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TWI600936B - 光學傳輸系統及其製備方法 - Google Patents

光學傳輸系統及其製備方法 Download PDF

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TWI600936B
TWI600936B TW100137169A TW100137169A TWI600936B TW I600936 B TWI600936 B TW I600936B TW 100137169 A TW100137169 A TW 100137169A TW 100137169 A TW100137169 A TW 100137169A TW I600936 B TWI600936 B TW I600936B
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張彥中
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國立中央大學
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光學傳輸系統及其製備方法
本發明係為一種光學傳輸系統及其製備方法;尤指結合半導體製程與採用相關之發射端模組和接收端模組作組裝應用,使得所完成之印刷電路板內對應的光路層設計能不需形成任何具有傾斜角度的反射面,而可有效完成光信號傳輸之一種光學傳輸系統及其製備方法。
傳統以金屬材料作為線路以提供在傳輸電信號或單元間之聯繫上的應用,於習用技術中已相當普遍。而在數位通訊的高效能電子系統中,不但處理器的設置愈益增多,信號處理的速度也越來越快,因此信號或資訊的傳輸品質與速度也愈形重要。然而,傳統的金屬線路連結設計其傳輸之性能係已有所不足。
光學連結可受傳輸線路材料性質的影響較小,能達高頻寬容量和快速之傳輸效果,所以以光學傳輸方式取代電子傳輸方式便為重要的技術發展。在發光二極體(LED)及半導體雷射的技術下,以光為媒介來傳輸信號的方式便加以開發;其主要是由光電耦合元件(Optical Coupler)的運作來完成電、光信號或光、電信號間的轉換、發射與接收。而光電耦合元件主要包含提供光發射的發射器或光源單元、提供光接收的接收器或光檢測單元、以及將發射或接 收之信號作進一步驅動或放大的驅動器或放大器。
以光電耦合元件來作為光電轉換與電信號傳輸上的基本設計,在目前的各種電路構造、電子裝置或相關系統中係已得到了很廣泛的應用。請參閱第一圖(a)和(b),其係為本案申請人於之前所申請之本國申請案號第099116550號發明案的應用示意圖。詳細來說,在該案中係提出一種具有光波導結構之發射端模組和接收端模組,使其利用與結合半導體製程以及光波導結構的全反射信號傳輸之技術,從而能簡單、方便地於同一製程中,完成應用於對電信號或光信號之轉換與傳輸上之發射端模組或接收端模組的製造;並同時還能避免習用技術中將光纖於較小尺寸條件下作組裝的困難與不便,進而可以減少因可能的組裝誤差所造成無法準確進行光信號傳輸的問題。
承上所述,該案的發射端模組和接收端模組的設計可分別參閱第二圖(a)和(b)所示之剖面示意圖。發射端模組2包含有半導體基板20、光源單元24、光波導結構26、第一膜層21、第二膜層22、電信號傳輸單元23、驅動電路25;而光波導結構26包含有反射面263和光波導結構主體260。其中反射面263具有一傾斜夾角,使得電信號27經驅動電路25的傳輸與驅動能使光源單元24加以轉換而發射出對應的光信號28,繼而穿透半導體基板20和藉由反射面263之反射、轉折與相對第二膜層22之全反射特性,而於光波導結構主體260中形成傳輸。另外,接收端模組3亦具有類似的架構(以關聯之元件編號作示意,即半導 體基板30、第一膜層31、第二膜層32、電信號傳輸單元33、光波導結構36、電信號37、光信號38、光波導結構主體360、反射面363),其差別僅在於信號傳輸與轉換上的行進方向和順序;也就是將發射端模組2中的光源單元24和驅動電路25分別替換成為光檢測單元34和轉阻放大器電路35。
回到前述第一圖(a)或(b)的將所述之發射端模組2、接收端模組3進行組裝應用。其中第一圖(a)的印刷電路板80具有一光波導結構86和兩對應插槽83、84,係能提供分別設置於兩插卡81、82上的模組2、3進行組裝;是以,光信號便能經由光波導結構86的光波導結構主體860和兩反射面861、862而於兩插卡81、82間傳輸,也就是從光波導結構26依序地導入至光波導結構86和光波導結構36中。而第一圖(b)的印刷電路板90所包含的光波導結構92除了其光波導結構主體920外,則僅設有一個反射面921,使得設置在一印刷電路板40上的發射端模組2(或另可為接收端模組之應用)所發射的光信號便能從光波導結構26導入至光波導結構主體920中,並經反射面921之反射而由晶片91所接收。而根據第一圖(a)和(b)之示意,便可在不需光纖之情況下完成電路板對電路板、晶片與晶片之間、或同一電路板上的光信號傳輸。
是以,承上所述,所設計之發射端或接收端模組在進行組裝應用時,於一般印刷電路板內部的光波導結構便必須設計有至少一個對應的反射面。然而,就目前技術而言, 對現今設計有光子元件層或光路層之印刷電路板,無論其光波導結構於其內部是以何種方式完成光路層之製備,例如可先以高分子聚合物(polymer)材料於外界形成出光波導結構並研磨出對應之斜面後再組裝至電路板內,或是直接對電路板上的聚合物材料作斜面切削,要形成出具有對應傾斜角度的反射面係皆為一種相當困難的製程。
本發明之目的在於提供一種光學傳輸系統及其製備方法;使其結合半導體製程與採用相關發射端模組和接收端模組作組裝應用,能讓所完成之印刷電路板內對應的光路層設計不需形成任何具有傾斜角度的反射面,而可有效完成光信號傳輸之應用與系統製備。
本發明係為一種光學傳輸系統,包含有:一印刷電路板,包含一第一光波導結構、一第一組裝座和一第二組裝座,該第一光波導結構係位於該第一組裝座和該第二組裝座之間;一發射端模組,包含一第二光波導結構與一第一反射面,該發射端模組組裝於該第一組裝座上,使得該第二光波導結構對應該第一光波導結構之第一端,用以將對應的電信號轉換成光信號後發射,並藉由該第一反射面、該第二光波導結構和該第一光波導結構進行反射與傳輸;以及一接收端模組,包含一第三光波導結構與一第二反射面,該接收端模組組裝於該第二組裝座上,使得該第三光波導結構對應該第一光波導結構之第二端,用以藉由該第 一光波導結構、該第三光波導結構和該第二反射面而將對應的光信號進行傳輸與反射,進而轉換成對應的電信號。
本發明另一方面係為一種光學傳輸系統之製備方法,該方法包含下列步驟:在一印刷電路板中形成一第一光波導結構、一第一組裝座和一第二組裝座,其中該第一光波導結構係位於該第一組裝座和該第二組裝座之間;將包含一第二光波導結構與一第一反射面的一發射端模組組裝於該第一組裝座上,使得該第二光波導結構對應該第一光波導結構之第一端,並將包含一第三光波導結構與一第二反射面的一接收端模組組裝於該第二組裝座上,使得該第三光波導結構對應該第一光波導結構之第二端;以及以打線方式將該印刷電路板和該發射端模組、該接收端模組完成電連接,而完成該光學傳輸系統。
本發明所提出的一種光學傳輸系統,係包含了可進行電信號與光信號間之轉換的發射端模組以及可進行光信號與電信號間之轉換的接收端模組,其中主要仍是以光作為媒介來達到信號傳輸之目的。
現以一第一實施例進行本發明之實施說明。請同時參閱第三圖(a)和(b),其中第三圖(a)係為構成本發明所提出的一光學傳輸系統5之側向剖面與組裝示意圖;而第三圖(b)則為完成組裝的該光學傳輸系統5之側向剖面與運作示意圖。如該等圖式所示,本發明之光學傳輸系統5主要包含 有一印刷電路板50、一發射端模組6和一接收端模組7。而在本發明中,所採用之發射端模組6和接收端模組7係和先前技術中所述,於本國申請案號第099116550號所提出的具有光波導結構之發射端模組和接收端模組相同;也就是本發明之光學傳輸系統5係為延伸其先前技術之發射端模組2和接收端模組3的進一步設計應用,而能夠整合而構成出一種便於製備和組裝之光電信號轉換、傳輸應用的光學傳輸系統。
是以,所述之發射端模組6和接收端模組7的詳細架構、元件材料、產生功能、電連接關係與位置設置等,均和先前技術的設計相同;且於第三圖(a)和(b)中所示的兩模組,也以和其第二圖(a)和(b)相關聯之元件編號作示意。意即,發射端模組6包含有半導體基板60、光源單元64、光波導結構66、第一膜層61、第二膜層62、電信號傳輸單元63、驅動電路65;而光波導結構66包含有反射面663和光波導結構主體660。另外,接收端模組7包含有半導體基板70、光檢測單元74、光波導結構76、第一膜層71、第二膜層72、電信號傳輸單元73、轉阻放大器電路75;而光波導結構76包含有反射面763和光波導結構主體760。
承上所述,如第三圖(a)和(b)所示,本發明之印刷電路板50包含有一光波導結構51、一第一組裝座501和一第二組裝座502,且該光波導結構51係位於該第一組裝座501和該第二組裝座502之間。在此實施例中,該第一組裝座 501、該第二組裝座502和該光波導結構51係能以一半導體製程於該印刷電路板50內形成;例如可採用習知技術之曝光顯影方式,針對所需形成之凹槽位置作定位後進行蝕刻而成。再者,本發明對於其第一組裝座501和第二組裝座502之設計,也就是所述之蝕刻方式係將該第一組裝座501之位置或尺寸對應該發射端模組6,而該第二組裝座502之位置或尺寸則對應該接收端模組7;使其發射端模組6和接收端模組7能分別對應該第一組裝座501和該第二組裝座502加以組裝,使得發射端模組6的側面601與底面602分別與第一組裝座501的側壁5011及底部5012接觸,而接收端模組7的側面701與底面702分別與第二組裝座502的側壁5021及底部5022接觸,並使得其發射端模組6的光波導結構66對應印刷電路板50之光波導結構51之第一端511,而接收端模組7的光波導結構76則對應印刷電路板50之光波導結構51之第二端512。
承上所述,在所進行的蝕刻過程係能使所形成的相關組裝座之端緣上呈現出平整切面,使得所採用的發射端模組6的光波導結構66之端緣和接收端模組7的光波導結構76之端緣能分別緊密對應(或貼附)於光波導結構51之第一端511與第二端512,以使後續所要說明之對應光信號能有效地進行傳輸上的導入和導出。在此實施例中,所設計之光波導結構51之材料,係可採用高分子聚合物(polymer)所製成,而光波導結構66、76之材料,則以矽材質製成;而當將該發射端模組6和該接收端模組7分別 組裝於該第一組裝座501上和該第二組裝座502上時,係還能以諸如紫外線硬化膠(即UV膠)之點膠材料於兩模組6、7與兩組裝座501、502間填充,而能將兩模組6、7於該印刷電路板50上加以有效地固定封裝。
在此實施例中,光源單元64係能以習用技術之發光二極體、半導體雷射器或垂直腔面發射雷射器(VCSEL)來構成,用以將對應的電信號轉換成光信號後發射;而光檢測單元74則以光接收二極體或光學接收器(Photodetector,簡稱PD)來構成,用以將對應的光信號轉換成電信號後傳輸。而如第三圖(a)和(b)所示,採用的發射端模組6和接收端模組7所包含的光波導結構66、76,所分別設置於其中之反射面663和反射面763亦呈現有相對的一傾斜角度,使得接收到對應電信號E之光源單元64能轉換成對應的光信號O後發射,進而產生反射、轉折,同時使得後續的光檢測單元74加以接收並轉換成對應的電信號E’(可和電信號E有相同的傳輸內容)後作傳輸。
承上所述,完成組裝的本光學傳輸系統5,係能以打線(Wire)方式(如第三圖(b)所示之線路L1、L2)而將該印刷電路板50和該發射端模組6、該接收端模組7完成電連接,以將對應的電信號E傳輸至發射端模組6上,並將對應的電信號E’自接收端模組7傳輸而出。此外,印刷電路板50還包含有一電路層52,形成於其印刷電路板50之整面頂層上。而在所形成的第一組裝座501和第二組裝座502之對應位置上,該電路層52的分布便可如剖面示意的第三 圖(a)和(b)之所示;該電路層52用以傳輸相關電信號,且所述之打線設計(即所示之線路L1、L2)係於其電路層52和驅動電路65、轉阻放大器電路75間完成電連接。
進一步來說,本發明的其一特徵在於,根據所形成的光波導結構51、第一組裝座501和第二組裝座502並在具有相似結構且作成對採用與組裝之發射端模組6和接收端模組7的運作下,能讓對應的光信號於光波導結構66、光波導結構51和光波導結構76中完成有效傳輸。而在此實施例中,所形成的光波導結構51之外形係以呈現為直線的型式作說明。而光信號在光波導結構主體660、760和光波導結構51中傳輸時,所形成的反射、轉折則於對應之反射面663、763上產生;使得為了於印刷電路板中完成有效光信號傳輸的發展前提下,所設計或製備的印刷電路板50,特別是其中所需之光路層的部份,便不再需要另外研磨、組裝或切削出任何具有傾斜角度的反射面部份,而只需要形成其光波導部份,從而使得生產或製備上的困難度大幅地降低。
承上所述,在此實施例中,經由設計相對應位置、尺寸與所述之固定封裝的方式,使得完成組裝之兩模組6、7能有效地和印刷電路板中之光路層完成耦合。也就是光信號能有效地自光波導結構主體660導出,並經由光波導結構51之第一端511、第二端512而有效地傳輸、導入至光波導結構主體760中,從而成功地使其光線產生非共平面的轉折而完成光學傳輸上的耦合。是以,較佳之方式係設 計光波導結構66、51、76具有相同之高度,也就是其相互銜接的平面截面係為相同或具有相同之大小、形狀,以使其光信號在導出、導入之傳輸上能有效地維持強度和侷限光信號以避免失真。而本發明的另一特徵在於,在光信號進行傳輸之情形下,亦可無需採用上述較精準之光波導截面設計;例如於其他實施例中,可設計光波導結構51之高度大於光波導結構66、76之高度,則同樣也能夠讓光信號之傳輸有效完成。
上述第一實施例的設計概念亦可加以變化而能達到更加的效果。舉例來說,請參閱第三圖(c),係為在該光波導結構51之第一端511和第二端512上分別形成有一膜層53、54之示意圖;該等膜層53、54係為單層膜或多層膜,為一種抗反射塗料(AR coating),其材料可為玻璃或高分子聚合物,並可在其側壁上作延伸。而當兩端的發射端模組6和接收端模組7完成組裝後,針對其間所傳輸之光信號O除了能提供抗反射和增加穿透率之效果外,還能達到匯聚光束而使其光路準直之目的,從而能增加對波長、入射角度或低極化選擇性(low polarization dependence)的公差容忍度。
本發明還可根據上述第一實施例的設計概念和相關技術加以變化。現以一第二實施例進行本發明之實施說明。請同時參閱第五圖(a)和(b),係分別為一發射端模組6a和一接收端模組7a之剖面示意圖;其設計係同為本案申請人於之前所申請本國申請案號第099129971號其中實施例第 九圖所呈現的光學傳輸模組之概念。以發射端之應用作說明,在該案中係提出在半導體基板60a中形成有一(或多)個溝渠構造T1,且在一側上形成有對應的一反射面M1(較佳之設計係為45度)。另外,薄膜61a係整層地形成於其半導體基板60a和溝渠構造T1上,並可先形成該薄膜61a後再於對應處的上方層積或塗上反射材料以形成該反射面M1。
再者,一光波導結構66a係對應該溝渠構造T1而形成於該薄膜61a上,該光波導結構66a的兩端便對應為該溝渠構造T1之兩側。一電信號傳輸單元63a與一驅動電路65a之運用係和前述實施例相同;而一光源單元64a之位置則對應該反射面M1而設置於半導體基板60a上,其能接收對應的電信號27並轉換成對應的光信號28後發射;該光信號28能進入光波導結構66a中並經由反射面M1之反射而進行傳輸。同理,相同的概念與架構亦於作接收端應用之光學傳輸模組上加以設計(以關聯之元件編號作示意,即半導體基板70a、薄膜71a、電信號傳輸單元73a、光波導結構76a、電信號37、光信號38、反射面M2、溝渠構造T2),其差別僅在於信號傳輸與轉換上的行進方向和順序,並將其中的該驅動電路65a和該光源單元64a替換成為一轉阻放大器電路75a和一光檢測單元74a。
承上所述,在此第二實施例中亦設計了類似於第一實施例之應用方式。請同時參閱第六圖(a)和(b),其中第六圖(a)係為構成本發明所提出的一光學傳輸系統5’之側向剖 面與組裝示意圖;而第六圖(b)則為完成組裝的該光學傳輸系統5’之側向剖面與運作示意圖。如該等圖式所示,光學傳輸系統5’包含有印刷電路板50’和前述之發射端模組6a與接收端模組7a;也就是本發明之光學傳輸系統5’係為延伸其先前技術之發射端模組6a和接收端模組7a的進一步設計應用,而能構成出一便於製備和組裝之光電信號轉換、傳輸應用的光學傳輸系統5’。
類似的設計,於此實施例中,印刷電路板50包含有一光波導結構51’、一第一組裝座501’和一第二組裝座502’,該光波導結構51’係位於該第一組裝座501’和該第二組裝座502’之間,且兩組裝座501’、502’和該光波導結構51’亦能以半導體製程於該印刷電路板50’內形成。此例之兩組裝座501’、502’的形成係和第一實施例相同,也就是設計上分別對應該發射端模組6a和該接收端模組7a而能提供組裝,使得發射端模組6a的側面601a與底面602a分別與第一組裝座501’的側壁5011’及底部5012’接觸,而接收端模組7a的側面701a與底面702a分別與第二組裝座502’的側壁5021’及底部5022’接觸,並使其光波導結構66a對應光波導結構51’之第一端511’,而光波導結構76a則對應光波導結構51’之第二端512’;不同之處在於,此例之該光波導結構51’係相對地位於該印刷電路板50’的頂層,而電路層52’除形成於其印刷電路板50’之頂層上外,部份的電路層52’則形成於其光波導結構51’的下方(如圖所示)。
承上所述,光波導結構66a之端緣和光波導結構76a之端緣能分別緊密對應(或貼附)於光波導結構51’之第一端511’與第二端512’,以使光信號能有效地進行傳輸上的導入和導出。當完成組裝時,還能以點膠材料(例如UV膠)於其間作填充而能有效地固定封裝。是以,如第六圖(a)和(b)所示,根據反射面M1、M2所呈現的傾斜角度,使得接收到對應電信號E之光源單元64a能轉換成對應的光信號O後發射,進而產生反射、轉折,同時使得光檢測單元74a加以接收並轉換成對應的電信號E’後作傳輸。同時,完成組裝的本光學傳輸系統5’,係能以打線(Wire)方式(如第六圖(b)所示之線路L1’、L2’)來完成彼此的電連接,以及利用該電路層52’進行傳輸,從而使得本實施例能運作出和第一實施例相同的功能與實施目的。
此外,本發明所提出之光學傳輸系統於其他實施例中,亦可將發射端與接收端之運作功能同時設置在同一個模組上;或者可設計於同一模組上同時具有處理多個電/光信號之運作結構。換句話說,於此類光學傳輸系統之印刷電路板中的設計,將包含有複數個光波導結構;而位於兩組裝座上的模組,能以對應之數目而設計出多個對應光源單元和/或光檢測單元之組合;而電信號傳輸單元所連接的則同時包含有對應的驅動電路和轉阻放大器電路之組合,使得在此類系統上將可同時對電信號與光信號、或多個電/光信號進行接收、發射與轉換之傳輸運作。
根據上述之第一和第二實施例,本發明另一方面還包 含了提出一種光學傳輸系統之製備方法。請同時參閱第四圖所示之流程圖。本發明之製備方法包含下列步驟:首先,在一印刷電路板中以半導體製程形成一第一光波導結構、一第一組裝座和一第二組裝座,其中,該第一光波導結構係位於該第一組裝座和該第二組裝座之間(步驟S1);其次,將包含一第二光波導結構與一第一反射面的一發射端模組組裝於該第一組裝座上,使得該第二光波導結構對應該第一光波導結構之第一端,並將包含一第三光波導結構與一第二反射面的一接收端模組組裝於該第二組裝座上,使得該第三光波導結構對應該第一光波導結構之第二端(步驟S2);最後,以打線方式將該印刷電路板和該發射端模組、該接收端模組完成電連接,而完成該光學傳輸系統(步驟S3)。
當然,於其他實施例中,亦可將上述第一實施例的相關製備步驟加以變化,並能達到相同的製備結果。例如:再以點膠材料將組裝於第一組裝座上和第二組裝座上的發射端模組和接收端模組加以固定封裝於印刷電路板上;或者,可同時設計其印刷電路板、發射端模組和接收端模組具有對應數目之多個光波導結構,使其光學傳輸系統能同時對電信號與光信號、或多個電/光信號進行接收、發射與轉換之傳輸運作。
是故,綜上所述,本發明結合了製程上之蝕刻技術、以及成對地採用本國申請案號第099116550、099129971號所提出之發射端模組和接收端模組或光學傳輸模組,並 利用其光波導信號傳輸技術所產生的光信號反射、轉折特性,使得在所應用之印刷電路板內部對應之光波導結構的光路層設計上,便不需要再另外研磨、組裝或切削出任何具有傾斜角度的反射面部份,而只需形成其光波導部份。藉由本發明所提出之此一應用與整體系統架構,進而能讓生產或製備印刷電路板的困難度降低,並亦同時能於印刷電路板中完成光信號傳輸之應用目的。是以,本發明之概念係能有效地解決先前技術中所提及之相關問題,從而能成功地達到本案發展之主要目的。
任何熟悉本技術領域的人員,可在運用與本發明相同目的之前提下,使用本發明所揭示的概念和實施例變化來作為設計和改進其他一些方法的基礎。這些變化、替代和改進不能背離申請專利範圍所界定的本發明的保護範圍。是故,本發明得由熟習此技藝之人士任施匠思而為諸般修飾,然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
本案圖式中所包含之各元件列示如下:
2、6、6a‧‧‧發射端模組
20、30、60、60a、70、70a‧‧‧半導體基板
21、31、61、71‧‧‧第一膜層
22、32、62、72‧‧‧第二膜層
23、33、63、63a、73、73a‧‧‧電信號傳輸單元
24、64、64a‧‧‧光源單元
26、36、51、51’、66、66a、76、76a、86、92‧‧‧光波導結構
25、65、65a‧‧‧驅動電路
260、360、660、760、860、920‧‧‧光波導結構主體
263、363、663、763、861、862、921、M1、M2‧‧‧反射面
27、37、E、E’‧‧‧電信號
28、38、O‧‧‧光信號
3、7、7a‧‧‧接收端模組
34、74、74a‧‧‧光檢測單元
35、75、75a‧‧‧轉阻放大器電路
40、50、50’、80、90‧‧‧印刷電路板
5、5’‧‧‧光學傳輸系統
501、501’‧‧‧第一組裝座
502、502’‧‧‧第二組裝座
511、511’‧‧‧第一端
512、512’‧‧‧第二端
5011、5011’、5021、5021’‧‧‧側壁
5012、5012’、5022、5022’‧‧‧底部
52、52’‧‧‧電路層
53、54‧‧‧膜層
601、601a、701、701a‧‧‧側面
602、602a、702、702a‧‧‧底面
61a、71a‧‧‧薄膜
81、82‧‧‧插卡
83、84‧‧‧插槽
91‧‧‧晶片
L1、L1’、L2、L2’‧‧‧線路
T1、T2‧‧‧溝渠構造
本案得藉由下列圖式及說明,俾得一更深入之了解:第一圖(a),係為將發射端模組2和接收端模組3完成連接之應用示意圖。
第一圖(b),係為將發射端模組2和晶片91完成信號傳輸之應用示意圖。
第二圖(a),係為發射端模組2之剖面示意圖。
第二圖(b),係為接收端模組3之剖面示意圖。
第三圖(a),係為構成本發明所提出的光學傳輸系統5之側向剖面與組裝示意圖。
第三圖(b),係為完成組裝的光學傳輸系統5之側向剖面與運作示意圖。
第三圖(c),係為在該光波導結構51之第一端511和第二端512上分別形成有一膜層53、54之示意圖。
第四圖,係為本發明之光學傳輸系統之製備方法流程圖。
第五圖(a),係為發射端模組6a之剖面示意圖。
第五圖(b),係為接收端模組7a之剖面示意圖。
第六圖(a),係為構成本發明所提出的光學傳輸系統5’之側向剖面與組裝示意圖。
第六圖(b),係為完成組裝的光學傳輸系統5’之側向剖面與運作示意圖。
5‧‧‧光學傳輸系統
50‧‧‧印刷電路板
501‧‧‧第一組裝座
502‧‧‧第二組裝座
51‧‧‧光波導結構
52‧‧‧電路層
6‧‧‧發射端模組
7‧‧‧接收端模組
E、E’‧‧‧電信號
O‧‧‧光信號
L1、L2‧‧‧線路

Claims (15)

  1. 一種光學傳輸系統,包含有:一印刷電路板,包含一第一光波導結構、一第一組裝座和一第二組裝座,該第一組裝座及該第二組裝座分別為一凹槽,該第一光波導結構係位於該第一組裝座和該第二組裝座之間;一發射端模組,包含一第一半導體基板、一第二光波導結構與一第一反射面,該發射端模組組裝於該第一組裝座且該第一半導體基板置於該第一組裝座內,使得該發射端模組之側面與底面分別與該第一組裝座之側壁及底部接觸,並使得該第二光波導結構對應該第一光波導結構之第一端,用以將對應的電信號轉換成光信號後發射,並藉由該第一反射面、該第二光波導結構和該第一光波導結構進行反射與傳輸;以及一接收端模組,包含一第二半導體基板、一第三光波導結構與一第二反射面,該接收端模組組裝於該第二組裝座且該第二半導體基板置於該第二組裝座內,使得該接收端模組之側面與底面分別與該第二組裝座之側壁及底部接觸,並使得該第三光波導結構對應該第一光波導結構之第二端,用以藉由該第一光波導結構、該第三光波導結構和該第二反射面而將對應的光信號進行傳輸與反射,進而轉換成對應的電信號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學傳輸系統,其中該第一組裝座、該第二組裝座和該第一光波導結構係以一半導 體製程於該印刷電路板內形成。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光學傳輸系統,其中該第一組裝座之位置係對應該發射端模組,而該第二組裝座之位置係對應該接收端模組。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光學傳輸系統,其中該第二光波導結構之端緣和該第三光波導結構之端緣係分別對應該第一光波導結構之第一端和該第一光波導結構之第二端,以使對應的光信號進行傳輸上的導入和導出。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光學傳輸系統,其中該第一光波導結構之高度係大於或等於該第二光波導結構、該第三光波導結構之高度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之光學傳輸系統,其中該印刷電路板係以打線方式和該發射端模組、該接收端模組完成電連接,以將對應的電信號傳輸至該發射端模組上,並將對應的電信號自該接收端模組傳輸而出。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之光學傳輸系統,其中該發射端模組包含一光源單元,用以接收對應的電信號並轉換成光信號後發射,而該接收端模組包含一光檢測單元,用以接收對應的光信號並轉換成對應的電信號後傳輸。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之光學傳輸系統,其中該第一光波導結構之外形係呈現為直線,而該第一反射面和該第二反射面係分別於該第二光波導結構和該第三光波導結構之中呈現有相對的一傾斜角度。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之光學傳輸系統,其中該第 一光波導結構之材料係為高分子聚合物,而該第二光波導結構和該第三光波導結構之材料係為矽。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之光學傳輸系統,其中組裝於該第一組裝座上和該第二組裝座上的該發射端模組和該接收端模組,係以點膠材料加以固定封裝於該印刷電路板上。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之光學傳輸系統,其中該第一光波導結構之第一端和第二端上係分別形成有一膜層,用以提供抗反射和增加穿透率。
  12. 一種光學傳輸系統之製備方法,該方法包含下列步驟:在一印刷電路板中形成一第一光波導結構、一第一組裝座和一第二組裝座,其中該第一組裝座及該第二組裝座分別為一凹槽,該第一光波導結構係位於該第一組裝座和該第二組裝座之間;將包含一第一半導體基板、一第二光波導結構與一第一反射面的一發射端模組組裝於該第一組裝座且該第一半導體基板置於該第一組裝座內,使得該發射端模組之側面與底面分別與該第一組裝座之側壁及底部接觸,並使得該第二光波導結構對應該第一光波導結構之第一端,並將包含一第二半導體基板、一第三光波導結構與一第二反射面的一接收端模組組裝於該第二組裝座且該第二半導體基板置於該第二組裝座內,使得該接收端模組之側面與底面分別與該第二組裝座之側壁及底部接觸,並使得該第三光波導結構對應該第一光波導結構之第二端;以及 以打線方式將該印刷電路板和該發射端模組、該接收端模組完成電連接,而完成該光學傳輸系統。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之光學傳輸系統之製備方法,係用以將對應的電信號傳輸至該發射端模組上,使該發射端模組將其轉換成光信號後發射,並藉由該第一反射面、該第二光波導結構和該第一光波導結構進行反射與傳輸,且使該接收端模組藉由該第一光波導結構、該第三光波導結構和該第二反射面進行傳輸與反射,進而將其轉換成對應的電信號後再傳輸而出。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之光學傳輸系統之製備方法,其中該方法包含下列步驟:以一半導體製程於該印刷電路板內形成出該第一組裝座、該第二組裝座和該第一光波導結構。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之光學傳輸系統之製備方法,其中該方法包含下列步驟:以點膠材料將組裝於該第一組裝座上和該第二組裝座上的該發射端模組和該接收端模組加以固定封裝於該印刷電路板上。
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