DE4323828C2

DE4323828C2 - Anordnung zur Ankopplung mindestens eines Lichtleitfaserendes an jeweils einen optoelektronischen Sende- oder Empfängerbaustein

Info

Publication number: DE4323828C2
Application number: DE19934323828
Authority: DE
Inventors: Raimund Dipl Ing Fritscher; Werner Dipl Ing Scholz
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-07-16
Filing date: 1993-07-16
Publication date: 1995-12-14
Anticipated expiration: 2013-07-17
Also published as: DE4323828A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ankopplung mindestens eines Lichtleitfaserendes an jeweils einen optoelektronischen Sende- oder Empfängerbaustein mit einer Grundplatte, die auf ihrer Oberseite mindestens eine Nut aufweist, in die jeweils ein Lichtleitfaserende eingebracht ist, wobei die Nut an ihrem Ende eine geneigte Stirnfläche aufweist, die lichtreflektierend ist, und wobei die optoelektronischen Sende- oder Empfängerbausteine jeweils auf der Oberseite der Grundplatte über dem Ende einer Nut angebracht sind und ihre lichtempfindliche bzw. -aussendende Seite der lichtreflektierenden geneigten Stirnfläche der Nut zugewandt ist.

Aus der DE 35 43 558 A1 und aus der US 5,071,213 ist eine Anordnung zur Ankopplung mindestens eines Lichtleitfaserendes an einen Empfängerbaustein mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1 bekannt. Zum Schutz des Empfängerbausteins sollte dieser nach außen dicht abgeschlossen werden. Wenn die Lichtleitfaser auf der Oberseite der Grundplatte in eine V-Nut eingebracht ist, so stellt sich dies als schwierig heraus.

Aus der EP 313 956 A2 ist ebenfalls eine Anordnung zur Ankopplung eines Lichtleitfaserendes an einen Sende- oder Empfängerbaustein bekannt. Als Grundplatte dient dabei ein Metallteil, auf das Lichtleitfaserende und Baustein aufgebracht werden. Das ganze Teil wird dann in einen lichtundurchlässigen Kunststoff eingegossen. Diese Vorgehensweise ist nicht mehr sinnvoll, wenn die Grundplatte nicht nur ein Lichtleitfaserende und den Empfängerbaustein, sondern auch noch weitere Anordnungen trägt.

Aus der DE 24 08 623 A1 ist es bekannt, eine Lichtleitfaserverbindung bestehend aus gegenüberliegenden Lichtleitfaserenden in Führungskanälen in einem Substrat mit einem immertierenden Klebstoff zu vergießen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Ankopplung mindestens eines Lichtleitfaserendes an einen Sende- oder Empfängerbaustein anzugeben, bei dem der Baustein auf einfache Weise nach außen dicht abgeschlossen werden kann und die zugleich gegen äußere Einflüsse gut geschützt ist.

Die Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das optoelektronische Bauelement wird mitsamt der Koppelstelle zwischen Lichtleitfaser und Bauelement derart abgedeckt, daß sich eine dauerhafte dichte Umhüllung ergibt. Dadurch wird das Bauelement gegen mechanische, chemische und sonstige Einflüsse von außen geschützt. Es ist dabei besonders wichtig, daß auch zwischen Nut und Lichtleitfaser keine Öffnung verbleibt, da sonst eine Betauung der lichtempfindlichen bzw. -emittierenden Fläche des Bausteins nicht verhindert werden könnte. Es ist aber sehr wohl möglich, daß im Zwischenraum zwischen Baustein und Lichtleitfaser und Nut ein mit Luft gefüllter Raum verbleibt, der jedoch nach außen abgeschlossen ist.

Mit der Abdeckmasse wird nicht nur der Baustein, sondern auch die zum Betrieb des Bausteines notwendigen Bonddrähte geschützt, da diese ebenfalls mit der Masse bedeckt sind. Außerdem werden auch die im Bereich der Ankoppelstelle ungeschützte Lichtleitfaser, deren Primärcoating entfernt ist, von der Abdeckmasse geschützt.

Zur Umhüllung kann eine Kunststoffmasse eingesetzt werden, die über das Bauelement appliziert und anschließend mit einem der Kunststoffmasse angepaßten Prozeß ausgehärtet wird. Es bieten sich als Abdeckmasse insbesondere Epoxidharz, Silikonmasse, Polyurethanmasse und Acrylatmasse an.

Eine besonders gute Ankopplung zwischen Lichtleitfaser und Baustein erreicht man, wenn der Zwischenraum zwischen Baustein und Lichtleitfaser mit einer transparenten Masse angefüllt ist, deren Brechungsindex entsprechend angepaßt ist. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Abdeckmasse gleichzeitig auch im Bereich zwischen Lichtleitfaser und Baustein eingesetzt werden kann. Die Auffüllung des Zwischenraumes und die Abdeckung können dann gleichzeitig erfolgen. Der Brechungsindex der Abdeckmasse sollte dann so angepaßt sein, daß die Strahlaufweitung und die Reflexionen weitgehend minimiert werden. Ein weiterer Vorteil einer transparenten Abdeckmasse ist, daß die Lage beispielsweise von Lichtleitfaser und Bonddraht auch noch nach der Abdeckung erkannt werden können und somit Ausfallursachen leichter erkannt werden können.

Es ist weiter von Vorteil, wenn die Abdeckmasse mit dem Klebstoff zur Fixierung der Lichtleitfaser identisch ist. Dann können der Klebe- und Abdeckvorgang in einem Arbeitsgang durchgeführt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung mit Abdeckmasse und Klebstoff,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Anordnung mit abgedecktem Bonddraht und

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Anordnung mit einer transparenten Masse zwischen Lichtleitfaserende und optoelektronischem Bauelement.

Die Darstellungen der Fig. 1 bis 3 zeigen jeweils einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Anordnung. Es ist eine Grundplatte 1 dargestellt, die auf ihrer Oberseite mindestens eine der im Schnitt dargestellten Anordnungen aufweist. Es ist durchaus sinnvoll auf einer Grundplatte eine ganze Reihe von solchen Anordnungen vorzusehen, beispielsweise wenn ein Lichtwellenleiterbändchenkabel angeschlossen werden soll. Die Grundplatte 1 weist auf ihrer Oberseite 2 eine V-Nut 3 auf. Die Grundplatte 1 ist aus Silizium und die V-Nut 3 ist durch anisotropes Ätzen hergestellt. Die geneigte Stirnfläche 5 der V-Nut 3 ist verspiegelt. Ein Lichtleitfaserende 4 ist in die V-Nut 3 eingelegt. Die V-Nut ist dabei so tief bemessen, daß das Lichtleitfaserende 4 nicht über die V-Nut 3 hinausragt. Die Lichtleitfaser 4 endet vor der Stirnfläche 5 der V-Nut 3. Ein optoelektronisches Bauelement ist über der geneigten Stirnfläche angebracht. Der Strahlengang verläuft wie folgt: von einem Sendebaustein zur Stirnfläche, von dort reflektiert zum Lichtleitfaserende; mit einem Empfängerbaustein entsprechend umgekehrt.

Das Lichtleitfaserende 4 ist in Fig. 1 mittels eines Klebstoffes 8 in der V-Nut 3 befestigt. Die V-Nut 3 ist vom Klebstoff 8 bereichsweise ausgefüllt. Auf der Oberseite 2 der Grundplatte 1 über der Stirnfläche 5 der V-Nut 3 befindet sich in Fig. 1 ein optoelektronischer Sendebaustein 6. Er ist mittels eines Bonddrahtes 10 mit einer Ansteuerung verbunden. Der Sendebaustein 6 ist mit der lichtemittierenden Fläche nach unten auf der Grundplatte 1 montiert. Eine Abdeckmasse 7 deckt den Baustein 6 und die Grundplatte 1 und die V-Nut 3 bis in den Bereich ab, in dem der Klebstoff 8 die V-Nut 3 ausfüllt. So ergibt sich eine dichte Verkapselung des Sendebausteines 6.

Statt eines Sendebausteines ist in Fig. 2 eine Fotodiode 6′ auf der Grundplatte 1 montiert. Auch die Fotodiode 6′ ist mit ihrer lichtempfindlichen Fläche nach unten angebracht. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Zuleitung für die Fotodiode 6′ ebenfalls ganz in die Abdeckmasse 7 eingebettet.

In Fig. 3 wird eine transparente Abdeckmasse 7′ eingesetzt, die ebenfalls in den Zwischenraum zwischen geneigter, verspiegelter Stirnfläche 5 und Lichtleitfaserende 4 eingebracht wird.

Claims

1. Anordnung zur Ankopplung mindestens eines Lichtleitfaserendes an jeweils einen optoelektronischen Sende- oder Empfängerbaustein mit einer Grundplatte (1), die auf ihrer Oberseite (2) mindestens eine Nut (3) aufweist, in die jeweils ein Lichtleitfaserende (4) eingebracht ist, wobei die Nut (3) an ihrem Ende eine geneigte Stirnfläche (5) aufweist, die lichtreflektierend ist, und wobei die optoelektronischen Sende- oder Empfängerbausteine (6) jeweils auf der Oberseite (2) der Grundplatte (1) über dem Ende einer Nut (3) angebracht sind und ihre lichtempfindliche bzw. -aussendende Seite der lichtreflektierenden geneigten Stirnfläche (5) der Nut (3) zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der optoelektronischer Sende- oder Empfängerbaustein (6) von einer Abdeckmasse (7) abgedeckt ist, daß die Abdeckmasse die Bonddrähte (10), die zum Betrieb des optoelektronischen Sende- oder Empfängerbausteins (6) vorgesehen sind, abdeckt, daß die Abdeckmasse (7) das Lichtleitfaserende (4) zumindest so weit abdeckt, wie von diesem das Primärcoating entfernt ist und daß die Nut (3) mit dem Lichtleitfaserende (4) an einer Stelle von der Abdeckmasse (7) und/oder einem Klebstoff (8) ausgefüllt ist, derart, daß der optoelektronische Sende- oder Empfängerbaustein nach außen dicht abgeschlossen ist.

2. Anordnung zur Ankopplung mindestens eines Lichtleitfaserendes an jeweils einen optoelektronischen Sende- oder Empfängerbaustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen Lichtleitfaserende (4) und Sende- oder Empfängerbaustein (6) mit einer lichtdurchlässigen Masse (9) ausgefüllt ist.

3. Anordnung zur Ankopplung mindestens eines Lichtleitfaserendes an jeweils einen optoelektronischen Sende- oder Empfängerbaustein nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckmasse (7) und die lichtdurchlässige Masse (9) identisch sind.

4. Anordnung zur Ankopplung mindestens eines Lichtleitfaserendes an jeweils einen optoelektronischen Sende- oder Empfängerbaustein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckmasse (7) einen Brechungsindex aufweist, der so angepaßt ist, daß die Strahlaufweitung minimiert wird.

5. Anordnung zur Ankopplung mindestens eines Lichtleitfaserendes an jeweils einen optoelektronischen Sende- oder Empfängerbaustein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckmasse (7) und der Klebstoff (8) identisch sind.

6. Anordnung zur Ankopplung mindestens eines Lichtleitfaserendes an jeweils einen optoelektronischen Sende- oder Empfängerbaustein nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (1) aus Silizium ist und die V-Nut (3) durch anisotropes Ätzen hergestellt ist.

7. Anordnung zur Ankopplung mindestens eines Lichtleitfaserendes an jeweils einen optoelektronischen Sende- oder Empfängerbaustein nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte eine Vertiefung aufweist, in die der Sende- oder Empfängerbaustein eingebracht ist.