TWI572924B

TWI572924B - 光學通訊模組

Info

Publication number: TWI572924B
Application number: TW102117291A
Authority: TW
Inventors: 曾國峰
Original assignee: 鴻海精密工業股份有限公司
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2017-03-01
Also published as: US9331787B2; TW201443503A; US20140341590A1

Description

光學通訊模組

本發明涉及一種通訊裝置，尤其涉及一種光學通訊模組。

光學通訊裝置中，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。先前之光學通訊裝置一般包括用於發射光訊號之光訊號發射元件、用於接收光訊號之光訊號接收元件以及用於在所述光訊號發射單元以及所述光訊號接收單元之間傳輸光訊號之光波導元件。

先前技術中，所述光訊號發射元件以及所述光訊號接收元件發射/接收光訊號之方向垂置於所述光波導元件傳輸光訊號之方向。因此，需要採用轉折元件光訊號轉折一定角度，實現光訊號在所述光訊號發射元件與所述光波導元件之間以及所述光波導元件與所述光訊號接收元件之間傳輸。然而，所述轉折元件本身需要極高之製造精度以及組裝精度，轉折元件之製造以及組裝誤差將極大影響光訊號之傳輸效率，另外，所述轉折元件提升之光學通訊裝置之成本。

有鑒於此，有必要提供一種能夠保證光訊號傳輸效率且降低成本之光學通訊裝置。

一種光學通訊裝置，包括電路板、用於發射光訊號之光訊號發射元件、用於接收光訊號之光訊號接收元件以及用於所述光訊號發射元件以及所述光訊號接收元件之間傳輸光訊號之光波導元件。所述電路板包括一個基底，所述基底包括一個第一端面以及一個與所述第一端面相背之第二端面。所述光波導元件包括一個用於光訊號入射之入射端以及一個用於光訊號出射之出射端，所述光波導元件埋設於所述基底內且所述入射端以及所述出射端分別露出於所述基體之第一端面以及第二端面。所述光訊號發射元件電連接地設置於所述基底之第一端面上，所述光波導元件之入射端朝向所述光訊號發射元件並且與所述光訊號發射元件在所述光波導傳輸光訊號之方向上對準。所述光訊號接收元件電連接地設置於所述基底之第二端面上，所述光波導元件之出射端朝向所述光訊號接收元件並且與所述光訊號接收元件在所述光波導傳輸光訊號之方向上對準。

相較先前技術，由於所述光訊號發射元件以及所述接收體直接分別對準所述波導元件之入射端以及出射端設置，因此避免了採用轉折元件將光訊號偏轉，可以保證光學通訊裝置之光訊號傳輸之效率，另外，由於省略了轉折元件，使得所述光學通訊裝置之成本得以降低。

100．．．光學通訊裝置

10．．．電路板

11．．．基底

111．．．第一表面

112．．．第二表面

113．．．第一端面

114．．．第二端面

12．．．第一連接部

121．．．第一連接片

122．．．第二連接片

123．．．第一線路

13．．．第二連接部

131．．．第三連接片

132．．．第四連接片

133．．．第二線路

14．．．第三連接部

141．．．第五連接片

142．．．第六連接片

143．．．第三線路

15．．．第四連接部

151．．．第七連接片

152．．．第八連接片

153．．．第四線路

20．．．光訊號發射單元

21．．．光訊號發射元件

211．．．發射體

2111．．．光發射面

2112．．．第一引腳

212．．．第一轉接板

2121．．．第一側面

2122．．．第二側面

2123．．．第一焊片

2124．．．第二焊片

2125．．．第一連接孔

2126．．．第一通光孔

22．．．第一驅動晶片

221．．．第二引腳

23．．．整合控制晶片

231．．．第三引腳

24．．．第一焊球

25．．．第二焊球

30．．．光訊號接收單元

31．．．光訊號接收元件

311．．．接收體

3111．．．光接收面

3112．．．第四引腳

312．．．第二轉接板

3121．．．第三側面

3122．．．第四側面

3123．．．第三焊片

3124．．．第四焊片

3125．．．第二連接孔

3126．．．第二通光孔

32．．．第二驅動晶片

321．．．第五引腳

33．．．顯示控制晶片

331．．．第六引腳

40．．．光波導元件

41．．．入射端

42．．．出射端

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裝置100之示意圖，所述光學通訊裝置100包括電路板10、設置於所述電路板10上之光訊號發射單元20及光訊號接收單元30、以及設置於所述光訊號發射單元20與所述光訊號接收單元30之間之光波導元件40。

所述電路板10包括一個基底11，所述基底11採用柔性材料製成，可在一定程度內被彎折。具體地，所述基底11之材料可以為聚醯亞胺或者聚酯。所述基底11包括一個第一表面111、一個與所述第一表面111相背之第二表面112、一個第一端面113以及一個與所述第一端面113相背之第二端面114。本實施方式中，所述第一表面111與所述第二表面112相互平行，且所述第一端面113與所述第二端面114相互平行。所述第一端面113、第二端面114分別與所述第一表面111及所述第二表面112垂直相連。

所述電路板10包括一個第一連接部12、一個第二連接部13、一個第三連接部14以及一個第四連接部15。所述第一連接部12以及所述第二連接部13對應於所述光訊號發射單元20，所述第三連接部14以及所述第四連接部15對應於所述光訊號接收單元30。所述第一連接部12包括一個形成在所述第一端面113上之第一連接片121、一個形成在所述第二表面112上之第二連接片122以及一個連接所述第一連接片121以及所述第二連接片122之第一線路123。所述第二連接部13包括一個形成在所述第一端面113上之第三連接片131、複數形成在所述第一表面111上之第四連接片132以及一個第二線路133，所述第二線路133連接所述第三連接片131以及一個所述第四連接片132。所述第一線路123以及所述第二線路133均埋設於所述基底11內。

所述第三連接部14具有與所述第一連接部12類似之結構，所述第四連接部15具有與所述第二連接部13類似之結構。所述第三連接部14包括一個形成在所述第二端面114上之第五連接片141、一個形成在所述第二表面112上之第六連接片142以及一個連接所述第五連接片141以及所述第六連接片142之第三線路143。所述第四連接部15包括一個形成在所述第二端面114上之第七連接片151、複數形成在所述第一表面111上之第八連接片152以及一個第四線路153，所述第四線路153連接所述第七連接片151以及一個所述第八連接片152。

所述光訊號發射單元20包括一個光訊號發射元件21、一個第一驅動晶片22以及一個整合控制晶片23。所述光訊號發射元件21電連接地設置於所述第一端面113上，所述第一驅動晶片22以及所述整合控制晶片23電連接地設置於所述第一表面111上，所述光訊號發射元件21、所述第一驅動晶片22以及所述整合控制晶片23藉由所述第二連接部13相互電連接。所述光訊號發射元件21包括一個發射體211以及一個第一轉接板212。所述發射體211用於產生並發射光訊號，本實施方式中，所述發射體211為鐳射二極體（laser diode）。所述發射體211包括一個朝向所述第一端面113之光發射面2111以及複數形成於所述光發射面2111上之第一引腳2112。所述第一轉接板212包括一個第一側面2121以及一個與所述第一側面2121相背之第二側面2122，所述第一側面2121上形成有複數對應於所述第一引腳2112之第一焊片2123，所述第二側面2122上形成有複數對應於所述第一焊片2123之第二焊片2124。所述第一轉接板212開設有複數第一連接孔2125以及一個第一通光孔2126，每一個所述第一連接孔2125對應一個所述第一焊片2123以及一個第二焊片2124，所述第一連接孔2125內填充有導體，每一個所述第一焊片2123藉由對應第一連接孔2125內之導體與對應之第二焊片2124相連。本實施方式中，所述第一轉接板212之材料為矽，所述第一連接孔2125以及所述第一通光孔2126均採用矽通孔（through silicon via: TSV）技術形成。

所述發射體211以覆晶（flip-chip）方式設置於所述第一轉接板212之第一側面2121上，具體地，所述光發射面2111朝向所述第一側面2121，所述第一引腳2112分別與對應之第一焊片2123相連，本實施方式中，每一個所述第一引腳2112藉由一個對應之第一焊球24與對應之第一焊片2123相連。所述第一轉接板212設置於所述基底11之第一端面113上，所述第二側面2122朝向所述第一端面113，所述第二焊片2124分別與所述第一連接片121以及所述第三連接片131相連，本實施方式中，每一個所述第二焊片2124藉由一個第二焊球25與對應之第一連接片121（第三連接片131）相連。所述發射體211藉由所述第一轉接板212設置於所述第一端面113上，所述第一轉接板212可以起到限制所述發射體211及所述光波導元件40因所述電路板10彎折造成相對角度之變化，因此能夠保證所述發射體211相對所述光波導元件40所發射光訊號之入射角度，確保光訊號傳輸之效率。

所述第一驅動晶片22用於驅動所述發射體211，所述整合控制晶片23用於控制光訊號之發射。所述第一驅動晶片22以及所述整合控制晶片23藉由所述第四連接片132電連接地設置於所述第一表面111上，並藉由所述第四連接片132相互電連接。所述第一驅動晶片22以及所述整合控制晶片23均以覆晶方式電連接地設置於所述第一表面111上。具體地，所述第一驅動晶片22包括複數第二引腳221，所述整合控制晶片23包括複數第三引腳231。所述第一驅動晶片22以設置有所述第二引腳221之一側表面朝向所述基底11設置於所述第一表面111上，每一個所述第二引腳221分別與對應之第四連接片132相連。所述整合控制晶片23以設置有所述第三引腳231之一側表面朝向所述基底11設置與所述第一表面111上，每一個所述第三引腳231分別與對應之第四連接片132相連。本實施方式中，每一個所述第二引腳221分別藉由一個第三焊球26與對應之第四連接片132相連，每一個所述第三引腳231分別藉由一個第四焊球27與對應之第四連接片132相連。

上述之所述光訊號發射元件21、所述第一驅動晶片22以及所述整合控制晶片23之連接方式，避免了打線方式造成線路過長而影響訊號傳輸及處理特性。

所述光訊號接收單元30包括一個光訊號接收元件31、一個第二驅動晶片32以及一個顯示控制晶片33。所述光訊號接收元件31電連接地設置於所述第二端面114上，所述第二驅動晶片32以及所述顯示控制晶片33電連接地設置於所述第一表面111上，所述光訊號接收元件31、所述第二驅動晶片32以及所述顯示控制晶片33藉由所述第四連接部15相互電連接。所述光訊號接收元件31包括一個接收體311以及一個第二轉接板312。所述接收體311用於接收光訊號，並將光訊號轉換為對應之電訊號。本實施方式中，所述接收體311為光電二極體（photodiode）。所述接收體311包括一個朝向所述第二端面114之光接收面3111以及複數形成於所述光接收面3111上之第四引腳3112。所述第二轉接板312之結構類似於所述第一轉接板212，所述第二轉接板312包括一個第三側面3121以及一個與所述第三側面3121相背之第四側面3122，所述第三側面3121上形成有複數對應於所述第四引腳3112之第三焊片3123，所述第四側面3122上形成有複數對應於所述第三焊片3123之第四焊片3124。所述第二轉接板312開設有複數第二連接孔3125以及一個第二通光孔3126，每一個所述第二連接孔3125對應一個所述第三焊片3123以及一個第四焊片3124，所述第二連接孔3125內填充有導體，每一個所述第三焊片3123藉由對應第二連接孔3125內之導體與對應之第四焊片3124相連。

所述接收體311與所述第二轉接板312之間之連接方式類似於所述發射體211與所述第一轉接板212之間之連接方式，所述第二轉接板312與所述第二端面114之間之連接方式類似於所述第一轉接板212與所述第一端面113之間之連接方式，不再詳細描述。

所述第二驅動晶片32用於驅動所述接收體311，所述顯示控制晶片33用於依據所述接收體311所接收到之光訊號控制顯示幕（圖未示）之顯示。所述第二驅動晶片32以及所述顯示控制晶片33藉由所述第八連接片152電連接地設置於所述第一表面111上，並藉由所述第八連接片152相互電連接。所述第二驅動晶片32以及所述顯示控制晶片33均以覆晶方式電連接地設置於所述第一表面111上。具體地，所述第二驅動晶片32包括複數第五引腳321，所述顯示控制晶片33包括複數第六引腳331，所述第五引腳321以及所述第六引腳331分別與對應之第八連接片152相連。本實施方式中，所述第二驅動晶片32及所述顯示控制晶片33與所述第八連接片152之間之連接方式分別與所述第一驅動晶片22及所述整合控制晶片23與所述第四連接片132之間之連接方式類似，不再詳細描述。

所述光波導元件40用於傳輸光訊號。所述光波導元件40包括一個用於光訊號入射之入射端41以及一個用於光訊號出射之出射端42。所述光波導元件40傳輸光信號之方向垂直於所述入射端41及出射端42。所述光波導元件40埋設於所述電路板10之基底11內且所述入射端41以及所述出射端42分別露出於所述基底11之第一端面113以及第二端面114。所述入射端41透過所述第一通光孔2126與所述發射體211在所述光波導元件40傳輸光信號之方向上對準，所述出射端42透過所述第二通光孔3126與所述接收體311在所述光波導40傳輸光信號之方向上對準。所述光波導元件40為可折疊式光波導，可隨所述基底11在一定程度內被彎折。

所述光學通訊裝置100採用所述柔性電路板基底配合所述可折疊光波導，具有一定之可撓性，因此適用於連接資訊終端設備（圖未示）中之中央處理器（圖未示）和顯示幕（圖未示），實現所述中央處理器和顯示幕之間之光學通訊，所述電路板10設置有所述光訊號發射單元20之一端連接所述中央處理器，所述電路板10設置有所述光訊號接收單元30之一端連接所述顯示幕。使用時，所述發射體211在所述整合控制晶片23以及所述第一驅動晶片22之作用下發射光訊號，所述光訊號穿過所述第一通光孔2126自所述第一端面113進入所述光波導元件40，所述光訊號沿所述光波導元件40傳輸至所述第二端面114處，並穿過所述第二通光孔3126入射至所述接收體311，所述接收體311將所接收到之光訊號轉換為對應之電訊號，所述顯示控制晶片33所述接收體311所接收到之光訊號控制所述顯示幕之顯示。由於所述光訊號發射元件21以及所述接收體311直接分別對準所述光波導元件40之入射端以及出射端設置，因此避免了採用轉折元件將光訊號偏轉，可以保證光學通訊裝置100之光訊號傳輸之效率，另外，由於省略了轉折元件，使得所述光學通訊裝置100之成本得以降低。當然，所述光學通訊裝置100還可以應用於其他設備以及場合中。

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。