用于形成可连接至光纤的光电模块的方法和可连接到至少一个光纤的光电模块的制作方法
【专利说明】用于形成可连接至光纤的光电模块的方法和可连接到至少一个光纤的光电模块
[0001]相关的申请案
[0002]本申请案要求2013年I月31日提交的欧洲专利申请序列号13153521.3的优先权权益，所述申请的内容是本申请的基础并以全文弓I用方式并入本文。
[0003]背景
技术领域
[0004]本申请案涉及一种用于形成可连接至光纤的光电模块的方法。本申请案进一步涉及一种可连接到至少一个光纤的光电模块。
【背景技术】
[0005]可连接至光纤的光电模块通常包括光电器件，诸如垂直腔面发射激光器(VCSEL)、光电二极管、激光二极管、光电检测器或能够发射或检测电磁辐射(例如，可见光或红外辐射)的任何其他装置。将要耦接至光电器件的光纤需要相对于所述光电器件来对准，以便确保在光纤端件与光电器件之间所传播的辐射高效耦合，并使辐射损失最小。为此，光电模块(包括光电器件)可进一步包括用于安装光纤的端件的装置。常规而言，将光纤端件连接至这些装置包括相当大的工作量来实现光纤端件与光纤安装装置间的适当对准。当制造光电模块时，当将光纤安装装置(但非光纤自身)连接至光电器件(例如像光电二极管或VCSEL)时，甚至更早就需要进一步工作量。常规而言，当将光纤连接装置连接至光电器件时，需要相当大的工作量来适当对准所述光纤连接装置。由此，制造时间和成本都增加。
[0006]期望的是，提供一种用于更高效地形成可连接至光纤的光电模块的方法，所述方法尤其通过较少的工作量来实现光电模块的适当对准。另外期望的是，提供一种可连接至光纤的光电模块，所述光电模块允许光纤易于相对于光电器件自对准。
【发明内容】
[0007]详述中公开的实施方式包括根据权利要求1所述的用于形成可连接至光纤的光电模块的方法，并进一步提供根据权利要求15所述的可连接到至至少一个光纤的光电模块。实施方式进一步提供了根据权利要求14所定义的作为在生产光电模块时的中间产物的复合基板。
[0008]根据本申请案，包括相对于光电模块的光电器件适当对准的光纤连接装置的多个光电模块是基于晶片级同时形成，从而针对所有光电模块同时实现适当对准，并且因此不再需要针对多个光电模块中任何光电模块的任何单独耗时对准。此外，建议提供呈光纤端件安装块的形式的光纤连接装置，所述光纤连接装置可制造为多个光纤端件安装结构，所述光纤端件安装结构在基于晶片级形成的一个共同覆盖层内以二维阵列来提供。在将由此形成的复合基板单切后，获得多个经适当对准的光电模块，而不消耗任何相当大的工作量来实现对准。
[0009]附图简述
[0010]本文针对附图来公开示例性实施方式，其中示出:
[0011]图1A是第一实施方式的光电模块，
[0012]图1B示出连接至光纤的图1A的光电模块，
[0013]图2A是第二实施方式的光电模块，
[0014]图2B示出连接至光纤的图2A的光电模块，
[0015]图3A是可用于本申请案的方法的基板，
[0016]图3B示出中间复合基板，所述中间复合基板包括位于图3A的基板顶部上的另一其他基板，
[0017]图4A至f5D是从不同方向示出光电模块和用于光电模块生产的复合基板的剖视图，
[0018]图6A至6D是光电模块的光纤端件安装块的替代设计的剖视图，
[0019]图7A至8D是根据其中光纤端件安装块的部分将要移除的实施方式，光电模块和用于光电模块生产的复合基板在制造方法的步骤期间的剖视图，
[0020]图9A至1D是根据具有锥形光纤端件的实施方式，光电模块和用于所述光电模块生产的复合基板的剖视图，
[0021]图1lA至12B是根据其中光纤端件安装块的其他部分将要移除的实施方式，光电模块和用于光电模块生产的复合基板在制造方法的步骤期间的剖视图。
【具体实施方式】
[0022]在本申请案中，无论在本申请案中何处提及光纤，这都涵盖意图用于传播可见光的光纤以及用于不可见的电磁辐射(例如像红外辐射)的光纤。因此，本申请案中提及的光纤同样可包括由玻璃而制成的光纤，以及由不同于玻璃且适用于传播任何波长范围的电磁辐射的任何其他材料而制成的光纤。
[0023]图1A不出光电模块20的第一不例性实施方式的透视图。光电模块20包括下部部分(第一晶片或基板I的切块部分)，在所述下部部分中和/或上布置有光电器件2(如VCSEL、光电二极管、激光二极管、光电检测器或任何其他光电器件)(图1A中未示出)。在这块基板I上、优选地直接在所述基板的主表面Ia的上方，在相对于基板I的光电器件2对准的位置中提供光纤端件安装块15。以下，为了简便起见，将“光纤端件安装块15”称为“FEM块15”。通过在基板I上或上方的覆盖层中形成多个光纤端件安装结构(缩写为带参考数字14的“FEM结构”)，并且随后将由此获得的复合基板单切、优选地切块成多个光电模块20，就可基于晶片级来获得FEM块15。因此，所有光电器件2与所有FEM结构或FEM块15之间全面的晶片级对准仅需一个步骤，由此允许以最小的工作量和成本同时对准数千光电模块。
[0024]在图1A中，显示示例性光电模块的更多细节。例如，作为实际特定FEM结构而言，FEM块15包括凹槽18，光纤端件30 (图1B)可插入(优选地在平行于基板I的主表面Ia的定向上，或替代地以与主表面成角度)所述凹槽中。基板I可为半导体基板(例如，由硅、磷化铟或任何其他半导体材料制成)、玻璃基板、石英基板、陶瓷基板、或合成基板(例如像聚合物基板)。优选地，基板I为半导体或玻璃基板。FEM块15可为另一第二基板11的切口部分或替代地粘结至或沉积于基板I上的覆盖层10的切口部分，并且被图案化(或随后图案化)以便包括适当成形的上表面，用以产生多个FEM块15。
[0025]在图1A中，FEM块15进一步包括端部止挡表面17，由此自动确保在三个方向上光纤相对于光电模块20的对准。由于所描绘的实施方式优选地用于具有垂直劈开(并且因此为圆形的)端部表面的光纤，因此，光将进入FEM块15的端部止挡表面17 (或从所述端部止挡表面发射)，所述端部止挡表面相应应对沿光纤传播的电磁辐射而言可透射的。在端部止挡表面17后方，提供倾斜和/或反射表面9，所述倾斜和/或反射表面就像凹槽18那样设在形成FEM块15的覆盖层10或基板11的暴露的主表面1a中的(另一)凹口或凹槽的部分。倾斜和/或反射表面9的定向使得沿光纤传播并进入FEM块15的射束朝向在反射表面9下方的光电器件2、优选地是在垂直于下方基板I的主表面Ia的方向上向下反射。根据FEM块15的材料的折射率n、光纤25 (图1B)的定向以及反射表面9下方的光电器件2的确切位置，可因反射表面9处的全内反射(TIR)完成反射，或替代地借助反射表面9上的反射涂层8 (由金、银或任何其他金属或介电材料制成)完成反射。
[0026]图1B示出图1A的光电模块20，其中光纤25连接至所述光电模块。至少一个光纤端件30被插入并胶粘至凹槽18，从而固定以及相对于FEM块15 (并且因此相对于下方基板I的光电器件2)自动被动地自对准。顺便一提，与图1A相对，图1B的FEM块15经过如下修改:目前移除所述FEM块的侧向位于凹槽18和反射表面9外部的部分，从而暴露下方基板I的主表面Ia的一部分，在所述部分中，可以设有一或多个电触点4，并且因此现在可接近于所述一或多个电触点4。由于FEM块15已相对于基板I中的光电器件2对准，因此确保光纤端件相对于光电器件2的被动自动地自对准，而无需为单个光电模块20的主动对准来耗费工作量。由于这块基板I以及FEM块15 (作为一块覆盖层10或另一基板11)是由切块或对复合基板(包括基板1，并且还优选地另外包括覆盖层10或另一基板11)的另一种类的单切所产生的切块产品，因此FHM块15的侧壁与包括至少一个光电器件2的这块第一基板I的侧壁齐平。因此，根据本申请案的方法的晶片级生产能够从齐平侧向表面、即光电模块20的侧壁显而易见。
[0027]图2A示出意图用于光纤端件30的光电模块20的示例性实施方式，所述光纤端件具有倾斜反射表面31用以进行朝向光电模块20的光电器件2的光反射。此外，在图2B中，描绘光电模块20和光纤25两者。尽管图1A至2B以及本申请案的其他附图、权利要求书和其他实施方式参考光电模块20说明一个光线或一个端件在安装位置中(在至少两个方向上自对准至光电器件)的耦接，但应注意，光电模块20 (本申请案的任何附图、权利要求书或其他实施方式的光电模块)同样可被设计用于多个光线或多个光纤端件在对准安装位置(例如，针对两个、三个、四个或甚至更多个光纤或光纤端件的对准安装位置)中相对于多个光电器件2的耦接。
[0028]由于图2B中光纤25的反射表面31，因此，不需要FEM块15的反射表面。然而，FEM块15仍具有用于插入光纤端件30的凹槽18，在所述凹槽中，获得光纤端件30在至少两个方向上的自动、被动对准。与图1A和IB相反，在光纤25的反射表面31处反射的光将通过所述光纤的形成光纤圆周