專利名稱：光電收發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光電收發(fā)器，特別是涉及一種不須使用金屬杯狀屏蔽以及玻璃制發(fā)泡透鏡的光電收發(fā)器。
光電收發(fā)器(opto-electronic transceiver)或光電收發(fā)器模塊是用以將來自光纖連接器(fiber connector)的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，或?qū)㈦娦盘栟D(zhuǎn)換成光信號，以便由光纖傳送出去。其是以一光二極管(photo diode)將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，然后輸出至后級的電路；以一激光二極管(laser diode)將來自后級電路的電信號轉(zhuǎn)換成光信號然后傳送出去。
以

圖1所示的一種現(xiàn)有的光電收發(fā)器10為例，其包括前端及后端。其中后端主要是一大電路板20，其上表面具有一電路(未顯示)，用以處理光信號及電信號；其下表面具有9只針腳，突起于其下表面上。前端主要包括一激光二極管30以及一光二極管(未顯示)。如圖1的放大部份所示，該激光二極管30是以“To-package”的方式封裝，亦即以一稱為“To-can”的金屬杯狀屏蔽37罩在一小電路板31上的激光二極管芯片33，并且該金屬杯狀屏蔽37的前端(對應(yīng)于該激光二極管芯片的光輸出路徑)具有一透明玻璃窗，該透明玻璃窗之上具有一玻璃制發(fā)泡透鏡(ball lens)38，由該激光二極管芯片所射出的激光經(jīng)由該透鏡38聚集后再投射出去。該激光二極管30并套接至一對準(zhǔn)套筒(sleeve)35。藉由該對準(zhǔn)套筒35該激光二極管30可對準(zhǔn)一光纖連接器60中(fiber connector)的套圈(ferrule)61的一端，然后該套圈61的另一端連接至光纖70。至于光二極管部份的結(jié)構(gòu)因類似于該激光二極管，因此不再贅述。
仍請參閱圖1，在上述激光二極管30中，該激光二極管芯片33是以數(shù)只外部接腳39與該大電路板20上的電路形成電連接。更詳細地說，該激光二極管30的外部接腳39插入大電路20的插孔中而與該電路形成電連接。然而值得注意的是，這種現(xiàn)有的光電收發(fā)器10會因寄生電容及寄生電感的問題而導(dǎo)致高頻(例如GHz以上)時的特性不佳，例如傳輸速率(transmission rate)不佳等。其寄生電容主要產(chǎn)生于該金屬杯狀屏蔽37與大電路板20之間；其寄生電感產(chǎn)生于該外部接腳39上，因為對于高頻而言，該外部接腳39是一電感(因其為導(dǎo)體)。
此外，在該現(xiàn)有光電收發(fā)器10中，除高頻傳輸特性不佳的缺點外，尚包括玻璃制發(fā)泡透鏡38的制造成本過高、以及不適用于小體積形式(smallform factor；SFF)。其中不適用小體積形式的原因是因為該金屬杯狀屏蔽37的體積相比于該激光二極管芯片33原本就不小，在套入該對準(zhǔn)套筒35后會使得光傳送部份的體積變得更大。因此，為增進高頻傳輸特性以及降低制造成本，亟需一種可解決上述問題的光電收發(fā)器。
本發(fā)明的目的是提出一種光電收發(fā)器，其可減小寄生電容和電感，從而改進高頻特性，并且減小收發(fā)器的體積。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種光電收發(fā)器(opto-electronictransceiver)，包括一第一電路板、一傳送裝置、一接收裝置。其中該第一電路板具有一第一上表面、一第一下表面以及多個接腳，該第一上表面具有一電路，該接腳突起于該第一下表面。
該傳送裝置位于該第一電路板上，且該傳送裝置還包括一第二電路板、一激光二極管芯片以及一第一對準(zhǔn)套筒。其中該第二電路板具有一第二上表面及一第二下表面，該第二下表面上具有導(dǎo)線，且該第二電路板還電連接于該第一電路板。在此實施中，該激光二極管芯片位于該第二電路板的第二上表面上，該激光二極管芯片電連接于該第二下表面上的導(dǎo)線，且該激光二極管芯片響應(yīng)于該第一電路板上的電路的電信號而輸出一光信號(其為一激光)。
該第一對準(zhǔn)套筒為透明或不透明，且具有一第一弧面端及一第二弧面端，其中該第一弧面端及該第二弧面端位于該對準(zhǔn)套筒的相反兩端，該第一對準(zhǔn)套筒包覆該第二電路板的第二上表面以及該激光二極管芯片，且該第一弧面端位于該半導(dǎo)體激光二極管芯片的光輸出路徑上，特別的是該第一弧面端使該該激光二極管芯片所發(fā)射的激光于該第一對準(zhǔn)套筒中可幾乎平行地行進而不發(fā)散，亦即該第一弧面端可作為一透鏡；另外，該第二弧面端則使該激光可聚集地投射至該第一對準(zhǔn)套筒所連接的一光纖連接器的套圈(ferrule)，亦即該第二弧面端具有聚焦的功能。
該接收裝置也位于該第一電路板上，且該接收裝置還包括一第三電路板、一光二極管芯片以及一第二對準(zhǔn)套筒。其中該第三電路板具有一第三上表面及一第三下表面，該第三下表面上具有導(dǎo)線，且該第三電路板還電連接于該第一電路板。該光二極管芯片位于該第三電路板的第三上表面上，該光二極管芯片電連接于該第三下表面上的導(dǎo)線，且該光二極管芯片因應(yīng)于一光信號而輸出一電信號至第一電路板上的電路以進行處理。此外，本發(fā)明的光電收發(fā)器還包括一外殼，用以包覆該第一電路板、該傳送裝置以及該接收裝置。
下面結(jié)合附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。附圖中圖1是一現(xiàn)有光電接收器的爆炸圖。
圖2是本發(fā)明的光電接收器的示意圖。
圖3是本發(fā)明的對準(zhǔn)套筒的剖面俯視圖。
附圖標(biāo)號說明10現(xiàn)有的光電收發(fā)器20大電路板30激光二極管31小電路板30激光二極管芯片35對準(zhǔn)套筒37金屬杯狀屏蔽 38玻璃制發(fā)泡透鏡39外部接腳 60光纖連接器61套圈 70光纖100光電收發(fā)器 200第一電路板300傳送裝置 310接收裝置330激光二極管芯片 350第一對準(zhǔn)套筒360a第一弧面端 360b第二弧面端500接收裝置 510第三電路板530光二極管芯片 550第二對準(zhǔn)套筒600光纖連接器 610套圈本發(fā)明揭露一種光電收發(fā)器(opto-electronic transceiver)100，如圖2所示，至少包括一第一電路板200、一傳送裝置300、一接收裝置500。其中該第一電路板200具有一第一上表面、一第一下表面以及多個接腳250，該第一上表面具有一電路(未顯示)，該接腳250突起于該第一下表面。
仍請參閱圖2，該傳送裝置300位于該第一電路板200上，且該傳送裝置300還包括一第二電路板310、一激光二極管芯片330(例如一半導(dǎo)體激光二極管芯片)以及一第一對準(zhǔn)套筒350。其中該第二電路板310具有一第二上表面及一第二下表面，該第二下表面上具有導(dǎo)線(未顯示，例如焊墊pad)，且該第二電路板310還電連接(例如可藉由焊線接合方式)于該第一電路板200。在此實施例中，該半導(dǎo)體激光二極管芯片330包括邊射激光二極管(Fabry Perot laser diode；FPLD)芯片以及垂直共振腔面射激光二極管(vertical cavity surface emitting laser diode；VCSEL)，位于該第二電路板310的第二上表面上，該半導(dǎo)體激光二極管芯片330電耦合于該第二下表面上的導(dǎo)線，且該半導(dǎo)體激光二極管芯片330響應(yīng)于該第一電路板200上的電路的電信號而輸出一光信號(其為一激光)。
請參閱圖2及圖3，其中圖3本發(fā)明的第一對準(zhǔn)套筒350的剖面俯視圖。該第一對準(zhǔn)套筒350的一端套接至一光纖連接器的套圈(ferrule)610，例如一陶瓷套圈，且該第一對準(zhǔn)套筒350且具有一第一弧面端360a及一第二弧面端360b，其中該第一弧面端360a及該第二弧面端360b位于該對準(zhǔn)套筒350的相反兩端。該第一對準(zhǔn)套筒350包覆該第二電路板310的第二上表面以及該半導(dǎo)體激光二極管芯片330，且該第一弧面端360a位于該半導(dǎo)體激光二極管芯片330的光輸出路徑上，特別的是該第一弧面端360a使該半導(dǎo)體激光二極管芯片330所發(fā)射的激光于該第一對準(zhǔn)套筒350中幾乎平行地行進而不發(fā)散，亦即該第一弧面端360a可作為一透鏡；另外，該第二弧面端360b則對準(zhǔn)該套圈610，用以使該激光可聚集地投射至該第一對準(zhǔn)套筒350所連接的一光纖連接器600的套圈(ferrule)610，亦即該第二弧面端360b具有聚焦的功能。此外，在該第一對準(zhǔn)套筒350包覆該第二電路板310的第二上表面所形成的空間中還填充有惰性氣體(例如氮氣)，以保護該半導(dǎo)體激光二極管芯片330，例如避免該半導(dǎo)體激光二極管芯片330受潮或是腐蝕。在此實施例中，該第一對準(zhǔn)套筒350是以(但不限定)射出成型的方式形成的，其材質(zhì)例如為PEI或是ULTEM，但是介電強度約介于22至33的其它材質(zhì)亦可使用。至于圖2的第二對準(zhǔn)套筒550由于與該第一對準(zhǔn)套筒350完全相同，因此不再予以贅述。
請回到圖2，該接收裝置500也位于該第一電路板上200，且該接收裝置500包括一第三電路板510、一光二極管芯片530以及一第二對準(zhǔn)套筒550。其中該第三電路板510具有一第三上表面及一第三下表面，該第三下表面上具有導(dǎo)線(未顯示)，且該第三電路板510還電連接(例如可藉由焊線接合方式)于該第一電路板200。該光二極管芯片530位于該第三電路板510的第三上表面上，該光二極管芯片530電連接于該第三下表面上的導(dǎo)線，且該光二極管芯片530因應(yīng)于一光信號而輸出一電信號至第一電路板200上的電路以進行處理。并且，該第二弧面端360b使來自光纖的光信號對準(zhǔn)該第二對準(zhǔn)套筒550，該第一弧面端360a則使該光信號可聚集地投射至該光二極管芯片530。此外，本發(fā)明的光電收發(fā)器100還包括一外殼(未顯示)，用以包覆該第一電路板200、該傳送裝置300以及該接收裝置500。
值得注意的是，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)最大的不同之一在于本發(fā)明的傳送裝置300不須使用金屬杯狀屏蔽(即所謂的”To can”)來包覆激光二極管芯片，不須使用使用玻璃制發(fā)泡透鏡來聚焦。因為本發(fā)明的第一對準(zhǔn)套筒350除可取代金屬杯狀屏蔽之外，上述第一弧面端360a及一第二弧面端360b亦可取代現(xiàn)有的玻璃制發(fā)泡透鏡。如此，現(xiàn)有技術(shù)中的寄生電容及電感的負面影響將可迎刃而解，故可以有效地提升高頻傳輸?shù)奶匦?。換言之，本發(fā)明將現(xiàn)有技術(shù)必須使用的金屬杯狀屏蔽(To can)、玻璃制發(fā)泡透鏡以及對準(zhǔn)套筒的功能整合在單一個對準(zhǔn)套筒350中，以節(jié)省成本、工藝步驟以及避免寄生電容及電感效應(yīng)。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并非用以限定本發(fā)明的申請保護范圍；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光電收發(fā)器(opto-electronic transceiver)，包括一第一電路板，具有一第一上表面、一第一下表面以及復(fù)數(shù)個接腳，該第一上表面具有一電路，該接腳突起于與該第一下表面；一傳送裝置，位于該第一電路板上，該傳送裝置還包括一第二電路板；一激光二極管芯片，位于該第二電路板上，該激光二極管芯片電連接于該電路，該激光二極管芯片響應(yīng)于該電路的一電信號而輸出一激光；一第一對準(zhǔn)套筒(sleeve)，具有一第一弧面端及一第二弧面端，該第一弧面端及該第二弧面端位于該對準(zhǔn)套筒的相反兩端，該第一對準(zhǔn)套筒包覆該第二電路板以及該激光二極管芯片，且該第一弧面端位于該激光二極管芯片的光輸出路徑上，該第一弧面端使該激光于該套筒中平行地行進而不發(fā)散，該第二弧面端使該激光可聚集地投射出去；一接收裝置，位于該第一電路板上，該接收裝置還包括一第三電路板；一光二極管(photo diode)芯片，位于該第三電路板上，該光二極管芯片電連接于該電路，該光二極管芯片因應(yīng)于一光信號而輸出一電信號至該電路；一第二對準(zhǔn)套筒(sleeve)；具有一第一弧面端及一第二弧面端，該第一弧面端及該第二弧面端位于該第二對準(zhǔn)套筒的相反兩端，該第二對準(zhǔn)套筒包覆該第三電路板以及該光二極管芯片，且該第二弧面端位于該光二極管芯片的光輸入路徑上，該第二弧面端使該光信號入射至該第二對準(zhǔn)套筒中，該第一弧面端使該光信號聚集地投射至該光二極管芯片；及一外殼，包覆該第一電路板、該傳送裝置以及該接收裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的光電收發(fā)器，其中上述激光二極管芯片至少包括半導(dǎo)體激光二極管芯片。
3.如權(quán)利要求1所述的光電收發(fā)器，其中上述激光二極管芯片至少包括邊射激光二極管(Fabry-Perot laser diode；FPLD)芯片以及垂直共振腔面射激光二極管(vertical cavity surface emitting laser diode；VCSEL)。
4.如權(quán)利要求1所述的光電收發(fā)器，其中上述第一及第二對準(zhǔn)套筒的第二弧面端對準(zhǔn)一光纖連接器的一套圈(ferrule)。
5.如權(quán)利要求1所述的光電收發(fā)器，其中上述第一對準(zhǔn)套筒包覆上述第二電路板所形成的空間中還填充有惰性氣體。
6.如權(quán)利要求1所述的光電收發(fā)器，其中上述光信號來自一光纖。
7.如權(quán)利要求1所述的光電收發(fā)器，其中上述第一及第二對準(zhǔn)套筒為透明或不透明。
8.如權(quán)利要求1所述的光電收發(fā)器，其中上述第一及第二對準(zhǔn)套筒的材質(zhì)的介電強度約為22至33。
9.一種光電收發(fā)器(optoelectronic transceiver)，至少包括一第一電路板，具有一電路；一傳送裝置，位于該第一電路板上，該傳送裝置還包括一第二電路板，具有一第二上表面及一第二下表面，該第二下表面具有導(dǎo)線，該第二電路板電連接于該第一電路板；一激光二極管芯片，位于該第二電路板的第二上表面上，該激光二極管芯片電連接于該第二下表面的導(dǎo)線，該激光二極管芯片因應(yīng)于該電路的一電信號而輸出一激光；一第一對準(zhǔn)套筒(sleeve)，具有一第一弧面端及一第二弧面端，該第一弧面端及該第二弧面端位于該對準(zhǔn)套筒的相反兩側(cè)，該第一對準(zhǔn)套筒包覆該第二電路板及該激光二極管芯片，且該第一弧面端位于該激光二極管芯片的光輸出路徑上，該第一弧面端使該激光于該第一套筒中平行地行進而不發(fā)散，該第二弧面端使該激光聚集地射出；一接收裝置，位于該第一電路板上，該接收裝置還包括一第三電路板，具有一第三上表面及一第三下表面，該第三下表面具有導(dǎo)線，該第三電路板電連接于該第一電路板；一光二極管(photo diode)芯片，位于該第三電路板的第三上表面上，該光二極管芯片電連接于該第三下表面的導(dǎo)線，該光二極管芯片因應(yīng)于一光信號而輸出一電信號；及一第二對準(zhǔn)套筒(sleeve)，具有一第一弧面端及一第二弧面端，該第一弧面端及該第二弧面端位于該對準(zhǔn)套筒的相反兩側(cè)，該第二對準(zhǔn)套筒包覆該第三電路板的上表面及該光二極管芯片，且該第二弧面端位于該光二極管芯片的光輸入路徑上，該第二弧面端使一光信號入射至該第二對準(zhǔn)套筒中，該第一弧面端使該激光聚集地投射至該光二極管芯片。
10.如權(quán)利要求9所述的光電收發(fā)器，還包括一外殼，用以包覆該第一電路板、該傳送裝置以及該接收裝置。
11.如權(quán)利要求9所述的光電收發(fā)器，其中上述第一電路板還具有復(fù)數(shù)個突起的接腳。
12.如權(quán)利要求9所述的光電收發(fā)器，其中上述激光二極管芯片至少包括半導(dǎo)體激光二極管芯片。
13.如權(quán)利要求9所述的光電收發(fā)器，其中上述激光二極管芯片至少包括邊射激光二極管(Fabry-Perot laser diode；FPLD)芯片以及垂直共振腔面射激光二極管(vertical cavity surface emitting laser diode；VCSEL)。
14.如權(quán)利要求9所述的光電收發(fā)器，其中上述第一及第二對準(zhǔn)套筒的第二弧面端對準(zhǔn)一光纖連接器的一套圈。
15.如權(quán)利要求9所述的光電收發(fā)器，其中上述第一對準(zhǔn)套筒包覆上述第二電路板所形成的空間中還填充有惰性氣體。
16.如權(quán)利要求9所述的光電收發(fā)器，其中上述光信號來自一光纖。
17.如權(quán)利要求9所述的光電收發(fā)器，其中上述第一及第二對準(zhǔn)套筒為透明或不透明。
18.如權(quán)利要求10所述的光電收發(fā)器，其中上述第一及第二對準(zhǔn)套筒的材質(zhì)的介電強度大致為22至33。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種光電收發(fā)器,包括一第一電路板、一傳送裝置、一接收裝置以及一外殼。其中該傳送裝置主要為一激光二極管,該接收裝置主要為一光二極管。分別以一對準(zhǔn)套筒包覆該激光二極管及該光二極管。對激光二極管而言,該對準(zhǔn)套筒的第一弧面端使激光于該套筒中平行地行進而不發(fā)散,該對準(zhǔn)套筒的第二弧面端使該激光可聚集地投射出去。該外殼包覆該第一電路板、該傳送裝置以及該接收裝置。
文檔編號H01L31/04GK1381959SQ01117089
公開日2002年11月27日 申請日期2001年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月24日
發(fā)明者羅偉仁 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司