專利名稱：光耦合模塊構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種光耦合模塊構(gòu)造，特別是涉及一種可提高Z軸方向光耦合精度的光耦合模塊構(gòu)造。
背景技術(shù)：
早期的電信傳輸(例如網(wǎng)絡(luò))都是通過電波信號(hào)傳輸，然而電波信號(hào)在傳送的過程中容易衰減及被干擾，并且還有接點(diǎn)眾多及容易斷訊的問題。近年來由于光纖技術(shù)的發(fā)展日趨成熟，并且光波信號(hào)具有抗干擾與衰減等優(yōu)點(diǎn)，因此以光波信號(hào)取代電信號(hào)的傳輸已成為信號(hào)傳送的驅(qū)勢(shì)。再者，在傳統(tǒng)的半導(dǎo)體中也大多是以電信號(hào)來運(yùn)作，然而由于光波信號(hào)相較于電信號(hào)具有上述先天上的優(yōu)點(diǎn)，因此在半導(dǎo)體領(lǐng)域中，以光波信號(hào)做為芯片內(nèi)部或芯片之間 的溝通信號(hào)，也成為重要的發(fā)展的方向?，F(xiàn)有光稱合模塊(optical transceiver module)構(gòu)造用以發(fā)射及接收光波信號(hào)，并包含一基板、一激光發(fā)射組件、一光接收組件及一組光耦合透鏡，所述激光發(fā)射組件及所述光接收組件分別位于所述基板上表面的兩端，所述光耦合透鏡設(shè)于所述激光發(fā)射組件及所述光接收組件之間。其中，為了使所述激光發(fā)射組件的光發(fā)射表面的發(fā)射點(diǎn)與所述光接收組件的光接收表面的接收點(diǎn)能在同一水平面上(等高度)。一般是將所述激光發(fā)射組件的光發(fā)射表面朝下，并通過貼合一墊塊固定于所述基板上，并且所述光接收組件的光接收表面朝上，并電性連接及貼合固定于所述基板上。因此，理論上所述激光發(fā)射組件朝下的發(fā)射點(diǎn)的高度等于所述光接收組件朝上的接收點(diǎn)的高度。并且，所述激光發(fā)射組件的發(fā)射點(diǎn)發(fā)出的光線通過所述光耦合透鏡組到達(dá)所述光接收組件的接收點(diǎn)。然而，所述激光發(fā)射組件朝下的發(fā)射點(diǎn)與所述光接收組件朝上的接收點(diǎn)在高度(Z軸方向)上的精確度極為重要的，但現(xiàn)有的光耦合模塊構(gòu)造的Z軸方向上的光耦合精度卻是受到以下因素所影響，若不計(jì)算所述基板的尺寸誤差，在所述光發(fā)射端的誤差因素包含所述墊塊的安裝、所述墊塊的厚度及所述激光發(fā)射組件的安裝；另外，在所述光接收端的誤差因素包含所述光接收組件的安裝及所述光接收組件的厚度。因此，基于以上眾多變因的累積誤差，使得所述激光發(fā)射組件朝下的發(fā)射點(diǎn)與所述光接收組件朝上的接收點(diǎn)在高度(Z軸方向)上的精確度容易產(chǎn)生偏差。當(dāng)此偏差小于誤差范圍時(shí)，尚可通過微調(diào)所述光耦合透鏡的位置來使所述發(fā)射點(diǎn)發(fā)出的光線對(duì)準(zhǔn)到所述接收點(diǎn)；然而，當(dāng)此偏差大于誤差范圍時(shí)，則所述基板上的光耦合組件(所述激光發(fā)射組件及所述光接收組件)則無法正常運(yùn)作，導(dǎo)致所述光耦合模塊功能失效，而必需報(bào)廢或進(jìn)行復(fù)雜的重工(rework)。故，有必要提供一種光耦合模塊構(gòu)造，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種光耦合模塊構(gòu)造，其通過激光發(fā)射組件的光發(fā)射表面及光接收組件的光接收表面分別朝下的電性連接及固定于基板兩端的第一平臺(tái)及第二平臺(tái)，使得在Z軸方向的整體誤差只有激光發(fā)射組件及光接收組件的安裝上的誤差，相較具有提高Z軸方向光耦合精確度及成品良率的有益效果。為達(dá)成本發(fā)明的前述目的，本發(fā)明提供一種光I禹合模塊構(gòu)造，包含一基板、一光耦合透鏡組、一激光發(fā)射組件及一光接收組件。所述基板的上表面設(shè)有一第一平臺(tái)及一第二平臺(tái)，所述第一平臺(tái)及所述第二平臺(tái)相隔一段距離；所述光耦合透鏡組設(shè)于所述基板的上表面，位于所述第一平臺(tái)及所述第二平臺(tái)之間；所述激光發(fā)射組件具有一光發(fā)射表面，所述光發(fā)射表面朝下并電性連接及貼合固定于所述第一平臺(tái)，所述光發(fā)射表面的側(cè)邊上具有一發(fā)射點(diǎn)朝向所述第二平臺(tái)；及所述光接收組件具有一光接收表面，所述光接收表面朝下并電性連接及貼合固定于所述第二平臺(tái)，所述光接收表面的側(cè)邊上具有一接收點(diǎn)朝向所述第一平臺(tái)。所述激光發(fā)射組件的發(fā)射點(diǎn)的高度等于所述光接收組件的接收點(diǎn)的高度，所述激光發(fā)射組件的發(fā)射點(diǎn)發(fā)出的光線通過所述光耦合透鏡組到達(dá)所述光接收組件的接收點(diǎn)。再者，本發(fā)明提供另一種光稱合模塊構(gòu)造，包含一基板、一光稱合透鏡組、一光率禹合透鏡組、及一光接收組件。所述基板具有一上表面，所述上表面的中間設(shè)有一凹槽；所述光耦合透鏡組設(shè)于所述凹槽內(nèi)；所述激光發(fā)射組件具有一光發(fā)射表面，所述光發(fā)射表面朝 下并電性連接及貼合固定于所述基板靠近所述凹槽一端的上表面，所述光發(fā)射表面的側(cè)邊上具有一發(fā)射點(diǎn)朝向所述光耦合透鏡組；及所述光接收組件具有一光接收表面，所述光接收表面朝下并電性連接及貼合固定于所述基板靠近所述凹槽另一端的上表面，所述光接收表面的側(cè)邊上具有一接收點(diǎn)朝向所述光耦合透鏡組。所述激光發(fā)射組件的發(fā)射點(diǎn)的高度等于所述光接收組件的接收點(diǎn)的高度，所述激光發(fā)射組件的發(fā)射點(diǎn)發(fā)出的光線通過所述光耦合透鏡組到達(dá)所述光接收組件的接收點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明一實(shí)施例的光耦合模塊構(gòu)造的側(cè)視圖。圖2是本發(fā)明圖I光耦合模塊構(gòu)造的俯視圖。圖3是本發(fā)明圖的激光發(fā)射組件的示意圖。圖4是本發(fā)明圖的光波導(dǎo)組件的示意圖。圖5是另一實(shí)施例的光耦合模塊構(gòu)造的側(cè)視圖。圖6是本發(fā)明圖5的光耦合模塊構(gòu)造的俯視圖。
具體實(shí)施例方式為讓本發(fā)明上述目的、特征及優(yōu)點(diǎn)更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下請(qǐng)參照?qǐng)DI所示，圖I是本發(fā)明一實(shí)施例的光耦合模塊構(gòu)造的側(cè)視圖。本發(fā)明一實(shí)施例的光耦合模塊構(gòu)造100包含一基板110、一光耦合透鏡組120、一激光發(fā)射組件130及光接收組件140。所述基板110的上表面設(shè)有一第一平臺(tái)111及一第二平臺(tái)120，所述第一平臺(tái)111及所述第二平臺(tái)112分別位于所述基板110的兩端，且相隔一段距離。其中，所述激光發(fā)射組件130發(fā)射激光，通過所述光耦合透鏡組120，由所述光接收組件140接收光線。
如圖I所示，所述光耦合透鏡組120設(shè)于所述基板110的上表面，并介于所述第一平臺(tái)111及所述第二平臺(tái)112之間。所述光耦合模塊構(gòu)造100的組裝順序可為先安裝所述光接收組件140，再安裝所述激光發(fā)射組件130，接著安裝所述光耦合透鏡組120中間的鏡片，最后安裝所述光耦合透鏡組120兩端用于對(duì)焦的鏡片。所述激光發(fā)射組件130的特性是發(fā)射的光線具有垂直向偏陣的光線，例如發(fā)光的能量分部呈上下較長(zhǎng)之橢圓形的高斯分布。請(qǐng)參照?qǐng)D2所示，圖2是本發(fā)明圖I的光耦合模塊構(gòu)造的俯視圖。所述光耦合模塊構(gòu)造100的組裝在水平精準(zhǔn)度與垂 直精準(zhǔn)度上具有不同程度的要求，一般而言，如圖2的安裝水平精準(zhǔn)度可容許較大的誤差，故使用一般基板組件的定位與安裝方式就能滿足水平精準(zhǔn)度的要求，因此在此不予詳述。然而，所述光耦合模塊構(gòu)造100的組裝在垂直精準(zhǔn)度上卻有極高的要求，分述如下。所述激光發(fā)射組件130具有一光發(fā)射表面131，所述光發(fā)射表面131朝下并電性連接及貼合固定于所述第一平臺(tái)111的上表面的表面電路上，所述光發(fā)射表面131例如可通過凸塊電性連接所述第一平臺(tái)111的表面電路。所述激光發(fā)射組件130的光發(fā)射表面131的側(cè)邊上具有一發(fā)射點(diǎn)132朝向所述第二平臺(tái)112 ;所述光接收組件140具有一光接收表面141，所述光接收表面141朝下并電性連接及貼合固定于所述第二平臺(tái)112的上表面的表面電路上，所述光接收表面141例如可通過凸塊電性連接所述第二平臺(tái)112的表面電路。所述光接收組件140的光接收表面141的側(cè)邊上具有一接收點(diǎn)142朝向所述第一平臺(tái)111。因此，所述激光發(fā)射組件130的光發(fā)射表面131及所述光接收組件140的光接收表面141分別都是朝下的電性連接及固定于所述基板110兩端的所述第一平臺(tái)111及所述第二平臺(tái)112，并且所述第一平臺(tái)111及所述第二平臺(tái)112分別具有一預(yù)設(shè)的高度水平。而所述光耦合透鏡組120位于所述基板110的上表面，并位于所述第一平臺(tái)111及所述第二平臺(tái)112之間。并且，所述激光發(fā)射組件130的發(fā)射點(diǎn)132的高度等于所述光接收組件140的接收點(diǎn)142的高度，或是兩者的高度落于一可容許的誤差范圍內(nèi)，因此所述激光發(fā)射組件130的發(fā)射點(diǎn)132發(fā)出的光線通過所述光耦合透鏡組120可準(zhǔn)確的到達(dá)所述光接收組件140的接收點(diǎn)142。由于本發(fā)明中，所述光耦合組件100 (所述激光發(fā)射組件130及所述光接收組件140)在安裝上可容許較大的水平面(XY平面)的誤差，但在垂直面(Z軸)上的些微誤差則對(duì)于所述基板110的光耦合組件的對(duì)準(zhǔn)具有極大的影響。因此，在理想狀態(tài)下，所述激光發(fā)射組件130的發(fā)射點(diǎn)132與所述光接收組件140的接收點(diǎn)142必需具有同樣的高度水平。若所述激光發(fā)射組件130及所述光接收組件140在高度上的誤差過大時(shí)，則本發(fā)明的光耦合組件的將無法正常運(yùn)作。以下例舉現(xiàn)有技術(shù)與本發(fā)明中光耦合模塊構(gòu)造100在垂直(Z軸方向)安裝誤差的比較(一 )在現(xiàn)有技術(shù)的中光接收組件Z軸方向誤差量光接收組件安裝誤差(+/-Ium) +光接收組件厚度誤差(+/_2um) = 2.236um激光發(fā)射組件Z軸方向誤差量墊塊安裝誤差(+/-Ium)+墊塊厚度誤差(+/-2um) +激光發(fā)射組件安裝誤差(+/-Ium) = 2. 449
因此，現(xiàn)有技術(shù)的光耦合模塊構(gòu)造100在Z軸方向安裝誤差=3. 317um(二)在本發(fā)明中光接收組件Z軸方向安裝誤差(+/-Ium)激光發(fā)射組件Z軸方向安裝誤差(+/-Ium)因此，本發(fā)明的光耦合模塊構(gòu)造100在Z軸方向安裝誤差=I. 414um由此可知，本發(fā)明的光耦合模塊構(gòu)造100的垂直安裝誤差優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的光耦合模塊構(gòu)造的垂直安裝誤差。綜上所述，在本實(shí)施例中，若不計(jì)基板110的尺寸誤差，本發(fā)明的所述光耦合模塊 構(gòu)造100在Z軸方向的整體誤差只有所述激光發(fā)射組件130及所述光接收組件140在安裝上的誤差，相較于現(xiàn)有的光耦合模塊構(gòu)造的整體誤差受到所述墊塊的安裝、所述墊塊的厚度、所述激光發(fā)射組件的安裝、所述光接收組件的安裝及所述光接收組件的厚度等因素影響，本發(fā)明的所述光耦合模塊構(gòu)造100在Z軸方向的整體誤差較少，故具有提高光耦合精確度及成品良率的有益效果。另外，所述基板110、所述第一平臺(tái)111及所述第二平臺(tái)112可為一體成型的設(shè)計(jì)，所述第一平臺(tái)111的高度等于或不同于所述第二平臺(tái)112的高度。并且所述激光發(fā)射組件130水平向內(nèi)凸出所述第一平臺(tái)111 一段距離，以確保不會(huì)阻礙光線的發(fā)射；所述光接收組件140水平向內(nèi)凸出所述第二平臺(tái)112 —段距離，以確保不會(huì)阻礙光線的接收。再者，請(qǐng)參照?qǐng)D3所示，圖3是本發(fā)明圖的激光發(fā)射組件的示意圖。所述激光發(fā)射組件130可選自激光二極管發(fā)射組件。如圖3所示，顯示一激光二極管發(fā)射組件，其P極與N極同側(cè)，中間為激光共振腔，發(fā)光口為5 y m之狹縫，因?yàn)槔@射的緣故，發(fā)光的能量分部呈上下較長(zhǎng)之橢圓形的高斯分布；請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D4所示，圖4是本發(fā)明圖的光波導(dǎo)組件的示意圖。所述光接收組件140可選自光波導(dǎo)組件或光路處理組件。如圖4所示，顯示一光波導(dǎo)組件，光由輸入端耦合進(jìn)入，進(jìn)行分光及調(diào)變后再由多個(gè)頻道輸出。另外，所述光耦合透鏡組120可能包含許多形態(tài)，本實(shí)施例揭示的所述光耦合透鏡組120是包含3個(gè)鏡片組，其中兩端鏡片是用于光線的對(duì)焦，中間鏡片主要是用于傳導(dǎo)光線，以確保發(fā)射的光線能被有效的接收。然而，本發(fā)明的所述光耦合透鏡組120、所述激光發(fā)射組件130及所述光接收組件140可選用其它等效的組件，其樣式可不限于此。請(qǐng)參照?qǐng)D5所示，圖5是本發(fā)明另一實(shí)施例的光耦合模塊構(gòu)造的側(cè)視圖。本實(shí)施例的光耦合模塊構(gòu)造200包含一基板210、一光耦合透鏡組220、一激光發(fā)射組件230及一光接收組件240。請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D6所示，圖6是本發(fā)明圖5的光耦合模塊構(gòu)造的俯視圖。所述基板210具有一上表面，所述上表面中間設(shè)有一凹槽211。所述光耦合透鏡組220設(shè)于所述凹槽211內(nèi)。所述激光發(fā)射組件230具有一光發(fā)射表面231，所述光發(fā)射表面231朝下并電性連接及貼合固定于所述基板210靠近所述凹槽211 —端的上表面的表面電路上，所述光發(fā)射表面231的側(cè)邊上具有一發(fā)射點(diǎn)232朝向所述光耦合透鏡組220。所述光接收組件240具有一光接收表面241，所述光接收表面241朝下并電性連接及貼合固定于靠近所述凹槽211另一端的上表面，其光接收表面241的側(cè)邊上具有一接收點(diǎn)242朝向所述光耦合透鏡組220。并且，由于所述基板210上表面兩端可刻意設(shè)計(jì)成具有些微高度差，以便使所述激光發(fā)射組件230的發(fā)射點(diǎn)232的高度等于所述光接收組件240的接收點(diǎn)242的高度，所述激光發(fā)射組件230的發(fā)射點(diǎn)232發(fā)出的光線通過所述光耦合透鏡組220到達(dá)所述光接收組件240的接收點(diǎn)242。在光耦合模塊構(gòu)造200在垂直(Z軸方向)安裝誤差的優(yōu)點(diǎn)上，本發(fā)明圖3及圖4的實(shí)施例類似于本發(fā)明圖I及2的實(shí)施例，在此不再重述，請(qǐng)直接參照。在本實(shí)施例中，若不計(jì)基板210的尺寸誤差，本發(fā)明的所述光耦合模塊構(gòu)造200在Z軸方向的整體誤差只有所述激光發(fā)射組件230及所述光接收組件240在安裝上的誤差，相較于現(xiàn)有的光耦合模塊構(gòu)造具有提聞在Z軸方向光I禹合的精確度及提聞成品良率的有益效果。
本發(fā)明已由上述相關(guān)實(shí)施例加以描述，然而上述實(shí)施例僅為實(shí)施本發(fā)明的范例。必需指出的是，已公開的實(shí)施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反的，包含于權(quán)利要求書的精神及范圍的修改及均等設(shè)置均包括于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光耦合模塊構(gòu)造，其特征在于所述光耦合模塊構(gòu)造包含 一基板，其上表面設(shè)有ー第一平臺(tái)及一第二平臺(tái)，所述第一平臺(tái)及所述第二平臺(tái)相隔一段距離； 一光耦合透鏡組，設(shè)于所述基板的上表面，并位于所述第一平臺(tái)及所述第二平臺(tái)之間； ー激光發(fā)射組件，具有一光發(fā)射表面，所述光發(fā)射表面朝下并電性連接及貼合固定于所述第一平臺(tái)上，所述光發(fā)射表面的側(cè)邊上具有一發(fā)射點(diǎn)朝向所述第二平臺(tái)；及 一光接收組件，具有一光接收表面，所述光接收表面朝下并電性連接及貼合固定于所述第二平臺(tái)上，所述光接收表面的側(cè)邊上具有一接收點(diǎn)朝向所述第一平臺(tái)； 其中所述激光發(fā)射組件的發(fā)射點(diǎn)的高度等于所述光接收組件的接收點(diǎn)的高度，所述激光發(fā)射組件的發(fā)射點(diǎn)發(fā)出的光線通過所述光耦合透鏡組到達(dá)所述光接收組件的接收點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求I所述的光耦合模塊構(gòu)造，其特征在于所述光耦合透鏡組包含3個(gè)鏡片組。
3.如權(quán)利要求I所述的光耦合模塊構(gòu)造，其特征在于所述基板、所述第一平臺(tái)及所述第二平臺(tái)為一體成型，所述第一平臺(tái)的高度等于或不同于所述第二平臺(tái)的高度。
4.如權(quán)利要求I所述的光耦合模塊構(gòu)造，其特征在于所述激光發(fā)射組件的發(fā)射點(diǎn)水平凸出所述第一平臺(tái)一段距離。
5.如權(quán)利要求I所述的光耦合模塊構(gòu)造，其特征在于所述光接收組件的接收點(diǎn)水平凸出所述第二平臺(tái)一段距離。
6.如權(quán)利要求I所述的光耦合模塊構(gòu)造，其特征在于所述激光發(fā)射組件選自激光二極管發(fā)射組件。
7.如權(quán)利要求I所述的光耦合模塊構(gòu)造，其特征在于所述光接收組件選自光波導(dǎo)組件或光路處理組件。
8.一種光耦合模塊構(gòu)造，其特征在于所述光耦合模塊構(gòu)造包含 一基板，具有一上表面，所述上表面的中間設(shè)有ー凹槽； 一光耦合透鏡組，設(shè)于所述凹槽內(nèi)； ー激光發(fā)射組件，具有一光發(fā)射表面，所述光發(fā)射表面朝下并電性連接及貼合固定于所述基板靠近所述凹槽一端的上表面，所述光發(fā)射表面的側(cè)邊上具有一發(fā)射點(diǎn)朝向所述光耦合透鏡組；及 一光接收組件，具有一光接收表面，所述光接收表面朝下并電性連接及貼合固定于所述基板靠近所述凹槽另一端的上表面，所述光接收表面的側(cè)邊上具有一接收點(diǎn)朝向所述光耦合透鏡組； 其中所述激光發(fā)射組件的發(fā)射點(diǎn)的高度等于所述光接收組件的接收點(diǎn)的高度，所述激光發(fā)射組件的發(fā)射點(diǎn)發(fā)出的光線通過所述光耦合透鏡組到達(dá)所述光接收組件的接收點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求8所述的光耦合模塊構(gòu)造，其特征在于所述基板的上表面的兩端具有高度差。
10.如權(quán)利要求8所述的光耦合模塊構(gòu)造，其特征在于所述激光發(fā)射組件的發(fā)射點(diǎn)水平朝向所述凹槽形成凸出。
全文摘要
本發(fā)明公開一種光耦合模塊構(gòu)造，其包含一基板、一光耦合透鏡組、一激光發(fā)射組件及一光接收組件。所述基板的上表面設(shè)有一第一平臺(tái)及一第二平臺(tái)，所述光耦合透鏡組設(shè)于所述第一平臺(tái)及所述第二平臺(tái)之間。所述激光發(fā)射組件的光發(fā)射表面及所述光接收組件的光接收表面分別朝下電性連接及固定于所述基板兩端的第一及第二平臺(tái)上，并且所述第一及第二平臺(tái)分別具有一預(yù)設(shè)的高度，以確保光線的發(fā)射與接收在同一高度水平上。本發(fā)明的光耦合模塊構(gòu)造在Z軸(高度)方向的整體誤差較小，具有提高Z軸方向光耦合精確度及成品良率的有益效果。
文檔編號(hào)G02B6/42GK102736199SQ20121016362
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者吳明哲, 府玠辰 申請(qǐng)人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司