TW201439632A - 光電裝置及組裝光電裝置的方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供光電裝置及用於組裝光電裝置之方法，該光電裝置及該方法避免對提供僅用於對準目的之額外結構元件之需要，因此減少用於製造光電裝置之成本及努力。將光電基板安裝在安裝基板之安裝表面上；該光電裝置之耦合區部面對反射元件。光纖端件佈置在距該安裝表面之安裝距離處，該安裝距離大於該耦合區部距該安裝表面之距離。暴露該安裝表面且該安裝表面無用於機械連接或接觸該光纖之任何進一步基板、層或結構。佈置在距該光纖端件之一距離處之光纖部分接觸膠微滴，該膠微滴佈置在該安裝基板之該安裝表面上或上方。

Description

光電裝置及組裝光電裝置的方法 【優先權申請】

本申請案在專利法下主張2013年3月27日申請之歐洲專利申請案第13161425.7號之優先權之權益，本案依賴於該歐洲專利申請案之內容，且該內容以引用之方式整體併入本文。

本申請案係關於光電裝置且係關於組裝電子裝置之方法。

用於耦合光纖之光電裝置除諸如印刷電路板之安裝基板之外通常包含例如具有光電元件之光電基板，該光電元件諸如垂直空腔表面發射雷射(vertical cavity surface-emitting laser；VCSEL)、光電二極體、雷射二極體、光偵測器或能夠發射或偵測電磁輻射(例如可見光或紅外線輻射)之任何其他元件。待要耦合至光電元件之光纖需要相對於該光電元件適當地對準，以確保光纖之端件與光電元件之間的輻射傳播之有效耦合，且具有最小輻射損失。為此， 光電裝置除安裝基板及至少一個光電基板之外可包含額外提供來僅用於適當的光纖對準之進一步基板或基板類結構元件，諸如脊部、材料塊或圖案化層之剩餘結構。因此，習知連接光纖端件以達成適當對準需要相當大的構造努力。希望提供允許光纖對準但較少構造努力及光電裝置設計複雜性之光電裝置。進一步希望提供用於更有效地構造或至少組裝光電裝置的方法，其中較少的努力用於製造正組裝之光電裝置之組件。

詳細描述中揭示之實施例包括如在請求項1中指定之光電裝置及如在請求項11中指定之組裝光電裝置之方法。

根據本申請案，安裝光電基板使其支撐表面在安裝基板上，耦合區部經定向成平行於支撐表面及/或安裝表面。耦合區部可例如形成光電基板之外頂表面或內部界面表面之一部分，亦即光電基板內側之邊界表面，例如緊接在外頂表面下方之邊界表面。耦合區部因此在正交於或幾乎正交(具有小於15°之偏差，且該偏差可小於10°)於光纖之軸向方向之方向上背對安裝基板之安裝表面，該光纖平行於安裝表面而延伸。此外，提供反射元件以用於將電磁輻射之路徑之方向改變近似90°或正好90°。

光纖之光纖端件佈置在距安裝表面之一距離處，該距離大於耦合區部與安裝表面之間的距離，且將不同於光纖端件之光纖部分浸沒於膠微滴中及/或接觸膠微滴，該膠微滴佈置在相對於安裝基板之安裝表面的固定位置中。例如，膠 微滴直接膠黏於安裝基板之安裝表面上。

根據本申請案，安裝表面(除在至少一個膠微滴及/或至少一個光電基板下方且支撐至少一個膠微滴及/或至少一個光電基板之安裝表面之部分之外)被暴露在至少一個光電基板及/或至少一個膠微滴周圍。

光電裝置因此避免對生產、安裝及/或對準任何進一步基板(當然除光電基板10之外)、基板類或塊類結構元件(諸如脊部或圖案化層)之需要。習知需要具有精確地定位的輪廓之此類結構或結構元件以另外鄰接光纖端件且藉此將該光纖端件對準於所要的耦合位置中，賦能適當地耦合至光電基板之耦合區部。若沿光纖軸介於光纖端件與接觸微滴之光纖部分之間的橫向距離充分小，則光纖端件不需要安裝在光電基板處，且可反而僅藉由光電基板上之膠微滴固持於對準的位置及定向中；不需要進行進一步基板，或基板類或塊類結構元件(諸如脊部或圖案化層)之某些對準之努力。因此，本申請案之光電裝置比較容易生產且生產成本較低。

根據本申請案，亦提供組裝光電裝置之方法，該方法減少製造或至少組裝光電裝置所需之時間及努力。

1‧‧‧光電裝置

2‧‧‧安裝基板/基板

2A‧‧‧安裝表面

3‧‧‧凹部

4‧‧‧底表面

5‧‧‧界面表面/邊界表面

6‧‧‧第一基板/組件

7‧‧‧光纖端件安裝塊/端件安裝塊/組件

8‧‧‧整合式光纖導引塊部分/整合式元件

9‧‧‧光纖位置末端擋板部分/整合式元件

10‧‧‧至少一個光電基板/光電基板/電子基板/基板

11‧‧‧頂表面

11a‧‧‧傳遞表面

12‧‧‧支撐表面/安裝表面

15‧‧‧耦合區部

20‧‧‧至少一個光電元件/光電元件

25‧‧‧至少一個膠微滴/膠微滴

26‧‧‧第二膠微滴/至少一個膠微滴/膠微滴

30‧‧‧光纖

40‧‧‧光纖端件/晶圓端件

41‧‧‧第一光纖分段/光纖分段

42‧‧‧第一光纖部分/光纖部分/第一部分

43‧‧‧第二光纖分段

44‧‧‧第二光纖部分/光纖部分

45‧‧‧反射元件

46‧‧‧反射光纖表面/光纖表面/反射表面

48‧‧‧反射材料塊

50‧‧‧支撐塊/底座

51‧‧‧光纖包覆料/包覆料

52‧‧‧輻射傳輸性材料

53‧‧‧光纖包層

54‧‧‧光纖芯

55‧‧‧包覆料端面

60、60a、60b‧‧‧夾持器

61‧‧‧空氣吸管/管

62‧‧‧空氣吸入開口/空氣吸入孔/吸入孔

70‧‧‧攝影機系統/視訊攝影機系統

71‧‧‧攝影機系統/照片或視訊攝影機系統

72‧‧‧攝影機系統/照片或視訊攝影機系統

73‧‧‧透鏡

74‧‧‧透鏡

75‧‧‧鏡

80‧‧‧黏接劑

A、B‧‧‧光電活性層

D‧‧‧安裝距離

d1‧‧‧距離

d2‧‧‧距離

p‧‧‧位置

R‧‧‧電磁輻射

本文相對於諸圖揭示示例性實施例，且諸圖展示出：第1圖為光電裝置之一實施例的示意性橫截面圖；第2圖為光電裝置之一替代性實施例的橫截面圖；第3圖為具有包括在光纖端件中之反射元件之光電裝置的一實施例； 第4圖為具有傾斜光纖端件之光電裝置的另一實施例；第5圖為具有安裝基板之安裝表面中之凹部之光電裝置的一實施例；第6圖為展示出佈置在光電基板上方之一個光電元件及一個光纖端件的光電基板之頂表面上的俯視圖；第7圖為具有另外緊固至光電基板之光纖端件的類似於第1圖及第2圖之光電裝置之一實施例的橫截面圖；第8圖為類似於第1圖、第2圖及第7圖之一實施例；第9圖至第11圖為光電裝置之安裝基板之安裝表面在組裝期間的透視圖；其中另外展示出諸如光纖夾持器之工具；第12圖為穿過第11圖中所示之夾持器之中心面的橫截面圖；第13圖為示出尤其關於定位及/或對準光纖之步驟的組裝光電裝置之方法之一示例性實施例的橫截面側視圖；第14圖為與使用一對攝影機系統之方法有關的示意性俯視圖；第15圖為自光纖之軸向方向上方觀察的與第13圖及第14圖之方法有關的透視圖；第16圖為自與光纖之軸向方向成對角之另一方向觀察的與第14圖及第15有關之另一透視圖；第17A圖及第17B圖為具有為複合基板之光電基板 的光電裝置之實施例的橫截面圖；及第18圖為展示出光纖在膠微滴處經包覆之光電裝置之局部視圖。

第1圖展示光電裝置1之一個示例性實施例的示意性橫截面圖。光電裝置1包含安裝基板2，該安裝基板諸如例如印刷電路板或玻璃基板、石英基板、陶瓷基板、合成基板(諸如聚合物基板)或半導體基板(諸如矽基板)。另外，然而，光電裝置1包含至少一個光電基板10，該至少一個光電基板諸如半導體基板、玻璃基板、石英基板、陶瓷基板或合成基板(諸如例如聚合物基板)。在半導體基板的狀況下，安裝基板2可為矽基板或包含二元、三元及/或四元III-V族半導體材料之一或更多層之基板。尤其可將矽用作用於透射具有超過1000nm波長之紅外線輻射之半導體材料。每一光電基板10皆包含至少一個光電元件20，該至少一個光電元件能夠發射或偵測電磁輻射R，該電磁輻射可在可見光之範圍內、在紅外線內或在紫外線頻率範圍內。光電元件20例如為VCSEL(垂直空腔表面發射雷射)、光電二極體、雷射二極體、光偵測器或任何其他光電元件，尤其是包含耦合區部15之表面發射元件或表面偵測元件，該耦合區部可佈置在光電基板10之邊界表面之表面處或緊接在該表面下方，或甚至可佈置在光電基板10內側。耦合區部15可例如形成背對安裝基板2之頂表面11，而光電基板10之支撐表面12藉由安裝表面2A支撐及/或安裝在該安裝表面處，例如藉由薄黏合膜 支撐或安裝。耦合區部15及/或頂表面11為平行或近似平行(其中偏差最大達15°)於支撐表面12及/或安裝基板2之安裝表面2A。

在本申請案中，光纖30涵蓋可用於電磁輻射之傳輸之任何光纖，在玻璃光纖之情形下該電磁輻射為可見光，或該電磁輻射為人眼不可見之輻射，諸如紅外線輻射或紫外線輻射。

在藉由第一橫向方向x及垂直方向z在安裝基板2之安裝表面2A上方跨越之第1圖之橫截面圖中，至少一個光纖30將耦合至光電基板10，以便賦能電磁輻射R在該至少一個光纖與該光電基板之間的傳播。沿第二橫向方向y，可提供複數個光纖以用於耦合至同一個光電基板10之複數個光電元件20。此外，兩個或更多個光電基板10可提供於安裝表面2A上，每一個經提供來用於耦合一個光纖或複數個光纖。每一光纖皆包含光纖端件40以經佈置於相對於電子基板10之耦合區部15之對準的耦合位置中，以便賦能使用電磁輻射在該光纖與該電子基板之間通訊。耦合區部15可例如為佈置在光電基板10之頂表面11(或界面表面5，如稍後所述)處或緊接在該頂表面下方之光電元件20之活性區域。頂表面11因此可包括耦合區部15，然而，該耦合區部可僅表示頂表面11中之一小表面部分或僅在該小表面部分處延伸，如第2圖或第6圖中所指示。

光電裝置1進一步包含反射元件45，該反射元件用於反射意欲在光電基板10之耦合區部15與光纖30之間行進 之輻射。自第1圖之實施例顯而易見，反射元件45可例如為佈置在光纖端件40處之反射光纖表面46。反射元件45或光纖表面46可為平面的或曲面的，且可具有相對於軸向方向a傾斜之主定向。光纖30之光軸與反射光纖表面46或反射元件45之法線方向之間的傾斜角度介於40°與60°之間，諸如約45°或介於50°與55°之間。反射元件45或反射光纖表面46分別可因此經定向以允許例如在光纖端件40之內側上之全內反射。雖然其他角度為可能的，但是在至少85%之光強度之並非全部而是部分反射對於可接受的耦合效率為足夠的情況下，反射光纖表面46或反射元件45可以相對於光纖軸經定向正好45°之角度。

光電裝置1進一步包含至少一個膠微滴25。例如每一光纖30可使用至少一個或兩個微滴。至少一個膠微滴25相對於安裝基板2之安裝表面2A固定於該至少一個膠微滴之位置中。在第1圖中，膠微滴25直接膠黏在安裝表面2A上且藉此附接至該安裝表面。膠微滴25係由膠材料或任何其他黏合劑材料製作。抗蝕劑材料為紫外線(ultraviolet；UV)可固化的或可由雷射輻射固化的。雷射輻射可由例如CO₂雷射產生。當將光電基板2及光纖30彼此連接時，環氧樹脂或丙烯酸酯可用作黏合劑材料；此等材料同樣可用於形成第1圖中所示之微滴25。然而，在膠微滴25直接接觸輻射傳輸性光纖之情況下，微滴25與光纖30之間應存在相當大的折射率差異(至少±0.3，且可為至少±0.6)。例如，膠微滴之折射率與光纖之折射率之間的差異可為介於±0.3與±0.6之間，或甚至 更大。可選取相同量之折射率差異以用於本申請案之任何其他實施例。或者，接觸膠微滴25之第一光纖部分42可為包覆光纖部分，而無需折射率之任何調整。光纖之包覆料因此可包圍第一光纖部分42且亦可包圍第一光纖分段41之一部分，而光纖端件40及第一光纖分段41之一部分未經包覆且因此暴露於環境大氣。在第一光纖部分42經包覆的狀況下，膠微滴25接觸光纖之包覆料但不一定接觸由包覆料包圍之輻射傳輸性光纖。

順便提一下，光纖可包含光纖芯以及包圍光纖芯之光纖包層。芯及包層可組合構成輻射傳輸性光纖30，且不需要圍繞該芯及該包層之光纖包覆料。或者，光纖30可包括包覆光纖區部及未包覆光纖區部；且本申請案之所有請求項、圖及進一步實施例可涵蓋以上替代者及以下所述彼等實施例兩者。在至少部分包覆光纖之狀況下，例如，第一光纖部分42可形成包覆光纖區部或替代地未包覆光纖區部之一部分。

例如，包覆光纖之直徑在包括包覆料時可為250μm及在無包覆料時可為125μm。例如，光纖包層可具有125μm之直徑，且光纖芯可具有高達80μm之直徑。然而，對於高頻率應用而言，光纖芯直徑可小至介於10μm與25μm之間。然而，全部本申請案中之任何數值僅為示例性的。順便提一下，耦合區部15可具有例如約30μm之直徑。

在第1圖中，同樣在本申請案之所有其他圖、申請專利範圍及實施例中，光纖包覆料可存在於光纖30周圍。此外，光纖包覆料可包圍第一光纖部分42且視需要包圍第一光 纖分段41之一部分。在第1圖及進一步圖中，並未明確示出光纖包覆料以為便於說明。光纖之輻射傳輸性材料則由光纖包覆料包圍。具體而言，在光纖30之(第一)光纖部分42中，包圍光纖之輻射傳輸性材料之光纖包覆料(而非輻射傳輸性材料自身)可接觸膠微滴。然而，整個光纖仍由膠微滴之材料包圍及/或浸沒於膠微滴中。在未包覆第一光纖部分42的情形下，輻射傳輸性材料自身可接觸膠微滴之材料。若光纖具有包覆料，則包覆料之軸向末端在第一光纖分段41周圍，該第一光纖分段在光纖端件40與第一光纖部分42之間的軸向位置處，該第一光纖部分接觸膠微滴25、浸沒於該膠微滴中或由該膠微滴包圍。

微滴25不僅最初以滴或微滴形狀提供而且亦永久維持該滴或微滴形狀，且藉此保持其外暴露表面之整體曲面或膨出形狀，諸如半球形表面、半橢圓形表面或任何其他曲面及/或膨出表面形狀，該外暴露表面暴露於如空氣之環境大氣，該外暴露表面並未由界面表面局限於光電裝置之其他物件或組件，但接觸該外暴露表面之光纖30及支撐膠微滴25之安裝基板2之下層安裝表面2A排除在外。至少一個膠微滴25之暴露外表面例如形成為類似扭曲半球；第1圖中之其橫截面圖為扭曲半圓。

自第1圖顯而易見，光纖30之第一光纖部分42接觸膠微滴25。第一光纖部分42由膠微滴包圍及/或浸沒於膠微滴中。藉此，至少一個膠微滴25可用來將光纖端件40精確地定位於與光電基板10對準之耦合位置中。與膠微滴接觸 之第一表面部分42藉由暴露於環境大氣之第一光纖分段41連接至光纖端件40。第一光纖分段41之軸向長度小於3mm，且可小於2mm。提供第一光纖分段41之充分短的長度，即光纖端件40與第一光纖部分42之間的距離，光纖端件之充分對準因此可僅藉由一個、兩個或更多個膠微滴達成，甚至在如在第1圖中無額外對準結構提供於光纖端件與光電裝置之間的狀況下亦如此。藉此，消除用於在通常涉及使用引線框架、子板或基板類或塊類結構或元件的光電裝置1之組裝期間達成適當對準之努力及成本。為確保適當對準，僅一個光纖接觸每一各別膠微滴25，因此單獨地賦能每一光纖端件40之獨立對準。

關於光纖端件40之設計，第1圖及本申請案之所有其他實施例僅為示例性的。例如，反射元件45不必為整合於光纖30之光纖端件40中之反射表面，且該反射元件不需要為平面匯流排，可為球狀曲面或其他曲面的，尤其具有聚焦曲率，使得曲面反射元件45沿不同於光纖之軸線方向之非軸向方向具有焦距，且用來聚焦由各別光電元件20發射或將要由該各別光電元件偵測之光或紅外線輻射或UV輻射。在反射光纖表面46之情形下，其可為分裂表面，尤其光纖材料之雷射分裂表面。當然，反射光纖表面46亦可為研磨光纖表面而非分裂表面。反射光纖表面46或另一種類之反射元件45之主定向(亦即，平均或整體定向)可具有如以上所述之一傾斜角度。主定向可例如在光纖及反射光纖表面46或反射元件45之各自光軸之交叉點處量測。雖然在第1圖中未明確展 示，但是光電基板10不僅機械地安裝至安裝基板2而且亦電氣連接至該安裝基板，例如藉由使用焊接結構、接合線及/或其他種類之接合或焊接結構，或藉由使用導電的環氧樹脂來將光電基板10膠黏至安裝基板2之電氣接觸點上來連接。藉此，光電基板10之接觸點結構(例如在其頂表面11處、側壁及/或支撐表面處之接觸點結構)可連接至安裝基板2之電氣接觸點。

除反射元件45之外，進一步結構或經特別成形之表面部分可提供於光纖端件40處。例如，光纖端件40可具有變厚、球形、扭曲球形或其他二維曲面表面，不是分裂或以其他方式成形或平坦化之反射光纖表面46。具體而言，與反射光纖表面46相對因此面對光電基板10之光纖端件之表面部分可具有二維曲率，因此形成聚焦透鏡。大體而言，可提供提供了90°或近似90°(±10°)之光學光路徑轉彎之光纖端件40之任何形狀，因此允許耦合至任何光電基板及光電元件，該光電元件將電磁輻射主要發射至該光纖端件之上表面或活性區域之法線方向或主要自該法線方向接收電磁輻射。同時，光纖30可越過安裝基板2之安裝表面2A沿該光纖之大部分長度平行地定向或為平行的。

與可想像到的習知設計相反，根據第1圖，除光電基板10自身之外，不需要進一步基板、圖案化層、脊部或其他基板類結構元件(需要其外部表面之垂直及橫向圖案化或成形)，以用於將光纖端件40耦合至光電基板10。因此，構造努力與包括將相對於光纖及/或相對於光電基板對準之進一 步基板或結構元件之可想像到的佈置相比經最小化。

第2圖展示另一實施例，以下解釋其與第1圖相比之差異。本文以下未明確論述之彼等特徵可以與以上針對第1圖之實施例所解釋之類似方式來實現；上述情況適用於整個本申請案中任何進一步圖及/或實施例。

根據第2圖，至少一個膠微滴25經由支撐塊50連接至安裝基板2且藉此相對於該安裝基板固定於適當位置中，該支撐塊係由聚醚醯亞胺(ULTEM)或諸如射出成形材料之任何其他種類之材料製作。支撐塊50之尺寸及/或位置之公差並非關鍵的；該等公差在50μm或甚至50μm以上的範圍內。支撐塊50形成底座，該底座增加各別微滴25之支撐表面或支撐水平面之高度，藉此減少微滴25之膠材料、樹脂材料或其他種類之黏合劑材料之所需量。用於至少一個光纖30之至少一個微滴25直接黏附至各別支撐塊50之頂表面。支撐塊50可以與光電基板10類似之方式膠黏至安裝表面2A上。沿垂直於第2圖之繪圖平面之第二橫向方向，複數個膠微滴25可提供於相同支撐塊50上，以用於支撐複數個光纖。再次，一個各別光纖30之僅一個光纖部分42由於獨立調整而接觸各別膠微滴25。或者，在每一膠微滴25下方，可提供分開的各別支撐塊或底座50，該等支撐塊或底座中每一者單獨膠黏於安裝表面2A上。與第1圖相比，第2圖之實施例幫助減少用於每一微滴25之微滴材料之量。此外，每一膠微滴25之橫向橫截面或直徑與第1圖相比減小，因此允許複數個光纖30之橫向較密集佈置，該複數個光纖可沿第二橫向維度 y佈置成緊靠彼此且彼此單獨對準。作為另一益處，藉由與第1圖相比之較小微滴25加快微滴材料在與光纖端件40之對準或最終對準之前的預硬化。

如在第1圖中，安裝基板2之安裝表面2A可在至少一個膠微滴及至少一個光電基板之外的各處暴露於環境大氣或空氣。暴露之安裝表面2A具體而言為安裝基板之主表面，該主表面具有面對至少一個膠微滴及至少一個光電基板之法線方向。因此，除光電基板10及至少一個膠微滴25或其底座所需及/或用該光電基板及該至少一個膠微滴或其底座覆蓋之安裝表面之表面部分之外，安裝表面2A之剩餘表面部分永久暴露，亦即，未以會機械連接、接觸或支持光纖之任何進一步基板、層或結構覆蓋。具體而言，包圍至少一個光電基板10之佔用區及至少一個膠微滴25之佔用區的安裝表面2A之剩餘表面部分沒有用於支撐進一步端件及/或將進一步端件與至少一個光電基板對準之任何進一步支撐手段或對準手段。因此，因為此類額外安裝手段不存在；所以其無需相對於光纖端件及/或相對於光電基板對準。

如第1圖中所示且第2圖中明確地指示，光纖端件佈置在距安裝表面2A之安裝距離D處，安裝距離D大於光電基板10之耦合區部15之位置p與安裝表面2A之間的距離；耦合區部15距安裝表面2A之距離因此小於藉由光纖軸給出之安裝距離D。在第1圖及第2圖中，耦合區部15例如為光電基板10之頂表面11之表面部分，光電元件20因此提供在頂表面11處或緊接在頂表面11下方。例如在第2圖或 第7圖中所指示，且同樣地可與本申請案之任何其他實施例組合，光電元件20可包含彼此堆疊且佈置或處於光電基板10中之光電活性層A、B之堆疊。或者，僅一個光電活性層A可足夠。耦合區部15可例如為光電活性層A、B之堆疊之邊界表面5，或可為至少一個光電活性層A之邊界表面或暴露表面。耦合區部15為能夠發射或偵測電磁輻射之活性區域，該電磁輻射主要沿正交於耦合區部15之延伸之法線方向傳播。上述情況對於光電活性層A、B之堆疊亦同樣正確。耦合區部15、至少一個光電活性層A、B及/或光電元件20作為整體可佈置在光電基板10之外表面諸如頂表面11處，或緊接在此外表面下方，例如在距該表面之深度小於100μm處或替代地在光電基板10之內側上較深處。

根據第1圖及第2圖之實施例，耦合區部15(其兩個主延伸方向由層界定)經定向成諸如平行於光電基板10之頂表面或暴露表面。另外或替代地，耦合區部15可經定向成平行於光電基板10之支撐表面12且因此平行於該支撐表面及/或平行於安裝基板2之安裝表面2A而延伸。對於本申請案之任何其他圖或實施例可同樣地實現關於耦合區部之定向及位置的以上特徵。然而，此等特徵不必同時存在。

第3圖及第4圖展示用於改良耦合效率之實施例之兩個局部橫截面圖。根據第3圖，光纖30(包括其最接近於光纖端件40之第一光纖分段41)沿與安裝基板2之安裝表面2A共線或平行之第一橫向方向x延伸；參見第1圖或第2圖。反射元件45為反射材料塊48之界面表面，該反射材料塊藉 由光學透明的膠材料膠黏或以其他方式安裝至傾斜光纖表面46。替代反射材料塊48，可將反射包覆料(例如，如噴射或以其他方式包覆至光纖端件40之傾斜光纖表面46上之金層或介電質系統層)佈置於傾斜光纖表面上。傾斜光纖表面46無論是反射性包覆還是透明的(例如在與光學透明的樹脂接觸時)皆可以相對於光軸正好45°定向，或可經定向成介於50°與55°之間，以便允許光纖中之全內反射。

根據第4圖，光纖30或至少其遠端第一光纖分段41(攜帶包含反射光纖表面46或反射元件45之光纖端件40)可經定向於與正好平行於安裝基板2之安裝表面2A之延伸或與該延伸同線之方向相比的稍微斜置定向中。藉此，可實現反射元件45遠離光纖30之光軸達15°之傾斜角度而不與光傳播至光電基板10之耦合區部15或自該耦合區部傳播之方向衝突，該傳播方向意欲為大體上垂直於耦合區部15及/或垂直於安裝基板2之方向。

根據第5圖之實施例，安裝表面2A包括凹部3，該凹部包含底表面4，該底表面相對於安裝表面2A之周圍部分凹入及/或歪斜。因此，光電基板10亦相對於周圍安裝表面2A歪斜或斜置，因此達成光在並非正好垂直於安裝表面2A而是相對於法線方向稍微斜置或傾斜的適合於光纖端件40中之全內反射之角度的方向上傳播至耦合區部或自耦合區部傳播，該法線方向為周圍安裝表面2A之垂直方向z。因此，光纖端件40可包含全反射光纖表面46，該全反射光纖表面與光纖軸成大於45°之傾斜角度。凹部可藉由例如蝕刻形成。

第6圖展示光電基板10之頂表面(諸如第1圖至第5圖中之頂表面11)上的局部俯視圖，其中至少一個光電元件20及一個光纖端件40佈置在該頂表面上。如第6圖示意性地指示，光電基板10之耦合區部15之橫向延伸比背對安裝基板2且面對光纖端件40之整個外表面或頂表面11之彼等延伸小得多。因此，耦合區部15為外部頂表面或另一外部表面或甚至緊接在頂表面11下方或基板10內側較深處之內部界面表面或邊界表面之局部表面分段。如第6圖中所指示，耦合區部15可例如為各別光電元件20之圓形或具有其他橫向輪廓之活性區域。如由虛線所指示，光電元件20可包含除實際活性區域15之外的進一步表面分段，電磁輻射R傳播至該實際活性區域或自該實際活性區域傳播。在第6圖之示例性實施例中，展示出為光電元件20之VCSEL上之俯視圖，元件20可進一步包含諸如接合墊之方形或具有其他輪廓之接觸點結構。耦合區部15為例如光電活性發射器表面。在第6圖中，耦合區部15顯著地小於整個光電基板10沿方向x、y之橫向延伸。耦合區部15具有圓形輪廓且在兩個橫向方向上自光電表面10的頂表面之中心橫向偏移。在此情形下，光纖端件40將對準於類似在方向x、y兩者上自頂表面11之中心橫向偏移之位置中。第6圖中部分描繪之光電裝置可根據本申請案之任何實施例予以實現。當然，第6圖之光電元件可為光電二極體或任何其他光電元件而非VCSEL。因此，耦合區部15(而非VCSEL或另一種類輻射發射裝置之活性區域表面)可同樣地為光電二極體之光敏表面。

光電基板10及光纖端件40可藉由如例如第7圖中所指示之黏接劑80之滴或層彼此固定於對準位置中；參見下文。當在第6圖中諸如藉由夾持然後沿耦合區部15之法線方向n導引或以其他方式移動光纖30來使光纖端件40朝向耦合區部15靠進時，黏接劑80可已施加於該光纖端件與該耦合區部之間或可稍後施加。黏接劑80可為對於將要藉由光電元件20發射或偵測之波長透明的光學黏接劑，例如環氧樹脂或丙烯酸酯。黏接劑80之固化及藉此硬化可使用對UV輻射暴露或藉由對例如CO₂雷射之雷射光暴露以熱方式予以執行。根據第1圖至第6圖中之一者之黏接劑80之固化可部分在相對於耦合區部15定位及/或對準光纖端件40之前、部分在該定位及/或對準之後執行。因此，可在黏接劑80之滴或層附接至耦合區部15之後立即執行預固化之第一步。可在使光纖端件40與黏接劑80接觸之後稍後執行最終固化。黏接劑80具有對應於光纖之折射率之折射率，例如，具有最大0.2之折射率差異。黏接劑80確保適當對準及機械穩定性之保持，且與必須跨過之空氣間隙相比減少光在間隙中之發散，藉此提高耦合效率。

第7圖展示光電基板10及光纖端件40藉由黏接劑80之滴彼此固定於對準位置中之一實施例。黏接劑80可包圍且封裝光纖端件40，包括反射元件45，即反射表面。若黏接劑80直接與反射表面鄰接而無任何反射層或包覆料介於該黏接劑與該反射表面之間，則光纖材料之折射率與黏接劑80之折射率應彼此相差至少±0.3，且可為至少±0.6。

第8圖展示相當於第1圖、第2圖及第7圖但具有由第二光纖部分44接觸之額外第二膠微滴26之一實施例。第二光纖部分44藉由第二光纖分段43連接至第一光纖部分42，可另外以與光纖分段41類似的方式導引該第二光纖分段，如以上所解釋。

第9圖展示示出組裝光電裝置1之步驟之一的安裝表面2A之透視圖。根據一個實施例，在已將一個或複數個光電基板10安裝於安裝表面2A上(僅兩個光電基板展示於第9圖及第10圖以便於說明)之前或之後，光纖端件在施加膠微滴25且使光纖接觸該等膠微滴之前首先耦合至光電基板10。或者，在將光纖耦合至光電基板10之前首先使光纖與膠微滴25接觸。

膠微滴25可直接施加至安裝表面2A，或替代地可施加至支撐塊(未示出)，諸如基板、脊部或任何材料之翼片。支撐塊不需要包含任何電組件或光電組件，且其不需要比約50微米之公差更精確地定位或對準。支撐塊僅充當微滴與安裝表面2A之間的底座以升高膠微滴下方之地下表面。施加膠微滴25之步驟可在基板2、10彼此安裝之前、與該等基板彼此安裝同時或甚至在該等基板彼此安裝之後執行。

不管所選取之步驟之特定連續順序序列如何，根據第9圖，每一光纖可藉由一個或複數個夾持器60經導引、定位及/或耦合至各別光電基板10之耦合區部15，該一個或複數個夾持器可例如以距光纖端件介於1mm與10mm之間的距離夾持光纖。夾持器60可為空氣吸入夾持器，諸如真空夾 持器。夾持器之下末端經形成以接收光纖。藉由壓力不足，亦即與經由夾持器60內之吸管施加之與環境大氣相比的負壓力，光纖藉由夾持器60夾持以便經導引或移動以實現適當定位及/或對準。第9圖僅展示在相較於接觸膠微滴25或將要接觸膠微滴25或至少浸沒於微滴25中之光纖部分42更接近於光纖端件40之夾持點處，一個夾持器60在光纖30之第一光纖分段41處固持一個光纖，使得光纖部分42及/或在該光纖部分周圍之光纖包覆料由膠微滴25之材料包圍。光纖端件40將與耦合區部15對準，且亦可緊固至耦合區部15。為此，如第10圖中所描繪，可將黏接劑80之各別滴或層施加至其中或其上提供耦合區部15之光電裝置之表面，及/或施加至光纖端件40。第10圖中所示之黏接劑80可在定位及/或對準晶圓端件40之前，或替代地在該定位及/或對準之後施加。此外，黏接劑80可在一個步驟或在複數個步驟中予以硬化或固化，該複數個步驟例如包含可在對準之後或甚至在對準之前執行之第一預固化步驟。然後僅在已實現適當對準之後執行用於完成硬化製程之最終硬化步驟。若僅執行一個硬化步驟，則該步驟同樣在已實現對準之後予以執行。

根據第9圖及第10圖，一單個夾持器60或一對夾持器60a、60b，或任何其他數目之夾持器可用於達成每一各別光纖之對準。具體而言，可在例如藉由施加黏接劑80或至少最終硬化黏接劑80來將光纖端件40最終固定至耦合區部15之前將至少兩個夾持器60a、60b例如用於自該耦合區部稍微縮回該光纖端件，來達成預定光纖彎曲。光纖端件40之縮 回可尤其有益於提供更多光纖邊限以抵抗由熱引起之機械應力，尤其抵抗在操作期間施加之張應力。可由於印刷電路板與光纖相比之較大溫度膨脹係數而導致在光電裝置1之組裝期間溫度比周圍溫度更高的安裝基板2比光纖膨脹得更強烈而產生張應力。在光纖(尤其光纖之第一光纖分段41)之路線中之有意設計的人造曲率或彎曲可補償此類潛在張力而不損害光纖端件與基板10之間的機械安全連接。當然，亦可在比室內溫度更高之安裝溫度下，具體而言在超過光電裝置之預定操作溫度之溫度下執行光纖30之安裝以提供額外邊限。無論如何選擇安裝溫度，可至少在介於第一膠微滴25與光纖端件40之間的第一光纖分段41之區部中實現有意光纖彎曲或光纖曲率。

根據一個實施例，施加一個或複數個微滴，且光纖部分42在對應於基板10與光纖端件40之間的距離之軸向位置處接觸該等微滴，該距離小於最終目標距離。隨後，使第一光纖分段41彎曲，例如使用第10圖之兩個夾持器彎曲，因此將光纖端件定位在其目標距離處。稍微偏離第一橫向方向x(該第一橫向方向對應於耦合區部15之法線方向)之第一光纖分段41之曲面形狀或彎曲形狀或路線可包含沿方向y及/或方向z之偏差。僅實現沿此等方向之一的偏差。若使用兩個分開的夾持器60a、60b(如第10圖中所示)，則兩個夾持器可在相同方向上(例如沿方向y或方向z)自中心光纖位置偏移。相較於另一夾持器60a更接近於膠微滴25之夾持器60b之偏差量經選取為比更接近於光纖端件40之另一夾持器 60a之偏差更大。

第11圖示出使用沿第一光纖分段41之長度之較大部分延伸的替代性夾持器60進行的導引、定位及/或對準至少一個光纖30之步驟。沿軸向方向，夾持器60具有至少2mm至6mm之狹長延伸。複數個空氣吸管61可提供於夾持器60內，以用於例如垂直向下延伸。另外或替代地，管或通道可至少局部彼此連接。在夾持器60之底部處之夾持末端處，提供複數個至少兩個(諸如五個以上)空氣吸入開口62，以用於在沿光纖長度之不同夾持點處固持光纖。第11圖之一夾持器60可因此足以適當地定位、對準且視需要縮回光纖分段41。在第9圖到第16圖中任一者中，夾持器之底表面可具有大體上圓柱形表面部分，一個或複數個空氣吸入孔62提供於該大體上圓柱形表面部分中；圓柱形表面之曲率半徑將對應於光纖30之直徑。夾持器之底表面亦可包括稍微偏斜的非直線形狀，以便提供光纖在經夾持且因此經固持時沿其夾持長度之額外曲率或彎曲。狹長夾持器60之底表面可因此包含沿方向y、z之一的總曲率，使得空氣吸入孔中之至少一個或一些在其位置中自光纖之軸向中心線偏移。然而，示出之實施例描繪用於夾持一單個各別光纖之夾持器，夾持器60亦可包含用於固持複數個光纖之複數個底表面部分。藉此，多個光纖可同時且彼此並行地對準，尤其在待夾持之所有此等光纖端件40之前已對準及/或緊固至基板10時。參閱第10圖及第11圖，可例如如以上關於第9圖所解釋地選取相同順序之步驟。大體而言，在藉由至少一個膠微滴25固定第一部分42 之前，首先將光纖對準且固定於基板處為有利的。此舉確保光纖端件40及/或最接近於該光纖端件之第一光纖分段41之部分正好定向為正交或垂直於光電基板10之耦合區部15(亦即沿耦合區部15之法線方向n)。

然而第9圖至第11圖展示焊接結構，可替代地施加任何種類之接觸結構16。此外，VCSEL、光電二極體或任何其他光電元件20可包含在光電基板內側及/或外側。耦合區部15可形成構成光電基板10之實際晶片或晶圓片之頂表面11之一部分。因為基板10係以與基板10(該基板為晶片或前述晶圓片)之主表面將與安裝表面2A共面之定向相比轉彎90°之定向安裝於安裝基板2上，所以在安裝於安裝表面2A處時，前述頂表面11現形成基板10之側壁。

第12圖展示沿方向x及方向z穿過第11圖之夾持器60之中心的橫截面圖，因此顯示空氣吸管61可例如延伸之處。沿夾持器60之狹長延伸x，複數個空氣吸入孔62提供於底表面處，且空氣吸管61在該複數個空氣吸入孔上方延伸。空氣吸管61可在如第12圖中所示之夾持器60之上部分處彼此連結。夾持器之上末端連接至產生真空或比周圍大氣壓力低的次壓力之工具。空氣吸入孔62中每一者可為圓形的，且管61在由方向x及方向y所跨之平面中之橫截面中可為管狀的。可藉由微孔徑或藉由在夾持器60之兩半安裝在一起之前在該夾持器之該兩半中之至少一個中進行微圖案化來實現管61。例如，第12圖可展示夾持器之第一半之內表面佈置在繪圖平面下方，而類似成形或成形為完全無任何開口或 孔徑之另一半在連接至該第一半時將提供在繪圖平面上方。無論如何，第12圖展示關於方向y大致穿過夾持器之中心之整個夾持器60的橫截面。在第12圖之實例中，複數個孔徑或通道可為夾持器60內之孔徑、狹縫或其他種類之凹部。用於微定位及微對準光纖之適當系統將結合第9圖至第12圖之一的一個或複數個夾持器60用於導引、定位及/或對準光纖。然而，在第12圖中，吸入孔62全部處於相同垂直位置中，可替代地將吸氣孔62定位於不同垂直位置處，且可沿方向x將最外吸入孔62佈置在低垂直位置處，而將沿方向x處於夾持器60之中心處之彼等吸入孔62佈置在較高垂直位置處。因此，最外吸入孔62之長度可由於最外吸入孔62之垂直位置而較長。藉此，獲得夾持光纖或光纖部分之垂直彎曲，該彎曲可提供光纖之額外邊限以抵抗由熱引起之機械應力及/或張應力。

第13圖展示示出使用監視設備來相對於光電基板定位及/或對準光纖之步驟的橫截面圖。監視器設備至少包含一個或複數個攝影機系統70、71、72，諸如兩個視訊攝影機系統或照片攝影機系統，以用於觀測光纖端件40及耦合區部15兩者。視需要，可另外提供至少一個鏡子(未展示)且該鏡子例如附接至最接近於光纖端件之夾持器60(參見第15圖或第16圖)；此舉允許較容易的監視而並未使攝影機系統70擋住夾持器60。然而，亦可在不使用鏡的情況下進行監視。如第13圖中所示，將至少一個視訊攝影機系統70之觀察軸例如指向光電基板10之耦合區部15之一。若光電基板含有 複數個耦合區部15，則對於每一耦合區部可執行受監視對準步驟；且該受監視對準步驟可對於每一光耦合區部15或對於每一光纖30分別為獨立的。光學系統可包含照相機及/或視訊攝影機(諸如互補金屬氧化物半導體(complementary metal-oxide-semiconductor transistor；CMOS)攝影機或電荷耦合裝置(charge coupled device；CCD)攝影機)及透鏡系統，且在照片感測器或視訊感測器上產生圖像，因此獲得用於在耦合區部15及光纖端件40經導引以便彼此接近時監視該耦合區部及/或該光纖端件的控制圖像。光學系統(至少攝影機系統70)之導引或定位可例如藉由以下來執行：首先定位該光學系統使得光電元件(諸如VCSEL或光電二極體)之表面或至少該光電元件之耦合區部15之表面佈置於聚焦平面中或附近以便創建該表面之清晰圖像。或者，在攝影機系統70將連同夾持器60及光纖30一起移動之狀況下，例如首先使光學系統之聚焦平面放置於光纖端件40上。將兩個分開的照片或視訊攝影機系統71、72用於自不同方向觀測光電元件20與光纖端件40之間的中間空間。藉此，可更精確地計算耦合區部及光纖端件之三維相對位置。根據第13圖，兩個攝影系統71、72可具有關於軸向方向x且相對於第二橫向方向y傾斜之定向。

另外，如第14圖中所示，攝影機系統70之定向可相對於垂直方向z傾斜。若使用兩個分開的攝影機系統71、72，則可將該等攝影機系統佈置在光纖之相對側上，亦即，如第13圖中之俯視圖中所示沿正方向y及負方向y移位之位 置。兩個攝影機系統70經定向使得其至少大致指向光纖端件與耦合區部之間的中間空間。然而，另外可將鏡子如在第15圖或第16圖中提供於例如攝影機系統70之光學路徑內。

應注意，包含光電元件之光電基板10之頂表面11可比佈置在頂表面之上或之下的光電元件20或耦合區部15更大，甚至大得多。因此，光電元件20在方向x及方向y上之橫向延伸可比光電基板10之表面11沿方向x及方向y之延伸小得多。此外，耦合區部15之沿方向x及方向y之尺寸(例如由活性區域表示)作為整體可比光電元件20之橫向延伸小得多。儘管在諸圖中未描繪，但是耦合區部15之橫向延伸可為錐形光纖端件40，因此減小最終進入或退出光纖端件40之光束或輻射束的直徑。因此，光纖端件之適當對準及定位可極其關鍵，此為習知通常需要額外基板或基板類結構元件形成且佈置於安裝基板2上(除光電基板10之外)以便關於至少沿一些方向及/或定向角度至少部分對準光纖端件之原因。習知將具有光纖端件意欲鄰接之暴露表面之額外結構元件用於纖維對準。然而，此類習知裝置及方法需要所有此等額外結構元件之對準的安裝。本申請案事實上教示避免對形成及佈置此類額外結構元件之需要的裝置及方法，藉此顯著地減少用於形成光電裝置之組件之努力及成本。

如第13圖中進一步所描繪，夾持器60包含至少一個空氣吸管61(終止於夾持元件之底部末端處或附近之對應的空氣吸入孔62)，經由該至少一個空氣吸管使用低大氣壓力吸入且藉此夾持光纖。此外，攝影機系統70可與至少一個 夾持器60一起或獨立於該至少一個夾持器而移動。此外，攝影機系統71、72可彼此獨立地移動。儘管兩個選項皆有可能，但是在鏡子75附接至至少一個夾持器60之狀況下，使得攝影機系統70及夾持器60作為一單元移動。

根據一種監視技術，光學系統且尤其攝影機系統70首先經定位使得光電裝置之耦合區部清晰地出現在攝影機之圖像感測器或顯示器中。接著，使用每一攝影機拍攝耦合區部15之視訊圖像或照片，可儲存該視訊圖像或照片。經由成像處理，例如相對於安裝基板2計算耦合區部15或活性區域在三維空間中之位置。此時，可將光纖端件佈置成距光電基板10充分遠，以便耦合區部15並未被光纖端件40或被夾持器自視野隱藏。接著，光纖端件經定位，使得光纖之輪廓以如下方式出現在每一攝影機之各別二維圖像中之預定位置處：首先，至少光纖之光纖端件沿耦合區部15之橫向方向x、y關於耦合區部15慢跑，該耦合區部定向成直立在安裝表面2A上方，並且其次且同時，耦合區部與光纖端件(尤其是光纖端件沿軸向方向a之最外部分)之間的距離對應於沿垂直方向z之預定距離。此方向通常對應於耦合區部15之法線方向n。藉由使用至少兩個攝影機系統71、72，光纖沿三維空間中之所有三個方向x、y、z之定位及對準為極其有可能的。

在光學系統維持在相對於安裝表面2A及光電基板10之固定位置處的狀況下，耦合區部15之所擷取圖像將不隨時間推移移位。此狀況允許在兩個圖像中預定光纖端件40之圖像之所要的位置。然而，若視訊攝影機系統70在擷取耦合 區部15之圖像之後移動，則為與稍後擷取之進一步圖像比較，必須再次相對於圖像中之進一步位置或圖像位點來評估耦合區部15在此等進一步圖像中之位置。最終，必須相對於此等進一步位置對準光纖端件。

第15圖及第16圖示出組裝光電裝置之方法的步驟，亦即，導引且藉此對準光纖之步驟。對於此步驟，第15圖及第16圖展示具有極其緊湊的尺寸及短監視距離之監視設備，該短監視距離具體而言介於至少一個攝影機系統71、72與待要監視之光電基板10之耦合區部15之間。第15圖展示其中展示兩個光纖30之自x-z平面中之大致對角線方向觀察的透視圖，該兩個光纖之一經導引或以其他方式移動以便達成關於耦合區部15之對準。若已施加黏接劑80(如例如第10圖、第11圖、第15圖或第16圖中所示)，則該黏接劑直至完成對準程序才經固化或硬化。根據第15圖，兩個攝影機系統71、72中每一者除各別攝影機(未示出)之外包含一個或複數個透鏡73、74及任選的鏡子75，該任選的鏡子反射每一攝影機系統內或前面之光的路徑。因此，攝影機系統之至少部分(諸如透鏡73)可垂直地定向，且視需要可連接至至少一個夾持器60a。

如第16圖中所示，可使用進一步夾持器60b。然而，攝影機系統71、72可附接至最接近於光纖端件40或光電基板10定位之夾持器60a。可在任何時候以與第一夾持器60a相同的方式移動進一步夾持器60b。然而，根據另一實施例，夾持器60a、60b中之一些或每一者可與另一者分開地移動， 尤其為了產生第一光纖分段41自耦合區部15之法線方向n之有意預定偏差，諸如第一光纖分段41之局部曲率或彎曲。如以上所解釋的，可在由於光電裝置1處於使用中時安裝基板2之熱膨脹而發生之機械應力的狀況下藉此提供光纖端件40之部分縮回及/或第一光纖分段41之額外邊限。

然而，在第15圖及第16圖中，光學系統亦即攝影機系統71、72、鏡子75及/或透鏡73、74經佈置，使得自佈置在光纖之軸向延伸內之位置監視光纖端件40及/或耦合區部15，或者光學系統可經佈置，使得自佈置在光纖之軸向延伸外側或以外的位置(例如自第13圖及第14圖中示出之位置)監視光纖端件40及/或耦合區部15。藉此，可藉由攝影機系統71、72擷取自偏離反射表面46之法線方向小於45°之方向觀察的透視圖。因此，亦在第15圖及第16圖中，攝影機系統可以此方式經定向，以便將更像俯視圖的外觀提供至反射表面46上。但是，攝影機系統71、72可連接至夾持器60a且與該夾持器60a一起作為一單元移動。

第9圖至第16圖中任一圖之方法包含以下步驟：(a)將至少一個光電基板10安裝在安裝基板2之安裝表面2A上，光電基板10包含至少一個光電元件20，光電基板10具有用於將電磁輻射發射至光纖或偵測來自光纖之電磁輻射的至少一個耦合區部15，且進一步具有支撐表面12，耦合區部15平行於支撐表面12；其中至少一個光電基板10使用其支撐表面12安裝至安裝基板2之安裝表面2A；及(b)藉由安裝至少一個光纖30來組裝光電裝置1，該步驟包括以下步驟： b)i)將光纖30之至少一個光纖端件40耦合至光電基板10之至少一個耦合區部15；及b)ii)藉由至少一個膠微滴25、26將佈置在距光纖端件40各別距離d1、d2處之光纖30之至少一個光纖部分42、44緊固在相對於安裝基板2之安裝表面2A之固定位置中，其中使至少一個光纖部分42、44與各別膠微滴25、26接觸及/或浸沒於該各別膠微滴中。

可根據請求項11至15中任一項來執行第9圖至第16圖中任一圖之方法。此外，在執行步驟b)i)及/或步驟b)ii)之前，可執行分裂光纖端件之步驟及/或使光纖解除包覆之步驟。此等步驟或其中之一可例如藉由包含至少一個夾持器60之構造單元自動地執行。藉此，可在高度自動化的情況下且因此更有效地執行分裂、解除包覆及夾持光纖30。關於解除包覆步驟，可使光纖端件40或來自光纖端件40、第一光纖分段41、第一光纖區部42、第二光纖分段43及/或第二光纖部分44之組的元件中之一些解除包覆。可分別在相對於光電基板10之耦合區部15或相對於膠微滴導引、移動或以其他方式對準光纖端件40及/或介於光纖端件40與至少一個光纖部分42、44之間的光纖分段41期間或之前，執行分裂步驟及/或解除包覆步驟。

可根據請求項11至15中任一項來執行第9圖至第16圖中任一圖之方法。此外，在執行步驟b)i)及/或步驟b)ii)之前，可執行分裂光纖端件之步驟及/或使光纖解除包覆之步驟。此等步驟或其中之一可例如藉由包含至少一個夾持器60之構造單元自動地執行。藉此，可在高度自動化的情況下且 因此更有效地執行分裂、解除包覆及夾持光纖30。關於解除包覆步驟，可使光纖端件40或來自光纖端件40、第一光纖分段41、第一光纖區部42、第二光纖分段43及/或第二光纖部分44之組的元件中之一些解除包覆。可分別在相對於光電基板10之耦合區部15或相對於膠微滴導引、移動或以其他方式對準光纖端件40及/或介於光纖端件40與至少一個光纖部分42、44之間的光纖分段41期間或之前執行分裂步驟及/或解除包覆步驟。

此外，雖然在第9圖至第16圖中對準係藉由監視光纖端件40及耦合區部15相對於彼此之位置來量測，替代地，適當的光纖對準可藉由監視亦即量測耦合效率(亦即在耦合區部15與光纖30之間傳輸之電磁輻射之量或分數)來獲得，此取決於光纖端件40之位置。光纖30及/或其光纖端件40則定位在允許最大耦合效率(亦即傳輸最大量或最大強度之輻射)的位置處。

第17A圖及第17B圖展示光電裝置1之至少一個光電基板10的實施例。根據第17A圖之光電基板10為複合基板，該複合基板包含含有至少一個光電元件20之第一基板6且進一步包含光纖端件安裝塊7，該光纖端件安裝塊經成形以將光纖30之至少一個光纖端件40接收在至少部分預定的安裝位置中。端件安裝塊7因此用來提供沿一個或一些方向及/或定向角度之安裝位置之自對準。第一基板6及光纖端件安裝塊7作為形成晶片或切割晶圓片之一單元為表示光電基板10之複合基板之整體片。因此，耦合區部15(亦即實際上發 射或偵測電磁輻射之活性區域表面)不需要為光纖端件安裝塊7或光電基板10之外部表面部分，而是其可佈置在光電基板10內側。因此，可存在傳遞表面11a，光穿過該傳遞表面行進；傳遞表面11a不同於耦合區部15及/或置放與耦合區部15不同之另一位置處，例如相對於耦合區部15垂直地或垂直且水平地偏移。因此，雖然傳遞表面11a可為整體複合基板之機械耦合區部(如在第17B圖中)及/或電磁輻射行進穿過之至少一外部表面，但耦合區部15可位於其他地方。例如，耦合區部15(亦即用於發射或偵測電磁輻射之活性區域)可為佈置在複合基板內側之界面表面5之一部分。此外，用於發射或偵測電磁輻射之界面表面5及/或耦合區部15可經定向成與安裝表面2A平行或共面。然而，光纖端件安裝塊7可包含反射元件45，亦即用於使輻射之束偏轉90°之內部反射表面(傾斜約45°，例如，如第17B圖中所描繪)。

自第17A圖及第17B圖顯而易見，本申請案可利用晶圓級生產方法，例如藉由使用包含其中及/或其上提供光電元件20之晶片或晶圓片及可用於部分預對準光纖端件40之安裝位置的光纖端件安裝塊7兩者之整體複合基板。

自第17A圖及第17B圖顯而易見，光電基板10為包含第一基板6之複合基板，該第一基板對應於且可包含第1圖至第16圖中任一圖之光電基板10之任何特徵或特徵之組合，且該光電基板進一步包含光纖端件安裝塊7，該光纖端件安裝塊佈置在第一基板6之頂表面上；頂表面因此為複合基板10之組件6、7之間的邊界表面5或界面表面。複合基板 或光電元件10可為由晶圓級處理而產生之整合式複合基板，該晶圓級處理例如在半導體製造中(尤其在光電裝置之晶圓級製造中)所應用的。複合基板因此可為包含因切割複合晶圓而產生之側壁之晶片或晶圓片，在該複合晶圓上包括兩個基板，或至少一基板及經圖案化以包含複數個光纖端件安裝塊7之一層。因此，光纖端件安裝塊7為與第一基板6連接以便構成單片複合晶片之光電基板10之整合式部分。另外，基於晶圓級生產形成之單片複合晶片之特徵自大體上垂直於支撐表面12而延伸至邊界表面5及/或延伸至耦合區部15之側壁為顯而易見的。由於晶圓級生產，第一基板6之側壁及光纖端件安裝塊7之側壁因此彼此齊平，而無需任何事後對準。複合基板10可易於經由其安裝表面12安裝於如第1圖至第16圖中任一圖或本申請案之任何其他實施例中之光電基板之安裝表面2A上。

根據第17A圖，光纖端件安裝塊7包含光纖定位末端擋板部分9，光纖端件40將抵靠該光纖位置末端擋板部分而與反射元件45或反射光纖表面46之末端處之錐形部分鄰接，該反射元件或該反射光纖表面例如可根據第1圖至第8圖中任一圖予以設計；因此自動地預定且自對準沿光纖之軸向方向a的軸向或縱向光纖位置。另外及/或替代地，光纖端件安裝塊7可包含整合式光纖導引塊部分8，該整合式光纖導引塊部分例如可包含凹部(如V形、U形或其他形狀的凹部或管)，該凹部大體上沿軸向方向a或第一橫向方向x延伸且用來導引且定向第一光纖分段41之一部分沿所要的方向x 接近於光纖端件40。光纖端件安裝塊7之整合式元件8、9允許自對準或部分自對準的光纖耦合，藉此至少部分減少光纖對準之努力。

第17B圖展示示出反射元件45不一定需要形成光纖端件之部分的第1圖至第17A圖之另一示例性實施例。相反，反射元件45可被包括在光電基板10中，諸如包括在複合基板中。具體而言，反射元件45可包含在光纖端件安裝塊7中且可形成光纖定位末端擋板部分9之部分。因此，不需要特別設計、錐形或以其他方式處理的光纖端件；光纖端件可在垂直於光纖之軸向延伸之方向上反而為同心的或簡單地分裂的。

自第17A圖及第17B圖顯而易見，光纖端件不需要面對或指向耦合區部15或相對於安裝表面2A處於與耦合區部15相同的橫向位置處。相反，諸如光電基板10之傳遞表面11a的暴露表面可不同於耦合區部15，該耦合區部例如佈置在邊界表面15處或緊接在邊界表面下方。具體而言，用於與光纖端件機械接觸之接觸表面或傳遞表面11a若存在則可為第一基板6或光纖端件安裝塊7之暴露表面。自第17A圖及第17B圖進一步顯而易見，接觸光纖端件40之暴露表面可具有不同於耦合區部15之定向的定向；具體而言，接觸表面及/或傳遞表面11a之定向可為垂直的，亦即正交於耦合區部15及/或邊界表面5之定向。然而，傳遞表面11a上方之高度(亦即距安裝基板2之安裝表面2A之距離)可對應於光纖端件40之安裝距離D，但大於光電基板10之耦合區部15之位 置p或高度與安裝表面2A之間的距離。因此，亦在第17A圖及第17B圖中，光纖可安裝在距安裝基板2比耦合區部15大的距離處。自第1圖至第17B圖顯而易見，光纖端件40之橫向位置及/或延伸可關於光電基板10之安裝表面2A被包含在光電基板10之橫向位置及/或延伸中或可能關於光電基板10之安裝表面2A至少與光電基板10之橫向位置及/或延伸重疊。此外，自第1圖至第17A圖顯而易見，光纖端件40之橫向位置及/或延伸可對應於光電元件20之橫向延伸及/或位置或與光電元件之橫向延伸及/或位置重疊，尤其與光電活性層A、B及/或耦合區部15之位置重疊。或者，自第17B圖顯而易見的，例如，光纖端件40(尤其光纖端件之端件表面)之橫向位置及/或延伸可不同於光電元件20或耦合區部之橫向位置及/或延伸，且尤其相對於光電元件20或耦合區部之橫向位置及/或延伸沿軸向方向a偏移。

第18圖為光電裝置之局部視圖，其展示關於光纖30(尤其在其佈置在膠微滴25內側之光纖部分42處)之細節。膠微滴25可佈置在安裝基板2之表面上，或同樣地佈置在支撐塊50之表面上。大體而言，如第18圖詳細地展示，光纖30可為包覆光纖。光纖包覆料51可封裝光纖之輻射傳輸性材料52，輻射傳輸性材料52可包含光纖芯54及圍繞光纖芯54之光纖包層53。

根據第18圖，光纖包覆料51可包圍第一光纖部分42且可因此直接接觸膠微滴之材料。此外，光纖包覆料51可另外包圍第一光纖分段41之至少一部分。因此，沿光纖30 之軸向方向，包覆料51之包覆料端面55可位於第一光纖部分42與光纖端件40之間的位置中。包覆料端面55因此沿軸向光纖方向定位在第一光纖分段41處或周圍。然而，可為光纖端件40解除包覆。

如第18圖中所示之光纖包覆料可另外存在於第1圖至第17b圖中任一圖中。具體而言，第1圖、第2圖、第7圖及第8圖中所示之光纖可包含如第18圖中所示之包覆料且可因此與其光纖包覆料51一起與膠微滴25接觸。光纖30周圍及/或形成光纖30之部分之光纖包覆料可進一步與本申請案之任何其他實施例組合。

1‧‧‧光電裝置

2‧‧‧安裝基板/基板

2A‧‧‧安裝表面

10‧‧‧至少一個光電基板/光電基板/電子基板/基板

11‧‧‧頂表面

12‧‧‧支撐表面/安裝表面

15‧‧‧耦合區部

20‧‧‧至少一個光電元件/光電元件

25‧‧‧至少一個膠微滴/膠微滴

30‧‧‧光纖

40‧‧‧光纖端件/晶圓端件

41‧‧‧第一光纖分段/光纖分段

42‧‧‧第一光纖部分/光纖部分/第一部分

45‧‧‧反射元件

46‧‧‧反射光纖表面/光纖表面/反射表面

R‧‧‧電磁輻射

Claims (15)

1. 一種光電裝置，該裝置包含：一安裝基板，具有一安裝表面；至少一個光電基板，包含一支撐表面，該光電基板之支撐表面安裝在該安裝基板之該安裝表面處，且由該安裝基板之該安裝表面支撐；及至少一個光電元件，具有用於發射或偵測電磁輻射之一耦合區部，該耦合區部經定向成平行於該支撐表面及/或該安裝表面；至少一個光纖，具有一光纖端件；至少一個反射元件，用於反射進入或退出該至少一個光纖之電磁輻射；及至少一個膠微滴，處於相對於該安裝基板之該安裝表面固定的一位置中；該膠微滴係由一膠材料或另一黏合劑材料製作；其中每一光纖包含接觸該至少一個膠微滴及/或浸沒於該至少一個膠微滴中之至少一個光纖部分；該光纖部分佈置在距該光纖之該光纖端件之一距離處；其中該光纖端件佈置在距該安裝表面之一安裝距離處，該安裝距離大於該光電基板之該耦合區部之一位置與該安裝表面之間的一距離；且其中該安裝表面除在該至少一個膠微滴及/或該至少一個光電基板下方且支撐該至少一個膠微滴及/或該至少一個光電基板之該安裝表面之部分之外暴露在該至少一個光電基板 及/或該至少一個膠微滴周圍。
2. 如請求項1所述之光電裝置，其中該光纖端件在距該安裝表面之該安裝距離處佈置在以該光電基板覆蓋之該安裝表面之一部分上方。
3. 如請求項1所述之光電裝置，其中該耦合區部為背對該安裝基板之該光電基板之一外頂表面。
4. 如請求項1所述之光電裝置，其中該耦合區部為光電活性層之一堆疊之一邊界表面，該等光電活性層在該光電基板上或中彼此堆疊且經設計以用於主要沿垂直穿過該耦合區部之該等光電活性層之共用法線方向發射或偵測電磁輻射。
5. 如請求項1至4中任一項所述之光電裝置，其中每一膠微滴係由該安裝基板之該安裝表面經由形成一底座之一支撐塊支撐，該膠微滴經膠黏至該支撐塊上且該支撐塊安裝至該安裝表面。
6. 如請求項1至4中任一項所述之光電裝置，其中該至少一個光電基板為包含一第一基板及一光纖端件安裝塊之複合基板之一整體片，該光纖端件安裝塊連接至該第一基板，其中該至少一個光電元件係形成於該第一基板中，且其中該光纖端件在該安裝距離處與該光纖端件安裝塊嚙合。
7. 如請求項1至4中任一項所述之光電裝置，其中該至少一個反射元件包含在該光纖端件處之一反射光纖表面，該反射光纖表面具有相對於該光纖之軸向方向傾斜45°與55°之間的一主定向。
8. 如請求項1至4中任一項所述之光電裝置，其中該至少一個反射元件形成該複合基板之該光纖端件安裝塊之部分；具有相對於該光纖之該軸向方向傾斜45°與55°之間的一主定向之該反射元件嚙合或覆蓋該光纖端件安裝塊。
9. 如請求項1至4中任一項所述之光電裝置，其中該安裝基板包含至少一個凹部，該至少一個凹部具有一凹入及/或傾斜底表面，該光電基板安裝在該凹入及/或傾斜底表面上，藉由該光電元件發射或偵測之電磁輻射之傳播方向由於該凹部之該底表面之定向而相對於該安裝表面之該法線方向斜置小於10°之一角度。
10. 如請求項1至4中任一項所述之光電裝置，其中該光纖端件係藉由最接近於該光纖端件之一膠微滴而支撐於一機械非接觸位置中，該機械非接觸位置對應於對準的耦合位置，該光纖端件暴露於空氣或環境大氣而未機械接觸至該光電基板及/或任何其他安裝手段。
11. 一種組裝一光電裝置之方法，該方法包含以下步驟：a)將至少一個光電基板安裝在一安裝基板之一安裝表面上，該光電基板包含至少一個光電元件，該光電基板具有用於將電磁輻射發射至一光纖或偵測來自光纖之電磁輻射的至少一個耦合區部，且進一步具有一支撐表面，該耦合區部平行於該支撐表面；其中該至少一個光電基板使用該基板至支撐表面安裝至該安裝基板之該安裝表面；及b)藉由安裝至少一個光纖來組裝一光電裝置，該步驟包括以下步驟：b)i)將一光纖之至少一個光纖端件耦合至該光電基板之該至少一個耦合區部；及b)ii)藉由至少一個膠微滴將佈置在距該光纖端件之一各別距離處之該光纖之至少一個光纖部分緊固在相對於該安裝基板之該安裝表面之一固定位置中，其中使該至少一個光纖部分與該個別膠微滴接觸及/或浸沒於該各別膠微滴中。
12. 如請求項11所述之方法，其中步驟b)i)包括以下步驟：導引該光纖端件及/或介於該光纖端件與該至少一個光纖部分之間的一光纖分段，藉此將該光纖端件定位在相對於該耦合區部之一對準的耦合位置中；其中該對準的耦合位置對應於距該安裝表面之一安裝距離，該安裝距離大於該光電基板之該耦合區部沿該安裝表面之該法線方向之該位置。
13. 如請求項11所述之方法，其中步驟b)ii)包括以下步驟：藉由諸如空氣吸入夾持器之一夾持器或一組夾持器拾起每一光纖以將該至少一個光纖定位於該對準的耦合位置中。
14. 如請求項11至13中任一項所述之方法，其中步驟b)i)在步驟b)ii)之前執行，其中步驟b)i)包括以下步驟：將該光纖端件在一重疊位置或嚙合位置中膠黏或以其他方式機械固定至該光電基板。
15. 如請求項11至13中任一項所述之方法，其中步驟b)ii)在步驟b)i)之前執行，其中在執行步驟b)ii)之後，藉由使佈置在該光纖端件與一第一光纖部分之間的至少一第一光纖分段處於一彎曲及/或蜿蜒位置中來自該耦合區部稍微縮回該光纖端件，以便增加該光纖端件附近之該光纖之邊距以抵抗張應力，且其中然後執行步驟b)i)。