CN1276279C - 光学模块及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学模块及其制造方法，本发明实现不使用压模机和金属模就可容易封装光学模块。光学模块在封装盒中具有PD平台和LE平台。在箍圈伸出的一侧上在封装盒的一个侧壁的顶部形成凹进处。进而，粘附剂用于填充凹进处和箍圈之间的间隙。粘附剂进一步涂敷到箍圈的靠近凹进处的部分上。用热固性树脂填充容纳平台的封装盒的内部空间，随后固化热固性树脂。因而，整个平台主体最后用树脂封装。所涂敷的粘附剂防止热固性树脂流到外部。
Description
技术领域
本发明涉及光学模块及其制造方法，并更具体地，涉及可用简单工艺和低成本生产的光学模块以及它的制造方法。
背景技术
因特网的出现允许人们实时访问和操作庞大数量的信息。尽管铜线、光纤和无线器件等用于发送和接收信息，但光纤在高速传送大量信息方面特别占优势。因而希望将来光纤延伸到每个家庭中。
然而，当用光纤连接终端设备时，由于终端设备不使用光信号而是使用电信号进行信息处理，因此必需在光纤和每个终端设备之间提供所谓的光学模块。光学模块把从光纤接收的光信号变换为电信号，并向终端设备提供电信号，并且进一步地，把从终端设备接收的电信号变换为光信号，并向光纤提供光信号。在本领域中已经提出各种类型的光学模块。
图20为示出常规光学模块的结构的示意图。
如图20所示，光学模块10以WDM(波分复用)模式而传送和接收信号。此光学模块具有以下结构，其中，在封装16中包括WDM滤波器11、激光二极管(LD)12、光电二极管(PD)13以及光学透镜14和15。WDM滤波器11为这样一种光学滤波器，它通过用于传送的预定波长(如约1.3μm)的光并反射用于接收的预定波长(如约1.55μm)的光，并且它位于光学路径上。激光二极管12是用于把所提供的电信号变换为光信号的元件。从激光二极管12发射的光通过光学透镜14和WDM滤波器11提供给光纤17，其中，所述光为预定波长，如约1.3μm。光电二极管13是用于把所接收的光信号变换为电信号的元件。从光纤17提供的光由WDM滤波器11反射，随后通过光学透镜15发送到光电二极管13，并变换为电信号，其中，所述光为预定波长，如约1.55μm。从而，有可能变换来自光纤17的光信号并把它们提供给终端设备，而且有可能变换来自终端设备的电信号并把它们提供给光纤17。以上光波长实例假设图20所示光学模块10安装在家用终端设备中。如果在基站一侧上使用光学模块10，就颠倒用于传送和接收的波长。
然而，图20所示类型的光学模块10在定位各个元件时要求较高的精度，并且在一些情形中，需要技术人员进行微调。因此，问题是制造效率较低，从而该模块不适于批量生产。
图21为示出另一常规光学模块的结构的示意图。
图21所示光学模块20是所谓的光波导嵌入型光学模块。光学模块20包括：基板21；在基板21上形成的包层22；在包层22预定区域上形成的芯线区域23a-23c；插入到在基板21和包层22上形成的槽中的WDM滤波器24；设置得与芯线区域23b的端部相邻的激光二极管25；设置得与芯线区域23c的端部相邻的光电二极管26；以及监视激光二极管25输出的监视光电二极管27。在此种类型的光学模块20中，由包层22和芯线区域23a构成的光波导连接到光纤，在图中未示出光纤。相应地，以WDM(波分复用)模式执行传送和接收。
也就是说，从激光二极管25发射的传输波长(如约1.3μm)的光通过由包层22和芯线区域23b构成的光波导进行传播，随后它通过WDM滤波器24提供给由包层22和芯线区域23a构成的光波导，并进入未示出的光纤中。而且，从光纤(未示出)提供的接收波长(如约1.55μm)的光通过由包层22和芯线区域23a构成的光波导进行传播，随后它通过WDM滤波器24提供给由包层22和芯线区域23c构成的光波导，并进入到光电二极管26中。激光二极管25的输出由监视光电二极管27监视，从而可优化激光二极管25的输出。
上述类型的光学模块20比图20所示类型的光学模块10更小，并且它具有较高的生产率，因为它不需要技术人员进行微调。
然而，问题是它非常昂贵，并且它要求在光纤和光波导之间有较高的连接精度。
发明内容
因而，本发明的目的是提供一种改进的光学模块及其制造方法。
本发明的另一目的是提供一种可实现小型化和低成本的光学模块及其制造方法。
本发明的又一目的是提供一种可用简单工艺制造的光学模块及其制造方法。
以上的和其它的目的通过以下用于传送和接收光信号的光学模块来实现，其中，所述光学模块包括：至少一个收发器单元；容纳收发器单元的封装盒，其中，封装盒为盒状外壳；以及填充封装盒的树脂，其中，收发器单元包括：压料垫；安装在压料垫上的至少一个平台主体；固定在平台主体上的光纤；安装在平台主体上并把通过光纤接收的光信号变换为电信号的至少一个接收光电二极管；安装在平台主体上的光发射器；设置成在接收光电二极管和光发射器之间的位置上分割光纤的滤波器；以及，在其中插入光纤一端的箍圈。
根据本发明，由于其上安装接收光电二极管和光发射器的至少一个平台主体进一步安装在压料垫上，随后它们用树脂封装，因此光学模块非常容易处理。由于通过把液体树脂注入到容纳收发器单元的封装盒中并固化树脂而执行集成封装，因此，不使用压模机和金属模就可容易执行封装。进一步地，与常规光学模块不同，由于本发明光学模块不需要技术人员进行微调，因此它具有较高的制造效率。有可能实现相对较低的成本，这对于包括常规光波导的光学模块是不可能的。
在本发明的优选方面中，封装盒具有用于伸出箍圈的凹进处，并且用粘附剂填充凹进处和箍圈之间的间隙。根据本发明的此方面，有可能避免填充封装盒的液体树脂通过该间隙泄漏到外部。
在本发明的优选方面中，粘附剂进一步涂敷到箍圈的靠近凹进处的上部。根据本发明的此方面，有可能形成限制填充封装盒的液体树脂的堤坝，并防止液体树脂流出溢过箍圈的顶部。
以上的和其它的目的还可通过一种制造用于传送和接收光信号的光学模块的方法来实现，该方法包括以下步骤：通过预先模制引线框而生产盒形封装盒；在引线框的压料垫上安装LE平台，其中，LE平台至少配置有用于产生将要传送的光信号的光发射器；在压料垫或LE平台上安装PD平台，其中，PD平台至少配置有光纤、对通过光纤接收的光信号执行光电转换的接收光电二极管、从传送光信号分离接收光信号的滤波器、以及在其中插入光纤一端的箍圈；把树脂注入到容纳PD平台主体和LE平台主体的封装盒中；并且固化树脂，以封装PD平台和LE平台。
根据本发明，由于安装有光发射器的LE平台和安装有接收光电二极管的PD平台首先安装在压料垫上，并接着用封装部件覆盖，因此，制造的光学模块非常容易处理。由于可通过把液体树脂注入到容纳收发器单元的封装盒中并固化树脂而执行集成封装，因此，不使用压模机和金属模就可容易执行封装。进一步地，与常规光学模块不同，由于所述光学模块不需要技术人员进行微调，因此它具有较高的制造效率。所述光学模块有可能以相对较低的成本实现，这对于包括常规光波导的光学模块是不可能的。
在本发明的优选方面中，预先模制引线框的步骤包括在封装盒中形成用于伸出箍圈的凹进处的步骤，并进一步包括在把树脂注入到封装盒中的步骤之前在凹进处和箍圈之间间隙注入粘附剂的步骤。根据本发明的此方面，有可能防止填充封装盒的液体树脂从此间隙泄漏到外部。
在优选方面中，本发明进一步包括在安装PD平台之前对安装在压料垫上的LE平台执行屏蔽试验的步骤。根据本发明的此方面，不必对具有初期故障的在制品执行不必要的处理，从而有可能降低制造成本。进而，由于在执行屏蔽试验之后的最后树脂封装中不需要压模机和金属模，因此有可能实现简单封装。从以下结合附图的描述中，本发明的以上和其它的目的和特征将变得显而易见。
附图说明
图1为示意性地示出根据本发明一个优选实施例的光学模块100的结构的平面图。
图2为部分示出光学模块100的结构的侧视图。
图3为示意性地示出PD平台110的结构的透视图。
图4为示意性地示出LE平台120的结构的透视图。
图5(a)和5(b)为示意性地示出光学模块100的外部的透视图。
图6为示意性地示出在印刷电路板等上安装的光学模块100的俯视图。
图7为示出用于制造光学模块100的过程(制备引线框105)的视图。
图8为示出用于制造光学模块100的过程(预先模制)的视图。
图9为示出用于制造光学模块100的过程(切割引线框105的预定部分105b、105c和105d)的视图。
图10为示出用于制造光学模块100的过程(安装LE平台120)的视图。
图11为示出用于制造光学模块100的过程(安装PD平台110)的视图。
图12为示意性地示出根据本发明另一优选实施例的光学模块200的结构的平面图。
图13为部分示出光学模块200的结构的侧视图。
图14为示意性地示出根据本发明另一优选实施例的光学模块300的结构的平面图。
图15为部分示出光学模块300的结构的侧视图。
图16为示意性地示出根据本发明另一优选实施例的光学模块400的结构的平面图。
图17为部分示出光学模块400的结构的侧视图。
图18为示意性地示出根据本发明另一优选实施例的双通道光学模块500的外部的透视图。
图19为示意性地示出根据本发明另一优选实施例的光学模块600的外部的透视图。
图20为示出常规光学模块的结构的示意图。
图21为示出另一常规光学模块的结构的示意图。
具体实施方式
现在结合附图解释本发明的优选实施例。
图1为示意性地示出根据本发明一个优选实施例的光学模块100的结构的平面图。图2为部分示出光学模块100的结构的侧视图。如后面详细解释地，此实施例的光学模块100最后封装，并且主要部分用树脂覆盖。从而，图1示出从光学模块100除去树脂的状态。在图1和2中，由M所示的区域是在最后阶段中用树脂封装的部分。进一步地，还省略收发器IC、引线和接合线。
如图1和2所示，根据此实施例的光学模块100具有：压料垫101；两个或更多个引线102；安装在压料垫101上的PD(光电二极管)平台110和LE(光发射器)平台120。
压料垫101和引线102由金属制成，它们通过切割或蚀刻引线框而形成。不具体限制金属的种类，但优选使用用于常规引线框的金属，如包含铜作为主要成分的合金、包含铁作为主要成分的合金(如42-合金(A42))等。也就是说，优选使用在导电性、热传导、以及机械强度等方面性能优秀的合金。压料垫101的厚度设定为能保证所需机械强度的最薄的值。不具体限制此厚度，但优选设定在0.1mm到0.25mm之间。基于安装在压料垫101上的PD平台110和LE平台120的底面面积而设定压料垫101的面积。
PD平台110是在其上安装各种用于把从光纤提供的光信号变换为电信号的部件的平台。在图3中示出PD平台110的透视图。
如图1-3所示，PD平台110包括：由硅等制成的PD平台主体111；在PD平台主体111的上表面上形成的槽112；容纳在槽112中的光纤113；在光纤113端部设置的箍圈114；在PD平台主体111上表面上形成的以便横穿槽112的缝隙115；插入到缝隙115中的WDM滤波器116；以及安装在PD平台主体111上表面上的接收光电二极管117和接收IC 118。进一步地，在PD平台主体111的上表面上、在接收光电二极管117上以及在接收IC 118上形成焊盘119。
PD平台主体111由硅块等制成。在PD平台主体111上的安装箍圈114的部分上切割台阶111a，并且箍圈114由台阶111a支撑。此台阶111a可通过化学蚀刻或机械切割而形成。尽管未示出，但还在PD平台主体111的上表面上形成绝缘膜涂层，如氧化物膜或氮化物膜。在绝缘膜涂层上设置与一些焊盘119、接收光电二极管117等连接的平头电极、配线等。
槽112是用于固定光纤113的引导槽。它的宽度和深度设定为大得足以容纳光纤113。它也可通过化学蚀刻或机械切割形成。容纳在槽112中的光纤113由粘附剂(未示出)固定。
众所周知，光纤是由芯线和包围该芯线的包层构成的纤维状光波导，并且，通过利用它们折射率的差异而获得光的传播。光纤113的端面通过抛光而制作成扁平光滑的。
众所周知，箍圈具有可固定光纤的圆柱体形状。光纤113的一端在箍圈114的内部终止。通过把另一光纤的一个抛光端插入到箍圈114中，有可能完成两根光纤之间的光耦合。
缝隙115在PD平台主体111的上表面上形成，以便横穿槽112。它的宽度和深度根据插入到其中的WDM滤波器116的尺寸而设定。如果缝隙115的宽度比所需要的更宽，就会增加衍射损耗。因此，缝隙115的宽度只设定得比WDM滤波器116的厚度略大一点。以预定角度设置缝隙，从而，从箍圈114一侧通过光纤113传播的光在WDM滤波器116上反射，并且沿PD平台主体111上表面上方的方向前进。不具体限制缝隙115的角度，但此角度优选设定为与垂直于PD平台主体111上表面的平面大约成30°角。缝隙115也可通过化学蚀刻或机械切割而形成。然而，缝隙115优选通过机械切割形成，因为它与台阶111a和槽112不同，它需要在切割光纤113的同时以预定角度形成。
WDM滤波器116是传送传输波长(如约1.3μm)的光和反射接收波长(如约1.55μm)的光的光学滤波器。由于WDM滤波器116插入到以上述预定角度形成的缝隙115中，因此WDM滤波器116把从箍圈114一侧通过光纤113传播的接收波长的光向着PD平台主体111的上方反射，同时它把从LE平台120一侧通过光纤113传播的传输波长的光向着箍圈114一侧传送。另外，用于插入WDM滤波器116的缝隙115用光学树脂(未示出)填充，因此借助缝隙115中的树脂牢靠地固定WDM滤波器116。
接收光电二极管117是检测相关WDM滤波器116在其底面反射的接收波长的光并把光信号变换为电信号的元件。接收光电二极管117安装得在可接收WDM滤波器116反射光的位置上跨骑在槽112上。
接收IC 118是用于至少接收和处理相关接收光电二极管117的输出信号的器件。通过在PD平台主体111上表面上形成的布线图案(未示出)，而执行接收IC 118和接收光电二极管117之间的数据传送，并且，通过焊盘或引线(未示出)而执行接收IC 118和终端设备(未示出)之间的数据传送。而且，如图1和3所示，如果在光电二极管117上形成焊盘119，就可在接收光电二极管117和终端设备(未示出)之间直接执行一些数据传送或电力供应。尽管在此实施例中，在PD平台110上只安装一个接收IC 118，但不具体限制接收IC的数量，并可安装两个或更多个IC。而且，如果接收光电二极管117的信号由未安装在PD平台110上的另一IC处理，就还有可能省略接收IC 118。
PD平台110按以上解释进行配置。
LE平台120是在其上安装各种用于把从终端设备提供的电信号变换为光信号并通过光纤113传送光信号的组件的平台。在图4中示出LE平台的透视图。图4示出LE平台120安装在压料垫101上之前的状态，并且，未示出光纤113等。
如图1、2和4所示，LE平台120包括：由硅等制成的LE平台主体121；在LE平台主体121的上表面上形成的V型槽122；在LE平台主体121的上表面上形成沟槽123，该沟槽123横穿V型槽122端部；安装在LE平台主体121上表面上的光发射器124、监视光电二极管125和传送IC 126；以及在LE平台主体121、监视光电二极管125和传送IC 126等的顶面上形成的焊盘127。
与PD平台主体111相似地，LE平台主体121由硅块等制成。尽管未示出，但还在LE平台主体121的上表面上形成绝缘膜涂层，如氧化物膜或氮化物膜。在绝缘膜涂层上设置与一些焊盘、光发射器124等连接的一些焊盘127、平头电极、或配线。
V型槽122是用于正确校准沿着槽安装的光纤113的引导槽，并且它的形状确定得使光纤113的端部正确地面向光发射器124的光投影表面。V型槽122也可通过化学蚀刻或机械切割形成。化学蚀刻是更优选的，因为必须正确地定位光纤113。
设置沟槽123，以使V型槽122的端部是垂直平面。这样做是因为当通过化学蚀刻形成V型槽122时所述端部变为锥形，并且在此情况下，变得难以使光纤113和光发射器124的光投影表面以正确的相对关系定向。为了使光纤113的端部和光发射器124的光投影表面正确地相对，V型槽122的端部需要落入在垂直平面中，并且为了实现这点而形成沟槽123。沟槽123也可通过化学蚀刻或机械切割形成。尽管沟槽123在LE平台上从一侧向另一侧延伸，但它只在LE平台125上必需使光纤113的端部和光发射器124的光投影表面正确相对的部分上形成。
光发射器124是用于产生投影到光纤113中的光的元件。它可以是激光二极管(LD)或发光二极管(LED)。光发射器124具有两个相对的光投影表面。一个光投影表面位于V型槽122一侧上，另一个光投影表面位于监视光电二极管125一侧上。从而，光发射器124的一部分光提供给安装在V型槽122中的光纤113，并且剩余的光提供给监视光电二极管125。
监视光电二极管125用于从光发射器124的另一光投影表面接收光，并且监视光的强度。监视光电二极管125的输出提供给相关的传送IC 126，传送IC 126优化光发射器124的发光强度。
传送IC 126是用于至少接收从终端设备传送的信号和监视光电二极管125的输出信号、处理这些信号并驱动光发射器124的器件。通过在LE平台主体121上表面上设置的布线图案(未示出)而执行在传送IC 126和光发射器124之间或在传送IC 126和监视光电二极管125之间的数据传送。通过焊盘127和引线102而执行在传送IC126和终端设备(未示出)之间的数据传送。而且，如图1和4所示，如果在监视光电二极管125等上形成焊盘127，就可在终端设备(未示出)和监视光电二极管125之间直接执行一些数据传送和电力供应。另外，尽管在此实施例中，在LE平台120上安装一个传送IC126，但传送IC的数量不限制为一个，而是可以为两个或更多个。而且，当光发射器124由未安装在LE平台120上的其它IC驱动时，还有可能省略传送IC 126。
此实施例的光学模块100通过在压料垫101上顺序安装前述结构的PD平台110和LE平台120，用接合线103连接焊盘119、127和引线102，并用树脂封装区域M而完成。
图5(a)和图5(b)为示意性地示出根据此实施例的光学模块100的外部的透视图。其中，图5(a)示出封装盒中未填充树脂的状态，而图5(b)示出封装盒中填充树脂的状态。
如图5(a)和图5(b)所示，根据此实施例的光学模块100具有封装盒104，封装盒104是容纳PD平台110和LE平台120的大致为盒形的外壳。引线102从封装盒104的两个侧面伸出，并且箍圈114从除这两个侧面之外的侧面伸出。因而，光学模块100的外部形状与普通半导体封装器件相似。从而有可能在与普通半导体器件相似的印刷电路板上安装光学模块100。因而可容易处理光学模块100。
封装盒104的高度形成得足以容纳PD平台110和LE平台120。尽管在图中是不可见的，但在箍圈114伸出的一侧上在封装盒104的一个侧壁的顶部形成凹进处104x。进而，粘附剂107用于填充凹进处和箍圈之间的间隙。粘附剂107注入到凹进处和箍圈之间间隙，并且还涂敷到箍圈的靠近凹进处的上部。
如图5(b)所示，用热固性树脂108填充封装盒104的内部空间，其中，封装盒104容纳PD平台110和LE平台120。在制造过程中，热固性树脂108为液体或流体。它通过加热而固化。并且通过在树脂中掺杂固化剂而促进树脂的固化。热固性树脂注入到封装盒104中，并且树脂被固化，最终用树脂封装整个平台主体。因而，可防止热固性树脂的流出。
由于如上所述地用树脂封装容纳LE平台和PD平台的封装盒，因此，有可能不使用压模机和金属模就封装光学模块。
图6为示意性地示出在印刷电路板等上安装的光学模块100的俯视图。如图6所示，当在印刷电路板上安装光学模块100时，光学模块100的引线102通过焊接而与在印刷电路板上形成的电极图案31机械连接和电连接，并且，另一光纤32插入到箍圈114中并被固定。光学模块100通过电极图案31而与相关的终端设备进行电学通信，并且通过光纤32进行光学通信。
下面，详细解释制造根据此实施例的光学模块100的方法。
首先解释制造PD平台110的方法。在制造PD平台110时，首先制备用作PD平台主体111的硅或其它材料的块状部件；在块状部件的表面上形成绝缘膜涂层，如氧化物膜或氮化物膜；在绝缘膜涂层上形成诸如焊盘119的电极以及布线图案；通过化学蚀刻或机械切割在PD平台主体111上形成台阶111a和槽112。可在形成绝缘膜涂层和电极等之前形成台阶111a和槽112。进而，可在形成台阶111a、槽112和绝缘膜涂层之后形成电极。
另一方面，光纤113的两端被抛光，并且一端插入到箍圈114中并被固定。如上所述，通过把箍圈114连接到光纤113的一端而制备光纤，并且用粘附剂固定光纤113，其中，光纤113容纳在槽112中。此时，如图3所示，光纤113必需从PD平台主体的边缘延伸预定的长度。
其次，通过化学蚀刻或机械切割，优选通过机械切割形成缝隙115，并且，WDM滤波器116插入到缝隙115中。缝隙115的多余空间用光学树脂填充，由此在缝隙115中固定WDM滤波器116。
接着，在电极图案上安装传送光电二极管117和传送IC 118，其中，所述电极图案在PD平台主体上形成。由此完成PD平台主体110。
下面解释制造LE平台120的方法。在制造LE平台120时，以与制造PD平台110相似的方式，制备用作LE平台主体121的硅或其它材料的块状部件。在块状部件的表面上形成绝缘膜涂层，如氧化物膜或氮化物膜，并且，通过化学蚀刻或机械切割，优选通过化学蚀刻在LE平台主体上以预定间隔形成V型槽122。通过化学蚀刻或机械切割，优选通过机械切割在LE平台主体121上形成沟槽123。V型槽122和沟槽123可在形成绝缘膜涂层和电极等之前形成。进而，电极可在形成V型槽122、沟槽123和绝缘膜涂层之后形成。然而，必需在至少形成V型槽122之后形成沟槽123。
接着，在电极图案上安装光发射器124、监视光电二极管125和传送IC 126，其中，所述电极图案在LE平台主体上形成。由此完成LE平台120。
下面，解释在压料垫101上安装PD平台110和LE平台120的方法。
首先，如图7所示，制备包括压料垫101和引线102的引线框105。此引线框105可通过对金属板进行冲压或蚀刻而生产。
其次，如图8所示，压料垫101和引线102的一个顶部用树脂106如PPS(聚苯硫醚)连接，并且进一步地，连接每个引线102和引线框105的外框105a(预先模制)。树脂106a不仅用于互连压料垫101和引线102的一个顶部，而且用作封装盒104。从而，形成为其高度足以容纳整个光学模块的盒状外壳。另一方面，树脂106b仅仅用于互连压料垫101和引线102的一个顶部。在预先模制中一般执行使用固体树脂丸的注模或传递模塑，并且使用压模机和金属模。
在此预先模制之后，互连压料垫101和引线102的部分105b、互连引线102的部分105c、以及互连引线102和引线框105的外框105a的部分105d被切割。从而，压料垫101、引线102和引线框105的外框相互电隔离。在此状态下，由于用树脂106a连接压料垫101和引线102，并进而用树脂106b连接引线102和引线框105的外框105a，因此它们保持完整状态。
其次，如图10所示，在压料垫101的预定部分上安装LE平台120，并且，通过接合线103而电连接焊盘127和预定的引线102。其次，在此状态下，电信号通过连接到接合线103的引线102而传送到LE平台120，并且执行屏蔽试验。屏蔽试验是通过保持向光发射器124施加几百mA的驱动电流长达几小时来发现光发射器124的初期故障的试验。通过用监视光电二极管来监视所检测的信号强度，有可能发现光发射器124中的任何初期故障。只对屏蔽试验合格的在制品执行后续的制造过程，对于在屏蔽试验中发现光发射器124初期故障的在制品不执行后续的制造过程。从而有可能取消无意义的处理。
如图11所示，当屏蔽试验合格时，在压料垫101的预定区域上安装PD平台110，并且沿着V型槽122布置光纤113，光纤113的端部由此制作得正确面向光发射器124的光发射表面。接着，粘附剂128(参见图1和2)涂敷到在V型槽122中安装的光纤113上，并硬化，从而，光纤113在V型槽122中被固定。不具体限制粘附剂128的材料，但可使用热固性树脂或紫外光愈合树脂。而且，光纤113可用诸如硅或石英的盖子固定，以取代粘附剂128。
接着，焊盘119和预定的引线102用接合线103电连接，在此之后，硅酮凝胶涂敷到所有光学功能元件如接收光电二极管117和光发射器124等上。此种硅酮凝胶主要用于保证光信号在光发射器124和光纤113之间的传播，并且用作保护光学功能元件如光发射器124等免受外界机械应力的缓冲器。通过硅酮凝胶而吸收机械应力。
进而，如图5(b)所示，用热固性树脂或紫外光树脂填充封装的内部，固化树脂并且切割引线102。由此完成光学模块100。
如上所述，由于在单个压料垫101上安装PD平台110和LE平台120并且它们用树脂完整封装，因此，可非常容易处理此实施例的光学模块100。进而，与常规光学模块不同，光学模块100不需要技术人员进行微调，因此制造效率较高。从而与图21所示包括常规光波导的光学模块20相比，有可能实现相对较低的成本。
进而，如果首先在压料垫101上安装LE平台120并接着安装PD平台110，PD平台110上的部件将不受在LE平台主体121上安装光发射器124等时所传递的热量的影响。相应地，更容易控制每个制造过程中的温度。
进一步地，在制造此实施例的光学模块100时，在压料垫101上安装LE平台120之后安装PD平台110，并进行屏蔽试验。结果，不必对具有初期故障的在制品执行不必要的处理，从而有可能降低制造成本。
进而，由于通过预先模制形成的封装盒具有能容纳PD平台和LE平台的盒形状，因此，有可能用液体树脂或流体树脂封装容纳LE平台和PD平台的封装盒的内部空间。从而在最后封装时，有可能不使用压模机和金属模就可容易封装光学模块。
尽管在以上光学模块100中，接收IC 118安装在PD平台主体111并且传送IC 126安装在LE平台主体121上，但在本发明中，这些IC可全部安装在压料垫101上。下面，解释在压料垫上安装接收IC和传送IC的实施例。
图12为示意性地示出根据本发明另一优选实施例的光学模块200的结构的平面图。图13为部分示出光学模块200的结构的侧视图。如在后面详细解释地，此实施例的光学模块200最后封装，并且主要部分用树脂覆盖。从而，图12和13示出从光学模块200除去树脂的状态。进而，还从图12和13省略收发器IC、引线和接合线。
如图12和13所示，与根据以上实施例的光学模块100相似，根据此实施例的光学模块200具有安装在压料垫201上的PD平台210和LE平台220。然而，光学模块200在以下方面与根据以上实施例的光学模块100不同：接收IC 218和传送IC 226安装在压料垫201上。此配置的其它方面与光学模块100的相同。
根据此实施例的光学模块200提供与根据以上实施例的光学模块100相同的优点。进一步地，由于接收IC 218和传送IC 226不是安装在PD平台主体211和LE平台主体221上而是安装在压料垫201上，因此有可能使平台主体211和221小型化。因而，有可能降低制造成本和材料成本，因为可通过把硅晶片切割成许多块而同时生产大量的平台主体。
另外，在根据本发明的光学模块200中，尽管在压料垫201上安装两个IC，但安装在压料垫201上的IC数量可以是一个或三个或更多个。进而，可在压料垫201上安装预定的IC，并且可在PD平台主体211和/或LE平台主体221上安装其它的IC。
尽管在以上光学模块100(200)中，PD平台110(210)和LE平台120(220)安装在压料垫101(201)上，但在本发明中，PD平台不一定安装在压料垫上，而是可安装在LE平台上。下面，解释在LE平台上安装PD平台的实施例。
图14为示意性地示出根据本发明另一优选实施例的光学模块300的结构的平面图。图15为部分示出光学模块300的结构的侧视图。如在后面详细解释地，此实施例的光学模块300最后封装，并且主要部分用树脂覆盖。从而，图14和15示出从光学模块300除去树脂的状态。进而，还从图14和15省略收发器IC、引线和接合线。
如图14和15所示，与根据以上实施例的光学模块100相似，根据此实施例的光学模块300具有PD平台310和LE平台320。然而，光学模块300在以下方面与根据以上实施例的光学模块100等不同：PD平台310不是安装在压料垫301上而是安装在LE平台320的LE平台主体321上所设置的区域321a上。此配置的其它方面与光学模块100的相同。
根据此实施例的光学模块300提供与根据以上实施例的光学模块100相同的优点。进一步地，由于PD平台310和LE平台320被充分集成，因此，具有以下优点：即使压料垫301的形状因热应力而稍微改变，光发射器124和光纤113之间的位置关系也不容易改变。
尽管在以上光学模块100(200、300)中，PD平台110(210、310)和LE平台120(220、320)是独立的组件，但它们可构造为单个平台。下面解释在压料垫上安装单个平台的实施例。
图16为示意性地示出根据本发明另一优选实施例的光学模块400的结构的平面图。图17为部分示出光学模块400的结构的侧视图。如在后面详细解释地，此实施例的光学模块400最后封装，并且主要部分用树脂覆盖。从而，图16和17示出从光学模块400除去树脂的状态。进而，还从图16和17省略收发器IC、引线和接合线。
如图16和17所示，与根据以上实施例的光学模块100等不同，根据此实施例的光学模块400具有安装在压料垫401上的公共平台430。公共平台430由单一平台431构成，并用作PD平台110和LE平台120。尽管光学模块400不允许只对LE平台进行屏蔽试验，但它还是提供与根据以上实施例的光学模块100相同的优点。进而，它是具有最简单制造工艺的光学模块，同样，它能降低制造成本。
尽管上述光学模块是包括单个输入/输出光学终端的单通道型光学模块，但本发明也可应用于多通道光学模块。
图18为示意性地示出根据本发明另一优选实施例的双通道光学模块的外部的透视图。以在用树脂最后封装之前的状态示出此光学模块。
如图18所示，在此实施例的光学模块500中，两个收发器单元方向相同，并且平行排列在PD平台主体511和LE平台主体521上，其中，PD平台主体511和LE平台主体521容纳在封装盒中。两个箍圈114A和114B沿相同方向从封装盒504的内部伸出。尽管未示出，但在封装盒504中形成与这些箍圈相对应的两个凹进处，并且粘附剂107注入到凹进处和箍圈之间的间隙中，并注入到箍圈的顶面上。容纳所述平台的封装盒504的内部空间最后用诸如热固性树脂等的液体树脂填充，随后固化树脂。因而，用树脂封装整个平台主体。
图19为示意性地示出根据本发明另一优选实施例的双通道光学模块的外部的透视图。以在用树脂最后封装之前的状态示出此光学模块。
如图19所示，与图18所示光学模块500不同，在此实施例的光学模块600中，两个收发器单元方向相反并且串行排列。用于安装收发器单元的平台包括：用于两个收发器单元的两个独立的PD平台主体611A和611B；以及两个收发器单元所共用的单个LE平台主体621。它们容纳在封装盒604中。箍圈114A和114B以相反方向从封装盒604内部伸出。尽管未示出，但在封装盒604中形成与这些箍圈相对应的两个凹进处，并且粘附剂107注入到这些凹进处和箍圈之间的间隙中，并注入到箍圈的顶面上。因而，尽管未示出，但在封装盒604的两端上形成与这些箍圈相对应的两个凹进处，一端一个，并且粘附剂107注入到这些凹进处和箍圈之间的间隙中，并注入到箍圈的顶面上。容纳所述平台的封装盒604的内部空间最后用诸如热固性树脂等的液体树脂填充，随后固化树脂。因而，用树脂封装整个平台主体。
如上所述，与单通道光学模块相似，包括两个收发器单元的双通道光学模块也具有容纳LE平台主体和PD平台主体的封装盒，并且，用诸如热固性树脂等的液体树脂填充封装盒。从而，不使用压模机和金属模就可容易执行封装。进而，本发明也可应用到所有类型的多通道光学模块中，如其中在n行2列的矩阵内平行排列几个收发器单元的模块等等(“n”为正的整数)，这与图18和19所示的双通道型的情形一样。
因此，已经结合特定实施例示出和描述本发明。然而，应该指出，本发明决不局限于所述布置的细节，只要不偏离后附权利要求的范围，可作出改变和变更。
例如，在以上实施例中，PD平台和LE平台用树脂封装。然而，不具体限制封装材料，并可采用其它材料。
而且，在以上实施例中，注入到封装体中的树脂是热固性树脂。然而，在本发明中可使用诸如紫外光愈合树脂等的各种树脂。
在以上实施例中，封装盒是方盒形状的外壳。然而，在本发明中可使用诸如圆形、多边形等的各种形状的外壳。
如上所述，在本发明中，由于其上安装接收光电二极管和光发射器的至少一个平台主体在压料垫上安装，随后用树脂封装，因此光学模块非常容易处理。由于通过把液体树脂注入到容纳收发器单元的封装盒中并固化树脂而执行集成封装，因此，不使用压模机和金属模就可容易执行封装。进一步地，与常规光学模块不同，由于本发明光学模块不需要技术人员进行微调，因此它具有较高的制造效率。有可能实现相对较低的成本，这对于包括常规光波导的光学模块是不可能的。
而且，由于封装盒具有用于伸出箍圈的凹进处，并且用粘附剂填充凹进处和箍圈之间的间隙，因此，有可能避免填充封装盒的液体树脂通过该间隙泄漏到外部。
而且，由于在安装PD平台之前对安装在压料垫上的LE平台执行屏蔽试验，因此，不必对具有初期故障的在制品执行不必要的处理，并从而有可能降低制造成本。进而，由于在执行屏蔽试验之后的最后树脂封装中不需要压模机和金属模，因此有可能实现简单封装。
Claims (6)
1.一种用于传送和接收光信号的光学模块，包括：
至少一个收发器单元；
容纳收发器单元的封装盒，其中，封装盒为盒状外壳；以及
填充封装盒的树脂；
其中，收发器单元包括：
压料垫；
安装在压料垫上的至少一个平台主体；
固定在平台主体上的光纤；
安装在平台主体上并把通过光纤接收的光信号变换为电信号的至少一个接收光电二极管；
安装在平台主体上的光发射器；
设置成在接收光电二极管和光发射器之间的位置上分割光纤的滤波器；以及，
在其中插入光纤一端的箍圈，
其中，封装盒具有用于伸出箍圈的凹进处。
2.如权利要求1所述的光学模块，其中，用粘附剂填充凹进处和箍圈之间的间隙。
3.如权利要求1或2所述的光学模块，其中，粘附剂进一步涂敷到箍圈的靠近凹进处的上部。
4.一种制造用于传送和接收光信号的光学模块的方法，包括以下步骤：
通过预先模制引线框而生产盒形封装盒；
在引线框的压料垫上安装光发射器平台，其中，光发射器平台至少配置有用于产生将要传送的光信号的光发射器；
在压料垫或光发射器平台上安装光电二极管平台，其中，光电二极管平台至少配置有光纤、对通过光纤接收的光信号执行光电转换的接收光电二极管、从传送光信号分离接收光信号的滤波器、以及在其中插入光纤一端的箍圈；
把树脂注入到容纳光电二极管平台主体和光发射器平台主体的封装盒中；以及
固化树脂，以封装光电二极管平台和光发射器平台，
其中，预先模制引线框的步骤包括在封装盒中形成用于伸出箍圈的凹进处的步骤。
5.如权利要求4所述的制造光学模块的方法，还包括在把树脂注入到封装盒中的步骤之前在凹进处和箍圈之间的间隙注入粘附剂的步骤。
6.如权利要求4或5所述的制造光学模块的方法，进一步包括以下步骤：
在安装光电二极管平台之前对安装在压料垫上的光发射器平台执行屏蔽试验。
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