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Die Erfindung betrifft zwei oder mehr durch ein Gelenk oder Gelenke miteinander verbundene Baueinheiten, von denen jede ein optoelektronisches Bauteil aufweist. Bei den optoelektronischen Bauteilen kann es sich beispielsweise um einen optoelektronischen Sender und einen Empfänger handeln, zwischen denen Signale übertragen werden sollen. Sie betrifft ferner ein Verfahren zur Datenübertragung zwischen zwei solchen Baueinheiten.
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In elektronischen Geräten wie Mobiltelefonen oder Handcomputern (PDAs), muss eine Datenübertragung zwischen einer Platine des Bildschirms, der über ein Gelenk mechanisch mit einem Sockelteil verbunden ist, und einer der Tastatur zugeordneten Platine gewährleistet sein. Diese Datenübertragung erfolgt typischerweise elektronisch über Flachkabel und/oder Koaxialkabel, was jedoch die Nachteile verhältnismäßig großer Abmessungen, EMV-Probleme und einer erheblichen Verschleißanfälligkeit mit sich bringt.
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Aus der
US 6 470 231 B1 ist eine Vorrichtung bekannt, die die Möglichkeit einer optischen Datenübertragung zwischen zwei durch ein Gelenk miteinander verbundenen Baueinheiten nutzt. Dazu wird ein optisches Gelenk bereitgestellt, das aus zwei aus einem als Lichtwellenleiter geeigneten Material gefertigten Baueinheiten besteht, die gegeneinander um eine Drehachse rotierbar sind. Die beiden Baueinheiten weisen verspiegelte Oberflächen auf, um die Führung des Lichtsignals zu gewährleisten. Zwischen den beiden Baueinheiten liegt ein Luftspalt, den das Lichtsignal zu durchqueren hat.
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Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist die komplizierte Freistrahloptik, die spezielle Materialien für die beiden Baueinheiten sowie eine genaue und vor allem auch dauerhafte Justage erfordert. Eine solche dauerhafte exakte Justage kann jedoch bei einem stark beanspruchten Gebrauchsgegenstand wie einem Mobiltelefon nicht zuverlässig sichergestellt werden, so dass bei dieser Vorrichtung keine gegenüber Vorrichtungen mit Flachkabeln nennenswert verbesserte Lebensdauer zu erwarten ist. Am Ein- und Austritt des Lichtsignals am Luftspalt treten zudem Fokussierungsprobleme bzw. Reflexionsprobleme auf, die nur mit erheblichem Aufwand gelöst werden können und die daher mit unverhältnismäßigen Kosten verbunden sind.
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In der
DE 100 23 463 A1 , der
US 2004/0223689 A1 und auf Seiten 103 bis 105 von Optische Nachrichtentechnik von Hans-Georg Unger, Berlin: Elitera-Verlag 1976 werden optoelektronische Anordnungen offenbart.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Datenübertragung zwischen zwei durch ein Gelenk miteinander verbundenen Baueinheiten anzugeben, wobei die Vorrichtung bei akzeptablen Herstellungskosten eine hohe Lebensdauer aufweist und außerdem eine hohe Übertragungsrate bei gleichzeitig besonders kleinen Abmessungen der Vorrichtung erlaubt. Ferner besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein zugehöriges Mobiltelefon und ein zugehöriges optoelektronisches Halbleiterbauteil anzugeben.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer ersten und einer zweiten Baueinheit wird bereitgestellt, wobei die Baueinheiten miteinander durch ein Gelenk verbunden und relativ zueinander bewegbar sind. Die erste Baueinheit weist ein erstes optoelektronisches Bauteil mit einem Molded Interconnect Device (MID) als Träger und die zweite Baueinheit ein zweites optoelektronisches Bauteil mit einem weiteren Molded Interconnect Device (MID) als Träger auf. Das erste optoelektronische Bauteil ist mit dem zweiten optoelektronischen Bauteil durch mindestens eine durchgehende optische Faser verbunden. Das eine Ende der optischen Faser ist über eine in das MID integrierte Steckverbindung mit dem ersten optoelektronischen Bauteil und das andere Ende über eine in das weitere MID integrierte Steckverbindung mit dem zweiten optoelektronischen Bauteil in Kontakt gebracht.
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Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine optische Faser zur Datenübertragung zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil besonders geeignet ist, weil sie nicht so verschleißanfällig ist wie eine komplizierte Freistrahloptik, die eine exakte Justage erfordert. Die Verwendung einer optischen Faser mit dem erfindungsgemäßen MID-Bauteil und optischer Steckverbindung vermeidet zudem Fokussierungsprobleme, weil sie durch ihre günstige geometrische Anordnung die Freistrahllängen minimiert. Somit kann die Anordnung auch für Fasern mit großen Aperturen, wie sie beispielsweise bei POFs (plastic optical fibers) üblich sind, eingesetzt werden. Eine große Apertur ist wünschenswert, weil sie kleine Biegeradien der Faser und somit besonders kleine Gelenke erlaubt, ohne dass bei der Übertragung viel Licht verloren geht. Signale können somit über eine durchgehende Faser besonders einfach übertragen werden.
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Unter einem Gelenk wird dabei eine bewegliche Verbindung zwischen zwei oder mehr Körpern verstanden, so dass sowohl ein Kugelgelenk mit drei Freiheitsgraden, als auch ein scharnierartiges Drehgelenk oder ein Schubgelenk mit jeweils einem Freiheitsgrad oder Kombinationen daraus wie z. B. Drehschubgelenke denkbar sind.
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In ein Gelenk kann eine optische Faser besonders leicht integriert werden, indem in seinem Innern eine Kavität vorgesehen ist, durch die die Faser geführt wird. Die Verformung der Faser beim Bewegen des Gelenkes wird vorzugsweise verteilt auf eine oder mehrere Biegungen und/oder Tordierungen, um die relative Verformung möglichst klein zu halten. Weiter werden vorzugsweise dünne Faserbündel eingesetzt, da diese flexibler sind als eine Faser mit einem dickeren Kern.
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Vorteilhafterweise ist als erstes optoelektronisches Bauteil ein Sender wie beispielsweise eine VCSEL-Diode oder sogar mehrere redundante VCSEL-Dioden vorgesehen und als zweites optoelektronisches Bauteil ein Empfänger wie beispielsweise eine Photodiode. Sind mehrere, beispielsweise drei, redundante VCSEL-Dioden vorgesehen, so hat dies den Vorteil, dass ein kosten- und zeitintensiver Burn-in-Test, der erst die Zuverlässigkeit einer VCSEL-Diode gewährleistet, entfallen kann.
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Eine Monitordiode stellt dann gegebenenfalls den Ausfall einer der redundanten VCSEL-Dioden fest und ein Treiber schaltet auf einen funktionsfähigen um. Auf diese Weise lässt sich ein preiswertes und gleichzeitig zuverlässiges optoelektronisches Bauteil bereitstellen. Die Montage eines Treibers in den Sender bzw. eines Verstärkers in den Empfänger erhöht die Packungsdichte sowie die elektromagnetische Verträglichkeit.
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Die verwendete optische Faser, beispielsweise eine polymere optische Faser (POF), sollte, um möglichst kleine Biegeradien und zugleich eine lange Lebensdauer zu ermöglichen, einen Durchmesser von höchstens einem halben Millimeter aufweisen und eine verhältnismäßig große numerische Apertur von beispielsweise mehr als 0,4. Damit kann verhindert werden, dass das Signal bei einer starken Biegung der Faser unerwünschter Weise ausgekoppelt wird. Statt einer einzelnen Faser kann auch ein Faserbündel verwendet werden, das an seinen Enden in eine Ferrule gefasst ist.
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Eine dünne Faser bringt einen kleinen Aus- und Eintrittsdurchmesser an den Faserenden mit sich, was auf der Senderseite den Nachteil eines erschwerten Einkoppelns (d. h. ”Treffens” des Faserendes), auf der Empfängerseite jedoch den Vorteil eines zielgenauen Auskoppelns des Lichtsignals bedeutet. Durch die Verwendung eines Faserbündels anstelle einer einzelnen Faser wird das Einkoppeln des Signals auf der Senderseite jedoch erleichtert, das Bündeln des Lichts auf die Empfängerfläche jedoch erschwert, zudem sich der austretende Lichtkegel bei der gewünschten hohen numerischen Apertur sehr schnell aufweitet, so dass ein Kompromiss gefunden werden muss.
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Die Molded Interconnect Device(MID)-Steckverbindung weist vorteilhafterweise einen Kanal mit einer Stirnseite und einer der Stirnseite gegenüberliegenden Eingangsseite auf, wobei die Eingangsseite eine Aufnahme für eine in eine Ferrule gefasste optische Faser oder ein Faserbündel aufweist. Auf der Stirnseite ist als erstes bzw. zweites optoelektronisches Bauteil ein Submodul mit einem Halbleiterchip derart angeordnet, dass die aktive Seite des Halbleiterchips in den Kanal gerichtet ist.
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Bei dieser Steckverbindung ist es möglich, sehr kleine Abstände zwischen der Faser und den optoelektronischen Bauteilen zu erzielen. Solche kleinen Abstände sind wünschenswert, weil bei der verhältnismäßig großen Apertur der Faser sich sonst das Problem stellt, die Empfängerfläche mit dem Lichtaustrittskegel mit einer ausreichenden Lichtausbeute zu überstrahlen. Dieses Problem müsste mit einer aufwendigen Optik oder mit einer großen Empfängerfläche kompensiert werden. Kleine Abstände zwischen Faserende und Sender bzw. Empfänger haben außerdem den Vorteil, dass der verbleibende Zwischenraum einfach versiegelt und/oder mit einer Matchingflüssigkeit zur Anpassung der Brechzahlen versehen werden kann, so dass auch bei extremen Temperaturwechseln ein Beschlagen der Faserenden mit Feuchtigkeit vermieden wird oder wegen des geringen Abstandes keine Rolle spielt. Vorteilhafterweise gilt für die Abstände d1 und d2 zwischen den jeweiligen Faserenden und dem ersten bzw. dem zweiten optoelektronischen Bauteil 0 ≤ d1 ≤ 50 μm bzw. 0 ≤ d2 ≤ 50 μm.
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Das Submodul mit dem Halbleiterchip kann über eine Lötverbindung mit der Stirnseite verbunden sein, während das MID seinerseits ebenfalls über eine Lötverbindung mit einer Platine verbunden ist, wobei die Lötverbindung unterhalb des die in eine Ferrule gefasste Faser aufnehmenden Kanals liegt.
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Ein erfindungsgemdßes Mobiltelefon weist ein Sockelteil und eine Abdeckung auf, wobei die Abdeckung mit dem Sockelteil durch ein Gelenk verbunden ist. Das Sockelteil weist eine Platine mit einem ersten optoelektronischen Bauteil und die Abdeckung eine Platine mit einem zweiten optoelektronischen Bauteil auf, wobei das erste optoelektronische Bauteil mit dem zweiten optoelektronischen Bauteil durch mindestens eine durchgehende optische Faser verbunden ist. Das eine Ende der Faser ist über eine Molded Interconnect Device(MID)-Steckverbindung mit dem ersten optoelektronischen Bauteil und das andere Ende über eine Molded Interconnect Device(MID)-Steckverbindung mit dem zweiten optoelektronischen Bauteil in Kontakt gebracht.
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Bei einem solchen Mobiltelefon können über die optische Faser beispielsweise Signale von einer der Tastatur zugeordneten Platine zum Display übertragen werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass die optische Faser eine besonders langlebige Verbindung mit hohen Übertragungsraten bei niedrigster EMV-Empfindlichkeit ermöglicht. Die Verwendung einer VCSEL-Diode ermöglicht Übertragungsraten im Bereich von Gb/s bei einem gleichzeitig niedrigen Energieverbrauch, so dass ein Einsatz auch in batteriebetriebenen Mobiltelefonen problemlos möglich ist. Ein weiterer, für die Anwendung in Mobiltelefonen und PDAs besonders wichtiger Vorteil ist, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr klein und damit platzsparend ausgeführt sein kann.
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Ein erfindungsgemdßes Verfahren zur Übertragung von Daten zwischen durch ein Gelenk miteinander verbundenen Baueinheiten, weist folgende Schritte auf: Zunächst wird ein optisches Signal durch ein einer ersten Baueinheit zugeordnetes erstes optoelektronisches Bauteil, beispielsweise eine VCSEL-Diode, erzeugt. Das optische Signal wird in eine optische Faser oder ein Faserbündel eingekoppelt, wobei an der Einkoppelstelle eine Molded Interconnect Device-Steckverbindung vorgesehen ist. Durch die Faser wird das optische Signal zu einer Auskoppelstelle übertragen, wobei der gesamte Übertragungsweg von der Einkoppelstelle zur Auskoppelstelle eine konstante Brechzahl aufweist, die Faser somit durchgehend ist und durch das Gelenk geführt wird. An der Auskoppelstelle wird das optische Signals ausgekoppelt, wobei an der Auskoppelstelle eine weitere Molded Interconnect Device-Steckverbindung vorgesehen ist. Das Signal wird durch ein einer zweiten Baueinheit zugeordnetes zweites optoelektronisches Bauteil, beispielsweise eine Photodiode, empfangen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
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1 zeigt schematisch zwei Baueinheiten, zwischen denen mit einer optischen Faser Signale übertragen werden können;
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2a zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbindung;
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2b zeigt eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbindung;
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2c zeigt eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbindung;
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3a zeigt schematisch eine Vorderansicht eines Submoduls der Steckverbindung gemäß einer ersten Ausführungsform;
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3b zeigt eine Seitenansicht dieser Ausführungsform;
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4a zeigt schematisch eine Vorderansicht eines Submoduls der Steckverbindung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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4b zeigt eine Seitenansicht der zweiten Ausführungsform;
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5a zeigt schematisch eine Vorderansicht eines Submoduls der Steckverbindung gemäß einer dritten Ausführungsform und
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5b zeigt eine Seitenansicht der dritten Ausführungsform.
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Gleiche Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit einer ersten Baueinheit 2 und einer zweiten Baueinheit 3 soll eine leicht zu montierende, schnelle, möglichst EMV-unempfindliche und wenig verschleißanfällige Datenübertragung zwischen den beiden Baueinheiten gewährleistet sein. Die erste Baueinheit 2 ist mit der zweiten Baueinheit 3 durch ein Gelenk 8 verbunden, wobei es sich bei dem Gelenk 8 typischerweise um ein scharnierartiges Drehgelenk handelt, so dass die Bauteile relativ zueinander um eine Achse 37 rotierbar sind. Es sind jedoch auch Kugelgelenke oder Schubgelenke denkbar. Zur Datenübertragung ist eine optische Faser 6 zwischen den Baueinheiten angeordnet, die ein erstes optoelektronisches Bauteil 4 mit einem zweiten optoelektronischen Bauteil 5 verbindet. Die Faser 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel in eine Ferrule gefasst.
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Die Faser 6 kann dazu beispielsweise durch eine nicht näher dargestellte Kavität innerhalb des Gelenks 8 geführt sein. Mit dem ersten und dem zweiten optoelektronischen Bauteil (4, 5) ist sie durch Steckverbindungen 7 verbunden, wobei die Steckverbindungen 7 jeweils durch ein Molded Interconnect Device (MID) gebildet sind. Das MID stellt eine dreidimensionale Aufnahme- und Verdrahtungsstruktur zur Verfügung, die es ermöglicht, eine schlüssige und stabile optische Verbindung zwischen der Faser 6 und den optoelektronischen Bauteilen (4, 5) herzustellen. Details der Steckverbindung 7 werden in den folgenden Figuren gezeigt.
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Die Steckverbindung 7 gemäß 2a umfasst einen Kanal 24 mit einer Eingangsseite 26 und einer Aufnahme 28 für eine in eine Ferrule 34 gefasste Faser 6 mit einem Kern 23 und einem Mantel 22. Die Steckverbindung 7 umfasst weiter ein auf eine Stirnseitenfläche 27 der Aufnahme 28 mit Hilfe der gestrichelt dargestellten Lotkugeln 16 aufgelötetes Submodul 33. In die Aufnahme 28 können nicht dargestellte Federleisten integriert sein, die die Ferrule 34 in einen Referenzanschlag 36 drücken und ein Herausziehen der Ferrule 34 mit Faser 6 aus der Aufnahme 28 zu verhindern. Im Submodul 33 ist das mit einem Kunststoffgehäuse 9 umgebene optoelektronische Bauteil untergebracht, also typischerweise der oder die Halbleiterchips 11 des Senders und/oder des Empfängers. Die gesamte MID-Steckverbindung 7 ist über Platinenkontakte 35, beispielsweise Lotkugeln, auf einer übergeordneten Platine 25 montiert. Die Lötverbindungen liegen dabei unterhalb der Aufnahme 28. Die Platine 25 ist Bestandteil der ersten und zweiten Baueinheit (2, 3). Die Faser 6 mit den in diesem Ausführungsbeispiel in Ferrulen 34 gefassten Enden wird nach der Montage der Platinen 25 in die Baueinheiten (2, 3) mit Gelenk 8 in die Aufnahme 28 gesteckt.
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Die zum Auflöten auf die Oberfläche 21 des Submoduls 33 vorgesehenen Lotkugeln 16 sind möglichst genau zu den optischen Flächen der relevanten Halbleiterchips 11 angebracht, um einen Selbstzentriereffekt des Submoduls 33 zu erzielen. Beim Auflöten des Submoduls 33 auf die Lötpads der Stirnseitenfläche 27, die wiederum möglichst genau zur Aufnahme 28 platziert sind, wird durch den Selbstzentriereffekt eine gute Zentrierung des Submoduls relativ zur Aufnahme 28 und somit zum Kanal 24 bzw. zum Faserkern 23 erreicht. Die Zentrierung kann jedoch auch durch eine passive Justage mittels Pattern Recognition in Verbindung mit Klebung verbessert werden. Das MID kann mit weiteren passiven und/oder aktiven, nicht näher dargestellten Bauelementen bestückt sein und somit ein intelligentes Modul darstellen. Das Submodul 33 kann mittels nicht dargestelltem Unterfüllmaterial zusätzlich fixiert werden, so dass keinerlei Verschiebungen während des späteres Auflötens des MIDs auf die Platine 25 möglich sind, bei dem die Lotverbindung zur Stirnseitenfläche 27 zunächst wieder verflüssigt wird.
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Das Submodul 33 kann nach dem Auflöten auch die Stirnseitenfläche 27 mit einer Schutzeinfassung 29, die bereits in das MID integriert sein kann, geschützt und sowohl elektrischen als auch optischen Funktionstests unterzogen werden. Die auf diese Weise fertiggestellte MID-Steckverbindung 7 kann nun verpackt, gelagert, transportiert und als optoelektronisches Bauteil mit integrierter Steckverbindung wie ein oberflächenmontierbares Standardbauteil mittels Lötverbindungen 35 auf die Platine 25 aufgelötet werden. Über die Lötverbindungen (16, 35) wird die elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Bauteils zur Platine 25 realisiert.
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Nach der Montage der MID-Steckverbindung 7 kann die in die Ferrule 34 gefasste Faser bzw. das Faserbündel 6 in die Aufnahme 28 gesteckt und bis zum Anschlag gegen das Submodul 33 geschoben werden. Auf diese Weise ist ein minimaler Abstand zwischen der Faser und der Oberfläche 21 des Submoduls 33 möglich, was eine besonders gute und unkomplizierte Einkopplung des Signals vor allem auf der Empfängerseite sicherstellt.
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In einer alternativen Ausführungsform gemäß 2b wird das Submodul 33 nicht über Lotkugeln, sondern über ein oder mehrere Federelemente 30 an der Stirnseitenfläche 27 der Aufnahme 28 fixiert. Es können zusätzlich auch seitliche Federelemente vorgesehen sein, die eine Kraft senkrecht zur Zeichnungsebene auf das Submodul 33 ausüben und dieses gegen eine nicht dargestellte seitliche Begrenzungsfläche drücken. Die Begrenzungsflächen sowie die Federelemente 33 sind Bestandteil des MIDs. Außerdem sind zusätzliche Klebeverbindungen zwischen dem Submodul 33 und der Stirnseitenfläche 27 denkbar. Die elektrische Verbindung zwischen dem Submodul 33 und der Platine 25 wird durch Lotpads 20 des Submoduls realisiert, die beim Auflöten der MID-Steckverbindung 7 auf die Platine 25 mit den Platinenkontakten 35 verbunden werden. Als Platinenkontakte 35 der MID-Steckverbindung 7 können in diesem Fall auch einfache lötbare Metallflächen, beispielsweise „Lands”, eingesetzt werden, die beim Auflöten mit Lotdepots auf der Platine 25 in Kontakt gebracht werden. Die Leiterbahnen des MIDs selbst können mittels eingespritztem Flachleiterrahmen oder durch andere herkömmliche Verfahren hergestellt sein, da bei dieser Konstruktion keine Lötpads oder Leiterbahnstrukturen auf der Stirnseitenfläche 27 vorgesehen sind.
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2c zeigt eine weitere Ausführungsform der MID-Steckverbindung 7. In 2c ist der Halbleiterchip 11 mittels Flip-Chip-Kontakten 31 in „bare-die-Technologie” direkt auf die Stirnseitenfläche 27 aufgelötet. Die Stirnseite 27 weist in diesem Fall eine nicht im Detail dargestellte feine Spritzhaut mit einem optischen Durchkontakt 32, etwa einem Loch oder Fenster, auf, wobei der Durchmesser des optischen Durchkontakts 32 mindestens so groß ist wie die optisch aktive Fläche des Halbleiterchips 11. Leiterbahnen auf der Spritzhaut, die Kontaktanschlussflächen des Halbleiterchips 11 mit den Platinenkontakten 35 verbinden, müssen bei diesem Ausführungsbeispiel sehr fein strukturiert sein. Der oder die Halbleiterchips 11 können mit einer Schicht aus gegebenenfalls transparentem Unterfüllmaterial versehen werden und können zusätzlich zu den Flip-Chip-Kontakten auch Drahtbond-Kontakte aufweisen.
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Details verschiedener Ausführungsformen des Submoduls sind in den folgenden Figuren gezeigt.
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3a zeigt das Submodul 33 mit dem optisch aktiven Sender- bzw. Empfängerbauteil 38, das beispielsweise redundante VCSEL-Dioden 12 oder eine Photodiode aufweist, wobei seine Kontaktflächen 13 über Leiterbahnen 14 mit einem Treiber- bzw. Verstärkerchip 15 und/oder mit Lotkugeln 16 verbunden sind.
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3a zeigt somit eine Vorderansicht eines Submoduls 33, wobei die Oberfläche 21 nach der Montage in den Kanal zeigt und senkrecht zur Längsrichtung der Faser 6 bzw. der Ferrule 34 liegt, deren Umriss 10 durch die gestrichelte Linie angedeutet ist. Ist das Submodul 33 ein optoelektronisches Sendermodul, so weist es typischerweise einen elektro-optischen Wandler wie z. B. die hier dargestellten VCSEL-Dioden auf, deren Kontaktflächen 13 über die Leiterbahnen 14 mit einem Treiberchip 15 verbunden sind. Ist das Submodul 33 dagegen ein optoelektronisches Empfängermodul, so weist es einen optoelektronischen Wandler auf und seine Kontaktflächen 13 sind über die Leiterbahnen 14 mit einem Verstärker- oder Signalbearbeitungschip 15 verbunden. Durch die kurzen Leitungen senderseitig zwischen Treiber (mit Logik für Redundanzschaltung) und VCSEL-Diode wird die elektromagnetische Abstrahlung minimiert. Durch die kurzen Leitungen, die über eine hier nicht näher dargestellte Dünnfilmtechnik hergestellt werden, zwischen Sender und Verstärker wird die Empfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen minimiert, da die Signale des Empfängers nach kürzestem Weg verstärkt werden.
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Auf seiner Oberfläche 21 weist das Submodul 33 eine Anzahl von Lotkugeln 16 auf, mit denen es elektrisch und/oder mechanisch mit der in dieser Figur nicht dargestellten Stirnseite verbunden werden kann.
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Gemäß einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung beinhaltet das Submodul nur ein Sender- bzw. Empfangsbauteil, dessen Kontaktflächen über Leiterbahnen mit Lötpads bzw. Lotkugeln verbunden sind. Weitere Bauteile wie z. B. Treiber, Verstärker und passive Bauteile können separat auf das MID montiert werden oder unter Akzeptanz längerer Leiterbahnen und deren Nachteilen auf die Platine montiert werden.
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Die 3b, 4b und 5b zeigen Seitenansichten der Submodule 33 mit dem Kunststoffgehäuse 9 und auf der Oberfläche 21 angeordneten Lotkugeln 16 und/oder weiteren Lotkugeln 17. Das Submodul gemäß 5b kann außerdem eine Erweiterung 19 und auf seiner Oberfläche 21 anstelle von Lotkugeln Lotpads 20 oder ”Lands” aufweisen.
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Die Vorderansicht des Submoduls 33 gemäß einer zweiten Ausführungsform ist in 4a gezeigt. Dieses Submodul 33 ist aus Symmetriegründen etwas breiter als das Submodul 33 gemäß 3a und weist weitere Lotkugeln 17 auf, die eine Selbstzentrierung des Submoduls 33 beim Auflöten erleichtern und das Submodul 33 außerdem beim Einstecken der Faser stabilisieren sollen. Außerdem sind weitere Leiterbahnen 18 zur Verbindung von nicht dargestellten Kontaktflächen des Treiber- oder Verstärkerchips 15 mit den Lotkugeln 16 und gegebenenfalls auch mit den weiteren Lotkugeln 17 vorgesehen, so dass eine ”großzügigere” Umverdrahtung ermöglicht wird. Dazu ist eine nicht näher dargestellte, in Dünnfilmtechnik ausgeführte Umverdrahtungslage vorgesehen. Submodule 33 gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform können wie in 2a dargestellt auf die Stirnseite 27 der MID-Steckverbindung 7 aufgebracht sein.
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5a zeigt eine Vorderansicht des Submoduls 33 gemäß einer dritten Ausführungsform. Das Submodul 33 weist keine Lotkugeln 16 oder weiteren Lotkugeln 17 auf, sondern stattdessen Lotpads 20, die über weitere Leiterbahnen 18 mit dem Treiber- oder Verstärkerchip 15 oder direkt mit den elektrooptischen bzw. optoelektronischen Wandlern verbunden sind. Zur Stabilisierung des Submoduls 33 beim Einstecken der Faser kann eine Erweiterung 19 vorgesehen sein, die durch die gestrichelte Linie angedeutet ist. Ein Submodul 33 gemäß dieser dritten Ausführungsform kann wie in 2b dargestellt auf die Stirnseite 27 der MID-Steckverbindung 7 aufgebracht sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- erste Baueinheit
- 3
- zweite Baueinheit
- 4
- erstes optoelektronisches Bauteil
- 5
- zweites optoelektronisches Bauteil
- 6
- optische Faser
- 7
- Steckverbindung
- 8
- Gelenk
- 9
- Kunststoffgehäuse
- 10
- Umriss der Aufnahme
- 11
- Halbleiterchip
- 12
- redundante VCSEL-Dioden
- 13
- Kontaktfläche
- 14
- Leiterbahn
- 15
- Treiber- bzw. Verstärkerchip
- 16
- Lotkugel
- 17
- weitere Lotkugel
- 18
- weitere Leiterbahn
- 19
- Erweiterung
- 20
- Lotpad
- 21
- Oberfläche
- 22
- Mantel
- 23
- Faserkern
- 24
- Kanal
- 25
- Platine
- 26
- Eingangsseite
- 27
- Stirnseitenfläche
- 28
- Aufnahme
- 29
- Schutzeinfassung
- 30
- Federelement
- 31
- Flip-Chip-Kontakte
- 32
- optischer Durchkontakt
- 33
- Submodul
- 34
- Ferrule
- 35
- Platinenkontakt
- 36
- Referenzanschlag
- 37
- Achse
- 38
- Sender- bzw. Empfängerbauteil
