CN114509850A - 光收发模块及光收发装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光收发模块及光收发装置，光收发模块包含次黏着基台、光电转换组件、透镜及基座，次黏着基台为硅基材质，并具有第一承载面及第二承载面，光电转换组件设置于第一承载面，透镜设置于第二承载面，次黏着基台设置于基座的一侧，其中第一承载面及第二承载面之间具有高度差，以使光电转换组件匹配透镜的中心。光收发装置包含前述的光收发模块、印刷电路板及多个导线，导线电连接光电转换组件及印刷电路板，导线布设于光收发模块的至少两侧。本发明的光收发模块及光收发装置目的在解决公差过大的问题。

Description

光收发模块及光收发装置

技术领域

本发明涉及一种光收发模块及光收发装置，更特别地涉及一种提高光学耦合效率的光收发模块及光收发装置。

背景技术

光纤相对于通过电缆传输电信号具有更低的能量损耗率，配合光电转换组件，广泛地利用于通讯领域。在光收发模块传输信号时，通常利用激光发射构件将电信号转换成光信号，通过透镜聚焦，朝向光纤的端部发送光信号；光信号经由光纤传输至另一端，光信号自光纤朝向另一透镜射出、聚焦，由光信号接收组件将光信号转换为电信号。因此光收发模块整体的公差很重要，若公差过大，光收发模块无法与光纤顺利耦合，也就是光信号无法正确输入至光纤，或无法从光纤输出。而如图1所示，即使仅存在部分公差，也会影响输入或输出的光信号的强度。

目前的光收发模块的组装的方式如图2所示，光发射组件A(或光信号接收组件)黏着于次黏着基台(Submount)B，次黏着基台B与透镜C再分别黏着于基座D。其中，光发射组件A(或光信号接收组件)与次黏着基台B的黏着会产生公差，次黏着基台B与基座D的黏着也会产生公差，以及透镜C黏着于基座D也有公差。并且基座D本身的制造公差偏高，使透镜C难以对准光发射组件A(或光信号接收组件)以聚焦。基座D的制作材料通常为机械加工的金属，组件制造公差多半落在+/-50微米范围。因此光收发模块的上述组件组装后，累积公差相当大，导致光收发模块无法与光纤有效耦合，导致光收发模块的合格率不佳，产能有限。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的光收发模块及光收发装置的多种问题，提出一种提高光学耦合效率的光收发模块及光收发装置。

为达上述目的及其他目的，本发明提出一种光收发模块，其包含：次黏着基台，该次黏着基台为硅基材质，并具有第一承载面及第二承载面；光电转换组件，设置于该第一承载面；透镜，设置于该第二承载面；以及基座，该次黏着基台设置于该基座的一侧，其中该第一承载面及该第二承载面之间具有高度差，以使该光电转换组件匹配该透镜的中心。

可选地，该次黏着基台为阶梯状。

可选地，该基座具有光纤固定部，该光纤固定部具有光纤容置孔并朝向该次黏着基台。

可选地，该光电转换组件为光发射组件。

可选地，该光电转换组件为光信号接收组件。

本发明又提出一种光收发装置，其包含：如前述的光收发模块；印刷电路板；以及多个导线，电连接该光电转换组件及该印刷电路板，该多个导线布设于光收发模块的至少两侧。

可选地，该印刷电路板具有凹口部，该光收发模块设置于该凹口部而三侧邻接该印刷电路板。

借此，本发明的光收发模块及光收发装置，其光电转换组件及透镜之间的对准不受制造公差较大的基座所干扰，可以减少光收发模块中各组件的累积公差，改善了光收发模块的组装的精度，提升与光纤的耦合效率，大幅提升整体产品合格率。除此之外，与光收发模块耦接的光纤，其耦光空间也通过此光学结构减少，而能缩小光收发模块整体的尺寸，达成更佳的小型化设计。

为能够更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关发明的详细说明与附图，但是此说明书与说明书附图仅用来说明本发明，而非对本发明的权利要求书作任何的限制。

附图说明

图1为累计公差影响光信号强度的示意图；

图2为现有技术的光收发模块的纵剖面图；

图3为本发明实施例的光收发模块的组装图；

图4为本发明实施例的光收发模块的纵剖面图；

图5为本发明实施例的光收发装置的俯视图。

附图标记：

100 光收发模块

200 光收发装置

1 次黏着基台

11 第一承载面

12 第二承载面

2 光电转换组件

3 透镜

4 基座

41 光纤固定部

42 光纤容置孔

5 印刷电路板

51 凹口部

6 导线

A 光电转换组件

B 次黏着基台

C 透镜

D 基座

E 电路板

F 光纤

G 导线

具体实施方式

为了充分了解本发明，通过下述具体的实施例，并配合说明书附图，对本发明做详细说明。本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的目的、特征及效果。须注意的是，本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明所说明书附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的权利要求。说明如下：

如图3及图4所示，本发明实施例的光收发模块100，其包含：次黏着基台1、光电转换组件2、透镜3及基座4。

次黏着基台1为硅基材质，并以半导体工艺制作，以缩减制造公差，较佳地，本实施例的次黏着基台1制造公差控制在+/-30微米之内。次黏着基台1具有第一承载面11及第二承载面12，以分别设置光电转换组件2及透镜3。

光电转换组件2设置于第一承载面11。光电转换组件2可以为光发射组件，例如激光组件，将输入的电信号转换为光信号并朝向光纤F端部发射；光电转换组件2也可以为光发射组件，例如为光电二极管(Photodiodes，PD)，接收自光纤F端部射出的光信号并转为电信号。

透镜3设置于第二承载面12。第一承载面11及二承载面12之间具有高度差，以使光电转换组件2匹配透镜3的中心。在本实施例中，次黏着基台1为阶梯状，第一承载面11及第二承载面12为阶梯的形式，第二承载面12的水平位置较第一承载面11的水平位置略低，以使尺寸较大、高度较高的透镜3对准薄片式的光电转换组件2。然而本发明不限于此，若光电转换组件2的尺寸较透镜3大，也可以是第一承载面11的水平位置略低于第二承载面12。在其他实施例中，次黏着基台1未必为阶梯状，也可以为第二承载面12是一个开设的凹槽之表面，将第二承载面12组装于凹槽中就能使中心位置适配光电转换组件2。

次黏着基台1设置于基座4的一侧，以安装光纤F。

换句话说，本发明通过光电转换组件2及透镜3分别设置在制造公差小的硅基次黏着基台1，使得光电转换组件2及透镜3之间的对准、耦光被有效且精准地控制。光电转换组件2及透镜3之间的对准不受制造公差较大的基座4所干扰，可以减少光收发模块100中各组件的累积公差，改善了光收发模块100的组装的精度，提升与光纤的耦合效率，大幅提升整体产品合格率。除此之外，与光收发模块100耦接的光纤F，其耦光空间也通过此光学结构减少，而能缩小光收发模块100整体的尺寸，达成更佳的小型化设计。

进一步地，如图3及图4所示，基座4具有光纤固定部41，光纤固定部41具有光纤容置孔42并朝向次黏着基台1。光纤容置孔42用以容置、定位光纤F的位置，使光收发模块100与光纤F得以更精准地光耦合。即，光收发模块100利用钻孔等较精准的工艺以将光纤F端部的位置固定于基座4上，而非如图2所示的现有技术，分散的零组件彼此黏合，因此可缩小组装误差。

如图5所示，本发明又提出一种光收发装置200，其包含前述的光收发模块100、印刷电路板5及多个导线6。

印刷电路板5可以为柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)。由于柔性PCB的尺寸可以做到非常精密，以适配只有毫米尺寸等级的光收发模块100。然而本发明不限于此。

导线6电连接光电转换组件2及印刷电路板5，让印刷电路板5对光电转换组件2提供电信号或接收来自光电转换组件2的电信号。这些导线6(在本实施例中为打线接合)布设于光收发模块100的至少两侧。

由于光收发模块100整体的小型化设计，除了光收发模块100的一侧需连接光纤F之外，剩下的多个侧边皆可与印刷电路板5以导线6电连接，以缩短单一导线6的长度。如现有技术的图2所示，电路板E仅以导线G与光电转换组件A单一的一侧电连接，使得导线G的单一长度较长。而本发明的光收发装置200可多边电连接光电转换组件2及印刷电路板5，导线6布设的自由度可以增加，单一导线6所需的长度也缩短，使信号传输更良好，并增加可靠度。

较佳地，在本实施例中，印刷电路板5具有凹口部51，光收发模块100设置于凹口部51而三侧邻接印刷电路板5。然而本发明不限于此，光收发模块100与印刷电路板5的连接形式可以适当地调整改变。

本发明在上文中已以较佳实施例公开，然而本领域技术人员应理解的是，所述实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，凡是与所述实施例等效的变化与置换，均应设定为涵盖在本发明的范围内。因此，本发明的保护范围当以权利要求书所界定的内容范围为准。

Claims (7)

1.一种光收发模块，其特征在于，所述光收发模块包括：

次黏着基台，所述次黏着基台为硅基材质，并具有第一承载面及一第二承载面；

光电转换组件，设置于所述第一承载面；

透镜，设置于所述第二承载面；以及

基座，所述次黏着基台设置于所述基座的一侧，

其中所述第一承载面及所述第二承载面之间具有高度差，以使所述光电转换组件匹配所述透镜的中心。

2.根据权利要求1所述的光收发模块，其特征在于，所述次黏着基台为阶梯状。

3.根据权利要求1所述的光收发模块，其特征在于，所述基座具有光纤固定部，所述光纤固定部具有光纤容置孔并朝向所述次黏着基台。

4.根据权利要求1所述的光收发模块，其特征在于，所述光电转换组件为光发射组件。

5.根据权利要求1所述的光收发模块，其特征在于，所述光电转换组件为光信号接收组件。

6.一种光收发装置，其特征在于，所述光收发装置包括：

根据权利要求1至5中任一权利要求所述的光收发模块；以及

印刷电路板；以及

多个导线，电连接所述光电转换组件及所述印刷电路板，所述多个导线布设于所述光收发模块的至少两侧。

7.根据权利要求6所述的光收发装置，其特征在于，所述印刷电路板具有凹口部，所述光收发模块设置于所述凹口部而三侧邻接所述印刷电路板。

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