专利名称：光收发模块的制作方法
技术领域：
本发明系关于一种光收发模块(optical transceiver module)，特别是关于一种制程少、易组装对位、低成本的光收发模块。
背景技术：
请参照图1，其示出了公知的光收发模块的一实例的示意图10。首先，将平面光波导(planar light wave circuit，PLC)1固定于具有开口3的陶瓷(ceramic)基板2上，且平面光波导1的入光侧对准开口3。然后，将光纤4插入开口3并以胶黏的方式固定于平面光波导1的入光口。最后，将陶瓷基板2经引脚而固定于印刷电路板(printed circuit board，PCB)上，以完成光收发模块的制备。然而，利用上述方法，则会因必需存在有陶瓷基板，而产生制造成本增加的问题。
再者，请参照图2，其示出了公知的光收发模块100的另一实例的示意图。在此例中，首先将光纤102穿过氧化锆套圈(ferrule)104内部，再将氧化锆套圈104套接于快削铜法兰(Flange)106内。另将平面光波导108固定于陶瓷基板110上。接着，将光纤102的蕊心部120置放于平面光波导108的V字槽内，进而对准平面光波导108的波导(waveguide)入射面；再将光纤盖(fiber cover)112盖上光纤102的蕊心部120，并以加热熔融的方式使光纤盖112固接于平面光波导108上。并藉由打线方式使平面光波导108与陶瓷基板110电性连接。然后，将陶瓷基板110及法兰106套接并黏着于基座116上，以使光纤102与平面光波导108定位及进一步固接。接着，藉由延伸突出陶瓷基板110的接脚114而与印刷电路板118电性连接，以完成光收发模块100的制备。
上述方法虽然可以降低陶瓷材料的使用量，然而需增加快削铜套圈、陶瓷法兰及氧化锆套圈等构件，因而不仅不能完全不使用陶瓷材料，而且还要增加其它高价格的零组件，故上述方法无法有效节省成本。再者，上述方法需要比另一公知技术增加至少3道工序，因此整体的工艺时间会大幅增加，而且工艺难度也会随的提升。
发明内容
因此，为解决上述问题，本发明提出一种光收发模块，以大幅降低制造成本及时间。
另外，本发明的光收发模块，可以在不需使用耐高温材质的情形下，大幅降低工艺难易度及制造成本。
再者，本发明所提出的光收发模块，可以降低光纤移位/变形/断裂等的可能性，并可增加光源稳定性。
在本发明中，提供一光收发模块，系由电路结构、固定装置、光传导元件及遮盖所构成，其中电路结构系以嵌合的方式与固定装置接合，前述嵌合的方式系由在固定装置上设计一凹槽，并以此凹槽与电路结构嵌合，在此凹槽与电路结构之间，并可使用黏着剂、填充材料、弹性材料或其它软质所组成族群之一，以增加电路结构与固定装置间的固着力。且此固定装置系包覆全部、一部传递光纤，并可使用黏着剂、填充材料、弹性材料或其它软质所组成族群之一于固定装置与传递光纤之间，以降低传递光纤移位/变形/断裂的可能性。其中光信号并于传递光纤内传递。光传导元件系直接连接于电路结构上，且接收及/或发送前述光信号。而遮盖系以胶黏、点焊、或激光焊接的方式使传递光纤连接于光传导元件上。
在上述光收发模块中，光传导元件与遮盖系位于电路结构的同一侧面上，光传导元件系位于遮盖与电路结构包夹之处。传递光纤并与光传导元件连接，产生电连接。电路结构并具至少一插脚藉以与外部系统连接，而产生电连接。
上述的光收发模块，光传导元件系选自平面光波导、雷射二极管、垂直共振腔面射型雷射、发光二极管、光电二极管所组成的族群其中之一。电路结构系印刷电路板。遮盖的材质系选自塑料、金属、合金、树脂、不锈钢、陶瓷所组成的族群其中之一。固定装置的材质系塑料、金属、合金、陶瓷或所组成的族群之一。
再者，在上述光收发模块中固定装置可以直接以凹槽与电路结构嵌合，或利用一外壳包覆固定装置，使固定装置间接与电路结构嵌合。因此，本发明再提供一种光收发模块，系由电路结构、光传导元件、电路结构、固定装置、外壳及遮盖所构成，其中电路结构系以嵌合的方式与固定装置接合，前述嵌合的方式系由在固定装置上设计一凹槽，并以此凹槽与电路结构嵌合，并利用外壳包覆固定装置，使固定装置间接与电路结构嵌合。在此凹槽与电路结构之间，并可使用黏着剂、填充材料、弹性材料或其它软质所组成族群之一，以增加电路结构与固定装置间的固着力。且此固定装置系包覆全部、一部传递光纤，并可使用黏着剂、填充材料、弹性材料或其它软质所组成族群之一于固定装置与传递光纤之间，以降低传递光纤移位/变形/断裂的可能性。其中光信号并于传递光纤内传递。光传导元件系直接连接于电路结构上，且接收及/或发送前述光信号。
本发明中遮盖系以胶黏、点焊、或激光焊接的方式使传递光纤连接于光传导元件上，且外壳具一贯穿开口，可令部分的传递光纤插入，使传递光纤可透过外壳传递光信号。且此传递光纤与外壳之间并可使用黏着剂、填充材料、弹性材料或其它软质所组成族群之一，以降低传递光纤移位/变形/断裂的可能性。外壳并以固接的方法固定电路结构，前述固接的方法系黏着、卡固、嵌合、紧配、挟持、填充或运用至少一插销。电路结构并具至少一插脚藉以与外部系统连接，而产生电连接，在上述光收发模块中，光传导元件与遮盖系位于电路结构的同一侧面上，光传导元件系位于遮盖与电路结构包夹之处。传递光纤并与光传导元件连接，产生电连接。电路结构并具至少一插脚藉以与外部系统连接，而产生电连接。
上述的光收发模块，光传导元件系选自平面光波导、雷射二极管、垂直共振腔面射型激光、发光二极管、光电二极管所组成的族群其中之一。电路结构系印刷电路板。遮盖的材质系选自塑料、金属、合金、树脂、不锈钢、陶瓷所组成的族群其中之一。固定装置的材质系塑料、金属、合金、陶瓷或所组成的族群之一。外壳的材质系选自塑料、金属、合金、不锈钢、陶瓷或所组成的族群其中之一。
综上所述，在本发明的光收发模块中，由于光传导元件系直接位于电路结构上，直接以此电路结构作为载体，因此不需再经由陶瓷基板而与电路结构连接，可省去陶瓷基版，故不但方便组装，更可以大幅降低制造成本及时间。
况且，在本发明的光收发模块中，由于不需使用陶瓷基板当作载体，故可更改不同的涂胶方式来黏合遮盖与光传导元件，涂胶的材料可能包含紫外线胶或以低温环氧树脂或其它低温树脂，降低材料因热产生变形的可能，因此固定装置也可使用低温金属材质。
再者，在本发明的光收发模块中，由于光纤与光传导元件间的接合方式并非采用热融接合的方式，因此用以接合光纤与光传导元件的结构不需使用耐高温材质，且不需使用耐高温的套圈来固定光纤位置，故可大幅降低工艺难易度与制造成本。
另外，在本发明的光收发模块中，由于光纤外部系受到软质/弹性所包覆，因此当光纤承受外力时，固定装置会吸收此外力，进而降低光纤移位/变形/断裂等的可能性。
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下
图1示出了一种公知的光收发模块的示意图。
图2示出了另一种公知的光收发模块的剖面示意图。
图3A示出了本发明的光收发模块的一较佳实施例俯视图。
图3B示出了本发明的光收发模块的一较佳实施例的剖面示意图。
图4示出了本发明的光收发模块的另一较佳实施例的剖面示意图。
图5A示出了本发明的光收发模块的再另一较佳实施例的俯视图。
图5B示出了本发明的光收发模块的一较佳实施例的剖面示意图。
具体实施例方式
图3A、3B示出了本发明的光收发模块300的一较佳实施例示意图。请参照图3A，其示出了本发明的俯视图，该光收发模块300系由一光传导元件302、一固定装置303及一电路结构301所构成，其中该光传导元件302与该固定装置303间的接合系藉由一遮盖304覆盖，并使该遮盖304的边缘与该光传导元件302固接而达成。该遮盖304与该光传导元件302的连接方法例如是黏胶、点焊、激光焊接，其中黏胶的材质并可包括紫外线胶、低温环氧树脂或其它低温树脂。该遮盖304的材质例如是塑料、金属、合金、不锈钢、陶瓷或其它刚性足够的物质。该固定装置303的材质例如是塑料、金属、合金、陶瓷或其它刚性足够的材质。
该光传导元件302可以是平面光波导、激光二极管(laser diode，LD)、垂直共振腔面射型激光(Vertical Cavity Surface Emitting Lasers，VCSEL)、发光二极管(light emitting diode，LED)或光电二极管(photodiode，PD)。另外，该光传导元件302更具有一开口308，用以提供该固定装置303与该光传导元件302间的定位。
该固定装置303系包覆一部分的传递光纤306，该传递光纤306中心系由蕊心(core)部307所构成，用以传递光信号，其中该蕊心部307为可供光信号在其内部反射前进的内部反射结构，具体而言，例如是实心内部全反射结构或空心内部全反射结构。并使该传递光纤306穿过该固定装置303且延伸突出于该固定装置303之外，该固定装置303与该传递光纤306之间并可注入软质或弹性较佳的物质，以吸附震度，减低传递光纤受力情形并有效防止传递光纤移位。
在本较佳实施例中，该光传导元件302具一开口308，用以安置该传递光纤306一端的蕊心部307，并使蕊心部307对位于光传导元件302的入射部或出射部。
其中，该固定装置303具有一凹槽309，该电路结构301系以嵌合的方式与固定装置303接合；换言之，该电路结构即以此凹槽309与固定装置303嵌合，在此凹槽309与该电路结构301接合处可使用质地软于固定装置303的材质例如是黏着剂、填充材料、弹性材料或其它软性物质，以增加电路结构301与固定装置303间嵌合的稳定性。
该电路结构301用以驱动/控制光传导元件302或受到光传导元件302驱动/控制。该电路结构301并具有多个插脚310，藉以与外部系统连接，产生电连接。该电路结构301可以是一印刷电路板。该光传导元件302系直接连接于该电路结构301上，用以接收来自蕊心部307的光信号，并将此光信号转换成诸如电信号等其它信号，或是将诸如电信号等其它信号转换成光信号，再将此光信号至蕊心部307。该光传导元件302与该电路结构301的连结方式可以为打线(Wire Bonding)、一体成型或嵌合的方式。其中，一体成型系指该光传导元件302与该电路结构301同时或个别制作在同一结构中。再者，该光传导元件302与该遮盖304系位于该电路结构301的同一侧面上，如图3B所示的光收发模块300的剖面示意图，该光传导元件302系位于该遮盖304与该电路结构301包夹之处。
接着，请参照图4，为本发明的光收发模块400的另一较佳实施例俯视图。首先，将该光传导元件302以打线的方式直接连接于该电路结构301上，使该光传导元件302与该电路结构301电连接。接着，以卡固、嵌合、焊接、夹持或黏着等方式，确定该固定装置303与该壳体305之间的相对位置。另外，使该固定装置303包覆全部传递光纤306，再将弹性物质/填充物填充至该传递光纤306与该固定装置303之间，以使该传递光纤306固接于该固定装置303中。
然后，将该电路结构301嵌合于该固定装置303的凹槽309上，且将该传递光纤306的蕊心部307置于该光传导元件302的开口308内，并使该蕊心部307与光传导元件302的入射部或出射部相接触。接着，将该遮盖304覆盖于该开口308上，并以胶黏、点焊或激光焊接的方式使该遮盖304固定于该光传导元件302上，此时该传递光纤306系受到该遮盖304与该光传导元件302的夹持固定。
另外，该固定装置303可直接利用该凹槽309与该电路结构301嵌合，或利用一壳体305包覆该固定装置303，使该固定装置303间接与该电路结构301嵌合，请参照图4，其中该壳体305与该固定装置303可以是一体成型，也可以为可相互结合的分离结构。该壳体305的材质例如是塑料、金属、不锈钢、合金、陶瓷或其它刚性足够的物质。该壳体305与该固定装置303的接合方式例如是黏着、卡固、嵌合、紧配、挟持、一体成型。
藉由此较佳实施例的方式，可以轻易地完成固定装置与光传导元件之间的对位、固定等动作，而且由于接合的过程中不需高温熔融的步骤，因此，此较佳实施例的部分构件可以直接以塑料等易加工且价廉的材质所构成。
再者，由于传递光纤外围受到略具有弹性或软质的结构体所包覆，因而当传递光纤受到外力作用时，前述弹性、软质的结构体具有可吸收外力，以减低传递光纤受力的效果并有效地防止传递光纤发生移位的情形。
另外，本发明的光收发模块的组装方式并不以上述组装方式为限，也可以为第5A或5B图所示的结构，或其它在相同的精神下所得到的方式及结构。
请参照图5A所示，其示出了本发明的光收发模块500的再另一较佳实施例的俯视图。在本较佳实施例中，光收发模块500与图3A和3B所示的光收发模块300的差异在于本较佳实例系以一外壳501作为保护/定位光收发模块。其中该外壳501的轴心系形成一贯穿开口502，用以使传递光纤306内的蕊心部307可透过外壳501传递光信号，并请参阅图5B所示的剖面示意图。
该外壳501系以固接的方式固定该电路结构301，该固接方法例如是黏着、卡固、挟持、紧配、嵌合、填充或运用至少一插销。该外壳501的形状可以是筒状、柱状、多边形或其它可作为保护/定位光收发模块的结构体。
以上述实例为例进行说明，然并不以上述为限，也可以视实际的情形而相互交替使用。
综上所述，在本发明的光收发模块中，由于该光传导元件系直接连接于电路结构上，因此不需经由陶瓷基板而与该电路结构相连接，故可以大幅降低制造成本及时间。
再者，在本发明的光收发模块中，由于该传递光纤与该光传导元件间的接合方式并非采用热融接合的方式，因此用以接合传递光纤与光传导元件的结构不需使用耐高温材质，且不需使用耐高温的套圈来固定传递光纤位置，故可大幅降低制程难易度及制造成本。
另外，由于光传导元件与遮盖间的黏合方式可于低温下进行，故可使用紫外线胶或低温环氧树脂黏合，更可减低成本。
另外，在本发明的光收发模块中，由于传递光纤外部系受到软质/弹性材料所包覆，因此当传递光纤承受外力时，会吸收此外力，进而降低传递光纤移位/变形/断裂等的可能性。
虽然本发明已以一较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，所属领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作出各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书的界定为准。
权利要求
1.一种光收发模块，包括一电路结构；一固定装置，该固定装置系全部或一部包覆一传递光纤，一光信号系于该传递光纤内传递；一光传导元件，耦合于该固定装置且系直接连接于该电路结构上，且接收及/或发送该光信号；以及一遮盖，使该传递光纤一端连接于该光传导元件上。
2.如权利要求1所述的光收发模块，其更包括一壳体，系包覆该固定装置，使该固定装置间接与该电路结构嵌合，且该壳体的材质为塑料、金属、合金、不锈钢或陶瓷。
3.如权利要求1所述的光收发模块，其中该电路结构系以嵌合的方式与该固定结构接合。
4.如权利要求1所述的光收发模块，其中该固定装置具一凹槽，并以该凹槽与该电路结构接合。
5.如权利要求5所述的光收发模块，其中该电路结构系藉由黏着剂、填充材料、弹性材料或软质材料而接合于该凹槽内。
6.如权利要求1所述的光收发模块，其中该固定装置与该传递光纤之间系利用黏着剂、填充材料、弹性材料或软质材料而固定组合。
7.如权利要求1所述的光收发模块，其中该光传导元件与该遮盖系位于该电路结构的同一侧面，该光传导元件系位于该遮盖与该电路结构包夹处。
8.如权利要求1所述的光收发模块，其中该电路结构具有至少一插脚，藉以与一外部系统连接，产生电连接。
9.如权利要求1所述的光收发模块，其中该固定装置的材质系为塑料、金属、合金或陶瓷。
10.如权利要求1所述的光收发模块，其中该遮盖的材质系选自塑料、金属、合金、不锈钢、陶瓷所组成的族群其中之一。
11.如权利要求1所述的光收发模块，其中该遮盖与该光传导元件之间系藉由紫外线胶、低温环氧树脂或其它低温树脂而相互黏合。
12.如权利要求1所述的光收发模块，其中该遮盖系以选自胶黏、点焊、激光焊接所组成的族群其中的一的方式使该传递光纤一端连接于该光传导元件上。
13.一种光收发模块，包括一电路结构；一固定装置，该固定装置系全部或一部包覆一传递光纤，一光信号系于该传递光纤内传递；一光传导元件，耦合于该固定装置且系直接连接于该电路结构上，且接收及/或发送该光信号；一外壳，具有一贯穿开口，该光信号可经该贯穿开口透出；以及一遮盖，使该传递光纤一端连接于该光传导元件上。
全文摘要
一种光收发模块，系由电路结构、固定装置、光传导元件、遮盖所构成，其中固定装置系包覆一部或全部传递光纤，且光信号于传递光纤内传递。光传导元件系直接连接于电路结构上，且接收或发送光信号。
文档编号H04B10/02GK1847894SQ20051006436
公开日2006年10月18日 申请日期2005年4月14日 优先权日2005年4月14日
发明者钟明兴, 田章鸿, 郭三清 申请人:台达电子工业股份有限公司