专利名称：具有激光二极管的连接器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种光纤通讯装置的组装方式，并且特别涉及一种能够精确定位的光纤通讯装置的组装方式。
背景技术：
激光二极管(Laser Diode)简称半导体激光，其原理与发光二极管(LightEmission Diode)相似，但其利用激发放射(stimulated emission)的方式发光，强度远大于发光二极管。
激光二极管大量使用于光纤通讯中，并且大部分使用波长范围从950nm至1550nm的长波激光，这种激光二极管往往以磷化铟(InP)基板磊晶制造而成。
此外，激光二极管按照其发射光方向可分为传统边射型(EELD)与面射型(VCSEL)激光。其中VCSEL是较新的技术，直到1997年才由Honeywell开发出第一个商品化产品，其因光腔短，因此临界电流较低，所需操作电压比传统激光二极管低，而且元件寿命长，具有不少优点，因此其未来很具有发展潜力。而VCSEL根据工艺大致可分成磊晶(Epiwafer)、芯片(Chip process)、激光次模块(OSA；包括TOSA、ROSA)及常见的TO-Can模块等。此处所指的TO-Can模块，是指将激光二极管的晶粒加上金属壳外罩所制成的元件。
为了应用于光纤通讯，这种TO-Can激光二极管元件必须与连接器的套圈进行接合，以组装到光纤系统中进而发生作用。然而，由于光纤通讯需要高度的精密性，如果无法将TO-Can元件准确的与连接器固接，即使是微小的差距，都将造成光收发模块所收发的光信号品质大幅滑落，甚至造成无法收发光信号。
请参照图1a到图1c，此三图揭示了现有技术用来将TO-Can等元件准确的组装到连接器的不同方法，现简要说明如下。
在图1a中，TO-Can元件102具有发射光源1023、壳体1021，信号接脚1022等部分。为了使TO-Can元件能够安装在连接器上，首先将TO-Can元件安装到套圈之类的铁件101。在此例中，铁件101与TO-Can元件之间是利用胶103予以固接。
然而，由于用胶103固定时，因为胶103本身物理特性的关系，在不同的环境中产生变化，而造成可靠度下降。尤其胶103对温度与湿度的敏感度相当高，容易发生水解与热胀冷缩。此外，如果铁件101的表面粗糙度太小时，胶103的结合力也会变差，因此用胶103的方式存在许多问题。
在图1b中，TO-Can元件102与套圈等铁件101之间的固接是使用亚格激光(YAG Laser)产生焊接点104来实现。然而，由于铁件101与壳体1021为不同的物质，在异质金属间熔接时，会因为化合物间熔点不一样，造成焊点表面有裂缝。如果长期暴露此焊接点于空气中或其它的测试环境中，这种裂缝会扩大，从而降低整体的可靠性。
此外，在图1c中，TO-Can元件102与铁件101是使用紧配方式组合。也就是说，铁件101通过材料的推力加大与TO-Can元件间接触点105的摩擦力，进而固定TO-Can元件。然而这种方法依赖于高精度的铁件构造，将造成成本的提升。此外，通过紧配法所固接的TO-Can元件，经历热胀冷缩时也会影响光功率的大小。
总而言之，目前的连接器的连接方式，都具有某种程度的缺点。如何提出一个具有低成本、施工简易而同时具有高精度的组装方法，便成为一件重要的工作。
发明内容
因此，本发明目的之一在于提供一种具有低成本、施工简易而同时具有高精度的连接器组装方法。
本发明还提供了一种具有一激光二极管的连接器，其包含一激光二极管；一壳体，该壳体部分包覆该激光二极管；一导电构件；以及至少一导电凸块，其中通过该导电凸块来连接该导电构件及该壳体。
本发明提供一种将激光二极管组装于连接器的方法。此激光二极管具有壳体，而连接器则具有导电构件及连接器壳体。
此方法的步骤如下。首先，在激光二极管的壳体上形成至少一导电凸块。接着，使导电凸块与导电构件于至少一接触点发生接触。然后，对导电凸块及导电构件施加一电流，通过该电流流经接触点，使激光二极管的壳体经由导电凸块焊接于导电构件。之后，将附有激光二极管的导电构件安装于连接器壳体，以完成连接器的组装。
在此方法的实施例中，导电构件的例子为套圈。激光二极管的例子为TO-Can方式制成的激光二极管元件，而前述的壳体即为TO-Can元件的金属壳体。至于导电凸块的数目及形状可为单个钝状环形或其它数目与形状的变化。
此外，本发明还提供了另一种将激光二极管组装于连接器的方法。此方法中，导电凸块安置于导电构件而非激光二极管的壳体，其余部分则与前述方法相同，从而实现组装工作。
因此，本发明至少具有下列有益效果。首先，本方法施工简易，因为其可通过机器手臂或机台将激光二极管的壳体与导电构件通电，并在焊接过程中施力使二者密合。其次，本方法所固定的精准度不因为异质金属而产生裂缝，是因为电流的大小可根据使用的材料进行调整。此外，本方法使用较低价位的机台就可完成组装的动作，无须购置昂贵的机台，因此具有低成本的特性。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的描述。
附图中，图1a所示为现有技术，将TO-Can安装至连接器上的剖视图；图1b所示为另一现有技术，将TO-Can安装至连接器上的剖视图；图1c所示为又一现有技术，将TO-Can安装至连接器上的剖视图；图2a所示为依据本发明的第一实施例的各元件示意图；图2b所示为如何安装第一实施例的元件；图2c所示为组装完成的光通讯连接器的构造示意图；图3a为第一实施例中导电构件的俯视图；图3b为第一实施例中导电构件的剖面图；图3c为第一实施例中激光二极管的俯视图；图3d为第一实施例中激光二极管的剖面图；
图3e为第一实施例中导电构件的立体图；图3f为第一实施例中激光二极管的立体图；图4a为激光二极管上导电凸块的变化例；图4b为激光二极管上导电凸块的变化例；图5为第一实施例所提供的连接器组装方法的流程图；图6a为第二实施例的元件组装前侧视图；图6b为第二实施例的元件组装后侧视图；图6c为第二实施例的导电构件俯视图；图6d为第二实施例的导电构件侧视图；图6e为第二实施例的激光二极管的俯视图；图6f为第二实施例的激光二极管的侧视图；图7为第二实施例所提供的连接器组装方法的流程图。
具体实施例方式
在本发明第一较佳实施例中，请参照图2a，此图为待组装的各个元件的示意图，这些元件经组装后构成具有TO-Can激光二极管元件的连接器。必须指出的是，此图仅作为示例，本领域技术人员应当可以调整尺寸比例以适应各种应用。
这些元件包括光收发电路201、激光二极管元件202、导电构件203及连接器204。激光二极管元件202的例子包括前述的TO-Can激光二极管元件，其具有信号线2024、发光源2022及壳体2023，并且，其壳体为金属壳，壳上具有至少一导电凸块2021。导电构件203的例子包括套圈，而连接器204则具有连接器壳体2041部分。
在安装此连接器时，以导电凸块2021朝向导电构件203的方式，使二者发生接触。例如，可使用机器手臂或机器平台实现，如图2b所示。
在导电凸块2021与导电构件203产生接触时，对导电凸块2021及导电构件203施加电流，使电流流经导电凸块2021及导电构件203的一或数个接触点。通过控制电流的大小，使导电凸块2021发生熔解现象而焊接于导电构件203上。
接着，将附有激光二极管202的导电构件203固接到连接器204的连接器壳体2041上，如图2c所示。经由这种方法所固接的激光二极管202具有高精度，而且能够通过各种环境的测试。
为了更清楚地说明导电构件203、导电凸块2021的构造，请参照图3a到图3f，此六图以不同的方向呈现导电构件203、导电凸块2021的构造。
图3a为套圈形状的导电构件203的俯视图，图3b则为导电构件203在如图3a所示的A方向切面的剖面图。图3e则为导电构件203的立体图。
图3c为TO-Can的激光二极管202的俯视图，而图3d为此激光二极管202在如图3c所示的B方向的剖面图。图3f则为此激光二极管202的立体图。
如图所示，这种套圈形状的导电构件203具有环平面部分，以对应导电凸块2021，而导电凸块2021则为凸圆环体，并且此导电凸块2021与壳体2023可一体成形。至于在图3a至图3f中的元件的符号编号如与图2a至图2c相同，则代表相同或相似的元件，在此不重述。
必须指出的是，在图2a至图2c、图3a至图3f中虽然以钝状环形导电凸块为例，然而其并非用于限制本发明的范围。导电凸块也可为任意数目或任意形状，例如图4a所示即为四个导电凸块，具有各种不同的图案。并且，导电凸块可为钝形也可为尖形，如图4b所示。只要导电凸块能够在电流从激光二极管202的壳体2023流到导电构件203时，产生熔解而发挥焊接的功能，都属于本发明的范围。
此外，虽然前面所述的导电构件203以套圈形状为例说明，然而其并非用于限制本发明的范围。举例来说，导电构件203可依据激光二极管202的形状而改变适当形状。此外，导电构件203的材料以与连接器壳体2041相同的为佳，但是当然也不是用于限制本发明的范围。此外，为了考虑导电凸块熔解时的体积，还可在导电构件上加上凹槽以对应于这些导电凸块。
总结来说，请参照图5，其例示第一实施例所提供的连接器组装方法的流程图。首先，在激光二极管的壳体上形成至少一个导电凸块(步骤502)。使导电凸块与一导电构件在至少一接触点发生接触(步骤504)，至于接触点的数目则与导电凸块有关。举例来说，导电凸块为三块，则产生至少三个接触点。然后，对导电凸块及导电构件施加电流，使电流流经接触点，熔化导电凸块以使激光二极管的壳体焊接到导电构件(步骤506)。当然，在导通电流的同时，也可同时施加力量，使激光二极管的壳体与导电构件更加密合。最后，将附有激光二极管的导电构件，安装到连接器的壳体上(步骤508)。
在本发明第一较佳实施例中，导电凸块安置于激光二极管的壳体。而在本发明第二较佳实施例中，导电凸块安置于前述的导电构件上。
请参照图6a与图6b。在此第二实施例中，导电构件603上具有至少一导电凸块6031。激光二极管602具有信号线6024、发光源6022及壳体6023。经由使导电凸块6031与壳体6023接触并通以电流，可将激光二极管602焊接于导电构件603上。
关于图6a与图6b的激光二极管602及导电构件603以及导电凸块6031的各个方向的图示可进一步参照图6c至图6f。同样的，具有相同标号代表相同或相似元件，在此不重述。
总结来说，第二实施例所提供的连接器组装方法如下。请参照图7的流程图。首先，在导电构件上形成至少一导电凸块(步骤702)。使导电凸块与激光二极管的壳体于至少一接触点产生接触(步骤704)。接着，对导电凸块及激光二极管的壳体施加电流，借电流流经接触点使导电构件通过导电凸块的焊接连接到激光二极管(步骤706)。最后，将附有激光二极管的导电构件安装到连接器的外壳(步骤708)，从而完成连接器的组装工作。
前述的二实施例分别将导电凸块设置于激光二极管的外壳及导电构件。而在本发明第三较佳实施例中在激光二极管的外壳及导电构件上都安置导电凸块，并通过上述导通电流的方式来组装连接器、导电构件及激光二极管。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种具有激光二极管的连接器的制造方法，其将一激光二极管组装于一连接器上，该激光二极管具有一壳体，并且该连接器包含一导电构件及一连接器壳体，其特征在于，该组装方法包括以下步骤在该壳体上形成至少一导电凸块；使该导电凸块与该导电构件于至少一接触点发生接触；对该导电凸块及该导电构件施加一电流，通过该电流流经该接触点，使该壳体经由该导电凸块焊接于该导电构件；以及将附有该激光二极管的该导电构件安装于该连接器壳体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该导电构件为一套圈，且该套圈具有一环平面部分，该环平面部分对应该导电凸块。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该导电凸块为一凸圆环体，该凸圆环体对应该套圈的环平面部分。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其还包含在对该导电凸块及该导电构件通以该电流时，施加一压力使该导电构件与该壳体密合。
5.一种具有激光二极管的连接器的制造方法，其将一激光二极管组装于一连接器上，该激光二极管具有一壳体，并且该连接器包含一导电构件及一连接器壳体，其特征在于，该组装方法包括以下步骤在该导电构件上形成至少一导电凸块；使该导电凸块与该壳体于至少一接触点发生接触；对该导电凸块及该壳体施加一电流，通过该电流流经该接触点，使该导电构件经由该导电凸块焊接于该壳体；以及将附有该激光二极管的该导电构件安装于该连接器壳体。
6.一种具有一激光二极管的连接器，其特征在于，其包含一激光二极管；一壳体，该壳体部分包覆该激光二极管；一导电构件；以及至少一导电凸块，其中通过该导电凸块来连接该导电构件及该壳体。
7.根据权利要求6所述的连接器，其特征在于，该导电构件为一套圈。
8.根据权利要求7所述的连接器，其特征在于，该导电凸块为一凸圆环体，该凸圆环体对应该套圈的环平面部分。
9.根据权利要求8所述的连接器，其特征在于，该导电构件具有至少一凹槽，以对应该导电凸块。
10.根据权利要求9所述的连接器，其特征在于，该导电凸块与该壳体一体成形。
11.根据权利要求6所述的连接器，其特征在于，其还包含一连接器外壳，附有该壳体的该导电构件与该连接器外壳连接。
全文摘要
光纤通讯用的连接器具有壳体及环状构件。激光二极管具有导电壳体，并在导电壳体上具有至少一导电凸块。此导电凸块的形状可例如为环状凸块。在制造过程中，导电壳体导通电流并将其导电凸块朝向环状构件，借以将该导电壳体与该环状构件焊接在一起。接着，环状构件再安置到连接器的壳体。通过这种方法，可精确将激光二极管对准安置到连接器上，以符合光纤通讯的需求。
文档编号G02B6/26GK1591063SQ03157800
公开日2005年3月9日 申请日期2003年8月25日 优先权日2003年8月25日
发明者张世恩 申请人:台达电子工业股份有限公司