TWI228354B - An optical module and a method of fabricating the same - Google Patents
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Description
1228354 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種光學模組及製造此光學模組的方 法’且’係關於一種可藉容易製程及低成本而製造的光學 模組及製造此光學模組的方法。 【先前技術】
網際網路的到來致使一個人隨時接達並處理巨量的資 訊。雖然銅線、光纖、無線機構及類似物係使用來傳送及 接收資訊，光纖係特別優於在高速下傳輸巨量的資訊。因 此，預期到，將來光纖將伸入每一家庭。
然而，當藉由光纖而連接終端裝置時，這是需要提供 一所謂的光學模組在光纖及各終端裝置之間，因爲終端裝 置未使用光學信號，而是電信號用於資訊處理。將光學模 組自光纖接收的光學信號轉換成電信號，並提供電信號至 終端裝置，更進一步地，自終端裝置接收的電信號轉換成 光學信號，並供應此光學信號至光纖。各種光學模組已被 提議於習知技術中。 圖2 0係顯示一習知光學模組的結構之示意圖。 如圖20所示，光學模組1 〇可傳輸並接收信號於 WDM (波長分割多工）模式。光學模組具有一結構’其 中WDM濾光片11、雷射二極體（LD) 12、光電二極體 (PD) 13及光學透鏡14及15係容納於封裝16中。 WD Μ濾光片11係一光學濾光片，其通過使用於傳輸的預 -5- (2) 1228354
定波長（例如’約1 3 μ m )的光及反射使用於接收之]^疋 波長（例如，約1 · 5 5 μ m )的光’且’這是定位在光學路 徑上。雷射二極體1 2係用來將一供應電信號轉換成一光 學信號之元件。發射自雷射二極體1 2之例如約1 . 3 μηι的 預定波長的光係經由光學透鏡1 4及W D Μ濾光片1 1而供 應至光纖1 7。光電二極體1 3係用來將一接收的光學信號 轉換成電信號之元件。供應自光纖1 7之例如1 .5 5 的預 定波長的光係藉由一 WDM濾光片1 1而反射的’其後’ 此光經由光學透鏡1 5而傳送至光電二極體1 3 ’且轉換成 電信號。因此，這是可能轉換來自光纖17的光學信號並 將它們供應至終端裝置，轉換來自終端裝置的電信號並將 它們供應至光纖1 7。光波長的上述例子假設，圖2 0所示 的光學模組1 0係安裝於家庭用的終端裝置。如果光學模 組1 〇係使用在基地台的側上，使用來傳輸及接收的波長 係相反的。
然而，圖20所示的光學模組1 0的類型定位各別元件 所需的高準確性，且，於某些例子中，需要一熟練的人之 微調。爲此理由，存在有低製造效率的問題，使得此模組 不適合大量生產。 圖2 1係顯示另一習知光學模組的結構之示意圖。 圖2 1所示的光學模組20係一所謂的光學波導崁入型 光學模組。光學模組20包含：基板2 1、形成在基板2 1 上之包層22、形成在包層22的預定區上之芯區23a-23c、插入形成在基板21及包層22上的狹縫之WDM濾 -6 - (3) 1228354 光片24、配置鄰接至芯區23b的端之雷射二極體25、配 置鄰接至芯區23c之光電二極體26及監視雷射二極體25 的輸出之監視光電二極體27。於此種類型的光學模組20 中，由包層22及芯區23a所構成的光學波導係連接至一 光纖未顯示於圖式中。因此，傳輸及接收係實施於WD Μ (波導分割多工）模式。
亦即，發射自雷射二極體2 5之傳輸波長（例如，約 1.3μπι)的光傳播經由包含包層22及芯區23b之光學波 導，其後，此光經由 W D Μ濾光片2 4而供應至包含包層 22及芯區23a之光學波導，且進入一光纖，未解說。並 且，供應自光纖（未顯示）之接收波導（例如1 · 5 5 μτη ) 的光傳播經由包含包層22及芯區23a之光學波導，其 後，此光係經由WDM濾光片24而供應至包含包層22及 芯區23c的光學波導，並進入光電二極體26。雷射二極 體2 5的輸出係藉由監視光電二極體2 7而監視，且，雷射 二極體2 5的輸出因此可被理想化。 上述的光學模組2 0的類型係小於圖2 0所示的光學模 組的類型，且，其具有高生產能力’因爲其不需由熟練的 人之微調。 然而，存在有非常昂貴的問題且其需要局連接準確性 在光纖及光學波導之間。 【發明內容】 因此，本發明的目的在於提供改良的光學模組及製造 (4) (4)1228354 此光學模組的方法。 本發明的另一目的在於提供光學模組及製造此光學模 組的方法，此方法實現小型化及低成本。 本發明的另一目的在於提供可藉由一容易處理製造的 光學模組及製造此光學模組的方法。 其它目的及上述可藉由一種用來傳輸及接收光學信號 之光學模組而予以完成，其包含至少一者收發器單元；一 封裝盒，其爲容納收發器單元之盒狀封裝；及充塡此封裝 盒的樹脂；其中該收發器單元包括：一模墊；至少一者平 台體，裝在模墊上；一光纖，固定在平台體上；至少一者 接收光電二極體，其裝在平台體上，且將經由光纖接收的 光學信號轉換成電信號；一光發射器，裝在平台體上；一 濾光片，在接收光電二極體及光發射器間的位置而用來分 割光纖；及一套圈，光纖的端插入其中。 依據本發明，因爲其上裝有接收光電二極體及光發射 器的至少一個平台體進一步地裝在模墊上，其後，其藉由 樹脂而封裝，光學模組係非常容易來操作。因爲整體封裝 可藉由將液體樹脂注入容納此收發器單元及硬化此樹脂的 封裝盒而實施的，此封裝可無需使用模製機及金屬模而容 易地實施。再者，因爲，不同於習知的光學模組，此光學 模組不需由熟鍊的人之微調，其具有高製造效率。這是可 能實現相當低成本的，然而，包括習知的光學波導的光學 模組係不可能的。 於本發明的較佳形態中，封裝盒具有用來突出套圈之 -8 - (5) 1228354 凹部，且，凹部及套圈間的間隙係以黏著劑而充塡。依據 本發明的形態，适是可能防止充塡此封裝盒的液體樹脂經 由此間隙而漏出至外界。 於本發明的較佳形態中，黏著劑係進一步塗敷在接近 凹部之套圈的上部件上。依據本發明的形態，這是可能形 成限定充塡封裝盒的液體樹脂之凸部，且防止液體樹脂流 出在套圈的頂上。 其它目的及上述亦可藉由一種製造用來傳輸及接收光 學信號的光學模組的方法，其包含以下步驟：藉由一預模 製一引線框來產生一盒狀封裝盒；安裝一 LE平台在引線 框的模墊上’該LE平台至少設有用來產生將被傳輸的光 學信號之光發射器；安裝一 PD平台在LE平台的模墊 上，該PD平台至少設有一光纖、用來光電地轉換經由光 纖所接收的光學信號之接收光電二極體、用來分離接收的 光學信號與傳輸的光學信號之濾光片、及光纖的端插入其 中之套圈，以樹脂充塡入容納PD平台體及LE平台體之 封裝盒；及硬化樹脂以封裝PD平台及LE平台。 依據本發明，因爲裝有光發射器的LE平台及裝有接 收光電二極體之PD平台首先係裝在模墊上，然後藉由封 裝構件而覆蓋，製造的光學模組係非常容易操作。因爲整 體封裝可藉由將液體樹脂注入容納收發器單元的封裝盒且 硬化樹脂而予以實施，此封裝可容易地實施而無需使用模 製機及金屬模。再者，因爲，不同於習知光學模組，此光 學模組不需由熟練的人而微調，其具有高製造效率。這是 -9- 1228354
可能實現相當低成本，然而，包括習知光學波導的光學模 組係不可能。 於本發明的較佳形態中，預模製引線框的步驟包括形 成一凹部於用來突出套圈的封裝盒的步驟，且，在將樹脂 充塡入封裝盒的步驟之前，另包含將黏著劑注入凹部及套 圈間的間隙的步驟。依據本發明的形態，這是可能防止充 塡封裝盒的液體樹脂經由間隙而漏出外界。
於較佳形態中，本發明另包含在安裝PD平台之前， 實施裝在模墊上的LE平台的屏蔽測試的步驟。依據本發 明的形態’這是不需實施無用的處理在具有初始故障之製 程中的產品，且’因此可能降低製造成本。再者，因爲在 實施屏蔽測試之後，無模製機及金屬模需要用於最後樹脂 封裝，這是可能實施容易封裝。自參考附圖而作以下的說 明，將使本發明的以上及其它目的與特徵變得顯而易見。
【實施方式】 現將參考附圖解說本發明的較佳實施例。 圖1係槪要地顯示依據本發明的較佳實施例之光學模 組100的結構之平面圖。圖2係顯示光學模組100的部份 結構之側視圖。如以下所詳述的，此實施例的光學模組 100最後被封裝，且，主要部係以樹脂而覆蓋。因此圖1 顯示樹脂被移除自光學模組100之狀態。於圖1及2中， Μ所示的區係在最後階段以樹脂封裝的部份。再者，收發 器1C、引線及接合線亦被省略。 -10- (7) 1228354 如圖1及2所示，依據此實施例的光學模組 模墊101、兩個或更多的引線1〇2及安裝在模墊 PD (光電二極體）平台110及LE(光發射4 120。 模墊】〇 1及引線1 02，其藉由切割或蝕刻一 形成’係以金屬製成。此種金屬係不特別受限， 用於習知引線框的金屬，例如，包含銅作爲主要 金 '含鐵作爲主要成份之合金（諸如42合金（ 或類似物，係較佳地使用。亦即，優於導電性、 機械強度及類似特性之合金係較佳地使用。模墊 度係設疋在#夠確頂想要的機械強度之最薄値。 受限，然而較佳地設在〇 · 1 mm及0.2 5 mm之間。 的片積係基於安裝在模墊101上之PD平台110 台120的底面積而設定。 PD平台】10係其上裝有將供應自光纖的光 成電信號的各種部份之平台。PD平台1 1 〇的透 示圖3中。 如圖1及3所示’PD平台110包含：以矽 製成之PD平台體111’形成在PD平台體111 上的槽112，容納槽112之光纖113、設在光纖 之套圈 Π4、形成在PD平台體ill的上表面 115以跨過槽112、插入狹縫115之WDM濾光片 安裝在PD平台體111的上表面上之接收光電二 及接收IC1 18。再者，焊墊1 19係形成在PD平 1〇〇具有 1 〇 1上之 蓉）平台 引線框而 然而是使 成份之合 A42 )) 導熱性、 1 0 1的厚 其不特別 模墊1 0 1 及LE平 信號轉換 視圖係顯 或類似物 的上表面 1 1 3的端 上之狹縫 1 1 6、及 極體117 台體111 • 11 - (8) 1228354 的上表面上、在接收光電二極體117上及接收IC118上。 PD平台體1 1 1係以矽塊或類似物製成。階部π丨a係 切割在PD平台體111上女裝套圈114的部，且，套圈 1】4係由階部1 1 1 a所支撐。此種階部1 1 1 a可藉由化學鈾 刻或機械切割而形成的。雖然未解說，絕緣膜塗層，諸如 氧化膜或氮化膜亦形成在PD平台體〗η的上表面上。與 焊墊1 1 9、接收光電二極體1 1 7及類似物的某幾個連接之 焊墊電極、配線及類似物係設在絕緣膜塗層上。 槽1 1 2係用於固持光纖1 1 3的導引槽。其寬及深度係 設定足夠大來容納光纖1 1 3。其亦可藉由化學蝕刻或機械 切割而形成的。容納於槽1 1 2之光纖1 1 3係藉由黏著劑 (未解說）而固定。 眾所周知，光纖係一纖維狀光波導，包括芯及包圍芯 的包層，且，光傳播可藉由利用此些折射率的差而達到。 光纖1 1 3的端表面係藉由拋光而致使平滑。 眾所周知，套圈具有一圓柱形狀，其可固持一光纖， 且，光纖113的一端終止在套圈114的內側。藉由將另一 光纖的一個拋光端而插入套圈114，這是可能完成兩條光 纖間的光學連結。 狹縫1 1 5係形成在PD平台體1 1 1的上表面上以跨過 槽112。其寬及深度係依據插入其中的WDM濾光片1 1 6 的尺寸而設定。如果狹縫1 1 5的寬度寬於所需的寬度時， 繞射損失將增加。因此，狹縫1 1 5的寬度係設在僅些微大 於WDM濾光片1 16的厚度。此狹縫係設在一預定角度， -12- (9) 1228354 使得自套圈1 1 4的側傳播通過光纖1 1 3的光反射在w D Μ 濾光片116，且前進於PD平台體111的上表面上方的方 向。狹縫1 1 5的角度未特別受限，然而較佳地設在相對於 垂直至PD平台體111的上表面的平面約30度的角度。 狹縫1 1 5亦可藉由化學蝕刻或機械切割而形成。然而’較 佳地藉由機械切割而形成’因爲不同於階部 Π 1 a及槽 112，其需要形成在預定角度，然而同時切割光纖1】3。 WDM濾光片1 1 6係傳輸傳送波長的光（例如，約 1 3 μπι )且反射接收波長的光（例如，約1 · 5 5 μπι )之光 纖。因爲WDM濾光片116係插入形成在上述的預定角度 之狹縫115，其反射自PD平台體111上方的套圈114的 內側而傳播通過光纖1 1 3之接收波長的光，然而，其傳輸 自LE平台；! 2 〇的側朝向套圈i〗4的側而傳播通過光纖 113之傳輸波長的光。再者，用於插入 WDM濾光片116 之狹縫115充塡有光學樹脂（未解說），因此，WDM濾 光片116係藉由樹脂堅固地固定於狹縫115。 接收光電二極體1 1 7係檢測由位在其底表面的相關 WDM濾光片1 16所反射之接收波長的光且將光信號轉換 成電信號之元件。接收光電二極體117被安裝以跨坐槽 1 12在可接收反射自WDM濾光片116的光的位置。 接收1C 1 1 8係用於至少接收且處理相關接收光電二極 體117的輸出信號之裝置。接收iC118及接收光電二極體 1 1 7間的資料的轉移係經由形成在p d平台體1 1 1的上表 面上之配線圖案（未顯示）而實施，且，接收ICn8及一 -13 - (10) 1228354 終端裝置（未顯示）間的資料的轉移係經由焊墊或引線 (未解δ兌）而貫施。並且’如Η 1及3所不，焊墊1 1 9係 形成在接收光電二極體1 1 7上，接收光電二極體η 7及一 終端裝置（.未顯示）間某些的資或動力供應的轉移可直接 實施。雖然僅單一接收I c 1 1 8係安裝在P D平台；I丨〇上於 此實施例，接收1C的數量未特別受限，且，兩個或更多 1C可被安裝。並且，這亦可能省略接收IC118，如果來自 接收光電二極體117的信號係藉由未安裝在PD平台uo 上之另一 1C而處理。 PD平台1 10係如上述而架構。 LE平台120係其上裝有用來供應自終端裝置的電信 號轉換成光信號且將它們傳輸通過光纖1 1 3的各種成份之 平台。LE平台的透視圖係顯示於圖4。圖4顯示在安裝 LE平台120在模墊101上之前的狀態，且，光纖！ 13及 類似物未被解說。 如圖1 ' 2及4所示，LE平台120包含：以矽或類似 物的LE平台體121、形成在LE平台體121的上表面上之 V形槽122、形成在LE平台體121的上表面上以跨過V 形槽122的端之溝123、光發射器124、監視光電二極體 125、安裝在LE平台體121的上表面上之傳輸IC126、形 成在LE平台體121的頂表面上之焊墊127、監視光電二 極體125、傳輸IC126及類似物。 LE平台體121係以矽塊或類似物而製成，如同Pd 平台孿1 1 1 °雖然未解說，諸如氧化膜或氮化膜之絕緣膜 -14- (11) 1228354 塗層亦形成在LE平台體121的上表面上。與焊墊、光發 射器124及類似物的某幾個連接之焊墊127、焊墊電極或 配線的某幾個係設在絕緣膜塗層上。 V形槽1 22係用來正確地校準沿其安裝的光纖1 1 3之 導引槽，且，其形狀被界定使得光纖113的端正確地面向 光發射器1 2 4的光投射表面。V形槽1 2 2亦可藉由化學蝕 刻或機械切割而形成。化學蝕刻係更佳的，因爲其需要正 確地定位光纖1 1 3。 溝I 2 3被設置以使V形槽1 2 2的端成爲一垂直平 面。這是因爲當V形槽122係由化學蝕刻形成時，此端 可變成錐狀而完成，且，於此種例子中，這變得難以定位 光纖113及光發射器124的表面於正確的相對關係。爲了 使光纖113的端及光發射器124的光投射表面正確地相 對，V形槽122的端需要落入一垂直平面，且，爲了實現 此’溝123被形成。溝123亦可藉由化學蝕刻或機械切割 而形成。雖然溝1 2 3係在L E平台上自一側延伸至另一 側，其僅可形成在使光纖1 1 3的端及光發射器1 2 4的光投 射表面而正確地相對所需之LE平台1 2 0的一部份上。 光發射器124係用於產生投射入光纖113的光之元 件。它可以是雷射二極體（LD)或發光二極體（LED )。 光發射器1 2 4具有兩個相對的光投射表面。一光投射表面 係定位在V形槽122的側上，而，另一光投射表面係位 在監視光電二極體125的側上。因此，來自光發射器124 的部份光係供應至安裝V形槽1 2 2的光纖1 1 3，且，剩餘 -15- (12) 1228354 的光係供應至監視光電二極體I 2 5。 監視光電二極體1 2 5係使用來接收來自光發射器1 2 4 的另一光投射表面的光，且，監視其強度。監視光電二極 體I 2 5的輸出係供應至相關的傳輸1 C 1 2 6，其最佳化光發 射器124的亮度。 傳輸1C 1 26係用於接收至少傳輸自終端裝置的信號及 監視光電二極體125的輸出信號、處理此些信號及驅動光 發射器124之裝置。傳輸IC126與光發射器124或傳輸 1C 126與監視光電二極體125間的資料的轉移，係經由設 在LE平台體121的上表面上之配線圖案（未顯示）而實 施。傳輸1C 1 26與終端裝置（未解說）間的資料的轉移係 經由焊墊127及引線102而實施。並且，如圖1及4所 示，如果焊墊1 2 7係形成在監視光電二極體1 2 5與類似物 上，終端（未解說）及監視光電二極體1 2 5間的某些資料 的轉移，及動力的供應可直接實施。再者，雖然信號傳輸 1C 126係裝在LE平台120上於此實施例中，傳輸ic的 數量未受限於一個，而可以是兩個或更多。當光發射器 124係由未裝在LE平台120上的另一 1C所驅動時，這亦 可能省略傳輸I c 1 2 6。 此實施例的光學模組1 0 0的完成係藉由整齊地安裝先 前結構的PD平台110及LE平台120在模塾101上，以 焊線103而連接焊墊119、127及引線1〇2，及以樹脂封 裝面積M ° 圖5(a)及5(b)係槪要地顯示依據此實施例之光 -16- (13) 1228354 學模組1 〇 〇的外部之透視圖，其中圖5 ( a )顯示一封裝 盒未以樹脂充塡之狀態，圖5 ( b )顯示此封裝盒以樹月旨 充塡之狀態。 如圖5 ( a )及5 ( b )所示，依據此實施例的光學模 組100具有封裝盒104，其爲容納PD平台11〇及LE平台 1 20的大致盒形包圍。引線1 02自封裝盒1 〇4的兩側表面 投射’且，套圈1 1 4自除了此些兩側表面外的表面突出。 因此，光學模組1 00的外形係相似於習知半導體封裝裝置 的外形。因此其可能將其安裝在印刷電路板上如同一般的 半導體裝置。光學模組100因此可容易操作。 封裝盒1 0 4係形成以具有足夠高用來容納p d平台 110及LE平台120。雖然未顯示於圖式中，凹部ι〇4χ係 形成在套圈1 1 4突出的側上之封裝盒1 〇 4的一側壁的頂 部。再者，黏著劑1 〇 7係使用來充塡凹部及套圈間的間 隙，且亦塗在套圈接近凹部的上部上。 如圖5(b)所示，封裝盒1〇4容納PD平台11〇及 LE平台120的內部空間係以熱固樹脂1〇8而充塡。熱固 樹脂1 〇 8於製造過程期間係呈液體或流狀。其藉由加熱而 硬化’且’樹脂硬化係由掺入硬化劑而促成的熱固樹脂注 入封裝盒1 〇4 ’且，樹脂被硬化以最後封裝整個平台體。 因此，熱固樹脂的流出被防止。 因爲容納LE平台及PD平台的封裝盒係以樹脂封裝 如上述’因此’其係可能封裝光學模組而無需使用模製機 及金屬模。 -17- (14) 1228354 圖6係槪要地顯示安裝在印刷電路板或類似板上的 學模組1 0 0之頂視圖。如圖6所示，當安裝光學模組： 在印刷電路板上時，光學模組1 00的引線1 02係藉由焊 而與形成在印刷電路上的電極圖案3 1而機械與電子 接，且，另一光纖32係插入套圈114且被固定。光學 組1 0 0可經由電極圖案3 1而與一相關終端裝置電相通 且，其可經由光纖32而光學地相通。 接著，將詳細解說依據此實施例製造光學模組1 0 0 方法。 首先，將解說製造PD平台110的方法。於製造 平台11 0過程中，作爲PD平台體11 1之矽或類似物的 構件首先被製備，諸如氧化膜或氮化膜的絕緣膜塗層係 成在塊構件的表面上，諸如焊墊1 1 9的電極及配線圖案 形成在絕緣膜塗層上，及，階部1 1 1 a及槽1 1 2係藉由 學蝕刻或機械切割而形成在PD平台體1 1 1上。在形成 緣膜塗層、電極及類似物之前，階部1 1 1 a及槽1 1 2可 形成。更者，在形成階部11 1 a、槽1 1 2及絕緣膜塗層 後，電極可被形成。 另一方面，光纖113的兩端被拋光，且，一端係插 且固定於套圈114。如上述，藉由裝上套圈114至其一 而製備之光纖Π 3係容納於槽1 1 4，且，光纖1 1 3係以 著劑而固定。在此時，如圖3所示，其需要使光纖113 PD平台體的邊緣延伸一預定長度。 接著，狹縫1 1 5係由化學蝕刻或機械切割而形成， 光 00 接 連 模 的 PD 塊 形 係 化 絕 被 之 入 端 黏 白 較 •18- (15) 1228354 佳地藉由機械切割，且，W D Μ濾光片1 1 6係插入狹縫 1 1 5。且，狹縫丨〗5的超過空間係以光學樹脂而充塡，藉 此固疋W D Μ漉光片1 1 6於狹縫1 1 5。 接著，傳輸光電二極體1 1 7及接收1 C 1 1 8係安裝在形 成在PD平台體上之電極圖案上。此完成PD平台〗1()。 接著，將解說製造LE平台120的方法。於製造LE 平台1 2 0過程中，作爲L Ε平台體1 2 1之砂或類似物的塊 構件係以相似於PD平台】1 0的製造之方式而製備的。諸 如氧化膜或氮化膜的絕緣膜塗層係形成在塊構件的表面 上’且，V形槽1 2 2係藉由化學蝕刻或機械切割、較佳爲 化學蝕刻，形成在LE平台體上的預定位置。溝1 23係藉 由化學蝕刻或機械切割、較佳地機械切割而形成在LE平 台體1 2 1上。在形成絕緣膜塗層、電極及類似物之前，v 形槽122及溝123可被形成。更者，在形成V形槽122、 溝123及絕緣膜塗層之後，電極可被形成。然而，其需要 在形成至少V形槽122之後形成溝123。 接著，光發射器124、監視光電二極體125及傳輸 1C 126係安裝在形成在LE平台體上的電極圖案上。此完 成LE平台1 20。 接著，將解說PD平台110及LE平台120在模墊 1 〇 1上安裝的方法。 首先，如圖7所示，包括模墊101及引線102的引線 框105被製備。此種引線框105可藉由推擠或蝕刻一金屬 板而產生的。 -19- (16) 1228354 接著，如圖8所示，模墊1 01及引線1 02的尖部係以 諸如PPS (聚硫化二甲苯）的樹脂106而連接，再者，各 引線102及引線框105的外框105a係連接至預模製。樹 脂106a不僅用來互連模墊101及引線102的尖部，而且 作爲封裝盒1 〇4。因此，其被形成如容納整個光學模組之 足夠高的盒狀封裝。另一方面，樹脂1 06b僅用來互連模 墊1 〇 1及引線1 02的一個尖部。使用固體樹脂粒之注入模 製或下注模製通常實施於預模製，且，模製機及金屬模被 使用。 在此種預模製後，互連模墊101及引線102的部份 105b、互連引線102之部份105c、及互連引線102及引 線框105的外框105a之部份105d被切除。藉此，模墊 101、引線102及引線框105的外框係相互電隔決。於此 狀態，因爲模墊101及引線102係由樹脂106a而連接， 且再者，引線102及引線框105的外框l〇5a係由樹脂 1 〇6b而連接，它們係保持於一積體狀態。 接著，如圖10所示，LE平台120係安裝在模墊1〇1 的預定部上，且，焊墊127及預定引線102係藉由焊線 1 03而電連接。接著，於此狀態下，電信號係經由連接至 焊線103的引線102而傳輸至LE平台120，且，屏蔽測 試被實施。屏蔽測試係用來發現光發射器1 24的初始故障 之測試，其藉由保持施加數百mA的驅動電流至光發射器 1 24達幾小時。藉由監視以監視光電二極體檢測之信號的 強度，這是可能發現光發射器1 24的任何初始故障。後續 -20- (17) !228354 的製造過程僅實施在通過屏蔽測試的製程中的產品，且， 無後續過程被實施在光發射器1 2 4的初始故障被發現於屏 蔽測試之製程中的產品。因此，其係可能免除無意義的處 理。 當屏蔽測試被通過時，P D平台1 1 0係安裝在模墊 ]〇】的預定面積上，如圖1 1所示，且，光纖丨丨3係沿著 V形槽122而配置，藉此，光纖113的端被致使正確地面 對光發射器124的發光表面。接著，黏著劑；128(見圖1 及2 )係塗敷至安裝於V形槽1 22的光纖1 ! 3且硬化，藉 此，光纖1 1 3係固定於V形槽1 22。黏著劑；! 28的材料未 特別受限，然而，熱固樹脂或紫外光硬化樹脂可被使用。 並且，光纖113可藉由諸如矽或石英的蓋而固定，以取代 黏著劑1 2 8。 接著，焊墊1 1 9及預定引線1 0 2係以焊線1 〇 3而電連 接，其後，矽膠係塗敷在所有光學功能元件，諸如光電二 極體117、光發射器124及類似物。此種矽膠主要用來確 定光發射器124及光纖1 13間的光信號的傳播，及，作爲 一緩衝器用於保護諸如光發射器1 24及類似物的光學功能 元件免於來自外界的機械應力。此機械應力係由矽膠而吸 收。 再者，如圖5 ( b )所示，封裝的內側係以熱固樹脂 或紫外光樹脂而充塡，此樹脂被硬化且引線1 被切除。 此完成光學模組100。 如上述，因爲PD平台110及LE平台120係安裝在 -21 - (18) 1228354 單模墊1 Ο 1上且它們係藉由樹脂整體封裝，此實施例的光 學模組I 00可非常容易操作。再者，不同於習知的光學模 組，光學模組1 00不需由熟練的工人而微調，因此，具有 高的製造效率。因此，相較於包括圖2 1所示的習知光學 波導之光學模組2 0，其係可能實現相對低的成本。 再者，如果LE平台120首先安裝在模墊1〇1上然後 安裝PD平台110，當安裝光發射器124及類似物在LE平 台體121上時’PD平台110上的部件將不會受到導熱而 影響。因此，在製造中的每一過程中溫度控制變得容易。 更者，於此實施例的光學模組1 00的製造中，在安裝 LE平台120在模墊1〇1上及實施屏蔽測試之後，Pd平台 110被安裝。結果，這是不需要實施無用的處理在具有初 始故障之製程的產品，因此，可能降低製造成本。 更者，因爲藉由預模製所形成的封裝盒具有能夠容納 PD平台及LE平台之盒形，這是可能以液體樹脂或流體樹 月曰而封裝谷納L Ε平台及P D平台之封裝盒。因此，其係 可能容易封裝光學模組，而無需模製機或金屬模於最後封 裝。 雖然接收IC118係裝在PD平台體111上且傳輸 IC126裝在上述的光學模組】〇〇中之[Ε平台體121，它 們可裝在本發明的模墊1 0 1上。接著，將解說接收IC及 傳輸I C係裝在模墊上之實施例。 圖]2係槪要地顯示依據本發明的另一較佳實施例之 光學模組2 0 0的結構之平面圖。圖1 3係顯示光學模組 -22- (19) 1228354 2 00的部份結構之側視圖。如下詳述，此實施例的光學模 組2 00最後係封裝，且，主要部份係以樹脂而覆蓋。圖 12及13因此，顯示自光學模組200移除樹脂之狀態。再 者，傳輸1C、引線及焊線亦被省略於圖1 2及1 3中。 如圖12及13所示，依據此實施例之光學模組200具 有裝在模墊201上之PD平台210及LE平台220，相似於 依據上述實施例之光學模組100。然而，與依據上述實施 例之光學模組1 〇 〇不同之處在於，接收IC 2 1 8及傳輸 1C 226係裝在模墊201上。換言之，此架構係相同如光學 模組100的架構。 依據此實施例的光學模組200提供如依據上述實施例 的光學模組100之相同利益。再者，因爲接收IC21 8及傳 輸IC226未裝在PD平台體211上，然而LE平台體221 裝在模墊201上，這是可能最小化平台體21 1及221。因 此，這是可能降低製造成本以及材料的成本，因爲大量的 平台體可錯由將一^砂晶圓切成許多片而一次產製。 再者，於依據本發明的光學模組200中，雖然兩個 1C係裝在模墊201上，裝在模墊201上的1C數量可以是 僅一個或三個或更多。再者，一預定1C可裝在模墊201 上’且，另一 1C可裝在PD平台體211及/或LE平台體 221 上。 雖然PD平台110(210)及LE平台120(220)兩者 係裝在上述光學模組1 00 ( 200 )的模墊101 ( 201 )上， PD平台不需模墊上，而可裝在本發明的LE平台上。接 -23- (20) 1228354 著，將解說PD平台係裝在LE平台上之實施例。 圖1 4係槪要地顯不依據本發明的另一較佳實施例之 光學模組3 0 0的結構之平面圖。圖1 5係顯示光學模組 3 0 0的部份結構之側視圖。如將詳細後述，此實施例的光 學模組3 0 0最後係封裝，且，主要部係以樹脂而覆蓋。因 此，圖1 4及1 5顯示自光學模組3 〇 〇移除樹脂之狀態。再 者，傳輸I C、引線及焊墊亦被省略於圖1 4及1 5。 如圖1 4及1 5所示，依據此實施例之光學模組3 〇 〇具 有PD平台310及LE平台320，相似於依據上述實施例之 光學模組1 0 〇。然而，其係不同於依據上述實施例之光學 模組1 〇 〇及類似模組，在於P D平台3 1 0未裝在模墊3 0 1 上，而裝在設在LE平台320的LE平台體321上的區 3 2 1 a上。換言之，此架構係相同如光學模組〗〇 〇的架 構。 依據此實施例的光學模組3 0 0提供如依據上述實施例 之光學模組1 0 0的相同利益。再者，因爲p D平台3 1 0及 LE平台3 2 0係實質地整合的，有光發射器124及光纖 1 1 3間的位置關係不可能容易改變之優點，即使模墊3 0 1 的形狀由於加熱應力而些微改變。 雖然 PD平台 110(210、310)及 LE平台 120 (220、3 20 )係獨立的組件於上述光學模組1〇〇 ( 2〇〇、 300)中，此些可架構如單一平台。接著，將解說單一平 台係裝在模墊上之實施例。 圖1 6係槪要地顯示依據本發明的另一較佳實施例之 -24 - (21) 1228354 光學模組4 Ο 0的結構之平面圖。圖1 7係顯示光學模組 400的部份結構之側視圖。如將詳細後述，此實施例的光 學模組400最後係封裝’且，主要部係以樹脂而覆蓋。因 此，圖1 6及1 7顯示自光學模組400移除樹脂之狀態。再 者，傳輸1C、引線及焊墊亦被省略於圖16及1 7。 如圖1 6及1 7所示，依據此實施例之光學模組4 0 0具 有裝在模墊401的共同平台4 3 0，其不同於依據上述實施 例之光學模組1〇〇及類似模組。共同平台43 0包含單一平 台體431，且用來作爲PD平台110及LE平台120。雖然 光學模組400不允許屏蔽測試僅相對於LE平台而實施 的，其提供如依據上述實施例的光學模組1 〇〇的相同利 益。再者，其係具有最容易的製造過程之光學模組，且， 就本身而言，能夠降低製造成本。 雖然上述光學模組係包含信號輸入/輸出光學終端的 單通道型光學模組，本發明亦可應用至多通道光學模組。 圖1 8係槪要地顯示依據本發明的另一較佳實施例之 雙通道光學模組500的外部之透視圖。其被顯示於以樹脂 最後封裝之前的狀態。 如圖1 8所示，此實施例的光學模組5 00，定位於相 同方向之兩收發器單元係並列配置在容納於封裝盒的PD 平台體511及LE平台體521。兩個套圈114Α及114Β自 封裝盒5 04的內側突出於相同方向。雖然未解說，符合此 些套圈的兩個凹部係形成於封裝盒5 04，且，黏著劑107 被充塡入凹部及套圈之間的間隙及在套圈的頂表面。容納 -25- (22) 1228354 itt平台之封裝盒5 04的內部空間最後係以液體樹脂而充塡 的’諸如熱固樹脂或類似樹脂，其後，樹脂被硬化。因 此’整個平台體係以樹脂而封裝的。 圖1 9係槪要地顯示依據本發明的另一較佳實施例之 雙通道光學模組600的外部之透視圖。其係顯示以樹脂最 後封裝前的狀態。 如圖1 9所示，此實施例的光學模組600中，定位於 相反方向之兩個收發器單元係以串列而配置，其不同於圖 18所示的光學模組5〇〇。用來安裝收發器單元的平台包含 兩個獨立的PD平台體611A及611B，用於此兩個收發器 單元及兩個收發器單元共用的單一 LE平台體621。它們 容納於封裝盒604。套圈114A及114B自封裝盒504的內 側而突出於相反方向。雖然未解說，符合此些套圈的兩個 凹部係形成於封裝盒604，且，黏著劑107被充塡入凹部 及套圈之間的間隙及在套圈的頂表面。因此，雖然未解 說’符合此些套圈的兩個凹部係形成於封裝盒604的任一 端’且’黏著劑1 07被充塡入凹部及套圈之間的間隙及在 套圈的頂表面。容納此平台之封裝盒5 04的內部空間最後 係以液體樹脂而充塡的，諸如熱固樹脂或類似樹脂，其 後’樹脂被硬化。因此，整個平台體係以樹脂而封裝的。 如上述，包括兩個收發器單元的雙通道光學模組亦具 有容納LE平台體及PD平台體之封裝盒，且，封裝盒係 以諸如熱固樹脂的液體樹脂而充塡的，相似於單一通道光 學模組。此封裝因此可容易地實施，而無需使用模製機及 -26- (23) 1228354 金屬模。更者’本發明可應用至所有型式的多通 S者如數個收發游單兀係以η列X 2行（” n，，爲__正 矩陣並列配置的型，如圖】8及1 9所示的雙通 子c 本發明因此已相對於特定實施例而顯示及 而’應注思到’本發明決不限於詳細上述的配置 及修改可被製作而無需離開申請專利範圍的領域 例如，於上述的實施例，P D平台及L E平 脂而封裝。然而，封裝材料未特別受限，且，其 被採用。 並且，於上述的實施例，充塡入封裝體的樹 樹脂。然而’諸如紫外硬化樹脂及類似樹脂本發 使用於各種的樹脂。 於上述的實施例，封裝盒係一方形盒狀封裝 諸如圖形、多邊形及類似形的不同形狀封裝可使 明。 如上述，於本發明中，因爲其上裝有接收光 及光發射器之至少一平台體係裝在模墊上，其後 以樹脂而封裝的，光學模組係非常容易操作。因 裝可由將液體樹脂注入容納收發器單元之封裝盒 樹脂而實施，封裝可容易實施而無使用模製機及 再者，因爲不同於習知光學模組，光學模組不需 術者而微調，其具有高製造效率。因此，其係司 當低成本，這是不可能以包括習知學波導達成 道模組’ 整數）的 道型的例 說明。然 ，而改變 c 台係以樹 它材料可 脂係熱固 明之可被 。然而， 用於本發 電_極體 ，它們係 爲積體封 且硬化此 金屬模。 由熟知技 能實現相 的光學模 -27- (24) 1228354 組。 並且，因爲封裝盒具有用來突出套圈的凹部，且，凹 部及套圈間的間隙係以黏著劑而塡充的，這是可能防止充 塡封裝盒的液體樹脂經由間隙漏出至外界。 並且，因爲裝在模墊上之L E平台的屏蔽測試係在安 裝PD平台前而實施，這是不需要實施無用的處理在具有 初始故障的過程中之產物，且，因此可能降低製造成本。 再者，因爲在實施屏蔽測試之後無模製機及金屬模需要用 於最後樹脂封裝，這是可能實現容易的封裝。 【圖式簡單說明】 圖1係槪要地顯示依據本發明的較佳實施例之光學模 組1 0 0的結構之平面圖； 圖2係顯示光學模組1 00的部份結構之側視圖； 圖3係槪要地顯示PD平台1 1 0的結構之側視圖； 圖4係槪要地顯示LE平台120的結構之透視圖； 圖5(a)及圖5(b)係槪要地顯示光學模組100的 外部之透視圖； 圖6係槪要地顯示安裝在印刷電路板或類似板上的光 學模組100之頂視圖； 圖7係顯示用於製造光學模組100 (引線框1〇5的製 備）之製程的示意圖； 圖8係顯示用於製造光學模組1 〇〇 (預模製）之製程 的示意圖； -28- (25) 1228354 圖9係顯示用於製造光學模組1 Ο Ο (切割引線框1 〇 5 的預定部105b、105c及105d)之製程的示意圖； 圖10係顯示用於製造光學模組]00 (安裝LE平台 1 2 0 )之製程的示意圖； 圖】I係顯示用於製造光學模組1 0 0 (安裝p D平台 Η 0 )之製程的示意圖； 圖〗2係槪要地顯示依據本發明的另一較佳實施例之 光學模組2 0 0的結構之平面圖； 圖1 3係顯示光學模組2 0 0的部份結構之側視圖； 圖1 4係槪要地顯示依據本發明的另一較佳實施例之 光學模組3 0 0的結構之平面圖； 圖1 5係顯示光學模組3 00的部份結構之側視圖； 圖1 6係槪要地顯示依據本發明的另一較佳實施例之 光學模組4 0 0的結構之平面圖； 圖1 7係顯示光學模組400的部份結構之側視圖； 圖1 8係槪要地顯示依據本發明的另一較佳實施例之 雙通道光學模組5 0 0的外部之透視圖； 圖1 9係槪要地顯示依據本發明的另一較佳實施例之 雙通道光學模組600的外部之透視圖； 圖20係顯示一習知光學模組的結構之示意圖； 圖2 1係顯示另一習知光學模組的結構之示意圖。 【符號說明】 LD 雷射二極體 -29- (26) 1228354 LED 發光二極體 PPS 聚硫化二甲苯 23a-23c芯區 10 光學模組 11 WDM濾光片 12 雷射二極體（LD )
13 光電二極體（PD ) 1 4及1 5光學透鏡
16 封裝 17 光纖 20 光學模組 2 1 基板 22 包層 24 WDM濾光片 25 雷射二極體 26 光電二極體 27 監視光電二極體 3 1 電極圖案 32 光纖 100 光學模組 10 1 模墊 102 引線 103 焊線 104 封裝盒 -30- (27) 1228354 1 Ο 4 x 凹部 105 引線框 預定部 105b、105c 及 10 5 d 105a 夕f框 l〇5c 部份 l〇5b 部份 1 0 5 d 部份 106 樹脂 106b 樹脂 l〇6a 樹脂 107 黏著劑 10 8 熱固樹脂 110 PD平台 111 PD平台體 111a 階部 1 1 2 槽 113 光纖 1 14 套圈 I 1 4A及1 1 4B套圈 1 1 5 狹縫 多工）濾光片 1 16 WDM (波導分 117 接收光電二極
118 接收1C 119 焊墊 -31 - (28) (28)1228354 120 LE平台 12 1 LE平台體 122 V形槽 123 溝 124 光發射器 125 監視光電二極體
126 傳輸I C 12 7 焊墊 12 8 黏著劑 200 光學模組 201 模墊 210 PD平台 2 1 1 PD平台體
2 18 接收IC 220 LE平台 22 1 LE平台體
226 傳輸1C 3 00 光學模組 301 模墊 310 PD平台 320 LE平台 321 LE平台體 3 2 1a 區 400 光學模組 -32 (29) 1228354 40 1 模墊 43 0 共同平台 43 1 單一平台體 5 00 雙通道光學模組 5 04 封裝盒 5 11 PD平台體 521 LE平台體 600 雙通道光學模組 604 封裝盒 611A、611B PD 平台體 621 LE平台體 -33·
Claims (1)
- (1) (1)1228354 拾、申請專利範圍 ]· 一種用於傳輸及接收光學信號之光學模組，包 含： 至少一收發器單元； -一封裝盒’其爲容納收發器單元之盒狀封裝；及 充塡此封裝盒的樹脂； 其中該收發器單元包括： 一*模墊； 至少一平台體，裝在模墊上； 一光纖，固定在平台體上； 至少一接收光電二極體，其裝在平台體上，且將經由 光纖接收的光學信號轉換成電信號； 一光發射器，裝在平台體上； 一濾光片，在接收光電二極體與光發射器間的位置而 用來分割光纖；及 —套圈，光纖的端插入其中。 2. 如申請專利範圍第1項之光學模組，其中封裝盒 具有用來突出套圈的凹部，且，凹部與套圈間的間隙係以 黏著劑而充塡。 3. 如申請專利範圍第2項之光學模組，其中黏著劑 係進一步塗敷在接近凹部之套圈的上部。 4. 一種製造用來傳輸及接收光學信號的光學模組的 方法，包含以下步驟·· 藉由預模製一引線框來產生一盒狀封裝盒； -34- (2) 1228354 安裝一 LE平台在引線框的模墊上，該LE平台至少 設有用來產生將被傳輸的光學信號之光發射器； 安裝一 PD平台在LE平台的模墊上，該PD平台至少 設有一光纖、用來光電地轉換經由光纖所接收的光學信號 之接收光電二極體、用來分離接收的光學信號與傳輸的光 學信號之濾光片、及光纖的端插入其中之套圈； 以樹脂充塡入容納PD平台體及LE平台體之封裝 盒；及硬化該樹脂以封裝PD平台及LE平台。 5 ·如申請專利範圍第4項之製造光學模組的方法， 其中預模製引線框的步驟，包括形成一凹部於封裝盒 用來突出套圈的步驟，且，另包含在樹脂充塡入封裝盒的 步驟之前，將黏著劑注入凹部與套圈間的間隙的步驟。 6 ·如申請專利範圍第4項之製造光學模組的方法， 另包含以下步驟：在安裝PD平台之前，實施裝在模墊上的LE平台的 屏蔽測試。 -35-
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