TWI339029B - Single bi-directional optical subassembly - Google Patents

Description

九、發明說明： 【發明所屬技術領域】 本發明係有關於一種單芯雙向光學模組，詳而言之， 本發明係有關於一種用以構建其主要部分之雙向光學次總 成（bi-directional optical subassembly)及組裝有該雙向光學 次總成之收發器。 t先前技術3 近年來’為了高速且大容量通訊之市場需求，使得加 入者系列（用戶）通訊網絡的光纖化急速加快，遂有一以i 10 條單模光纖進行1310nm頻帶及1490nm頻帶兩種波長進行 發送及接收之分波長多工式（WDM : Wavelength Division Multiplexing)之通訊方式開始引人注意。其中尤以基地台對 豕庭為1對η之被動光纖網路（PON : Passive Optical Network)系統受到矚目，基地台側之149〇nm發送/丨31〇nm 15 接收（光纖線路終端機；〇LT=〇ptical Line Terminal)用之單 芯雙向光學模組)及家庭側之131〇nm發送/1490nm接收之 光纖加入者線路終端機（光纖網路單元；〇NU=0ptica] Network Unit)用之單芯雙向光學模組的研發亦日新月異， 期使ONU用模組小型化及低成本化，且其使該〇nu用模 20 組能容納龐大數量者。 用以構建單芯雙向光學模組的主要部分之雙向光學次 總成（bi-directional optical subassembly)(以下稱為 B0SA)通 常包含有：雷射二極體(LD)用與光二極體(PD)用之兩個封 裝件（即，以所謂的TO CAN之封蓋（can cap)個別分封者）、 5 光纖、分波長多工(WDM)蟬濾器、及，用以固持其等元件 之殼體。LD用封蓋與Pd用封蓋係設置成正交狀態’且LD 用及PD用接腳亦呈垂直狀態。為了減少發送側與接收側間 之電串擾’勢將其等接腳間的距離尺寸相對加長。 對於如此由兩T〇_CAN構成之b〇SA型態時，乃有設 計自由度受到阻礙且構造趨於複雜，並因為多數製程是不 可或缺的’所以製造成本之降低很困難等之課題。 為解決上述課題’有一提案，其係於單一 ΤΟ-CAN的 内部將LD及PD各晶片及各光學系與電系匯集後容置其中 之構造（參考諸如專利文獻丨）。 [專利文獻1]美國專利申請公開第2〇〇5/〇〇84268號 H 明内穷3 惟’依上述ΤΟ-CAN令將用於收發訊息之光要素及電 要素匯總後容置其中之構造，使得光學串擾(雜散光)及電串 擾之電及光學干擾成為極大障礙，顯難實現小型化及低成 本化者乃為實情。 在此’本發明之課題係於實現一種光學模組，藉其可 合理地將收發用之光要素收容在單一ΤΟ-CAN封裝件中，且 可從根本上改善（減少）無可避免之串擾者。 為解決上述課題，本發明之第1態樣(aspect ;觀點）係 —種雙向光學次總成，包含有：雷射二極體；光二極體： 可與座管一起將雷射二極體及光二極體密封之封蓋；及， 用以降低光學及/或電串擾之串擾減少構造。 本發明之第2態樣係於第丨態樣中，前述串擾减少構 1339029 造具有一形成在封蓋内面且，可吸收紅外線之層者。 本發明之第3態樣係於第2態樣中，前述層係形成有 黑色鍵敷層者。 本發明之第4態樣係於第2態樣中，前述層係形成有 5 樹脂層者。 本發明之第5態樣係於第1態樣中，前述串擾減少構 造具有一擋塊(block)，該擋塊係設於雷射二極體與光二極 體之間，可物理性地阻擋由雷射二極體往光二極體之雜散 光者。 10 本發明之第6態樣係於第5態樣中，前述擋塊具有一 用以組裝電子零件（例如雷射二極體及/或光二極體）之電路 板者。 本發明之第7態樣係於第1態樣中，前述争擾減少構 造係具有樹脂，該樹脂設於雷射二極體的後方位置，且可 15 吸收雷射二極體的後方光。 本發明之第8態樣係於第7態樣中，更具有一可組裝 有雷射二極體及光二極體之矽基板，而前述樹脂係設於矽 基板上者。 本發明之第9態樣係於第7態樣中，前述座管具有： 20 圓盤狀臺座；及，突起，係由臺座垂直突出且可載設用以 組裝雷射二極體及光二極體之矽基板者，而前述樹脂係設 於座管之臺座者。 本發明之第10態樣係於第1態樣中，座管具有：圓盤 狀臺座；及，突起，係由前述臺座垂直突出且可載設用以 7 1339029 組裝雷射二極體及光二極蹲之矽基板者，並設有貫穿設置 於座管之發送側用引線接腳群及接收側用引線接腳群，且 發送側用引線接腳群附近設有具備接地電位之座管突起。 本發明之第11態樣係於第1態樣中，更具有一用以將 5 來自光二極體之接收訊號放大之變壓器阻抗放大器，而， 前述串擾減少構造具有：用以將雷射二極體或與雷射二極 體連接之電極墊和發送側引線接腳相連接之導線對；用以 將光二極體或與光二極體連接之電極墊和變壓器阻抗放大 器相連接之導線對；及，用以將變壓器阻抗放大器與接收 10 側引線接腳相速接之導線對；且將各導線對鋪設成相互略 呈正交之狀態者。 本發明之第12態樣係於第1態樣中，座管具有圓盤狀 臺座；及突起，係由前述臺座垂直突出且載設有用以組裝 雷射二極體及光二極體之矽基板者；又1具有發送側用引 15 線接腳群與接收側用引線接腳群之多數電連接用的引線接 腳係構造成：貫穿設置於座管，且於與座管突起相反之側 分成發送側用引線接腳群及接收側用引線接腳群兩群，雙 方平行設置，前述兩群間設有内層具有接地層之印刷電路 板。 20 本發明之第13態樣係於第1態樣中，更具有插座；及， 光濾波器，係設於前述插座靠封蓋側之光出入端且對光軸 傾斜一預定角度者。 本發明之第14態樣係一種光收發器，包含有：雙向光 學次總成，具有：雷射二極體、光二極體、可與座管一起 8 1339029 將雷射二極體及光二極體密封之封蓋、及用以降低光學及/ 或電串擾之串擾減少構造；光學發送接收用印刷電路板， 係用於雙向光學次總成者；及，外殼，係用以覆蓋雙向光 學次總成及印刷電路板者。 5 本發明之第15態樣係於第14態樣中，前述串擾減少 構造具有一形成於封蓋内面且可吸收紅外線之層者。 本發明之第16態樣係於第14態樣中，前述串擾減少 構造係具有一擋塊，該擋塊係設於雷射二極體與光二極體 之間，可物理性地阻擋由雷射二極體往光二極體之雜散光 10 者。 本發明之第17態樣係於第14態樣中，前述串擾減少 構造具有樹脂，該樹脂設於雷射二極體的後方位置，且可 吸收雷射二極體的後方光。 本發明之第18態樣係於第丨4態樣中，座管具有：圓 15 盤狀臺座；及，突起，係由前述臺座垂直突出且可載設用 以組裝前述雷射二極體及光二極體之矽基板者，並設有貫 穿設置於座管之發送側用引線接腳群及接收側用引線接腳 群，且發送側用引線接腳群附近設置具有接地電位之座管 突起。 20 本發明之第19態樣係於第14態樣中，更具有一用以 將來自光二極體之接收訊號放大之變壓器阻抗放大器， 而，前述串擾減少構造係具有：用以將雷射二極體或與雷 射二極體連接之電極墊和發送側引線接腳相連接之導線 對；用以將光二極體或與光二極體連接之電極墊和變壓器 9 H/U放大@相連接之導線對：及用以將變壓器阻抗放大 器與接收則線接聊相連接之導線對；且將各導線對鋪設 成相互略呈正交之狀態者。 本發明之第20態樣係、於第丨4態樣中，更具有插座； 及，光錢器’係、設於插座靠封蓋側之光“端，且對光 轴傾斜一預定角度者。 [發明之效果] 依本發明，可將性能維持與習知同等或之上，並大幅 減少構成零件的使用數量，其構造簡單且製造簡單，因此 10可實現低成本及大量生產者。 熟悉此項技藝者對於本發明之上述及其他目的'作用 及效果等，可由附圖及本發明實施形態之記載而明瞭。 [圖式簡單說明] 第1圖係本實施形態的雙向光學次總成(微型B〇SA) 15 之立體圖。 第2A圖係微型BOSA之側視圖。 第2B圖係微型BOSA之端面圖。 第2C圖係微型BOSA之電路圖。 第3圖係光收發器之立體圖。 2〇 第4A圖係光收發器之俯視圖。 第4B圖之光收發器之端面圖。 第4C圖係光收發器之側視圖。 第5圖係安裝有外殼之光收發器之立體圖。 第6圖係微型BOSA晶片之立體圖。 10 1339029 第7圖係插座之立體圖.。 第8圖係封蓋之縱剖視圖。 第9圖係微型BOSA晶片之俯視圖。 第10圖係顯示於座管上盛設樹脂之結構圖。 5 第11圖係顯示於矽基板上盛設樹脂之結構圖。 第12A圖係顯示封蓋内發送側及接收側之各佈線之配 置圖。 第12B圖係座管突起部的上視圖。 第13圖係顯示以由封蓋突出之引線接腳夾設印刷板之 10 關係圖。 第14A圖係顯示對座管進行附設編號之步驟圖。 第14B圖係顯示微型BOSA晶片進行導線接合(DB)之 步驟圖。 第14C圖係顯示載設電路板之步驟圖。 15 第14D圖係顯示對T1A進行導線接合之步驟圖。 第14E圖係顯示進行真空烘烤(baking)之步驟圖。 第14F圖係顯示對封蓋進行調芯且固定之步驟圖。 第14G係與第14F同樣之圖。 第14H圖係進行YAG熔接之步驟圖。 20 【實施方式】 如下說明本發明之一實施形態，但本發明不限於此種 形態亦不須贅言。 第1圖係本實施形態之超小型雙向光學次總成(microcompact bi-directional optical subassembly)(以下稱為微型 11 1339029 BOSA)l的立體圖，第2A ^ 2B圖各為本微型BOSA】之側 視圖及端面圖。第2C圖係本微型BOSA1之電路圖。第3 圖係光收發器總成(assembly)5之立體圖，該光收發器總成 5係將發送及接收等所使用（驅動用及電介面用）印刷電路 5 板3組裝在微蜇BOSA1而成者。第4A、4B、4C圖各為本 光收發器總成5之俯視圖、端面圖、側視圖。第5圖係安 裝有特定外殼7之光收發器6的立體圖。該光收發器6係 一種1條光纖上以1310nm頻帶/1490nm頻帶2波長進行收 發之分波長多工（WDM : Wavelength Division Multiplexing) 10 方式的光收發器。 本實施形態之微型BOSA1係以其實體大綱而言，將至 少可實現雙向功能之光纖收容在單一罐狀封蓋（或封裝件） 而成簡潔狀態，並且，如後述，可巧妙地解決雜散光等不 當狀況者。 15 微型B〇SAl係可構造成極小結構，諸如全長約i6 4mm、 直徑約6.6mm，可易於組裝成習知的SFF(SmaU〜啦 Factor)收發器封裝件般之大小。一看微型B〇SA1之外觀， 其呈 TO 同軸 OSA(Optical Subassembly)者。 參考第^圖’微型B0SA1基本上包含有：微型b〇sa 2〇晶片9、載設微型B0SA晶片9之座管u、用以覆蓋微型 BOSA晶片9予以密封的附有球透鏡之封蓋（以下有使用 「封蓋」或-般的「TO-CAN」之用詞之形態)13、插座(例 如SC形的光連接器）15、及，用以將封蓋13及插座丨5連 結之連接用圓筒零件17 « 12 1339029 參考第6圖，微型ΒΟβΑ晶片9係具有諸如24mm χ 2.4mm之矽基板(SiOB :矽光具座）19及、安裝其上之如下 各種零件，即，雷射二極體LD及光二極體PD等各晶片及 2個矽微透鏡SL及分波長多工濾波器（以下稱為Wdm濾波 5為）25。1*0晶片係以玻璃基板27為中介而安裝在矽基板19 上。除此之外，矽基板丨9上還安裝有TIA(變壓器阻裝放大 器）29及陶瓷基板（電路板)31。 所使用之LD晶片及PD晶片及WDM濾波器乃係習 知之光學構件（component)，因此可以低成本且大量生產之 10萬用零件所構成者。 兩矽微透鏡SL即所謂的繞射透鏡，用於使空間結合型 之單芯雙向功能簡潔實現者。 由第6圖可理解到，一邊的矽微透鏡SL係設於匕〇晶 片與WDM濾波器25之間，係一種將來自LD晶片之射Z 15光(諸如l310nm)對準(c〇llimate)用之透鏡例如非球面的近 接式石夕微透鏡。另-邊的石夕微透鏡SL則設於pD晶片與 WDM濾波器25之間，是-將來自WDM渡波器25之射入 光(諸如149〇nm)匯聚以導引到PD之透鏡，例如非球面的 近接式稍透鏡。在第6圖中，A是指丨遍m輸出訊號之 光路B則為I490nm輸入訊號之光路。 兩石夕微透鏡SL係可根據習有之⑦⑸製造技術以低成 本且高精密度製成者。切微透鏡SL係藉被動對準技術而 =表面安裝的方式設於諸如#基板19±開設且相對應之V 字形凹槽（圖巾未示）。詳而言之，對相縣之v字形凹槽 13 以與矽微透鏡SL的側壁做抑理性接觸時，可實現高精声之 定位固定。 本實施形態之PD可為一種諸如由真性丰導體的層 (mtHnsic;内在）置於pn接面的中間之構造形成，即所謂的 光二極體。PD晶片係使受光面往下而做倒裴安穿，使 知'通過PD側透鏡的光在下側稍微繞射並匯聚後在v字形 凹槽的端面（鏡子）反射，並往上方側PD晶片入射。LD的 坡長與PD的波長交換後亦可適用於〇LT。 此外’本實施形態之微型BOSA晶片9只須再追加視 訊用的類比PD晶片或矽微透鏡及其他WDM濾波器時，即 可將本發明的適用乃至於應用範圍容易地擴大到所謂的三 工器（triplexer)。 附有球透鏡BL之封蓋13基本上是由—端閉鎖之圓筒 狀（即罐狀)之蓋體及貫穿固定於該_端中央之球透鏡张 構成者。 厅 球透鏡BL係、可發揮作為插入插座15而結合之單模光 纖(SMF)與LD晶片間之聚像透鏡之功能，同時亦可發揮作 為位於PD晶片與SMF間之聚像透鏡之功能。 由於該聚像透鏡之共用功能，因此LD&pD雙方的光 轴調整(對準）只要監視朝SMF之LD晶片輸出的光功率，* 而無須監視PD電流，便可予以實施。 座管η係包含有座管圓盤部4卜由座管圓盤部41的 -面約略垂直延伸形成之座管突起部43、&，貫穿座 盤部4!而設置之多數引線接腳45。如前述，在座管 1339029

41載設有微型B〇SA晶片？。 第2B圖中，位於座管圓盤部41 (座管11)中心之上側 排列成水平一列之引線接腳45係接收側用之引線接腳’由 左邊開始附上N、P、VCC、NC(預備）之記號，而位於座管 5 11中心之下側排列成水平一列之引線接腳45係發送側用 之引線接腳，由左邊開始附上GND ' LDK、LDA之記號。 與各引線接腳45相對應之零件是藉導線接合之金線（參考 第1圖中的粗實線）而做電連接者。 藉如此引線接腳45的配置結構，引線接腳45構造成 10 夾住印刷電路板3的上下面，使微型BOSA1及印刷電路板 3連接固定（參考第4A及4C圖）。 印刷電路板3的一面分成光學發送電路之用，而印刷 電路板3的另一面則分作為光學接收電路之用（因此可使用 個別的晶片組）。又’在印刷電路板3的中間層設有接地面。 如此，光學發送系統與光學接收系統係藉印刷電路板3的 接地層而隔開，因此可有效率地降低電串擾。 參考第7圖，插座15係一將單模光纖SMF與球透鏡 L做光學連接用之連接器，具有一用以固持SMF之諸如 °陶瓷製光纖筒件(fiber tub)47。插座15靠小型封蓋側之對 光輸出輪入端且形成有預定角度之端面上安裝長波長載斷 皮器（光學濾波器49)(載斷1550nm頻帶以上之波長）。藉 構，例如利用EPON(乙太光纖網路）時，雖發送有諸如 頻帶之類比視訊般之另__長波長的光訊號仍可有 地抑制此訊號到達PD晶片及反射到光纖者。此效果不只 15 1339029 是插座15，即使是捲縮線(pigtail)狀亦可實現者。 由上述記載亦可非常理解到，依本實施形態，藉將LD 及PD兩晶片收容配置於單一封蓋13，便能巧妙地將可能 發生的不當狀況（尤指光學串擾（雜散光）或電串擾）予以解 5 決。如下，對此簡單加以說明。 (1)雜散光對策1 有一不當狀況之虞存在，即，由發送用LD射出之光（前 方光、後方光兩者）中未朝光纖及監視器PD結合之光即於 封蓋（封裝件）13内部變成雜散光，而朝接收用PD晶片結 10 合，變成雜訊，使接收特性不佳者。 為解決如此問題，依本發明，提供例如如下之兩結構 (第1及第2結構）。此外，兩結構可單獨或重疊使用。 第1結構即如第8圖所示，在封蓋13内面設有用以吸 收紅外線之層LYR者。以形成該層LYR之形成方法例如有 15 藉鍍敷形成之方法及塗佈樹脂之方法。 採用藉鍍敷形成之方法時，是對封蓋13的内面施與用 以吸收紅外線（雜散光）之鍍敷諸如黑色鍍鎳者。藉此，使由 LD射出之光被鍍敷層（LYR)吸收，不產生雜散光。鍍敷係 於易做厚度控制且薄型並均勻處理，一次可進行多數封蓋 20 處理之優點而言為佳。 在封蓋内面以如下之作法形成之幾層黑色鍍敷層後， 針對紅外線吸收特性的優劣進行實驗。 (a) 精電解鍍鎳形成 (b) 藉無電解鍍鎳形成 16 (C)經噴除(blast)處理後藉電解鍍鎳形成 (d)經噴除處理後藉無電解鍍鎳形成 由實H果確4知’（e)『經噴除處理後藉電解鍍鎮 而形成之黑色鍵敷層』之紅外線吸收特性極為優秀者。 5採用㈣職之方法時，將卜線(㈣光)之吸收 效率高之«㈣㈣蓋13之内面上。不施與鑛敷之金屬 (不_)等可進行樹脂塗佈’對於—般市面流通之透鏡罩蓋 (lens cap)亦可做後加工(樹脂塗佈），因此亦優。 對樹脂而言，由所進行之幾個實驗，已確認美國Epoxy H) Technology公司之EP0_TEK恥2(商品名稱）為優異者這 是-㈣有紹填料且為單液性黑色型態之產業用功能性接 合材料，用於塗覆CMOS晶>{或固定肥粒鐵等，具有不須 選擇肥粒鐵、玻璃等之材質之優異點著力及適當的柔軟 性，可為做一種室溫保存之樹脂（取自株式會社DAiz〇 15 NICHIMOLY事業部的資料）。 第2結構係一於發送用LD晶片與接收用pD晶片之間 設置擋塊，以物理性載斷雜散光者。即，由於來自發送用 LD晶片之射出光由於與透鏡之結合損失而形成雜散光但 設置一雜散光載斷用擋塊後，藉此裁斷該雜散光，便可使 20 其不射入接收用PD。 由第9圖可知’前述陶瓷基板(電路板31)可實現作為 該擋塊之功能。本圖中，用粗實線的箭頭表示雜散光。 藉上述第2結構，可實現藉降低接收雜訊所造成之接 收特性的提升，同時可實現高密度安裝者。更具體之結構 17 1339029 可為諸如：在氧化鋁陶瓷棊板或氮化鋁陶瓷基板上形成有 用以安裝各種丨c驅動用之電容器之一層電路者。 由實驗可知，擋塊（電路板3丨）具有一定以上之高度 時，便可極力減少LD射出光朝PD之繞入(雜散光)者。 5 (2)雜散光對策2 供被動光纖網路(ρ0Ν)所使用之光加入者線路終端裝 置(〇而)用之LD軸器係使用於叢發模式，以使用有監視 器PD之控制方法而言，輸出之控制不易，因此採用一不依 靠監視器PD之控制。此時並不安裝監視器pD。如此型態 】〇下’由LD後方射出之光就這樣在封蓋】3中成為雜散光， 恐有與接收用PD結合之疑慮。 為解決如此問題，吸收LD後方光(雜散光），按本發明 可提供如下兩種結構。 第1結構係如第1〇圖所示，係一於座管u上之 15後方位置盛6又預疋樹脂(封裝=p〇uing)之結構，而第2結構 則如第11圖所示，係一於安裝有LD之矽基板19上之 後方位置盛設有預定樹脂之結構。 在任一結搆中，設於LD後方側之預定樹脂53能有效 地吸收LD後方光（第1〇圖及第^圖中以粗實線的箭頭顯 20不雜散光）。為此，與沒有設置如此樹脂之結構相較時，已 由實驗確認，朝接枚用PD之雜散光已大幅減少，降低因雜 散光所造成之雜訊，顯著地提昇收訊特性者。如此樹脂可 株用適於塗佈在前述封蓋13内面之樹脂同一者。 (3)電串擾對策 18 1339029 如本實施形態’在超小型封蓋13内收容有LD及pd 兩晶片之結構時，收送訊用之訊號佈線係呈相近狀態者。 具體而言，發送電路及接收電路間之距離只能設有2mm， 對於電串擾的降低極為困難，因此依本發明，即能精彩地 5予以解決。按本發明，可提供如下3種結構。 第1結構係如第12圖所示，於封蓋13内部中進行零 件配置，使發送側LD之接合導線(發送側佈線（金線))與接 收側PD之接合導線(接收側佈線（金線))略呈正交狀態之結 構（》玄圖中以粗貫線顯示金線）。藉此，可減少發送訊號用導 10 線(金線）間之串擾。 第2結構係如第12圖所示’座管11(座管圓盤部41) 靠封蓋側，將發送側用引線接腳45(圖中有2條）配設於矽 基板19表面下側，且將接收側用之引線接腳45(圖中有4 條）配設於矽基板19表面之上側，並使構成接地用之接地 15 構成金屬位於發送側之引線接腳近旁者。藉此，可減少電 串擾。 第3結構係如上述，如第13圖所示，在座管11 (座營 圓盤部41)與封管13相反之側，朝外突出之一連串引線接 腳45則劃分成：（該圖中位於上側之）接收側用引線接卿 2〇 45(N、P、VCC、NC)與（該圖中位於下側之）發送側用引線 接腳45(LDK、LDA)及接地用引線接腳45等兩群組，其等 之間設置有内層具有接地層之印刷電路板3。各引線接腳 45係以筆直伸長之狀態下連接且固定於印刷電路板3。 如上3種結構係構造成：（1)以封蓋13密封之内部中發 19 1339029 送接收訊號之接合導線略呈正交之結構、（2)令發送側引線 接腳群及接收侧引線接腳側以矽基板表面為境界而分成上 下，且在發送側引線接腳群附近設有接地金屬之結構、（3) 在夾設有内層具有接地層之印刷電路板3之狀態下由封蓋 5外之部分突出之發送側及接收側之各引線接腳分成2領域 之結構，可將電_擾明顯降低’且可確實地分離發送側放 射雜訊。 (4)反射損耗(loss)對策 在光收發器内部載斷類比視訊(諸如l55〇nm)，所截斷 10之訊號成為雜散光，變成數位式接收訊號之雜訊。 為解決如此問題，按本發明可提供一種結構，即如 上述將插座端面形成傾斜預定角度（諸如6。〜8。)之研磨面， 且在該研磨面貼設有截斷類比式視訊用之濾波器（長波長 載斷濾波器49)者。 15 本結構’即，在插座15之傾斜研磨面貼設濾波器49 且使其濾波器表面朝外者，可使類比訊號在濾波器49反射 朝光纖SMF的接地出去’且被光纖被覆層吸收。為此，與 内部形成濾波器之結構相較，可使被載斷之類比視訊不進 入數位接收系統’在外料赠去，使得數位訊號之接收 2〇 特性不受類比訊號影響。 如下’參照第MA至14H圖，簡單說明本實施形態之 微型BOSA1之製造步驟例。 (A)設置座管編號： 藉雷射而在座管11附上批次號碼等編號。接著進行 20 上述雜散光對策用之預定樹脂53之封裝（未於圖中顯示）。 (B)微型BOSA晶片DB(切片接合=diesbonding): 塗佈銀膏後，再將微型BOSA晶片9載設在座管11(座 管突起部43)上。 5 (C)載設電珞板： 塗佈銀膏後，再載設陶瓷基板（電路板31)。經同樣步 驟，載設電容器（capacitor ; condenser)。 (D)TIA DB : 塗佈銀膏後再載設TIA(變壓器阻抗放大器29)。 10 (E)真空烘烤： 在諸如140°C下施與4小時的真空烘烤（真空乾燥）處 理。 (F)(G)封蓋調芯固定： 藉喷射熔接，安裝封蓋13，俾使附有球透鏡BL之封 15 蓋13密封微型BOSA晶片9 d其後，進行He漏氣檢查、 閥漏氣檢查、電光學特性試驗及外觀檢查。 (H)調芯 YAG : 將連接用圓筒零件17安設在封蓋13,經調芯後進行 YAG雷射焊接（貫穿焊接），連接用圓筒零件π予以固定。 20 其次，對連接圓筒零件17安設插座15，經調芯後進行 YAG雷射熔接（填角焊接=fi丨丨et weid)，將插座15予以固定。 在焊接結束後進行功能檢查及外觀檢查。藉此，便能 獲得微型B0SA1。 惟，製造本發明之微型BOSA的試製品，測試25X：時 21 之光特性及光電特性。可得到如下極為優異之結果，即： 閾值電流8.0mA、傾斜效率137mW/A、折回損耗(return l〇ss)50dB 以上（1490nm)、折回損耗 42dB(1550nm)、折回損 耗13dB(1310nm)、截斷濾波器損耗46.5dB(PD上有 5 13l〇nm)、裁斷濾波器損耗43dB(PD上有1550nm)、光隔離 (optical isolation)47dB(由 LD 朝 PD 上有 1310nm)等結果。 又’試做一組裝有本發明之微型B0SA之光收發器， 且測試其光特性。所獲得之實證為：在於1.25Gbit/s之雙 向通訊，具有雖低但對於GB EPON收發器使用時足夠之最 10 少光接收感度一28.5dBm者。此外，該微型BOSA亦適用 於0LT方面者極為明確。 以上，參考特定實施形態詳細揭示並以附圖進行說明 本發明，但其記載並沒有以限定之意來詮釋本發明，熟悉 該技術領域之人士可參考本說明書，便可明瞭本發明之其 15 餘實施形態。即，所揭示之實施形態可做各種變更，因此 在不脫離本發明申請專利範圍所載之發明範圍下可做各種 變更。 如上’本發明可提供一種超小型B0SA，其構造簡單 且製造簡單，且可順利地解決光學及電串擾之問題，進一 20 步有助於雙向光學通訊之發展。 【圖式簡單說明】 第1圖係本實施形態的雙向光學次總成(微型B〇sa) 之立體圖。 第2A圖係微型BOSA之側視圖。 22 1339029 第2B圖係微型BOSA.之端面圖。 第2C圖係微型BOSA之電路圖。 第3圖係光收發器之立體圖。 第4A圖係光收發器之俯視圖。 5 第4B圖之光收發器之端面圖。 第4C圖係光收發器之側視圖。 第5圖係安裝有外殼之光收發器之立體圖。 第6圖係微型BOSA晶片之立體圖。 第7圖係插座之立體圖。 10 第8圖係封蓋之縱剖視圖。 第9圖係微型BOSA晶片之俯視圖。 第10圖係顯示於座管上盛設樹脂之結構圖。 第11圖係顯示於矽基板上盛設樹脂之結構圖。 第12A圖係顯示封蓋内發送側及接收側之各佈線之配 15 置圖。 第12B圖係座管突起部的上視圖。 第13圖係顯示以由封蓋突出之引線接腳夾設印刷板之 關係圖。 第14A圖係顯示對座管進行附設編號之步驟圖。 20 第14B圖係顯示微型BOSA晶片進行導線接合(DB)之 步驟圖。 第14C圖係顯示載設電路板之步驟圖。 第14D圖係顯示對TIA進行導線接合之步驟圖。 第14E圖係顯示進行真空烘烤(baking)之步驟圖。 23 1339029 第14F圖係顯示對封蓋.進行調芯且固定之步驟圖。 第14G係與第14F同樣之圖。 第14H圖係進行YAG熔接之步驟圖。 【主要元件符號說明】 1 微型BOSA 31 電路板 3 印刷電路板 41 座管圓盤部 5 光收發器總成 43 座管突起部 • 6 光收發器 45 引線接腳 7 外殼 47 光纖筒件 Λ 9 微型BOSA晶片 49 光學濾波器 11 座管 53 樹脂 13 封蓋 A 1310nm頻帶輸入訊號之光路 15 插座 B 1490nm頻帶輸入訊號之光路 17 連接用圓筒零件 BL 球透鏡 • 19 矽基板 LD雷射二極體 25 WDM濾波器 LYR 層 27 玻璃板 PD 光二Μ 29 ΤΙΑ SL矽微透鏡 24

Claims (1)

1339029 第95106612號專利申請案 申請專利範圍替換本 2009.12.7 十、申請專利範圍： 1. 一種雙向光學次總成，其特徵在於包含有： 雷射二極體； 光二極體； 5 用以載設雷射二極體及光二極體之座管； 可與座管一起將雷射二極體及光二極體密封之封 蓋；及 用以降低光學及/或電串擾之串擾減少構造， 10 前述座管包含： 圓盤狀臺座；及 突起，係由前述臺座垂直突出，且可載設用以組 裝雷射二極體及光二極體之矽基板； 而包含有發送側用引線接腳群與接收側用引線接腳 15 群之複數電連接用引線接腳係構成為貫穿配置於前述座 ^ 管，且在與座管突起相反之側分成發送側用引線接腳群 與接收側用引線接腳群之兩群，並且雙方平行設置，而 在該兩群間設有内層具有接地層之印刷電路板。 2. 如申請專利範圍第1項之雙向光學次總成，其中前述串 20 擾減少構造包含有一形成在封蓋内面且可吸收紅外線之 層者。 3. 如申請專利範圍第2項之雙向光學次總成，其中前述層 係包含有黑色鍍敷層者。 4. 如申請專利範圍第2項之雙向光學次總成，其中前述層 25 1339029 係包含有樹脂層者。 5. 如申請專利範圍第1項之雙向光學次總成，其中前述串 擾減少構造配設於雷射二極體與光二極體之間，且具有 一擋塊，可物理性地阻擋由雷射二極體往光二極體之雜 5 散光。 6. 如申請專利範圍第5項之雙向光學次總成，其中前述擋 塊係陶瓷製。 7. 如申請專利範圍第1項之雙向光學次總成，其中前述串 擾減少構造包含有樹脂，且該樹脂設於雷射二極體的後 10 方位置並可吸收雷射二極體的後方光。 8. 如申請專利範圍第7項之雙向光學次總成，更包含有一 可將雷射二極體及光二極體組裝之矽基板， 而前述樹脂係設於石夕基板上者。 9. 如申請專利範圍第7項之雙向光學次總成，其中座管具 15 有·· 圓盤狀臺座；及 突起，係由前述臺座垂直突出，且可載設用以組裝雷 射二極體及光二極體之矽基板者， 而前述樹脂係設於座管之臺座者。 20 10.如申請專利範圍第1項之雙向光學次總成，其中座管具 有： 圓盤狀臺座；及 突起，係由前述臺座垂直突出，且可載設用以組裝雷 射二極體及光二極體之矽基板者， 26 1339029 且該雙向光學次總成·設有貫穿設置於座管之發送側 用引線接腳群及接收側用引線接腳群， 並且發送側用引線接腳群附近設有具備接地電位之 座管突起。 5 11.如申請專利範圍第1項之雙向光學次總成，更包含有一 用以將來自光二極體之接收訊號放大之變壓器阻抗放大 器， 而，前述串擾減少構造包含有： 用以將雷射二極體或與前述雷射二極體連接之電極 10 墊和發送側引線接腳相連接之導線對； 用以將光二極體或與前述光二極體連接之電極墊和 變壓器阻抗放大器相連接之導線對；及 用以將變壓器阻抗放大器與接收側引線接腳相連接 之導線對， 15 且各導線鋪設成延伸之方向略呈交叉。 12.如申請專利範圍第1項之雙向光學次總成，更包含有： 插座；及 光濾波器，係設於插座靠封蓋側之光出入端，且相對 光軸傾斜一預定角度者。 20 13. —種光收發器，包含有： 雙向光學次總成，包含有： 雷射二極體； 光二極體； 可與座管一起將雷射二極體及光二極體密封之 27 1339029 封蓋；及 . 用以降低光學及/或電串擾之串擾減少構造； 光學發送接收用印刷電路板，係用於雙向光學次總成 者；及 5 外殼，係用以覆蓋雙向光學次總成及印刷電路板者， 前述座管包含： 圓盤狀臺座；及 突起，係由前述臺座垂直突出，且可載設用以組 10 裝雷射二極體及光二極體之矽基板； 而包含有發送側用引線接腳群與接收側用引線接腳 群之引線接腳群係構成為貫穿配置於前述座管， 且在與座管突起相反之側分成發送側用引線接腳群 與接收側用引線接腳群之兩群，並且雙方平行設置，而 15 在該兩群間設有内層具有接地層之印刷電路板。 14. 如申請專利範圍第13項之光收發器，其中前述串擾減 少構造包含有一形成於封蓋内面且可吸收紅外線之層 者。 15. 如申請專利範圍第13項之光收發器，其中前述串擾減 20 少構造配設於雷射二極體與光二極體之間，且具有一擋 塊，可物理性地阻擋由雷射二極體往光二極體之雜散光。 16. 如申請專利範圍第13項之光收發器，其中前述串擾減 少構造包含有樹脂，且該樹脂設於雷射二極體的後方位 置且可吸收雷射二極體的後方光。 28 1339029 17. 如申請專利範圍第13項之光收發器，其中座管具有： 圓盤狀之臺座；及 突起，係由前述臺座垂直突出，且可載設用以組裝雷 射二極體及光二極體之矽基板者， 5 且該光收發器設有貫穿設置於座管之發送側用引線 接腳群及接收側用引線接腳群， 且發送側用引線接腳群附近設置具有接地電位之座 管突起。 18. 如申請專利範圍第13項之光收發器，更包含有一用以 10 將來自光二極體之接收訊號放大之變壓器阻抗放大器， 而，前述串擾減少構造包含有： 用以將雷射二極體或與前述雷射二極體連接之電極 墊和發送側引線接腳相連接之導線對； 用以將光二極體或與前述光二極體連接之電極墊和 15 變壓器阻抗放大器相連接之導線對；及 用以將變壓器阻抗放大器與接收側引線接腳相連接 之導線對， 且各導線鋪設成延伸之方向略呈交叉。 19. 如申請專利範圍第13項之光收發器，更包含有： 20 插座；及 光濾波器，係設於插座靠封蓋側之光出入端，且相對 光軸傾斜一預定角度者。 29 1339029 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：索（1 )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 41.. .座管圓盤部 43.. .座管突起部 45.. .引線接腳 47.. .光纖筒件 BL...球透鏡 LD...雷射二極體 PD...光二極體 SL...矽微透鏡 SMF...單模光纖 9.. .微型BOSA晶片 11.. .座管 13.. .封蓋 15.. .插座 17.. .連接用圓筒零件 19.. .矽基板 25.. .WDM濾波器 29.. .TIA 31.. .電路板 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：