DE19501285C1

DE19501285C1 - Opto-electronic conversion device mfr.

Info

Publication number: DE19501285C1
Application number: DE19501285A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr Benz; Klaus-Michael Dr Mayer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-01-18
Filing date: 1995-01-18
Publication date: 1996-05-15
Anticipated expiration: 2015-01-19
Also published as: DE59600776D1; DE19547941A1

Abstract

The method involves generating a structure (11-13) for guiding an optical fibre and deflecting the light carried by the fibre on a substrate (10) by producing a mould using the contours of a shaping tool. A ceramic base material is used for the substrate and the mould is produced by pressing or casting it.The moulding can entail setting ceramic pieces on the shaping tool, or by injection stamping, injection moulding or reaction moulding. The staring material for the substrate can be a foil based on the ceramic base material.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Anordnung nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche 1 und 15. Eine bekannte gattungsgemäße Anordnung (DE-PS 41 06 721) basiert auf einem Träger aus Silizium. Auf einer Oberfläche weist er mehrere, durch anisotropes Ätzen hergestellte V-Nuten auf, welche durch abgeschrägte, verspiegelte Stirnflächen abgeschlossen sind. Die V-Nuten dienen zur Fixierung von Lichtleitfasern, die verspiegelten Stirnflächen zur Umlenkung von über die Lichtleitfaser übertragenem Licht in eine Richtung senkrecht zur optischen Achse der Lichtleitfaser. Auf dem Siliziumträger befindet sich ein zweiter Träger aus lichtdurchlässigem Material, darauf wiederum Wandlerelemente zur Umwandlung von optischen in elektrische Signale. Durch den lichtdurchlässigen zweiten Träger wird letzteren das an den verspiegelten Stirnflächen der V-Nuten umgelenkte Licht zugeführt. In ein Siliziumsubstrat geätzte V-Nuten, wie sie bei dieser bekannten Anordnung verwendet werden, stellen hervorragende Faserführungsstrukturen dar. Auch sind die, entsprechend der Siliziumkristallstruktur unter 54 Grad geneigten Stirnflächen an den V-Nutenden, gut als Umlenkspiegel nutzbar. Allerdings ist das Ätzen eines solchen Substrates ein aufwendiges Herstellungsverfahren, da es einzeln erfolgen muß. Technisch bedingt ferner die Hochfrequenz der am Ausgang der Wandlereinrichtung anliegenden Signale, daß die von der Wandlereinrichtung wegführenden Leiterbahnen als elektrische Streifenleiter ausgeführt sind. Diese erfordern stets eine hinreichend gute elektrische Isolation, indem etwa zwischen Wandlereinrichtung mit Leiterbahnen und Siliziumträger eine dielektrische Schicht, zum Beispiel Polymid oder Glas, angeordnet wird. Aus technischen Gründen ist es auch wünschenswert, die von der Wandlereinrichtung gelieferten Signale auf einem möglichst kurzen Signalweg einer Signalvorverarbeitung zuzuführen. Sie sollte daher möglichst auf demselben Substrat unmittelbar an der Wandlereinrichtung plaziert sein. Eine diesen technischen Erfordernissen genügende Ausgestaltung des Substrates führt allerdings zu einem vergleichsweise großen Platzbedarf für jede Einzelanordnung, und damit zu einer Herabsetzung der möglichen Integrationsdichte der mechanischen Führungsstrukturen auf den Substraten. Es können dadurch aus einem Siliziumwafer jeweils nur verhältnismäßig wenige Einzelanordnungen gefertigt werden, wodurch sich entsprechend erhöhte Herstellungskosten ergeben.The invention is based on a method and one Arrangement according to the type of independent claims 1 and 15. A known generic arrangement (DE-PS 41 06 721) is based on a silicon carrier. On one surface he has several made by anisotropic etching V-grooves, which by bevelled, mirrored End faces are completed. The V-grooves are used for Fixation of optical fibers that mirrored End faces for deflecting via the optical fiber transmitted light in a direction perpendicular to the optical Optical fiber axis. Located on the silicon substrate a second support made of translucent material, thereupon in turn transducer elements for converting optical ones into electrical signals. Through the translucent second The latter becomes the carrier on the mirrored end faces redirected light is supplied to the V-grooves. In a Silicon substrate etched V-grooves, as in this known arrangement used, make excellent Fiber guidance structures. Also, are, according to the Silicon crystal structure inclined at 54 degrees End faces at the V-groove ends, good as a deflecting mirror usable. However, the etching of such a substrate a complex manufacturing process because it is individually must be done. The high frequency of the signals present at the output of the converter device that the conductor tracks leading away from the converter device as electrical strip lines are executed. These require always have a sufficiently good electrical insulation by about between converter device with conductor tracks and Silicon carrier a dielectric layer, for example Polymid or glass, is arranged. Due to technical reasons it is also desirable to use the converter device delivered signals on the shortest possible signal path a signal preprocessing. It should therefore if possible on the same substrate directly on the Be placed converter device. One of these technical Requirements sufficient design of the substrate leads however to a comparatively large space requirement for each individual arrangement, and thus to a reduction in the possible integration density of the mechanical Management structures on the substrates. It can do this a silicon wafer in each case only relatively few Individual arrangements are made, which makes result in correspondingly increased manufacturing costs.

Aus der DE-PS 43 00 652 ist der Vorschlag bekannt, eine integrierte optische Schaltung durch Eingießen eines elektrooptischen Halbleiterbauelementes auf einem Abformwerkzeug herzustellen. Als für das Gießen geeignetes Material sind Kunststoffe, insbesondere Polymere, offenbart. From DE-PS 43 00 652 the proposal is known, one integrated optical circuit by pouring one electro-optical semiconductor device on a Manufacture impression tool. As suitable for casting Material, plastics, in particular polymers, are disclosed.

Das Verfahren sieht eine Trennung von Substratherstellung und Mikromontage nicht vor. Eine kontrollierte Ausbildung von elektrischen und optischen Funktionsstrukturen auf der Substratoberfläche ist deshalb nicht möglich.The process sees a separation of substrate production and micro assembly not before. A controlled one Training of electrical and optical Functional structures on the substrate surface is therefore not possible.

Aus der DE-OS 42 12 208 ist desweiteren der Vorschlag bekannt, Master-Strukturen in Kunststoffe abzuformen, um so eine kostengünstige Massenproduktion von Polymerbauelementen mit selbstjustierender Ankopplung von Faserführungsstrukturen an Lichtwellenbauelemente zu ermöglichen. Maßnahmen zur Ausbildung von elektrischen Strukturen sieht dieses Verfahren nicht vor.DE-OS 42 12 208 is also the proposal known to mold master structures in plastics, so an inexpensive mass production of polymer components with self-adjusting coupling from Fiber guidance structures on light wave components enable. Measures for training electrical This procedure does not provide for structures.

Aus der DE-OS 43 17 953 ist ferner der Vorschlag entnehmbar, Führungsnuten für Glasfasern in Lichtwellenleiterführungselementen durch Spritzgießen in Kunststoff unter Verwendung eines Abformteiles herzustellen. Angaben zur Vorbereitung der dabei hergestellten Formteile für eine nachfolgende Montage von elektrischen Bauelementen macht die Schrift nicht. Auch gibt sie keine Hinweise auf für die Lichtwellenleiterführungselemente in Betracht kommende alternative Materialien.DE-OS 43 17 953 also suggests that Guide grooves for glass fibers in Optical fiber guide elements by injection molding in To produce plastic using an impression part. Information on the preparation of the molded parts produced for subsequent assembly of electrical components does not do the writing. Nor does it give any clues considered for the optical waveguide guide elements upcoming alternative materials.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für eine wirtschaftlichere Herstellung einer gattungsgemäßen Anordnung sowie eine nach dem Verfahren herstellbare Anordnung anzugeben.The invention has for its object a method for a more economical production of a generic Arrangement and a producible according to the method Specify order.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren bzw. eine Anordnung mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 15. Das vorgeschlagene Herstellungsverfahren basiert auf der an sich bekannten MIGA-Technik (Mikrostrukturierung-Galvanoformung- Abformung). Erfindungsgemäß wird diese Technik nunmehr auch zur Herstellung von Substraten für elektrooptische Anordnungen aus keramischem Grundmaterial eingesetzt. Auf solche Keramiksubstrate können elektronische Bauelemente sowie Leiterbahnen und Kontaktbefestigungen direkt aufgebracht werden. Ein besonderer Vorteil von Keramiksubstraten liegt in ihren bekannt guten Hochfrequenzeigenschaften bei gleichzeitig guter Wärmeleitfähigkeit. Auf einem Keramiksubstrat kann dadurch die gesamte zur Signalumsetzung benötigte Hochfrequenzelektronik für Übertragungsraten von typisch 11 Gigabit pro Sekunde aufgebaut werden. Auf diese Weise lassen sich leicht komplette Sende/Empfangsbausteine mit einigen Zentimeter Kantenlänge strukturieren.This problem is solved by a method or a Arrangement with the features of claims 1 and 15, respectively proposed manufacturing process is based on the per se known MIGA technology (microstructuring-electroforming- Impression). According to the invention, this technique is now also used for the production of substrates for electro-optical Arrangements made of ceramic base material used. On such ceramic substrates can be electronic components as well as conductor tracks and contact fastenings directly be applied. A special advantage of Ceramic substrates are known to be good ones Radio frequency properties with good at the same time Thermal conductivity. This can be done on a ceramic substrate the whole needed for the signal conversion High frequency electronics for transmission rates of typically 11 Gigabits per second. Let it this way easily complete send / receive blocks with some Structure centimeter edge length.

Dadurch ist eine kostengünstige Massenfertigung von optischen Hochfrequenz-Sende- und Empfangsmodulen möglich. In vorteilhafter Weise können durch die Abformtechnik aufwendige Spiegelformen, wie zum Beispiel focussierende Parabolspiegel oder ähnliche strahlformende Elemente kostengünstig gefertigt werden. Die Spiegelmetallisierung kann dabei in vorteilhafter Weise in einem Arbeitsschritt mit der Elektrodenherstellung erfolgen kann.This is an inexpensive mass production of optical high-frequency transmit and receive modules possible. Advantageously, the impression technique elaborate mirror shapes, such as focusing Parabolic mirrors or similar beam-shaping elements can be manufactured inexpensively. The mirror metallization can advantageously in one step can be done with the electrode production.

Zweckmäßig erfolgt die Abformung durch ein Prägeverfahren. Sollen die auf der Oberfläche des keramischen Substrates angelegten Strukturen besonders glatte Flächen aufweisen, erfolgt das Prägen vorteilhaft zweistufig. Vor dem zweiten Prägeschritt wird dabei ein glattsinterndes Material in die Mikrostruktur eingefüllt.The impression is expediently carried out using an embossing process. Should be on the surface of the ceramic substrate structures have particularly smooth surfaces, embossing is advantageously carried out in two stages. Before the second A smooth sintering material is embossed into the Microstructure filled in.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen bzw. zweckmäßige Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Verfahrens bzw. der vorgeschlagenen Anordnung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche. Further advantageous developments or expedient Refinements of the proposed method or proposed arrangement result from the features of Subclaims.

Eine vorteilhafte Variante zur Herstellung besonders glatter Spiegelflächen sieht vor, auf die für den Spiegel vorgesehene Fläche vor dem Prägen lokal eine glattsinternde Glaspaste aufzubringen.An advantageous variant for producing particularly smooth Mirror surfaces provides for that for the mirror intended surface before embossing locally a smooth sintering Apply glass paste.

Eine weitere vorteilhafte Maßnahme zur Herstellung von Spiegeln mit besonders glatten Oberflächen sowie zur Erzeugung von Spiegeln mit beliebiger Geometrie besteht darin, in der zur Herstellung verwendetem Masterstruktur am Ende der V-Nuten jeweils eine Kaverne vorzusehen. Darin wird mit Hilfe von Konturmaterial die gewünschte Spiegelkontur angelegt. Die Kaverne erleichtert in vorteilhafter Weise zudem eine selektive Beschichtung der Spiegelfläche nach dem Prägen, beispielsweise mit Kunststoffen oder Lacken.Another advantageous measure for the production of Mirror with particularly smooth surfaces and for There is generation of mirrors with any geometry therein, in the master structure used for the production on Provide a cavern at the end of each V-groove. In it with the help of contour material the desired mirror contour created. The cavern advantageously facilitates also a selective coating of the mirror surface after the Embossing, for example with plastics or lacquers.

Neben dem Prägen kann die Herstellung des Keramiksubstrates in gleichermaßen vorteilhafter Weise auch in Gießtechnik, Schlickerguß oder Spritzgießtechnik oder Spritzprägetechnik erfolgen.In addition to embossing, the production of the ceramic substrate in an equally advantageous manner also in casting technology, Slip casting or injection molding technology or injection stamping technology respectively.

Zur weiteren Senkung der Herstellungskosten ist es ferner zweckmäßig, die Formwerkzeuge durch Generationenbildung zu vervielfältigen.It is also used to further reduce manufacturing costs expedient to form tools through generation reproduce.

Eine erfindungsgemäße Anordnung sowie ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.An arrangement according to the invention and an arrangement according to the invention Manufacturing methods are described below with reference explained in more detail on the drawing.

drawing

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine vorgeschlagene Signalumsetzanordnung in Draufsicht sowie im Längsschnitt, Fig. 2 ein Flußdiagramm des vorgeschlagenen Herstellungsverfahrens, Fig. 3 ein Detail eines Formwerkzeuges, Fig. 4 einen Querschnitt durch eine geprägte V-Nut vor und nach dem Sintern, Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine geprägte Mikrostruktur mit Lichtleitfaser zur Veranschaulichung der Auswirkungen des Schrumpfens beim Sintern. Fig. 1 is a proposed Signalumsetzanordnung in plan view and in longitudinal section, Fig. 2 a flow chart of the proposed manufacturing method, Fig. 3 shows a detail of a mold, Fig. 4 a cross section through an embossed V-groove before and after sintering, Fig. 5 a Longitudinal section through an embossed microstructure with optical fibers to illustrate the effects of shrinking during sintering.

Description of the embodiments

Fig. 1 zeigt eine Wandleranordnung zur Umsetzung von optischen in elektrische Signale. Grundlage der Anordnung bildet ein keramisches Substrat 10. An seiner Oberseite weist es, verlaufend vom linken Seitenrand in Fig. 1 bis etwa zur Mitte hin, eine Mikrostruktur 11, 12, 13 zur Fixierung einer Lichtleitfaser 20 auf. Die Mikrostruktur setzt sich dabei aus einem Zugabfang 13 zur Fixierung des eine Lichtleitfaser 20 umhüllenden Schutzmantels 21, einer V-Nut zur Führung einer Lichtleitfaser 20 sowie einer wannenförmigen Kaverne 16 im Bereich der Austrittsöffnung 27 der Lichtleitfaser 20 zusammen. Die der Austrittsöffnung 27 gegenüberliegende, und, bedingt durch die Siliziumkristallstruktur, schräg gegen die optische Achse der Lichtleitfaser 20 ansteigende Seitenwand der Kaverne 12, sowie, aus fertigungstechnischen Gründen, ein Teil des Bodens der Kaverne 12 sind mit einem Konturmaterial 16, zum Beispiel einer Glaspaste mit besonders glatter Oberfläche, belegt. Auf dessen Oberfläche, soweit sie der Austrittsöffnung 29 gegenüber bzw. im Strahlengang von über die Lichtleitfaser 20 übertragenem Licht liegt, ist ein Lichtumlenkelement 15 angeordnet, im Ausführungsbeispiel in Gestalt einer Spiegels. An dem Spiegel 15 wird das über die Lichtleitfaser 20 übertragene Licht in eine zur optischen Achse der Lichtleitfaser 20 geneigte Richtung reflektiert. Vorzugsweise erfolgt die Reflexion in einem Winkel von 90 Grad, der Spiegel 15 hat dann eine Neigung zur optischen Achse der Lichtleitfaser 20 von 45 Grad. Auf der Oberseite 19 des Keramiksubstrates 10 sind eine Empfänger- bzw. eine Sendeeinrichtung 22 sowie eine HF-(Hochfrequenz-)Vorverstärkereinrichtung 24 angeordnet. Beide Elemente 22, 24 sind vorzugsweise in Form von Chips ausgeführt. Sie sind mit dem Keramiksubstrat 10 über Kontaktflächen 29 verbunden, welche gleichzeitig zur Fixierung dienen. Über ebenfalls auf der Oberfläche 19 des Keramiksubstrates 10 aufgebrachte Leiterbahnen 26, welche alle oder teilweise als Streifenleiter ausgeführt sind, sind Sender/Empfänger-Chip 22 und HF-Vorverstärker 24 untereinander verbunden. Weitere, in gleicher Weise direkt auf das Keramiksubstrat 10 aufgebrachte Streifenleiter 26′ dienen zur Einbindung der gesamten Wandleranordnung in die umgebende Elektronik. An seiner Unterseite, d. h. an der der Substratoberfläche 19 zugewandten Seite weist der Sender/Empfänger-Chip 22 ein Detektionsfenster 28 auf. Es befindet sich genau über dem Strahlfleck, den über die Lichtleitfaser 20 übertragenes und an dem Spiegel 15 reflektiertes Licht erzeugt. Im Falle einer Empfängereinrichtung ist das Detektionsfenster 28 in der Regel eine Fotodiode, welche über die Lichtleitfaser 20 übertragenes Licht empfängt. Im Falle einer Sendeeinrichtung ist das Fenster 28 beispielsweise eine oberflächenemittierende Laserdiode, welche über den Spiegel 15 Licht in die Lichtleitfaser 20 einspeist. Neben den betriebsrelevanten Strukturen befinden sich auf der Oberfläche 19 des Keramiksubstrates 10 weiterhin noch Justiermarken 18. Sie dienen zur Erleichterung der Maskenjustierung bei der Metallisierung sowie der Ausrichtung der elektronischen Komponenten 22, 24 relativ zur Führung 11 der Lichtleitfaser 20. Fig. 1 shows a transducer arrangement for converting optical into electrical signals. A ceramic substrate 10 forms the basis of the arrangement. On its upper side, running from the left side edge in FIG. 1 to approximately the middle, it has a microstructure 11 , 12 , 13 for fixing an optical fiber 20 . The microstructure is composed of a strain relief 13 for fixing the protective jacket 21 enveloping an optical fiber 20 , a V-groove for guiding an optical fiber 20 and a trough-shaped cavern 16 in the region of the outlet opening 27 of the optical fiber 20 . The side wall of the cavern 12 opposite the exit opening 27 , which, due to the silicon crystal structure, rises obliquely against the optical axis of the optical fiber 20 , and, for manufacturing reasons, part of the bottom of the cavern 12 are made with a contour material 16 , for example a glass paste with a particularly smooth surface. On its surface, insofar as it lies opposite the exit opening 29 or in the beam path of light transmitted via the optical fiber 20 , a light deflection element 15 is arranged, in the embodiment in the form of a mirror. The light transmitted via the optical fiber 20 is reflected on the mirror 15 in a direction inclined to the optical axis of the optical fiber 20 . The reflection preferably takes place at an angle of 90 degrees, the mirror 15 then has an inclination to the optical axis of the optical fiber 20 of 45 degrees. On the top 19 of the ceramic substrate 10 , a receiver or a transmitter 22 and an RF (radio frequency) preamplifier 24 are arranged. Both elements 22 , 24 are preferably designed in the form of chips. They are connected to the ceramic substrate 10 via contact surfaces 29 , which also serve for fixing. Transmitter / receiver chip 22 and RF preamplifier 24 are connected to one another via conductor tracks 26 which are also applied to the surface 19 of the ceramic substrate 10 and which are all or partially designed as strip conductors. Further, in the same way directly applied to the ceramic substrate 10 strip line 26 'are used to integrate the entire transducer assembly in the surrounding electronics. The transmitter / receiver chip 22 has a detection window 28 on its underside, ie on the side facing the substrate surface 19 . It is located exactly above the beam spot, which generates the light transmitted via the optical fiber 20 and reflected on the mirror 15 . In the case of a receiver device, the detection window 28 is generally a photodiode, which receives light transmitted via the optical fiber 20 . In the case of a transmission device, the window 28 is, for example, a surface-emitting laser diode which feeds light into the optical fiber 20 via the mirror 15 . In addition to the structures relevant to operation, there are still alignment marks 18 on the surface 19 of the ceramic substrate 10 . They serve to facilitate the mask adjustment during the metallization and the alignment of the electronic components 22 , 24 relative to the guide 11 of the optical fiber 20 .

Ein wesentlicher Vorteil der in Fig. 1 wiedergegebenen Anordnung besteht in der Verwendung eines keramischen Substrates 10. Dadurch kann eine zusätzliche Isolation der Leiterbahnen 26 und Kontaktflächen 25 von der Oberfläche 19 des Substrates 10 entfallen. Dies wiederum erlaubt es weiterhin, die Schritte Spiegelherstellung und Metallisierung der Leiterbahnen bzw. Kontaktflächen 25 zusammenzufassen. An essential advantage of the arrangement shown in FIG. 1 is the use of a ceramic substrate 10 . This eliminates the need for additional insulation of the conductor tracks 26 and contact surfaces 25 from the surface 19 of the substrate 10 . This in turn also allows the steps of mirror production and metallization of the conductor tracks or contact areas 25 to be combined.

Fig. 2 veranschaulicht anhand eines Flußdiagrammes den Ablauf eines zur Herstellung einer Anordnung nach Fig. 1 geeigneten Verfahrens. Es gliedert sich in die Teilprozesse Mikrostrukturierung, Galvanoformung, Abformung, Spiegelherstellung und Metallisierung, sowie Mikromontage. FIG. 2 uses a flow chart to illustrate the sequence of a method suitable for producing an arrangement according to FIG. 1. It is divided into the sub-processes of microstructuring, electroforming, molding, mirror production and metallization, as well as micro-assembly.

Der erste Verfahrensteilprozeß dient der Herstellung einer Masterstruktur für die Abformung. Zweckmäßig erfolgt dies durch bekannte Mikrotechniken, beispielsweise in Silizium- Mikromechanik. In einem Siliziumwafer werden dabei in einem ersten Schritt 100 in bekannter Weise, vorzugsweise mittels eines anisotropen Ätzprozesses in heißer KOH-Lösung, V-Nuten 11 eingeätzt, welche später als Führungsstrukturen für die Lichtleitfasern 20 dienen. Ihre Tiefe kann, da sich die Wände der V-Nuten entlang der (111-)Kristallflächen im Silizium stets unter 54,7 Grad Neigung ausbilden, in einfacher Weise durch die Öffnungsbreite der Lithografiemaske bestimmt werden. Die experimentelle Genauigkeit beträgt etwa 1 µm. Beispielsweise ergibt sich für eine Öffnungsweite einer V-Nut von w = 241,6 µm eine Tiefe von t = 170,8 µm. Eine in der Nut angeordnete, bündig mit der Oberfläche in dieser Nut abschließende Singlemode- Standardglasfaser müßte einen Radius von D = 125 µm aufweisen. An der Eintrittsseite der V-Nut in den Siliziumwafer 10 wird anschließend, Schritt 102, eine als Zugabfang dienende Vertiefung 13 eingeätzt. Ihre Maße richten sich nach dem Durchmesser des die Lichtleitfaser 20 umgebenden Schutzmantels 21. Am innerhalb des Siliziumwafers 10 liegenden Ende der V-Nut wird sodann im Schritt 104 eine wannenförmige Kaverne 12′ eingeätzt. Ihre Wände verlaufen ebenfalls entlang den (111-)Kristallflächen des Siliziums und sind unter einem Winkel von 54,7 Grad gegen die Oberfläche des Substrates 10 geneigt. Sie sind jedoch, mit Ausnahme der die V-Nut 11′ beinhaltenden, vom offenen Ende der V-Nut 11′ entsprechend den gewählten Dimensionen der Kaverne 12′ räumlich getrennt. Dies erleichtert zu einem späteren Zeitpunkt insbesondere die Metallisierung eines Spiegels 15 auf der dem offenen Ende der V-Nut 11′ gegenüberliegenden Kavernenwand ohne Kontamination der Seitenwände der V-Nut 11′. Fig. 3 zeigt zur Veranschaulichung des Verfahrensablaufs ein Detail einer Masterstruktur mit V-Nut 11′ und Kaverne 12′. In vereinfachter Weise werden die Strukturen für Zugabfang, Faserführung und Spiegel in einem einzigen Maskenprozeß definiert und gemeinsam geätzt.The first part of the process is used to produce a master structure for the impression. This is expediently carried out using known microtechnologies, for example in silicon micromechanics. In a first step 100, V-grooves 11 are etched into a silicon wafer in a known manner, preferably using an anisotropic etching process in hot KOH solution, which later serve as guide structures for the optical fibers 20 . Their depth can be determined in a simple manner by the opening width of the lithography mask, since the walls of the V-grooves always form at an inclination of 54.7 degrees along the (111) crystal surfaces in the silicon. The experimental accuracy is about 1 µm. For example, a depth of t = 170.8 µm results for an opening width of a V-groove of w = 241.6 µm. A single-mode standard glass fiber arranged in the groove and flush with the surface in this groove should have a radius of D = 125 µm. At the entry side of the V-groove into the silicon wafer 10 , a recess 13 serving as strain relief is then etched, step 102. Their dimensions depend on the diameter of the protective jacket 21 surrounding the optical fiber 20 . At the end of the V-groove lying within the silicon wafer 10 , a trough-shaped cavern 12 'is then etched in step 104. Their walls also run along the (111) crystal surfaces of the silicon and are inclined at an angle of 54.7 degrees to the surface of the substrate 10 . However, with the exception of the V-groove 11 ', they are spatially separated from the open end of the V-groove 11 ' according to the selected dimensions of the cavern 12 '. This facilitates in particular the metallization of a mirror 15 on the cavern wall opposite the open end of the V-groove 11 'at a later point in time without contamination of the side walls of the V-groove 11 '. Fig. 3 shows a detail of a master structure with V-groove 11 'and cavern 12 ' to illustrate the process flow. In a simplified manner, the structures for strain relief, fiber guidance and mirrors are defined in a single mask process and etched together.

Ist aus Designgründen ein anderer Neigungswinkel des Spiegels 15 erwünscht, als der durch die (111-)Kristallflächen des Siliziums definierte von 54,7 Grad, kann ein speziell geschnittener Siliziumwafer benutzt werden, dessen Oberfläche in Richtung der Faserführungsnut 11 gegenüber der (III)-Oberfläche geneigt ist. Die Spiegelneigung weicht um den gewünschten Wert von 54 Grad ab. Alternativ können sich an das Ätzen der Kaverne 12 im Schritt 104 entsprechende Schritte zur Herstellung der gewünschten Spiegelneigung anschließen. Eine zweckmäßige Möglichkeit zur Erzeugung einer beliebigen Neigung des Spiegels 15, von zum Beispiel 45 Grad, sieht vor, die Kaverne 12′ zunächst mit einem Konturmaterial 16, in einfache Weise einem Kunststoff, aufzufüllen, Schritt 106, welcher anschließend durch Einprägen einer unter dem gewünschten Winkel geschliffenen Schneide umgeformt wird, Schritt 108. Dabei eventuell in die V-Nut 11′ gelangte Kunststoffreste können beispielsweise durch Laserablation selektiv entfernt werden. Eine andere, ebenfalls zweckmäßige Möglichkeit zur Erzeugung eines Spiegels 15 mit beliebiger Spiegelfläche sieht vor, die gewünschte Spiegelkontur beispielsweise in ein Pyrex-Glas zu schleifen, und dieses in die Kaverne 12′ einzusetzen, Schritt 108′. Fixiert wird der Glaskörper zweckmäßig durch Direktbonden mit dem Silizium. In einer vorteilhaften Ausbildung wird in den Kunststoff eine Glaskugellinse teilweise eingeprägt und anschließend wieder entfernt, um einen fokussierenden Hohlspiegel zu definieren. Zwar ist eine Spiegelvorbereitung in der vorbeschriebenen Weise durch Hybridmontage aufwendig, jedoch ist der Aufwand einmalig. Durch die spätere Vervielfachung im Abformprozeß läßt er sich kompensieren.If, for design reasons, a different angle of inclination of the mirror 15 is desired than that of 54.7 degrees defined by the (111) crystal surfaces of the silicon, a specially cut silicon wafer can be used, the surface of which in the direction of the fiber guide groove 11 opposite the (III) Surface is inclined. The mirror inclination deviates by the desired value of 54 degrees. Alternatively, corresponding steps for producing the desired mirror inclination can follow the etching of the cavern 12 in step 104. A convenient way to generate any inclination of the mirror 15 , for example 45 degrees, provides to fill the cavern 12 'first with a contour material 16 , in a simple manner a plastic, step 106, which is then by stamping one under the desired Angle ground cutting edge is reshaped, step 108. Any plastic residues that may have entered the V-groove 11 ′ can be selectively removed, for example by laser ablation. Another, also expedient possibility for producing a mirror 15 with any mirror surface provides for grinding the desired mirror contour, for example into a pyrex glass, and inserting it into the cavern 12 ', step 108'. The vitreous is expediently fixed by direct bonding with the silicon. In an advantageous embodiment, a glass ball lens is partially stamped into the plastic and then removed again in order to define a focusing concave mirror. Although a mirror preparation in the manner described above is complex due to hybrid assembly, the effort is unique. It can be compensated for by the subsequent multiplication in the molding process.

Die vorbereitete Silizium-Masterstruktur wird metallisiert, Schritt 110, anschließend wird durch galvanische Abformung in an sich bekannter Weise ein metallisches Formwerkzeug hergestellt. Als im Hinblick auf die Herstellungskosten vorteilhafte Variante vor allem für die Massenfertigung bietet es sich an, von den metallischen Formwerkzeugen nach Bedarf weitere Kopien herzustellen. Dies kann erfolgen, indem die Galvanikoberfläche passiviert wird und anschließend Galvanik auf Galvanik gewachsen wird. Vom ersten Formeinsatz, der sogenannten Mutter, entsteht hierbei eine Zwischenkopie als erste Generation, hiervon wiederum durch nochmalige Abformung ein Formwerkzeug zweiter Generation. Da von einer Mutter viele Zwischenkopien und von jeder Zwischenkopie viele Formeinsätze der zweiten Generation kostengünstig entformt werden können, ist eine kosteneffektive Vervielfachung der Formwerkzeuge leicht möglich.The prepared silicon master structure is metallized, Step 110, followed by electroplating a metal mold in a manner known per se manufactured. As in terms of manufacturing costs advantageous variant especially for mass production it offers itself from the metal molds to Need to make more copies. This can be done by passivating the electroplating surface and then electroplating on electroplating is grown. From the first mold insert, the so-called Mother, an intermediate copy is created first Generation, of which in turn by taking another impression Second generation mold. Because of a mother many Intermediate copies and many of each intermediate copy Mold inserts of the second generation inexpensively removed is a cost effective multiplication of Molds easily possible.

Im nächsten Teilprozeß, der Abformung, werden mit Hilfe der Formwerkzeuge keramische Substrate 10′ hergestellt, weiche Grundlage der Anordnung nach Fig. 1 sind. Als Ausgangsmaterial werden vorzugsweise gegossene Keramik-Grün- Tapes in Folienform verwendet. Sie bestehen aus Compounds besonders feinkörniger Keramikpulver mit organischen Bindern, ihre Dicken liegen typischerweise im Bereich zwischen 100 und 800 µm. Zweckmäßig erfolgt in einem ersten Schritt 116 des Abformungsteilprozesses eine Vorverdichtung der Keramik-Folien durch Pressen. Durch die Maßnahme wird die Strukturtreue im späteren Sinterprozeß verbessert. Um eine ausreichend glatte Oberfläche des späteren Spiegels 15 sicherzustellen, kann anschließend auf die für den Spiegel 15 vorgesehene Fläche, d. h. die dem Ausgang der V-Nut 11 gegenüberliegende Seitenwand der Kaverne 12′ eine glattsinternde Glaspaste lokal aufgedruckt werden, Schritt 118. Sodann wird im Schritt 120 das Formwerkzeug auf die in den Schritten 116 bzw. 118 vorbereitete Folie aufgesetzt. Die Folie wird nun erwärmt, Schritt 122, anschließend wird das Formwerkzeug in die Folie eingeprägt, Schritt 124. Hierauf folgt ein Abkühlen der Folie bei konstantem Nachdruck, Schritt 130 sowie die Entformung. In einem nachfolgenden Sinterprozeß, Schritt 132, werden die geprägten Folien verdichtet.In the next sub-process, the impression, ceramic substrates 10 'are produced using the molding tools, which are the basis of the arrangement according to FIG. 1. Cast ceramic green tapes in film form are preferably used as the starting material. They consist of compounds of particularly fine-grained ceramic powder with organic binders, their thicknesses typically range between 100 and 800 µm. The ceramic foils are expediently pre-compressed in a first step 116 of the molding sub-process by pressing. The measure improves the structural fidelity in the later sintering process. In order to ensure a sufficiently smooth surface of the later mirror 15 , a smooth-sintering glass paste can then be locally printed on the surface provided for the mirror 15 , ie the side wall of the cavern 12 'opposite the exit of the V-groove 11 , step 118 Step 120, place the molding tool on the film prepared in steps 116 and 118. The film is now heated, step 122, then the molding tool is stamped into the film, step 124. This is followed by cooling of the film with constant holding pressure, step 130 and demolding. In a subsequent sintering process, step 132, the embossed foils are compressed.

Alternativ zum Prägen in Keramik-Grün-Tapes gemäß den Schritten 116 bis 130 kann die Abformung durch Guß (Schlickerguß) von flüssigem Keramik-Schlicker auf ein Formwerkzeug, Schritt 117, erfolgen. Der Keramikschlicker wird anschließend getrocknet, Schritt 119 von dem Formwerkzeug entformt Schritt 121, und wiederum gesintert, Schritt 132. Das Schlickergußverfahren zeichnet sich durch eine sehr gleichmäßige Materialverdichtung aus. Dadurch kann Schrumpfen im anschließenden Sinterprozeß weitestgehend unterbunden werden.As an alternative to embossing in ceramic green tapes according to the Steps 116 through 130 may take the impression by casting (Slip casting) of liquid ceramic slip on one Molding tool, step 117. The ceramic slip is then dried, step 119 of the Mold removed from step 121, and sintered again, Step 132. The slip casting process is characterized by a very even material compression. This can Shrink as much as possible in the subsequent sintering process be prevented.

Beim Sintern tritt, abhängig vom Compound, ein isotroper Schrumpf von typischerweise etwa 20% auf. Durch sorgfältige Steuerung des Sinterprozesses im Schritt 132, d. h. insbesondere durch genaue Überwachung der Temperaturen und der Sinterzeit, sowie durch geeignete Abstimmung von Prägeparametern, Pulverbeschaffenheit sowie Sinterparametern ist aber eine Reproduzierbarkeit der erzeigten Struktur mit einer Genauigkeit von < 1% des Schrumpfes möglich. Der Schrumpf kann dadurch bereits bei der Herstellung der Masterstrukturen im ersten Teilprozeß vorgehalten werden. Wird beispielsweise für die breite der V-Nut 11 nach dem Sintern ein Sollmaß von w = 241,6 µm vorgegeben, muß die vorgehaltene Öffnungsweite der V-Nut 11′ vor dem Sintern bei einem 20%-igen linearen Schrumpf den Wert w′ = 302 µm betragen. Fig. 4 veranschaulicht den Einfluß des Schrumpfes beim Sintern anhand des Schrumpfes einer V-Nut. Der Sinterprozeß, Schritt 132, führt daneben leicht zu Verrundungen von Ecken und Kanten, wie in Fig. 4 angedeutet. Da jedoch bezüglich der V-Nuten 11 nur die Seitenwände justagebestimmend sind, während die Grabenspitze der V-Struktur sowie die oberen Kanten nicht justagebestimmend wirken, kann der Problematik der Verrundungen durch ein geeignetes Design der Mikrostrukturen gut entgegengewirkt werden. Dies gilt insbesondere auch für die Spiegelflächen, da für die Funktion der Spiegel 15 als Umlenkelement ebenfalls nur die geneigte Fläche wesentlich ist, nicht aber die begrenzenden Kanten.Depending on the compound, an isotropic shrinkage of typically about 20% occurs during sintering. Through careful control of the sintering process in step 132, that is, in particular through precise monitoring of the temperatures and the sintering time, as well as through suitable coordination of embossing parameters, powder quality and sintering parameters, the structure shown can be reproduced with an accuracy of <1% of the shrinkage. As a result, the shrinkage can already be maintained during the production of the master structures in the first sub-process. For example, if a target dimension of w = 241.6 µm is specified for the width of the V-groove 11 after sintering, the opening width of the V-groove 11 'before sintering must have the value w' = for a 20% linear shrinkage 302 µm. Fig. 4 illustrates the influence of shrinkage during sintering using the shrinkage of a V-groove. The sintering process, step 132, also easily leads to rounding of corners and edges, as indicated in FIG. 4. However, since only the side walls are adjustment-determining with respect to the V-grooves 11 , while the trench tip of the V-structure and the upper edges do not have an adjustment-determining effect, the problem of rounding can be counteracted well by a suitable design of the microstructures. This also applies in particular to the mirror surfaces, since only the inclined surface is important for the function of the mirror 15 as a deflection element, but not the delimiting edges.

Wesentliche Folge des Schrumpfes ist, wie in Fig. 5 dargestellt, eine Höhenverschiebung der optischen Achse der Lichtleitfaser 20 µm einen Betrag Δh. Besonders leicht lassen sich die Auswirkungen des Schrumpfes beherrschen, wenn, wie in Fig. 5 angenommen, ein unter 45 Grad gegen die optische Achse der Lichtleitfaser geneigter Spiegel 15 eingesetzt wird. Dieser reflektiert über die Lichtleitfaser 20 übertragenes Licht stets senkrecht nach oben. Der durch das dicht verursachte Strahlfleck bewegt sich dabei aufgrund des Schrumpfes um einen Betrag Δx in Richtung der optischen Achse der Lichtleitfaser 20, welcher mit der Höhenverschiebung Δh der Lichtleitfaser 20 übereinstimmt.The main consequence of the shrinkage, as shown in FIG. 5, is a height shift of the optical axis of the optical fiber 20 μm, an amount Δh. The effects of the shrinkage can be controlled particularly easily if, as assumed in FIG. 5, a mirror 15 inclined at 45 degrees to the optical axis of the optical fiber is used. This always reflects light transmitted via the optical fiber 20 vertically upwards. Due to the shrinkage, the beam spot caused by the dense moves by an amount Δx in the direction of the optical axis of the optical fiber 20 , which corresponds to the height shift Δh of the optical fiber 20 .

Um Substratstrukturen 11, 12, 13 mit besonders glatten Oberflächen zu erhalten, dies gilt insbesondere für die für den Spiegel 15 vorgesehene Fläche, kann statt einem einstufigen Prägen, Schritt 124, auch ein zweistufiges Prägen vorgesehen sein. Dabei wird die Folie im Schritt 124 zunächst mit vermindertem Prägedruck eingeprägt. In order to obtain substrate structures 11 , 12 , 13 with particularly smooth surfaces, this applies in particular to the surface provided for the mirror 15 , instead of a one-step embossing, step 124, a two-step embossing can also be provided. In step 124, the film is first embossed with reduced embossing pressure.

Anschließend wird das Formwerkzeug angehoben und ein glattsinterndes Material, vorzugsweise ein Glaskeramikmaterial, in die erzeugte Struktur eingefüllt, Schritt 126. Gegebenenfalls wird das Material vorgetrocknet, Schritt 127. Danach erfolgt in einem zweiten Prägeschritt, Schritt 128 die endgültige Abformung.Then the mold is raised and on smooth sintering material, preferably a Glass ceramic material, filled into the structure produced, Step 126. If necessary, the material is predried, Step 127. This is followed by a second embossing step, Step 128 the final impression.

An den Abformungs-Teilprozeß schließt sich die Spiegelherstellung/Metallisierung an. Ist die für den Spiegel 15 vorgesehene Fläche auf dem Keramiksubstrat 10 nach dem Prägen nicht ausreichend glatt, kann im Schritt 134 eine Spiegelglättung in Form einer selektiven Beschichtung der für den Spiegel 15 vorgesehenen Fläche erfolgen, zum Beispiel durch Sprühbeschichtung, mit einem Polymerfilm, wie etwa Fotolack, Polyimid, oder Benzozyklobuteyn. Ein solcher Polymerfilm glättet die beschichtete Oberfläche direkt, bzw. ggf. nach einmaligem Aufschmelzen. Eine weitere Glättung der Spiegelfläche kann durch glanzbildende galvanische Verstärkung der Metallisierung erreicht werden. Auf das fertig vorbereitete Keramiksubstrat 10 werden anschließend die elektrische Verdrahtung, welche in der Regel eine Hochfrequenz-Verdrahtung in Form von koplanar angelegten Streifenleitern beinhaltet, sowie die Kontaktflächen 29 (Kontaktpads) zum Anschluß für die elektrischen Bauelemente 22, 24 aufgebracht. Gleichzeitig, in einem gemeinsamen Maskenschritt erfolgt zweckmäßig die Metallisierung der Spiegelfläche. Die Maske wird dabei an den mitgeprägten Justiermarken 18 ausgerichtet, lateraler Schrumpf somit automatisch bei der Lage der Elektroden berücksichtigt.The mirror production / metallization follows the molding sub-process. If the surface provided for the mirror 15 on the ceramic substrate 10 is not sufficiently smooth after embossing, mirror smoothing can take place in step 134 in the form of a selective coating of the surface provided for the mirror 15 , for example by spray coating, with a polymer film, such as Photoresist, polyimide, or benzocyclobutene. Such a polymer film smoothes the coated surface directly or, if necessary, after melting once. A further smoothing of the mirror surface can be achieved by means of gloss-forming galvanic reinforcement of the metallization. The electrical wiring, which generally contains high-frequency wiring in the form of coplanar strip conductors, and the contact surfaces 29 (contact pads) for connection to the electrical components 22 , 24 are then applied to the prepared ceramic substrate 10 . At the same time, the metallization of the mirror surface is expediently carried out in a common mask step. The mask is aligned with the co-embossed alignment marks 18 , thus lateral shrinkage is automatically taken into account in the position of the electrodes.

Das metallisierte Keramiksubstrat 10 wird abschließend bestückt, Schritt 140. Zuerst wird in Flip-Chip-Technik, d. h. mit den Kontaktpads und dem Detektionsfenster 28 nach unten, der Sender/Empfängerchip 22 auf die vorbereiteten Kontaktflächen 29 aufgesetzt und mit dem Substrat verbunden (gebonded). Über die aufschmelzenden Lotkügelchen auf den Kontaktpads 29 ist hierbei in an sich bekannter Weise eine Selbstzentrierung möglich. Alternativ kann eine aktive Justage des Sender/Empfänger-Chips mit einer optischen Positioniervorrichtung erfolgen. Auch kann eine Empfangsdiode mit der Detektionszone nach oben über dem Spiegel 15 montiert werden, wenn das Watermaterial für die zu empfangende Lichtwellenlänge transparent ist. In gleicher Weise wird der Vorverstärkertip 24 aufgebracht. Danach wird die Lichtleitfaser 20 in die faserführende V-Nut 11 gelegt, unter den Chip 22 bis an den Spiegel 15 herangeschoben und fixiert.The metallized ceramic substrate 10 is fitted Finally, step 140. First, in flip-chip technology, that is fitted with the contact pads and the detection window 28 downwardly, the transmitter / receiver chip 22 onto the prepared contact surfaces 29 and connected to the substrate (bonded) . Self-centering is possible in a manner known per se via the melting solder balls on the contact pads 29 . Alternatively, the transmitter / receiver chip can be actively adjusted using an optical positioning device. A receiving diode can also be mounted with the detection zone upwards above the mirror 15 if the watermaterial is transparent to the light wavelength to be received. The preamplifier tip 24 is applied in the same way. Then the optical fiber 20 is placed in the fiber-guiding V-groove 11 , pushed under the chip 22 up to the mirror 15 and fixed.

Üblicherweise erfolgt die Signalübertragung über die beschriebene Wandleranordnung mit einer Übertragungsrate von 5 bis 11 Gigabit/Sekunde. Im Falle eines hochfrequenztauglichen Empfangs-Chips 22 darf die aktive Fläche der Diode 28 deshalb einen Durchmesser von etwa 50 µm nicht überschreiten, um die Diodenkapazitäten klein halten zu können. Andererseits ist die Strahlaufweitung des aus einer (Monomode)-Glasfaser austretenden Lichtes durch die Austrittsappertur der Faser gegeben. Beträgt diese beispielsweise N_A = 0,2 bei einem Abstand zwischen Austrittsöffnung 27 der Lichtleitfaser und der Diode 28 von ca. 130 µm und bei Verwendung eines 45-Grad-Spiegels 15, ergibt sich ein Strahlfleckdurchmesser von etwa 30 µm. Er liegt somit innerhalb der aktiven Fläche der Diode 28. Alles übertragene Licht wird deshalb sicher empfangen.The signals are usually transmitted via the converter arrangement described at a transmission rate of 5 to 11 gigabits / second. In the case of a receiving chip 22 suitable for high frequency, the active area of the diode 28 must therefore not exceed a diameter of approximately 50 μm in order to be able to keep the diode capacitances small. On the other hand, the beam expansion of the light emerging from a (monomode) glass fiber is given by the exit aperture of the fiber. If this is, for example, N _A = 0.2 at a distance between the exit opening 27 of the optical fiber and the diode 28 of approximately 130 μm and when using a 45-degree mirror 15 , a beam spot diameter of approximately 30 μm results. It is therefore within the active area of the diode 28 . All transmitted light is therefore received safely.

Zur weiteren Verbesserung der Empfangssicherheit, und um größere Montagetoleranzen zulassen zu können, ist eine weitere Verkleinerung des Strahlflecks auf der Diode zweckmäßig. Ein kleinerer Strahlfleck wird durch Einfüllen eines Mediums mit größerem Brechungsindex in die Kaverne 12 erreicht, Schritt 140. Beispielsweise läßt sich der Strahlfeck durch Einbringen eines optischen Epoxidklebers mit einem Brechungsindex von typischerweise n ∼ 1.5 auf etwa 20 µm verkleinern. Auf diese Weise ist ein hochbitratiges Empfangsmodul ohne weitere Strahlfocussierung möglich. Selbstverständlich ist eine Verkleinerung des Strahlfeckes und damit eine Verbesserung der Übertragungseigenschaften auch durch Strahlfocussierung möglich. Der Spiegel 15 kann hierfür beispielsweise als Hohlspiegel ausgebildet sein.To further improve the reception security and to be able to allow larger mounting tolerances, a further reduction of the beam spot on the diode is advisable. A smaller beam spot is achieved by filling a medium with a larger refractive index into the cavern 12 , step 140. For example, the beam spot can be reduced to approximately 20 μm by introducing an optical epoxy adhesive with a refractive index of typically n ∼ 1.5. In this way, a high-bit-rate receiver module is possible without further beam focusing. Of course, a reduction in the beam spot size and thus an improvement in the transmission properties is also possible by beam focusing. For this purpose, the mirror 15 can be designed, for example, as a concave mirror.

Unter Beibehaltung der zugrundeliegenden Konzepte ist eine Vielzahl von Ausgestaltungen der zuvor beschriebenen Anordnung bzw. des Verfahrens möglich. So ist das Herstellungsverfahren nicht auf eine Keramik-Prägetechnik beschränkt. Es ist vielmehr analog erweiterbar auf andere formbare Materialien, wie etwa thermoplastische Kunststoffe, Reaktionsgießharze, Schlickerguß, spritzfähige Keramikcompounds oder organisch modifizierte Keramiken. Grundsätzlich ist das Verfahren auch nicht auf die Herstellung von elektro-optischen Wandleranordnungen eingeschränkt, sondern gestattet ebenso beispielsweise die Herstellung von mikrooptischen Bänken. Hierbei werden neben Faserführungen in Form von V-Nuten vor allem auch Halterungen für andere mikrooptische Bauelemente, wie etwa optische Isolatoren, Mikrolinsen, Filterplättchen u.ä. geprägt.While maintaining the underlying concepts is one Variety of configurations of the previously described Arrangement or the procedure possible. That's how it is Manufacturing process not based on a ceramic stamping technique limited. Rather, it is similarly expandable to others moldable materials such as thermoplastic Plastics, reaction casting resins, slip casting, sprayable Ceramic compounds or organically modified ceramics. Basically, the procedure is not based on that either Manufacture of electro-optical converter arrangements restricted, but also allows, for example, the Manufacture of micro-optical banks. Here, in addition to Above all, fiber guides in the form of V-grooves Mounts for other micro-optical components, such as optical isolators, microlenses, filter plates, etc. embossed.

Claims

1. A method for producing an arrangement for converting optical to electrical signals, which has a substrate with structures for guiding an optical fiber and for deflecting light transmitted via the optical fiber, the structures ( 11 , 12 , 13 ) on the substrate ( 10 ) are produced by producing an impression from the contour of a molding tool, characterized in that a ceramic base material is used for the substrate ( 10 ), and the impression is taken by embossing or casting the ceramic base material.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Impression by casting ceramic slip on the mold he follows.

3. The method according to claim 1, characterized in that the Impression molding, injection molding or reaction molding he follows.

4. The method according to claim 1, characterized in that a film based on ceramic base material is used as the starting material for the substrate ( 10 ).

5. The method according to claim 4, characterized in that the film is made of fine-grain ceramic powder compounds Green tape made with organic binders.

6. The method according to claim 4, characterized in that the production of the structures on a substrate film comprises the following steps:

a) placing a mold on the film
b) heating the film
c) impressing the molding tool into the film
d) cooling the film.

7. The method according to claim 4, characterized in that the substrate film before embossing the mold is pre-compacted over a large area (116).

8. The method according to claim 4, characterized in that the foils are sintered after embossing (132).

9. The method according to claim 1, characterized in that alignment marks are incorporated into the substrate ( 10 ) during embossing.

10. The method according to claim 4, characterized in that a smooth sintering glass paste on the foil before embossing is applied (126).

11. The method according to claim 1, characterized in that first a first embossing step (124) with reduced Embossing is carried out on the resultant Microstructure then a sintered material applied (126), and then a second embossing step (128) to produce the final structure becomes.

12. The method according to claim 1, characterized in that the structure after applying the smooth sintering Material is pre-dried.

13. The method according to claim 1, characterized in that in a common mask step (136) conductor tracks ( 26 ) and contact surfaces ( 29 ) are applied to the substrate ( 10 ) and the metallization of the mirror ( 15 ) takes place.

14. The method according to claim 1, characterized in that the surface provided for the mirror ( 15 ) is smoothed before the metallization.

15. The method according to claim 1, characterized in that the surface provided for the mirror ( 15 ) is reinforced after a metallic base metallization by planarizing or gloss-forming electroplating.

16. The method according to claim 1, characterized in that the light path between the outlet opening ( 27 ) of the optical fiber ( 20 ) and input ( 28 ) of the converter device ( 22 ) is filled with a material whose refractive index is greater than 1.

17. An arrangement for converting optical to electrical signals with a substrate, which has on its top structures for guiding an optical fiber and means for deflecting light transmitted via an optical fiber onto a transducer device arranged on the substrate for converting optical to electrical signals, characterized that the substrate ( 10 ) builds on an electrically insulating, ceramic base material.

18. The arrangement according to claim 17, characterized in that on the top ( 19 ) of the substrate ( 10 ) further conductor tracks ( 26 , 26 ') for transmitting the electrical signals of the transducer element ( 22 ) are arranged.

19. A delegation according to claim 17, characterized in that the means for deflecting light transmitted via the optical fiber are a mirror ( 15 ) with a freely definable contour.

20. The arrangement according to claim 17, characterized in that between the outlet opening of the optical fiber ( 27 ) and input ( 28 ) of the converter device ( 22 ) a material with a larger refractive index than air is arranged.

21. Arrangement according to the preceding claims, characterized characterized in that instead of the receiving diode surface emitting laser diode is used, the Light via the deflection element into an optical fiber is coupled.