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TW201525546A - 光電轉換模組及其組裝方法 - Google Patents

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TW201525546A TW102149398A TW102149398A TW201525546A TW 201525546 A TW201525546 A TW 201525546A TW 102149398 A TW102149398 A TW 102149398A TW 102149398 A TW102149398 A TW 102149398A TW 201525546 A TW201525546 A TW 201525546A
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Abstract

一種光電轉換模組，包括電路板以及設置於該電路板上的光耦合透鏡。該電路板包括基板以及熱固化膠層。該基板設置有內部均填充有金屬的複數通孔。該熱固化膠層位於該基板上並覆蓋該複數通孔。該光耦合透鏡藉由該熱固化膠層固定於該基板上。

Description

光電轉換模組及其組裝方法
本發明係涉及光通訊領域，特別關於一種光電轉換模組及一種光電轉換模組的組裝方法。
光電轉換模組中光耦合透鏡與設置在電路板上的光收發裝置之間的對位精度決定著光電轉換裝置的光傳輸的效率與準確率。因此，在組裝光電轉換模組時，通常會利用紫外線固化膠將光耦合透鏡黏結於電路板上，爲了防止在後續烘烤紫外線固化膠時光耦合透鏡相對於電路板發生位移，通常會在光耦合透鏡放置於電路板上之後利用紫外線對紫外線固化膠進行預固化。然而，在某些場合，紫外線無法照射到紫外線固化膠，導致該紫外線固化膠在預固化之後仍然不穩定，在後續的烘烤過程中光耦合透鏡容易發生移動，從而造成對位不準。因此，人們在這些場合會採用熱固化膠來代替紫外線固化膠，然而，熱固化膠的固化速度慢，無法及時對熱固化膠進行預固化，光耦合透鏡容易在後續的烘烤製程中相對於電路板發生位移，造成對位不準。
有鑒於此，有必要提供一種能及時對熱固化膠進行預固化以保證光耦合透鏡與光收發裝置之間的對位精度的光電轉換模組及該光電轉換模組的組裝方法。
一種光電轉換模組包括電路板以及設置於該電路板上的光耦合透鏡。該電路板包括基板以及熱固化膠層。該基板設置有內部均填充有金屬的複數通孔。該熱固化膠層位於該基板上並覆蓋該複數通孔。該光耦合透鏡藉由該熱固化膠層固定於該基板上。
一種光電轉換模組之組裝方法包括：提供一個基板、一個光耦合透鏡以及一個加熱裝置，該基板設置有內部均填充有金屬的複數通孔；形成一個熱固化膠層，並使該熱固化膠層覆蓋該複數通孔，以形成一個電路板；放置該光耦合透鏡於該熱固化膠層上；利用該加熱裝置對該基板加熱以使熱量藉由該複數通孔內的金屬傳遞至該熱固化膠層而對該熱固化膠層進行預固化，並使該光耦合透鏡與該電路板黏結形成該光電轉換模組；烘烤該光電轉換模組以完成該光電轉換模組的組裝。
本發明提供的該光電轉換模組在該基板中設置有內部均填充有金屬的複數通孔，如此，在該基板上塗布熱固化膠並使該熱固化膠層覆蓋該複數通孔以藉由該熱固化膠層將該光耦合透鏡與該電路板進行黏結時，能夠藉由該加熱裝置對該基板進行加熱並藉由該複數通孔內的金屬將熱量傳導至該熱固化膠層的方式對該熱固化膠層進行預固化，以防止該光耦合透鏡在後續烘烤製程中相對於該電路板發生位移而造成對位不準。
圖1為本發明第一實施方式提供的光電轉換模組的立體示意圖。
圖2為圖1中光電轉換模組的分解示意圖。
圖3為圖2中光電轉換模組中的電路板沿著線III-III的剖面示意圖。
圖4為圖1中光電轉換模組沿著線IV-IV的剖面示意圖。
圖5為本發明第二實施方式提供的光電轉換模組之組裝方法的示意圖。
下面結合附圖將對本發明實施方式作進一步的詳細說明。
如圖1所示，本發明第一實施方式提供的一種光電轉換模組100包括一個電路板10以及一個光耦合透鏡20。
請結合圖2及圖3，該電路板10包括一個基板12、一個金屬導熱層14以及一個熱固化膠層16、一個發光裝置17、一個收光裝置18以及複數導電線路19。
該基板12包括一個第一表面122以及一個第二表面124。該第一表面122及該第二表面124位於該基板12相背的兩側。該第一表面122與該第二表面124平行。該基板12上貫穿該第一表面122及該第二表面124設置有複數通孔120。該複數通孔120內填充有金屬。本實施方式中，該複數通孔120在該基板12中排列成一矩形框。
該金屬導熱層14位於該第一表面122上。該金屬導熱層14覆蓋該複數通孔120並與該複數通孔120連接，即該金屬導熱層14與該複數通孔120內的金屬連接。該金屬導熱層14將該複數通孔120串聯起來。本實施方式中，該金屬導熱層14的材料與該複數通孔120內的金屬的材料為相同的材料，該金屬導熱層14的材料及該複數通孔120內的金屬的材料均為銅或鋁等。該金屬導熱層14在該第一表面122上圍成一矩形框。
該熱固化膠層16塗布於該金屬導熱層14上並覆蓋該金屬導熱層14，即該熱固化膠層16在該金屬導熱層14上覆蓋該複數通孔120。
該發光裝置17、該收光裝置18以及複數導電線路19設置於第一表面122上。該發光裝置17用於發出光線，該收光裝置18用於接收光線。該發光裝置17可為垂直共振面雷射二極體。該收光裝置18可為光電二極管。該發光裝置17及該收光裝置18藉由該複數導電線路19與其他元器件進行連接。該金屬導熱層14及該複數通孔120均避開該複數導電線路19設置，即該複數導電線路19、該發光裝置17及該收光裝置18與該複數通孔120及該金屬導熱層14電性隔離。該發光裝置17及該收光裝置18位於該金屬導熱層14所圍成的矩形框內，該複數導電線路19可藉由在該基板12中設置導電連接孔的方式在基板12內部跨過該金屬導熱層14，進而與該發光裝置17及該收光裝置18電性連接。
請結合圖2及圖4，該光耦合透鏡20包括一個底面22以及一個頂面24。該底面22朝向該基板12。該頂面24位於該光耦合透鏡20背離該基板12的一側。該底面22上設置有一個底面凹槽220。該底面凹槽220自該底面22朝該頂面24的方向凹陷。該底面凹槽220具有一個光學面222。該光學面222位於該底面凹槽220的底部且該光學面222平行於該底面22。該頂面24上設置有一個頂面凹槽240。該頂面凹槽240自該頂面24朝該底面22的方向凹陷。該頂面凹槽240具有一個反射斜面242。該反射斜面242相對於該底面22傾斜45度。該光學面222上設置有一個第一光學透鏡224以及一個第二光學透鏡226。該底面22與該第一表面122之間藉由該熱固化膠層16進行黏結以使該光耦合透鏡20與該電路板10固定黏結。該第一光學透鏡224與該發光裝置17對準。該第二光學透鏡226與該收光裝置18對準。
可以理解，在其他實施方式中，該金屬導熱層14可以省略，此時，該熱固化膠層16可以直接塗布於該第一表面122並覆蓋該複數通孔120。
請結合圖5，本發明第二實施方式提供的上述光電轉換模組100之組裝方法包括以下步驟：
第一步：提供一個基板12、一個光耦合透鏡20以及一個加熱裝置200。該基板12包括一個第一表面122以及一個第二表面124。該第一表面122及該第二表面124位於該基板12相背的兩側。該第一表面122與該第二表面124平行。該基板12上貫穿該第一表面122及該第二表面124設置有複數通孔120。該通孔120內填充有金屬。一個金屬導熱層14位於該第一表面122上並覆蓋該複數通孔120。本實施方式中，該複數通孔120在該基板12中排列成一矩形框，該金屬導熱層14在該第一表面122上圍成一矩形框。
第二步：塗布熱固化膠於該第一表面122上以形成一個熱固化膠層16，並使該熱固化膠層16覆蓋該金屬導熱層14，即該熱固化膠層16同時亦覆蓋該複數通孔120，如此，形成一個電路板10。
第三步：放置該光耦合透鏡20於該熱固化膠層16上。該光耦合透鏡20包括一個底面22以及一個頂面24。該底面22朝向該基板12。該頂面24位於該光耦合透鏡20背離該基板12的一側。該底面22上設置有一個底面凹槽220。該底面凹槽220自該底面22朝該頂面24的方向凹陷。該底面凹槽220具有一個光學面222。該光學面222位於該底面凹槽220的底部且該光學面222平行於該底面22。該頂面24上設置有一個頂面凹槽240。該頂面凹槽240自該頂面24朝該底面22的方向凹陷。該頂面凹槽240具有一個反射斜面242。該反射斜面242相對於該底面22傾斜45度。該光學面222上設置有一個第一光學透鏡224以及一個第二光學透鏡226。此步驟中，可利用一夾持裝置（圖未示）將該光耦合透鏡20放置於該熱固化膠層16上，並使該第一光學透鏡224與該發光裝置17對準及使該第二光學透鏡226與該收光裝置18對準。
第四步：利用該加熱裝置200在該基板12位於該第二表面124的一側對該基板12加熱以使熱量藉由該複數通孔120內的金屬傳遞至該熱固化膠層16而對該熱固化膠層16進行預固化，並使該光耦合透鏡20與該電路板10黏結，從而形成該光電轉換模組100。利用該加熱裝置200對基板12進行加熱時，熱量能夠均勻快速地透過該複數通孔120內的金屬及該金屬導熱層14擴散至該熱固化膠層16。可以理解的是，該電路板10亦可不設置該金屬導熱層14而使該熱固化膠層16直接塗布於該第一表面122並覆蓋該複數通孔120，如此，熱量直接藉由該複數通孔120內的金屬傳導至該熱固化膠層16而將該熱固化膠層16預固化。在此過程中，該夾持裝置保持對該光耦合透鏡20的夾持直至該加熱裝置200結束對該基板12的加熱。本實施方式中，該加熱裝置200為脈衝加熱裝置，該脈衝加熱裝置對該複數通孔120內的金屬進行瞬時的脈衝加熱。
第五步：烘烤該光電轉換模組100，使光耦合透鏡20與該電路板10藉由該熱固化膠層16更加穩固黏結以完成該光電轉換模組100的組裝。
本發明實施方式提供的該光電轉換模組100在該基板12中設置有內部均填充有金屬的複數通孔120，並在該第一表面122上對應該複數通孔120設置該金屬導熱層14。如此，在該金屬導熱層14上塗布熱固化膠以藉由該熱固化膠層16將該光耦合透鏡20與該電路板10進行黏結時，能夠藉由該加熱裝置200對該基板12進行加熱並透過複數通孔120內的金屬及該金屬導熱層14將熱量均勻快速擴散至該熱固化膠層16的方式對該熱固化膠層16進行預固化，以防止該光耦合透鏡20在後續烘烤製程中相對於該電路板10發生位移而造成該光耦合透鏡20與該發光裝置17及該收光裝置18對位不準。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100‧‧‧光電轉換模組
10‧‧‧電路板
20‧‧‧光耦合透鏡
12‧‧‧基板
14‧‧‧金屬導熱層
16‧‧‧熱固化膠層
17‧‧‧發光裝置
18‧‧‧收光裝置
19‧‧‧導電線路
122‧‧‧第一表面
124‧‧‧第二表面
120‧‧‧通孔
22‧‧‧底面
24‧‧‧頂面
220‧‧‧底面凹槽
240‧‧‧頂面凹槽
222‧‧‧光學面
224‧‧‧第一光學透鏡
226‧‧‧第二光學透鏡
242‧‧‧反射斜面
200‧‧‧加熱裝置
無
100‧‧‧光電轉換模組
10‧‧‧電路板
20‧‧‧光耦合透鏡
12‧‧‧基板
14‧‧‧金屬導熱層
16‧‧‧熱固化膠層
17‧‧‧發光裝置
18‧‧‧收光裝置
122‧‧‧第一表面
124‧‧‧第二表面
120‧‧‧通孔
22‧‧‧底面
24‧‧‧頂面
220‧‧‧底面凹槽
222‧‧‧光學面
224‧‧‧第一光學透鏡
226‧‧‧第二光學透鏡

Claims (10)

  1. 一種光電轉換模組，包括電路板以及設置於該電路板上的光耦合透鏡，其改進在於，該電路板包括基板以及熱固化膠層，該基板設置有內部均填充有金屬的複數通孔，該熱固化膠層位於該基板上並覆蓋該複數通孔，該光耦合透鏡藉由該熱固化膠層固定於該基板上。
  2. 如請求項1所述之光電轉換模組，其中，該電路板還包括金屬導熱層，該金屬導熱層位於該基板與該熱固化膠層之間，該金屬導熱層覆蓋該複數通孔並與該複數通孔連接，該熱固化膠層覆蓋該金屬導熱層。
  3. 如請求項2所述之光電轉換模組，其中，該複數通孔在該電路板中排列成一矩形框，該熱固化膠層及該金屬導熱層各自圍成一矩形框。
  4. 如請求項3所述之光電轉換模組，其中，該電路板還包括複數導電線路以及與該複數導電線路連接的發光裝置及收光裝置，該發光裝置及該收光裝置位於該金屬導熱層所圍成的矩形框內，該複數導電線路、該發光裝置及該收光裝置與該複數通孔及該金屬導熱層電性隔離。
  5. 如請求項4所述之光電轉換模組，其中，該光耦合透鏡包括第一光學透鏡及第二光學透鏡，該第一光學透鏡與該發光裝置對準，該第二光學透鏡與該收光裝置對準。
  6. 一種光電轉換模組之組裝方法，包括：
    提供一個基板、一個光耦合透鏡以及一個加熱裝置，該基板設置有內部均填充有金屬的複數通孔；
    形成一個熱固化膠層，並使該熱固化膠層覆蓋該複數通孔，以形成一個電路板；
    放置該光耦合透鏡於該熱固化膠層上；
    利用該加熱裝置對該基板加熱以使熱量藉由該複數通孔內的金屬傳遞至該熱固化膠層而對該熱固化膠層進行預固化，並使該光耦合透鏡與該電路板黏結形成該光電轉換模組；及
    烘烤該光電轉換模組以完成該光電轉換模組的組裝。
  7. 如請求項6所述之光電轉換模組之組裝方法，其中，在形成該熱固化膠層步驟之前還包括在該基板上形成一個金屬導熱層的步驟，該金屬導熱層覆蓋該複數通孔並與該複數通孔連接，然後塗布熱固化膠於該金屬導熱層上而形成該熱固化膠層。
  8. 如請求項7所述之光電轉換模組之組裝方法，其中，該複數通孔在該基板中排列成一矩形框，該金屬導熱層圍成一矩形框，該熱固化膠層圍成一矩形框。
  9. 如請求項8所述之光電轉換模組之組裝方法，其中，該電路板還包括複數導電線路以及與該複數導電線路連接的發光裝置及收光裝置，該發光裝置及該收光裝置位於該金屬導熱層所圍成的矩形框內，該複數導電線路、該發光裝置及該收光裝置與該複數通孔及該金屬導熱層電性隔離，該光耦合透鏡包括一第一光學透鏡及一第二光學透鏡，該第一光學透鏡與該發光裝置對準，該第二光學透鏡與該收光裝置對準。
  10. 如請求項6所述之光電轉換模組之組裝方法，其中，該加熱裝置為一脈衝加熱裝置，該脈衝加熱裝置用於對該複數通孔內的金屬進行脈衝加熱。
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