TW201441689A - 光通訊裝置 - Google Patents

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Abstract

一種光通訊裝置，包括一平面光波導、一基板、一發光元件、一收光元件、一第一控制器及一第二控制器。該平面光波導包括一上表面，該平面光波導之內形成有一導光部，該導光部包括相對該上表面傾斜之一第一斜面及一第二斜面，該基板包括相背之安裝面及結合面，該平面光波導設置在結合面上。該基板開設有貫穿該安裝面及該結合面之一個對應第一斜面之第一收容孔及一個對應第二斜面之第二收容孔。該第一控制器及該第二控制器能夠透光且分別收容於該第一收容孔及該第二收容孔內。該發光元件及該收光元件分別設置於第一控制器及第二控制器上。

Description

光通訊裝置
本發明涉及光學通訊領域，具體地，涉及一種光通訊裝置。
已有光通訊裝置一般包括一基板、一個發光二極體、一個光電二極體、一個驅動發光二極體發光之控制器、一個處理光電二極體輸出信號之控制器、一個平面光波導(planar light wave circuit, PLC)及兩個光學耦合外殼。由於發光二極體、光電二極體、控制器及光波導通常全部平展設置於基板上，因此需增大電路板之面積。另外，兩個光學耦合外殼分別覆蓋於發光二極體及光電二極體上，其中一個光學耦合外殼耦合發光二極體及平面光波導耦合之一端，另一個光學耦合外殼耦合光電二極體及平面光波導之另一端。由於兩個光學耦合外殼覆蓋於發光元件及收光元件上，平面光波導之通常需具有較大之高度或者需在平面光波導與電路板之間設置一墊層，增加了光通訊裝置之高度，這些都導致光通訊裝置之體積增加。
有鑒於此，有必要提供一種可減小體積之光通訊裝置。
一種光通訊裝置，包括一平面光波導、一基板、一用於發光之發光元件、一用於接收光並轉換為電信號之收光元件、一個用於驅動該發光元件發光且透光之第一控制器及一個用於處理該收光元件輸出之電信號且透光之第二控制器。所述平面光波導包括一上表面，所述平面光波導之內部形成有一導光部，所述導光部包括相對所述上表面傾斜之一第一斜面及一第二斜面，所述基板包括一安裝面及一與所述安裝面相背之結合面，所述平面光波導設置在結合面上且所述上表面與所述結合面相結合。所述基板開設有貫穿所述安裝面及所述結合面之一個第一收容孔及一個第二收容孔。所述第一收容孔及所述第二收容孔之位置分別是對應於所述第一斜面及所述第二斜面之位置。所述第一控制器及所述第二控制器分別收容於所述第一收容孔及所述第二收容孔內。所述發光元件及所述收光元件分別設置於所述第一控制器及所述第二控制器上。所述發光元件發出之光穿過所述第一控制器後投射至所述第一斜面，經第一斜面反射後在所述導光部內傳送至所述第二斜面，經第二斜面反射至第二控制器，穿過第二控制器到達所述收光元件。
相對於已有技術，由於所述第一控制器及所述第二控制器分別收容在所述第一收容孔及所述第二收容孔內，所述發光元件及所述收光元件分別設置於所述第一控制器及所述第二控制器上，可以減少佔用所述基板之面積，且無需設置光耦合外殼，可以大大減小光通訊裝置之體積，有利於小型化。
100．．．光通訊裝置
10．．．平面光波導
11．．．上表面
111．．．第一焊墊
112．．．第二焊墊
113．．．第三焊墊
114．．．第四焊墊
12．．．下表面
13．．．導光部
131．．．第一斜面
132．．．第二斜面
20．．．基板
21．．．安裝面
22．．．結合面
211．．．第一收容孔
212．．．第一貫孔
213．．．第二貫孔
214．．．第五焊墊
215．．．第二收容孔
216．．．第三貫孔
217．．．第四貫孔
218．．．第六焊墊
30．．．發光元件
31．．．發光面
40．．．收光元件
41．．．受光面
50．．．第一控制器
51．．．第一頂面
52．．．第一底面
53．．．第七焊墊
54．．．第一增透膜
60．．．第二控制器
61．．．第二頂面
62．．．第二底面
63．．．第八焊墊
64．．．第二增透膜
70．．．處理器
80．．．記憶體
圖1為本發明實施方式提供之光通訊裝置之分解示意圖。
圖2為圖1所示之光通訊裝置之部分組裝示意圖。
圖3為圖1所示之光通訊裝置之組裝示意圖。
下面將結合附圖對本發明作一具體介紹。
如圖1所示，為本發明實施方式提供之一光通訊裝置100，其包括一平面光波導10、一基板20、一發光元件30、一收光元件40、一第一控制器50、一第二控制器60、一處理器70及一記憶體80。
所述平面光波導10包括一上表面11及一個與所述上表面11相背之下表面12。所述平面光波導10之內部形成有一平板長條狀之平行於所述上表面之導光部13。所述導光部13包括一相對於所述上表面11傾斜之第一斜面131及一相對於所述上表面11傾斜之第二斜面132，所述第一斜面131及所述第二斜面132即所述導光部13之兩個端面。所述第一斜面131及所述第二斜面132均與所述上表面11成45度角，且延伸所述第一斜面131及所述第二斜面132則所述第一斜面131將與所述第二斜面132成90度相交於所述下表面12之一側。
所述上表面11上形成有位於一直線上之四個焊墊分別為第一焊墊111、第二焊墊112、第三焊墊113及第四焊墊114。所述第一焊墊111、第二焊墊112、第三焊墊113及第四焊墊114相互間隔設置。所述第二焊墊112及所述第三焊墊113位於所述第一焊墊111與所述第四焊墊114之間，所述第一焊墊111相對於所述第二焊墊112更遠離所述第三焊墊113及所述第四焊墊114，所述第四焊墊114相對於所述第三焊墊113更遠離所述第一焊墊111及所述第二焊墊112。所述第一焊墊111與第二焊墊112相互靠近且大致在所述第一斜面131之上方，所述第一斜面131在所述上表面11上之投影落於所述第一焊墊111及所述第二焊墊112之間。所述第三焊墊113及第四焊墊114相互靠近且大致在所述第二斜面132之上方，所述第二斜面132在所述上表面11上之投影落於所述第三焊墊113及所述第四焊墊114之間。
本實施方式中，所述基板20採用矽材料製成，其包括一安裝面21及一與所述安裝面21相背之結合面22。所述平面光波導10設置於所述結合面22上且所述平面光波導10之上表面與所述結合面22相結合。所述基板20大致位於所述第一斜面131上方之位置(即對應第一斜面131之位置)開設有貫穿所述安裝面21及所述結合面22之一個第一收容孔211、一個第一貫孔212及一第二貫孔213。所述第一焊墊111及所述第二焊墊112均部分延伸至所述第一收容孔211內。所述第一貫孔212及所述第二貫孔213內均塗覆有導電材料且位於所述第一收容孔211之兩側。所述安裝面21在靠近所述第一貫孔212處還設置有兩個第五焊墊214。其中一個第五焊墊214及所述第一焊墊111分別覆蓋之所述第一貫孔212之兩端並通過所述第一貫孔212內之導電材料相電性連接。
所述基板20大致位於所述第二斜面132上方之位置(即對應第二斜面132之位置)開設有貫穿所述安裝面21及所述結合面22之一個第二收容孔215、一個第三貫孔216及一第四貫孔217。所述第三焊墊113及所述第四焊墊114均部分延伸至所述第二收容孔215內。所述第三貫孔216及所述第四貫孔217內均塗覆有導電材料且位於所述第二收容孔215之兩側。所述安裝面21在靠近所述第一貫孔212處還設置有兩個第六焊墊218。其中一個第六焊墊218及所述第四焊墊114分別覆蓋之所述第四貫孔217之兩端並通過所述第四貫穿孔2內之導電材料相電性連接。所述發光元件30包括一發光面31，所述發光面31之邊緣形成有球形柵格陣列(ball grid array, BGA)。所述收光元件40包括一受光面41，所述受光面41上之邊緣也形成有球形柵格陣列。所述收光元件40為一光電二極體(photo diode, PD)。
所述第一控制器50為一可透光之晶片，該透光之晶片例如可以像中國大陸專利CN201120176196.1所描述之在晶片層上形成透光柱從而具有透光能力，也可以是已有技術中之具有透光能力之其他封裝結構。所述第一控制器50包括一個第一頂面51及一個與所述第一頂面51相背之第一底面52。所述第一頂面51之邊緣處形成兩個第七焊墊53。所述第一底面52之邊緣處形成有球形柵格陣。
所述第二控制器60也為一可透光之晶片，該透光之晶片例如可以像中國大陸專利CN201120176196.1所描述之在晶片層上形成透光柱從而具有透光能力，也可以是已有技術中之具有透光能力之其他封裝結構。所述第二控制器60包括一個第二頂面61及一個與所述第二頂面61相背之第二底面62。所述第二頂面61之邊緣處形成兩個第八焊墊63。所述第二底面62之邊緣處形成有球形柵格陣。
請參閱圖1至圖3，組裝時，先將所述第一控制器50收容於所述第一收容孔211內並通過倒裝方式(flip chip)電連接至所述第一焊墊111及所述第二焊墊112上，其中所述第一底面52朝向所述上表面11。將所述第二控制器60收容於所述第二收容孔215內並通過倒裝方式電連接至所述第三焊墊113及所述第四焊墊114上，其中所述第二底面62朝向所述上表面11。然後將所述發光元件30以倒裝方式電連接至所述第七焊墊53上，其中所述發光面31朝向所述第一頂面51，所述發光元件30之中心與所述第一控制器50之中心重合且與所述第一斜面131成45度角相交。將所述收光元件40以倒裝方式電連接至所述第八焊墊63上，其中所述受光面41朝向所述第二頂面61，所述收光元件40之中心與所述第二控制器60之中心重合且與所述第二斜面132成45度角相交。最後將所述處理器70通過倒裝方式電性連接所述兩個第五焊墊214，將所述處理器70通過倒裝方式電性連接所述兩個第六焊墊218上。如此所述收光元件40通過所述第二控制器60、所述第一焊墊111、所述第一貫孔212、所述第五焊墊214電連接至所述處理器70。所述收光元件40通過所述第二控制器60、所述第四焊墊114、所述第四貫孔217、所述第六焊墊218電連接至所述記憶體80。
使用時，所述處理器70向第一控制器50發送一激發信號，所述第一控制器50收到激發信號後產生一相應之驅動信號並控制所述發光元件30從所述發光面31發出光。所述發光元件30所發出之光穿過可透光之所述第一控制器50後沿垂直所述上表面11之方向射向所述上表面11並進入所述平面光波導10，由所述第一斜面131反射後在所述導光部內沿平行於所述上表面11之方向播至所述第二斜面132，再經過所述第二斜面122反射後沿垂直所述上表面11之方向依次穿過所述上表面11及所述第二控制器60，最後由投射至所述受光面41，所述收光元件40將光信號轉化成為電信號並送到所述第二控制器60進行例如放大處理，所述記憶體80存儲所述第二控制器60處理後之電信號。
為了進一步增強所述第一控制器50之透光性，本實施方式中，在所述第一頂面51及所述第一底面52均塗覆或鍍有一層第一增透膜54，所述第一增膜為二氧化矽。在其他實施方式中，也可僅在第一頂面51或第一底面52上設置第一增透膜54。
為了進一步增強所述第二控制器60之透光性，本實施方式中，在所述第二頂面61及所述第二底面62均塗覆或鍍有一層第二增透膜64，所述第一增膜為二氧化矽。在其他實施方式中，也可僅在第二頂面61或第二底面62上設置第二增透膜64。
相對於已有技術，由於所述第一控制器50收容在所述第一收容孔211內，另外，所述第二控制器60收容在所述第二收容孔215內，而非直接設置之所述基板20之安裝面21上，因此，本發明之光通訊裝置100可以大大之減小體積，有利於小型化。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100．．．光通訊裝置
10．．．平面光波導
11．．．上表面
111．．．第一焊墊
112．．．第二焊墊
113．．．第三焊墊
114．．．第四焊墊
12．．．下表面
13．．．導光部
131．．．第一斜面
132．．．第二斜面
20．．．基板
21．．．安裝面
22．．．結合面
211．．．第一收容孔
212．．．第一貫孔
213．．．第二貫孔
214．．．第五焊墊
215．．．第二收容孔
216．．．第三貫孔
217．．．第四貫孔
218．．．第六焊墊
30．．．發光元件
31．．．發光面
40．．．收光元件
41．．．受光面
50．．．第一控制器
51．．．第一頂面
52．．．第一底面
53．．．第七焊墊
54．．．第一增透膜
60．．．第二控制器
61．．．第二頂面
62．．．第二底面
63．．．第八焊墊
64．．．第二增透膜
70．．．處理器
80．．．記憶體

Claims (10)

  1. 一種光通訊裝置，包括一平面光波導、一基板、一用於發光之發光元件、一用於接收光並轉換為電信號之收光元件、一個用於驅動該發光元件發光且透光之第一控制器及一個用於處理該收光元件輸出之電信號且透光之第二控制器，其中，所述平面光波導包括一上表面，所述平面光波導之內部形成有一導光部，所述導光部包括相對所述上表面傾斜之一第一斜面及一第二斜面，所述基板包括一安裝面及一與所述安裝面相背之結合面，所述平面光波導設置在結合面上且所述上表面與所述結合面相結合；所述基板開設有貫穿所述安裝面及所述結合面之一個第一收容孔及一個第二收容孔；所述第一收容孔及所述第二收容孔之位置分別是對應於所述第一斜面及所述第二斜面之位置；所述第一控制器及所述第二控制器分別收容於所述第一收容孔及所述第二收容孔內；所述發光元件及所述收光元件分別設置於所述第一控制器及所述第二控制器上；所述發光元件發出之光穿過所述第一控制器後投射至所述第一斜面，經第一斜面反射後在所述導光部內傳送至所述第二斜面，經第二斜面反射至第二控制器，穿過第二控制器到達所述收光元件。
  2. 如請求項1所述之光通訊裝置，其中，所述上表面上形成有部分延伸至所述第一收容孔之一個第一焊墊及一個第二焊墊，所述第一控制器包括一個第一頂面及一個與所述第一頂面相背之第一底面；所述第一控制器電連接至所述第一焊墊及所述第二焊墊且所述第一底面朝向所述上表面。
  3. 如請求項2所述之光通訊裝置，其中，所述上表面上形成有部分延伸至所述第二收容孔之一個第三焊墊及一個第四焊墊，所述第二控制器包括一個第二頂面及一個與所述第二頂面相背之第二底面；所述第二控制器電連接至所述第三焊墊及所述第四焊墊且所述第二底面朝向所述上表面。
  4. 如請求項3所述之光通訊裝置，其中，所述基板開設有位於所述第一收容孔兩側之一個第一貫孔及一個第二貫孔，所述第一貫孔及所述第二貫孔收容有電連接至所述第一基板內部電路之導電材料；所述安裝面設置有靠近所述第一貫孔之兩個第五焊，其中一個第五焊墊與所述第一焊墊覆蓋所述第一貫孔之兩端；所述光通訊裝置還包括一個處理器，所述處理器電連接至所述兩個第五焊墊，所述處理器用於向所述第一控制器發出一激發信號，所述第一控制器用於根據所述激發信號產生一驅動信號以驅動所述發光元件發光。
  5. 如請求項4所述之光通訊裝置，其中，所述基板開設有位於所述第二收容孔兩側之一個第三貫孔及一個第四貫孔，所述第三貫孔及所述第四貫孔收容有電連接至所述第一基板內部電路之導電材料；所述安裝面設置有靠近所述第四貫孔之兩個第六焊，其中一個第六焊墊與所述第四焊墊覆蓋所述第四貫孔之兩端；所述光通訊裝置還包括一個記憶體，所述記憶體電連接至所述兩個第六焊墊；所述光接收元件將接收之光信號轉換為相應之電信號，所述第二控制器用於處理所述電信號，所述記憶體用於存儲所述第二控制器處理後之電信號。
  6. 如請求項4所述之光通訊裝置，其中，所述第一頂面設置有兩個第七焊墊，所述發光元件包括一個發光面，所述發光元件焊接至所述第七焊墊且所述發光面朝向所述第一頂面。
  7. 如請求項4所述之光通訊裝置，其中，所述第二頂面設置有兩個第八焊墊，所述收光元件包括一個收光面，所述收光元件焊接至所述第八焊墊且所述受光面朝向所述第二頂面。
  8. 如請求項3所述之光通訊裝置，其中，所述第一頂面及所述第一底面均設置有一層用於增加所述第一控制器之透光性之第一增透膜；所述第二頂面及所述第二底面均設置有一層用於增加所述第二控制器之透光性之第二增透膜。
  9. 如請求項8所述之光通訊裝置，其中，所述增透膜為二氧化矽。
  10. 如請求項1所述之光通訊裝置，其中，所述第一斜面及所述第二斜面均與所述上表面成45度角；所述平面光波導還包括一個與所述上表面相背之下表面，延伸所述第一斜面及所述第二斜面則所述第一斜面與所述第二斜面成90度相交於所述下表面之一側。
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