CN103959121A - 光电配线模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在设备内的薄板之间高速传输大容量数据的光电配线模块，基于用于光对接耦合(butt-coupling)以及无源对准(passive-alignment)的水平排列结构的光学元件封装件(例如VCSEL PKG、PD PKG)的光电配线模块。为此本发明提供一种光电配线模块，其包括：基板；安装在上述基板上的框架；进行信号的光电转换或者电光转换的光学元件封装件；控制上述光学元件封装件的驱动的光控制元件；以及传输从上述光学元件封装件发射或者入射到上述光学元件封装件的光信号的光传输路径，其中，在上述框架形成有电端子，上述光学元件封装件安装在上述框架，上述光控制元件配置在上述框架的内部后安装于上述基板。

Description

光电配线模块
技术领域
本发明涉及光电配线模块，更加详细地，在设备内的薄板之间高速传输大容量数据的光电配线模块。尤其是，本发明是基于用于光对接耦合(butt-coupling)以及无源对准(passive-alignment)的水平排列结构的光学元件封装件(例如VCSEL PKG、PD PKG)的光电配线模块。
背景技术
最近的电子设备(例如智能手机、智能TV、计算机、平板电脑、显示器、数字照相机、便携式摄像机、MP3、游戏机、导航等)凭借IT技术的发展实现了高性能、高速、集成以及小型化(薄型化)。最近的电子设备的发展趋势要求在设备内薄板之间高速传输高画质、3D图像内容等大容量数据的技术，由此产生了信号衰减、噪声、EMI/EMC、Impedance Matching、Cross Talk、Skew、连接配线小型化等问题。
通常，在设备内传输数据时，利用铜配线、即电连接器。但是，铜配线不仅无法满足高速传输大容量数据的需求，还未解决符合于上述的最近电子设备趋势的各种技术问题。作为用于解决这些问题的技术，最近研究开发出光配线技术。即、光配线以串联光信号线来替代数十信道的并联电信号线，能够高速传输大容量数据，能够解决噪声、EMI/EMC、Impedance Matching、Cross Talk、Skew、连接配线小型化等技术问题。图1是示出了用于设备内薄板间连接的现有技术的光缆模块实施例的立体图。图1所示的光缆模块是日本公告专利第4631671号(发明名称：“光缆模块以及具有光缆模块的电子设备”)(下面，简称为“现有技术1”)中公开的内容，下面详细说明。
图1所示的光缆模块由发送部(10a)和接收部(10b)构成，发送部由基板(6a)上的VCSEL芯片(3a)、电极垫(5a)、焊接线(7a)、液状树脂(8a)以及高度支撑部件(4a)构成，接收部由基板(6b)上的PD芯片(3b)、电极垫(5b)、焊接线(7b)、液状树脂(8b)以及高度支撑部件(4b)构成，作为发送部和接收部之间的连接配线由光波导路(2)构成。
图1的光缆模块的工作原理如下：通过基板(6a)上的借助于电极垫(5a)的Driver-IC(未图示)的控制，连接于发送部的主板的电信号(即、图像数据)在VCSEL芯片(3a)转换为光信号，从VCSEL芯片(3a)向上垂直发射，被光波导路(2)的末端的45°反射面所反射，通过光波导路(2)传输到接收部。
在接收部，光信号通过光波导路(2)的末端的45°反射面向下垂直反射，入射到基板(6b)上的PD芯片(3b)，通过基板(6b)上的借助于电极垫(5b)的TIA(未图示)的控制，在PD芯片(3b)转换为电信号，输入到连接于接收部的显示器面板。
图2是示出了用设备内芯片之间连接的现有技术的光电转换模块的实施例的立体图。图2示出的光电转换模块是韩国公告专利第810665号(发明名称：“光电转换模块及其制造方法”)(下面，简称为“现有技术2”)中公开的内容，下面详细说明。
图2的光电转换模块在PCB(500)上具有发送部(200)和接收部(300)，作为发送部和接收部之间的连接配线由光波导路(400)构成。发送部(200)由IC基板(200a)、形成在该IC基板(200a)的上表面的电极垫(211、212)、形成在该IC基板(200a)的侧面的电极垫(220)、通过上述电极垫(211、212)焊接在IC基板(200a)的上表面的Driver-IC(230)、通过上述电极垫(220)焊接在IC基板(200a)的侧面的VCSEL芯片(251)构成。
接收部(300)由IC基板(300a)、形成在该IC基板(300a)的上表面的电极垫(311、312)、形成在该IC基板(300a)的侧面的电极垫(320)、通过上述电极垫(311、312)焊接在IC基板(300a)的上表面的TIA(330)、通过上述电极垫(320)焊接在IC基板(300a)的侧面的PD芯片(350)构成。
图3是示出了用于设备内薄板间连接的现有技术的光电复合型连接器实施例的立体图。图3示出的光电复合型连接器是日本公告专利第2010-266729号(发明名称：“光电复合型连接器”)(下面，简称为“现有技术3”)中公开的内容，下面详细说明。
图3示出的光电复合型连接器由与安装在设备内薄板上的被称为插座(receptacle)的电连接器(30)接合(mating)的插头(plug)(20)构成，上述插头(20)包括：外壳(21)、安装在该外壳(21)的两侧面的电端子(22)以及接地端子(23)、安装在外壳(21)内部底面的接地板(24)、安装在该接地板(24)的散热基板(submount)(25)上的VCSEL芯片(26)、Driver-IC(27)、电端子(22)及接地端子(23)与VCSEL芯片(26)及Driver-IC(27)之间的连接配线功能的焊接线(28)、插入外壳(21)内部的光纤(29)。
发明内容
技术课题
但是，现有技术1具有利用VCSEL芯片和光波导路之间的45°反射面的垂直排列结构，使用了高度支撑部件，因此，存在光损失问题、光耦合时产生偏离问题、难以实现低高度化而无法实现小型化的问题。
并且，现有技术1为了保护VCSEL芯片而使用密封液状树脂，因此，存在受到液状树脂膨胀的影响，光波导路无法正常实现光聚焦的问题。
并且，在现有技术1，制造工序中需要进行将光波导路加工到45°的加工工序，通过手工操作来微细地调整VCSEL芯片和光波导路之间的排列，因此，存在明显降低批量生产速度的问题。
另外，在现有技术2，通过电极垫和锡球来将VCSEL芯片安装在IC基板的侧面，因此，无法确保VCSEL芯片的固定，从而，存在VCSEL芯片物理性安装不稳定的问题。
并且，在现有技术2，利用粘贴剂将光波导路安装在VCSEL芯片的表面上，因此，无法确保光波导路的物理固定，从而，存在无法正常实现光聚焦的问题。
并且，在现有技术2，制造工序中利用pick-up装置来将VCSEL芯片安装于IC基板的侧面，无法确保工序可靠性，从而存在明显降低批量生产的问题。
另外，在现有技术3，使用了接地板(24)，与PCB不同，该接地板(24)为金属制，因此，无法形成用于连接及安装元件的配线。即、在现有技术3，通过引线接合工序来电连接接地板(24)上的Driver-IC(27)和外壳(21)侧面的电端子(22)，难以在实现小型化、低高度化的插头(20)上设置焊接线(28)，尤其当电端子(22)的销(pin)的数量变多时，无法进行引线接合工序。
并且，在现有技术3，在小尺寸的插头(20)的外壳(21)内部安装所有元件以及部件，设置焊接线(28)，因此，存在难以形成电端子(22)和接地端子(23)，工序难度较高，降低批量生产效率的问题。
并且，在现有技术3，将VCSEL芯片(26)放在由晶片(wafer)制成的散热基板(25)上后安装在接地板(24)的状态下，将光纤(29)放在接地板(24)上后与VCSEL芯片(26)进行光排列，无法在VCSEL芯片(26)部分固定光纤(29)，存在无法正常实现光聚焦的问题。
并且，在现有技术3，为了在插头(20)的外壳(21)内部确保元件安装空间，电端子(22)仅形成在外壳(21)外部侧壁上，因此，当与插座(30)连接时，无法提供双重双触点结构(即、1contact结构)，存在无法保证插头(20)和插座(30)的电接触的可靠性的问题。
并且，在现有技术3，将插头(20)连接于(插入)插座(30)，或者脱离(拔出)插座(30)时，插头上没有可手握的部分，从而操作较为困难。
本发明为了解决上述问题而提出，为了满足上述要求，提供一种保证低价格、小型化(高度/面积)以及批量生产性(制造简单，工序简单)，同时，确保光耦合的可靠性以及安装部件的物理稳定性，用于设备内薄板之间高速传输大容量数据的光电配线模块。
即、本发明的目的在于提供过一种具有低价高可靠性的制造工序，并且可以广泛是用于设备内薄板的能够实现常用化的光电配线模块，尤其，提供一种基于用于光对接耦合(butt-coupling)以及无源对准(passive-alignment)的水平排列结构的光学元件封装件(例如，VCSEL PKG、PD PKG)的光电配线模块。
本发明的目的并不限定于上述目的，对于未记载的本发明的其他目的以及优点可通过下面的说明了解，通过本发明的实施例变得更加明确。并且，本发明的目的以及优点可通过权利要求书中公开的手段及其组合来实现。
解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明提供光电配线模块，其特征在于包括：基板；安装于上述基板的框架；进行信号的光电转换或者电光转换的光学元件封装件；控制上述光学元件封装件的驱动的光控制元件；以及传输从上述光学元件封装件发射或者入射到上述光学元件封装件的光信号的光传输路径，其中，在上述框架上形成有电端子，上述光学元件封装件安装在上述框架上，上述光控制元件配置在上述框架的内部而安装于上述基板。
发明效果
根据如上述的本发明，无需进行其他加工可直接使用光电配线模块的元件以及部件，且因低价格及高可靠性，而可批量生产，将这些元件以及部件安装于基板的工序较为简单，能够提高制造速度确保批量生产。并且，无需进行光传输路径的反射面加工。
并且，根据本发明，光学元件封装件和光传输路径之间为水平排列结构，无需设置透镜、反射镜等其他部件，光学元件封装件和光传输路径能够以彼此靠近的状态光对接耦合(butt-coupling)，光学元件封装件和光传输路径相结合时，能够进行无源对准(passive-alignment)，而不是一边用计量装置测量一边进行位置调整等操作的主动对准，能够保证光耦合的可靠性，能够保证安装部件的物理稳定性等。
并且，本发明具有水平排列结构而不是垂直排列结构，因此，将光耦合时的偏离距离最小化，实现光学对准的可靠性。
并且，本发明将具有电连接器功能的框架安装在基板上，在框架内配置电部件和光部件，从而能够实现小型化以及低高度化。
并且，本发明可简单地适用于应用产品的内部薄板，可确保性能以及可靠性，因此，能够实现光电配线模块的产业化。
并且，本发明在连接插头和插座时，采用双触点结构，从而确保光电配线模块的电接触的可靠性。
并且，本发明未使用焊接线，因此，能够在插头形成多个微间距电端子销，能够形成与销的数量无关的插头形状的光电配线模块。
附图说明
图1是示出了用于设备内薄板之间连接的现有技术的光缆模块实施例的立体图。
图2是示出了用于设备内芯片之间连接的现有技术的光电转换模块实施例的立体图。
图3是示出了用于设备内薄板之间连接的现有技术的光电复合型连接器的实施例的立体图。
图4是示出了根据本发明的光电配线模块的实施例的立体图。
图5是图4所示的光电配线模块的分解图。
图6是用于说明本发明提供的光学元件封装件的立体图。
图7是用于说明发明的光电配线模块的制造工序的组装图。
图8是示出了适用本发明的光电配线模块的设备的说明图。
具体实施方式
通过下面的参照附图进行的详细说明能够进一步明确上述的目的、特征以及优点，因此，本领域技术人员能够简单地实施本发明的技术思想。并且，在实施本发明时，当判断为对与本发明有关的公知常识的具体说明有可能混淆本发明的主旨时，省略其详细说明。下面，参照附图详细说明根据本发明的优选实施例。
图4是示出了根据本发明的光电配线模块实施例的立体图，图5是图4所示的光电配线模块的分解图，图6是用于说明本发明提供的光学元件封装件的立体图，图7是用于说明本发明的光电配线模块的制造工序的组装图。
如图所示，本发明的光电配线模块包括形成有用于安装以及连接元件(部件)的配线和电极垫(未图示)的基板(41)、安装有接合(mating)于薄板上的插座(未图示)而可电连接的电端子(43)的框架(42)、控制光学元件封装件(45)的驱动的光控制元件(44)、进行信号的光电转换或者电光转换的光学元件封装件(45)、以及传输从光学元件封装件(45)发射或者入射到光学元件封装件(45)的光信号的光传输路径(46)。
在本发明的光电配线模块，光学元件封装件(45)安装在框架(42)，框架(42)以及光学元件封装件(45)安装在基板(41)上，通过该框架(42)底面的槽，光控制元件(44)安装于基板(41)上，从而一起安装在基板(41)上，光传输路径(46)插入安装于光学元件封装件(45)。即、在本发明的光电配线模块的基板(41)上安装有电部件(电端子43、光控制元件44)和光部件(光学元件封装件45)，电部件位于具有电连接连接器功能的框架(42)内。换言之，本发明具有“基板上插头内元件配置结构”。顺便说明一下，光控制元件(44)并不是安装于框架(42)，而是安装于基板(41)上，为此，在框架(42)的底面形成有供光控制元件(44)通过的槽。
如上所述，在本发明的光电配线模块，电端子(43)接合(mating)于薄板上的插座，用于设备内薄板之间的数据传输连接。即、本发明的框架(42)以及电端子(43)起到公知的电连接器(插头)的功能，并不限定于图示的形状以及结构。换言之，本发明的光电配线模块的电端子(43)以及框架(42)具有B2B(Board to Board)连接器的多种形状以及结构。
在上述框架(42)的两侧面的内壁以及外壁上安装有电连接于插座的电端子(43)，并且具有形成在其侧面的连接于电端子(43)的底面上的电引线(43a)。这样的框架(42)可以是塑料射出成型的，可通过公知的电连接器工序来进行制造。
尤其是，在本发明的框架(42)的两侧面的内壁以及外壁形成有电端子(43)，当接合于插座时，提供双触点结构，从而确保光电配线模块的电连接的可靠性，防止插头和插座之间的接合脱落。这是因为在框架(42)内部无需使用焊接线，因此可确保内部空间，能够以双触点结构形成电端子(43)。
上述基板(41)具有用于安装各种元件的配线以及电极垫。即、框架(42)的电端子(43)、电引线(43a)、光控制元件(44)以及光学元件封装件(45)通过基板(41)的配线电连接。在本发明中，基板(41)以单面PCB、双面PCB、多层PCB、FPC、IC基板、中介层(interposer)等具有绝缘特性的材料形成即可，优选采用高密度、小型化、可简单地形成电路的多层PCB。
在本发明中，作为基板采用PCB，而不是如现有技术3采用金属接地板，可简单地连接以及安装元件，不使用焊接线，因此，即使微间距的电端子(43)销(pin)的数量增加，也能够形成光电配线模块。即、在本发明中，通过回流焊(reflow)工序等将框架(42)的电引线(43a)和光控制元件(44)以及光学元件封装件(45)安装在基板(41)，而不是通过现有技术3的引线接合工序，由此实现电连接，因此，能够以小型化、低高度化尺寸的插头电连接器来构成光电配线模块，提高批量生产性。
并且，本发明的基板(41)起到插头手柄的功能。即、当将光电配线模块的框架(42)的电端子(43)接合(插入)插座(30)或者从插座(30)脱离(拔出)时，用手抓住基板(41)进行操作即可。并且，这样的基板(41)起到光电配线模块的外罩(盖子)功能，实现光控制元件(44)以及光学元件封装件(45)的外部遮挡作用。
另外，如在背景技术部分说明，本发明的光电配线模块具有发送部和接收部。例如，在设备内薄板之间高速传输大容量数据的光电配线模块，发送部安装于装载了CPU的主板上，接收部安装于显示薄板，在该发送部和接收部之间形成光传输路径。
本发明的光电配线模块的发送部和接收部的形状以及结构与图中示出的形状以及结构相同，只是发送部具有发光控制元件、发光元件封装件(例如，VCSEL封装件)，接收部具有光接收控制元件、光接收学元件封装件(例如，PD封装件)。
上述光控制元件(44)用于控制进行信号的光电转换(例如，在PD)或者电光转换(例如，在VCSEL)的光学元件封装件(45)的驱动，作为光控制元件，光电配线模块的发送部安装有发光控制元件，接收部安装有光接收控制元件。即、发光控制元件驱动并控制发光元件封装件，以便使通过第一电端子输入的电信号通过信号处理转换为光信号。这样的发光控制元件可由SerDes芯片、Driver-IC、电阻器等部件构成。
光接收控制元件驱动并控制光接收元件封装件，进行将从光传输路径输入的光信号转换为电信号的信号处理。这样的光接收控制元件可由TIA(Trans-impedanceAmplifier)、放大器、SerDes芯片等部件构成。上述光传输路径(46)能够以光波导路、光导纤维(例如，POF等)等构成，只要是作为光传输介质具有芯和包层(cladding)即可。
下面，参照图6具体说明光学元件封装件(45)。如图6所示，本发明的光学元件封装件(45)包括具有外部的开口部以及内部的空洞的外壳(51)、安装在该外壳(51)的引线(52)以及安装在该引线(52)的光元件芯片(53)。可以将上述的本发明的光学元件封装件称为“'Side View光学元件封装件”，对外壳和引线和光元件芯片进行封装，从而形成。
上述光元件芯片(53)横跨“F”字形状的两个引线(52)安装。该光元件芯片(53)是从该芯片表面发射光或者向该芯片表面入射光的部件，例如，可以是VCSEL等发光元件芯片或者PD等光接收元件芯片。即、VCSEL时的光元件芯片(53)将通过引线(52)从光控制元件(44)输入的电信号转换为光信号后朝其表面方向、即外壳(51)的开口部方向发射出去。该外壳(51)的开口部安装有光传输路径(46)，因此，从VCSEL发射的光输入到光传输路径(46)，这一点在后面说明。
上述引线(52)以安装有光元件芯片(53)的状态从外壳(51)的底面向外壳(51)的内部空洞插入安装。在上述引线(52)安装于外壳时，光元件芯片(53)位于外壳空洞的中央，光元件芯片(53)的发射面或者入射面方向朝外壳(51)的开口部。
并且，引线(52)的底面具有从外壳(51)突出的形状，在光学元件封装件(45)，其外壳(51)的上端面和引线(52)的上端面插入安装于形成在框架(42)的长度方向一端侧面的槽部。为了使光学元件封装件(45)固定安装在框架(42)的槽部，光学元件封装件(45)的引线(52)的一端部分优选为楔子形状。当光学元件封装件(45)安装在框架(42)时，光学元件封装件(45)的外壳(51)的底面相连安装固定于基板(41)上，光学元件封装件(45)的引线(52)的底面相连安装于基板(41)上的电极垫上。
上述引线(52)安装在基板(41)的电极垫上，因此，实现基板(41)和光元件芯片(53)之间连接，即、起到电信号配线功能，能够以金属导体材料等形成。
光传输路径(46)通过上述外壳(51)的开口部插入安装在内部空洞中。其中，在外壳(51)的内部空洞末端具有使光传输路径(46)停止插入的固定挡块。即、固定挡块形成在光传输路径(46)的末端(优选为末端的芯)插入到几乎接近光元件芯片(53)的发射面或者入射面的位置的外壳(51)内部空洞末端部分。
在本发明，外壳(51)可以以塑料射出成型物等构成，可以通过在制造该塑料射出成型物之后将光元件芯片(53)结合(bonding)安装于引线(52)的工序或者嵌入射出(insert molding)该塑料射出成型物和引线(52)以及光元件芯片(53)来进行安装的工序来制造封装件。
下面，详细说明本发明的光学元件封装件(45)和光传输路径(46)之间的光耦合。在光学元件封装件(45)的引线(52)安装在基板(41)的电极垫上的状态下，将光传输路径(46)的芯通过光学元件封装件(45)的外壳的开口部插入到挡块。这时，由于光学元件封装件(45)的外壳的挡块，光传输路径(46)的芯的末端安装至基本接近光学元件封装件(45)内部的光元件芯片(53)的发射面(或者入射面)的位置(例如，数十μm内的偏离距离)。
另外，向光学元件封装件(45)开口部周围或者/以及内部和光传输路径(46)末端周围填充透光性环氧树脂。由此补偿彼此偏离的光传输路径(46)的芯和光元件芯片的发射面(或者入射面)之间的光耦合，防止光传输路径(46)的芯摇晃，使其固定粘贴。其中，透光性环氧树脂优选使用具有与光传输路径(46)相似的折射率，且具有出色的透光性的聚合物系列的环氧树脂。例如，可以使用具有1.2～1.8的折射率，并且在光传输路径(46)的波长带具有80～95％的透光率的透光性环氧树脂。
附加性地，在上述外壳(51)的内部空洞中，在光传输路径(46)末端的芯和光元件芯片(53)的发射面或者入射面之间存在规定的偏离距离，为了光聚焦、即为了使光元件芯片(53)的光正确地从传输路径(46)的芯发射，可以将外壳(51)的内部形成为透镜功能的结构体形状，或者安装透镜。
如上所述，光传输路径(46)插入光学元件封装件(45)的外壳(51)内部，因此，防止光传输路径(46)摇晃，确保物理性固定，从而，能够确保光学对准可靠性。
在本发明中提供图6所示的光学元件封装件的理由如下：图6的光学元件封装件(45)安装于基板(41)上，其光元件芯片(53)的发射面或者入射面在上述基板(41)上配置在平行于上述光传输路径(46)的相同的轴上。即、光元件芯片(53)的发射方向(或者入射方向)和基板(41)的长度方向和光传输路径(46)的长度方向为相同的水平结构。
通常，VCSEL(Vertical Cavity Surface EmittingLaser：垂直共振腔面射型雷射)为DBR激光器的终端被弯曲的状态，与通常的LD不同，从表面发射光，而不是从侧面发射。即、VCSEL芯片的二极管安装在光电配线模块的基板上表面，向基板的上方发射光，为了与光传输路径实现光耦合，需要利用45°反射面，将路径改变为90°垂直的路径。换言之，无法将VCSEL芯片安装于基板上使其向放在基板上的光传输路径发射光，由此，如在现有技术中说明，当将VCSEL芯片安装在基板上表面或者基板侧面时存在很多问题。
另外，在公知的LED封装件中，光发射面的相反侧(即、芯片的二极管部分)形成有引线，因此，同样无法向放在基板上的光传输路径发射光。即、即使专用于具有LED封装件结构的光电配线模块中，也无法确保光耦合。
为此，在本发明中，为了在基板上表面将VCSEL芯片和光传输路径配置在平行的同一轴上，从而使其实现光耦合(注解：在本发明定义为“水平排列结构”)，提供了图6所示的光学元件封装件，由此实现光对接耦合(butt-coupling)以及无源对准(passive-alignment)。
在这里，VCSEL和PD具有相同的结构，因此，在本发明，PD也可以实现图6所示的光学元件封装件化。即、发光学元件封装件以及光接收元件封装件具有上述的光学元件封装件(45)的结构。其中，发光学元件封装件的发光元件芯片可以以具有指定波长带宽以及数～数十Gbps功能的VCSEL、LED等构成，优选采用VCSEL。光接收元件封装件的光接收元件芯片可以以PD等构成。
其次，参照图7说明光电配线模块的组装过程。利用塑料射出成型物和金属体来制造安装有电端子(43)以及电引线(43a)的框架(42)，对外壳(51)和引线(52)和光元件芯片(53)进行封装，制造光学元件封装件(45)。另外，将该光学元件封装件(45)安装在框架(42)。
之后，在将安装有光学元件封装件(45)的框架(42)和光控制元件(44)放在基板(41)上的状态下，进行安装元件的工序。即、将框架(42)的电引线(43a)以及光学元件封装件(45)的引线(52)安装在基板(41)上的对应的电极垫上。
在本发明中，当将框架(42)和光控制元件(44)安装于基板(41)时，单独或者同时通过倒装焊接(flip chipbonding)、SMT、回流(reflow)、引线接合(wirebonding)等中的任一工序或者选择性组合工序，安装在基板(41)上。优选地，将框架(42)和光控制元件(44)放在基板(41)上，进行一次回流焊工序，这时，考虑到回流温度，框架(42)以及外壳(51)优选为具有相对于温度的耐久性的塑料射出成型物。另外，在将框架(42)和光控制元件(44)安装在基板(41)上的状态下，将光传输路径(46)插入固定在光学元件封装件(45)。
如上所述的本发明的具有光学元件封装件和光传输路径之间的光耦合结构的光电配线模块具有如下优点：无需单独加工包括光学元件封装件等的光电配线模块的元件以及部件，可以直接使用，可以低成本高可靠性地投入批量生产，将这些元件以及部件安装于基板的工序较为简单，可以确保制造速度等批量生产性。并且，无需进行光传输路径的反射面加工工序。光学元件封装件和光传输路径之间为水平排列结构，无需设置透镜、反射镜等其他部件，光学元件封装件和光传输路径也可以彼此靠近实现光对接耦合(butt-coupling)，在光学元件封装件和光传输路径结合时，可进行无源对准(passive-alignment)而不是利用测量装置进行测量的同时调整位置的主动对准，从而能够确保光耦合的可靠性以及部件安装的物理稳定性。
采用水平排列结构而不是垂直排列结构，因此，实现光耦合偏离距离的最小化，实现光学对准的可靠性。将具有电连接器功能的框架安装在基板上，并在框架内配置电部件和光部件，从而能够实现小型化以及低高度化。可适用于应用产品内部的薄板，可以确保其性能以及可靠性，从而能够实现光电配线模块的产业化。
其次，参照图8说明本发明的光电配线模块装载于设备内从而用于设备内薄板之间数据传输连接的例子。图8是示出了适用本发明的光电配线模块的设备的说明图。如图所示，为了在设备内用于薄板之间的大容量数据的高速传输，光电配线模块安装在薄板。
对于设备内的光电配线模块，以智能手机中的CPU与显示之间的图像数据的传输为例进行说明。在设备内的光电配线模块，发送部(91)安装(装卸)在主板上，实现了电连接，从主板输出的电信号输入至发送部(91)的发光控制元件。另外，接收部(92)安装(装卸)在显示薄板，实现了电连接，从接收部(92)的光接收控制元件接收的电信号输入至显示薄板。
在上述的本发明的各种实施例中，以进行单一方向的数据传输的光电配线模块为例进行了说明，但是，可以在第一基板上同时形成收发部，在第二基板上同时形成收发部，从而形成进行双方向数据传输的光电配线模块，还可以在第一基板以及第二基板上分别形成多个收发部，即、光学元件封装件阵列，从而形成进行多信道双方向数据传输的光电配线模块。并且，在本发明的一实施例中，将光元件芯片封装在射出成型物外壳，形成了光学元件封装件，但是，可以将光元件(例如，VCSEL、PD)和光控制元件(例如，Driver-IC、TIA、SerDes)同时封装在射出成型物外壳。
通过上述说明，只要是本领域技术人员，即可理解在不脱离本发明的技术思想范围的情况下能够进行多种替换、变更及修改，本发明的技术范围并不限定于上述实施例以及图中记载的内容。

Claims (12)

1.一种光电配线模块，其特征在于包括：
基板；
安装在上述基板上的框架；
光学元件封装件，其进行信号的光电转换或者电光转换；
光控制元件，其用于控制上述光学元件封装件的驱动；以及
光传输路径，其用于传输从上述光学元件封装件发射出或者入射到上述光学元件封装件的光信号，
在上述框架上形成有电端子，上述光学元件封装件安装在上述框架，上述光控制元件配置在上述框架的内部后安装于上述基板。
2.根据权利要求1所述的光电配线模块，其特征在于，
在上述框架的内部底面形成有槽，上述光控制元件通过上述框架的内部底面的槽安装于上述基板的电极垫。
3.根据权利要求1所述的光电配线模块，其特征在于，
上述光学元件封装件安装于形成在上述框架的一侧下表面的槽，形成在上述框架下表面的电引线和形成在上述光学元件封装件的下表面的引线安装于上述基板的电极垫上。
4.根据权利要求1所述的光电配线模块，其特征在于，
上述框架的电端子、上述光控制元件以及上述光学元件封装件之间通过形成在上述基板上的配线来进行了电连接。
5.根据权利要求1所述的光电配线模块，其特征在于，
在上述框架的两侧面的内壁以及外壁形成有电连接于插座的上述电端子。
6.根据权利要求1所述的光电配线模块，其特征在于，
上述光学元件封装件包括：
插入有上述光传输路径的外壳；
横跨上述外壳的外部及内部安装的引线；以及
安装在上述外壳的内部的引线部分的光元件芯片。
7.根据权利要求6所述的光电配线模块，其特征在于，
上述引线从上述外壳的底面向内部空洞插入安装，上述光元件芯片安装在位于上述外壳的内部的空洞中央的上述引线部分。
8.根据权利要求6所述的光电配线模块，其特征在于，
上述外壳的外部的引线部分从上述外壳的底面突出，上述外壳的上端面和上述引线的上端面插入安装于形成在上述框架的一侧下表面的槽，从而上述外壳的外部的引线部分被安装在上述基板上。
9.根据权利要求8所述的光电配线模块，其特征在于，
为了使上述引线的上端面固定安装在上述框架的一侧下表面的槽内，上述引线的上端面的一端部分形成为楔子形状。
10.根据权利要求6所述的光电配线模块，其特征在于，
上述光传输路径通过上述外壳的开口部插入到内部空洞内，在上述外壳的内部空洞中的基本接近上述光元件芯片的发射面或者入射面的位置处形成有挡块，使得光传输路径停止插入。
11.根据权利要求1～10中的任意一项所述的光电配线模块，其特征在于，
上述光学元件封装件的上述光元件芯片的发射面或者入射面在上述基板上配置在平行于上述光传输路径的同一轴上。
12.根据权利要求1～10中的任意一项所述的光电配线模块，其特征在于，
上述框架的电引线及上述光学元件封装件的引线通过与上述基板上的电极垫之间的倒装焊接(flip chip bonding)、SMT、回流焊(reflow)和引线接合(wirebonding)中的任意一个工序来安装于上述基板。
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