CN112799180A - 光通讯模块及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

一种光通讯模块及其制作方法。光通讯模块包括电路板；光电元件，设置于上述电路板上；光纤连接器，设置于上述电路板上，且对应于上述光电元件；透明封装材料，覆盖于上述电路板、上述光电元件以及上述光纤连接器；以及电磁遮蔽层，覆盖于上述透明封装材料。利用透明封装材料来提供光通讯模块内的电子及光学元件的湿气以及灰塵的防护，且用以固定光纤连接器的位置。此外，利用电磁遮蔽层提供光通讯模块内的电子及光学元件的电磁防护。

Description

光通讯模块及其制作方法
技术领域
本发明有关于一种光通讯模块及其制作方法，尤指一种具有透明封装材料的光通讯模块及其制作方法。
背景技术
光纤通讯网路具有低传输损失、高数据保密性、优秀的抗干扰性，以及超大频宽等特性，已是现代主要的资讯通讯方式，其中，用于接受来自光纤网路的光讯号并将其转换成电讯号传输，及/或将电讯号转换成光讯号再藉由光纤网路向外传输的光通讯模块是光纤通讯技术中最重要的基础元件之一。
为了提高光通讯模块的使用寿命与信号的可靠性，于習知技术中会将光通讯模块于真空环境下进行组装，并将光通讯模块电路板、电子及光学元件密封于金属壳体内，来保持金属壳体内部于真空与其气密状态，进而可避免电子及光学元件因為湿气以及灰塵等的侵蝕而產生裂化。然而，却导致了制作成本上的增加。
此外，于真空的环境下，将光纤连接器焊接于金属壳体上，并使得光纤连接器的光纤对准于光学元件，进而增加了制作上的困难度。
发明内容
有鉴于此，在本发明中，利用透明封装材料来提供光通讯模块内的电子及光学元件的湿气以及灰塵的防护，且用以固定光纤连接器的位置。此外，利用电磁遮蔽层提供光通讯模块内的电子及光学元件的电磁防护。
本发明一实施例揭露一种光通讯模块，其特征在于，包括电路板；光电元件，设置于上述电路板上；光纤连接器，设置于上述电路板上，且对应于上述光电元件；透明封装材料，覆盖于上述电路板、上述光电元件以及上述光纤连接器；以及电磁遮蔽层，覆盖于上述透明封装材料。
根据本发明一实施例，光通讯模块更包括透镜组件，设置于上述光电元件以及上述光纤连接器之间，其中上述光电元件为光信号发射器，用以发射光束通过上述透镜组件的透镜至上述光纤连接器。
根据本发明一实施例，上述光信号发射器为分布式反馈激光器，且上述透镜组件黏贴于上述光信号发射器的发光面。
根据本发明一实施例，上述光电元件为光信号接收器，且光束经由上述光纤连接器的光纤射向上述光信号接收器。
根据本发明一实施例，光通讯模块更包括多个芯片，设置于上述电路板上，其中上述电路板包括绝缘基板以及设置于上述绝缘基板上的电路层，上述绝缘基板由导热材料所制成，且上述芯片经由导线电性连接于上述电路层。
根据本发明一实施例，上述绝缘基板为陶瓷基板，且上述芯片包括控制芯片以及检光芯片。
根据本发明一实施例，光通讯模块更包括一调整座，设置于上述电路板上，且上述光纤连接器设置于上述调整座上。
本发明一实施例揭露一种光通讯模块的制作方法，其特征在于，包括设置多个芯片以及光电元件至电路板上；设置光纤连接器至上述电路板上；填充透明封装材料于上述电路板、上述芯片、上述光电元件以及上述光纤连接器上；以及形成电磁遮蔽层覆盖于上述透明封装材料。
根据本发明一实施例，光通讯模块的制作方法更包括设置透镜组件至光电元件的一侧。
根据本发明一实施例，光通讯模块的制作方法更包括设置调整座于上述电路板以及上述光纤连接器之间，且藉由上述调整座使得上述光纤连接器的光纤对准于上述透镜组件的透镜的中心。
附图说明
图1为根据本发明的第一实施例的光通讯模块的示意图。
图2为根据本发明的第一实施例的光通讯模块的立体图，其中为了清楚的目的，于图2中省略的部份的元件。
图3为根据本发明的第二实施例的光通讯模块的示意图。
图4为根据本发明一实施例的光通讯模块的制作方法的流程图。
图5A至图5D为本发明的光通讯模块制程中间阶段的示意图。
主要元件符号说明
光通讯模块 1
电路板 10
绝缘基板 11
电路层 12
讯号线 20
芯片 30
控制芯片 31
检光芯片 32
光电元件 40
光纤连接器 50
光纤 51
透镜组件 60
透镜座 61
透镜 62
透明封装材料 70
电磁遮蔽层 80
调整座 A1
导线 W1
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图与实施例对本发明进一步的详细描述，应当理解，本发明提供许多可供应用的创作概念，其可以多种特定型式实施。文中所举例讨论的特定实施例仅为制造与使用本发明的特定方式，非用以限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本发明，不代表所讨论的不同实施例及/或结构的间具有任何关连性。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
图1为根据本发明的第一实施例的光通讯模块1的示意图。光通讯模块1可用以安装于电子装置(图未示)内，以使得电子装置可接收及/或发送光讯号。上述电子装置可为个人电脑、服务器(server)、或路由器(router)，但并不于以限制。光通讯模块1可为光接收模块、光发送模块，或是光收发模块。光接收模块可用以接收光讯号，并可将光讯号转换为电讯号传送于电子装置。光发送模块可用以接收电子装置的电讯号转换为光讯号，且将光讯号经由光纤51传送至远端。光收发模块整合光接收模块以及光发送模块的功能，可用以接收以及发送光讯号。
图2为根据本发明的第一实施例的光通讯模块1的立体图，其中为了清楚的目的，于图2中省略的部份的元件。于本实施中，光通讯模块1可为光发送模块，但並不以此為限。光通讯模块1可包括一电路板10、一讯号线20、多个芯片30、一光电元件40、一光纤连接器50、透镜组件60、透明封装材料70、以及电磁遮蔽层80。电路板10可为硬式电路板(RigidPCB,RPC)。电路板10包括绝缘基板11以及电路层12。绝缘基板11可由导热材料所制成，且可由刚性材料所制成。于本实施例中，绝缘基板11可为陶瓷基板，但并不以此为限。电路层12设置于绝缘基板11上，且由导电材料所制成。于本实施例中，绝缘基板11的厚度大于电路层12的厚度的三倍。绝缘基板11的厚度以及电路层12的厚度于相同的方向上测量。
讯号线20的一端连接于电路板10的电路层12，另一端可连接于电子装置的主板(图未示)。于一些实施例中，讯号线20可为软式电路板(Flexible Printed Circuit,FPC)。讯号线20可经由焊接的方式连接于电路层12及/或主板。于一些实施例中，讯号线20可经由电连接器(图未示)连接于电路层12及/或主板。
芯片30设置于电路板10的上表面上。于本实施例中，芯片30经由板上芯片(Chipson Board,COB)封裝的方式设置于电路板10上。芯片30可黏贴于绝缘基板11，且芯片30经由导线W1电性连接于电路层12。
于本实施例中，芯片30可包括控制芯片31以及检光(Monitor PhotoDiode,MPD)芯片32，但并不以此为限。控制芯片31可用以驱动光电元件40。于本实施例中，控制芯片31可依据电讯号驱动光电元件40产生光束，以使光束带有光讯号。检光芯片32可用以检测光电元件40产生光束的功率等参数。
光电元件40设置于电路板10的上表面上。于本实施例中，光电元件40可黏贴于绝缘基板11，且光电元件40可经由导线W1电性连接于电路层12以及检光芯片32。于本实施例中，光电元件40为光信号发射器，用以发射光束。上述光信号发射器可为分布式反馈激光器(DFB Laser)，用以发射激光。于一些实施例中，上述光信号发射器为发光二极管(LED)，作为光源产生光束。
光纤连接器50设置于电路板10的上表面上，且对应于光电元件40。光纤连接器50可包括光纤51。光纤51的端面朝向透镜组件60以及光电元件40。光纤连接器50以及讯号线20位于电路板10的两相反侧。于本实施例中，光通讯模块1更包括调整座A1，位于电路板10以及光纤连接器50之间。
透镜组件60设置于光电元件40以及光纤连接器50之间。透镜组件60包括一透镜座61以及一透镜62。透镜组件60的透镜座61可黏贴于光信号发射器(光电元件40)的发光面。透镜62可为凸透镜，用以聚焦光电元件40所产生的光束至光纤51的端面。透镜62设置于透镜座61内。透镜62的光轴通过透镜62的中心、光纤51的端面、以及光电元件40。换句话说，光纤51的端面朝向透镜62的中心。于本实施例中，光电元件40为光信号发射器，用以发射光束通过透镜组件60的透镜62至光纤连接器50的光纤51。
透明封装材料70覆盖于电路板10、芯片30、光电元件40、光纤连接器50、以及透镜组件60。换句话说，透明封装材料70填充于芯片30、光电元件40、光纤连接器50、以及透镜组件60之间以及周围，以使芯片30、光电元件40、光纤连接器50、以及透镜组件60埋入透明封装材料70内，并与环境的空气及水汽隔绝。透明封装材料70可包括环氧树酯等，但并不以此为限。透明封装材料70覆盖电路板10的上表面超过70％、80％或90％以上的面积。
因此，于本揭露中，可藉由透明封装材料70提供设置于电路板10上的芯片30、光电元件40以及透镜组件60等元件的湿气以及灰塵防护，进而可提高光通讯模块1的使用寿命与信号的可靠性。此外，藉由透明封装材料70可使得光通讯模块1不需要于真空环镜下进行组装，进而降低了光通讯模块1的制作成本。
电磁遮蔽层80覆盖于透明封装材料70。于本实施例中，电磁遮蔽层80亦覆盖于绝缘基板11的背面。电磁遮蔽层80可包括金属材料，但并不以此为限。于本实施例中，电磁遮蔽层80可经由金屬濺鍍(Metal Sputtering)的方式沈積(Deposition)于透明封装材料70以及绝缘基板11的外表面，进而可提供设置于电路板10上的芯片30以及光电元件40等元件的电磁防护，并可降低光通讯模块1的制作成本以及体积。于本实施例中，电磁遮蔽层80覆盖透明封装材料70超过80％或90％以上的表面积。电磁遮蔽层80可覆盖绝缘基板11的背面超过80％或90％以上的面积。
图3为根据本发明的第二实施例的光通讯模块1的示意图。于本实施中，光通讯模块1可为光接收模块。于第二实施例中，光通讯模块1可不包括透镜组件60。光纤51的端面朝向光电元件40。光电元件40为光信号接收器，且光束经由光纤51射向光信号接收器。控制芯片31可驱动光电元件40接收光束，并将光束的光讯号转换为电讯号，且电讯号经由讯号线20传送至电子装置。检光芯片32可用以检测光束的功率等参数。
于一些实施例中，依据图1的第一实施例以及图3的第二实施例，可将光发送模块以及光接收模块整合为光收发模块，使光通讯模块1具有接收以及发送光讯号的功能，于此不另加详细说明。
图4为根据本发明一实施例的光通讯模块1的制作方法的流程图。图5A至图5D为本发明的光通讯模块1制程中间阶段的示意图。于图5A至图5D中以第一实施例作为例子。然而，本发明的光通讯模块1的制作方法可应用于图3的第二实施例以及光收发模块的实施例。
于步骤S101中，如图5A所示，可利用板上芯片(COB)封裝的方式设置多个芯片30以及光电元件40至电路板10的绝缘基板11上。芯片30以及光电元件40可经由导线W1电性连接于电路板10的电路层12。此外，可将讯号线20经由焊机等方式连接于电路层12。
如图5B所示，于第一实施例中，光电元件40为光信号发射器，且透镜组件60可以黏胶直接贴附于光电元件40的发光面。因此，透镜62的中心可精准的调整至光束于发光面上的中心，进而可提高光讯号的可靠性。此外，藉由透镜62接触或临近于发光面可降低光束的损耗率。
于步骤S103中，如图5C所示，设置光纤连接器50至电路板10上。将光纤连接器50设置至电路板10上时可先将调整座A1设置于电路板10的绝缘基板11上，再将光纤连接器50设置于调整座A1上。光纤连接器50可藉由调整座A1来使得光纤连接器50的光纤51对准于透镜62的中心，且可藉由调整座A1固定光纤连接器50相对于电路板10以及透镜62的位置。
于步骤S105中，如图5D所示，填充透明封装材料70于电路板10、芯片30、光电元件40、透镜组件60以及光纤连接器50上。换句话说，电路板10、芯片30、光电元件40、光纤连接器50的部份、以及透镜组件60埋入透明封装材料70内，因此，本揭露可藉由透明封装材料70提供湿气以及灰塵防护的功能，进而可提高光通讯模块1的使用寿命与信号的可靠性。此外，于本揭露中可藉由透明封装材料70固定光纤连接器50以及透镜组件60之间的相对位置，进而可简化光通讯模块1制作上的困难度。
于步骤S107中，如图1所示，经由金屬濺鍍的方式沈積电磁遮蔽层80至透明封装材料70以及绝缘基板11的外表面进而提供芯片30以及光电元件40的电磁防护。
综上所述，藉由本发明的光通讯模块可利用透明封装材料对设置于电路板上的元件提供湿气以及灰塵防护，进而可提高光通讯模块的使用寿命与信号的可靠性，并可降低光通讯模块的制作成本。透明封装材料可用来固定光纤电连接器的位置，进而降低光通讯模块制作的困难度。此外，本发明利用电磁遮蔽层对电路板上的元件提供电磁防护，进而可降低光通讯模块的制作成本以及体积。
对本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的创作方案和创作构思结合生成的实际需要做出其他相应的改变或调整，而这些改变和调整都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种光通讯模块，其特征在于，包括：
电路板；
光电元件，设置于上述电路板上；
光纤连接器，设置于上述电路板上，且对应于上述光电元件；
透明封装材料，覆盖于上述电路板、上述光电元件以及上述光纤连接器；以及
电磁遮蔽层，覆盖于上述透明封装材料。
2.如权利要求1所述的光通讯模块，其特征在于，更包括透镜组件，设置于上述光电元件以及上述光纤连接器之间，其中上述光电元件为光信号发射器，用以发射光束通过上述透镜组件的透镜至上述光纤连接器。
3.如权利要求2所述的光通讯模块，其特征在于，上述光信号发射器为分布式反馈激光器，且上述透镜组件黏贴于上述光信号发射器的发光面。
4.如权利要求1所述的光通讯模块，其特征在于，上述光电元件为光信号接收器，且光束经由上述光纤连接器的光纤射向上述光信号接收器。
5.如权利要求1所述的光通讯模块，其特征在于，更包括多个芯片，设置于上述电路板上，其中上述电路板包括绝缘基板以及设置于上述绝缘基板上的电路层，上述绝缘基板由导热材料所制成，且上述芯片经由导线电性连接于上述电路层。
6.如权利要求5所述的光通讯模块，其特征在于，上述绝缘基板为陶瓷基板，且上述芯片包括控制芯片以及检光芯片。
7.如权利要求1所述的光通讯模块，其特征在于，更包括一调整座，设置于上述电路板上，且上述光纤连接器设置于上述调整座上。
8.一种光通讯模块的制作方法，其特征在于，包括：
设置多个芯片以及光电元件至电路板上；
设置光纤连接器至上述电路板上；
填充透明封装材料于上述电路板、上述芯片、上述光电元件以及上述光纤连接器上；以及
形成电磁遮蔽层覆盖于上述透明封装材料。
9.如权利要求8所述的光通讯模块的制作方法，其特征在于，设置透镜组件至光电元件的一侧。
10.如权利要求9所述的光通讯模块的制作方法，其特征在于，设置调整座于上述电路板以及上述光纤连接器之间，且藉由上述调整座使得上述光纤连接器的光纤对准于上述透镜组件的透镜的中心。
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