接收模块的制作方法

1.本发明有关于一种接收模块，特别是有关于一种容许较大的组装公差以利提升生产效率及产品良率的光通讯接收模块。


背景技术：

2.请参阅图1，图1是现有接收模块的架构示意图。现有接收模块100沿光路依序包括光纤110、准直透镜120、分光组件130、反射部件(设于塑料载具140中)、聚光透镜150(设于塑料载具140前端)、光接收组件160以及一电路板170。
3.操作时，光发射端(未图示)所发射的光讯号藉由光纤110传送，经准直透镜120成为平行光，而分光组件130用以撷取(drop)特定波长光，因此在通过分光组件130时，仅特定波长光能够通过分光组件130，其余波长光(为噪声)无法通过，接着光被反射部件(设于塑料载具140中)所反射，再经由聚光透镜150而汇聚于光接收组件160。光接收组件160设置在电路板170上，用于将接收到的光讯号转换成电讯号。
4.为避免光接收组件160表面反射光而沿原路径回到光发射端，故将聚光透镜150倾斜一角度θ设置在塑料载具140前端，以减少接收到的反射光。然而此种倾斜设置方式，在组装阶段将塑料载具140与电路板170黏合时，考虑到温度变化时塑料材料比电路板有更大膨胀量，造成聚光透镜150与光接收组件160产生相对横向位移，因此组装公差x需控制在5μm以下，以确保接收模块100在温度范围0℃～70℃内正常运作，然而5μm公差在组装方面有一定的难度，将使生产速度受到限制，另外此种倾斜设计无法兼容于现行市场上逐渐受到重视的更高速的产品，致使产品的扩充性与未来性大幅降低。


技术实现要素：

5.为解决以上问题，本发明提供一种光通讯接收模块，包括聚光透镜以及光接收组件。聚光透镜用于汇聚光束。光接收组件包括传感器以及球面透镜，该球面透镜设置于该传感器上，该传感器包括光敏区。其中该聚光透镜水平设置，使该光束垂直入射于该球面透镜。该球面透镜将入射的该光束汇聚于该光敏区。
6.其中该光束在到达该球面透镜的表面时，该光束直径收敛到该球面透镜直径的1/3以下。
7.其中该光束从该聚光透镜至该球面透镜的收敛角度θt”满足条件式：5
°
《θt”《8
°
。
8.其中该光束在到达该光敏区时，该光束直径收敛到该光敏区直径的2/3以下。
9.其中该光束从从该球面透镜至该光敏区的收敛角度θt满足条件式：3.179
°
《θt《4.763
°
。
10.其中该聚光透镜的焦距f满足条件式：960μm《f《1543μm。
11.其中该聚光透镜的焦距f更满足条件式：1mm≦f≦1.5mm。
12.其中该聚光透镜的直径df与该聚光透镜的非球面区域厚度tf满足条件式：0.075《tf/df《0.16。
13.其中该聚光透镜的焦距f与该聚光透镜的直径df满足条件式：0.7《f/df《5.2。
14.本发明光通讯接收模块可更包括准直透镜、分光组件及反射部件，其中该准直透镜、该分光组件、该反射部件、该聚光透镜以及该光接收组件沿着该光束行进的光路依序排列，该准直透镜使该光束成为平行光，该分光组件从该光束中撷取特定波长光，该反射部件将该光束反射至该聚光透镜。
附图说明
15.图1是现有接收模块的架构示意图。
16.图2是依据本发明接收模块的架构示意图。
17.图3是图2的iii部分的放大图。
18.图4是依据本发明接收模块的光接收组件的放大图。
19.图5是依据本发明接收模块的光敏区的放大图。
具体实施方式
20.请参阅图2，图2是依据本发明接收模块的架构示意图。本发明接收模块200沿光路依序包括光纤210、准直透镜220、分光组件230、反射部件(设于塑料载具240中)、聚光透镜250(设于塑料载具240前端)以及光接收组件260。
21.操作时，光发射端(未图示)所发射的光讯号(光束)藉由光纤210传送，经准直透镜220成为平行光，分光组件230用以对光波进行处理(例如为撷取特定波长光)，接着光被反射部件(设于塑料载具240中)所反射而改变路径，再经由聚光透镜250而汇聚于光接收组件260。
22.请同时参阅图2、3，光接收组件260包括载体265、传感器263以及透镜261，其中载体265用于承载传感器263，传感器263具有光敏区267，而透镜261设置在传感器263上，用于将接收到的光汇聚于传感器263的光敏区267，具体而言，透镜261与传感器263相互连结，透镜261可以是紧邻、黏合、贴合、嵌合等方式与传感器263连结，使得透镜261与传感器263之间不存在空气间隙。换言之，光讯号(光束)的行进路径依序经由光纤210、准直透镜220、分光组件230、反射部件(设于塑料载具240中)、聚光透镜250、光接收组件260的透镜261再至传感器263。
23.由以上叙述可知，光聚焦在光敏区267前，共经过两次收敛过程，第一次藉由聚光透镜250收敛到透镜261表面，第二次藉由透镜261收敛到光敏区267，进而控制进入透镜261的光点大小，使得组装阶段的公差容忍度更为宽裕，可以达到20μm以上，换言之，组装的公差容忍度提升而使良率上升以及产能提升。
24.值得注意的是，本发明将塑料载具240前端的聚光透镜250由现有技术的倾斜设置改为水平设置，使光束能垂直入射于光接收组件260，此外为避免过多反射光从光接收组件260表面反射回到光发射端，因此本发明增加聚光透镜250至透镜261的距离(即聚光透镜250的焦距f)，并藉由调整适当的焦距f让光束收敛在较小的范围内，使组装公差能提升至20μm，进而降低组装难度、提高生产速度及产品良率，产品具有更佳的可靠度且有更多余裕可以维持产品的功能性。详如下述：
25.在本实施例中，透镜261为球面透镜。为确保接收模块200在进行光学耦合时有足
够的修正空间(即前述
±
20μm)，因此光束在到达透镜261表面时，光束直径要能收敛到透镜261直径的1/3以下，即透镜261表面的光束直径是透镜261直径的1/3以下，为达此目的，本发明从聚光透镜250至透镜261的收敛角度θt”满足底下条件式：
[0026]5°
《θt”《8
°………………………
(1)
[0027]
其中收敛角度θt”＝tan-1
((d3-d1)/2f)
[0028]
d3为光束在聚光透镜250表面的直径(图2)，d1为光束在透镜261表面的直径(图4)，f为聚光透镜250的焦距(图2)。
[0029]
由于制造公差等因素导致光束不能正确的垂直入射于光接收组件260，则一些非垂直入射光也需要能一并聚焦于光敏区267，使接收模块200能够正常运作。为达此目的，当光束行进到光敏区267时，光束直径要能够收敛到光敏区267直径d的2/3以下，即光敏区267表面的光束直径是光敏区267直径d的2/3以下，本发明从透镜261至光敏区267的收敛角度θt满足底下条件式：
[0030]
3.179
°
《θt《4.763
°………………………
(2)
[0031]
其中收敛角度θt＝tan-1
((d2-d1)/2t)
[0032]
d2为光束在光敏区267的直径(图5)，d1为光束在透镜261表面的直径(图4)，t为透镜261顶点至传感器263底面的距离(图3)。
[0033]
在本实施例中，从透镜261顶点至传感器263底面的距离t＝120μm～180μm，在聚光透镜250上的光束直径d3约300μm，在透镜261上的光束直径d1不超过30μm，在光敏区267的光束直径d2不超过10μm，在条件式(1)、(2)的限制下，本发明聚光透镜250的焦距f为960μm《f《1543μm，较佳者为1mm≦f≦1.5mm。
[0034]
为了满足以上聚光透镜250的焦距f的范围，聚光透镜250的焦距f、聚光透镜250直径df、聚光透镜250非球面区域厚度tf之间会有一定的比例关系，其中聚光透镜250的直径df即为聚光透镜250的最大外径，且满足0.3mm《df《1.3mm条件范围，而聚光透镜250的非球面区域厚度tf即为聚光透镜250的透镜中心厚度，亦即透镜中心于光轴上的间距，且满足0.0225mm《tf《0.208mm条件范围。具体而言，当960μm《f《1543μm时，底下条件式将满足：
[0035]
0.075《tf/df《0.16
…………………
(3)
[0036]
0.7《f/df《5.2
………………………
(4)
[0037]
虽然本发明已以实施方式揭露如上，但其并非用以限定本发明，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。