专利名称：应用于阵列式光主动元件的光次模组的制作方法
技术领域：
本发明属于信息传送系统部件，特别是一种应用于阵列式光主动元件的光次模组。
背景技术：
光纤通讯为一项新兴且具有发展潜力的科技，借由光传输数位资料，可达到更快速且足够大的通讯频宽，相对资料传输品质亦能保持一定。
架构光纤通讯的环境需要非常多且复杂的相关光纤线路及配合组件，就光纤线路之间、光纤线路与光传送器及光接收接的相耦接技术就相当复杂。
如图7所示，美国第6,510,262号「Optical Systems for Z-axis Alignmentof Fiber，Lens and Source arrays」发明专利案，为安捷伦公司所提出改善光纤线路34、透镜42及阵列光源元件54之间的Z轴耦接对位的技术，其阵列光接收系统为由分隔固定座26、阵列式透镜42、形成于基板50的上的光主动元件54、对位杆44、光纤连接器24及套筒22组成。
为了使光主动元件54与阵列式透镜42可准确耦光对位，即将光主动元件42先固定在可作为阵列式光模组封盖的分隔固定座26上，之后再借由对位杆44穿经基板50、分隔固定座26及套筒22再与光纤连接器24相接。这样的设计方式在制造时虽然看起来很简单，但实际上还是必须考量到光主动元件54、阵列式透镜42及光纤连接器24等三者阵列光纤线路之间的对位耦光问题。亦即，当阵列式透镜42固定在分隔固定座26上，即需要一次主动对位，又因阵列式透镜42概由塑胶或玻璃等材质制成，故若采用加热固定则恐会影响透镜的曲率。虽然，此其设有对位杆44，令基板50、分隔固定座26与套筒22再与光纤连接器24统一对位，但仅依赖对位杆44与分隔固定座间26的机构定位，要达成微米级的精准对位仍非常困难的。因此往往最后还是要靠主动对准的方式将上述元件一个个加以组立，因此这样的设计还是有制程上的耦光问题待克服。
如图8所示，美国第6,547,454号「Method to Align Optical Componentsto A Substrate and Other Optical Components」专利案揭示另一种光主动元件8与阵列式透镜8′耦接对位技术，光主动元件8面对光阵列式透镜8′的表面利用半导体制程形成微细凸粒7，同样地，阵列式透镜8′的对应表面形成微细凹槽19，借由凸粒7及凹槽19以供光主动元件8与阵列式透镜8′结合时对位用。
由上述说明可知，前述美国专利案为使阵列式透镜8′与光主动元件8可达到准确地达到微米级对位，还需分别经过半导体制程形成对位手段，因此，欲达成此技术，各构件需经复杂的制程，从而间接提高成本。
经前揭两美国专利案可知，目前光接收系统或光传送系统的对位技术仍需进一步提出有效的解决方案，以期该等光系统具有更便捷组装及更佳的耦合精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种简化组装步骤、组装便捷、加速组装速度、提高耦合精度的应用于阵列式光主动元件的光次模组。
本发明包括基板、至少一光主动元件、驱动IC、电路基板及封盖；基板具有两相对表面，其中一表面的形成阵列式透镜，另一相对表面则形成金属接点、导线及对位点；光主动元件上设有连接基板金属接点的端子及相对于阵列式透镜的阵列式光点；驱动IC上设有连接基板上金属接点的端子，并透过导线连接至与光主动元件连接的金属接点，以驱动光主动元件；电路基板上设有连接基板上金属接点的端子，并透过导线与连接至与驱动IC连接的金属接点，以提供驱动IC的工作电源及相关控制信号；封盖覆盖基板、主动发光元件、驱动IC及部分电路基板。
其中基板对应于阵列式透镜形成位置为透明材质；基板表面上金属接点共包含供光主动元件上端子连接的第一金属接点区、供驱动IC上端子连接的第二金属接点区及供电路基路上端子连接的第三金属接点区。
基板上对位点可为矩形、十字形、三角形等几何图形。
光主动元件阵列式光点为由数个面射型雷射或检光元件组成。
封盖为半气密式的封盖体。
电路基板为软性电路板。
光主动元件上阵列式光点的光轴与阵列式透镜的光轴平行。
基板形成阵列式透镜的表面上形成向外延伸连设连接盒的平行导杆；连接盒设有供导杆插设的套孔。
连接盒上套孔内套接设有光纤连接器；光纤连接器包含对应基板上阵列式透镜的阵列式光纤线路，且阵列光纤线路的光轴与阵列式透镜光轴平行。
本发明包括基板、至少一光主动元件、驱动IC、电路基板及封盖；基板具有两相对表面，其中一表面的形成阵列式透镜，另一相对表面则形成金属接点、导线及对位点；光主动元件上设有连接基板金属接点的端子及相对于阵列式透镜的阵列式光点；驱动IC上设有连接基板上金属接点的端子，并透过导线连接至与光主动元件连接的金属接点，以驱动光主动元件；电路基板上设有连接基板上金属接点的端子，并透过导线与连接至与驱动IC连接的金属接点，以提供驱动IC的工作电源及相关控制信号；封盖覆盖基板、主动发光元件、驱动IC及部分电路基板；基板、光主动元件、驱动IC、封盖及电路基板安装于固定座上；固定座置放于主控制电路板上。
固定座呈L形，其垂直部形成供封盖容设的定位凹槽。
固定座水平部上设有散热器。
基板对应于阵列式透镜形成位置为透明材质；基板表面上金属接点共包含供光主动元件上端子连接的第一金属接点区、供驱动IC上端子连接的第二金属接点区及供电路基路上端子连接的第三金属接点区。
基板上对位点可为矩形、十字形、三角形等几何图形。
光主动元件阵列式光点为由数个面射型雷射或检光元件组成。
封盖为半气密式的封盖体。
电路基板为软性电路板。
光主动元件上阵列式光点的光轴与阵列式透镜的光轴平行。
基板形成阵列式透镜的表面上形成向外延伸连设连接盒的平行导杆；连接盒设有供导杆插设的套孔。
连接盒上套孔内套接设有光纤连接器；光纤连接器包含对应基板上阵列式透镜的阵列式光纤线路，且阵列光纤线路的光轴与阵列式透镜光轴平行。
由于本发明包括基板、至少一光主动元件、驱动IC、电路基板及封盖；基板具有两相对表面，其中一表面的形成阵列式透镜，另一相对表面则形成金属接点、导线及对位点；光主动元件上设有连接基板金属接点的端子及相对于阵列式透镜的阵列式光点；驱动IC上设有连接基板上金属接点的端子，并透过导线连接至与光主动元件连接的金属接点，以驱动光主动元件；电路基板上设有连接基板上金属接点的端子，并透过导线与连接至与驱动IC连接的金属接点，以提供驱动IC的工作电源及相关控制信号；封盖覆盖基板、主动发光元件、驱动IC及部分电路基板。本发明将阵列式透镜直接形成于基板上，并使光主动元件及阵列式透镜间利用目前的半导体封装机台进行焊接，加上基板上形成对位点，因此，本发明的光主动元件与阵列式透镜间无需再分别经半导体制程形成对位的凸粒与凹槽。不仅简化组装步骤、组装便捷、加速组装速度，而且提高耦合精度，从而达到本发明的目的。
图1、为本发明分解结构示意立体图。
图2、为本发明结构示意立体图。
图3、为本发明结构示意剖视图。
图4、为本发明结构示意立体图(配合呈L形的软性电路基板)。
图5、为本发明分解结构示意立体图(设有连接盒)。
图6、为本发明分解结构示意立体图(设有固定座及主控制电路板)。
图7、为美国第6,510,262号「Optical Systems for Z-axis Alignment ofFiber，Lens and Source arrays」专利结构示意侧视图。
图8、为美国第6,547,454号「Method to Align Optical Components toA Substrate and Other Optical Components」专利结构示意剖视图。
具体实施例方式
如图1示，本发明应用于阵列式光主动元件的光次模组10包括形成阵列式透镜12的基板11、至少一光主动元件20、驱动IC30及电路基板40。
基板11分别与电路基板40、光主动元件20及驱动IC30电连接，以组成本发明应用于阵列式光主动元件的光次模组10。
如图1所示，本发明应用于阵列式光主动元件的光次模组10包括基板11、光主动元件20、驱动IC30、电路基板40及封盖50。
基板11具有两相对表面(未标号)，其中一表面的适当位置形成阵列式透镜12，而另一相对表面则形成金属接点、导线16及对位点17。于本实施例中，基板11可为全部透明材质，亦可仅于相对阵列式透镜12形成位置为透明材质。金属接点共包含第一、二及三金属接点区13、14、15；对位点17可为矩形、十字形、三角形等几何图形。
光主动元件20上设有对应基板11第一金属接点区13的端子21及相对于阵列式透镜12的阵列式光点22。其中各阵列式光点22的光轴与阵列式透镜12的光轴平行，且阵列式光点22为由数个面射型雷射或检光元件组成。
驱动IC30上设有对应于基板11第二金属接点区14的端子31，并透过导线16连接至第一金属接点区13，用以驱动光主动元件20。
电路基板40上设有对应基板11第三金属接点区15的端子41，并透过导线16与第二金属接点区14连接，以提供驱动IC30的工作电源及相关控制信号。
封盖50为半气密式的封盖体，其覆盖于基板11、主动发光元件20、驱动IC30及部分电路基板40。
如图2、图3所示，基板11上形成的第一、二及三金属接点区12、13、14分别供光主动元件20、驱动IC30及电路基板40电连接，由于金属接点分别以导线16电连接，因此，光主动元件20及驱动IC30即可顺利受控而动作。前述元件经组合后即构成光次模组10。此光次模组10的实施例中，仅揭示一排阵列式透镜12及一排阵列式光点22，然而，此部分亦可依不同应用增加而为多排阵列式光点。
如图4所示，电路基板40可为呈挠曲成不特定形状，如呈L形状的软性电路板41′。
如图5所示，本发明应用于阵列式光主动元件的光次模组10′包括基板11′、光主动元件20、驱动IC30、电路基板40、封盖50、设有套孔190的连接盒19及光纤连接器191。光纤连接器191包含对应基板11上阵列式透镜12的阵列式光纤线路(图中未示)，且阵列光纤线路的光轴与阵列式透镜12光轴平行。并于光次模组10′的基板11′在形成阵列式透镜12的表面上形成两向外延伸的平行导杆18，以供插设于连接盒19的套孔190中，套孔190再与光纤连接器191套接。由于光纤连接器191与基板11′皆组合于连接盒19上，故可借由连接盒19与基板11′的对位结构设计，令阵列式透镜12准确地与光纤连接器191的数光纤线路对应耦接。
为更彰显本发明的实用性，本发明依SNAP标准组装12通道的阵列式光模组。如图6所示，本发明应用于阵列式光主动元件的光次模组10′的阵列式透镜、阵列式光点及阵列式光纤线路的数量分别为12个。欲组装本发明应用于阵列式光主动元件的光次模组10′则需进一步包含固定座60、散热器63及主控制电路板70。
固定座60对应L形电路基板40′而呈L形，并于其垂直部61形成定位凹槽611，而其水平部62则供散热器63置放。当应用于阵列式光主动元件的光次模组10′组装完成后，其封盖50固定于固定座60的定位凹槽611中，其中电路基板40′的水平部下端面与主控制电路板70上的控制晶片71电连接，而上端面供固定座60的水平部62)置放。至此，即完成一个符合SNAP规定的阵列式光模组。
综上所述，本发明应用于阵列式光主动元件的光次模组10、10′与前列第一件美国专利案相比较，因本发明将形成阵列式透镜的基板作为直接结合至连接盒的分隔固定装置，因此，可节省一次对位的步骤，相对提升本发明应用于阵列式光主动元件的光次模组的对位准确度。与前列的第二件美国专利案相比较，本发明应用于阵列式光主动元件的光次模组中的光主动元件及阵列式透镜间为利用目前的半导体封装机台进行焊接，加上基板上形成对位点，因此，本发明的光主动元件与阵列式透镜间无需再分别经半导体制程形成对位的凸粒与凹槽，故，本发明较第二件美国专利案揭示的技术具有简化制程的优点，且可相对降低各元件的制程成本，而已具备显着的进步性。
权利要求
1.一种应用于阵列式光主动元件的光次模组，它包括基板、至少一光主动元件及阵列式透镜；其特征在于所述的基板具有两相对表面，阵列式透镜形成于基板两相对表面中一表面，另一相对表面则形成对应于光主动元件的金属接点、导线及对位点；对应于金属接点还分别设有驱动IC及电路基板；光主动元件上设有连接基板金属接点的端子及相对于阵列式透镜的阵列式光点；驱动IC上设有连接基板上金属接点的端子，并透过导线连接至与光主动元件连接的金属接点，以驱动光主动元件；电路基板上设有连接基板上金属接点的端子，并透过导线与连接至与驱动IC连接的金属接点，以提供驱动IC的工作电源及相关控制信号；封盖覆盖基板、主动发光元件、驱动IC及部分电路基板。
2.根据权利要求1所述的应用于阵列式光主动元件的光次模组，其特征在于所述的基板对应于阵列式透镜形成位置为透明材质；基板表面上金属接点共包含供光主动元件上端子连接的第一金属接点区、供驱动IC上端子连接的第二金属接点区及供电路基路上端子连接的第三金属接点区。
3.根据权利要求1所述的应用于阵列式光主动元件的光次模组，其特征在于所述的基板上对位点可为矩形、十字形、三角形等几何图形。
4.根据权利要求1所述的应用于阵列式光主动元件的光次模组，其特征在于所述的光主动元件阵列式光点为由数个面射型雷射或检光元件组成。
5.根据权利要求1所述的应用于阵列式光主动元件的光次模组，其特征在于所述的封盖为半气密式的封盖体。
6.根据权利要求1所述的应用于阵列式光主动元件的光次模组，其特征在于所述的电路基板为软性电路板。
7.根据权利要求4所述的应用于阵列式光主动元件的光次模组，其特征在于所述的光主动元件上阵列式光点的光轴与阵列式透镜的光轴平行。
8.根据权利要求1所述的应用于阵列式光主动元件的光次模组，其特征在于所述的基板形成阵列式透镜的表面上形成向外延伸连设连接盒的平行导杆；连接盒设有供导杆插设的套孔。
9.根据权利要求8所述的应用于阵列式光主动元件的光次模组，其特征在于所述的连接盒上套孔内套接设有光纤连接器；光纤连接器包含对应基板上阵列式透镜的阵列式光纤线路，且阵列光纤线路的光轴与阵列式透镜光轴平行。
10.一种应用于阵列式光主动元件的光次模组，它包括基板、至少一光主动元件及阵列式透镜；其特征在于所述的基板具有两相对表面，阵列式透镜形成于基板两相对表面中一表面，另一相对表面则形成对应于光主动元件的金属接点、导线及对位点；对应于金属接点还分别设有驱动IC及电路基板；光主动元件上设有连接基板金属接点的端子及相对于阵列式透镜的阵列式光点；驱动IC上设有连接基板上金属接点的端子，并透过导线连接至与光主动元件连接的金属接点，以驱动光主动元件；电路基板上设有连接基板上金属接点的端子，并透过导线与连接至与驱动IC连接的金属接点，以提供驱动IC的工作电源及相关控制信号；封盖覆盖基板、主动发光元件、驱动IC及部分电路基板；基板、光主动元件、驱动IC、封盖及电路基板安装于固定座上；固定座置放于主控制电路板上。
11.根据权利要求10所述的应用于阵列式光主动元件的光次模组，其特征在于所述的固定座呈L形，其垂直部形成供封盖容设的定位凹槽。
12.根据权利要求11所述的应用于阵列式光主动元件的光次模组，其特征在于所述的固定座水平部上设有散热器。
13.根据权利要求10所述的应用于阵列式光主动元件的光次模组，其特征在于所述的基板对应于阵列式透镜形成位置为透明材质；基板表面上金属接点共包含供光主动元件上端子连接的第一金属接点区、供驱动IC上端子连接的第二金属接点区及供电路基路上端子连接的第三金属接点区。
14.根据权利要求10所述的应用于阵列式光主动元件的光次模组，其特征在于所述的基板上对位点可为矩形、十字形、三角形等几何图形。
15.根据权利要求10所述的应用于阵列式光主动元件的光次模组，其特征在于所述的光主动元件阵列式光点为由数个面射型雷射或检光元件组成。
16.根据权利要求10所述的应用于阵列式光主动元件的光次模组，其特征在于所述的封盖为半气密式的封盖体。
17.根据权利要求10所述的应用于阵列式光主动元件的光次模组，其特征在于所述的电路基板为软性电路板。
18.根据权利要求15所述的应用于阵列式光主动元件的光次模组，其特征在于所述的光主动元件上阵列式光点的光轴与阵列式透镜的光轴平行。
19.根据权利要求10所述的应用于阵列式光主动元件的光次模组，其特征在于所述的基板形成阵列式透镜的表面上形成向外延伸连设连接盒的平行导杆；连接盒设有供导杆插设的套孔。
20.根据权利要求10所述的应用于阵列式光主动元件的光次模组，其特征在于所述的连接盒上套孔内套接设有光纤连接器；光纤连接器包含对应基板上阵列式透镜的阵列式光纤线路，且阵列光纤线路的光轴与阵列式透镜光轴平行。
全文摘要
一种应用于阵列式光主动元件的光次模组。为提供一种简化组装步骤、组装便捷、加速组装速度、提高耦合精度的信息传送系统部件，提出本发明，它包括基板、光主动元件、驱动IC、电路基板及封盖；基板具有分别形成阵列式透镜及形成金属接点、导线、对位点的两相对表面；光主动元件上设有连接基板金属接点的端子及相对于阵列式透镜的阵列式光点；驱动IC上设有连接基板上金属接点的端子，并透过导线连接至与光主动元件连接的金属接点，以驱动光主动元件；电路基板上设有连接基板上金属接点的端子，并透过导线与连接至与驱动IC连接的金属接点，以提供驱动IC的工作电源及相关控制信号；封盖覆盖基板、主动发光元件、驱动IC及部分电路基板。
文档编号G02B6/36GK1635393SQ200310112920
公开日2005年7月6日 申请日期2003年12月25日 优先权日2003年12月25日
发明者陈逸明, 王炯宏, 郑耀龄, 吴承勋, 李顺天 申请人:财团法人工业技术研究院