DE19939364B4

DE19939364B4 - Verfahren und Gießform zum Herstellen eines elektrooptischen Bauteils

Info

Publication number: DE19939364B4
Application number: DE19939364A
Authority: DE
Inventors: Dirk Reifel
Original assignee: Tyco Electronics Logistics AG
Current assignee: TE Connectivity Solutions GmbH; Infineon Technologies AG
Priority date: 1999-08-19
Filing date: 1999-08-19
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2019-08-20
Also published as: EP1077495A2; EP1077495A3; US6740264B1; DE19939364A1

Abstract

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines elektrooptischen Bauteils, welches einen Formkörper aus einem lichtdurchlässigen, formbaren Material aufweist, wobei dieser Formkörper in einer verlorenen Form durch Gießen ausgeformt wird, und wobei diese Gießform (1) eine Gießöffnung (2) zum Einführen eines Trägers eines elektrooptischen Wandlers aufweist, sowie die Form einen Ankopplungsbereich (3) für einen Kopplungspartner hat, weist die folgenden Schritte auf: das Einführen des Trägers durch die Gießöffnung (2) in die Gießform (1); das Ausrichten des Trägers relativ zu der Gießform (2) mittels zumindest einer Positioniereinrichtung; das Einbringen einer lösbaren Verschlußeinrichtung (4) in den Ankopplungsbereich (3); das Einfüllen des formbaren Materials in die Gießform (2); das Aushärten des formbaren Materials und das Entfernen der Verschlußeinrichtung (4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Patentanspruch, sowie eine Gießform gemäß Patentanspruch 5.

Bisher bekannte Verfahren zum Herstellen eines elektrooptischen Bauteils, insbesondere einer Diode, die zum Beispiel für einen optischen Steckverbinder benötigt wird, weisen die folgenden Schritte auf: Eingießen der Diode in einer verlorenen Form, wobei die verlorene Form das Gehäuse des elektrooptischen Bauteils bildet und das Gehäuse einen Ankopplungsbereich aufweist, um etwa einen Lichtwellenleiter anzuschließen. Das Eingießen erfolgt vorzugsweise mittels eines transparenten Harzes. Vor dem eigentlichen Gießen muß daher eine Öffnung, ein sogenanntes optisches Fenster in der verlorenen Form verschlossen werden. Das Verschließen erfolgt bei der bekannten Gießform durch einen angespritzten Verschlußstopfen, der über eine Sollbruchkante nach dem Gießverfahren abgebrochen wird.

Im Bereich des optischen Fensters ist jedoch eine hochgenaue Oberfläche des Harzes erforderlich. Das Licht, welches im späteren Betrieb von der Diode ausgesendet wird und in den Lichtwellenleiter eingekoppelt wird (oder umgekehrt), muß möglichst verlustfrei in den Lichtwellenleiter übertragen werden. Hierzu ist eine fehlerfreie, ebene Oberfläche des optischen Fensters notwendig.

Bei dem bekannten, angespritzten Verschlußstopfen liegt die Oberfläche, die dieses optische Fenster ausbildet, innerhalb der Gießform und ist daher nur äußerst schwierig herzustellen. Die Folge sind elektrooptische Bauteile, die infolge der schlechten Qualität des optischen Fensters, und insbesondere wegen der ungenauen Oberfläche des Gießharzes nicht brauchbar sind.

In Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und dem Oberbegriff des Anspruchs 5 zeigt die EP-0-592 746 A1 ein Verfahren bzw. eine Gießform, bei der in die optische Öffnung des Ankopplungsbereichs eine Linse eingesetzt wird. Eine Besonderheit bei diesem Verfahren besteht noch darin, dass beim Vergießen eine Folie auf die Lichtaustrittsfläche des als Diode ausgebildeten elektrooptischen Wandlers gelegt wird, wobei die Folie nach dem Aushärten entfernt wird, so dass eine Lücke entsteht.

Demnach ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines elektrooptischen Bauteils zu schaffen, mit dem bzw. mit der die Herstellung praktisch ohne einen Ausschuß durchführbar ist, wobei die Oberfläche eines optischen Fensters an dem elektrooptischen Bauteil möglichst genau und fehlerfrei ausgebildet sein soll.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 bzw. durch eine Gießform gemäß Patentanspruch 5 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Gießform und des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines elektrooptischen Bauteils sind der Gegenstand von Unteransprüchen.

Die vorliegende Gießform und das vorliegende Verfahren werden im folgenden unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Gießform gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung;
2 eine Seitenansicht der nach der 1;
3 eine Querschnittansicht der Gießform nach den 1 und 2;
4 eine Seitenansicht der Gießform nach der 2, wobei die Verschlußeinrichtung mit einer Gießform in Eingriff gebracht ist;
5 eine Querschnittansicht der Gießform nach der 4;
6 eine perspektivische Ansicht der Gießform nach den 4 und 5;
7 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gießform nach der vorliegenden Erfindung;
8 eine Seitenansicht der Gießform nach der 7;
9 eine Querschnittansicht der Gießform nach den 7 und 8; und
10 eine weitere perspektivische Ansicht der Gießform nach den 7 bis 9, wobei die Verschlußeinrichtung von der Gießform gelöst ist.
In der 1 ist eine Gießform 1 gemäß einer ersten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei diese Gießform 1 eine im wesentlichen quaderförmige Gestalt hat, an der Oberseite (in der 1) eine Gießöffnung 2 aufweist und an einer Seitenfläche einen Ankopplungsbereich 3 hat.
Der Ankopplungsbereich 3 ist hohlzylindrisch ausgebildet und weist eine Öffnung 5 (siehe 3) auf, die als ein optisches Fenster dient.
Im fertigen Zustand des elektrooptischen Bauteils wird im Ankopplungsbereich 3 vorzugsweise ein Lichtwellenleiter (nicht dargestellt) angeschlossen. Die Diode im Inneren des elektrooptischen Bauteils kann damit Licht aussenden und dieses Licht kann über das optische Fenster, d.h. die Öffnung 5 in den Lichtwellenleiter übertragen werden.
Der Lichtwellenleiter wird mittels eines Inserts bzw. mittels einer Ferrule im Ankopplungsbereich 3 mit dem elektrooptischen Bauteil mechanisch verbunden. Hierzu ist eine Rasteinrichtung 8 vorgesehen, die als Ringschnappverbindung ausgeführt ist.
Beim Verfahren zum Herstellen des elektrooptischen Bauteils wird nun zuerst die Gießform 1 durch eine Verschlußeinrichtung 4 verschlossen. Insbesondere wird die Öffnung 5, die später als optisches Fenster erforderlich ist, verschlossen. Nach dem Einsetzen eines Trägers eines elektrooptischen Wandlers (z.B. eine Diode) in die Gießform 1 wird dieser Träger innerhalb der Gießform 1 positioniert. Unter Zuhilfenahme einer Positioniereinrichtung (nicht gezeigt), die beispielsweise als komplementäre Anlageflächen ausgebildet sind, kann der Träger exakt in der Gießform ausgerichtet werden.
Anschließend wird ein flüssiges, transparentes Harz in die Gießform 1 durch die Gießöffnung 2 eingefüllt und vorzugsweise bei ca. 160° Celsius ausgehärtet.
Nach dem Entfernen der Verschlußeinrichtung 4 ist das elektrooptische Bauteil fertig.
Die Reihenfolge der oben angeführten Verfahrensschritte ist entweder in Übereinstimmung mit dem Anspruch 1 oder wie oben angegeben ausführbar. Nach Anspruch 1 wird zuerst das Harz eingefüllt und dann der Träger eingebracht und positioniert.
Wegen der erforderlichen sehr genauen und fehlerfreien (d.h. keine Kratzer, Riefen, etc.) Oberfläche des optischen Fensters aus dem Harz, wird die Verschlußeinrichtung 4 im Bereich der Dichtfläche 7 bzw. der Fensterfläche 11, die später das optische Fenster bildet, poliert.
Da die Verschlußeinrichtung 4 ein Bestandteil der Gießform 1 wird, läßt sich die Verschlußeinrichtung 4 in diesem Bereich optimal bearbeiten und den Erfordernissen anpassen.
Die Verschlußeinrichtung 4 ist stempelförmig ausgebildet und wird über eine Zentriereinrichtung 10, die im vorliegenden Fall als zylindrische Mantelfläche ausgebildet ist, die mit dem Innenumfang der Rasteinrichtung 8 in Anlage gebracht wird, exakt positioniert. Hierbei ist eine Rasteinrichtung 8 von Vorteil, die mittels schräg verlaufender Anlageflächen einen gewissen Spielausgleich in axialer Richtung der Bauteile zuläßt.
Nach dem Aushärten des in die Gießform 1 eingefüllten Harzes wird die Verschlußeinrichtung 4 entfernt. Vorzugsweise ist hierbei eine Löseeinrichtung 9 vorgesehen, die nach dem Wäscheklammer-Prinzip die Rasteinrichtung 12 an der Verschlußeinrichtung 4 außer Eingriff mit der Rasteinrichtung 8 der Gießform 1 bringt.
Die für das Gießen erforderliche Dichtigkeit zwischen der Gießform 1 und der Verschlußeinrichtung 4 wird durch die umlaufende Kante 6 der Öffnung 5 erzielt, die sich in enger Anlage mit der Dichtfläche 7 befindet. Beide Abschnitte, d.h. die Kante 6 und die Dichtfläche 7, die als Fase ausgebildet ist, können durch Polieren ebenfalls sehr exakt bearbeitet werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines elektrooptischen Bauteils, welches einen Formkörper aus einem formbaren Material aufweist, wobei dieser Formkörper in einer verlorenen Form (1) durch Gießen ausgeformt wird, die Gießform (1) eine Öffnung (2) zum Einführen eines Trägers eines elektrooptischen Wandlers aufweist, und die Gießform (1) einen eine optische Öffnung (5) aufweisenden Ankopplungsbereich (3) für einen Kopplungspartner hat, in welchen Ankopplungsbereich eine Verschlusseinrichtung (4) eingebracht wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Einfüllen des formbaren lichtdurchlässigen Materials in die Gießform (1); – Einführen des Trägers durch die Gießöffnung (2) in die Gießform (1) und Ausrichten des Trägers relativ zu der Form (1) mittels zumindest einer Positioniereinrichtung; – Aushärten des formbaren Materials; und – Entfernen der Verschlusseinrichtung (4), die an der Stelle der optischen Öffnung (5) eine polierte Oberfläche (11) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Öffnung (5) eine umlaufende Kante (6) hat, an der eine korrespondierende Dichtfläche (7) der Verschlusseinrichtung (4) in Anlage gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das formbare Material ein Harz ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz bei etwa 160° aushärtet.
Gießform zum Herstellen eines elektrooptischen Bauteils, welches einen Formkörper aus einem formbaren Material aufweist, wobei der Formkörper in einer verlorenen Form (1) durch Gießen ausgeformt wird, die Form (1) eine Gießöffnung (2) zum Einführen eines Trägers eines elektrooptischen Wandlers aufweist, und wobei die Form (1) einen Ankopplungsbereich (3) für einen Kopplungspartner hat, gekennzeichnet durch eine Verschlusseinrichtung (4), die eine optische Öffnung (5) in dem Ankopplungsbereich (3) der Form (1) beim Gießen verschließt, die stempelförmig ausgebildet ist und die im Bereich der Öffnung (5) eine polierte Fläche (11) hat.
Gießform nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Öffnung (5) eine umlaufende Kante (6) hat, an der eine korrespondierende Dichtfläche (7) der Verschlusseinrichtung (4) beim Gießen anliegt.
Gießform nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusseinrichtung (4) mit einer Rasteinrichtung (8) der Form (1) im Kopplungsbereich (3) in Eingriff bringbar ist.
Gießform nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Verschlusseinrichtung (4) eine Löseeinrichtung (9) vorgesehen ist, um das Lösen von der Rasteinrichtung (8) auszuführen.
Gießform nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusseinrichtung (4) eine Zentriereinrichtung (10) aufweist, die eine ausgerichtete, zentrierte Positionierung der Verschlusseinrichtung (4) relativ zu der optischen Öffnung (5) des Ankopplungsbereichs (3) sicherstellt.