專利名稱：光發(fā)送器－接收器模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光發(fā)送器-接收器模塊，即一種能夠發(fā)送和接收光信號的模塊或組件，即信號被光調(diào)制。
背景如今需要的是組合的光發(fā)送器/接收器或發(fā)送接收器。尤其需要的是將多個發(fā)送器和接收器排列在相同的陣列裝置中。如果發(fā)送器和接收器可以交替布置或者如果發(fā)送器和接收器可以在同一光纖中多路傳遞都將是有利的。一種可能的方法是在一塊磷化銦芯片上整體集成所有的這些功能。但是，這將導(dǎo)致同時加工的復(fù)雜化和出現(xiàn)與光和電串擾的問題。另一種方法包括采用分開的發(fā)送器和接收器芯片和排列光波導(dǎo)以便向著和從相對應(yīng)的芯片傳導(dǎo)光。這一方法的缺點是由于波導(dǎo)內(nèi)需要的彎曲必須相當?shù)拇笄乙虼瞬▽?dǎo)是區(qū)域消耗的所以形成波導(dǎo)的基片大且昂貴。如從公開了在單光纖中接收多個波長的接收器模塊的美國專利NO.5.064.263可以明白波導(dǎo)的彎曲需要相當大的空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種安裝在基片上可以制成具有小的總面積的類型芯片的光接收器和發(fā)送器模塊。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種在波導(dǎo)內(nèi)的組件芯片(component chip)和模塊邊緣間具有最小的彎曲的光接收器和發(fā)送器模塊。
通過本發(fā)明要解決的問題是如何在光接收器和發(fā)送器內(nèi)或在光接收器和發(fā)送器上排列波導(dǎo)、以使模塊具有小的總面積且使波導(dǎo)具有盡可能少的和/或盡可能小的彎曲。
一個光接收器和發(fā)送器模塊包括一基片、一接收器或例如半導(dǎo)體芯片的檢測器單元、和一發(fā)送器或同樣可以是半導(dǎo)體芯片的激光器單元。各單元或各組件最好是陣列型并一個在一個后面地安裝在具有前表面的基片表面上，這些前表面上的光界面都面向相同的方向、朝向基片的連接器邊緣設(shè)置。光波導(dǎo)從基片的邊緣向上延伸到接收器和發(fā)送器芯片的活性表面。延伸到這些單元中的一個的尾部的波導(dǎo)進入這些單元的另一個的底側(cè)的槽內(nèi)。這一設(shè)計允許將波導(dǎo)構(gòu)造的非常直。由于基片上不要求有空間來彎曲波導(dǎo)，故基片可以制成最小的尺寸。


參考附圖，現(xiàn)在將通過非限定性的實施例來詳細描述本發(fā)明，其中圖1是從包含集成的矩形波導(dǎo)且具有安裝在其上的光接收器和發(fā)送器芯片的基片上看的示意圖；圖2是從圖1的基片前面看的示意圖；圖3是圖1所示的作為按收器芯片的檢測器陣列前面看的示意圖；圖4是僅從圖1所示的基片上看的示意圖，示出了在基片表面處的導(dǎo)電路徑；圖5是同圖1相似的具有放在V型槽中的光纖來代替集成的矩形波導(dǎo)的基片示意圖；圖6是從圖5所示的基片前面看的示意圖；和圖7是同圖1所示相似的具有耦合器波導(dǎo)的基片示意圖。
具體實施例方式
在圖1中示出了具有安裝在其上的分開的接收器和發(fā)送器芯片3、5和用來將傳導(dǎo)光到相應(yīng)芯片和從相對應(yīng)的芯片傳導(dǎo)光的光波導(dǎo)7、9的基片1的平面圖。基片1一般是一矩形板，例如可由硅或合適的聚合物材料制成，具有施加在其中和施加到其上的導(dǎo)電體，未示出，且光波導(dǎo)7、9通過將具有不同折射率的涂層施加到板表面而形成。從圖2中的基片的前面看，此處光波導(dǎo)是這種矩形波導(dǎo)，具有由不足包層和過包層包圍的矩形截面的芯，未示出。波導(dǎo)7、9平行于基片1的長邊延伸，且在短邊、前側(cè)或邊緣結(jié)束。最好設(shè)置有均勻而規(guī)則的空間，發(fā)送光的波導(dǎo)同接收光的波導(dǎo)交替。在MT(機械發(fā)送器)連接器，未示出，可以連接到所有的波導(dǎo)結(jié)束處的前邊。
用于接收光的波導(dǎo)7全部從基片1的前邊沿直的路徑延伸且結(jié)束在接收器或檢測器芯片3的前側(cè)或邊緣的活性區(qū)域。用于發(fā)送來自組件的光的波導(dǎo)9從基片前邊沿直路徑延伸，經(jīng)過檢測器芯片3到位于檢測器芯片后面的發(fā)送器或激光器芯片5結(jié)束。這些波導(dǎo)9全部在激光器芯片的前邊的活性表面結(jié)束。它們并不接觸檢測器芯片3，因為檢測器芯片具有形成在底表面上的溝渠或槽11，同樣可見圖3的檢測器芯片3的前視圖。溝渠11可以非常簡單的方式制成例如以鋸或銑的方式，只要它們具有有效的截面，其中優(yōu)選為矩形且與進入和穿過溝渠的波導(dǎo)9形狀相似。檢測器芯片3的前邊的活性檢測器表面13位于如圖3所示的槽11之間在激光器芯片5的后面是一連接到基片1的表面的監(jiān)測器二極管芯片15，該二極管芯片5接收一些向后從激光器芯片5發(fā)射的光以控制從基本激光器發(fā)射到波導(dǎo)7中的光的能量水平。芯片3、5和15的電連接從圖4中可清楚地看到，其中示出了基片1的頂視圖。接收器芯片3的電連接19可以如圖所示地制造結(jié)束在基片1的長邊側(cè)，且發(fā)送器芯片5和檢測器芯片15的所有電連接21、23接著有利地排列在相對的基片的長邊。這樣將減小電串音。芯片可以全部安裝以在底表面具有它們的電路或裝置面，所謂的倒裝法安裝，且之后將它們焊接或粘結(jié)到基片板1的表面?？梢詮膱D3中看到檢測器芯片的接觸凸緣17。
上述的波導(dǎo)集成在基片1的表面上、可以由放置在V型槽內(nèi)的光纖代替。這樣的設(shè)計在圖5的平面圖中和圖6的前視圖中示出。這里具有從基片的前邊向相對應(yīng)的接收器和發(fā)送器芯片3、5前邊的各自的活性區(qū)域延伸的光纖7′、9′。光纖放置在以如蝕刻的方式形成在基片表層中的V型槽7″、9″內(nèi)。發(fā)送來自模塊的光的光纖9′以與第一實施例相同的方式進入檢測器芯片底部的溝槽11中。由于導(dǎo)電體必須經(jīng)過發(fā)送器光纖的V型槽5″，因此，可能出現(xiàn)把導(dǎo)電體設(shè)置到檢測器芯片3的單元裝置上的問題。在這種情況下該基片可以是具有深的導(dǎo)電體的多層聚合物結(jié)構(gòu)或者在通過模制一聚合物材料制造基片時可以將未示出的引線框架放置在模具內(nèi)，該引線框架具有在發(fā)送光的光纖7′上延伸的部分，對比圖4。
在圖7中示出了具有同一端光纖27上組合的輸入和輸出光的耦合器25的光接收器和發(fā)送器模塊。圖7的模塊可以從圖5通過在前邊延長基片1而得到且為耦合器和末端纖維片27形成合適的凹槽。來自檢測器芯片3的光纖7′中和來自激光器芯片5的光纖9′內(nèi)要求具有非常小的彎曲，這是由于兩芯片的光纖的側(cè)向位移或偏置很小。如果需要的話耦合器25可以根據(jù)波長進行選擇。
以上已描述了光接收器和發(fā)送器模塊，由于不需要彎曲波導(dǎo)所以可以在小的基片上制造且可以在光電的或電光的芯片的活性側(cè)通過僅制造平行的溝槽而更簡單地制造，該槽可以通過例如鋸、銑或平蝕刻而成形。
權(quán)利要求
1.一光接收器和發(fā)送器模塊包括一基片、安裝在該基片表面上的一接收器單元和一發(fā)送器單元、位于該基片表面上并從接收器單元延伸的接收光波導(dǎo)、和位于基片表面上并從發(fā)送器單元延伸的發(fā)送器光波導(dǎo)，其特征在于從接收單元和發(fā)送單元之間選擇的第一單元具有形成在第一單元的底表面的溝槽，這組接收光波導(dǎo)和發(fā)送光波導(dǎo)的第一波導(dǎo)從第一單元延伸，這組接收光波導(dǎo)和發(fā)送光波導(dǎo)的第二波導(dǎo)從接收單元和發(fā)送單元之間所選擇的第二單元延伸，所述第二單元和所述第一單元不同，所述第二波導(dǎo)經(jīng)過槽內(nèi)的第一單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光接收器和發(fā)送器模塊，其特征在于第二波導(dǎo)在第二波導(dǎo)經(jīng)過第一單元的區(qū)域中、沿平行于所述第一波導(dǎo)在第一單元的一個區(qū)域中具有的方向延伸，且所述槽具有所述的方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的光接收器和發(fā)送器模塊，其特征在于所述接收單元和所述發(fā)送單元中的每一個都具有活性表面，所述接收光波導(dǎo)和發(fā)送光波導(dǎo)各自從這里延伸，且所有的活性表面以同一方向取向。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的光接收器和發(fā)送器模塊，其特征在于所述接收單元和所述發(fā)送單元按照所述的一個方向一個位于另一個后面地設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的光接收器和發(fā)送器模塊，其特征在于所述接收單元和所述發(fā)送單元中的每一個都具有一個含有一活性表面的前邊，接收光波導(dǎo)和發(fā)送光波導(dǎo)各自從這里延伸，接收單元的前邊和發(fā)送單元的前邊彼此平行且接收單元和發(fā)送單元中的一個的活性區(qū)域位于接收單元和發(fā)送單元中的另一個的活性區(qū)域的后面且以預(yù)定的距離進行側(cè)偏移。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的光接收器和發(fā)送器模塊，其特征在于第一單元在邊上具有活性區(qū)域，第一波導(dǎo)從這里延伸，活性區(qū)域位于基本上垂直于槽的方向的平面內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的光接收器和發(fā)送器模塊，其特征在于所述接收光波導(dǎo)和所述的發(fā)送光波導(dǎo)以彼此平行的方向延伸到所述基片的前邊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的光接收器和發(fā)送器模塊，其特征在于通過一耦合器和一從所述耦合器向基片的前邊延伸的單個光波導(dǎo)，所述接收光波導(dǎo)和所述發(fā)送光波導(dǎo)以基本上相互平行的方式各自從接收器單元和發(fā)送器單元延伸到耦合器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的光接收器和發(fā)送器模塊，其特征在于所述接收單元和所述發(fā)送單元是分別包括相同數(shù)量元件的接收器裝置和發(fā)送器裝置的陣列裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的光接收器和發(fā)送器模塊，其特征在于接收光波導(dǎo)從所有單元接收器裝置延伸且發(fā)送光波導(dǎo)從所有的單元發(fā)送裝置延伸，所述接收光波導(dǎo)和所述發(fā)送光波導(dǎo)以規(guī)則的間隔設(shè)置，所述接收光波導(dǎo)與發(fā)送光波導(dǎo)相交替，且溝槽形成在第一單元的底側(cè)面內(nèi)，其中所述相應(yīng)的接收光波導(dǎo)和發(fā)送光波導(dǎo)延伸。
全文摘要
一光接收器和發(fā)送器模塊包括一基片(1)和一個在一個后面地安裝在基片表面上的接收器(3)、發(fā)送器(5)和監(jiān)視器(15)芯片。光波導(dǎo)(7、9)從基片的一邊朝上向接收器和發(fā)送器芯片的活性表面延伸,這些活性表面均具有相同的取向。波導(dǎo)(9)向發(fā)送器芯片(5)延伸,并經(jīng)過放置在發(fā)送器芯片前面的接收器芯片(3)的底表面的槽(11)。在基片上不需要空間來彎曲完全直結(jié)構(gòu)的波導(dǎo),這些都使得基片具有最小的尺寸。
文檔編號H01L31/0232GK1330774SQ99814468
公開日2002年1月9日 申請日期1999年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月15日
發(fā)明者K·弗雷德 申請人:艾利森電話股份有限公司