JPH0875956A - ファイバ・バンドル相互接続とその製造方法 - Google Patents
ファイバ・バンドル相互接続とその製造方法Info
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- JPH0875956A JPH0875956A JP7235923A JP23592395A JPH0875956A JP H0875956 A JPH0875956 A JP H0875956A JP 7235923 A JP7235923 A JP 7235923A JP 23592395 A JP23592395 A JP 23592395A JP H0875956 A JPH0875956 A JP H0875956A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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-
- G—PHYSICS
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-
- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ファイバ・バンドル相互接続とその製造方法
が提供される。 【解決手段】 光ファイバとフォト・デバイスを結合す
る相互接続。この相互接続は、複数の光ファイバ,複数
のフォト・デバイスによって形成されるファイバ・バン
ドルと、コネクタ・アッセンブリとによって構成され
る。コネクタ・アッセンブリは、第1コネクタと第2コ
ネクタとによって構成される。第1コネクタはファイバ
・バンドルと結合され、第2コネクタは複数のフォト・
デバイスと結合される。第1コネクタと第2コネクタが
一つの接続で結合されるとき、フォト・デバイスは光フ
ァイバと整合されて光通信を行う。
が提供される。 【解決手段】 光ファイバとフォト・デバイスを結合す
る相互接続。この相互接続は、複数の光ファイバ,複数
のフォト・デバイスによって形成されるファイバ・バン
ドルと、コネクタ・アッセンブリとによって構成され
る。コネクタ・アッセンブリは、第1コネクタと第2コ
ネクタとによって構成される。第1コネクタはファイバ
・バンドルと結合され、第2コネクタは複数のフォト・
デバイスと結合される。第1コネクタと第2コネクタが
一つの接続で結合されるとき、フォト・デバイスは光フ
ァイバと整合されて光通信を行う。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ・システムに
関し、さらに詳しくは光ファイバ,エミッタおよびディ
テクタを組み込む光ファイバ相互接続に関する。
関し、さらに詳しくは光ファイバ,エミッタおよびディ
テクタを組み込む光ファイバ相互接続に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、広いバンド幅と短距離でのデータ
転送に対する新しい市場が発生し、従来の銅をベースに
した相互接続の代替物として、光学系の使用に関心が生
じている。この分野の大量データ転送市場の多くは、何
メガビット/秒ものデータ転送を一括して処理できる低
コストの光ファイバ相互接続が必要である。このような
光ファイバ相互接続は、コストがギガビット/秒当り1
00ドルを実質的に下回る必要がある(ギガビット/秒
当り10ドル未満が望ましい)。
転送に対する新しい市場が発生し、従来の銅をベースに
した相互接続の代替物として、光学系の使用に関心が生
じている。この分野の大量データ転送市場の多くは、何
メガビット/秒ものデータ転送を一括して処理できる低
コストの光ファイバ相互接続が必要である。このような
光ファイバ相互接続は、コストがギガビット/秒当り1
00ドルを実質的に下回る必要がある(ギガビット/秒
当り10ドル未満が望ましい)。
【0003】現在、ファイバ・リボン(fiber ribbons
)や低コストのパッケージング技術が、光ファイバ相
互接続のコスト削減手段として使用されている。しか
し、ファイバ・リボン・コネクタのコストが高いこと
が、光ファイバ相互接続の充分な低コスト化が実現され
るのを妨げている。
)や低コストのパッケージング技術が、光ファイバ相
互接続のコスト削減手段として使用されている。しか
し、ファイバ・リボン・コネクタのコストが高いこと
が、光ファイバ相互接続の充分な低コスト化が実現され
るのを妨げている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】したがって、特に短距
離に適するシンプルで低コストの光ファイバ相互接続を
有することが極めて望ましい。
離に適するシンプルで低コストの光ファイバ相互接続を
有することが極めて望ましい。
【0005】
【実施例】図1は、本発明の一実施例によるファイバ・
バンドル(bundle)相互接続の基本的特徴を示す簡略化
した図である。このファイバ・バンドル相互接続は、1
つの単純な接続で、光ファイバを有するフォト・デバイ
スの光学的結合の自動的位置合わせを提供する。
バンドル(bundle)相互接続の基本的特徴を示す簡略化
した図である。このファイバ・バンドル相互接続は、1
つの単純な接続で、光ファイバを有するフォト・デバイ
スの光学的結合の自動的位置合わせを提供する。
【0006】フォト・デバイス19は、フォト・デバイ
ス・マウント18の上に実装され、FR4マルチレベル
回路基板などの回路基板14に、ワイヤ・ボンディング
またはフリップ・チッピング(flip chipping )によっ
て電気的に結合される。
ス・マウント18の上に実装され、FR4マルチレベル
回路基板などの回路基板14に、ワイヤ・ボンディング
またはフリップ・チッピング(flip chipping )によっ
て電気的に結合される。
【0007】各種のコネクタ・アッセンブリを使用し
て、良好な位置合わせを確保し、フォト・デバイス19
を、ファイバ・バンドル10内に入っている複数のプラ
スチック・ファイバ(図示せず)にしっかりと結合させ
ることができる。コネクタ・アッセンブリは、インタロ
ッキング(interlocking)・コネクタの2つの端部、す
なわち凸端部12と凹端部16によって構成され、これ
らは、モールド・プラスチックまたはその他の低コスト
材料で形成されるのが望ましい。凸端部12は、ファイ
バ・バンドル10に結合され、凹端部16はフォト・デ
バイス・マウント18に結合される。この結合は、接着
剤,モールディング,またはスライド・コネクタ(slid
e connector )その他の手段によって達成できる。凸端
部12と凹端部16は結合されたときに、フォト・デバ
イス19と、ファイバ・バンドル10内に封入されてい
るプラスチック・ファイバとの間に、良好な光通信が確
立されるように構成される。図1の実施例で、スナップ
フィット(snap-fit) ・コネクタを使用すると、凸端部
12を凹端部16の上部にスナップ式にはめ込むか、ま
たは上からスライドさせて入れることができる。
て、良好な位置合わせを確保し、フォト・デバイス19
を、ファイバ・バンドル10内に入っている複数のプラ
スチック・ファイバ(図示せず)にしっかりと結合させ
ることができる。コネクタ・アッセンブリは、インタロ
ッキング(interlocking)・コネクタの2つの端部、す
なわち凸端部12と凹端部16によって構成され、これ
らは、モールド・プラスチックまたはその他の低コスト
材料で形成されるのが望ましい。凸端部12は、ファイ
バ・バンドル10に結合され、凹端部16はフォト・デ
バイス・マウント18に結合される。この結合は、接着
剤,モールディング,またはスライド・コネクタ(slid
e connector )その他の手段によって達成できる。凸端
部12と凹端部16は結合されたときに、フォト・デバ
イス19と、ファイバ・バンドル10内に封入されてい
るプラスチック・ファイバとの間に、良好な光通信が確
立されるように構成される。図1の実施例で、スナップ
フィット(snap-fit) ・コネクタを使用すると、凸端部
12を凹端部16の上部にスナップ式にはめ込むか、ま
たは上からスライドさせて入れることができる。
【0008】図2は、ファイバ・バンドル10の断面図
である。ファイバ・バンドル10は、シース22によっ
て囲まれる複数のプラスチック・ファイバ20によって
構成され、シースは、KOVARなどの難燃性プラスチ
ックによって構成できる。プラスチック・ファイバ20
は、最密充填されたファイバ構成ではそうだが、図2に
示すように六方構造をとる。しかし、他の高密度充填構
造も当然可能である。同様に、プラスチック・ファイバ
20が並行して配列されているファイバ・リボンも使用
できる。プラスチック・ファイバ20は、直径が約20
0μmから1mmの範囲をとり、フォト・デバイス19
の発光穴より大きな直径を有することが望ましい。プラ
スチック・ファイバ20は、階段屈折率型(SI)ファ
イバまたは分布屈折率型(GRIN)ファイバのいずれ
でもよい。
である。ファイバ・バンドル10は、シース22によっ
て囲まれる複数のプラスチック・ファイバ20によって
構成され、シースは、KOVARなどの難燃性プラスチ
ックによって構成できる。プラスチック・ファイバ20
は、最密充填されたファイバ構成ではそうだが、図2に
示すように六方構造をとる。しかし、他の高密度充填構
造も当然可能である。同様に、プラスチック・ファイバ
20が並行して配列されているファイバ・リボンも使用
できる。プラスチック・ファイバ20は、直径が約20
0μmから1mmの範囲をとり、フォト・デバイス19
の発光穴より大きな直径を有することが望ましい。プラ
スチック・ファイバ20は、階段屈折率型(SI)ファ
イバまたは分布屈折率型(GRIN)ファイバのいずれ
でもよい。
【0009】プラスチック・ファイバ20を使用するこ
とによって、特に短距離に有効な、低コストの情報チャ
ネルが得られる。
とによって、特に短距離に有効な、低コストの情報チャ
ネルが得られる。
【0010】図3と図4は、フォト・デバイス・マウン
ト18の可能な1つの構造を極めて詳細に示したもので
ある。フォト・デバイス・マウント18は、金属ベース
のフォト・デバイス・マウントでは、固有静電容量によ
って高速動作を制限する可能性があるので、ほとんど全
体がプラスチックで構成されることが望ましい。フォト
・デバイス・マウント18で金属を必要とする唯一の部
分が、リード・フレーム30と、フォト・デバイス19
をリード・フレーム30と接続するワイヤ32である。
ト18の可能な1つの構造を極めて詳細に示したもので
ある。フォト・デバイス・マウント18は、金属ベース
のフォト・デバイス・マウントでは、固有静電容量によ
って高速動作を制限する可能性があるので、ほとんど全
体がプラスチックで構成されることが望ましい。フォト
・デバイス・マウント18で金属を必要とする唯一の部
分が、リード・フレーム30と、フォト・デバイス19
をリード・フレーム30と接続するワイヤ32である。
【0011】図3では、リード・フレーム30は、フォ
ト・デバイス・マウント18の外側表面上に配列され
て、回路基板14(図示せず)へと下に伸びている。し
かしながら、リード・フレーム30を、フォト・デバイ
ス・マウント18の内側に埋め込むことも可能である。
ト・デバイス・マウント18の外側表面上に配列され
て、回路基板14(図示せず)へと下に伸びている。し
かしながら、リード・フレーム30を、フォト・デバイ
ス・マウント18の内側に埋め込むことも可能である。
【0012】フォト・デバイス19は、エポキシ35を
介してフォト・デバイス・マウント18上に実装され、
図2に示すプラスチック・ファイバ20の構成に対応す
るように配置される。フォト・デバイス19は、投光
(phototransmitting )デバイスと受光(photoreceivi
ng)デバイスによって構成される。好適な実施例では、
投光デバイスは、発光ダイオード(LED)または垂直
空洞表面発光レーザー(VCSEL:vertical cavity
surface emitting lasers )であり、受光デバイスはガ
リウム砒素またはシリコン・ベースのPIN光検知素子
である。
介してフォト・デバイス・マウント18上に実装され、
図2に示すプラスチック・ファイバ20の構成に対応す
るように配置される。フォト・デバイス19は、投光
(phototransmitting )デバイスと受光(photoreceivi
ng)デバイスによって構成される。好適な実施例では、
投光デバイスは、発光ダイオード(LED)または垂直
空洞表面発光レーザー(VCSEL:vertical cavity
surface emitting lasers )であり、受光デバイスはガ
リウム砒素またはシリコン・ベースのPIN光検知素子
である。
【0013】フォト・デバイス19を保護するために、
フォト・デバイス・マウント18は、透明のエポキシ樹
脂(図示せず)によってオーバモールド(overmoloded
)できる。
フォト・デバイス・マウント18は、透明のエポキシ樹
脂(図示せず)によってオーバモールド(overmoloded
)できる。
【0014】図5は、キースロット(key-slotted )・
コネクタ・アッセンブリを示したもので、これは、ファ
イバ・バンドル10の内側のプラスチック・ファイバ2
0とフォト・デバイス19との間の整合を強制的に行う
ために、上記のスナップフィット・コネクタの代わりに
使用できる。キースロット・コネクタは、ファイバ・バ
ンドル10の周囲に成形された凸端部50と凹端部52
によって構成される。凸端部50と凹端部52は射出成
形によって容易に形成できる。
コネクタ・アッセンブリを示したもので、これは、ファ
イバ・バンドル10の内側のプラスチック・ファイバ2
0とフォト・デバイス19との間の整合を強制的に行う
ために、上記のスナップフィット・コネクタの代わりに
使用できる。キースロット・コネクタは、ファイバ・バ
ンドル10の周囲に成形された凸端部50と凹端部52
によって構成される。凸端部50と凹端部52は射出成
形によって容易に形成できる。
【0015】図6は、本発明の別の実施例による導波管
を利用したファイバ・バンドル相互接続の斜視図を示
す。導波管を使用することにより、フォト・デバイスと
光ファイバ間のより良好な光学的位置合わせが達成でき
る。図6の実施例は図1と同様であるため、同一の参照
番号を使用して同一素子を指す。
を利用したファイバ・バンドル相互接続の斜視図を示
す。導波管を使用することにより、フォト・デバイスと
光ファイバ間のより良好な光学的位置合わせが達成でき
る。図6の実施例は図1と同様であるため、同一の参照
番号を使用して同一素子を指す。
【0016】導波管60は、プラスチック・ファイバか
ら形成され、ついでオーバモールド(射出成形によるの
が望ましい)されて、コネクタの凹端部66を形成す
る。ガラス・ファイバの代わりにプラスチック・ファイ
バで導波管60を形成することは、コスト面で有利のみ
ならず、凹端部66に導波管60を組み込む容易さも増
す。プラスチック・ファイバは、熱したナイフまたはギ
ロチンで容易に切断できるが、ガラス・ファイバは切り
開いたりまたは研磨したりする必要がある。
ら形成され、ついでオーバモールド(射出成形によるの
が望ましい)されて、コネクタの凹端部66を形成す
る。ガラス・ファイバの代わりにプラスチック・ファイ
バで導波管60を形成することは、コスト面で有利のみ
ならず、凹端部66に導波管60を組み込む容易さも増
す。プラスチック・ファイバは、熱したナイフまたはギ
ロチンで容易に切断できるが、ガラス・ファイバは切り
開いたりまたは研磨したりする必要がある。
【0017】導波管60の直径は約200μmから1m
mである。受光フォト・デバイス19に結合される導波
管60の直径は、ファイバ・バンドル10内のプラスチ
ック・ファイバ20の直径と等しいかそれより大きく、
投光フォト・デバイス19に結合される導波管60の直
径は、ファイバ・バンドル10内のプラスチック・ファ
イバ20の直径と等しいかそれ以下である。
mである。受光フォト・デバイス19に結合される導波
管60の直径は、ファイバ・バンドル10内のプラスチ
ック・ファイバ20の直径と等しいかそれより大きく、
投光フォト・デバイス19に結合される導波管60の直
径は、ファイバ・バンドル10内のプラスチック・ファ
イバ20の直径と等しいかそれ以下である。
【0018】フォト・デバイス19を有するフォト・デ
バイス・マウント18は、凹端部66と結合されて、フ
ォト・デバイス19が導波管60と光学的に整合される
ようにする。
バイス・マウント18は、凹端部66と結合されて、フ
ォト・デバイス19が導波管60と光学的に整合される
ようにする。
【0019】コネクタの凸端部12は、ファイバ・バン
ドル10と接着される。凸端部12を凹端部66に結合
することによって、導波管60は、1つの接続で、ファ
イバ・バンドル10内のプラスチック・ファイバと位置
合わせされるように強制される。
ドル10と接着される。凸端部12を凹端部66に結合
することによって、導波管60は、1つの接続で、ファ
イバ・バンドル10内のプラスチック・ファイバと位置
合わせされるように強制される。
【0020】導波管60は、光伝送に必要なコアとクラ
ッドを提供するので、透明なモールディングからなる凹
端部66を形成する必要はない。その代わりに不透明な
モールディングを使用できる。不透明な樹脂に利点があ
るのは、これらのタイプの商業的樹脂はすでに入手可能
であること、またこれらの材料はシリカなどの機械的安
定剤で充填されているので、結果的に熱特性と機械特性
に優れるためである。一つのタイプのリード・フレーム
構成を図3に示した。図3では、リード・フレーム30
は、フォト・デバイス・マウント18の表面の上に配置
され、フォト・デバイス19から回路基板14へと下に
伸びている。しかし、他の構成も可能である。たとえ
ば、図7は、図6の実施例で実行した場合の別のタイプ
のリード・フレーム構成の斜視図を示す。リード・フレ
ーム62は、コネクタの凹端部66の側面から伸びて、
「脚」を形成する。ついで、これらの脚は回路基板の上
部と電気的に結合される。脚がコンパクトであるので、
直径のより小さなファイバ・バンドル相互接続も実現で
きる。
ッドを提供するので、透明なモールディングからなる凹
端部66を形成する必要はない。その代わりに不透明な
モールディングを使用できる。不透明な樹脂に利点があ
るのは、これらのタイプの商業的樹脂はすでに入手可能
であること、またこれらの材料はシリカなどの機械的安
定剤で充填されているので、結果的に熱特性と機械特性
に優れるためである。一つのタイプのリード・フレーム
構成を図3に示した。図3では、リード・フレーム30
は、フォト・デバイス・マウント18の表面の上に配置
され、フォト・デバイス19から回路基板14へと下に
伸びている。しかし、他の構成も可能である。たとえ
ば、図7は、図6の実施例で実行した場合の別のタイプ
のリード・フレーム構成の斜視図を示す。リード・フレ
ーム62は、コネクタの凹端部66の側面から伸びて、
「脚」を形成する。ついで、これらの脚は回路基板の上
部と電気的に結合される。脚がコンパクトであるので、
直径のより小さなファイバ・バンドル相互接続も実現で
きる。
【0021】図8は、図7を線A- Aで切り取った断面
図を示す。フォト・デバイス19は、相互接続バンプ7
0を介してリード・フレーム62との電気接点を作る。
通常、半田バンプが相互接続バンプ70として使用され
る。リード・フレーム62は、凹端部66の内側に形成
されて、導波管60との干渉を回避して、凹端部66か
ら外へ伸びるようにする。
図を示す。フォト・デバイス19は、相互接続バンプ7
0を介してリード・フレーム62との電気接点を作る。
通常、半田バンプが相互接続バンプ70として使用され
る。リード・フレーム62は、凹端部66の内側に形成
されて、導波管60との干渉を回避して、凹端部66か
ら外へ伸びるようにする。
【0022】このように、本発明によって低コストの光
ファイバ相互接続が提供され、これは、フォト・デバイ
ス,導波管,およびプラスチック・ファイバを1つの接
続で自動的に整合し、しかも製造が容易である。
ファイバ相互接続が提供され、これは、フォト・デバイ
ス,導波管,およびプラスチック・ファイバを1つの接
続で自動的に整合し、しかも製造が容易である。
【0023】本発明はいくつかの具体的な実施例と併せ
て説明してきたが、当業者には、上記の説明に鑑み、さ
らに、代替物,変形,バリエーションが生じることは明
白であろう。ここに説明した本発明は、添付請求の範囲
の意図および範囲に属する可能性のあるすべての代替
物,変形,バリエーション,応用を包含することを意図
する。
て説明してきたが、当業者には、上記の説明に鑑み、さ
らに、代替物,変形,バリエーションが生じることは明
白であろう。ここに説明した本発明は、添付請求の範囲
の意図および範囲に属する可能性のあるすべての代替
物,変形,バリエーション,応用を包含することを意図
する。
【図1】 本発明の一実施例によるファイバ・バンドル
相互接続の斜視図である。
相互接続の斜視図である。
【図2】 ファイバ・バンドルの断面図である。
【図3】 本発明の一実施例によるフォト・デバイス・
マウントの斜視図である。
マウントの斜視図である。
【図4】 図3の側面図である。
【図5】 本発明の別の実施例によるファイバ・バンド
ル相互接続の斜視図である。
ル相互接続の斜視図である。
【図6】 本発明のさらに別の実施例によるファイバ・
バンドル相互接続の斜視図である。
バンドル相互接続の斜視図である。
【図7】 本発明によるリード・フレーム構成の斜視図
である。
である。
【図8】 図7のリード・フレーム構成の断面図であ
る。
る。
10 ファイバ・バンドル 12 凸端部 14 回路基板 16 凹端部 18 フォト・デバイス・マウント 19 フォト・デバイス 20 プラスチック・ファイバ 22 シース 30 リード・フレーム 32 ワイヤ 35 エポキシ 50 凸端部 52 凹端部 60 導波管 62 リード・フレーム 66 凹端部 70 相互接続バンプ
Claims (5)
- 【請求項1】 充填構成に配置された複数の光ファイバ
(20);前記充填構成に配置された複数のフォト・デ
バイス(19);前記複数の光ファイバ(20)に結合
された第1インタロッキング・コネクタ(12);およ
び前記複数のフォト・デバイス(19)に結合された第
2インタロッキング・コネクタ(16);によって構成
され、 前記複数のフォト・デバイス(19)は、前記第1イン
タロッキング・コネクタ(12)が、前記第2インタロ
ッキング・コネクタ(16)に結合されるときに、前記
複数の光ファイバ(20)と整合されて光通信を行うこ
とを特徴とする、光ファイバとフォト・デバイスとを結
合する装置。 - 【請求項2】 前記複数の光ファイバ(20)がプラス
チック・ファイバによって構成されることを特徴とする
請求項1記載の装置。 - 【請求項3】 前記光ファイバ(20)は6方構造に配
置されることを特徴とする請求項1記載の装置。 - 【請求項4】 1つの端部を有し、複数の光ファイバ
(20)によって構成されるファイバ・バンドル(1
0)を設ける段階;第1インタロッキング・コネクタ
(12)を前記ファイバ・バンドル(10)の端部に結
合する段階;第2インタロッキング・コネクタ(16)
を複数のフォト・デバイス(19)に結合する段階;お
よび前記第1インタロッキング・コネクタ(12)を前
記第2インタロッキング・コネクタ(16)に結合させ
て、前記複数のフォト・デバイス(19)が、前記複数
の光ファイバ(20)と整合されて光通信を行うように
する段階;によって構成されることを特徴とする、ファ
イバ・バンドル相互接続を製造する方法。 - 【請求項5】 前記ファイバ・バンドル(10)が充填
構成で配置されることを特徴とする請求項4記載の方
法。
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US297066 | 1994-08-29 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0875956A true JPH0875956A (ja) | 1996-03-22 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country | Link |
---|---|
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EP (1) | EP0699932B1 (ja) |
JP (1) | JPH0875956A (ja) |
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- 1995-08-25 EP EP95113369A patent/EP0699932B1/en not_active Expired - Lifetime
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