DE4428126C2

DE4428126C2 - Optoelektronisches Bauteil

Info

Publication number: DE4428126C2
Application number: DE4428126A
Authority: DE
Inventors: Manfred Rode
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1994-08-09
Filing date: 1994-08-09
Publication date: 1996-11-07
Anticipated expiration: 2014-08-10
Also published as: DE4428126A1

Description

Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauteil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Schaltungsanordnung mit einem solchen optoelektronischen Bauteil.

Ein derartiges optoelektronisches Bauteil ist einschließlich vor teilhafter Verfahren zu dessen Herstellung beschrieben in DE 35 42 020 A1 und DE 37 27 109 A1. Weitere derartige Bauteile sind beispielsweise aus US 5 179 609 A und US 5 182 782 A bekannt. Ein derartiges Bauteil dient als Signalwandler zwischen einer opti schen Übertragungsstrecke und einer elektrischen Schaltung. Hier für ist das optoelektronische Bauelement mit der elektrischen Schaltung zu kontaktieren. Der gebräuchliche Einbau in ein ge schlossenes Gehäuse mit Durchführungen ist mit erheblichem Auf wand und großem Platzbedarf verbunden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein optoelek tronisches Bauteil anzugeben, das einfach und zuverlässig mit einer elektronischen Schaltung verbindbar ist.

Das erfindungsgemäße Bauteil ist im Patentanspruch 1 be schrieben. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Aus gestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Die An sprüche 9 und 10 beschreiben Schaltungsanordnungen mit ei nem solchen Bauteil.

Mit dem erfindungsgemäßen Bauteil ist eine einfache und zuverlässige Kontaktierung des bzw. der Leiterstreifen mit entsprechenden Leitungsstrukturen eines eine elektrische Schaltung enthaltenden Schaltungsträgers möglich, ohne daß das optoelektronische Bauelement und dessen präzise Ju stierung bezüglich des Lichtwellenleiters einer erneuten thermischen oder mechanischen Beanspruchung ausgesetzt werden. Dies ist insbesondere von Bedeutung für die Aus führung als optischer Sender mit einem Halbleiterlaser als optoelektronischem Bauelement, wobei eine Justiergenauig keit im Submikrometerbereich einzuhalten ist. Der Einbau auf den Schaltungsträger einer Schaltungsanordnung ist mit sehr kurzen und störungsarmen Leitungen möglich, wobei zu sätzlich das optoelektronische Bauelement eine mechanisch und elektromagnetisch besonders geschützte Position ein nimmt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch einge hend veranschaulicht. Dabei zeigt:

Fig. 1A eine perspektivische Darstellung eines erfindungs gemäßen Bauteils,

Fig. 1B eine Schnittansicht durch das Bauteil nach Fig. 1A,

Fig. 2A eine perspektivische Darstellung des in Fig. 1A skizzierten Bauteils innerhalb einer Schaltungsan ordnung,

Fig. 2B eine Schnittansicht durch die Anordnung nach Fig. 2A.

Das in Fig. 1A und 1B skizzierte Bauteil enthält einen mehrteiligen Trägerkörper, der insbesondere einen Licht wellenleiter-Träger 1 und einen Element-Träger, der wie derum aus mehreren Teilen aufgebaut ist, umfaßt. Für die erforderliche präzise gegenseitige Ausrichtung von Licht wellenleiter 6 und optoelektronischem Bauelement 5, im folgenden beispielhaft einer Glasfaser mit Taperlinse als Lichtwellenleiter und einem Halbleiterlaser als optoelek tronischem Bauelement, werden die Glasfaser auf dem Licht wellenleiter-Träger 1 und der Laser auf dem Element-Träger in vorjustierter Anordnung befestigt und danach werden Element-Träger und Lichtwellenleiter-Träger durch Ver schiebung entlang paralleler ebener Flächen mit hoher Prä zision auf optimale optische Kopplung justiert und in der optimierten Position fest miteinander verbunden, vorzugs weise durch Laserpunktschweißen. Dieser Vorgang ist an sich bekannt, z. B. aus dem eingangs angegebenen Stand der Technik.

Der Element-Träger kann beispielsweise wie skizziert einen Grundkörper 2, eine Subsenke 3 und als eigentlichen Träger des Lasers 5 eine Wärmesenke 8 umfassen. Der Aufbau des Element-Trägers im einzelnen ist für die Erfindung nicht von Bedeutung.

Der Lichtwellen-Träger 1 weist eine Montageebene 9 auf, die beispielsweise durch eine ebene Fläche des Lichtwel lenleiter-Trägers gebildet sein kann.

Diese Montageebene bestimmt die Lage des nach Fig. 2A, 2B auf eine Fläche 19 eines Schaltungsträgers 10 montierten Bauteils bezüglich dieser Fläche 19. Je nach Art der Befe stigung des Bauteils auf dem Schaltungsträger z. B. Löten, Kleben, Schweißen etc., kann zwischen der Fläche 19 und der Montageebene noch eine Zwischenschicht aus Lot, Kleb stoff etc. auftreten.

Auf der der Montageebene zugewandten Seite des Element- Trägers sind das Bauelement 5 und zwei Leiterstreifen 4 befestigt. Die Leiterstreifen sind elektrisch voneinander getrennt und mit je einem Pol des zweipoligen Bauelements 5 elektrisch verbunden, z. B. mittels eines Bonddrahts 7. Im montierten Zustand nach Fig. 2A, 2B sind die Leitungs streifen 4 mit auf der Fläche 19 des Schaltungsträgers 10 verlaufenden Anschlußleitungen 12, z. B. zum Anschluß eines Treibers 11 elektrisch verbunden, beispielsweise durch Lot 13, leitenden Klebstoff, Bonddrähte etc. Die Leiterstrei fen 4 sind in der Ausführung nach Fig. 1B, 2B aus elek trisch isolierendem Material 4a mit einer Metallisierung 4b. Die Leiterstreifen können auch ganz metallisch sein und/oder im montierten Zustand federnd auf den Leiterbah nen 12 aufliegen. Die Leiterstreifen 4 ragen parallel zur Montagefläche über den Rand des Element-Trägers hinaus und sind somit bei der Kontaktierung mit den Leiterbahnen 12 leicht zugänglich.

Die Kontaktflächen der Leiterstreifen 4 liegen annähernd in der Montageebene 9. Der Abstand von der Montageebene, der klein gegen die Abmessungen des Bauteils ist und typi scherweise weniger als 500 µm beträgt, ist insbesondere beeinflußt durch die Art der Befestigung des Bauteils auf dem Schaltungsträger 10, Verlauf und Dicke der Leiterbah nen 12 und schließlich durch die relative Verschiebung des Element-Trägers gegen den Lichtwellenleiter-Träger bei der präzisen Justierung.

Zur Befestigung der Glasfaser 6 im Lichtwellenleiter-Trä ger ist in diesen von der Seite der Montageebene her eine Nut eingebracht, in welcher die Glasfaser eingesetzt und befestigt ist, z. B. durch Kleben, Löten oder Schweißen. Die Glasfaser kann hierfür zuvor in ein dünnes Trägerröhr chen eingesetzt oder über einen Teil ihres Umfangs metal lisiert werden.

Ein Pol des Bauelements kann anstelle eines Leiterstrei fens 4 auch den Trägerkörper als elektrischen Anschluß be nutzen, wofür dann der Lichtwellenleiter-Träger über den Element-Träger mit dem einen Pol des Bauelements und über eine geeignete Verbindung mit einer Leiterbahn auf dem Schaltungsträger 10 elektrisch leitend verbunden ist.

Das Bauelement 5 ist nicht notwendigerweise ein isolierter optoelektronischer Wandler, sondern kann auch vorzugsweise in monolithisch integrierter Form, weitere Schaltungsele mente umfassen.

Claims

1. Optoelektronisches Bauteil mit einem mehrteiligen Trägerkör per, bei welchem auf einem Lichtwellenleiter-Träger ein Lichtwel lenleiter und auf einem Element-Träger ein optoelektronisches Bauelement befestigt sind, und die beiden Träger fest miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenlei ter-Träger eine Montageebene aufweist, welche die Lage des Bau teils bei dessen Montage bestimmt, und daß der Element-Träger mindestens einen annähernd in der Montageebene verlaufenden An schluß-Leiterstreifen enthält, der elektrisch mit einem Pol des Bauelements verbunden ist.

2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Element-Träger mehrere elektrisch getrennte, annähernd in der Montageebene verlaufende Leiterstreifen enthält, die mit je einem von mehreren Polen des Bauelements ver bunden sind.

3. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Träger metallisch und leitend miteinander und mit einem Pol des Bauelements verbunden sind.

4. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Leiterstreifen als Metallstreifen ausgeführt sind.

5. Bauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Leiterstreifen aus mit einer Metal lisierung versehenem Isolatormaterial bestehen.

6. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter von der Seite der Montageebene in eine Nut eingesetzt ist.

7. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß das Bauelement auf der der Montageebene zugewandten Seite des Element-Trägers befestigt ist.

8. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß das Bauelement ein Halbleiterlaser ist.

9. Schaltungsanordnung mit einem Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil mit der Montageebene des Lichtwellenleiter-Trägers auf ei ner ebenen Fläche eines Schaltungsträgers befestigt ist und daß der oder die Leiterstreifen mit auf dem Schal tungsträger verlaufenden Anschlußleitungen elektrisch ver bunden sind.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß der Lichtwellenleiter-Träger elektrisch lei tend mit einer Leiterfläche des Schaltungsträgers und mit einem Anschlußpol des Bauelements verbunden ist.