專利名稱：光收發(fā)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于一種光收發(fā)模塊(optical transceiver module)，特別是關(guān)于一種制程少、易組裝對位、低成本的光收發(fā)模塊。
背景技術(shù)：
請參照圖1，其示出了公知的光收發(fā)模塊的一實例的示意圖10。首先，將平面光波導(dǎo)(planar light wave circuit，PLC)1固定于具有開口3的陶瓷(ceramic)基板2上，且平面光波導(dǎo)1的入光側(cè)對準開口3。然后，將光纖4插入開口3并以膠黏的方式固定于平面光波導(dǎo)1的入光口。最后，將陶瓷基板2經(jīng)引腳而固定于印刷電路板(printed circuit board，PCB)上，以完成光收發(fā)模塊的制備。然而，利用上述方法，則會因必需存在有陶瓷基板，而產(chǎn)生制造成本增加的問題。
再者，請參照圖2，其示出了公知的光收發(fā)模塊100的另一實例的示意圖。在此例中，首先將光纖102穿過氧化鋯套圈(ferrule)104內(nèi)部，再將氧化鋯套圈104套接于快削銅法蘭(Flange)106內(nèi)。另將平面光波導(dǎo)108固定于陶瓷基板110上。接著，將光纖102的蕊心部120置放于平面光波導(dǎo)108的V字槽內(nèi)，進而對準平面光波導(dǎo)108的波導(dǎo)(waveguide)入射面；再將光纖蓋(fiber cover)112蓋上光纖102的蕊心部120，并以加熱熔融的方式使光纖蓋112固接于平面光波導(dǎo)108上。并藉由打線方式使平面光波導(dǎo)108與陶瓷基板110電性連接。然后，將陶瓷基板110及法蘭106套接并黏著于基座116上，以使光纖102與平面光波導(dǎo)108定位及進一步固接。接著，藉由延伸突出陶瓷基板110的接腳114而與印刷電路板118電性連接，以完成光收發(fā)模塊100的制備。
上述方法雖然可以降低陶瓷材料的使用量，然而需增加快削銅套圈、陶瓷法蘭及氧化鋯套圈等構(gòu)件，因而不僅不能完全不使用陶瓷材料，而且還要增加其它高價格的零組件，故上述方法無法有效節(jié)省成本。再者，上述方法需要比另一公知技術(shù)增加至少3道工序，因此整體的工藝時間會大幅增加，而且工藝難度也會隨的提升。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為解決上述問題，本發(fā)明提出一種光收發(fā)模塊，以大幅降低制造成本及時間。
另外，本發(fā)明的光收發(fā)模塊，可以在不需使用耐高溫材質(zhì)的情形下，大幅降低工藝難易度及制造成本。
再者，本發(fā)明所提出的光收發(fā)模塊，可以降低光纖移位/變形/斷裂等的可能性，并可增加光源穩(wěn)定性。
在本發(fā)明中，提供一光收發(fā)模塊，系由電路結(jié)構(gòu)、固定裝置、光傳導(dǎo)元件及遮蓋所構(gòu)成，其中電路結(jié)構(gòu)系以嵌合的方式與固定裝置接合，前述嵌合的方式系由在固定裝置上設(shè)計一凹槽，并以此凹槽與電路結(jié)構(gòu)嵌合，在此凹槽與電路結(jié)構(gòu)之間，并可使用黏著劑、填充材料、彈性材料或其它軟質(zhì)所組成族群之一，以增加電路結(jié)構(gòu)與固定裝置間的固著力。且此固定裝置系包覆全部、一部傳遞光纖，并可使用黏著劑、填充材料、彈性材料或其它軟質(zhì)所組成族群之一于固定裝置與傳遞光纖之間，以降低傳遞光纖移位/變形/斷裂的可能性。其中光信號并于傳遞光纖內(nèi)傳遞。光傳導(dǎo)元件系直接連接于電路結(jié)構(gòu)上，且接收及/或發(fā)送前述光信號。而遮蓋系以膠黏、點焊、或激光焊接的方式使傳遞光纖連接于光傳導(dǎo)元件上。
在上述光收發(fā)模塊中，光傳導(dǎo)元件與遮蓋系位于電路結(jié)構(gòu)的同一側(cè)面上，光傳導(dǎo)元件系位于遮蓋與電路結(jié)構(gòu)包夾之處。傳遞光纖并與光傳導(dǎo)元件連接，產(chǎn)生電連接。電路結(jié)構(gòu)并具至少一插腳藉以與外部系統(tǒng)連接，而產(chǎn)生電連接。
上述的光收發(fā)模塊，光傳導(dǎo)元件系選自平面光波導(dǎo)、雷射二極管、垂直共振腔面射型雷射、發(fā)光二極管、光電二極管所組成的族群其中之一。電路結(jié)構(gòu)系印刷電路板。遮蓋的材質(zhì)系選自塑料、金屬、合金、樹脂、不銹鋼、陶瓷所組成的族群其中之一。固定裝置的材質(zhì)系塑料、金屬、合金、陶瓷或所組成的族群之一。
再者，在上述光收發(fā)模塊中固定裝置可以直接以凹槽與電路結(jié)構(gòu)嵌合，或利用一外殼包覆固定裝置，使固定裝置間接與電路結(jié)構(gòu)嵌合。因此，本發(fā)明再提供一種光收發(fā)模塊，系由電路結(jié)構(gòu)、光傳導(dǎo)元件、電路結(jié)構(gòu)、固定裝置、外殼及遮蓋所構(gòu)成，其中電路結(jié)構(gòu)系以嵌合的方式與固定裝置接合，前述嵌合的方式系由在固定裝置上設(shè)計一凹槽，并以此凹槽與電路結(jié)構(gòu)嵌合，并利用外殼包覆固定裝置，使固定裝置間接與電路結(jié)構(gòu)嵌合。在此凹槽與電路結(jié)構(gòu)之間，并可使用黏著劑、填充材料、彈性材料或其它軟質(zhì)所組成族群之一，以增加電路結(jié)構(gòu)與固定裝置間的固著力。且此固定裝置系包覆全部、一部傳遞光纖，并可使用黏著劑、填充材料、彈性材料或其它軟質(zhì)所組成族群之一于固定裝置與傳遞光纖之間，以降低傳遞光纖移位/變形/斷裂的可能性。其中光信號并于傳遞光纖內(nèi)傳遞。光傳導(dǎo)元件系直接連接于電路結(jié)構(gòu)上，且接收及/或發(fā)送前述光信號。
本發(fā)明中遮蓋系以膠黏、點焊、或激光焊接的方式使傳遞光纖連接于光傳導(dǎo)元件上，且外殼具一貫穿開口，可令部分的傳遞光纖插入，使傳遞光纖可透過外殼傳遞光信號。且此傳遞光纖與外殼之間并可使用黏著劑、填充材料、彈性材料或其它軟質(zhì)所組成族群之一，以降低傳遞光纖移位/變形/斷裂的可能性。外殼并以固接的方法固定電路結(jié)構(gòu)，前述固接的方法系黏著、卡固、嵌合、緊配、挾持、填充或運用至少一插銷。電路結(jié)構(gòu)并具至少一插腳藉以與外部系統(tǒng)連接，而產(chǎn)生電連接，在上述光收發(fā)模塊中，光傳導(dǎo)元件與遮蓋系位于電路結(jié)構(gòu)的同一側(cè)面上，光傳導(dǎo)元件系位于遮蓋與電路結(jié)構(gòu)包夾之處。傳遞光纖并與光傳導(dǎo)元件連接，產(chǎn)生電連接。電路結(jié)構(gòu)并具至少一插腳藉以與外部系統(tǒng)連接，而產(chǎn)生電連接。
上述的光收發(fā)模塊，光傳導(dǎo)元件系選自平面光波導(dǎo)、雷射二極管、垂直共振腔面射型激光、發(fā)光二極管、光電二極管所組成的族群其中之一。電路結(jié)構(gòu)系印刷電路板。遮蓋的材質(zhì)系選自塑料、金屬、合金、樹脂、不銹鋼、陶瓷所組成的族群其中之一。固定裝置的材質(zhì)系塑料、金屬、合金、陶瓷或所組成的族群之一。外殼的材質(zhì)系選自塑料、金屬、合金、不銹鋼、陶瓷或所組成的族群其中之一。
綜上所述，在本發(fā)明的光收發(fā)模塊中，由于光傳導(dǎo)元件系直接位于電路結(jié)構(gòu)上，直接以此電路結(jié)構(gòu)作為載體，因此不需再經(jīng)由陶瓷基板而與電路結(jié)構(gòu)連接，可省去陶瓷基版，故不但方便組裝，更可以大幅降低制造成本及時間。
況且，在本發(fā)明的光收發(fā)模塊中，由于不需使用陶瓷基板當作載體，故可更改不同的涂膠方式來黏合遮蓋與光傳導(dǎo)元件，涂膠的材料可能包含紫外線膠或以低溫環(huán)氧樹脂或其它低溫樹脂，降低材料因熱產(chǎn)生變形的可能，因此固定裝置也可使用低溫金屬材質(zhì)。
再者，在本發(fā)明的光收發(fā)模塊中，由于光纖與光傳導(dǎo)元件間的接合方式并非采用熱融接合的方式，因此用以接合光纖與光傳導(dǎo)元件的結(jié)構(gòu)不需使用耐高溫材質(zhì)，且不需使用耐高溫的套圈來固定光纖位置，故可大幅降低工藝難易度與制造成本。
另外，在本發(fā)明的光收發(fā)模塊中，由于光纖外部系受到軟質(zhì)/彈性所包覆，因此當光纖承受外力時，固定裝置會吸收此外力，進而降低光纖移位/變形/斷裂等的可能性。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下


圖1示出了一種公知的光收發(fā)模塊的示意圖。
圖2示出了另一種公知的光收發(fā)模塊的剖面示意圖。
圖3A示出了本發(fā)明的光收發(fā)模塊的一較佳實施例俯視圖。
圖3B示出了本發(fā)明的光收發(fā)模塊的一較佳實施例的剖面示意圖。
圖4示出了本發(fā)明的光收發(fā)模塊的另一較佳實施例的剖面示意圖。
圖5A示出了本發(fā)明的光收發(fā)模塊的再另一較佳實施例的俯視圖。
圖5B示出了本發(fā)明的光收發(fā)模塊的一較佳實施例的剖面示意圖。
具體實施例方式
圖3A、3B示出了本發(fā)明的光收發(fā)模塊300的一較佳實施例示意圖。請參照圖3A，其示出了本發(fā)明的俯視圖，該光收發(fā)模塊300系由一光傳導(dǎo)元件302、一固定裝置303及一電路結(jié)構(gòu)301所構(gòu)成，其中該光傳導(dǎo)元件302與該固定裝置303間的接合系藉由一遮蓋304覆蓋，并使該遮蓋304的邊緣與該光傳導(dǎo)元件302固接而達成。該遮蓋304與該光傳導(dǎo)元件302的連接方法例如是黏膠、點焊、激光焊接，其中黏膠的材質(zhì)并可包括紫外線膠、低溫環(huán)氧樹脂或其它低溫樹脂。該遮蓋304的材質(zhì)例如是塑料、金屬、合金、不銹鋼、陶瓷或其它剛性足夠的物質(zhì)。該固定裝置303的材質(zhì)例如是塑料、金屬、合金、陶瓷或其它剛性足夠的材質(zhì)。
該光傳導(dǎo)元件302可以是平面光波導(dǎo)、激光二極管(laser diode，LD)、垂直共振腔面射型激光(Vertical Cavity Surface Emitting Lasers，VCSEL)、發(fā)光二極管(light emitting diode，LED)或光電二極管(photodiode，PD)。另外，該光傳導(dǎo)元件302更具有一開口308，用以提供該固定裝置303與該光傳導(dǎo)元件302間的定位。
該固定裝置303系包覆一部分的傳遞光纖306，該傳遞光纖306中心系由蕊心(core)部307所構(gòu)成，用以傳遞光信號，其中該蕊心部307為可供光信號在其內(nèi)部反射前進的內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)，具體而言，例如是實心內(nèi)部全反射結(jié)構(gòu)或空心內(nèi)部全反射結(jié)構(gòu)。并使該傳遞光纖306穿過該固定裝置303且延伸突出于該固定裝置303之外，該固定裝置303與該傳遞光纖306之間并可注入軟質(zhì)或彈性較佳的物質(zhì)，以吸附震度，減低傳遞光纖受力情形并有效防止傳遞光纖移位。
在本較佳實施例中，該光傳導(dǎo)元件302具一開口308，用以安置該傳遞光纖306一端的蕊心部307，并使蕊心部307對位于光傳導(dǎo)元件302的入射部或出射部。
其中，該固定裝置303具有一凹槽309，該電路結(jié)構(gòu)301系以嵌合的方式與固定裝置303接合；換言之，該電路結(jié)構(gòu)即以此凹槽309與固定裝置303嵌合，在此凹槽309與該電路結(jié)構(gòu)301接合處可使用質(zhì)地軟于固定裝置303的材質(zhì)例如是黏著劑、填充材料、彈性材料或其它軟性物質(zhì)，以增加電路結(jié)構(gòu)301與固定裝置303間嵌合的穩(wěn)定性。
該電路結(jié)構(gòu)301用以驅(qū)動/控制光傳導(dǎo)元件302或受到光傳導(dǎo)元件302驅(qū)動/控制。該電路結(jié)構(gòu)301并具有多個插腳310，藉以與外部系統(tǒng)連接，產(chǎn)生電連接。該電路結(jié)構(gòu)301可以是一印刷電路板。該光傳導(dǎo)元件302系直接連接于該電路結(jié)構(gòu)301上，用以接收來自蕊心部307的光信號，并將此光信號轉(zhuǎn)換成諸如電信號等其它信號，或是將諸如電信號等其它信號轉(zhuǎn)換成光信號，再將此光信號至蕊心部307。該光傳導(dǎo)元件302與該電路結(jié)構(gòu)301的連結(jié)方式可以為打線(Wire Bonding)、一體成型或嵌合的方式。其中，一體成型系指該光傳導(dǎo)元件302與該電路結(jié)構(gòu)301同時或個別制作在同一結(jié)構(gòu)中。再者，該光傳導(dǎo)元件302與該遮蓋304系位于該電路結(jié)構(gòu)301的同一側(cè)面上，如圖3B所示的光收發(fā)模塊300的剖面示意圖，該光傳導(dǎo)元件302系位于該遮蓋304與該電路結(jié)構(gòu)301包夾之處。
接著，請參照圖4，為本發(fā)明的光收發(fā)模塊400的另一較佳實施例俯視圖。首先，將該光傳導(dǎo)元件302以打線的方式直接連接于該電路結(jié)構(gòu)301上，使該光傳導(dǎo)元件302與該電路結(jié)構(gòu)301電連接。接著，以卡固、嵌合、焊接、夾持或黏著等方式，確定該固定裝置303與該殼體305之間的相對位置。另外，使該固定裝置303包覆全部傳遞光纖306，再將彈性物質(zhì)/填充物填充至該傳遞光纖306與該固定裝置303之間，以使該傳遞光纖306固接于該固定裝置303中。
然后，將該電路結(jié)構(gòu)301嵌合于該固定裝置303的凹槽309上，且將該傳遞光纖306的蕊心部307置于該光傳導(dǎo)元件302的開口308內(nèi)，并使該蕊心部307與光傳導(dǎo)元件302的入射部或出射部相接觸。接著，將該遮蓋304覆蓋于該開口308上，并以膠黏、點焊或激光焊接的方式使該遮蓋304固定于該光傳導(dǎo)元件302上，此時該傳遞光纖306系受到該遮蓋304與該光傳導(dǎo)元件302的夾持固定。
另外，該固定裝置303可直接利用該凹槽309與該電路結(jié)構(gòu)301嵌合，或利用一殼體305包覆該固定裝置303，使該固定裝置303間接與該電路結(jié)構(gòu)301嵌合，請參照圖4，其中該殼體305與該固定裝置303可以是一體成型，也可以為可相互結(jié)合的分離結(jié)構(gòu)。該殼體305的材質(zhì)例如是塑料、金屬、不銹鋼、合金、陶瓷或其它剛性足夠的物質(zhì)。該殼體305與該固定裝置303的接合方式例如是黏著、卡固、嵌合、緊配、挾持、一體成型。
藉由此較佳實施例的方式，可以輕易地完成固定裝置與光傳導(dǎo)元件之間的對位、固定等動作，而且由于接合的過程中不需高溫熔融的步驟，因此，此較佳實施例的部分構(gòu)件可以直接以塑料等易加工且價廉的材質(zhì)所構(gòu)成。
再者，由于傳遞光纖外圍受到略具有彈性或軟質(zhì)的結(jié)構(gòu)體所包覆，因而當傳遞光纖受到外力作用時，前述彈性、軟質(zhì)的結(jié)構(gòu)體具有可吸收外力，以減低傳遞光纖受力的效果并有效地防止傳遞光纖發(fā)生移位的情形。
另外，本發(fā)明的光收發(fā)模塊的組裝方式并不以上述組裝方式為限，也可以為第5A或5B圖所示的結(jié)構(gòu)，或其它在相同的精神下所得到的方式及結(jié)構(gòu)。
請參照圖5A所示，其示出了本發(fā)明的光收發(fā)模塊500的再另一較佳實施例的俯視圖。在本較佳實施例中，光收發(fā)模塊500與圖3A和3B所示的光收發(fā)模塊300的差異在于本較佳實例系以一外殼501作為保護/定位光收發(fā)模塊。其中該外殼501的軸心系形成一貫穿開口502，用以使傳遞光纖306內(nèi)的蕊心部307可透過外殼501傳遞光信號，并請參閱圖5B所示的剖面示意圖。
該外殼501系以固接的方式固定該電路結(jié)構(gòu)301，該固接方法例如是黏著、卡固、挾持、緊配、嵌合、填充或運用至少一插銷。該外殼501的形狀可以是筒狀、柱狀、多邊形或其它可作為保護/定位光收發(fā)模塊的結(jié)構(gòu)體。
以上述實例為例進行說明，然并不以上述為限，也可以視實際的情形而相互交替使用。
綜上所述，在本發(fā)明的光收發(fā)模塊中，由于該光傳導(dǎo)元件系直接連接于電路結(jié)構(gòu)上，因此不需經(jīng)由陶瓷基板而與該電路結(jié)構(gòu)相連接，故可以大幅降低制造成本及時間。
再者，在本發(fā)明的光收發(fā)模塊中，由于該傳遞光纖與該光傳導(dǎo)元件間的接合方式并非采用熱融接合的方式，因此用以接合傳遞光纖與光傳導(dǎo)元件的結(jié)構(gòu)不需使用耐高溫材質(zhì)，且不需使用耐高溫的套圈來固定傳遞光纖位置，故可大幅降低制程難易度及制造成本。
另外，由于光傳導(dǎo)元件與遮蓋間的黏合方式可于低溫下進行，故可使用紫外線膠或低溫環(huán)氧樹脂黏合，更可減低成本。
另外，在本發(fā)明的光收發(fā)模塊中，由于傳遞光纖外部系受到軟質(zhì)/彈性材料所包覆，因此當傳遞光纖承受外力時，會吸收此外力，進而降低傳遞光纖移位/變形/斷裂等的可能性。
雖然本發(fā)明已以一較佳實施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作出各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視所附的權(quán)利要求書的界定為準。
權(quán)利要求
1.一種光收發(fā)模塊，包括一電路結(jié)構(gòu)；一固定裝置，該固定裝置系全部或一部包覆一傳遞光纖，一光信號系于該傳遞光纖內(nèi)傳遞；一光傳導(dǎo)元件，耦合于該固定裝置且系直接連接于該電路結(jié)構(gòu)上，且接收及/或發(fā)送該光信號；以及一遮蓋，使該傳遞光纖一端連接于該光傳導(dǎo)元件上。
2.如權(quán)利要求1所述的光收發(fā)模塊，其更包括一殼體，系包覆該固定裝置，使該固定裝置間接與該電路結(jié)構(gòu)嵌合，且該殼體的材質(zhì)為塑料、金屬、合金、不銹鋼或陶瓷。
3.如權(quán)利要求1所述的光收發(fā)模塊，其中該電路結(jié)構(gòu)系以嵌合的方式與該固定結(jié)構(gòu)接合。
4.如權(quán)利要求1所述的光收發(fā)模塊，其中該固定裝置具一凹槽，并以該凹槽與該電路結(jié)構(gòu)接合。
5.如權(quán)利要求5所述的光收發(fā)模塊，其中該電路結(jié)構(gòu)系藉由黏著劑、填充材料、彈性材料或軟質(zhì)材料而接合于該凹槽內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的光收發(fā)模塊，其中該固定裝置與該傳遞光纖之間系利用黏著劑、填充材料、彈性材料或軟質(zhì)材料而固定組合。
7.如權(quán)利要求1所述的光收發(fā)模塊，其中該光傳導(dǎo)元件與該遮蓋系位于該電路結(jié)構(gòu)的同一側(cè)面，該光傳導(dǎo)元件系位于該遮蓋與該電路結(jié)構(gòu)包夾處。
8.如權(quán)利要求1所述的光收發(fā)模塊，其中該電路結(jié)構(gòu)具有至少一插腳，藉以與一外部系統(tǒng)連接，產(chǎn)生電連接。
9.如權(quán)利要求1所述的光收發(fā)模塊，其中該固定裝置的材質(zhì)系為塑料、金屬、合金或陶瓷。
10.如權(quán)利要求1所述的光收發(fā)模塊，其中該遮蓋的材質(zhì)系選自塑料、金屬、合金、不銹鋼、陶瓷所組成的族群其中之一。
11.如權(quán)利要求1所述的光收發(fā)模塊，其中該遮蓋與該光傳導(dǎo)元件之間系藉由紫外線膠、低溫環(huán)氧樹脂或其它低溫樹脂而相互黏合。
12.如權(quán)利要求1所述的光收發(fā)模塊，其中該遮蓋系以選自膠黏、點焊、激光焊接所組成的族群其中的一的方式使該傳遞光纖一端連接于該光傳導(dǎo)元件上。
13.一種光收發(fā)模塊，包括一電路結(jié)構(gòu)；一固定裝置，該固定裝置系全部或一部包覆一傳遞光纖，一光信號系于該傳遞光纖內(nèi)傳遞；一光傳導(dǎo)元件，耦合于該固定裝置且系直接連接于該電路結(jié)構(gòu)上，且接收及/或發(fā)送該光信號；一外殼，具有一貫穿開口，該光信號可經(jīng)該貫穿開口透出；以及一遮蓋，使該傳遞光纖一端連接于該光傳導(dǎo)元件上。
全文摘要
一種光收發(fā)模塊，系由電路結(jié)構(gòu)、固定裝置、光傳導(dǎo)元件、遮蓋所構(gòu)成，其中固定裝置系包覆一部或全部傳遞光纖，且光信號于傳遞光纖內(nèi)傳遞。光傳導(dǎo)元件系直接連接于電路結(jié)構(gòu)上，且接收或發(fā)送光信號。
文檔編號H04B10/02GK1847894SQ20051006436
公開日2006年10月18日 申請日期2005年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月14日
發(fā)明者鐘明興, 田章鴻, 郭三清 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司