專利名稱：用于光纖通訊的光發射次模塊的制作方法
技術領域：
本發明涉及光纖通訊設備，特別涉及一種用于光纖通訊的光發射次模塊
(TOSA, Transmitter Optical Sub畫Assembly)的封裝結構。
背景技術：
在目前光纖系統中一般已應用雷射二極管作為光源組件，如圖1所示，為 常用的用于單模(single-mode)光纖的光發射次模塊的封裝結構剖面圖，將雷射 二極管91固定在基座9的表面上；接著，將固定蓋92的邊緣對應焊接在基座9挖 設的凹槽上，從而在固定蓋92與基座9之間形成一空間93，而雷射二極管91位于 此空間93中，并在該空間93內填充氮氣，防止雷射二極管91氧化及受到光線干 擾。其中，固定蓋92開設有貫穿一孔洞，而該孔洞并嵌入一聚焦球95，從而使 雷射二極管91所發出的光可聚集耦合至光纖陶瓷插芯8的光芯中，而成為同軸金 屬封裝的雷射二極管組件IO。該雷射二極管組件10放置在金屬基座2的內部，并 利用金屬緊配或固定膠3加以固定， 一固定套筒4與金屬基座2結合固定， 一中空 陶瓷套管5同軸地配置在套筒4內部，用以接入傳輸光纖。
另一種常用的用于多銜multi-mode)光纖的光發射次模組的封裝結構剖面 圖，如圖2所示，將雷射二極管組件10組裝上光線聚光組接頭(金屬)27，在雷 射二極管組件10及光線聚光組接頭27之間用封裝膠33黏著，結合成光發射次模 組。
上述常用的光發射次模塊的封裝結構，由于雷射二極管91的電流較高，工 作時易產生較高的熱量，必須加強其抗氧化能力，故外層必須以金屬材質做固 定蓋92封裝，并且固定蓋92需挖孔洞，并嵌入聚焦球95，其制作過程繁復；并
且，金屬結合間必須多次人工焊接加工，再在固定蓋92的空間內填充氮氣以防 止雷射二極管氧化，生產過程繁復；另外，制造封裝的材料均需應用貴金屬或 金屬等高成本的原料，因此成本居高不下，無法快速生產，產能無法快速提升， 亟需改進，以增強產品之競爭力。
生產成本過高，經潛心研究，試作改良，終使本發明得以誕生，其首要之 目的，乃在提供一種光纖傳輸模塊之光發射次模塊封裝結構改良，其系可提供 一種生產成本低廉且達到精準等效之高速傳輸之光纖通訊光源裝置。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于，針對上述常用的光發射次模組的成本 高、生產過程繁復的缺陷，構造一種用于光纖傳輸模塊的光發射次模組，可提 供生產成本低廉且生產過程簡單的光纖通訊光源裝置。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是 一種用于光纖通訊的光發射 次模塊，包括 一與光纖接合的光纖聚光組接頭和一雷射二極管組件；
所述光纖聚光組接頭為透明接頭，其軸心設有一聚光球體，用于聚集所述
雷射二極管組件發出的光線；
所述雷射二極管組件與所述光纖聚光組接頭相接合，并且所述雷射二極管 組件發出的光線通過所述聚光球體聚集耦合至所述光纖的光芯中。
本發明的光發射次模塊中，所述雷射二極管組件可為側射型的雷射二極管 組件或面射型的雷射二極管組件；
所述雷射二極管組件包括一光源組件；
所述光源組件包括一側射型雷射二極管或面射型雷射二極管芯片、至少兩 個支架、打線以及環氧樹脂封裝；
所述側射型雷射二極管或面射型雷射二極管芯片固定在其中一支所述支 架上，并且所述側射型雷射二極管或面射型雷射二極管芯片與其它的所述支架 之間通過所述打線連接；所述環氧樹脂封裝將所述支架承載所述側射型雷射二 極管或面射型雷射二極管芯片的一端包覆起來，僅外露出所述支架的另一端。 或者，本發明的光發射次模塊中，所述雷射二極管組f牛可為側射型的雷射 二極管組件或面射型的雷射二極管組件；
所述雷射二極管組件包括一光源組件；所述光源組件包括基座、安裝在基 座上的一側射型雷射二極管或面射型雷射二極管芯片、以及套設在所述側射型 雷射二極管或面射型雷射二極管芯片外圍的固定蓋；所述固定蓋的邊緣焊接在 所述基座挖設的凹槽上，并且位于所述側射型雷射二極管或面射型雷射二極管 芯片位置處開設貫穿的孔洞；所述孔洞可嵌入一平面或曲面玻璃或省略玻璃。
本發明的光發射次模塊中，所述雷射二極管組件還包括套設在所述光源組 件外圍的套殼。
本發明的光發射次模塊中，所述光纖聚光組接頭為一體成形的透明塑料材
質制成的光纖聚光組接頭。
本發明的光發射次模塊中，所述光纖聚光組接頭的外壁設至少一溝槽。 本發明的光發射次模塊中，所述套殼的材料為鎳不銹鋼或塑膠其中之一。 本發明的光發射次模塊中，所述光纖聚光接頭直接與戶萬述環氧樹脂封裝通
過封裝膠黏著連結。
本發明的光發射次模塊中，所述光纖聚光組接頭的前端形成接入所述雷射
二極管組件的環氧樹脂封裝一端的容置空間，所述聚光球設置在所述容置空間內。
本發明的光發射次模塊中，所述雷射二極管組件與所述光纖聚光組接頭之 間設有將兩者焊接連接的一金屬構件。
實施本發明的光發射次模組，至少具有以下有益效果本發明將聚光球體 設置在光線聚光組接頭軸心處，而成一光纖聚光組接頭，并將雷射二極管組件 與光纖聚光組接頭結合，以達到較節省成本的效果，除了^/可達到與常用技術 等效的高速傳輸，并可達到快速且可大量生產的效能，降低光纖傳輸模塊的成 本，增加產品的競爭力。
圖1常用的單模光纖的光發射次模組的封裝結構剖面圖。
圖2常用的多模光纖的光發射次模組的封裝結構剖面圖。 圖3是本發明的光發射次模組第一實施例的剖面圖。 圖4是本發明的光發射次模組第二實施例的剖面圖。 圖5是本發明的光發射次模組第三實施例的剖面圖。 圖6是本發明的光發射次模組第四實施例的剖面圖。 圖7是本發明的光發射次模組第五實施例的剖面圖。
主要組件符號說明
金屬基座2固定膠 3
固定套筒4陶瓷套管 5
光纖陶瓷插芯8基座 9
雷射二極管組件10雷射二極管 91
固定蓋92聚焦球 95
封裝膠33光纖聚光組接頭(金屬)27
側射或面射型雷射二極管32打線 40
套殼50光纖聚光組接頭(塑膠)60
金屬構件70溝槽 35
支架110雷射二極管組件 111
聚光球體311封裝膠 322
容置空間31具體實施例方式
請參閱圖3，是本發明的光發射次模塊的第一實施例，主要包含光纖聚
光組接頭60、光源組件、金屬構件70以及套殼50。該光源組件包括側射型或面 射型雷射二極管芯片32、打線40以及二支或多支金屬支架110。在本實施例中， 采用側射型雷射二極管32。其中一支金屬支架110的頂端與側射型雷射二極管芯
片32結合，并且側射型雷射二極管芯片32與其它支架110之間通過打線40連接， 然后將支架110承載側射型雷射二極管芯片32的一端用環氧樹脂封裝322整體包 覆起來，僅外露出支架110的另一端，用以連接電流與信號源。并且在環氧樹脂 322的外圍包覆套殼50，而成為環氧樹脂封裝的雷射二極管組件l 11 。
該側射型雷射二極管組件1U靠近側射型雷射二極管芯片32的一側安裝光 纖聚光組接頭60。光纖聚光組接頭60為透明塑料材質一體成形制成，前端為一 容置空間315，與側射型雷射二極管組件lll相連接。在容置空間315內設一聚光 球體3U，并且在聚光球體311與側射型雷射二極管組件111之間具有間隙，從而 側射型雷射二極管組件l 1 l發出光源，再經由光纖聚光組接頭60的聚光球體311 ， 使光線可聚集耦合至光纖陶瓷插芯8的光芯中。光纖聚光組接頭60外壁設有一個 或數個可卡固的溝槽35，以利外部的固定，光纖聚光組接頭60與金屬構件70間 以埋入射出或膠固連結套殼50之接縫處以焊接連結，成為完整的用于光纖通訊 傳輸的光發射次模塊。
如圖4所示，是本發明的光發射次模塊的第二實施例，其與第一實施例的 區別在于光纖聚光組接頭60與套殼50之間的連接采用封裝膠33固膠，其它結構 與第一實施例相同，容不贅述。
如圖5所示，是本發明的光發射次模塊的第三實施例，其中雷射二極管組 件采用面射型雷射二極管芯片，側射型雷射二極管芯片32的封裝膠322的外圍省 略了套殼50，光纖聚光組接頭60與側射型雷射二極管芯片32之接縫處改以封裝 膠33黏著，如圖5所示；其它結構與第一實施例相同，容不贅述。
如圖6所示，是本發明的光發射次模塊的第四實施例，其中，光源組件采 用與圖l的光源組件類似的封裝結構，包括基座9、安裝在基座9上的側射型雷射 二極管芯片91、套設在側射型二極管芯片91外圍的固定蓋92、以及在基座9外圍 設置的套殼50。固定蓋92的邊緣焊接在基座9挖設的凹槽上，并且位于側射型雷 射二極管芯片91的位置處開設有孔洞，在孔洞上可嵌入一平面或曲面玻璃，或 是該孔洞不嵌入玻璃。省略了圖l中的聚焦球，而通過光纖聚光組接頭60上的聚光球體311進行聚光。該光纖聚光組接頭60與套殼50之接縫處改以封裝膠33黏 著，如圖6所示。其它結構與第一實施例基本相同，容不贅述。
如圖7所示，是本發明的光發射次模塊的第五實施例，其結構與第四實施 例基本相同，區別在于光纖聚光組接頭60與金屬構件70間以埋入射出或膠固 連結再與套殼50之接縫處以雷射焊接連接，如圖7所示。
為更好的理解本發明，將其與常用產品作一比較分析如下-
常用產品的缺點
1、 常用的光發射次模塊的雷射二極管封裝結構復雜，且有良率問題；
2、 常用的光發射次模塊的雷射二極管封裝結構，制作過程中，需把在固 定蓋中嵌入一聚焦球95，制作過程繁復；
3、 成本較高。
4、 生產速度緩慢。 本發明之優點
1、 組裝于光發射次模塊的雷射二極管封裝結構簡易，良率較高。
2、 本發明不論單模或多模的光纖傳輸模塊的雷射二極管封裝結構改良， 均能容易將發光源由光纖聚光組接頭聚集至光纖光芯中。
3、 封裝材料價格低廉。
4、 人工成本低。
5、 可快速大量生產。
本發明設計將聚光球體設置在光線聚光組接頭軸心處，并將側射及面射型 雷射二極管組件與光纖聚光組接頭結合，并隨著改變封裝方式，不但達到同樣 的高速傳輸，所耗費的成本大幅下降，生產速度亦提升許多；綜上所述，本案 不但在技術思想與產業界中是一大創新，并能較常用的方法增進上述多項功效。
權利要求
1、一種用于光纖通訊的光發射次模塊，其特征在于，包括一與光纖接合的光纖聚光組接頭和一雷射二極管組件；所述光纖聚光組接頭為透明接頭，其軸心設有一聚光球體，用于聚集所述雷射二極管組件發出的光線；所述雷射二極管組件與所述光纖聚光組接頭相接合，并且所述雷射二極管組件發出的光線通過所述聚光球體聚集耦合至所述光纖的光芯中。
2、 根據權利要求l所述的光發射次模塊，其特征在于，所述雷射二極管組 件可為側射型的雷射二極管組件或面射型的雷射二極管組件；所述雷射二極管組件包括一光源組件；所述光源組件包括一側射型雷射二極管或面射型雷射二極管芯片、至少兩 個支架、打線以及環氧樹脂封裝；所述側射型雷射二極管或面射型雷射二極管芯片固定在其中一支所述支 架上，并且所述側射型雷射二極管或面射型雷射二極管芯片與其它的所述支架 之間通過所述打線連接；所述環氧樹脂封裝將所述支架承載所述側射型雷射二 極管或面射型雷射二極管芯片的一端包覆起來，僅外露出所述支架的另一端。
3、 根據權利要求l所述的光發射次模塊，其特征在于，所述雷射二極管組件可為側射型的雷射二極管組件或面射型的雷射二極管組fh所述雷射二極管組件包括一光源組件；所述光源組件包括基座、安裝在基 座上的一側射型雷射二極管或面射型雷射二極管芯片、以及套設在所述側射型 雷射二極管或面射型雷射二極管芯片外圍的固定蓋；所述固定蓋的邊緣焊接在 所述基座挖設的凹槽上，并且位于所述側射型雷射二極管或面射型雷射二極管 芯片位置處開設貫穿的孔洞；所述孔洞可嵌入一平面或曲面玻璃或省略玻璃。
4、 根據權利要求2或3所述的光發射次模塊，其特征在于，所述雷射二極 管組件還包括套設在所述光源組件外圍的套殼。
5、 根據權利要求2或3所述的光發射次模塊，其特征在于，所述光纖聚光 組接頭為一體成形的透明塑料材質制成的光纖聚光組接頭。
6、 根據權利要求5所述的光發射次模塊，其特征在于，所述光纖聚光組接 頭的外壁設至少一溝槽。
7、 根據權利要求5所述的光發射次模塊，其特征在于，所述套殼的材料為 鎳不銹鋼或塑膠其中之一。
8、 根據權利要求2或3所述的光發射次模塊，其特征在于，所述光纖聚光 接頭直接與所述環氧樹脂封裝通過封裝膠黏著連結。
9、 根據權利要求2或3所述的光發射次模塊，其特征在于，所述光纖聚光 組接頭的前端形成接入所述雷射二極管組件的環氧樹脂封裝一端的容置空間， 所述聚光球設置在所述容置空間內。
10、 根據權利要求2或3所述的光發射次模塊，其特征在于，所述雷射二極 管組件與所述光纖聚光組接頭之間設有將兩者焊接連接的一金屬構件。
全文摘要
本發明涉及一種用于光纖通訊的光發射次模塊(TOSA，Transmitter OpticalSub-Assembly)封裝結構改良，將聚光球體設置在光線聚光組接頭軸心處，而成一光纖聚光組接頭，并利用側射或面射型雷射二極管組件與光線聚光組接頭結合，以達組接容易，材料及人工成本較低、生產快速的封裝，在應用上，除仍能具有與常用產品等效的高速傳輸外，并可借助可快速生產的封裝結構，使生產成本大幅降低、生產速度加快，在微利時代，提高更佳的競爭力及經濟效益。
文檔編號H04B10/152GK101102161SQ200710075420
公開日2008年1月9日 申請日期2007年7月26日 優先權日2007年7月26日
發明者孫繡杏, 廖宗添, 廖育圣 申請人:智科光光電(深圳)有限公司