DE102008063407B4

DE102008063407B4 - Eine optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung und ein Verfahren zum Bilden einer optoelektronischen oberflächenmontierten Vorrichtung

Info

Publication number: DE102008063407B4
Application number: DE102008063407.7A
Authority: DE
Inventors: Tobias Stäber; Cyrus Ghahremani; Erik Heinemann
Original assignee: Avago Technologies General IP Singapore Pte Ltd
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2008-12-31
Publication date: 2015-02-19
Anticipated expiration: 2029-01-01
Also published as: DE102008063407A1; US7731433B1; US20100142882A1

Abstract

Eine optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung, wobei die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung aufweist: ein vorgeformtes Gehäuse mit einer ersten Kavität und mit einer zweiten Kavität; ein erstes elektrooptisches Element und ein zweites elektrooptisches Element; und einen Leadframe, an dem das erste elektrooptische Element und das zweite elektrooptische Element montiert sind, wobei der Leadframe in dem vorgeformten Gehäuse eingebettet ist, und wobei die erste Kavität zum Bereitstellen eines ersten elektromagnetischen Strahlungspfads zwischen einem ersten Wellenleiter und dem ersten elektrooptischen Element eingerichtet ist, und wobei die zweite Kavität zum Bereitstellen eines zweiten elektromagnetischen Strahlungspfads zwischen einem zweiten Wellenleiter und dem zweiten elektrooptischen Element eingerichtet ist, und wobei die erste Kavität und die zweite Kavität in dem vorgeformten Gehäuse zum Entkoppeln von elektromagnetischer Strahlung, die entlang des ersten elektromagnetischen Strahlungspfads propagiert, gegenüber elektromagnetischer Strahlung, die entlang des zweiten elektromagnetischen Strahlungspfads propagiert, gebildet sind, ein Kappenelement, das eine erste Halterung und eine zweite Halterung aufweist, wobei die erste Halterung und die zweite Halterung zum Halten des ersten Wellenleiters und des zweiten Wellenleiters in einer vorbestimmten Position bezüglich des ersten elektrooptischen Elements und des zweiten elektrooptischen Elements eingerichtet sind, ein Linsenelement, wobei das Linsenelement zumindest an einer der ersten Halterung und der zweiten Halterung montiert ist, so dass sich das Linsenelement in eine der ersten Kavität und der zweiten Kavität hinein erstreckt.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung (surface-mounted device) und ein Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen oberflächenmontierten Vorrichtung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Zum Übermitteln von Audio-, Video- und anderen Datensignalen mittels Faseroptik oder mittels elektrischer Leiter sind standardisierte serielle Bussysteme bekannt. Ein standardisiertes serielles Bussystem, das insbesondere zum miteinander Verbinden von Multimediakomponenten zum Beispiel in Automobilen oder anderen Fahrzeugen verwendet wird, ist der medienorientierte Systemtransportbus (MOST, Media Oriented System Transport Bus). Für Daten, die mittels einer optischen Faser übermittelt werden, ist zum Beispiel ein MOST 25 Standard definiert, wobei für Daten, die mittels eines elektrischen Leiters übermittelt werden, zum Beispiel ein MOST 50 Standard definiert ist. Zum Übermitteln der (Multimedia-)Daten mittels optischer Fasern können eine Strahlungsquelle zum Senden der optischen Daten und ein Detektor zum Empfangen der übermittelten optischen Daten vorgesehen sein. In konventionellen Systemen zum Anwenden des MOST 25 Bus sind die Strahlungsquellen und die Detektoren in separaten Verbindern zum Anschließen der Strahlungsquellen oder der Detektoren an eine Schaltkreiskarte montiert. Jeder der Strahlungsverbinder und der Detektorverbinder ist in konventionellen Systemen gebildet, um einen Anschluss an eine Schaltplatte (circuit board) mittels einer Durchgangslochtechnologie bereitzustellen. Bei Anschließen des Verbinders gemäß der Durchgangslochtechnologie weisen die Verbinder Pins auf, die in Löcher eingeführt werden, die in die Schaltplatte gebohrt werden und mit Pads an der Schaltplatte an ihrer gegenüberliegenden Seite verlötet werden. Die Verbinder weisen dadurch einen Leadframe auf, an welchen ein integrierter Schaltkreis und ein optoelektronisches Element gebondet sind. Dadurch wird der Leadframe in ein Plastikgehäuse eingeführt, das mit einem optischen Harz gefüllt wird.
DE 100 65 624 A1 offenbart, dass zum präzisen Ausrichten eines optischen Wellenleiters in Bezug auf eine elektrooptische Komponente die elektrooptische Komponente an einer Montagebasis befestigt wird, welche an einer beliebigen Stelle an einem Träger angeordnet werden kann. Ein Kopplungselement, das ein negatives Bild der Kontur der Montagebasis aufweist, ist optional zum Montieren des optischen Wellenleiters vorgesehen. Das Kopplungselement ist positiv an der Montagebasis befestigt und empfängt das Ende des optischen Wellenleiters. Der Zwischenbereich zwischen der elektrooptischen Komponente und dem optischen Wellenleiter ist mit einem transparenten Klebstoff gefüllt. Die Montagebasis kann gemäß der Mikrostrukturtechnologie gestaltet sein. Das Kopplungselement ist nicht erforderlich, falls der optische Wellenleiter direkt in Bezug auf die Montagebasis ausgerichtet ist.
US 5,337,398 A offenbart eine optische Gehäuseanordnung, die Siliziumtechnologie und Umspritztechniken verwendet, um ein einzelnes In-Line Gehäuse mit vollständig passiver Ausrichtung zwischen den verschieden optischen Komponenten bereitzustellen. Die Technik, wie offenbart, ist bei einem Häusen einer einzelnen aktiven optischen Vorrichtung und zugehöriger Elektronik, einem Par von optischen Vorrichtungen und Elektronik (Sende-/Empfangseinheit) oder einer Gruppe jeder gewünschten Anzahl von solchen Komponenten hilfreich. Da das Silizium verarbeitet werden kann, um geätzte Ausrichtungsmarkierungen und metallisierte Bondpadstellen zu umfassen, kann eine Lötbump-Selbstausrichtung und eine optische Bank-Siliziumtechnologie verwendet werden, um eine Ausrichtung der aktiven Vorrichtung, der Kopplungslinse und der zugehörigen optischen Faser zu schaffen.
DE 195 42 167 A1 offenbart eine Steckdose für den Anschluss eines Steckers an installierte Netzleitungen, die an ihrem Sockel ein Gehäuse enthält, in dem ein elektronischer Busankoppler angeordnet ist. Der Busankoppler wird an eine ebenfalls installierte Busleitung angeschlossen. Signale, die von dem Busankoppler erzeugt werden, werden von einem lichtelektrischen Wandler in Lichtsignale umgewandelt und zum Stecker übertragen. Der Stecker enthält das Ende eines Lichtwellenleiters, der außer den elektrischen Versorgungsleitungen durch das angeschlossene Kabel hindurchgeht. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Signale im Kabel als Lichtsignale vorliegen und nicht durch elektrische Störungen beeinflusst werden können.
EP 1 645 898 A1 offenbart ein optisches Kommunikationsmodul, das an zumindest eine optische Faser gekoppelt werden kann und zumindest eine optoelektronische Vorrichtung, einen Basisabschnitt, und einen Deckabschnitt aufweist, der mit dem Basisabschnitt verbunden werden kann, um einen internen Raum zu definieren, um die optoelektronische Vorrichtung zu häusen, wobei der Deckabschnitt zumindest ein Fenster aufweist, um zumindest ein optisches Signal zwischen der zumindest einen Vorrichtung und der optischen Faser zu koppeln. Das Modul weist ferner ein Platte, die im Wesentlichen transparent für das optische Signal ist und eine erste Seite, die dem Deckabschnitt zugewandt ist, und eine zweite Seite hat, die dem internen Raum zugewandt ist, wobei die Platte es ermöglicht, das Fenster abzudichten, und eine Abschirmplatte auf, die mit der zweiten Seite verbunden werden kann und die mit zumindest einer Öffnung bereitgestellt werden kann, die im Wesentlichen mit den Fenster ausgerichtet ist, um einen Durchgang des optischen Signals zu ermöglichen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optoelektronische Vorrichtung bereitzustellen, die mit vertretbarem Aufwand und mit guter Leistungsfähigkeit hergestellt werden kann. Diese Aufgabe wird durch eine optoelektronische Vorrichtung und durch ein Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung (surface mounted device), die verglichen mit bekannten optoelektronischen oberflächenmontierten Vorrichtungen relativ einfach an eine Schaltplatte angeschlossen werden kann. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen der optoelektronischen oberflächenmontierten Vorrichtung. Die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung weist ein vorgeformtes (pre-molded) Gehäuse mit einer ersten Kavität und mit einer zweiten Kavität auf, ein erstes elektrooptisches Element und ein zweites elektrooptisches Element, und einen Leadframe, an dem das erste elektrooptische Element und das zweite elektrooptische Element montiert sind. Der Leadframe ist in das vorgeformte Gehäuse eingebettet. Die erste Kavität ist zum Bereitstellen eines ersten elektromagnetischen Strahlungspfads zwischen einem ersten Wellenleiter und dem ersten elektrooptischen Element eingerichtet. Die zweite Kavität ist zum Bereitstellen eines zweiten elektromagnetischen Strahlungspfads zwischen einem zweiten Wellenleiter und dem zweiten elektrooptischen Element eingerichtet. Die erste Kavität und die zweite Kavität sind in dem vorgeformten Gehäuse gebildet, um elektromagnetische Strahlung, die entlang des ersten elektromagnetischen Strahlungspfads propagiert, von elektromagnetischer Strahlung zu entkoppeln, die entlang des zweiten elektromagnetischen Strahlungspfads propagiert. Die optoelektrische oberflächenmontierte Vorrichtung weist ferner ein Kappenelement auf, welches eine erste Halterung und eine zweite Halterung aufweist, wobei die erste Halterung und die zweite Halterung zum Halten des ersten Wellenleiters und des zweiten Wellenleiters in einer vorbestimmten Position bezüglich des ersten elektrooptischen Elements und des zweiten elektrooptischen Elements eingerichtet sind. Ein Linsenelement ist zumindest an einer der ersten Halterung und der zweiten Halterung montiert, so dass sich das Linsenelement in eine der ersten Kavität und der zweiten Kavität hinein erstreckt.
Das Verfahren weist ein Bereitstellen eines vorgeformten Gehäuses mit einer ersten Kavität und mit einer zweiten Kavität auf, ein Montieren eines Leadframes an einem ersten elektrooptischen Element und an einem zweiten elektrooptischen Element, ein Einbetten des Leadframes in das vorgeformte Gehäuse, ein Bereitstellen eines ersten elektromagnetischen Strahlungspfads zwischen einem ersten Wellenleiter und dem ersten elektrooptischen Element, ein Bereitstellen eines zweiten elektromagnetischen Strahlungspfads zwischen einem zweiten Wellenleiter und dem zweiten elektrooptischen Element, und ein Bilden der ersten Kavität und der zweiten Kavität in dem vorgeformten Gehäuse zum Entkoppeln von elektromagnetischer Strahlung, die entlang des ersten elektromagnetischen Strahlungspfads propagiert, gegenüber elektromagnetischer Strahlung, die entlang dem zweiten elektromagnetischen Strahlungspfad propagiert. Das beschriebene Verfahren weist ferner auf ein Bereitstellen eines Kappenelements, das eine erste Halterung und eine zweite Halterung aufweist, wobei die erste Halterung und die zweite Halterung zum Halten des ersten Wellenleiters und des zweiten Wellenleiters in einer vorbestimmten Position bezüglich des ersten elektrooptischen Elements und des zweiten elektrooptischen Elements eingerichtet sind, und ein Montieren eines Linsenelements, wobei das Linsenelement zumindest an einer der ersten Halterung und der zweiten Halterung montiert ist, so dass sich das Linsenelement in eine der ersten Kavität und der zweiten Kavität hinein erstreckt, und ein Anbringen des Kappenelements an dem vorgeformten Gehäuse.
Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung, den folgenden Zeichnungen und der folgenden Ansprüche offensichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht eine optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel in einer Schnittansicht.
2 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht eines exemplarischen Ausführungsbeispiels der optoelektronischen oberflächenmontierten Vorrichtung.
3a bis 3c veranschaulichen einen herkömmlichen optoelektronischen Verbinder.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON VERANSCHAULICHENDEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
In Übereinstimmung mit einem veranschaulichenden Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung (oder ein Package) bereitgestellt, die ein vorgeformtes Gehäuse mit einer ersten Kavität und mit einer zweiten Kavität enthält, und einen Leadframe, an dem ein erstes optoelektronisches Element und ein zweites elektrooptisches Element montiert sind. Der Leadframe ist in dem vorgeformten Gehäuse eingebettet. Die erste Kavität ist zum Bereitstellen eines ersten elektromagnetischen Strahlungspfads (wie zum Beispiel eines ersten Lichtpfads) zwischen einem ersten Wellenleiter (wie zum Beispiel einer ersten optischen Faser) und dem ersten elektrooptischen Element eingerichtet. Die zweite Kavität ist zum Bereitstellen eines zweiten elektromagnetischen Strahlungspfads (wie zum Beispiel eines zweiten Lichtpfads) zwischen einem zweiten Wellenleiter (wie zum Beispiel eine zweite optische Faser) und dem zweiten elektrooptischen Element eingerichtet. Die erste Kavität und die zweite Kavität sind in dem vorgeformten Gehäuse zum Entkoppeln von entlang des ersten elektromagnetischen Strahlungspfads und des zweiten elektromagnetischen Strahlungspfads propagierender elektromagnetischer Strahlung gebildet. Mit anderen Worten kann ein optisches Übersprechen zwischen dem ersten elektromagnetischen Strahlungspfad und dem zweiten elektromagnetischen Strahlungspfad vermieden oder unterdrückt werden.
Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Bilden einer optoelektronischen oberflächenmontierten Vorrichtung bereit. In Übereinstimmung mit einem veranschaulichenden Ausführungsbeispiel enthält das Verfahren ein Bereitstellen eines vorgeformten Gehäuses mit einer ersten Kavität und mit einer zweiten Kavität, und ein Montieren eines Leadframes an einem ersten elektrooptischen Element und einem zweiten elektrooptischen Element. Der Leadframe ist in dem vorgeformten Gehäuse eingebettet. Das Verfahren enthält auch ein Bereitstellen eines ersten elektromagnetischen Strahlungspfads zwischen einem ersten Wellenleiter und dem ersten elektrooptischen Element, ein Bereitstellen eines zweiten elektromagnetischen Strahlungspfads zwischen einem zweiten Wellenleiter und dem zweiten elektrooptischen Element, und ein Bilden der ersten Kavität und der zweiten Kavität in dem vorgeformten Gehäuse zum Entkoppeln von elektromagnetischer Strahlung, die entlang des ersten elektromagnetischen Strahlungspfads und des zweiten elektromagnetischen Strahlungspfads propagiert.
Es sollte angemerkt werden, dass Ausführungsbeispiele der Erfindung in Bezug auf unterschiedliche Gegenstände beschrieben worden sind. Insbesondere sind einige Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf Ansprüche des Vorrichtungstyps beschrieben worden, wohingegen andere Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf Ansprüche des Verfahrenstyps beschrieben worden sind. Allerdings wird ein Fachmann auf dem technischen Gebiet der obigen und der folgenden Beschreibung entnehmen, dass, wenn nicht anders angezeigt, zusätzlich zu allen Kombinationen von Merkmalen, die zu einem Typ des Gegenstands gehören, auch beliebige Kombinationen zwischen Merkmalen als innerhalb dieser Anmeldung offenbart angesehen werden sollen, die sich auf unterschiedliche Gegenstände beziehen, insbesondere zwischen Merkmalen von Ansprüchen des Vorrichtungstyps und Merkmalen von Ansprüchen des Verfahrenstyps.
In Übereinstimmung mit einem veranschaulichenden Ausführungsbeispiel kann ein elektrooptisches Element an dem Leadframe montiert werden, welches in dem vorgeformten Gehäuse eingebettet ist. Das vorgeformte Gehäuse kann eine vorgeformte Plastikkomponente aufweisen, in welcher die Leadframe-Struktur eingebettet sein kann. Insbesondere kann der Leadframe vollständig in dem vorgeformten Gehäuse eingebettet sein. Das vorgeformte Gehäuse kann ein hohles Gehäuse sein, das die erste Kavität und die zweite Kavität aufweist, in welchen ein elektromagnetischer Strahlungspfad zwischen einem Wellenleiter oder einer optischen Faser (oder einem beliebigen anderen optischen Wellenleiter) und dem elektrooptischen Element, das an dem Leadframe montiert ist, vorgesehen sein kann. Die oben angesprochenen herkömmlichen Verbinder können zum Anschließen der Verbinder der Schaltplatte unter Verwendung der zuvor beschriebenen Durchgangslochtechnologie verwendet werden, und die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung der Erfindung kann unter Verwendung bekannter Oberflächenmontagetechnologie (SMT, Surface Mounted Technology, zum Beispiel ohne separate Anschlüsse) verbunden werden.
Das vorgeformte Gehäuse kann vor einer Chipmontageprozedur gebildet werden, um einen Aufnahmeraum zum Aufnehmen von verschiedenen Komponenten der optoelektronischen Komponente bereitzustellen. Eine Leadframe-Struktur kann in ein Spritzgussgerät eingeführt werden, so dass ein Spritzgießen eines Plastikmaterials den Leadframe einbetten kann, welcher dann innerhalb des Gehäuses fest angeschlossen ist und immer noch ein effizientes Koppeln zwischen Komponenten innerhalb des vorgeformten Gehäuses und Komponenten außerhalb des vorgeformten Gehäuses erlaubt. Daher kann gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel ein vorgeformtes Gehäuse für ein SMT-kompatibles faseroptisches Übermittler/Empfängermodul (elektrooptisches Element) bereitgestellt werden. Mittels Verwendens der Vorformtechnologie ist es möglich, die Komponenten auf eine solche Weise zu implementieren, wie zum Beispiel den Leadframe oder die elektrooptischen Elemente, dass die Eigenschaften von diesen Komponenten (zum Beispiel die Funktionalität der elektrooptischen Elemente) nicht von einer Lötprozedur negativ beeinflusst werden, die Temperaturen von 260°C und höher involvieren kann.
Der eingebettete Leadframe (der insbesondere elektrisch leitfähige Leiterbahnen und Pins zum elektrischen Anschließen eines Inneren des vorgeformten Gehäuses mit einem Äußeren davon hat) kann in dem vorgeformten Gehäuse eingebettet sein. Der Leadframe kann zum elektrischen Anschließen des elektrooptischen Elements, wie zum Beispiel eine elektromagnetische Strahlungsquelle und/oder ein elektromagnetischer Strahlungsdetektor, und/oder eines integrierten Schaltkreises (zum Beispiel ein Treiberschaltkreis) an eine externe Peripherie verwendet werden, wie zum Beispiel eine Schaltplatte, eine Energieversorgung, eine Signalübermittlung, etc. Mit anderen Worten kann, wenn das elektrooptische Element montiert ist, zum Beispiel auf eine SMT (Surface Mounted Technology) Weise, der eine Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Leiterbahnen (oder Pins) aufweisende Leadframe eine externe elektrische Kontaktierung mittels eines Reflow Solder Prozesses an die elektromagnetische Strahlungsquelle/den elektromagnetischen Strahlungsdetektor erlauben, untergebracht innerhalb des vorgeformten Gehäuses. Mittels Bildens des vorgeformten Gehäuses unter Verwendung von Spritzgießen können die Kosten gering gehalten werden, und es kann auch die faseroptische Komponente den hohen Temperaturen des Reflow Soldering Prozesses von SMT standhalten.
In Übereinstimmung mit einem veranschaulichenden Ausführungsbeispiel kann das elektrooptische Element eine elektromagnetische Strahlungsquelle haben, wie zum Beispiel eine Infrarot-, Sichtbarlicht-, optische oder ultraviolett emittierende aktive Komponente. Die aktive Komponente kann zum Beispiel eine Leuchtdiode oder eine Laserdiode sein. Zusätzlich oder alternativ kann das elektrooptische Element einen elektromagnetischen Strahlungsdetektor, wie zum Beispiel eine Fotodiode, zum Detektieren von elektromagnetischer Strahlung, wie zum Beispiel sichtbares optisches Licht, Infrarotstrahlung oder Ultraviolettstrahlung, aufweisen.
Mit anderen Worten kann ein kostengünstig herstellbares elektrooptisches Element bereitgestellt werden, welches als ein Übermittlermodul (elektromagnetische Strahlungsquelle) zum Übermitteln von optischen Signalen in einem Wellenleiter oder als ein Empfänger (elektromagnetischer Strahlungsdetektor) Modul zum Detektieren von optischen Signalen dienen kann, die von einem Wellenleiter empfangen werden. Solch ein optoelektronisches Element kann in kleinen Dimensionen von zum Beispiel kleiner als 2 mm × 2 mm × 4 mm hergestellt werden. Das Element kann mit ökonomischer Leadframe-Plastik-Häusungs-Technologie für mikroelektronische Komponenten herstellbar sein und kann als elektrooptisches Element und/oder als elektrisch aktive elektronische Chips eine Leuchtdiode oder einen Laserchip gemeinsam mit einem Treiber-IC als ein Übermittler haben, optional in Kombination mit passiven elektrischen Komponenten, Geräten oder Chips wie zum Beispiel Kondensatoren, Induktoren oder ohmschen Widerständen. In einer Konfiguration als ein Empfänger oder elektromagnetischer Strahlungsdetektor kann ein Fotodiodenchip und ein Verstärker-IC vorgesehen sein, optional in Kombination mit passiven elektrischen Komponenten, Vorrichtungen oder elektronischen Chips, wie zum Beispiel Kondensatoren, Induktoren oder ohmschen Widerständen.
In Übereinstimmung mit einem anderen veranschaulichenden Ausführungsbeispiel kann das vorgeformte Gehäuse aus einem opaken Material gebildet sein. Der Ausdruck „opakes Material” als hierin verwendeter Ausdruck beabsichtigt, ein Material zu bezeichnen, das opake (zum Beispiel optisch opake) Charakteristiken hat, das heißt es vermeidet, dass infrarotes, sichtbares, optisches oder ultraviolettes Licht durch das opake Material des vorgeformten Gehäuses hindurch transmittiert wird. Daher kann das optische Übersprechen zwischen der ersten Kavität und der zweiten Kavität mittels des opaken Materials des vorgeformten Gehäuses vermieden sein. Das opake Material kann thermoplastisches Material aufweisen, thermoplastisches Harz oder thermohärtendes Harz oder thermohärtendes Gussmaterial. Daher ist es nicht erforderlich, um die erste Kavität und die zweite Kavität ohne ein optisches Übersprechen bereitzustellen, weitere zusätzliche opake Elemente zu installieren. Mittels Auswählens eines opaken Material für das vorgeformte Gehäuse kann ein optisches Übersprechen zwischen dem ersten elektromagnetischen Strahlungspfad und dem zweiten elektromagnetischen Strahlungspfad der ersten Kavität und der zweiten Kavität vermieden werden.
In Übereinstimmung mit einem anderen veranschaulichenden Ausführungsbeispiel kann die erste Kavität und/oder kann die zweite Kavität mit einem transparenten Material ausgefüllt werden. Als ein Material für das transparente Medium ist es möglich, Silikone oder Harze zu verwenden, die fähig sind, Temperaturen von 300°C zu widerstehen, ohne ihre transparente Eigenschaft zu verlieren. Das transparente Medium kann gegossen sein, um Lücken oder Luftvolumen innerhalb eines hohlen Abschnitts des vorgeformten Gehäuses zwischen den darin installierten Komponenten zu füllen. Solch ein optisch transparentes Medium wird aufgrund seiner optischen Transparenz ein Propagieren von elektromagnetischer Strahlung zwischen Faser und elektromagnetischer Strahlungsquelle/elektromagnetischem Strahlungsdetektor nicht stören und kann gleichzeitig eine konstante optische Beziehung zwischen den individuellen optoelektronischen Komponenten der optoelektronischen Komponente sicherstellen. Daher kann das transparente Medium dazu beitragen, die optischen Eigenschaften zwischen den optoelektronischen Konstituenten, optional einem Ablenkelement und der Faser konstant zu halten. Dies bedeutet, dass der optische Raum zwischen ihnen und ihren Flächen mit optisch brechenden veränderlichen Eigenschaften während allen Umgebungseinflüssen während des Zusammensetzens des Boards (SMT-Prozesse), des Betriebs und der Aufbewahrung auf eine definierte Weise aufrechterhalten werden kann.
Das transparente Medium kann die erste Kavität und/oder die zweite Kavität auffüllen, so dass bei dem Montieren des Wellenleiters in einer Montageöffnung (zum Beispiel eine Halterung) eine Vorderfläche des eingeführten Wellenleiters direkt gegen das transparente Medium anstößt. Solch eine Konfiguration kann eine gute optische Kopplung zwischen Wellenleiter und Gehäuse erlauben, ohne das Erfordernis von zusätzlichen optischen Komponenten.
Wenn das transparente Medium mechanisch flexibel ist, zum Beispiel aus einem gelartigen Material hergestellt ist, kann ein Anstoßen einer Endfläche der Faser an das flexible transparente Medium zu einer Deformierung des flexiblen Materials führen, so dass eine Oberflächentopographie des flexiblen Mediums selbst an eine raue Oberfläche der Faser (Wellenleiter) angepasst wird, wodurch eine gute optische Kopplung ohne Streuung und Reflexionen ermöglicht ist. Mittels Ergreifens dieser Maßnahme kann es möglich sein, Wellenleiter selbst dann zu verwenden, wenn diese Endflächen haben, die nicht vollständig planar sind. Folglich kann auch ein ungeübter Benutzer einen Wellenleiter innerhalb der optoelektronischen oberflächenmontierten Vorrichtung installieren, ohne das Erfordernis des Durchführens einer komplexen Justierprozedur.
In Übereinstimmung mit einem anderen veranschaulichenden Ausführungsbeispiel kann die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung ferner einen Treiberschaltkreis aufweisen. Der Treiberschaltkreis ist an den Leadframe und an mindestens eines des ersten elektrooptischen Elements und des zweiten elektrooptischen Elements angeschlossen. Es ist ferner möglich, einen zusätzlichen Treiberschaltkreis bereitzustellen, so dass jedes des ersten elektrooptischen Elements und des zweiten elektrooptischen Elements einen jeweiligen Treiberschaltkreis aufweist. Ferner kann eine Mehrzahl von Treiberschaltkreisen an das erste elektrooptische Element und/oder an das zweite elektrooptische Element angeschlossen sein. Die Treiberschaltkreise können an dem Leadframe gebondet sein, um eine leitfähige Verbindung bereitzustellen, und können ferner mit dem ersten elektrooptischen Element und/oder mit dem zweiten elektrooptischen Element gebondet sein. Ferner können die Treiberschaltkreise anwenderspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs, Application Specific Integrated Circuits) aufweisen. Solch ein ASIC (das heißt Treiberschaltkreis) kann zum Beispiel als ein integrierter Schaltkreis angesehen werden, der für eine bestimmte Verwendung benutzerangepasst ist, anstatt für Vielzweckanwendungen vorgesehen zu sein. Ein ASIC kann auf die Bedürfnisse von speziellen Kunden benutzerangepasst sein, zum Beispiel kann ein ASIC nicht-programmierbar sein und kann speziell nur für Mobilfunkanwendungen oder Motorsteueranwendungen für ein Fahrzeug verwendet werden.
Es ist auch möglich, Treiberschaltkreise wie zum Beispiel einen Treiber-IC für eine elektromagnetische Strahlungsquelle oder einen Verstärker-IC für einen elektromagnetischen Strahlungsdetektor innerhalb des vorgeformten Gehäuses bei oder nahe bei der elektromagnetischen Strahlungsquelle/dem elektromagnetischen Strahlungsdetektor zu montieren. Dies kann elektrische Pfade kurz halten, wodurch das Erzeugen von Artefakten in Signalen unterdrückt ist, die zwischen den individuellen Komponenten übermittelt werden. Die optoelektronische Komponente gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann direkt verwendet werden, um an eine gedruckte Leiterplatte (PCB, Printed Circuit Board) oder an einen beliebigen anderen Träger montiert zu werden, zum Beispiel mittels Reflow Soldering. Aufgrund der Konstruktion und des spezifischen Materials des vorgeformten Gehäuses (Package) der optoelektronischen Komponente ist es möglich, dass sogar die hohen Temperaturen während des Lötens, zum Beispiel 260°C und mehr, die Leistungsfähigkeit der optoelektronischen Komponente nicht verschlechtern. Da die beschriebene Architektur mit der Oberflächenmontagetechnologie kompatibel ist, ist es möglich, die optoelektronische Komponente flexibel an jeder beliebigen gedruckten Leiterplatte (PCB) zu befestigen, wodurch die Produktion von optoelektronischen Systemen mit niedrigen Kosten möglich wird.
In Übereinstimmung mit einem anderen veranschaulichenden Ausführungsbeispiel ist zumindest eines des ersten elektrooptischen Elements und des zweiten elektrooptischen Elements aus der Gruppe ausgewählt, die aus elektromagnetischen Strahlungsquellen und elektromagnetischen Strahlungsdetektoren besteht. Daher kann die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung eine Mehrzahl von elektromagnetischen Strahlungsquellen oder eine Mehrzahl von elektromagnetischen Strahlungsdetektoren aufweisen, so dass mehr Daten simultan übermittelt werden können. Ferner kann, wenn das erste elektrooptische Element eine elektromagnetische Strahlungsquelle ist und das zweite elektrooptische Element ein elektromagnetischer Strahlungsdetektor ist, ein Sende-/Empfangsgerät (Transceiver, Sendeempfänger) bereitgestellt werden. Daher kann eine optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung bereitgestellt werden, die mittels der SMD-Technologie montiert werden kann. Aufgrund der Gestaltung der Kavitäten kann ein störendes Übersprechen zwischen dem ersten Licht-/elektromagnetischen Strahlungspfad und dem zweiten elektromagnetischen Strahlungspfad vermieden werden, so dass eine ungestörte Übermittlung der optischen Daten bereitgestellt werden kann.
In Übereinstimmung mit einem anderen veranschaulichenden Ausführungsbeispiel kann die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung ferner ein Kappenelement aufweisen, das eine erste Halterung und eine zweite Halterung hat. Die erste Halterung und die zweite Halterung sind zum Halten des ersten Wellenleiters und des zweiten Wellenleiters in einer vorbestimmten Position in Bezug auf das erste elektrooptische Element und das zweite elektrooptische Element eingerichtet, so dass der erste elektromagnetische Strahlungspfad und der zweite elektromagnetische Strahlungspfad erzeugt und bereitgestellt sind. Mittels Bereitstellens des Kappenelements können das vorgeformte Gehäuse, aufweisend den Leadframe, die ersten und die zweiten elektrooptischen Elemente und zum Beispiel einen Treiberschaltkreis, mittels Anbringens des Kappenelements an dem vorgeformten Gehäuse vorgefertigt und finalisiert werden. Daher kann unabhängig von dem vorgeformten Gehäuse ein Kappenelement produziert werden, wobei die Halterungen auf eine Mehrzahl von unterschiedlichen Verbindern (zum Beispiel Ferrulen) von Wellenleitern (zum Beispiel optischen Fasern) angepasst sein können. Daher kann die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung, und insbesondere das vorgeformte Gehäuse, unabhängig von den geometrischen Spezifikationen (Durchmesser, Länge) der Verbinder der Wellenleiter hergestellt werden. Daher ist die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung ohne ein fundamentales Umgestalten von zum Beispiel dem vorgeformten Gehäuse oder dem Leadframe auf eine Mehrzahl von unterschiedlichen Kundenspezifikationen adaptierbar.
Eine Wellenleiterzugangshalterung kann zum Aufnehmen einer entsprechend dimensionierten Faser wie zum Beispiel eine Glasfaser oder eine polymeroptische Faser (POF, Polymer Optical Fibre), zum Beispiel mit einem Durchmesser von bis zu 1 mm, vorgesehen sein. Alternativ kann ein Faserbündel, zum Beispiel mit einem Durchmesser von bis zu 1 mm, gebildet von einer Mehrzahl von dünnen individuellen Fasern, innerhalb der Halterung aufgenommen sein. Dies kann eine effiziente Kopplung von Licht in das vorgeformte Gehäuse hinein (oder daraus heraus) zu (oder von) dem darin aufgenommenen aktiven Chip erlauben. Es ist möglich, dass sich die Faserachse parallel zu der Montageebene (elektrische Kontaktebene) der Komponente erstreckt. Daher kann eine einfach steckbare und fixierbare Faserverbindung in Kombination mit einer geringen Höhe der Komponente (zum Beispiel weniger als 2 mm) möglich gemacht werden, so dass eine effiziente Kopplung von Licht zwischen aktivem Chip und einer Faser möglich ist, ohne das Erfordernis des Durchführens einer aktiven Justage von individuellen Komponenten.
In Übereinstimmung mit einem anderen veranschaulichenden Ausführungsbeispiel kann die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung ferner ein Linsenelement aufweisen, wobei das Linsenelement zumindest an einer der ersten Halterung und der zweiten Halterung befestigt ist. Die elektromagnetische Strahlung kann mittels der Linse gebündelt werden, so dass der Strahlungstransfer effektiver sein kann. Daher kann die übermittelte elektromagnetische Strahlung, entweder mittels der elektromagnetischen Strahlungsquelle abgestrahlt oder mittels des Wellenleiters zu dem elektromagnetischen Strahlungsdetektor transmittiert, mittels der Linse verstärkt und gemultiplext werden, so dass die Qualität des mittels der elektromagnetischen Strahlung übermittelten Signals verbessert werden kann.
In Übereinstimmung mit einem anderen veranschaulichenden Ausführungsbeispiel kann das Linsenelement an zumindest einer der ersten Halterung und der zweiten Halterung montiert sein, so dass sich das Linsenelement in eine der ersten Kavität und der zweiten Kavität hineinerstrecken kann. Daher kann, wenn sich die Linse in die erste Kavität und/oder in die zweite Kavität erstreckt, der Abstand zwischen der Strahlungsquelle und/oder dem Detektor verkürzt werden, so dass eine Diffusion oder eine Streuung des Lichts zwischen dem Wellenleiter und dem ersten und dem zweiten elektrooptischen Element reduziert werden kann. Daher kann die Qualität des Lichtsignals, das übermittelt werden soll, und daher die optische Kopplung verbessert werden. Ferner kann mittels eines Erweiterns der Linse in die erste und die zweite Kavität hinein die Linse an das transparente Material angedrückt oder in das transparente Material eingetaucht werden, welches transparente Material in die erste Kavität und in die zweite Kavität gefüllt ist. Daher können, wenn die Linse und daher der Wellenleiter in physischem Kontakt (mit Indexanpassung) mit dem transparenten Material ist, die optischen Grenzeigenschaften zwischen dem transparenten Material und dem Wellenleiter verbessert werden. Dies macht es möglich, Wellenleiter zu verwenden, die keine perfekten Oberflächeneigenschaften haben, ohne die Gefahr des Verlusts von zu viel Lichtintensität durch Streuung und/oder Reflexion.
Ferner können die Linsen geformte Linsen aufweisen, die zum Beispiel aus Silikon bestehen. Andere Materialien wie zum Beispiel Hyalin oder glasartige Linsen können zu diesem Zweck auch verwendet werden.
In Übereinstimmung mit einem anderen veranschaulichenden Ausführungsbeispiel sind die erste Halterung und die zweite Halterung formkodiert („shape coded”), so dass die erste Halterung zum Aufnehmen des ersten Wellenleiters und die zweite Halterung zum Aufnehmen des zweiten Wellenleiters eingerichtet ist. Der Ausdruck „formkodiert”, als hierin verwendeter Begriff, beabsichtigt die Bezeichnung einer geometrischen Charakteristik von einer der Halterungen, wobei die Geometrie der Halterungen auf eine Geometrie eines Verbinders (Ferrule) der Wellenleiter angepasst ist, so dass nur ein Wellenleiter mit einer passenden Geometrie an einer entsprechenden Halterung befestigt werden kann. Das geometrische Kodieren kann mittels einer Ausrichtung der Durchmesser der Halterungen bereitgestellt sein. Ferner können die Halterungen nicht-konstante Geometrien aufweisen, wie zum Beispiel sich verjüngende Flächen, Wulste, Beads oder eine Erweiterung oder Aufweitung. Daher kann die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung auch in Vorrichtungen verwendet werden, die von ungeübten Benutzern betrieben werden, aufgrund eines Vermeidens einer falschen Verbindung von Wellenleitern mit den entsprechenden Halterungen.
Das Montieren des Wellenleiters kann auf der Seite eines Benutzers oder fabrikseitig durchgeführt werden. Folglich kann die optoelektronische Komponente auf eine flexible Weise irgendwo für ein beliebiges Anwendungsgebiet installierbar sein.
In Übereinstimmung mit einem anderen veranschaulichenden Ausführungsbeispiel ist zumindest eine der ersten Halterung und der zweiten Halterung mit einer Geometrie konfiguriert, die es ihr ermöglicht, Schnappverbindungskonnektoren oder Steckverbinder mit Bajonettverschluss des ersten Wellenleiters oder des zweiten Wellenleiters aufzunehmen. Ein Verbinder eines Wellenleiters kann zum Beispiel eine Ferrule sein. Wenn eine Schnappverbindung bereitgestellt ist, kann die Ferrule ein Schnappelement aufweisen, das in eine jeweilige Aufnahme der Halterung zum Bereitstellen einer definierten Halteposition des Wellenleiters eingeschnappt werden kann. Unter Verwendung eines Steckverbinders mit Bajonettverschluss kann ein Bajonettgestell bereitgestellt sein. Die Halterung kann mit einem oder mit mehreren Pins oder Schlitzen gebildet sein, wobei die Ferrule oder der Verbinder des Wellenleiters von einem weiblichen Typ sein kann, aufweisend eine Aufnahme mit angepassten Schlitzen oder angepassten Pins und ferner einer Feder, die eine Spannkraft enthält. Daher können standardisierte Anschlüsse zum bereitstellen eines Befestigungsmechanismus zwischen den Halterungen und den Fasern verwendet werden, die standardisiert sind, so dass ein einfaches und kostengünstiges Produktionsverfahren bereitgestellt werden kann.
In Übereinstimmung mit einem anderen veranschaulichenden Ausführungsbeispiel weist der Leadframe eine Anschlussfläche („footprint”) auf, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus SOIC 8 Footprints, SOIC 16 Footprints, SOIC 24 Footprints und SOIC 32 Footprints. Unter dem Begriff „SOIC” (Small-Outline Integrated Circuit) kann ein Leadframe verstanden werden, der eine definierte Menge von Kontaktierungsschlüsseln oder Pins zu einer Schaltplatte aufweist. Ein SOIC Footprint kann standardisiert sein. Die SOIC 8 Footprints können 8 Verbindungspins aufweisen, der SOIC 16 Footprint kann 16 Verbindungspins aufweisen, der SOIC 24 Footprint kann 24 Verbindungspins aufweisen und der SOIC 32 kann 32 Verbindungspins bereitstellen.
Die veranschaulichenden Ausführungsbeispiele werden nun bezugnehmend auf 1 und 2 beschrieben. 1 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer optoelektronischen oberflächenmontierten Vorrichtung 100 gemäß einem veranschaulichenden Ausführungsbeispiel. Die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung 100 enthält ein vorgeformtes Gehäuse 110 mit einer ersten Kavität 101 und mit einer zweiten Kavität 102. Ferner enthält die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung 100 einen Leadframe 103, an welchem ein erstes optoelektronisches Element 104 und ein zweites optoelektronisches Element 105 montiert werden können. Der Leadframe 103 ist in dem vorgeformten Gehäuse 110 eingebettet. Die erste Kavität 101 ist zum Bereitstellen eines ersten elektromagnetischen Strahlungspfads zwischen einem ersten Wellenleiter 111 und dem ersten elektrooptischen Element 104 eingerichtet. Die zweite Kavität 102 ist zum Bereitstellen eines zweiten elektromagnetischen Strahlungspfads zwischen einem zweiten Wellenleiter 112 und dem zweiten elektronischen Element 105 eingerichtet. Die erste Kavität 101 und die zweite Kavität 102 sind in dem vorgeformten Gehäuse 110 gebildet, so dass ein optisches Übersprechen zwischen dem ersten elektromagnetischen Strahlungspfad und dem zweiten elektromagnetischen Strahlungspfad vermieden ist.
3a bis 3c veranschaulichen einen herkömmlichen optoelektronischen Verbinder, der zu Vergleichszwecken verwendet werden kann. Ein herkömmlicher Leadframe 301 ist mittels Drahtbondens an einem herkömmlichen elektronischen Element 302 und an einem herkömmlichen Treiberschaltkreis 303 angebracht. Der herkömmliche Leadframe 301 kann in das Innere des Gehäuses 304 geführt sein. Das Gehäuse 304 stellt eine Öffnung 305 bereit, durch welche ein elektromagnetischer Strahlungspfad zwischen der Außenseite des Gehäuses 304 und zum Beispiel einem Wellenleiter bereitgestellt sein kann. Der herkömmliche Leadframe 301 ist an der Innenseite des Gehäuses 304 angebracht und in einem flüssigen Harz eingebettet. Bis das Harz ausgehärtet ist, ist der herkömmliche Leadframe 301 in Position zu halten, so dass keine Delokalisierung bezüglich des Gehäuses 304 auftritt. Ferner ist die Öffnung 305 mittels eines Steckers geschlossen, bis das Harz ausgehärtet ist. Wenn das Harz ausgehärtet ist, wird der Stecker von der Öffnung 305 entfernt (3c). Dies kann die Produktionszeit des Verbinders beeinflussen, da der Verbinder nicht weiter prozessiert werden kann, bis das Harz hart und ausgehärtet ist.
Ferner verändert das Harz, das den herkömmlichen Leadframe 301 in Bezug auf das Gehäuse 304 in Position hält, seine Konsistenz unter dem Einfluss von Temperaturänderungen, so dass auch eine Verschiebung des herkömmlichen Leadframes 301 bezüglich des Gehäuses 304 auftritt. Ferner ist das Harz anfällig für Alterung (zum Beispiel thermische Alterung).
Wiederum bezugnehmend auf 1 ist, im Vergleich zu der herkömmlichen Vorrichtung gemäß 3a bis 3c, der Leadframe 103 der optoelektronischen oberflächenmontierten Vorrichtung (Package) 100 in dem vorgeformten Gehäuse 110 eingebettet, so dass keine Delokalisierung des Leadframes 103 auftritt, und daher keine Delokalisierung der elektrooptischen Elemente 104, 105 bezüglich der Wellenleiter 111, 112 auftritt. Ferner ist während des Produktionsprozesses der Leadframe 103 bereits an dem vorgeformten Gehäuse 110 befestigt, so dass es möglich ist, dass keine Haltezeiten für das Härten oder Aushärten des Harzes nötig sind.
Das vorgefertigte Gehäuse 110 kann um den Leadframe 103 herum gefertigt sein. Das erste elektrooptische Element 104 und das zweite elektrooptische Element 105 sind an den Leadframe 103 angeschlossen. Das erste elektrooptische Element 104 und das zweite elektrooptische Element 105 können an dem Leadframe 103 angeklebt oder drahtgebondet sein. Ferner kann ein Treiberschaltkreis 106 an dem Leadframe 103 angebracht werden, zum Beispiel mittels Klebstoff und/oder mittels Drahtbondens, um eine elektrische Verbindung bereitzustellen. Das erste elektrooptische Element 104 und/oder das zweite elektrooptische Element 105 kann/können zum Transferieren von optischen Lichtdaten von dem ersten Wellenleiter 111 oder dem zweiten Wellenleiter 112, in digitale (elektrische) Daten und zum Übermitteln der digitalen Daten zu dem Treiberschaltkreis 106 eingerichtet sein. Ferner können das erste elektrooptische Element 104 und das zweite elektrooptische Element 105 digitale (elektrische) Daten von dem Treiberschaltkreis 106 empfangen und die digitalen Daten in optische Daten umwandeln, und die optischen Daten an den ersten Wellenleiter 111 oder den zweiten Wellenleiter 112 übermitteln. Daher können das erste elektrooptische Element 104 und/oder das zweite elektrooptische Element 105 aus einer elektromagnetischen Strahlungsquelle und/oder aus einem elektromagnetischen Strahlungsdetektor von Licht bestehen, das von den Wellenleitern 111, 112 empfangen wird.
Das erste elektrooptische Element 104 und das zweite elektrooptische Element 105 sind relativ zu dem Leadframe 103 auf eine solche Weise angeordnet, dass Licht (optische Daten) durch die erste Kavität 101 und die zweite Kavität 102 geführt werden können, zu dem oder von dem ersten Wellenleiter 111 und dem zweiten Wellenleiter 112. Die Begriffe „erster elektromagnetischer Strahlungspfad” und „zweiter elektromagnetischer Strahlungspfad” können einen Pfad der elektromagnetischen Strahlung zwischen den Wellenleitern 111, 112 durch die Kavitäten 101, 102 und zu den elektrooptischen Elementen 104, 105 beschreiben. Die erste Kavität 101 und die zweite Kavität 102 können in dem vorgeformten Gehäuse 110 auf eine solche Weise angeordnet sein, dass kein elektromagnetischer Strahlungspfad zwischen der ersten Kavität 101 und der zweiten Kavität 102 vorgesehen ist, das heißt ein Übersprechen von Signalen daher vermieden sein kann. Daher kann das vorgeformte Gehäuse 110 aus einem opaken Material bestehen, so dass eine Lichtübermittlung (optisches Übersprechen) zwischen der ersten Kavität 101 und der zweiten Kavität 102 vermieden sein kann.
Der Leadframe 103 kann ferner eine Mehrzahl von Pin-Konnektoren 116 aufweisen, die an eine Schaltplatte (zum Beispiel mittels Reflow Solder) angeschlossen sein können. Mit den Pin-Konnektoren 116 können Daten von der oder zu der Schaltplatte von oder zu dem Leadframe 103 übermittelt werden. Der Leadframe (insbesondere die Leadframe-Anschlussfläche) kann mittels eines sogenannten „SOIC”-Standards standardisiert sein. Die Anzahl von Pin-Konnektoren 116 kann daher zum Beispiel auf 8 (SOIC 8), 16 (SOIC 16), 24 (SOIC 24) oder 32 (SOIC 32) standardisiert sein. Es können auch andere SOIC Standards implementiert werden.
Ferner kann/können die erste Kavität 101 und/oder die zweite Kavität 102 mit einem transparenten Material ausgefüllt sein. Das transparente Material kann zum Beispiel ein optisches Harz oder ein Silikongel sein. Daher können der Leadframe 103, der Treiberschaltkreis 106 und die elektrooptischen Elemente 104, 105 gegenüber äußeren Einflüssen geschützt sein. Ein Kappenelement 107 kann an dem vorgeformten Gehäuse 110 angebracht sein. Das Kappenelement 107 kann eine erste Halterung 108 und eine zweite Halterung 109 aufweisen. Der erste Wellenleiter 111 kann an der ersten Halterung 108 angebracht sein, und der zweite Wellenleiter 112 kann an der zweiten Halterung 109 angebracht sein. Die erste Halterung 108 und die zweite Halterung 109 sind zum Halten des ersten Wellenleiters 111 und des zweiten Wellenleiters 112 in einer vorbestimmten Position bezüglich der ersten und zweiten Kavitäten 101, 102 und bezüglich des ersten elektrooptischen Elements 104 und des zweiten elektrooptischen Elements 105 eingerichtet. Zusätzlich kann eine Ferrule 115 an ein Ende des ersten Wellenleiters 111 und des zweiten Wellenleiters 112 angebracht sein, um die Verbindung zwischen den Wellenleitern 111, 112 zu den Halterungen 108, 109 zu verbessern.
Die erste Halterung 108 und/oder die zweite Halterung 109 können geometrisch kodiert oder verschlüsselt sein, so dass nur ein vordefinierter und vorbestimmter Wellenleiter 111, 112 an die Halterungen 108, 109 angebracht werden kann. Daher kann die erste Halterung 108 einen ersten Durchmesser d1 aufweisen und die zweite Halterung 102 einen zweiten Durchmesser d2 aufweisen. Daher kann nur der Wellenleiter 111, 112 und/oder die Ferrule 115, der/die auf den ersten Durchmesser d1 oder auf den zweiten Durchmesser d2 angepasst ist, an der optoelektronischen Montagebasis befestigt werden. Um ein geometrisches Kodieren zu verbessern, kann/können die erste Halterung 108 und/oder die zweite Halterung 109 eine Erweiterung 114 (Wulst, Bead) aufweisen, montiert an der Innenseite der zylindrischen ersten Halterung 108 und/oder der zweiten Halterung 109. Daher kann nur ein solches Verbindungsteil des Wellenleiters 111, 112, insbesondere seine Ferrule 115, an die jeweilige Halterung 108, 109 angeschlossen werden, das mit der Erweiterung 114 zusammenpasst Daher kann eine fehlerhafte Verbindung von den Fasern 111, 112 mit der optoelektronischen oberflächenmontierten Vorrichtung 100 vermieden werde, so dass sogar eine ungeübte Person die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung 100 bedienen kann.
Ferner kann das Kappenelement 107 ein Linsenelement 113 aufweisen. Das Linsenelement 113 kann zwischen einem Ende des ersten Wellenleiters 111 oder einem Ende des zweiten Wellenleiters 112 und dem ersten elektrooptischen Element 104 oder dem zweiten elektrooptischen Element 105 angeordnet werden. Mit anderen Worten kann die Linse in dem ersten elektromagnetischen Strahlungspfad und/oder in dem zweiten elektromagnetischen Strahlungspfad eingebracht sein. Daher kann eine Lichttransmission zwischen den elektrooptischen Elementen 104, 105 und den Wellenleitern 111, 112 verbessert werden. Die Linse 113 kann ferner in Kontakt mit dem transparenten Material innerhalb der ersten Kavität 101 und/oder der zweiten Kavität 102 sein, so dass mittels des physischen Kontakts eine Indexanpassung (insbesondere eine Anpassung des Brechungsindex) mit der Linse 113 und dem transparenten Material vorgesehen sein kann. Daher kann der Verlust von Lichtintensität zwischen dem Wellenleiter 111, 112 und den elektrooptischen Elementen 104, 105 reduziert werden. Mittels der Konfiguration und Konstruktion der gezeigten optoelektronischen oberflächenmontierten Vorrichtung (Package) 100 kann die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung 100 mittels eines SMD-Verfahrens an eine Schaltplatte oder Leiterplatte angebracht werden, ohne die Durchgangslochtechnologie anwenden zu müssen.
Ferner kann die vorliegende optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung 100 mittels eines schnellen und einfachen Produktionsverfahrens bereitgestellt werden. Der Leadframe 103 kann mittels des vorgeformten Gehäuses 110 umhüllt sein, aufweisend die erste Kavität 101 und die zweite Kavität 102. Das vorgeformte Gehäuse 110 kann aus einem thermoplastischen (Harz) oder aus einem thermohärtenden Gussmaterial bestehen, so dass ein optisches Übersprechen zwischen der ersten Kavität 101 und der zweiten Kavität 102 vermieden sein kann.
Das erste elektrooptische Element 104 und das zweite elektrooptische Element 105 können an dem Leadframe 103 montiert werden, der bereits in dem vorgeformten Gehäuse eingebettet ist. Das erste elektrooptische Element 104 und das zweite elektrooptische Element 105 können an dem Leadframe 103 durch die erste Kavität 101 und/oder die zweite Kavität 102 angebracht sein. Ferner kann auch der Treiberschaltkreis 106 an dem Leadframe 103 durch die erste Kavität 101 und/oder die zweite Kavität 102 angebracht sein, nach dem Fertigen des vorgeformten Gehäuses 110 um den Leadframe 103 herum. Der Treiberschaltkreis 106 kann dann an zumindest eines des ersten elektrooptischen Elements 104 und/oder des zweiten elektrooptischen Elements 105 angeschlossen sein. Zum Schützen der elektrooptischen Elemente 104, 105 und des Treiberschaltkreises 106 und des Leadframes 103 gegenüber anderen Einflüssen kann ein transparentes Medium in die erste Kavität 101 und/oder in die zweite Kavität 102 injiziert werden. Das transparente Material kann zum Beispiel aus Silikon oder Silikongel bestehen, zum Beispiel kann es auf Siliziumbasis bereitgestellt sein.
Die erste Kavität 101 und die zweite Kavität 102 können mittels des Kappenelements 107 bedeckt sein, das die erste Halterung 108 und die zweite Halterung 109 hat. Die Kappe 107 und ihre ersten Halterungen 108, 109 können austauschbar sein, so dass die Größen und die geometrischen Charakteristika der Halterungen 108, 109 auf eine Vielzahl von unterschiedlichen Verbindungsstandards und auf eine Vielzahl von unterschiedlichen Anforderungen von unterschiedlichen Kunden angepasst werden können. Daher kann eine flexible optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung 100 bereitgestellt werden.
2 veranschaulicht eine perspektivische allgemeine Ansicht eines exemplarischen Ausführungsbeispiels der optoelektronischen oberflächenmontierten Vorrichtung 100. 2 veranschaulicht die Konnektor-Pins 116, die zum Verbinden des Leadframes 103 mit einer Schaltplatte eingerichtet sind. Ferner ist das Kappenelement 107 gezeigt, welches die erste Halterung 108 und die zweite Halterung 109 aufweist. Die erste Halterung 108 und die zweite Halterung 109 sind geometrisch kodiert, zum Beispiel mittels unterschiedlicher erster Durchmesser d1 und zweiter Durchmesser d2 und mittels Beads oder einer Verbreiterung 114, lokalisiert an unterschiedlichen Positionen im Inneren der Halterungen 108, 109. Daher können nur die korrekten Konnektoren von Wellenleitern 112, 113 an die zugeordnete erste Halterung 108 und/oder zweite Halterung 109 angeschlossen werden.
In Übereinstimmung mit dem veranschaulichenden Ausführungsbeispiel, das in 1 und 2 gezeigt ist, ist die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung bereitgestellt, die einen Leadframe 103 hat, der bereits mittels eines vorgeformten Gehäuses 110 vorgeformt ist. Während des Vorformens (zum Beispiel Gießens) können zwei Kavitäten oder Hohlräume, nämlich die erste Kavität 101 und die zweite Kavität 102, bereitgestellt werden, durch welche erste elektrooptische Elemente 103 und zweite elektrooptische Elemente 104 an dem Leadframe 103 installiert (zum Beispiel verklebt, drahtgebunden) werden können. Die elektrooptischen Elemente 104, 105 können elektromagnetische Strahlungsquellen und/oder Detektoren für eine übermittelte Strahlung aufweisen. Für jede erste Kavität 101 und zweite Kavität 102 kann ein jeweiliges erstes elektrooptisches Element 104 und zweites elektrooptisches Element 105 bereitgestellt sein, so dass kein optisches Übersprechen zwischen dem jeweils anderen ersten elektrooptischen Element 104 und zweiten elektrooptischen Element 105 auftritt.
Ein Kappenelement 107 kann an dem vorgeformten Gehäuse 110 angebracht sein. Das Kappenelement 107 enthält erste Halterungen 108 und zweite Halterungen 109. Jede der ersten Halterungen 108 und zweiten Halterungen 109 kann einen ersten Wellenleiter 111 und einen zweiten Wellenleiter 112 aufnehmen. Jeder der Wellenleiter 111, 112 kann eine Ferrule 115 aufweisen, mit welcher eine Presssitzverbindung oder eine Bajonettverbindung mit den Halterungen 108, 109 bereitgestellt werden kann. Auf einer Seite des Kappenelements 107, die zu den elektrooptischen Elementen 104, 105 gerichtet ist, können Linsen angebracht sein. Die Linsen können an dem Kappenelement 107 angeformt sein und können zum Beispiel aus Silikongel bestehen.
Es sollte angemerkt werden, dass der Ausdruck „aufweisen” andere Elemente oder Merkmale nicht ausschließt und dass „ein” eine Mehrzahl nicht ausschließt. Auch können Elemente, die in Zusammenhang mit unterschiedlichen Ausführungsbeispielen beschrieben worden sind, kombiniert werden. Es sollte angemerkt werden, dass die Erfindung in Bezug auf nur einige veranschaulichende Ausführungsbeispiele zum Zweck des Demonstrierens der Prinzipien und Konzepte der Erfindung beschrieben worden ist. Es ist für Fachleute auf dem technischen Gebiet angesichts der hier bereitgestellten Beschreibung offensichtlich, dass viele Modifikationen gegenüber den hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzukommen. Im Gegenteil sind alle solche Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, wie sie ein Fachmann auf dem technischen Gebiet angesichts der hierin beschriebenen Beschreibung verstehen wird.

Claims

Eine optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung, wobei die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung aufweist: ein vorgeformtes Gehäuse mit einer ersten Kavität und mit einer zweiten Kavität; ein erstes elektrooptisches Element und ein zweites elektrooptisches Element; und einen Leadframe, an dem das erste elektrooptische Element und das zweite elektrooptische Element montiert sind, wobei der Leadframe in dem vorgeformten Gehäuse eingebettet ist, und wobei die erste Kavität zum Bereitstellen eines ersten elektromagnetischen Strahlungspfads zwischen einem ersten Wellenleiter und dem ersten elektrooptischen Element eingerichtet ist, und wobei die zweite Kavität zum Bereitstellen eines zweiten elektromagnetischen Strahlungspfads zwischen einem zweiten Wellenleiter und dem zweiten elektrooptischen Element eingerichtet ist, und wobei die erste Kavität und die zweite Kavität in dem vorgeformten Gehäuse zum Entkoppeln von elektromagnetischer Strahlung, die entlang des ersten elektromagnetischen Strahlungspfads propagiert, gegenüber elektromagnetischer Strahlung, die entlang des zweiten elektromagnetischen Strahlungspfads propagiert, gebildet sind, ein Kappenelement, das eine erste Halterung und eine zweite Halterung aufweist, wobei die erste Halterung und die zweite Halterung zum Halten des ersten Wellenleiters und des zweiten Wellenleiters in einer vorbestimmten Position bezüglich des ersten elektrooptischen Elements und des zweiten elektrooptischen Elements eingerichtet sind, ein Linsenelement, wobei das Linsenelement zumindest an einer der ersten Halterung und der zweiten Halterung montiert ist, so dass sich das Linsenelement in eine der ersten Kavität und der zweiten Kavität hinein erstreckt.
Die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das vorgeformte Gehäuse aus einem opaken Material gebildet ist.
Die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Kavität und/oder die zweite Kavität mit einem transparenten Material gefüllt ist oder sind.
Die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend: einen Treiberschaltkreis, wobei der Treiberschaltkreis an den Leadframe angeschlossen ist und an zumindest eines des ersten elektrooptischen Elements und des zweiten elektrooptischen Elements zum Treiben des zumindest einen des ersten elektrooptischen Elements und des zweiten elektrooptischen Elements angeschlossen ist.
Die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zumindest eines des ersten elektrooptischen Elements und des zweiten elektrooptischen Elements aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus elektromagnetischen Strahlungsquellen und elektromagnetischen Strahlungsdetektoren besteht.
Die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Linsenelement zum Montieren an zumindest einem der ersten Halterung und der zweiten Halterung mittels Spritzguß eingerichtet ist.
Die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Halterung und die zweite Halterung formkodiert sind, so dass die erste Halterung zum selektiven Aufnehmen des ersten Wellenleiters und die zweite Halterung zum selektiven Aufnehmen des zweiten Wellenleiters eingerichtet ist.
Die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zumindest eine der ersten Halterung und der zweiten Halterung zum Aufnehmen von mindestens einem Element aus der Gruppe eingerichtet ist, die aus Schnappverbindungskonnektoren und Steckverbindern mit Bajonettverschluss besteht.
Die optoelektronische oberflächenmontierte Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Leadframe eine Anschlussfläche aufweist, die SOIC Footprints enthält.
Ein Verfahren zum Bilden einer optoelektronischen oberflächenmontierten Vorrichtung, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines vorgeformten Gehäuses mit einer ersten Kavität und mit einer zweiten Kavität; Montieren eines Leadframes an einem ersten elektrooptischen Element und an einem zweiten elektrooptischen Element; Einbetten des Leadframes in das vorgeformte Gehäuse; Bereitstellen eines ersten elektromagnetischen Strahlungspfads zwischen einem ersten Wellenleiter und dem ersten elektrooptischen Element; Bereitstellen eines zweiten elektromagnetischen Strahlungspfads zwischen einem zweiten Wellenleiter und dem zweiten elektrooptischen Element; Bilden der ersten Kavität und der zweiten Kavität in dem vorgeformten Gehäuse zum Entkoppeln von elektromagnetischer Strahlung, die entlang des ersten elektromagnetischen Strahlungspfads propagiert, von elektromagnetischer Strahlung, die entlang des zweiten elektromagnetischen Strahlungspfads propagiert; Bereitstellen eines Kappenelements, das eine erste Halterung und eine zweite Halterung aufweist, wobei die erste Halterung und die zweite Halterung zum Halten des ersten Wellenleiters und des zweiten Wellenleiters in einer vorbestimmten Position bezüglich des ersten elektrooptischen Elements und des zweiten elektrooptischen Elements eingerichtet sind; Montieren eines Linsenelements zumindest an einer der ersten Halterung und der zweiten Halterung, so dass sich das Linsenelement in eine der ersten Kavität und der zweiten Kavität hinein erstreckt; und Anbringen des Kappenelements an dem vorgeformten Gehäuse.