DE102007019033A1 - Optoelectronic assembly, has carrier i.e. molded interconnect device, with opening i.e. linear hopper, in wall region to ensure coupling between component and fiber, where opening is designed such that size of opening changes between sides - Google Patents
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Abstract
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Die Erfindung betrifft optoelektronische Baugruppen, ein Verfahren zur optischen Kopplung eines optoelekronischen Bauelementes mit einer optischen Faser und ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Baugruppe.The The invention relates to optoelectronic assemblies, a method for optical coupling of an optoelectronic component with a optical fiber and a method for producing an optoelectronic Assembly.
Es ist allgemein erstrebenswert, bei der optischen Kopplung eines optoelektronischen Wandlerbauelementes mit einer optischen Faser zum einen die Koppelverluste klein zu halten und zum anderen möglichst große Koppeltoleranzen zu ermöglichen. Letztes bedeutet, dass eine longitudinale oder laterale Fehlausrichtung der zu koppelnden Teile (aufgrund von Toleranzen bei der Herstellung und/oder Verbindung der Teile) die Koppelverluste nicht oder nur geringfügig vergrößert. Große Koppeltoleranzen reduzieren die Anforderungen an die Präzision bei der Herstellung und/oder Kopplung und reduzieren daher die Kosten.It is generally desirable in the optical coupling of an opto-electronic Converter component with an optical fiber for a coupling losses keep small and on the other hand as large as possible Allow coupling tolerances. Last means that a longitudinal or lateral misalignment of the to be coupled Parts (due to manufacturing and / or connection tolerances the parts) the coupling losses not or only slightly increased. Reduce large coupling tolerances the demands on precision in production and / or coupling and therefore reduce costs.
Zur Minimierung der Koppelverluste ist eine aktive Justage, d. h. eine Justage bei einem aktiv betriebenden optoelektronischen Bauelement bekannt. Eine aktive Justage minimiert Koppelverluste in effektiver Weise. Eine aktive Justage ist jedoch relativ teuer und zeitaufwendig, so dass sie in der Regel auf kleine Stückzahlen beschränkt ist.to Minimization of coupling losses is an active adjustment, i. H. a Adjustment with an actively operating optoelectronic component known. An active adjustment minimizes coupling losses more effectively Wise. An active adjustment, however, is relatively expensive and time consuming so they are usually limited to small numbers is.
Weiter ist ein videounterstütztes passives Koppeln einer optischen Faser mit einem optoelektronischen Bauelement bekannt. Das optoelektronische Bauelement wird dabei nicht aktiv betrieben. Das videounterstützte passive Koppeln erfordert eine hochgenaue Koppelmotorik und eine verzugsfreie Fixierung. Sie ist daher ebenfalls vergleichsweise zeitaufwendig und nicht für eine kostengünstige Massenproduktion geeignet.Further is a video-supported passive coupling of an optical Fiber with an optoelectronic device known. The optoelectronic Component is not actively operated. The video supported Passive coupling requires a high-precision coupling motor and a distortion-free fixation. It is therefore also comparatively time consuming and not for a cost-effective mass production suitable.
Zur Lösung des Problems, die Koppelverluste bei der optischen Kopplung eines optoelektronischen Bauelementes mit einer optischen Faser gering zu halten, ist weiter die Anbringung hochpräziser passiver Koppelstrukturen an zusammenzufügenden Teilen bekannt. Bei einem Zusammenfügen der Teile werden aufgrund der korrespondierenden Koppelstrukturen das optoelektronische Bauelement und die optische Faser passiv aufeinander ausgerichtet. Je präziser eine solche passive Kopplung erfolgt, desto höher sind die Anforderungen an die Genauigkeit und Exaktheit der passiven Koppelstrukturen und desto höher ist der Preis für die Bereitstellung der Werkzeuge, mit denen diese Teile oder die an ihnen ausgebildeten Koppelstrukturen hergestellt werden.to Solution to the problem, the coupling losses in the optical Coupling of an optoelectronic component with an optical To keep fiber low, the attachment of high-precision passive is further Coupling structures known to be joined parts. When joining the parts are due to the corresponding Coupling structures, the optoelectronic component and the optical Fiber passively aligned. The more precise one such passive coupling takes place, the higher are the requirements the accuracy and exactness of the passive coupling structures and the like higher is the price for the provision of tools, with which these parts or the coupling structures formed on them getting produced.
Ein passives Fügen und Ausrichten kleiner Bauteile kann des weiteren durch Ausnutzen von Oberflächenspannungen, die beim Löten der Bauteile unter Verwendung von Lotkugeln entstehen, erfolgen. Allerdings gibt es eine untere Grenze für die Präzision, mit der sich ein Bauteil selbst gegenüber einem anderen Bauteil ausrichtet, was sich in einer unteren Grenze für die Koppelverluste ausdrückt.One passive joining and alignment of small components can be further by exploiting surface tensions that when soldering the components using solder balls arise, take place. However, there is a lower limit for the precision with which a component itself faces one aligns another component, resulting in a lower limit for expresses the coupling losses.
Weiter gilt allgemein, dass sich die Koppelverluste erhöhen, je größer der Koppelabstand zwischen optoelektronischem Bauelement und optischer Faser in longitudinaler Richtung ist. Um bei einem vorgegebenen longitudinalen Abstand die Koppelverluste zu reduzieren, ist die Einbringung einer Koppellinse in den Strahlengang bekannt. Dies kann allerdings zu einem erhöhten Koppelaufwand führen. Auch führt die Verwendung einer gesonderten Koppellinse zu zusätzlichen Kosten.Further generally applies that the coupling losses increase, depending greater the coupling distance between optoelectronic Component and optical fiber in the longitudinal direction. Around at a given longitudinal distance, the coupling losses to reduce, is the introduction of a coupling lens in the beam path known. However, this can lead to an increased coupling effort to lead. Also, the use of a separate leads Coupling lens at additional cost.
Es besteht somit ein Bedarf nach optoelektronischen Anordnungen und Verfahren, die bei einer optischen Kopplung eines optoelektronischen Bauelementes mit einer optischen Faser die Koppelverluste gering halten und/oder große Koppeltoleranzen bereitstellen.It Thus, there is a need for optoelectronic devices and Method that is used in an optical coupling of an optoelectronic Component with an optical fiber, the coupling losses low hold and / or provide large coupling tolerances.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine optoelektronische Baugruppe bereitgestellt, die ein optoelektronisches Modul mit mindestens einem optoelektronischen Bauelement sowie einen Modulträger umfasst, an dem das optoelektronische Modul befestigt ist. Der Modulträger weist eine Aufnahmestruktur auf, die zur Aufnahme einer optischen Faser geeignet ist. Er weist des weiteren einen Wandbereich mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite auf. In dem Wandbereich ist eine Koppelöffnung vorgesehen, die eine optische Kopplung zwischen dem optoelektronschen Bauelement und einer in die Aufnahmestrukur eingeführten optischen Faser ermöglicht. Die Koppelöffnung ist dabei derart ausgebildet, dass die Größe der Koppelöffnung sich zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite des Wandbereichs verändert.In An embodiment of the invention is an optoelectronic Assembly provided with an optoelectronic module with at least an optoelectronic component and a module carrier comprises, to which the optoelectronic module is attached. The module carrier has a receiving structure for receiving an optical fiber suitable is. He also has a wall area with a first page and a second page. In the wall area is a coupling opening provided, which is an optical coupling between the optoelectronic device and one in the Aufnahmestrukur introduced optical fiber allows. The coupling opening is designed such that the size of the Coupling opening between the first page and the second Side of the wall area changed.
Hierdurch wird ohne die Verwendung einer gesonderten Koppellinse eine lichtleistungszentrierende Struktur in dem Modulträger bereitgestellt, die bewirkt, dass die Koppeltoleranzen erhöht und gleichzeitig die Koppelverluste reduziert werden. In einer Ausgestaltung ist die Koppelöffnung dabei in Form eines Trichters mit geraden oder gekrümmten Begrenzungsflächen ausgebildet.hereby becomes a lichtleistungszentrierende without the use of a separate coupling lens Structure provided in the module carrier, which causes that increases the coupling tolerances and at the same time the coupling losses be reduced. In one embodiment, the coupling opening in the form of a funnel with straight or curved boundary surfaces educated.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die optoelektronische Baugruppe Mittel zum Senden und/oder Empfangen modulierten Lichts und Trägermittel zur Befestigung der Mittel zum Aussenden und/oder Empfangen modulierten Lichts sowie zur Aufnahme von Lichtführungsmitteln auf, wobei die Trägermittel einen Wandbereich mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite aufweisen und in den Wandbereich Mittel integriert sind, die eine optische Kopplung zwischen den Mitteln zum Aussenden und/oder Empfangen modulierten Lichts und Lichtführungsmittel ermöglichen und dabei Licht während des Durchtritts durch die Wand zentrieren.In a further embodiment of the invention, the optoelectronic assembly comprises means for transmitting and / or receiving modulated light and carrier means for fixing the means for emitting and / or receiving modulated light and for receiving light guiding means , wherein the carrier means have a wall portion with a first side and a second side and are integrated in the wall portion means which allow an optical coupling between the means for emitting and / or receiving modulated light and light guiding means and thereby light during passage through the Center the wall.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Kopplung eines optoelektronischen Bauelementes eines optoelektronischen Moduls mit einer optischen Faser. Gemäß diesem Verfahren tritt beim Koppelvorgang Licht durch eine im Modulträger ausgebildete trichterförmige Öffnung, durch die das Licht beim Lichtdurchtritt zentriert wird. Durch diese Lichtzentrierung werden die Koppelverluste reduziert und die Koppeltoleranzen erhöht.One Another embodiment of the invention relates to a Process for the optical coupling of an optoelectronic component an optoelectronic module with an optical fiber. According to this Process occurs during the coupling process light through one in the module carrier formed funnel-shaped opening through which the light is centered when passing light. Through this light centering The coupling losses are reduced and increases the coupling tolerances.
Ein Ausführungsbeispiel zur Herstellung einer optoelektronischen Baugruppe sieht vor, ein optoelektronisches Modul mit mindestens einem optoelektronischen Bauelement sowie einen Modulträger bereitzustellen, der einen Wandbereich mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite sowie eine in dem Wandbereich ausgebildete Koppelöffnung aufweist, die eine optische Kopplung zwischen dem optoelektronischen Bauelement und einer optischen Faser ermöglicht, wobei die Größe der Koppelöffnung sich zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite verändert. Das optoelektronische Modul wird an dem auf diese Weise ausgebildeten Modulträger befestigt.One Embodiment for producing an optoelectronic Assembly provides an optoelectronic module with at least to provide an optoelectronic component as well as a module carrier, a wall area having a first side and a second side and a coupling opening formed in the wall portion having an optical coupling between the opto-electronic Component and an optical fiber allows, wherein the size of the coupling opening is between the first page and the second page changed. The optoelectronic Module is attached to the module carrier formed in this way attached.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen weitergehend erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the figures of Drawings on the basis of embodiments on explained. Show it:
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF EMBODIMENTS THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft optoelektronische Baugruppen mit einem optoelektronischen Modul, das mindestens ein optoelektronisches Bauelement umfasst. Bei dem optoelektronischen Bauelement kann es sich um einen elektrooptischen Sendewandler, wie beispielsweise eine LED oder eine Laserdiode, beispielsweise eine vertikal emittierende Laserdiode, oder um einen optoelektronischen Empfangswandler wie beispielsweise eine Photodiode handeln. Auch kann vorgesehen sein, dass das optoelektronische Modul sowohl einen Sendewandler als auch einen Empfangswandler umfasst, die beispielsweise hintereinander entlang einer optischen Achse in einem Gehäuse angeordnet sind.The The present invention relates to optoelectronic assemblies with an optoelectronic module, the at least one optoelectronic Component includes. In the optoelectronic device it can itself to an electro-optical transmitting transducer, such as an LED or a laser diode, for example a vertically emitting laser diode, or to an optoelectronic receiving transducer such as a photodiode act. It can also be provided that the optoelectronic Module comprises both a transmit transducer and a receive transducer, for example, in succession along an optical axis in a housing are arranged.
Es wird nunmehr auf die Zeichnungen Bezug genommen, um verschiedene Aspekte beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung zu beschreiben. Es versteht sich, dass die Zeichnungen diagrammatische und schematische Darstellungen dieser beispielhaften Ausführungsformen sind, nicht die vorliegende Erfindung beschränken sollen und auch nicht unbedingt maßgerecht gezeichnet sind.It Reference will now be made to the drawings to various Aspects of Exemplary Embodiments of the Invention to describe. It is understood that the drawings are diagrammatic and schematic diagrams of these exemplary embodiments are not intended to limit the present invention and not necessarily drawn to scale.
Die
Das
optoelektronische Bauelement
Dabei
kann vorgesehen sein, dass in dem Modul
Das
optoelektronische Bauelement
Der
Modulträger
Die
beiden Seiten
In
dem Wandbereich
Im
Ausführungsbeispiel der
Die
Begrenzungsflächen
Im
Ausführungsbeispiel der
Die
Das
optoelektronische Modul
Die
Umverdrahtungsschicht
Bei
dem Modulträger
Dementsprechend
weist der Modulträger
Zwischen
der dem Modulträger
Zur
Herstellung der optoelektronischen Baugruppe der
Das
Modul
Es
wird darauf hingewiesen, dass statt einer metallischen Spiegelschicht
auch ein anderes reflektierendes Material, beispielsweise ein reflektierender Kunststoff
auf die Begrenzungsflächen
Es
wird weiter darauf hingewiesen, dass das Trägerelement
lediglich beispielsweise als MID ausgebildet ist. Grundsätzlich
kann der Modulträger auch in anderer Weise ausgeführt
sein, beispielsweise nach dem „RMPD" Verfahren hergestellt
werden. Unter der Bezeichnung „RMPD" (Rapid Micro Product
Development) ist ein von der Mikrotec Gesellschaft für
Mikrotechnologie mbH in
Die
Die
Koppelöffnung der
Eine
weitere Ausführungsvariante ist in der
Durch
die Fokussierung des Lichtes in Richtung der optischen Faser bewirkt
die Koppelöffnung
Die
Das
optoelektronische Bauelement
Zur
Realisierung der konvexen Linse
Dabei
kann vorgesehen sein, dass die Unterfüllung
Die
Für
das Herstellungsverfahren der Koppellinse
Die
Zum
Herstellungsverfahren der Anordnung der
Die
Die
optoelektronische Baugruppe ist auf einem Schaltungsträger
Die
elektrischen Leitungen und elektrischen Kontaktflächen
sind in den Darstellungen der
Die
Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausgestaltung nicht
auf die dargestellten Ausführungsbeispiele. Beispielsweise
ist es ebenso denkbar, dass das optoelektronische Bauelement
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - DE 47057 [0045] - DE 47057 [0045]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |