[发明专利]具有光波导结构的发射端模块和接收端模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有光波导结构的发射端模块和接收端模块；且特别涉及利用光波导结构的全反射信号传输技术，以应用于对电信号或光信号的转换与传输上的一种发射端模块和接收端模块。

背景技术

传统以铜质材料作为电线或电缆以提供在电信号传输或电子装置间的联系上的应用，于所属的技术领域中已相当普遍，且其同时也能达到有效方便实施和节省成本的产业效果。而在数字通讯的高效能电子系统中，不但处理器的设置愈益增多，其信号处理的速度也越来越快，因此信号或信息的传输质量与速度也愈形重要；但通过系统的处理器或芯片间以金属线路的连结设计，其传输、发送与接收的性能上已有所局限和不足。

而光学连结可受传输线路材料性质的影响较小，能达高频宽容量和快速的传输效果，所以以光学连结方式来取代电子连结便为重要的发展技术。在发光二极管(LED)及半导体雷射的技术发展下，以光作为媒介来传输信号的方式便加以开发；其主要是经由光电耦合组件(OpticalCoupler)的运作来完成电信号与光信号(electrical-optical)、或光信号与电信号(optical-electrical)之间的转换、发射与接收。光电耦合组件主要包含了提供光发射的发射器或光源单元、提供光接收的接收器或光检测单元、以及将发射或接收的信号作进一步放大的信号放大器。而发射器与接收器通常作同一封装的整合，使其之间除了光束外不会有任何电气或实体连接；因而光电耦合组件能在信号的输入和输出上产生有效的隔离作用，并且具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。

以光电耦合组件来作为光电转换与电信号传输上的基本设计，在目前的各种电路构造、电子装置或相关系统中已得到了很广泛的应用。在美国专利第7306378号的专利中公开了一种光电耦合组件，请参阅图1A，便为根据其专利内容所揭露的一耦合装置101的剖面示意图；如该图所示，在一半导体基板103中具有一沟渠构造105，而在沟渠构造105的一端上定义了具有和沟渠构造105的轴向有一倾斜角度的一反射面107；而一光纤109则配置或对应排列组装于该沟渠构造105的另一端。此外，一光学单元111是对应该沟渠构造105、该反射面107的位置设置于其半导体基板103上。在图1A所示的构造下，所述的光学单元111可为光信号发出的光源或可为光信号接收的接收器，进而使光线经由反射面107产生非共平面的转折而完成和该光纤109在光学传输上的耦合。

承上所述，针对信号传输的部分，半导体基板103是利用焊锡块123设置于一印刷电路板115上并和其后端的一连接端117完成电连接；而一电路单元125是位于一半导体基板127中，并以接脚131设置于其半导体基板103上；该电路单元125在电连接情况下可对该光学单元111作驱动或控制，进而将该连接端117的电信号119经由该光学单元111转换成光信号113，并利用该反射面107反射后由该光纤109输出；或将该光纤109所传输的光信号113由该反射面107反射后利用该光学单元111作侦测接收以转换成电信号119，并经由所述的电连接情况由该连接端117输出。而相关单元是由半导体基板103上的一封盖133作封装，以提供电绝缘或抗干扰。

此外，根据图1A所示，进一步还能将其光纤109、沟渠构造105、反射面107和光学单元111等耦合构造，于其耦合装置101中作多个数目的配置，并以构造类似或相同的另一耦合装置来作对应的组合，以完成由其中一者进行信号发射，并由另一者进行信号接收的电-光-电的信号传输与转换的运作。如图1B所示，便为将构造类似或相同的两耦合装置101a、101b，经由其中的两光纤109a、109b完成实体连接与信号传输连结的示意图。

然而，在上述的光学传输耦合构造设计中，所述的沟渠构造需以较复杂的制程而于其半导体基板内完成；并且在相关单元的尺寸设计均较小的条件下，将所述的光纤组装或植入至该沟渠构造内以将光信号导出半导体基板或耦合装置之外，或导入至光学单元之内以进行传输，便具有相当的难度与不便甚至是会产生误差，进而会使光信号无法准确地反射至光纤或光学单元中，使得以光作为媒介来传输信号的设计便会受到影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有光波导结构的发射端模块和接收端模块，使其利用与结合半导体制程以及光波导结构的全反射信号传输的技术，从而能简单、方便地于同一制程中，完成应用于对电信号或光信号的转换与传输上的发射端模块或接收端模块的制造；并同时还能避免现有技术中将光纤于较小尺寸条件下作组装的困难与不便，进而可以减少因可能的组装误差所造成无法准确进行光信号传输的问题。