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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung
aus einem Wellenleiterabschnitt und einem optoelektronischen Bauelement sowie
eine Anordnung aus einem optoelektronischen Bauelement und einem
stiftförmigen,
optischen Anschluss.
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Hintergrund der Erfindung
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Optische
Datenübertragung
gewinnt gegenüber
elektrischer mehr und mehr an Bedeutung. Daher wird intensiv an
neuen Verbindungstechniken und Standards für optische Verbinder gearbeitet.
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Allerdings
ist die Herstellung optischer Verbindungen oder Anschlüsse in mehrfacher
Hinsicht erheblich größeren Schwierigkeiten
unterworfen als elektrische Verbindungen. Insbesondere erfordern optische
Verbindungsstellen geringe Fertigungstoleranzen.
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Ein
wichtiges Anwendungsgebiet für
die optische Datenübertragung
ist der Automobilbereich. Dort wird an einem einheitlichen Standard,
dem ”Media
Oriented Systems Transport”,
kurz ”MOST” gearbeitet,
um die Vernetzung von Multimedia-Anwendungen im Automobil zu vereinheitlichen.
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Um
einen Wellenleiter an eine optoelektronische Schaltung in einem
optischen Bauteil anzuschließen,
wird das Bauteil typischerweise mit einem kurzen Wellenleiterabschnitt
versehen, welcher an dem Bauteil befestigt ist und ein Verbindungsglied zwischen
der Schaltung und dem Wellenleiter bildet.
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Um
eine zuverlässige
Verbindung herzustellen, sind jedoch genaue Abmessungstoleranzen
einzuhalten. Insbesondere der Abstand der Anschlussfläche zu einer
den Wellenleiterabschnitt umgebenden Hülse und der Abstand zu dem
Bauteilgehäuse sind
von maßgeblicher
Bedeutung, z. B. zur Verlustvermeidung an der Schnittstelle zwischen
Wellenleiter und Wellenleiterabschnitt.
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Gemäß einem
bekannten Verfahren wird der Wellenleiterabschnitt zunächst auf
eine präzise
Länge gebracht
und erst anschließend
in die Hülse
eingefügt
bzw. an dem Bauteil festgeklebt.
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Ein
Problem bei dieser Vorgehensweise ist, dass die optische Anschlussfläche in dem
Bauteil schlecht toleriert ist und daher die Länge des Wellenleiterabschnitts
sehr präzise
erzeugt werden muss. Dies macht die Herstellung und Bearbeitung
aufwändig
und kostenintensiv. Ferner ist die longitudinale Positionierung
der Anschlussfläche
des Wellenleiterabschnitts schwierig.
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Aus
der Druckschrift
EP
0 010 352 A1 ist ein optoelektronischer Wandler mit Verbinder
bekannt, der eine Anordnung aus einem optoelektronischen Bauelement
und einem stiftförmigen
optischen Anschluss darstellt. Ein hohlkegelförmiges Ferrul mit Fuß weist
eine Aussparung zur Aufnahme des Gehäuses des optoelektronischen
Wandlers und eines kurzen Faserstücks auf, die in der Aussparung
in richtiger Zuordnung zueinander vergossen werden. Danach wird
die Faser geschnitten und bündig
mit der Stirnfläche des
Ferruls poliert. Auch die
US 4,386,821
A offenbart einen optoelektronischen Wandler mit Verbinder,
der in einem ähnlichen
Verfahren hergestellt wird, wobei der obere Teil des Faserhalters
und der Faser mittels eines Werkzeugs geschliffen und poliert wird.
Eine Bearbeitung zur Bildung einer Vertiefung wird nicht beschrieben.
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Aus
der
US 4,139,260 A ist
bekannt, eine hülsenförmige Messingkomponente,
welche eine Glasfaser einfasst, an deren Vorder- und Rückflächen zu
polieren. Es wird behauptet, dass das weichere Messing weniger rasch
verschleisse als das härtere
Glas der Faser. Wie dem auch sei, offenbar soll das Glas einige
Hundertstel Millimeter hinter der Metalloberfläche zurückstehen. Ein solches Polierverfahren
liefert jedoch lediglich ein relativ undefinierbares Ergebnis hinsichtlich
der Gestalt und der Oberflächengüte der Vertiefung
an der optischen Faser für die
Länge der
Faser und die Formgebung der Oberfläche. Ein exakt definierter
Rückstand
der Glasfaser gegenüber
irgendeiner Referenzfläche
kann hiermit kaum erzielt werden. Somit eignet sich das Verfahren nicht
zur Einhaltung von exakt festgelegten Toleranzen. Ferner ist keine
gute Qualität
der Oberfläche
der Glasfaserstirnfläche
zu erwarten.
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Allgemeine Beschreibung der Erfindung
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Die
Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur
Herstellung einer Anordnung aus einem Wellenleiterabschnitt und
einem Bauelement bereit zu stellen, welches einfach, effektiv und kostengünstig arbeitet
und
welches präzise
und sicher vorgegebene Toleranzen einhält und eine dauerhafte zuverlässige optische Verbindung
an dem Wellenleiterabschnitt ermöglicht.
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Noch
eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung
einer Anordnung aus einem Wellenleiterabschnitt und einem Bauelement bereit
zu stellen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet
oder zumindest vermindert.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird in überraschend
einfacher Weise bereits durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
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Erfindungsgemäß wird ein
Verfahren zur Herstellung einer Anordnung aus einem optischen Wellenleiter
oder Wellenleiterabschnitt und einem optischen oder elektrooptischen
Bauelement vorgeschlagen, bei welchem der Wellenleiterabschnitt
als optischer Anschluss an dem Bauelement befestigt wird. Der Wellenleiterabschnitt
umfasst vorzugsweise einen Kern und einen den Kern umgebenden Mantel
und weist dabei eine erste und zweite Stirnseite oder Stirnfläche, jeweils
zum Ein- und/oder Auskoppeln von optischen Signalen auf, wobei die
zweite der ersten Stirnseite gegenüberliegt. Das Gehäuse des
Bauelements weist eine Aufnahme auf, in welche der Wellenleiter
mit der ersten Stirnseite eingeführt wird,
um einen optischen Kontakt mit optischen Schaltkreisen in dem Bauelement
zu ermöglichen,
so dass Signale über
die erste oder hintere Stirnseite in das Bauelement einkoppelbar
und/oder aus dem Bauelement auskoppelbar sind.
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Der
Wellenleiterabschnitt ist relativ kurz, z. B. im Bereich einiger
zehn Millimeter und hat die Funktion eines Verbindungsglieds zwischen
dem Bauelement und einem Wellenleiterkabel, mittels welchem das
Bauelement wiederum mit anderen Bauelementen zur optischen Signalübertragung
verbunden werden kann.
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Der
Wellenleiterabschnitt ist in einer insbesondere im Wesentlichen
zylindrischen Hülse
oder Ringfassung, einer sogenannten Ferrule, eingefasst, wobei das
Einfassen vorzugsweise vor dem Befestigen an dem Bauelement durchgeführt wird
und diese Hülse
an dem Gehäuse
des Bauelements befestigt wird. Die Hülse und der Wellenleiterabschnitt
bilden folglich einen Anschlussstift zum Anschließen eines Wellenleiterkabels
oder dessen optischen Verbinders.
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Es
ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens
besonders vorteilhaft, zunächst
einen langen Wellenleiter mit einer Hülse zu versehen, z. B. von
einer Spule kommend mit einer Kunststoffhülse zu umspritzen und anschließend in
kurze Stücke
zu zerteilen, z. B. zu zerschneiden, um die Wellenleiterabschnitte
zu erhalten. Der Wellenleiterabschnitt kann also bündig oder
sogar mit Überstand
in die Hülse
eingefügt
werden.
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In
vorteilhafter Weise genügt
in diesem Verfahrensstadium ein grobes Ablängen des Anschlussstifts oder
Verbundelements aus Wellenleiter und Hülse. Der grob zugeschnittene
Anschlussstift wird nämlich
erfindungsgemäß an dem
Gehäuse
des Bauelements befestigt, z. B. geklebt oder geschweißt und erst
anschließend
fertigbearbeitet oder abgelängt,
um die endgültige
und präzise
Länge zu
erhalten.
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Das
endgültige
Ablängen
des Wellenleiterabschnitts erfolgt also erst nach dem Einfügen des Wellenleiterabschnitts
und der Hülse
in die Aufnahme des Bauelements, d. h. wenn diese gemeinsam an dem
Bauelement montiert oder befestigt sind und der Wellenleiterabschnitt
von der Hülse
umgeben ist.
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Beim
endgültigen
Ablängen
auf eine vorbestimmte Länge,
also nach der Montage des Anschlussstifts und der Hülse an dem
Bauelement oder in dem montierten Zustand wird eine präzise vordefinierte
Positionierung der zweiten Stirnseite oder -fläche des Wellenleiterabschnitts
zu einer diese umgebenden Stirnseite der Hülse bzw. deren Vorderkante und/oder
zu dem Bauelement bzw. seinem Gehäuse erzielt. Diesbezüglich wird
eine Toleranz von kleiner als 50 μm,
insbesondere kleiner als 10 μm
erreicht.
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Alternativ
kann auch zunächst
die Hülse
an dem Bauelement befestigt und nachfolgend der Wellenleiterabschnitt
in die Hülse
eingefügt
werden. Möglich
ist auch eine einstückige
oder integrale Ausführung
des Bauelementgehäuses
und der Hülse.
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Ein
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist, dass es erheblich einfacher ist, den Wellenleiterabschnitt
an dem fertig montierten Bauelement und/oder eingefügt in die
Hülse auf
das endgültige präzise Längenmaß zu bringen,
als dies vor der Montage zu bewerkstelligen.
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Das
Ablängen
des Wellenleiterabschnitts erfolgt mittels einer Bearbeitung der
zweiten oder vorderen Stirnseite des Wellenleiterabschnitts, also
der dem Bauelement abgewandten Stirnseite. Die vordere Stirnseite
wird dabei materialabtragend oder abrasiv bearbeitet, und zwar mittels
eines Fräs-
oder Schleifwerkzeugs abgefräst
bzw. abgeschliffen.
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Vorzugsweise
wird hierfür
ein Diamantwerkzeug verwendet. Dies hat den Vorteil, dass in einem einzigen
Arbeitsschritt sowohl die Länge
des Wellenleiterabschnitts genau definiert wird, als auch die Oberfläche der
vorderen Stirnseite bereits derart bearbeitet wird, dass diese zum
Ein- und/oder Auskoppeln
von optischen Signalen endbearbeitet ist. Somit kann ein zusätzlicher
Polierschritt eingespart werden.
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Mit
anderen Worten erfolgt die Bearbeitung der Oberfläche der
vorderen Stirnseite und deren genaue longitudinale Positionierung
relativ zu der Hülse bzw.
dem Bauelement oder die Längendefinition
des Wellenleiterabschnitts gleichzeitig und/oder in einem Arbeitsschritt.
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Der
Wellenleiterabschnitt wird bei dem Ablängen derart verkürzt, dass
eine vorbestimmte Vertiefung oder ein vorbestimmter Rückstand
der vorderen Stirnseite des Wellenleiterabschnitts relativ zu einer
die vordere Stirnseite des Wellenleiterabschnitts umrahmenden oder
vorderen Stirnseite der Hülse
erzeugt wird. Dabei wird auch ein vorbestimmter Abstand zwischen
der vorderen Stirnseite des Wellenleiterabschnitts und dem Bauelement
oder seinem Gehäuse
erzeugt.
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Der
Rückstand
der vorderen Stirnseite des Wellenleiterabschnitts relativ zu einer
Vorderkante der Hülse
liegt im Bereich von 15 μm
bis 30 μm.
Vorteilhafter Weise können
also die MOST-Spezifikationen erfüllt werden. Insbesondere liegen
der minimale und/oder der maximale Rückstand über die gesamte Stirnseite
des Wellenleiterabschnitts oder des Kerns innerhalb der vorgenannten
Intervalle.
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Bevorzugt
rotiert der Fräser
bzw. Schleifer quer zur Längsachse
oder Longitudinale des Wellenleiterabschnitts und wird parallel
auf den Wellenleiterabschnitt zubewegt, um den Wellenleiterabschnitt abzufräsen bzw.
abzuschleifen bis der vordefinierte Rückstand erzeugt ist. Somit
lässt sich
auf einfache Weise der Rückstand
erzeugen.
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Durch
den Rückstand
wird ein unmittelbarer Kontakt der vorderen Stirnseite des Wellenleiterabschnitts
mit einem daran anzuschließenden
Wellenleiter vermieden, da die Ferrule gegebenenfalls in Zusammenwirken
mit einem Gegenstück
als Anschlag wirkt. Durch diese Beabstandung der beiden optisch zu
kontaktierenden Wellenleiter werden Verluste an den Grenzflächen vermieden.
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Es
kann ferner vorteilhaft sein, die vordere Stirnseite der Hülse zu einem
Zeitpunkt zu welchem der Wellenleiterabschnitt und die Hülse an dem
Bauelement befestigt sind und/oder in einem Arbeitsschritt und/oder
gleichzeitig mit der vorderen Stirnseite des Wellenleiterabschnitts
zu bearbeiten, insbesondere abzutragen, abzufräsen oder abzuschleifen. Dadurch
wird in diesem Arbeitsschritt auch der Abstand der vorderen Stirnseite
der Hülse
zu dem Bauelementgehäuse
definiert. Die vordere Stirnseite der Hülse kann dabei vollständig oder
bereichsweise bearbeitet werden.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird mittels der Bearbeitung der vorderen Stirnseite
des Wellenleiterabschnitts eine, insbesondere in zwei Dimensionen konkave
Oberfläche
der vorderen Stirnseite erzeugt. Die konkave Oberfläche weist
dabei bevorzugt einen Scheitelpunkt innerhalb des Umfangs des Wellenleiterabschnitts,
insbesondere einen zentrierten Scheitelpunkt auf.
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Die
konkave Oberfläche
wird am einfachsten mit einem Fräser
oder Schleifer mit konvexer Oberfläche erzeugt.
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Es
mag dem Fachmann auf den ersten Blick widersinnig und nachteilig
erscheinen, die Anschlussfläche
des Wellenleiterabschnitts konkav auszubilden, denn von nichtplaneren
Anschlussflächen
wird bekanntermaßen
erwartet, dass sie eine erhöhte
Diffusion erzeugen. Daher war man bislang zumeist bestrebt, die
Oberfläche
möglichst
planer zu polieren.
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Der
Erfinder hat jedoch überraschender
Weise festgestellt, dass die Diffusion und damit der Einfügeverlust,
sogenannter insertion loss, insbesondere bei den bevorzugten Anwendungungsgebieten
der Erfindung in vertretbaren Grenzen gehalten wird, so dass die
Vorteile der Erfindung, nämlich
die Einfachheit des Verfahrens, diesen scheinbaren Nachteil bei weitem überwiegen.
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Besonders
bevorzugt ist eine ellipsoide, insbesondere sphärische, genauer sphärisch-konkave Form
der Oberfläche
der vorderen Stirnseite, welche z. B. durch einen Fräser oder
Schleifer mit einer zumindest abschnittsweise sphärischen
oder kugelförmigen
Oberfläche
erzeugt wird.
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Der
Erfinder hat ferner festgestellt, dass ein Fräser oder Schleifer mit einem
Radius oder Krümmungsradius
von 2 mm bis 100 mm, vorzugsweise 4 mm bis 40 mm, besonders bevorzugt
8 mm bis 22 mm hervorragende Ergebnisse liefert. Somit weist auch
die Oberfläche
der vorderen Stirnseite des Wellenleiterabschnitts nach der Bearbeitung
einen Krümmungsradius
von 2 mm bis 100 mm, vorzugsweise 4 mm bis 40 mm, besonders bevorzugt
8 mm bis 22 mm auf. Die Breite der Klinge, d. h. des abtragenden Abschnitts
des Werkzeugs beträgt
vorzugsweise 0,1 mm bis 10 mm, insbesondere 0,5 mm bis 5 mm, besonders
bevorzugt 2 mm ± 50%.
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Diese
Abmessungen haben sich als besonders geeignet erwiesen, wenn, wie
bevorzugt, ein Wellenleiterabschnitt aus Kunststoff oder eine Kunststofffaser
(plastic optical fiber, POF) mit einem Kerndurchmesser von etwa
1 mm und einem Manteldurchmesser von 1,5 mm verwendet wird.
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Bevorzugt
wird zumindest die gesamte Oberfläche der vorderen Stirnseite,
gegebenenfalls inklusive eines den Kern umgebenden Schutzmantels,
konkav ausgebildet. Die vordere Stirnseite der Hülse kann entweder vollständig planar
bleiben oder zumindest teilweise oder vollständig mit einer konkaven Oberfläche versehen
werden.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist die vordere Stirnseite der Hülse einen zueinander benachbarten
oder konzentrischen inneren und äußeren Ring
auf, wobei der innere Ring mit einer konkaven Oberfläche versehen
wird und der äußere Ring
eine planare Oberfläche
hat bzw. behält.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen näher
erläutert,
wobei gleiche und ähnliche
Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und Merkmale der
verschiedenen Ausführungsformen
miteinander kombiniert werden können.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Es
zeigen:
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1 Eine
perspektivische Ansicht eines optoelektronischen Bauelements mit
einem Anschlussstift,
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2 eine
schematische Darstellung einer optischen Datenübertragungsverbindung,
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3 eine
perspektivische Ansicht eines Anschlussstifts,
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4 einen
Querschnitt durch den Anschlussstift aus 3,
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5 eine
perspektivische Ansicht eines Anschlussstifts gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung
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6 einen
ausschnittsweisen Querschnitt durch den Anschlussstift aus 5,
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7 eine
perspektivische Ansicht eines Anschlussstifts gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung
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8 einen
ausschnittsweisen Querschnitt durch den Anschlussstift aus 7,
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9 eine
perspektivische Ansicht eines Anschlussstifts gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung
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10 einen
ausschnittsweisen Querschnitt durch den Anschlussstift aus 9,
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11 eine
schematische Schnittzeichnung einer erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung,
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12 eine
ausschnittsweise Frontansicht eines Fräsers und
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13 eine
Seitenansicht des Fräsers
aus 12.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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1 zeigt
ein optoelektronisches Bauelement 10 mit mehreren elektrischen
Anschlüssen 12 zum
Kontaktieren eines Schaltungsträgers
und mit einer kreisringförmigen
Aufnahme 14 in welche ein Anschlussstift 16 eingefügt und festgeklebt
ist. Das Bauelement 10 weist ein Gehäuse 11 mit einer Vorderseite 11a auf.
Der optische Anschlussstift 16 umfasst eine hohlzylindrische
Kunststoffhülse
oder Ferrule 20 und einen optischen Wellenleiterabschnitt 30, welche
mit jeweils einer ersten oder hinteren Stirnseite 24 bzw. 34 (siehe 4)
in die Aufnahme 14 eingefügt sind. Die Hülse oder
Ringfassung 20 weist, etwa im hinteren oder dem Bauelement 10 zugewandten
Drittel eine Nut 21 zum Befestigen eines Verbinders (nicht
dargestellt) auf.
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Die
Kunststoffhülse 20 weist
eine zweite oder vordere ringförmige
Stirnseite 22, welche eine zweite oder vordere kreisförmige Stirnseite 32 des Kunststoff-Wellenleiterabschnitts 30 umgibt
oder umrahmt auf. Die vordere Stirnseite 32 des Lichtwellenleiterabschnitts 30,
welche eine optische Anschlussfläche
für einen
Wellenleiter oder ein Wellenleiterkabel 18 bildet, ist
gegenüber
der vorderen Stirnseite 22 der Hülse zurückgesetzt.
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Bezug
nehmend auf 2 ist eine optoelektronische
Verbindungsanordnung mit einem ersten und zweiten zu verbindenden
elektronischen Bauteil 42, 44 dargestellt. An
die elektronischen Bauteile 42, 44 sind optoelektronische
bzw. elektrooptische Bauelemente, genauer Konverter 46, 48 angeschlossen, welche
mittels jeweils eines Anschlussstifts 16, 16' und dem Wellenleiterkabel 18 verbunden
sind.
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Bezug
nehmend auf 3 und 4 ist der Anschlussstift 16 aus 1 dargestellt.
Es ist zu sehen, dass der Wellenleiterabschnitt 30 einen
Kern 50 und einen Mantel 40 umfasst. Der Kunststoffmantel 40 umgibt
den Kern 50. Die vordere Stirnseite 52 des Kerns 50 und
eine vordere Stirnseite 42 des Mantels 40 bilden
eine vordere Stirnseite 32 des Wellenleiterabschnitts 30 und
sind jeweils senkrecht zu einer longitudinalen Achse 31 des
Wellenleiterabschnitts 32 oder Anschlussstifts 16 angeordnet.
Die vorderen Stirnseiten 52 und 42 sind ferner
in diesem Beispiel oberflächenbündig miteinander
angeordnet und planar ausgebildet.
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Die
vordere Stirnseite 32 des Wellenleiterabschnitts 30 bzw.
die vorderen Stirnseiten 42 und 52 des Kern und
Mantels weisen einen konstanten Rückstand RS = 15 μm gegenüber der
vorderen Stirnseite 22 der Hülse 20 auf.
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Der
Anschlussstift 16 wie er in den 1, 3 und 4 dargestellt
ist, kann in herkömmlicher
Weise hergestellt worden sein, d. h. dass der Wellenleiterabschnitt 30 mit
endbearbeiteter vorderer Stirnseite in die Hülse eingeklebt wurde. Der Anschlussstift 16 kann
aber auch mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellt werden, wobei der Rückstand
RS der planaren vorderen Stirnseite 32 des Wellenleiterabschnitts 30 mit
einem zylindrischen Fräser,
welcher quer zu seiner Rotationsachse über die Stirnseite 32 des
Wellenleiterabschnitts 30 bewegt wird, nach der Montage
des Anschlussstifts 16 an dem Bauelement 10 erzeugt
wird.
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Die 5 und 6 zeigen
einen Anschlussstift 116 mit einer sphärisch konkav abgefrästen vorderen
Stirnseite oder Anschlussfläche 132 des
Wellenleiterabschnitts 130.
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Wie
am besten in 6 zu sehen ist, sind die vorderen
Stirnseiten 132 und 142 des Wellenleiterabschnitts 130 bzw.
des Mantels 140 vollständig
konkav abgefräst.
Die vordere Stirnseite 122 der Hülse 120 weist einen
inneren ebenfalls konkav abgefrästen Ring 124 und
einen äußeren planaren
Ring 126 auf, wobei sich der innere konkave Ring oberflächenbündig an
die vordere Stirnseite 132 des Wellenleiterabschnitts 130 anschließt.
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Hierbei
ist nur ein kleiner Teil der Hülse 120 abgefräst, so dass
die Breite des äußeren Rings 126 größer als
die Breite die inneren Rings 124 ist. In diesem Beispiel
beträgt
die Breite des inneren Rings 124 etwa 50 μm. Die vordere
Stirnseite 132 des Wellenleiterabschnitts ist rotationssymmetrisch
um die longitudinale Achse 131 ausgebildet oder vertieft.
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Der
Krümmungsradius
R der sphärisch
konkaven vorderen Oberflächen 142 und 152 bzw. 132 sowie 124 beträgt 8 mm.
Dieser Radius hat sich als guter Kompromiss bei Durchmessern der
Hülse DH = 2,9 mm, des Mantels DM =
1,5 mm und des Kerns DK = 1 mm erwiesen.
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Die
Einfrästiefe
oder der maximale Rückstand
RS der Stirnseite 122 der Hülse 120 und dem Scheitelpunkt 136 der
Vertiefung beträgt
40 μm. Die Differenz
des Rückstandes
zwischen dem Scheitelpunkt 136 und dem äußeren Rand 158 des
Kerns 150 beträgt
15,6 μm.
Daraus errechnet sich ein minimaler Rückstand des Kerns 150,
nämlich
an dem äußeren Rand 158 bezogen
auf die Oberfläche 129 der vorderen
Stirnseite 122 von 14,4 μm.
Damit liegt der Rückstand
des Kerns 150 über
seine gesamte vordere Stirnseite 152 zwischen 14,4 μm und 40 μm und folglich
innerhalb der MOST-Toleranz von 0 bis 50 μm.
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Die 7 und 8 zeigen
ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei welchem die Hülse 220 stärker ab-
oder ausgefräst
ist, als die Hülse 120.
Der innere konkave Ring 224 ist etwa 10 mal so breit wir
der äußere planare
Ring 226 der Stirnseite 222 der Hülse 220.
Die vorderen Stirnseiten 252 und 242 des Kerns 250 bzw.
des Mantels 240, d. h. die vordere Stirnseite 232 des
Wellenleiterabschnitts 230 sind vollständig sphärisch konkav ausgebildet.
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Die 9 und 10 zeigen
ein weiteres Ausführungsbeispiel
bei welchem die vordere Stirnseite 322 der Hülse 320 vollständig über ihren
gesamten Durchmesser bis zu ihrem äußeren Rand 328 abgefräst wurde.
Um einen geeigneten Rückstand
der Stirnseite 332 des Wellenleiterabschnitts 330,
bzw. der Stirnseite 352 des Kerns 350 zu erzielen
wird ein Fräser
mit einem Radius von etwa 22 mm eingesetzt, wodurch ein Rückstand
RSmax des Scheitelpunkts 336 relativ
zu der Vorderkante 329 der Hülse 320 von etwa 48 μm entsteht.
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11 zeigt
eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum
gleichzeitigen Abfräsen
von zwei Anschlussstiften 116. Die Vorrichtung 1 umfasst
zwei Aufnahmen 2, zum temporären Befestigen von jeweils
einem Bauelement 110. Zwei Fräser 3 rotieren senkrecht
zu den longitudinalen Achsen 131 der Anschlussstifte 116 um
eine Achse 4. Die beiden Fräser 3 werden zum Bearbeiten
parallel zu den longitudinalen Achsen 131 in Richtung des
Pfeils 5 auf die Anschlussstifte 116 abgesenkt,
bis der vorbestimmte Rückstand
oder ein vorbestimmter Abstand A der Vorderkante 129 der
Hülse 120 zu
einer Vorderseite 111a des Bauelements 110, genauer
des Bauelementgehäuses 111 erreicht
ist. Selbstverständlich kann
das Konzept von zwei auf eine Mehr- oder Vielzahl von Bauelementen
erweitert werden.
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Die 12 und 13 zeigen
den Fräser 3, mit
welchem der Anschlussstift 116 in den 5 und 6 hergestellt
wird, im Detail.
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Der
Fräser 3 weist
einen zylindrischen Träger 6 und
einen von diesem Träger
vorspringen Klingenabschnitt 7 mit einer Klingenbreite
B = 1,6 mm auf. Die Oberfläche 8 des
Klingenabschnitts 7 ist diamantbesetzt. Dadurch wird die
Oberfläche
des Wellenleiterabschnitt beim Abtragen bereits derart endbearbeitet
(finish), dass eine verlustarme Signal-Ein-/Auskopplung ohne zusätzliches
Polieren ermöglicht
ist. Für
Prototypen kann auch eine Edelstahlklinge verwendet werden.
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Der
Radius RF des Fräsers beträgt z. B. 8 mm, wobei die Klingenoberfläche 8 sphärisch oder kugelförmig ist,
d. h. der Krümmungsradius
RK der Klingenoberfläche in beiden Dimensionen 8
mm beträgt.
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Es
ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen
beispielhaft zu verstehen sind, und die Erfindung nicht auf diese
beschränkt
ist, sondern in vielfältiger
Weise variiert werden kann, ohne den Geist der Erfindung zu verlassen.