CN103383480B - 光纤耦合连接器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种光纤耦合连接器，包括具有发光面和受光面的光电单元、平面光波导、陶瓷基板基板和电路板，陶瓷基板具有相对的第一表面和第二表面，电路板具有相对的第三表面和第四表面，光电单元藉由COB制程电性设置于陶瓷基板的第二表面上且发光面和受光面朝向电路板的第三表面，平面光波导位于电路板的第三表面上，陶瓷基板与电路板之间设置有反射单元，光电单元的发光面发出的光线经反射单元反射后耦合进入平面光波导，平面光波导出射的光线经反射单元反射后被光电单元的受光面接收。本发明还提供上述光纤耦合连接器的制造方法。

Description

光纤耦合连接器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种光纤耦合连接器及其制造方法。

背景技术

随着云端技术的发展，未来会需要越来越高频宽的高速传输系统。目前IBM致力于发展利用平面光波导的方式取代传统的铜线架构，利用光传递高速讯，取代过往由电传递高速信号。

目前提出的平面光波导架构是将激光二极管或发光二极管、光电检测器及相应驱动电路整合在一个LTCC(low temperature co-fired ceramic，低温共烧陶瓷基板)上，需要在LTCC上设置通孔以使激光二极管或发光二极管和光电检测器的光窗对准LTCC，光线穿过LTCC后被一反射单元将垂直方向的光转成水平方向的光，再耦合进入平面光波导以进行长距离传输。

由于激光二极管或发光二极管、光电检测器及相应驱动电路体积比较小，故，通孔的精密度要求非常高，除了孔径要很小之外，同时还需要很高的精准度，从而使光纤耦合连接器的成本较高。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种成本较低、良率较高的光纤耦合连接器及其制造方法。

一种光纤耦合连接器，包括光电单元、平面光波导、陶瓷基板基板和电路板，所述光电单元具有发光面和受光面，所述陶瓷基板具有相对的第一表面和第二表面，所述电路板具有相对的第三表面和第四表面，所述光电单元藉由COB制程电性设置于所述陶瓷基板的第二表面上且所述发光面和受光面朝向所述电路板的第三表面，所述平面光波导位于所述电路板的第三表面上，所述陶瓷基板与所述电路板之间设置有反射单元及透镜，所述透镜设置在所述反射单元上，所述光电单元的发光面发出的光线经所述反射单元反射后耦合进入所述平面光波导，所述平面光波导出射的光线经所述反射单元反射后被所述光电单元的受光面接收。

一种光纤耦合连接器的制造方法，所述光纤耦合连接器包括光电单元、陶瓷基板和电路板，所述电路板上具有平面光波导，所述陶瓷基板与所述电路板之间设置有反射单元及透镜，所述透镜设置在所述反射单元上，所述光纤耦合连接器的制造方法包括如下步骤：将所述光电单元采用COB制程设置在所述陶瓷基板的表面上；在所述陶瓷基板上设置球栅阵列；翻转所述陶瓷基板以使所述光电单元朝向所述电路板上的平面光波导；藉由球栅阵列连接所述陶瓷基板和电路板。

相较于现有技术，本实施例的光纤耦合连接器的光电单元采用COB制程设置在基板且发光面和受光面均朝向电路板，从而使基板上不需要设置精密度较高的通孔，即可实现光电单元与平面光波导之间的光耦合，故，光纤耦合连接器的成本较低，又由于光电单元采用COB制程设置在基板上，从而使光纤耦合连接器的良率较高。

附图说明

图1是本发明实施例光纤耦合连接器的示意图。

主要元件符号说明

光纤耦合连接器 100

陶瓷基板 10

第一表面 11

第二表面 12

光电单元 13

发光二极管 130

芯片 131

电路板 20

第三表面 21

第四表面 22

平面光波导 30

反射单元 40

透镜 50

球栅阵列 60

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，本发明实施例提供的光纤耦合连接器100包括陶瓷基板10、电路板20、平面光波导30、反射单元40和透镜50。

陶瓷基板10可以为低温共烧陶瓷基板(low temperature co-fired ceramic)，其具有相对的第一表面11和第二表面12，第二表面12上电性设置有光电单元13。光电单元13包括发光二极管130、芯片131和光电二极管(图未示)，发光二极管130、芯片131和光电二极管均采用COB制程设置在陶瓷基板10上并且发光二极管130的发光面和光电二极管的受光面均朝向电路板20。

芯片131用来驱动发光二极管130发光以及处理光电二极管输出的电信号。当然，在其它实施方式中，也可以将芯片131分成独立的两个，分别驱动发光二极管130发光以及处理光电二极管输出的电信号。

电路板20藉由球栅阵列(Ball Grid Array，BGA)60与陶瓷基板10电性相连，电路板20可以为印刷电路板或软性电路板。电路板20具有相对的第三表面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，换言之，第三表面21朝向发光二极管130的发光面和光电二极管的受光面。

平面光波导30设置在电路板20的第三表面21上用来与光电单元13相耦合以实现光线的传输。

透镜50和反射单元40设置在陶瓷基板10和电路板20之间，并且反射单元40位于电路板20的第三表面21上，透镜50设置在反射单元40上。

在光纤耦合连接器100传输光信号过程中，芯片131驱动光电单元13的发光二极管130发出基本垂直陶瓷基板10的光线，光线入射到透镜50上，从透镜50出射的光经反射单元40反射后变成基本平行电路板20的光线，基本平行电路板20的光线进入平面光波导30传输。同理，从平面光波导30出射的光信号经反射单元40反射后入射到透镜50上，从透镜出射的光被光电二极管所接收并转换为电信号，芯片131处理电信号以得到光纤耦合连接器100所传输的信号。

在制造过程中，将光电单元13采用COB制程设置在陶瓷基板10的第二表面12上，然后在陶瓷基板10上设置球栅阵列60，翻转陶瓷基板10以使光电单元13朝向电路板20上的平面光波导30，藉由球栅阵列60连接陶瓷基板10和电路板20。

光纤耦合连接器100的光电单元13的发光面和受光面均朝向电路板20，不需要在陶瓷基板10上设置精密度较高的通孔，即可使光电单元13与平面光波导30实现光耦合，从而使光纤耦合连接器100的成本较低；又由于光电单元13采用COB制程设置在陶瓷基板10上，从而使光纤耦合连接器100的良率较高。

可以理解的是，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化等用在本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种光纤耦合连接器，包括光电单元、平面光波导、陶瓷基板和电路板，所述光电单元具有发光面和受光面，所述陶瓷基板具有相对的第一表面和第二表面，所述电路板具有相对的第三表面和第四表面，所述光电单元藉由COB制程电性设置于所述陶瓷基板的第二表面上且所述发光面和受光面朝向所述电路板的第三表面，所述平面光波导位于所述电路板的第三表面上，所述陶瓷基板与所述电路板之间设置有反射单元及透镜，所述透镜设置在所述反射单元上，所述光电单元的发光面发出的光线经所述反射单元反射后耦合进入所述平面光波导，所述平面光波导出射的光线经所述反射单元反射后被所述光电单元的受光面接收。

2.如权利要求1所述的光纤耦合连接器，其特征在于，所述陶瓷基板为低温共烧陶瓷基板。

3.如权利要求1所述的光纤耦合连接器，其特征在于，所述陶瓷基板藉由球栅阵列与所述电路板电性相连。

4.如权利要求1-3任一项所述的光纤耦合连接器，其特征在于，所述电路板为印刷电路板或柔性电路板。

5.如权利要求4所述的光纤耦合连接器，其特征在于，所述光电单元包括发光二极管和光电二极管。

6.一种光纤耦合连接器的制造方法，所述光纤耦合连接器包括光电单元、陶瓷基板和电路板，所述电路板上具有平面光波导，所述陶瓷基板与所述电路板之间设置有反射单元及透镜，所述透镜设置在所述反射单元上，所述光纤耦合连接器的制造方法包括如下步骤：

将所述光电单元采用COB制程设置在所述陶瓷基板的表面上；

在所述陶瓷基板上设置球栅阵列；

翻转所述陶瓷基板以使所述光电单元朝向所述电路板上的平面光波导；

藉由球栅阵列连接所述陶瓷基板和电路板。