專利名稱：光學組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及這樣一種光學組件其包括器件陣列和插芯，在器 件陣列中布置有光電轉換元件，光纖插入插芯中，光電轉換元件與光 纖直接光學耦合。
背景技術：
在JP-A-2005-43622中描述了這樣的光學半導體組件(光學組 件)將光纖和光電轉換元件直接光學耦合在一起(對接)，而不需 在光纖與光電轉換元件之間設置例如透鏡等光學元件。圖5 (a)是 示出傳統光學組件組裝前的剖視圖。該光學組件具有器件陣列1和光 學插芯3。
器件陣列1具有耦合表面5，并且在耦合表面5的中部多個光電 轉換元件9設置成一排(沿著與附圖平面垂直的方向)。多個隆起部 11與成排的光電轉換元件9平行設置并且用作光電轉換元件的連接 端子。插芯3具有耦合表面7，并且用于將光纖13保持在位的多個 光纖插孔15在耦合表面7上以敞開狀態設置成一排。與隆起部11 連接的多個電路(未示出)與插孔15的成排方向平行地設置在耦合 表面7上，并且連續地向上形成至與耦合表面7相鄰的正交表面。插 芯3由包含聚酯樹脂、PPS樹脂或環氧樹脂的材料制成。
器件陣列1和插芯3設置成使耦合表面5和耦合表面7彼此面 對。插孔15和光電轉換元件在位置上對準，并且隆起部11被固定在 電氣配線上，從而將插芯3與器件陣列1一體地耦合在一起。在光纖 13的末端移除合適長度的保護涂層19以露出玻璃纖維21，并且將光 纖13插入到插孔15中，從而使光纖13與光電轉換元件9光學耦合。 利用插孔15中的限位孔部分15a使光纖13與光纖插芯3在位置上對 準，限位孔部分15a的直徑在耦合表面7側更小。具體地說，光纖
413由不布置涂層19的玻璃纖維21實現位置對準。
圖5 (b)是傳統光學組件在組裝之后的玻璃纖維21的末端周圍 部分的放大剖視圖。當將玻璃纖維21插入到插孔15中時，玻璃纖維 21的末端會刮擦到比玻璃纖維21柔軟的塑料材料，例如限位孔部分 15a的內周表面。當內周表面受到這樣的磨損時，會產生微細顆粒物 質。這種顆粒還會存在于插孔15內。在一些情況下，顆粒25附著在 玻璃纖維21的末端的表面21a上，從而降低光纖與器件陣列1光學 耦合的效率，并且降低光學組件的抗噪特性。
專利文獻1: JP-A-2005-4362
發明內容
技術問題
本發明的目的在于提供這樣一種光學組件在將光纖插入到光 纖插孔中時不產生微細顆粒物質，從而防止光學組件的光學耦合效率 降低并且防止光學組件的抗噪特性劣化。
技術方案
為了達到上述目的，提供一種光學組件，包括插芯，其具有 形成于端面上的光纖插孔，在所述端面上形成有電路；光電轉換元件， 其與所述電路連接并且面對所述光纖插孔；以及光纖，其與所述光電 轉換元件直接光學耦合。所述光纖包括玻璃纖維和保護涂層，并且所 述光纖在如下的狀態下保持在所述光纖插孔中所述玻璃纖維被定位 成與所述光纖插孔對準，并且所述保護涂層位于所述玻璃纖維與所述 光纖插孔之間，并且所述玻璃纖維不與所述光纖插孔接觸。
所述玻璃纖維可以在所述光纖的末端部從所述保護涂層向外突 出長度L。所述光纖插孔可以具有從所述端面側開始依次布置的保持 部分、漸縮部分和直徑擴大部分。在這樣的情況下，所述光纖在所述 保持部分處被保持在所述光纖插孔中；并且突出長度L設定為在 所述保護涂層的邊緣與所述漸縮部分接觸的狀態下，所述玻璃纖維的 末端面的邊緣不與所述漸縮部分接觸。突出長度L優選地為5微米 以上、以及100微米以下。所述保護涂層的末端優選地布置在所述光纖插孔內。優選地，通過從所述保護涂層的上方向所述保護涂層的材 料和所述玻璃纖維照射激光，在所述光纖的末端部一起切斷所述保護 涂層的材料和所述玻璃纖維。
圖1是本發明實施例的光學組件的剖視圖。
圖2是示出在圖1的光學組件組裝之后光纖的末端部周圍的局 部放大剖視圖。
圖3是用于說明本發明實施例光學組件的第一修改例中的突出 長度的局部放大剖視圖。
圖4是示出本發明實施例光學組件的第二修改例中光纖的末端 部周圍的局部放大剖視圖。
在圖5中，圖5 (a)是傳統光學組件組裝之前的剖視圖，而圖 5 (b)是組裝之后玻璃纖維的末端周圍的局部放大剖視圖。 ，
具體實施例方式
下面，將參照附圖描述本發明的實施例。附圖是用于說明的目 的，而不是為了限制本發明的范圍。為了避免重復說明，在附圖中用 相同的附圖標記表示相同的部分。附圖所使用的比例不一 定是精確 的。
圖1是本發明實施例的光學組件100的剖視圖。光學組件100 包括器件陣列1、多根光纖13和光學插芯31。
器件陣列1具有在器件陣列1的面對插芯31的表面(耦合表面 5)上設置成一排(沿著與附圖平面垂直的方向)的多個光電轉換元 件9。如果用作光源部件，則光電轉換元件9的代表例是表面發射激 光器(VCSEL)，如果用作光接收部件，則光電轉換元件9的代表 例是光電探測器(PD)。光電轉換元件的布置節距為例如250微米。 在光電轉換元件9上設置光接收/發射部分9a。在器件陣列1的耦合 表面5上設置多個隆起部11，并且隆起部與光電轉換元件平行地設 置。上述多個隆起部11用做向光電轉換元件9供電或者傳送來自光
6電轉換元件9的信號的電極端子。
插芯31具有光纖插孔33，光纖插孔以與光電轉換元件9的布置 節距對應的節距設置成一排，并且光纖13插入光纖插孔中。插孔33 朝向與器件陣列1的耦合表面5面對的端面(耦合表面35)敞開。 插孔33的用于保持光纖13的保持部分用例如填充插孔33的熱固性 粘接劑固定光纖13。在耦合表面35上設置與隆起部11連接的電路 37。電路37連續地形成于與耦合表面35正交地相鄰的表面(底面) 39上。
上述多根光纖13設置成一排。在插芯31之外，光纖形成被一 體式保護涂層(未示出)涂敷的光纖帶。優選地使用多模光纖作為光 纖13。可以使用的光纖的實例的纖芯直徑為50微米，包層直徑為80 微米并且涂層外徑為125微米。使用多模光纖允許在安裝期間在軸向 上或在調節方向上發生微小位移。
為形成光學組件100，將器件陣列1和插芯31耦合在一起。隆 起部11固定在電路37上，從而將器件陣列1 一體地耦合到插芯31 上。在將插芯31與器件陣列1耦合到一起之后將光纖13插入到插孔 33中。光纖13的位置設定成使位于光纖13的末端部的玻璃纖維21 的端面定位在光電轉換元件9的光接收/發射部分9a的附近。將插芯 31的底面39安裝到基板等上，從而允許光學組件100通過電路37 向光電轉換元件9容易地供電或從光電轉換元件9接收信號。
圖2是示出在組裝光學組件100之后光纖13的末端部周圍的局 部放大剖視圖。從光纖13的末端部移除涂層的末端19a從而使玻璃 纖維21從保護涂層19突出。結果，當將光纖13插入到插孔33中時， 在玻璃纖維21的外周形成環形空間43。
突出長度L設定為5微米以上以及100微米以下。因此，在長 度L設定為5微米以下的情況下可能發生的顆粒25從體積不足的環 形空間43中溢出的現象在本實施例中發生的可能性更低。此外，可 以有效地防止在長度為100微米以上的情況下可能發生的玻璃纖維 的末端與內周表面的刮擦。
雖然從光纖13上移除涂層的少量末端19a，但是在插入光纖13時玻璃纖維21的末端不會刮擦到插孔33的內周表面。即使比玻璃纖
維21柔軟的涂層19刮擦到插孔33的內周表面，也幾乎不可能使內周表面受到磨損而產生微細顆粒物質。
為了有利于插入操作，插孔33可以具有從耦合表面35開始依次布置的保持部分、漸縮部分47和直徑擴大部分45 (第一修改例)。在這樣的情況下，光纖13在保持部分處被保持在插孔33中。玻璃纖維21的突出長度L設定為在涂層19的邊緣51與漸縮部分47接觸的狀態下，玻璃纖維21的末端面21a的邊緣53不與漸縮部分47接觸(圖3)。
可以使用激光器將光纖13的末端切斷。在這樣的情況下，由于在激光器的照射下趨于將保護涂層燒熔(熔化)，因此可以容易地形成臺階部。此外，光纖19的周圍被輕微地熔化，并且末端的邊緣部分變圓；因此，在插入到光纖插孔中時，即使光纖19的末端與插孔33的內周表面接觸也不會產生碎屑，并且也幾乎不存在使樹脂受到磨損并產生微細顆粒物質的風險。
圖4是示出在本發明實施例光學組件的第二修改例中光纖13的末端部周圍的局部放大剖視圖。在第二修改例中，玻璃纖維21在光纖13的末端部稍微突出，并且玻璃纖維21的外周被透明樹脂所制成的粘接劑55覆蓋。與涂層19延伸至末端的情況相比，這使光纖13和粘接劑55彼此牢固地粘接在一起，并且即使在例如溫度改變等外部因素的影響下，也降低了與光接收/發射部分9a的位置對準產生偏差的可能性。粘接劑55用作這樣的增強手段其使得光電轉換元件9與在插入方向上從光纖13末端露出的玻璃纖維21之間的連接強度得到改善，同時還固定光纖。
優選地，粘接劑的折射率與玻璃纖維的折射率大致匹配。使得折射率差所引起的反射最小，從而能夠改善光學特性。優選地用UV/熱固性樹脂作為粘接劑。在使用UV光來執行初步固定之后，可以從夾具中取出制品并進行加熱以便使得因超出范圍而未被UV光硬化的部分硬化。相應地改善生產率。
在光學組件100中，當將光學組件13插入到插孔33中時，涂
8層19的外周與插孔33的內周表面接觸并在該內周表面上滑動，并且
使光纖13在插孔33內沿著徑向的移動受到限制。玻璃纖維21保持與插孔33的內周表面分離，并且不與插孔33的內周表面接觸地滑動。因為涂層19由柔軟的材料制成，因此，即使涂層19與插孔33的內周表面接觸并且在該內周表面上滑動，也幾乎不存在因刮擦而產生微細顆粒物質的風險。即使偶爾產生或存在顆粒，環形空間43也會變為容納顆粒25的空間，從而降低顆粒25附著在光纖的末端面21a上的可能性。因為涂層的末端19a布置在光纖插孔33內，所以所容納的顆粒25不會從插孔中溢出并且也不會附著在光接收/發射部分9a上。
因此，根據光學組件100，顆粒25不會附著在光纖的末端面21a上或者光電轉換元件上，從而防止光纖與器件陣列的光學耦合效率降低并防止光學組件的抗噪特性劣化。
本申請基于2007年11月26日提交的JP-A-2007-303996，該申請的內容通過引用并入本文。
工業實用性
根據本發明的光學組件適用于電氣裝置內部或電氣裝置之間的光傳輸。
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權利要求
1.一種光學組件，包括插芯，其具有形成于端面上的光纖插孔，在所述端面上形成有電路；光電轉換元件，其與所述電路連接并且面對所述光纖插孔；以及光纖，其與所述光電轉換元件直接光學耦合并且具有玻璃纖維和保護涂層，所述玻璃纖維被定位成與所述光纖插孔對準，并且所述保護涂層位于所述玻璃纖維與所述光纖插孔之間，在所述玻璃纖維不與所述光纖插孔接觸的狀態下將所述光纖保持在所述光纖插孔中。
2. 根據權利要求1所述的光學組件，其中，所述玻璃纖維在所述光纖的末端部從所述保護涂層突出長度L。
3. 根據權利要求2所述的光學組件，其中，所述光纖插孔具有從所述端面側開始依次布置的保持部分、漸 縮部分和直徑擴大部分；所述光纖在所述保持部分中被保持在所述光 纖插孔中；并且所述突出長度L設定為當所述保護涂層的邊緣處 于與所述漸縮部分接觸的狀態時，所述玻璃纖維的末端面的邊緣不與 所述漸縮部分接觸。
4. 根據權利要求2或3所述的光學組件，其中， 所述突出長度L為5微米以上、以及100微米以下。
5. 根據權利要求2至4中任一項所述的光學組件，其中， 所述保護涂層的末端布置在所述光纖插孔內。
6. 根據權利要求2至5中任一項所述的光學組件，其中， 從所述保護涂層的上方向所述保護涂層和所述玻璃纖維照射激光，從而在所述保護涂層的末端部一起切斷所述保護涂層和所述玻璃 纖維。
全文摘要
本發明提供一種光學組件，該光學組件在將光纖插入到光纖插孔中時不容易形成微細顆粒物質，并且旨在防止光學耦合效率的任何降低和抗噪特性的劣化。該光學組件包括插芯，其具有形成于端面上的光纖插孔，在端面上形成有電路；光電轉換元件，其與電路連接并且面對光纖插孔；以及光纖，其與光電轉換元件直接光學耦合。該光纖具有玻璃纖維和保護涂層，玻璃纖維被定位成與光纖插孔對準，并且保護涂層位于玻璃纖維與光纖插孔之間，并且在玻璃纖維不與光纖插孔接觸的狀態下將光纖保持在光纖插孔中。
文檔編號G02B6/42GK101652691SQ20088000965
公開日2010年2月17日 申請日期2008年11月21日 優先權日2007年11月26日
發明者櫻井涉, 田村充章 申請人:住友電氣工業株式會社