TWI437300B - 光電傳輸連接器、光電傳輸裝置及電子裝置 - Google Patents

光電傳輸連接器、光電傳輸裝置及電子裝置 Download PDF

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Description

光電傳輸連接器、光電傳輸裝置及電子裝置
本發明係關於一種光電傳輸連接器、光電傳輸裝置及電子裝置，當藉由光學傳輸來執行在一裝置與另一裝置之間的通信時，該電子裝置可加以適當應用。
相關申請案交互參考
本發明包含與2008年1月31日向日本專利局申請的日本專利申請案JP 2008-020737相關的標的，其全部內容係以引用方式併入本文中。
迄今為止均透過一板互連物藉由電氣信號來執行在半導體晶片(諸如LSI(大規模整合))之間的信號傳輸。但是，在半導體晶片之間的一必要資料交換數量隨著MPU(微處理單元)之近來功能性增加而顯著地增加，由此發生各種高頻問題。
該等問題之典型範例包括RC(暫存器及電容器)信號延遲、阻抗失配、EMC(電磁相容性)/EMI(電磁干擾)、串擾等。為了克服此類問題，在相關技術中已採取若干措施，諸如最佳化互連物配置、發展新材料。
但是，近年來，藉由最佳化互連物配置、發展新材料等之效果已受到實體限制妨礙，且為了實現一系統之更高功能性，必需重新考量設計用於簡單半導體晶片黏著的一板組態。例如，已發展藉由形成一多晶片模組(MCM)之精細間距互連物耦合、藉由二維密封及整合各種半導體晶片之電性互連物耦合以及半導體晶片之三維耦合，下面將簡要 說明該等耦合。
藉由形成一MCM之精細間距互連物耦合
高效能晶片係黏著於一黏著板上，該黏著板係由陶瓷、矽等製成，然後藉由精細間距互連物來耦合該等高效能晶片。該耦合方法允許降低一互連物間距，由此藉由能夠增加一匯流排寬度來明顯地增加一資料交換數量。
藉由二維密封及整合各種半導體晶片之電性互連物耦合
各種半導體晶片係藉由使用一聚醯亞胺樹脂等來二維密封並整合，然後藉由精細間距互連物將該等半導體晶片耦合於此一整合板上。該耦合方法允許降低一互連物間距，由此能夠藉由增加一匯流排寬度來明顯地增加一資料交換數量。
半導體晶片之三維耦合
將貫穿電極配置於各種半導體晶片上，然後將該等半導體晶片接合在一起以形成一層合組態。在不同種類半導體晶片之間的連接係藉由互連物方法來加以實體縮短，使得能夠避免諸如信號延遲之問題。但是，必需考量由於疊層該等半導體晶片所引起的一加熱值增加、在該等半導體晶片之間的一熱應力等。
而且，為了實現更高速度與更大容量的信號交換，已發展藉由光學互連物之光學傳輸及耦合技術(例如，參考Nikkei Electronics，"Encounter with optical interconnections(近距離接觸光學互連物)"，2001年12月3日，第122至125頁與NTT R&D，第48卷，第3號，第271至280頁(1999))。當藉由光學信號來執行在半導體晶片之間的信號傳輸時， 防止在電性互連物中所出現之RC延遲問題，並能夠明顯地改良傳輸速度。另外，當藉由光學信號來執行在該等半導體晶片之間的信號傳輸時，不必針對電磁波採取措施，由此能夠相對自由地設計互連物。
在半導體晶片之間的光學互連物技術包括各種系統。該等系統之範例包括一主動插入物系統、一自由空間傳輸系統、一光學連接器連接系統、一光導嵌入系統、一表面黏著系統等，下面將簡要說明該等系統。
主動插入物系統(參考Nikkei Electronics，"Encounter with optical interconnections"，2001年12月3日，第125頁)
此係一種將信號傳播至一黏著於一板互連物上之光導的系統。將一光子裝置(諸如一發光裝置或一光感測裝置)黏著於一收發器模組之一後表面上，該收發器模組係中間具有一預定間隙地配置於該板互連物上，然後相對於該光導之一45°全反射鏡面來精確定位該光子裝置。該系統具有一優點，即該系統係佈局於一現有板互連物之黏著組態上。
自由空間傳輸系統(參考Nikkei Electronics，"Encounter with optical interconnections"，2001年12月3日，第123頁)
此係一種藉由在一板互連物之一後表面上黏著一光學互連物板(石英)來傳播信號，然後在該光學互連物板內曲折反射光的系統。當若干光子裝置係配置成一陣列，並在該光學互連物板內的一自由空間內傳輸信號時，原則上能夠將通道數目增加至數千個通道。而且，為了使光軸對準更容易，形成一混合光學系統，其包括數個透鏡的一組合。 該系統具有若干優點，即原則上能夠執行數千個通道的多工傳輸，並因為該混合光學系統而容易地執行光軸對準。
光學連接器連接系統(參考Nikkei Electronics，"Encounter with optical interconnections"，2001年12月3日，第122頁)
此係一種能夠在將一光學連接器配置於一半導體晶片周圍之後自由設定一光導，然後黏著該半導體晶片之系統。該系統具有若干優點，即因為藉由該光學連接器來確保精度，故不必需成本較高的一光軸對準步驟，一光纖用作一光導，由此能夠執行在互連物板等之間的中程傳輸，且該系統能夠用於一現有互連物板之黏著組態上。
光導嵌入系統(參考Nikkei Electronics，"Encounter with optical interconnections"，2001年12月3日，第124頁)
此係一種將一光子裝置直接接合至一半導體晶片之一後表面，然後將一光導嵌入於一互連物板內的系統。雖然維持一現有互連物板之黏著組態之形式，但能夠配置一光學互連物。在此系統中，使用一微透鏡用於光學路徑耦合，且能夠將光軸未對準之允許數量增加至一一般黏著精度位準。該系統具有若干優點，即能夠最小化在該半導體晶片與該光子裝置之間的一電性互連物路徑，並藉由準直光耦合以一般黏著精度來執行光軸對準。
表面黏著系統(參考NTT R&D，第48卷，第3號，第271至280(1999))
此係一種將一光子裝置直接接合至一半導體晶片之一後表面，然後將一光導直接黏著於一互連物板上的系統。雖然原樣維持一現有互連物板之組態，但還能夠配置一光學 互連物。該系統具有若干優點，即因為將該光子裝置直接黏著於該半導體晶片之後表面上，故最小化在該半導體晶片與該光子裝置之間的一電性互連路徑，該組態較簡單，能夠降低成本，且該系統能夠佈局於一現有互連物板之黏著組態上。
但是，在一主動插入物系統中，該組態係較大，故存在一問題，使得具有較低剛性之一互連物板由於一外部應力而變形，由此容易發生光軸未對準。在一自由空間傳輸系統中，存在一問題，使得一信號在一光學互連物板內藉由反射來傳播，故容易干擾一波形，且傳播損耗較大。在一光學連接器系統中，存在一問題，使得一光纖用作一傳輸媒介，故在增加匯流排數目上存在限制。在一光導嵌入系統與一表面黏著系統中，將一光導整合一互連物板，故該光導曝露於一高溫程序下，諸如焊料回焊或使用一底部填充樹脂進行密封。因此，存在一問題，使得作為光導，必需選擇一特殊材料，其具有抗該高溫程序能力。
因而，在先前技術系統中，存在各種問題，使得容易發生光軸未對準，損耗較大，在匯流排數目上存在限制，且難以使用一常用材料。
鑑於前述，期望提供一種光電傳輸連接器、光電傳輸裝置及電子裝置，其具有抗光軸未對準能力，具有較小損耗，容易增加匯流排數目，且能夠由一常用材料來形成。
依據本發明之一具體實施例，提供一種第二光電傳輸連接器，其係連接至一第一光電傳輸連接器的一光電傳輸連 接器。該第一光電傳輸連接器包括一或複數個光學裝置，其包括一向一方向發射光之發光裝置與一感測來自該一方向之光之光感測裝置的至少一者；及一或複數個第一準直透鏡，其係在其中發射自或進入至該一或該複數個光學裝置之光穿過的一光穿過區域中。該第一光電傳輸連接器進一步包括一第一定位區段，其具有在從該一方向檢視時對應於該第一準直透鏡之周邊而配置的一環狀第一傾斜表面；及一或複數個第一電性傳輸電極墊，其係在從該一方向檢視時對應於該第一傾斜表面之周邊而形成。該第二光電傳輸連接器包括一或複數個第二準直透鏡，其在將該第二光電傳輸連接器連接至該第一光電傳輸連接器時在該一方向上面對該第一準直透鏡；及一或複數個光導，其係對應於該第二準直透鏡之焦點而配置。該第二光電傳輸連接器進一步包括一第二定位區段，其係對應於該第二準直透鏡之周邊而配置，且該第二定位區段具有一環狀第二傾斜表面，其在將該第二光電傳輸連接器連接至該第一光電傳輸連接器時與該第一傾斜表面接觸。而且，對應於該第環狀二傾斜表面之周邊來配置一或複數個第二電性傳輸電極墊，其在將該第二光電傳輸連接器連接至該第一光電傳輸連接器時與該第一電性傳輸電極墊接觸。
依據本發明之一具體實施例，提供一種第一光電傳輸連接器，其係連接至一第二光電傳輸連接器的一光電傳輸連接器。該第二光電傳輸連接器包括一或複數個第一準直透鏡；及一或複數個光導，其係對應於該第一準直透鏡之焦點而配置。該第二光電傳輸連接器進一步包括一第一定位 區段，其具有對應於該第一準直透鏡而配置的一環狀第一傾斜表面；及一或複數個第一電性傳輸電極墊，其係對應於該第一傾斜表面之周邊而形成。該第一光電傳輸連接器包括一或複數個光學裝置，其包括一向該第一準直透鏡發射光之發光裝置與一在將該第二光電傳輸連接器連接至該第二光電傳輸連接器時感測來自該第一準直透鏡之光之光感測裝置的至少一者；及一或複數個第二準直透鏡，其係配置於一其中發射自或進入至該一或該複數個光學裝置之光穿過的光穿過區域內。該第一光電傳輸連接器進一步包括一第二定位區段，其係對應於該第二準直透鏡之周邊而配置，且該第二定位區段具有一環狀第二傾斜表面，其係配置使得當將該第二光電傳輸連接器連接至該第二光電傳輸連接器時，該第二定位區段與該第一傾斜表面接觸，且當該第二定位區段與該第一傾斜表面接觸時，該第二準直透鏡面對該第一準直透鏡。而且，對應於該第二傾斜表面之周邊來配置一或複數個第二電性傳輸電極墊，其在將該第一光電傳輸連接器連接至該第二光電傳輸連接器時與該第一電性傳輸電極墊接觸。
在該等第一及第二光電傳輸連接器中，當將該第一光電傳輸連接器連接至該第二光電傳輸連接器時，對應於該第二準直透鏡之周邊而配置的該環狀第二傾斜表面與對應於該第一準直透鏡之周邊而配置的該環狀第一傾斜表面接觸，且該第一定位區段與該第二定位區段擬合至彼此內。由此，即使在該第一定位區段與該第二定位區段內存在一形狀誤差，仍能降低在由該第二傾斜表面所環繞之一區域 的中心軸與由該第一傾斜表面所環繞之一區域的中心軸之間的位移。由此，能夠降低該第二傾斜表面圍繞該第二準直透鏡之光軸與該第一傾斜表面圍繞該第一準直透鏡之光軸之間的光軸未對準。而且，能夠降低在對應於該第二傾斜表面之周邊而配置的該第二電性傳輸電極墊與對應於該第一傾斜表面之周邊而配置的該第一電性傳輸電極墊之間的位移。另外，當將該第一光電傳輸連接器連接至該第二光電傳輸連接器時，該第一準直透鏡與該第二準直透鏡彼此面對。由此，在藉由該第一準直透鏡將發射自該光學裝置之光轉換成平行光之後，藉由該第二準直透鏡將該平行光會聚至該光導上，或在藉由該第二準直光將發射自該光導之光轉換成平行光之後，藉由該第一準直透鏡將該平行光會聚至該光學裝置上，故能夠降低由於光軸未對準或光軸方向位移所引起之損耗。而且，該第一準直透鏡與該第二準直透鏡每一者係配置於一光穿過區域內，且不同於一需要一較大佔據體積之組件，諸如一光纖；因此能夠在較小連接器內使用大量第一準直透鏡與大量第二準直透鏡。另外，該光導係配置於一其中未黏著一光學裝置之連接器內，故不必選擇一具有用於該光導之一抗高溫程序的特殊材料。
依據本發明之一具體實施例，提供一種第一光電傳輸裝置，其包括一第一光電傳輸連接器與一第二光電傳輸連接器，該第二光電傳輸連接器係連接至該第一光電傳輸連接器。該第一光電傳輸連接器包括一或複數個光學裝置，其包括一向一方向發射光之發光裝置與一感測來自該一方向 之光之光感測裝置的至少一者；及一或複數個第一準直透鏡，其係配置於一其中發射自或進入至該一或該複數個光學裝置之光穿過的光穿過區域內。該第一光電傳輸連接器進一步包括一第一定位區段，其具有在從該一方向檢視時對應於該第一準直透鏡之周邊而形成的一環狀第一傾斜表面；及一或複數個第一電性傳輸電極墊，其係在從該一方向檢視時對應於該第一傾斜表面之周邊而形成。另一方面，該第二光電傳輸連接器包括一或複數個第二準直透鏡，其在將該第二光電傳輸連接器連接至該第一光電傳輸連接器時在該一方向上面對該第一準直透鏡；及一或複數個光導，其係對應於該第二準直透鏡之焦點而配置。該第二光電傳輸連接器進一步包括一第二定位區段，且該第二定位區段具有一環狀第二傾斜表面，其係對應於該第二準直透鏡之周邊而形成，並在將該第二光電傳輸連接器連接至該第一光電傳輸連接器時與該第一傾斜表面接觸。而且，對應於該環狀第二傾斜表面之周邊來配置一或複數個第二電性傳輸電極墊，其在將該第二光電傳輸連接器連接至該第一光電傳輸連接器時與該第一電性傳輸電極墊接觸。
在依據本發明之具體實施例之光電傳輸裝置中，當該第一光電傳輸連接器與該第二光電傳輸連接器彼此連接時，對應於該第一準直透鏡而配置的該環狀第一傾斜表面與對應於該第二準直透鏡而配置的該環狀第二傾斜表面彼此接觸，且該第一定位區段與該第二定位區段擬合至彼此內。由此，即使在該第一定位區段與該第二定位區段內存在一 形狀誤差，仍能夠降低在由該第一傾斜表面所環繞之一區域的中心軸與由該第二傾斜表面所環繞之一區域的中心軸之間的位移。由此，能夠降低在該第一傾斜表面圍繞該第一準直透鏡之光軸與該第二傾斜表面圍繞該第二準直透鏡之光軸之間的光軸未對準。而且，能夠降低在對應於該第一傾斜表面之周邊而配置的該第一電性傳輸電極墊與對應於該第二傾斜表面之周邊而配置的該第二電性傳輸電極墊之間的位移。另外，當該第一光電傳輸連接器與該第二光電傳輸連接器彼此連接時，該第一準直透鏡與該第二準直透鏡彼此面對。由此，在藉由該第一準直透鏡將發射自該光學裝置之光轉換成平行光之後，藉由該第二準直透鏡將該平行光會聚至該光導上，或在藉由該第二準直光將發射自該光導之光轉換成平行光之後，藉由該第一準直透鏡將該平行光會聚至該光學裝置上；因此能夠降低由於光軸未對準或光軸方向位移所引起之損耗。而且，該第一準直透鏡與該第二準直透鏡每一者係配置於一光穿過區域內，且不同於一需要一較大佔據體積之組件，諸如一光纖；因此能夠在較小連接器內使用大量第一準直透鏡與大量第二準直透鏡。另外，該光導係配置於一其中未黏著一光學裝置之連接器(該第二光電傳輸連接器)內，故不必選擇一具有用於該光導之一抗高溫程序特殊材料。
依據本發明之一具體實施例，提供一種電子裝置，其包括一光電傳輸裝置，該光電傳輸裝置藉由光電傳輸來執行在一裝置與另一裝置之間的通信。該光電傳輸裝置包括一第一光電傳輸連接器，其係連接至該一裝置；一第二光電 傳輸連接器，其係連接至該另一裝置；及一第三光電傳輸連接器，其係連接至該第一光電傳輸連接器與該第二光電傳輸連接器。該第一光電傳輸連接器包括一或複數個第一光學裝置，其包括一向一第一方向發射光之第一發光裝置與一感測來自該第一方向之光之第一光感測裝置的至少一者；及一或複數個第一準直透鏡，其係配置於一其中發射自或進入至該一或該複數個第一光學裝置之光穿過的光穿過區域內。該第一光電傳輸連接器進一步包括一第一定位區段，其具有在從該第一方向檢視時對應於該第一準直透鏡之周邊而形成的一環狀第一傾斜表面；及一或複數個第一電性傳輸電極墊，其係在從該第一方向檢視時對應於該第一傾斜表面之周邊而形成。該第二光電傳輸連接器包括一或複數個第二光學裝置，其包括一向一第二方向發射光之第二發光裝置與一感測來自該第二方向之光之第二光感測裝置的至少一者；及一或複數個第二準直透鏡，其係配置於一其中發射自或進入至該一或該複數個第二光學裝置之光穿過的光穿過區域內。該第二光電傳輸連接器進一步包括一第二定位區段，其具有在從該第二方向檢視時對應於該第二準直透鏡之周邊而形成的一環狀第二傾斜表面；及一或複數個第二電性傳輸電極墊，其係在從該第二方向檢視時對應於該第二傾斜表面之周邊而形成。該第三光電傳輸連接器包括一或複數個第三準直透鏡，其在將該第三光電傳輸連接器連接至該第一光電傳輸連接器時在該第一方向上面對該第一準直透鏡；及一或複數個第四準直透鏡，其在將該第三光電傳輸連接器連接至該第二光電傳輸 連接器時在該第二方向上面對該第二準直透鏡。而且，一或複數個光導係對應於該第三準直透鏡與該第四準直透鏡之該等焦點之每一者而配置。在該第三光電傳輸連接器中，一第三定位區段係對應於該第三準直透鏡之周邊而配置，且該第三定位區段具有一環狀第三傾斜表面，其在將該三光電傳輸連接器連接至該第一光電傳輸連接器時與該第一傾斜表面接觸。同樣地，該第四定位區段係對應於該第四準直透鏡之周邊而配置，且該第四定位區段具有一環狀第四傾斜表面，其在將該第三光電傳輸連接器連接至該第二光電傳輸連接器時與該第二傾斜表面接觸。而且，對應於該第三傾斜表面之周邊來配置一或複數個第三電性傳輸電極墊，該一或複數個第三電性傳輸電極墊在將該第三光電傳輸連接器連接至該第一光電傳輸連接器時與該第一電性傳輸電極墊接觸，且對應於該第四傾斜表面之周邊來配置一或複數個第四電性傳輸電極墊，該一或複數個第四電性傳輸電極墊在將該第三光電傳輸連接器連接至該第二光電傳輸連接器時與該第二電性傳輸電極墊接觸。
在依據本發明之具體實施例之電子裝置中，當該第一光電傳輸連接器與該第三光電傳輸連接器彼此連接時，對應於該第一準直透鏡之周邊而配置的該環狀第一傾斜表面與對應於該第三準直透鏡之周邊而配置的該環狀第三傾斜表面彼此接觸，且該第一定位區段與該第三定位區段擬合至彼此內。而且，當該第二光電傳輸連接器與該第三光電傳輸連接器彼此連接時，對應於該第二準直透鏡之周邊而配置的該環狀第二傾斜表面與對應於該第四準直透鏡之周邊 而配置的該環狀第四傾斜表面彼此接觸，且該第二定位區段與該第四定位區段擬合至彼此內。由此，即使在該第一定位區段、該第二定位區段、該第三定位區段或該第四定位區段內存在一形狀誤差，仍能夠降低在由該第一傾斜表面所環繞之一區域的中心軸與由該第三傾斜表面所環繞之一區域的中心軸之間的位移或在由該第二傾斜表面所環繞之一區域的中心軸與由該第四傾斜表面所環繞之一區域的中心軸之間的位移。由此，能夠降低該第一傾斜表面圍繞該第一準直透鏡之光軸與該第三傾斜表面圍繞該第三準直透鏡之光軸之間的光軸未對準之或在該第二傾斜表面圍繞該第二準直透鏡之光軸與該第四傾斜表面圍繞該第四準直透鏡之光軸之間的光軸未對準。而且，能夠降低在對應於該第一傾斜表面之周邊而配置的該第一電性傳輸電極墊與對應於該第三傾斜表面之周邊而配置的該第三電性傳輸電極墊之間的位移或在對應於該第二傾斜表面之周邊而配置的該第二電性傳輸電極墊與對應於該第四傾斜表面之周邊而配置的該第四電性傳輸電極墊之間的位移。另外，當該第一光電傳輸連接器與該第三光電傳輸連接器彼此連接時，該第一準直透鏡與該第三準直透鏡彼此面對，且當該第二光電傳輸連接器與該第三光電傳輸連接器彼此連接時，該第二準直透鏡與該第四準直透鏡彼此面對。由此，在藉由該第一準直透鏡將發射自該第一光學裝置之光轉換成平行光之後，藉由該第三準直透鏡將該平行光會聚至該光導上，或在藉由該第三準直透鏡將發射自該光導之光轉換成平行光之後，藉由該第一準直透鏡將該平行光會聚至 該第一光學裝置上。而且，在藉由該第二準直透鏡將發射自該第二光學裝置之光轉換成平行光之後，藉由該第四準直透鏡將該平行光會聚至該光導上，或在藉由該第四準直透鏡將發射自該光導之光轉換成平行光之後，藉由該第二準直透鏡將該平行光會聚至該第二光學裝置上。由此，能夠降低光軸未對準或光軸方向位移所引起之損耗。而且，該第一準直透鏡、該第二準直透鏡、該第三準直透鏡及該第四準直透鏡每一者係配置於一光穿過區域內，且不同於一需要一較大佔據體積之組件，諸如一光纖；因此能夠在較小連接器內使用大量第一準直透鏡、大量第二準直透鏡、大量第三準直透鏡及大量第四準直透鏡。另外，該光導係配置於一其中未黏著一光學裝置之連接器(該第三光電傳輸連接器)內，故不必選擇一具有用於該光導之一抗高溫程序的特殊材料。
在依據本發明之具體實施例之第一及第二光電傳輸連接器及光電傳輸裝置中，當該等光電傳輸連接器彼此連接時，該第一傾斜表面與該第二傾斜表面彼此接觸，故能夠降低在該第一準直透鏡之光軸與該第二準直透鏡之光軸之間的光軸未對準。而且，該第一準直透鏡與該第二準直透鏡彼此面對，故能夠降低由於光軸未對準或光軸方向位移所引起之損耗。另外，能夠在較小連接器內使用大量第一準直透鏡與大量第二準直透鏡，故能夠容易地增加匯流排數目。而且，該光導係配置於一其中未黏著該光學裝置之連接器內，故使用一常用材料用於該光導。因而，在本發明之具體實施例中，不容易發生光軸未對準，且損耗較 小，並能夠毫無限制地增加匯流排數目，並能夠使用一常用材料。
在依據該具體實施例之電子裝置中，當該等光電傳輸連接器彼此連接時，該第一傾斜表面與該第三傾斜表面彼此接觸，而該第二傾斜表面與該第四傾斜表面彼此接觸，故能夠降低在該第一準直透鏡之光軸與該第二準直透鏡之光軸之間的光軸未對準或在該第二準直透鏡之光軸與該第四準直透鏡之光軸之間的光軸未對準。而且，該第一準直透鏡與該第三準直透鏡彼此面對，且該第二準直透鏡與該第四準直透鏡彼此面對，故能夠降低由於光軸未對準或光軸方向位移所引起之損耗。另外，能夠在較小連接器內使用大量第一、第二、第三及第四準直透鏡，故能夠容易地增加匯流排數目。而且，該光導係配置於一其中未黏著該第一光學裝置與該第二光學裝置之連接器內，故能夠使用一常用材料用於該光導。因而，在本發明之具體實施例中，不容易發生光軸未對準，且損耗較小，並能夠毫無限制地增加匯流排數目，並能夠使用一常用材料。
本發明之其他及另外目地、特徵及優點可從以下說明更完整地顯現。
下面將參考附圖來詳細地說明若干較佳具體實施例。
第一具體實施例
圖1顯示依據本發明之一第一具體實施例之一光電傳輸裝置1之一斷面組態的一範例。圖2顯示圖1中所示之光電傳輸裝置1之一側組態的一範例。光電傳輸裝置1提供在光 學傳輸路徑之間的耦合以及在電性傳輸路徑之間的耦合，且光電傳輸裝置1包括一第二光電傳輸連接器10與一第一光電傳輸連接器20。圖3顯示第二光電傳輸連接器10之一底部表面組態之一範例，而圖4顯示第一光電傳輸連接器20之一頂部表面組態之一範例。圖1對應於沿圖3及4之箭頭線A至A所截取之斷面組態。
在第二光電傳輸連接器10中，一或複數個光導12、一或複數個準直透鏡13及定位區段14及15係配置於一撓性板11上。
撓性板11係藉由在一膜上形成由銅箔製成的一或複數個電性互連物16(參考圖3)來形成，該膜係由一電絕緣材料(諸如聚醯亞胺)製成並具有適度撓性。撓性板11係以一帶狀形狀來形成，且該等電性互連物16係形成以便在撓性板11之一延伸方向上延伸。一電極墊17係形成於每一電性互連物16之一末端處。電極墊17在將第二光電傳輸連接器10連接至第一光電傳輸連接器20以便提供在第二光電傳輸連接器10側上的一電性傳輸路徑與在第一光電傳輸連接器20側上的一電性傳輸路徑之間的耦合時與第一光電傳輸連接器20之一電性互連物28(稍後將說明其)接觸。電極墊17具有一曝露表面，其係曝露於一其上定位區段14係由撓性板11所形成的表面下，且該曝露表面係在從撓性板11之法線方向檢視時形成於定位區段14(尤其係一稍後將說明的傾斜表面14A)周圍。電極墊17之圖案形成精度係(例如)大約±5μm。
一或複數個光導12傳播從準直透鏡13進入的光，或發射 透過該等光導12傳播至準直透鏡13之光，並構成在第二光電傳輸連接器10內光學傳輸路徑之一部分。光導12係形成於撓性板11之一表面上，並具有一帶狀形狀，其在撓性板11之一延伸方向上延伸。在圖1至3中，示範其中光導12係形成一表面上，該表面係與其上定位區段14由撓性板11所形成之一表面相對的情況。光導12之一末端係對應於準直透鏡13之焦點而配置，並光學耦合至準直透鏡13。光導12係由(例如)石英、玻璃、一以氟為主的聚合物或一以丙烯酸為主的聚合物所製成。
一或複數個準直透鏡13將發射自光導12之光(發散光)轉換成平行光，或將自第一光電傳輸連接器20進入的平行光會聚至光導12之一末端上。準直透鏡13係配置於在第二光電傳輸連接器10內的一光學傳輸路徑上，並係配置以便在第二光電傳輸連接器10與第一光電傳輸連接器20彼此連接時在準直透鏡13之一光軸(圖1中的一光軸AX2)之一方向上面對(相對於)第一光電傳輸連接器20之一準直透鏡26(稍後將說明其)。而且，準直透鏡13係配置於定位區段14之一中心軸C(稍後將說明其)周圍(即在離開中心軸C的一部分內)。如圖1及3中所示範，在其中配置複數個準直透鏡13的情況下，較佳的係配置該複數個準直透鏡13以便圍繞中心軸C點對稱。此外，在此情況下，僅需使相鄰準直透鏡13在其彼此不光學影響的一程度下彼此分開(例如數μm)，故能夠在一較小區域內(例如在定位區段14之一表面內)整合複數個準直透鏡13。而且，在其中準直透鏡13整合定位區段14的情況下，能夠大部分排除在準直透鏡13與定位區 段14之間的一位置誤差。
定位區段14決定在將第二光電傳輸連接器10連接至第一光電傳輸連接器20時第二光電傳輸連接器10相對於第一光電傳輸連接器20之位置(在正交於一光軸AX2之一方向上的一位置)。定位區段14係形成於撓性板11之一表面上，例如其上準直透鏡13由撓性板11所形成的一表面。定位區段14在從撓性板11之法線方向檢視時具有(例如)一圓形形狀或一橢圓形形狀，並在定位區段14之一邊緣內包括一環狀傾斜表面14A，其具有交叉撓性板11之法線的一法線。此外，傾斜表面14A較佳的係在定位區段14之中心軸C(穿過定位區段14之中心並在從撓性板11之法線方向檢視定位區段14時平行於撓性板11之法線之一軸)周圍具有一環狀形狀。傾斜表面14A在定位區段14內具有一漸縮形狀，且傾斜表面14A係形成使得當從第一光電傳輸連接器20檢視時由傾斜表面14A所環繞之一區域(定位區段14)在一前側上較窄而在一後側上較寬。傾斜表面14A係對應於準直透鏡13之周邊而形成，且當將第二光電傳輸連接器10連接至第一光電傳輸連接器20時，傾斜表面14A與第一光電傳輸連接器20之一傾斜表面27B(稍後將說明其)接觸。如圖1及2中所示，在其中定位區段14係配置於準直透鏡13與撓性板11之間的情況下，定位區段14較佳的係整合準直透鏡13。定位區段14係由(例如)聚醯亞胺製成並能夠藉由(例如)射出成型來形成。在其中定位區段14係由射出成型、插入成型等所形成的情況下，定位區段14之形狀誤差係(例如)大約±5μm。而且，定位區段14之黏著精度係(例如)大約±10 μm。
定位區段15決定在將第二光電傳輸連接器10連接至第一光電傳輸連接器20時第二光電傳輸連接器10相對於第一光電傳輸連接器20之位置(在一光軸AX2之一方向上的一位置)。定位區段15係形成於撓性板11之一表面上，例如與其上準直透鏡13係由撓性板11所形成之一表面相對的一表面。如圖1及3中所示，定位區段15在定位區段15之一邊緣內具有曝露於第一光電傳輸連接器20下的一表面，且該曝露表面具有一凹陷15A。凹陷15A係一柱狀凹陷，其係以撓性板11之法線方向延伸，且當第一光電傳輸連接器20之一突出物27C(稍後將說明其)擬合至凹陷15A內時，防止第二光電傳輸連接器10在第二光電傳輸連接器10接觸第一光電傳輸連接器20時圍繞中心軸C旋轉。而且，如圖2及3中所示，定位區段15具有一釘狀物15B，其在定位區段15之一邊緣之一部分內在撓性板11之法線方向上突出。釘狀物15B具有一開口15C，且當第一光電傳輸連接器20之一突出物27D(稍後將說明其)擬合至開口15C內時，防止第二光電傳輸連接器10脫離第一光電傳輸連接器20。定位區段15係由(例如)聚醯亞胺製成並能夠藉由(例如)射出成型來形成。在其中定位區段15係由射出成型、插入成型等所形成的情況下，定位區段15之形狀誤差係(例如)大約±5μm。而且，定位區段15之黏著精度係(例如)大約±5μm。
在第一光電傳輸連接器20中，一或複數個發光裝置23、一或複數個光感測裝置24、一準直透鏡26及一定位區段27係配置於一中間板21上。
中間板21係藉由在一具有較高剛性之絕緣基板上形成一由銅箔等製成之電性互連物(未顯示)來形成，該絕緣基板係由一絕緣樹脂、一陶瓷材料等所製成。連接至該電性互連物的一電極墊(未顯示)係形成於中間板21之一表面上以便加以曝露，且發光裝置23與光感測裝置24係中間具有焊料地配置於該電極墊上。而且，連接至該電性互連物的一電極墊(未顯示)係形成於中間板21之另一表面上以便加以曝露，且焊料25係配置於該電極墊上。焊料25在一印刷電路板等上黏著中間板21時彼此連接在中間板21上的電極墊與在印刷電路板或一LSI晶片上的一電極墊。中間板21上的電極墊之圖案形成精度係(例如)大約±5μm。
如上所說明，一或複數個發光裝置23係配置於中間板21之一表面上，並由(例如)雷射二極體(LD)、發光二極體(LED)等所製成。發光裝置23之光發射區域(光發射點)係配置於與中間板21相對的一側，且發光裝置23係配置使得當將第二光電傳輸連接器10連接至第一光電傳輸連接器20時，該光發射點面對(相對於)第二光電傳輸連接器10之準直透鏡13，並將發光裝置23之光發射至準直透鏡13。而且，當將第二光電傳輸連接器10連接至第一光電傳輸連接器20時，將發光裝置23(明確而言發光裝置23之一光發射區域)配置於中心軸C周圍(即在離開中心軸C的一部分內)。發光裝置23之黏著精度係(例如)±5μm。
一或複數個光感測裝置24係配置於其上該等發光裝置23係由中間板21所形成之表面上，並由(例如)光二極體(PD)等所製成。光感測裝置24之一光感測區域係配置於與中間 板21相對的一側上，且當將第二光電傳輸連接器10連接至第一光電傳輸連接器20時，光感測裝置24係配置使得該光感測區域面對(相對於)準直透鏡13，由此光感測裝置24偵測發射自該等準直透鏡13之光。而且，當將第二光電傳輸連接器10連接至第一光電傳輸連接器20時，將發光裝置24(明確而言發光裝置24之光感測區域)配置於中心軸C周圍(即在離開中心軸C的一部分內)。光感測裝置24之黏著精度係(例如)±5μm。
一或複數個準直透鏡26將發射自發光裝置23之光(發散光)轉換成平行光，或會聚發射自第二光電傳輸連接器10之準直透鏡13之光(平行光)以將該光引導至光感測裝置24之光感測區域。準直透鏡26係配置於第一光電傳輸連接器20內的一光學傳輸路徑(用於發射自發光裝置23之光的一光學路徑與用於進入至光感測裝置24內之光的一光學路徑)上，且當第二光電傳輸連接器10與第一光電傳輸連接器20彼此連接時，準直透鏡26係配置以便在準直透鏡26之一光軸(在圖1中的一光軸AX1)之一方向上面對(相對於)第二光電傳輸連接器10之準直透鏡13。換言之，準直透鏡26係配置於定位區段27之中心軸周圍，且光軸AX1與光軸AX2(幾乎)彼此重疊。如圖1及4中所示範，在其中配置複數個準直透鏡26之情況下，較佳的係配置該複數個準直透鏡26以便圍繞定位區段27之中心軸點對稱。在此情況下，僅需使相鄰準直透鏡26在其彼此不光學影響的一程度下彼此分開(例如數μm)，故能夠在一較小區域內(例如在定位區段27內)整合複數個準直透鏡26。而且，如圖1中所示， 一或複數個準直透鏡26可接觸發光裝置23或光感測裝置24來形成(可能整合發光裝置23或光感測裝置24)，或一或複數個準直透鏡26可中間具有一預定間隙地與發光裝置23或光感測裝置24分離形成。在其中該等準直透鏡26整合發光裝置23或光感測裝置24的情況下，能夠大部分排除在準直透鏡26與發光裝置23或光感測裝置24之間的一位置誤差。
定位區段27決定在將第二光電傳輸連接器10連接至第一光電傳輸連接器20時第二光電傳輸連接器10相對於第一光電傳輸連接器20之位置(在正交於光軸AX1之一方向上的一位置)。定位區段27係形成於中間板21之一表面上，例如其上準直透鏡26係由中間板21所形成的一表面。定位區段27具有一管狀形狀，其在中間板21之法線方向上具有一中心軸，並在該管狀形狀之一頂部表面上具有一開口27A。開口27A在從中間板21之法線方向檢視時具有與定位區段14相同的形狀，故開口27A具有(例如)一圓形形狀或一橢圓形形狀。如在定位區段14的情況下，開口27A較佳的係具有一圓形形狀，其具有定位區段27之中心軸作為其中心。開口27A在定位區段27之頂部表面上具有一環狀傾斜表面27B，其具有交叉定位區段27之頂部表面之法線的一法線。傾斜表面27B在定位區段27之頂部表面上具有一漸縮形狀，且傾斜表面27B係形成使得當從第二光電傳輸連接器10檢視時由傾斜表面27B所環繞之一區域(開口27A)在一前側上較寬而在一後側上較窄。傾斜表面27B係對應於準直透鏡26之周邊而形成，且當將第二光電傳輸連接器10連接至第一光電傳輸連接器20時，傾斜表面27B與第一光 電傳輸連接器10之傾斜表面14A接觸。而且，如圖1及4中所示，定位區段27在其頂部表面上具有一突出物27C。突出物27C係一柱狀突出物，其在中間板21之法線方向上延伸，且當突出物27C擬合至第二光電傳輸連接器10之凹陷15A內時，防止第二光電傳輸連接器10在第二光電傳輸連接器10接觸第一光電傳輸連接器20時圍繞中心軸C旋轉。另外，如圖2及4中所示，定位區段27在該管狀形狀之一側之一部分內具有一突出物27D，在交叉(正交於)中間板21之法線方向的一方向上突出。當突出物27D擬合至第二光電傳輸連接器10之開口15C內時，防止第二光電傳輸連接器10脫離第一光電傳輸連接器20。定位區段27係由(例如)聚醯亞胺製成並能夠藉由(例如)射出成型、插入成型等來形成。此外，在其中定位區段27係由射出成型、插入成型等所形成的情況下，考量在一回焊步驟中的變形，定位區段27之形狀誤差係(例如)大約±20μm。另外，定位區段27之黏著精度係(例如)大約±5μm。
防止第二光電傳輸連接器10脫離第一光電傳輸連接器20的一機構可採取除以上所說明之機構外的任何形式。例如，如圖5A中所示，突出物27D可能具有一梯形突出物形狀，其具有略微小於一面對開口15C之區域的一頂部表面與略微大於該面對開口15C之區域的一底部表面，且當將第二光電傳輸連接器10連接至第一光電傳輸連接器20時，突出物27D之一傾斜表面可抵著開口15C之一邊緣按下。而且，例如，如圖5B中所示，取代開口15C，可配置一凹陷15D，其在與定位區段27相對的一方向上凹陷，且突出 物27D可擬合至凹陷15D之一凹陷部分內。
而且，如圖2及4中所示，在定位區段27之一外部邊緣(傾斜表面27B之周邊)上，形成一或複數個電性互連物28，其經由一側表面從定位區段27之底部表面之一外部邊緣延伸至該頂部表面之一外部邊緣。當將第二光電傳輸連接器10連接至第一光電傳輸連接器20時，每一電性互連物28之定位於定位區段27之頂部表面上的一末端與第二光電傳輸連接器10之電極墊17接觸以便具有作為電極墊17的一作用，該電極墊提供在第二光電傳輸連接器10側上的一電性傳輸路徑與在第一光電傳輸連接器20側上的一電性傳輸路徑之間的耦合。另外，每一電性互連物28之定位於定位區段27之底部表面上的一末端具有作為一電極墊的一作用，該電極墊係連接至形成於中間板21之一表面上的電極墊21A(參考圖4)。
在依據該具體實施例之光電傳輸裝置1中，在第二光電傳輸連接器10與第一光電傳輸連接器20彼此連接之後，當驅動發光裝置23時，從發光裝置23發射光，然後該光由準直透鏡26轉換成平行光。此後，在該平行光傳播穿過在第二光電傳輸連接器10與第一光電傳輸連接器20之間的一空間(間隙)，並穿過開口27A之後，該平行光進入至準直透鏡13內。進入至準直透鏡13內的光藉由準直透鏡13來會聚至光導12之一末端上，並傳播穿過光導12，並最後將該光輸入至連接至光導12的一裝置內。而且，在第二光電傳輸連接器10與第一光電傳輸連接器20彼此連接之後，當光自連接至第二光電傳輸連接器10的一裝置傳播時，藉由準直 透鏡13將該光轉換成平行光。此後，在該平行光傳播穿過在第二光電傳輸連接器10與一光電傳輸連接器20之間的一空間(間隙)，並穿過開口27A之後，該平行光進入至準直透鏡26內。在藉由準直透鏡26將進入至準直透鏡26內的光會聚至光感測裝置24之一光感測區域上，並在光感測裝置24內轉換成一光電流之後，將輸出自光感測裝置24之光電流最後輸入至透過中間板21或一印刷板連接的另一裝置。因而，在光電傳輸裝置1中，藉由光學傳輸來執行在一裝置與另一裝置之間的通信。而且，來自連接至第二光電傳輸連接器10側之一裝置的一電氣信號透過電性互連物16、電極墊17及電性互連物28來傳播至連接至第一光電傳輸連接器20側的另一裝置，或來自連接至第一光電傳輸連接器20側之另一裝置的一電氣信號透過電性互連物28、電極墊17及電性互連物16來傳播至連接至該第二光電傳輸連接器側的該一裝置。因而，在光電傳輸裝置1中，藉由電性傳輸來執行在一裝置與另一裝置之間的通信。
在該具體實施例中，當第二光電傳輸連接器10與第一光電傳輸連接器20彼此連接時，對應於準直透鏡13之周邊而配置的環狀傾斜表面14A與對應於準直透鏡26之周邊而配置的環狀傾斜表面27B彼此接觸，且該等定位區段14及27擬合至彼此內。由此，即使構成第二光電傳輸連接器10與第一光電傳輸連接器20的每一組件具有一形狀誤差或一黏著誤差，仍能夠降低在傾斜表面14A所環繞之一區域的中心軸與傾斜表面27B所環繞之一區域的中心軸之間的位移。
例如，在其中如下估計構成第二光電傳輸連接器10與第一光電傳輸連接器20之每一組件之形狀誤差或黏著誤差的情況下，在對應於傾斜表面14A之周邊而配置的準直透鏡13之光軸AX2與對應於傾斜表面27B之周邊而配置的準直透鏡26之光軸AX1之間的光軸未對準最大為大約±55μm。在該具體實施例中，藉由準直透鏡13及26由平行光來執行在第二光電傳輸連接器10與第一光電傳輸連接器20之間的光學傳輸，故即使在準直透鏡13之光軸AX2與準直透鏡26之光軸AX1之間的光軸未對準係大約±55μm，仍能夠將光損耗最多減少至大約10%，故能夠低損耗地執行光學傳輸。同樣地，能夠降低在對應於傾斜表面14A之周邊而配置的電極墊17與對應於傾斜表面27B之周邊而配置的電性互連物28之間的位移，故在光電傳輸裝置1中，能夠執行在第二光電傳輸連接器10與第一光電傳輸連接器20之間的電性傳輸以及光學傳輸。
電極墊17之圖案形成精度：±5μm
在準直透鏡13與定位區段14之間的位置誤差：零
定位區段14之形狀誤差：±5μm
定位區段14之黏著誤差：±10μm
在中間板21上的電極墊之圖案形成精度：±5μm
發光裝置23與光感測裝置24之黏著精度：±5μm
在準直透鏡26與發光裝置23或光感測裝置24之間的位置誤差：零
定位區段27之形狀誤差(考量在回焊步驟中的變形)：±20 μm
定位區段27之黏著誤差：±5μm
總計：±55μm
而且，在該具體實施例中，該等準直透鏡13及26每一者係配置於一光穿過區域內，且不同於一需要較大佔據體積之組件，諸如一光纖。因此，能夠在較小定位區段14之一表面上或在定位區段27內使用大量準直透鏡13及26，由此能夠容易毫無限制地增加匯流排數目。而且，在該具體實施例中，光導12係配置於其中未黏著發光裝置23或光感測裝置24的一連接器(第二光電傳輸連接器)10內，故不必選擇一具有用於光導12之一抗高溫程序的特殊材料，且能夠使用一常用材料。
另外，在該具體實施例中，第二光電傳輸連接器10與第一光電傳輸連接器20係在中間板21之法線方向上彼此連接，故能夠在該等定位區域14及27內使用在黏著產業內廣泛地滲透的一IC插座結構。存在關於IC插座的大量資料，諸如材料、絕緣性或可靠性，且各種公司均經營IC插座。因此，該等IC插座在所有態樣下均可接受，諸如功能、成本及可靠性，並容易地採用至一現有板程序內。因此，當在一電子裝置內使用依據該具體實施例之光電傳輸裝置1時，存在一優點，即不必需用以確保效能、可靠性等之巨大努力。
而且，在該具體實施例中，在其中將中間板21直接黏著於一LSI晶片上的情況下，能夠最小化一電線的長度，該 電線提供在發光裝置23或光感測裝置24與該LSI晶片之間的耦合。由此，更易於針對電氣信號雜訊或串擾採取措施，並能夠改良一光調變速率。
第二具體實施例
圖6顯示依據本發明之一第二具體實施例之一光電傳輸裝置2之一斷面組態的一範例。圖7顯示圖6中所示之光電傳輸裝置2之一側組態的一範例。光電傳輸裝置2提供在光學傳輸路徑之間的耦合以及在電性傳輸路徑之間的耦合，且光電傳輸裝置2包括一第一光電傳輸連接器30與一第二光電傳輸連接器40。圖8顯示第一光電傳輸連接器30之一底部表面組態之一範例，而圖9顯示第二光電傳輸連接器40之一頂部表面組態之一範例。圖6對應於沿圖8及9之箭頭線A至A所截取之斷面組態。
與以上所說明之具體實施例之該等者相同的組態、功能及效果將不再作進一步說明，且下面僅將主要說明與以上所說明之具體實施例中該等者不同的組態、功能及效果。
在第一光電傳輸連接器30中，一或複數個光導12、一或複數個準直透鏡13及定位區段14及35係配置於撓性板11上。在該具體實施例中，定位區段14因為與定位區段35的關係而不具有一定位功能。
定位區段35決定在將第一光電傳輸連接器30連接至第二光電傳輸連接器40時第一光電傳輸連接器30相對於第二光電傳輸連接器40之位置(在正交於光軸AX2之一方向上的一位置)。具有定位區段35之一定位功能的一部分係形成於 撓性板11之一表面上，例如其上準直透鏡13係由撓性板11所形成的一表面。定位區段35具有一管狀形狀，其在中間板11之法線方向上具有一中心軸，並在該管狀形狀之一底部表面上具有一開口35A。開口35A具有(例如)一圓形形狀或一橢圓形形狀。開口35A較佳的係具有一圓形形狀，其具有定位區段35之中心軸作為其中心。而且，定位區段35之中心軸較佳的係重疊定位區段14之中心軸C。開口35A在定位區段35之底部表面上具有一環狀傾斜表面35B，其具有交叉定位區段35之底部表面之法線的一法線。傾斜表面35B在定位區段35之底部表面內具有一漸縮形狀，且傾斜表面35B係形成使得當從第二光電傳輸連接器40檢視時由傾斜表面35B所環繞之一區域(開口35A)在一前側上較寬而在一後側上較窄。傾斜表面35B係對應於準直透鏡13之周邊而形成，且當將第一光電傳輸連接器30連接至第二光電傳輸連接器40時，傾斜表面35B與第二光電傳輸連接器40之一傾斜表面47A(稍後將說明其)接觸。而且，如圖6及8中所示，定位區段35在其一外部邊緣內具有一凹陷35C。凹陷35C係一柱狀凹陷，其係以撓性板11之法線方向延伸，且當第二光電傳輸連接器40之一突出物47B(稍後將說明其)擬合至凹陷35C內時，防止第一光電傳輸連接器30在第一光電傳輸連接器30接觸第二光電傳輸連接器40時圍繞定位區段35之中心軸旋轉。如圖7中所示，定位區段35在該管狀形狀之側表面之一部分內進一步具有一開口35D。當第二光電傳輸連接器40之突出物47D(稍後將說明其)擬 合至開口35D內時，防止第一光電傳輸連接器30脫離第二光電傳輸連接器40。在其中定位區段35係由射出成型、插入成型等所形成的情況下，定位區段35之形狀誤差係(例如)大約±5μm。定位區段35之黏著精度係(例如)大約±5μm。
而且，如圖7及8中所示，在定位區段35之一外部邊緣上(在傾斜表面35B之周邊)，形成一或複數個電性互連物37，其透過一側表面從定位區段35之頂部表面之一外部邊緣延伸至該底部表面之一外部邊緣。當將第一光電傳輸連接器30連接至第二光電傳輸連接器40時，每一電性互連物37之定位於定位區段35之底部表面上的一末端與第二光電傳輸連接器40之一電極墊48(將稍後說明其)接觸以便具有作為一電極墊的一作用，該電極墊提供在第一光電傳輸連接器30側上的一電性傳輸路徑與在第二光電傳輸連接器40側上的一電性傳輸路徑之間的耦合。另外，每一電性互連物37之定位於定位區段35之頂部表面上的一末端具有作為一電極墊的一作用，該電極墊係連接至形成於撓性板11之一表面上的一電極墊(未顯示)。
在第二光電傳輸連接器40中，一或複數個發光裝置23、一或複數個光感測裝置24、一準直透鏡26及一定位區段47係配置於中間板21上。
定位區段47決定在將第一光電傳輸連接器30連接至第二光電傳輸連接器40時第二光電傳輸連接器40相對於第一光電傳輸連接器30之位置(在正交於光軸AX1之一方向上的一 位置)。定位區段47係形成於撓性板21之一表面上，例如其上準直透鏡26係由中間板21所形成的一表面。定位區段47具有一環狀傾斜表面47A，其具有交叉中間板21之法線的一法線。傾斜表面47A較佳的係具有一圓形形狀，其具有定位區段47之中心軸作為其中心。傾斜表面47A在定位區段47內具有一漸縮形狀，且傾斜表面47A係形成使得當從第一光電傳輸連接器30檢視時由傾斜表面47A所環繞之一區域在一前側上較窄而在一後側上較寬。傾斜表面47A係對應於準直透鏡26之周邊而形成，且當將第一光電傳輸連接器30連接至第二光電傳輸連接器40時，傾斜表面47A與第一光電傳輸連接器30之傾斜表面35B接觸。在圖6及7中，示範其中定位區段47係配置於發光裝置23及光感測裝置24與中間板21之間的情況；但是，定位區段47可僅在發光裝置23與光感測裝置24周圍或僅在準直透鏡26周圍形成。而且，如圖6及8中所示，定位區段47在其一頂部表面上具有一突出物47B。突出物47B係一柱狀突出物，其在中間板21之一法線方向上延伸，且當突出物47B擬合至第一光電傳輸連接器30之凹陷35C內時，防止第一光電傳輸連接器30在第一光電傳輸連接器30接觸第二光電傳輸連接器40時圍繞中心軸C旋轉。而且，如圖7及9中所示，定位區段47在其一外部邊緣之一部分內具有一釘狀物47C，其在中間板21之法線方向上突出。釘狀物47C具有一突出物47D，其在交叉(正交於)中間板21之法線方向的一方向上突出，且當突出物47D擬合至第一光電傳輸連接器30之開 口35D內時，防止第一光電傳輸連接器30脫離第二光電傳輸連接器40。定位區段47係由(例如)聚醯亞胺製成並能夠藉由(例如)射出成型等來形成。在其中定位區段47係由射出成型、插入成型等所形成的情況下，考量在一回焊步驟中的變形，定位區段47之形狀誤差係(例如)大約±20μm。另外，定位區段47之黏著精度係(例如)大約±5μm。
而且，定位區段47具有一電極墊48，其係連接至形成於中間板21上的一電性互連物(未顯示)之一末端。電極墊48在將第一光電傳輸連接器30連接至第二光電傳輸連接器40時與第一光電傳輸連接器30之電性互連物37接觸以便提供在第一光電傳輸連接器30側上的一電性傳輸路徑與在第二光電傳輸連接器40側上的一電性傳輸路徑之間的耦合。電極墊48具有一曝露表面，其係曝露於定位區段47之一表面下，且該曝露表面係在從中間板21之法線方向檢視時形成於傾斜表面47A周圍。電極墊48之圖案形成精度係(例如)大約±5μm。
在依據該具體實施例之光電傳輸裝置2中，在第一光電傳輸連接器30與第二光電傳輸連接器40彼此連接之後，當驅動發光裝置23時，從發光裝置23發射光，該光藉由準直透鏡26來轉換成平行光。此後，在該平行光傳播穿過在第一光電傳輸連接器30與第二光電傳輸連接器40之間的一空間(間隙)，並穿過開口35A之後，該平行光進入至準直透鏡13內。進入至準直透鏡13內的光藉由準直透鏡13會聚至光導12之一末端上，然後傳播穿過光導12，並最後將該光 輸入至連接至光導12的一裝置內。而且，在第一光電傳輸連接器30與第二光電傳輸連接器40彼此連接之後，當光從連接至第一光電傳輸連接器30的一裝置傳播時，藉由準直透鏡13將該光轉換成平行光。此後，在該平行光傳播穿過在第一光電傳輸連接器30與第二光電傳輸連接器40之間的一空間(間隙)，並穿過開口35A之後，該平行光進入至準直透鏡26內。在藉由準直透鏡26將進入至準直透鏡26內的光會聚至光感測裝置24之一光感測區域上，並在光感測裝置24內轉換成一光電流之後，最後將輸出自光感測裝置24之光電流輸入至透過中間板21或一印刷板連接的另一裝置內。因而，在光電傳輸裝置2中，藉由光學傳輸來執行在一裝置與另一裝置之間的通信。而且，來自連接至第一光電傳輸連接器30側之一裝置的一電氣信號透過電性互連物16及37與電極墊48來傳播至連接至第二光電傳輸連接器40側的該另一裝置，或來自連接至第二光電傳輸連接器40之該另一裝置的一電氣信號透過電極墊48與電性互連物16及37來傳播至連接至第一光電傳輸連接器30側的該一裝置。因而，在光電傳輸裝置2中，藉由電性傳輸來執行在一裝置與另一裝置之間的通信。
在該具體實施例中，當第一光電傳輸連接器30與第二光電傳輸連接器40彼此連接時，對應於準直透鏡13之周邊而配置的環狀傾斜表面35B與對應於準直透鏡26之周邊而配置的環狀傾斜表面47A彼此接觸，且該等定位區段35及47擬合至彼此內。由此，即使構成第一光電傳輸連接器30與 第二光電傳輸連接器40的每一組件具有一形狀誤差或一黏著誤差，仍能夠降低在傾斜表面35B所環繞之一區域的中心軸與傾斜表面47A所環繞之一區域的中心軸之間的位移。
例如，在其中如下估計構成第一光電傳輸連接器30與第二光電傳輸連接器40之每一組件之形狀誤差或黏著誤差的情況下，在對應於傾斜表面35B之周邊而配置的準直透鏡13之光軸AX2與對應於傾斜表面47A之周邊而配置的準直透鏡26之光軸AX1之間的光軸未對準最大為大約±60μm。在該具體實施例中，藉由準直透鏡13及26由平行光來執行在第二光電傳輸連接器40與第一光電傳輸連接器30之間的光學傳輸，故即使在準直透鏡13之光軸AX2與準直透鏡26之光軸AX1之間的光軸未對準係大約±60μm，仍能夠將光損耗最多減少至大約10%，並低損耗地執行光學傳輸。同樣地，能夠降低在對應於傾斜表面35B之周邊而配置的電性互連物37與對應於傾斜表面47A之周邊而配置的電極墊48之間的位移，故在光電傳輸裝置2中，能夠執行在第一光電傳輸連接器30與第二光電傳輸連接器40之間的電性傳輸以及光學傳輸。
電性互連物37之圖案形成精度：±5μm
在準直透鏡13與定位區段35之間的位置誤差：±5μm
定位區段35之形狀誤差：±5μm
定位區段35之黏著誤差：±10μm
電極墊48之圖案形成精度：±5μm
發光裝置23與光感測裝置24之黏著精度：±5μm
在準直透鏡26與發光裝置23或光感測裝置24之間的位置誤差：零
定位區段47之形狀誤差(考量在一回焊步驟中的變形)：±20μm
定位區段47之黏著誤差：±5μm
總計：±60μm
而且，在該具體實施例中，該等準直透鏡13及26每一者係配置於一光穿過區域內，且不同於一需要較大佔據體積之組件，諸如一光纖。因此，能夠在較小定位區段35及37之表面上使用大量準直透鏡13及26，由此能夠容易毫無限制地增加匯流排數目。而且，在該具體實施例中，光導12係配置於其中未黏著發光裝置23或光感測裝置24的一連接器(第一光電傳輸連接器30)內，故不必選擇一具有用於光導12之一抗高溫程序的特殊材料，並能夠使用一常用材料。
另外，在該具體實施例中，第一光電傳輸連接器30與第二光電傳輸連接器40係在中間板21之法線方向上彼此連接，故能夠在該等定位區域35及47內使用在黏著產業內廣泛滲透的一IC插座結構。因此，當在一電子裝置內使用依據該具體實施例之光電傳輸裝置2時，存在一優點，即不必需用以確保效能、可靠性等之巨大努力。
而且，在該具體實施例中，在其中將中間板21直接黏著於一LSI晶片上的情況下，能夠最小化一電線的長度，該 電線提供在發光裝置23或光感測裝置24與該LSI晶片之間的耦合。由此，更易於針對電氣信號雜訊或串擾採取措施，並能夠改良一光調變速率。
應用範例
接著，下面將說明其中依據以上所說明之具體實施例之光電傳輸裝置1及2應用於一電子裝置3的情況。下面將作為一應用範例來說明其中光電傳輸裝置1應用於電子裝置3的情況。
圖10顯示依據該應用範例之電子裝置3之一示意性組態。電子裝置3包括一操作區段31，諸如一鍵盤；一顯示區段32，諸如一液晶顯示器；及一連接區段33，其可旋轉地彼此連接操作區段31與顯示區段32。在電子裝置3中，光電傳輸裝置1藉由光電傳輸來執行在一裝置34與一裝置35之間的通信，並如圖11中所示，一第一光電傳輸連接器20係連接至裝置34，而另一第一光電傳輸連接器20係連接至裝置35。接著，配置於光導11之兩端上的該等第二光電傳輸連接器10係分別連接至該兩個第一光電傳輸連接器20。而且，光導11與撓性板11係配置以便穿透連接區段33。
由此，例如，將光電傳輸裝置1之第一光電傳輸連接器20之一者黏著於裝置34上，並將光電傳輸裝置1之另一第一光電傳輸連接器20黏著於裝置35上，並將其上黏著該等第一光電傳輸連接器20的該等裝置34及35黏著於電子裝置3上之後，當僅將光電傳輸裝置1之該等第二光電傳輸連接 器10連接至黏著於該等裝置34及35上的該等第一光電傳輸連接器20時，能夠製造電子裝置3，其能夠藉由光電傳輸來執行在裝置34與裝置35之間的通信。因而，在該應用範例中，電子裝置3能夠僅藉由簡單裝配步驟來加以製造，故能夠將製造所必需之時間或成本保持較低。
習知此項技術者應明白，可根據設計要求及其他因素來進行各種修改、組合、子組合及變更，只要其在隨附申請專利範圍或其等效物之範疇內即可。
1‧‧‧光電傳輸裝置
2‧‧‧光電傳輸裝置
3‧‧‧電子裝置
10‧‧‧第二光電傳輸連接器
11‧‧‧撓性板
12‧‧‧光導
13‧‧‧準直透鏡
14‧‧‧定位區段
14A‧‧‧傾斜表面
15‧‧‧定位區段
15A‧‧‧凹陷
15B‧‧‧釘狀物
15C‧‧‧開口
15D‧‧‧凹陷
16‧‧‧電性互連物
17‧‧‧電極墊
20‧‧‧第一光電傳輸連接器
21‧‧‧中間板
21A‧‧‧電極墊
23‧‧‧發光裝置
24‧‧‧光感測裝置
25‧‧‧焊料
26‧‧‧準直透鏡
27‧‧‧定位區段
27A‧‧‧開口
27B‧‧‧環狀傾斜表面
27C‧‧‧突出物
27D‧‧‧突出物
28‧‧‧電性互連物
30‧‧‧第一光電傳輸連接器
31‧‧‧操作區段
32‧‧‧顯示區段
33‧‧‧連接區段
34‧‧‧裝置
35‧‧‧定位區段
35A‧‧‧開口
35B‧‧‧環狀傾斜表面
35C‧‧‧凹陷
35D‧‧‧開口
37‧‧‧電性互連物
40‧‧‧第二光電傳輸連接器
47‧‧‧定位區段
47A‧‧‧傾斜表面
47B‧‧‧突出物
47C‧‧‧釘狀物
47D‧‧‧突出物
48‧‧‧電極墊
AX1‧‧‧光軸
AX2‧‧‧光軸
C‧‧‧中心軸
圖1係顯示依據本發明之一第一具體實施例之一光電傳輸裝置的一斷面圖；圖2係圖1中所示之光電傳輸裝置的一側視圖；圖3係圖1中所示之一第二光電傳輸連接器之一底部表面的一平面圖；圖4係圖1中所示之一第一光電傳輸連接器之一頂部表面的一平面圖；圖5A及5B係圖1中所示之一定位區段之一修改的斷面圖；圖6係顯示依據本發明之一第二具體實施例之一光電傳輸裝置的一斷面圖；圖7係圖6中所示之光電傳輸裝置的一側視圖；圖8係圖6中所示之一第一光電傳輸連接器之一底部表面的一平面圖；圖9係圖7中所示之一第一光電傳輸連接器之一頂部表面 的一平面圖；圖10係依據一應用範例之一電子裝置的一示意圖；以及圖11係圖10中所示之光電傳輸裝置的一斷面圖。
1‧‧‧光電傳輸裝置
10‧‧‧第二光電傳輸連接器
11‧‧‧撓性板
12‧‧‧光導
13‧‧‧準直透鏡
14‧‧‧定位區段
14A‧‧‧傾斜表面
15‧‧‧定位區段
15A‧‧‧凹陷
20‧‧‧第一光電傳輸連接器
21‧‧‧中間板
23‧‧‧發光裝置
24‧‧‧光感測裝置
25‧‧‧焊料
26‧‧‧準直透鏡
27‧‧‧定位區段
27A‧‧‧開口
27B‧‧‧環狀傾斜表面
27C‧‧‧突出物
AX1‧‧‧光軸
AX2‧‧‧光軸
C‧‧‧中心軸

Claims (10)

  1. 一種光電傳輸裝置，其包含：一第一光電傳輸連接器；以及一第二光電傳輸連接器，其係連接至該第一光電傳輸連接器，其中該第一光電傳輸連接器包括：一或複數個光學裝置，其包括一向一方向發射光之發光裝置與一感測來自該一方向之光之光感測裝置的至少一者；一或複數個第一準直透鏡，其係配置於其中發射自或進入至該一或該複數個光學裝置之光穿過的一光穿過區域內；一第一定位區段，其具有在從該一方向檢視時對應於該第一準直透鏡之周邊而形成的一環狀第一傾斜表面；以及一或複數個第一電性傳輸電極墊，其係在從該一方向檢視時對應於該第一傾斜表面之周邊而形成；以及該第二光電傳輸連接器包括：一或複數個第二準直透鏡，其係在將該第二光電傳輸連接器連接至該第一光電傳輸連接器時在該一方向上面對該第一準直透鏡；一第二定位區段，其係對應於該第二準直透鏡之周邊而形成並具有一環狀第二傾斜表面，該第二傾斜表面在將該第二光電傳輸連接器連接至該第一光電傳輸連接器 時與該第一傾斜表面接觸；一或複數個光導，其係對應於該第二準直透鏡之焦點而配置；以及一或複數個第二電性傳輸電極墊，其係對應於該第二傾斜表面之周邊而形成，並在將該第二光電傳輸連接器連接至該第一光電傳輸連接器時與該第一電性傳輸電極墊接觸。
  2. 如請求項1之光電傳輸裝置，其中該第一準直透鏡係在從該一方向檢視時配置於由該第一傾斜表面所環繞之一區域的中心軸周圍，以及該第二準直透鏡係在從該一方向檢視時配置於由該第二傾斜表面所環繞之一區域的中心軸周圍。
  3. 如請求項1之光電傳輸裝置，其中該第一光電傳輸連接器包括複數個第一準直透鏡，該第二光電傳輸連接器包括複數個第二準直透鏡，該等第一準直透鏡係配置以便在從該一方向檢視時圍繞由該第一傾斜表面所環繞之一區域的中心軸點對稱，以及該等第二準直透鏡係配置以便在從該一方向檢視時圍繞由該第二傾斜表面所環繞之一區域的中心軸點對稱。
  4. 如請求項1之光電傳輸裝置，其中該第一準直透鏡係接觸該光學裝置而形成。
  5. 如請求項1之光電傳輸裝置，其中該第一準直透鏡係配置於該光學裝置上並與該光學裝 置間具有一預定間隙。
  6. 如請求項1之光電傳輸裝置，其中該第一傾斜表面係形成使得當從該第二光電傳輸連接器檢視時由該第一傾斜表面所環繞之一區域係在一前側上較寬而在一後側上較窄，以及該第二傾斜表面係形成使得當從該第一光電傳輸連接器檢視時由該第二傾斜表面所環繞之一區域係在一前側上較寬而在一後側上較窄。
  7. 如請求項1之光電傳輸裝置，其中該第一定位區段與該第二定位區段每一者均具有在一方向上執行定位的一結構，從該一方向檢視時該方向旋轉圍繞藉由該第一傾斜表面所環繞之一區域之中心軸。
  8. 如請求項1之光電傳輸裝置，其中該第一定位區段與該第二定位區段每一者均具有在該一方向上執行定位的一結構。
  9. 一種電子裝置，其包含：一光電傳輸裝置，其藉由光電傳輸來執行在一裝置與另一裝置之間的通信，其中該光電傳輸裝置包括：一第一光電傳輸連接器，其係連接至該一裝置；一第二光電傳輸連接器，其係連接至該另一裝置；以及一第三光電傳輸連接器，其係連接至該第一光電傳輸連接器與該第二光電傳輸連接器，其中該第一光電傳輸連接器包括： 一或複數個第一光學裝置，其包括一向一第一方向發射光之第一發光裝置與一感測來自該第一方向之光之第一光感測裝置的至少一者；一或複數個第一準直透鏡，其係配置於其中發射自或進入至該一或該複數個第一光學裝置之光穿過的一光穿過區域內；一第一定位區段，其具有在從該第一方向檢視時對應於該第一準直透鏡之周邊而形成的一環狀第一傾斜表面；以及一或複數個第一電性傳輸電極墊，其係在從該第一方向檢視時對應於該第一傾斜表面之周邊而形成，其中該第二光電傳輸連接器包括：一或複數個第二光學裝置，其包括一向一第二方向發射光之第二發光裝置與一感測來自該第二方向之光之第二光感測裝置的至少一者；一或複數個第二準直透鏡，其係配置於其中發射自或進入至該一或該複數個第二光學裝置之光穿過的一光穿過區域內；一第二定位區段，其具有在從該第二方向檢視時對應於該第二準直透鏡之周邊而形成的一環狀第二傾斜表面；以及一或複數個第二電性傳輸電極墊，其係在從該第二方向檢視時對應於該第二傾斜表面之周邊而形成，以及該第三光電傳輸連接器包括： 一或複數個第三準直透鏡，其係在將該第三光電傳輸連接器連接至該第一光電傳輸連接器時在該第一方向上面對該第一準直透鏡；一或複數個第四準直透鏡，其在將該第三光電傳輸連接器連接至該第二光電傳輸連接器時在該第二方向上面對該第二準直透鏡；一第三定位區段，其係對應於該第三準直透鏡之周邊而形成，並具有一環狀第三傾斜表面，該第三傾斜表面在將該第三光電傳輸連接器連接至該第一光電傳輸連接器時與該第一傾斜表面接觸；一第四定位區段，其係對應於該第四準直透鏡之周邊而形成，並具有一環狀第四傾斜表面，該第四傾斜表面在將該第三光電傳輸連接器連接至該第二光電傳輸連接器時與該第二傾斜表面接觸；一或複數個光導，其係對應於該第三準直透鏡與該第四準直透鏡之該等焦點之每一者而配置；一或複數個第三電性傳輸電極墊，其係對應於該第三傾斜表面之周邊而形成，並在將該第三光電傳輸連接器連接至該第一光電傳輸連接器時與該第一電性傳輸電極墊接觸；以及一或複數個第四電性傳輸電極墊，其係對應於該第四傾斜表面之周邊而形成，並在將該第三光電傳輸連接器連接至該第二光電傳輸連接器時與該第二電性傳輸電極墊接觸。
  10. 如請求項9之電子裝置，其進一步包含：在該一裝置與該另一裝置之間的一連接區段，該連接區段將一部件與另一部件可旋轉地彼此連接，其中該一或該複數個光導係配置以便穿透該連接區段。
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