專利名稱：光學(xué)信號傳輸之傳送及/或接收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系有關(guān)依據(jù)權(quán)利要求第1項之預(yù)先具體化項目之光學(xué)信號傳輸之傳送及/或接收裝置。
光學(xué)通信傳輸中，傳送及/或接收裝置系被用來耦合光學(xué)信號進入波導(dǎo)及/或偵測被波導(dǎo)接收之光學(xué)信號。相對于數(shù)據(jù)通信應(yīng)用，袖珍及低成本傳送及/或接收裝置系為多模式光波導(dǎo)及單模式光波導(dǎo)所需。
具有已知傳送及/或接收裝置，其中傳送及/或接收組件被以熟知TO封裝之不透氣密封方式安置。TO封裝系為先前技術(shù)光學(xué)傳送或接收組件中已知之標(biāo)準(zhǔn)封裝，其型式類似(標(biāo)準(zhǔn))晶體管例，但于上側(cè)具有光線可進出之玻璃窗。信號系經(jīng)由觸針被饋入，其被向下導(dǎo)引遠離該TO封裝。含TO封裝之光學(xué)信號傳輸之傳送及/或接收裝置系具有其僅適合有限程度之高頻應(yīng)用。僅可以特殊個別電子改造用于每秒若干G位及更多頻率范圍。
再者，先前技術(shù)范圍中，系具有已知傳送及/或接收裝置，其中促成光波導(dǎo)或光束側(cè)面導(dǎo)通之特殊密封高頻封裝系被提供。具側(cè)面導(dǎo)通之該高頻封裝系非常復(fù)雜及昂貴。
從此先前技術(shù)開始，本發(fā)明系基于提供簡單及低成本建構(gòu)且可被用于甚至高于每秒1G位之高資料速率之光學(xué)信號傳輸之傳送及/或接收裝置之目的。
此依據(jù)本發(fā)明目的系藉由權(quán)利要求第1項特征之傳送及/或接收裝置來達成。本發(fā)明具優(yōu)點及較佳精進系被明確說明于權(quán)利要求子項中。
依據(jù)本發(fā)明系以傳送及/或接收組件被放置基板及波束成型組件間之中介間隔之方式將基板，傳送及/或接收組件及波束成型組件安置。此例中，電線饋給系被安置于獨立載體組件，其同樣被固定于該基板上并至少部份延伸入該中介間隔。
此創(chuàng)造傳送及/或接收裝置必要組件之特殊安置。此例中，基板一表面系當(dāng)作他一阻件之裝載區(qū)域。此促成更簡單，低成本之建構(gòu)。
中介間隔之形成可使組件被以保護方式安置于傳送及/或接收裝置附近之基板上。
本發(fā)明較佳精進中，預(yù)期至少部份引進透明鑄造化合物于基板及波束成型組件間之中介間隔，其可完全填充傳送及/或接收組件及波束成型組件間之光束路徑。傳送及/或接收組件及相關(guān)接觸線路亦具優(yōu)點地被鑄造化合物環(huán)繞以保護它們。對此被當(dāng)作鑄造物質(zhì)之如硅化合物之軟鑄造化合物觀點而言，較佳鑄造化合物系不施力于傳送及/或接收組件。鑄造化合物可保護傳送及/或接收組件及光束路徑不受如灰塵及濕氣之外在影響。
本發(fā)明較佳精進中，基板系具有組件之機械及/或光學(xué)校準(zhǔn)被安置其上之機械結(jié)構(gòu)。例如，該機械結(jié)構(gòu)可為基板中之鉆孔，突起物，或基板或基板零件之特殊成型外部輪廓。
基板之機械結(jié)構(gòu)可精確校準(zhǔn)基板上之傳送及/或接收組件。此可藉由光學(xué)影像辨識處理來達成，機械輪廓可當(dāng)作影像辨識標(biāo)記。較佳可提供至少該兩個輪廓或標(biāo)記。除了使用影像辨識處理來精確定位及調(diào)整傳送及/或接收組件2，亦可替代提供被形成于傳送及/或接收組件上之對應(yīng)機械結(jié)構(gòu)，使被動調(diào)整得以藉由對應(yīng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生于傳送及/或接收組件及基板之間。
再者，基板之機械結(jié)構(gòu)可校準(zhǔn)及固定波束成型組件。例如，波束成型組件面對基板之側(cè)面上較佳具有機械結(jié)構(gòu)，其可于置放基板期間對波束成型組件做光學(xué)及/或機械校準(zhǔn)。例如，波束成型組件具有嚙合基板之對應(yīng)鉆孔之突起物，藉此波束成型組件系同時被固定于基板上及調(diào)整。當(dāng)然可以且適當(dāng)藉由黏著劑等做額外固定。
被連接至基板之波束成型組件面對該基板之側(cè)面上較佳具有一凹槽，其可形成基板及波束成型組件間之中介間隔。此例中之波束成型組件系代表傳送及/或接收組件之保護囊封類型。
較佳實施例中，中介間隔具有至少一開口，特別是至少一側(cè)面開口。此因此構(gòu)成與傳送及/或接收裝置必要組件之特殊裝置結(jié)合之非密封封裝。此例中，非密封意指無因焊接，燒鍛，玻璃化外殼等產(chǎn)生傳送及/或接收裝置之囊封。
基板及波束成型組件間之中介間隔之非密封構(gòu)造或提供至少一開口系使具電線饋給之載體組件可被向上帶至傳送及/或接收組件附近。當(dāng)此發(fā)生時，該載體組件系部份填充側(cè)面開口?；寮安ㄊ尚徒M件間之中介間隔側(cè)面開口亦可于個別組件被安裝于基板上之后將鑄造物質(zhì)引進該中介間隔。
除了中介間隔側(cè)面開口之外，較佳系具有如藉由基板或波束成型組件中之鉆孔形成之至少一他一開口。該他一開口系代表當(dāng)鑄造化合物被填入中介間隔時，促使鑄造化合物填入中介間隔之排出開口。
應(yīng)指出，因為側(cè)面開口可補償透明鑄造物質(zhì)膨脹產(chǎn)生之溫度相關(guān)變異，所以較佳不被封閉。
本發(fā)明較佳發(fā)展中，具電線饋給之載體組件系為陶瓷，特別是線路進給被形成之上側(cè)上之小型非傳導(dǎo)物質(zhì)陶瓷板。此觀點中，線路進給較佳系以促使其以高頻操作之方式被形成，如條狀線。對應(yīng)陶瓷部件可以其高頻特性之高精度及低變異來制造。因此，陶瓷當(dāng)作線路進給載體可使導(dǎo)體路軌被精確地界定，而避免固定及可重制性之高頻特性。
本發(fā)明發(fā)展中，波束成型組件于面對遠離基板側(cè)面系具有可耦合光波導(dǎo)之輪廓。可替代是，此類輪廓不被形成于波束成型組件上而被形成于被連接至基板當(dāng)作獨立部件之獨立耦合組件上。此例中之耦合組件同樣地具有側(cè)面開口，不致關(guān)閉基板及波束成型組件間之中介間隔。在此可設(shè)想許多形成及波束成型組件及附加耦合組件。例如，除了被固定至基板外，波束成型組件亦可被固定至及附加耦合組件，接著后者當(dāng)然被連接至基板。
本發(fā)明范疇系安置他一電子及光電組件于基板及波束成型組件間之中介間隔。例如，監(jiān)視器二極管可被安置于傳送及/或接收組件之下或旁邊。若監(jiān)視器二極管被放置傳送及/或接收組件旁邊，則本發(fā)明特殊精進系預(yù)期以傾斜方式形成波束成型組件及中介間隔間之接口于最少一區(qū)域中，使被傳送組件發(fā)射之部份輻射系被反射回該傾斜接口，且被導(dǎo)入被安置傳送組件旁邊之監(jiān)視器二極管。
該傾斜亦可阻止傳送組件所發(fā)射之輻射被返回傳送組件。
為了增加被反射之幅射，系可施加部份透明或部份反射薄膜至接口之傾斜區(qū)域。
基板較佳為引線架或部份引線架，其可藉由使用標(biāo)準(zhǔn)方法之簡單及低成本制造優(yōu)點來達成。傳送及/或接收裝置之個別組件系可以上述方式被固定及校準(zhǔn)于引線架?？商娲?，基板包含一平板，例如硅基板。
本發(fā)明系以若干實施例為基礎(chǔ)參考附圖
被更詳細(xì)解釋如下，其中第1圖概略顯示傳送及/或接收裝置之第一實施例剖面圖；第2圖概略顯示傳送及/或接收裝置之第二實施例，其中波束成型組件系形成可接收光波導(dǎo)之輪廓；第3圖概略顯示傳送及/或接收裝置之第三實施例，其中可耦合光波導(dǎo)之附加耦合組件系被提供；第4圖概略顯示傳送及/或接收裝置之第四實施例；第5圖概略顯示傳送及/或接收裝置之第五實施例；第6圖概略顯示傳送及/或接收裝置之第六實施例，其中波束成型組件系形成傾斜接口。
依據(jù)第1圖，傳送及/或接收裝置系包含一基板1，當(dāng)作傳送及/或接收組件之一光學(xué)芯片2，一波束成型組件3及用于電線饋給之一載體組件4。
該基板1較佳可為引線架或部份引線架，其表面可當(dāng)作他一組件之裝載區(qū)域。光學(xué)芯片2系被直接安裝于基板1或引線架上。所示實施例中，其包含如雷射二極管或發(fā)光二極管之一光學(xué)傳送組件21，及如光電二極管之光學(xué)接收組件22，其系藉由芯片上芯片(chip-on-chip)安裝技術(shù)被一個位于另一個之上安裝?？商娲牵瑑H一傳送組件21組件或僅一接收組件22被提供。
亦指出傳送組件21不必被安置于接收組件22之上。例如，傳送組件及接收組件可類似地彼此并排被安置于基板1上。
光學(xué)芯片2之電子接觸可藉由被安置載體組件4上之線路進給來達成。此例中，同樣被直接固定于基板1上之載體4系被直帶至靠近光學(xué)芯片2。如示，載體組件4之線路進給及光學(xué)芯片間之電子接觸系藉由接線或小型頻帶41來達成。載體組件之線導(dǎo)系依序藉由基板(無圖標(biāo))或他一電子組件來接觸。
載體組件4較佳為小型陶瓷板，線路進給系以使其以高頻操作之方式被形成于其上。例如，線路進給為條狀線。包含陶瓷且線路進給被安置于上側(cè)之載體組件4，系提供不能被創(chuàng)造于基板1本身之高頻特性于不在被形成為引線架之案例中之任何事件中。
如示，光學(xué)芯片2及具線路進給之載體組件4之邊緣區(qū)域亦具有相同高度。由于光學(xué)芯片2及載體組件4之接觸區(qū)域具有相同高度，系可特別使用短接合線或帶來改善該高頻特性。
波束成型組件3系藉由至少一垂直直線壁31被連接至基板1。相對于此，基板系具有波束成型組件3之突起物32可被嚙合之一鉆孔11。復(fù)數(shù)個該突起物32較佳可被提供于波束成型組件3周圍及嚙合基板之對應(yīng)鉆孔。壁31較佳以除了開口仍需被解釋之全面運作方式被形成，使波束成型組件3形成一凹槽。此凹槽代表基板1及波束成型組件3間之中介間隔5。該中介間隔具有一側(cè)面開口51，使傳送及/或接收裝置不被不透氣密封安裝。中介間隔5之開口51一方面可被載體組件4用來導(dǎo)入中介間隔5直靠近光學(xué)芯片2。再者，中介間隔5之開口51可以透明鑄造化合物6填充中介間隔5，及以該鑄造化合物6特別囊封光學(xué)芯片2。鑄造化合物較佳為如硅之軟鑄造化合物。鑄造化合物系為相當(dāng)軟型式使其不施加任何非預(yù)期力于光學(xué)芯片2上。其可保護光學(xué)芯片2不受外在影響，并確保無臟微粒、濕氣或類似物進入光學(xué)芯片及波束成型組件間之光束路徑。
基板1及波束成型組件3間之中介間隔5之開口51甚至可于放置載體組件4及引進鑄造化合物5之后適當(dāng)?shù)乇３执蜷_且不關(guān)閉，以提供膨脹系數(shù)因溫度改變造成鑄造化合物體積改變之補償。
波束成型組件3可形成光學(xué)芯片2上之透鏡33，其可聚焦被光學(xué)芯片2發(fā)射之光線于光波導(dǎo)端面或聚焦從光波導(dǎo)端面顯露之光線于光學(xué)芯片上，其將以以下圖標(biāo)為基礎(chǔ)他一解釋。
應(yīng)指出鉆孔11代表機械結(jié)構(gòu)除了固定波束成型組件3之外，亦提供光學(xué)校準(zhǔn)特別是光學(xué)芯片2之他一組件。此觀點中，與坐標(biāo)內(nèi)部系統(tǒng)相較且被評估光學(xué)芯片2被精確安置于基板1上預(yù)期位置之效應(yīng)，復(fù)數(shù)個鉆孔11系較佳被提供代表藉由影像辨識系統(tǒng)辨識以放置光學(xué)芯片2于基板上之被界定標(biāo)記。除了鉆孔11之外，基板上之突出物或隆起物亦可被當(dāng)作標(biāo)記?；逯獠啃褪揭啻砜蓹C械及/或光學(xué)校準(zhǔn)傳送及/或接收裝置之標(biāo)記。
除了使用被解釋之標(biāo)記11之光學(xué)影像辨識之外，應(yīng)他一指出基板1上之光學(xué)芯片2調(diào)整亦藉由被形成于光學(xué)芯片上之結(jié)構(gòu)來執(zhí)行，該結(jié)構(gòu)系對應(yīng)基板上之對應(yīng)結(jié)構(gòu)并可對基板1上之光學(xué)芯片2做被動校準(zhǔn)或調(diào)整。兩例中，不需光學(xué)芯片2之主動調(diào)整。
第2圖顯示本發(fā)明替代實施例，其中波束成型組件3’附帶形成輪廓34’于面對遠離基板1之側(cè)面，藉此用于光波導(dǎo)72之導(dǎo)引組件71可被耦合至傳送及/或接收裝置。例如，導(dǎo)引組件71可為將光波導(dǎo)72包含入中央孔徑之套圈。所示實施例中，輪廓34’系為具有可接收導(dǎo)引組件71之內(nèi)肩狀物35’之圓柱緣。光波導(dǎo)72及光學(xué)芯片2間之耦合可藉由波束成型組件之透鏡33’來達成。
第3圖實施例中，可接收聚光波導(dǎo)72之導(dǎo)引組件71之獨立耦合組件8系被提供。導(dǎo)引組件71系藉由如耦合組件8下側(cè)上之預(yù)制，對應(yīng)結(jié)構(gòu)及基板1之裝射區(qū)域被固定于基板2。若基板及耦合組件包含金屬，則亦可于藉由如雷射燒鍛之物質(zhì)接合調(diào)整之后來固定。
耦合組件8系具有一側(cè)面開口81，其可校準(zhǔn)基板1及波束成型組件3間之中介間隔5之側(cè)面開口51。因此，電線饋給之載體組件4及鑄造化合物9可經(jīng)由開口81，51被導(dǎo)入耦合組件8及基板1及波束成型組件3之間。
耦合組件3本身具有一支撐面83，被提供一窗82讓光波導(dǎo)71，72耦合。耦合組件3可被放置其中之凹陷82系形成于支撐面83之下。
第4圖實施例中，耦合組件3”不被固定至基板1而以對應(yīng)第3圖之耦合組件8之方式被固定至耦合組件8’之下側(cè)。為了相對于耦合組件8’放置波束成型組件3”，耦合組件3”系伸入耦合組件8’之開口82’。開口82’之對側(cè)端系為導(dǎo)引組件71及光波導(dǎo)72之端面。
第5圖顯示傳送及/或接收裝置之實施例，其中放大器芯片9系被裝設(shè)于光學(xué)芯片2’旁邊之基板1以接收光學(xué)信號(接收芯片)。放大器芯片9及光學(xué)芯片2’系藉由載體組件4之電線饋給來接觸及及線路代表接合接線。兩者亦位于基板1及波束成型組件3間之中介間隔5內(nèi)。
亦被表示于第5圖中者為基板1中之附加鉆孔101，當(dāng)以鑄造化合物填充中介間隔5時其可提供一排出開口且特別顯著。
第6圖顯示一替代實施例，除了面對基板1或中介間隔5之波束成型組件3之接口35不于部份區(qū)域平行基板1而被形成一角度并藉此形成一傾斜面35a之特征外，其均對應(yīng)第1圖實施例。此具有被光學(xué)芯片2發(fā)射之光線被部份反射于被填充鑄造化合物及波束成型組件3之中介間隔5間之接口處且落在傳送組件21側(cè)面到達接收組件22，其光學(xué)主動面22a于此實施例中位于傳送組件21旁邊。為了增加反射光比例，其亦設(shè)想提供傾斜面35a上部份反射覆蓋。
此例中，接收組件22系為一監(jiān)視器二極管，其可部份偵測傳送組件21反射光線并將其饋送至監(jiān)視控制回路以控制傳送組件之光學(xué)輸出。
當(dāng)傳送組件21被形成為VCSEL雷射二極管時，其可發(fā)射垂直向上之被調(diào)變雷射光，替代變異中，監(jiān)視器二極管系被直接放置于傳送二極管下，小部份光線系被向外向下耦合并達到雷射共振器后面上之監(jiān)視器二極管。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)信號傳輸之傳送及/或接收裝置，具有-一光學(xué)傳送及/或接收組件，-一基板，該傳送及/或接收組件可被裝設(shè)其上，-電線饋給，用于該傳送及/或接收組件，及-一波束成型組件，可導(dǎo)引被耦合至該傳送及/或接收裝置之光波導(dǎo)所發(fā)射之光線至該傳送及/或接收組件，并將該傳送及/或接收組件所發(fā)射之光線耦合入該光波導(dǎo)，其特征在于該基板(1)，該傳送及/或接收組件(2)及該波束成型組件(3)系以該傳送及/或接收組件(2)被放置在該基板(1)及該波束成型組件(3)間存在一中介間隔(5)之方式被一個位于另一個之上安置，且該電線饋給系被安置于載體組件(2)上，其被固定于該基板(1)上并至少部份延伸入該中介間隔(5)。
2.如權(quán)利要求第1項之該傳送及/或接收裝置，其特征在于該中介間隔(5)系至少部份被透明鑄造物質(zhì)(6)填充，其可填充往返該傳送及/或接收組件之該光束路徑。
3.如權(quán)利要求第1或2項之該傳送及/或接收裝置，其特征在于該基板(1)系具有該組件之機械及/或光學(xué)校準(zhǔn)被安置其上之機械結(jié)構(gòu)(11)。
4.如權(quán)利要求第3項之該傳送及/或接收裝置，其特征在于該傳送及/或接收組件(2)系相對于該基板(1)之該機械結(jié)構(gòu)(11)被校準(zhǔn)。
5.如權(quán)利要求第3或4項之該傳送及/或接收裝置，其特征在于該波束成型組件(3)面對該基板(1)之側(cè)面上具有機械結(jié)構(gòu)(32)，其對應(yīng)該基板之該機械結(jié)構(gòu)(11)且藉由這些機械結(jié)構(gòu)被固定于該基板上。
6.如權(quán)利要求第5項之該傳送及/或接收裝置，其特征在于該波束成型組件(3)面對該基板之側(cè)面上具有一凹槽，其可形成該基板(1)及該光束成型組件間之該中介間隔(5)。
7.如權(quán)利要求先前至少其中之一項之該傳送及/或接收裝置，其特征在于該中介間隔(5)具有至少一開口，特別是一側(cè)面開口(51)。
8.如權(quán)利要求第7項之該傳送及/或接收裝置，其特征在于除了該中介間隔(5)之第一開口(51)之外，系具有特別藉由該基板(1)或該波束成型組件(3)中之鉆孔形成之至少一他一開口(101)。
9.如權(quán)利要求第7或8項之該傳送及/或接收裝置，其特征在于具有該電線饋給之該載體組件(4)系被直帶至靠近該傳送及/或接收組件(2)并藉此部份填充該側(cè)面開口。
10.如權(quán)利要求先前至少其中之一項之該傳送及/或接收裝置，其特征在于該載體組件(4)系為一陶瓷部件，該電線饋給系被形成于其上側(cè)。
11.如權(quán)利要求先前至少其中之一項之該傳送及/或接收裝置，其特征在于該波束型組件(3′)系形成輪廓(34′)于面對遠離該基板(1)之側(cè)面上使光波導(dǎo)(71，72)得以耦合。
12.如權(quán)利要求第1至10項至少其中之一之該傳送及/或接收裝置，其特征在于該用于被連接至該基板(1)之光波導(dǎo)耦合之耦合組件(8)，該耦合組件(8)同樣具有至少一側(cè)面開口(81)。
13.如權(quán)利要求第12項之該傳送及/或接收裝置，其特征在于該耦合組件(8)于面對該基板(1)側(cè)面上系具有該波束型組件(3)可被裝設(shè)其中之一凹槽(84)。
14.如權(quán)利要求第13項之該傳送及/或接收裝置，其特征在于該波束型組件(3”)系被固定至被連接至該基板(1)之該耦合組件(8)。
15.如權(quán)利要求先前至少其中之一項之該傳送及/或接收裝置，其特征在于該他一電子及/或光電組件(9)系被裝設(shè)于該基板(1)及該光束成型組件(3)間之該中介間隔(5)中。
16.如權(quán)利要求第15項之該傳送及/或接收裝置，該傳送及/或接收組件為傳送組件，其特征在于監(jiān)視器二極管(22)系被裝設(shè)于該傳送組件(21)之下。
17.如權(quán)利要求第15項之該傳送及/或接收裝置，該傳送及/或接收組件為傳送組件，其特征在于監(jiān)視器二極管(22)系被裝設(shè)于該該中介間隔(5)內(nèi)及該傳送組件(21)旁邊。
18.如權(quán)利要求第17項之該傳送及/或接收裝置，其特征在于該波束型組件(3)可于具該中介間隔(5)之該接口(35)形成一傾斜區(qū)域(35a)，使部份被該傳送組件(21)發(fā)出之輻射可被反射至被裝設(shè)于該傳送組件(22)旁邊之該監(jiān)視器二極管。
19.如權(quán)利要求第18項之該傳送及/或接收裝置，其特征在于一部份反射性薄膜系被施加至該傾斜區(qū)域(35a)。
20.如權(quán)利要求先前至少其中之一項之該傳送及/或接收裝置，其特征在于該基板(1)系為一引線架或部份引線架。
全文摘要
本發(fā)明系關(guān)于光學(xué)信號傳輸之傳送及/或接收裝置，具有一光學(xué)傳送及/或接收組件，一基板，該傳送及/或接收組件可被裝設(shè)其上，電線饋給，用于該傳送及/或接收組件，及波束成型組件，可導(dǎo)引被耦合至該傳送及/或接收裝置之光波導(dǎo)所發(fā)射之光線至該傳送及/或接收組件，并將該傳送及/或接收組件所發(fā)射之光線耦合入該光波導(dǎo)。依本發(fā)明，該基板(1)，該傳送及/或接收組件(2)及該波束成型組件(3)系以該傳送及/或接收組件(2)被放置該基板(1)及該波束成型組件(3)間存在一其內(nèi)容置該傳送及/或接收組件(2)之中介間隔(5)之方式被一個位于另一個之上安置，且該電線饋給系被安置于載體組件(2)上，其被固定于該基板(1)上并至少部分延伸入該中介間隔(5)。
文檔編號G02B6/42GK1547678SQ01823634
公開日2004年11月17日 申請日期2001年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月14日
發(fā)明者J·－R·克羅普, J -R 克羅普 申請人:因芬尼昂技術(shù)股份公司