CN102165350B - 光连接装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光连接装置以及利用该装置的光连接方法，该光连接装置用于将多个光纤和多个光器件进行连接，包括：光连接基板，其包括多个对准孔，其中，所述对准孔包括：光纤插入孔，其用于插入光纤，该光纤插入孔在所述光连接基板的一个侧面上以预定的深度形成，并且，其内周面形成为倾斜形状的锥形，以使得其入口比底面大；以及光路孔，其形成所述光纤和光器件之间的光连接路，该光路孔从所述光纤插入孔的底面的中心部贯穿到所述光连接基板的另一个侧面，并且，其直径小于所述底面的直径。

Description

光连接装置及方法
技术领域
本发明涉及一种光连接装置及方法，并且更具体地，涉及一种用于将多个光纤与多个光器件进行光对准的光连接装置及方法。
背景技术
光连接装置通常用于光传输诸如DVI(数字视频接口)的信号。并且，通常为了将光纤和光器件进行光连接而使用光连接装置。
已知的光连接装置是光纤连接器。这种光纤连接器将四角形状的本体作为媒介对光纤和光器件进行连接，此时，利用的是结合在光纤中的光纤固定器。例如，在韩国专利公开公报第2008-46047号中公开了这种光连接装置。
光纤连接器在其一侧形成用于插入光器件的插入口，并在相对的另一侧形成用于插入光纤固定器的插入口，通过将光器件和光纤固定器插入到光连接器中而实现对准。
用于插入光纤固定器和光器件的插入口与光器件和光纤固定器的直径相对应，以使得在插入的同时实现对准。因此，可以通过将光器件和光纤固定器插入到本体的插入口中的步骤来实现光对准。
然而，这种现有的光纤连接器存在如下的技术问题：在制造时即使发生微细的公差，也会因光纤固定器中的光纤以及光器件的光路未准确匹配而导致未对准，并且，无法弥补这种未对准状态。换言之，由于通过插入而实现光对准以及固定，因此，在用于插入光器件和光纤固定器的插入口未被精确地形成的情况下，就会发生未对准，并且，无法弥补。
此外，已知的光纤连接器还具有如下的缺点：为了将光纤固定在光连接器上而需要使用被称作光纤固定器的额外连接部件。
发明内容
本发明是为了解决上述技术问题而提出的，其目的在于提供一种光连接装置及光连接方法，其能够在多个光器件和多个光纤之间进行光对准，并且，能够精确地调整光器件和光纤之间的光对准。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供一种光连接装置，其用于将多个光纤和多个光器件进行连接，包括：光连接基板，其包括多个对准孔，其中，所述对准孔包括：光纤插入孔，其用于插入光纤，该光纤插入孔在所述光连接基板的一个侧面上以预定的深度形成，并且，其内周面形成为倾斜形状的锥形，以使得其入口比底面大；以及光路孔，其形成所述光纤和光器件之间的光连接路，该光路孔从所述光纤插入孔的底面的中心部贯穿到所述光连接基板的另一个侧面，并且，其直径小于所述底面的直径。优选地，所述光纤插入孔的底面为其截面向中心部的所述光路孔逐渐缩小的圆锥形，并且，所述光纤插入孔的底面和内周面的边界部分的截面与光纤的截面相对应。
根据本发明，优选地，所述光连接基板由环氧树脂PCB、金属PCB、硅PCB或玻璃PCB制成，并且，所述对准孔是利用蚀刻或机械加工而形成的。
根据本发明，优选地，所述光连接装置包括：光纤，其通过所述光纤插入孔插入；环氧树脂，其填充在所述光纤的外周面和所述光纤插入孔的内周面之间而被固化；以及光器件，其附接在所述光连接基板的另一侧面上，以使得通过所述光路孔与所述光纤进行光对准。
根据本发明，优选地，所述光器件为激光二极管或光电二极管。
根据本发明的第二方面，提供一种光连接方法，其用于将多个光纤和多个光器件进行连接，其特征在于，包括：蚀刻步骤(S10)，其中，在光连接基板上，利用蚀刻的方法形成多个对准孔，该蚀刻步骤(S10)使得所述对准孔包括：光纤插入孔，其用于插入光纤，该光纤插入孔在所述光连接基板的一个侧面上以预定的深度形成，并且，其内周面形成为倾斜形状的锥形，以使得其入口比底面大；以及光路孔，其形成所述光纤和光器件之间的光连接路，该光路孔从所述光纤插入孔的底面的中心部贯穿到所述光连接基板的另一个侧面，并且，其直径小于所述底面的直径；光器件附接步骤(S25)，其中，在所述光连接基板的另一个侧面上，焊接光器件；插入、对准步骤(S20)，其中，通过所述光连接基板的所述对准孔的光纤插入孔的入口，插入并对准光纤；在所述光纤插入孔的内周面和光纤外周面之间填充环氧树脂的步骤(S30)；以及通过UV照射固化所述环氧树脂的步骤(S40)。
根据本发明，优选地，在所述蚀刻步骤中，光纤插入孔的底面形成为其截面向中心部的光路孔逐渐缩小的圆锥形，并且，所述蚀刻步骤包括在所述光连接基板上形成布线图案的步骤。另外，优选地，所述光器件通过倒装方式进行焊接。
发明的效果
根据本发明，提供一种光连接装置及方法，其能够将多个光纤与多个光器件进行光对准，并且，能够精确地调整光器件和光纤之间的光对准。另外，根据本发明，由于用于光连接的对准孔通过蚀刻的方法形成在光连接基板上，因此容易制造。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的光连接装置的立体图；
图2是根据本发明一个实施例的光连接装置的截面图；以及
图3是示出根据本发明一个实施例的光连接方法的顺序图。
具体实施方式
下面，将参照附图详细描述本发明的实施例。
图1是根据本发明一个实施例的光连接装置的立体图。图2是根据本发明的光连接装置的截面图。
根据本发明的光连接装置是用于将多个光器件和多个光纤进行连接的光连接装置，其包括：光连接基板10，在该光连接基板10上形成多个对准孔20。其中，所述对准孔20包括：光纤插入孔22，其用于插入光纤；以及光路孔28，其与所述光纤插入孔22连通形成。多个光纤30可以形成一个光纤束，并能够以形成光纤束的状态使用。光纤束中的各个光纤可以通过光连接基板10与各个光器件进行光连接以及光对准。
根据本发明的光连接基板10由金属、硅或玻璃材质的PCB(印刷电路板)制成。根据本发明，由于光对准装置(光连接装置)包括诸如PCB的光连接基板10，因此，诸如激光二极管或光电二极管的光器件40可以封装在形成布线图案的PCB基板上。因此，根据本发明的光连接装置，光器件40可以容易地与具有布线图案的光连接装置进行电连接。因此，无需额外的工艺就可以使光器件40与光连接装置进行电连接。
根据本发明，在PCB基板10上形成多个对准孔20。各个对准孔20包括光纤插入孔22和光路孔28，其中，该光路孔28与所述光纤插入孔22连通。
光纤插入孔22在PCB基板10的一个侧面11上以预定的深度形成，使得光纤能够插入到其中。光纤插入孔22以200-300μm左右的深度形成，并具有底面24和内周面25。光纤插入孔22的内周面25形成倾斜形状，也就是说，形成为直径从光纤插入孔22的入23向底面24减小的形状、即锥形。因此，可以更加容易地将光纤30插入到光纤插入孔22中，倾斜的内周面25可以引导光纤30易于对准。另外，光纤插入孔22的底面24也形成为截面向位于中心部的光路孔28逐渐缩小的形状。底面24和内周面25的边界部分的截面与光纤30的截面相对应。根据本发明，光纤插入孔22的入口23比底面24宽，并且，底面24形成为圆锥形、即截面逐渐缩小的形状，因此，在插入光纤30的状态下，可以精细地调整光纤30，从而能够实现精确的光对准。
此时，如果从PCB基板10的一个侧面11、即光纤插入孔22的入口23观察，则在光纤30的外周面和光纤插入孔22的入口23周面之间存在约20-100μm的间隙(g)。
在光纤插入孔22的底面24中心部，与光纤芯35相对应地，形成直径比光纤插入孔22的底面24的直径小的光路孔28，该光路孔28贯穿形成至PCB基板10的另一个侧面12。
光路孔28成为光的移动经路，使得在光纤芯35中移动的光与光器件40的微透镜42进行光对准以及光连接，其中，光纤芯35是在光纤30中起到光集束作用的部分。根据本发明的实施例，光路孔28的长度为150μm。
根据本发明，所述对准孔20是利用PCB基板10的蚀刻工艺而形成的。在PCB基板10上设计布线图案(未图示)的情况下，可以利用蚀刻工艺形成布线图案和对准孔20。因此，可以不利用额外的微加工就能够形成对准孔20。
根据本发明的光连接装置包括通过形成在光连接基板上的对准孔20相连接的多个光纤30以及多个光器件40。
光器件40封装在PCB基板10的另一个侧面12上。激光二极管、光电二极管等光器件倒装焊接45在PCB基板10上。光器件40可以利用多种接合方法附接在光连接基板10上，诸如引线接合。然而，在诸如激光二极管和光电二极管的微透镜42集成的光器件的情况中，由于倒装焊接45在微透镜42和光纤30进行光对准的侧面具有预定的附接高度，因此倒装焊接45是更优选的。倒装焊接高度约为20μm。微透镜42与对准孔20的光路孔28对准。
光纤30通过插入到形成在对准孔20的一侧上的光纤插入孔22中而被固定。光纤插入孔22由于入口23大于底面24，因此容易插入直径小的光纤30，并且，由于底面24和内周面25的边界部分的截面与光纤30的截面相对应，因此在光纤30插入安装在光纤插入孔22中的过程中容易地实现光对准。另外，由于光纤插入孔22的内周面25形成底面24小于入口23的倾斜形状，即形成为锥形，因此可以进行光纤的对准调整。尤其是，底面24也形成为圆锥形、即截面向中心部逐渐缩小的形状，因此，允许光纤30的精细移动，从而能够更加容易地实现光纤30的光对准。由此，通过调整光纤30，可以精确地控制光纤芯35通过光路孔28与光器件40进行光对准以及光连接。
在上述的光对准被调整的状态下，环氧树脂50被填充在光纤插入孔22的内表面和光纤30的外周面之间的间隙中。然后通过UV照射进行固化。从而，光纤30以光对准被调整的状态固定在光连接基板10上。
下面，说明根据本发明的光纤和光器件的光连接方法。图3是示出根据本发明一个实施例的光连接方法的顺序图。根据本发明的光连接方法，作为在PCB基板上形成对准孔的光连接基板，具体使用金属、硅或玻璃材质的PCB(印刷电路板)。
根据本发明的光连接方法，包括在光连接基板10上利用蚀刻的方法形成多个对准孔的蚀刻步骤S10。
如上所述，由光纤插入孔22和光路孔28连通而形成的对准孔20包括：光纤插入孔22，其内周面25形成为倾斜的锥形形状，使得位于光连接基板10的一个侧面11上的入口23大于位于预定深度的底面24；以及光路孔28，其在所述光纤插入孔22的底面24的中心部，与光纤芯35对应地形成，所述光路孔28的直径小于所述底面24的直径，并且，贯穿形成至光连接基板10的另一个侧面12。通过蚀刻的方法形成上述形状的对准孔20。其中，光纤插入孔22的底面24也形成为截面向位于中心部的光路孔28逐渐缩小的形状、即圆锥形状。
在蚀刻步骤S10中，除了在光连接基板10的另一个侧面12上形成布线图案之外，如果需要，还可以在其他部分形成布线图案。这些类型的布线图案可以用于光器件40之间的连接或光连接基板10和其他光连接基板10之间的电连接。
接着，包括插入、对准步骤S20，其中，通过光连接基板10的对准孔20的光纤插入孔22的入口23，插入并对准光纤30。对于光纤的插入以及对准，在上面已经进行了说明。接着，包括在光纤插入孔22的内周面25和光纤30外周面之间填充环氧树脂50的步骤S30，以及通过UV照射固化所述环氧树脂50的步骤S40。
环氧树脂50能够以其他具有相似特性的其他树脂替代。对这些替代树脂进行实质上与环氧树脂一样的处理。
根据本发明的光连接方法，包括光器件附接步骤S15，其中，将光器件焊接到光连接基板10的另一个侧面12上。可以在插入光纤30之前或插入光纤30之后的任意阶段进行光器件附接步骤S15，即光器件附接步骤S15不受顺序上的限制。优选地，在插入光纤30之前焊接到光连接基板10上。

Claims (4)

1.一种光连接装置，其用于将多个光纤（30）和多个光器件（40）进行连接，其特征在于，包括： 
光连接基板（10），其包括多个对准孔（20）， 
其中，所述对准孔（20）包括： 
光纤插入孔（22），其用于插入光纤，该光纤插入孔（22）在所述光连接基板（10）的一个侧面（11）上以预定的深度形成，并且，其内周面（25）形成为倾斜形状的锥形，以使得其入口（23）比底面（24）大；以及 
光路孔（28），其形成所述光纤（30）和光器件（40）之间的光连接路，该光路孔（28）从所述光纤插入孔（22）的底面（24）的中心部贯穿到所述光连接基板（10）的另一个侧面（12），并且，所述光路孔（28）的直径小于所述光纤插入孔（22）的底面（24）的直径； 
所述光纤插入孔（22）的底面（24）为其截面向中心部的所述光路孔（28）逐渐缩小的圆锥形；
所述光纤插入孔（22）的底面（24）和内周面（25）的边界部分的截面与光纤（30）的截面相对应。 
2.根据权利要求1所述的光连接装置，其特征在于，所述光连接基板由环氧树脂PCB、金属PCB、硅PCB或玻璃PCB制成，并且，所述对准孔（20）是利用蚀刻或机械加工而形成的。 
3.根据权利要求1所述的光连接装置，其特征在于，所述光连接装置包括： 
光纤（30），其通过所述光纤插入孔（22）插入； 
环氧树脂（50），其填充在所述光纤（30）的外周面和所述光纤插入孔（22）的内周面（25）之间而被固化；以及 
光器件（40），其附接在所述光连接基板（10）的另一侧面（12）上，以使得通过所述光路孔（28）与所述光纤（30）进行光对 准。 
4.根据权利要求3所述的光连接装置，其特征在于，所述光器件为激光二极管或光电二极管。 
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JP特开平9-73028A 1997.03.18 *

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