TWI571663B - 光學通訊模組 - Google Patents

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TWI571663B
TWI571663B TW101132317A TW101132317A TWI571663B TW I571663 B TWI571663 B TW I571663B TW 101132317 A TW101132317 A TW 101132317A TW 101132317 A TW101132317 A TW 101132317A TW I571663 B TWI571663 B TW I571663B
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    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4228—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements
    • G02B6/423—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements using guiding surfaces for the alignment
    • G—PHYSICS
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/43—Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections

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Description

光學通訊模組
本發明涉及一種通訊模組，尤其涉及一種光學通訊模組。
光學通訊模組中，訊息以光訊號之形式進行傳輸，以電訊號之形式進行運算、處理。先前之光學通訊模組一般包括將光訊號轉換為電訊號或者將電訊號轉換為光訊號之光電元件、用於驅動所述光電元件之驅動晶片以及用於傳輸光訊號之光波導。
先前技術中，為實現所述光電元件與所述光波導光學對準，通常採用複雜的訊號耦合元件，導致所述光學通訊模組成本增加，並且組裝難度提高。
有鑒於此，有必要提供一種低成本之光學通訊模組。
一種光學通訊模組，包括基板、驅動晶片、光電元件以及光波導。所述驅動晶片以及所述光電元件電連接地固定於所述基板上，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。所述光學部用於發射/接收光訊號，所述光學部包括一個用於光訊號穿過之光學面。所述基板上開設有對應於所述光電元件之光通孔，所述光學部之光學面朝向並對準所述光通孔。所述光波導一端插入並固定於所述光通孔內以實現所述光波導與所述光電元件之光學部之間之光耦合。
相較先前技術，所述之光學通訊模組通過所述光通孔直接將所述光纖與所述光電元件進行對準，因此無需採用耦合透鏡進行光訊號之耦合，簡化了光學通訊模組之結構，並將低了光學通訊模組之組裝難度。
100‧‧‧光學通訊模組
10‧‧‧第一基板
11‧‧‧第一基底層
111‧‧‧第一表面
112‧‧‧第二表面
113‧‧‧第一通孔
12‧‧‧第一導電線路
121‧‧‧第一電路層
122‧‧‧第二電路層
1211‧‧‧電連接點
13‧‧‧阻焊層
131‧‧‧第一開口
20‧‧‧第二基板
21‧‧‧第二基底層
211‧‧‧第一側面
212‧‧‧第二側面
213‧‧‧第二通孔
214‧‧‧光通孔
22‧‧‧第二導電線路
221‧‧‧第三電路層
222‧‧‧第四電路層
30‧‧‧驅動晶片
31‧‧‧導電引腳
40‧‧‧光電元件
41‧‧‧基體
42‧‧‧光學部
421‧‧‧光學面
43‧‧‧遮光片
431‧‧‧光學孔
44‧‧‧保護膜
50‧‧‧光波導
60‧‧‧導電膠
70‧‧‧焊球
圖1係本發明實施方式之光學通訊模組之示意圖。
下面將結合附圖對本發明作一具體介紹。
圖1為本發明實施方式之光學通訊模組100之結構圖，所述光學通訊模組100包括第一基板10、第二基板20、驅動晶片30、光電元件40以及光波導50。
所述第一基板10包括一個第一基底層11以及形成於所述第一基底層11上之第一導電線路12。所述第一基底層11具有一個第一表面111以及一個與所述第一表面111相背之第二表面112。所述第一基底層11上開設有複數貫穿所述第一表面111以及所述第二表面112之第一通孔113。本實施方式中，所述第一基底層11之材料為矽，所述第一通孔113採用矽通孔(through silicon via：TSV)技術形成。所述第一導電線路12包括形成於所述第一表面111上之第一電路層121以及形成於所述第二表面112上之第二電路層122。所述第一電路層121以及所述第二電路層122藉由所述第一通孔113相互電連接。所述第一通孔113內填充有導電材料以電性連接所述第一電路層121以及所述第二電路層122。較佳地，所述導電材料為金、銀、銅等具有高導電率之金屬材料。所述第一電路層121包括複數用於電連接外部元件之電連接點1211，本實施 方式中，所述電連接點1211電性連接所述驅動晶片30以及所述第二基板20。
所述第一基板10之表面上還設置有一個覆蓋所述第一電路層121之阻焊層13。所述阻焊層13在對應於所述第一電路層121之電連接點1211位置處形成曝露所述電連接點1211之第一開口131。
所述第二基板20包括一個第二基底層21以及形成於所述第二基底層21上之第二導電線路22。所述第二基底層21具有一個第一側面211以及一個與所述第一側面211相背之第二側面212。所述第二基底層21上開設有複數貫穿所述第一側面211以及所述第二側面212之第二通孔213以及一個光通孔214。所述第二通孔213以及所述光通孔214採用與所述第一通孔113類似之方式形成。所述光通孔214用於將所述光電元件40以及所述光波導50相互對準。所述第二導電線路22包括形成於所述第一側面211上之第三電路層221以及形成於所述第二側面212上之第四電路層222。所述第三電路層221以及所述第四電路層222藉由所述第二通孔213相互電連接。
所述第二基板20連接於所述第一基板10之對應電連接點1211處，所述第二基底層21之第一側面211以及第二側面212垂直於所述第一基底層11第一表面111以及所述第二表面112。所述第二導電線路22藉由對應之電連接點1211與所述第一導電線路12電連接。本實施方式中，所述第二基板20以及所述第一基板10藉由導電膠60相互機械以及電連接。
所述驅動晶片30設置於所述第一基板10表面。所述驅動晶片30之包括複數導電引腳31。所述導電引腳31形成於所述驅動晶片30之 一側表面。所述驅動晶片30具有所述導電引腳31之一側表面朝向所述第一基板10，並且以覆晶(flip chip)方式與所述第一基板10機械以及電連接。具體地，所述導電引腳31藉由焊球70與對應之電連接點1221相連接。
所述光電元件40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。所述光訊號發射元件可以為雷射二極體(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40包括一個雷射二極體以及一個光電二極體(圖中顯示其中之一)。每一個所述光電元件40包括一個基體41以及一個形成於所述基體41上之光學部42。所述光學部42用於發射/接收光訊號，包括一個光學面421，光訊號自所述光學面421射出/射入所述光學部42。所述光電元件40還包括一個遮光片43，所述遮光片43採用不透光材料製成，本實施方式，所述遮光片43之材料為金屬。所述遮光片43開設有一個光學孔431，所述光學面421曝露於所述光學孔431內，所述光學孔431為光訊號進出所述光電元件40之光學通道。所述光學孔431內設置有用於保護所述光學部42之透明保護膜44。所述光電元件40與所述第二基板20之連接方式類似於所述驅動晶片30與所述第一基板10之連接方式。所述光學部42之光學面421朝向所述第二基板20，所述光通孔42對準所述光通孔214，同時使得所述光電元件40之光學部42對準所述光通孔214。
所述光波導50用於傳輸光訊號。所述光波導50可以光纖或者平面光波導，本實施方式中，所述光波導50為光纖。所述光波導50端部插入並固定於所述光通孔214內，並且與所述光電元件40之光 學部42相互對準。
上述組裝方式之光學通訊模組100使得所述第一基板10設有所述驅動晶片30之表面與所述第二基板20設有所述光電元件40之表面相互垂直，因此允許所述光波導50以與所述第一基板10相互平行之方式接入，使得所述光訊號在所述光波導50以及所述光電元件40之間之傳輸路徑為直線，因此避免了將光波導50彎折或者設置光訊號轉折元件。
所述之光學通訊模組通過所述光通孔直接將所述光纖與所述光電元件進行對準，因此無需採用耦合透鏡進行光訊號之耦合，簡化了光學通訊模組之結構，並將低了光學通訊模組之組裝難度。另外，所述驅動晶片以及所述光電元件採用覆晶方式分別組裝於所述第一基板以及所述第二基板上，同時所述第一基板以及所述第二基板兩側表面電路藉由所述第一通孔以及所述第二通孔相互電連接，可以簡化電路設計、減少導線長度。
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援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‧‧‧光學通訊模組
10‧‧‧第一基板
11‧‧‧第一基底層
111‧‧‧第一表面
112‧‧‧第二表面
113‧‧‧第一通孔
12‧‧‧第一導電線路
121‧‧‧第一電路層
122‧‧‧第二電路層
1211‧‧‧電連接點
13‧‧‧阻焊層
131‧‧‧第一開口
20‧‧‧第二基板
21‧‧‧第二基底層
211‧‧‧第一側面
212‧‧‧第二側面
213‧‧‧第二通孔
214‧‧‧光通孔
22‧‧‧第二導電線路
221‧‧‧第三電路層
222‧‧‧第四電路層
30‧‧‧驅動晶片
31‧‧‧導電引腳
40‧‧‧光電元件
41‧‧‧基體
42‧‧‧光學部
421‧‧‧光學面
43‧‧‧遮光片
431‧‧‧光學孔
44‧‧‧保護膜
50‧‧‧光波導
60‧‧‧導電膠
70‧‧‧焊球

Claims (10)

  1. 一種光學通訊模組，包括基板、驅動晶片、光電元件以及光波導，所述驅動晶片以及所述光電元件電連接地固定於所述基板上，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，所述光學部用於發射/接收光訊號，所述光學部包括一個用於光訊號穿過之光學面，其改進在於：所述基板上開設有對應於所述光電元件之光通孔，所述光學部之光學面朝向並對準所述光通孔，所述光波導一端插入並固定於所述光通孔內以實現所述光波導與所述光電元件之光學部之間之光耦合。
  2. 如請求項1所述之光學通訊模組，其中，所述光電元件包括一個遮光片，所述遮光片開設有一個光學孔，所述光學面曝露於所述光學孔內。
  3. 如請求項2所述之光學通訊模組，其中，所述光學孔內設置有用於保護所述光學部之透明保護膜。
  4. 如請求項1所述之光學通訊模組，其中，所述基板包括一個第一基板以及第二基板，所述第一基板與所述第二基板相互垂直相連，所述驅動晶片設置於所述第一基板與所述第二基板相垂直之一側表面上，所述光電元件設置於所述第二基板與所述第一基板相垂直之一側表面上。
  5. 如請求項4所述之光學通訊模組，其中，所述第一基板包括一個基底層以及形成於所述基底層上之第一導電線路，所述第二基板包括一個第二基底層以及形成於所述第二基底層上之第二導電線路，所述驅動晶片與所述第一導電線路相連，所述光電元件與所述第二導電線路相連，所述第一導電線路與第二導電線路相連。
  6. 如請求項5所述之光學通訊模組，其中，所述第一基底層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，所述第二基底層包括一個 第一側面以及一個與所述第一側面相背之第二側面，所述驅動晶片設置於所述第一表面，所述光電元件於所述第一側面，所述第一表面與所述第一側面相互垂直。
  7. 如請求項5所述之光學通訊模組，其中，所述第一基底層上開設有複數貫穿所述第一表面以及所述第二表面之第一通孔，所述第一導電線路包括形成於所述第一表面上之第一電路層以及形成於所述第二表面上之第二電路層，所述第一電路層以及所述第二電路層藉由所述第一通孔相互電連接。
  8. 如請求項7所述之光學通訊模組，其中，所述第一電路層包括複數第一電連接點，所述第二基板以及所述驅動晶片分別藉由所述第一電連接點與所述第一電路層電連接。
  9. 如請求項8所述之光學通訊模組，其中，所述第一基板之表面上設置有一個覆蓋所述第一電路層之阻焊層，所述阻焊層在對應於所述第一電路層之電連接點位置處形成曝露所述電連接電之第一開口。
  10. 如請求項5所述之光學通訊模組，其中，所述第二基底層上開設有複數貫穿所述第一側面以及所述第二側面之第二通孔，所述第二導電線路包括形成於所述第一側面上之第三電路層以及形成於所述第二側面上之第四電路層，所述第三電路層以及所述第四電路層藉由所述第二通孔相互電連接。
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