專利名稱：光通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用光進(jìn)行信息通信的光通信裝置(光收發(fā)機(jī))的改進(jìn)技術(shù)。
背景技術(shù)：
以光為載體進(jìn)行信息通信的光通信是實(shí)現(xiàn)高速度、大容量通信的方法之一，有效利用該特征，構(gòu)筑干線網(wǎng)絡(luò)或用戶網(wǎng)絡(luò)在國(guó)內(nèi)外都很活躍。在光通信用戶的終端裝置(例如個(gè)人計(jì)算機(jī)等)上配置作為收發(fā)光信號(hào)界面的光通信裝置用于光通信。
光通信裝置的組成要素包括將載有發(fā)射信息的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)后發(fā)送出去的發(fā)送部分；將載有接收信息的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的接收部分；將光纜和發(fā)射部分或者接收部分做光學(xué)連接的連接部分(光連接器)等。
在眾多光通信裝置中，通常將發(fā)光元件或者光接收元件裝在金屬殼體內(nèi)，也就是說(shuō)使用所謂的罐封裝。這樣的光通信裝置，在此前的日本專利公開(kāi)第11-168233號(hào)公告等文獻(xiàn)中已有披露(專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1日本專利公開(kāi)第11-168233號(hào)公報(bào)。
近年來(lái)，即使在LAN(局域網(wǎng)Local Area network)等比較小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)中，用于光通信的信號(hào)帶寬也能達(dá)到數(shù)GHz到10GHz或更高，在光通信裝置方面，對(duì)于高頻傳輸存在追求高速化的需求。
但是，由于罐封裝與驅(qū)動(dòng)該罐封裝中的光學(xué)元件(發(fā)光元件，光接收元件)的電子電路之間是通過(guò)罐封裝中的金屬端子(金屬銷)連接的，在這個(gè)金屬端子上將產(chǎn)生傳輸損耗，因?yàn)楹茈y對(duì)金屬端子的特性阻抗等傳輸特性進(jìn)行調(diào)整，致使因阻抗不匹配而造成信號(hào)的反射，使信號(hào)傳輸受阻，并且傳輸?shù)男盘?hào)頻率越高問(wèn)題就越明顯，若達(dá)到數(shù)GHz或更高的高頻信號(hào)時(shí)，信號(hào)傳輸就變得極其困難。所以使用罐封裝的光通信裝置，很難滿足傳輸高速化的需求。

發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于以上技術(shù)缺欠，本發(fā)明的目的在于提供一種適合于高頻信號(hào)傳輸?shù)墓馔ㄐ叛b置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明涉及的光通信裝置具有第1基板，在該第1基板的一個(gè)面上裝有發(fā)光元件或者光接收元件；第2基板，其上配置有對(duì)該發(fā)光元件或光接收元件進(jìn)行動(dòng)作控制的電子電路；撓性基板，該撓性基板在取得阻抗匹配的同時(shí)進(jìn)行該發(fā)光元件或光接收元件以及該電子電路之間的連接。
對(duì)于撓性基板，經(jīng)過(guò)對(duì)傳輸線路的形狀(寬，厚等)和基體(基材)的絕緣體種類等進(jìn)行適當(dāng)選擇，較容易進(jìn)行特性阻抗的調(diào)整，適合高頻信號(hào)傳輸。所以，使用了特性阻抗被調(diào)整到期望值的撓性基板，通過(guò)光學(xué)元件(發(fā)光元件和/或光接收元件)與電子電路之間的連接，使光通信裝置中的電信號(hào)的整個(gè)傳輸線路阻抗匹配，避免了信號(hào)變差，使實(shí)現(xiàn)適合于傳輸高頻信號(hào)的光通信裝置成為可能。另外，現(xiàn)有技術(shù)使用的罐封裝價(jià)格比較高，需要很多安裝步驟。而本發(fā)明沒(méi)有采用罐封裝的結(jié)構(gòu)，所以，還有能使光通信裝置降低成本的優(yōu)點(diǎn)。
另外，在本說(shuō)明書(shū)中，所說(shuō)的“光通信裝置”不僅僅包括涉及信號(hào)光發(fā)送(發(fā)光元件等)和涉及信號(hào)光接收(光接收元件等)這種構(gòu)成的兩用裝置，還包括只具有發(fā)送功能的裝置(所謂的光發(fā)送模塊)或只具有接收功能的裝置(所謂的光接收模塊)。
另外，第1和第2基板優(yōu)選配置成基本正交狀態(tài)。這樣，使具有發(fā)光元件等的第1基板的基板面和第2基板的基板面形成約90度角，便能夠使光通信裝置小型化、薄型化。而且撓性基板的柔軟性使得第1基板和第2基板的配置自由度加大，所以除了上述的基本正交配置之外，還可以采用其他各種配置形式。
上述撓性基板優(yōu)選采用以一端基本將該第1基板整體覆蓋的狀態(tài)粘貼。這樣，能夠確保撓性基板與第1基板相互間接觸面積加大，同時(shí)能夠提高兩者的粘貼強(qiáng)度。
另外，撓性基板具有微波傳輸帶傳輸線，該微波傳輸帶傳輸線包含可翹曲的絕緣基體(絕緣基材)及在該絕緣基體的一個(gè)面上配置的信號(hào)線、以及在該絕緣基體另一面上配置的接地膜；優(yōu)選該微波傳輸帶傳輸線具有阻抗匹配功能。由于采用微波傳輸帶傳輸線，特性阻抗的調(diào)整更加容易，而且還具有減少串?dāng)_的效果，所以能夠構(gòu)成高質(zhì)量傳輸路線。另外，還能讓另一側(cè)的接地膜(接地電路圖案)帶有電磁屏蔽效果，以防止來(lái)自信號(hào)線的電磁輻射向光通信裝置外部泄漏，同時(shí)，能避免外部電磁噪音對(duì)信號(hào)線的干擾。特別在本發(fā)明中，由于利用這樣的撓性基板覆蓋第1基板的大部分，所以能更加提高電磁屏蔽性能。另外，在使用現(xiàn)有的罐封裝技術(shù)時(shí)，為了避免因金屬端子部分發(fā)生電磁輻射和信號(hào)吸收，而產(chǎn)生發(fā)射和接收之間的串?dāng)_，需要使用有電磁屏蔽性能的構(gòu)件分別覆蓋發(fā)送端和接收端，因此，裝置很難小型化。而通過(guò)采用微波傳輸帶傳輸線，就能夠回避這種問(wèn)題。
另外，撓性基板還適于具有第1微波傳輸帶傳輸線和第2微波傳輸帶傳輸線；該第1微波傳輸帶傳輸線包括可翹曲的絕緣基體和在該絕緣基體的一個(gè)面上配置的第1信號(hào)線、以及在該絕緣基體的另一面上配置的第1接地膜；該第2微波傳輸帶傳輸線包括該絕緣基體和在該絕緣基體的另一面上配置的第2信號(hào)線、以及在該絕緣基體的一個(gè)面上配置的第2接地膜。因此，能將發(fā)射信號(hào)線和接收信號(hào)線分別配置在表面和背面加以分離，所以，可以提高發(fā)射接收信號(hào)之間的串?dāng)_特性。
另外，更理想的是第1接地膜和第2接地膜通過(guò)插入其間的絕緣基體部分重疊配置。這樣，因?yàn)槟軌蛐纬稍谛盘?hào)線相互之間配置接地電位的結(jié)構(gòu)，所以，可以使發(fā)送接收之間的串?dāng)_特性進(jìn)一步得到改善。還有，在采用這種結(jié)構(gòu)的情況下，還能以較低成本制造撓性基板，所以，具有能低成本實(shí)現(xiàn)串?dāng)_特性優(yōu)良的光通信裝置的優(yōu)點(diǎn)。
另外，第1基板由透光性構(gòu)件構(gòu)成，優(yōu)選將發(fā)光元件的發(fā)光面或該光接收元件的光接收面設(shè)置在面向該第1基板的位置上。因此，能使第1基板兼有保護(hù)發(fā)光面或者光接收面的功能，可使光通信裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。
另外，發(fā)光元件或者光接收元件優(yōu)選配置在重疊于第1基板的撓性基板上設(shè)置的開(kāi)口部分內(nèi)側(cè)。這樣，可以用接地膜包圍在發(fā)光元件或者光接收元件的周圍，所以，還能夠進(jìn)一步抑制外部噪音的干擾。
另外，發(fā)光元件或者光接收元件優(yōu)選配置在重疊于第1基板的撓性基板上。在這種情況下，發(fā)光元件或者光接收元件的發(fā)光面或者光接收面利用設(shè)在撓性基板的開(kāi)口部，形成與第1基板的一個(gè)面對(duì)置的狀態(tài)；發(fā)光元件或者光接收元件因?yàn)榭梢灾苯优渲?貼裝)在撓性基板上，不需要在第1基板上形成布線圖案，所以，能夠達(dá)到制造工藝簡(jiǎn)單化和低成本的效果。特別是當(dāng)?shù)?基板由玻璃構(gòu)成時(shí)，在玻璃面上形成布線圖案比較困難，這樣就可以不用這種布線圖案，能簡(jiǎn)化制造工藝，更方便制造。從而，因能直接連接撓性基板和發(fā)光元件等，可以減少連接部分的數(shù)量，因此使傳輸寬帶信號(hào)成為可能。
還有，優(yōu)選進(jìn)一步配置透鏡，用于對(duì)發(fā)光元件的出射光或者對(duì)光接收元件的入射光進(jìn)行聚光。這樣能使光耦合率提高。
另外，優(yōu)選上述的透鏡與第1基板整體成形。這樣能夠使用2P(光聚合物Photo Polymer)法等在第1基板上形成透鏡。由于使用2P法等，在作為第1基板母材的大基板上，整體形成多個(gè)位置精度高的透鏡，此后，通過(guò)分割該母材，能夠一次形成多個(gè)第1基板，因而，使實(shí)現(xiàn)低成本、高精度、小型化的光通信裝置成為可能。
另外，第1基板是由非透光性構(gòu)件構(gòu)成，發(fā)光元件或者光接收元件與第1基板的一個(gè)側(cè)面背靠背配置，發(fā)光面或者光接收面，優(yōu)選對(duì)著自由空間配置。在這種場(chǎng)合，可采用更適合布線圖案的形成和元件安裝價(jià)的格適宜、機(jī)械強(qiáng)度良好的環(huán)氧玻璃基板等非透明基板(玻璃纖維環(huán)氧樹(shù)脂基板)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)低價(jià)位，且電氣特性和機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良的光通信裝置。在這種情況下，若能再配置透鏡，對(duì)發(fā)光元件的出射光或光接收元件的入射光進(jìn)行聚光就更加理想。


圖1是一個(gè)實(shí)施方式的光通信裝置構(gòu)成的示意圖。
圖2是詳細(xì)示出了撓性基板結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖3是各種光學(xué)元件以及撓性基板的配置狀態(tài)示意圖。
圖4是各光學(xué)元件、撓性基板以及透鏡的配置狀態(tài)的其他例子的示意圖。
圖5是各光學(xué)元件、撓性基板以及透鏡的配置狀態(tài)的其他例子的示意圖。
圖6是各光學(xué)元件、撓性基板以及透鏡配置狀態(tài)的其他例子的示意圖。
圖7是撓性基板結(jié)構(gòu)的其他例子的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下，圍繞本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式參照附圖加以詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是適用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光通信裝置構(gòu)成示意圖。圖1(a)示出光通信裝置100的俯視平面圖，圖1(b)表示出沿圖1(a)所示的A-A剖線的剖面圖。如圖所示的本實(shí)施方式的光通信裝置100是通過(guò)傳輸光信號(hào)的光纖110進(jìn)行信息通信的，其構(gòu)成包括第1基板10；VCSEL(垂直空腔表面發(fā)射激光器VerticalCavity Surface Emitting Laser)12；光檢測(cè)器14；前置放大器15；第2基板16；電子部件18；撓性基板20；透鏡22；套筒24；殼體26。
第1基板10是玻璃或樹(shù)脂等對(duì)光信號(hào)有透光性的材料構(gòu)成的平板狀構(gòu)件，在一側(cè)安裝了VCSEL 12以及光檢測(cè)器14。另外，如圖所示，第1基板10與第2基板16配置要成基本正交狀態(tài)。
VCSEL 12是發(fā)射用于信息傳輸?shù)墓庑盘?hào)的發(fā)光元件，安裝在第1基板10的一個(gè)面的規(guī)定位置上。在本實(shí)施方式中，是將面發(fā)光型發(fā)光元件VCSEL作為發(fā)光元件使用的，但是，也可以使用其他發(fā)光元件(例如端面發(fā)光型發(fā)光元件等)。
光檢測(cè)器14是通過(guò)光纖110接收從外部輸入的信號(hào)光，輸出對(duì)應(yīng)其強(qiáng)度的電信號(hào)的光接收元件，被設(shè)置在第1基板10的一個(gè)面的規(guī)定位置上。前置放大器15被安裝在光檢測(cè)器14相鄰的位置上，將光檢測(cè)器14的輸出電流轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。關(guān)于前置放大器15配置位置的詳細(xì)說(shuō)明見(jiàn)后述。在本實(shí)施方式中，上述VCSEL 12等各元件的輸入輸出阻抗為50Ω(歐姆)。
第2基板16是具有控制光通信裝置100動(dòng)作的電子部件18和包含沒(méi)有圖示的電路元件以及布線圖案所構(gòu)成的電子電路，通過(guò)在一端貼合的撓性基板20，與在第1基板10上形成的VCSEL 12等進(jìn)行電連接。第2基板16上的布線圖案進(jìn)行阻抗匹配，以滿足高頻信號(hào)的傳輸。另外，在第2基板16的另一端，形成用于與無(wú)圖示的外部機(jī)器進(jìn)行電連接的連接用連接器。
電子部件18用于控制光通信裝置100動(dòng)作，安裝在第2基板16上。該電子部件18包括驅(qū)動(dòng)VCSEL 12的驅(qū)動(dòng)器和把來(lái)自光檢測(cè)器14的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的限制放大器等。該電子部件18的輸入輸出阻抗為50Ω。
撓性基板20是具有撓性的薄膜狀布線基板(所謂的FPC)，它在取得阻抗匹配的同時(shí)，進(jìn)行第1基板10的一個(gè)面上的VCSEL 12等和第2基板16上的電子電路之間的連接。該撓性基板20的構(gòu)成包括將阻抗調(diào)整到適合于高頻信號(hào)傳輸狀態(tài)的傳輸電路。在本實(shí)施方式中，該傳輸電路特性阻抗設(shè)定為50Ω。若從設(shè)在第2基板16端部的連接器輸入信號(hào)傳輸用電信號(hào)，那么該電信號(hào)通過(guò)在電子部件18中含的驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)換成VCSEL 12的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，再通過(guò)第2基板16上的布線圖案、撓性基板20以及第1基板10上的布線圖案，傳輸給VCSEL 12。另外，經(jīng)光纖110傳輸?shù)男盘?hào)光被光檢測(cè)器14轉(zhuǎn)換成微弱電流(輸出信號(hào))，由前置放大器15進(jìn)行電流—電壓轉(zhuǎn)換之后，通過(guò)第1基板10上的布線圖案、撓性基板20以及第2基板16上的布線圖案，傳送給電子部件18，由電子部件18內(nèi)的限制放大器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)之后，從第2基板16的端部連接器，輸出給外部機(jī)器。另外，關(guān)于撓性基板20，后面將進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。
從VCSEL 12發(fā)射，透過(guò)第1基板10的信號(hào)光由透鏡22進(jìn)行聚光，并引導(dǎo)到光纖110的端面，同時(shí)將經(jīng)光纖110傳輸?shù)男盘?hào)光進(jìn)行聚光，引導(dǎo)到光檢測(cè)器14的光接收面上。套筒24是連接光纖110一端的連接部分，內(nèi)裝有該透鏡22。殼體26支撐著構(gòu)成本實(shí)施方式涉及的光通信裝置100的各單元。
本實(shí)施方式的光通信裝置100具有這樣的構(gòu)成，下面詳細(xì)說(shuō)明撓性基板20。
圖2是詳細(xì)示出撓性基板20構(gòu)成的示意圖。圖2(a)示出撓性基板20的平面圖，圖2(b)表示沿圖2(a)所示的B-B剖線的剖面圖。如圖2所示，撓性基板20的一端粘貼成基本全部覆蓋第1基板10的狀態(tài)，而另一端與第2基板16粘貼，在第1基板10的粘貼面內(nèi)具有露出VCSEL 12的開(kāi)口處28，以及露出光檢測(cè)器14以及前置放大器15的開(kāi)口處30。這樣，由于基本全面覆蓋第1基板10，粘貼撓性基板20，可以大大地保證接觸面積，提高結(jié)合強(qiáng)度。
另外，在撓性基板20的絕緣基體(絕緣基材)31的一個(gè)面(表面)上分別設(shè)有向VCSEL 12傳輸驅(qū)動(dòng)信號(hào)的信號(hào)線32，和傳輸來(lái)自光檢測(cè)器14的輸出信號(hào)的信號(hào)線34；而在絕緣基體31另一個(gè)面(背面)上具有應(yīng)與接地電位基本整面連接的接地膜(接地電路圖案)36。也就是說(shuō)，本實(shí)施方式的撓性基板20是具備所謂的微波傳輸帶傳輸線，通過(guò)這個(gè)微波傳輸帶傳輸線，實(shí)現(xiàn)了阻抗匹配功能。
更加詳細(xì)說(shuō)明如下若設(shè)各信號(hào)線32、34的線寬為B；設(shè)厚度為C；設(shè)信號(hào)線32、34與接地膜36的間隔為H；設(shè)構(gòu)成撓性基板20的絕緣基體31的介電常數(shù)為εr，那么用下式就能求出微波傳輸帶傳輸線上的特性阻抗ZO。
ZO＝(87/(εr+1.41)1/2)×ln(5.98H/(0.8B+C))本實(shí)施方式的撓性基板20通過(guò)上式計(jì)算，形成的特性阻抗基本能達(dá)到50Ω。這樣，采用微波傳輸帶傳輸線結(jié)構(gòu)，容易調(diào)整特性阻抗，能夠構(gòu)成高質(zhì)量的傳輸線路。例如作為撓性基板20的絕緣基體31，使用介電常數(shù)εr＝3.4的聚酰亞胺，將傳輸線路的各參數(shù)分別設(shè)為B＝0.09mm、C＝0.012mm、H＝0.05mm，可使特性阻抗基本設(shè)定為50Ω。
另外，如圖2所示，撓性基板20的各信號(hào)線32、34分別通過(guò)背面焊點(diǎn)的焊接接通，在底座上設(shè)的通孔(穿透孔)連接到表面一側(cè)。因此，使背面接地膜36具有電磁屏蔽作用，以防止來(lái)自各信號(hào)線32、34的電磁輻射向光通信裝置100的外部泄漏的同時(shí)，還能避免來(lái)自外部的電磁噪音對(duì)各信號(hào)線32、34的干擾。特別是在本實(shí)施方式中，由于利用這樣的撓性基板20將第1基板10的大部分覆蓋起來(lái)，所以，能大大提高電磁屏蔽性能。另外，因?yàn)槟軌蚍謩e用接地膜包裹VCSEL 12以及光檢測(cè)器14周圍，所以，能進(jìn)一步控制外部噪音的影響。另外，本實(shí)施方式的撓性基板20采用了如上所示的微波傳輸帶傳輸線結(jié)構(gòu)，所以不像罐封裝那樣，使用暴露在空氣中的金屬端子，因此，電磁輻射少，在各信號(hào)線32、34的相互之間很少需要設(shè)置屏蔽罩，以防止收發(fā)之間串?dāng)_。特別在短距離通信時(shí)，當(dāng)允許某種程度的信號(hào)質(zhì)量惡化的情況下，可省略上述屏蔽罩，所以在本實(shí)施方式中，省略了該屏蔽罩。
下面對(duì)各光學(xué)元件(VCSEL 12以及光檢測(cè)器14)和撓性基板20的配置狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖3是各光學(xué)元件及撓性基板20配置狀態(tài)的示意圖，詳細(xì)表示出放大的圖1(b)上的第1基板10及其外圍。
如上所述，第1基板10由玻璃等透光性構(gòu)件組成。并且如圖3所示，VCSEL 12將其發(fā)光面與第1基板10的一個(gè)面，面對(duì)面地設(shè)置，通過(guò)第1基板10射出該VCSEL 12的出射光。同樣，光檢測(cè)器14是將其光接收面與第1基板10的一個(gè)面，面對(duì)面配置，以使向該光檢測(cè)器14的入射光射入第1基板10。因此，兼有利用第1基板10來(lái)保護(hù)VCSEL 12發(fā)光面及光檢測(cè)器14光接收面的功能，可簡(jiǎn)化裝置結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施方式中，VCSEL 12、光檢測(cè)器14及前置放大器15(參見(jiàn)圖2)分別對(duì)著第1基板10上形成的布線圖案，采用倒裝片式連接法進(jìn)行安裝。并且，分別在VCSEL 12、光檢測(cè)器14與第1基板10之間注入第1基板10材料(例如玻璃等)和已調(diào)整了折射率的粘結(jié)材料(例如透明紫外線固化樹(shù)脂)，并使其固化，因此，防止了由第1基板10界面反射所造成的返回光噪音之影響。另外，使用沒(méi)有圖示的密封材料(澆注封裝材料)，封裝VCSEL 12等，能提高耐環(huán)境性。另外，如圖3所示，在第1基板10的另一面，為了達(dá)到VCSEL 12、光檢測(cè)器14分別與光纖110的耦合(光學(xué)耦合)，設(shè)置透鏡22。如上所述，該透鏡22內(nèi)置在套筒24內(nèi)。套筒24和第1基板10在定位調(diào)整后，粘結(jié)固定，再將套筒24粘結(jié)固定在殼體26中。套筒24和VCSEL 12或光檢測(cè)器14的定位可用定位符號(hào)的方法(所謂被動(dòng)定位法)或一邊驅(qū)動(dòng)VCSEL 12或者光檢測(cè)器14，一邊調(diào)整的方法(所謂的主動(dòng)定位法)等方法進(jìn)行調(diào)整。
這樣，在本實(shí)施形態(tài)的光通信裝置100中，使用容易調(diào)整特性阻抗，滿足高頻信號(hào)傳輸?shù)膿闲曰?0連接在VCSEL 12以及光檢測(cè)器14和電子電路之間，所以，可獲得整個(gè)電信號(hào)傳輸線路的阻抗匹配，避免信號(hào)變差。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)適合高頻信號(hào)傳輸?shù)墓馔ㄐ叛b置。另外，現(xiàn)有技術(shù)所使用的罐封裝，除了一般在實(shí)際安裝時(shí)需要很多道工序之外，而且價(jià)格比較高。而本實(shí)施方式的光通信裝置100不使用罐封裝結(jié)構(gòu)，所以，優(yōu)點(diǎn)是有利于達(dá)到降低光通信裝置成本的目的。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式的內(nèi)容，在本發(fā)明宗旨范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行種種變形。例如，各光學(xué)元件(VCSEL以及光檢測(cè)器)、撓性基板以及透鏡的配置形式除了上述圖3所示的例子之外，還可以采用其他種種形式。
圖4至圖6是對(duì)各光學(xué)元件、撓性基板及透鏡的其他配置形式舉例說(shuō)明的示意圖。
在圖4所示的例子中，使用環(huán)氧玻璃基板(玻璃纖維環(huán)氧樹(shù)脂基板)等的非透光性構(gòu)件形成的第1基板10a，代替上述實(shí)施方式中的透光性第1基板10。并且，VCSEL 12及光檢測(cè)器14在第1基板10a的光纖110的側(cè)面上，背靠背配置，撓性基板20也粘貼在同一面上。VCSEL 12及光檢測(cè)器14發(fā)光面和光接收面分別面對(duì)光纖110(也就是說(shuō)，自由空間)。在采用這樣配置形式時(shí)，因適合布線圖案的形成和元件的安裝，并能使用低價(jià)、機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良的環(huán)氧玻璃基板等，所以能實(shí)現(xiàn)電特性、機(jī)械特性優(yōu)良且低價(jià)的光通信裝置。
在圖5所示的例子里，在第1基板10的另一面上，使用直接形成的透鏡(微透鏡)22a，代替上述實(shí)施方式中的透鏡22。這樣的透鏡22a在第1基板10的光學(xué)元件安裝面和對(duì)置的面上，能夠采用2P(光聚合物Photo Polymer)法等成形法形成。通過(guò)2P法等的使用，在構(gòu)成第1基板10的母材的大型基板上，一次形成數(shù)個(gè)位置精度高的透鏡22a，然后再將其母材分割，就能一次形成多個(gè)第1基板10，所以，使實(shí)現(xiàn)低成本、高精度、小型化的光通信裝置成為可能。
在圖6所示的例子中，VCSEL 12、光檢測(cè)器14等，配置在重疊于第1基板10的撓性基板20上，通過(guò)在該撓性基板20上形成的開(kāi)口處，進(jìn)行信號(hào)光發(fā)射和接收。在采用這樣的配置形式時(shí)，不需要在第1基板10上形成布線圖案，所以，能夠?qū)崿F(xiàn)制造工藝簡(jiǎn)單化和低成本。特別在第1基板10是在玻璃上構(gòu)成時(shí)，在玻璃面上形成布線圖案比較難，由于取消了這道工序，能夠求得制造工序簡(jiǎn)單化，效果很好。還有，因?yàn)閾闲曰?0和VCSEL 12等是直接連接，所以，可以減少連接點(diǎn)，這樣能夠傳輸更寬頻帶的信號(hào)。另外，在圖6所示的例子中，也可以和圖5所示的例子一樣，在第1基板10上直接形成透鏡。
這樣，圖4至圖6所示的種種實(shí)際安裝形式具有以下特點(diǎn)圖4所示形式便宜；圖5的形式便宜，且高精度及小型化、圖6的形式便宜又具有較寬的帶寬，所以滿足了光通信裝置所要求的性能和價(jià)格等種種需求，適當(dāng)選擇這些實(shí)際組裝形式，可構(gòu)成光通信裝置。
另外，再在撓性基板結(jié)構(gòu)上動(dòng)腦筋，就能更確實(shí)地抑制發(fā)射、接收的各傳輸線路之間的串?dāng)_。
圖7給出了撓性基板結(jié)構(gòu)的其他例子的示意圖。圖7(a)示出本例撓性基板平面圖，圖7(b)示出沿圖7(a)中所示的C-C剖線的放大剖面圖。該圖所示的撓性基板20a包括由信號(hào)線32和接地膜40構(gòu)成的第1微波傳輸帶傳輸線，以及由信號(hào)線34和接地膜42構(gòu)成的第2微波傳輸帶傳輸線。并且，第1微波傳輸帶傳輸線在絕緣基體31a的一個(gè)面上配置信號(hào)線32，第2微波傳輸帶傳輸線在絕緣基體31a的另一個(gè)面上配置信號(hào)線34。另外，接地膜40和接地膜42在撓性基板20a的中央部位，通過(guò)絕緣基體31a，部分重疊配置，在該重疊部分，通過(guò)通孔(貫通孔)44進(jìn)行電連接。
分別將發(fā)送方的信號(hào)線32和接收方的信號(hào)線34分離成表面和背面，在兩者之間配置接地電位，這樣便可低成本制造出信號(hào)收發(fā)之間具有極好串?dāng)_特性的光通信裝置。另外，即使采用圖7所示的結(jié)構(gòu)時(shí)，也能制造出較低成本的撓性基板。所以，有利于實(shí)現(xiàn)廉價(jià)的、良好串?dāng)_特性的光通信裝置。另外，在使用本案的撓性基板20a時(shí)，也可以認(rèn)為會(huì)從外側(cè)(光纖110)配置的信號(hào)線32上多少會(huì)產(chǎn)生一些電磁輻射，這時(shí)也可以采用具有電磁屏蔽效果的金屬等制造的殼體26。
另外，在上述實(shí)施方式中，撓性基板等特性阻抗值設(shè)定為50Ω，不僅限定于此，也可以采用其他特性阻抗值(例如75Ω等)。這時(shí)，只要設(shè)定信號(hào)線尺寸就可按上述計(jì)算公式獲得撓性基板所希望的特性阻抗。
另外，在上述實(shí)施方式中，對(duì)具有光發(fā)送部分(VCSEL 12等)和接收部分(光檢測(cè)器14等)兩部分的兩用光通信裝置進(jìn)行了說(shuō)明，但無(wú)論只有光發(fā)送部分的裝置(所謂的光發(fā)送模塊)或只有光接收部分的裝置(所謂的光接收模塊)都同樣適用本發(fā)明。
附圖標(biāo)記說(shuō)明10…第1基板；12…VCSEL；14…光檢測(cè)器；15…前置放大器；16…第2基板；18…電子部件；20、20a…撓性基板；22…透鏡；24…套筒；26…殼體；28、30…開(kāi)口處；31、31a…絕緣基體；32、34…信號(hào)線；36…接地膜；100…光通信裝置；
權(quán)利要求
1.一種光通信裝置，包括第1基板，在所述第1基板的一個(gè)面上裝有發(fā)光元件或光接收元件；第2基板，其上配置有對(duì)所述發(fā)光元件或光接收元件進(jìn)行動(dòng)作控制的電子電路；撓性基板，所述撓性基板在取得阻抗匹配的同時(shí)進(jìn)行所述發(fā)光元件或光接收元件以及所述電子電路之間的連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光通信裝置，其中，所述第1及第2基板配置成基本正交狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光通信裝置，其中，所述撓性基板以一端基本將所述第1基板整體覆蓋的狀態(tài)粘貼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一所述的光通信裝置，其中，所述撓性基板具有微波傳輸帶傳輸線，所述微波傳輸帶傳輸線包含可翹曲的絕緣基體及在所述絕緣基體的一個(gè)面上配置的信號(hào)線、以及在所述絕緣基體另一面上配置的接地膜；該微波傳輸帶傳輸線具有阻抗匹配功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的光通信裝置，其中，所述撓性基板具有第1微波傳輸帶傳輸線和第2微波傳輸帶傳輸線；所述第1微波傳輸帶傳輸線包括可翹曲的絕緣基體和在所述絕緣基體的一個(gè)面上配置的第1信號(hào)線、以及在所述絕緣基體的另一面上配置的第1接地膜；所述第2微波傳輸帶傳輸線包括所述絕緣基體和在所述絕緣基體的另一面上配置的第2信號(hào)線、以及在所述絕緣基體的一個(gè)面上配置的第2接地膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光通信裝置，其中，所述第1接地膜與所述第2接地膜，以所述絕緣基體為介質(zhì)配置成部分重疊狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一所述的光通信裝置，其中，所述第1基板由透光性構(gòu)件組成；所述發(fā)光元件的發(fā)光面或所述光接收元件的光接收面設(shè)置在面向所述第1基板的位置上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光通信裝置，其中，所述發(fā)光元件或光接收元件配置在重疊于所述第1基板的所述撓性基板的開(kāi)口部分的內(nèi)側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光通信裝置，其中，所述發(fā)光元件或光接收元件配置在重疊于所述第1基板的所述撓性基板上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一所述的光通信裝置，還包括透鏡，用于對(duì)所述發(fā)光元件的出射光或所述光接收元件的入射光進(jìn)行聚光。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光通信裝置，其中，所述透鏡與所述第1基板整體形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一所述的光通信裝置，其中，所述第1基板是由非透光性構(gòu)件組成；所述發(fā)光元件或光接收元件在所述第1基板的一個(gè)側(cè)面背靠背配置，以使其發(fā)光面或光接收面面對(duì)自由空間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適于高頻信號(hào)傳輸?shù)墓馔ㄐ叛b置，本發(fā)明涉及的光通信裝置(100)具有第1基板(10)，在該第1基板的一個(gè)面上裝有發(fā)光元件或者光接收元件(12、14)；第2基板(16)，其上具有控制該發(fā)光元件或者光接收元件(12、14)工作的電子電路；撓性基板(20)，該撓性基板在獲得阻抗匹配的同時(shí)進(jìn)行該發(fā)光元件或光接收元件(12、14)以及該電子電路之間的連接。撓性基板(20)以一端基本覆蓋第1基板(10)的狀態(tài)粘貼。另外，撓性基板(20)具有微波傳輸帶傳輸線，該微波傳輸帶傳輸線包含可翹曲的絕緣基體及在該絕緣基體的一個(gè)面上配置的信號(hào)線、以及在該絕緣基體另一面上配置的接地膜；該微波傳輸帶傳輸線具有阻抗匹配功能。
文檔編號(hào)H04B10/12GK1507177SQ200310121338
公開(kāi)日2004年6月23日 申請(qǐng)日期2003年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月12日
發(fā)明者宮前章, 金子丈夫, 鈴木和彥, 夫, 彥 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社