專(zhuān)利名稱(chēng)：安裝于電路板上的光纖耦合光學(xué)裝置的制作方法
安裝于電路板上的光纖耦合光學(xué)裝置
本發(fā)明是申請(qǐng)?zhí)枮?007800144M.2、申請(qǐng)日為2007年3月3日、發(fā)明名稱(chēng)為“安裝于電路板上的光纖耦合光學(xué)裝置”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域涉及安裝于電路板上的光纖耦合光學(xué)裝置。
技術(shù)背景
在用于電通信的光學(xué)裝置的生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)光學(xué)元件進(jìn)行封裝以與光纖耦合是 很昂貴且耗費(fèi)時(shí)間的部分?？梢岳眠B接器以能夠在光纖之間進(jìn)行快速連接，每根光纖 的末端都被提供有一對(duì)配合連接器中的一個(gè)。為了提供具有這樣的連接器的封裝的光學(xué) 裝置，常見(jiàn)的是在封裝中利用一小段光纖，其中一端與該裝置光學(xué)耦合，而另一端終止 于連接器中，且利用一配合連接器與另一個(gè)光纖耦合。
在許多光學(xué)應(yīng)用中，光學(xué)裝置被耦合到電子電路中以便使用。在這樣的情況下 將光纖耦合光學(xué)裝置直接安裝到電路板上以促進(jìn)在該裝置和電路之間的耦合可能是較為 理想的。此處所公開(kāi)的是這樣的安裝有電路的光纖耦合光學(xué)裝置、以及制造和使用該光 纖耦合光學(xué)裝置的方法的各種的實(shí)施例。發(fā)明內(nèi)容
一種光學(xué)設(shè)備，包括光纖、置于裝置基底上的光學(xué)裝置、電路板、以及光學(xué) 裝置和電路板之間的至少一個(gè)電連接。該裝置基底具有凹槽，用于接收光纖以及用于定 位光纖的近端，從而在光纖和光學(xué)裝置之間形成光學(xué)耦合。位于或靠近光纖的近端處的 第一段在該凹槽中被固定于裝置基底上。該裝置基底被安裝于電路板上，且光纖的第二 段(遠(yuǎn)離第一光纖段)被固定于電路板上。
一種用于制造該光學(xué)設(shè)備的方法，包括將具有光學(xué)裝置的裝置基底安裝于電 路板上；形成該至少一個(gè)電連接；在凹槽中將第一光纖段固定于裝置基底上以形成光學(xué) 耦合；以及將第二光纖段固定于電路板上。可將多個(gè)裝置基底固定于單片的電路板材料 上，在形成電連接后且在將光纖固定于對(duì)應(yīng)的裝置基底和電路板材料上后，該單片的電 路板材料可被分成各個(gè)電路板。
參看如附圖所示且在后面的說(shuō)明或權(quán)利要求的描述中所示的示例性的實(shí)施例， 關(guān)于電路板安裝、光纖耦合光學(xué)裝置的目的和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。


圖1是安裝于電路板上的光纖耦合光學(xué)裝置及其外殼的示例性的實(shí)施例的透視 圖。
圖2是安裝于置于外殼內(nèi)的電路板上的光纖耦合光學(xué)裝置的示例性的實(shí)施例的 平面圖。
圖3是用于安裝于電路板上的光纖耦合光學(xué)裝置的示例性的實(shí)施例的側(cè)視圖。圖4A-4C是固定于電路板上的光纖的橫截面示意圖。圖5是安裝于電路板上的光纖耦合光學(xué)裝置及其外殼的示例性的實(shí)施例的透視 圖。圖6是安裝于電路板上的光纖耦合光學(xué)裝置的示例性的實(shí)施例的透視圖。圖7是安裝于電路板上的光纖耦合光學(xué)裝置的示例性的實(shí)施例的平面圖。圖8是安裝于電路板上的光纖耦合光學(xué)裝置的示例性的實(shí)施例的側(cè)視圖。圖9是安裝于電路板上的光纖耦合光學(xué)裝置及其插座外殼(receptaclehousing)的 示例性的實(shí)施例的透視圖。圖10示出了用于將光纖耦合光學(xué)裝置安裝到電路板上的工藝的示意圖。圖11示出了用于將光纖耦合光學(xué)裝置安裝到電路板上的工藝的示意圖。在附圖中所示出的實(shí)施例都是示例性的，且不應(yīng)被解釋為限制本發(fā)明的所公開(kāi) 的或所附的的權(quán)利要求的范圍。
具體實(shí)施方式
在圖1-3中示出了一光學(xué)設(shè)備，其包括光纖120;位于裝置基底110上的一 個(gè)或多個(gè)光學(xué)裝置112 ；電路板102 ；以及在光學(xué)裝置112和電路板102之間的至少一個(gè) 電連接118。光學(xué)裝置112可包括任何需要的光學(xué)元件或裝置、或者光學(xué)元件或裝置的 組合，并且可以包括(但不限于)一個(gè)或多個(gè)激光器、其他光源、調(diào)制器、光探測(cè)器、 其他光接收器、其他有源光學(xué)元件或裝置、光波導(dǎo)、光耦合器、反射器、透鏡、光柵、 隔離器、濾波器、其他無(wú)源光學(xué)元件、或其他需要的(一個(gè)或多個(gè))光學(xué)元件。電連接 118可包括一個(gè)或多個(gè)引線(xiàn)連接(wire bond)，所述引線(xiàn)連接在(a)電路板102上的跡線(xiàn) (trace)或觸點(diǎn)105或者電路板102上的電子元件103和(b)與光學(xué)裝置112耦合的裝置基 底110上的裝置112或者跡線(xiàn)或觸點(diǎn)之間。任何其他適合的類(lèi)型或結(jié)構(gòu)都可被用作電連 接118。裝置基底110具有凹槽116，用于接收并定位光纖120的近端，以便在光纖120 的近端和光學(xué)裝置112之間形成光學(xué)耦合。位于或靠近光纖120的近端處的第一光纖段 在凹槽116 (其在圖中是最不明顯的)中被固定于裝置基底110上?！翱拷惫饫w120的 近端意味著光纖120的近端可被延伸出凹槽116，但是不會(huì)遠(yuǎn)到足夠允許光纖的近端移動(dòng) 從而足以明顯影響光纖120和光學(xué)裝置112之間的光耦合。裝置基底110被安裝于電路 板102上，而光纖120的第二段(遠(yuǎn)離第一光纖段)被固定于電路板102上。第二光纖 段可被直接固定于電路板102上，或可穿過(guò)也固定于電路板102上的光纖緩沖器122。緩 沖器122通?？砂勐纫蚁?PVC)、Hytrel 、尼龍、Kevlar 、或其他合適的材料 中的一種或多種，并且任何合適的緩沖器材料或緩沖器材料的組合都應(yīng)該落入本發(fā)明公 開(kāi)的或所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。緩沖器122應(yīng)該優(yōu)選包括與下文中所公開(kāi)的后續(xù)的組 件、處理、或固化步驟相兼容的(一種或多種)材料。應(yīng)當(dāng)注意，在此處公開(kāi)的任何實(shí)施例種，可在一個(gè)裝置基底上形成多個(gè)凹槽， 以接收多個(gè)光纖。該多個(gè)光纖被光學(xué)耦合至裝置基底上的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)裝置，并且該 裝置基底被安裝于電路板上。如此處所公開(kāi)的任何實(shí)施例中所述，多個(gè)光纖可被固定于 該裝置基底以及電路板上。
光學(xué)設(shè)備還可包括用于將第二光纖段(直接或經(jīng)由緩沖器12 固定于電路板102 上的粘合劑140(圖4A-4C)。粘合劑140通常可以包括硬化的材料，在其應(yīng)用的至少一個(gè) 部分過(guò)程中該材料已經(jīng)流入到位。例如，粘合劑140可包括固化聚合物、回流聚合物、 回流焊料、回流玻璃、熔融玻璃料、或其他類(lèi)似的合適的材料。合適的固化聚合物的一 個(gè)例子是固化環(huán)氧樹(shù)脂；其他合適的粘合劑或粘合裝置也可被使用，包括在使用過(guò)程中 不流動(dòng)的粘合劑。如果需要，壓接管(crimp tube) IM可被壓接于緩沖器122上并通過(guò)粘 合劑140(圖4A-4C)固定于電路板102上，從而將緩沖器122固定于電路板102上。壓 接管124的存在已經(jīng)被證明了可以通過(guò)粘合劑140更固定地將緩沖器122連接至電路板 102。粘合劑140可覆蓋壓接管122的至少一部分以及超出壓接管IM —端或兩端的緩沖 器122的一部分。
為了進(jìn)一步固定緩沖器122(或者是光纖120的第二段的直接連接)與電路板102 的連接，該設(shè)備還可包括電路板102上的凹陷132或突起134(分別見(jiàn)圖4A和4B)。凹 陷132或突起134被設(shè)置于靠近緩沖器122的固定段處，并且至少部分地被粘合劑140覆 蓋。凹陷132可包括被粘合劑140部分填充的穿過(guò)電路板102的通孔。在附圖中示出的 凹陷132與緩沖器122的固定部分橫向偏移，然而這些位置是示例性的。凹陷132可被 布置為與緩沖器122橫向偏移，直接在緩沖器122之下，或者在任何其他適合的位置中， 以便增強(qiáng)將緩沖器122(或者光纖120或壓接管124)粘合到電路板102上的粘合力。突 起134可包括以任何合適的方式形成于或固定于電路板102上的部件且至少部分被粘合劑 140覆蓋。突起134的任何合適的布置都可被用于增強(qiáng)將緩沖器122(或者光纖120或壓 接管124)粘合到電路板102上的粘合力。這種固定部件可包括安裝于電路板102上的電 子元件，該電子元件可通過(guò)焊料或粘合劑(例如，環(huán)氧樹(shù)脂)被固定于電路板102上，并 且該固定部件還能用作電路板102上的電子電路的一部分。
該設(shè)備還可包括在電路板102上在光纖120的一部分之下的光纖支撐部件130， 光纖120的該部分位于固定于裝置基底110上的第一(即最接近的)光纖段和固定于電路 板102(直接或經(jīng)由緩沖器122或經(jīng)由壓接管124)上的第二光纖段之間。光纖120的至 少一部分被固定于光纖支撐部件130上。粘合劑142可被用于將光纖120的至少一部分 固定到光纖支撐部件130上(圖4C)。如上所述，粘合劑142可包括硬化材料，在其應(yīng) 用的至少一個(gè)部分的過(guò)程中該材料已經(jīng)流入到位，且可包括固化聚合物、回流聚合物、 回流焊料、回流玻璃、熔融玻璃料、或其他類(lèi)似的適當(dāng)?shù)恼澈蟿┗蛘澈涎b置。合適的材 料的一個(gè)例子是固化環(huán)氧樹(shù)脂；其他的合適的粘合劑或粘合裝置也可被應(yīng)用，包括在應(yīng) 用過(guò)程中不會(huì)流動(dòng)的粘合劑。光纖支撐部件130可以包括以任何合適的方式形成于或安 裝于電路板102上且被粘合劑142至少部分地覆蓋的部件。光纖支撐部件130可包括安 裝于電路板102上的電子元件，該電子元件可通過(guò)焊料或粘合劑(例如，環(huán)氧樹(shù)脂)被固 定于電路板102上，并且該光纖支撐部件130還可被用作電路板102上的電子電路的一部 分。粘合劑140和142可包括離散的材料體積(如圖4C所示)，或者可以一起包括至少 部分覆蓋緩沖器122 (或者光纖120或壓接管124)的固定部分以及光纖120的固定于光纖 支撐元件130的部分的單個(gè)的材料體積。
該設(shè)備還可包括光纖固定器114，該光纖固定器置于凹槽116的至少一部分上， 并固定于裝置基底110上以便在凹槽116中將光纖120的第一段固定于裝置基底110上。粘合劑(在圖中不明顯)可被用于 將光纖固定器114固定到裝置基底110上，如美國(guó)專(zhuān) 利公開(kāi)NO.2006/0002664A1所述，該公開(kāi)以引用的方式并入本文中，好像其全部在本文 中進(jìn)行闡述。本文中所公開(kāi)的對(duì)光纖保持器的任何布置或配合件都可被應(yīng)用，同時(shí)保持 落入本公開(kāi)或所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。如已經(jīng)說(shuō)明的，該粘合劑可包括硬化材料， 在其應(yīng)用的至少一個(gè)部分過(guò)程中該材料已經(jīng)流入到位，并且可包括固化聚合物、回流聚 合物、回流焊料、回流玻璃、熔融玻璃料、和其他類(lèi)似的合適的粘合劑或粘合裝置(例 如，固化環(huán)氧樹(shù)脂)。其他合適的粘合劑或粘合裝置也可使用，包括在應(yīng)用過(guò)程中不流動(dòng) 的粘合劑。該光學(xué)設(shè)備還可包括置于光學(xué)裝置112和光纖末端之間的折射率匹配材料。這 種折射率匹配材料可在應(yīng)用過(guò)程中流入到位，然后硬化或固化，或者可通過(guò)任何其他的 合適的方式被置于光學(xué)裝置112和光纖的末端之間。合適的材料的一個(gè)例子是折射率匹 配有機(jī)硅聚合物；可以使用任何其他的合適的材料。該光學(xué)設(shè)備還可包括基本上覆蓋光 學(xué)裝置112、裝置基底110、和光纖的最接近的段120的密封劑(enCapSUlant)704(如圖10 和11所示)。這樣的密封劑可用于保護(hù)該設(shè)備不受使用環(huán)境的影響，且可包含任何合適 的材料。合適的密封劑材料的一個(gè)例子是有機(jī)硅彈性體；可以是用任何其他的合適的材 料。如果需要或期望，該設(shè)備還可包括外殼104，該外殼被固定于電路板102上，且具 有基本上包圍包含光學(xué)裝置112、裝置基底110和光纖的最接近的段120的電路板102的 區(qū)域的壁，并且該設(shè)備還可包含基本上覆蓋包圍區(qū)域的蓋子。密封劑(如果使用了)可 基本上覆蓋電路板102的被外殼104包圍的全部或部分區(qū)域。如果需要或期望，可將應(yīng) 變_消除或彎曲_限制結(jié)構(gòu)106連接至外殼104或電路板102上，以限制接近電路板102 的光纖的彎曲。如圖所示，電路板102被制造得盡可能的小，且又適合于被安裝于較大的 系統(tǒng)電路板上，作為其上的多個(gè)元件或子組件中的一個(gè)。這樣的所謂的“板上進(jìn)入 (boardlet)“結(jié)構(gòu)能夠容易地將光纖耦合光學(xué)裝置(發(fā)射器、接收器、雙向收發(fā)器，等等) 集成至電子裝置中，從而能夠經(jīng)由光纖向電子裝置傳輸光學(xué)數(shù)據(jù)或從電子裝置傳輸光學(xué) 數(shù)據(jù)。在這樣的構(gòu)造中，電路板102可包括任何適合能夠在電路板102和系統(tǒng)電路板之 間的電連接的(一個(gè)或多個(gè))結(jié)構(gòu)或配合件。例如，在圖1-3中，電連接經(jīng)由形成于電 路板102的邊緣上的觸點(diǎn)150形成?；蛘?，可以穿過(guò)電路板102預(yù)先插入插頭以便向電 路板102下方突出，以便配合系統(tǒng)電路板上的適當(dāng)結(jié)構(gòu)的插座。在這些“板上進(jìn)入”布 置的任一個(gè)中，可提供機(jī)械對(duì)準(zhǔn)插頭，用于將該“板上進(jìn)入”定位在系統(tǒng)電路板上。這 種對(duì)準(zhǔn)插頭可被布置來(lái)以任何適當(dāng)?shù)姆绞絿Ш舷到y(tǒng)電路板上的配合孔，且可被提供于電 路板102上或提供于沿電路板102延伸的外殼104上。在另一個(gè)可選的實(shí)施例(未示出) 中，光學(xué)裝置基底110和光纖緩沖器122可被直接固定于系統(tǒng)電路板(其可因此被指定為 電路板102)上，用于集成至電子裝置中。這種結(jié)構(gòu)可被稱(chēng)作“板上芯片”。在另一個(gè) 可選的實(shí)施例(圖5)中，導(dǎo)電跡線(xiàn)可延伸至電路板102的邊緣，其又可被插入具有配合 導(dǎo)電部件的插座縫中。這樣的布置是合適的，例如，用于將電路板102 (其上具有光學(xué)裝 置110)結(jié)合到所謂的有源光纖光纜中。用于制造該光學(xué)設(shè)備的方法包括將具有一個(gè)或多個(gè)光學(xué)裝置112和凹槽116的 裝置基底110安裝到電路板102上；在光學(xué)裝置112和電路板102之間形成(一個(gè)或多個(gè))在凹槽116中將光纖120的第一(最接近的)段固定至裝置基底110上；以 及將光纖120的第二段(遠(yuǎn)離第一光纖段)固定至電路板102。第二光纖段可被直接固定 至電路板102上，或者通過(guò)光纖緩沖器122或壓接管124固定。該方法還可包括施加粘 合劑140，以便將緩沖器122或光纖120固定至電路板102上，如上面所進(jìn)行的各種的描 述。該方法還可包括將光纖支撐部件130定位于電路板102上，且將光纖120的至少一 部分固定于光纖支撐部件130上，如前面所進(jìn)行的各種的描述，包括粘合劑142的施加。 該方法還可包括在凹槽116的至少一部分上方將光纖固定器114固定于裝置基底110上， 以便在凹槽116中將第一光纖段固定于裝置基底110上，如前面所進(jìn)行的各種描述，包括 粘合劑的施力。該方法還可包括用密封劑704基本上覆蓋光學(xué)裝置112、裝置基底110、 和光纖的最接近的段120，或者以基本上包圍電路板102的包含光學(xué)裝置112、裝置基底 110和光纖的最接近的段120的區(qū)域的方式將外殼104固定到電路板102。
安裝于電路板上的光纖耦合光學(xué)裝置的可選的實(shí)施例被示于圖6-9中，其中光 纖120的第二段被固定于插座連接器600上，該連接器又被固定于電路板102上。該插 座連接器600包括光纖套管602、套管保持器604、以及套管筒(ferrule sleeve) 606。光纖 120被固定于套管602中，其中光纖的遠(yuǎn)端與套管602的遠(yuǎn)端基本上齊平(flush)，近端從 套管602的近端突出，且光纖的第二段在套管602中(典型的是通過(guò)環(huán)氧粘合劑或其他適 當(dāng)?shù)恼澈蟿┕潭ǖ教坠苌希豢梢允褂萌魏芜m合的方式將光纖固定到套管上)。本實(shí)施例 中的光纖120通常(盡管不是必須的)剝除了任何緩沖器或外包層。光纖套管602包含 陶瓷或其他合適的(一種或多種)材料。套管保持器604包含塑料、金屬、或其他合適 的(一種或多種)材料，且光纖套管602可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞焦潭ǖ教坠鼙３制?04， 包括壓力配合、粘合、固定器、棘爪(detent)、焊接等等。當(dāng)光纖套管602和套管保持器 604被組裝以后，光纖120的近端從套管保持器604的近端突出，而光纖120和光纖套管 602的遠(yuǎn)端凹入套管保持器604中。套管保持器604通過(guò)粘合劑或其他合適的方式固定 到電路板102上，從而將光纖120的第二段固定到電路板102上(通過(guò)光纖套管602和套 管保持器604)。套管保持器604被定位在電路板102上，從而在裝置基底110上將光纖 120的第一段定位到凹槽116中。以任何合適的方式，包括上面所述的那些，光纖120的 第一段在凹槽116中被固定到裝置基底110上。如上所述，裝置基底110和光纖120的 近端可被封裝或密封到外殼中。
在圖6-9中所示的實(shí)施例中，套管保持器604包括用于接合電路板102的部件 6(Ma和604b?？梢允褂谜澈蟿?，該粘合劑在其應(yīng)用的至少一部分的過(guò)程中流入到位，該 粘合劑包括此處所公開(kāi)的任意示例；其他適當(dāng)?shù)姆椒ㄒ部杀粦?yīng)用。通過(guò)接收一些流動(dòng)材 料，這些材料然后被硬化以形成保持部件，部件604a或604b或電路板102上的凹槽、 凹陷、通孔、或突起可增強(qiáng)流動(dòng)粘合劑的效力。套管保持器604的其他合適的布置也可 被使用，用于使它能利用粘合劑、焊料、夾鉗、夾子、插頭、固定器、棘爪、焊接(激 光、超聲波、電阻等等)、或其他適當(dāng)?shù)姆绞奖还潭ǖ诫娐钒?02上。
套管筒606被布置用來(lái)接收配合連接器(圖中未示出)的另一個(gè)光纖套管，從而 將另一個(gè)光纖套管中的光纖與光纖120的遠(yuǎn)端對(duì)準(zhǔn)，從而光學(xué)端耦合。為了促進(jìn)這種對(duì) 準(zhǔn)，套管筒可包括內(nèi)筒60 和筒管606b。內(nèi)筒60 可包括陶瓷分開(kāi)筒，例如，被布置 用于確保光纖套管602和配合連接器的另一個(gè)光纖套管的基本上同心對(duì)準(zhǔn)。外筒60 可8具有比內(nèi)筒606a大的內(nèi)徑，為了更好地使該另一個(gè)光纖套管插入外筒606b，且將該另一 個(gè)光纖套管導(dǎo)入內(nèi)筒606a。筒606的其他適合的布置也可以被應(yīng)用，且都應(yīng)該落入本公 開(kāi)或所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。 套管保持器604可在其外表面上進(jìn)行布置或改裝，以便與插座結(jié)構(gòu)608接合或配 合(如圖9所示)。在圖6-9的示例性的實(shí)施例中示出了在套管保持器604的外表面上具 有圓周凹槽605，其接收插座結(jié)構(gòu)608的向內(nèi)突起的法蘭609?？梢允褂萌魏纹渌倪m當(dāng) 的機(jī)械布置以便在插座結(jié)構(gòu)608中接合套管保持器604，且任何這樣的適當(dāng)?shù)牟贾枚紤?yīng)當(dāng) 被認(rèn)為是落入本公開(kāi)或所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的。該插座結(jié)構(gòu)608通常被固定到系統(tǒng) 電路板610上。該插座結(jié)構(gòu)608被定位于電路板610上，從而套管保持器604與插座結(jié) 構(gòu)608的接合會(huì)使電路板102相對(duì)于系統(tǒng)電路板610 (在可接受的公差內(nèi))處于適當(dāng)?shù)奈?置。一旦套管保持器604與插座結(jié)構(gòu)608接合，電路板102可以通過(guò)焊料、粘合劑、或 其他合適的方式固定到系統(tǒng)電路板610上。如果采用焊接，焊料還可以利用觸點(diǎn)150 (如 實(shí)施例中所示)、導(dǎo)電插頭(pin)、或其他合適的結(jié)構(gòu)在電路板102和系統(tǒng)電路板610之間 提供電連接(如上所述)。在圖9的例子中，套管保持器604與插座結(jié)構(gòu)608 (其又被固 定于電路板610上)之間的接合引起電路板102上的觸點(diǎn)150與電路板610上的觸點(diǎn)612 之間的對(duì)準(zhǔn)。或者，可以在電路板102和系統(tǒng)電路板600之間使用其他的電連接(例如， 引線(xiàn)接合)。應(yīng)當(dāng)注意，如果需要或希望，系統(tǒng)電路板610可延伸出插座結(jié)構(gòu)608，且在 圖9中看來(lái)比插座結(jié)構(gòu)608小，以便能看清整個(gè)組件中的不同的部分的相對(duì)位置。對(duì)于此處公開(kāi)的任意實(shí)施例，可將多個(gè)光纖耦合光學(xué)裝置安裝于單獨(dú)一片連續(xù) 的電路板材料上。為了構(gòu)造具有多個(gè)光纖耦合光學(xué)裝置安裝于其上的系統(tǒng)電路板，可以 這樣做?；蛘?，可將多個(gè)光纖耦合裝置安裝于一片電路板材料上，以便促進(jìn)板安裝裝置 的制造。這樣的復(fù)合板組裝過(guò)程的示例示意性地被示于圖10和11中。在這些例子的每 個(gè)中，多個(gè)電路板102是包括連接條702的由電路板材料制得的單片的全部。如果需要 或希望，該電路板材料可以被刻劃、部分切割、或者用其他的方式修改以促進(jìn)隨后的電 路板102從條702上的分離。當(dāng)多個(gè)電路板保持與條702相連時(shí)，相應(yīng)的光學(xué)裝置基底 110 (其上裝配有光學(xué)裝置)被固定于每個(gè)電路板102上，且在相應(yīng)的電路板102上在裝置 基底110和電跡線(xiàn)之間進(jìn)行任何需要的電連接。在多個(gè)電路板102仍然與條702相連的情況下，相應(yīng)的光纖120然后被組裝到每 個(gè)電路板102上。在圖10中，光纖120被固定于具有插座連接器600的電路板上(如圖 6-9所示)。在施加了密封劑704后，電路板102與條702分離，以便產(chǎn)生多個(gè)獨(dú)立的
“板上進(jìn)入”安裝的、光纖耦合光學(xué)裝置。在圖11中，相應(yīng)的光纖120通過(guò)粘合劑、支 撐部件130和壓接管124被固定到電路板102上(如圖1-3所示)。在組裝上外殼104、 施加密封劑704、以及組裝應(yīng)變-消除結(jié)構(gòu)106后，電路板102從條702上分離，以產(chǎn)生 多個(gè)獨(dú)立的“板上進(jìn)入”安裝的、光纖耦合光學(xué)裝置。任何合適的將光纖120固定到裝 置基底110和電路板102上的方法都可被應(yīng)用到這樣的復(fù)合板組裝過(guò)程中，且所有的這 樣的合適的方法都應(yīng)該落入本公開(kāi)或所附的權(quán)利要求的范圍中。這樣的復(fù)合板組裝工序 (如圖10和11的例子所示)能實(shí)現(xiàn)有效降低大量生產(chǎn)板上進(jìn)入安裝的、光纖耦合光學(xué)裝 置的成本。對(duì)于本公開(kāi)和所附的權(quán)利要求，連詞“或”和“或者”應(yīng)當(dāng)被解釋為最寬的內(nèi)容(例如，“一只狗或一只貓”應(yīng)當(dāng)被解釋為“一只狗、或一只貓、或者兩者”；例如， “一只狗、一只貓、或一只老鼠”應(yīng)當(dāng)被解釋為“一只狗、或一只貓、或一只老鼠、或 任意兩者、或三者”)，除非ω明確規(guī)定了其他意思，例如，通過(guò)使用“不是......就是......，，、“其中之一”、或者類(lèi)似的術(shù)語(yǔ)；或者(ω兩個(gè)或更多的列出的可供選擇的事物在特定的上下文中互相排斥，在這種情況下“或”和“或者”僅僅包含那些不互相排 斥的可供選擇的事物的組合。對(duì)于本公開(kāi)或所附的權(quán)利要求，詞“包含”、“包括”、 和“具有”應(yīng)當(dāng)被解釋為開(kāi)放式的術(shù)語(yǔ)，與在每個(gè)例子后面附著短語(yǔ)“至少” 一樣的意 )思O
對(duì)所公開(kāi)的示例性的實(shí)施例和方法的等價(jià)變化應(yīng)當(dāng)落入本公開(kāi)和/或所附的權(quán) 利要求的范圍內(nèi)。所公開(kāi)的示例性的實(shí)施例和方法、及其等價(jià)變化，在保持落入本公開(kāi) 或所附的實(shí)施例的范圍內(nèi)時(shí)可以被修改。
對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)要求
本申請(qǐng)要求基于⑴于2006年3月3日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.60/778,777 ； (ii) 于2006年8月2日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.60/821,181 ； (ii)于2007年3月2日提交的 美國(guó)非臨時(shí)申請(qǐng)No.11/681,352的優(yōu)先權(quán)，所述申請(qǐng)中的每個(gè)以引用的方式并入本文中， 好像其全部在本文中進(jìn)行闡述。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)設(shè)備，包括 光纖；位于裝置基底上的光學(xué)裝置，該裝置基底具有凹槽，用于接收光纖以及定位光纖的 近端，以便在光纖和光學(xué)裝置之間形成光學(xué)耦合，位于或靠近光纖的近端的第一段光纖 在該凹槽中被固定到裝置基底上；電路板，該裝置基底被安裝在該電路板上，光纖的第二段被固定到該電路板上，第 二光纖段遠(yuǎn)離第一光纖段；在光學(xué)裝置和電路板之間的至少一個(gè)電連接； 被固定到電路板上的套管保持器；接收于套管保持器內(nèi)且固定到套管保持器上的光纖套管，穿過(guò)該套管接收且固定有 第二光纖段，光纖的遠(yuǎn)端與光纖套管的遠(yuǎn)端基本上齊平；以及接收于套管保持器內(nèi)且固定到套管保持器上的套管筒，光纖套管的遠(yuǎn)端被接收于 套管筒的近端內(nèi)且從套管筒的遠(yuǎn)端凹入，套管筒的遠(yuǎn)端在套管保持器的遠(yuǎn)端之外遠(yuǎn)軸延 伸。
2.如權(quán)利要求1的設(shè)備，還包括用于將套管保持器固定到電路板上的粘合劑。
3.如權(quán)利要求2的設(shè)備，其中該粘合劑包括硬化材料，在該硬化材料的應(yīng)用的至少一 部分的過(guò)程中該硬化材料流入到位。
4.如權(quán)利要求2的設(shè)備，其中該粘合劑包括固化聚合物、回流聚合物、回流焊料、回 流玻璃或熔融玻璃料。
5.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中該套管保持器包括固定到電路板上的一對(duì)近軸延伸部件。
6.如權(quán)利要求1的設(shè)備，還包括用于將套管保持器固定到電路板上的粘合裝置。
7.如權(quán)利要求1的設(shè)備，還包括插座外殼，其中 套管保持器的外表面適合于與插座外殼的內(nèi)表面接合； 套管外殼被接收于插座外殼內(nèi)且與該插座外殼接合；和套管保持器、套管筒和插座外殼被布置成與配合光纖連接器接合，且在光纖的遠(yuǎn)端 和另一個(gè)光纖之間形成光學(xué)端耦合。
8.如權(quán)利要求7的設(shè)備，還包括系統(tǒng)電路板，其中 插座外殼被固定到系統(tǒng)電路板上；電路板被固定到系統(tǒng)電路板上；以及 電路板和系統(tǒng)電路板由至少一個(gè)電連接相連。
9.一種制造光學(xué)設(shè)備的方法，包括在電路板上安裝裝置基底，在該裝置基底上具有光學(xué)裝置和凹槽； 在光學(xué)裝置和電路板之間形成至少一個(gè)電連接；在凹槽中將在光纖的近端處或靠近光纖的近端的第一段固定到裝置基底上，該凹槽 對(duì)光纖的近端進(jìn)行定位，以便在光纖和光學(xué)裝置之間形成光學(xué)耦合； 將光纖的第二段固定到電路板上，該第二光纖段遠(yuǎn)離第一光纖段； 將套管保持器固定到電路板上；將光纖套管接收于套管保持器內(nèi)且固定到套管保持器上，穿過(guò)該光纖套管接收并固定有第二光纖段，光纖的遠(yuǎn)端與光纖套管的遠(yuǎn)端基本上齊平；以及將套管筒接收于套管保持器內(nèi)且固定到套管保持器上，光纖套管的遠(yuǎn)端被接收于套 管筒的近端內(nèi)，且從套管筒的遠(yuǎn)端凹入，套管筒的遠(yuǎn)端在套管保持器的遠(yuǎn)端之外遠(yuǎn)軸延 伸。
10.如權(quán)利要求9的方法，還包括施加粘合劑，以便將套管保持器固定到電路板上。
11.如權(quán)利要求10的方法，其中施加粘合劑包括將前體材料流入到位；以及使該前 體材料硬化以形成粘合。
12.如權(quán)利要求10的方法，其中該粘合劑包括固化聚合物、回流聚合物、回流焊料、 回流玻璃或熔融玻璃料。
13.如權(quán)利要求9的方法，其中套管保持器包括固定到電路板上的近軸延伸的一對(duì)元件。
14.如權(quán)利要求9的方法，還包括將套管保持器組裝到插座外殼中，其中 套管保持器的外表面適合于與插座外殼的內(nèi)表面接合；且在組裝時(shí)，套管保持器、套管筒和插座外殼被布置成與配合光纖連接器接合，且在 光纖的遠(yuǎn)端和另一個(gè)光纖之間形成光學(xué)端耦合。
15.如權(quán)利要求14的方法，還包括 將插座外殼固定到系統(tǒng)電路板上； 將電路板固定到系統(tǒng)電路板上；和在電路板和系統(tǒng)電路板之間形成至少一個(gè)電連接。
全文摘要
一種光學(xué)設(shè)備包括光纖、基底上的光學(xué)裝置、電路板、以及兩者之間的電連接。該基底具有凹槽，用于將與光學(xué)裝置光耦合的光纖定位。在凹槽中光纖的最接近的段被固定到基底上。該基底被安裝到電路板上，且光纖的第二段被固定到電路板上。一種方法包括在電路板上安裝具有光學(xué)裝置的裝置基底；形成電連接；將最接近的光纖段在凹槽中固定到基底上；以及將第二光纖段固定到電路板上?？蓪⒍鄠€(gè)基底固定到單片的電路板材料上，在形成電連接且將光纖固定到對(duì)應(yīng)的基底以及電路板材料上以后，其可被分成各個(gè)電路板。
文檔編號(hào)G02B6/42GK102023351SQ20111000994
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2007年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月3日
發(fā)明者A·M·本佐尼, G·C·伯德, H·A·布勞菲爾特 申請(qǐng)人:Hoya美國(guó)公司