DE10146865B4

DE10146865B4 - Arrangement of a system for data transmission

Info

Publication number: DE10146865B4
Application number: DE2001146865
Authority: DE
Inventors: Dag Dipl.-Ing. Neumeuer; Martin Dipl.-Ing. Brahms
Original assignee: MergeOptics GmbH
Current assignee: FCI Deutschland GmbH
Priority date: 2001-09-22
Filing date: 2001-09-22
Publication date: 2005-04-21
Anticipated expiration: 2021-09-23
Also published as: DE10146865A1

Abstract

Anordnung für ein System zur Datenübertragung, in welchem die Daten über mindestens eine optische Faser übertragen werden, bestehend aus einem mit elektrischen Kontakten ausgerüsteten Substrat aus Halbleitermaterial, bei welchem die Kontakte an seiner Oberfläche liegen und in dem die für das Senden und Empfangen von optischen Signalen erforderlichen Schaltelemente zu einer Einheit zusammengefaßt sind, und aus einem Träger mit Leiterbahnen, an dem das Substrat mit Anschluß seiner Kontakte an die Leiterbahnen befestigt ist, und bei welcher die Topographien der Kontakte des mit allen zum Senden und Empfangen von Signalen bzw. Daten erforderlichen Schaltelementen ausgerüsteten Substrats einerseits und von Kontaktflächen der Leiterbahnen des Trägers andererseits so aufeinander abgestimmt sind, daß die Kontakte des Substrats nach seiner Aufbringung auf den Träger direkt an korrespondierenden Kontaktflächen der Leiterbahnen anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (1) vollständig in einer Vertiefung des Trägers (6) bis unterhalb der Oberfläche desselben abgesenkt und durch eine Vergußmasse...arrangement for a System for data transmission, in which the data about transmit at least one optical fiber be composed of a substrate equipped with electrical contacts of semiconductor material in which the contacts are on its surface and in which the for the transmission and reception of optical signals required switching elements combined into one unit are, and from a carrier with conductor tracks, on which the substrate with connection of its Contacts is attached to the tracks, and in which the Topographies of the contacts of all to send and receive of signals or data required switching elements equipped substrate on the one hand and contact surfaces the tracks of the carrier on the other hand are coordinated so that the contacts of the substrate after its application to the carrier directly to corresponding Contact surfaces of the Abutting conductor tracks, characterized in that the substrate (1) completely in a recess of the carrier (6) to below the surface the same lowered and by a sealing compound ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung für ein System zur Datenübertragung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Anordnung geht aus der EP 1 103 831 A2 hervor.The invention relates to an arrangement for a system for data transmission according to the preamble of patent claim 1. Such an arrangement is apparent from the EP 1 103 831 A2 out.

Derartige Anordnungen werden beispielsweise bei der Datenübertragung über Glasfasern bzw. Lichtwellenleiter benötigt. Eine aus Halbleiterschaltungen bestehende Anordnung kann dabei als Empfänger oder als Sender ausgeführt sein. Bei einem Empfänger werden beispielsweise eine Fotodiode und ein als Vorverstärker wirkender Transimpedanzverstärker eingesetzt. Bei einem Sender können als Halbleiterschaltungen eine Laserdiode und eine Treiberschaltung verwendet werden. Da die Problematik beim Aufbau entsprechender Anordnungen in allen Fällen etwa die gleiche ist, wird im folgenden – stellvertretend für alle anderen Anwendungsfälle – ein aus Halbleiterschaltungen bestehender Empfänger für optische Signale berücksichtigt.such Arrangements are, for example, in the data transmission via optical fibers or optical fibers needed. An existing semiconductor circuits arrangement can be used as a receiver or as transmitter be. At a receiver For example, a photodiode and a preamplifier acting Transimpedance amplifier used. At a transmitter can as Semiconductor circuits, a laser diode and a driver circuit be used. Since the problem in building appropriate Arrangements in all cases is about the same, is the following - representative of everyone else Use cases - on off Semiconductor circuits of existing receivers for optical signals taken into account.

Derartige Halbleiterschaltungen gehen beispielsweise aus der DE 195 01 285 C1 und der EP 0 840 154 A1 hervor. Die DE 195 01 285 beschreibt eine Anordnung zur Umsetzung von optischen in elektrische Signale und ein Verfahren zur Herstellung derselben. Sie weist eine Empfangseinrichtung bzw. Sendeeinrichtung und eine Vorverstärkereinrichtung auf. Beide Einrichtungen sind auf einem mit Leiterbahnen und Kontaktflächen ausgerüsteten Substrat angebracht. Auf der Oberseite des Substrats sind außerdem Streifenleiter vorhanden, die zur Einbindung der gesamten Wandleranordnung in eine umgebende Elektronik dienen. Aus der EP 0 840 154 A1 geht eine Anordnung zum Anbringen einer optischen Einrichtung hervor. Sie besteht aus einem Substrat auf dem als optische Einrichtung entweder ein lichtleitendes Element oder ein Halbleiterlaser angebracht ist.Such semiconductor circuits go for example from the DE 195 01 285 C1 and the EP 0 840 154 A1 out. The DE 195 01 285 describes an arrangement for converting optical into electrical signals and a method for producing the same. It has a receiving device or transmitting device and a preamplifier device. Both devices are mounted on a substrate equipped with tracks and pads. Strip conductors are also present on the upper side of the substrate, which serve to integrate the entire transducer arrangement in a surrounding electronics. From the EP 0 840 154 A1 shows an arrangement for attaching an optical device. It consists of a substrate on which either a photoconductive element or a semiconductor laser is mounted as an optical device.

In heute üblicher Technik werden solche elektronischen Halbleiterschaltungen auf sogenannten Wafern erzeugt. Das sind beispielsweise von einem Block abgetrennte Scheiben aus einem geeigneten Halbleitermaterial mit einer Dicke von beispielsweise 500 μm. Geeignete Halbleitermaterialien sind beispielsweise Silizium, Gallium-Arsenid und Indium-Phosphid. Auf solchen Wafern wird eine sehr große Anzahl von in der Regel identischen Halbleiterschaltungen in speziellen Prozessen erzeugt. Neben den dabei aufgebrachten aktiven Flächen (Halbleiterschaltungsflächen) werden auch elektrische Kontakte erzeugt, die mit den aktiven Flächen verbunden sind und beispielsweise zum elektrisch leitenden Verbinden zu korrespondierenden Halbleiterschaltungen, zu einem Leadframe, zu einem Trägersubstrat oder zu einer tragenden Leiterplatte dienen. Dazu werden in bekannter Technik Drähte aus elektrisch gut leitendem Material verwendet, beispielsweise aus Gold oder Aluminium, die durch Bonden beispielsweise elektrisch leitend mit den Kontakten von unterschiedlichen Halbleiterschaltungen ( DE 43 10 170 A1 ) oder mit Leiterbahnen eines Trägersubstrats verbunden werden. Solche Drähte können sich bei einer schnellen Datenübertragung mit im GHz-Bereich liegenden Frequenzen störend auswirken und dabei zu einer Verformung der Daten bis hin zu unbrauchbaren, d. h. nicht auswertbaren Daten führen.In today's conventional technique, such electronic semiconductor circuits are produced on so-called wafers. These are, for example, slices separated from a block of a suitable semiconductor material with a thickness of, for example, 500 μm. Suitable semiconductor materials are, for example, silicon, gallium arsenide and indium phosphide. On such wafers, a very large number of typically identical semiconductor circuits are generated in special processes. In addition to the active surfaces (semiconductor circuit areas) applied thereto, electrical contacts are also produced which are connected to the active areas and serve, for example, for electrically conductive connection to corresponding semiconductor circuits, to a leadframe, to a carrier substrate or to a supporting printed circuit board. For this purpose, wires of electrically good conductive material are used in a known technique, for example of gold or aluminum, which by bonding, for example, electrically conductive with the contacts of different semiconductor circuits ( DE 43 10 170 A1 ) or be connected to tracks of a carrier substrate. Such wires can interfere with a fast data transmission with lying in the GHz range frequencies and thereby lead to a deformation of the data to useless, ie not evaluable data.

Die bekannte Anordnung nach der eingangs erwähnten EP 1 103 831 A2 besteht aus einem mit elektrischen Kontakten ausgerüsteten Substrat aus Halbleitermaterial. Die Kontakte liegen an seiner Oberfläche. Die für das Senden und Empfangen von optischen Signalen erforderlichen Schaltelemente sind zu einer Einheit zusammengefaßt. Zur Anordnung gehört ein Träger mit Leiterbahnen, an dem das Substrat mit Anschluß seiner Kontakte an die Leiterbahnen befestigt ist. Die Topographien der Kontakte des mit allen zum Senden und Empfangen von Signalen bzw. Daten erforderlichen Schaltelementen ausgerüsteten Substrats einerseits und von Kontaktflächen der Leiterbahnen des Trägers andererseits sind so aufeinander abgestimmt, daß die Kontakte des Substrats nach seiner Aufbringung auf den Träger direkt an korrespondierenden Kontaktflächen der Leiterbahnen anliegen.The known arrangement according to the above-mentioned EP 1 103 831 A2 consists of a semiconductor substrate equipped with electrical contacts. The contacts are on its surface. The necessary for the transmission and reception of optical signals switching elements are combined into one unit. The arrangement includes a carrier with printed conductors, on which the substrate is attached with the connection of its contacts to the conductor tracks. The topographies of the contacts of the substrate equipped with all the switching elements required to send and receive signals or data on the one hand and contact surfaces of the conductor tracks of the carrier on the other are coordinated so that the contacts of the substrate after its application to the carrier directly to the corresponding contact surfaces Conductor tracks are present.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Anordnung so zu gestalten, daß sie bei einfachem Aufbau auch bei höchsten Übertragungsgeschwindigkeiten eine störungsfreie Datenübertragung sicherstellt.Of the Invention is based on the object described at the outset To arrange so that they with a simple design even at the highest transmission speeds a trouble-free data transmission ensures.

Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1 gelöst.These Task will be according to the characterizing Feature of claim 1 solved.

Diese Anordnung ist sehr einfach zu handhaben. Es müssen lediglich die Topographien von Substrat und Träger aufeinander abgestimmt werden. Das mit allen zum Senden und Empfangen von optischen Signalen – den Daten – erforderlichen Schaltelementen ausgerüstete Substrat braucht nur noch so in die Vertiefung des Trägers eingesetzt zu werden, daß seine die Kontakte aufweisende Seite positionsgerecht auf die in der Vertiefung vorhandenen Kontaktflächen der Leiterbahnen aufgesetzt wird. Die elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den Kontakten des Substrats und den entsprechenden Kontaktflächen der Leiterbahnen des Trägers sind dann direkt hergestellt. Zusätzliche Arbeiten, wie das Bonden von unterschiedliche Kontaktflächen verbindenden Drähten, sind nicht mehr erforderlich. Die elektrisch leitenden Verbindungen sind bei dieser Anordnung so kurz (streckenmäßig nahezu Null), daß sie keine wesentlichen parasitären Induktivitäten oder Kapazitäten erzeugen können. Sie bewirken gegenüber bekannten Anordnungen auch deutlich geringere elektromagnetische Verkopplungen. Eine störende Wirkung der elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den Halbleiterschaltungen und dem zugehörigen Träger auf die zu übertragenden Daten ist somit auch bei sehr hohen Frequenzen weitestgehend vermieden, insbesondere bei über 1 GHz liegenden Frequenzen. Das Substrat ist in der Vertiefung des Trägers durch seine vollständige Absenkung und die abdeckende Vergußmasse so gut positioniert, daß die elektrisch leitenden Verbindungen mit erhöhtem mechanischem Schutz stabilisiert sind.This arrangement is very easy to handle. Only the topographies of substrate and carrier need to be matched. The substrate equipped with all the switching elements required for the transmission and reception of optical signals-the data-only needs to be inserted into the recess of the carrier in such a way that its side having the contacts is placed in the correct position on the contact surfaces of the printed conductors present in the recess. The electrically conductive connections between the contacts of the substrate and the corresponding contact surfaces of the conductor tracks of the carrier are then produced directly. Additional work, such as the bonding of wires connecting different contact surfaces are no longer necessary. In this arrangement, the electrically conductive connections are so short (practically zero) that they can not produce significant parasitic inductances or capacitances. They also bring about known arrangements also significantly lower electromagnetic couplings. An interfering effect of the electrically conductive connections between the semiconductor circuits and the associated carrier on the data to be transmitted is thus largely avoided even at very high frequencies, especially at frequencies above 1 GHz. The substrate is so well positioned in the well of the carrier by its full depression and covering potting compound that the electroconductive compounds are stabilized with increased mechanical protection.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.embodiments of the subject invention are shown in the drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine Draufsicht auf ein Substrat mit Halbleiterschaltungen. 1 a plan view of a substrate with semiconductor circuits.

2 eine Draufsicht auf einen Träger mit Leiterbahnen. 2 a plan view of a carrier with conductor tracks.

3 eine Seitenansicht einer Anordnung nach der Erfindung. 3 a side view of an arrangement according to the invention.

4 eine gegenüber 1 ergänzte Ausführungsform des Substrats. 4 one opposite 1 supplemented embodiment of the substrate.

5 einen Schnitt durch eine gegenüber 3 andere Ausführungsform der Anordnung in vergrößerter Darstellung. 5 a cut through one opposite 3 another embodiment of the arrangement in an enlarged view.

6 eine weitere Ausführungsform der Anordnung in nochmals vergrößerter Darstellung. 6 a further embodiment of the arrangement in a further enlarged view.

In 1 ist ein aus Halbleitermaterial, wie beispielsweise Silizium, Gallium-Arsenid oder Indium-Phosphid, bestehendes Substrat 1 dargestellt, das im dargestellten Ausführungsbeispiel mit drei durch strichpunktiert umrahmte Kästchen angedeuteten Elementen ausgerüstet ist. Ein Substrat 1 wird in der Regel auf einem sogenannten Wafer aus dem angegebenen Halbleitermaterial erzeugt, wobei die einzelnen Elemente desselben in mehreren Schritten aufgebaut werden. Diese Elemente können zu einer Empfangsschaltung bei der Datenübertragung mittels optischer Signale gehören. Dabei kann es sich um eine Fotodiode 2 und einen Verstärker 3 handeln. Das Kästchen 4 ist symbolisch für eventuelle weitere für die Datenübertragung benötigte bzw. sinnvolle Schaltelemente eingezeichnet. Solche Schaltelemente sind beispielsweise ein R-C-Glied und ein Mikrocontroller. Die Elemente 2, 3 und 4 sind Halbleiterschaltungen. Sie können Teile des Substrats 1 und auf demselben erzeugt sein. Auf der Oberfläche des Substrats 1 befinden sich außerdem mehrere elektrisch leitende Kontakte 5, die mit den Halbleiterschaltungen verbunden sind. Sie sind in herkömmlicher Technik in einer gemeinsamen, ebenen Fläche des Substrats 1 angebracht. Die Kontakte 5 können bei entsprechender Gestaltung der Oberfläche des Substrats 1 aber auch in unterschiedlichen Ebenen liegen.In 1 is a substrate made of semiconductor material such as silicon, gallium arsenide or indium phosphide 1 represented, which is equipped in the illustrated embodiment with three indicated by dash-dotted lines box indicated elements. A substrate 1 is usually generated on a so-called wafer from the specified semiconductor material, wherein the individual elements thereof are constructed in several steps. These elements may belong to a receiving circuit in the data transmission by means of optical signals. This can be a photodiode 2 and an amplifier 3 act. The box 4 is shown symbolically for any other needed or useful switching elements for data transmission. Such switching elements are, for example, an RC element and a microcontroller. The Elements 2 . 3 and 4 are semiconductor circuits. They can be parts of the substrate 1 and be generated on the same. On the surface of the substrate 1 There are also several electrically conductive contacts 5 which are connected to the semiconductor circuits. They are in a conventional technique in a common, planar surface of the substrate 1 appropriate. The contacts 5 can, with appropriate design of the surface of the substrate 1 but also in different levels.

Das Substrat 1 wird in an sich üblicher Technik mit den Halbleiterschaltungen versehen. Beim Aufbau der unterschiedlichen Halbleiterschaltungen auf dem Wafer mit individuellen aktiven Flächen und Kontakten, können die elektrisch leitenden Verbindungen zwischen denselben gleichzeitig mit hergestellt werden. Abschließend wird das Substrat 1 metallisiert, wodurch die mit den zugehörigen Halbleiterschaltungen verbundenen Kontakte 5 und gegebenenfalls auch die Verbindungen zwischen den Halbleiterschaltungen 2, 3 und 4 erzeugt werden. Es müssen nicht alle Elemente in der geschilderten Weise im Substrat 1 integriert sein. So kann beispielsweise für die Fotodiode 2 ein anderes Material als für das Substrat 1 verwendet werden. Die Fotodiode 1 würde dann als separat gefertigtes Bauteil mit einer beispielsweise zwischen 100 μm und 200 μm liegenden Dicke auf dem Substrat 1 angebracht werden. Sie ragt bei dieser Ausführungsform über dessen Oberfläche hinaus. Eine solche Fotodiode 1 kann auf ihrer außen liegenden Oberfläche eine Kontaktfläche haben.The substrate 1 is provided in per se conventional technology with the semiconductor circuits. In constructing the different semiconductor circuits on the wafer with individual active areas and contacts, the electrically conductive connections between them can be made simultaneously. Finally, the substrate 1 metallized, whereby the contacts connected to the associated semiconductor circuits 5 and optionally also the connections between the semiconductor circuits 2 . 3 and 4 be generated. Not all elements need to be in the substrate as described 1 be integrated. For example, for the photodiode 2 a different material than for the substrate 1 be used. The photodiode 1 would then as a separately manufactured component with a lying for example between 100 microns and 200 microns thickness on the substrate 1 be attached. It protrudes beyond its surface in this embodiment. Such a photodiode 1 can have a contact surface on its outer surface.

Die Kontakte 5 dienen zur elektrisch leitenden Verbindung der Halbleiterschaltungen des Substrats 1 mit anderen Halbleiterschaltungen oder mit Kontakten bzw. Leiterbahnen eines Trägers, auf dem das Substrat 1 im Rahmen eines der Datenübertragung dienenden Systems angebracht wird. Als Träger können beispielsweise Leiterkarten verwendet werden, die beispielsweise aus Epoxidharz oder in Dickschicht- bzw. Dünnschichttechnik aus keramischem Material bestehen. Der Träger kann in neuerer Technik auch ein sogenanntes „Greentape" sein. Er kann auch aus Halbleitermaterial bestehen, beispielsweise aus dem gleichen Halbleitermaterial wie das Substrat 1.The contacts 5 serve for the electrically conductive connection of the semiconductor circuits of the substrate 1 with other semiconductor circuits or with contacts or tracks of a carrier on which the substrate 1 is mounted as part of a data transmission system. As a carrier, for example, printed circuit boards can be used, which consist for example of epoxy or in thick-film or thin-film of ceramic material. The carrier may also be a so-called "green tape" in more recent technology, and may also be made of semiconductor material, for example of the same semiconductor material as the substrate 1 ,

Der in 2 schematisch dargestellte Träger 6 soll eine geeignete Leiterkarte sein. Auf der Leiterkarte sind beispielsweise in einer Ebene liegende Leiterbahnen 7 angebracht, die im Rahmen eines der Datenübertragung dienenden Systems zur Verbindung von Übertragungselementen und Übertragungswegen dienen können. Sie sind im vorliegenden Fall auch für die Aufnahme des Substrats 1 konzipiert, das in der fertigen, in 3 schematisch in einer Seitenansicht gezeigten Anordnung mit seinen Kontakten 5 auf Kontaktflächen 8 liegt, die in Leiterbahnen 7 der Leiterkarte im Wege der Vorfertigung zur Aufnahme eines speziellen Substrats 1 angebracht worden sind, und zwar positionsgenau. Die Positionen von Kontakten 5 und korrespondierenden Kontaktflächen 8 sind also genau aufeinander abgestimmt. Ein Bereich, in dem in diesem Sinne ein Substrat 1 auf die Leiterkarte aufgesetzt wird, ist in 2 gestrichelt umrandet. Die Leiterbahnen 7 sind in vereinfachter Darstellung nur bis an die gestrichelte Linie heran gezeichnet. Sie führen zu den entsprechenden Kontaktflächen 8.The in 2 schematically illustrated carrier 6 should be a suitable printed circuit board. On the circuit board, for example, lying in a plane tracks 7 attached, which can serve in the context of a data transmission system for the connection of transmission elements and transmission paths. In the present case, they are also for receiving the substrate 1 designed in the finished, in 3 schematically shown in a side view arrangement with its contacts 5 on contact surfaces 8th that lies in tracks 7 the printed circuit board by way of prefabrication for receiving a special substrate 1 have been attached, and precisely in position. The positions of contacts 5 and corresponding contact surfaces 8th So they are exactly coordinated. An area in which in this sense a substrate 1 is placed on the circuit board is in 2 bordered by dashed lines. The tracks 7 are drawn in a simplified representation only up to the dashed line zoom. They lead to the corresponding contact surfaces 8th ,

Die Anordnung nach der Erfindung ist so aufgebaut, daß das mit allen für die Datenübertragung benötigten Halbleiterschaltungen fertiggestellte Substrat 1 gemäß den 5 und 6 vollständig im Träger 6 versenkt wird. Die Oberflächen von Träger 6 und Substrat 1 können bei vollständiger Versenkung zumindest annähernd in einer Ebene liegen. Das Substrat 1 kann gemäß 6 aber auch tiefer abgesenkt sein. Strombahnen 7 und Kontaktflächen 8 sind bei diesem Aufbau in einer zur Aufnahme des Substrats 1 vorgesehenen Vertiefung des Trägers 6 angebracht. Über dem in der Vertiefung abgesenkten Substrat 1 ist bei fertiggestellter Anordnung eine Vergußmasse 12 angebracht. Die Vergußmasse 12 schützt und stabilisiert die Position des Substrats 1.The arrangement according to the invention is constructed so that the completed with all the semiconductor circuits required for data transmission substrate 1 according to the 5 and 6 completely in the vehicle 6 sunk. The surfaces of carrier 6 and substrate 1 can be at least approximately in one plane at full sinking. The substrate 1 can according to 6 but also lowered lower. current paths 7 and contact surfaces 8th are in this structure in a for receiving the substrate 1 provided depression of the carrier 6 appropriate. Above the substrate lowered in the recess 1 is in finished arrangement an encapsulant 12 appropriate. The potting compound 12 protects and stabilizes the position of the substrate 1 ,

Auf die gesamte Anordnung kann, nach entsprechender Abdeckung von leitenden Teilen, rundum eine Metallisierung 13 aufgebracht werden, beispielsweise durch Bedampfen. Geeignete Metalle sind beispielsweise Kupfer oder Gold. Eine so hergestellte Metallschicht dient der elektrischen Abschirmung der Anordnung. Sie ist aber auch eine Diffusionssperre für Feuchtigkeit, insbesondere für Wasserdampf.On the entire arrangement can, after appropriate coverage of conductive parts, all around a metallization 13 be applied, for example by steaming. Suitable metals are, for example, copper or gold. A metal layer produced in this way serves to electrically shield the arrangement. But it is also a diffusion barrier for moisture, especially for water vapor.

Zum Aufbau einer Anordnung nach der Erfindung sind die Kontakte 5 und die Kontaktflächen 8 der Leiterbahnen 7, die beispielsweise jeweils in einer ebenen Fläche auf gleicher Höhe liegen, in ihrer jeweiligen Lage, das heißt mit entsprechenden Abständen zueinander und mit angepaßter Größe, so aufeinander abgestimmt, daß das als Modul bzw. Komponente zu betrachtende Substrat 1 nur noch auf die Kontaktflächen 8 in der Vertiefung der Leiterkarte aufgesetzt werden muß. Das vorher mit allen für die Datenübertragung benötigten Halbleiterschaltungen fertiggestellte Substrat 1 braucht dazu nur mit dann nach unten weisenden Kontakten 5 in die Vertiefung der Leiterkarte eingesetzt zu werden. Zur festen und elektrisch leitenden Verbindung kann vorher auf die jeweiligen Kontaktflächen 8 beispielsweise ein Lötmittel in Form von Lötkugeln aufgetragen werden. Es könnte auch ein leitfähiger Kleber verwendet werden.To construct an arrangement according to the invention, the contacts 5 and the contact surfaces 8th the tracks 7 , which are, for example, each in a flat surface at the same height, in their respective position, that is with corresponding distances from each other and with adapted size, so matched to one another that the substrate to be considered as a module or component 1 only on the contact surfaces 8th must be placed in the recess of the circuit board. The previously completed with all the semiconductor circuits required for data transmission substrate 1 All you need is then with then down facing contacts 5 to be inserted into the recess of the printed circuit board. For fixed and electrically conductive connection can previously on the respective contact surfaces 8th For example, a solder in the form of solder balls are applied. A conductive adhesive could also be used.

Die gleiche Vorgehensweise zum Aufbau der Anordnung gilt dann, wenn die Kontakte 5 und die Kontaktflächen 8 jeweils in unterschiedlichen Ebenen liegen. Das Profil der Vertiefung der Leiterkarte muß dann mit entsprechendem Versatz an das Profil des Substrats 1 angepaßt werden. Eine ähnliche Gestaltung der Leiterkarte, die beispielsweise 1 mm dick ist, gilt auch dann, wenn eines der Elemente des Substrats 1 (oder auch mehrere Elemente) über die Ebene der Kontakte 5 hinausragt, beispielsweise die oben erwähnte Fotodiode 2 mit einer Dicke von beispielsweise 200 μm. Vor der Montage des Substrats 1 wird dann in der Vertiefung der Leiterkarte mindestens eine korrespondierende Ausnehmung angebracht. In der Ausnehmung kann auch eine Kontaktfläche 8 vorhanden sein, wenn die Fotodiode 2 auf ihrer außen liegenden Oberfläche eine eigene Kontaktfläche hat.The same procedure for constructing the arrangement applies when the contacts 5 and the contact surfaces 8th each lie in different levels. The profile of the recess of the circuit board must then with a corresponding offset to the profile of the substrate 1 be adjusted. A similar design of the printed circuit board, which is for example 1 mm thick, applies even if one of the elements of the substrate 1 (or even multiple elements) about the level of contacts 5 protrudes, for example, the above-mentioned photodiode 2 with a thickness of for example 200 microns. Before mounting the substrate 1 is then mounted in the recess of the printed circuit board at least one corresponding recess. In the recess can also be a contact surface 8th be present when the photodiode 2 on its outer surface has its own contact surface.

Das Substrat 1 kann gemäß 4 vor seiner Montage auf der Leiterkarte bereits mit einer optischen Faser 9 bestückt sein. Es kann mindestens eine, beispielsweise als Glasfaser ausgeführte optische Faser 9 vorhanden sein. Die Faser 9 ist vorzugsweise auf bzw. in einer Erweiterung 10 des Substrats 1 angeordnet, die zum Substrat 1 durch eine strichpunktierte Linie abgegrenzt dargestellt ist. Auf der Leiterkarte muß dann eine den vergrößerten Abmessungen des Substrats 1 entsprechende Vertiefung vorhanden sein.The substrate 1 can according to 4 before mounting it on the circuit board already with an optical fiber 9 be equipped. It can be at least one, for example, designed as a glass fiber optical fiber 9 to be available. The fiber 9 is preferably on or in an extension 10 of the substrate 1 arranged to the substrate 1 is shown delimited by a dashed line. On the circuit board must then one of the enlarged dimensions of the substrate 1 appropriate depression be present.

Die Erweiterung 10 des Substrats 1 ist eine zusätzliche Freifläche, die bereits auf dem Wafer als solche besteht. Die Oberfläche der Erweiterung 10 kann durch mikromechanische Bearbeitung bzw. Strukturierung, wie beispielsweise Ätzen, so behandelt und verändert werden, daß sie grundsätzlich zur Aufnahme von weiteren Schaltelementen und Komponenten geeignet ist, die für die Datenübertragung eingesetzt werden sollen. Die Erweiterung 10 kann insbesondere mindestens einen sogenannten, durch Ätzen erzeugten V-Graben mit einer Tiefe von beispielsweise 150 μm zur Aufnahme der positionsgenau an die Fotodiode 2 angekoppelten Faser 9 haben.The extension 10 of the substrate 1 is an additional open space that already exists on the wafer as such. The surface of the extension 10 can be treated and modified by micromechanical processing or structuring, such as etching, in such a way that it is fundamentally suitable for accommodating further switching elements and components which are to be used for data transmission. The extension 10 In particular, at least one so-called, by etching generated V-trench with a depth of for example 150 microns for receiving the positionally accurate to the photodiode 2 coupled fiber 9 to have.

Durch geeignete Strukturierung der Erweiterung 10 kann auch eine Unterlage für weitere Schaltelemente und Komponenten auf derselben geschaffen werden. „Strukturierung" kann dabei Entfernen von Material bedeuten, beispielsweise beim V-Graben, aber auch Aufbau von Materialien. Schaltelemente und Komponenten können beispielsweise Temperatursensoren, Kühlelemente, optische Gitter, Dämpfungselemente und Justierelemente sowie Mikrorelais, Linsen, Spiegelelemente, optische Filter, optische Isolatoren und optische Verstärker sein.By appropriate structuring of the extension 10 It is also possible to create a base for further switching elements and components on the same. "Structuring" may mean removal of material, for example in V-trenching, but also construction of materials, for example, temperature sensors, cooling elements, optical gratings, attenuation elements and adjustment elements, as well as micro-relays, lenses, mirror elements, optical filters, optical isolators, and be optical amplifier.

Zur Komplettierung der gesamten Anordnung können auf dem Träger 6 noch weitere, für die Datenübertragung sinnvolle bzw. benötigte funktionelle Elemente angebracht werden, wie beispielsweise Multiplexer.To complete the whole arrangement can be on the support 6 even more, appropriate for the data transfer functional or required elements are attached, such as multiplexer.

Claims

Arrangement for a data transmission system in which the data are transmitted via at least one optical fiber, comprising a semiconductor material substrate equipped with electrical contacts, in which the contacts lie on its surface and in which the optical signal transmission and reception required circuit elements are combined to form a unit, and from a carrier with printed conductors, to which the substrate is attached with the connection of its contacts to the conductor tracks, and in which the topographies of the contacts of all necessary for the transmission and reception of signals or data switching elements equipped substrate on the one hand and of contact surfaces of the conductor tracks of the carrier on the other hand are coordinated so that the contacts of the substrate after its application to the carrier lie directly against corresponding contact surfaces of the conductor tracks, characterized in that the substrate ( 1 ) completely in a depression of the carrier ( 6 ) lowered below the surface of the same and by a potting compound ( 12 ) is covered.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the contacts ( 5 ) of the substrate ( 1 ) and the contact elements ( 8th ) of the carrier ( 6 ) each lie in a common plane.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the contacts ( 5 ) of the substrate ( 1 ) and the contact element ( 8th ) of the carrier ( 6 ) lie in different levels.

Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the carrier ( 6 ) Wells for receiving via the contacts ( 5 ) of the substrate ( 1 ) protruding components thereof are attached.

Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the carrier ( 6 ) is a printed circuit board.

Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the carrier ( 6 ) is a greentape.

Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the carrier ( 6 ) consists of ceramic material.

Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the carrier ( 6 ) consists of semiconductor material.

Arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that on its outer surface all around a metallization ( 13 ) is applied.