤，在利用所述粘合步骤将所述光波导固定到所述插孔中的状态下，切除包括所述定位部分在内的所述插芯的前端。

根据本发明权利要求5所述的光波导连接器的特征在于，所述光波导连接器是利用根据权利要求4所述的光波导连接器的制造方法来制造的。

本发明的效果

利用与插芯的前端一体地形成的定位部分将从插芯的插孔中穿过的光波导定位在插孔的轴向中心处。因此，即使放宽插芯的插孔自身的尺寸公差，并且将尺寸设定为在光波导周围留下相对较大的间隙，在插芯和光波导之间也不会产生轴向偏差。

由于插芯具有单件结构，因此与具有二分式(two-split)结构的传统插芯相比，插芯自身不需要诸如粘合等组装步骤。因此，通过使制造步骤数量减少以及如上所述提高成品率，可以改善生产率。

当精确地形成了定位部分时，可以容易并可靠地将从插芯的插孔中穿过的光波导定位到插孔的轴向中心处，并且防止产生轴向偏差，从而可以获得将轴向偏差造成的连接损耗抑制为较低水平的光波导连接器。

此外，在该插芯中，一体地形成定位部分。因此，可以省略执行传统方法时的组装步骤：利用定位销使与插芯主体分离地形成的定位构件与插芯主体保持预定位置关系。

附图说明

图1是根据本发明的光波导连接器的制造方法的第一实施例的透视图，其中(a)是将光波导穿过插芯的状态的透视图，(b)是利用定位部分对光波导进行定位的状态的透视图，(c)是将光波导粘合并固定到插芯上的状态的透视图，并且(d)是从插芯上切除定位部分并且完成光波导连接器的状态的透视图。

图2是如图1所示的光波导连接器的制造方法的制造步骤的示意图，其中(a)是示出将光波导插入到插芯中的中间过程的纵剖图，(b)是示出利用定位部分对光波导进行定位的对准步骤的纵剖图，(c)是示出利用粘接剂粘合并固定光波导的粘合步骤的纵剖图，(d)是示出从插芯的前端面切除多余部分的步骤的纵剖图，并且(e)是已完成的光波导连接器的纵剖图。

图3是示出根据本发明的光波导连接器的制造方法的第二实施例的视图，其中(a)是示出光波导连接器的主要部分的透视图，并且(b)是沿着图(a)中的C方向看去的视图。

图4是示出光波导连接器的传统制造方法的透视图，其中(a)是在将光波导穿入插芯构件之前的状态的透视图，并且(b)是利用粘接剂粘合并固定光波导的状态的透视图。

图5是另一个传统光波导连接器的透视图。

附图标记的描述

2 光波导

11 光波导连接器

13 插芯

13b 插孔

13c 定位孔

13d 开口

16 定位部分

16a 矩形凹槽

16b 左右壁面

16c 定位孔

18 粘接剂

27 倾斜面

28 斜切部分

29 引导面

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的插芯、使用该插芯的光波导连接器的制造方法、以及该光波导连接器的优选实施例。

本说明书中的术语“光波导”包括诸如光波导、聚合物波导和光纤带等具有各种矩形横截面的平板型光传输装置。在本实施例中，描述将聚合物波导应用于光传输路径的情况。

图1是示出本发明的插芯、使用该插芯的根据本发明的光波导连接器的制造方法的第一实施例的透视图。在附图中，(a)示出将光波导从插芯的插孔中穿过的状态，(b)示出利用位于插芯前端的定位部分将光波导定位的状态，(c)示出通过填充粘接剂而将光波导粘合并固定到插芯上的状态，并且(d)示出从插芯前端切除定位部分并且完成光波导连接器的状态。

图2是如图1所示光波导连接器的制造方法的制造步骤的示意图，其中(a)是示出将光波导插入到插芯的插孔中的步骤的中间过程的纵剖图，(b)是示出对准步骤的纵剖图，即，利用定位部分对从插芯的插孔中穿过的光波导的位置进行限制以将光波导定位于插孔的轴向中心(axial center)处，(c)是示出粘合步骤的纵剖图，即，利用加压构件挤压已经经过对准步骤并处于定位部分中的光波导的上表面，以沿着光波导的厚度方向执行定位，同时填充光波导与插孔之间的间隙，(d)是示出切割步骤的纵剖图，即，在粘合步骤之后，通过切块法(dicing)来切除插芯包括定位部分在内的前端的多余部分并且移除该多余部分，并且(e)是已完成的光波导连接器的纵剖图。

在利用第一实施例的光波导连接器的制造方法形成的光波导连接器11中，平板型光波导2的前端部容纳并保持在插芯3中。

如图1(a)所示，插芯13形成为大致长方体形，并且沿着前后方向贯穿地形成具有矩形横截面形状并将被光波导2穿过的插孔13b。

在插芯13中，与包括定位部分16(将在下文中进行描述)在内的插孔13b平行地形成一对定位孔13c，定位销(未示出)将挤压插入到这对定位孔中。

挤压插入到定位孔13c中的定位销(未示出)用于将如图1(d)所示的已完成的光波导连接器11定位到配对连接器部件(例如，MT连接器)上。

在插芯13的上表面中，与插孔13b连通地设置用于使用粘接剂填充插孔13b的开口13d。

在本实施例的插芯13中，为了将光波导2定位于插孔13b的轴向中心处，在插芯的前端一体地形成与插孔13b连通并且在插芯的外表面敞开的定位部分16。

在本实施例中，定位部分16包括这样的矩形凹槽16a：该凹槽形成有与光波导2基本上一致的矩形横截面并且两个表面敞开。利用矩形凹槽16a的左右壁面16b沿着宽度方向对被引导到该凹槽中的光波导2进行定位。同时，定位部分包括由图1(b)中的箭头D表示的挤压构件19，从凹槽16a的上侧降低该挤压构件以将挤压构件配合到凹槽16a中，并且挤压构件19朝向凹槽底面挤压被引导到凹槽中的光波导2的上表面，从而沿着光波导2的厚度方向使光波导2定位。可以利用矩形凹槽16a将光波导2定位在插孔13b的轴向中心处。

如上所述，插芯13的插孔13b和定位部分16的矩形凹槽16a都形成为具有光波导2将要穿过的矩形横截面。此外，在矩形凹槽16a中，精确地形成左右壁面16b之间的宽度尺寸、以及凹槽底部的高度位置，从而使得穿过的光波导2的轴向偏差落在几微米的范围内。将光波导2与插孔13b之间的间隙设定为大于光波导2与定位部分16的矩形凹槽16a之间的间隙。

根据该构造，保证容易将光波导2插入插孔13b中，同时，利用定位部分16的矩形凹槽16a将光波导精确地定位于插孔13b的轴向中心处。

在本实施例中，包括定位部分16在内的插芯13是由环氧树脂或PPS(聚苯氧基)树脂制成的成型制品。

接下来，将参照图2描述光波导连接器11的制造方法。

如图2(a)所示，首先，将光波导2插入到插芯13的插孔13b中，使光波导2的前端位于定位部分16的矩形凹槽16a中。接下来，如图2(b)中的箭头所示，执行如下挤压定位步骤：利用挤压构件19将矩形凹槽16a中的光波导2挤压在矩形凹槽16a的底面上，以确定光波导2与插芯13的轴向中心对准的状态。然后，如图2(c)所示，执行如下粘合步骤：经由插芯13的开口13d用粘接剂18填充插孔13b。当填充的粘接剂18固化并且光波导2被固定到插孔13中时，如图2(d)所示，执行通过切块法来移除包括定位部分16在内的插芯前端的切割步骤，从而获得如图2(e)所示的光波导连接器11。

在插芯13中，可以通过用诸如劈裂法(cleavage)或抛光法等使用加工机械的切割处理来代替切块法，对包括光波导3的前端面2a(参见图1(d))在内的前端部进行端面处理。

根据该制造方法，定位部分16与插芯13一体地形成，因此不需要执行传统步骤中的以下组装步骤：即利用定位销(未示出)将定位部分和插芯以预定位置关系进行组装。

定位部分16构造成矩形凹槽16a的两个表面敞开，因此在利用注入成型法形成定位部分16和插芯13的情况下，能够在不使用型芯的情况下将定位部分成型。因此，可以以高成品率制造具有精确定位部分的单件制品。然而，代替两个表面敞开的矩形凹槽16a，定位部分16可以形成为位于插芯前端侧的仅一个表面敞开的通孔。根据该构造，可以省略挤压构件19。

根据第一实施例所示的光波导连接器的制造方法，利用与插芯13的前端一体地形成的定位部分16将光波导2定位到插孔13b的轴向中心处。在插芯13的插孔13b中，即使放宽尺寸公差并且将尺寸设定为在光波导2周围留下相对较大的间隙，也不会在插芯13和光波导2之间产生轴向偏差。

因此，如上所述，插芯13的插孔13b与光波导2之间的间隙可以设定为大于定位部分16的矩形凹槽16a与光波导2之间的间隙，并且可以保证容易插入光波导2。

在精确地形成定位部分16的情况下，当执行对准步骤和粘合步骤时，可以容易地并且稳定地将从插芯构件的插孔13b中穿过的光波导2定位于插孔13b的轴向中心处，并且可以防止发生轴向偏差，从而可以获得这样一种光波导连接器11：该连接器将轴向偏差所造成的连接损耗抑制为较低水平。

在本实施例中，插芯13由适于注入成型的环氧树脂或PPS(聚苯氧基)树脂形成，因此可以通过利用注入成型法进行大量生产来降低光波导连接器11的制造成本。

图3(a)是示出根据本发明的光波导连接器的制造方法的第二实施例的主要部分的透视图，并且图3(b)是沿着图3(a)中的方向C看去的视图。

根据第二实施例，在与插芯前端一体地形成的定位部分16中，在位于矩形凹槽16a前端侧的两个侧面上分别形成凹槽宽度逐渐变窄的倾斜面27。此外，在被引导到矩形凹槽16a中的光波导2的前端的两侧上设置这样的斜切部分28：该斜切部分将与倾斜面27抵靠以执行在宽度方向上定位的功能。此外，在凹槽16a的入口侧的边缘部分中形成这样的引导面29：引导面29与插芯13的插孔13b连续地倾斜，以将光波导2从插孔13b引导到凹槽16a中。

根据该制造方法，如图3(b)所示，通过将形成于凹槽(16a)的两个侧面上的倾斜面27与形成于光波导2上的斜切部分28接合，将插入到定位部分16的凹槽16a中的光波导2可靠地在宽度方向上对准，并且可以在不引起轴向偏差的情况下正确地定位。

由于倾斜的引导面29布置在凹槽(16a)的入口处，因此可以平稳地执行将光波导2穿过插芯13的插孔13b并穿入矩形凹槽(16a)的插入操作。

在按照上述实施例所描述的制造方法中的任一种方法制造的光波导连接器11中，在制造过程中利用与插芯13的前端一体地形成的定位部分16将光波导2精确地定位在插芯13的插孔13b的轴向中心处，并且可以将轴向偏差抑制为较低水平。当将光波导2的轴向中心与插芯13的插孔13b的轴向中心之间的偏差量抑制为例如10μm或更小时，可以获得良好的连接特性，即轴向偏差造成的连接损耗为0.3dB或更小。

虽然已经参照具体实施例详细描述了本发明，但是对于本领域的技术人员而言，显然可以在不脱离本发明精神和范围的情况下进行各种修改和变型。本申请基于2006年10月11日提交的日本专利申请(No.2006-277893)并且该申请的内容通过引用并入本文。

Claims (6)

1.一种插芯，在所述插芯中贯穿地形成有光波导将要穿过的插孔，其中，

与所述插芯的前端一体地形成有将所述光波导定位于所述插孔的轴向中心处的定位部分。

2.根据权利要求1所述的插芯，其中，

从所述插孔中穿过的所述光波导与所述插孔之间的间隙大于所述定位部分与所述光波导之间的间隙。

3.根据权利要求1或2所述的插芯，其中，

所述光波导形成为具有大致矩形的横截面，并且所述定位部分包括矩形凹槽，所述矩形凹槽具有与所述光波导的矩形横截面基本上一致的矩形横截面。

4.根据权利要求3所述的插芯，其中，

在所述矩形凹槽的两侧上分别形成有这样的倾斜面：所述倾斜面用于在宽度方向上限制所述光波导在所述矩形凹槽的底面上的位置。

5.一种光波导连接器的制造方法，在所述光波导连接器中使用根据权利要求1至4中任一项所述的插芯，并且将所述光波导容纳在所述插芯的插孔中，其中，所述方法包括：

对准步骤，利用位于所述插芯的前端的定位部分对穿过所述插孔的所述光波导的位置进行限制，以将所述光波导定位到所述插孔的轴向中心处；

粘合步骤，用粘接剂填充所述插孔和与所述插孔对准的所述光波导之间的间隙；以及

切割步骤，在利用所述粘合步骤将所述光波导固定到所述插孔中的状态下，切除包括所述定位部分在内的所述插芯的前端。

6.一种光波导连接器，其中，

所述光波导连接器是利用根据权利要求5所述的光波导连接器的制造方法来制造的。

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