CN113841075B - 连接器插头及利用其的有源光缆组装体 - Google Patents

连接器插头及利用其的有源光缆组装体 Download PDF

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Abstract

本发明涉及如下的光连接器插头及其的制作方法，即，可利用形成于光器件模块的一面的光纤对准引导部件和光学部件对准引导槽来将光纤和光学部件对准在光器件并组装，从而可以轻松进行光器件和光学部件的无源对准(Passive Alignment)。本发明的连接器插头的特征在于，包括：光器件模块，具有发生光信号或接收光信号的光引擎(light engine)；光纤对准引导部件，形成于上述光器件模块的一面，形成用于放置光纤的光纤插入通道；以及光学部件，放置于光学部件对准引导槽，上述光学部件对准引导槽在上述光器件模块的一面与光纤对准引导部件相邻，上述光引擎包括：光器件，在上述光器件模块的一面与光学部件相邻，沿着水平方向发射光信号或者接收光信号；以及光集成电路(IC)，设置于上述光器件模块的内部，用于控制上述光器件。

Description

连接器插头及利用其的有源光缆组装体
技术领域
本发明涉及连接器插头，更具体地，涉及如下的连接器插头及利用其的有源光缆(AOC)组装体，即，可利用形成于光器件模块的一面的光纤对准引导部件和光学部件对准引导槽来将光纤和光学部件对准在光器件并组装，从而可以轻松进行光器件和光学部件的无源对准(Passive Alignment)。
背景技术
光引擎(optical engine)通常用于高速传输数据。光引擎包括硬件，上述硬件将电信号转换成光信号，传输上述光信号，接收光信号，并将光信号再次转换成电信号。当电信号用于调制如激光的光源装置时，电信号转换成光信号。来自光源的光与如光纤的发送介质相结合。借助多种光发送介质来通过光网络并到达其目的地之后，光与如探测器的接收装置相结合。探测器为了通过数字处理信号来使用而基于所接收的光信号来发生电信号。
光通信系统普遍用于在如电通信系统及数据通信系统的多种系统中发送数据。电通信系统普遍执行从数英里到数千英里范围内的宽广地理距离内的数据发送。数据通信普遍包括通过数据中心的数据发送。这种系统普遍执行从数米到数百米范围的数据发送。用于将电信号以光信号传输，将光信号传递到如光缆的光发送介质的结合组件的价格昂贵。由于这种昂贵费用，光发送系统一般作为远距离传输大量数据的网络的中枢使用。
另一方面，当前的计算机平台架构设计可以涵盖多种不同的接口以连接一个设备与另一个设备。这些接口向计算设备及周边设备提供输入输出，为了提供输入输出而可以使用多种协议和标准。不同接口为了提供接口而可以使用不同的硬件结构。例如，通常，当前的计算机系统包括具有对应连接接口的多重端口，在连接多个设备的电缆的端部通过连接器及插头执行。
普遍的连接器形态如下，即，具有多个相关通用串行总线插头接口的通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)子系统、显示端口(DisplayPort)、高清多媒体接口(HDMI，High Definition Multimedia Interface)、火线(Firewire)(由IEEE 1394规定)或其他连接器形态。
并且，例如，如利用机顶盒的UHD电视(TV)，在需要向分离的2个装置之间超高速传输大容量数据的情况下，需要电及光输入输出接口连接器。
进而，在UHD电视的内部，在板与板之间需要超高速收发大容量数据的情况下，需要小型且以1mm的厚度薄型化的光接口连接器。
即，在TV等中，为了满足薄的形状因子(form factor)并实现高速传输，有源光缆(AOC，Active Optical Cable)连接器的尺寸或内置于有源光缆的光引擎(opticalengine)的尺寸需要为极薄的1mm以下。但是，现有的有源光缆在印刷电路板(PCB)上以焊接或板上芯片(COB，Chip On Board)形态封装，因此，很难实现薄的厚度。
满足这种要求事项的有源光缆当前以昂贵的价格供给，在这种昂贵价格中的大部分为因印刷电路板、光器件(PD/VCSEL)光学部件(透镜或镜子)、光纤(optical fiber)之间的不准确对准(alignment)而追加的有源对准(active alignment)费用，因此，需要大量的费用来形成及组装用于无源对准的准确结构。
并且，为了数十Giga～100G以上的高速互联(interconnection)而需要解决因光器件(PD/VCSEL)的线焊(wire-bonding)而发生的性能降低问题。
韩国公开专利公报第10-2014-0059869号(专利文献1)公开了如下的输入输出(I/O)装置，即，包括电输入输出接口及光输入输出接口，上述光输入输出接口包括：输入输出连接器，包括至少一个光透镜；至少一个光纤，第一端部终止于上述输入输出连接器，与上述至少一个光透镜光学连接；以及收发器模块，将光信号转换成电信号，包括至少一个透镜，上述至少一个光纤的第二端部终止于上述收发器模块，上述输入输出接口及上述收发器模块并不接触。
在专利文献1的输入输出装置中，光引擎等的光器件和多个驱动芯片利用印刷电路板组装，从而很难实现可以谋求高准确度和生产性的自动化，且很难实现小型化和薄型化。
通常，光通信模块(module)包括：机械装置，可用于固定传输光信号的光缆；光器件，将从光缆传输的光信号转换成电信号或者将电信号转换成需要向光缆传输的光信号；以及接口(interface)电路，用于与这种光器件收发信息。
在现有的光通信模块中，光缆固定部件及光器件、接口电路芯片需要分别通过单独的过程在电路板中相互隔开配置，因此，电路板所占据的面积扩大，制作过程也变得复杂，并且，光器件所提供的电信号通过形成于电路板的导电条向光电电路提供，因此，电信号也有可能劣化。
发明内容
技术问题
因此，本发明为了解决上述问题而提出，本发明的一目的在于，提供如下的连接器插头及利用其的有源光缆组装体，即，可利用形成于光器件模块的一面的光纤对准引导部件和光学部件对准引导槽来将光纤和光学部件对准在光器件并组装，从而可以轻松进行光器件和光学部件的无源对准(Passive Alignment)。
本发明的再一目的在于，提供如下的连接器插头及利用其的有源光缆组装体，即，具有光器件模块、光纤及光学部件的组装体可通过最少限度的结构部件和组装工序结合的简单结构。
本发明的另一目的在于，提供如下的连接器插头及利用其的有源光缆组装体，即，在光器件模块的一面，使用光纤对准引导部件来将开放(open)结构的光纤组装通道形成为一体，通过组装光纤，即使使用个别光学部件，光器件与光学部件之间的对准、光学部件与光纤之间的对准也可以利用无源对准技术，在没有错误对准的情况下具有高准确度。
本发明还有一目的在于，提供如下的连接器插头及利用其的有源光缆组装体，即，在系统封装(SIP，System In Package)形态的光器件模块，将开放结构的光纤组装通道形成为一体，从而，可以将光引擎封装成单一芯片或单一器件。
本发明的又一目的在于，提供如下的有源光缆组装体，即，可以超高速收发大容量数据，可实现小型且厚度为1mm的薄型化结构，可通过低廉的费用制作。
本发明的又一目的在于，提供如下的有源光缆组装体，即，解决因当使用系统封装形态的光器件模块时，在成型过程中，芯片脱离预定位置并移动(drift)而导致对准精密度降低的问题，使用光从光器件向水平(lateral)方向发射的边缘发射激光二极管(EdgeEmitting Laser Diode)，而并非向垂直(vertical)方向发射。
技术方案
本发明一实施例的连接器插头的特征在于，包括：光器件模块，具有发生光信号或接收光信号的光引擎(light engine)；光纤对准引导部件，形成于上述光器件模块的一面，形成用于放置光纤的光纤插入通道；以及光学部件，放置于光学部件对准引导槽，上述光学部件对准引导槽在上述光器件模块的一面与光纤对准引导部件相邻，上述光引擎包括：光器件，在上述光器件模块的一面与光学部件相邻，沿着水平方向发射光信号或者接收光信号；以及光集成电路(IC)，设置于上述光器件模块的内部，用于控制上述光器件。
本发明还可包括配线层，形成于上述光器件模块的一面，上述配线层具有第一垂直导电路径部件及第二垂直导电路径部件，以连接光集成电路与光器件，上述光纤对准引导部件和光学部件对准引导槽可形成于配线层的上部。
在上述光器件中，形成于上部面的第一连接焊盘可通过焊接线与上述第一垂直导电路径部件相连接，形成于上述光器件的下部面的第二连接焊盘可直接与第二垂直导电路径部件相连接。并且，在上述光器件中，形成于下部面的第一连接焊盘及第二连接焊盘可直接与上述第一垂直导电路径部件及第二垂直导电路径部件相连接。
在本发明的连接器插头中，上述配线层还可包括用于向外部引出上述光集成电路的输出端子的配线图案，上述配线图案与上述光学部件和形成于上述光器件模块的另一面的外部联接端子中的一个相连接。
上述光学部件可由处理从上述光器件发生的光信号或者改变光路径的阵列波导光栅(AWG，Arrayed Waveguide Grating)形成，当从上述光器件传输光信号时，上述阵列波导光栅多路复用可从多个光器件发生的不同波长的光，当接收光信号时可进行多路分解。
上述阵列波导光栅可包括：芯部，由高折射率(High Refractive Index)物质形成；以及保护层，包围上述芯部，由低折射率(Low Refractive Index)物质形成，可在上述芯部与保护层的边界面实现内部全反射(Total Internal Reflection)。
并且，本发明的连接器插头还可包括透镜，配置于上述光器件与光学部件之间，通过控制从光器件发生的光信号的路径来使其集束在上述光学部件的芯部。
本发明另一实施例的连接器插头的特征在于，包括：光器件，沿着水平方向发射光信号或者接收光信号；光集成电路，用于控制上述光器件；光器件模块，用于安装上述光器件和光集成电路；光纤对准引导部件，形成于上述光器件模块的一面，具有用于放置光纤的光纤插入通道；光学部件，放置于在上述光器件模块的一面与光纤对准引导部件相邻的光学部件对准引导槽；以及导电路径，设置于上述光器件模块，用于电连接上述光集成电路与上述光器件。
在此情况下，上述光学部件可由处理从上述光器件发生的光信号或者改变光路径的阵列波导光栅形成，当从上述光器件传输光信号时，上述阵列波导光栅多路复用可从多个光器件发生的不同波长的光，当接收光信号时可进行多路分解。
发明的效果
通常，可实现数十Giga～100G以上的高速传输的有源光缆连接器需要小型且以1mm的厚度薄型化的光接口连接器，为了满足合理的制作费用，在印刷电路板、光器件(PD/VCSEL)、光学部件(透镜或镜子)、光纤(optical fiber)之间使用无源对准并且不能发生错误对准(Mis-alignment)。
在本发明中，为了组装光纤及光学部件而在封装的一面形成为一体的精密的引导结构物起到光学台(Optical Bench)作用，以使组装体在没有错误对准的情况下具有高准确度。
并且，在本发明中，通过利用半导体制作工序的扇出晶圆级封装(FOWLP，Fan OutWafer Level Package)方式，不使用基板，而是通过封装光器件和驱动芯片来将光器件模块以现有的1/16左右的超小型实现。
并且，在本发明中，在系统封装(SIP，System In Package)形态的光器件模块，开放结构的光纤组装通道形成为一体，从而可以将光引擎封装成单一芯片或单一器件。
在本发明中，作为拾放型(Pick&Place type)，可以具有能够在封装的光纤组装通道中自动组装光纤的结构。
并且，在本发明中，可以提供能够实现超高速收发大容量数据，小型且以1mm的厚度薄型化的有源光缆组装体(光接口连接器)。
在本发明中，实现可以在终端的交合端口物理拆装的结合，同时，通过设置于交合端口的接口实现电输入输出接口或光接口。
并且，在本发明中，可具有由焊球型成的外部联接端子，可以执行板(PCB)与板之间、芯片(chip)与芯片之间、板与芯片之间、板与周边装置之间的超高速大容量数据传输。
本发明的连接器插头为一同具有电光转换功能和光电转换功能的应答器(transponder)芯片，能够以系统封装(SiP)、系统芯片(SOC，System on Chip)、系统板(SoB，System on Board)、堆叠封装(PoP，Package on Package)中的一种形态实现封装。
并且，在本发明中，有源光缆能够以满足迷你显示器端口、标准显示器端口、迷你通用串行总线、标准通用串行总线、高速串行计算机扩展总线标准(PCIe)、IEEE 1394火线、雷电接口(Thunderbolt)、闪电接口(lightning)、高清多媒体接口(HDMI)、QSFP、SFP、CFP等的数据传输标准规格的方式实现外部连接端子。
在本发明中，解决因当使用系统封装形态的光器件模块时，在成型过程中，芯片脱离预定位置并移动(drift)而导致对准精密度降低的问题，使用光从光器件向水平(lateral)方向发射的边缘发射激光二极管(Edge Emitting Laser Diode)，而并非向垂直(vertical)方向发射。
附图说明
图1为示出利用本发明的有源光缆组装体来构成的光通信系统的简要框图。
图2a至图2c分别为示出根据本发明第一实施例的在光器件模块的一面安装光器件、光学部件、光纤的连接器插头的俯视图、剖视图及侧视图。
图3为示出本发明第一实施例的变形例的连接器插头的剖视图。
图4为示出根据本发明第二实施例的在光器件模块的一面安装光器件、光学部件、阵列波导光栅、光纤的连接器插头的剖视图。
图5a至图5c分别为示出本发明第二实施例的连接器插头的俯视图、剖视图及侧视图。
图6a为示出本发明的光器件与光器件模块之间的导电路径的变形例的连接器插头的剖视图。
图6b及图6c分别为在本发明的光器件与光器件模块之间的具有散热功能的导电路径的变形例的连接器插头的剖视图。
图7为示出本发明的光学部件与光器件模块之间的具有导电路径的变形例的连接器插头的剖视图。
图8为示出根据本发明第三实施例的光波导器件在光器件模块的一面形成为一体的连接器插头的剖视图。
图9为示出并未在本发明的光器件模块的一面形成光纤对准引导部件而是安装光纤的变形例的连接器插头的剖视图。
图10为示出利用光纤安装块来在本发明的光器件模块的一面安装光纤的变形例的连接器插头的剖视图。
图11为示出根据本发明第四实施例的在光器件模块的一面不存在阵列波导光栅而是安装光器件、球型光学部件、光纤的连接器插头的剖视图。
图12a至图12h为用于说明通过扇出晶圆级封装方式制作本发明第一实施例的连接器插头的光器件模块的方法的工序剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明的实施例。在此过程中，为了说明的明确性及便利性，图中所示的结构要素的尺寸或形状等可以放大示出。
因将电信号转换成光信号且将光信号转换成电信号的器件的价格，光通信系统通常在网络中作为中枢使用。但是，光通信系统可以向计算机通信提供多种优点。计算机通信是指从数厘米至数百厘米范围内的通信。
在本发明中不仅公开可在位于远距离的终端与终端之间的光通信所使用的光通信系统，还公开可适用于计算机通信的系统。
光系统可以使用将光纤联接在光引擎(Optical Engine)的半导体封装。光电器件为发光装置或光接收装置。作为发光装置的一例为分布式反馈激光器(DFB，DistributedFeedback Laser)。光接收装置的一例为光电二极管(PD，Photodiode)。
驱动电路(即，驱动芯片或光集成电路)根据光器件工作。例如，光电二极管与增幅因光电二极管上的光子的碰撞所引起的电信号的跨阻放大器一同工作。在光电器件为发光装置的情况下，驱动电路用于驱动发光装置。
在本发明中，可通过根据光电器件工作的驱动电路(驱动芯片)与光电器件一同利用倒装芯片(flip chip)封装技术来在没有线焊的情况下集成，同时，在不使用基板的情况下集成多个器件并向外引出输入输出端子来延长输入输出端子的扇出技术、所谓扇出晶圆级封装方式封装光器件和驱动芯片来体现薄型的光器件模块。
并且，多种对准技术用于在与埋入光电器件(光器件)的半导体封装(光器件模块)组装的光纤的对准。光器件模块以晶圆为单位利用半导体工序来进行制作处理之后，将用于放置光纤和光学部件的光纤对准引导部件和光学部件对准引导槽在光器件模块的一面形成为一体，之后，通过拾放来固定光学器件和光学部件，可通过单独分离的切割工序来获得半导体封装型的固定光纤和光学部件的光连接器插头(Optical Connector Plug)。
进而，在光器件模块晶圆，将组装光器件和光学部件所需的光纤对准引导部件和光学部件对准引导槽形成为一体，通过组装光器件和光学部件，光器件与光学部件之间的对准、光学部件与光纤之间的对准不利用有源对准，而是即使利用低廉的无源对准(Passive Alignment)技术，也可以没有误差地实现。
在以下的详细说明中，光引擎可以为设置于其内部的光器件，光纤可以为在光纤中去除覆盖层的光纤管道。
图1为示出利用本发明的有源光缆组装体来构成的光通信系统的简要框图。
光通信系统1通过相互连接第一终端10及第二终端20之间来实现光通信，在各个端部设置第一连接器插头100及第二连接器插头200，在第一连接器插头100及第二连接器插头200之间连接内置有光纤的光缆300a。
其中，第一终端10及第二终端20可分别为台式计算机或轻型计算机、笔记本电脑、超极本、平板电脑、上网本或不包括在其中的多个计算设备中的一种。
除计算设备之外，第一终端10及第二终端20可包括其他多种形态的电子设备。例如，其他形态的电子设备可以包括智能手机、媒体设备、个人数字助理(PDA)、超移动个人电脑、多媒体设备、存储设备、摄像头、录音机、输入输出设备、服务器、机顶盒、打印机、扫描仪、显示器、娱乐控制单元、便携式音乐播放器、数码录像机、网络设备、游戏机、游戏设备。
第一终端10及第二终端20通过本发明的光通信系统互连，在设置于各个光通信系统的外罩11、21与第一连接器插头100及第二连接器插头200物理结合，形成接口的第一交合端口12及第二交合端口22中至少设置一个。
第一连接器插头100及第二连接器插头200可以支持通过光接口的通信。并且，第一连接器插头100及第二连接器插头200可以支持通过电接口的通信。
在一部分例示性实施例中，第一终端10可包括具有多个处理器的第一服务器，第二终端20可包括具有多个处理器的第二服务器。
在这些实施例中，第一服务器可通过连接器插头100及交合端口12与第二服务器互连。在另一实施例中，第一终端10可包括机顶盒，第二终端20可包括电视(TV)，反之亦然。并且，在本说明书中记载的第一连接器插头100及第二连接器插头200及第一交合端口12及第二交合端口22可以为众多实施例中的一种。
并且，第二终端20可以为周边输入输出装置。
第一连接器插头100及第二连接器插头200可以与第一终端10及第二终端20的第一交合端口12及第二交合端口22交合。
第一交合端口12及第二交合端口22可以包括一个以上的光接口部件。在此情况下，第一交合端口12可以与输入输出装置相结合，可包括在处理器13与端口12之间传递光信号(或光信号及电信号)的处理和/或端子部件。上述信号传递可包括发生及向光信号的转换或接收及向电信号的转换。
设置于第一终端10及第二终端20的处理器13、23可以处理电和/或光信号输入输出信号，可以使用单个或多个。处理器13、23可以为微处理器、可编程的逻辑器件或阵列、微控制器、信号处理器或包括它们的一部分或全部的组合。
第一连接器插头100及第二连接器插头200可以在连接器插头内设置第一光引擎110及第二光引擎210，这种第一连接器插头100及第二连接器插头200可以被称为有源光连接器或有源光插座及有源光插头。
通常，这种有源光连接器可以提供对于交合连接器及光组合体的物理连接接口。光学组装体也可以别称为“子组装体”。组装体可以被称为完成品或制作物品的完成的系统或子系统，通常，子组装体为了完成子组装体而可以与其他部件或其他子组装体组合。但是，子组装体与在本说明书中的“组装体”并无区分，组装体也可被称为子组装体。
第一光引擎110及第二光引擎210可包括根据多种作业发生光信号或者接收及处理光信号的任意设备。
在实施例中，第一光引擎110及第二光引擎210可包括激光二极管、光集成电路及光电二极管中的一个以上，上述激光二极管用于发生光信号，上述光集成电路用于控制第一连接器插头100及第二连接器插头200的光接口，上述光电二极管用于接收光信号。在一部分实施例中，光集成电路可控制激光二极管及光电二极管或者驱动激光二极管和/或从光电二极管放大光信号。尤其，在本发明中，激光二极管包括光向垂直(vertical)方向发射的边缘发射激光二极管(Edge Emitting Laser Diode)，而并非向垂直(vertical)方向发射。
在一实施例中，第一光引擎110及第二光引擎210可根据一个以上的通信协议或以符合通信协议的方式处理光信号。在第一连接器插头100及第二连接器插头200传递光信号及电信号的实施例中，光接口及电接口可根据相同的协议工作。
可根据是否按照电输入输出接口的协议来处理信号或者是否按照其他协议或标准处理信号，第一光引擎110及第二光引擎210为了特定连接器内的所意向的协议而构成或编程，多种光引擎为了多种协议构成。
在一实施例中，在具有光电二极管或光电二极管电路的部件中，光电二极管将光信号转换成电信号，因此可以被看成光端子部件。激光二极管可将电信号转换成光信号。光集成电路为了发生用于生成光信号的输出而通过适当的电压驱动激光二极管，由此，激光二极管能够以光学发送的信号为基础来驱动。光集成电路可以放大来自光电二极管的信号。光集成电路可接收通过光电二极管发生的电信号并对其进行解析来处理。
在本发明的实施例中，可包括在处理器13、23与交合端口12、22之间传递光信号(或光信号及电信号)的输入输出复合体(未图示)。输入输出复合体可以收容控制一个以上的输入输出链接的一个以上的输入输出配线，上述一个以上的输入输出链接可以使处理器13、23的经过第一连接器插头100及第二连接器插头200的第一光引擎110及第二光引擎210来与第一终端10及第二终端20进行通信。输入输出配线可以提供传输通信协议的一个以上的形态的数据包的能力。
在本发明的实施例中，可以使用多种通信协议或标准。通信协议满足迷你显示器端口、标准显示器端口、迷你通用串行总线、标准通用串行总线、高速串行计算机扩展总线标准(PCIe)、IEEE 1394火线、雷电接口、闪电接口、高清多媒体接口(HDMI)等的数据传输标准规格，但并不局限于此。
各个不同标准可具有用于电接触组装体的其他结构或销对准(pin out)。并且，连接器的尺寸、形状及结构可从属于包括用于对应连接器的交合的公差的标准。因此，用于合并光输入输出组装体的连接器的布局在多种标准中有可能不同。
在第一连接器插头100及第二连接器插头200与第一终端10及第二终端20的交合端口12、22之间可以实现物理拆装的结合，同时，可通过设置于交合端口12、22的接口实现电输入输出接口或光接口。
并且，在后述的另一实施例中，代替第一连接器插头100及第二连接器插头200可以与交合端口12、22物理拆装结合这一点，而是可以在设置有处理器13、23的主板固定结合由焊球型成的外部联接端子。结果，如图1所示，例如，光缆300a的两端部与第一连接器插头100及第二连接器插头200相连接的本发明的有源光缆组装体可适用于在一个终端内部互连板与板之间、芯片与芯片之间、芯片与板之间、板与周边装置之间、终端本体与周边输入输出装置之间来超高速传输大容量数据的情况。
当本发明的光通信系统1以实现光通信的方式与第一终端10及第二终端20相连接时，设置于各个端部的第一连接器插头100及第二连接器插头200可以相同地构成。因此，以下，详细说明与第一终端100相结合的第一连接器插头100，即，有源光缆组装体。
图2a至图2c分别为示出根据本发明第一实施例的在光器件模块的一面安装光器件、光学部件、光纤的连接器插头的俯视图、剖视图及侧视图。
参照图2a至图2c，本发明第一实施例的连接器插头100包括：光器件模块(封装)101，在内部具有用于驱动光器件130的光集成电路140；光器件(发光或接收光)130，设置于上述光器件模块101的一面；光学部件500，设置于上述光器件模块101的一面，处理从上述光器件130发生的信号或改变光路径；光纤对准引导部件400，设置于上述光器件模块101的一面，设置于上述光器件模块101的一面，形成放置多个光纤300的光纤插入通道；以及导电路径部件125a、125b、127，形成于上述光器件模块101的一面，电连接内部器件与上述光器件130。
在图2a至图2c所示的本发明第一实施例的连接器插头中，在光器件模块101的一面分别对准光纤300和光学部件500来安装的光纤对准引导部件400和光学部件对准引导槽600形成为一体。
上述光器件模块101可包括能动发生光信号和/或接收及处理的有源光引擎110。光引擎110可包括：光器件130，发生光信号或者接收光信号；以及光集成电路140，通过控制光器件来控制光接口。
在此情况下，上述光器件130通过安装方式集成在光器件模块101的一面，光集成电路140的一部分成型在光器件模块101的内部。
并且，除光集成电路140之外，根据需要，光器件模块101还可包括用于信号处理的处理器(未图示)、编码器和/或解码器135、R、L、C等无源器件或电源相关集成电路芯片。
例如，光器件130可包括用于发生光信号的激光二极管和/或用于接收光信号的光电二极管。在另一实施例中，光集成电路140可以控制激光二极管或光电二极管。
在此情况下，上述光器件130通过安装方式集成在光器件模块101的一面并向水平(lateral)方向发射光的边缘发射激光二极管(Edge Emitting Laser Diode)，而并非向垂直(vertical)方向。
进而，上述光器件130通过使光波导具有周期性结构，由此可以使用具有共振器的分布式反馈(DFB，Distributed Feedback)激光，上述共振器具有波长选择性。分布式反馈激光的发光原理与普通的半导体激光相同，为了使波长相同而在发光部形成凹部，且在光纤内传输的光的速度也变得相同，从而信号波形不会崩溃。
在另一实施例中，光集成电路140可驱动激光二极管并放大光电二极管的光信号。
例如，光器件模块101不使用基板，而是将各种部件，例如，光集成电路140以倒装芯片(flip chip)形态集成，例如，通过环氧模塑料(EMC，Epoxy Mold Compound)成型来构成模具本体111。结果，模具本体111起到在集成之后安全地保护实现封装的光引擎110使其免受冲击的作用。
如图12d所示，在光器件模块101中，用于与配置在外侧面的外部联接端子160电连接的导电性垂直孔150(via)在模具本体111沿着垂直方向配置。
并且，光器件模块101还可包括构成光引擎110的各种部件，例如，光集成电路140、处理器(未图示)、编码器和/或解码器135、R、L、C等无源器件或电源相关集成电路芯片。
在上述光器件模块101的上部形成配线层120，上述配线层120用于保护：垂直导电路径部件125a、125b，在保护光集成电路140、处理器(未图示)、编码器和/或解码器135等内部器件的连接焊盘131、141的同时电连接内部器件与向外部露出的上述光器件130；导电性配线图案123a，用于编码器和/或解码器135与光集成电路140之间的相互连接；以及导电性配线图案123b，用于相互连接光集成电路140与导电性垂直孔150。
在此情况下，在第一实施例的情况下，由阳极和阴极形成的2个连接焊盘分别形成于光器件130的上部面和下部面，光从侧面出入的形态的芯片。即，光器件130的光出入的方向被设定为与光学部件500及光纤300相向的方向。
由阳极和阴极形成的2个连接焊盘分别形成于光器件130的上部面和下部面的第一实施例的光器件130通过焊接线127连接在形成于上部面的连接焊盘(未图示)与垂直导电路径部件125a之间，形成于光器件130的下部面的连接焊盘(未图示)利用焊球等直接与垂直导电路径部件125b连接。
在第一实施例的情况下，由阳极和阴极形成的2个连接焊盘分别形成于光器件130的上部面和下部面，但并不局限于此，由阳极和阴极形成的2个连接焊盘均可形成于光器件130的下部面。与此有关的实施例将之后进行说明。
上述配线层120包括：导电性配线图案123a，用于相互连接配置于编码器和/或解码器135和光集成电路140的下部面的连接焊盘131、141；以及导电性配线图案123b，用于相互连接光集成电路140与导电性垂直孔150。其结果，可以在没有线焊的情况下实现封装。
上述配线层120由绝缘层(dielectric layer)或钝化层(passivation layer)材料形成，例如，可以由聚酰亚胺(polyimide)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA，poly(methylmethacrylate))、苯并环丁烯(BCB：benzocyclobutene)、硅氧化物(SiO2)、丙烯酸或基于其他聚合物的绝缘材料形成。并且，根据需要，上述配线层120可以由透明材料形成。
上述光学部件500设置于在光器件模块101的一面形成的光学部件对准引导槽600，用于处理从上述光器件130发生的光信号或者改变光路径，可体现为执行光学多路复用(MUX)或多路分解(DEMUX)功能的阵列波导光栅(AWG，Arrayed Waveguide Grating)。
上述阵列波导光栅向两方向传递光信号，当从光器件130传输光信号时，起到多路复用功能，当接收光信号时，起到多路分解功能。
并且，上述光学部件500可体现为包括Mach Zehnder、Ring、Thermal等的调节器(Modulator)。
为此，在上述阵列波导光栅中，与光器件130a-130d对应地，通过在由高折射率的聚合物形成的芯部510a-510d在由低折射率的聚合物形成的下部及上部保护层420之间形成图案来形成。
并且，上述光学部件500可包括光衰减器(Optical Attenuator)等。
当因使用4个边缘发射激光二极管，上述光器件130为四通道时，上述光学部件500，即，阵列波导光栅也与此对应地，由具有4个芯部510a-510d的4通道形成，通过阵列波导光栅的4个光信号可被多路复用并通过一个光纤300传输。
从4个上述光器件130发射的不同波长的光在上述阵列波导光栅(ArrayedWaveguide Grating)中被光学多路复用并合成为一个。
在上述光器件模块101的一面，光纤对准引导部件400隔着间隔设置，以形成放置光纤300的光纤插入通道410。
光纤对准引导部件400起到用于使光纤300的芯部310与光学部件500的芯部520保持一致的对准用引导图案的作用。
光纤对准引导部件400可通过使用聚合物物质的光刻(Photo Lithography)在光器件模块101的表面以晶圆为单位形成。
在光纤300中，在芯部310的外周形成保护层311，上述光学部件500，即，阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating)也由多个芯部510-510d及包围芯部的保护层520(Cladding)构成。若具有在芯部510(Core)配置高折射率(High Refractive Index)物质，在保护层520(Cladding)配置低折射率(Low Refractive Index)物质的结构，则在上述芯部510与保护层520的边界面实现内部全反射(Total Internal Reflection)，因此，光将通过芯部510移动。
以下，参照图12a至图12h，说明本发明的光器件模块101的制作方法。
首先，如图12a所示，利用在成型框架31的一面形成粘结层32(或离型带)的成型带30，将通过倒装芯片(flip chip)工序在光器件模块101集成的各种芯片形态的部件附着在成型带30的预设位置。
在此情况下，如图12g所示，成型带30以能够以晶圆级进行制作处理的方式以晶圆形态形成。
例如，在光器件模块101集成的各种部件为用于形成编码器和/或解码器135、光集成电路140、导电性垂直孔150的通孔印刷电路板153等，可通过拾放(pick&place)方式安装。在此情况下，根据需要，可包括用于处理信号的处理器、R、L、C等无源器件或电源相关集成电路芯片。所安装的部件以使芯片的连接焊盘与成型带30相接触的方式确定安装方向。
通孔印刷电路板153在印刷电路板通过激光贯通或者使用图案化及蚀刻工序来形成贯通孔(through hole)，使导电性金属填埋贯通孔来构成导电性垂直孔150。例如，上述导电性金属可以由金(gold)、银(silver)、铜(copper)等的金属形成，但并不局限于此，只要是导电性金属即可。并且，除填充导电性金属粉末的方法之外，在贯通孔形成导电性垂直孔150的方法可通过溅射(sputter)、蒸镀(evaporation)、镀敷(plating)来将导电性金属填埋在贯通孔之后，通过将基板表面平坦化来形成。
接着，如图12b所示，例如，通过环氧模塑料(EMC，Epoxy Mold Compound)来在成型带30的上部形成成型层33并固化之后将表面平坦化。接着，对固化的模具的上部面进行化学机械抛光(CMP，chemical mechanical polishing)处理来以使导电性垂直孔150的上端露出的方式进行加工之后，若分离所固化的模具和成型框架31，则获得图12c所示的薄型模具本体111。
接着，如图12d所示，翻转所获得的模具本体111，形成在保护露出的编码器和/或解码器135、光集成电路140的连接焊盘131、141的同时相互电连接的配线层120。
首先，先形成用于保护露出的编码器和/或解码器135和光集成电路140的连接焊盘131、141的绝缘层，接着，形成对于连接焊盘131、141的接触窗。接着，形成导电性金属层并形成对其进行图案化来相互连接连接焊盘131、141的导电性配线图案123a和相互连接光集成电路140与导电性垂直孔150(via)的导电性配线图案123b。
第一配线图案123a及第二配线图案123b可通过溅射或蒸镀等的方法来将金、银、铜、铝(aluminium)等的导电性金属形成为导电性金属层来制作。
之后，形成覆盖导电性第一配线图案123a及第二配线图案123b的绝缘层。
例如，绝缘层可以由聚酰亚胺(polyimide)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA，poly(methylmethacrylate))、苯并环丁烯(BCB，benzocyclobutene)、硅氧化物(SiO2)、丙烯酸或基于其他聚合物的绝缘材料形成。
之后，在本发明中，如图12e所示，在配线层120的上部同时或独立形成光纤对准引导件400和光学部件对准引导槽600。
在同时形成光纤对准引导件400和光学部件对准引导槽600的情况下，使用低折射率的聚合物(polymer)来在配线层120的表面形成下部保护层之后，使用高折射率的聚合物来形成芯部(Core)层并将其进行图案化来隔着间隔形成多个芯部图案。
接着，以包围多个芯部图案并覆盖配线层120的上部的方式涂敷低折射率的聚合物来形成上部保护层。由此，在下部保护层与上部保护层420之间，填埋多个芯部510a-519d的阵列波导光栅，即，光学部件500形成为一体。
之后，如图2a所示，若为了形成光学部件500而将所涂敷的下部保护层及上部保护层420图案化，则如图12f所示，与光学部件500对应地，获得形成有组装光纤300的光纤插入通道410的光纤对准引导部件400。
接着，当将光学部件500安装在配线层120上的光学部件对准引导槽600时，通过蚀刻配线层120来在光器件130a-130d与光纤对准引导部件400之间形成光学部件对准引导槽600。在此情况下，也可以形成用于安装光器件130a-130d的光器件对准引导槽132-132d。
之后，若形成以连接光集成电路140与光器件130的方式从光集成电路140的连接焊盘141贯通绝缘层来向外部露出的窗口之后，形成第一垂直导电路径部件125a及第二垂直导电路径部件125b，则如图12g所示。
在此情况下，在上述第二垂直导电路径部件125b的表面可预先形成用于与形成于光器件130的下部面的连接焊盘(未图示)连接的焊球等。
接着，在露出的导电性垂直孔150的上部蒸镀导电性金属来形成金属层之后，将其图案化来形成满足数据传输规格中的一个的多个导电条来形成外部联接端子160。
上述外部联接端子160可根据数据传输标准规格以多种方式变形，也能够以焊球或金属凸点形态形成。
在上述实施例中，为了形成导电性垂直孔150而提出将通孔印刷电路板153通过倒装芯片(flip chip)工序集成在光器件模块101的方法，也可以在制作模具本体111之后形成导电性垂直孔150。
本发明的光器件模块101可通过利用半导体制作工序的扇出晶圆级封装方式，在不使用基板的情况下，通过光集成电路140等来以薄型形态实现封装。
如图12d所示，本发明的连接器插头100以晶圆为单位利用半导体工序来进行形成系统封装型光器件模块晶圆102的制作处理之后，如图12g所示，形成用于放置光纤300的光纤对准引导件400、用于安装光器件130及光学部件500的光器件对准引导槽132-132d及光学部件对准引导槽600，形成用于连接光集成电路140与光器件130a-130d的垂直导电路径部件125a、125b。
接着，利用焊球来将光器件130(发光或接收光)安装在光器件对准引导槽132-132d，通过焊接线127连接在垂直导电路径部件125a与形成于光器件130的上部面的连接焊盘(未图示)，若将光学部件500安装在光学部件对准引导槽600，则获得如图12h所示的晶圆形态。
接着，通过切割(sawing)晶圆102来单独分离的切割工序，形成可固定多个光纤线300的光引擎封装(Optical Engine Package)，即，光连接器插头100(Optical ConnectorPlug)以半导体封装型制作。
如上所述，如图2a所示，在所获得的光连接器插头100(Optical Connector Plug)的一面形成组装光纤300的开放型光纤插入通道410。
在本发明第一实施例的连接器插头100中，作为光器件130，使用在光器件模块101的一面以安装方式集成并向水平(lateral)方向发射光的边缘发射激光二极管，在内部形成用于驱动光器件130的光集成电路140的光器件模块101(封装)的一面设置光器件对准引导槽132-132d及在光学部件对准引导槽600处理与光器件130(发光或接收光)的光信号或改变光路径光学部件500，在通过光纤对准引导部件400形成的光纤插入通道410放置光纤300，从而对于光器件130(发光或接收光)和光学部件500及光纤300的芯部线的无源对准可以轻松实现。
进而，本发明的连接器插头100以晶圆级在晶圆102，随着将用于光纤300的组装的光纤对准引导部件400、光器件130(发光或接收光)和用于光学部件500的组装/对准的光器件对准引导槽132-132d及光学部件对准引导槽600成为一体，具有高生产性。
并且，在本发明中，通过利用半导体制作工序的扇出晶圆级封装方式，在不使用基板的情况下封装光集成电路140等，由此将光器件模块101以300μm厚度的超小形态制作，对于形成于光器件模块101的一面的光纤对准引导部件400和光学部件对准引导槽600的光学部件500的组装体能够以150μm厚度体现，从而，可以将连接器插头100的整体厚度体现为小于0.5mm的超小型。
在本发明中，光器件模块101、光纤300及光学部件500的组装体具有可通过最少限度的结构部件和组装工序结合的简单结构。
在本发明中，即便使用光纤对准引导部件400来将开放(open)结构的光纤组装通道410在光器件模块101的一面形成为一体，通过组装光纤300，使用个别光学部件500，光器件130与光学部件500之间的对准、光学部件500与光纤300之间的对准利用无源对准技术，在没有错误对准的情况下具有高准确度。
其结果，在本发明的连接器插头中，系统封装形态的光器件模块101与开放结构的光纤组装通过到410形成为一体，从而可以将光引擎封装成单一芯片或单一器件，可以超高速收发大容量数据，实现小型且以1mm的厚度薄型化的结构并可通过低廉的费用制作。
在上述第一实施例中，由4个边缘发射激光二极管(Edge Emitting Laser Diode)形成的光器件130、阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating)的4个芯部510-510d和光纤300的芯部310组装在光器件模块101，在本发明中，随着通道数量的增加，可适用于四通道小型可插拔(QSFP，Quad Small Form-factor Pluggable)、四通道小型可插拔Plus(QSFP+，Quad Small Form-factor Pluggable Plus)、四通道小型可插拔2B(QSFP2B，Quad SmallForm-factor Pluggable 2B)等。
图2a至图2c所示的本发明第一实施例中，光器件130、阵列波导光栅(ArrayedWaveguide Grating)的4个芯部510-510d和光纤300的芯部310形成于下侧。由此通过光纤对准引导部件400形成的光纤组装通道410的厚度较深，使得光纤300的芯部310也位于下侧。
在图3所示的第一实施例的变形例的连接器插头中，光器件130、阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating)的4个芯部510-510d和光纤300的芯部310形成于上侧。由此，通过光纤对准引导部件400形成的光纤组装通道410的深度较浅方面存在差异，使得光纤300的芯部310位于上侧。剩余部分与图2a至图2c所示的第一实施例相同，因此，将省略详细说明。
图4为示出根据本发明第二实施例的在光器件模块的一面安装光器件、光学部件、阵列波导光栅、光纤的连接器插头的剖视图。
图5a至图5c分别为示出根据本发明第一实施例的在光器件模块的一面安装光器件、光学部件、阵列波导光栅、光纤的连接器插头的俯视图、剖视图及侧视图。
本发明第二实施例的连接器插头包括：光器件模块101(封装)，在内部具有用于驱动光器件130的光集成电路140；光器件130(发光或接收光)，设置于上述光器件模块101的一面；光学部件500，设置于上述光器件模块101的一面，处理从上述光器件130发生的信号或改变光路径；光纤对准引导部件400，设置于上述光器件模块101的一面，形成有放置多个光纤300的光纤插入通道；以及导电路径部件125a、125b、127，形成于上述光器件模块101的一面，用于电连接内部器件与上述光器件130。
在本发明第二实施例的连接器插头中，光学部件500使用阵列波导光栅，在光器件130(发光或接收光)与光学部件500之间插入球(Ball)形态的透镜250方面，与第一实施例存在差异，其他部分相同。
上述球型态的透镜250可利用光刻方式来在光器件模块101(封装)的表面与光纤对准引导部件400一同形成。
上述球型态的透镜250为凸透镜或凹透镜形态，可用于防止从发光器件部130发生的激光分散，并将其集束在光学部件500的芯部510-510d。
如图5a及图5b所示，若将上述球型态的透镜250a-250d形成于在4个光器件130a-130d与阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating)的4个芯部510-510d之间形成的4个凹槽210a-210d，则可以在4个光器件130a-130d、4个透镜250a-250d及阵列波导光栅(ArrayedWaveguide Grating)的4个入口侧芯部510-510d之间轻松对准光通道L。并且，光学部件500，即，阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating)的出口侧芯部可以轻松实现光纤300芯部310的无源对准。
第二实施例的剩余部分与图2a至图2c所示的第一实施例相同，因此，将省略对其的详细说明。
参照图6a，示出对于本发明的光器件与光器件模块之间的导电路径的变形例的连接器插头。
在上述第一实施例中，连接光集成电路140与光器件130，通过焊接线127连接在垂直导电路径部件125a与形成于光器件130的上部面的连接焊盘(未图示)之间，形成于光器件130的下部面的连接焊盘(未图示)利用焊球等直接与垂直导电路径部件125b连接。
示出图6a所示的变形例的连接器插头使用在光器件130的下部面均形成由阳极和阴极形成的2个连接焊盘的封装芯片。
配置在光器件130的下部面的2个连接焊盘以与第一垂直导电路径部件125a及第二垂直导电路径部件125b直接连接的方式在第一垂直导电路径部件125a及第二垂直导电路径部件125b的上部预先形成焊球等，并利用其来将光器件130安装在光器件模块101(封装)上。
上述变形例的剩余部分与图2a至图2c所示的第一实施例相同，因此将省略对其的详细说明。
图6b及图6c分别示出本发明的光器件与光器件模块之间的具有散热功能的导电路径的变形例的连接器插头的剖视图。
在上述第一实施例中，连接光集成电路140与光器件130，通过焊接线127连接在垂直导电路径部件125a与形成于光器件130的上部面的连接焊盘(未图示)之间，形成于光器件130的下部面的连接焊盘(未图示)利用焊球等直接与垂直导电路径部件125b连接。
示出图6b所示的变形例的连接器插头通过焊接线127连接在垂直导电路径部件125a与形成于光器件130的上部面的连接焊盘(未图示)之间，代替通过垂直导电路径部件125b来将其形成于光器件130的下部面的连接焊盘(未图示)连接在光集成电路140，通过1层散热垂直孔151及2层散热垂直孔153向光器件模块101(封装)的另一侧露出。
1层散热垂直孔151在形成光器件模块101(封装)时形成为一体，2层散热垂直孔153在形成配线层120之后，在安装光器件130之间形成于1层散热垂直孔151的上部。
1层散热垂直孔151及2层散热垂直孔153可通过与导电性垂直孔150类似的方式形成，可通过将导电性或热传导性优秀的金属镀在贯通孔或者导电性粉末填充在贯通孔的方式来实现。
1层散热垂直孔151及2层散热垂直孔153可贯通光器件模块101(封装)而成，因此，可以向外部轻松发散从光器件130产生的热量。
示出图6c所示的变形例的连接器插头为在光器件模块101(封装)内部并未填埋光集成电路140的类型，形成于光器件130的上部面的连接焊盘(未图示)与垂直导电路径部件125a之间通过焊接线127连接，垂直导电路径部件125a通过导电性垂直孔150与外部联接端子160连接，形成于光器件130的下部面的连接焊盘(未图示)通过1层散热垂直孔151及2层散热垂直孔153向光器件模块101(封装)的另一侧面露出。
参照图6b及图6c，示出对于所示的导电路径的变形例的连接器插头通过1层散热垂直孔151及2层散热垂直孔153具有散热功能。
图7为示出本发明的光学部件与光器件模块之间的具有导电路径的变形例的连接器插头的剖视图。
在上述第一实施例中，连接光集成电路140与光器件130，通过焊接线127连接在垂直导电路径部件125a与形成于光器件130的上部面的连接焊盘(未图示)之间，形成于光器件130的下部面的连接焊盘(未图示)利用焊球等直接与垂直导电路径部件125b连接。
图7所示的连接器插头示出利用从与光器件130连接的垂直导电路径部件125b向配线层120内部延伸形成的配线图案123a来具有光学部件500与光器件模块101之间的导电路径的变形例。
在光学部件500为有源光学器件的情况下，可以在下部面具有多个连接焊盘(未图示)，可利用垂直导电路径部件129a、129b来实现连接焊盘与配线图案123a之间的电连接。
图8为示出根据本发明第三实施例的光波导器件在光器件模块的一面形成为一体的连接器插头的剖视图。
光学部件500，即，阵列波导光栅可以将预先制作的部件组装在光器件模块101，或者，如图8所示，在光器件模块101形成为一体。
如上所述，当形成光纤对准引导件400时，使用低折射率的聚合物来在配线层120的表面形成下部保护层之后，使用高折射率的聚合物来形成芯部(Core)层并将其图案化来隔着间隔形成多个芯部图案。
接着，以包围多个芯部图案并覆盖配线层120上部的方式涂敷低折射率的聚合物来形成上部保护层。由此，在下部保护层与上部保护层420之间，填埋多个芯部510a-519d的阵列波导光栅，即，光学部件500可形成为一体。
图9为示出并未在本发明的光器件模块的一面形成光纤对准引导部件而是安装光纤的变形例的连接器插头的剖视图。
在上述实施例中，为了安装光纤300而形成光纤对准引导部件400，但是，如图9所示，并未形成光纤对准引导部件400，而是也可以将光纤300安装在配线层120上。
图10为示出利用光纤安装块来在本发明的光器件模块的一面安装光纤的变形例的连接器插头的剖视图。
本发明的连接器插头可当将光纤300安装在光器件模块101的一面时，可利用形成有光纤收容槽321的光纤安装块320轻松安装。
即，将光纤300插在光纤安装块320的光纤收容槽321并固定之后，若将光纤安装块320安装在光器件模块101的一面，则可轻松安装光纤300。
图11为示出根据本发明第四实施例的在光器件模块的一面不存在阵列波导光栅而是安装光器件、球型光学部件、光纤的连接器插头的剖视图。
第二实施例的连接器插头在光器件模块101的上部安装光器件130、球型透镜250、光学部件500(即，阵列波导光栅)、光纤300。
本发明第四实施例的连接器插头省略阵列波导光栅，而是可以在光器件模块101的一面安装光器件130、球型透镜250、光纤300。
并且，根据需要，在球型透镜250与光纤300之间可设置隔离器(isolator)，以防止从光器件130发射的激光反射并反馈。
在上述实施例的说明中，说明了与光缆300a的一侧端部相连接的第一连接器插头，与光缆300a的另一侧端部相连接的第二连接器插头也可以具有相同结构。但是在如下方面不同，即，在第一连接器插头中的光引擎的光器件使用发生光信号的激光二极管的情况下，在第二连接器插头中的光引擎的光器件使用接收光信号的光电二极管。
本发明的连接器插头能够以构成有源光缆并使终端与终端互连的方式以满足数据传输标准规格中的一个的多个导电条、焊球或金属凸点形态形成外部联接端子160。
并且，上述连接器插头的外部联接端子160可根据数据传输标准规格以外，以多种方式改变。
如图1所示，由多个导电条形成外部联接端子160的情况可在本发明的连接器插头100与终端10的交合端口12实现物理拆装结合的情况下适用。
外部联接端子160以焊球或金属凸点形态形成的情况可适用于在一个终端内部，板与板之间的互连(board-to-board interconnection)、芯片与芯片之间的互连(chip-to-chip interconnection)、板与芯片之间的互连(board-to-chip interconnection)或终端主板与周边输入输出装置之间的互连的板上互连。
在上述情况下，代替在交合端口12实现物理拆装结合，如一个芯片，连接器插头100利用焊球或金属球来焊接在形成于板的导电性电极板并固定结合。
如上所述，随着省略物理交合端口-连接器插头结合，在不经过电输入输出接口或光接口的情况下实现板上互连。
结果，当实现板上互连时，可通过最少限度缩减信号路径来减少信号降低和不稳定并提高信号完整性，可以减少因信号路径上的寄生电流成分而发生的数据错误，减少整体板的开发作业来节减工程费用。
本发明的连接器插头可实现板上互连(on-board interconnection)。
连接器插头直接搭载于板上的板上互连结构如下，即，例如，由焊球或金属凸点形成的连接器插头100的外部联接端子160固定结合于在构成现场可编程门阵列(FPGA，FieldProgrammable Gate Arrays)、数字信号处理器、控制器等的板41形成的导电性电极板。
即，将由焊球或金属凸点形成的外部联接端子160与在板形成的导电性电极板匹配之后，通过进行回流(reflow)工序来实现连接器插头100与板之间的互连。在此情况下，例如，与外部联接端子160的焊球相结合的板的电极板能够以球栅阵列(BGA，Ball GridArrys)、四方扁平无铅封装(QFN，Quad Flat Non-leaded Package)等的结构形成。
例如，上述板可以为用于构成现场可编程门阵列或复杂的可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable Logic Device)等的印刷电路板，在板上可搭载多个集成电路芯片和电子部件。
通常，现场可编程门阵列可适用于数字信号处理器、专用集成芯片初始版本、软件定义无线电、语音识别、机器学习系统等的多种领域的功能性系统，在板41可直接结合1个或2个连接器插头100，分别通过光缆300a来将这些系统连接到其他功能性板(系统)或终端。
进而，具有由焊球或金属凸点形成的外部联接端子160的连接器插头100或有源光缆组装体作为一同具有电-光转换功能和光-电转换功能的应答器(transponder)芯片，以系统封装(SiP，System in Package)形态，具有多个不同功能的集成电路芯片合并成单一封装，以系统芯片形态包括连接器插头100，多种功能内置在单一芯片，或者以系统板或堆叠封装形态形成封装。
例如，以上述系统封装、系统芯片、系统板或堆叠封装形态一同实现封装的集成电路芯片或功能器件可以为作为具有信号处理功能的处理器，中央处理单元(CPU，CentralProcessing Unit)、微处理单元(MPU，Micro Processor Unit)、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)、图像信号处理器(ISP，Image Signal Processor)的集成电路芯片(IC Chip)、需要各种多功能处理用多个集成电路的车辆用电子控制单元(ECU，Electronic Control Unit)、自动行驶车辆、人工智能(AI)等的集成电路芯片(IC Chip)。
在本发明中，解决因当使用系统封装形态的光器件模块时，在成型过程中，芯片脱离预定位置并移动(drift)而导致对准精密度降低的问题，使用光从光器件向水平(lateral)方向发射的边缘发射激光二极管(Edge Emitting Laser Diode)，而并非向垂直(vertical)方向发射。
以上，举例示出特定优选实施例来说明了本发明，但本发明并不局限于上述实施例，在不超出本发明的精神的范围内，本发明所属技术领域的普通技术人员可进行多种变更及修改。
产业上的可利用性
本发明能够利用可以轻松实现光学部件的无源对准(Passive Alignment)的连接器插头来构成有源光缆组装体，可以实现数十Giga～100G以上的超高速大容量数据的收发，从而可适用于在板与板之间、UHDTV级的TV和周边设备之间的数据传输所使用的有源光缆。

Claims (10)

1.一种连接器插头，其特征在于，
包括：
光器件模块(101)，包括用于发生光信号或接收光信号的光引擎(110)、以及具有相向的第一面和第二面的模具本体(111)；以及
光学部件(500)，放置于上述模具本体(111)的第一面，用于处理上述光信号或改变光路径，
上述光引擎(110)包括：
多个光器件(130)，在上述模具本体的第一面与光学部件相邻配置，并朝向上述光学部件，沿着水平方向发射光信号或者接收光信号；以及
光集成电路(140)，设置于上述模具本体的内部，用于控制上述光器件，
上述光器件由沿着水平方向发射上述光信号的边缘发射激光二极管形成，
上述光学部件为如下的阵列波导光栅，即，当从上述光器件传输光信号时，多路复用从上述多个光器件发生的不同波长的光，当从上述光器件接收光信号时，则进行多路分解。
2.根据权利要求1所述的连接器插头，其特征在于，还包括：
配线层，形成于上述模具本体的第一面，上述配线层具有第一垂直导电路径部件及第二垂直导电路径部件，以连接光集成电路与光器件；以及
光学部件排列引导槽，用于在上述配线层的上部安装上述光学部件。
3.根据权利要求2所述的连接器插头，其特征在于，在上述光器件中，形成于上部面的第一连接焊盘通过焊接线与上述第一垂直导电路径部件相连接，形成于上述光器件的下部面的第二连接焊盘直接与第二垂直导电路径部件相连接。
4.根据权利要求2所述的连接器插头，其特征在于，在上述光器件中，形成于下部面的第一连接焊盘及第二连接焊盘直接与上述第一垂直导电路径部件及第二垂直导电路径部件相连接。
5.根据权利要求2所述的连接器插头，其特征在于，在上述光器件中，形成于上部面的第一连接焊盘通过焊接线与上述第一垂直导电路径部件相连接，形成于上述光器件的下部面的第二连接焊盘通过散热垂直孔向光器件模块的另一侧面露出。
6.根据权利要求2所述的连接器插头，其特征在于，
上述配线层还包括用于向外部引出上述光集成电路的输出端子的配线图案，
上述配线图案与上述光学部件和形成于上述模具本体的第二面的外部联接端子中的一个相连接。
7.根据权利要求1所述的连接器插头，其特征在于，
上述阵列波导光栅包括：
芯部，由高折射率物质形成；以及
保护层，包围上述芯部，由低折射率物质形成，
在上述芯部与保护层的边界面实现内部全反射。
8.根据权利要求1所述的连接器插头，其特征在于，还包括透镜，配置于上述光器件与光学部件之间，通过控制从光器件发生的光信号的路径来使其集束在上述光学部件的芯部。
9.一种连接器插头，其特征在于，
包括：
光器件，沿着水平方向发射光信号或者接收光信号；
光集成电路，用于控制上述光器件；
光器件模块(101)，包括模具本体(111)、光器件(130)及光集成电路(140)，上述模具本体(111)具有相向的第一面和第二面，上述光器件(130)沿着水平方向发射光信号或接收光信号，上述光集成电路(140)用于控制上述光器件，上述光器件配置于上述模具本体的第一面，上述光集成电路形成于上述模具本体的内部；
光学部件(500)，在上述模具本体的第一面与上述光器件相邻配置，用于处理上述光信号或者改变光路径；以及
导电路径部件(125a、125b)，设置于上述光器件模块(101)，用于电连接上述光集成电路与上述光器件，
上述光学部件由阵列波导光栅形成，
当从上述光器件传输光信号时，上述阵列波导光栅多路复用从多个光器件发生的不同波长的光，当接收光信号时，则进行多路分解。
10.一种有源光缆组装体，其特征在于，
包括：
连接器插头，具有光纤插入通道；以及
光缆，在上述光纤插入通道结合至少一个光纤，
上述连接器插头为权利要求1或9所述的连接器插头。
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