專利名稱：光模組及其制造方法、光通信裝置、電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于光通信系統(tǒng)的光模組及其制造方法。
背景技術(shù)：
光通信系統(tǒng)的基本構(gòu)架是由光纖連接在將電信號轉(zhuǎn)換成光信號的發(fā)光學(xué)元件與將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的光接收元件之間，為了使這些發(fā)光學(xué)元件及光接收元件等的光學(xué)元件能可插拔地和光纖連接，而采用光模組用于光學(xué)元件和光纖的光學(xué)連接。這樣的光模組曾在日本專利特開2002-250846號公報(專利文件1)等文獻(xiàn)中進(jìn)行披露。
日本專利文獻(xiàn)1特開2002-250846號公報發(fā)明內(nèi)容在上述現(xiàn)有技術(shù)的光模組中，由于其構(gòu)造是在基板的一個面上設(shè)置光學(xué)元件，在基板的另一個面上設(shè)置光纖，所以光學(xué)元件和光纖的相互距離大小取決于基板的厚度。因此，要想提高光學(xué)元件和光纖之間是光耦合效率，就需要通過形成比較薄的基板來縮短二者的距離。遺憾的是，如果基板變薄，則往往出現(xiàn)難以保證機械強度的問題。而且容易發(fā)生基板翹曲等的變形，致使難以保證光學(xué)元件和光纖的位置精度的事情發(fā)生。
另外，在上述文獻(xiàn)所描述的光模組中，由于是通過在基板上設(shè)有開口部分，借助該開口部分，在光學(xué)元件和光纖之間收發(fā)光信號，這樣，很難對設(shè)置在開口部分內(nèi)的光學(xué)元件的發(fā)光面或光接收面進(jìn)行保護(hù)。對此，雖然可以考慮采用例如透光性樹脂等將光學(xué)元件密封起來的方法解決，但用這種手法要想提高光學(xué)元件的密封性是很難的。
本發(fā)明的目的在于提供一種不依賴于基板的厚度而可以提高光耦合效率的光模組。
其次，本發(fā)明的另一目的在于提供一種能夠提高發(fā)光面或光接收面的保護(hù)性的光模組。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一實施例的光模組可拆卸地連接在光導(dǎo)纖維一端設(shè)置的連接器，其包括基板，其具有用于確保元件設(shè)置用空間的第一孔；透光膜，其設(shè)置在該基板的一個面上，至少覆蓋所述第一孔；光學(xué)元件，其設(shè)置在所述第一孔內(nèi)側(cè)的所述透光膜上，透過該透光膜與所述光纖之間進(jìn)行光信號的接收或發(fā)送。
在由第一孔確保的空間內(nèi)設(shè)置光學(xué)元件，通過采用由覆蓋該第一孔狀設(shè)置的透光膜支撐光學(xué)元件的構(gòu)造，可使光學(xué)元件和光纖相互之間的距離不受基板厚度的制約。因此，使不受基板厚度制約而能夠提高光耦合效率成為可能。另外，由于透光膜介于光學(xué)元件和光纖之間，容易提高光學(xué)元件的發(fā)光面或受光面的可保護(hù)性。
這里，所謂的‘透光膜’是指能夠使光信號穿透的透光性薄膜，可以忽略其材質(zhì)，只要具有足以支持光學(xué)元件的適度的機械強度即可，例如，優(yōu)選使用聚酰亞氨、環(huán)氧樹脂等可透光的樹脂膜(透光性樹脂膜)。
上述第一孔優(yōu)選形成可穿過基板的通孔，這樣，在光模組的制造時，可能從第一孔的透光膜沒有覆蓋的開口部分進(jìn)行光學(xué)元件的安裝等其他處理(例如，對光學(xué)元件周邊進(jìn)行密封等)，制造工藝得以優(yōu)化。另外，光學(xué)元件的上表面(與透光膜不接觸的一側(cè))開放，所以，容易對光學(xué)元件采取散熱措施。
另外，最好在基板上還具有第二定位孔，用于將支持光纖的上述連接器安裝在光模組上時的定位。更具體講，至少要有兩個第二孔，這樣，使用具有定位銷(突起部分)的連接器時，可通過將該定位銷插入第二孔而將連接器安裝到光模組上。而且，能夠容易且高精度地將連接器安裝到光模組上。
另外，最好還包括調(diào)整材料(底層填充材料)，所述調(diào)整材料介于透光膜和光學(xué)元件之間，用于抑制光信號的散射。這樣便可以抑制界面反射，提高光耦合效率。
另外，最好還包括用于密封光學(xué)元件的密封材料。這樣，便能夠提高光學(xué)元件的密封性。而且，還可以提高與光學(xué)元件的透光膜不接觸的部分的保護(hù)程度。
另外，所述密封材料和所述調(diào)整材料優(yōu)選由同一材質(zhì)構(gòu)成。還有，以此提高調(diào)整材料和密封材料的粘合性。其次，還可以一次形成調(diào)整材料和密封材料，提高制造工藝的簡略化程度。
還有，上述透光膜優(yōu)選由至少一面或兩面具有配線膜的透光柔性印刷線路板構(gòu)成。這樣，在透光膜形成時，就可以一并形成向光學(xué)元件傳輸信號所需的配線，使結(jié)構(gòu)簡單及制造工藝簡化成為可能。
另外，以上所述的柔性印刷線路板，最好采用帶有微波傳輸帶傳輸線的。這樣，可以降低高頻范圍的傳輸損失，提供適于高速驅(qū)動光學(xué)元件的光模組。
另外，最好還包括電子部件，所述電子部件設(shè)置在基板的另一側(cè)面，與光學(xué)元件共同構(gòu)成電子電路。所謂的‘電子部件’系指諸如作為光學(xué)元件的發(fā)光學(xué)元件的驅(qū)動器、放大作為光學(xué)元件的受光學(xué)元件的輸出信號的放大器、其他各種電路芯片、或者電阻、電容器等的無源元件，以及其他各種無源和有源元件等。這樣可通過包括光學(xué)元件工作所涉及的各種電子部件，而省略和簡化外裝的驅(qū)動電路。另外，由于縮短了驅(qū)動器等電路芯片與光學(xué)元件之間的配線長度，所以，有望獲得容易避免信號延遲或噪音混入等不良發(fā)生的效果。
另外，上述電子部件最好借助貫通基板設(shè)置的導(dǎo)體，與柔性印刷線路板的配線膜形成電連接。通過采用此類植入式接線(所謂的插頭)，可進(jìn)一步實現(xiàn)光模組的小型化。
另外，電子部件(尤其是電路芯片)優(yōu)選設(shè)置在基板的另外一面的光學(xué)元件的上側(cè)。這樣，能夠通過采用所謂的三維貼裝的方法，而謀求高度集成，使光模組的小型化成為可能。
本發(fā)明的第二實施例的光模組包括基板，其上具有用于保證安裝元件空間的孔；透光膜，其被設(shè)置在該基板的一個面上，至少覆蓋上述孔；光學(xué)元件，被設(shè)置在孔的內(nèi)側(cè)的透光膜上，透過該透光膜收發(fā)光信號；以及光波導(dǎo)管，被設(shè)置在基板的一面上，用于傳輸由光學(xué)元件發(fā)送或接收的光信號。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在由孔確保的空間內(nèi)設(shè)置光學(xué)元件，通過采用由覆蓋該孔的透光膜支撐光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)，使光學(xué)元件和光波導(dǎo)管的相互之間的距離不受基板的厚度所限。因此，使不受基板厚度限制地提高光耦合效率成為可能。另外，由于透光膜介于光學(xué)元件和光纖之間，容易提高光學(xué)元件的發(fā)光面或受光面的可保護(hù)性。
這里對所謂的‘光波導(dǎo)管’不要求其結(jié)構(gòu)如何，只要求能夠沿著所希望的方向傳送光信號即可，但是例如和光纖等相同，可考慮使用具有折射率不同的兩個介質(zhì)的磁心/金屬包層(core/clad)構(gòu)造的、或利用了光子晶體的光波導(dǎo)管。另外，最好采用其延伸方向能與基板的一面基本平行狀設(shè)置的光波導(dǎo)管(平面型光波導(dǎo)管)。
另外，透光膜由至少一面含有配線膜的透光性柔性印刷線路板構(gòu)成，優(yōu)選在該柔性印刷線路板襯板的相反一面設(shè)置凸塊，用于和外部進(jìn)行電連接。這樣，更容易確保與外部線路板等的電連接。
關(guān)于第二實施例涉及的光模組基本和上述的第一實施例涉及的光模組一樣，關(guān)于孔、透光膜、調(diào)整材、密封材、電子部件等可采用同樣的技術(shù)條件，這里省略其詳細(xì)說明。
另外，本發(fā)明還涉及配備上述光模組的光通信裝置(光收發(fā)機)。本發(fā)明的這種光通信裝置，例如，可以用于個人計算機和所謂的PDA(便攜式信息終端裝置)等，以光為傳遞媒體，與外部裝置等進(jìn)行信息通信的各種電子設(shè)備。此外，在本說明書中，所謂的‘光通信裝置’不僅可以是同時包括發(fā)送信號光構(gòu)造(發(fā)光學(xué)元件等)和接收信號光(受光學(xué)元件等)構(gòu)造兩方面的裝置，還包括只具有發(fā)送信號的結(jié)構(gòu)的裝置(所謂光信號發(fā)送模組)，或只具有信號接收功能的裝置(所謂光信號接收模組)。
而且，本發(fā)明還涉及配備上述光模組的電子設(shè)備。更詳細(xì)地講，本發(fā)明的電子設(shè)備，除包括上述光模組本身之外，還可以包括配備該光模組的上述光通信裝置，這里，本說明書中所謂的“電子設(shè)備”泛指通過電路等實現(xiàn)一定功能的設(shè)備，對其構(gòu)成無特殊限定，但可以列舉的比如有個人計算機、PDA(便攜式信息終端)、電子筆記本等各種設(shè)備。
此外，本發(fā)明還涉及光模組的制造方法，包括以下步驟在基板上形成孔的步驟；在所述基板的一面形成至少可覆蓋孔的透光膜的步驟；在孔的內(nèi)側(cè)的透光膜上形成進(jìn)行光信號的發(fā)送或接收的光學(xué)元件的步驟；根據(jù)該制造方法，能夠制造出上述本發(fā)明的光模組。
另外，由于在一塊基板上的多個部位并行實施上述制造方法，因此還能夠一次形成若干個光模組。具體而言，本發(fā)明的光模組制造方法包括以下步驟在基板上形成多個第一孔的第一孔形成步驟；在基板的一面形成至少分別覆蓋第一孔的透光膜的透光膜形成步驟；在每個第一孔的內(nèi)側(cè)的透光膜之上形成用于發(fā)送或接收光信號的光學(xué)元件的形成步驟；以及將基板分割成各自對應(yīng)一個第一孔的規(guī)定區(qū)域的分割步驟。根據(jù)本制造方法，能夠制造出上述本發(fā)明的光模組。另外，根據(jù)本制造方法，其光模組的組裝步驟幾乎可以在一塊基板上匯總批處理，因此，使大批量制造成品率高、價格低廉的光模組成為可能。
還有，優(yōu)選進(jìn)一步包括配線膜形成步驟，在透光膜的至少一面形成用于對光學(xué)元件分別進(jìn)行信號傳輸?shù)呐渚€膜。
其次，透光膜形成步驟和配線膜形成步驟，最好通過在基板的一面貼附包含透光膜和配線膜的柔性印刷線路板的方法而一次形成。尤其是該柔性印刷線路板優(yōu)選是構(gòu)成微波傳輸帶傳輸線的線路板，以此，可簡化制造工藝。
另外，優(yōu)選還包括在透光膜和光學(xué)元件的相互之間形成抑制光信號散射的調(diào)整材料的步驟。
其次，最好進(jìn)一步包括形成能夠分別覆蓋光學(xué)元件的密封材料的步驟。
另外，當(dāng)本發(fā)明的制造方法所涉及的光模組為光纖一端設(shè)置的連接器為可自由插拔結(jié)構(gòu)時，優(yōu)選還包括在將該連接器安裝在基板的一個面上時，用于定位的第二孔形成步驟。
其次，最好進(jìn)一步包括與光學(xué)元件共同構(gòu)成電路的電子部件形成步驟，所述電子部件是與光學(xué)元件一一對應(yīng)，在基板的另一側(cè)形成的電子部件。
最好還包含形成凸起的步驟，所述的凸起是在柔性印刷線路板的基板的背面形成，用于與外部進(jìn)行電連接。


圖1是第一實施方式中的光模組構(gòu)成示意圖。
圖2是第一實施方式中的光模組制造方法的示意圖。
圖3是第二實施方式中的光模組構(gòu)成示意圖。
圖4是第三實施方式中的光模組構(gòu)成示意圖。
具體實施例方式
參照附圖就本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。
(第一實施方式)圖1是一個實施方式的光模組構(gòu)成示意圖。在該圖中，給出了本實施方式涉及的光模組截面圖。如圖1(a)所示，光模組1由基板10、光學(xué)元件13、第一配線膜14、透光膜15、第二配線膜16、底層填充材料17(調(diào)整材料)、以及密封材料18構(gòu)成。如圖1(b)所示，該光模組1的結(jié)構(gòu)為設(shè)置在光纖3的一端的連接器2可以插拔。
基板10是支持光模組1的各構(gòu)成要素的基板，具有設(shè)置在該基板10的幾乎中央處的第一孔11、以及分別設(shè)置在基板10的端部附近的第二孔12。該基板10可由不銹鋼、鋁、銅等的導(dǎo)電材料，以及玻璃、樹脂、陶瓷等的非導(dǎo)電材料等各種物質(zhì)構(gòu)成。例如在本實施方式中，基板10由陶瓷構(gòu)成。
第一孔11用于確保設(shè)置光學(xué)元件13所用的空間(元件設(shè)置用空間)。如圖所示，光學(xué)元件13被設(shè)置在第一孔11內(nèi)側(cè)，同時由透光膜15支持。這樣，既可以充分保證基板10的所需厚度、又能進(jìn)一步縮短光纖3和光學(xué)元件13之間的相互距離。另外，在圖示的例子中，雖然第一孔11是從基板10的一面穿透到基板10的另一面的通孔，但是并不只允許是通孔，也可以是凹狀的有底孔。第一孔11做成如圖所示的通孔時，如以后要詳細(xì)描述的那樣，制造工藝更優(yōu)化。
第二孔12用于連接器2的定位。具體的是如圖2所示，連接器2上帶有與第二孔相對應(yīng)的基準(zhǔn)銷4，將該基準(zhǔn)銷4插入第二孔12，使光模組1和連接器嵌合，進(jìn)而，可簡單且高精度地獲得光纖3和光學(xué)元件13的定位。另外，在圖的示例中，雖然第二孔12是從基板10的一面穿透到另一面的，但這不是唯一的方法，也可以做成凹狀的孔。
光學(xué)元件13被設(shè)置在第一孔11的內(nèi)部的同時由透光膜15支撐，通過該透光膜15向光纖3發(fā)送信號光(發(fā)光)，或者接受從光纖3射出的光信號(受光)。例如，光模組1被使用在信息發(fā)射一側(cè)時，光學(xué)元件13可采用VCSEL(面發(fā)光激光器)等的發(fā)光元件。而光模組1被使用在信息接收一側(cè)時，光學(xué)元件13可采用光電二極管或光電晶體管等光接收元件。
第一配線膜14用于光學(xué)元件13和未作圖示的電路芯片等電子部件之間的信號傳輸，設(shè)置在基板10的一面與透光膜15的相互之間。此第一配線膜14可采用諸如銅等導(dǎo)體，形成規(guī)定的形狀(配線圖案)。
透光膜15被設(shè)置在基板10的一個面上，至少整體覆蓋第一孔11。在本實施例中，透光膜15以覆蓋第一配線膜14的狀態(tài)形成在基板10的基本整個面上，在與第二孔12對應(yīng)的部位留出開口，光纖3和光學(xué)元件13通過該透光膜15進(jìn)行光耦合。透光膜15可以采用如聚酰亞氨膜、環(huán)氧樹脂等的透光性樹脂膜形成，但從透光性能好，又具有可翹曲性、且容易處理等觀點考慮，優(yōu)選使用聚酰亞氨膜。
第二配線膜16用于光學(xué)元件13和未作圖示的電路芯片等電子部件之間的信號傳輸，此配線膜可采用諸如銅等導(dǎo)體，在透光膜15上形成規(guī)定的形狀(配線圖案)。
另外，為了適應(yīng)光學(xué)元件13的高速動作，最好包括第一配線膜14、透光膜15及第二配線膜16，構(gòu)成適合于高頻信號傳輸?shù)奈⒉▊鬏攷鬏斁€，其情況此后詳述。
底層填充材料(調(diào)整材料)17存在于光學(xué)元件13和透光膜15的相互之間，是起著抑制在透光膜15的表面上的光信號的反射、散射、降低光損耗的作用的物質(zhì)，據(jù)此，可抑制界面反射、提高光耦合效率。該底層填充材料17可采用接近構(gòu)成樹脂膜15的材料和屈折率(最好幾乎相等)的東西。在制造工藝上，優(yōu)選使用熱固化或光固化性的環(huán)氧樹脂等，通過填充后的后處理工序固化的物質(zhì)形成低層填充材料。
密封材料18，用于保護(hù)光學(xué)元件13，在第一孔11內(nèi)側(cè)，以把光學(xué)元件13整體密封的狀態(tài)形成于透光膜15之上。該密封材料(封裝材料)18，優(yōu)選采用熱固化性或光固化性的環(huán)氧樹脂等，通過填充后的后處理而固化的樹脂形成。
另外，密封材料18，最好和上述底層填充材料17用同一材料形成。這樣，能夠提高底層填充材料17和密封材料18的親和性。而且，還可以同時形成底層填充材料17和密封材料18。
以下，是包含第一配線膜14、透光膜15及第二配線膜16構(gòu)成微波傳輸帶傳輸線時的詳細(xì)說明。通過這種這樣做，在構(gòu)成微波傳輸帶傳輸線時，其特性阻抗可基于以下算式設(shè)定成期望值。微波傳輸帶傳輸線的特性阻抗ZO(Ω)可由下式求得，即若設(shè)傳輸路徑(第一配線膜14)的線寬為B、線厚為C、傳輸路徑與接地(接地電位用的第二配線膜16)的間隔為H、介電體層(透光膜15)的介電常數(shù)為εr則得下式Z0＝(87/(εr+1.41)1/2)×1n(5.98H/(0.8B+C))這里，當(dāng)光學(xué)元件13的輸入輸出阻抗為50Ω時，則可通過將微波傳輸帶傳輸線的特性阻抗設(shè)定為50Ω，而可能獲得阻抗匹配，防止信號衰減。例如，作為透光膜15，采用介電常數(shù)εr＝3.4的聚酰亞氨膜，通過設(shè)B＝0.9mm、H＝0.5mm、C＝0.012mm，可將微波傳輸帶傳輸線的特性阻抗Z0設(shè)為50Ω。透光膜15的厚度雖然變?yōu)?.05mm，但有時比這還薄的導(dǎo)體寬變窄，有時會使直流電阻部分增加，或因線寬散差造成阻抗值變大。
本實施方式的光模組1具有這樣的結(jié)構(gòu)，下面，就其制造方法進(jìn)行說明。
圖2是本實施方式的光模組制造方法示意圖。在本實施方式中，在一個母基板上一起形成多個光模組，并通過其后的分割獲得每個光模組。以下，進(jìn)行其詳細(xì)說明。
首先，如圖2(a)所示，準(zhǔn)備母基板100，作為構(gòu)成各光模組1的基板10的母體材料。然后，分別對應(yīng)各光模組1的形成區(qū)，在該母基板100上形成多個第一孔11及多個第二孔12。
然后，如圖2(b)所示，在母基板100的一面(下面)形成第一配線膜14、透光膜15、及第二配線膜16。本步驟最好將包含分別與多個光模組1對應(yīng)的多個配線圖案的柔性印刷線路板(FPCflexible printed circuits)貼附到母基板100的一個面上。另外，優(yōu)選在母基板100和柔性印刷線路板之間，夾一個熱固化性的黏合片，通過熱壓合進(jìn)行柔性印刷線路板的粘貼，這樣，可通過簡便的工藝獲得牢固的黏著力。
另外，在本步驟中，當(dāng)使用柔性印刷線路板時，最好在對應(yīng)于第二孔12的部位上形成開口部分，將該開口部分和第二孔12對好位置，把柔性印刷線路板粘貼在母基板100上。當(dāng)然，粘貼好柔性印刷線路板之后，也可以在第二孔12分別對應(yīng)的部位開口。然后，在本實施方式中，采用了在電介質(zhì)膜的一面設(shè)置第一配線膜14、在其另一面設(shè)置第二配線膜16的包含微波傳輸帶傳輸線的基板作為柔性印刷線路板。例如最好是在厚度約10μm的銅(Cu)上電鑄鎳(Ni)或金(Au)等厚度為12μm左右的膜作為柔性印刷線路板所包含的第一配線膜14及第二配線膜16。
另外，在形成透光膜15等以前，也可以對母基板100的一個面做平坦化處理。還有，第一配線膜14、透光膜15及第二配線膜16也可以分開單個形成。這時，首先在母基板100上，可通過噴鍍法或粘貼銅箔等方法形成第一配線膜14，在其上面形成透光膜15，再在透光膜15上形成第二配線膜16。在這種情況下，例如可以采用粘貼聚酰亞氨薄膜等方法形成透光膜15。
其次，如圖2(c)所示，將作為夾具的虛擬基板設(shè)置在透光膜15的另一面(設(shè)置有第二配線膜16的一側(cè))。該虛擬基板101的至少一面是基本平坦的，其作用是為在下一個步驟中安裝光學(xué)元件13時，起到從背面輔助透光膜15的作用，其材質(zhì)不限，可使用例如金屬或玻璃等。在本實施例中，用SUS(不銹鋼)基板作為虛擬基板101使用。另外，虛擬基板101優(yōu)選用螺釘?shù)确椒ê湍富?00固定。另外，在本步驟，最好由平坦一面支撐透光膜15的另一面，雖然不是一定要使用虛擬基板101，但會因使用基板101而使光學(xué)元件13的安裝變得容易。
接下來。如圖2(d)所示，將每個光學(xué)元件插入每個第一孔11的內(nèi)部，分別讓發(fā)光面朝向透光膜15一側(cè)，安裝在該透光膜15上。在本步驟可使用例如倒裝片式連接法，將光學(xué)元件13和第一配線膜14連接。在本步驟中，由于第一孔11為通孔，所以，可容易地從沒有被透光膜15覆蓋的一側(cè)的開口部分安裝光學(xué)元件13。另外，在本步驟中，由于使用以上講述的虛擬基板101從下側(cè)支撐透光膜15，所以，可持續(xù)回避在安裝光學(xué)元件13時出現(xiàn)透光膜15變形或破損，使把光學(xué)元件13牢固地設(shè)置在透光膜15上成為可能。
在本步驟中，例如，第二孔12作為定位標(biāo)記使用，以它們?yōu)榛鶞?zhǔn)進(jìn)行定位來安裝光學(xué)元件13。
如圖2(d)所示，在實裝光學(xué)元件13之后，為了降低該光學(xué)元件13和透光膜15之間的光損失而使用底層填充材料17。本步驟是讓例如由透明的環(huán)氧樹脂構(gòu)成的底層填充材料17浸透于光學(xué)元件13(更具體講是光學(xué)元件13的發(fā)光面)和透光膜15之間，令其固化的方法進(jìn)行的。
其次，如圖2(d)所示，在第一孔11的內(nèi)側(cè)的透光膜15上，形成密封材料18，以將光學(xué)元件13整體密封。作為密封材料18，可以采用例如熱固化性環(huán)氧樹脂。該密封材料18和上述的底層填充材料17可由同一種材料形成，這樣能夠簡化制造工藝。
其次，如圖2(e)所示，從母基板100上取下虛擬基板101。其后，如圖2(f)所示，將母基板100等分割成以與多個光模組1一一對應(yīng)的規(guī)定區(qū)域，從而獲得多個光模組1。在本步驟中的分割可采用多刀切割或激光切割等的方法進(jìn)行。
這樣，本實施例的光模組1，在由第一孔11確保的空間設(shè)置光學(xué)元件13。由于采用了由覆蓋了該第一孔11設(shè)置的透光膜15支撐光學(xué)元件13的構(gòu)造，所以，光學(xué)元件13和光纖3的相互距離可不受基板10的厚度所左右。因此，使不受基板10的厚度所左右而提高光耦合效率成為可能。另外，由于在光學(xué)元件13和光纖3之間夾著透光膜15，所以便于防止從光纖3一側(cè)進(jìn)入的外來氣體及濕氣等的影響，提高光學(xué)元件13的發(fā)光面或受光面的可保護(hù)性。還因為光模組1組裝工序幾乎可以全部在一個基板(母基板100)上匯總進(jìn)行批處理，使大批量地制造成品率高，價格低的光模組成為可能。
本實施方式涉及的光模組1，適用于光通信裝置(光交換機)。本發(fā)明涉及的這類光通信裝置，例如可用于微計算機、PDA(攜型信息終端裝置)、電子筆記本、以及其他各種電子儀器。
(第二實施方式)在上述第一實施方式中，用于舉例說明的光模組不包含驅(qū)動光學(xué)元件13的驅(qū)動電路等，但是，也可以采用這些驅(qū)動電路構(gòu)成光模組。
圖3是第二實施方式的光模組的構(gòu)成示意圖。該圖所示的光模組1a的基本構(gòu)成與上述第一實施方式涉及的光模組1一樣，其進(jìn)一步包括了與光學(xué)元件13共同構(gòu)成電路的電路芯片20，具體而言，電路芯片20一般是驅(qū)動發(fā)光學(xué)元件的驅(qū)動器或放大光接收元件的輸出電流的放大器等。另外，雖然省略了圖示，的除電路芯片20之外，光學(xué)模組1a還可以包括電阻、電容等從動元件。
另外，還可以在基板10的另一面(設(shè)置芯片20的一側(cè))采用導(dǎo)電膜形成線路圖案。
上述電路芯片20設(shè)置在基板的上表面(另一面)，通過貫通基板10而形成的導(dǎo)體(插頭)21與第一配線膜14形成電連接。優(yōu)選將電路芯片20如圖所示設(shè)置在光學(xué)元件13的上側(cè)，以使覆蓋設(shè)置光學(xué)元件13的第一孔11。通過這樣的三維貼裝，可減小貼裝面積，進(jìn)而實現(xiàn)光模組1a的進(jìn)一步小型化。在本實施方式中，在電路芯片20和導(dǎo)體21之間設(shè)置由焊球構(gòu)成的凸起22。用該凸起22可使電路芯片20的安裝變的容易。
其次，就本實施例中的光模組1a的制造方法進(jìn)行說明。本實施例涉及的制造方法基本與上述的第一實施例的制造方法相同(參照圖2)。以下主要就其不同點進(jìn)行說明。
首先，第一孔11及第二孔12的形成步驟(參照圖2(a))中，一并形成用于埋置導(dǎo)體21的第三孔(通孔)。
另外，在形成第一導(dǎo)電膜14、透光膜15、及第二導(dǎo)電膜16的步驟之后(參照圖2(b))，在上述的通孔內(nèi)形成導(dǎo)體21。該導(dǎo)體21例如可通過將焊錫高溫流入通孔的方法形成。在形成導(dǎo)體21之后，根據(jù)需要在母基板100的另一面(設(shè)置電路芯片20的一側(cè))形成線路圖案。
其次，在完成光學(xué)元件13的安裝步驟(參照圖2(d))之后，將形成了凸塊22的電路芯片20與導(dǎo)體21對位后安裝。此安裝，例如可采用倒裝片式連接法進(jìn)行。
通過將上述各工藝追加到第一實施例的制造方法中，就可以制造出本實施方式涉及的光模組1a。這樣形成的第二實施例的光模組1a具有和第一實施例的光模組1相同的作用效果。由于是包括電路芯片20等電子部件的結(jié)構(gòu)，所以可以省略或簡化外加驅(qū)動電路等，而便于處理。還因為能夠縮短電路芯片20等和光學(xué)元件13之間的配線長度，所以可以獲得容易回避信號延遲、噪音混入等不良情況發(fā)生的效果。本實施方式涉及的光模組1a也可以用于光交換機等各種電子設(shè)備。
(第三實施方式)圖4是第三實施方式涉及的光模組構(gòu)成示意圖。本實施例的光模組1b不是以上所述的那種能自由插拔用于支持光纖一端的連接器的模組，是如圖所示，安裝在帶有光波導(dǎo)管6的電路板(光電混載基板)5上使用的模組。
該圖所示的光模組1b基本上具有和上述的第二實施例涉及的光模組1a相同的構(gòu)成，只省略了連接器對位用的第二孔和追加了光波導(dǎo)管24兩點不同。而且，共同構(gòu)成要素賦予相同信號符號，其相關(guān)說明予以省略。
光波導(dǎo)管24與被設(shè)置在電路板5上的光波導(dǎo)管6連接，具有傳輸從光學(xué)元件13出射的光信號或由外部傳送來的光信號的功能。光波導(dǎo)管24與電路板5一側(cè)的光波導(dǎo)管6的連接部位適當(dāng)采用可降低光損失的匹配油(matching oil)等。該光波導(dǎo)管24設(shè)置成其延伸方向與基板10a的一個面基本平行狀態(tài)。
其后，在光波導(dǎo)管24的端部形成反射鏡，通過該反射鏡把光學(xué)元件13出射的光信號的進(jìn)路改變90度左右，在光波導(dǎo)管24內(nèi)行進(jìn)(傳送)。另外，借助光波導(dǎo)管24傳送的光信號被該反射鏡將其進(jìn)路改變90度左右后，射入光學(xué)元件13。
電路板5的構(gòu)成包括負(fù)責(zé)光信號傳輸?shù)墓獠▽?dǎo)管6，還適合包括電路芯片，或負(fù)責(zé)電信號的傳輸?shù)呐渚€膜等(無圖)。電路板5和光模組1b相互之間可由凸起23實現(xiàn)電連接。這樣，本實施例的光模組1b及安裝了它的電路板5適用于個人計算機等各種電子設(shè)備，可用于機器內(nèi)的基板間、芯片間的信息通信，以及用于與外部機器等之間的信息通信。
另外，關(guān)于光模組1b的制造步驟，基本和第二實施例的光模組1a相同，只需要再追加在透光膜15的另一面形成光波導(dǎo)管24的步驟即可。還有，光波導(dǎo)管24也可以不在光模組1b一側(cè)，而包含在電路板5一側(cè)。
以上，圍繞本發(fā)明涉及的光模組的各種實施例進(jìn)行了說明，但是，本發(fā)明的適用范圍不局限于上述實施例涉及的內(nèi)容，在本發(fā)明的發(fā)明宗旨范圍內(nèi)可以有各種更改和變化。例如，作為上述的各實施例中的光學(xué)元件，可使用包括多光源的元件(如VCSEL陣列)或包括多個光接收元件的元件(例如發(fā)光二極管陣列)，作為光纖采用多通道(多芯)的帶光纖，可作為并行傳輸用的光模組使用。本發(fā)明的各種更改、變化和等同替換均由所附的權(quán)利要求書的內(nèi)容涵蓋。
附圖標(biāo)記1...光模組 2...連接器3...光纖 10...基板11...第一孔 12...第二孔13...光學(xué)元件14...第一配線膜15...透光膜 16...第二配線膜17...調(diào)整材料(底層填充材料) 18...密封材
權(quán)利要求
1.一種光模組，可拆卸地連接至設(shè)置在光纖一端的連接器，其包括基板，其具有第一孔；透光膜，其被設(shè)置在所述基板的一個面上至少覆蓋所述第一孔；以及光學(xué)元件，其被設(shè)置在所述第一孔的內(nèi)側(cè)的所述透光膜上，透過所述透光膜與所述光纖進(jìn)行光信號的接收或發(fā)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模組，其中，所述第一孔以貫通所述基板的狀態(tài)形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光模組，其中，在所述基板上還包括用于所述連接器定位的第二孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的光模組，其中，還包括調(diào)整材料，其介于所述透光膜和所述光學(xué)元件之間，用于抑制所述光信號的散射。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的光模組，其中，還包括用于密封所述光學(xué)元件的密封材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光模組，其中，所述密封材料和所述調(diào)整材料由同樣的材料構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的光模組，其中，所述透光膜由至少一個面上具有配線膜的透光柔性印刷線路板構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光模組，其中，所述柔性印刷線路板包括微波傳輸帶傳輸線。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的光模組，還包括電子部件，所述電子部件設(shè)置在所述基板的另一表面，與所述光學(xué)元件共同構(gòu)成電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光模組，其中，所述電子部件通過穿透所述基板而設(shè)置的導(dǎo)體電連接至所述柔性印刷線路板的所述配線膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的光模組，其中，所述電子部件設(shè)置在所述光學(xué)元件的上側(cè)。
12.一種光模組，包括具有孔的基板；透光膜，被設(shè)置在所述基板的一個面上，至少覆蓋所述孔；光學(xué)元件，被設(shè)置在所述孔的內(nèi)側(cè)的所述透光膜上，透過該透光膜進(jìn)行光信號的接收或發(fā)送；以及，光波導(dǎo)管，其設(shè)置在所述基板的一個面上，允許應(yīng)由所述光學(xué)元件接收或發(fā)送的光信號通過。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光模組，其中，所述光波導(dǎo)管被設(shè)置為其延伸方向與所述基板的一個面基本平行。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的光模組，其中，所述透光膜由在至少一個面上具有配線膜的透光柔性印刷線路板構(gòu)成，所述光模組還包括凸塊，所述凸塊被設(shè)置在與該柔性印刷線路板的所述基板相反的一面，用于與外部進(jìn)行電連接。
15.一種光通信裝置，其包括權(quán)利要求1至14中任一項所述的光模組。
16.一種電子設(shè)備，其包括權(quán)利要求1至14中任一項所述的光模組。
17.一種光模組制造方法，包括以下步驟在基板上形成孔的步驟，；透光膜形成步驟，在所述基板的一個面上形成至少覆蓋所述孔的透光膜；以及，光學(xué)元件形成步驟，在所述孔的內(nèi)側(cè)的所述透光膜上形成進(jìn)行光信號的接收或發(fā)送的光學(xué)元件。
18.一種光模組的制造方法，包括在基板上形成多個第一孔的步驟，；透光膜形成步驟，在所述基板的一個面上形成至少分別覆蓋所述第一孔的透光膜；光學(xué)元件形成步驟，分別在所述第一孔的內(nèi)側(cè)的所述透光膜上形成進(jìn)行光信號的發(fā)送或接收的光學(xué)元件；以及分割步驟，將所述基板分割成分別對應(yīng)于所述第一孔的每個規(guī)定區(qū)域。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的光模組制造方法，其中，還包括配線膜的形成步驟，在所述透光膜的至少一個面上形成分別對每個所述光學(xué)元件進(jìn)行信號傳輸?shù)呐渚€膜。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光模組制造方法，其中，所述透光膜的形成步驟和所述配線膜的形成步驟，可通過將含有所述透光膜和所述配線膜的柔性印刷線路板貼附在所述基板的一個面上的方法，同時完成。
21.根據(jù)權(quán)利要求18至20中任一項所述的光模組制造方法，其中，還包括形成調(diào)整材料的步驟，通過該步驟，在所述透光膜和所述光學(xué)元件之間形成用于抑制所述光信號散射的調(diào)整材料。
22.根據(jù)權(quán)利要求18至21中任一項所述的光模組制造方法，還包括形成密封材料的步驟，通過該步驟，形成分別覆蓋所述光學(xué)元件的密封材料。
23.根據(jù)權(quán)利要求18至22中任一項所述的光模組制造方法，還包括形成第二孔的步驟，所形成的第二孔在將光纖一端的連接器設(shè)置在所述基板的一個面上時用于定位。
24.根據(jù)權(quán)利要求18至23中任一項所述的光模組制造方法，還包括形成電子部件的步驟，通過該步驟在所述基板的另一表面上形成電子部件，所述電子部件分別對應(yīng)于每個所述光學(xué)元件，與所述光學(xué)元件共同構(gòu)成電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種不依賴于基板的厚度而可以提高光耦合效率的光模組(1)。其可拆卸地連接至設(shè)置在光纖(3)一端的連接器(2)，包括基板(10)，其具有第一孔(11)、透光膜(15)，其設(shè)置在基板(10)的一側(cè)，至少覆蓋第一孔(11)、光學(xué)元件(13)，其設(shè)置在第一孔(11)的內(nèi)側(cè)的透光膜(15)上，通過該透光膜(15)與光纖(3)之間，進(jìn)行光信號的發(fā)送或接收。
文檔編號H05K1/02GK1550807SQ20041003790
公開日2004年12月1日 申請日期2004年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月14日
發(fā)明者宮前章 申請人:精工愛普生株式會社