光电连接器系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光电连接器系统以及一种将光电连接器与印刷电路板(PCB)上的光子器件对准的方法。
【背景技术】
[0002]在很多电子器件的应用中，有必要将例如作为光信号线的信号线连接至印刷电路板。为此，有必要为布置在PCB上的光子器件配置适当的光连接器，即相应的接口，从而将光信号线从光缆传递至光子器件，或反向传递。由于所涉及的公差仅在几个μπι的范围内，因此这种情形下的主要问题在于正确地将光电连接器与PCB上的光子器件对准。
[0003]从文献ΕΡ0635741Α2，已知光电子或光电连接器(接口)，其中PCB上的光子器件，SP一个或多个发光二极管(LED)、垂直腔面发射激光器(VCSEL)、(一个或多个)光电二极管等，通过合适的树脂封装在PCB上。用于该包覆成型部分的材料是光学透明的、且具有与所使用的光纤的折射率相似的折射率，从而允许光从光子器件穿过包覆成型材料到达光纤，或反向传递。根据该文献，这种包覆成型工艺允许光纤与光子器件的精确和有效的互相连接或耦接。然而，其中所描述的方法需要复杂的模制操作。
[0004]从文献US 2006/0067630 Al，已知一种用于光学连接器的模块组件，其由两个框架部分形成，从而框架部分中的一个与支撑光子器件的引线框架和相应的电子元件共同模制而成，以实现电子信号到光信号的转换，或反向转换。该两个框架部分包括销和相应对准孔形式的对准装置，以精确地将两部分对准。
[0005]从文献US 6，130,979，已知一种用于传递光信号的组件，其中光纤插芯(ferrule)设有一对定位销，以将插芯安装至光源的承载件并与之对准。例如类似于激光阵列的光源布置在连接器壳体中，而不是在PCB上。
[0006]提供一种具有改进的与PCB上的光子器件对准的方式的光电连接器系统是可取的。
【发明内容】
[0007]根据本发明，提供一种光电连接器系统，其包括作为独立部件的光耦合器和连接器壳体，由此所述壳体配置成附接至所述光耦合器。所述光耦合器接着配置成安装在PCB上从而布置在所述PCB上的光子器件上。根据一个实施方式，所述壳体可配置成使得在所述光耦合器布置在所述光子器件上后，其能附接至所述耦合器。换而言之，所述光耦合器首先安装至PCB并且精确地与所述光子器件对准。在所述光耦合器固定在正确对准的位置上后，所述壳体再附接至所述耦合器。因而，仅在所述耦合器安装至PCB后才进行耦合器和连接器壳体之间的直接连接。由于所述耦合器的定位精度比(相对便宜的)壳体的分量精度好得多，因而能提供高精度且还廉价的光电连接器系统。
[0008]所述光子器件例如为一个或多个发光二极管(LED)、(一个或多个)垂直腔面发射激光器(VCSEL)等。所述光子器件也可为一个或多个光接收器，例如光电二极管等。
[0009]所述光耦合器优选如此设计，即仅当所述连接器壳体尚未附接至所述耦合器时，才能将所述耦合器安装到PCB。因此，能设计这样一种连接器壳体，其至少部分覆盖所述耦合器并由此遮盖或阻塞进入所述耦合器的固定装置的通道。优选地，所述光耦合器包括对准装置以精确地将所述耦合器与光子器件对准。
[0010]优选地，所述连接器壳体包括插口以配合地接纳相应的配对连接器(counterconnector)。这样的配对连接器例如可为光纤线缆的插塞式连接器，如MT插芯连接器(MTferrule connector)。由此，例如为MT插芯连接器的配对连接器能牢固地与所述连接器壳体配合或耦接，由此能提供适当的固位力。优选通过适当的导向装置实现配对连接器与光耦合器的实际对准，以将相应的配对连接器与耦合器对准。然而，所述耦合器本身优选不包括任何用于配合地接纳配对连接器的插口。所述配合插口仅设置在连接器壳体上。
[0011]在优选的实施方式中，在所述耦合器安装至PCB且所述连接器壳体布置在其上后，所述耦合器和连接器壳体粘合在一起。为此，在优选的实施方式中，耦合器和连接器壳体具有适当的紧固凸部(tabs)和相应的紧固狭槽，其相互配合以实现形状配合连接。优选地，通过使用适当的粘合剂，尤其例如环氧树脂，能额外地增强该形状配合连接。
[°012] 大体优选地，所述親合器和连接器壳体进一步包括对准凸部(tabs)和相应的对准孔，以便于壳体和耦合器的彼此对准。然而，如本领域技术人员所熟知的，壳体和耦合器的对准未必要与所述光耦合器和光子器件的对准那样精确。所述连接器壳体包括将所述连接器壳体直接固定至印刷电路板的固定装置。
[0013]优选地，所述耦合器包括将光从所述耦合器的一侧引导至所述耦合器的另一侧的导光装置，更优选地，这些导光装置适合于以适当的角度偏转光。
[0014]本发明也涉及一种将光电连接器系统，如上文所描述的连接器系统，与PCB上的光子器件对准的方法。在该方法中，首先提供具有光子器件的PCB，然后将光耦合器安装在其上且安装在光子器件上。在将所述耦合器安装并牢固地固定在其与光子器件正确的对准位置之后，将适当的连接器壳体附接至所述光耦合器。如上文所描述的连接器壳体例如具有适当的插口以配合地接纳相应的配对连接器，以致于所述光耦合器本身不需要任何这样的插口。
[0015]本发明具有连接器系统的大部分元件不必考虑到严紧公差来被制造的优势，这是因为仅所述光耦合器与光子器件精确的对准便是足够的，也就是说，仅必须以非常小的公差来制造所述耦合器和光子器件的相应元件，而壳体本身以及壳体与耦合器和/或PCB的安装不必非常精确。输入/输出连接器，即例如为MT插芯连接器的相应配对连接器，能浮动在所述连接器壳体中，在此其被预先引导，然后在耦合器的对准装置和MT套筒中或上的相应对准装置之间直接进行实际的光学调准。所述耦合器和连接器壳体之间的对准只要其仍能确保MT套筒朝着或到耦合器上的正确导向便不必需要那么精确。
[0016]优选地，借助适当的粘合剂能实现所述親合器和壳体之间的固定，以便在配对连接器插入相应的插口后固定壳体的位置。换句话说，通过从环绕的壳体退耦光耦合器，解决了光电连接器相对于光子器件精确对准的问题。这两者为独立的部件，其仅在光耦合器相对于光子器件被正确地对准且固定在其正确的位置之后才进行组装。所述光耦合器在考虑到必要的公差(其仅在几微米的范围内)之下能被准确地定位，而连接器壳体不必那么准确地定位。
【附图说明】
[0017]结合所附的附图能更好地理解上述说明以及下文中对示例性实施方式的详细描述，其中在附图中示出示例性实施方式以便进行图示说明。然而，应当理解本申请并不限于所示的精确布置和仪器。在附图中:
[0018]图1A为根据一个实施方式构造的光电连接器系统的示意性透视图，其包括光耦合器和连接器壳体；
[0019]图1B为图1所示的去掉了一些部分的光电连接器系统的一部分的示意性透视图；
[0020]图2为图1所示的光耦合器的三维示意图；
[0021]图3为图1的一部分的放大透视图；以及
[0022]图4为图1所示的光电连接器系统的俯视图，示出为与相应的配对连接器配合。
【具体实施方式】
[0023]参照图1，光电连接器系统I包括光耦合器10和与所述光耦合器10分开的连接器壳体20。所述光耦合器10能以任何期望的方式安装至基板，例如印刷电路板(PCB)2。印刷电路板2可包括多个电迹线3和多个电子元件4，如集成电路、电阻器、电容器等。光耦合器10能布置在光子器件5上，该光子器件5又安装至印刷电路板2。光子器件5可以例如为一个或多个发光二极管(LED)、(一个或多个)垂直腔面发射激光器(VCSEL)等。光子器件5也可为一个或多个光接收器，例如光电二极管等。光耦合器10能固定地附接至印刷电路板2从而确保光耦合器10精确地与光子器件5对准。如下文将要详细描述的那样，连接器壳体20限定了尺寸设置成接纳配对连接器30的插口 21，使得配对连接器30的配合面33与光耦合器10的光输入/输出面15对准以便与所述光输入/输出面15实现光通信。因此，可在光耦合器10和配对连接器30之间交换光信号，并且光親合器10能将光信号传输至光子器件5。
[0024]连接器壳体20能构造成安装至印刷电路板2。例如，连接器壳体20可包括任何适当的配置成将连接器壳体20附接至印刷电路板的固定元件。在一个实施例中，固定元件可配置成为延伸穿过连接器壳体20的至少一个固定孔22，例如多个孔。固定孔22可配置成接纳任何适当的将连接器壳体20固定至印刷电路板的紧固件，例如螺钉。譬如，螺钉能延伸穿过固定孔22中的相应固定孔并附接至印刷电路板2，由此将连接器壳体20附接到印刷电路板2ο在一个实施例中，螺钉能与印刷电路板2螺纹地锁紧。在另一个实