TW201441703A - 光學傳輸接頭 - Google Patents

Abstract

一種光纖傳輸接頭，包括電路板、光電元件、驅動晶片、光纖連接件以及耦合件。該電路板包括基底以及形成於該基底上之電路，該光電元件以及該驅動晶片藉由該電路電連接地設置於該電路板上。該基底包括一個第一表面以及一個與該第一表面相背之第二表面。該第二表面上開設有一個向該第一表面凹陷之收容槽以及對應於該光電元件且貫穿該第一表面及該收容槽底面之通光孔。該光電元件以及該驅動晶片電連接地設置於該收容槽底面上，該光電元件對準該通光孔，該耦合件及該光纖連接件承靠於該第一表面上，該耦合件透過該通光孔與該光電元件光學對準。

Description

光學傳輸接頭

本發明涉及一種接頭，尤其涉及一種光纖傳輸接頭。

由於光通訊具有傳輸速度快、傳輸量大之特點，正在越來越多的應用于社會生活之諸多方面。光學通訊裝置中，通常採用光纖作為傳輸媒介，所述光纖與電子裝置之間採用光纖傳輸接頭相互連接，實現訊號之光電或者電光轉換。先前之光纖傳輸接頭一般包括電路板、光訊號發射元件、光訊號接收元件、驅動晶片、耦合件以及光纖連接件等元件。所述光訊號發射元件、所述光訊號接收元件以及所述轉阻放大器電連接地設置於所述電路板表面上，所述耦合件覆蓋所述光訊號發射元件以及所述光訊號接收元件設置於所述電路板上，所述光纖連接件連接於所述耦合件一側。所述電路板上表面上除了設置所述光訊號發射元件、所述光訊號接收元件以及所述驅動晶片外，還要設計電連接所述光訊號發射元件、所述光訊號接收元件以及所述驅動晶片之電路以及與電子裝置電連接之接觸片，這將嚴重限制所述電路板表面元件佈置之自由度，因此，先前之光纖連接件一般設置於所述電路板範圍外，然而，所述光纖連接件設置於所述電路板範圍外，將額外佔用一定空間，不利於所述光纖傳輸接頭之小型化，並且不利於所述光纖連接件連接之穩定性。

有鑒於此，有必要提供一種小型化之光纖傳輸接頭。

一種光纖傳輸接頭，包括電路板、用於發射/接收光訊號之光電元件、用於驅動所述光電元件之驅動晶片、用於連接光纖之光纖連接件以及將光纖與所述光電元件光學耦合之耦合件。所述電路板包括基底以及形成於所述基底上之電路，所述光電元件以及所述驅動晶片藉由所述電路電連接地設置於所述電路板上。所述基底包括一個第一表面以及一個與所述第一表面相背之第二表面。所述第二表面上開設有一個向所述第一表面凹陷之收容槽以及對應於所述光電元件且貫穿所述第一表面及所述收容槽底面之通光孔。所述光電元件以及所述驅動晶片電連接地設置於所述收容槽底面上，所述光電元件對準所述通光孔，所述耦合件以及所述光纖連接件相互連接並且承靠於所述第一表面上，所述耦合件透過所述通光孔與所述光電元件光學對準。

相較于先前技術，所述之光纖傳輸接頭將所述光電元件以及所述驅動晶片設置於凹槽內，避免了所述電路板第一表面複雜之電路以及元件設計，因此所述耦合件以及所述光纖連接件得以直接置於所述第一表面，因此，能夠在空間上縮減所述光纖傳輸接頭，有利於光纖傳輸接頭之小型化。另外，由於避免了光電元件以及所述驅動晶片對所述耦合件以及所述光纖連接件組裝之影響，因此可以保證光纖傳輸接頭之組裝精度以及光學傳輸效率。

100．．．光纖傳輸接頭

10．．．電路板

11．．．基底

111．．．第一表面

112．．．第二表面

113．．．收容槽

114．．．通光孔

12．．．電路

121．．．接觸片

122．．．焊片

1221．．．第一焊片

1222．．．第二焊片

123．．．連接部

1231．．．第一連接部

1232．．．第二連接部

20．．．光電元件

21．．．基體

211．．．底面

212．．．頂面

214．．．第一導電引腳

22．．．光學部

30．．．驅動晶片

31．．．第二導電引腳

40．．．耦合件

41．．．第一介面

411．．．第一透鏡部

412．．．插接孔

42．．．第二介面

421．．．第二透鏡部

43．．．凹槽

431．．．側壁

50．．．光纖連接件

51．．．本體

511．．．結合面

512．．．固定孔

52．．．插接柱

60．．．光纖

70．．．第一焊球

80．．．第二焊球

圖1係本發明實施方式之光纖傳輸接頭之立體圖。

圖2係圖1之光纖傳輸接頭之分解圖。

圖3係圖2之光纖傳輸接頭之另一角度視圖。

圖4係圖1之光線傳輸接頭沿IV-IV之剖視圖。

圖5係圖4之光線傳輸接頭V部分之放大圖。

下面將結合附圖對本發明作一具體介紹。

請參閱圖1至圖5，本發明實施方式之光纖傳輸接頭100包括電路板10、光電元件20、對應於所述光電元件20之驅動晶片30、耦合件40、光纖連接件50以及對應於所述光電元件20之光纖60。

所述電路板10包括基底11以及形成於所述基底11上之電路12。所述基底11包括一個第一表面111以及一個與所述第一表面111相背之第二表面112。本實施方式中，所述基底11之材料為矽。所述基底11上開設有一個收容槽113以及複數與所述收容槽113相連通之通光孔114。所述收容槽113開設於所述第二表面112上並且朝向所述第一表面111凹陷。所述通光孔114貫穿所述第一表面111以及所述收容槽113之底面。所述電路12用於電連接所述光電元件20及所述驅動晶片30並且將所述光電元件20及驅動晶片30電連接至電子裝置（圖未示）。所述電路12包括複數接觸片121、複數焊片122以及連接所述接觸片121與所述焊片122之連接部123。所述接觸片121形成於所述第一表面111上，為將所述光纖傳輸接頭100與電子裝置電連接之接觸部分。本實施方式中，所述接觸片121位於所述第一表面111靠近所述基底11之一端端面處。所述焊片122形成於所述收容槽113之底面上，為所述光電元件20以及所述驅動晶片30與所述電路12電連接之接觸部分。所述焊片122包括對複數應於所述光電元件20之第一焊片1221以及複數對應於所述驅動晶片30之第二焊片1222。所述連接部123埋設於所述基底11內，具體的，所述連接部123可以採用多層板以及矽通孔（through silicon via: TSV）技術形成於所述基底11。所述連接部123包括連接所述驅動晶片30以及所述接觸片121之第一連接部1231以及連接所述光電元件20以及所述驅動晶片30之第二連接部1232。

所述光電元件20可以為光訊號發射元件或者光訊號接收元件，也可以包含光訊號發射元件以及光訊號接收元件，其中，所述光訊號發射元件可以為鐳射二極體（laser diode），所述光訊號接收元件可以為光電二極體（photodiode）。本實施方式中，所述光電元件20包括一個光訊號發射元件以及一個光訊號接收元件，所述光訊號接收元件以及所述光訊號接收元件並排排列。每一個所述光電元件20包括一個基體21以及一個形成於所述基體21上之光學部22。所述基體21包括一個底面211以及一個與所述底面211相背之頂面212。所述頂面212上形成有複數對應於所述第一焊片1221之第一導電引腳214。所述光學部22包括一個用於發射/接收光訊號之光學面221，光訊號自所述光學面221射出/射入所述光學部22。所述光電元件20以覆晶（flip chip）方式設置於所述收容槽113之底面上，具體之，所述頂面212朝向所述收容槽113之底面，所述光學部22與對應之通光孔114相對準，所述第一導電引腳214分別與所述對應之所述第一焊片1221焊接相連，本實施方式中，每一個所述第一導電引腳214藉由一個第一焊球70與對應之第一焊片1221焊接相連。

所述驅動晶片30用於驅動所述光電元件20發射/接收光訊號。具體之，對應所述光電元件20，所述驅動晶片30可以為驅動光訊號發射元件之晶片，也可以為驅動光訊號接收元件之晶片。本實施方式中，所述驅動晶片30包括一個光訊號發射元件驅動晶片以及一個光訊號接收元件驅動晶片。所述驅動晶片30之包括複數對應於所述第二焊片1222之第二導電引腳31。所述驅動晶片30具有所述第二導電引腳31之一側表面朝向所述收容槽113之底面，並且以覆晶（flip chip）方式設置於所述基底11上。具體地，所述第二導電引腳31藉由複數第二焊球80分別與對應之第一焊片1221焊接相連。所述驅動晶片30以及所述光電元件20藉由所述第二連接部1232互相電連接。

所述耦合件40將光訊號在所述光電元件20與所述光纖60之間作光學耦合。所述耦合件40大致呈方形，其包括一個第一介面41以及一個與所述第一介面41垂直之第二介面42。所述耦合件40包括對應於所述光元件之第一透鏡部411以及第二透鏡部421，所述第一透鏡部411所述第一介面41上，所述第二透鏡部421形成於所述第二介面42上。本實施方式中，所述第一透鏡部411以及所述第二透鏡部421之數量均為兩個，且與所述耦合件40一體成型。所述第一介面41上開設有兩個插接孔412。所述耦合件40開設有一個凹槽43，所述凹槽43包括一個靠近所述第一介面41之側壁431，所述側壁431相對於所述第一透鏡部411以及所述第二透鏡部421之光軸均大致呈45度角。本實施方式中，所述凹槽43為長型，且長度方向與所述第一介面41平行，所述側壁431之長度大於所述光電元件20之間之距離。當然，所述凹槽43也可以做其他形式之變化，例如，在所述耦合件上開設複數獨立的分別對應所述光電元件20之凹槽。所述耦合件40設置於所述基底11之第一表面111上，所述第二介面42與所述第一表面111相互貼合，所述第二透鏡部421分別與對應之所述光電元件20光學對準。

本實施方式中，所述凹槽43開設於所述耦合件40與所述第二介面42相背離之一側表面上，當然所述凹槽43也可以開設於所述耦合件40之其他表面，只要能夠在預定位置形成預定角度之側壁431即可。

所述光纖連接件50用於固定所述光纖60以及將所述光纖60與所述耦合件40光學對準。所述光纖連接件50包括一個本體51以及兩個對應於所述插接孔412之插接柱52。所述本體51大致呈方形，其包括一個用於與所述耦合件40結合之結合面511。所述插接柱52位於所述結合面511上，且與所述本體51一體成型。所述光纖連接件50設有對應於所述光纖60之固定孔512，所述固定孔512貫穿所述結合面511。所述光纖連接件50承靠於基底11之第一表面111上並與所述耦合件40相連接，具體地，所述插接柱52分別插入對應之所述插接孔412內，所述結合面511與所述第一介面41相對，所述固定孔512分別與所述第一透鏡部411對準。由於所述光纖連接件50直接承靠於所述第一表面111，因此能夠保證組裝之穩定性。

所述光纖60用於傳輸光訊號。本實施方式中，所述光纖60之數量為兩個，分別為包括對應光訊號發射元件之輸出光纖以及對應光訊號接收元件之輸入光纖。所述光纖60之端部分別收容並固定於所述固定孔512內。

所述之光纖傳輸接頭將所述光電元件以及所述驅動晶片設置於凹槽內，並將電連接所述光電元件以及所述驅動晶片之電路設置於所述電路板之基底內，因此避免了在所述電路板第一表面作複雜之電路設計，因此所述耦合件以及所述光纖連接件得以直接置於所述第一表面，因此，能夠在空間上縮減所述光纖傳輸接頭，有利於光纖傳輸接頭之小型化。另外，由於避免了光電元件、驅動晶片以及電路對所述耦合件以及所述光纖連接件組裝之影響，因此可以保證光纖傳輸接頭之組裝精度以及光學傳輸效率。

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．．．光纖傳輸接頭

10．．．電路板

111．．．第一表面

112．．．第二表面

113．．．收容槽

114．．．通光孔

12．．．電路

121．．．接觸片

122．．．焊片

123．．．連接部

20．．．光電元件

30．．．驅動晶片

40．．．耦合件

43．．．凹槽

431．．．側壁

50．．．光纖連接件

512．．．固定孔

60．．．光纖

Claims (10)

1. 一種光纖傳輸接頭，包括電路板、用於發射/接收光訊號之光電元件、用於驅動所述光電元件之驅動晶片、用於連接光纖之光纖連接件以及將光纖與所述光電元件光學耦合之耦合件，所述電路板包括基底以及形成於所述基底上之電路，所述光電元件以及所述驅動晶片藉由所述電路電連接地設置於所述電路板上，其改進在於：所述基底包括一個第一表面以及一個與所述第一表面相背之第二表面，所述第二表面上開設有一個向所述第一表面凹陷之收容槽以及對應於所述光電元件且貫穿所述第一表面及所述收容槽底面之通光孔，所述光電元件以及所述驅動晶片電連接地設置於所述收容槽底面上，所述光電元件對準所述通光孔，所述耦合件以及所述光纖連接件相互連接並且承靠於所述第一表面上，所述耦合件透過所述通光孔與所述光電元件光學對準。
2. 如請求項1所述之光纖傳輸接頭，其中，所述電路包括複數接觸片、複數焊片以及連接所述接觸片與所述焊片之連接部，所述接觸片形成於所述第一表面上，所述焊片形成於所述收容槽之底面上，所述連接部埋設於所述基底內，所述光電元件以及所述驅動晶片藉由所述焊片與所述電路電連接。
3. 如請求項2所述之光纖傳輸接頭，其中，所述光電元件包括複數第一導電引腳，所述驅動晶片包括複數第二導電引腳，所述焊片包括對複數應於所述第一導電引腳之第一焊片以及複數對應於所述第二導電引腳之第二焊片，所述第一導電引腳分別與對應之第一焊片焊接相連，所述第二導電引腳分別與對應之第二焊片焊接相連。
4. 如請求項2所述之光纖傳輸接頭，其中，所述連接部包括連接所述驅動晶片與所述接觸片之第一連接部以及連接所述光電元件與所述驅動晶片之第二連接部。
5. 如請求項1所述之光纖傳輸接頭，其中，所述光電元件包括一個基體以及一個形成於所述基體上之光學部，所述光學部朝向所述通光孔並透過所述通光孔與所述耦合件光學對準。
6. 如請求項1所述之光纖傳輸接頭，其中，所述耦合件包括一個第一介面、一個與所述第一介面垂直之第二介面、形成於所述第一介面上之第一透鏡部、形成於所述第二介面上且對應於所述第一透鏡部之第二透鏡部以及一個在所述第一透鏡部與第二透鏡部之間反射光訊號之側壁，所述第二介面貼設於所述第一表面上，所述第二透鏡部透過所述通光孔與所述光電元件光學對準。
7. 如請求項6所述之光纖傳輸接頭，其中，所述第一介面上開設有兩個插接孔，所述光纖連接件兩個對應於所述插接孔之插接柱，所述插接柱分別插入對應之所述插接孔內。
8. 如請求項6所述之光纖傳輸接頭，其中，所述側壁相對於所述第一透鏡部以及所述第二透鏡部之光軸均大致呈度角。
9. 如請求項6所述之光纖傳輸接頭，其中，所述耦合件上開設有一個凹槽，所述側壁為所述凹槽在所述耦合件內形成之側面。
10. 如請求項6所述之光纖傳輸接頭，其中，所述光纖連接件包括一個用於朝向所述第一介面之結合面，所述光纖連接件上設有對應於所述第一透鏡部、用於固定光纖之固定孔，所述固定孔貫穿所述結合面。