TW200540481A - Light transmitting and receiving module - Google Patents

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200540481 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關光傳送、接收模組，使用於光通訊或光資 訊處理等，來進行光傳送、接收。 【先前技術】 將家庭及基地局以光纖連接進行光傳送、接收時’譬如 開發有使用上載1.3μιη頻帶，下載1·55μιη頻帶之光信號的 波長分割多重方式之光傳送、接收模組。作爲這種光傳送、 # 接收模組，譬如有日本專利特開平11-68705號公報（專利 文獻1 )所揭示者。 該光傳送、接收模組是具有平面基板，在平面基板上形 成有光分歧導波路。在光分歧導波路之分歧部設有溝，在該 溝配置有電介體多層膜濾光器，用於將輸入光根據波長分歧 於透過方向及反射方向。又，在平面基板上，設有傳送用雷 射二極體及接收用光電二極體。電介體多層膜濾光器之透過 波長是設定成接收用光電二極體的接收波長，並使阻止波長 ® 設定成傳送用雷射二極體之振盪波長，傳送用雷射二極體及 接收用光電二極體配置於夾持電介體多層膜濾光器的對向 位置。 專利文獻1 :日本專利特開平1 1 -68705號公報 【發明內容】 〔發明揭示〕 〔發明所欲解決之問題〕 可是，上述專利文獻1所揭示之光傳送、接收模組，是 200540481 在平面基板的表面設有傳送用雷射二極體、電介體多層膜濾 光器及接收用光電二極體。因此，有必要將接收用光電二極 體譬如設置在立設於平面基板之表面的副固定件，所以會有 構裝誤差大，位置合對困難之問題。 又，基板上必要設置傳送用雷射二極體及接收用光電二 極體及電介體多層膜濾光器，所以形成使空間的限制變大。 或爲了作爲不設副固定件之態樣，則譬如會有必須使用側面 射入型的光電二極體等問題。 ® 特別是，由於利用電介體多層膜濾光器之透過及反射的 特性，所以不能將傳送用雷射二極體及接收用光電二極體及 電介體多層膜濾光器配置在直線上，使2次元空間的限制變 大。因此，譬如將此等配置成陣列狀，則必定有將平面基板 之面積變成非常大的問題。 因此，本發明之課題是提供一種光傳送、接收模組，爲 了設置光電二極體卻不必將副固定件設在基板上，可縮小空 間的限制。 β 〔解決問題之手段〕 有關解決上述課題之本發明的光傳送、接收模組，是具 備：用來透過第一波長之光的光透過性基板；載置在光透過 性基板上，用來射出與第一波長不同之第二波長的光之雷射 二極體；安裝在光透過性基板中設有雷射二極體之面即背面 側之光電二極體；用來反射第一波長的光，並透過第二波長 之光的電介體膜濾光器；及將雷射二極體射出之光射入，同 時對光電二極體射出光的光射出入部；並藉由使電介體膜濾 200540481 ^ 光器載置在光透過性基板以預定之傾斜角形成的傾斜溝 內，來調整使光電二極體和光射出入部之間，及雷射二極體 和光射出入部之間的光路一致。 有關本發明之光傳送、接收模組，基板是使用光透過性 基板，在該透明基板的背面側設有光電二極體。從光射出入 部所射出的光，是藉由以載置於調整爲預定角度之傾斜溝的 電介體膜濾光器來進行反射，可確實地到達光電二極體。因 此，藉由電介體膜濾光器使反射的光透過光透過性基板來射 ♦ 入到光電二極體。因此，爲了設置光電二極體卻不必另外設 置副固定件，所以可減少構裝誤差。又，在光透過性基板上 元件之配置可全部藉由半導體處理而定位，所以亦可當作位 置精確度較高者。進而，由於光電二極體設於背面側，所以 這部分亦可緩和光透過性基板上之空間的限制。 因此，光透過性基板可以是矽基板的態樣。 光透過性基板可適當利用具有光透過性的矽基板。 又，傾斜溝可以是藉由各向異性蝕刻形成之態樣。 ® 在光透過性基板，藉由各向異性蝕刻來形成傾斜溝，而 可以高精確度形成傾斜溝。 進而，光電二極體可以是配置在爲連接雷射二極體及光 射出入部的線的正下面之態樣。 這樣，藉由將光電二極體配置在連接雷射二極體及光射 出入部的線的正下面，可緩和對光透過性基板之面方向的空 間限制。 又，可以是配設複數組光電二極體、雷射二極體及電介 200540481 體膜濾光器且成爲陣列狀的態樣。 這樣，配設複數組光電二極體、雷射二極體及電介體膜 濾光器且成爲陣列狀的態樣時，藉由使光電二極體配置在連 接雷射二極體及光射出入部的線的正下面，全體可形成非常 精簡化。 進而，可以是在電介體膜濾光器和雷射二極體之間，及 電介體膜濾光器和光射出入部之間，各自配設有平行透鏡的 態樣。 • 藉由設有平行透鏡，使雷射二極體及光射出入部、光電 二極體及光射出入部之間的光不會擴散，可確實地傳達。 又，可以是在光透過性基板之表面，設有用於將對於光 電二極體之光聚光的聚光透鏡之態樣。 藉由設有聚光透鏡，可確實地將對於光電二極體之光聚 光。 該聚光透鏡可以是藉由離子束蝕刻所形成之態樣。 將聚光透鏡藉由以離子束蝕刻來形成，可將聚光透鏡形 ®成位置精確度更佳。 進而，光射出入部可以是光纖之前端部的態樣，光射出 入部亦可以是光導波路之前端部的態樣。 這樣，光射出入部可以是光纖之前端部或光導波路的前 端部。 〔發明之效果〕 若依據本發明，則可提供一種光傳送、接收模組，爲了 設置光電二極體卻不必在基板上設置副固定件，可縮小空間 200540481 的限制。 ’ 【實施方式】 〔貫施發明之最佳形態〕 以下，參考圖式，對於本發明之較佳實施形態來加以說 明。還有，各實施形態中，對於具有同一功能的部分則賦予 同一圖號，並省略重複說明。 第1圖是有關本發明之第一^實施形態的光傳送、接收模 組之斜視圖，第2圖是其剖面圖。 # 如第1圖及第2圖所示，有關本實施形態之光傳送、接 收模組1是譬如將家庭及基地局以光纖連接進行光通訊時， 作爲家庭用所使用者，具備光透過性基板1 〇。光透過性基板 10是矽基板，透過下載通訊使用的1.55 μπι頻帶的波長之 光。在該光透過性基板1 〇的表面形成有V溝1 1、第一透鏡 用溝1 2、本發明之傾斜溝也就是濾光器用溝1 3及第二透鏡 用溝1 4，各自配置在一直線上。 V溝1 1是從光透過性基板1 〇之端邊延伸於其垂直方向 # 而形成。使第一透鏡用溝1 2的中心點定位在該V溝1 1的中 心線之延長線上，以形成第一透鏡用溝1 2。進而使濾光器用 溝1 3之中心點位在該延長線上，以形成濾光器用溝1 3，進 而使第二透鏡用溝1 4的中心點位在該延長線上，以形成第 二透鏡用溝1 4。 在V溝11載置有成爲本發明之光射出入部的光纖21 之前端部。光纖21是將石英玻璃作爲主成分，藉由載置在 V溝1 1內，使其中心線與V溝1 1的中心線形成一致。又， 200540481 光纖2 1之另一端部，是連接於設在未圖示之基地局的光傳 送、接收模組。 又，在第一透鏡用溝12載置有本發明之平行透鏡也就 是第一球形透鏡22，第一球形透鏡22是以接著劑接著在基 板1 〇。第一球形透鏡22是由球形之硼矽酸玻璃所構成，藉 由載置於第一透鏡用溝1 2內，使第一球形透鏡22的中心位 於從光纖2 1之前端部射出入之光的光軸上。該第一球形透 鏡22是將從光纖2 1射出之光進行平行光化。又，接著劑可 • 使用環氧系或丙烯系爲佳。 進而，在濾光器用溝1 3內載置本發明之電介體膜濾光 器（波長合分波器）也就是電介體多層膜濾光器23，電介體 多層膜濾光器23是藉由接著劑接著在基板10。電介體多層 膜濾光器23具有波長選擇性，透過第一波長，以本實施形 態是1·3μιη頻帶之波長的光，反射與第一波長不同之第二波 長，以本實施形態是1.5 5 μπι頻帶的波長之光。還有，電介 體膜濾光器亦可使用將電介體以單層膜來形成者。 ^ 又’在第二透鏡用溝14載置有本發明之平行透鏡也就 是第二球形透鏡24，第二球形透鏡24是藉由接著劑接著在 基板10。第二球形透鏡24是與第一球形透鏡22同樣由硼矽 酸玻璃所構成，藉由載置於第二透鏡用溝1 4內，使第二球 形透鏡24的中心從光纖射出入，且位於透過電介體多層膜 濾光器23之光的光軸上。 進而，在光透過性基板10之表面上，搭載著固定件15, 在固定件15之上，搭載有雷射二極體25。這樣一來，在夾 -10- 200540481 持電介體多層膜濾光器23且對’向的位置，設有光纖2 1及雷 射二極體25。雷射二極體25射出1 · 3μιη頻帶之波長的光。 從雷射二極體25所射出之光，是通過第二球形透鏡24、電 介體多層膜濾光器2 3及第一球形透鏡2 2而射入到光纖2 1。 第二球形透鏡2 4是使從雷射二極體2 5射出的光成爲平行 光。 光透過性基板1 0之表面中的V溝1 1、第一透鏡用溝 1 2、濾光器用溝1 3及第二透鏡用溝1 4，皆藉由各向異性蝕 • 刻來形成預定角度及深度。具體而言，僅以在V溝1 1、第 一透鏡用溝12、濾光器用溝13及第二透鏡用溝14分別放入 光纖21、第一球形透鏡22、電介體多層膜濾光器23及第二 球形透鏡24，使通過此等各元件之光的光軸形成一致之角度 及深度。 又，在光透過性基板1 0之背面側設有光電二極體26。 光電二極體26是所謂背面射入型的光電二極體，其光檢測 面係面對光透過性基板1 0之背面配置。該光電二極體26是 • 配設在從光纖2 1射出，且以電介體多層膜濾光器23反射的 1.5 5 μπι頻帶之波長的光到達之位置。又，光電二極體26是 配置在連接光纖2 1及雷射二極體25的線的正下面，換言 之，在包含該線且延伸於光透過性基板1 0的厚度方向之面 上。 將載置電介體多層膜濾光器2 3的濾光器用溝1 3中的第 2圖所不傾斜角度Θ ’調整爲預定角度並形成在光透過性基 板1 〇。具體而言，該傾斜角度θ是調整成從光纖2 i射出之 -11- 200540481 光在電介體多層膜濾光器23反!射，且光電二極體26位於其 反射位置之角度。以本實施形態傾斜角度Θ是54.7度。藉 由在該濾光器用溝1 3載置有電介體多層膜濾光器23，使雷 射二極體25和光纖21之間，及光電二極體26和光纖21之 間的光軸部分性地一致。 進而，在光透過性基板1 〇之背面側，是介置未圖示之 襯墊設有放大器27及配線基板28。其中，放大器27是與光 電二極體26同樣，配置在連接光纖21及雷射二極體25的 • 線的正下面。又，配線基板28是陶瓷製，形成覆蓋光透過 性基板10的背面之中，除了光電二極體26及放大器27之 外幾乎全區域。 光電二極體26是如第2圖所示，藉由接合線29連接於 設在放大器 27及配線基板 28的金屬化圖案（metalize pattern)MP。光電二極體26是將藉由以光檢測面承受之光從 光變換成電氣之信號，輸出到放大器27。放大器27是將從 光電二極體26輸出的電氣信號放大而輸出到配線基板28。 ^ 又，在配線基板28中之金屬化圖案MP，有藉由貫通接觸孔 的配線CE及接合線30等而連接在雷射二極體25者。 又，在從光透過性基板1 〇之表面中的電介體多層膜濾 光器23所反射之光通過的位置，形成有本發明之聚光透鏡 也就是凸透鏡3 1。凸透鏡3 1是將從光纖2 1射出且以電介體 多層膜濾光器23反射的光，朝向光電二極體26之光檢測面 聚光。該凸透鏡3 1是藉由離子束蝕刻所形成。 對於有關具有以上構成之本實施形態的光傳送、接收模 -12- 200540481 組1之作用來加以說明。 在有關本實施形態之光傳送、接收模組i，根據來自未 圖示的驅動電路之電氣信號，從雷射二極體25射出1.3 μιη 頻帶的波長之光。從雷射二極體2 5所射出的光是以第二球 形透鏡24平行光化，並到達電介體多層膜濾光器23。在電 介體多層膜濾光器23透過1·3μιη頻帶之波長的光，所以從 雷射二極體25所射出之光，是到達第一球形透鏡22。在第 一球形透鏡22朝向光纖2 1的前端部將平行光聚光。而且， Β 使聚光之1 · 3 μιη頻帶的波長之光射入到光纖2 1，傳達到設 於未圖示的基地局的光傳送、接收模組作爲光信號。 另一方面，從基地局中之光傳送、接收模組，將1.55 μιη 頻帶的波長之光構成的光信號朝向家庭用的光傳送、接收模 組1通過光纖21傳達。成爲該光信號之光，是從光纖21的 前端部射出。從光纖2 1之前端部所射出的光，是到達第一 球形透鏡22。從光纖21所射出之光在第一球形透鏡22平行 φ 光化並到達電介體多層膜濾光器23。 在電介體多層膜濾光器23反射1.55 μιη頻帶之波長的 光，所以從光纖2 1所射出之光反射。於此，電介體多層膜 濾光器23是載置在持有預定傾斜角形成的濾光器用溝1 3。 因此，在電介體多層膜濾光器23反射之光，是朝向具有高 精確度形成在光透過性基板10的凸透鏡31方向。在凸透鏡 3 1，將以電介體多層膜濾光器23反射的平行光聚光。所聚 光之光是具有高精確度且朝向光電二極體26的光檢測面。 13- 200540481 光電二極體26是藉由將以凸透鏡31聚光之光在光檢測 面承受，來輸出預定電氣信號到放大器27。在放大器27將 從光電二極體26輸出的電氣信號放大，並輸出到配線基板 28 ° 這樣一來，有關本實施形態之光傳送、接收模組1，是 用來傳送、接收不同波長的光信號。此時，有關本實施形態 之光傳送、接收模組1，具有射出光信號的雷射二極體25 及射入光信號之光電二極體26，但光電二極體26是設於光 • 透過性基板1〇的背面側。因此，爲了設置光電二極體26卻 不必另外設置副固定件等，所以該部分空間上的限制較少。 又，亦可不必使用側面射入型之光電二極體等。 又，有關本實施形態之光傳送、接收模組1，是在濾光 器用溝1 3來載置電介體多層膜濾光器23，但該濾光器用溝 1 3是藉由各向異性蝕刻所形成。因此，可用正確的傾斜角度 形成濾光器用溝1 3，所以可將從光纖2 1射出之光精確度良 好地引導至光電二極體26。 ® 進而，有關本實施形態之光傳送、接收模組1，載置光 纖21的V溝U、分別載置球形透鏡22、24之透鏡用溝12、 1 4亦以各向異性蝕刻形成爲預定的深度。因此，僅在此等之 各溝置入光纖21、球形透鏡22、24、電介體多層膜濾光器 23各元件，即可使各元件精確度良好來進行位置對合。 又，有關本實施形態之光傳送、接收模組1，是藉由離 子束蝕刻在光透過性基板1 0的表面直接來形成凸透鏡3 1。 因此，在光透過性基板1 0之表面或背面等，不必另外設置 -14- 200540481 聚光透鏡。進而，有關本實施形態的光傳送、接收模組1， 是光電二極體26設於連接光纖21及雷射二極體25之線之 正下面。因此，亦可緩和對光透過性基板1 0的面方向之空 間之限制。 其次，對於本發明之第二實施形態來加以說明。有關本 實施形態的光傳送、接收模組是複數，以本實施形態是配置 3條光纖的所謂陣列狀形態。第3圖是有關本發明之第二實 施形態的光傳送、接收模組之斜視圖。 φ 如第3圖所示，有關本實施形態光傳送、接收模組2， 是具有由用來透過1·55μπι頻帶之光的砂基板而成的光透過 性基板4 0。在光透過性基板4 0之表面，與上述第一實施形 態同樣形成有左V溝11Α，在該左V溝11Α，是載置有左光 纖21Α。在左V溝11Α的延長線上，形成第一透鏡用溝12 Α， 並在其延長線上，形成有濾光器用溝4 1。該濾光器用溝4 1 是對於左V溝1 1 Α延伸之方向朝向垂直的方向進行延伸所 形成。在超過濾光器用溝4 1之左V溝1 1 A的延長線上，是 ® 形成有左第二透鏡用溝14A。此等各溝11A、12A、4卜14A， 皆藉由各向異性蝕刻來調整成預定之深度、角度。 又，在左V溝11A是載置左光纖21A，在左第一透鏡用 溝12 A是載置有第一球形透鏡22A。進而，在濾光器用溝 41是載置電介體多層膜濾光器42，在左第二透鏡用溝14A 是載置有左第二球形透鏡24 A。 進而，左V溝11A之延長線上，在形成左第二透鏡用 溝14A的位置前面中之光透過性基板40的表面，設有固定 200540481 件43。固定件43是對於左V溝1 1A延伸之方向朝向垂直的 方向進行延伸所形成，在固定件43上之左溝1 1 Α的延長線 上，是搭載有左雷射二極體25A。 又，在光透過性基板40中之背面側，安裝有左光電二 極體26A。該左光電二極體2 6A是配置在連接左光纖21A及 左雷射二極體25A的線的正下面。而且，在鄰接於左光電二 極體26A之位置設有左放大器27 A。該左放大器27 A亦與左 光電二極體26A同樣，是配置在連接左光纖21A及左雷射 • 二極體25A的線的正下面。 進而，有關本實施形態之光透過性基板40，形成有與左 V溝1 1A同樣的中V溝1 1B及右V溝1 1 C，此等3個V溝 1 1 A、1 1 B、1 1 C，是在光透過性基板40的端邊方向以等間 隔來分離而配置。在中V溝11B之延長線上，形成有中第一 透鏡用溝12 B及中第二透鏡用溝14B。又，在右V溝11C 的延長線上，形成有右第一透鏡用溝12及右第二透鏡用溝 14C。 ® 又，在中V溝11B是載置中光纖21B，在右V溝lie 是載置有右光纖21C。在中第一透鏡用溝12B，是載置中第 一球形透鏡22B，而在右第一透鏡用溝12 C，是載置有右第 一球形透鏡22C。又，在中第二透鏡用溝HB，是載置中第 二球形透鏡24 B，而在右第二透鏡用溝14C，是載置右第二 球形透鏡24 C。 濾光器用溝4 1及固定件43，皆包含從左V溝1 1 A之延 長線上，到右V溝1 1 C的延長線上之間的位置來進行延伸。 -16- 200540481 在固定件43上之中V溝1 1 B的延長線上，來搭載中雷射二 極體25B，在固定件43上之右V溝1 1C的延長線上，來搭 載右雷射二極體25C。又，濾光器用溝41中之電介體多層 膜濾光器42，是配置在從左V溝1 1 A的延長線上，延伸到 右V溝1 1 C之延長線上的位置上。 進而，在光透過性基板40中之背面側，安裝有中光電 二極體26B及右光電二極體26C。中光電二極體26B是配置 在連接中光纖21B及中雷射二極體2 5B的線的正下面。中放 # 大器是在鄰接中光電二極體26B之位置而設置（未圖示）。 該中放大器亦與中光電二極體2 6B同樣，配置在連接中光纖 2 1B及中雷射二極體25B的線的正下面。 右光電二極體2 6C是配置在連接右光纖21C及右雷射二 極體25C的線的正下面。右放大器是在鄰接右光電二極體 26C之位置而設置（未圖示）。該右放大器亦與右光電二極 體2 6C同樣，配置在連接右光纖21C及右雷射二極體25 C 的線的正下面。 ^ 進而，在光透過性基板40之表面中的左V溝11A之延 長線上，在左第一透鏡用溝1 2 A及濾光器用溝4 1之間，形 成有左凸透鏡3 1 A。同樣，在中V溝1 1 B的延長線上，在中 第一透鏡用溝12 B及濾光器用溝4 1之間是形成中凸透鏡 3 1 B，而在右V溝1 1 C的延長線上，在右第一透鏡用溝1 2 C 及濾光器用溝4 1之間是形成右凸透鏡3 1 C。此等凸透鏡3 1 A 〜3 1 C，皆藉由離子束蝕刻所形成。 從左光纖21A所射出之光，是在電介體多層膜濾光器 -17- 200540481 42反射，並在左凸透鏡31A聚光，而射入到左光電二極體 26 A的光檢測面。又，從中光纖21B射出之光，是在電介 體多層膜濾光器42反射，並在中凸透鏡31B聚光，而射入 到中光電二極體26 B的光檢測面。進而，從右光纖2 1C射 出之光，是在電介體多層膜濾光器42反射，並在右凸透鏡 3 1 C聚光，而射入到右光電二極體26 C的光檢測面。 有關具有以上構成之本實施形態的光傳送、接收模組2 中，與上述第一實施形態同樣，具有用來射出光信號之雷射 • 二極體25A〜25C及射入光信號的光電二極體26A〜26C， 但光電二極體26 A〜26C是設於光透過性基板40之背面側。 因此，爲了設置光電二極體26 A〜26C卻不必另外設置副固 定件等，所以該部分空間上的限制較少。又，亦不必使用側 面射入型之光電二極體等。 而且，有關本實施形態之光傳送、接收模組2，是連接 複數的光纖21A〜21C，且設有各自對應之雷射二極體25 A 〜25C及光電二極體26 A〜26C。因此，成爲減少空間的限 ® 制這一點非常有利。進而，有關本實施形態之光傳送、接收 模組2，光電二極體26A〜26C皆設在連接光纖21A〜21C 及雷射二極體25 A〜25C的線的正下面。因此，可緩和對光 透過性基板40之面方向的空間的限制，當作以小的面積之 光透過性基板40連接多的光纖之態樣。 又，與上述第一實施形態同樣，濾光器用溝4 1因爲藉 由各向異性蝕刻所形成，所以可用正確的傾斜角度形成濾光 器用溝4 1。因此，可將從光纖2 1 A〜2 1 C射出之光以良好的 -18- 200540481 精確度引導至光電二極體26A〜26C。進而，V溝11A〜11C、 透鏡用溝12A〜12C、14A〜14C亦以各向異性蝕刻形成爲預 定深度。因此，使光纖21A〜21C、球形透鏡22A〜22C、24A 〜24C各元件可容易精確度良好地位置合對。 接著，對於本發明之第三實施形態來加以說明。有關本 實施形態的光傳送、接收模組，是光透過性基板組裝於封裝 所形成。第4圖是顯示有關本發明之第三實施形態的光傳 送、接收模組圖，（a )是平面圖，（b )是側視圖。（a ) φ 圖中，省略罩之描述。 如第4圖所示，有關本實施形態之光傳送、接收模組3， 是具備光透過性基板50。光透過性基板50是與上述第一實 施形態同樣，由矽基板所構成，用來透過1 · 5 5 μιη頻帶之波 長的光。在光透過性基板50之表面，比起上述第一實施形 態形成有較大不同的V溝51，在V溝51上載置有光纖套圈 (fibre ferrule)60。在光纖套圈60介置金屬化光纖（metalize fibre)61連接有附被覆光纖62。又，在光透過性基板50之 • 表面，形成有第一透鏡用溝52、濾光器用溝53、及第二透 鏡用溝54。在第一透鏡用溝52，比起上述第一實施形態， 載置有僅直徑較大爲不同點的第一球形透鏡22。 又’在濾光器用溝5 3 ’與上述第一實施形態同樣載置有 電介體多層膜濾光器23。進而，在第二透鏡用溝54，比起 上述第一實施形態中之第二球形透鏡，載置有僅直徑較小爲 不同之第二球形透鏡24。 進而，在光透過性基板50之表面中的光纖套圈60之延 -19- 200540481 長線上，貼著金屬化圖案55，在金屬化圖案55之上載置有 雷射二極體25。於有關本實施形態的光傳送、接收模組3， 雷射二極體25之光射出部是利用與第二球形透鏡24的中心 成爲大致相同高度的雷射二極體25及第二球形透鏡24。 在光透過性基板50之背面側，是光電二極體26及放大 器27介置未圖示襯墊而安裝。放大器27是安裝在鄰接光電 二極體26的位置。又，此等光電二極體26及放大器27,是 配置在連接光纖套圏60及雷射二極體25之線之正下面。 • 又，在從光透過性基板50的表面中之電介體多層膜濾光器 23反射的光通過之位置，使凸透鏡藉由離子束蝕刻而形成。 在光透過性基板50的背面側，是設有陶瓷製之配線基 板56。配線基板56的平面視的大小，比光透過性基板50 形成更大，爲了要避開光電二極體26及放大器27形成有貫 通孔。在從配線基板56之表面中的光透過性基板偏移之位 置，設有第4圖（a)所示複數的輸出用接合墊57及輸入用 接合墊5 8。 ® 又，在配線基板56，將光電二極體26或放大器27之電 源及取出從此等之輸出的金屬化圖案MP形成圖案。設於光 透過性基板50的背面側之光電二極體26，藉由接合線29 來連接於設在配線基板56的金屬化圖案MP及放大器27。 設於配線基板5 6之背面的金屬化圖案MP，是通過接觸 孔內之配線CE，連接於設在配線基板5 6的表面端部之輸出 用接合墊57。又，輸入用接合墊58是通過接合線59，連接 於金屬化圖案55及雷射二極體25。 -20- 200540481 進而，光透過性基板50是被收容於中央形成凹部之陶 瓷封裝6 3的凹部。在陶瓷封裝6 3之端部表面設有輸出入用 墊64。此等輸出入用墊64，是藉由接合線65分別連接於輸 出用接合墊57或輸入用接合墊58。在輸出入用墊64分別安 裝有電氣輸出入端子66。 又，陶瓷封裝63之凹部的上方中之開口部，是藉由罩 67所覆蓋。罩67是金屬製，在罩67的外側配置有附被覆光 纖62。用來連接附被覆光纖62、及設於罩67內部之光纖套 φ 圈60的金屬光纖61，是介於罩67及陶瓷封裝63之間。該 位置中，藉由來鍚焊罩67及金屬光纖61，使陶瓷封裝63 內呈氣密狀態。 對於有關具有以上構成之本實施形態的光傳送、接收模 組3之製造順序來加以說明。 在光透過性基板50之表面，將V溝51、透鏡用溝52、 54及濾光器用溝53藉由各向異性蝕刻來形成。又，設有金 屬化圖案55。接著，在光透過性基板50的背面，與表面之 • V溝51以位置對合的半導體處理設有金屬標記，在該金屬 標記將光電二極體26精確度良好地接合（die bond)。 其次，在鄰接光電二極體26之位置來接合放大器27， 將光透過性基板50的背面接合於配線基板56。接著，將光 電二極體26及放大器27之襯墊及配線基板56藉由接合線 29來連接。 接著，與光透過性基板50之表面中的接合來進行接設。 與表面之接合來接設，首先，將雷射二極體25在金屬化圖 -21 - 200540481 案55上正確地接合。其次，將球形透鏡22、24及電介體多 層膜濾光器23，分別來載置在透鏡用溝52、54及濾光器用 溝5 3。此時，將各溝作爲導溝，用來載置各元件。之後’藉 由環氧系或丙烯系的接著劑將球形透鏡22、24及電介體多 層膜濾光器23，分別來接著在透鏡用溝52、54及濾光器用 溝53 〇 其次，將光透過性基板50以每一配線基板56在陶瓷封 裝63接合。之後，將雷射二極體25的端子在設於配線基板 φ 56之輸入用接合墊58,又，將配線基板56上的各襯墊57、 58在陶瓷封裝63上之輸出入用墊64分別以接合線59、65 來連接。 之後，將前端安裝有光纖套圏60的金屬光纖61，安裝 成光纖套圈60嵌合於V溝51上，以環氧系或丙烯系等之紫 外線硬化樹脂來加以固定。之後，將金屬光纖61鍚焊在陶 瓷63，同時在罩67亦藉由鍚焊氣密密封陶瓷封裝63內。這 樣一來，製造成光傳送、接收模組3。 Φ 這樣的光傳送、接收模組3是使光透過性基板組成封 裝，但與上述第一實施形態同樣，具有用來射出光信號之雷 射二極體25及射入光信號的光電二極體26，但光電二極體 2 6是設於光透過性基板5 0之背面側。因此，爲了設置光電 二極體26卻不必另外設置副固定件等，所以其部分空間上 的限制較少。又，亦不必使用側面射入型之光電二極體等。 又，與上述第一實施形態同樣，濾光器用溝5 3，因爲藉 由各向異性蝕刻所形成，所以可用正確的傾斜角度形成濾光 -22- 200540481 器用溝5 3。因此，可將從光纖套圈60所射出之光以良好的 精確度引導至光電二極體26。進而，V溝51、透鏡用溝52、 54亦以各向異性蝕刻形成爲預定的深度。因此，可容易將光 纖套圈60、球形透鏡22、24之各元件精確度良好地位置對 合。 進而，對於本發明之第四實施形態來加以說明。有關本 實施形態的光傳送、接收模組，與上述第一實施形態來比 較，是取代光纖來形成光導波路這一點爲主要不同。第5圖 • 是有關本發明之第四實施形態的光傳送、接收模組之剖面 圖。 如第5圖所示，有關本實施形態之光傳送、接收模組4， 是具備由矽基板構成且透過光的光透過性基板70。在光透過 性基板70之表面，是使第一透鏡用溝12、濾光器用溝1 3 及第二透鏡用溝1 4配置在直線上。此等之溝1 2〜1 4是與上 述第三實施形態所說明的溝形成同樣的大小。 在第一透鏡用溝1 2是載置第一球形透鏡22，並在濾光 • 器用溝13載置電介體多層膜濾光器23,而在第二透鏡用溝 14載置有第二球形透鏡24。又，從光透過性基板70上的第 一透鏡用溝12在朝向第二透鏡用溝14之直線的延長線上， 設有雷射二極體25。又，在從光透過性基板70中的第二透 鏡用溝1 4朝向第一透鏡用溝1 2之直線的相反方向，沿著其 直線形成有光導波路7 1。光導波路7 1是在光透過性基板70 之上藉由使用聚醯亞胺（poly imide )等而形成。此時，藉由 調整聚醯亞胺的厚度，可使光導波路71之核心部的高度與 -23- 200540481 通過第一球形透鏡22之光的光軸高度一致。 進而，在光透過性基板70之背面側，是與上述第一實 施形態同樣使光電二極體2 6、放大器2 7、及配線基板2 8以 同樣的位置關係配置。又，進而，在從光透過性基板7 0中 之電介體多層膜濾光器23反射之光通過的位置，形成有凸 透鏡3 1。對於其他的點，是具有與上述第一實施形態同樣之 構成。 有關具有以上構成之本實施形態的光傳送、接收模組4 # 中’取代光纖，形成有光導波路7 1，光射出入部構成光導波 部71之前端部。而且，與上述第一實施形態同樣，具有用 來射出光信號之雷射二極體25及射入光信號的光電二極體 26。於此，光電二極體26是設於光透過性基板70之背面側。 因此，爲了設置光電二極體26卻不必另外設置副固定件等， 所以該部分空間上的限制較少。又，亦不必使用側面射入型 之光電二極體等。 又，與上述第一實施形態同樣，濾光器用溝1 3因爲藉 # 由各向異性蝕刻所形成，所以可用正確的傾斜角度形成濾光 器用溝1 3。因此，可將從光導波部7 1所射出之光以良好的 精確度引導至光電二極體26。進而，透鏡用溝12、14亦以 各向異性蝕刻形成爲預定的深度。因此，可容易將球形透鏡 22、24等元件精確度良好地位置對合。 其次，對於本發明之第五實施形態來加以說明。有關本 實施形態的光傳送、接收模組，與上述第三實施形態來作比 較，是使光纖分離的型式這一點爲主要不同。第6圖是顯示 -24- 200540481 有關本發明之第五實施形態的光傳送、接收模組圖’ （a) 是平面圖，（b )是側剖面圖。 如第6圖所示，有關本實施形態之光傳送、接收模組5， 是具備由矽基板所構成，用來透過光的光透過性基板80。在 光透過性基板80之表面，形成有濾光器用溝5 3及第二透鏡 用溝54。在濾光器用溝53載置電介體多層膜濾光器23，並 在第二透鏡用溝54載置有第二球形透鏡24。 又，在光透過性基板80之背面側，設有光電二極體26、 φ 放大器27、及配線基板56。進而，光透過性基板80是被收 容於陶瓷封裝81。陶瓷封裝81的內部是藉由平板狀之罩82 所氣密密封。 在陶瓷封裝81中之側壁部，透鏡保持具83是藉由YAG 熔接所安裝。該YAG熔接是在進行調芯作業之後實施。在 透鏡保持具8 3內收容有第一球形透鏡84，同時在透鏡保持 具83插入有光纖套圈85。在光纖套圈85連接有附被覆光纖 87 ° ^ 進而，在陶瓷封裝81之側壁部形成有貫通孔，且設有 堵住該貫通孔之透明窗88。從光纖套圈85射出的光，通過 第一球形透鏡84到達陶瓷封裝8 1內之電介體多層膜濾光器 23。又’透過電介體多層膜濾光器23之雷射二極體25的光， 是通過透明窗88及第一球形透鏡84到達光纖套圈85。對於 其他的點，具有與上述第三實施形態同樣之構成。 有關具有以上構成之本實施形態的光傳送、接收模組5 中’將光纖套圈8 5及第一球形透鏡8 4皆收容於透鏡保持具 -25- 200540481 8 3內，並將透鏡保持具8 3固定於陶瓷封裝8 1之側壁部。這 種態樣的光傳送、接收模組5中，亦與上述第三實施形態同 樣，光電二極體26是設於光透過性基板80之背面側。因此’ 爲了設置光電二極體26卻不必另外設置副固定件等’所以 該部分空間上的限制較少。又，亦不必使用側面射入型之光 電二極體等。 又，濾光器用溝5 3因爲藉由各向異性蝕刻所形成’所 以可用正確的傾斜角度形成濾光器用溝5 3。因此，可將通過 # 透明窗88射出之光以良好的精確度引導至光電二極體26。 進而，透鏡用溝54亦以各向異性蝕刻形成爲預定的深度。 因此，可容易將第二球形透鏡24等元件精確度良好地位置 對合。 進而，有關本實施形態之光傳送、接收模組5中，未使 用如第三實施形態所示的光傳送、接收模組之金屬光纖，所 以可達成該部分的成本減低。 但是，有關本實施形態之光傳送、接收模組5，是使光 ^ 纖套圏85及第一球形透鏡83未載置於光透過性基板80上， 所以必須另外進行調芯。但，第一球形透鏡84是藉由壓入 光纖套圏85的透鏡保持具83之前端形成的錐部來固定。因 此可使光纖套圈8 5之中心及第一球形透鏡8 4的中心進行精 確度良好之對合。而且，從第一球形透鏡84所射出的光是 成爲平行光，所以不必進行光軸方向之調芯。進而，光電二 極體26、雷射二極體25、第二球形透鏡24、及電介體多層 膜濾光器2 3的位置關係是以局精確度一致。因此，調芯作 -26- 200540481 業是在對光軸垂直方向，僅對雷射光來實施位置對合即可完 成。 以上，對於本發明之最佳實施形態作了說明，但本發明 並非限定於上述各實施形態。譬如，上述各實施形態，是對 於家庭用的光傳送、接收模組作了說明，但本發明之光傳 送、接收模組，亦可使用於基地局用的光傳送、接收模組。 這種情況下，雷射二極體射出1 · 5 5 μπι頻帶之光，而電介體 多層膜濾光器透過1.55μπι頻帶之波長的光，並反射1.3μιη # 頻帶之波長的光。又，上述各實施形態是使用背面射入型之 光電二極體作爲光電二極體，但亦可使用表面射入型的光電 二極體。進而，上述實施形態，是使用矽基板作爲光透過性 基板，但譬如亦可使用透過光之玻璃基板等。當使用玻璃基 板時，譬如可藉由NC加工形成各溝。 〔產業上之利用可能性〕 本發明是光通訊或光資訊處理等所使用，可利用於進行 光之傳送、接收的光傳送、接收模組。 ®【圖式之簡單說明】 第1圖是有關本發明之第一實施形態的光傳送、接收模 組之斜視圖。 第2圖是有關本發明之第一實施形態的光傳送、接收模 組之剖面圖。 第3圖是有關本發明之第二實施形態的光傳送、接收模 組之斜視圖。 第4圖是顯示有關本發明之第三實施形態的光傳送、接 -27 - 200540481 收模組圖，（a )是平面圖，（b )是側視圖。 第5圖是有關本發明之第四實施形態的光傳送、接收模 組之側剖面圖。 第6圖是顯示有關本發明之第五實施形態的光傳送、接 收模組圖，（a )是平面圖，（b )是側剖面圖。 【元件符號說明】 1〜5…光傳送、接收模組 10、40、50、70、80…光透過性基板 φ 1 1、5 1 …V 溝 1 2、5 2…第一透鏡用溝 13、 41、53…濾光器用溝 14、 54…第二透鏡用溝 15、 43···固定件 2 1…光纖 22、 84…第一球形透鏡 23、 32、42…電介體多層膜濾光器 ® 24…第二球形透鏡 25…雷射二極體 26…光電二極體 27...放大器 2 8、5 6…配線基板 29、59、65…接合線 31…凸透鏡 57…輸出用接合塾 28- 200540481 58.. .輸入用接合墊 60、85…纖維套圈 61 ...金屬化纖維 62 ' 87…附被覆維纖 63、8 1…陶瓷封裝 64.. .輸出入用墊

66.. .電氣輸出入端子 67、82 ... W Φ 7 1·.·光導波路 8 3 ...透鏡保持具 88 ...透明窗

Claims (1)

1. 200540481 十、申請專利範圍： 1.一種光傳送、接收模組，具備： 用來透過第一波長之光的光透過性基板； 載置在前述光透過性基板上，用來射出與前述第一 不同之第二波長的光之雷射二極體； 安裝在前述光透過性基板中設有前述雷射二極體 即背面側之光電二極體； 用來反射第一波長的光，並透過前述第二波長之光 ® 介體膜濾光器；及 將前述雷射二極體射出之光射入，同時對前述光電 體射出光的光射出入部； 其特徵爲藉由使前述電介體膜濾光器載置在前述 過性基板以預定之傾斜角形成的傾斜溝內，來調整使 光電二極體和前述光射出入部之間，及前述雷射二極 前述光射出入部之間的光路一致。 2·如申請專利範圍第1項所記載之光傳送、接收模組， β 前述光透過性基板是矽基板。 3·如申請專利範圍第1項所記載之光傳送、接收模組， 前述傾斜溝是藉由各向異性蝕刻所形成。 4·如申請專利範圍第1項所記載之光傳送、接收模組， 前述光電二極體是配置在連接前述雷射二極體及前 射出入部的線的正下面。 5·如申請專利範圍第4項所記載之光傳送、接收模組， 配設複數組前述光電二極體、雷射二極體及電介體膜 波長 之面 的電 二極 光透 前述 體和 其中 其中 其中 述光 其中 濾光 -30- 200540481 器且成爲陣列狀。 6.如申請專利範圍第1項所記載之光傳送 '接收模組’其中 在前述電介體膜濾光器和前述雷射二極體之間’及前述電 介體膜濾光器和前述光射出入部之間’各自配設^有透鏡。 7 .如申請專利範圍第1項所記載之光傳送、接收模組’其中 在前述光透過性基板之表面’設有將對於前述光電二極體 之光聚光的聚光透鏡。 8 .如申請專利範圍第7項所記載之光傳送、接收模組，其中 前述聚光透鏡是藉由離子束鈾刻所形成。 9 ·如申請專利範圍第1項所記載之光傳送、接收模組，其中 前述光射出入部是光纖之前端部。 1 〇 ·如申請專利範圍第1項所記載之光傳送、接收模組，其中 前述光射出入部是光導波路之前端部。