TW201346371A - 光纖耦合連接器及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種光纖耦合連接器，包括具有發光面和受光面的光電單元、平面光波導、陶瓷基板基板和電路板，陶瓷基板具有相對的第一表面和第二表面，電路板具有相對的第三表面和第四表面，光電單元藉由COB製程電性設置於陶瓷基板的第二表面上且發光面和受光面朝向電路板的第三表面，平面光波導位於電路板的第三表面上，陶瓷基板與電路板之間設置有反射單元，光電單元之發光面發出之光線經反射單元反射後耦合進入平面光波導，平面光波導出射之光線經反射單元反射後被光電單元之受光面接收。本發明還提供上述光纖耦合連接器之製造方法。

Description

光纖耦合連接器及其製造方法
本發明關於一種光纖耦合連接器及其製造方法。
隨著雲端技術的發展，未來會需要越來越高頻寬的高速傳輸系統。目前IBM致力於發展利用平面光波導的方式取代傳統的銅線架構，利用光傳遞高速訊，取代過往由電傳遞高速訊號。
目前提出的平面光波導架構是將雷射二極體或發光二極體、光電檢測器及相應驅動電路整合在一個LTCC（low temperature co-fired ceramic，低溫共燒陶瓷基板）上，需要在LTCC上設置通孔以使雷射二極體或發光二極體和光電檢測器的光窗對準LTCC，光線穿過LTCC後被一反射單元將垂直方向的光轉成水平方向的光，再耦合進入平面光波導以進行長距離傳輸。
由於雷射二極體或發光二極體、光電檢測器及相應驅動電路體積比較小，故，通孔的精密度要求非常高，除了孔徑要很小之外，同時還需要很高的精準度，從而使光纖耦合連接器之成本較高。
有鑑於此，有必要提供一種成本較低、良率較高之光纖耦合連接器及其製造方法。
一種光纖耦合連接器，包括光電單元、平面光波導、陶瓷基板基板和電路板，所述光電單元具有發光面和受光面，所述陶瓷基板具有相對的第一表面和第二表面，所述電路板具有相對的第三表面和第四表面，所述光電單元藉由COB製程電性設置於所述陶瓷基板的第二表面上且所述發光面和受光面朝向所述電路板的第三表面，所述平面光波導位於所述電路板的第三表面上，所述陶瓷基板與所述電路板之間設置有反射單元，所述光電單元之發光面發出之光線經所述反射單元反射後耦合進入所述平面光波導，所述平面光波導出射之光線經所述反射單元反射後被所述光電單元之受光面接收。
一種光纖耦合連接器之製造方法，所述光纖耦合連接器包括光電單元、陶瓷基板和電路板，所述電路板上具有平面光波導，所述光纖耦合連接器之製造方法包括如下步驟：將所述光電單元採用COB製程設置在所述陶瓷基板的表面上；在所述陶瓷基板上設置球柵陣列；翻轉所述陶瓷基板以使所述光電單元朝向所述電路板上的平面光波導；藉由球柵陣列連接所述陶瓷基板和電路板。
相較於先前技術，本實施例的光纖耦合連接器的光電單元採用COB製程設置在基板且發光面和受光面均朝向電路板，從而使基板上不需要設置精密度較高的通孔，即可實現光電單元與平面光波導之間之光耦合，故，光纖耦合連接器之成本較低，又由於光電單元採用COB製程設置在基板上，從而使光纖耦合連接器之良率較高。
下面將結合附圖對本發明實施例作進一步詳細說明。
請參閱圖1，本發明實施例提供之光纖耦合連接器100包括陶瓷基板10、電路板20、平面光波導30、反射單元40和透鏡50。
陶瓷基板10可以為低溫共燒陶瓷基板（low temperature co-fired ceramic），其具有相對的第一表面11和第二表面12，第二表面12上電性設置有光電單元13。光電單元13包括發光二極體130、晶片131和光電二極體（圖未示），發光二極體130、晶片131和光電二極體均採用COB製程設置在陶瓷基板10上並且發光二極體130的發光面和光電二極體的受光面均朝向電路板20。
晶片131用來驅動發光二極體130發光以及處理光電二極體輸出之電訊號。當然，在其他實施方式中，也可以將晶片131分成獨立的兩個，分別驅動發光二極體130發光以及處理光電二極體輸出之電訊號。
電路板20藉由球柵陣列（Ball Grid Array，BGA）60與陶瓷基板10電性相連，電路板20可以為印刷電路板或軟性電路板。電路板20具有相對的第三表面21和第四表面22，第三表面21朝向陶瓷基板10的第二表面12，換言之，第三表面21朝向發光二極體130的發光面和光電二極體的受光面。
平面光波導30設置在電路板20的第三表面21上用來與光電單元13相耦合以實現光線之傳輸。
透鏡50和反射單元40設置在陶瓷基板10和電路板20之間，並且反射單元40位於電路板20的第三表面21上，透鏡50設置在反射單元40上。
在光纖耦合連接器100傳輸光訊號過程中，晶片131驅動光電單元13的發光二極體130發出基本垂直陶瓷基板10的光線，光線入射到透鏡50上，從透鏡50出射的光經反射單元40反射後變成基本平行電路板20的光線，基本平行電路板20的光線進入平面光波導30傳輸。同理，從平面光波導30出射之光訊號經反射單元40反射後入射到透鏡50上，從透鏡出射之光被光電二極體所接收並轉換為電訊號，晶片131處理電訊號以得到光纖耦合連接器100所傳輸之訊號。
在製造過程中，將光電單元13採用COB製程設置在陶瓷基板10的第二表面12上，然後在陶瓷基板10上設置球柵陣列60，翻轉陶瓷基板10以使光電單元13朝向電路板20上的平面光波導30，藉由球柵陣列60連接陶瓷基板10和電路板20。
光纖耦合連接器100的光電單元13的發光面和受光面均朝向電路板20，不需要在陶瓷基板10上設置精密度較高之通孔，即可使光電單元13與平面光波導30實現光耦合，從而使光纖耦合連接器100之成本較低；又由於光電單元13採用COB製程設置在陶瓷基板10上，從而使光纖耦合連接器100之良率較高。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100．．．光纖耦合連接器
10．．．陶瓷基板
11．．．第一表面
12．．．第二表面
13．．．光電單元
130．．．發光二極體
131．．．晶片
20．．．電路板
21．．．第三表面
22．．．第四表面
30．．．平面光波導
40．．．反射單元
50．．．透鏡
60．．．球柵陣列
圖1是本發明實施例光纖耦合連接器之示意圖。
100．．．光纖耦合連接器
10．．．陶瓷基板
11．．．第一表面
12．．．第二表面
13．．．光電單元
130．．．發光二極體
131．．．晶片
20．．．電路板
21．．．第三表面
22．．．第四表面
30．．．平面光波導
40．．．反射單元
50．．．透鏡
60．．．球柵陣列

Claims (7)

  1. 一種光纖耦合連接器，包括光電單元、平面光波導、陶瓷基板和電路板，所述光電單元具有發光面和受光面，所述陶瓷基板具有相對的第一表面和第二表面，所述電路板具有相對的第三表面和第四表面，所述光電單元藉由COB製程電性設置於所述陶瓷基板的第二表面上且所述發光面和受光面朝向所述電路板的第三表面，所述平面光波導位於所述電路板的第三表面上，所述陶瓷基板與所述電路板之間設置有反射單元，所述光電單元之發光面發出之光線經所述反射單元反射後耦合進入所述平面光波導，所述平面光波導出射之光線經所述反射單元反射後被所述光電單元之受光面接收。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光纖耦合連接器，其中，所述陶瓷基板為低溫共燒陶瓷基板。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光纖耦合連接器，其中，所述陶瓷基板藉由球柵陣列與所述電路板電性相連。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光纖耦合連接器，其中，所述陶瓷基板與所述反射單元之間具有透鏡以匯聚光線。
  5. 如申請專利範圍第1-4任一項所述之光纖耦合連接器，其中，所述電路板為印刷電路板或柔性電路板。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之光纖耦合連接器，其中，所述光電單元包括發光二極體和光電二極體。
  7. 一種光纖耦合連接器之製造方法，所述光纖耦合連接器包括光電單元、陶瓷基板和電路板，所述電路板上具有平面光波導，所述光纖耦合連接器之製造方法包括如下步驟：
    將所述光電單元採用COB製程設置在所述陶瓷基板的表面上；
    在所述陶瓷基板上設置球柵陣列；
    翻轉所述陶瓷基板以使所述光電單元朝向所述電路板上的平面光波導；
    藉由球柵陣列連接所述陶瓷基板和電路板。
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