CN107871789A - 收发一体式光电转换器 - Google Patents

收发一体式光电转换器 Download PDF

Info

Publication number
CN107871789A
CN107871789A CN201711323611.XA CN201711323611A CN107871789A CN 107871789 A CN107871789 A CN 107871789A CN 201711323611 A CN201711323611 A CN 201711323611A CN 107871789 A CN107871789 A CN 107871789A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
transmitting
chip
chip area
electrical converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711323611.XA
Other languages
English (en)
Inventor
刘向宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201711323611.XA priority Critical patent/CN107871789A/zh
Publication of CN107871789A publication Critical patent/CN107871789A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/12—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
    • H01L31/16—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources
    • H01L31/167—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources the light sources and the devices sensitive to radiation all being semiconductor devices characterised by potential barriers
    • H01L31/173—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources the light sources and the devices sensitive to radiation all being semiconductor devices characterised by potential barriers formed in, or on, a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0203—Containers; Encapsulations, e.g. encapsulation of photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L31/02325—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements not being integrated nor being directly associated with the device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

本发明公开了一种收发一体式光电转换器，其光电转换芯片包括光发射芯片区和光接收芯片区，且光发射芯片区和光接收芯片区为同一芯片一体式设计而成；在光发射芯片区附近设置有发光LED芯片，光电转换芯片以及发光LED芯片通过透明封装胶体一体封装，且在光接收芯片区以及发光LED芯片的垂直方向对应封装胶体位置处分别设有光接收孔以及光发射孔。该收发一体式光电转换器，通过光发射芯片区和光接收芯片区在一个芯片上一体制作，然后再一体封装；这样，整个芯片制作的规格尺寸较小可以降低制作成本和封装成本，以及减少来回制作和封装程序可能出现的系统误差；同时，光电转换器中只有一个光电转换芯片，可以减少装配工艺流程，提高了生产效率。

Description

收发一体式光电转换器
技术领域
本发明涉及光电转换领域，尤其涉及一种收发一体式光电转换器。
背景技术
现有光电转换器，一般都是在壳体支架上设置两个芯片，分别是光接收芯片和光发射芯片，且光接收芯片和光发射芯片分别是独立封装制作成光电器件。然而，这种独立封装制作得到的光接收/光发射芯片，存在下述几个问题：
1、在芯片制作过程中，这种不同的芯片需要各自独立镀膜、独立封装，制作工序复杂，且易出现制作误差；
2、两种芯片独立制作，组合使用后的整体外形尺寸较大，增加了制作成本；
3、在光电转换器的制作过程中，需要对这两个封装后的芯片进行独立组装，操作复杂且易出现虚焊。
发明内容
鉴于上述问题，本发明所要解决的问题在于提供一种可以降低制作成本、简化制作工序、降低制作误差的收发一体式光电转换器。
本发明的技术方案如下：
一种收发一体式光电转换器，包括壳体支架以及光纤卡夹，且光纤卡夹活动式插接在壳体支架上，在光纤卡夹上设有入光卡孔和出光卡孔；其中，在所述壳体支架内设有一光电转换芯片，该光电转换芯片包括光发射芯片区和光接收芯片区，且光发射芯片区和光接收芯片区为同一芯片一体式设计而成；在所述光发射芯片区附近设置有发光LED芯片，该发光LED芯片与光发射芯片区形成电连接；所述光电转换芯片以及发光LED芯片设置在一基板上、并通过透明封装胶体一体封装，且在所述光接收芯片区以及发光LED芯片的垂直方向对应封装胶体位置处分别设有光接收孔以及光发射孔；所述入光卡孔与光接收孔的中心轴重合，所述出光卡孔与光发射孔的中心轴重合。
所述收发一体式光电转换器，其中，在所述光发射孔以及光接收孔内分别设有第一聚光透镜和第二聚光透镜。
所述收发一体式光电转换器，其中，所述第一聚光透镜为双面凸透镜或者单平面单凸面透镜，以及所述第二聚光透镜为双面凸透镜或者单平面单凸面透镜。
所述收发一体式光电转换器，其中，所述发光LED芯片为蓝光LED芯片或红光LED芯片。
所述收发一体式光电转换器，其中，在所述光发射孔以及光接收孔内分别设有第一滤波片和第二滤波片，且第一滤波片设置在第一聚光透镜的表面，以及第二滤波片设置在第二聚光透镜的表面。
所述收发一体式光电转换器，其中，所述第一滤波片为蓝光滤波片或红光滤波片，以及所述第二滤波片为蓝光滤波片或红光滤波片。
所述收发一体式光电转换器，其中，在所述光发射芯片区与光接收芯片区之间设有一光隔离板。
所述收发一体式光电转换器，其中，所述光隔离板为球凹面状构造，且在球凹面处的表面设有光反射膜，所述凹面一侧位于光发射芯片区。
所述收发一体式光电转换器，其中，所述光隔离板为一平面，且在位于光发射芯片区一侧的表面设有光反射膜。
所述收发一体式光电转换器，其中，在所述光隔离板上设有光吸收膜层，该光吸收膜层位于所述光发射芯片区一侧。
本发明提供的收发一体式光电转换器，包括一个光转换芯片，该芯片包括光发射芯片区和光接收芯片区，是在一个芯片上一体制作，然后再一体封装；这样，整个芯片制作的规格尺寸较小，可以降低制作成本和封装成本，以及减少来回制作和封装程序可能出现的系统误差；同时，光电转换器中只有一个光电转换芯片，可以减少装配工艺流程，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明提供光电转换器的外形构造；
图2为本发明提供的光电转换芯片正面结构示意图；
图3为图2中A-A部截面结构示意图；
图4为双面凸透镜结构示意图；
图5为单平面单凸面透镜结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。
如图1、2和3所示，本发明提供的一种收发一体式光电转换器200，包括一个方框式的壳体支架210以及光纤卡夹220，光纤卡夹220活动式插接在壳体支架210上，这种活动插接方式可以是抽屉式的推拉式或者卡接式。本实施例中采用前者。
如图1所示，光纤卡夹210主要是用于插接光纤(图中未示出)，如，石英光纤、塑料光纤或者其它光纤；因此，在光纤卡夹210上设有入光卡孔221和出光卡孔222。入光卡孔221和出光卡孔222的孔径相一致，且与光纤的直径相适配。
如图2和3所示，在光电转换器200的壳体支架210内设有一光电转换芯片110，该光电转换芯片110包括光发射芯片区110b和光接收芯片区110a，即在一个光电转化芯片110上通过一体化镀膜设计后制得光发射芯片区110b和光接收芯片区110a；其中，光发射芯片区110b起到现有的光发射芯片的作用，为后面述及的发光LED芯片发光提供驱动电压，而光接收芯片区110a起到光电转化功能，即将光能转化为电能的作用。
如图2和3所示，在光发射芯片区110b附近设置起发光作用的发光LED芯片120，该发光LED芯片120通过导线121与光发射芯片区110b形成电连接；该发光LED芯片120在光发射芯片区110b的驱动下发光；光发射芯片区110b在接收到要传输的电信号后，将要传输的电信号转化为电压的变化，并为发光LED芯片120提供驱动电压，使发光LED芯片120发光，提供光电转化所需的光信号。
如图2和3所示，为了方便封装、固定以及与其他电子元器件配合使用；本发明中，光电转换芯片110以及发光LED芯片120被固定设置在一基板130上、并通过透明封装胶体140一体封装；基板130可以是PCB版、有机材质的BT(Bismaleimide Triazine)或者FR4等非陶瓷基板；根据需要选择何种类型的基板；同时，在基板130上设有若干个芯片脚131。封装时，需要在光接收芯片区110a以及发光LED芯片120的垂直方向对应封装胶体位置处分别设有光接收孔113以及光发射孔112；光接收孔113以及光发射孔112的孔径应分别根据光接收芯片区110a以及发光LED芯片120的直径而定；同时，为了防止或降低光在入射和出射光纤时损耗，入光卡孔221与光接收孔113的中心轴重合，且两者的孔径相一致；这样，光纤发出来的光则尽可能的通过光接收孔113被光接收芯片区110a所接收；出光卡孔222与光发射孔112的中心轴重合且两者的孔径相一致；这样，发光LED芯片120发射出的光则尽可能通过光发射孔112被光纤所接收后由光纤发射出去，以降低光损耗。
如图3、4和5所示，为了进一步汇聚光，提升光通量，上述收发一体式光电转换器200中，在光发射孔112以及光接收孔111内分别设有第一聚光透镜116和第二聚光透镜115；本实施例中，这两个聚光透镜是相同的，可以同时为双面凸透镜或者单平面单凸面透镜中的一种，并且透镜表面可采用镀膜工艺，增加光的通过率；当然，在其他实施例中，也可以不相同。
在上述收发一体式光电转换器200中，优选，发光LED芯片120为蓝光LED芯片或红光LED芯片。这样，可以采用蓝光或红光进行光信号传播，以降低光损耗，提升光传播距离。
如图3所示，上述收发一体式光电转换器200中，在光发射孔112内且位于发光LED芯片120的出光位置处设有第一滤波片114，该第一滤波片114位于第一聚光透镜116的表面；第一滤波片114可以是蓝光滤波片或红光滤波片，选择何种颜色的滤波片，需要根据发光LED芯片120而定；如果发光LED芯片120为红光LED芯片120，则选用红光滤波片；如果发光LED芯片120为蓝光LED芯片120，则选用蓝光滤波片。
相应地，在光接收孔111内也设有第二滤波片113，且该第二滤波片113设置在第二聚光透镜115的表面；第二滤波片113可以是蓝光滤波片或红光滤波片，选择何种颜色的滤波片，需要根据接收光的颜色而定如果接收光为红光，则选用红光滤波片；如果接收光为蓝光，则选用蓝光滤波片。
如图2和3所示，在收发一体式光电转换器200中，为防止光在光发射芯片区110b与光接收芯片区110a之间的相互干扰或污染，本实施例中还在两者之间设有一光隔离板101。
该光隔离板101可以是球凹面状构造，且在球凹面处的表面设有光反射膜，凹面一侧位于光发射芯片区110b；或者
光隔离板101为一平面，且在位于光发射芯片区110b一侧的表面设有光反射膜；或者。
在光隔离板101上设有光吸收膜层，该光吸收膜层位于光发射芯片区110b一侧。
应当理解的是，上述针对本发明较佳实施例的表述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种收发一体式光电转换器，包括壳体支架以及光纤卡夹，且光纤卡夹活动式插接在壳体支架上，在光纤卡夹上设有入光卡孔和出光卡孔；其特征在于，在所述壳体支架内设有一光电转换芯片，该光电转换芯片包括光发射芯片区和光接收芯片区，且光发射芯片区和光接收芯片区为同一芯片一体式设计而成；在所述光发射芯片区附近设置有发光LED芯片，该发光LED芯片与光发射芯片区形成电连接；所述光电转换芯片以及发光LED芯片设置在一基板上、并通过透明封装胶体一体封装，且在所述光接收芯片区以及发光LED芯片的垂直方向对应封装胶体位置处分别设有光接收孔以及光发射孔；所述入光卡孔与光接收孔的中心轴重合，所述出光卡孔与光发射孔的中心轴重合。
2.根据权利要求1所述的收发一体式光电转换器，其特征在于，在所述光发射孔以及光接收孔内分别设有第一聚光透镜和第二聚光透镜。
3.根据权利要求2所述的收发一体式光电转换器，其特征在于，所述第一聚光透镜为双面凸透镜或者单平面单凸面透镜，以及所述第二聚光透镜为双面凸透镜或者单平面单凸面透镜。
4.根据权利要求1至3任一所述的收发一体式光电转换器，其特征在于，所述发光LED芯片为蓝光LED芯片或红光LED芯片。
5.根据权利要求4所述的收发一体式光电转换器，其特征在于，在所述光发射孔以及光接收孔内分别设有第一滤波片和第二滤波片，且第一滤波片设置在第一聚光透镜的表面，以及第二滤波片设置在第二聚光透镜的表面。
6.根据权利要求5所述的收发一体式光电转换器，其特征在于，所述第一滤波片为蓝光滤波片或红光滤波，以及所述第二滤波片为蓝光滤波片或红光滤波片。
7.根据权利要求1所述的收发一体式光电转换器，其特征在于，在所述光发射芯片区与光接收芯片区之间设有一光隔离板。
8.根据权利要求7所述的收发一体式光电转换器，其特征在于，所述光隔离板为球凹面状构造，且在球凹面处的表面设有光反射膜，所述凹面一侧位于光发射芯片区。
9.根据权利要求7所述的收发一体式光电转换器，其特征在于，所述光隔离板为一平面，且在位于光发射芯片区一侧的表面设有光反射膜。
10.根据权利要求7所述的收发一体式光电转换器，其特征在于，在所述光隔离板上设有光吸收膜层，该光吸收膜层位于所述光发射芯片区一侧。
CN201711323611.XA 2017-12-13 2017-12-13 收发一体式光电转换器 Pending CN107871789A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711323611.XA CN107871789A (zh) 2017-12-13 2017-12-13 收发一体式光电转换器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711323611.XA CN107871789A (zh) 2017-12-13 2017-12-13 收发一体式光电转换器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107871789A true CN107871789A (zh) 2018-04-03

Family

ID=61755684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711323611.XA Pending CN107871789A (zh) 2017-12-13 2017-12-13 收发一体式光电转换器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107871789A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113161429A (zh) * 2020-01-20 2021-07-23 光宝光电(常州)有限公司 光电封装与光电封装的制作方法
CN113268159A (zh) * 2021-05-18 2021-08-17 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 基于led的显示触控面板
US11916155B2 (en) 2020-05-22 2024-02-27 Lite-On Opto Technology (Changzhou) Co., Ltd. Optoelectronic package having second encapsulant cover first encapsulant and photonic devices

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202275833U (zh) * 2011-09-27 2012-06-13 菱生精密工业股份有限公司 光学模块封装单元
CN103023825A (zh) * 2012-12-27 2013-04-03 山东大学 一种微型千兆以太网交换装置
CN104007521A (zh) * 2014-06-13 2014-08-27 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 光收发模块的结构和制作方法
US20150028358A1 (en) * 2013-07-25 2015-01-29 Lingsen Precision Industries, Ltd Package structure of an optical module
CN104332524A (zh) * 2014-08-26 2015-02-04 日月光半导体制造股份有限公司 电子装置、光学模块及其制造方法
CN104752416A (zh) * 2013-12-27 2015-07-01 菱生精密工业股份有限公司 具滤光层的微型光学封装结构及其制造方法
CN104952739A (zh) * 2014-03-31 2015-09-30 菱生精密工业股份有限公司 具有聚光结构的光学模块及其封装方法
CN204967827U (zh) * 2015-10-14 2016-01-13 天津瑞利通科技有限公司 一种可插拔的光纤接入模块
CN107153237A (zh) * 2017-06-20 2017-09-12 华中科技大学 一种多通道硅基波分复用高速光收发一体器件
CN207602579U (zh) * 2017-12-13 2018-07-10 刘向宁 收发一体式光电转换器

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202275833U (zh) * 2011-09-27 2012-06-13 菱生精密工业股份有限公司 光学模块封装单元
CN103023825A (zh) * 2012-12-27 2013-04-03 山东大学 一种微型千兆以太网交换装置
US20150028358A1 (en) * 2013-07-25 2015-01-29 Lingsen Precision Industries, Ltd Package structure of an optical module
CN104752416A (zh) * 2013-12-27 2015-07-01 菱生精密工业股份有限公司 具滤光层的微型光学封装结构及其制造方法
CN104952739A (zh) * 2014-03-31 2015-09-30 菱生精密工业股份有限公司 具有聚光结构的光学模块及其封装方法
CN104007521A (zh) * 2014-06-13 2014-08-27 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 光收发模块的结构和制作方法
CN104332524A (zh) * 2014-08-26 2015-02-04 日月光半导体制造股份有限公司 电子装置、光学模块及其制造方法
CN204967827U (zh) * 2015-10-14 2016-01-13 天津瑞利通科技有限公司 一种可插拔的光纤接入模块
CN107153237A (zh) * 2017-06-20 2017-09-12 华中科技大学 一种多通道硅基波分复用高速光收发一体器件
CN207602579U (zh) * 2017-12-13 2018-07-10 刘向宁 收发一体式光电转换器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113161429A (zh) * 2020-01-20 2021-07-23 光宝光电(常州)有限公司 光电封装与光电封装的制作方法
US11916155B2 (en) 2020-05-22 2024-02-27 Lite-On Opto Technology (Changzhou) Co., Ltd. Optoelectronic package having second encapsulant cover first encapsulant and photonic devices
CN113268159A (zh) * 2021-05-18 2021-08-17 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 基于led的显示触控面板

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100383573C (zh) 多光源照明系统
CN100416874C (zh) 采用发光二极管芯片的发光器件
CN100428507C (zh) 光发送器
CN107871789A (zh) 收发一体式光电转换器
WO2019105113A1 (zh) 光收发器件
CN104952739B (zh) 具有聚光结构的光学模块的封装方法
US20080048199A1 (en) Light emitting device and method of making the device
CN101551067B (zh) 采用cob技术和阵列化互连的白光led光源模块
CN106950658A (zh) 光收发组件
CN107342353A (zh) 一种聚焦紫外led封装结构及其制备方法
CN104126137A (zh) 用于光通信的装置和方法
CN103715340A (zh) 一种 led封装单元及其封装方法和阵列面光源
CN106462033A (zh) 包含磷转换led的反射器杯的阵列的闪光灯模块
CN103376517A (zh) 光耦合器及制造光耦合器的方法
CN105593990A (zh) 照明装置
CN102306648B (zh) 一种光耦合器
CN207602579U (zh) 收发一体式光电转换器
US20060145173A1 (en) Light emitting diode package and process of making the same
JP2003008065A (ja) Ｓｍｄ型光素子モジュールの製造方法
US20200287352A1 (en) Laser heating device for mounting led
CN114460698B (zh) 一种光发射模块
CN205899084U (zh) 一种混合集成多波长光发射组件
CN203466213U (zh) Led封装结构及灯具
US20130161657A1 (en) Light emitting diode package and method for making same
CN105782909B (zh) 采用光波导的激光照明光源

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180403

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication