CN100399089C

CN100399089C - 光电收发器

Info

Publication number: CN100399089C
Application number: CNB2006100036051A
Authority: CN
Inventors: 罗伟仁
Original assignee: Delta Optoelectronics Inc
Current assignee: Delta Electronics Inc; Delta Optoelectronics Inc
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2021-04-24
Also published as: CN1381959A; CN1260896C; CN1815284A

Abstract

本发明揭露一种光电收发器，包括一第一电路板、一传送装置、一接收装置以及一外壳。其中该传送装置主要为一激光二极管，该接收装置主要为一光二极管。分别以一对准套筒包覆该激光二极管及该光二极管。对激光二极管而言，该对准套筒的第一弧面端使激光于该套筒中平行地行进而不发散，该对准套筒的第二弧面端使该激光可聚集地投射出去。该外壳包覆该第一电路板、该传送装置以及该接收装置。

Description

光电收发器

本申请是第01117089.1号发明专利申请的分案申请。母案中的内容在这里全部引用作为本申请公开的参考。

技术领域

本发明涉及一种光电收发器，特别是涉及一种不须使用金属杯状屏蔽以及玻璃制发泡透镜的光电收发器。

背景技术

光电收发器(opto-electronic transceiver)或光电收发器模块是用以将来自光纤连接器(fiber connector)的光信号转换为电信号，或将电信号转换成光信号，以便由光纤传送出去。其是以一光二极管(photo diode)将光信号转换为电信号，然后输出至后级的电路；以一激光二极管(laser diode)将来自后级电路的电信号转换成光信号然后传送出去。

以图1所示的一种现有的光电收发器10为例，其包括前端及后端。其中后端主要是一大电路板20，其上表面具有一电路(未显示)，用以处理光信号及电信号；其下表面具有9只针脚25，突起于其下表面上。前端主要包括一激光二极管30以及一光二极管(未显示)。如图1的放大部份所示，该激光二极管30是以“To-package”的方式封装，亦即以一称为“To-can”的金属杯状屏蔽37罩在一小电路板31上的激光二极管芯片33，并且该金属杯状屏蔽37的前端(对应于该激光二极管芯片的光输出路径)具有一透明玻璃窗，该透明玻璃窗之上具有一玻璃制发泡透镜(ball lens)38，由该激光二极管芯片所射出的激光经由该透镜38聚集后再投射出去。该激光二极管30并套接至一对准套筒(sleeve)35。藉由该对准套筒35该激光二极管30可对准一光纤连接器60中(fiber connector)的套圈(ferrule)61的一端，然后该套圈61的另一端连接至光纤70。至于光二极管部份的结构因类似于该激光二极管，因此不再赘述。

仍请参阅图1，在上述激光二极管30中，该激光二极管芯片33是以数只外部接脚39与该大电路板20上的电路形成电连接。更详细地说，该激光二极管30的外部接脚39插入大电路20的插孔中而与该电路形成电连接。然而值得注意的是，这种现有的光电收发器10会因寄生电容及寄生电感的问题而导致高频(例如GHz以上)时的特性不佳，例如传输速率(transmissionrate)不佳等。其寄生电容主要产生于该金属杯状屏蔽37与大电路板20之间；其寄生电感产生于该外部接脚39上，因为对于高频而言，该外部接脚39是一电感(因其为导体)。

此外，在该现有光电收发器10中，除高频传输特性不佳的缺点外，尚包括玻璃制发泡透镜38的制造成本过高、以及不适用于小体积形式(smallform factor；SFF)。其中不适用小体积形式的原因是因为该金属杯状屏蔽37的体积相比于该激光二极管芯片33原本就不小，在套入该对准套筒35后会使得光传送部份的体积变得更大。因此，为增进高频传输特性以及降低制造成本，亟需一种可解决上述问题的光电收发器。

发明内容

本发明的目的是提出一种光电收发器，其可减小寄生电容和电感，从而改进高频特性，并且减小收发器的体积。

为此，本发明提供一种光电收发器，至少包括：

一第一电路板，具有一电路；

一传送装置，位于该第一电路板上，该传送装置还包括：

一第二电路板，具有一第二上表面及一第二下表面，该第二下表面具有导线，该第二电路板电连接于该第一电路板；

一激光二极管芯片，位于该第二电路板的第二上表面上，该激光二极管芯片电连接于该第二下表面的导线，该激光二极管芯片因应于该电路的一电信号而输出一激光；

一第一对准套筒，具有一第一弧面端及一第二弧面端，该第一弧面端及该第二弧面端位于该对准套筒的相反两侧，该第一对准套筒包覆该第二电路板及该激光二极管芯片，且该第一弧面端位于该激光二极管芯片的光输出路径上，该第一弧面端使该激光于该第一套筒中平行地行进而不发散，该第二弧面端使该激光聚集地射出；

一接收装置，位于该第一电路板上，该接收装置还包括：

一第三电路板，具有一第三上表面及一第三下表面，该第三下表面具有导线，该第三电路板电连接于该第一电路板；

一光二极管芯片，位于该第三电路板的第三上表面上，该光二极管芯片电连接于该第三下表面的导线，该光二极管芯片因应于一光信号而输出一电信号；及

一第二对准套筒，具有一第一弧面端及一第二弧面端，该第一弧面端及该第二弧面端位于该对准套筒的相反两侧，该第二对准套筒包覆该第三电路板的上表面及该光二极管芯片，且该第二弧面端位于该光二极管芯片的光输入路径上，该第二弧面端使一光信号入射至该第二对准套筒中，该第一弧面端使该激光聚集地投射至该光二极管芯片。

优选地，该光电收发器还包括一外壳，用以包覆该第一电路板、该传送装置以及该接收装置。

优选地，上述第一电路板还具有复数个突起的接脚。

优选地，上述激光二极管芯片至少包括半导体激光二极管芯片。

优选地，上述激光二极管芯片至少包括边射激光二极管芯片以及垂直共振腔面射激光二极管。

优选地，上述第一及第二对准套筒的第二弧面端对准一光纤连接器的一套圈。

优选地，上述第一对准套筒包覆上述第二电路板所形成的空间中还填充有惰性气体。

优选地，上述光信号来自一光纤。

优选地，上述第一及第二对准套筒为透明或不透明。

优选地，上述第一及第二对准套筒的材质的介电强度大致为22至33。

附图说明

下面结合附图来描述本发明的优选实施例。附图中：

图1是一现有光电接收器的爆炸图。

图2是本发明的光电接收器的示意图。

图3是本发明的对准套筒的剖面俯视图。

附图标号说明：

10现有的光电收发器 20大电路板

30激光二极管 31小电路板

33激光二极管芯片 35对准套筒

37金属杯状屏蔽 38玻璃制发泡透镜

39外部接脚 60光纤连接器

61套圈 70先纤

100光电收发器 200第一电路板

300传送装置 310第二电路板

330激光二极管芯片 350第一对准套筒

360a第一弧面端 360b第二弧面端

500接收装置 510第三电路板

530光二极管芯片 550第二对准套筒

600光纤连接器 610套圈

具体实施方式

本发明揭露一种光电收发器(opto-electronic transceiver)100，如图2所示，至少包括一第一电路板200、一传送装置300、一接收装置500。其中该第一电路板200具有一第一上表面、一第一下表面以及多个接脚250，该第一上表面具有一电路(未显示)，该接脚250突起于该第一下表面。

仍请参阅图2，该传送装置300位于该第一电路板200上，且该传送装置300还包括一第二电路板310、一激光二极管芯片330(例如一半导体激光二极管芯片)以及一第一对准套筒350。其中该第二电路板310具有一第二上表面及一第二下表面，该第二下表面上具有导线(未显示，例如焊垫pad)，且该第二电路板310还电连接(例如可藉由焊线接合方式)于该第一电路板200。在此实施例中，该半导体激光二极管芯片330包括边射激光二极管(Fabry Perot laser diode；FPLD)芯片以及垂直共振腔面射激光二极管(verticalcavity surface emitting laser diode；VCSEL)，位于该第二电路板310的第二上表面上，该半导体激光二极管芯片330电耦合于该第二下表面上的导线，且该半导体激光二极管芯片330响应于该第一电路板200上的电路的电信号而输出一光信号(其为一激光)。

请参阅图2及图3，其中图3本发明的第一对准套筒350的剖面俯视图。该第一对准套筒350的一端套接至一光纤连接器的套圈(ferrule)610，例如一陶瓷套圈，且该第一对准套筒350且具有一第一弧面端360a及一第二弧面端360b，其中该第一弧面端360a及该第二弧面端360b位于该对准套筒350的相反两端。该第一对准套筒350包覆该第二电路板310的第二上表面以及该半导体激光二极管芯片330，且该第一弧面端360a位于该半导体激光二极管芯片330的光输出路径上，特别的是该第一弧面端360a使该半导体激光二极管芯片330所发射的激光于该第一对准套筒350中几乎平行地行进而不发散，亦即该第一弧面端360a可作为一透镜；另外，该第二弧面端360b则对准该套圈610，用以使该激光可聚集地投射至该第一对准套筒350所连接的一光纤连接器600的套圈(ferrule)610，亦即该第二弧面端360b具有聚焦的功能。此外，在该第一对准套筒350包覆该第二电路板310的第二上表面所形成的空间中还填充有惰性气体(例如氮气)，以保护该半导体激光二极管芯片330，例如避免该半导体激光二极管芯片330受潮或是腐蚀。在此实施例中，该第一对准套筒350是以(但不限定)射出成型的方式形成的，其材质例如为PEI或是ULTEM，但是介电强度约介于22至33的其它材质亦可使用。至于图2的第二对准套筒550由于与该第一对准套筒350完全相同，因此不再予以赘述。

请回到图2，该接收装置500也位于该第一电路板上200，且该接收装置500包括一第三电路板510、一光二极管芯片530以及一第二对准套筒550。其中该第三电路板510具有一第三上表面及一第三下表面，该第三下表面上具有导线(未显示)，且该第三电路板510还电连接(例如可藉由焊线接合方式)于该第一电路板200。该光二极管芯片530位于该第三电路板510的第三上表面上，该光二极管芯片530电连接于该第三下表面上的导线，且该光二极管芯片530因应于一光信号而输出一电信号至第一电路板200上的电路以进行处理。并且，该第二弧面端360b使来自光纤的光信号对准该第二对准套筒550，该第一弧面端360a则使该光信号可聚集地投射至该光二极管芯片530。此外，本发明的光电收发器100还包括一外壳(未显示)，用以包覆该第一电路板200、该传送装置300以及该接收装置500。

值得注意的是，本发明与现有技术最大的不同之一在于本发明的传送装置300不须使用金属杯状屏蔽(即所谓的“To can”)来包覆激光二极管芯片，不须使用使用玻璃制发泡透镜来聚焦。因为本发明的第一对准套筒350除可取代金属杯状屏蔽之外，上述第一弧面端360a及一第二弧面端360b亦可取代现有的玻璃制发泡透镜。如此，现有技术中的寄生电容及电感的负面影响将可迎刃而解，故可以有效地提升高频传输的特性。换言之，本发明将现有技术必须使用的金属杯状屏蔽(To can)、玻璃制发泡透镜以及对准套筒的功能整合在单一个对准套筒350中，以节省成本、工艺步骤以及避免寄生电容及电感效应。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用以限定本发明的申请保护范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包括在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种光电收发器，至少包括：

一第一电路板，具有一电路；

一传送装置，位于该第一电路板上，该传送装置还包括：

一接收装置，位于该第一电路板上，该接收装置还包括：

2.如权利要求1所述的光电收发器，还包括一外壳，用以包覆该第一电路板、该传送装置以及该接收装置。

3.如权利要求1所述的光电收发器，其中上述第一电路板还具有复数个突起的接脚。

4.如权利要求1所述的光电收发器，其中上述激光二极管芯片至少包括半导体激光二极管芯片。

5.如权利要求1所述的光电收发器，其中上述激光二极管芯片至少包括边射激光二极管芯片以及垂直共振腔面射激光二极管。

6.如权利要求1所述的光电收发器，其中上述第一及第二对准套筒的第二弧面端对准一光纤连接器的一套圈。

7.如权利要求1所述的光电收发器，其中上述第一对准套筒包覆上述第二电路板所形成的空间中还填充有惰性气体。

8.如权利要求1所述的光电收发器，其中上述光信号来自一光纤。

9.如权利要求1所述的光电收发器，其中上述第一及第二对准套筒为透明或不透明。

10.如权利要求2所述的光电收发器，其中上述第一及第二对准套筒的材质的介电强度为22至33。

11.如权利要求1所述的光电收发器，其中上述第一对准套筒的第一弧面端为一透镜。

12.如权利要求1所述的光电收发器，其中上述第一对准套筒以射出方式成型，其材质为PEI或ULTEM。