用于安装光学元件的载体以及相关的制造工艺制造技术

提供了一种低成本和易于大批量制造的载体零件，所述载体零件用于精确地安装光学部件，所述光学部件诸如光纤和光学基座。还提供了一种相关联的制造工艺。

Carrier for mounting optical elements and related manufacturing processes

A carrier part for low cost and easy mass production is provided, which is used to precisely mount optical components, such as optical fibers and optical bases. An associated manufacturing process is also provided.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及光电装置，以及用于形成允许光学元件的精确安装和对齐的载体零件的制造工艺。
技术介绍
在两个光学部件之间制造精确的光学连结通常是复杂和昂贵的。例如，光纤和光学基座(激光二极管，光电二极管)的对齐是极其重要的、并且需要很高的精度。在通常的工业实践中，将光学基座的活性层(晶片平面)平行于载体(诸如PCB或玻璃板)来安装光学基座。光学轴线从而垂直于电路板或载体的表面。在很多情况下，实践中将光纤的轴线取向为平行于载体或电路板的表面，其中需要通过例如结合有透镜的镜子来改变光线的方向。因此，常规的耦接机构涉及基座和光纤的光学轴线的垂直布置、以及镜子的使用(通常结合有一个或多个透镜)来改变光线的方向。由于诸如光电二极管的光学基座将被安装到这样的电路板，该电路板具有已有的迹线，该迹线被限定为使得光纤需要与电路板精确的对齐，因此带来了对镜子和透镜的需求。为了在上述情形中获得光学连结，从光纤发射的光束必须被弯折，使得光束垂直于电路板。此外，必须留出一定的距离用于光线传播，这也需要用于聚焦的透镜的使用。申请人认识到对低成本和大量生产的设备的需求，以及对有助于光学部件(诸如光纤和光学基座)的精确对齐的相关制造工艺的需求。
技术实现思路
下文中陈述了对本专利技术的简要总结，以提供本专利技术的一些方面的基本理解。该总结并非是对本专利技术的广泛概述。其并非意图为确定本专利技术的关键/重要元件或意图为描绘本专利技术的范围。其目的仅在于以简单的形式而展现本专利技术的一些概念，作为下文中呈现的更详细的描述的序言。申请人认识到，用于构建光学连结(特别是在印刷电路板的情况下)的传统方法是高成本并且不方便的，并且可能不能针对批量生产具有规模效应。为了最小化这些缺点，申请人提出了一种载体零件以及一种制造工艺，该制造工艺允许在相同载体零件上的光学基座和光纤两者对于每个部件使用相同参考特征的组装。这样的设备提供了很多重要的优势，包括，将光学基座精确地抵靠耦接至光纤，使得基座和光纤的光学轴线成一直线，以及消除对其间透镜的需要。提供了一种安装垫的布置，使得光学基座的光学轴线安装为与光纤的轴线成一直线。消除了对来自于光纤的光线的变向，并且基座和光纤可抵靠耦接而无需其间的任何光学部件。这带来了这样的优势，消除了由于光学部件带来的吸收和/或反射损失。除了机械功能外，载体零件还提供了到光学基座的电轨迹和连接，而无需引入额外的零件。载体零件还提供了用于驱动器或放大器芯片的粘接区域，并且从而允许芯片和光学基座之间的电路径较短，这对于信号完整性是有利的。此外，也可使用多层载体从而提供更多的电设计的灵活性，即降低串扰。由于载体的良好的导热性能，其用作散热器，从而降低了对传热的壳体外部的昂贵的热桥的使用的需求。完整的“光引擎”可被形成为包括载体零件、安装的光学基座和安装的驱动器或放大器芯片。光引擎提供了用于将其连接到装置的PCB的垫和对齐特征，该对齐特征适合于被动地对齐和固定光纤。光引擎用于将光纤连接至电气PCB，并且处理两者之间的转换并且仅需要最少量的部件。载体零件可通过已有的生产工艺而批量地生产。可以在更大的板的结构中同时地处理大量的这些零件。此外，载体零件的制造无需激光的严密定位的精确性。本专利技术的一个方面是一种载体，用于将包括多个交替的层的至少两个光学元件精确地安装，每个层包括取自一组中的第一和第二材料中的一种，所述第一材料易于通过烧蚀工艺侵蚀，并且所述第二材料不易于通过烧蚀工艺侵蚀，其中，包括第二材料的每个层呈现各自的几何图案，使得当烧蚀工艺应用到所述多个交替的层时，形成多个特征，并且其中每个形成的特征提供了用于所述至少两个光学元件的每一个的各自的安装。本专利技术的另一个方面是一种用于制造光电装置安装零件的方法，所述安装零件包括限定多个交替的层，所述多个交替的层包括取自一组中的第一和第二材料中的一种，所述第一材料易于通过烧蚀工艺侵蚀，并且所述第二材料不易于通过烧蚀工艺侵蚀，蚀刻包括第二材料的层中的每一个以形成各自的几何图案，其中，几何图案的组合对应于多个特征，该多个特征用于至少一个光学元件的安装以及用于将激光烧蚀工艺应用到所述多个交替的层以形成所述特征。本专利技术的另一个方面是包括载体零件的光引擎，其中所述载体零件包括用于安装至少一个光学元件的至少一个几何特征，所述至少一个几何特征通过应用到多个交替的层的烧蚀工艺而形成，每个层包括取自一组中的第一和第二材料中的一种，所述第一材料易于通过烧蚀工艺侵蚀，并且所述第二材料不易于通过烧蚀工艺侵蚀，光学基座，光学放大器，和用于耦接到印刷电路板(“PCB”)的至少一个垫。附图说明图1A示出了根据一个实施例、用于形成光学安装结构的交替的易侵蚀层和不易侵蚀层的堆叠。图1B更详细地示出了根据一个实施例、用于形成光学安装部件的交替的易烧蚀层和不易烧蚀层的堆叠。图1C示出了根据一个实施例的示例性安装结构，具有在烧蚀工艺后形成的多个几何特征。图2是示出了用于形成光学安装设备的工艺的流程图，该光学安装设备用于安装至少一个光学部件以形成光学连结。图3示出了根据一个实施例的、用于安装光纤线缆和光学基座的载体零件，其由烧蚀工艺精确地形成。图4A示出了根据一个实施例的、安装有光纤线缆和光学基座的载体零件。图4B示出了根据一个实施例的、安装有光纤线缆和光学基座的载体零件的另一视图。图5A示出了根据一个实施例的、用于光纤线缆的载体零件的机械参考。图5B示出了根据一个实施例的、到光学基座以及载体零件中的抵靠耦接的光纤线缆的电连接。图6示出了根据一个实施例的载体零件的下侧，该载体零件还包括驱动器或放大器芯片以及多个轨迹和用于PCB安装的垫。图7A示出了根据一个实施例的、在应用烧蚀工艺之前、安装到板的示例性载体零件。图7B示出了根据一个实施例的、在应用烧蚀工艺之后、安装到板的示例性载体零件。图8示出了在烧蚀工艺后的一组铜和聚酰亚胺的层，得到了用于载体零件的一组几何特征。具体实施方式易烧蚀和不易烧蚀的层以及烧蚀工艺图1A示出了根据一个实施例、用于形成光学安装结构的交替的易侵蚀层和不易侵蚀层的堆叠。堆叠106包括不易烧蚀的层104(1)-104(M)以及易烧蚀的层102(1)-102(N)。每个不易烧蚀的层104(1)-104(M)可呈现各自的几何图案(在图1A中未示出)并且不易通过烧蚀工艺而侵蚀。根据一个实施例，层104(1)-104(M)可以包括铜。然而，不易烧蚀的层可包括其他材料，包括，例如，金、镍或其他金属。易烧蚀的层102(1)-102(N)易于通过激光工艺而烧蚀。根据一个实施例，易烧蚀的层102(1)-102(M)可以包括聚酰亚胺。然而，易烧蚀的层可包括其他材料，包括，例如，环氧树脂、或其他常见聚合物材料。如图1所示，每个不易烧蚀的层104(1)-104(M)与各自的易烧蚀的层102(1)-102(N)交替，并且布置为堆叠的构造。图1B更详细地示出了根据一个实施例、用于形成光学安装部件的交替的易烧蚀层和不易烧蚀层的堆叠。堆叠106包括不易烧蚀的层104(1)-104(M)以及易烧蚀的层102(1)-102(N)。注意到，每个不易烧蚀的层104(1)-104(M)呈现一个或多个几何图案。例如，不易烧蚀的层104(1)进一步包括几何图案108(1)-10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于精确地安装至少两个光学元件的载体，所述载体包括：多个交替的层，每个层包括取自一组中的第一材料和第二材料中的一种，所述第一材料易于通过烧蚀工艺侵蚀，并且所述第二材料不易于通过烧蚀工艺侵蚀，其中，包括所述第二材料的每个层呈现各自的几何图案，使得当烧蚀工艺应用到所述多个交替的层时，形成多个特征，其中，每个形成的特征提供了用于所述至少两个光学元件中的每一个的各自的安装。

【技术特征摘要】
2015.10.09 US 14/879,3821.一种用于精确地安装至少两个光学元件的载体，所述载体包括：多个交替的层，每个层包括取自一组中的第一材料和第二材料中的一种，所述第一材料易于通过烧蚀工艺侵蚀，并且所述第二材料不易于通过烧蚀工艺侵蚀，其中，包括所述第二材料的每个层呈现各自的几何图案，使得当烧蚀工艺应用到所述多个交替的层时，形成多个特征，其中，每个形成的特征提供了用于所述至少两个光学元件中的每一个的各自的安装。2.根据权利要求1所述的载体，其中所述第一材料是聚酰亚胺。3.根据权利要求1所述的载体，其中所述第二材料是铜。4.根据权利要求1所述的载体，其中所述至少两个光学元件中的一个是光纤线缆。5.根据权利要求1所述的载体，其中所述至少两个光学元件中的一个是光学基座。6.根据权利要求5所述的载体，其中所述光学基座包括激光器。7.根据权利要求5所述的载体，其中所述光学基座包括光电二极管。8.根据权利要求1所述的载体，其中载体零件包括以下特征：光纤对齐沟...

【专利技术属性】
技术研发人员：JN图因，AJAC多雷斯坦，JAM杜伊斯，RW斯明克，M范莱因巴赫，
申请(专利权)人：泰科电子连接荷兰公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL