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Die Erfindung betrifft ein Gehäuse zur Aufnahme mindestens eines optoelektronischen Elements sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Gehäuse. Dabei können optoelektronische Elemente beispielsweise Strahlungsquellen für elektromagnetische Strahlung (Laserdioden, VCSEL) oder Photodetektoren sein.
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In diesem Bereich der Technik bereitet insbesondere die Justierung der optoelektronischen Elemente in Bezug zu optischen Wellenleitern, wie dies insbesondere optische Fasern sind, Probleme, da Energieverluste bei der Übertragung weitestgehend vermieden werden sollen.
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Die zur Aufnahme von optoelektronischen Elementen eingesetzten Gehäuse sollen eine sehr genaue Positionierung optischer Wellenleiter in Bezug zu optisch aktiven Flächen optoelektronischer Elemente dauerhaft bei unterschiedlichsten Einsatzbedingungen gewährleisten. Dabei ist eine Miniaturisierung anzustreben und selbstverständlich sollen der Herstellungsaufwand und die Herstellungskosten so klein, wie möglich gehalten werden.
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So ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Technologien die in der Mikromechanik bereits angewendet werden, einzusetzen. So ist die Herstellung von entsprechenden Gehäusen in
US 2001/0036344 A1 beschrieben. Die Herstellung beruht dabei zu wesentlichen Teilen auf Ätzverfahren, mit denen bestimmte Konturierungen und auch Durchbrechungen ausgebildet werden sollen. Bekanntermaßen sind beim Ätzen relativ große Zeiträume für den gewünschten Werkstoffabtrag erforderlich. Auch der anlagentechnische Aufwand ist erheblich, wenn die erforderlichen Genauigkeiten eingehalten werden sollen. Es müssen geeignete Werkstoffe oder Werkstoffkombinationen eingesetzt werden.
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So ist ein Gehäuseaufbau für optische Halbleiterelemente mit einer entsprechenden Vorrichtung in
US 2005/0141826 A1 beschrieben.
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US 4,355,323 A betrifft einen Koppler mit einer Lichtquelle und einer optischen Linse.
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In
JP S55-22 712 A ist ein Aufbau für Photohalbleiterelemente beschrieben.
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Eine Vorrichtung zur Kopplung optischer Leiter ist in
FR 2 586 825 A1 beschrieben.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Gehäuse und verbesserte Möglichkeiten zu seiner Herstellung vorzuschlagen, wodurch eine sehr gute Justier- und Positionierbarkeit der Komponenten auf einfache Weise dauerhaft erreicht werden kann und die Herstellbarkeit vereinfacht sowie kostengünstiger ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Gehäuse, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Es kann mit einem Verfahren nach Anspruch 8 hergestellt werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen realisiert werden.
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Das erfindungsgemäße Gehäuse zur Aufnahme mindestens eines optoelektronischen Elements ist mit mehreren stoffschlüssig miteinander verbundenen und übereinander angeordneten plattenförmigen Elementen mit jeweils über ihre gesamte Fläche konstanter Dicke gebildet. Dabei können alle plattenförmigen Elemente die gleiche Dicke aufweisen.
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Die äußeren, also in der Regel die ganz oben und ganz unten angeordneten plattenförmigen Elemente bilden eine vollständig geschlossene Fläche, in der lediglich mindestens eine elektrisch leitende Durchkontaktierung und/oder mindestens eine Durchbrechung oder Bohrung, durch die eine optische Faser hindurchgeführt oder einführbar ist, ausgebildet ist/sind.
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Unter Bohrungen können Durchbrechungen mit rotationssymmetrischem freien Querschnitt und konstantem Innendurchmesser verstanden werden.
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Auf einer in das Innere des Gehäuses weisenden Oberfläche eines außen angeordneten plattenförmigen Elements ist mindestens ein optoelektronisches Element in Bezug zu einer Ein- oder Austrittsfläche mindestens einer optischen Faser angeordnet und mit einer auf dieser Oberfläche vorhandenen elektrischen Leiterbahnstruktur verbunden.
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Alle plattenförmigen Elemente weisen vor der Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung eine jeweils konstante vorgebbare Schichtdicke und mindestens eine Durchbrechung oder Bohrung auf. Mit Durchbrechung(en), die in einem oder mehreren plattenförmigen Element(en) ausgebildet und die zwischen den mindestens zwei äußeren plattenförmigen Elementen angeordnet sind, ist ein Hohlraum zur Aufnahme mindestens eines optoelektronischen Elements gebildet, in dem das mindestens eine optoelektronische Element definiert in Bezug zu mindestens einer Aus- oder Eintrittsfläche für elektromagnetische Strahlung mindestens einer optischen Faser positioniert angeordnet ist.
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Die plattenförmigen Elemente können bevorzugt aus einem gesinterten keramischen Werkstoff, insbesondere Al2O3 gebildet sein. Je nach Einsatzbedingungen können aber auch andere Werkstoffe genutzt werden, wie dies beispielsweise auch Kunststoffe sein können.
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Solche plattenförmige Elemente können kostengünstig als Halbzeug eingesetzt werden. Sie sind in verschiedenen Dimensionierungen jedoch mit jeweils konstanter Dicke der einzelnen plattenförmigen Elemente kommerziell verfügbar.
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In mindestens eine Durchbrechung, die in einem zwischen äußeren plattenförmigen Elementen angeordneten plattenförmigen Element einen Hohlraum bildet, kann ein optisches bevorzugt strahlformendes Element formschlüssig in Bezug zu einer optisch aktiven Fläche eines optoelektronischen Elements und einer Aus- oder Eintrittsfläche einer optischen Faser gehalten sein. Das optische Element kann dabei einen Anschlag für Aus- oder Eintrittsflächen einer optischen Faser bilden, mit dem ein definierter Abstand zwischen Aus- und Eintrittsfläche der optischen Faser und der optisch wirksamen Fläche eins optoelektronischen Elements eingehalten werden kann.
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Eine genauere formschlüssige Fixierung eines optoelektronischen Elements und/oder eines optischen Elements kann mit einem Hohlraum, der mit in mehreren inneren zwischen den zwei äußeren plattenförmigen Elementen angeordneten plattenförmigen Elementen ausgebildeten Durchbrechungen erreicht werden. Dabei ist ein so gebildeter Hohlraum in Stapelrichtung der plattenförmigen Elemente höher, als dies bei lediglich einer Durchbrechung in einem plattenförmigen Element, der Fall ist. Außerdem kann mit unterschiedlichen angepassten Konturen, der in den entsprechenden inneren plattenförmigen Elementen ausgebildeten Durchbrechungen, eine Geometrie eines Hohlraums im Gehäuse erreicht werden, die der äußeren Geometrie eines optoelektronischen Elements und/oder optischen Elements zumindest teilweise angepasst ist. So können Oberflächenbereiche eines optoelektronischen Elements und/oder eines optischen Elements an der Wandung des Hohlraums unmittelbar anliegen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Gehäuse sollten nicht nur die Dicken der plattenförmigen Elemente über deren gesamte Fläche gleich gehalten sein. Da die plattenförmigen Elemente stoffschlüssig verbunden werden sollen, was durch Kleben oder Löten erreicht werden kann, ist auch die Einhaltung konstanter Abstände in den jeweiligen Fügespalten zwischen benachbarten plattenförmigen Elementen von Bedeutung. Dies kann bei der Herstellung der stoffschlüssigen Verbindungen mittels einer Halte- oder Spannvorrichtung erreicht werden, mit der die übereinander gestapelten plattenförmigen Elemente zumindest während des Fügeprozessschritts beeinflusst werden können.
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Die Einhaltung konstanter und definierter Abstände zwischen stoffschlüssig miteinander verbundenen plattenförmigen Elementen kann aber auch mit einem Klebstoff oder Lot, mit dem die stoffschlüssigen Verbindungen der plattenförmigen Elemente hergestellt werden, in dem sphärische Partikel mit jeweils gleichen Außendurchmessern enthalten sind, erreicht werden. Solche kugelförmigen Partikel können aus einem beim Fügen sich nicht verformenden Werkstoff gebildet sein. Bei einem Lot sollte der Werkstoff eine höhere Schmelz- und Erweichungstemperatur als der jeweilige Lotwerkstoff aufweisen. Die sphärischen Partikel können im Fügespalt zwischen den jeweiligen benachbarten plattenförmigen Elementen über die zum Fügen nutzbare Fläche verteilt angeordnet sein und so Abstandshalter bilden. Ein Klebstoff oder Lot bettet dabei die sphärischen Partikel ein. Der Außendurchmesser der sphärischen Partikel definiert den Abstand zwischen den jeweils so miteinander gefügten plattenförmigen Elementen. Als Klebstoff können bevorzugt Epoxidharze, besonders bevorzugt Mehrkomponentenharze und als Lot Metalle, Metalllegierungen oder Glas eingesetzt werden.
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Zur Einhaltung konstanter definierter Abstände zwischen stoffschlüssig miteinander verbundenen plattenförmigen Elementen können an einer Oberfläche plattenförmiger Elemente Erhebungen mit jeweils gleicher Höhe ausgebildet sein. Erhebungen können beispielsweise sockelförmige Elemente sein, die kegel- oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet sein. Sie können mit definierter Höhe auf der Oberfläche plattenförmiger Elemente vorteilhaft mittels Siebdruck ausgebildet werden können. So kann es ausreichen eine Oberfläche eines plattenförmigen Elements mit Erhebungen zu versehen. In versetzter Anordnung können aber auch Erhebungen an zwei Oberflächen vorhanden sein. Zwischenräume im Spalt zwischen den zu fügenden plattenförmigen Elementen zwischen den Erhebungen sind nach dem Fügen mit Klebstoff oder Lot ausgefüllt.
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In einem äußeren plattenförmigen Element oder einem äußeren plattenförmigen Element und mindestens einem unmittelbar benachbart zu diesem äußeren plattenförmigen Element angeordneten inneren plattenförmigen Element kann eine Durchbrechung/Bohrung mit einem größeren freien Querschnitt oder Innendurchmesser ausgebildet sein, in die eine optische Faser eingeführt ist oder eingeführt werden kann. Dabei kann in mindestens einem dazu benachbarten äußeren oder inneren plattenförmigen Element eine Durchbrechung/Bohrung mit einem kleineren freien Querschnitt oder Innendurchmesser ausgebildet sein. Damit kann ein Anschlag für ein definiertes Einführen/Fixieren einer optischen Faser gebildet worden sein. Bei einer solchen Ausführung kann eine optische Faser, von der in einem Bereich, beginnend an der Fläche, die für die Ein- und Auskopplung elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist, über eine bestimmte Länge eine Schutzschicht entfernt worden sein. Der Faserdurchmesser der optischen Faser sollte dann dem kleineren Innendurchmesser entsprechen. Der Außendurchmesser der mit Schutzschicht (cladding) versehenen optischen Faser weist dann den größeren Außendurchmesser auf, der dem größeren Innendurchmesser der Durchbrechung/Bohrung im entsprechenden äußeren plattenförmigen Element und ggf. mindestens einem benachbart dazu angeordneten plattenförmigen Element entspricht. Die in Richtung der Aus- und/oder Eintrittsfläche der optischen Faser angeordnete Stirnfläche der Schutzschicht der optischen Faser bildet dann mit dem kleineren Innendurchmesser den Anschlag der optischen Faser, der den Abstand zwischen optisch wirksamer Fläche eines optoelektronischen Elements und der Ein- und/oder Austrittsfläche der optischen Faser vorgibt.
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Eine optische Faser kann aber auch mit ihrer Aus- oder Eintrittsfläche unmittelbar an der optisch aktiven Fläche des jeweiligen optoelektronischen Elements anliegen.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform können alle plattenförmigen Elemente Durchbrechungen, bevorzugt Bohrungen aufweisen, die in den übereinander angeordneten plattenförmigen Elementen miteinander fluchtend ausgerichtet sind und den gleichen Innendurchmesser aufweisen, in die zumindest temporär Justierstifte zumindest nahezu spielfrei einführbar sind. Im übereinander gestapelten Zustand weisen diese Bohrungen in allen plattenförmigen Elementen eine gemeinsame mittlere Längsachse auf. Sind mehrere Bohrungen in Abständen zueinander an den plattenförmigen Elementen vorhanden, kann so mit mehreren eingeführten Justierstiften eine exakte Ausrichtung der plattenförmigen Elemente zueinander erreicht werden. Bevorzugt sollten jeweils drei solcher Bohrungen in den plattenförmigen Elementen mit drei Justierstiften genutzt werden. Die Bohrungsdurchmesser und die Außendurchmesser der Justierstifte bilden eine Passung mit sehr kleiner Toleranz, so dass eine Verschiebung der plattenförmigen Elemente parallel zu ihren größten Oberflächen verhindert werden kann.
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Die Justierstifte können dauerhaft in einem Gehäuse enthalten sein, was die Stabilität der Gehäuse erhöht. Es besteht aber auch die Möglichkeit, nach der Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindungen zwischen den plattenförmigen Elementen, die Justierstifte wieder zu entfernen. Dies ist vorteilhaft, wenn kleine Gehäuse gewünscht werden. Der Bereich eines Gehäuses, der mit den Justierstiften für eine Justierung/Positionierung genutzt worden ist, kann aber auch noch mit einem geeigneten Trennverfahren entfernt werden. Auf Möglichkeiten dazu, soll nachfolgend noch eingegangen werden.
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Auf oder in der Oberfläche des äußeren plattenförmigen Elements auf der mindestens ein optoelektronisches Element angeordnet ist, kann mindestens eine Vertiefung oder Erhebung ausgebildet worden sein, die als Positionierhilfe für das jeweilige optoelektronische Element fungiert. Eine oder mehrere Vertiefungen kann/können durch Werkstoffabtrag, der vorteilhaft mit einem Laserstrahl erreicht werden kann, ausgebildet werden. Eine oder mehrere Erhebungen kann/können mittels Siebdruck ausgebildet werden. Damit kann die Genauigkeit der Ausrichtung einer optisch wirksamen Fläche eines optoelektronischen Elements in Bezug zur Ein- und/oder Austrittsfläche einer optischen Faser und/oder eines optischen Elementes auch durch Formschluss erhöht werden.
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Bei der Herstellung erfindungsgemäßer Gehäuse wird so vorgegangen, dass in vorgefertigte plattenförmige Elemente, die jeweils eine konstante Dicke über ihre gesamte Fläche aufweisen, Durchbrechungen und/oder Bohrungen durch ein Trennverfahren, bevorzugt einem Laserschneidverfahren, das ganz besonders bevorzugt mit derselben Laserschneidanlage durchgeführt wird, ausgebildet werden. Da sehr dünne plattenförmige Elemente eingesetzt werden, kann deren Dicke im Bereich 250 μm bis 500 μm liegen. So ist die Ausbildung von Durchbrechungen und/oder Bohrungen in sehr kurzer Zeit möglich. Es können sehr homogene glatte Oberflächen, an denen ein Werkstoffabtrag mittels der Laserstrahlung erfolgt ist, erreicht werden. Auch die Präzision mit der eine sehr genaue Positionierung und Dimensionierung der ausgebildeten Durchbrechungen und/oder Bohrungen erreicht werden kann, ist sehr hoch. Wenn, wie bereits angesprochen dieselbe Laserschneidanlage für die Bearbeitung aller plattenförmigen Elemente eingesetzt wird, können systematische Fehler vermieden werden. Systematische Fehler wirken sich nahezu nicht aus, da sie bei der Bearbeitung aller plattenförmigen Elemente gleich auftreten.
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Bohrungen oder Durchbrechungen können mit dem Laserstrahl auch konisch bzw. mit schräg geneigten Wänden ausgebildet werden, was sich beim Einführen optischer Fasern oder einem Einsetzen optischer Elemente vorteilhaft ausnutzen lassen kann.
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Im Anschluss daran wird eine Stapelung der plattenförmigen Elemente durchgeführt, so dass definierte Durchbrechungen und Bohrungen, die in plattenförmigen Elementen ausgebildet sind, miteinander fluchten und/oder miteinander kommunizieren, wobei in mindestens einem inneren plattenförmigen Element eine Durchbrechung ausgebildet wird, die einen Hohlraum für die Aufnahme mindestens eines optoelektrischen Elements bildet.
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Im Anschluss an diese Stapelung wird ein Fügeprozess durchgeführt, bei dem eine stoffschlüssige Verbindung von jeweils benachbarten plattenförmigen Elementen durch Kleben oder Löten erreicht wird. Ein Klebstoff oder Lot wird vor dem Stapeln der plattenförmigen Elemente auf jeweilige Oberflächen von plattenförmigen Elementen aufgebracht. Bevorzugt kann vor Durchführung des Fügeprozesses oder eines Trennprozesses eine wieder entfernbare Schutzschicht (Folie) auf die äußere Oberfläche eines äußeren plattenförmigen Elements, durch das mindestens eine optische Faser im Anschluss an den Fügeprozess in eine Durchbrechung oder Bohrung eingeführt wird, aufgebracht werden. Nach dem Fügen oder Trennen kann diese Schutzschicht wieder entfernt werden. Eine Schutzfolie kann die Hohlräume, Durchbrechungen oder auch Bohrungen vor eindringender Flüssigkeit bei einem Trennen schützen.
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Bei einem äußeren plattenförmigen Element kann auf dessen in das Innere des Gehäuses weisende Oberfläche eine elektrische Leiterbahnstruktur vor dem Stapeln und Fügen aufgebracht worden sein. Die Leiterbahnstruktur kann mit einem an dieser Oberfläche fixierten mindestens einen optoelektronischen Elements verbunden worden sein. Mit einer in diesem äußeren plattenförmigen Element ausgebildeten elektrischen Durchkontaktierung kann das mindestens eine optoelektronische Element über die elektrische Leiterbahnstruktur nach außen durch dieses äußere plattenförmige Element kontaktiert werden.
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Eine in Bezug zu einem optoelektronischen Element zu positionierende optische Faser wird nach dem Fügen in eine Bohrung oder Durchbrechung eingeführt und dann bevorzugt stoffschlüssig zusätzlich fixiert sowie das Gehäuse im Bereich der Bohrung/Durchbrechung mit der jeweiligen optischen Faser abgedichtet. Dazu kann ein Klebstoff genutzt werden.
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Zur Reduzierung des Aufwandes für die Herstellung und der Herstellungskosten ist es besonders vorteilhaft, dass mit plattenförmigen Elementen mehrere Gehäuse ausgebildet werden, die anschließend mittels eines Trennverfahrens vereinzelt werden können. Dabei werden die plattenförmigen Elemente vor dem Stapeln so bearbeitet, dass Durchbrechungen und Bohrungen und ggf. elektrische Leiterbahnen für mehrere Gehäuse auf einem plattenförmigen Element ausgebildet werden. Nach dem Stapeln und Fügen kann eine Vereinzelung durch ein Trennverfahren, bevorzugt Sägen mit einer an sich bekannten Wafersäge durchgeführt werden, um einzelne Gehäuse in denen jeweils mindestens ein optoelektronisches Element aufgenommen ist zu erhalten. Bevorzugt nach dem Trennen können die einzelnen Gehäuse mit optischen Fasern bestückt werden. Insbesondere bei dieser Form der Herstellung wirkt sich der Einsatz von Justierstiften in Verbindung mit den entsprechend dafür ausgebildeten Bohrungen für die Positionsgenauigkeit vorteilhaft aus. Die dazu genutzten Bereiche können beim Trennen zur Vereinzelung abgetrennt werden.
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Für eine Justierung/Positionierung der übereinander angeordneten plattenförmigen Elemente, vor dem zur Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindungen führenden Fügeprozessschritt, können die plattenförmigen Elementen bevorzugt nacheinander, beginnend mit einem äußeren plattenförmigen Element auf die Justierstifte aufgesteckt werden. Nach der Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung können die die Gehäuse bildenden plattenförmigen Elemente von den Justierstiften abgenommen werden. Justierstifte können Bestandteil einer Montagevorrichtung sein, die mehrfach genutzt werden kann.
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Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Schnittdarstellung durch ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Gehäuses;
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2 eine Schnittdarstellung einer Ausführung für die gleichzeitige Herstellung mehrerer Gehäuse;
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3 ein Beispiel bei dem in einem im Gehäuse ausgebildeten Hohlraum zusätzlich ein optisches Element aufgenommen ist;
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4 einzelne übereinander zu stapelnde plattenförmige Elemente, mit den ein Gehäuse gebildet wird;
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5 den Einsatz sphärischer Partikel beim Fügen von plattenförmigen Elementen und
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6 plattenförmige Elemente mit Erhebungen als Abstandshalter beim stoffschlüssigen Fügen.
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Bei den nachfolgend beschriebenen Beispielen erläuterte technische Merkmale können unabhängig voneinander und vom jeweiligen Beispiel miteinander kombiniert werden.
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In 1 ist ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Gehäuses gezeigt. Das Gehäuse ist mit den plattenförmigen Elementen 1, 2 und 3.1 bis 3.4 gebildet. Die plattenförmigen Elemente bestehen aus gesintertem Aluminiumoxid und weisen jeweils eine Dicke von 380 μm auf.
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Auf der nach innen weisenden Seite des hier unten angeordneten äußeren plattenförmigen Elements 1 ist eine elektrische Leiterbahnstruktur 6 als an sich bekannte Metallisierung ausgebildet und elektrisch leitend mit den zwei optoelektronischen Elementen 5 verbunden ist. Mit den durch das äußere plattenförmige Element 1 hindurchgeführten Durchkontaktierungen 10 ist eine elektrisch leitende Verbindung nach außen möglich. Es können auch flexible vorformbare elektrische Leiter 11 beispielsweise als Drahtbondverbindung genutzt werden.
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In den drei bei diesem Beispiel oben angeordneten äußeren plattenförmigen Elementen 2 sind jeweils zwei Bohrungen ausgebildet, wobei eine dieser zwei Bohrungen (hier die rechte Bohrung) mit weiteren Bohrungen, die in den inneren plattenförmigen Elementen 3.1 bis 3.3 ausgebildeten Bohrungen fluchten. In die mit den einzelnen in den plattenförmigen Elementen 2 und 3.1 bis 3.3 ausgebildeten Bohrungen ausgebildet Durchgangsbohrung, die bis in den Hohlraum im Inneren des Gehäuses reichen, sind optische Fasern 4 eingeführt.
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Bei diesem Beispiel weisen die Bohrungen in den beiden äußeren plattenförmigen Elementen 2, die die im Beispiel links angeordnete Durchgangsbohrung bilden, einen größeren Durchmesser auf, als dies bei der linken Bohrung im am weitesten innen angeordneten plattenförmigen Element 2, der Fall ist. Bei der bei diesem Beispiel rechts angeordneten Durchgangsbohrung für die optische Faser 4 sind alle Innendurchmesser in den drei äußeren plattenförmigen Elementen 2 größer als die Innendurchmesser der Bohrungen in den plattenförmigen Elementen 3.1 bis 3.3. Die jeweils größeren Innendruchmesser entsprechen dabei dem Außendurchmesser der optischen Fasern 4 mit einer außen vorhandenen Schutzschicht 4.1. Die kleineren Innendurchmesser entsprechen dem Außendurchmesser der eigentlichen optischen Fasern 4. Die nach außen weisenden Oberflächen des am weitesten im Inneren angeordneten plattenförmigen Elements 2 für die linke Bohrung sowie des plattenförmigen Elements 3.1 bilden Anschläge, für die Stirnflächen der Schutzschichten 4.1 der beiden optischen Fasern 4. Damit kann eine definierte Eindringtiefe der eingeführten optischen Fasern 4 und damit ein definierter Abstand zwischen den optisch wirksamen Flächen der optoelektronischen Elemente 5 eingehalten werden. In nichtdargestellter Form können die optischen Fasern an der nach außen weisenden Oberfläche des am weitesten außen angeordneten plattenförmigen Elements 2 mit einem Klebstoff fixiert und ein ggf. dort vorhandener Spalt abgedichtet werden.
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Aus der Darstellung wird außerdem deutlich, dass in den inneren plattenförmigen Elementen 3.1 bis 3.5 Durchbrechungen ausgebildet sind, mit denen beim übereinander stapeln der plattenförmigen Elemente 1, 3.1 bis 3.4 und 2 ein Hohlraum ausgebildet worden ist, in dem die optoelektronischen Elemente 5 angeordnet sind. Bei diesem Beispiel sind die Durchbrechungen in den plattenförmigen Elementen 3.1 bis 3.4 jeweils gleich. Die Durchbrechung im plattenförmigen Element 3.4 ist größer, so dass dort der Hohlraum so gestaltet ist, dass in diesem Bereich das kleinere rechts angeordnete optoelektronische Element untergebracht werden kann.
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In nicht dargestellter Form können die Durchbrüche in inneren plattenförmigen Elementen auch anders dimensioniert und konturiert sein, so dass eine zumindest teilweise formschlüssige Fixierung mindestens eines der optoelektronischen Elemente 5 erreicht werden kann.
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Die Spalte zwischen allen übereinander gestapelten plattenförmigen Elementen 1, 2 und 3.1 bis 3.4 sind mit einem Klebstoff, bevorzugt einem Epoxidharz-Klebstoff ausgefüllt, so dass nach der Fertigstellung des Fügeprozesses und ausgehärtetem bzw. vollständig polymerisiertem Klebstoff eine konstante Spaltbereite von 45 μm zwischen allen jeweils benachbart angeordneten plattenförmigen Elementen 1, 2 sowie 3.2–3.4 eingehalten ist.
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In 2 ist gezeigt, wie mehrere Gehäuse gleichzeitig mit übereinander angeordneten plattenförmigen Elementen 1, 2 sowie 3.1–3.4 hergestellt werden können.
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Durch eine Bearbeitung mit einem Laserstrahl, der von einer Laserstrahlquelle mit einer Wellenlänge von 10,6 μm emittiert wird, sind die Bohrungen und Durchbrechungen für mehrere Gehäuse in den plattenförmigen Elementen 2 sowie 3.1–3.4 ausgebildet worden. Zusätzlich sind bei dem gezeigten Beispiel weitere bei der Übereinanderanordnung der plattenförmigen Elemente 1, 2 sowie 3.1–3.4 miteinander fluchtende Bohrungen ausgebildet worden, deren Innendurchmesser größer sein kann, als der für die Bohrungen in die optische Fasern 4 eingeführt werden sollen.
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Für eine exakte Positionierung können die plattenförmigen Elemente beginnend mit dem äußeren plattenförmigen Element 1 auf eine Montagevorrichtung aufgesetzt werden, indem in diese Justierbohrungen mit dem größeren Innendurchmesser auf die Justierstifte 12 in der gezeigten Reihenfolge aufgesetzt werden. An den Justierstiften 12 ist ein Flansch 12.1 oder Sockel vorhanden, der einen Anschlag bildet.
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Sind alle plattenförmigen Elemente 1, 2 sowie 3.1–3.4 übereinander gestapelt worden, erfolgt der Prozessschritt Fügen, bei dem Klebstoff zwischen den plattenförmigen Elementen 1, 2 sowie 3.1–3.4 ausgehärtet oder vollständig polymerisiert wird.
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Im Anschluss daran können die miteinander mittels des Klebstoffs stoffschlüssig miteinander verbundenen plattenförmigen Elemente 1, 2, 3.1–3.4 vereinzelt werden. Dies kann durch Sägen an den dafür vorgesehenen Positionen erreicht werden. Dabei werden dort alle übereinander angeordneten plattenförmigen Elemente 1, 2 sowie 3.1–3.4 voneinander an der Schnittstelle getrennt. Das Sägen kann vor oder auch nach dem Abnehmen des mit den plattenförmigen Elementen 1, 2 sowie 3.1–3.4 gebildeten Stapels von den Justierstiften 12 durchgeführt werden.
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In 3 ist ein Beispiel gezeigt, bei dem mit Durchbrüchen, die in den inneren plattenförmigen Elementen 3.1–3.4 ausgebildet worden sind, ein Hohlraum ausgebildet ist, der für die formschlüssige Aufnahme eines optischen Elements 7, in diesem Fall eine Kugellinse, ausgebildet worden ist. Mit dem inneren plattenförmigen Element 3.5 sind mit Durchbrechungen Hohlräume für die Aufnahme optoelektronischer Elemente 5 ausgebildet. Zu diesen Hohlräumen ist jeweils eine Durchgangsbohrung mit in den plattenförmigen Elementen 2 bis 3.4 oder 2 für den Hohlraum mit optischem Element 7 mit Bohrungen, die fluchtend zueinander ausgerichtet sind, gebildet. In diese Durchgangsbohrungen können optische Fasern 4 eingeführt werden (nicht gezeigt).
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In 4 sind die plattenförmigen Elemente 2, 3.1–3.5 und 1 in der Reihenfolge einzeln gezeigt, in der sie übereinander angeordnet werden, um ein Beispiel eines Gehäuses, wie es in 3 gezeigt ist, herstellen zu können. Außerdem ist auch das optische Element 7 erkennbar.
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Die 5 zeigt beispielhaft eine Fügeverbindung zwischen zwei plattenförmigen Elementen 3.1 und 3.2. es können aber auch alle anderen plattenförmigen Elemente 1, 2 sowie 3.1–3.X so miteinander stoffschlüssig verbunden werden. Es wird ein Klebstoff eingesetzt, wie er auch beim Beispiel nach 1 eingesetzt worden ist. In dem Klebstoff sind zusätzlich sphärische Partikel 8 aus Glas, die alle den gleichen Außendurchmesser von 45 μm aufweisen, enthalten. Dieser Außendurchmesser definiert den Abstand der so miteinander stoffschlüssig verbundenen plattenförmigen Elemente. Die sphärischen Partikel 8 sind im Klebstoff eingebettet. Das Fügen, bei dem der Klebstoff ausgehärtet oder vollständig polymerisiert wird, wird so durchgeführt, dass die übereinander gestapelten plattenförmigen Elemente soweit zusammen gepresst werden, bis der Weg von den an den Oberflächen der jeweiligen plattenförmigen Elemente anliegenden sphärischen Partikeln 8 begrenzt wird. Da alle sphärischen Partikel 8 den gleichen Außendurchmesser aufweisen, kann eine konstante Spaltbreite, die diesem Außendurchmesser entspricht zwischen benachbarten plattenförmigen Elementen eingehalten werden.
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Dies kann auch mit Erhebungen 9 erreicht werden, die jeweils mit gleicher Höhe auf einer Oberfläche der jeweiligen plattenförmigen Elemente, wie es für die plattenförmigen Elemente beispielhaft in 6 gezeigt ist, ausgebildet worden sind. Die Zwischenräume zwischen sphärischen Partikeln 8 oder Erhebungen 9 sollten möglichst vollständig mit dem Klebstoff ausgefüllt sein.
