DE10065624A1 - Kopplungsanordnung zum optischen Koppeln eines Lichtwellenleiters mit einem elektro-optischen oder opto-elektrischen Halbleiterwandler - Google Patents
Kopplungsanordnung zum optischen Koppeln eines Lichtwellenleiters mit einem elektro-optischen oder opto-elektrischen HalbleiterwandlerInfo
- Publication number
- DE10065624A1 DE10065624A1 DE10065624A DE10065624A DE10065624A1 DE 10065624 A1 DE10065624 A1 DE 10065624A1 DE 10065624 A DE10065624 A DE 10065624A DE 10065624 A DE10065624 A DE 10065624A DE 10065624 A1 DE10065624 A1 DE 10065624A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- submount
- optical waveguide
- coupling
- coupling arrangement
- arrangement according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D1/00—Electroforming
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D1/00—Electroforming
- C25D1/10—Moulds; Masks; Masterforms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4212—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element being a coupling medium interposed therebetween, e.g. epoxy resin, refractive index matching material, index grease, matching liquid or gel
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/4228—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements
- G02B6/423—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements using guiding surfaces for the alignment
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/4236—Fixing or mounting methods of the aligned elements
- G02B6/424—Mounting of the optical light guide
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4249—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4251—Sealed packages
- G02B6/4253—Sealed packages by embedding housing components in an adhesive or a polymer material
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4255—Moulded or casted packages
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B6/2808—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using a mixing element which evenly distributes an input signal over a number of outputs
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4274—Electrical aspects
- G02B6/428—Electrical aspects containing printed circuit boards [PCB]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/301—Electrical effects
- H01L2924/3025—Electromagnetic shielding
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
Für die passgenaue Ausrichtung eines Lichtwellenleiters auf ein elektro-optisches Bauelement wird das elektro-optische Bauelement auf einem Submount befestigt, der an einer beliebigen Stelle auf einer Leiterplatte angebracht werden kann. Für die Fassung des Lichtwellenleiters ist ein Kopplungselement vorgesehen, das eine negative Abbildung des Umrisses des Submounts aufweist. Dieses wird formschlüssig an dem Submount angebracht und nimmt das Ende des Lichtwellenleiters auf. Der Zwischenraum zwischen dem elektro-optischen Bauelement und dem Lichtwellenleiter wird mit einem transparenten Klebstoff ausgefüllt. Der Submount kann in Mikrostrukturtechnik ausgebildet sein.
Description
Mit der zunehmenden Umstellung von elektrischer auf optische Nachrichtentechnik werden
optische Transceivermodule in allen Bereichen der Datenübertragung benötigt. Neben der
hochratigen, optischen Übertragungstechnik auf Fernleitungen über Glasfasern kommt
zunehmend auch die optische Übertragungstechnik mit vergleichsweise niedrigen Datenra
ten über relative "dicke" Polymerfasern oder hybride Glas/Polymerfasern (sog. HCS-Fasern)
zur Anwendung. Typischerweise werden nicht hunderte von Kilometern sondern nur einige
10 bis 100 m mit Datenraten von maximal einigen 100 MB/s übertragen. Eingesetzt werden
solche Systeme innerhalb mobiler Einrichtungen (Kfz, Bahn, Flugzeug) oder zur sog.
Inhouse-Vernetzung, d. h. innerhalb eines Gebäudes zur datenmäßigen Verbindung aller im
Haus vorhandenen Multimediageräte (TV, Internet, Videorecorder, Audiogeräte, PCs usw.).
Aus Kostengründen arbeiten diese Netze oftmals nicht mit Laserdioden, sondern mit einfa
chen, oberflächenemittierenden Leuchtdioden (LEDs). Für die Ankopplung einer solchen
LED an einen relativ dicken Lichtwellenleiter wird ein sehr kostengünstiger Aufbau gefordert,
der dennoch eine erhebliche Präzision verlangt. Das elektro-optische Modul, das die Kop
pelstelle von LED-Sender zu Lichtwellenleiter bzw. von Photodioden-Empfänger zu Licht
wellenleiter enthält, nennt man einen optischen Transceiver.
Für die Kopplung einer oberflächenemittierenden LED und eines relativ dicken Polymerfa
ser-Lichtwellenleiters - typische Dimensionen sind 250 × 250 µm2 für die LED und 1000 µm
Durchmesser für die Polymerfaser - gibt es grundsätzlich zwei Konstruktionen, nämlich sol
che ohne Strahlformung und solche mit Strahlformung. Strahlformung bedeutet, daß einige
oder alle der von der LED abgegebenen Lichtstrahlen durch Linsen oder gekrümmte Spiegel
in ihrer Ausbreitungsrichtung so verändert werden, daß ein höherer Lichtanteil in den Licht
wellenleiter eingekoppelt werden kann, als wenn auf solche Maßnahmen verzichtet würde.
Die Ausrichtung von Lichtwellenleiter (LWL) zu LED verlangt angesichts der vorgenannten
Abmessungen in jedem Falle eine hohe Präzision.
Einen Ansatz hierfür zeigt die in jüngster Zeit bekannt gewordene MicroMID-Technologie,
die beispielsweise in DE 198 51 265 A1 beschrieben ist. Hierbei wird ein mikrostrukturierter
Kunststoffträger eingesetzt, der in der Form thermoplastisch sehr flexibel gestaltet werden
kann. Die Herstellung eines Reflektors für die LED bei gleichzeitiger Herstellung eines elek
tronischen Schaltkreises auf dem Substrat ist möglich. Die Justierung des LWL erfolgt ver
mittels einer auf dem Substrat ausgebildeten dreidimensionalen Struktur. Nachteilig sind
jedoch die hohen Rüstkosten der Technologie, so daß nur große Stückzahlen ihren Einsatz
rechtfertigen. Da in MicroMID-Technologie die elektronische Schaltung des Transceivers
letztlich im Spritzgußwerkzeug abgebildet sein muß, ist die Technologie schwerfällig in der
Anpassung an kundenspezifische Varianten der Schaltung. Die Justierung erfolgt zwischen
LED und LWL auf dem Weg LED zu mikrostrukturierter Leiterplatte zu Faserplatte zu LWL.
Veröffentlichungen zum MicroMID-Prozess finden sich in Kragl, H. et.al.: "MICROMID: A low
cost fabrication technology for polymer fiber transceiver modules", POF conference2000,
Boston und in Kragl, H. et.al.: "Microstructured three-dimensional printed circuit boards: a
novel fabrication technology for optical transceiver modules", Proc. MicroTec2000 Confe
rence, Hannover.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kopplungsanordnung der eingangs genann
ten Art und ein zu deren Herstellung geeignetes Verfahren anzugeben, mit der bzw. dem
eine hochpräzise Ausrichtung von lichtabgebendem und/oder lichtaufnehmendem Halblei
terbauelement einerseits und Lichtwellenleiter andererseits in technisch einfacher Weise
erzielbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 bzw. 21 angegebenen Merkmale gelöst. Vor
teilhafte Ausgestaltungen davon sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung offenbart eine Anordnung zur optischen Kopplung eines optischen Halbleiter
bauelements, beispielsweise einer Sendediode, an einen Lichtwellenleiter, bestehend aus
einem Kopplungselement, bevorzugt aus Kunststoff, und einem Submount, auf dem das
Halbleiterbauelement positioniert ist. Sowohl Submount als auch Kopplungselement können
strahlformende Reflektoren enthalten. Der Submount wird direkt auf eine konventionelle
Leiterplatte aufgesetzt, und mindestens ein Bonddraht wird von dem Halbleiterbauelement
auf die Leiterplatte geführt. Die Justierung des LWL in Bezug auf das Halbleiterbauelement
erfolgt durch Justierung des LWL im Kopplungselement, das seinerseits durch formschlüs
sige Verbindung mit dem Submount präzise auf das Halbleiterbauelement ausgerichtet wird.
Das Faserkopplungselement als wesentliches Element der Erfindung besteht vorzugsweise
aus einem thermoplastisch hergestellten Kunststoffkörper mit einer in einem oberen, ersten
Segment zylindrischen Bohrung, die sich in einem zweiten, unteren Segment in der Form
ähnlich einem Rotationsparaboloid verjüngen kann. Insbesondere die Innenwand dieses
Paraboloids ist dann reflektierend beschichtet, z. B. durch Beschichtung mit einer dünnen
Silberschicht. Am Fußpunkt des Paraboloids ist ein im wesentlichen rechteckiges Loch mit
der äußeren Form des verwendeten Submounts angebracht, welches zur Aufnahme von
einem oder mehreren Bonddrähten mindestens eine Aussparung hat. Die Montage erfolgt in
folgenden Arbeitsschritten:
- - Auf einer starren oder flexiblen Leiterplatte mit einer zum Drahtbonden geeigneten Oberfläche wird ein metallischer oder metallisierter Submount an einer hierfür vorgesehenen Stelle aufgelötet oder mit Leitkleber aufgeklebt. Auf diesen Submount wird das Halbleiter bauelement durch Diebonden angebracht, wobei je nach erforderlicher Präzision eine im Submount befindliche Justagestruktur verwendet werden kann.
- - Sodann wird das Halbleiterbauelement durch Drahtbonden von dem Halbleiterbau element auf die Leiterplatte kontaktiert.
- - Im nächsten Schritt wird das Faserkopplungselement so auf dem Submount aufge setzt, daß das Halbleiterbauelement durch die hierfür vorgesehene Öffnung des Kopplungs elementes hindurchschaut. Das Kopplungselement hat eine Justiergestaltung derart, daß es präzise auf den Submount paßt und damit das Halbleiterbauelement exakt positioniert. Selbstverständlich darf bei der Justierung der Bonddraht nicht verletzt werden. Um die Gefahr einer Bonddrahtverletzung zu vermeiden, kann der Submount einen seitlichen Bond drahtschutz aufweisen.
- - Sitzt das Kopplungselement richtig auf der Leiterplatte, wird es in dieser Position mit der Leiterplatte und dem Submount z. B. durch Kleben unlösbar und flüssigkeitsdicht verbun den.
- - Sodann wird in das Faserführungsloch ein transparenter Kleber eingefüllt, der LWL eingesteckt und verklebt. Ist im Kopplungselement oder am Submount ein geeigneter Vor sprung, im Kopplungselement beispielsweise eine Ringschulter, vorgesehen, wo die Stirn fläche des LWL beim Einschieben anstößt, so bedeutet dieses für die Montage eine wesent liche Erleichterung, da nun nicht mehr auf die exakte, axiale Position des LWL geachtet wer den muß. Dieses stellt auch eine wesentliche Verbesserung gegenüber der MicroMID-Tech nik dar, die keine passive, axiale Justage für den LWL vorsieht.
Sowohl Submount als auch Kopplungselement können durch geeignete Formgebung und
Beschichtung mit optischen Reflektoren versehen sein.
Die zum Betrieb des Halbleiterbauelements (LED und/oder ein in gleicher Weise zu montie
render Photodetektor) notwendige elektronische Schaltungsanordnung kann in unmittelbarer
Nähe des Halbleiterbauelements auf der z. B. zweiseitig ausgelegten Leiterplatte z. B. auf der
Leiterplattenrückseite anbracht sein. Damit befindet sich beispielsweise ein Vorverstärker für
eine Photodiode (PD) in nur ca. 1 mm Entfernung von der PD. EMV-Probleme treten daher
nicht auf. Da die Leiterplatte in einem industrieüblichem Standardprozeß hergestellt wird,
kann die auf ihr ausgeführte Verdrahtung problemlos nahezu beliebig komplex gestaltet
werden. Auch sehr hochwertige Leiterplatten wie Keramik- oder Teflonleiterplatten, die ins
besondere für sehr hochfrequente Anwendungen notwendig sind, können eingesetzt wer
den.
Um ein komplettes Transceiversystem zu erhalten, kann man das Kopplungselement mit
flexibler Leiterplatte entweder in ein elektrisches Steckersystem einpassen und die LWL-
Enden über ein Spleiß- oder Stecksystem anschließen oder aber das Kopplungselement mit
starrer Leiterplatte wird direkt in eine Steckerbuchse eingesetzt, wobei die Steckkontakte
z. B. durch Kontakte auf der Leiterplatte realisiert sind.
Im Gegensatz zu der bekannten MicroMID-Prozeßfolge wird bei der Erfindung das den LWL
fixierende Kopplungselement nicht an der Leiterplatte, sondern an dem das Halbleiterbau
element tragenden Submount justiert. Der Submount ist vorzugsweise ein metallischer oder
metallisierter Körper und kann deshalb nicht die von einer Leiterplatte geforderte Stromfüh
rung für beide elektrischen Anschlußleiter, sondern nur für einen von ihnen aufweisen. Durch
die Justierung über den Submount entstehen jedoch andererseits Vorteile gegenüber der
MicroMID-Technologie:
- - Die für jede Produktanwendung neu zu entwerfende Leiterplatte muß nicht in dem aufwendigen MicroMID-Verfahren mit hohen Rüstkosten realisiert werden. Die Anpassung der äußeren elektronischen Beschaltung auf der Standardleiterplatte benötigt wesentlich kürzere Entwicklungszeiten und ist kostengünstiger.
- - Durch galvanisches Aufbringen einer 25 bis 50 µm dicken Kupferlage auf der Micro- MID-Leiterplatte verliert die mikrostrukturierte Kunststoffoberfläche des MicroMID-Substrates wesentlich an Präzision. Da ein mikrostrukturierter Submount nach der Erfindung aus einem massiven oder blechartigen Metall oder metallisierten Kunststoffelement besteht, das an seiner Oberfläche hochpräzise Justierstrukturen haben kann, erlaubt die Erfindung gegen über MicroMID eine deutlich höhere Präzision.
- - Die zur Justierung des optischen Halbleiterbauelements verwendbaren Strukturen auf dem mikrostrukturierten Submount müssen nicht notwendigerweise mit deutlichen Ent formungsschrägen ausgebildet werden, weil sie nicht wie MicroMID in einem Mehrfachab formverfahren in Metall und Kunststoff hergestellt werden. Deshalb sind auch senkrechte Strukturen möglich. Wenn ein mikrostrukturierter Submount in Form eines etwa 100 µm dicken Bleches verwendet wird, kann die Öffnung für das Halbleiterbauelement sehr leicht durch Verbiegen des Bleches aufgeweitet und das Halbleiterbauelement eingefügt werden. Anschließend erfolgt mit der Entspannung des Bleches die Feinzentrierung des Halbleiter bauelements.
- - Auf einem metallischen, mikrostrukturiertem Submount kann das elektro-optische Halbleiterbauelement auch gelötet statt wie in MicroMID nur geklebt werden. Dadurch ent steht eine sowohl thermisch als auch elektrisch bessere Verbindung zwischen Halbleiter bauelement und Submount, was besonders wichtig ist, wenn das Halbleiterbauelement eine LED mit schlechtem Wirkungsgrad ist, deren Verlustwärme abgeführt werden muß.
- - Sowohl in MicroMID-Technik als auch in der klassischen Leadframe-Technik wird dafür gesorgt, daß die gesamte Metalloberfläche des Substrates bzw. des Leadframe draht bondbar ist. Eine hierfür geeignete Oberflächenbeschichtung ist teuer (Palladium-Unterlage) und hat insbesondere den Nachteil, daß das optische Reflexionsverhalten der Schicht nicht optimal ist. Eine nicht bondfähige Ag-Schicht hätte für viele Anwendungen einen besseren Reflexionsfaktor, kann aber aus o. g. Grund nicht eingesetzt werden. Da es hingegen bei der Erfindung i. A. nicht notwendig ist, auf dem Submount drahtzubonden, kann dieser mit einer ideal reflektierenden Beschichtung versehen werden, die nicht auf Bondfähigkeit zu achten braucht.
Ist das Substrat des Halbleiterbauelements nicht-leitend, so daß eine unmittelbare elektri
sche Kontaktierung desselben an dem Submount nicht möglich ist, muß die eine elektrische
Verbindung zwischen Halbleiterbauelement und Leiterplatte durch Drahtbonden entweder
auf den Submount oder unmittelbar auf die Leiterplatte hergestellt werden, während die
andere elektrische Verbindung zwischen Halbleiterbauelement und Leiterplatte durch Draht
bonden unmittelbar auf die Leiterplatte erfolgt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind eine Reihe von Varianten möglich und sinnvoll,
welche sich abhängig von der geforderter Präzision und den Abstrahlungseigenschaften der
Sendediode vorteilhaft auswirken.
Wenn zuvor und nachfolgend von einer LED oder Sendediode oder einer Photodetektor als
Halbleiterelement gesprochen wird, soll dieses nicht als einschränkend verstanden werden,
sondern nur als Beispiel, weil die Erfindung in gleicher Weise auch im Zusammenhang mit
lichtempfangenden Halbleitern, wie Photodioden, Phototransistoren oder Photowiderständen
anwendbar ist.
Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand von Ausfüh
rungsbeispielen näher erläutert werden.
Fig. 1a und 1b zeigen im Längsschnitt und in Draufsicht eine erste Ausführungsform der
Erfindung mit einem Parabolspiegel im Kopplungselement;
Fig. 2a und 2b zeigen im Längsschnitt und in Draufsicht einen Submount mit Parabolspiegel
und gefrästem Schlitz für die Aufnahme eines Bonddrahtes;
Fig. 3a und 3b zeigen im Längsschnitt und in Draufsicht einen Submount mit Parabolspiegel
und Bohrung für die Aufnahme eines Bonddrahtes;
Fig. 4 zeigt im Längsschnitt einen Submount nach Fig. 2 mit einem daran justierten Kopp
lungselement;
Fig. 5 zeigt im Längsschnitt einen Submount ohne Reflektor und ein daran justiertes Kopp
lungselement mit Reflektor;
Fig. 6a bis 6c zeigen in Draufsicht und in Längsschnitten einen in Mikrostrukturtechnik aus
geführten Submount in verschiedenen Montageschritten und Fig. 6d im Längsschnitt die
Anordung nach Fig. 6c mit daran angepaßtem Kopplungselement;
Fig. 7a bis 7e zeigen ein Spritzgießwerkzeug und verschiedene Stufen im Herstellungsvor
gang eines in Mikrostrukturtechnik ausgeführten Submount;
Fig. 8 zeigt die Abstrahldiagramme verschiedener Arten von lichtemittierenden Halbleitern;
Fig. 9 zeigt im Längsschnitt und in Draufsicht eine Leiterplatte mit mehreren Submounts und
einem gemeinsamen Kopplungselement;
Fig. 10 zeigt in Draufsicht einen in Mikrostrukturtechnik ausgeführten Submount für zwei
optische Halbleiterchips;
Fig. 11 zeigt ein Kopplungselement mit Umlenkspiegel auf mikrostrukturiertem Submount;
Fig. 12 zeigt ein Kopplungselement mit 90°-Umlenkung vermittels einer flexiblen Leiterplatte;
Fig. 13 zeigt eine Glasfaserjustierung mittels einer hochpräzisen Ferrule;
Fig. 14 zeigt eine Ausführungsform, bei der die eine Glasfaser aufnehmende Ferrule selbst
das Kopplungselement bildet;
Fig. 15a und 15b zeigen im Längsschnitt und in Draufsicht einen Submount, der eine Sende-
und eine Empfangsdiode trägt, mit gemeinsamem Lichtwellenleiter;
Fig. 16 zeigt im Längsschnitt schematisch die Herstellung einer hohen Präzisionsanforde
rungen genügenden Passung von Kopplungselement und Faserhalterung;
Fig. 17 zeigt eine Konstruktion ähnlich Fig. 15a mit einem Kopplungselement aus transpa
rentem Kunststoff, und
Fig. 18 zeigt eine Konstruktion mit 90°-Umlenkung und einem Kopplungselement aus trans
parentem Kunststoff.
Die Fig. 1a und 1b zeigen eine Anordnung aus Submount 1 mit darauf angebrachter
LED 2 und einem an dem Submount 1 justierten Kopplungselement 3 vorzugsweise aus
Kunststoff. Der Submount ist auf einer Leiterplatte 4 befestigt, vorzugsweise aufgelötet, und
verbindet die eine Elektrode der LED elektrisch mit der auf der Leiterplatte 4 enthaltenen
elektrischen Schaltung. Die andere Elektrode der LED ist mittels eines Bonddrahtes 5 elek
trisch mit der auf der Leiterplatte 4 befindlichen Schaltung verbunden. Der Bonddraht 5 ist
von einem Schlitz 6 in dem den Submount umgebenden Abschnitt des Kopplungselements 3
aufgenommen und dadurch gegen Verletzung geschützt.
In dem Kopplungselement ist eine Bohrung ausgebildet, die einen Lichtwellenleiter 7 auf
nimmt. Die Bohrung hat eine Ringschulter 8 im Abstand über ihrem unteren Ende, an der
sich die Stirnfläche des Lichtwellenleiters 7 abstützt. Unterhalb dieser Schulter 8 ist die Boh
rung parabolisch ausgebildet und weist eine Verspiegelung 19 auf, um von der LED 2 aus
gehende Lichtstrahlen, die die Bohrungswand treffen, in den Lichtwellenleiter 7 zu reflektie
ren.
Wie ersichtlich, hat die Bohrung im Kopplungselement an ihrem unteren Ende einen Quer
schnitt, der an den des Submount 1 angepaßt ist, so daß das Kopplungselement 3 an dem
Submount 1 zentriert wird.
Der Zwischenraum zwischen der Stirnfläche des Lichtwellenleiters 7 und der LED ist mit
einem transparenten Kleber K ausgefüllt.
Alternativ zu Fig. 1 kann anstelle der Faser auch ein Stöpsel aus nicht klebbarem Material,
z. B. POM, PTFE oder ein verchromter Metallstift, eingesetzt werden, der nach Aushärten
des Klebers herausgezogen werden kann. In das so entstandene Loch kann nun ein LWL
steckbar eingesetzt und wieder herausgenommen werden.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen beispielhaft einen Submount mit Reflektor (Verspiegelung 19) als
Drehteil mit Schlitz (Fig. 2) bzw. Bohrung (Fig. 3) für die Aufnahme eines Bonddrahtes. Auf
eine detaillierte Erläuterung kann verzichtet werden, da die Zeichnungen für sich selbst
sprechen.
In Fig. 4 ist gezeigt, wie das Kopplungselement auf einen Submount nach den Fig. 2 und 3
gefügt wird und die Lichtleitfaser 7 justiert wird. Man erkennt den Faserstop als schmalen
ringförmigen Absatz 8 am Submount 3, da der obere Rand des darin ausgebildeten Reflek
tors 19 einen geringfügig kleineren Durchmesser hat, als der von dem Kopplungselement 3
gefaßte Lichtwellenleiter 7, dessen Stirnfläche somit auf diesem Absatz 8 zur axialen
Faserjustierung aufsitzt.
Für gewisse Anwendungen, beispielsweise in der Automobilindustrie, könnten gedrehte
Submounts nicht ausreichend kostengünstig sein, so daß man dazu übergehen wird, das in
den Fig. 2 bis 4 gezeigte Teil durch Stanzen herzustellen. Hierbei muß in einem Arbeitsgang
der Submount aus einem ebenen Blech so verformt werden, daß er die benötigte Oberfläche
erhält, und gleichzeitig die Öffnung für den Bonddraht ausgestanzt werden.
Alternativ kann der Reflektor 19 im Kopplungselement ausgebildet sein (Fig. 1 und 5), was
insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn der Reflektor axial so lang werden muß, daß er im
Submount nicht mehr technisch sinnvoll ausgeführt werden kann. Lange Reflektoren, wie in
Fig. 5 dargestellt, sind vorteilhaft beim Einsatz achsnah abstrahlender Sendedioden wie
RCLEDs.
Durch Erzeugung einer Vertiefung (rund oder bei einem Stanzteil auch eckig) auf dem Sub
mount an der Stelle, wo die LED positioniert werden soll, ist es möglich, für den Halbleiter
chip eine passive Justiervorrichtung zu schaffen.
Ergänzend sei angemerkt, daß Stanztechniken die für die Massenproduktion (Größenord
nung 1 Mio. und mehr) geeignetsten Herstellungsverfahren für Submounts sind, doch muß
die erforderliche Präzision gewährleistet sein. Wegen des benötigten Durchbruchs im Sub
mount für den Bonddraht sind zwei Bearbeitungsschritte erforderlich, die ggf. auch gleichzei
tig ausgeführt werden können, nämlich Umformung des Ausgangsbleches zur Erzeugung
des Reflektors bzw. der Chipjustage und der Justagestruktur für das Kopplungselement, und
Ausstanzen des Loches bzw. des Schlitzes für die Bonddrahtdurchführung. Alternativ kann
das Loch bzw. der Schlitz durch Laserschneiden hergestellt werden. Als Material für
gestanzte Submounts eignet sich entweder Bronze mit hohem Kupferanteil (leicht verform
bar, gute Wärmeleitung) oder aber analog zu Autoscheinwerfern eine sehr reine Aluminium
legierung (99% AI), die sich ebenfalls sehr leicht umformen läßt. Ein Submount aus Bronze
muß vor oder nach dem Stanzvorgang galvanisch beschichtet werden, um eine hochglän
zende Oberfläche zu erhalten, ein Submount aus Aluminium wird anschließend elektropo
liert, was allerdings nur bei sehr reinen Aluminiumsorten in hoher Qualität machbar ist.
Die in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Submounts können auch aus einem Kunststoff durch
thermoplastische Abformung hergestellt werden, wenn dieser Kunststoffkörper anschließend
durch einen metallischen Beschichtungsvorgang so präpariert wird, daß die Verlustwärme
der Sendediode abgeführt werden kann, und, wenn der Submount einen Reflektor enthalten
soll, die Metalloberfläche ausreichend gut reflektiert. Eine Beschichtung mit ca. 30 µm Kupfer
und anschließend dünner Silberauflage erfüllt in der Regel diese Anforderung. Der Vorteil
dieses Aufbaus liegt in der einfachen und dennoch hochpräzisen Gestaltungsmöglichkeit
des Kunststoffsubmount.
Es ist auch möglich, sowohl Submount als auch Kopplungselement mit Reflektoren zu ver
sehen.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, daß der Bonddraht von der Sendediode zur Leiter
platte äußerst kurz gehalten werden kann. Für Frequenzen bis zu einigen 100 MHz ist ein
ca. 1 mm langer Bonddraht noch unkritisch. Höhere Frequenzen von über 1 GHz, wie sie
typischerweise in Glasfaserleitungen auftreten, benötigen kürzere Bonddrähte. Die in Fig. 1
bis 5 gezeigten Konstruktionen ebenso wie Lösungen mit gestanzten Submounts erfüllen in
diesem Frequenzbereich allerdings nicht die hier auftretenden Präzisionsanforderungen. Für
diese Anwendungen ist es notwendig, die Submounts mit Verfahren der Mikrostrukturtechnik
herzustellen, die nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 6a bis Fig. 6d erläutert wird.
Fig. 6a zeigt in Draufsicht einen möglichen Aufbau für einen mikrostrukturierten Submount 1.
Er besteht er aus einem U-förmigen, flachem Gebilde aus Metall. Zwischen den beiden lan
gen Schenkeln des U, so nahe wie möglich am Rand, befindet sich eine Vertiefung 9, in der
das Halbleiterbauelement 2, im vorliegenden Falle eine LED, präzise aufgenommen werden
kann. Der mikrostrukturierte Submount 1 wird gemäß Fig. 6ba oder Fig. 6bb auf die Leiter
platte 4 so aufgeklebt oder gelötet, daß später ein Bonddraht 5 von der LED 2 auf den Kon
takt 10 der Leiterplatte 4, der sich zwischen den langen Schenkeln des U befindet, gebondet
werden kann (Fig. 6c).
Abhängig von dem Herstellungsverfahren für den mikrostrukturierten Submount kann dieser
aus einem massivem Metallteil (Fig. 6ba) oder aus einem Blech mit an jeder Stelle konstan
ter Dicke (Fig. 6bb) bestehen. Wenn auf eine dünne Metallschicht auf seiner Unterseite gal
vanisch so viel Metall abgeschieden wird, daß die dort vorhandenen Vertiefungen ausgefüllt
werden, und diese Seite dann durch Bürsten planiert wird, erhält man einen Aufbau nach
Fig. 6ba. Wird auf die Metallschicht hingegen galvanisch nur dünn aufgebaut, erhält man das
Ergebnis von Fig. 6bb.
Da sich der Bonddraht 5 unterhalb der äußeren, U-förmigen Erhebung befindet, ist er gegen
Beschädigung durch seitliche Einwirkung geschützt. Wird der mikrostrukturierte Submount 1
aus einem thermisch gut leitenden Material wie z. B. Kupfer hergestellt, bildet er eine exzel
lente Wärmesenke für die von der Diode 2 erzeugte Verlustwärme.
Fig. 6d zeigt, wie das Faserkopplungselement 3 an dem mikrostrukturierten Submount 1
justiert werden kann, wenn das Kopplungselement 3 auf seiner Rückseite die zu dem
mikrostrukturierten Submount 1 inverse Oberflächenstruktur hat. Allerdings kann die LED 2
nicht in das Reflektorinnere im Kopplungselement 3 hineinreichen, weil sie allseitig von dem
mikrostrukturierten Submount 1 umgeben ist.
Ein Verfahren, mit dem der mikrostrukturierte Submount und das zugehörige Kopplungsele
ment hergestellt werden können wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 7a bis Fig. 7d
gegeben.
Fig. 7a zeigt ein zweiteiliges Spritzgießwerkzeug zur Herstellung von Submount und dazu
passendem Kopplungselement. Das Spritzgießwerkzeug besteht aus einem Oberteil 11 und
einem Unterteil 12, die mittels Paßstiften 13 und Paßbohrungen 14 aneinander ausgerichtet
sind und einen Hohlraum umschließen.
Mit Ausnahme der Vertiefung 9 für die Aufnahme des Halbleiterchip ist die Präzision der
Oberflächenstruktur des Werkzeuges unkritisch, da jeder "Fehler automatisch gleichzeitig in
Kopplungselement und mikrostrukturierten Submount einfließt. Die Hauptschwierigkeit bei
der Erstellung des Werkzeuges ist daher die präzise Einarbeitung einer rechteckigen Ver
tiefung 9 mit typischerweise 250µm × 250 µm Fläche in das Unterteil 12 des Spritzwerkzeugs.
Wenn hierfür (aus Kostengründen!) keine Galvanotechnik eingesetzt werden soll, bieten sich
alternativ zwei einfachere Methoden an: Senk-Erodieren mit Mikroabmessungen oder Präzi
sionsbohren/Fräsbohren. Das letztere Verfahren ist das mit Abstand kostengünstigste,
sofern nicht die senkrechten Wände bei der Abformung Schwierigkeiten bereiten.
Die obere Werkzeugteil 11 muß präzise zum unteren Werkzeugteil 12 justiert werden, was
mit Hilfe der Paßstifte 13 und Paßbohrungen 14 gelingt. Sodann wird der umschlossene
Hohlraum mit Kunststoff ausgespritzt und so ein Kunststoffkörper 15 erstellt, der in einer
ersten Funktion als ein verlorener Formkern verwendet wird und in Fig. 7b dargestellt ist.
Für die Erstellung des Submount wird die untere Seite dieses Kunststoffkörpers 15 verwen
det, in einer zweiten Funktion für die Erstellung des Kopplungselements sind beide Seiten
des Kunststoffkörpers 15 erforderlich.
Zunächst wird die Herstellung des Submount erläutert.
Die gesamte Unterseite des mit der Spritzform hergestellten Kunststoffkörpers 15 nach Fig.
7b wird durch Sputtern, Bedampfen oder naßchemische Prozesse mit einer dünnen, elek
trisch leitfähigen Schicht 16 versehen, siehe Fig. 7c. Anschließend wird diese Seite gebür
stet bzw. poliert. Durch diesen Arbeitsschritt wird die dünne Metallisierung an allen hochste
henden Stellen 17 abgetragen und damit die Mikrostruktur des späteren Submounts isoliert,
siehe Fig. 7d. Es ist dieser Schritt, der erst die präzise Begrenzung des Submounts an der
"Bonddrahtstelle" erlaubt.
Auf der verbleibenden Metallschicht 16 wird nun ein galvanisch oder chemisch abscheid
bares Metall in beliebiger Schichtenfolge aufgebracht. Das Ergebnis zeigt Fig. 7e, siehe dort
16a. Aspekte bei der Metallauswahl sind thermische Leitfähigkeit, mechanische Steifheit,
Glattheit der Rückseite (einebnend), Löt- und Klebbarkeit (Benetzung). Für einen ersten
Ansatz sind Nickel und Kupfer brauchbare Kandidaten. Wird die Rückseite mit Zinn
beschichtet, erleichtert sich ein Lötvorgang des Submount auf eine Leiterplatte.
Je nach Einebnungscharakter des verwendeten galvanischen Bades können metallische
Aufwölbungen die Rückseitenplanarität des späteren Submounts stören. In diesem Fall ist
es nützlich, die galvanisch aufgebauten Schichten auf dem Kunststoffkörper 15 nochmals
einem Schleifprozeß zu unterziehen und damit diese Grate zu entfernen. Bei nicht zu hohen
Qualitätsanforderungen ist hierfür ebenfalls eine Bürstmaschine geeignet.
Anschließend wird der so gebildete Metallkörper von dem Kunststoffkörper 15 getrennt. Für
diesen Vorgang kommen im Grunde alle Kunststoff zerstörenden Verfahren in Betracht, also
thermische, chemische und mit Einschränkung auch mechanische, weil hierbei die metalli
sche Mikrostruktur in Mitleidenschaft gezogen werden könnte. Bevorzugt kommt eine selek
tive Erwärmung der metallischen Mikrostrukturen (z. B. durch Mikrowellenbestrahlung, Hoch
stromerwärmung oder Wirbelstromheizung) auf oberhalb der Glasübergangstemperatur des
Kunststoffes und anschließende Kunststoffreinigung in einem Bad aus organischen
Lösungsmitteln, z. B. NMP-Bad, in Betracht.
Soll die metallische Mikrostruktur drahtbondfähig sein, muß sie hierfür nochmals eigens
beschichtet werden. Der mikrostrukturierte Submount ist nun fertig für den Aufbau auf einer
Leiterplatte.
Nun soll die Herstellung des zu diesem Submount exakt passenden Kopplungselements
erläutert werden.
Mit Hilfe des erwähnten zweiteiligen Werkzeugs wird ein Kunststoffkörpers 15 gespritzt, wie
in Fig. 7b abgebildet. Die in ihm ausgebildete Ausnehmung 18 für die Aufnahme des Licht
wellenleiters wird in dem unteren, parabolischen Bereich 19 metallisiert, um als Reflektor
wirken zu können. Ein einfacher Weg hierfür ist die aus der Spiegelherstellung und
Schmuckwarenindustrie bekannte reduktive Silberbeschichtung mit Zwei-Komponenten
Besprühung. Ein anschließend aufgebrachter transparenter Lack kann die Ag-Migration ver
hindern. Für Wellenlängen im ferneren Infrarot müssen Goldbeschichtungstechniken ange
wandt werden.
Noch fehlen zwei Arbeitsschritte, damit das Kopplungselement einsatzfähig ist. In den
Reflektorbereich 19 muß ein Loch gemäß Fig. 1 eingearbeitet werden. Dieses ist am ein
fachsten bei nicht zu hohen Präzisionsanforderungen mit einem Stanzwerkzeug machbar,
das durch die Ausnehmung für den LWL präzise positioniert werden kann. Alternativ sind
auch Bohrprozesse mit Laserstrahl möglich.
Bevor nun das Kopplungselement 3 auf den mikrostrukturierten Submount 1 aufgesetzt wer
den kann, müssen jene Bereiche 6 des Kunststoffkörpers 15 grob entfernt werden, die die
elektronischen und elektrischen Elemente, also LED, Bonddraht, Schaltung usw. einnehmen
sollen. Dies kann für kleine Stückzahlen der Einfachheit halber durch Ausbohren oder Aus
fräsen geschehen, siehe hierzu die Beispiele von Fig. 1 bis Fig. 5, bei größeren Stückzahlen
wird man das Werkzeug entsprechend modifizieren.
Submount und Koppelelement, die nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt
sind, passen mit extrem hoher Präzision aufeinander. Ihre Fügeoberflächen sind zueinander
perfekt invers, da sie von einer identisch reproduzierbaren, geometrischen Fläche, der Flä
che des Kunststoffkörpers in Fig. 7b, stammen.
Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher Sendedioden, wobei jede eine, auch abhängig vom
Betriebsstrom, charakteristische Strahlung in den Raumwinkel abgibt. Fig. 8 zeigt drei typi
sche Raumwinkelspektren, wie sie für VCSEL, RCLED und GaN-LEDs auf Saphirsubstraten
auftreten. Da die Strahlung einer VCSEL (vertical cavity surface emitting laser diode) nor
malerweise voll im Akzeptanzwinkelbereich eines LWL liegt, sind strahlformende Maßnah
men in diesem Fall überflüssig. Das erfindungsgemäße Kopplungselement wird in diesem
Fall lediglich zur lateralen Justierung zwischen Diode und LWL eingesetzt. Die Strahlung
einer RCLED (resonant cavity light emitting diode) nimmt dagegen schon einen deutlich grö
ßeren Raumwinkelbereich ein, so daß strahlformende Maßnahmen auch bei Ankopplung an
LWL mit hoher Apertur vorteilhaft sind. Die RCLED-Strahlung ist aber noch im wesentlichen
auf achsennahe Bereiche konzentriert, so daß ein langer Parabolreflektor mit großem
Abstand von der LED eingesetzt werden sollte, der so berechnet ist, daß das auf die
Reflektorfläche auftreffende Licht in den LWL reflektiert wird. Für eine LED mit sehr breitem
Winkelspektrum und einer ggf. sogar direkt zur Seite strahlenden Charakteristik ist dagegen
ein kurzer Reflektor die wirksamste strahlformende Maßnahme. Hier kann die in erheblichem
Umfang in lateraler Richtung aus dem Diodenchip austretende Strahlung in den LWL einge
koppelt werden.
Wenn mehrere elektro-optische Chips (Arrays) in der erfindungsgemäßen Art auf einer Lei
terplatte an LWL angekoppelt werden sollen, tritt folgendes Problem auf. Wenn die Sub
mounts 1 für jede Sendediode 2 separat angefertigt und auf die Leiterplatte 4 gesetzt wer
den, passen sie nicht auf ein aus einem Teil bestehendes Kopplungselement 3. Zwei Lösun
gen hierfür sind vorgesehen:
Variante 1 zeigen Fig. 9a und 9b. Die LEDs 2 bzw. die LED/Submount-Einheiten werden vor der LWL-Ankopplung auf die Leiterplatte 4 aufgebondet. Dabei treten naturgemäß mechani sche Toleranzen auf, die in dem in einem einzigen Teil ausgeführten Kopplungselement 3 für mehrere LWL 7 nicht aufgefangen werden können. Um diese Toleranzen aufzunehmen, kann eine flexible Leiterplatte 4 eingesetzt werden, die zur Erhöhung ihrer Flexibilität auch einen Schlitz 20 aufweisen kann. Die einfach beweglichen Zungen 21 der Leiterplatte 4 können dann problemlos an die für sie vorgesehene Stelle des Kopplungselementes 3 her angeführt werden.
Variante 1 zeigen Fig. 9a und 9b. Die LEDs 2 bzw. die LED/Submount-Einheiten werden vor der LWL-Ankopplung auf die Leiterplatte 4 aufgebondet. Dabei treten naturgemäß mechani sche Toleranzen auf, die in dem in einem einzigen Teil ausgeführten Kopplungselement 3 für mehrere LWL 7 nicht aufgefangen werden können. Um diese Toleranzen aufzunehmen, kann eine flexible Leiterplatte 4 eingesetzt werden, die zur Erhöhung ihrer Flexibilität auch einen Schlitz 20 aufweisen kann. Die einfach beweglichen Zungen 21 der Leiterplatte 4 können dann problemlos an die für sie vorgesehene Stelle des Kopplungselementes 3 her angeführt werden.
Eine alternative Lösung ist in Fig. 10 dargestellt. Auf einem einzigen Submount 1 befinden
sich mehrere Aufnahmen 9 für Halbleiterchips. Diese Lösung ist nur in Verbindung mit
mikrostrukturierten Submounts anwendbar. Da der mikrostrukturierte Submount 1 mit hoher
Präzision herstellbar ist, können die Abstände zwischen den Halbleiterchips so ausgewählt
werden, daß der Submount 1 sich in das mit gleicher, hoher Präzision hergestellte Kopp
lungselement 3 einsetzen läßt. Eine Toleranzkompensation wie in Fig. 9 ist nicht erforderlich.
Im übrigen wird zur Erläuterung der Fig. 10 auf jene zur Fig. 6 verwiesen, um Wiederholun
gen zu vermeiden.
Aus der MicroMID-Technologie sind Konstruktionen bekannt, die mit Umlenkreflektoren zur
90°-Umlenkung des von der Diode abgestrahlten Lichtes arbeiten, siehe in der genannten
DE 198 51 265 A1 die Fig. 11. Diese Konstruktionen haben in vielen praktischen Anwen
dungen den Vorteil, daß LWL und Leiterplatte in einer Ebene liegen und das Gehäuse um
die Transceiveranordnung damit flacher ausgeführt werden kann. Vorteilhaft ist dies z. B.
dann, wenn der Transceiver sich im Innern, also auf der Innenlage einer elektro-optischen
Leiterplatte befinden soll.
Die Anwendung dieses Gedankens auf die erfindungsgemäßen Strukturen zeigt Fig. 11. Im
Gegensatz zu DE 198 51 265 A1 findet die Justierung nicht vermittels der Leiterplatte 4,
sondern am Submount 1 statt.
Die Notwendigkeit zur 90°-Umlenkung zwischen LWL und Leiterplatte über einen Umlenk
spiegel 19 ist bei den Möglichkeiten der offenbarten Erfindung nur in Spezialfällen gegeben
(elektro-optische Leiterplatte, Ankopplung an integriert-optische Schaltung). Da die Leiter
platte 4, auf die der Submount 1 aufgesetzt wird, aus flexiblem Material hergestellt werden
kann, kann der Effekt der Einsparung von Bauhöhe (wie in Fig. 11 gezeigt) auch gemäß Fig.
12 durch Abknicken einer flexiblen Leiterplatte 4 erzielt werden. Durch diese Konstruktion
wird der senkrecht auf der Leiterplatte 4 aufgesetzte LWL 7 mit der Leiterplatte 4 gleichfalls
in eine Ebene gebracht.
Sollen Transceiver für Glasfasern mit Standarddurchmessern von 125 µm hergestellt wer
den, wird die Herstellung eines Kopplungselementes mit einem einige mm langen, hochprä
zisen Loch von nur 125 µm technisch sehr schwierig. Hier bietet es sich gemäß Fig. 13 an,
die Glasfaser 22 zunächst durch eine hochpräzise Ferrule 23 (Toleranzen unter 1 µm) zu
fassen und dann die Ferrule 23 in der erfindungsgemäßen Weise mittels des Kopplungsele
ments 3 an dem Submount 1 zu justieren. Fig. 13 zeigt diese Anordnung.
Noch größere Anforderungen an die Justiergenauigkeit können erfüllt werden, wenn die
Ferrule 23 selbst zugleich auch das erfindungsgemäße Kopplungselement bildet. Fig. 14
zeigt einen Submount 1, der an seiner Oberseite so ausgebildet ist, daß die Ferrule 23 mit
der darin gefaßten Glasfaser direkt einsteckbar ist und dem Halbleiterchip zentriert gegen
übersteht.
Die in Fig. 15a und Fig. 15b dargestellte Konstruktion ermöglicht den extrem kostengünsti
gen Aufbau von Sende/Empfangsmodulen (Transceivern), die gleichzeitig (also nicht im
Zeitmultiplex oder Gegensprechverkehr) den Datenempfang und die Datenaussendung
ermöglichen. Auf einem gemeinsamen Submount 1 sind eine LED 2 als Sender und eine
Photodiode 24 (PD) als Empfänger angeordnet. Zwischen diesen beiden Bauelementen
weist der Submount 1 einen Rücken 25 auf, der die beiden Bauelemente optisch voneinan
der abschirmt. In einem Kopplungselement 3 ist ein den beiden elektronischen Bauelemen
ten 2 und 24 gemeinsamer LWL gefaßt. Der Submount weist zwei Schlitze 6 zur Aufnahme
der von den Bauelementen 2 und 24 zur Leiterplatte (nicht dargestellt) führenden Bonddrähte
5 auf. Der Rücken 25 dient zugleich der Abstützung des Lichtwellenleiters im vorge
gebenen Abstand von den Bauelementen 2 und 24 und übernimmt somit die Funktion, die
bei den anderen Ausführungsformen die Schulter 8 übernimmt.
Vorteilhaft gegenüber dem Stand der Technik ist, daß die Dioden 2 und 24 elektrisch wech
selwirkungsfrei sind, da der Strom der Sendediode nicht durch den Chip der Empfänger
diode hindurchfließen muß.
In Fig. 16 ist im Längsschnitt eine für hohe Präzisionsanforderungen geeignete Ausfüh
rungsform dargestellt, bei der das Koppelelement 3 einseitig mit zunächst einem Sackloch
ausgebildet wird, das später von der Rückseite mechanisch geöffnet wird, beispielsweise
durch Fräsen, wodurch der in Fig. 16 von der gestrichelten Linie umgrenzte Bereich an der
Oberseite des Koppelelements 3 entfernt wird. Bei dieser Herstellungsmethode umgeht man
die Toleranzen, die beim Spritzgießen von Werkzeugoberseite und Werkzeugunterseite
auftreten, denn die zueinander passenden Teile sind von derselben Seite her definiert.
Besteht das Koppelelement aus transparentem Kunststoff und ist der Brechungsindex des
eingefüllten Klebers größer als der des Koppelelements, so entsteht im Koppelement ein
optischer Wellenleiter, der zur Querschnittsanpassung zwischen Faser und Einkoppelstelle
verwendbar ist. So können beliebig viele elektro-optische Chips an eine einzige Faser ange
koppelt werden. Ein Beispiel hierfür ist in Fig. 17 gezeigt.
Eine andere Anwendung ergibt sich, wenn der Transceiver einen integriert-optischen 1 × 2-
Splitter für den bidirektionalen Betrieb auf einem einzigen LWL enthalten soll. Hier ist durch
einen Umlenkreflektor eine besonders einfache Ankopplung der Sende- und Empfangs
dioden an die integriert-optische Struktur möglich. Das Licht der Sendediode wird in diesem
Fall nicht in eine Faser, sondern in einen integriert-optischen Wellenleiter eingekoppelt, wie
in Fig. 18 gezeigt. Hier besteht das Koppelelement gleichfalls aus transparentem Kunststoff
und der eingefüllte Kleber hat einen höheren Brechnungsindex als das Kunststoffmaterial
des Koppelelements.
Claims (23)
1. Kopplungsanordnung zum optischen Koppeln eines Endes eines Lichtwellenleiters
mit wenigstens einem elektro-optischen oder optoelektrischen Halbleiterelement,
das mit einer auf einer Leiterplatte ausgebildeten elektrischen Schaltung verbunden
ist und der Stirnfläche des Lichtwellenleiters optisch gegenübersteht, dadurch
gekennzeichnet, daß
das Halbleiterelement (2) auf einem elektrisch leitfähigen Submount (1) befe stigt ist, der seinerseits an der Leiterplatte (4) leitend angeklebt oder angelötet ist,
das Halbleiterelement (2) weiterhin durch einen Bonddraht (5) mit der auf der Leiterplatte (4) ausgebildeten Schaltung verbunden ist,
das Ende des Lichtwellenleiters (7) in einem Kopplungselement (3) befestigt ist,
das Kopplungselement (3) spielfrei formschlüssig an dem Submount (1) aus gerichtet ist, und
der Zwischenraum zwischen dem Halbleiterelement (2) und der freien Stirn fläche des Lichtwellenleiters (7) von einem transparenten Kleber (K) ausgefüllt ist.
das Halbleiterelement (2) auf einem elektrisch leitfähigen Submount (1) befe stigt ist, der seinerseits an der Leiterplatte (4) leitend angeklebt oder angelötet ist,
das Halbleiterelement (2) weiterhin durch einen Bonddraht (5) mit der auf der Leiterplatte (4) ausgebildeten Schaltung verbunden ist,
das Ende des Lichtwellenleiters (7) in einem Kopplungselement (3) befestigt ist,
das Kopplungselement (3) spielfrei formschlüssig an dem Submount (1) aus gerichtet ist, und
der Zwischenraum zwischen dem Halbleiterelement (2) und der freien Stirn fläche des Lichtwellenleiters (7) von einem transparenten Kleber (K) ausgefüllt ist.
2. Kopplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halblei
terelement (2) mit dem Submount (1) durch Diebonden elektrisch leitend verbunden
ist.
3. Kopplungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwi
schen dem Halbleiterelement (2) und der Stirnfläche des Lichtwellenleiters (7) ein
den optischen Weg umgebender, strahlformender, metallischer Reflektor (19) ange
ordnet ist.
4. Kopplungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor
(19) eine Metallschicht auf den das Halbleiterelement (2) umgebenden Flächen des
Submount (1) ist.
5. Kopplungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Reflektor (19) eine Metallschicht auf einer Wandung des Kopplungselements (3) zwi
schen der Stirnfläche des Lichtwellenleiters (7) und einem dem Halbleiterelement (2)
benachbarten Endbereich des Kopplungselements (3) ist.
6. Kopplungsanordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß in dem Kopplungselement (3) wenigstens eine Aussparung (6) für die
Aufnahme eines das Halbleiterelement (2) mit der Schaltung verbindenden Bond
drahtes (5) ausgebildet ist.
7. Kopplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß an dem Submount (1) wenigstens eine Aussparung (6) für die Aufnahme eines
das Halbleiterelement (2) mit der Schaltung verbindenden Bonddrahtes (5) ausgebil
det ist.
8. Kopplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwischen dem Halbleiterlement (2) und dem Lichtwellenleiter (7) eine
ringförmige Schulter (8) ausgebildet ist, an der der Rand der Stirnfläche des Licht
wellenleiters (7) anliegt.
9. Kopplungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ring
schulter (8) in der den Lichtwellenleiter (7) aufnehmenden Ausnehmung im Kopp
lungselement (3) ausgebildet ist.
10. Kopplungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ring
schulter (8) auf der Oberseite des Submount (1) ausgebildet ist.
11. Kopplungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Reflektor (19) den optischen Weg zwischen dem Halbleiterelement (2) und
der Stirnfläche des Lichtwellenleiters (7) um 90° umlenkt.
12. Kopplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Submount (1) ein Drehteil ist.
13. Kopplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Submount (1) ein Stanzteil ist.
14. Kopplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Lichtwellenleiter eine Glasfaser (22) ist, deren dem Halbleiterele
ment (2) benachbarter Endbereich von einer hochpräzisen Ferrule (23) gefaßt ist.
15. Kopplungsanordnung nach Anspruch 124 dadurch gekennzeichnet, daß die Ferrule
(23) in das Kopplungselement (3) eingesetzt ist.
16. Kopplungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ferrule
(23) das Kopplungselement bildet und ihr Ende von einer im Submount (1) ausgebil
deten Vertiefung aufgenommen ist.
17. Kopplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß im Submount (1) eine Justagestruktur (9) zur präzisen Ausrichtung des
Halbleiterbauelements (2) ausgebildet ist.
18. Kopplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Submount (1) durch ein Mikrostrukturierverfahren hergestellt ist,
bei dem auf einen mikrostrukturiertem Kunststoffkörper (15) eine dünne, ganzflä
chige, leitfähige Beschichtung (16) aufgebracht, diese von allen hochstehenden
Abschnitten (17) durch Oberflächenpoliturentfernt, auf den verbliebenen leitfähig
beschichteten Flächen (16) durch Galvanisierung Metall aufgebracht und die
erzeugte Metallstruktur von dem Kunststoffkörper (15) abgelöst wurde.
19. Kopplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß an das Ende des Lichtwellenleiters (7) mehrere Halbeiterelemente
angekoppelt sind.
20. Kopplungsanordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem
Submount (1) ein elektro-optischer Sendewandler (2) und ein opto-elektrischer
Empfangswandler (24) optisch gegeneinander abgeschirmt angebracht sind, die
demselben Lichtwellenleiter (7) optisch gegenüberstehen.
21. Verfahren zum Herstellen einer Kopplungsanordnung zum optischen Koppeln eines
Endes eines Lichtwellenleiters mit wenigstens einem elektro-optischen oder opto
elektrischen Halbleiterelement, das mit einer auf einer Leiterplatte ausgebildeten
elektrischen Schaltung verbunden ist und der Stirnfläche des Lichtwellenleiters
optisch gegenübersteht, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
- a) mit Hilfe eines zweiteiligen Werkzeugs, dessen einer Teil ein negatives Abbild für einen den Halbleiterwandler aufnehmenden Submount ist, wird ein Hohlraum gebil det, der das den Endbereich der Lichtleitfaser aufnehmende Kopplungselement nachbildet;
- b) durch Ausspritzen des Hohlraums mit einem Kunststoff wird ein Formkörper herge stellt, der anschließend ausgeformt wird;
- c) der Formkörper wird auf seiner den Submount negativ abbildenden Seite ganzflächig metallisiert;
- d) die Metallisierung wird an allen hochstehenden Stellen durch Bürsten abgetragen;
- e) die verbliebene Metallisierung wird durch galvanische Metallabscheidung verstärkt;
- f) die auf dem Formkörper ausgebildete Metallstruktur wird von dem Formkörper getrennt;
- g) ein entsprechend den Schritten a) und b) hergestellter Formkörper wird am Grunde einer für die Aufnahme des Lichtwellenleiters bestimmten Ausnehmung mit einer Lichteintrittsöffnung versehen und anschließend als einen Lichtwellenleiter aufneh mendes Kopplungselement auf den nach den Schritten a) bis e) ausgebildeten Sub mount aufgesetzt.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallstruktur zwi
schen den Schritten e) und f) entgratet wird.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Auf
nahme des Lichtwellenleiters bestimmte Ausnehmung in ihrem dem Grunde benach
barten Bereich metallisiert wird.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10065624A DE10065624C2 (de) | 2000-12-29 | 2000-12-29 | Kopplungsanordnung zum optischen Koppeln eines Lichtwellenleiters mit einem elektro-optischen oder opto-elektrischen Halbleiterwandler |
PCT/EP2001/015153 WO2002054129A1 (de) | 2000-12-29 | 2001-12-20 | Kopplungsanordnung zum optischen koppeln eines lichtwellenleiters mit einem elektro-optischen element |
EP01985918A EP1348143B1 (de) | 2000-12-29 | 2001-12-20 | Kopplungsanordnung zum optischen koppeln eines lichtwellenleiters mit einem elektro-optischen element |
JP2002554767A JP2004520612A (ja) | 2000-12-29 | 2001-12-20 | 光導波路をエレクトロオプティックもしくはオプトエレクトリックな半導体コンバータに光学的に結合するための結合装置 |
US10/608,922 US6832861B2 (en) | 2000-12-29 | 2003-06-27 | Coupling device for optically coupling an optical waveguide to an electro-optical element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10065624A DE10065624C2 (de) | 2000-12-29 | 2000-12-29 | Kopplungsanordnung zum optischen Koppeln eines Lichtwellenleiters mit einem elektro-optischen oder opto-elektrischen Halbleiterwandler |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10065624A1 true DE10065624A1 (de) | 2002-07-18 |
DE10065624C2 DE10065624C2 (de) | 2002-11-14 |
Family
ID=7669366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10065624A Expired - Fee Related DE10065624C2 (de) | 2000-12-29 | 2000-12-29 | Kopplungsanordnung zum optischen Koppeln eines Lichtwellenleiters mit einem elektro-optischen oder opto-elektrischen Halbleiterwandler |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6832861B2 (de) |
EP (1) | EP1348143B1 (de) |
JP (1) | JP2004520612A (de) |
DE (1) | DE10065624C2 (de) |
WO (1) | WO2002054129A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SG105014A1 (en) * | 2002-10-29 | 2004-07-30 | Infineon Technologies Ag | Optoelectronic component and method for producing it |
DE102008016458A1 (de) * | 2008-03-31 | 2009-10-01 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Leiterplatte |
DE102008062307A1 (de) | 2008-10-20 | 2010-04-22 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Optoelektronische Komponente basierend auf Premold-Technologie |
US7731433B1 (en) | 2008-12-05 | 2010-06-08 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Optoelectronic surface-mounted device and method for forming an optoelectronic surface-mounted device |
Families Citing this family (94)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1483613B1 (de) * | 2002-03-08 | 2011-10-12 | Avago Technologies Fiber IP (Singapore) Pte. Ltd. | Aufnahme- und koppelteil für ein opto-elektronisches sende- element |
DE10250383B4 (de) | 2002-10-29 | 2007-05-10 | Diemount Gmbh | Leuchtdiodenanordnung mit Reflektor |
WO2004051705A2 (en) * | 2002-12-02 | 2004-06-17 | 3M Innovative Properties Company | Illumination system using a plurality of light sources |
DE10257128B3 (de) * | 2002-12-05 | 2004-05-27 | Schott Glas | Vorrichtung zur Einkopplung von Licht in einen Lichtleiter |
JP2004272014A (ja) * | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Seiko Epson Corp | 光通信モジュールの製造方法、光通信モジュール、及び電子機器 |
US20070001177A1 (en) * | 2003-05-08 | 2007-01-04 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Integrated light-emitting diode system |
DE10322071A1 (de) * | 2003-05-15 | 2004-09-02 | Infineon Technologies Ag | Mikrooptikmodul mit Gehäuse und Verfahren zur Herstellung desselben |
JP2004354532A (ja) | 2003-05-27 | 2004-12-16 | Seiko Epson Corp | 光モジュール及びその製造方法、光通信装置、電子機器 |
US7020362B2 (en) * | 2003-08-05 | 2006-03-28 | Jonathan Simon | Low cost optical interconnect for fiber optic system |
KR101084838B1 (ko) * | 2003-09-08 | 2011-11-21 | 치메이 이노럭스 코포레이션 | 본체 및 전자 디바이스 |
WO2005045499A1 (en) * | 2003-11-10 | 2005-05-19 | Melexis Nv | Optical data transmission, optical data transceivers and method of manufacturing and packaging thereof |
US7329887B2 (en) * | 2003-12-02 | 2008-02-12 | 3M Innovative Properties Company | Solid state light device |
US20050116235A1 (en) * | 2003-12-02 | 2005-06-02 | Schultz John C. | Illumination assembly |
US7403680B2 (en) * | 2003-12-02 | 2008-07-22 | 3M Innovative Properties Company | Reflective light coupler |
US20050116635A1 (en) * | 2003-12-02 | 2005-06-02 | Walson James E. | Multiple LED source and method for assembling same |
US7250611B2 (en) * | 2003-12-02 | 2007-07-31 | 3M Innovative Properties Company | LED curing apparatus and method |
US7456805B2 (en) * | 2003-12-18 | 2008-11-25 | 3M Innovative Properties Company | Display including a solid state light device and method using same |
US20050213914A1 (en) * | 2004-03-23 | 2005-09-29 | Motorola, Inc. | High efficiency light guide |
DE102005014584A1 (de) * | 2004-04-16 | 2005-11-03 | G.L.I. Global Light Industries Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Lichtleitkörpers sowie Lichtleitkörper |
JP2005353816A (ja) * | 2004-06-10 | 2005-12-22 | Olympus Corp | 発光デバイス、発光デバイスの製造方法、発光デバイスを用いた照明装置、及び、プロジェクタ |
US7246954B2 (en) * | 2004-08-09 | 2007-07-24 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Ltd. Pte. | Opto-electronic housing and optical assembly |
EP1645898A1 (de) * | 2004-10-05 | 2006-04-12 | STMicroelectronics S.r.l. | Optisches Übertragungsmodul |
EP1645897B1 (de) * | 2004-10-08 | 2009-06-17 | Avago Technologies Fiber IP (Singapore) Pte. Ltd. | Verfahren zum Herstellen eines mit einem Kunststoffgehäuse versehenen optischen oder elektronischen Moduls |
JP2006237141A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Stanley Electric Co Ltd | サブマウント型led |
US7343060B2 (en) * | 2005-03-04 | 2008-03-11 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Light transmission and reception module, sub-mount, and method of manufacturing the sub-mount |
GB0506274D0 (en) * | 2005-03-29 | 2005-05-04 | Melexis Nv | Optical data tranceiver |
EP1722258A1 (de) * | 2005-05-13 | 2006-11-15 | STMicroelectronics S.r.l. | Kopplungsmodul für optische Strahlung |
GB2428103B (en) * | 2005-07-07 | 2009-06-17 | Agilent Technologies Inc | An optical device |
DE102005052356A1 (de) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Beleuchtungseinheit mit Lumineszenzdiodenchip und Lichtleiter, Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungseinheit und LCD-Display |
US7410306B2 (en) * | 2005-10-11 | 2008-08-12 | Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. | Opto-electronic device for optical fibre applications |
CN101313173B (zh) * | 2005-11-21 | 2012-10-10 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 照明设备 |
US7560742B2 (en) * | 2005-11-28 | 2009-07-14 | Magna International Inc. | Semiconductor-based lighting systems and lighting system components for automotive use |
US20090052836A1 (en) * | 2006-03-06 | 2009-02-26 | Molex Incorporated | Optical Fiber Data Link |
US7808004B2 (en) * | 2006-03-17 | 2010-10-05 | Edison Opto Corporation | Light emitting diode package structure and method of manufacturing the same |
JP2007258399A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Rohm Co Ltd | フォトカプラ |
TW200742113A (en) * | 2006-04-20 | 2007-11-01 | San-Bao Lin | Package structure of light-emitting device |
JP4929821B2 (ja) * | 2006-04-27 | 2012-05-09 | オムロン株式会社 | 光伝送モジュール |
JP2007310083A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Fuji Xerox Co Ltd | 光伝送モジュールおよびその製造方法 |
EP1930216A1 (de) * | 2006-12-07 | 2008-06-11 | Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO | Drahtstrahl |
DE102006058622A1 (de) * | 2006-12-11 | 2008-06-19 | Schleifring Und Apparatebau Gmbh | Empfangseinheit für einen optischen Drehübertrager |
JP2008158440A (ja) * | 2006-12-26 | 2008-07-10 | Toshiba Corp | 光電気配線板及び光電気配線装置の製造方法 |
DE102007019033A1 (de) * | 2007-04-18 | 2008-10-23 | Infineon Technologies Ag | Optoelektronische Baugruppen, Verfahren zur optischen Kopplung eines optoelektronischen Bauelementes mit einer optischen Faser und Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Baugruppe |
JP2009025587A (ja) * | 2007-07-20 | 2009-02-05 | Sanwa Denki Kogyo Co Ltd | 光サブアッセンブリ構造 |
US7621677B2 (en) * | 2007-08-21 | 2009-11-24 | Ylx Corp. | Optical coupler for a light emitting device with enhanced output brightness |
CA2706368A1 (en) * | 2007-11-20 | 2009-05-28 | Cadbury Adams Usa Llc | Dual coated confectionery product |
CA2704267C (en) * | 2007-11-29 | 2015-01-20 | Cadbury Adams Usa Llc | Particulate coating processing |
US20110096562A1 (en) | 2008-03-26 | 2011-04-28 | Lambert Chad D | Fog Lamp and the Like Employing Semiconductor Light Sources |
US8475019B2 (en) * | 2008-05-01 | 2013-07-02 | Magna International Inc. | Hotspot cutoff D-optic |
US20090294949A1 (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-03 | Infineon Technologies Ag | Molded semiconductor device |
US8258526B2 (en) | 2008-07-03 | 2012-09-04 | Samsung Led Co., Ltd. | Light emitting diode package including a lead frame with a cavity |
US9022632B2 (en) | 2008-07-03 | 2015-05-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | LED package and a backlight unit unit comprising said LED package |
US7855377B2 (en) * | 2008-08-05 | 2010-12-21 | Fujitsu Limited | Alignment structures for an optical assembly |
DE102009030060A1 (de) * | 2009-06-22 | 2011-01-05 | Geuder Ag | Medizinisches Handgerät zur Beleuchtung |
US8066417B2 (en) * | 2009-08-28 | 2011-11-29 | General Electric Company | Light emitting diode-light guide coupling apparatus |
TWI398025B (zh) | 2009-10-07 | 2013-06-01 | Ind Tech Res Inst | 偏極光發光二極體元件及其製造方法 |
EP2523029B1 (de) * | 2010-01-06 | 2017-02-15 | Fujikura Ltd. | Optische kopplungsstruktur und optisches sende-/empfangs-modul |
WO2012055936A1 (en) | 2010-10-26 | 2012-05-03 | Mapper Lithography Ip B.V. | Lithography system, modulation device and method of manufacturing a fiber fixation substrate |
JP2012203115A (ja) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Toshiba Corp | 光結合素子及びその製造方法 |
JP5284432B2 (ja) * | 2011-09-02 | 2013-09-11 | 三菱レイヨン株式会社 | 光源装置 |
DE102011119972B4 (de) * | 2011-12-02 | 2015-10-01 | Schott Ag | Verfahren zum Koppeln eines Glasfaserbündels mit einem optischen Konversionselement sowie Baugruppe mit einem optischen Konversionselement und einem Glasfaserbündel |
US9570883B2 (en) * | 2011-12-28 | 2017-02-14 | Intel Corporation | Photonic package architecture |
JP5230829B1 (ja) * | 2012-03-09 | 2013-07-10 | 株式会社フジクラ | 水分の除去方法、光ファイバの半田付け方法、及び、半導体レーザモジュールの製造方法 |
US9537067B2 (en) | 2012-05-03 | 2017-01-03 | Technische Universität Berlin | Radiation emitting device |
TW201346362A (zh) * | 2012-05-04 | 2013-11-16 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 光纖模組 |
US9490240B2 (en) | 2012-09-28 | 2016-11-08 | Intel Corporation | Film interposer for integrated circuit devices |
TWI578043B (zh) * | 2012-10-24 | 2017-04-11 | 鴻海精密工業股份有限公司 | 光電轉換模組 |
US9581751B2 (en) * | 2013-01-30 | 2017-02-28 | Cree, Inc. | Optical waveguide and lamp including same |
US9291320B2 (en) | 2013-01-30 | 2016-03-22 | Cree, Inc. | Consolidated troffer |
US9411086B2 (en) | 2013-01-30 | 2016-08-09 | Cree, Inc. | Optical waveguide assembly and light engine including same |
US9442243B2 (en) | 2013-01-30 | 2016-09-13 | Cree, Inc. | Waveguide bodies including redirection features and methods of producing same |
US9366396B2 (en) | 2013-01-30 | 2016-06-14 | Cree, Inc. | Optical waveguide and lamp including same |
US9625638B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-04-18 | Cree, Inc. | Optical waveguide body |
US9366799B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-06-14 | Cree, Inc. | Optical waveguide bodies and luminaires utilizing same |
US9798072B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-10-24 | Cree, Inc. | Optical element and method of forming an optical element |
US10436970B2 (en) | 2013-03-15 | 2019-10-08 | Ideal Industries Lighting Llc | Shaped optical waveguide bodies |
US10379278B2 (en) * | 2013-03-15 | 2019-08-13 | Ideal Industries Lighting Llc | Outdoor and/or enclosed structure LED luminaire outdoor and/or enclosed structure LED luminaire having outward illumination |
US10209429B2 (en) | 2013-03-15 | 2019-02-19 | Cree, Inc. | Luminaire with selectable luminous intensity pattern |
US10502899B2 (en) * | 2013-03-15 | 2019-12-10 | Ideal Industries Lighting Llc | Outdoor and/or enclosed structure LED luminaire |
DE102013004773A1 (de) * | 2013-03-20 | 2014-09-25 | Jenoptik Polymer Systems Gmbh | Beleuchtungsmodul |
JP6411088B2 (ja) * | 2013-09-26 | 2018-10-24 | オリンパス株式会社 | 光伝送モジュールおよび内視鏡 |
EP3092522B1 (de) * | 2014-01-08 | 2019-08-14 | Signify Holding B.V. | Farbmischungsausgabe für hochhelle led-quellen |
US9733440B2 (en) * | 2014-04-29 | 2017-08-15 | Corning Incorporated | Optical connectors for coupling light sources to optical fibers |
JP6518113B2 (ja) | 2015-04-10 | 2019-05-22 | ヒロセ電機株式会社 | 光電気変換コネクタ及びその製造方法 |
US9851516B2 (en) * | 2015-10-29 | 2017-12-26 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Optical components assembly |
US10416377B2 (en) | 2016-05-06 | 2019-09-17 | Cree, Inc. | Luminaire with controllable light emission |
US11719882B2 (en) | 2016-05-06 | 2023-08-08 | Ideal Industries Lighting Llc | Waveguide-based light sources with dynamic beam shaping |
EP3355667A1 (de) * | 2017-01-30 | 2018-08-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur herstellung einer elektrischen schaltung und elektrische schaltung |
ES2792043T3 (es) * | 2017-12-04 | 2020-11-06 | Grieshaber Vega Kg | Placa de circuitos impresos para un aparato de medición de nivel de llenado por radar con un acoplamiento de guía de ondas |
US11575055B2 (en) * | 2019-07-15 | 2023-02-07 | SLT Technologies, Inc | Methods for coupling of optical fibers to a power photodiode |
US11569398B2 (en) | 2019-07-15 | 2023-01-31 | SLT Technologies, Inc | Power photodiode structures and devices |
KR20240065189A (ko) | 2019-07-15 | 2024-05-14 | 에스엘티 테크놀로지스 인코포레이티드 | 파워 포토다이오드 구조, 제조 방법, 및 사용 방법 |
WO2021167724A2 (en) * | 2020-02-18 | 2021-08-26 | Slt Technologies, Inc. | Power photodiode, methods for coupling of optical fibers to a power photodiode, and power-over-fiber system |
FR3107753A1 (fr) * | 2020-03-02 | 2021-09-03 | Stmicroelectronics (Research & Development) Limited | Optical device |
CN113625400B (zh) * | 2020-05-08 | 2024-05-28 | 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 | 一种光模块 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3339189A1 (de) * | 1983-10-26 | 1985-05-09 | Heinrich-Hertz-Institut für Nachrichtentechnik Berlin GmbH, 1000 Berlin | Laser-glasfaser-kopplung und verfahren zur herstellung einer solchen koppelverbindung |
DE3834395C2 (de) * | 1988-10-10 | 1991-02-28 | Telefunken Electronic Gmbh, 7100 Heilbronn, De | |
US6004046A (en) * | 1996-11-29 | 1999-12-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical module and method of making the same |
DE19851265A1 (de) * | 1998-11-06 | 2000-05-18 | Harting Elektrooptische Bauteile Gmbh & Co Kg | Elektro-optische Baugruppe sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen Baugruppe |
Family Cites Families (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5028110A (en) * | 1982-11-29 | 1991-07-02 | Adc Telecommunications, Inc. | Fiber optical component |
US4647331A (en) * | 1983-07-29 | 1987-03-03 | Motorola, Inc. | Method for assembling an electro-optical device |
US4897711A (en) * | 1988-03-03 | 1990-01-30 | American Telephone And Telegraph Company | Subassembly for optoelectronic devices |
US4945400A (en) * | 1988-03-03 | 1990-07-31 | At&T Bell Laboratories | Subassembly for optoelectronic devices |
US5349234A (en) * | 1992-05-29 | 1994-09-20 | Eastman Kodak Company | Package and method for assembly of infra-red imaging devices |
DE4219667C2 (de) * | 1992-06-16 | 1994-12-01 | Kernforschungsz Karlsruhe | Werkzeug und Verfahren zur Herstellung einer mikrostrukturierten Kunststoffschicht |
JPH06237016A (ja) * | 1993-02-09 | 1994-08-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ファイバモジュールおよびその製造方法 |
US5660461A (en) * | 1994-12-08 | 1997-08-26 | Quantum Devices, Inc. | Arrays of optoelectronic devices and method of making same |
JPH08166523A (ja) * | 1994-12-13 | 1996-06-25 | Hitachi Ltd | 光アセンブリ |
WO1996022177A1 (de) * | 1995-01-18 | 1996-07-25 | Robert Bosch Gmbh | Anordnung zur umsetzung von optischen in elektrische signale und verfahren zur herstellung |
US5645977A (en) * | 1995-09-22 | 1997-07-08 | Industrial Technology Research Institute | Method of making molds for manufacturing multiple-lead microstructures |
US5675678A (en) * | 1995-10-10 | 1997-10-07 | Ceram Optec Industries Inc. | Flexible system for linearly distributed illumination |
DE19602079C1 (de) * | 1996-01-20 | 1997-05-15 | Karlsruhe Forschzent | Verfahren zum Herstellen von Reflexionsgittern für Mikrospektrometer |
US6070315A (en) * | 1996-01-20 | 2000-06-06 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Method of producing a microspectrometer reflection grating |
SE508068C2 (sv) * | 1996-12-19 | 1998-08-24 | Ericsson Telefon Ab L M | Mikroreplikering i metall |
TW357470B (en) * | 1997-07-15 | 1999-05-01 | Kai-Feng Huang | Vertical resonance cavity injection-type glowing laser package |
DE19861162A1 (de) * | 1998-11-06 | 2000-06-29 | Harting Elektrooptische Bauteile Gmbh & Co Kg | Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte sowie Leiterplatte |
US6386733B1 (en) | 1998-11-17 | 2002-05-14 | Ichikoh Industries, Ltd. | Light emitting diode mounting structure |
DE19852832C2 (de) * | 1998-11-17 | 2001-11-29 | Heraeus Gmbh W C | Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kunststoff-Laminats |
WO2000057492A1 (en) | 1999-10-18 | 2000-09-28 | Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiju 'korvet-Lights' | Luminescent diode device |
US6653557B2 (en) * | 2002-02-27 | 2003-11-25 | Jds Uniphase Corporation | Faraday cage and ceramic walls for shielding EMI |
US6865790B2 (en) * | 2002-02-27 | 2005-03-15 | Jds Uniphase Corporation | Method of removing optical device |
US6646777B2 (en) * | 2002-02-27 | 2003-11-11 | Jds Uniphase Corporation | Optical isolator with improved mounting characteristics |
US6647039B2 (en) * | 2002-02-27 | 2003-11-11 | Jds Uniphase Corporation | Reconfigurable laser header |
US20030161133A1 (en) * | 2002-02-27 | 2003-08-28 | Optronx | Optical transmitter header having passive electrical component |
US6773532B2 (en) * | 2002-02-27 | 2004-08-10 | Jds Uniphase Corporation | Method for improving heat dissipation in optical transmitter |
US6859470B2 (en) * | 2002-02-27 | 2005-02-22 | Jds Uniphase Corporation | Air trench that limits thermal coupling between laser and laser driver |
-
2000
- 2000-12-29 DE DE10065624A patent/DE10065624C2/de not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-12-20 JP JP2002554767A patent/JP2004520612A/ja active Pending
- 2001-12-20 EP EP01985918A patent/EP1348143B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-12-20 WO PCT/EP2001/015153 patent/WO2002054129A1/de active IP Right Grant
-
2003
- 2003-06-27 US US10/608,922 patent/US6832861B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3339189A1 (de) * | 1983-10-26 | 1985-05-09 | Heinrich-Hertz-Institut für Nachrichtentechnik Berlin GmbH, 1000 Berlin | Laser-glasfaser-kopplung und verfahren zur herstellung einer solchen koppelverbindung |
DE3834395C2 (de) * | 1988-10-10 | 1991-02-28 | Telefunken Electronic Gmbh, 7100 Heilbronn, De | |
US6004046A (en) * | 1996-11-29 | 1999-12-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical module and method of making the same |
DE19851265A1 (de) * | 1998-11-06 | 2000-05-18 | Harting Elektrooptische Bauteile Gmbh & Co Kg | Elektro-optische Baugruppe sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen Baugruppe |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Kagl,H. et al.: MICROMID: A low cost fabrication technology for polymer fiber transceiver modules. POF Conference 2000 Boston * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SG105014A1 (en) * | 2002-10-29 | 2004-07-30 | Infineon Technologies Ag | Optoelectronic component and method for producing it |
US7179680B2 (en) | 2002-10-29 | 2007-02-20 | Infineon Technologies Ag | Method for producing an optoelectronic component |
DE102008016458A1 (de) * | 2008-03-31 | 2009-10-01 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Leiterplatte |
US8253026B2 (en) | 2008-03-31 | 2012-08-28 | Osram Ag | Printed circuit board |
DE102008062307A1 (de) | 2008-10-20 | 2010-04-22 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Optoelektronische Komponente basierend auf Premold-Technologie |
US7731433B1 (en) | 2008-12-05 | 2010-06-08 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Optoelectronic surface-mounted device and method for forming an optoelectronic surface-mounted device |
DE102008063407A1 (de) | 2008-12-05 | 2010-06-10 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Eine optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung und ein Verfahren zum Bilden einer optoelektronischen oberflächenmontierten Vorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1348143A1 (de) | 2003-10-01 |
EP1348143B1 (de) | 2005-09-28 |
US20040008952A1 (en) | 2004-01-15 |
WO2002054129A1 (de) | 2002-07-11 |
US6832861B2 (en) | 2004-12-21 |
JP2004520612A (ja) | 2004-07-08 |
DE10065624C2 (de) | 2002-11-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10065624C2 (de) | Kopplungsanordnung zum optischen Koppeln eines Lichtwellenleiters mit einem elektro-optischen oder opto-elektrischen Halbleiterwandler | |
DE19932430C2 (de) | Opto-elektronische Baugruppe sowie Bauteil für diese Baugruppe | |
EP1127285A1 (de) | Elektro-optische baugruppe sowie verfahren zur herstellung einer solchen baugruppe | |
DE102005034649B4 (de) | Optische Halbleitervorrichtung, optischer Verbinder und damit ausgerüstete elektronische Einrichtung | |
DE69431512T2 (de) | Lichtempfängerstruktur für optische Vorrichtungen vom Wellenleitertyp | |
DE19711138C2 (de) | Herstellungsverfahren für ein elektrooptisches Modul | |
DE10034865A1 (de) | Optoelektronisches oberflächenmontierbares Modul | |
DE10004411A1 (de) | Elektrooptisches Sende-/Empfangsmodul und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE10332015A1 (de) | Optoelektronisches Modul mit Senderchip und Verbindungsstück für das Modul zu einer optischen Faser und zu einer Schaltungsplatine, sowie Verfahren zur Herstellung derselben | |
DE112014001638B4 (de) | Laserbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE10322757B4 (de) | Optoelektronische Sende- und/oder Empfangsanordnungen | |
WO2018078025A1 (de) | Laserbauelement und verfahren zum herstellen eines laserbauelements | |
EP1168022A2 (de) | Optomodul mit durchkontaktiertem Trägersubstrat | |
DE10112274B4 (de) | Optoelektonisches Sendemodul und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE10150986A1 (de) | Sende- und/oder Empfangseinrichtung | |
DE10314494B3 (de) | Elektrooptisches Modul | |
DE19851265C2 (de) | Elektro-optische Baugruppe sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen Baugruppe | |
WO2005096682A2 (de) | Vollintegrierte hybride optisch-elektrische leiterplatte | |
DE102012022634B3 (de) | Bauelement zur Ein- und/oder Auskopplung elektromagnetischer Strahlung in und/oder aus einer Lichtleitfaser sowie Verfahren zu seiner Herstellung | |
WO2000014837A1 (de) | Anordnung mit lichtemittierendem leistungshalbleiterbauelement sowie verfahren zur herstellung derselben | |
EP1623256A1 (de) | Mikrooptikmodul mit spritzgegossenem gehäuse und verfahren zur herstellung desselben | |
DE10321257A1 (de) | Metallträger (Leadframe) zur Aufnahme und Kontaktierung elektrischer und/oder optoelektronischer Bauelemente | |
DE102005002874B3 (de) | Optoelektronisches Bauelement mit integrierter Wellenleiter-Ankopplung für passive Justage | |
DE10319900A1 (de) | Optoelektronische Sende- und/oder Empfangsanordnung | |
EP1447696B1 (de) | Modulares optoelektronisches Bauelement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DIEMOUNT GMBH, 99099 ERFURT, DE |
|
8381 | Inventor (new situation) |
Inventor name: KRAGL, HANS, DR.-ING., 31199 DIEKHOLZEN, DE |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DIEMOUNT GMBH, 38855 WERNIGERODE, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |