CN102969644A - 对位结构、激光光源模块及光学对位方法 - Google Patents
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Abstract
一种对位结构、激光光源模块及光学对位方法。激光光源模块包括一基板及一激光载板。基板包括一第一本体及一第一表面结构。第一表面结构设置于第一本体的一表面上。激光载板用以承载一激光发射器。激光载板包括一第二本体及一第二表面结构。第二表面结构设置于第二本体的一表面上。第二表面结构的至少一部分与第一表面结构的至少一部分对应嵌合，以使激光载板对位于基板上。
Description
【技术领域】
本发明是有关于一种光源模块及对位方法，且特别是有关于一种激光光源模块及光学对位方法。
【背景技术】
随着科技的进步，各式光学模块进入微小化的时代。在光学模块越来越小的情况下，光学模块在制作的精密度必须更佳提升。
研究人员发现影响光学模块精密度的因素至少包括组件之间组装的对位误差、以及制造过程中产生的变动。
组件组装过程所采用的组装设备常常无法达到较高的精密度。研究人员发现，即使努力校验组装设备的精密度，也难以符合光学模块的对位精准度要求。
以目前全彩(RGB)激光光源模块为例，传统经常使用的模块结构包含使用三个红、蓝、绿的晶体管外型罐体(TO-Can，Transi stor Outline-Can)组件与数片光学滤波片，此三组激光光源的光轴必须位于同一位置，藉以进行全彩光源混光。但此结构的模块体积大小受限于TO-Can组件尺寸，使光源模块体积为5～7立方公分无法使体积更为缩小。又，模块光源的光轴要求需为同光轴，因此光源的组装精度要求极高，需个别对红、蓝、绿光源进行光源的耦光对准，因此会造成组装不易与费时的问题。因此需要找出可以有效解决组装不易与费时的问题。
此外，组件组装过程需要经过多道程序，例如是回焊、封装、清洗等程序。研究人员发现这些程序也会严重影响光学模块的对位精准度。
这些因素都严重影响光学模块的对位精准度，已经成为微小化技术的一项重大瓶颈。因此，研究人员无不致力于进行相关研究，以使光学模块的微小化技术能再向前迈进。
【发明内容】
本发明系有关于一种激光光源模块及光学对位方法，其利用表面结构的设计，使基板与激光载板得以相互嵌合，而轻易地将激光载板对位于基板上，以提高对位精准度并简化各组件间彼此对位的复杂程序。
根据本发明的一方面，提出一种激光光源模块。激光光源模块包括一基板及一激光载板。基板包括一第一本体及一第一表面结构。第一表面结构设置于第一本体的一表面上。激光载板用以承载一激光发射器。激光载板包括一第二本体及一第二表面结构。第二表面结构设置于第二本体的一表面上。第二表面结构的至少一部分与第一表面结构的至少一部分对应嵌合，以使激光载板对位于基板上。
根据本发明的另一方面，提出一种光学对位方法。光学对位方法包括以下步骤。形成一第一表面结构于一基板的一表面上。第一表面结构的一第一部分与一第二部分系分别沿一第一方向与一第二方向延伸，且第一方向与第二方向并不平行。形成一第二表面结构于至少一光学组件的一表面上。第二表面结构的至少一部分与第一表面结构的至少一部分对应嵌合。置放至少一光学组件于基板上，使至少一光学组件得对位于基板上。
根据本发明的又一方面，提出一种应用于激光光源模块的对位结构，该激光光源模块包括一基板及一激光载板，该对位结构包括：一第一表面结构，设置于该基板的一表面上；以及一第二表面结构，设置于该激光载板的一表面上，其中该第二表面结构的至少一部分与该第一表面结构的至少一部分对应嵌合，使该激光载板得对位于该基板上。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
【附图说明】
图1绘示本实施例激光光源模块的示意图。
图2绘示激光载板的仰视图。
图3绘示激光载板的俯视图。
图4绘示激光载板的前视图。
图5绘示激光载板的右侧视图。
图6绘示本实施例的光学对位方法的流程图。
【主要组件符号说明】
100：激光光源模块
110：基板
111：第一本体
111a：第一本体的表面
112：第一表面结构
120：激光载板
121：第二本体
121a：第二本体的表面
122：第二表面结构
130：焊接金属层
A1、A2、A3、A4、A5：区域
B1：第一凸肋
B2：第二凸肋
D1：第一方向
D2：第二方向
G1：第一长沟
G2：第二长沟
S101、S103、S105：流程步骤
W11、W12、W13、W14、W21、W22、W23、W24：长度
【具体实施方式】
以下系提出各种实施例进行详细说明，其利用特定光学组件间表面结构作为对位结构的设计，使该等特定光学组件，例如：基板与激光载板间，得以相互嵌合，而使特定光学组件间得彼此精准对位，利用简便的方式即可大幅地提高组件对位的精准度。然而，实施例仅用以作为范例说明，并不会限缩本发明欲保护的范围。此外，实施例中的图式系省略部份组件，以清楚显示本发明的技术特点。
请参照图1，其绘示本实施例激光光源模块100的示意图。本实施例的激光光源模块100包括一基板110、至少一激光载板120及一对位结构。基板110可为例如是一硅光学基板(Silicon Optical Bench)、一氮化铝基板(AlN)或一氧化铝基板(Al2O3)，但不仅限于此。激光载板120用以承载一激光发射器(未绘示)。激光载板120例如是一氮化铝基板(AlN)、一氧化铝基板(Al2O3)，但不仅限于此。激光载板120承载激光发射器的数量并不局限于一个，在本实施例中，每个激光载板120仅承载一个激光发射器。基板110上所设置的激光载板120的数量也不局限于一个，在本实施例中，基板110上可以设置1～5个激光载板120，亦可承载一个或多个光学镜组(未绘示)与激光载板120上的激光发射器对应操作。具体而言，激光载板120所承载的激光发射器可以发射一激光，经由光学镜组及适当的光学路径，朝一预定方向射出激光。
在本实施例中，基板110包括一第一本体111及一第一表面结构112，其中，第一表面结构112例如是一第一凹凸结构，设置于第一本体111的一表面111a上。另一方面，激光载板120则包括一第二本体121及一第二表面结构122，其中，第二表面结构122例如是一第二凹凸结构，设置于第二本体121的一表面121a上。此外，第一本体111及第二本体121通常具有200微米的一厚度，但并不以此为限。另，激光光源模块10的对位结构包括上述的第一表面结构112及第二表面结构122。须强调的是，第二表面结构122的至少一部分与第一表面结构112的至少一部分乃对应嵌合，以使激光载板120能够轻易且精准地对位于基板110上。在一实施例中，第二表面结构122可实质与第一表面结构112反向相似或相同，使全部或一部分的第二表面结构122得以全部或一部分的第一表面结构112嵌合。
如图1所示，基板110的第一表面结构112具有五个类似的区域A1、A2、A3、A4、A5，激光载板120可以依照实际组件配置的需求而任意置放于五个类似区域A1、A2、A3、A4、A5的其中之一，而与基板110对应嵌合。
如图1所示，第一表面结构112(本实施例的第一表面结构112系为第一凹凸结构)包括至少一第一长沟G1。第一长沟G1实质上沿一第一方向D1延伸。而第二表面结构122(本实施例的第二表面结构122系为第二凹凸结构)包括至少一第一凸肋B1，第一凸肋B1实质上沿第一方向D1延伸。第一长沟G1的截面可为一梯形，第一凸肋B1的截面也为一梯形，且第一长沟G1的截面与第一凸肋B1的截面实质上反向相似，第一长沟G1的长度W11实质上不小于第一凸肋B1的长度W21。如此一来，第一长沟G1即可顺利地容纳第一凸肋B1，协助激光载板120能够轻易且精准地对位于基板110上。另，于具体实施态样中，第一长沟G1、第一凸肋B1的深度约为，例如：25～75微米，但并非以此为限。
更明确而言，在本实施例中，数个第一长沟G1系以间隔相同的间距W13，数个第一凸肋B1也间隔相同的间距W23。第一长沟G1之间的间距W13与第一凸肋B1之间的间距W23实质上相同。如此一来，每一个第一凸肋B1皆可以顺利嵌入第一长沟G1中。
此外，第一长沟G1与第一凸肋B1系沿着第一方向D1延伸，所以第一长沟G1与第一凸肋B1可以限制激光载板120仅得沿第一方向D1移动。
此外，在本实施例中，第一表面结构112(本实施例的第一表面结构112系为第一凹凸结构)更包括至少一第二长沟G2实质上沿一第二方向D2延伸。第二表面结构122(本实施例的第二表面结构122系为第二凹凸结构)更包括至少一第二凸肋B2实质上沿第二方向D2延伸。第二长沟G2的截面系为一梯形，第二凸肋B2的截面也为一梯形，且第二长沟G2的截面与第二凸肋B2的截面实质上反向相似，第二长沟G2的长度W12实质上不小于第二凸肋B2的长度W22。如此一来，第二长沟G2即可顺利容纳第二凸肋B2，协助激光载板120能够轻易且精准地对位于基板110上。另，于具体实施态样中，第二长沟G2、第二凸肋B2的深度约为，例如：25～75微米，但并非以此为限。
在本实施例中，数个第二长沟G2系间隔相同的间距W14，数个第二凸肋B2也间隔相同的间距W24。第二长沟G2之间的间距W14与第二凸肋B2之间的间距W24实质上相同。如此一来，每一个第二凸肋B2皆可以顺利嵌入第二长沟G2中。
此外，第二长沟G2与第二凸肋B2系沿着第二方向D2延伸，所以第二长沟G2与第二凸肋B2可以限制激光载板120仅得沿第二方向D2移动。
为达精准对位的效果，第一方向D1与第二方向D2二者并不平行而须具有大于零的一夹角，举例而言，第一方向D1与第二方向D2的夹角可大于45度，或者实质上为90度，即可使第一表面结构112与第二表面结构122二者间具有二维度的限位效果，协助激光载板120能够轻易且精准地对位于基板110上。
此外，请参照图2～5，图2绘示激光载板120的另一仰视图，图3绘示激光载板120的俯视图，图4绘示激光载板120的前视图，图5绘示激光载板120的右侧视图。本实施例的激光光源模块100更包括一焊接金属层130，设置于第一表面结构112或第二表面结构122的表面的两者其中之一。于较佳实施态样中，如图1～5所示，焊接金属层130仅设置于第一本体111及第二本体121的表面，而未覆盖第一表面结构112及第二表面结构122(亦即，第一长沟G1、第二长沟G2、第一凸肋B1或第二凸肋B2)。如此可以避免焊接金属层130于焊接后可能在第一长沟G1、第二长沟G2、第一凸肋B1或第二凸肋B2的斜面所产生的对位误差。
请参照图6，其绘示本实施例的光学对位方法的流程图。本实施例的光学对位方法系以图1的激光光源模块100为例说明，然本发明所属技术领域中具有通常知识者均可了解本实施例的光学对位方法并不局限于图1的激光光源模块100，并且本实施例的激光光源模块100也不局限于图6的光学对位方法。
在步骤S101中，形成第一表面结构111于基板110的表面111a上。其中第一表面结构111的一第一部分(本实施例的第一部份系以第一凹凸结构的第一长沟G1为例作说明)与一第二部分(本实施例的第二部份系以第二凹凸结构的第二长沟G2为例作说明)系分别沿第一方向D1与第二方向D2延伸，且第一方向D1与第二方向D2并不平行而具有大于零的一夹角。
在步骤S103中，形成第二表面结构122于至少一光学组件(本实施例的光学组件系以激光载板120为例作说明)的一表面121a上。第二表面结构122的至少一部分与第一表面结构112的至少一部分对应嵌合。
在步骤S105中，置放光学组件(本实施例的光学组件系以激光载板120为例作说明)于基板110上，使光学组件(本实施例的光学组件系以激光载板120为例作说明)得对位于基板110上。
其中在步骤S105之前更可设置焊接金属层130于第一表面结构112及/或第二表面结构122以进行焊接，使光学组件(本实施例的光学组件系以激光载板120为例作说明)可以永久固设于基板110上。
上述实施例所揭露的激光光源模块及光学对位方法系利用光学基板(Silicon Optical Bench，SiOB)与被动对位(Passive Alignment)的表面对位技术，使得光学组件(本实施例的光学组件系以激光载板为例作说明)与基板即可轻易地相互嵌合，提高对位的精准度，减少传统二者对位的繁复程序。
综上所述，虽然本发明已以各种实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (12)
1.一种激光光源模块，包括：
一基板，包括一第一本体及一第一表面结构，该第一表面结构设置于该第一本体的一表面上；以及
一激光载板，用以承载一激光发射器，该激光载板包括一第二本体及一第二表面结构，该第二表面结构设置于该第二本体的一表面上，其中该第二表面结构的至少一部分与该第一表面结构的至少一部分对应嵌合，以使该激光载板对位于该基板上。
2.根据权利要求1所述的激光光源模块，其特征在于，该第一表面结构系一第一凹凸结构，该第二表面结构系一第二凹凸结构，该第一凹凸结构与该第二凹凸结构对应嵌合。
3.根据权利要求2所述的激光光源模块，其特征在于，该第一凹凸结构包括至少一第一长沟，该至少一第一长沟实质上沿一第一方向延伸，该第二凹凸结构包括至少一第一凸肋，该至少一第一凸肋实质上沿该第一方向延伸。
4.根据权利要求3所述的激光光源模块，其特征在于，该第一凹凸结构包括至少一第二长沟，该至少一第二长沟实质上沿一第二方向延伸，该第二凹凸结构包括至少一第二凸肋，该至少一第二凸肋实质上沿该第二方向延伸，该第一方向与该第二方向的夹角大于45度。
5.根据权利要求4所述的激光光源模块，其特征在于，该第一方向与该第二方向的夹角实质上为90度。
6.根据权利要求3所述的激光光源模块，其特征在于，该至少一第一长沟的长度实质上不小于该至少一第一凸肋的长度，该至少一第二长沟的长度实质上不小于该至少一第二凸肋的长度。
7.根据权利要求1所述的激光光源模块，其特征在于，该第一本体更用以承载一光学透镜组，该激光发射器得发射一激光经由该光学透镜组向外发射。
8.根据权利要求1所述的激光光源模块，其特征在于，更包括：
一焊接金属层，设置于该第一表面结构的表面。
9.根据权利要求1所述的激光光源模块，其特征在于，该基板系为硅光学基板(Silicon Optical Bench)、氮化铝基板(AlN)或氧化铝基板(Al2O3)。
10.一种光学对位方法，包括：
形成一第一表面结构于一基板的一表面上，其中该第一表面结构的一第一部分与一第二部分系分别沿一第一方向与一第二方向延伸，且该第一方向与该第二方向并不平行；
形成一第二表面结构于至少一光学组件的一表面上，其中该第二表面结构的至少一部分与该第一表面结构的至少一部分对应嵌合；以及
置放该至少一光学组件于该基板上，使该至少一光学组件得对位于该基板上。
11.根据权利要求10所述的光学对位方法，其特征在于，置放该至少一光学组件于该基板上的该步骤更包括：
设置一焊接金属层至少于该第一表面结构或该第二表面结构二者其中之一。
12.一种应用于激光光源模块的对位结构，该激光光源模块包括一基板及一激光载板，该对位结构包括：
一第一表面结构，设置于该基板的一表面上；以及
一第二表面结构，设置于该激光载板的一表面上，其中该第二表面结构的至少一部分与该第一表面结构的至少一部分对应嵌合，使该激光载板得对位于该基板上。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130313 |