專利名稱：光學(xué)模塊及其制造方法、保護(hù)組件及帶電布線的保護(hù)組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)模塊、該模塊的制造方法、保護(hù)組件、以及帶有電布線的保護(hù)組件，例如，涉及一種適于在下一代服務(wù)器系統(tǒng)等中的數(shù)據(jù)傳輸用光發(fā)送模塊和光接收模塊中使用的技術(shù)。
背景技術(shù)：
由于服務(wù)器系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸依賴于大規(guī)模的并行傳輸，所以需要以并行方式安裝大量的光學(xué)模塊。這就要求針對每個光學(xué)模塊進(jìn)行尺寸縮減和成本縮減。
作為第一傳統(tǒng)示例，圖22顯示了一種用于光通信的CAN封裝型光學(xué)模塊。如圖22所示，傳統(tǒng)的CAN封裝型光學(xué)模塊包括以下主要組件諸如激光二極管(LD)或光電二極管(PD)的光學(xué)元件100，(兩個)透鏡200，用于保護(hù)光纖300a的套架300，用于保護(hù)光學(xué)元件100和管座(stem)500的氣密密封窗制封帽400，總共6個組件。按如下方式進(jìn)行光軸調(diào)節(jié)(控制)，即，在兩個點(diǎn)(2個透鏡200)處進(jìn)行二維調(diào)節(jié)，并且在一個點(diǎn)(套架300)處進(jìn)行一維調(diào)節(jié)。
作為第二傳統(tǒng)示例，圖23顯示了一種使用硅(Si)平臺的光學(xué)模塊，該光學(xué)模塊是近年來為大幅削減光學(xué)模塊的成本而開發(fā)研制的。日本專利特開2003-121707中提出了圖23所示的光學(xué)模塊，該光學(xué)模塊包括以下主要組件Si平臺(Si座)600，套架300和光學(xué)元件(LD)100，總共3個組件。作為光軸調(diào)節(jié)，在一個點(diǎn)(光學(xué)元件)處進(jìn)行二維調(diào)節(jié)。該光學(xué)模塊屬于這種類型，其中將套架300和光學(xué)元件100安裝在Si平臺600的表面上，該Si平臺600具有適于承載端面受光/發(fā)光型光學(xué)元件[FP-LD(法布里-珀羅(Fabry Perot)激光二極管)或波導(dǎo)型PD]。在圖23中，標(biāo)號700表示層間布線，標(biāo)號701表示絕緣隔墊，標(biāo)號702表示用于驅(qū)動光學(xué)元件100的驅(qū)動器IC，該驅(qū)動器IC通過Au布線連接到光學(xué)元件100。
然而，上述第一傳統(tǒng)示例不僅需要大量部件，而且還需要大量光軸調(diào)節(jié)點(diǎn)，這不利于尺寸縮減和成本降低。
另一方面，第二傳統(tǒng)示例考慮的是承載端面受光/發(fā)光型光學(xué)元件，因此，它不適合承載作為表面發(fā)光元件(VCSEL垂直腔表面發(fā)射激光器)或表面受光元件的標(biāo)準(zhǔn)的、低成本的PIN-PD(PIN-光電二極管)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是從消除這些問題的角度出發(fā)的，因此，為了實(shí)現(xiàn)小尺寸、低成本的光學(xué)模塊，本發(fā)明的一個目的就是要減少光學(xué)模塊部件的數(shù)量，以及進(jìn)一步解決低成本表面受光/發(fā)光型光學(xué)元件(VCSEL、PIN-PD)的加載問題。
為此，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種光學(xué)模塊，其包括光學(xué)元件；保護(hù)組件(構(gòu)件)，用于保護(hù)要光耦合到所述光學(xué)元件的光傳輸介質(zhì)；以及電布線，形成在用于所述光學(xué)元件的所述保護(hù)組件中。
另外，根據(jù)本發(fā)明另一方面的保護(hù)組件具有形成在用于保護(hù)光傳輸介質(zhì)的保護(hù)組件的端部中的一凹部(腔狀部)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種制造光學(xué)模塊的方法，所述光學(xué)模塊包括光學(xué)元件；保護(hù)組件，用于保護(hù)要光耦合到所述光學(xué)元件的光傳輸介質(zhì)；以及用于所述光學(xué)元件的電布線，其中，為在所述光學(xué)元件與所述光傳輸介質(zhì)之間進(jìn)行光軸調(diào)節(jié)(對準(zhǔn))，對所述光學(xué)元件與所述光傳輸介質(zhì)之間的相對位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，與此同時，通過使用非固化導(dǎo)電粘合劑使所述光學(xué)元件或安裝有所述光學(xué)元件的光學(xué)元件安裝基板(底板)的電布線與形成在所述保護(hù)組件中的電布線導(dǎo)通，以驅(qū)動所述光學(xué)元件，并且在所述調(diào)節(jié)完成后固化所述導(dǎo)電粘合劑。
再有，根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種制造光學(xué)模塊的方法，所述光學(xué)模塊包括光學(xué)元件；保護(hù)組件，用于保護(hù)要光耦合到所述光學(xué)元件的光傳輸介質(zhì)；以及用于所述光學(xué)元件的電布線，其中，為在所述光學(xué)元件與所述光傳輸介質(zhì)之間進(jìn)行光軸調(diào)節(jié)，通過反復(fù)執(zhí)行以下步驟來調(diào)節(jié)所述光學(xué)元件與所述光傳輸介質(zhì)之間的相對位置移動步驟，將所述光學(xué)元件設(shè)置成驅(qū)動停止的狀態(tài)，并且在所述光學(xué)元件或安裝有所述光學(xué)元件的光學(xué)元件安裝基板與所述保護(hù)組件相分離的狀態(tài)下，改變所述光學(xué)元件與所述光傳輸介質(zhì)之間的相對位置；光學(xué)元件驅(qū)動步驟，通過使所述光學(xué)元件或所述光學(xué)元件安裝基板的電布線與形成在所述保護(hù)組件中的一電布線相互接觸，來驅(qū)動所述光學(xué)元件；以及檢測步驟，檢測從所述光學(xué)元件通過所述光傳輸介質(zhì)輸出的光功率的幅值，或者檢測與通過所述光傳輸介質(zhì)輸入的光對應(yīng)的受光電信號的幅值，并且在所述調(diào)節(jié)完成后，把所述光學(xué)元件或所述光學(xué)元件安裝基板與所述保護(hù)組件彼此固定地安裝在一起。
而且，根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了形成有電布線的保護(hù)組件(即帶有電布線的保護(hù)組件)，其包括用于保護(hù)光傳輸介質(zhì)的保護(hù)組件，和形成在該保護(hù)組件中用于與外部電路進(jìn)行電連接的電布線。
這樣，與上述參照圖22所述的第一傳統(tǒng)示例和參照圖23所述的第二傳統(tǒng)示例相比，本發(fā)明可以減少光學(xué)模塊的主要部件的數(shù)量，因此，非常有助于減小光學(xué)模塊的尺寸。另外，由于在用于保護(hù)光傳輸介質(zhì)的保護(hù)組件中形成有凹部(腔狀部)，該凹部可以容納所述光學(xué)元件的至少一部分，這就使得在保護(hù)光學(xué)元件的同時進(jìn)一步減小了光學(xué)模塊的尺寸。
更進(jìn)一步，不同于第二傳統(tǒng)示例，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)一種簡單的安裝結(jié)構(gòu)，其適于加載低成本表面型光學(xué)元件(VCSEL或PIN-PD)。
總之，本發(fā)明非常有助于光發(fā)送模塊或光接收模塊的尺寸減小與成本降低，這些模塊對于下一代服務(wù)器系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸很有用。


圖1是例示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光學(xué)模塊的結(jié)構(gòu)的部分透明側(cè)視圖；圖2(A)和2(B)是例示出用作圖1所示光學(xué)模塊的主要組件的光學(xué)元件的透視圖；
圖3是例示出其上承載(安裝)有圖2中所示光學(xué)元件的底座(裝有光學(xué)元件的基座)的透視圖；圖4是例示出用作圖1中所示光學(xué)模塊的主要組件的套架的透視圖；圖5是例示出套架端面的粘合劑施加位置的平面圖，用于解釋圖1中所示光學(xué)模塊的制造方法；圖6是示出光軸調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖，用于解釋圖1中所示光學(xué)模塊的制造方法；圖7是例示出在由圖6中所示光軸調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行光軸調(diào)節(jié)下的粘合劑狀態(tài)的側(cè)視圖；圖8是用于解釋在圖1中所示光學(xué)模塊的制造過程中的樹脂密封的例示性側(cè)視圖；圖9是用于解釋在圖1中所示光學(xué)模塊的制造過程中的樹脂密封的例示性側(cè)視圖；圖10是例示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的光學(xué)模塊的部分透明側(cè)視圖；圖11是例示出用作圖10中所示光學(xué)模塊的主要組件的光學(xué)元件的透視圖；圖12是例示出用作圖10中所示光學(xué)模塊的主要組件的套架的透視圖；圖13是示出光軸調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖，用于解釋圖10中所示光學(xué)模塊的制造方法；圖14(A)到14(C)是用于解釋使用圖13中所示光軸調(diào)節(jié)系統(tǒng)的光軸調(diào)節(jié)過程的例示圖；圖15是用于解釋在圖10中所示光學(xué)模塊的制造過程中施加透明樹脂的例示性側(cè)視圖；圖16是用于解釋在圖10中所示光學(xué)模塊的制造過程中進(jìn)行樹脂密封的例示性側(cè)視圖；圖17是用于解釋圖1和圖4中所示帶有電布線的套架的制造過程的例示圖；
圖18是用于解釋圖1和圖4中所示帶有電布線的套架的制造過程的例示圖；圖19是用于解釋圖1和圖4中所示帶有電布線的套架的制造過程的例示圖；圖20是用于解釋圖1和圖4中所示帶有電布線的套架的制造過程的例示圖；圖21是用于解釋圖10和圖12中所示帶有電布線的套架的制造過程的例示圖；圖22是示出第一傳統(tǒng)示例的CAN封裝型光學(xué)模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的例示性透視側(cè)視圖；以及圖23是示出形成第二傳統(tǒng)示例的使用硅平臺的光學(xué)模塊的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式第一實(shí)施例圖1是根據(jù)該發(fā)明的第一實(shí)施例說明光學(xué)模塊構(gòu)造的部分透明側(cè)視圖。圖2(A)和2(B)是示意性地示出用作該光學(xué)模塊的主要組件的光學(xué)元件的透視圖，圖3是示意性地示出加載(安裝)該光學(xué)元件的基座(光學(xué)元件安裝基板)的透視圖，而圖4是示意性地示出用作該光學(xué)模塊的主要組件的套架的透視圖。
在圖1中，光學(xué)模塊包括以下主要組件基座8，其上安裝有光學(xué)元件1，例如，安裝有諸如LD的發(fā)光元件或諸如PD的受光元件，它們用于執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換；和套架(保護(hù)組件)3，用于保護(hù)用作光傳輸介質(zhì)的光纖。另外，在圖1中，標(biāo)號7表示Pt板[印刷基板(外部電路)]，在該P(yáng)t板中封裝有用于驅(qū)動光學(xué)元件1的驅(qū)動電路及其他電路。
在該結(jié)構(gòu)中，例如，如圖2(A)所示，光學(xué)元件1在基板1b的一個表面(正面)上具有透光窗口部1a，在安裝LD的情況下用作發(fā)光部，在安裝PD的情況下用作受光部；和電極圖案(正面電極)1c，用作信號(LD驅(qū)動信號或PD受光電流)側(cè)電極。如圖2(B)所示，光學(xué)元件1在基板1b的另一表面(背面)上具有一電極圖案(背面電極)1d，該電極圖案用作電源或地(GND)側(cè)電極(電源/地側(cè)電極)。該結(jié)構(gòu)是投入市場的表面光學(xué)元件(VCSEL或PIN-PD)所共有的配置。
同時，如圖1和圖4所示，在套架3中加工有一通孔，其用于容納光纖3a，在沿所述通孔(光纖3a)的延伸方向的一個側(cè)壁表面(端面)上加工有一凹部(indentation)或腔狀部(光學(xué)元件容納凹部)3c，該凹部3c能夠整體或部分地容納安裝在基座8上的光學(xué)元件1，因此，圍繞該凹部3c形成了壁部3d。
在套架3的主體的上表面?zhèn)?圖4中的下側(cè))部分地切斷壁部3d，該切斷(間隙)部由標(biāo)號3g表示，用作如后所述用透明樹脂12填充凹部3c的填充窗口。光纖3a的另一端暴露在與其中形成有前述光學(xué)元件容納凹部3c的側(cè)壁表面相對的另一側(cè)壁表面處。
而且，從圍繞凹部3c的壁部3d的上表面到側(cè)表面(套架下表面圖4中的上側(cè)構(gòu)成一下表面)，在套架3的表面上形成有與光學(xué)元件1相關(guān)的電布線(電極圖案)3b(參見通過在圖中加陰影所示出的電布線31、32和33)(至少用于光學(xué)元件1的驅(qū)動信號的傳輸)。在這種情況下，在壁部3d的上表面孤立形成的電布線31，用作與光學(xué)元件1的信號電極1c電連接的信號側(cè)電極(布線)；而在同一壁部3d的上表面形成的另一電布線32和在套架3的下表面形成的電布線33，用作與光學(xué)元件1的電源/GND電極1d電連接的電源/GND側(cè)電極(布線)。
因此，如圖1所示，當(dāng)把套架3以套架下表面朝下的狀態(tài)設(shè)置在Pt板7上的時候，在套架下表面?zhèn)刃纬傻碾姴季€31和33與用于形成在Pt板7上的驅(qū)動電路和其他電路的(多個)電布線可以容易地通過焊接層(焊接凸起(bump))10等進(jìn)行連接。即，在該實(shí)施例中，將套架3加工成至少使電布線3b的一部分(31，33)形成在套架3的側(cè)表面(平坦部分)上，并且形成在該部分上的電布線31和32與形成在Pt板7上的電布線相互電連接。
在這個連接中，根據(jù)Pt板7側(cè)的布線圖案等，其上要形成電布線3b的所述部分的套架側(cè)表面的所述平坦部分也可以僅位于該側(cè)表面的一部分上，而不是位于該表面的全部上。此外，對于在本實(shí)施例中所用套架3的主體(設(shè)備的主體)，例如，使用陶瓷作為其材料，并且通過使用Au淀積等來形成電布線3b。對與安裝有電布線3b的端面相對的端面進(jìn)行光學(xué)拋光，并將其通過接合銷(engaging pin)連接到外部光纖。相應(yīng)地，用于插入接合銷的孔(接合銷插入孔)3f設(shè)置在套架3的內(nèi)部。稍后將說明帶有該電布線3b的套架3的制造過程。
例如，如圖3所示，在基座8中，在陶瓷基板8b上形成有Au(金)圖案(電布線)8a(81，82，83)，在其上加載光學(xué)元件1的部分處，形成有例如由AuSn制成的焊接層(焊接凸起)8c。該焊接層8c連接到前述的光學(xué)元件1的背面電極1d。焊接層8c通過Au圖案81連接到帶有套架3側(cè)布線3b(電源/GND側(cè)電極32)的連接部(接合部)。另外，利用陶瓷基板作為基板8b的原因在于其在隨后的焊接凸起8c的加熱和熔化中的抗熱性。換句話說，也可以使用由其他材料制成的基板，只要其在焊接凸起8c的加熱和熔化中表現(xiàn)出可接受的耐熱性即可。
另外，在基座8上還形成有一線焊盤8d，其將例如通過接合線(Au線)11(參見圖1)連接到光學(xué)元件1的正面電極1c，并且線焊盤8d通過電布線82連接到Au圖案83，該Au圖案83用作位于帶有套架3側(cè)布線3b(信號側(cè)電極31)的所述連接部(接合部)處的電極焊盤。在圖3中，標(biāo)號8e表示指示光學(xué)元件1的加載(安裝)位置的標(biāo)記。
如圖1所示，對其上通過焊接層8c安裝有光學(xué)元件1的基座8進(jìn)行對準(zhǔn)，以使光學(xué)元件1與光纖3a的光軸相互重合，在該狀態(tài)下，即套架3側(cè)布線3b(31和32)和基座8側(cè)布線8a(83和81)沿把光學(xué)元件1容納在套架3中所形成的前述凹部3c中的方向相互接觸時，基座8就附接并固定到套架3上，由此將光學(xué)元件1和帶有電布線3b的套架3集成為一體。這樣，就把光學(xué)元件1以容納在凹部3c中的狀態(tài)與套架3集成在一起，這樣就可完全實(shí)現(xiàn)尺寸縮減而同時保護(hù)光學(xué)元件1。
在這種情況下，例如，使用導(dǎo)電粘合劑14和紫外線固化型樹脂12來在套架3與基座8之間進(jìn)行連接和固定。從抑制布線之間的短路和確保光學(xué)元件1與光纖3a之間的光路的角度出發(fā)，優(yōu)選的是，紫外線固化型樹脂12和導(dǎo)電粘合劑14在固化前的粘度大約為20000 CP(厘泊)，這可在一定程度上抑制流動性。在本實(shí)施例中，由于將紫外線固化型樹脂12設(shè)置在光路中，所以要求它對于要在光學(xué)元件1與光纖3a之間傳輸?shù)墓庑盘柺峭该鞯?透光率為100％或約100％)。理想的是，紫外線固化型樹脂12的折射率(大約1.5)等于或約等于光纖3a的折射率。而且，優(yōu)選地，為了避免光散射進(jìn)行脫泡(deaeration)。
關(guān)于以這種方式構(gòu)造的安裝有包括電布線的光學(xué)元件的套架3，如圖1所示，套架3側(cè)布線3b(31，33)和在其上安裝有用于驅(qū)動光學(xué)元件1和其他元件的驅(qū)動電路的Pt板(外部電路)7通過焊接層10等彼此電連接，由此提供了包括光學(xué)元件和套架的光學(xué)模塊。
下面將更詳細(xì)地說明組裝根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)模塊的方法。
當(dāng)相對于帶有電布線3b的套架3對準(zhǔn)并固定光學(xué)元件1時，就出現(xiàn)了一個對準(zhǔn)方法的問題。即，在該實(shí)施例中，由于用于向光學(xué)元件1供電的布線位于套架3側(cè)，而不位于光學(xué)元件1側(cè)，因此，為了執(zhí)行用于在驅(qū)動光學(xué)元件1的同時調(diào)節(jié)光軸的主動對準(zhǔn)，就需要一用于向光學(xué)元件1供電的裝置，而為了執(zhí)行其中在光軸調(diào)節(jié)(控制)時不驅(qū)動光學(xué)元件1的被動對準(zhǔn)，就需要在光學(xué)元件1上形成標(biāo)記等。
在該實(shí)施例中，采用一用于向光學(xué)元件1供電的方法來執(zhí)行基于主動對準(zhǔn)的光軸調(diào)節(jié)。采用主動對準(zhǔn)的原因在于，不管是主動對準(zhǔn)還是被動對準(zhǔn)，表面型光學(xué)元件1相對于套架3的對準(zhǔn)都需要二維的相對位置調(diào)節(jié)，并且主動對準(zhǔn)能夠在光軸調(diào)節(jié)過程中直接監(jiān)測和檢查光耦合效率，需要較低的生產(chǎn)成本。當(dāng)然，采用被動對準(zhǔn)也是可以接受的。
根據(jù)在光軸調(diào)節(jié)過程中進(jìn)行主動對準(zhǔn)的用于向光學(xué)元件1供電的方法大致分成方法(a)，其中將導(dǎo)電粘合劑14用于光學(xué)元件1(基座8側(cè)布線8a)與套架3側(cè)布線3b之間的連接；方法(b)，其中通過使光學(xué)元件1(基座8側(cè)布線8a)與套架3側(cè)布線3b相互接觸來進(jìn)行導(dǎo)電。
作為該實(shí)施例，下面來說明上述的方法(a)，在該方法中，將導(dǎo)電粘合劑14用于光學(xué)元件1(基座8側(cè)布線8a)與套架3側(cè)布線3b之間的連接。
主動對準(zhǔn)要求(i)光學(xué)元件1與套架3之間的相對位置可精細(xì)調(diào)節(jié)；(ii)從套架3側(cè)布線3b到光學(xué)元件1(基座8側(cè)布線8a)的導(dǎo)電是可行的；以及(iii)用于光學(xué)元件1操作的元件溫度接近室溫。這只是要求用于布線3b與8a之間的電連接的導(dǎo)電材料在光軸調(diào)節(jié)過程中可在室溫下發(fā)生變形，并在光軸調(diào)節(jié)后可以固化。因此，使用導(dǎo)電粘合劑14(例如，銀質(zhì)漿料)作為布線3b與8a之間的電連接的導(dǎo)電材料。
導(dǎo)電粘合劑14在固化之前處于具有流動性的半固態(tài)狀態(tài)下，在受熱后就變成固化狀態(tài)。按如下方式選擇導(dǎo)電材料14的類型，即，使固化溫度不超過套架3的耐熱溫度。按如下方式來進(jìn)行使用導(dǎo)電粘合劑14的光軸調(diào)節(jié)/固定首先在光學(xué)元件1(基座8側(cè)布線8a)和套架3側(cè)布線3b通過非固化導(dǎo)電粘合劑14彼此電連接的狀態(tài)下，進(jìn)行光軸調(diào)節(jié)；然后，在完成光軸調(diào)節(jié)后，使導(dǎo)電粘合劑14固化。通常，導(dǎo)電粘合劑14(銀質(zhì)漿料)是熱固性粘合劑，在多數(shù)情況下，這種粘合劑將在自動恒溫器(thermostat)中固化。另外，作為導(dǎo)電粘合劑14，也可以使用焊料(solder)，只要它的溫度不超過套架3的耐熱溫度即可。
在從光軸調(diào)節(jié)系統(tǒng)到自動恒溫器的移動過程中，在自動恒溫器中的固化過程中調(diào)節(jié)過的光軸有可能偏移。為了避免這種可能性，需要在光軸偏移發(fā)生之前固定光學(xué)元件1(基座8)和套架3，因此，優(yōu)選地，緊隨光軸調(diào)節(jié)之后，通過利用固化時間很短的紫外線固化型樹脂12來進(jìn)行暫時固定。
作為用于暫時固定的紫外線固化型樹脂12，使用了一種對光信號透明的材料(透光率為100％或大約100％)。將其置于套架3內(nèi)部的光纖3a與光學(xué)元件1之間，以進(jìn)行氣密密封。這就帶來下列效果和優(yōu)點(diǎn)。
首先，由于直接對光軸偏移防止部進(jìn)行暫時固定，所以就有可能改善光耦合的穩(wěn)定性，直至導(dǎo)電粘合劑14進(jìn)入硬化狀態(tài)為止。
其次，選擇一種與光纖3a的折射率相匹配的透明粘合劑，使得在光學(xué)元件1是LD的情況下，光纖3a的端面上的反射可以得到抑制，這種反射會引發(fā)噪聲。
第三，如果在導(dǎo)電粘合劑14固化后向光學(xué)元件1涂敷密封樹脂，通常可以防止不透明的密封樹脂進(jìn)入到光學(xué)元件1與光纖3a之間而影響它們之間的光耦合。另外，通過經(jīng)由光纖3a向光學(xué)元件1與光纖3a之間施加紫外線射線，確保置于其間的紫外線固化型樹脂12得到了固化。
參照圖5到圖9，來說明一個實(shí)際的組裝示例。
(1)在基座8上加載光學(xué)元件1首先，例如，將基座8吸附(吸引)安裝到一加熱器(未示出)上，并且根據(jù)光學(xué)元件加載位置標(biāo)記8e將光學(xué)元件1設(shè)置在基座8上，以使背面電極1d接觸基座8上的焊接凸起8c。在該狀態(tài)下，加熱器進(jìn)行加溫(例如，在使用AuSn的情況下，在310℃下持續(xù)加熱大約10秒鐘)以熔化焊接凸起8c，然后冷卻到室溫。這樣，就把光學(xué)元件1的背面電極1d通過焊接層3c固定到基座8上。而且，光學(xué)元件1的上表面電極1c和基座8側(cè)線焊盤8d例如通過接合線11相互連接在一起。
(2)將粘合劑施加到套架3上使用分配器(dispenser)將粘合劑(紫外線固化型樹脂12和導(dǎo)電粘合劑14)施加到套架3上。例如，如圖5所示(對應(yīng)于在圖4中用箭頭A標(biāo)出的套架3的一部分的圖示)，將紫外線固化型樹脂12施加到光纖3a的一端部露出的一部分上，將導(dǎo)電粘合劑14施加到套架3側(cè)布線3b(31，32)與位于套架3的壁部3d的上面的基座8側(cè)布線8a(83，81)之間的連接部上。當(dāng)然，可以將這些粘合劑施加到基座8側(cè)的接合部上。
(3)光軸調(diào)節(jié)隨后，如圖6所示，要與光纖3a相連的光纖線(optical fiber cord)30連接到與如上所述施加粘合劑12和14的一側(cè)相對的套架端面?zhèn)?，然后被放置在光軸調(diào)節(jié)系統(tǒng)的預(yù)定的光學(xué)臺架(optical stage)20(安裝有套架的臺架21)上。光纖線30的另一端部，在光學(xué)元件1是諸如LD的發(fā)光元件時連接到光功率計(jì)22，而在光學(xué)元件1是諸如PD的受光元件時則連接到光源23(發(fā)射可感波長光)。
其上設(shè)有套架3的臺架21配備有與套架側(cè)布線3b接觸的端子(電極圖案)21a，并且該端子連接到用于光學(xué)元件1的驅(qū)動電源24。在光學(xué)元件1是受光元件的情況下，驅(qū)動電源24連接到與光學(xué)元件1的信號側(cè)電極1c電連接的套架3側(cè)布線31，并且還用作電流監(jiān)測器24a，以檢測受光電流信號。
通過例如使用真空吸附用氣泵25，將裝有光學(xué)元件1的基座8吸附并固定到預(yù)定工具(tool)(基座吸附工具)26上，使得光學(xué)元件1面對其上施加有粘合劑12和14的套架3端面。光學(xué)臺架20具有一種能夠使吸附基座8的基座吸附工具26進(jìn)行三維運(yùn)動的機(jī)構(gòu)。
在這種狀態(tài)下，從上方傾斜地觀察基座8(背面)和套架3，以將基座8的外形與套架3端面的一預(yù)定位置對準(zhǔn)。這樣，就完成了在光學(xué)元件1和光纖3a的表面方向上的粗略對準(zhǔn)。從而，當(dāng)從側(cè)面觀察光學(xué)元件1和套架3端面時，基座8就更靠近套架3了，并且紫外線固化型樹脂12與光學(xué)元件1相接觸，導(dǎo)電粘合劑14與基座側(cè)布線8a相接觸(參見圖7)。
隨后，驅(qū)動電源24開始向光學(xué)元件1供電，并且對光學(xué)臺架20進(jìn)行控制，使得光學(xué)元件1與光纖3a的耦合效率達(dá)到最大，由此對基座8的位置進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)。即，在光學(xué)元件1是諸如LD發(fā)光元件的情況下，光功率計(jì)22檢測通過光纖3a輸出的光功率的幅值，而當(dāng)光學(xué)元件1是諸如PD的受光元件時，電流監(jiān)測器24a檢測與從光源23通過光纖3a輸入的光相對應(yīng)的受光電信號的幅值，由此對基座8的位置進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)以使檢測值達(dá)到最大。
(4)基座8和套架3的暫時固定隨后，將已經(jīng)與光軸調(diào)節(jié)光源23或光功率計(jì)22相連接的光纖線30連接到紫外線光源27，這使得能夠通過光纖3a向紫外線固化型樹脂12施加紫外光，以固化所述紫外線固化型樹脂12。例如，也可以不通過光纖3a而從側(cè)面施加紫外線。而且，為了增強(qiáng)暫時固定的強(qiáng)度，也可以在基座8的周邊部分與套架3端面之間施加紫外線固化型樹脂12，然后將其固化。
(5)導(dǎo)電粘合劑14的固化在在自動恒溫器中對導(dǎo)電粘合劑14進(jìn)行加熱和固化之前，從光軸調(diào)節(jié)系統(tǒng)中移開暫時固定的基座8和套架3，并且將連接到套架3的光纖線30從那里斷開連接。
(6)樹脂密封最后，例如，通過使用COB(板載芯片(Chip On Board))安裝用芯片涂敷樹脂(密封樹脂)9進(jìn)行樹脂密封(參見圖8和9)。此時，選擇樹脂使得它的固化溫度不超過套架3和其他樹脂材料的耐熱溫度。而且，優(yōu)選的是，進(jìn)行固化前的粘度對于將樹脂9可靠地設(shè)置在窄間隙中來說也較低。
具體來說，例如，如圖8和9所示，使用分配器40來施加密封樹脂9，并且將密封樹脂9通過套架3的上述切割部3g(參照圖4)注入到基座8和套架3之間的間隙中。圖9是顯示由圖8中的箭頭B所指示的部分的平面圖，在圖9中，透明地顯示基座8(由虛線表示)。
在這種情況下，由于光學(xué)元件1的厚度大約為200μm，所以套架凹部3c的深度小于1mm，并且由于表面張力的作用，可以防止密封樹脂9在套架3的角部處流出。在向其施加了所需量的密封樹脂9以后，以基板8側(cè)朝上的狀態(tài)將該組件放入自動恒溫器中，以進(jìn)行加熱和固化。
如上所述，根據(jù)該實(shí)施例，由于用于光學(xué)元件1和外部電路7之間的連接的電布線3b形成在套架3上，所以構(gòu)成光學(xué)模塊的主要組件在數(shù)量上只有兩個(光學(xué)元件1和套架3或安裝有光學(xué)元件1的基座8)，因此，與以上參照圖22所述的第一傳統(tǒng)示例和以上參照圖3所述的第二傳統(tǒng)示例相比較，可以減少主要組件的數(shù)量，由此顯著地減小光學(xué)模塊的尺寸。因此，這有助于顯著地減小尺寸和縮減成本，尺寸的減小和成本的降低對于在下一代服務(wù)器系統(tǒng)等中用于傳輸數(shù)據(jù)的光發(fā)送模塊或光接收模塊是必要的。具體來說，在該實(shí)施例中，在將光學(xué)元件容納在位于套架3的端面中的凹部3c中的狀態(tài)下進(jìn)行集成，這使得在保護(hù)光學(xué)元件1的同時能夠?qū)崿F(xiàn)尺寸的進(jìn)一步減小。
此外，由于相對于套架3的端面安裝和固定安裝有光學(xué)元件1的基座8，所以可以容易地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的光耦合結(jié)構(gòu)。具體來說，通過上述示例，由于將光學(xué)元件1加載在基座8上，而基座8側(cè)布線8a和套架3側(cè)布線3b是相互連接的，所以當(dāng)光學(xué)元件1構(gòu)成發(fā)光元件(例如LD)時，由光學(xué)元件1產(chǎn)生的熱量會傳遞到基座8上，這提高了熱輻射效果。
此外，由于光學(xué)元件1和光纖3a可以直接相互光耦合而不需使用透鏡的簡單結(jié)構(gòu)，所以可以使用于光耦合的構(gòu)件的數(shù)量最少。此外，由于套架電布線3b和外部電路7之間的連接部分(焊接層10)承受了施加給套架3的光連接器插入/拔出應(yīng)力，該插入/拔出應(yīng)力沒有施加在光學(xué)元件1和套架3之間，因此，幾乎不會產(chǎn)生由于相對位置偏移的增加而引起的光耦合效率的變化。
此外，如上所述，將載有光學(xué)元件1的基座8安裝在套架3的端面的結(jié)構(gòu)也適合表面受光/發(fā)光型光學(xué)元件1的安裝。即，盡管在使用表面受光/發(fā)光型光學(xué)元件1的情況下，光學(xué)元件1(基座8側(cè)布線8a)和套架3側(cè)布線3b之間的電連接需要將布線之間的連接部分設(shè)置在通常相同的平面上，但是光學(xué)元件1側(cè)基板(電極1c、1d)對于其中形成有凹部3c的套架側(cè)布線3b的端面為平行的關(guān)系，因此，可以在安裝時將這些布線設(shè)置在通常相同的表面上。具體來說，在使用基座8的情況下，可以只在基座8的一個表面上形成布線圖案8a，這樣可以使制造簡單。
在這種連接中，在使用諸如FP-LD或波導(dǎo)型PD的端面受光/發(fā)光型光學(xué)元件的情況下，由于光學(xué)元件的電極相對于其中形成有凹部3c的套架側(cè)電布線3b的端面為垂直關(guān)系，所以需要在其相互鄰近的兩個表面上使用具有90度彎曲的電布線的基座。
第二實(shí)施例的描述圖10是說明根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的光學(xué)模塊的構(gòu)造的側(cè)視截面圖。在圖10中，光學(xué)模塊具有下述構(gòu)造，在該構(gòu)造中，光學(xué)元件1利用電布線3b直接連接到套架3，而不使用上述基座8。在下面的描述中，如上所使用的相同的標(biāo)號表示上述相同或相似的部分，除非特別指明。
在該構(gòu)造中，例如，如圖11所示，在光學(xué)元件1中，為了在套架3上安裝倒裝芯片(flip chip)，將信號側(cè)電極1c和電源/GND側(cè)電極1d中的每一個都設(shè)置在基板1b的一個表面部分[該表面部分與窗口部分(發(fā)光部分或受光部分)1a的表面相同]。
另一方面，還是在該實(shí)施例中，套架3由陶瓷材料制成，如圖12所示，套架3還具有用于容納光纖3a和作為銷插入孔的通孔，與第一實(shí)施例中的情況相類似。而且，在該實(shí)施例中，在曝露光纖3a兩端的兩個端面都為平面(并不形成第一實(shí)施例中容納光學(xué)元件的凹部3c)，并從一個端面到套架3的底面(圖12的上端是底面)，形成到光學(xué)元件1的窗口部分1a和電極1c、1d的位置的電布線3b(31、32、33)。
此外，在這種情況下，與其它布線32和33隔離的電布線31用作為與光學(xué)元件1的信號側(cè)電極1c電連接的信號側(cè)電極(布線)，而每一個其它電布線32和33都用作為要與光學(xué)元件1的電源/GND側(cè)電極電連接的電源/GND側(cè)電極(布線)。即，此外，在該實(shí)施例中，在套架3中，電布線3b的至少一部分(31、33)形成在套架3的側(cè)面(平面部分)上，形成在該部分上的電布線31、32和形成在Pt板7上的電布線相互電連接。而且，由例如AuSn制成的焊接凸起(焊接層)3e形成在與光學(xué)元件1相連接的電布線3b的一部分上。
此外，套架3側(cè)布線3b(31、32)和光學(xué)元件1側(cè)電極1c、1d通過焊接凸起3e相互電連接并且固定地安裝，使得光學(xué)元件1和套架3相互集成為一個整體。另外，通過使用導(dǎo)電粘合劑14而不是焊接凸起3e來進(jìn)行連接和固定也是可以接受的。然而，由于焊接連接的性能記錄和光耦合穩(wěn)定性的可靠性，所以焊接連接的使用是更優(yōu)選的。此外，在圖10中，標(biāo)號9表示用于氣密地密封光學(xué)元件1的密封樹脂，數(shù)字12表示設(shè)置在光學(xué)元件1和套架3之間的間隙中的透明樹脂(紫外線固化型樹脂)，用于抑制光纖3a端面處的反射并確保光學(xué)元件1和光纖3之間的光路，并且該透明樹脂對于光信號來說是透明的。
最后，如圖10所示，以這種方式構(gòu)造的集成有光學(xué)元件并安裝有電布線的套架3通過焊接層10等電連接并固定到Pt板(外部電路)7上，在Pt板7上安裝有用于驅(qū)動所電連接的光學(xué)元件1的驅(qū)動電路和其他電路，由此產(chǎn)生了集成有光學(xué)元件和套架的光學(xué)模塊。
如上所述，在根據(jù)該實(shí)施例的構(gòu)造中，由于光學(xué)元件1利用電布線3b直接附連到套架3上，而不使用基座8，所以可以進(jìn)一步減少構(gòu)成光學(xué)模塊的主要組件的數(shù)量，并且光學(xué)模塊尺寸的進(jìn)一步減小也是可以實(shí)現(xiàn)的。
下面將描述組裝該光學(xué)模塊的示例。
在這種情況下，如在根據(jù)主動對準(zhǔn)地光軸調(diào)節(jié)中向光學(xué)元件1供電地方法，采用方法(b)，在這種方法中，通過使光學(xué)元件1側(cè)電極1c、1d與套架3側(cè)布線3b相互接觸來實(shí)現(xiàn)該狀態(tài)，如在第一實(shí)施例中所述。
在該方法中，在第一實(shí)施例中所述的三個主動對準(zhǔn)的要求[(i)光學(xué)元件1和套架3之間的相對位置的精細(xì)調(diào)節(jié)，(ii)光學(xué)元件1側(cè)電極1c、1d和套架3側(cè)電極3b之間的導(dǎo)電，(iii)室溫]中，相對位置精細(xì)調(diào)節(jié)步驟與電極1c、1d-布線3b導(dǎo)電步驟是獨(dú)立執(zhí)行的。
具體來說，重復(fù)執(zhí)行下列步驟(a)到(c)來調(diào)節(jié)相對位置，直到光學(xué)元件1和光纖3a之間的耦合效率達(dá)到最高值。
(a)在光學(xué)元件1被設(shè)置為驅(qū)動停止的在狀態(tài)時，將光學(xué)元件1與套架3分離，以改變光學(xué)元件1和光纖3a之間的相對位置。
(b)使光學(xué)元件1的電極1c、1d和套架3的電布線3b(焊接凸起3e)相互接觸，以開始驅(qū)動光學(xué)元件1。
(c)檢測從光學(xué)元件1通過光纖3a輸出的光功率的幅值，或者檢測與通過光纖3a輸入到光學(xué)元件1的光相對應(yīng)的受光電信號的幅值。
下面將參照圖13到16描述實(shí)際的組裝過程。
(1)光學(xué)元件1和光纖3a的光軸調(diào)節(jié)如圖13所示，在曝露光纖3a的兩個套架端面中，對于不形成電布線3b的端面，連接有光纖軟線(optical fiber cord)30，以連接到光纖3a。隨后，將套架3設(shè)置在該光軸調(diào)節(jié)系統(tǒng)中具有預(yù)定加熱器的臺架21’上。與套架3的一端面連接的光纖軟線30的另一端部在光學(xué)元件1是諸如LD的發(fā)光元件的情況下連接到光功率計(jì)22，而在光學(xué)元件1是諸如PD的受光元件的情況下，連接到光源23(發(fā)射可感波長)。
此外，在這種情況下，將要在其上設(shè)置套架3的臺架21’配備有與套架側(cè)布線3b相接觸的端子21a，并且連接到光學(xué)元件1的驅(qū)動電源24。此外，在該實(shí)施例中，驅(qū)動電源24也用作電流監(jiān)測器24a，以在光學(xué)元件1是諸如PD的受光元件時監(jiān)測光學(xué)元件1(套架側(cè)布線31)處的受光電流。
光學(xué)元件1通過使用例如用于真空吸附的泵25將光學(xué)元件1吸附并固定的安裝到預(yù)定裝置(光學(xué)元件吸附裝置)26’上，使得光學(xué)元件1的受光/發(fā)射表面面對套架3。
在這種狀態(tài)下，將光學(xué)元件1的外形設(shè)置為與套架3的預(yù)定位置對準(zhǔn)，以執(zhí)行光學(xué)元件1與光纖3a之間的粗略對準(zhǔn)。隨后，使光學(xué)元件1更接近于套架3，使得光學(xué)元件1的電極1c和1d與形成在套架側(cè)布線3b上的焊接凸起3e接觸。
然后開始向光學(xué)元件1供電，當(dāng)光學(xué)元件1是諸如LD的發(fā)光元件時，通過使用光功率計(jì)22來檢測通過光纖3a輸出的光功率的幅值，而當(dāng)光學(xué)元件1是諸如PD的受光元件時，通過使用電流監(jiān)測器24來檢測與通過光纖3a從光源23輸入的光相對應(yīng)的受光電信號。此后，如圖14所示，重復(fù)執(zhí)行下列過程(步驟)(i)到(iii)，對光學(xué)元件1的位置進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，使得光學(xué)元件1與光纖3a之間的耦合效率達(dá)到最大值。
(i)在光學(xué)元件1被設(shè)置為驅(qū)動停止的狀態(tài)時，將光學(xué)元件1與套架3中分離，以改變光學(xué)元件1與光纖3a之間的相對位置[移動步驟參見圖14(A)]。
(ii)使光學(xué)元件1的電極1c、1d和套架3的焊接凸起3e相互接觸，以通過利用驅(qū)動電源24開始驅(qū)動光學(xué)元件1[光學(xué)元件驅(qū)動步驟參見圖14(B)]。
(iii)通過使用光功率計(jì)22檢測通過光纖3a從光學(xué)元件1(發(fā)光元件)輸出的光功率的幅值，或者通過使用電流監(jiān)測器24檢測與通過光纖3a從光源22輸入的光相對應(yīng)的光學(xué)元件1(發(fā)光元件)中的受光電流的幅值[檢測步驟參見圖14(C)]。
(2)光學(xué)元件1的固定根據(jù)上述方法完成對光學(xué)元件1的光軸調(diào)節(jié)以后，對帶有加熱器的臺架21’進(jìn)行加熱，直到熔化焊接凸起3e，進(jìn)而使其冷卻到接近室溫，使得光學(xué)元件1牢固地固定到套架3上。
(3)將透明樹脂12設(shè)置在光學(xué)元件1和光纖3a之間隨后，將透明樹脂12設(shè)置在光學(xué)元件1和光纖3a之間。如同第一實(shí)施例中的情況，這是為了提高光耦合的穩(wěn)定性，為了抑制在光纖3a的端面上發(fā)生反射，以及為了防止密封樹脂對光路的干擾。
此外，在該實(shí)施例中，由于將透明樹脂12設(shè)置在光學(xué)元件1和光纖3a之間的耦合光路的位置處，所以要求該樹脂對于光信號來說是透明的(透光率是100％或接近100％)。理想的是，透明樹脂12的折射率(大約1.5)與光纖3a的折射率相等或大致相等。而且，優(yōu)選地，為了避免由氣泡導(dǎo)致的光散射而進(jìn)行脫泡。此外，由于將透明樹脂12設(shè)置在光學(xué)元件1和光纖3a之間的窄間隙中，所以在固化之前其粘度低(例如，大約20000CP)是優(yōu)選的。透明樹脂12可以是紫外線固化型樹脂，或者也可以是諸如硅酮樹脂的熱固型樹脂。
例如，如圖15所示，在實(shí)際過程中，通過利用分配器將透明樹脂12設(shè)置在固定到套架3端面的光學(xué)元件1附近，以使它吸附到光學(xué)元件1和套架3之間的間隙中。在使用紫外線固化型樹脂的情況下，通過光纖3a向其施加紫外光以使其固化。
(4)樹脂密封最后，例如，如圖16所示，使用COB(板載芯片)安裝用芯片涂敷樹脂作為密封樹脂9來氣密地密封光學(xué)元件1。選擇密封樹脂9，使得它的固化溫度不超過套架3或其它樹脂材料的耐熱溫度。
此外，還使用分配器40來施加密封樹脂9，并且施加密封樹脂9以完全覆蓋光學(xué)元件1和透明樹脂12。同時，由于表面張力的作用，在套架3的角部處可以防止密封樹脂9的流出。在向其施加了所需量的密封樹脂9以后，以所施加側(cè)朝上的狀態(tài)，將其放入自動恒溫器中以進(jìn)行加熱和固化。
制造帶有電布線的套架的方法的描述下面將描述制造第一和第二實(shí)施例中所述的帶有電布線的套架的方法。
(C1)制造第一實(shí)施例中帶有電布線的套架的方法根據(jù)樹脂模制技術(shù)來制造第一實(shí)施例中的形成(安裝)有電布線的套架3，該技術(shù)成本低廉，并且適合于使用不需要高耐熱性(大約300℃)的導(dǎo)電粘合劑14的場合。例如，將引線框(lead frame)用作電布線3b。
首先，如圖17所示，將引線框A10彎曲以制成形成上述電布線3b(31，32，33)(參見圖4)的電極。為了實(shí)現(xiàn)小的彎曲半徑，作為引線框A10的材料，可以采用軟的銅基材料，并且在需要引線接合等時，也可以使用進(jìn)行Au鍍覆。此時，信號側(cè)電布線A11(31)通過分流條(tiebar)A13連接到電源/GND側(cè)電布線A12(33)，并且在模制處理以后將其切斷。
隨后，如圖18所示，將引線框A10設(shè)置在金屬模(未示出)中以構(gòu)成套架體(主體)A20，并在該金屬模的腔體內(nèi)填充樹脂，以整體地制造引線框A10和套架體A20。例如，采用混合有玻璃填料的環(huán)氧基樹脂作為該樹脂。
如圖19所示，在所形成的套架體20的兩個端部處，形成光纖對準(zhǔn)孔A21(用于光纖3a的通孔)和用來容納接合銷的接合銷孔A22(對應(yīng)于接合銷孔3f)。此外，將粘合劑填充孔A23開口形成得橫過光纖對準(zhǔn)孔A21。另外，圖19對應(yīng)于由圖18中的箭頭C所指示的平面圖。
在這種狀態(tài)下，通過使用例如端面銑刀(end mill)的機(jī)械加工來切削用于進(jìn)行信號側(cè)布線A11和電源/GND側(cè)電布線A12之間連接的分流條A1。
此外，如圖20所示，將光纖線A31(對應(yīng)于上述光纖3a)插入光纖對準(zhǔn)孔A21中，并將粘合劑設(shè)置在粘合劑填充孔中并進(jìn)行固化。在這種情況下，將光纖線A31從不存在引線框A10的端面插入，將光纖端部與存在引線框A10的端面相對準(zhǔn)。
隨后，在不存在引線框A10的端面上切除光纖線A31的多出部分，并對其端面進(jìn)行拋光。以此來完成該工作。另外，由于要求將與上述光纖A31的折射率相匹配的透明樹脂施加在(設(shè)置在)引線框A10所在的端面上，所以并不總是需要進(jìn)行拋光。
(C2)制造第二實(shí)施例中帶有電布線的套架的方法通過使用陶瓷作為套架3的材料來制造根據(jù)第二實(shí)施例的具有電布線的套架3，因?yàn)樗枰哂惺沟媚軌蛲ㄟ^焊接層3e來固定光學(xué)元件的耐熱性。
例如，如在圖20所示的情況下，將光纖線(未示出)插入圖21所示的塊狀陶制套架架體(主體)A40中，并且使用低熔點(diǎn)的玻璃進(jìn)行固定，將光纖線的多出部分切除。在套架體A40中，形成一光纖對準(zhǔn)孔A41和用來容納接合銷的接合銷孔A42(對應(yīng)于圖12中的接合銷孔3f)，并且形成一中空區(qū)域A43，用來附連(接合)由引線框構(gòu)成的電布線。將中空區(qū)域A43的深度設(shè)置得與引線框的厚度相等。優(yōu)選地，按引線框的彎曲半徑對套架體A40的對應(yīng)角部進(jìn)行圓整。
然后，將與圖17所示相似的引線框(未示出)通過較低熔點(diǎn)的玻璃粘接到套架體A40的中空區(qū)域A43。通過使用例如金剛石刀等的機(jī)械加工來切除信號側(cè)布線和電源/GND側(cè)電布線之間的分流條。
此后，對不存在引線框的端面進(jìn)行拋光，將糊狀焊劑(cream solder)印制在引線框上與光學(xué)元件的(多個)電極相對應(yīng)的的位置處。以此來完成該工作。
另外，在套架3上形成電布線3b的方法并不限于上述示例。
此外，應(yīng)該理解，本發(fā)明并不限于上述的實(shí)施例，而是旨在覆蓋不脫離本發(fā)明的精神和范圍的對本發(fā)明實(shí)施例的所有改變和修改。
例如，形成在套架3上的電布線3b和形成在基座8上的電布線8a的構(gòu)造(圖案)并不限于第一和第二實(shí)施例中所述的圖案，只要符合光學(xué)元件1的電極圖案或外部電路7的電極圖案，對上述圖案進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷囊彩强梢越邮艿?。另外，安裝在帶有電布線的套架3上的元件并不限于光學(xué)元件1。
如上面具體描述的，根據(jù)本發(fā)明，構(gòu)成光學(xué)模塊的主要組件的數(shù)量與傳統(tǒng)技術(shù)相比可以進(jìn)一步減少，這非常有助于尺寸縮小與成本降低，而這正是在光通信技術(shù)領(lǐng)域中尤其有用的下一代服務(wù)器系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸所用光學(xué)傳送模塊或光學(xué)接收模塊所需要的。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)模塊，其特征在于包括光學(xué)元件(1)；保護(hù)組件(3)，用于保護(hù)要光耦合到所述光學(xué)元件(1)的光傳輸介質(zhì)(3a)；以及電布線(3b)，形成在用于所述光學(xué)元件(1)的所述保護(hù)組件(3)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)模塊，其特征在于，所述電布線(3b)電連接到所述光學(xué)元件(1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)模塊，其特征在于，所述電布線(3b)用于向所述光學(xué)元件(1)傳送驅(qū)動信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)模塊，其特征在于，在所述保護(hù)組件(3)的側(cè)面形成有一平坦部分，并且在所述平坦部分上形成有所述電布線(3b)的至少一部分(33)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)模塊，其特征在于，形成在所述平坦部分上的所述電布線(33)和形成在一印刷基板(7)上的一電布線彼此電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)模塊，其特征在于，還包括帶有一電布線(8a)的光學(xué)元件安裝基板(8)，在該基板(8)上安裝有所述光學(xué)元件(1)，使得所述光學(xué)元件安裝基板(8)的所述電布線(8a)和所述保護(hù)組件(3)的所述電布線(3b)彼此相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)模塊，其特征在于，所述光學(xué)元件(1)被固定地安裝到所述保護(hù)組件(3)的一個端面上，在該端面處露出所述光學(xué)傳輸介質(zhì)(3a)的一端面。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)模塊，其特征在于，所述光學(xué)元件安裝基板(8)被固定地安裝到所述保護(hù)組件(3)的一個端面上，在該端面處露出所述光學(xué)傳輸介質(zhì)(3a)的一端面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)模塊，其特征在于，在所述保護(hù)組件(3)的所述一個端面中加工有凹部(3c)，并且將所述光學(xué)元件安裝基座(8)固定成使所述光學(xué)元件(1)的至少一部分被容納在所述凹部(3c)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的光學(xué)模塊，其特征在于，所述光學(xué)元件(1)的電布線(1c，1d)和所述保護(hù)組件(3)的所述電布線(3b)通過導(dǎo)電粘合劑(14)彼此相連。
11.根據(jù)權(quán)利要求6、8或9所述的光學(xué)模塊，其特征在于，所述光學(xué)元件安裝基板(8)的所述電布線(8a)和所述保護(hù)組件(3)通過導(dǎo)電粘合劑(14)彼此相連。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11中的任何一項(xiàng)所述的光學(xué)模塊，其特征在于，在所述光學(xué)元件(1)與所述保護(hù)組件(3)的所述光傳輸介質(zhì)(3a)之間設(shè)有紫外線固化型樹脂(12)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光學(xué)模塊，其特征在于，所述紫外線固化型樹脂(12)對于要在所述光學(xué)元件(1)與所述光傳輸介質(zhì)(3a)之間傳輸?shù)墓庑盘柺峭该鞯摹?br> 14.根據(jù)權(quán)利要求1到13中的任何一項(xiàng)所述的光學(xué)模塊，其特征在于，所述光學(xué)元件(1)被加工為其中把一發(fā)光元件(1a)設(shè)在一基板(1b)上的表面發(fā)光型光學(xué)元件，或者被加工為其中把一受光元件(1a)設(shè)在一基板(1b)上的表面受光型光學(xué)元件，并且把所述光學(xué)元件(1)設(shè)置得使所述保護(hù)組件(3)的一個端面和所述光學(xué)元件(1)的所述基板(1b)被設(shè)置得相互平行。
15.一種制造光學(xué)模塊的方法，所述光學(xué)模塊包括光學(xué)元件(1)；保護(hù)組件(3)，用于保護(hù)要光耦合到所述光學(xué)元件(1)的光傳輸介質(zhì)(3a)；以及用于所述光學(xué)元件(1)的電布線(3b)，所述方法的特征在于，為在所述光學(xué)元件(1)與所述光傳輸介質(zhì)(3a)之間進(jìn)行光軸調(diào)節(jié)，對所述光學(xué)元件(1)與所述光傳輸介質(zhì)(3a)之間的相對位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，與此同時，通過使用非固化導(dǎo)電粘合劑(14)使所述光學(xué)元件(1)或安裝有所述光學(xué)元件(1)的光學(xué)元件安裝基板的一電布線與形成在所述保護(hù)組件(3)中的電布線(3b)導(dǎo)通，以驅(qū)動所述光學(xué)元件(1)，并且在所述調(diào)節(jié)完成后固化所述導(dǎo)電粘合劑(14)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造光學(xué)模塊的方法，其特征在于，在完成所述光軸調(diào)節(jié)后，通過在所述光學(xué)元件(1)與所述光傳輸介質(zhì)(3a)之間設(shè)置對光信號透明的樹脂劑(12)，并且固化所述樹脂劑，來暫時固定所述光學(xué)元件(1)或所述光學(xué)元件安裝基板(8)，并且隨后固化所述導(dǎo)電粘合劑(14)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制造光學(xué)模塊的方法，其特征在于，使用紫外線固化型樹脂作為所述透明樹脂劑(12)，并且在把所述紫外線固化型樹脂置于所述光學(xué)元件(1)與所述光傳輸介質(zhì)(3a)之間后，按如下方式進(jìn)行暫時固定向所述紫外線固化型樹脂(12)施加紫外光以固化所述紫外線固化型樹脂(12)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的制造光學(xué)模塊的方法，其特征在于，通過所述光傳輸介質(zhì)(3a)向所述紫外線固化型樹脂(12)施加所述紫外光。
19.一種制造光學(xué)模塊的方法，所述光學(xué)模塊包括光學(xué)元件(1)；保護(hù)組件(3)，用于保護(hù)要光耦合到所述光學(xué)元件(1)的光傳輸介質(zhì)(3a)；以及用于所述光學(xué)元件(1)的電布線，所述方法的特征在于，為在所述光學(xué)元件(1)與所述光傳輸介質(zhì)(3a)之間進(jìn)行光軸調(diào)節(jié)，通過反復(fù)執(zhí)行以下步驟來調(diào)節(jié)所述光學(xué)元件(1)與所述光傳輸介質(zhì)(3a)之間的相對位置移動步驟，將所述光學(xué)元件設(shè)置成驅(qū)動停止的狀態(tài)，并且在所述光學(xué)元件(1)或安裝有所述光學(xué)元件(1)的光學(xué)元件安裝基板(8)與所述保護(hù)組件(3)相分離的狀態(tài)下，改變所述光學(xué)元件(1)與所述光傳輸介質(zhì)(3a)之間的相對位置；光學(xué)元件驅(qū)動步驟，通過使所述光學(xué)元件(1)或所述光學(xué)元件安裝基板(8)的電布線與形成在所述保護(hù)組件(3)中的電布線相互接觸，來驅(qū)動所述光學(xué)元件(1)；以及檢測步驟，檢測通過所述光傳輸介質(zhì)(3a)從所述光學(xué)元件(1)輸出的光功率的幅值，或者檢測與通過所述光傳輸介質(zhì)(3a)輸入的光相對應(yīng)的受光電信號的幅值，并且在所述調(diào)節(jié)完成后，把所述光學(xué)元件(1)或所述光學(xué)元件安裝基板(8)和所述保護(hù)組件(3)彼此固定地安裝在一起。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的制造光學(xué)模塊的方法，其特征在于，在所述光學(xué)元件(1)或所述光學(xué)元件安裝基板(8)的電布線上的與形成在所述保護(hù)組件(3)上的電布線(3b)的連接部處形成有焊接層(3e，8c)，并且在完成所述光學(xué)元件(1)與所述光傳輸介質(zhì)(3a)之間的位置調(diào)節(jié)后，加熱并熔化所述焊接層(3e，8c)，以把所述光學(xué)元件(1)或所述光學(xué)元件安裝基板(8)固定到所述保護(hù)組件(3)上。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的制造光學(xué)模塊的方法，其特征在于，在所述光學(xué)元件(1)與所述光傳輸介質(zhì)(3a)之間設(shè)有對于光信號透明的樹脂劑(12)，并對該樹脂劑(12)進(jìn)行固化。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造光學(xué)模塊的方法，其特征在于，將紫外線固化型樹脂用作所述透明樹脂劑(12)，并且在把所述紫外線固化型樹脂置于所述光學(xué)元件(1)與所述光傳輸介質(zhì)(3a)之間后，通過所述光傳輸介質(zhì)(3a)向所述紫外線固化型樹脂(12)施加紫外光，以固化所述紫外線固化型樹脂(12)。
23.一種形成有電布線的保護(hù)組件，其特征在于，在用于保護(hù)光傳輸介質(zhì)(3a)的保護(hù)組件(3)中形成有電布線(3b)，以使保護(hù)組件(3)可電連接到外部電路。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的形成有電布線的保護(hù)組件，其特征在于，在所述保護(hù)組件(3)中形成有用于要光耦合到所述光傳輸介質(zhì)(3a)的所述光學(xué)元件(1)的一電布線(3b)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的形成有電布線的保護(hù)組件，其特征在于，在所述保護(hù)組件(3)中形成有一電布線(3b)，該電布線(3b)要連接到所述光學(xué)元件(1)并且要連接到用于驅(qū)動所述光學(xué)元件(1)的一驅(qū)動電路。
26.根據(jù)權(quán)利要求23到25中的任何一項(xiàng)所述的形成有電布線的保護(hù)組件，其特征在于，所述電布線(3b)形成在所述保護(hù)組件(3)的表面上。
27.根據(jù)權(quán)利要求23到26中的任何一項(xiàng)所述的形成有電布線的保護(hù)組件，其特征在于，沿著所述光傳輸介質(zhì)(3a)延伸的方向在所述保護(hù)組件(3)的一個端面中加工有一用于固定地容納所述光學(xué)元件(1)的至少一部分的凹部(3c)。
28.一種用于保護(hù)光傳輸介質(zhì)(3a)的保護(hù)組件，其特征在于，在其端部中形成有一凹部(3c)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的保護(hù)組件，其特征在于，把要光耦合到所述光傳輸介質(zhì)(3a)的一光學(xué)元件(1)的至少一部分容納在所述凹部(3c)中。
全文摘要
光學(xué)模塊及其制造方法、保護(hù)組件及帶電布線的保護(hù)組件。根據(jù)該發(fā)明，提供了一種光學(xué)模塊，該光學(xué)模塊包括光學(xué)元件(1)；保護(hù)組件(3)，用于保護(hù)要光耦合到光學(xué)元件(1)的光傳輸介質(zhì)(3a)；和形成在與光學(xué)元件(1)相連接的保護(hù)組件(3)上的電布線(3b)。這可以減少構(gòu)成光學(xué)模塊的主要組件的數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)一種小尺寸、低成本的光學(xué)模塊。
文檔編號H01L31/0232GK1667440SQ200410056358
公開日2005年9月14日 申請日期2004年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月10日
發(fā)明者寺田浩二, 松井潤, 延原裕之 申請人:富士通株式會社