DE19910164C2

DE19910164C2 - Elektrooptisches Modul

Info

Publication number: DE19910164C2
Application number: DE19910164A
Authority: DE
Inventors: Alfred Michael Rast; Gerhard Kuhn
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 1999-02-24
Filing date: 1999-02-24
Publication date: 2002-10-17
Anticipated expiration: 2019-02-25
Also published as: US6729774B1; JP2000249877A; DE19910164A1

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der optischen Datenüber tragung und bezieht sich auf den Anschluß eines Lichtwellen leiterabschnitts an ein elektrooptisches Modul. Derartige Lichtwellenleiterabschnitte werden auch als "pigtail" be zeichnet und dienen zur Leitung optischer Signale zu dem bzw. von dem Modul, um das Modul optisch mit einem weiteren Bau teil zu koppeln. Das weitere Bauteil kann z. B. ein anderes Modul oder auch ein Anschlußstecker eines Lichtwellenleiter- Verbindungskabels oder Fernkabels sein.

Die Erfindung betrifft ein elektrooptisches Modul mit einem Modulkörper, in dem ein elektrooptischer Wandler enthalten ist, und mit einem Verbinder, der ein Ende eines Lichtwellen leiterabschnitts aufnimmt und zum optischen Anschluß dieses Endes mit einer modulkörperseitigen optischen Anschluß schnittstelle verbindbar ist.

Unter dem Begriff "elektrooptischer Wandler" ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Bauelement zu verstehen, das bei elektrischer Ansteuerung optische Signale (Lichtsignale, beispielsweise im Bereich von 400 nm bis 1500 nm) emittiert; ein derartiges Bauelement wird nachfolgend auch als optischer Sender bezeichnet. Ferner ist unter dem Begriff "elektroopti scher Wandler" auch ein Bauelement zu verstehen, das bei Beaufschlagung mit optischen Signalen diese in entsprechende elektrische Signale umsetzt; ein derartiges Bauelement wird auch als optischer Empfänger bezeichnet.

Ein aus der EP 0 573 941 A1 bekanntes Modul der eingangs ge nannten Art umfaßt einen Modulkörper, der in klassischer Bau weise (Fig. 9 der EP 0 573 941 A1) ein Modulgehäuse aufweisen kann oder in modernerer Fertigungstechnik als Spritzguß körper hergestellt sein kann. Der Modulkörper des bekannten Moduls enthält im Innern zumindest einen elektrooptischen Wandler und weist eine Vielzahl an seinen schmalen Längssei ten oder an seiner Bodenseite austretender Anschlußkontakte auf. Die Bezeichnung der Seiten des Modulkörpers erfolgt im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter Zugrundelegung der jeweiligen Gebrauchslage bzw. Einbaulage auf einer Trägerlei terplatte. An der einen schmalen Stirnseite des Moduls ist ein Verbinder angeordnet, der ein Ende eines Lichtwellenlei terabschnitts ("pigtail") kopplungsbereit aufnimmt. Der Ver binder ist an der schmalen Stirnseite derart gehalten, daß das Ende des Lichtwellenleiterabschnitts zur optischen Kopp lung mit dem elektrooptischen Wandler auf eine entsprechende modulkörperseitige Anschlußschnittstelle ausgerichtet ist. Diese kann beispielsweise in einer Aufnahmehülse ausgebildet sein und damit in einem unmittelbaren geradlinigen optischen Verbindungspfad zwischen dem Wandler und dem Ende des Licht wellenleiterabschnitts liegen. Die Schnittstelle kann auch einen Freistrahlbereich zwischen dem Ende und dem Wandler um fassen.

Der Spritzvorgang zur Erzeugung des Modulkörpers und eine beim Moduleinbau ggf. erforderliche Verlötung der Anschluß kontakte des Moduls mit elektrischen Signalzuleitungen bzw. Signalableitungen auf einer Trägerleiterplatte können auf grund der dabei eingebrachten Wärme zu Schädigungen des Lichtwellenleiters führen. Deshalb ist auch bei dem aus der EP 0 573 941 A1 bekannten Modul vorgesehen, daß der Verbinder mit dem Lichtwellenleiterabschnitt erst nach Abschluß des Spritzgußprozesses mit der Anschlußschnittstelle des Modulkörpers verbunden wird.

Bei der Montage des Moduls auf der Trägerleiterplatte wird Platz für den horizontal abgehenden Lichtwellenleiterab schnitt benötigt. Kann die Verbindung des Lichtwellenleiter abschnitts mit dem Modulkörper erst nach Montage des Modul körpers z. B. auf einer Leiterplatte vorgenommen werden, ist zusätzlicher Platzbedarf in der Umgebung des Modulkörpers zur Handhabung und Herstellung der Verbindung erforderlich.

Die DE 196 22 459 C1 offenbart ein elektro-optisches Modul, das ein Substrat mit einer vertiefungsfreien Oberfläche umfaßt. Auf der Oberfläche ist eine Aufnahme für einen Licht wellenleiterstecker angeordnet. Die Aufnahme ist dabei derart orientiert, daß ein einzuführender Lichtwellenleiterstecker senkrecht zur Oberfläche des Substrats an dem elektrooptischen Modul befestigt wird. Diese Ausgestaltung weist den Nachteil auf, daß ein hoher Bauraum für den Lichtwellenleiterstecker und einem aus diesem austretenden Lichtwellenleiterabschnitt zur Verfügung gestellt werden muß.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektro-optisches Modul mit einem nachträglich anschließbaren Lichtwellenleiterabschnitt (Pigtail) zur Verfügung zu stellen, das eine nur geringe Bauhöhe erfordert und es dabei erlaubt, in seiner unmittelbaren Umgebung auf einer Trägerleiterplatte die direkt benachbarte Anordnung von weiteren elektronischen oder anderen Komponenten vorzusehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Modul der ein gangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Anschlußschnitt stelle an der Oberseite des Modulkörpers ausgebildet ist und der Verbinder in einer Richtung parallel zur Leiterplatte mit dem Modulkörper verbindbar ist.

Ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Moduls besteht also darin, daß der erst nach Fertigstellung des Modulkörpers anzuschließende (und bedarfsweise zu einem späteren Zeitpunkt auch wieder entfernbare) Lichtwellenleiterabschnitt im Be reich der Oberseite (in Montageposition also auf der Rücken seite) des Modulkörpers justiert und befestigt werden kann. Der Lichtwellenleiterabschnitt und der Verbinder befinden sich damit nach Herstellung der Verbindung in ausreichender Höhe z. B. über der Oberfläche einer Trägerleiterplatte, so daß in unmittelbarer Nähe des Moduls weitere optische Kompo nenten platziert werden können. Dies ist insbesondere bei hochfrequent betriebenen Modulen und bei der Beschaltung von optischen Empfängern von Vorteil, weil beispielsweise der Vorverstärker zum Betrieb des Empfängers signaltechnisch be vorzugt in unmittelbarer räumlicher Nähe zum Empfänger ange ordnet werden sollte.

Aufgrund der Ausbildung der Anschlußschnittstelle derart, daß der Verbinder mit dem anzuschließenden Lichtwellenleiterab schnitt in einer Richtung parallel zur Leiterplatte mit dem Modulkörper verbunden wird, wird eine nur geringe Bauhöhe des Modules sichergestellt.

Eine montagetechnisch und insbesondere hinsichtlich der be darfsweisen Entfernung des Verbinders von dem Modulkörper be vorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Verbinder durch Rastelemente mit dem Modulkörper verbunden ist.

Für praktische Anwendungsfälle hat es sich als bevorzugt und ausreichend erwiesen, wenn der Verbinder und der aus dem Ver binder austretende Lichtwellenleiterabschnitt in einer Höhe von mehr als 3 mm über der Unterseite des Moduls verlaufen.

Die Vorteile der Erfindung kommen besonders zum Tragen, wenn das Modul als oberflächenmontierbares Modul ausgestaltet ist.

Um den Lichtwellenleiter parallel zur Oberfläche einer Trägerleiterplatte bzw. zur Oberseite des Moduls zu- bzw. abführen zu können, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Moduls vor, daß die Anschlußschnittstelle eine Strahlumlenkung umfaßt, die den Strahlengang zwischen Wandler und dem in montiertem Zustand horizontal orientierten Ende des Lichtwellenleiterabschnitts umlenkt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 in vergrößerter perspektivischer Ansicht ein erfin dungsgemäßes Modul und

Fig. 2 und 3 einen in Fig. 1 gezeigten Modulkörper in Seitenansicht und Aufsicht.

Fig. 1 zeigt ein Modul, das einen Modulkörper 1 und einen Verbinder 2 umfaßt. In Fig. 1 sind der Verbinder und der Mo dulkörper vor dem Zusammenfügen (noch in) getrenntem Zustand gezeigt. In dem Modulkörper 1 ist in an sich bekannter Weise (und daher nur gestrichelt angedeutet) ein elektrooptischer Wandler 3 enthalten, der im Ausführungsbeispiel als Sender ausgebildet sei. Bei elektrischer Ansteuerung generiert der Wandler 3 im Bereich einer optisch aktiven Zone 4 Lichtsi gnale 6, die senkrecht nach oben zur Oberseite 8 des Moduls hin abgestrahlt werden.

Die Moduloberseite 8 weist eine Anschlußschnittstelle 20 in einem mechanischen Kopplungsblock 10 mit seitlich ver laufenden Aufnahmenuten 12, 14 auf, die zur Führung und Fixierung von Rastarmen 16, 17 des Verbinders 2 dienen. In den Kopplungsblock 10 ist ein Steckerstift 22 des Verbinders einführbar. Mit der Stirnseite 23 des Steckerstifts 22 schließt ein Ende 24 eines Lichtwellenleiterabschnitts 26 mit seiner Stirnfläche ab. Im eingeführten Zustand ist das Ende 24 auf die optische Anschlußschnittstelle 20 ausgerichtet. Die Anschlußschnittstelle 20 umfaßt im Innern eine Umlenk- Spiegelfläche 30, die an einer Schräge 31 innenseitig ausgebildet ist und an der die emittierte Strahlung 6 um 90° in Richtung des Pfeils A umgelenkt wird. Die geometrische Anordnung und die Umlenkung sind so bemessen, daß ein optischer Pfad zwischen dem Ende 24 und dem Wandler 3 mit einer hohen optischen Kopplungsgüte gebildet ist.

Die Anschlußschnittstelle 20 ist montagetechnisch einfach von außen zugänglich und integriert die Führungsfunktion für den Steckerstift 22.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, sind die Nuten (Fig. 2 zeigt nur die Nut 12) des Montageblocks 10 so angeordnet, daß eine zur Montage weiterer Komponenten in unmittelbarer Nähe des Modulkörpers 1 ausreichende Bau- und Anschlußhöhe h von mindestens 3 mm für den Verbinder 2 (Fig. 1) sichergestellt ist. Auf diese Weise können zusätzliche elektronische Komponenten - beispielsweise zur Signalaufbereitung - in unmittelbarer Nähe des in dem Modulkörper 1 enthaltenden Wandlers angeordnet werden. Wie die Fig. 2 und 3 weiter zeigen, sind die an den schmalen Seitenflächen des Modulkörpers 1 austretenden Anschlußkontakte 35 zur Oberflächenmontage ausgebildet. Im montierten Zustand des Modulkörpers 1 auf einer nur andeutungsweise gezeigten Leiterplatte 40 ist die Unterseite oder Bauchseite 41 des Mo duls unmittelbar der Oberfläche 42 der Leiterplatte 40 zuge wandt. Die Oberseite oder Rückenseite 8 des Moduls ist demge mäß der Trägerplatte 40 abgewandt.

Claims

1. Elektrooptisches Modul
mit einem auf einer Leiterplatte (40) anzuordnenden Modulkörper (1), in dem ein elektrooptischer Wandler (3) angeordnet ist, und
mit einem Verbinder (2), der ein Ende (24) eines Licht wellenleiterabschnitts (26) aufnimmt und zum optischen Anschluß des Endes (24) mit einer modulkörperseitigen op tischen Anschlußschnittstelle (20) verbindbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Anschlußschnittstelle (20) an der Oberseite (8) des Modulkörpers (1) und dabei derart ausgebildet ist, daß der Verbinder (2) in einer Richtung parallel zur Leiterplatte (40) mit dem Modulkörper (1) verbindbar ist.

2. Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder (2) durch Rastelemente (16, 17) mit dem Mo dulkörper (1) verbunden ist.

3. Modul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder (2) und der aus dem Verbinder (2) austre tende Lichtwellenleiterabschnitt (26) in einer Höhe (h) von mehr als 3 mm über der Unterseite (35) des Moduls verlaufen.

4. Modul nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Modul oberflächenmontierbar ist.

5. Modul nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschnittstelle (20) eine Strahlumlenkung (30) umfaßt, die den Strahlengang (A) zwischen Wandler (3) und dem in montiertem Zustand horizontal orientierten Ende (24) des Lichtwellenleiterabschnitts (26) umlenkt.