CN1451984A - 光学元件之封装外罩及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种光学元件之封装外罩及其制备方法，包括：形成一具有一顶板的壳体，该顶板上开设有一相贯通的透光开口与流道口，其中透光开口贯通该顶板，且顶板的中心在该透光开口范围内。将该壳体放置于一由上、下模座组成的成型模具中，模具的上模座与下模座分别抵顶于顶板的上、下表面，提供一熔化的光学塑料原料，将该光学塑料原料通过模具将其自流道口引导进该透光开口，直到填满整个模具腔，然后待塑料冷却固化定型后，取走模具，所成型的光学透镜则卡嵌固定于壳体的顶板上。

Description

光学元件之封装外罩及其制备方法

【技术领域】

本发明是关于一种光学元件之封装外罩及其制备方法，尤其是关于一种结构稳固且成本较低的光学元件之封装外罩及其制备方法。

【背景技术】

随着社会的不断发展，光学元件的应用领域逐步扩大，作为光源的雷射装置也得到发展，其通常包括一激光二极管和一检光二极管。由于激光二极管和检光二极管对周围环境很敏感，外界的机械冲击及湿度等因素均会影响到激光二极管和检光二极管的光学性能。为保证激光二极管和检光二极管不收外界影响，通常需将激光二极管和检光二极管封装于一封装外罩中。

一种现有的封装技术如日本专利特开平2-165684号，请参照图1，一雷射装置10包括一基座11用于放置激光二极管14及检光二极管15于其上。一罐状壳体13与基座11相配合用于密封收容激光二极管14及检光二极管15，壳体13顶部开设一开口12并形成一透光窗口16，以使光信号透过壳体向外传输。该透光窗口16是由玻璃片161采用粘胶如环氧树酯而粘结于开口12内，以实现透光及密封作用。一布拉格光栅162位于该玻璃片161内侧面以部分反射其接收的信号光至检光二极管15以检测光信号。但这种结构可能因粘胶的流动或飘散而污染玻璃片161，影响透光性，且长期使用后，粘胶易失效而不能实现有效密封及固定，进而影响雷射装置10的整体性能。

另一种现有的封装技术如美国专利第5,361,244号，其所揭示的封装方法可参见该专利所附之第19图，该罐状壳体的顶面开设一开口，透镜布置于该开口内侧，若干玻璃粉末挟持于顶面内壁与透镜之间，并且该玻璃粉末的熔化温度低于该透镜的熔化温度，可加热该玻璃粉末至熔化状态，并冷却以固定该透镜于壳体上。但这种方法生产周期较长，工序较繁锁，常用的玻璃透镜需经额外的加工才能达到光学上所要求的精度，故不符合成本效益。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种可实现量产的光学元件之封装外罩，其成本较低且结构稳固。

本发明的另一目的在于提供一种制造上述封装外罩的方法。

本发明光学元件之封装外罩，其包括形成一具有一顶板的壳体，该顶板上开设有一相贯通的透光开口与流道口，其中透光开口贯通该顶板，且顶板的中心在该透光开口范围内。

制造该封装外罩时，将该壳体放置于一由上、下模座组成的成型模具中，模具的上模座与下模座分别抵顶于顶板的上、下表面，提供一熔化的光学塑料原料，将该光学塑料原料通过模具将其自流道口引导进该透光开口，直到填满整个模具腔，待塑料冷却固化定型后，取走模具，所成型的光学透镜则卡嵌固定于壳体的顶板上。

与现有的光学元件之封装外罩及其制备方法相比，本发明具有以下优点：  由于采用注射成型工艺，因此生产效率高适用于批量生产，且结构牢固；另，注射形成的塑料透镜不需额外的加工，即可达到所要求的精度可进一步减少成本。

【图式简单说明】

图1是现有雷射装置之封装结构图。

图2是本发明光学元件之封装外罩的立体图。

图3是本发明光学元件之封装外罩的壳体立体图。

图4是图3中壳体的俯视图。

图5是图4中壳体沿IV-IV方向的剖视图。

【具体实施方式】

请参阅图2，本实用新型的光学元件之封装外罩，包括一罐状壳体20及一透镜30。该光学元件之封装外罩40可罩设于布置有光学元件(图未示)的基座(图未示)上，该光学元件可以是激光二极管(图未示)或检光二极管(图未示)，用于组成相应的光学发射次组合或光学接收次组合。

请参阅图3、图4及图5，该罐状壳体20是由金属或塑料材料一体成型，包括一顶板21与一环形底板22。该顶板21上开设有一贯通该顶板21的透镜安装部23，该透镜安装部23进一步包括相互贯通的一透光开口231与一流道口232，且顶板的中心在该透光开口231范围内，以便于壳体20内的光学元件(图未示)向外界传输光信号。该流道口232的内壁为一连续的外凸阶梯面24。另外，环形底板22自壳体20底端沿垂直于壳体20轴线的方向向外延伸，以便于封装光学元件时与布置光学元件的基座(图未示)紧密配合。

请参照图2、图4及图5，透镜30是由透明的光学塑料原料注射成型于壳体20的透镜安装部23上。熔化的塑料原料自流道口232进入透镜安装部23中，透镜30在流道口232处的边缘与顶板21的上、下表面相平齐，并于透光开口231处形成一外凸曲面以会聚通过透光开口231的光信号。且透镜30的边缘包裹透光开口231的周缘壁部(未标示)及流道口232的外凸阶梯面24，进而形成透镜30与透镜安装部23的卡嵌配合，以牢固地将透镜30固持于壳体20上。

本发明的光学元件之封装外罩的壳体20并不仅限于流道口232的内壁为一连续的外凸阶梯面24用于实现透镜30与壳体20的卡扣配合，其亦为一内凹阶梯面结构，且透镜安装部23的内壁也可以是一内凹阶梯面或内凹弧面用于实现透镜30与壳体20的卡扣配合。且流道口232不仅限于一通孔结构，其也可以是一不贯通顶板21的凹槽用于向透光开口231内注入光学塑料。

本发明光学元件之封装外罩40的制备方法，主要包括以下步骤：

首先，提供一具一顶板21的罐状壳体20，该顶板21上开设有由相贯通的一透光开口231与一流道口232构成的光学透镜安装部23，该透光开口231贯通该顶板21，该流道口232内壁具一连续的外凸阶梯面24。

然后，将壳体20放置于由上、下模座(图未示)组成的注射成型模具内，模具的上模座与下模座分别抵顶于顶板21的上、下表面。提供一可注射成型的透明光学塑料原料，将其预热干燥，再加热到具有一定黏度后，将该熔化的塑料原料通过模具的喷嘴射入封闭的模具腔，自流道口232引导其进入光学透镜安装部23，直到注满整个模具腔。待冷却固化定型后，开模取出该光学元件封装罩40。因光学透镜的塑料注入口附近光学性能将较差，且易发生形变，故将光学透镜的塑料注入部与光信号传输部分离，以避免影响光学透镜的光学性能。

Claims (14)

1.一种光学元件之封装外罩，包括：一壳体与一光学透镜，该壳体具有一顶板，其特征在于该顶板上开设一透光开口及一于透光开口相贯通的流道口，光学透镜通过流道口注射成型于顶板上，且与顶板卡嵌配合，光信号透过透光开口处的光学透镜进行传输。

2.如权利要求1所述的光学元件之封装外罩，其特征在于该光学透镜是由光学塑料材料制成。

3.如权利要求1所述的光学元件之封装外罩，其特征在于该光学透镜具有一外凸曲面。

4.如权利要求1所述的光学元件之封装外罩，其特征在于该流道口为一不贯通顶板的凹槽。

5.如权利要求1所述的光学元件之封装外罩，其特征在于该流道口贯通该顶板。

6.如权利要求1所述的光学元件之封装外罩，其特征在于该流道口的内壁具有一连续的外凸阶梯面。

7.如权利要求1所述的光学元件之封装外罩，其特征在于该流道口的内壁具有一内凹阶梯面结构。

8.如权利要求1所述的光学元件之封装外罩，其特征在于该透光开口的内壁具有外凸阶梯面或内凹阶梯面结构。

9.一种制备光学元件之封装外罩的方法，其特征在于包括以下步骤：

a.形成一壳体，该壳体具有一顶板，在该顶板上开设一相贯通的透光开口与流道口，其中透光开口贯通该顶板；

b.将该壳体放置于模具中；

c.将熔化的光学塑料材料注入该模具中；

d.光学塑料材料冷却固化定型后，取走模具，所成型的光学透镜则卡嵌固定于壳体的顶板上。

10.如权利要求9所述的光学元件之封装外罩的制备方法，其特征在于：该壳体顶板的流道口内壁为一外凸阶梯面。

11.如权利要求9所述的光学元件之封装外罩的制备方法，其特征在于：该壳体是由金属冲压一体成型。

12.如权利要求9所述的光学元件之封装外罩的制备方法，其特征在于：该壳体是采用塑料注射成型。

13.如权利要求9所述的光学元件之封装外罩的制备方法，其特征在于：该壳体的流道口贯通该顶板。

14.如权利要求9所述的光学元件之封装外罩的制备方法，其特征在于：该壳体的流道口为一凹槽。

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