TW200928471A - Optical module - Google Patents

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Description

200928471 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種光模組，其包括配置有光電轉換元件 之元件陣列、及插入有光纖之插芯，且光電轉換元件與光 纖直接光耦合。 【先前技術】 關於使光纖與光電轉換元件不經由透鏡等光學元件而直 接光耦合（butt joint)之光半導體模組（光模組），於日本專 利特開2005-43622號公報中有所揭示。圖5(a)係先前之光 模組之組裝前的剖面圖。該光模組中具有元件陣列丨、及 光插芯3。 π件陣列1具有結合面5，於結合面5之中央部有複數個 光電轉換元件9配置成一行（圖式中為縱深方向）。光電轉換 元件9係將與元件行平行地配設之複數個凸塊丨丨作為連接 端子。插芯3具有結合面7，結合面7上以開口成一行之狀 態配置有複數個光纖插孔丨5，該等光纖插孔丨5用於對光纖 13進行定位保持。而且，結合面7上，連接於凸塊u之複 數個電性配線（未圖示）係與插孔15之行方向平行地排列， 且連續地形成直至鄰接於結合面7的正交面。插芯3係由含 有聚S曰樹知、PPS樹脂以及環氧樹脂中的任一種樹脂的材 料形成。 元件陣列1與插芯3係以結合面5與結合面7相向之方式而 配置插孔15疋位於光電轉換元件9上，凸塊11固定於電 性配線上’藉此’插芯3與元件陣列1結合為-體。插孔15 136438.doc 200928471 内插入有以較長的長度除去保護包覆19之頂端而露出玻璃 纖維21的光纖13，而使光纖13與光電轉換元件9直接光耦 合。光纖13係於插孔15之結合面7側的縮徑的限位孔部15 a 而相對於光纖插芯3定位。亦即，光纖13不經由包覆19而 以玻璃纖維2 1進行定位。 圖5(b)係組裝中的先前之光模組的玻璃纖維2丨頂端周邊 的局部放大剖面圖。當將玻璃纖維21插入至插孔15内時， 有時’玻璃纖維21之頂端會與較玻璃纖維21更軟質的樹脂 材料、即限位孔部15a等之内周面摩擦，從而刮削内周面 而導致發塵。而且’亦有插孔15内存在灰塵之情形，從 而’有時，該等灰塵等25會附著於玻璃纖維21之頂端面 21a ’而導致該玻璃纖維21與元件陣列1之光耦合效率下 降’從而使耐雜訊特性惡化。 專利文獻1 :曰本專利特開2005-43622號公報 【發明内容】 發明所欲解決之問題 本發明之目的在於提供一種當將光纖插入至光纖插孔内 時不會發塵之光模組’故而，能防止光模組之光耦合效率 之下降、及耐雜訊特性之惡化。 解決問題之技術手段 為了達成上述目的’提供一種光模組，其包括：插芯， 於形成有電路之端面開口有光纖插孔；光電轉換元件，連 接於電路，且與光纖插孔相向；及光纖，與光電轉換元件 直接光耦合。光纖係由玻璃纖維及保護包覆構成，其相對 136438.doc 200928471 且以玻璃纖維不接觸於 内。 於光纖插孔藉由保護包覆而定位， 光纖插孔之狀態而保持於光纖插孔 ❹ ❹
I 光纖中，於頂端部，玻璃纖維可自保護包覆突出長度 L。光纖插孔可自端面侧起具有保持部、錐形部、及擴徑 部’此時，光纖由保持部而保持於光纖插孔内突出長度 L係於保護包覆之周緣抵接於錐形部之狀態下、玻璃纖ς 之頂端面的周緣不接觸於錐形部的長度。較好的是，突出 長度L為5 μιη以上且1〇〇 μιη以下。較好的是，保護包覆之 頂端位於光纖插孔之内部，較好的是’於 藉由自保護包覆上照射雷射而將保護包覆材與玻=;一 併切斷。 【實施方式】 以下，參照圖式對本發明之實施形態進行說明。圖式之 目的在於進行說明，而並非用於限定發明之範圍。圖式 中，為了避免重複說明，以相同的符號表示相同的部分。 圖式中之尺寸比率未必準確。 圖1係本發明之實施形態的光模組丨〇〇之剖面圖。光模組 1〇〇中包括元件陣列1、光纖13、及光插芯31。 元件陣列1中，於與插芯31相向之面（結合面5)，將複數 個光電轉換元件9配置成一行（圖式中為縱深方向）。光電轉 換元件9，當用作光源部時具有代表性的為面發光雷射 (VCSEL ’ Vertical Cavity Surface Emitting Laser)，而用作 受光部時具有代表性的為光檢測器（PE)，ph〇t{) Detector)。 排列間距例如為250 μηι。光電轉換元件9設有受發光部 136438.doc 200928471 9a ^而且，兀件陣列丨之結合面5 ,與光電轉換元件9平行 地配設有複數個凸塊11。複數個凸塊11，成為用於向光電 轉換7L件9供給電源、或傳送來自光電轉換元件$之信號的 電極端子。 於插芯31，供光纖13通插之光纖插孔33以與光電轉換元 件9之排列間距對應的間距而設成一行。插孔33開口於面 . 向元件陣列1之結合面5的端面（結合面35卜插孔33之光纖 ❹ 13之保持部分，係利用填充於插孔33内之例如熱固性的接 著劑而使光纖13固著》結合面35上設有與凸塊丨丨連接之電 路37。電路37連續地形成於與結合面35鄰接之正交面（下 表面）39上。 光纖13排列有複數根’於插芯3 1之外側，一併由未圖示 之保護包覆而包裹，從而形成光纖帶。再者，作為光纖 13，期望使用多模光纖。例如，可使用以下光纖：纖芯徑 為多5 0 μιη，纖衣徑為於80 μηι，包覆外徑為沴125 μπι。藉 φ 由使用多模光纖’容許轴線方向或者校準方向上有少許偏 移而進行安裝。 藉由使元件陣列1與插芯31結合，可構成光模組1〇(^凸 塊11固定於電路3 7上，藉此，元件陣列1與插芯31結合為 、一體。光纖13係於插芯3 1與元件陣列1結合之後再插入至 插孔33内。光纖13之位置係以如下方式設置，即，於光纖 丄3之頂端部，玻璃纖維21之端面位於光電轉換元件9之受 發光部9a的附近。將插芯31之下表面39安裝於基板等上， 藉此，光模組100能經由電路37而容易地對光電轉換元件9 136438.doc 200928471 供電’或能自光電轉換元件9獲取信號。 圖2係表示組裝光模組！ 〇 〇時之光纖〗3頂端部周邊的局部 放大剖面圖。光纖13中，於頂端部，包覆頂端丨％被除 去，玻璃纖維21自保護包覆19突出。藉此，以使玻璃纖維 21收容於插孔33内之狀態，於玻璃纖維21之外周形成環狀 空間43。 〇 ❹ 突出長度L設定為5 μιη以上且1〇〇 μιη以下。藉此，難以 產生當長度L設為5 μιη以下時容易引起的、因環狀空間容 積不足而導致灰塵等25自環狀空間43溢出的現象。而且， 月b刀實地防止g長度L設為丨〇〇㈣以上時、玻璃纖維頂端 彎曲而滑動接觸於内周面的現象。 光纖13中，雖僅有包覆頂端19a被除去，但通插光纖 時玻璃纖維2 1之頂端*會與插孔33之内面摩擦。即便較玻 璃纖維21更柔軟之包覆19與插孔33之内周面有摩擦，内周 面亦不易被到削而引起發塵。 為了保證良好的插入作業性，插孔33可自結合面35側起 具有保持部、錐形部47、及擴徑部45(第—變形例）。此 =之^纖13由保持部而保持於插孔训。而且，玻璃纖維 突出長_，於包覆19之周緣51抵接於錐形部47之 邻47的&破璃纖維21之頂端面2U的周緣53不接觸於錐形 ^47的長度（圖3)。 光纖13之頂诚〇 由雷射之昭射而: 射而熔化。此時，保護包覆藉 且，光纖19之月圖(易溶），故而，容易形成隆起。而 、' 圍有少許熔化而使頂端之邊緣部變圓，故 136438.doc • 10· 200928471 而，光纖插入至插孔時，即便光纖19之頂端接觸於插孔33 之内周面，亦難以產生缺口，而且不存在到削樹脂而引起 發塵之虞。 圖4係表示本發明之實施形態的光模組的第二變形例中 的光纖13之頂端部周邊的局部放大剖面圖。第二變形例 中，於光纖13之頂端部，僅有少許玻璃纖維21突出，玻璃 纖維2 1之外周被由透明樹脂構成之接著劑乃覆蓋。故而， ❹ 與包覆〗9自頂端起被覆蓋之情形相比，光纖13與接著劑55 能更牢固地接著，即使受到溫度變化等外部因素之影響， 該光纖13與受發光部9a間之定位精度亦難以產生不準確。 而且，接著劑55不僅具有固定光纖13之作用，同時，亦能 作為提高光纖13之插入頂端部露出的玻璃纖維2丨對光電轉 換元件9之連接強度.的加強手段。 作為接著劑之折射率，期望與玻璃纖維之折射率大致一 致藉由抑制因折射率差而產生的反射，能獲得良好的光 © 學特性。而且’作為接著劑’較好的是UV/熱併用硬化樹 脂。利用UV光進行臨時固定之後，自夾具中取出，進行 加熱’使UV光未達到之未硬化部分硬化，藉此，能 •生產性。 m 光模組100中，若光纖13插入至插孔33内，則包覆19之 外周π動接觸於插孔33之内周面，於插孔33内光纖Μ之半 k方向上的移動受到限制。玻璃纖維21遠離插孔Μ之内周 面，不會滑動接觸於插孔33之内周面，而且’包覆19係 軟質材料構成，故而’即便包覆19滑動接觸於插孔33之内 136438.doc 200928471 周面’亦不存在因摩擦而引起發塵之虞。進而，即便萬一 引起發塵、或有灰塵，環狀空間43則成為該等灰塵等25之 收谷空間，故而，灰塵等25不易附著於光纖頂端面21a。 進而，因包覆頂端19a位於光纖插孔33内，故而，所收納 之灰塵等25不會自孔中溢出而附著於受發光部％。 故而，根據光模組100，灰塵等25不會附著於光纖頂端 ' 面21a以及光電轉換元件上，故而，能防止與元件陣列之 光麵合效率之下降、及财雜訊特性之惡化。 本申清案係基於2007年11月26曰申請之曰本專利申請 (特願2007-303996)者，其内容以參照的形式併入本文中。 產業上之可利用性 本發明之光模組可用於電器設備内、或者電器設備間之 光傳送中。 【圖式簡單說明】 圖1係本發明之實施形態的光模組之剖面圖。 〇 圖2係表示對圖1所示之光模組進行組裝時光纖頂端部周 邊的局部放大剖面圖。 圖3係用於說明本發明之實施形態的光模組之第一變形 • 例中的突出長度的局部放大剖面圖^ 圖4係表示本發明之實施形態的光模組之第二變形例中 的光纖之頂端部周邊的局部放大剖面圖。 . 圖5(a)係先岫之光模組之組裝前的剖面圖，圖5(b)係組 裝中之玻璃纖維頂端周邊的局部放大剖面圖。 【主要元件符號說明】 136438.doc 12 200928471
1 元件陣列 3 插芯 5 結合面 9 光電轉換元件 9a 受發光部 11 凸塊 13 光纖 15 插孔 15a 限位孔部 19 包覆 19a 包覆頂端 21 玻璃纖維 21a 頂端面 25 灰塵 31 插芯 33 光纖插孔 35 結合面 37 電路 39 正交面 43 環狀空間 45 擴徑部 47 錐形部 51 (包覆之）周緣 53 (頂端面之）周緣 136438.doc 13 200928471 55 接著劑 100 光模組
136438.doc

Claims (1)

  1. 200928471 十、申請專利範圍： 1. 一種光模組，其包括： 插芯’於形成有電路之端面開口有光纖插孔. 光電轉換元件’連接於上述電路，且與上述光纖插孔 相向；及 . 光纖，其係與上述光電轉換元件直接光耦合者，包含 - 玻璃纖維及保護包覆，且相對於上述光纖插孔藉由上述 保護包覆而進行定位，且上述玻璃纖維以不接觸於上述 〇 光纖插孔之狀態而保持於上述光纖插孔。 2. 如請求項1之光模組，其中 上述光纖中，於頂端部，上述玻璃纖維自上述保護包 覆僅突出長度L。 3. 如請求項2之光模組，其中 上述光纖插孔自上述端面側起具有保持部、錐形部、 擴徑部，上述光纖由上述保持部保持於上述光纖插孔， 上述突出長度L係，於上述保護包覆之周緣抵接於上述 β 錐形部之狀態下上述玻璃纖維之頂端面的周緣不接觸於 上述錐形部的長度。 4. 如請求項2或者3之光模組，其中 上述突出長度L為5 μηι以上且1〇〇 μηι以下。 5. 如請求項2至4中任一項之光模組，其令 保護包覆之頂端係位於上述光纖插孔的内部。 6，如請求項2至5中任一項之光模組，其中 於上述光纖之頂端部，藉由自保護包覆上照射雷射， 而將保護包覆材與玻璃纖维一併切斷。 136438.doc
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