DE60022479T2 - Verfahren zum aufbau einer optoelektronischen anordnung - Google Patents

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein optoelektronische Anordnungen mit optischen Komponenten, sowie Verfahren zur Herstellung dieser; im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung eine Einheit mit optischen Komponenten, die an einem quasiplanaren Substrat und einer Biegung angebracht sind, sowie Verfahren zur Herstellung der Einheit.
  • STAND DER TECHNIK
  • Dicht verschlossene Einheiten bzw. Gehäuse werden benötigt, um Lichtwellenleiter unterzubringen, zu schützen, zu koppeln und um optoelektronische Komponenten elektrisch zu verbinden bzw. anzuschließen. Optoelektronische Gehäuse sehen eine Ausrichtung im submikroskopischen Bereich zwischen optischen Elementen ebenso vor wie elektrische Verbindungen mit hoher Geschwindigkeit, eine ausgezeichnete Wärmeausstrahlung und eine hohe Zuverlässigkeit. Die Bereitstellung dieser Merkmale hat zu optoelektronischen Gehäusen bzw. Einheiten geführt, die eine Stufe größer, teurer und schwieriger herzustellen sind als elektronische Einheiten bzw. Gehäuse, wobei dies im Besonderen für Bausteine bzw. Vorrichtungen mit Faserkopplung gilt. Darüber hinaus sind die aktuellen Designs bzw. Bauweisen optoelektronischer Einheiten und die zugehörigen Fertigungsprozesse nur schlecht für die Automatisierung geeignet, da die Hochleistungs-Schmetterlingseinheiten bzw. Flügeleinheiten durch eine große Anzahl mechanischer Bauteile gekennzeichnet sind (Hilfsträger, Träger, Zwingen...) sowie dreidimensionale (3D) Ausrichtungsanforderungen sowie eine schlechte mechanische Zugängigkeit.
  • Das U.S. Patent US-A-4,953,006 an Kovatz offenbart eine Einheit bzw. ein Gehäuse für eine Vorrichtung bzw. einen Baustein mit Rand- bzw. Kantenverbindung. Die Einheit weist eine Abdeckung mit einem Fenster auf, so dass der optoelektronische Baustein, wie zum Beispiel ein Laser, mit externer Optik gekoppelt werden kann, wie zum Beispiel einer Linse oder einem Lichtwellenleiter. Diese Einheit bzw. dieses Gehäuse sieht zwar einen luftdichten Verschluss und elektrische Verbindungen mit hoher Geschwindigkeit vor, allerdings bietet es keine Möglichkeit zur Anbringung und zur Ausrichtung von Kollimations- oder Kopplungsoptik oder Lichtwellenleitern.
  • Das U.S. Patent US-A-5,005,178 an Kluitmans und Tjassens und das U.S. Patent US-A-5,227,646 an Shigeno offenbaren ebenfalls Einheiten bzw. Gehäuse für optische und optoelektronische Komponenten. Kluitmans et al. erörtert eine Einheit für eine mit einem Lichtwellenleiter gekoppelte Laserdiode. Die Einheit weist eine Leitstange auf, so dass der Laser mit hoher Geschwindigkeit eingesetzt werden kann. Shigeno beschreibt einen Kühlkörper zum Kühlen einer eingeschlossenen Laserdiode, wobei die Laserdiode vorzugsweise mit einem Lichtwellenleiter gekoppelt ist. Bei beiden oben genannten Patenten ist es jedoch schwierig, die Laserdiode bei der Konstruktion der Einheit mit dem Lichtwellenleiter auszurichten. Beide Bauweisen verwenden zahlreiche Bauteile in komplexen 3D-Anordnungen und sind für eine automatisierte Montage ungeeignet. Das U.S. Patent US-A-5,628,196 an Farmer offenbart eine Einheit mit einem Kühlkörper für einen Halbleiterlaser, wobei keine effiziente Einrichtung bzw. kein effizientes Mittel zur Kopplung des Lasers mit anderer Optik bereitgestellt werden.
  • Das französische Patent FR-A-2690996 offenbart eine Einheit einer optoelektronischen Anordnung mit einem Substrat, einem ersten optischen Element, das an dem Substrat angebracht ist, und einer Biegung bzw. Krümmung, die es bewirkt, dass sich die Schenkel an der Krümmung bzw. Biegung auseinander spreizen, so dass eine optische Achse eines Lichtwellenleiters in optischer Ausrichtung mit dem ersten optischen Element angebracht wird, wobei die Schenkel der Biegung an dem Substrat angebracht sind. Die Offenbarung dieses Referenzpatents eignet sich nicht zur Feinabstimmung der optischen Ausrichtung zwischen dem Faserleiter und dem ersten optischen Element.
  • Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung überwinden die Einschränkungen gemäß dem Stand der Technik.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Einheit gemäß dem gegenständlichen Anspruch 1.
  • Die bevorzugten Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Erfindung wird aus der nachstehenden genauen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen der verschiedenen Ausführungsbeispiele der Erfindung umfassender verständlich, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf die besonderen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, die jedoch nur der Erläuterung und dem Verständnis dienen. Es zeigen:
  • 1 eine optoelektronische Gehäuseeinheit;
  • 2A eine seitliche Schnittansicht der Rahmeneinheit aus 1 vor der Planarisierung;
  • 2B eine Rahmeneinheit aus 2A nach der Planarisierung des Rahmens und eine erhöhten Plattform;
  • 2C die Positionierung von zwei optischen Komponenten durch Be- und Entladeautomatisierung bzw. Bestückungsautomatisierung auf dem planarisierten Substrat;
  • 2D die resultierende optische Ausrichtung des Elements in der vertikalen Ebene;
  • 3A eine Perspektivansicht der Einheit vor der Ausrichtung der Biegung mit einem entfernbaren Positionierungsinstrument;
  • 3B eine Seitenansicht der Einheit vor der Ausrichtung der Biegung;
  • 3C eine Draufsicht der Einheit vor der Ausrichtung der Biegung;
  • 4A eine Perspektivansicht der Einheit mit der ausgerichteten Biegung unter Verwendung des entfernbaren Positionierungsinstruments;
  • 4B eine Seitenansicht der Einheit nach der Ausrichtung und die finale Anbringung der Biegungsschenkel;
  • 4C eine Draufsicht der Einheit nach der Ausrichtung und der Anbringung der Biegungsschenkel;
  • 5A ein Ausführungsbeispiel einer Biegung mit vier Schenkeln;
  • 5B einen Feinjustierungsschritt unter Verwendung der hinteren Schenkel einer Biegung mit vier Schenkeln;
  • 6 ein alternatives Ausführungsbeispiel mit Blattfederanbringung des optischen Elements, zusätzlicher Elektronik und Sensoren sowie mit nach oben zeigenden peripheren Kontakten; und
  • 7 eine Seitenschnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der Gehäuseeinheit für optische Komponenten.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
  • Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Einheit. In der folgenden Beschreibung sind zum Zwecke der Erläuterung zahlreiche spezifische Einzelheiten ausgeführt, um ein umfassendes Verständnis der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Für den Fachmann auf dem Gebiet ist es jedoch ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung auch ohne diese spezifischen Einzelheiten ausgeführt werden kann. In anderen Fällen sind allgemein bekannte Strukturen und Bausteine bzw. Vorrichtungen in Blockdiagrammform dargestellt, um die vorliegende Erfindung nicht unnötig zu verschleiern.
  • Überblick
  • Offenbart werden eine Einheit bzw. ein Gehäuse für optoelektronische Komponenten und ein Verfahren zur Herstellung der Einheit. In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Einheit ein Substrat mit einem Positionierungsboden, der eine Befestigungsoberfläche und die Unterwand der Einheit bzw. des Gehäuses bereitstellt. In einem Ausführungsbeispiel sind das Substrat und dessen Positionierungsboden im Wesentlichen planar bzw. eben. In einem Ausführungsbeispiel sind an der Befestigungsoberfläche ferner eine oder mehrere erhöhte Plattformen vorgesehen. Die erhöhten Plattformen können Hilfsträger aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit sein, wie zum Beispiel Kupfer, Wolfram, Aluminiumnitrid, Berylliumoxid und Bornitrid, die an dem Boden des Substrats angebracht sind. Die erhöhten Plattformen können zum Beispiel durch Löten oder Hartlöten angebracht werden, wobei sie aber auch Teil des Substratmaterials selbst sein können.
  • In einem Ausführungsbeispiel sind an den erhöhten Plattformen kantenemittierende, seitlich montierte oder Wellenleiterbausteine angebracht, wie zum Beispiel Diodenlaser, Modulatoren oder Detektoren. Mikrooptische Elemente wie zum Beispiel Mikrolinsen, Filter, Splitter, Isolatoren, sind direkt an dem Boden der Einheit angebracht.
  • In einem Ausführungsbeispiel sind die Höhe der Plattform und die Höhe der optischen Elemente so ausgewählt, dass die kantenemittierenden Bausteine und die optischen Elemente automatisch vertikal ausgerichtet werden, d.h. ihre optischen Achsen liegen in der gleichen gemeinsamen Ebene parallel zu dem Boden der Einheit. Die erhöhte Plattform für die kantenemittierenden Bausteine erfüllen gleichzeitig bis zu drei Funktionen: (i) sie sorgen für die Höheneinstellung, welche den kantenemittierenden Baustein in die optische Ebene bringt; (ii) sie dienen als Wärmeverteiler für den aktiven Baustein; und (iii) sie stellen einen bzw. mehrere elektrische Kontakt(e) für den aktiven Baustein bereit.
  • In einem Ausführungsbeispiel wird die Höhe der Plattformen auf einem geringen Anteil wie zum Beispiel weniger als einem Zehntel der Länge des Substrats gehalten, so dass die Einheit im Wesentlichen zweidimensional ist und unter Verwendung der Be- und Entladeautomatisierung hergestellt werden kann. Um zum Beispiel eine Schmetterlingseinheit (englisch: Butterfly Package) gemäß der Industrienorm in Übereinstimmung mit einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele zu realisieren, liegen die äußeren Abmessungen des Substrats im Bereich einer Länge von 20 mm und einer Breite von 12 mm, wobei die Höhe des Rahmens und der Plattformen 0,25 mm beträgt. Dies stellt lediglich etwa 1/80 der Länge der Einheit dar und steht im krassen Gegensatz zu herkömmlichen Schmetterlingseinheiten, deren Wandhöhe für gewöhnlich im Bereich von 10 mm liegt. Die quasiplanare Beschaffenheit der Einheit aus Substrat, Rahmen und Plattform ermöglicht die Platzierung der optoelektronischen Elemente durch eine Be- und Entladevorrichtung mit hoher Präzision, die mit einem zweidimensionalen (2D) Maschinensehvermögen ausgestattet ist. Dem Stand der Technik entsprechende und im Handel erhältliche Maschinen erreichen eine Beschickungs- und Entlade- bzw. Entnahmepräzision im Bereich von weniger als einem Mikron. Ein Beispiel für eine derartige Maschine ist das Modell FC 250 Flip Chip Bonder von Karl Suss Technique, Saint-Jeoire, Frankreich. Unter Verwendung einer derartigen automatisierten Be- und Entladeeinheit kann das optische Verhältnis zwischen den optoelektronischen Elementen in die lateralen und transversalen Dimensionen mit einer Präzisionsgenauigkeit von wenigen Mikron erreicht werden.
  • Die Höhenausrichtung zwischen den Komponenten erfolgt automatisch durch die Höhe der erhöhten Plattform. Unter Einsatz einer präzisen Regelung des Hilfsträgermaterials oder einer Poliertechnik kann eine Regelung der Plattformhöhe mit einer Präzisionsgenauigkeit von unter einem Mikron erreicht werden. Da die Einheit quasiplanar ist wird die mechanische Stabilität hauptsächlich durch die Stabilität des Substrats bestimmt. Unter Verwendung eines Werkstoffs mit sehr geringer Ausdehnung für das Substrat, wie zum Beispiel Aluminiumoxidkeramik, kann eine Einheit mit einer deutlich besseren mechanischen Stabilität als bei den herkömmlichen dreidimensionalen Ansätzen erreicht werden.
  • Hiermit wird festgestellt, dass sie Ausführungsbeispiele der optoelektronischen Einheiten hierin zwar mit einem oder mehreren optischen Elementen auf Plattformen beschrieben sind, wobei es gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung aber ebenso möglich ist, diese Elemente auf dem Boden der Einheit zu platzieren, während andere optische Elemente der Einheit unterhalb der oberen Oberfläche des Bodens der Einheit angebracht sind.
  • In hochleistungsfähigen optoelektronischen Einheiten erfordern kritische optische Elemente eine präzisere Platzierung als wie diese durch die Kombination der Regelung der Plattformhöhe und der zweidimensionalen Bestückung erreicht werden kann. Dies gilt für Monomode-Fasern, die mit einer Präzision mit bis zu einem Mikron ausgerichtet werden müssen, um eine hohe optische Kopplungseffizienz zu erreichen. In einem Ausführungsbeispiel werden derartige Komponenten unter Verwendung einer Miniaturbiegung angebracht, die eine geringe vertikale Einstellung ermöglicht. In einem Ausführungsbeispiel besteht die Biegung aus dünnem Federstahl, der geätzt oder gestanzt und danach in einer Presse gebogen worden ist. Die Biegung umfasst zwei oder mehr Schenkel, die auf dem Substrat ruhen oder auf jeder Seite des Rahmens. In einem Ausführungsbeispiel sind die Schenkel durch eine Brücke verbunden, die das optische Element stützt oder klemmt. Zwei Materialbereiche mit Federeigenschaft verbinden die Schenkel mit der Brücke.
  • Die Biegung kann so gestaltet sein, dass in ihrem natürlichen (ungebogenen) Zustand, die optische Achse der optischen Komponente, die an der Brücke angebracht ist, leicht oberhalb der optischen Ebene der Einheit ruht. Die Feinabstimmung der Höhe wird erreicht, indem Druck auf die Biegung ausgeübt wird, wobei die Brückenhöhe gesenkt wird. Das Ziehen der Biegung in die Ebene, die parallel zu dem Substrat ist, kann zur Korrektur der lateralen Position bevorzugt werden. Wenn eine angemessene Ausrichtung erreicht wird, werden die Schenkel dauerhaft an dem Rahmen oder dem Substrat angebracht. Die Anbringung bzw. Befestigung kann zum Beispiel durch Laserschweißen, Löten oder Klebeverbindung erreicht werden. Die Biegung weist mehr als zwei Schenkel auf. Das erste Paar von Schenkeln wird nach der groben optischen Ausrichtung an dem Rahmen angebracht. Die Biegung wird danach in Feinabstimmung neu ausgerichtet, unter Verwendung der verbleibenden Restflexibilität nach der Anbringung der beiden ersten Schenkel. Wenn die optimale Position erreicht worden ist, werden die verbleibenden Schenkel angebracht.
  • Eine weitere wichtige Eigenschaft eines Ausführungsbeispiels der nachstehend beschriebenen optoelektronischen Einheit ist der luftdichte Verschluss. In Standardkonstruktionen wird dies erreicht, indem um die Einheit Wände vorgesehen werden, in welche Löcher gebohrt worden sind, um das Hindurchführen von elektrischen Verbindungen, optischen Fenstern und Lichtwellenleitern zu ermöglichen, die nach ihrer Installation ordnungsgemäß verschlossen werden müssen. Die optische Einheit wird danach innerhalb der Grenzen dieser Wände gestaltet, und ein verschließender Deckel wird hinzugefügt, um die Einheit in dem letzten Fertigungsschritt zu verschließen. Das Bohren der Wände und das dichte Verschließen aller elektrischen und optischen Durchführungen durch diese Löcher erhöhen die Kosten und die Komplexität der Einheiten. Zum Beispiel kosten ein handelsübliches Schmetterlingsgehäuse mit elektrischen keramischen Hochgeschwindigkeitsdurchführungen und eine Kovar-Schlauchdurchführung für einen Lichtwellenleiter mehr als 200 US-Dollar, bevor überhaupt optische Komponenten hinzugefügt werden. Die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele der optoelektronischen Einheit sehen eine deutlich einfachere und kostenwirksamere Lösung in Bezug auf den luftdichten Verschluss vor, ohne dass dafür zusätzliche Wände erforderlich sind. In einem Ausführungsbeispiel wird der luftdichte Verschluss unter Verwendung einer oberen Kappe erreicht, deren Rand dicht mit dem äußeren Abschluss eines ringförmigen Rahmens verschlossen ist. Eine flache Rille kann in dem ringförmigen Rahmen vorgesehen sein, so dass ein Lichtwellenleiter dicht aus dem Inneren aus der luftdicht verschlossenen Einfassung heraus geführt werden kann. Abgedichtete elektrische Verbindungen mit dem Äußeren der Einfassung werden durch gefüllte Durchkontaktierungen durch die Unterseite des Substrats vorgesehen.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Verteilung elektrischer Signale auf Stifte außerhalb der Einheit und elektrische sowie optoelektronische Komponenten innerhalb der luftdicht verschlossenen Einfassung durch eine Gruppe elektrischer Anschlüsse erleichtert, die als eine Anordnung von Mustern direkt auf die Ober- und Unterseiten des Substrats gedruckt sind. Die oberen und unteren elektrisch leitfähigen Muster sind durch luftdicht gefüllte Durchkontaktierungen elektrisch verbunden. Somit kann die Verteilung der Signale auf Stifte an der Peripherie der Einheit oder auf eine Kugelrasteranordnung oder eine ähnliche Struktur unterhalb der Einheit erreicht werden, und zwar ohne jegliche zusätzliche Verdrahtung oder teuere luftdicht verschlossene Wanddurchführungen. Diese Konfiguration ist sehr vorteilhaft für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb: die Durchkontaktierungen sind sehr kurz, da sie nur durch die Dicke des Substratmaterials verlaufen müssen, die in einem Ausführungsbeispiel in dem Bereich von 250 μm liegt. Darüber hinaus kann auf jegliche äußere Verdrahtung bzw. Verkabelung praktisch verzichtet werden. Dies reduziert erheblich das Ausmaß der parasitären Kapazitanz und Induktanz, welche ansonsten den Hochgeschwindigkeitsbetrieb der Einheit einschränken würden.
  • Das quasiplanare Substrat mit erhöhten Plattformen sorgt in Verbindung mit der Biegung gleichzeitig für eine optische Ausrichtungsbank mit hoher Präzision, eine Kühlung aktiver optoelektronischer Komponenten, dicht verschlossene elektrische Durchführungen, eine Hochgeschwindigkeitsplatine und eine luftdicht verschließbare Einfassung.
  • Somit stellt zumindest ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Einheit für optische Komponenten bereit, so dass die Komponenten leicht und präzise mit einer Einheit ausgerichtet werden können. Eine derartige Einheit kann kostengünstig und durch ein automatisierbares Verfahren hergestellt werden.
  • In einigen Ausführungsbeispielen der optischen Einheit der vorliegenden Erfindung kann eine Massenfertigung zu geringen Kosten vorteilhaft sein, während gleichzeitig eine präzise Ausrichtung der optischen Komponenten in der Einheit aufrechterhalten werden kann, in Verbindung mit dem luftdichten Verschluss, der hohen mechanischen Stabilität, der guten Kühlung und der elektrischen Funktionsweise der Einheit mit hoher Geschwindigkeit.
  • Die Abbildung aus 1 zeigt eine vergleichsweise optoelektronische Anordnung, eine Einheit 10 mit einem Rahmen 32 und einer Biegung 24. Die Anordnung umfasst ein Substrat 12 mit einem Positionierungsboden 14. In einem Ausführungsbeispiel ist der Positionierungsboden 14 im Wesentlichen planar, und das Substrat 12 umfasst ein elektrisch isolierendes Material mit einem geringen Wärmeausdehnungskoeffizient, wie etwa Aluminiumoxid oder Berylliumoxid. In einem Ausführungsbeispiel wird die erhöhte Plattform 20 durch einen an dem Positionierungsboden 14 angebrachten Hilfsträger erzeugt.
  • Die optischen Elemente oder Komponenten sind an dem Positionierungsboden 14 und der Plattform 20 angebracht. In einem Ausführungsbeispiel ist eine Linse 16 an dem Substrat 12 angebracht, und ein kantenemittierendes optoelektronisches Element 18 wie zum Beispiel eine Laserdiode ist an der Plattform 20 angebracht. Andere optische Komponenten können ebenfalls verwendet werden.
  • Ein optisches Element 22 wird zum Beispiel durch Löten, Hartlöten oder Schweißen an der Biegung bzw. Flexur 24 angebracht. Die Biegung 24 umfasst zwei Schenkel 26 und 27, eine Brücke 30 und zwei Federabschnitte 28 und 29 an der Verbindungsstelle zwischen den Schenkeln 26 und 27 und der Brücke 36. In einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Element 22 um eine Monomode-Faser, wobei es sich jedoch um jedes Element handeln kann, das eine optische Ausrichtung mit anderen optischen Elementen erfordert.
  • Ein Rahmen 32 kann an dem Substrat 12 angebracht werden. Die Enden der Schenkel 26 und 27 sind an dem Rahmen 32 angebracht. Die Biegung 24 und das Befestigungsverfahren 5 werden nachstehend im Text näher beschrieben. In einem Ausführungsbeispiel weist der Rahmen 32 einen vorstehenden Arm 34 mit einer Rille 36 auf. Die Rille 36 ermöglicht das luftdicht verschlossene Hindurchtreten der Faser bzw. des Leiters 22 aus der Einheit hinaus.
  • Eine Kappe 38 ist an dem Rahmen 32 angebracht, wobei ein luftdichter Verschluss erzeugt wird. Durch das Einschließen und luftdichte Verschließen des Positionierungsbodens 14 werden die optischen Komponenten in einer geregelten gasförmigen, flüssigen oder Vakuumumgebung gehalten, welche die Komponenten schützt und eine Verschlechterung deren Leistung und/oder eine Verkürzung deren Lebensdauer verhindert. In einem Ausführungsbeispiel weist die Kappe 38 eine obere Hutform und eine periphere Lippe 40 auf, die luftdicht mit dem äußeren Abschnitt des Rahmens 32 verschlossen und oben auf die Rille 36 und die Faser bzw. den Leiter 22 aufgebracht werden kann. Der luftdichte Verschluss kann durch ein Verfahren wie das Nahtschweißen, Löten oder eine Klebeverbindung erzeugt werden.
  • Die Dicke des Rahmens 32, der Plattform 20, des optischen Elements 16 und 18 werden im Vergleich zu der Länge oder Breite des Substrats 12 gering gehalten, so dass die Einheit unter Verwendung eines zweidimensionalen Maschinensehvermögens im Wesentlichen planar und kompatibel mit der Bestückungseinheit ist.
  • Die Dicke des Rahmens 32 und der Plattform 20 beträgt vorzugsweise weniger als 1/10 der Länge des Substrats 12, und die Dicke des optischen Elements 16 ist vorzugsweise geringer als 1/5 der Länge. In einem Ausführungsbeispiel entspricht die Dicke des Rahmens 30 und der Plattform 20 0,250 Millimetern, wobei die Höhe der Linse 16 0,5 Millimeter beträgt und die Länge des Substrats 12 ungefähr 10 Millimetern entspricht.
  • In einem Ausführungsbeispiel verbindet die Drahtverbindung bzw. der Drahtanschluss 42 das aktive optische Element 18 mit dem elektrisch leitfähigen Muster 44, das sich auf der Oberseite des Positionierungsbodens 14 befindet. Die gefüllte leitfähige Durchkontaktierung 46 verbindet das Muster 44 luftdicht mit dem elektrisch leitfähigen Muster 42 auf der Unterseite des Positionierungsbodens 14. Stifte 50 auf der Unterseite des Positionierungsbodens 14 sind ebenfalls vorgesehen für Verbindungen mit der elektronischen Komponente in dem Gehäuse bzw. der Einheit über andere Durchkontaktierungen (nicht abgebildet). Die Kombination aus den Mustern 42 und 44 sowie der gefüllten Durchkontaktierung 46 sieht einen effizienten und gering parasitären Mechanismus zur luftdichten Verteilung elektrischer Signale von optoelektronischen Elementen innerhalb der luftdicht verschlossenen Einfassung zu den Stiften 50 an der Peripherie der Einheit 10 vor. Alternativ können Signale zu der Kugelrasteranordnung unterhalb der Einheit zur Oberflächenanbringung verteilt werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel wird die Einheit 10 ohne einen Rahmen 32 realisiert, und das Material des Substrats 12 ermöglicht die direkte Anbringung der Kappe 38 und der Biegung 24 an dem Substrat 12. In diesem Fall kann die Fähigkeit zur Bildung der Rille 36 verloren gehen, wobei dies durch das Hinzufügen einer Durchführungsröhre oder eines Fensters an der Kappe 38 ersetzt werden kann.
  • In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird die Biegung 26 direkt an dem Boden 14 angebracht, während die Kappe 38 an dem Rahmen 32 angebracht wird. In einem anderen alternativen Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Rahmen 32 und der Plattform 20 um metallische Einsätze aus einem vollständig planaren Substrat. In einem wiederum weiteren Ausführungsbeispiel werden zwei konzentrische Rahmen verwendet, wobei ein äußerer zur Anbringung an der Kappe 38 und ein innerer zur Anbringung der Biegung 24 dienen.
  • Eine Achse A schneidet die Einheit 10, wie dies in der Abbildung aus 1 dargestellt ist. Die Abbildung aus 2A zeigt eine Querschnittsansicht der Einheit 10 entlang der Achse A. Da die vertikale Ausrichtung der an der Plattform 20 angebrachten optischen Bauteile und des Positionierungsbodens 14 ausschließlich durch die Höhe der Plattform 20 geregelt wird, ist es wichtig, diese Höhe präzise anzupassen. Für gewöhnlich ist für die Ausrichtung einer Laserdiode mit einer Mikrolinse eine Präzision von mindestens 5 μm erforderlich. In einem Ausführungsbeispiel kann eine derartige Präzision durch Polieren der Plattform 20 und des Rahmens 24 erreicht werden, bis der Rahmen 24 und die Plattform 20 einschließlich des daran angebrachten optischen Elements auf die korrekte Höhe reduziert worden ist.
  • Die Abbildung aus 2A zeigt das Substrat 12 mit dem Rahmen 24 und der Plattform 20 vor dem Polierschritt. Die Höhe der Plattform 20 und des Rahmens 24 oberhalb des Substrats 12 ist geringfügig größer als die der optischen Achse des optischen Elements 16, das als Referenz dargestellt ist. Die Abbildung aus 2B zeigt den Rahmen 24 und die Plattform 20 einschließlich des optischen Elements 15 nach dem Präzisionspolieren, so dass der Rahmen 32 und die Plattform 20 eine vorbestimmte Höhe h über dem Boden 14 aufweisen, welche der optischen Achse des optischen Elements 16 entspricht, die wiederum als Referenz abgebildet ist. Die Abbildung aus 2C zeigt die entnommenen und auf der Plattform 20 und dem Boden 14 platzierten optischen Elemente.
  • In einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Element 18 um eine Laserdiode, deren emittiertes Licht durch das Element 16, bei dem es sich um eine Linse handelt, gesammelt und in den Kern des optischen Elements 22 fokussiert wird, bei dem es sich um einen Lichtwellenleiter handelt. Die Ausrichtung des Lasers, der Linse und des Leiters bzw. der Faser wird durch die Planarisierung des Rahmens 12 und der Plattform 20 erleichtert, wie dies in der Abbildung aus 2D dargestellt ist. Die optische Ebene P ist einen Abstand h von dem Boden 16 entfernt. Die Linse weist eine optische Achse OA auf, die einen Abstand von der unteren Oberfläche der Linse entfernt ist. Die Plattform 20 weist eine Höhe h auf und somit liegt eine obere Oberfläche der Plattform 20 in der optischen Ebene P. Somit wird das von dem Laser emittierte Licht im Wesentlichen auf der optischen Ebene P zentriert, und das Licht von dem Laser, das auf der Linse auftrifft, wird auf der optischen Achse OA zentriert, wie dies in der Abbildung aus 2D dargestellt ist.
  • Zusätzlich zu der Poliertechnik können alternative Techniken eingesetzt werden, um die Höhenregelung der Plattform zu erreichen, einschließlich und ohne einzuschränken des Elektroplattierens einer leicht unter der Höhe liegenden Plattform, um deren Dicke zu erhöhen, des chemischen Präzisionsätzens einer leicht über der Höhe liegenden Plattform oder der Präzisions-Diamantbearbeitung der Plattform.
  • Die Abbildungen der 3A, 3B, 3C, 4A, 4B, 4C, 5A und 5B beschreiben einen zum Vergleich dienenden Biegungsausrichtungsbaustein und ein Ausrichtungsverfahren. In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Biegung 24 eine Brücke 30 und zwei Schenkel 26 und 27. Zwei Federbereiche 28 und 29 verbinden die Schenkel 26 und 27 mit der Brücke 30. Die Extremitäten der Schenkel 26 und 27 ruhen an dem Rahmen 32. In einem alternativen, zum Vergleich dienenden Design, ruhen die Enden der Schenkel direkt auf dem Substrat 12. Die Brücke 30 hält ein optisches Element 22. In einem Ausführungsbeispiel umfasst das optische Element 22 einen Lichtwellenleiter. In einem Ausführungsbeispiel besteht die Biegung 24 vorzugsweise aus einem flach gestanzten oder geätzten Stück Federstahl. Die Federbereiche 28 und 29 können durch chemische Entfernung der Hälfte der Metalldicke erzeugt werden. Die Biegung 24, die im Wesentlichen flach ist, wird danach in der Folge in der Presse geformt, so dass die Schenkel 26 und 27 und die Federbereiche 28 und 29 geformt werden, wobei sie danach bei hoher Temperatur vergütet werden, um die Federeigenschaften auf das Material zu übertragen. In einem Ausführungsbeispiel ist die Biegung 24 etwa 170 Mikron dick, und die Federbereiche 28 und 29 sind ungefähr 85 Mikron dick. Aus den folgenden Ausführungen wird deutlich, wie die Schenkel 26 und 27, die Brücke 30 und die Federbereiche 28 und 29 aufgebaut sind, so dass eine präzise dreidimensionale Ausrichtung des optischen Elements 22 ermöglicht wird.
  • Das zum Vergleich dienende Verfahren beginnt zuerst mit der Anbringung des optischen Elements 22 an der Brücke 30 der Biegung 24 durch ein Verfahren wie zum Beispiel Löten oder eine Klebeverbindung. Die Biegung 24 und das an dieser angebrachte optische Element werden danach aufgenommen und in grober Ausrichtung auf der optischen Einheit 10 platziert, wie dies in der Abbildung aus 4A dargestellt ist. An dieser Stelle ruht die Biegung 24 einfach an dem Rahmen 32 (oder an dem Substrat 12, in einem Ausführungsbeispiel ohne Ring), ohne ein weiteres Befestigungsverfahren. Zumindest ein erstes optisches Element 16 ist bereits an der optischen Einheit 10 angebracht und definiert bzw. begrenzt eine optische Achse OA im Verhältnis zu der das optische Element 22 und dessen optische Achse BC unter Verwendung der Biegung 24 ausgerichtet werden. In einem Ausführungsbeispiel werden eine Laserdiode 18 und eine Linse 16 an der optischen Einheit angebracht, bevor die Biegung 24 ausgerichtet wird. In einem Ausführungsbeispiel ist die Biegung 24 so gestaltet, dass die optische Achse BC höher ist als die optische Achse OA, wie dies in der Seitenansicht der Einheit 10 aus 3B dargestellt ist. In einem Ausführungsbeispiel ist BC ungefähr 100 bis 200 Mikron höher als OA, wenn kein Druck auf die Biegung 24 ausgeübt wird. Die Draufsicht der Einheit aus 3C zeigt, dass die Achsen OA und BC ebenfalls zueinander in der horizontalen Ebenenausrichtung der Biegung 24 versetzt werden können.
  • Das entfernbare Ausrichtungsinstrument 52 wird dazu verwendet, Druck auf die Oberseite der Brücke 30 auszuüben. Das Instrument 52 weist ferner Stifte 55 und 54 mit konischen Enden 56 und 57 auf, die in passende Greiföffnungen 58 und 59 an der Brücke 30 passen. Hiermit wird festgestellt, dass die Form des Ausrichtungsinstruments aus den Abbildungen der 4A und 5B lediglich als ein Beispiel vorgesehen ist. Der Fachmann auf dem Gebiet kann auch andere Instrumente entwerfen, welche die Fähigkeit aufweisen, eine temporäre Klemmwirkung auf die Biegung und Druck auf die Brücke 30 auszuüben. Zum Beispiel können übereinstimmende Anordnungen von Rillen in der Biegung und dem Instrument die verriegelnde Konstruktion aus Stift und Loch ersetzen. Ein Vakuuminstrument kann ebenfalls verwendet werden.
  • Während dem Schritt der Feinausrichtung wird das Instrument 52 auf die Brücke 30 gesenkt. Die konischen Spitzen 56 und 57 werden eng passend in die Öffnungen bzw. Löcher 58 und 59 eingepasst. Das Instrument übt Druck auf die Brücke 30 aus, was eine Biegung der Federbereiche 28 und 29 unter dem Druck bewirkt. Dies wiederum bewirkt, dass sich die Schenkel 26 und 27 und die Achse BC auseinander spreizen, so dass eine Absenkung in Ausrichtung mit der Achse OA vorgesehen wird, wie dies in der Abbildung aus 4B dargestellt ist. Das Instrument 52 wird ferner in eine Ebene bewegt, die parallel zu der Ebene des Befestigungsbodens 14 ist, wobei die Biegung 24 und der Schenkel 26 mitgezogen werden, bis die horizontale und longitudinale Ausrichtung der Achsen OA und BC erreicht ist, wie dies in der Draufsicht aus 4C ersichtlich ist. In einem Ausführungsbeispiel wird die Ausrichtung überwacht, indem die gekoppelte Leistung an dem Ausgang der Faser bzw. des Leiters gemessen wird, während der Laser 18 eingeschaltet wird und die Biegung 24 einer Feinausrichtung unterzogen wird.
  • Sobald die gewünschte Ausrichtung erreicht worden ist, werden die Schenkelextremitäten an dem Ringrahmen 32 oder dem Substrat 12 angebracht. Ein Befestigungsverfahren ist das Laser-Mikroschweißen durch den Laserstrahl 62, der die Schweißpunkte 60 und 61 erzeugt. Die Schweißpunkte bringen die metallischen Schenkel 26 dauerhaft an dem metallischen Ringrahmen 32 an. Andere Befestigungsverfahren können ebenfalls verwendet werden, wie etwa UV-härtbare Klebstoffe oder Lötmittel. Nach Vollendung der abschließenden Befestigung der Schenkel wird das Instrument 52 von der Einheit angehoben, wobei die ausgerichtete Einheit gemäß den Abbildungen in den 4B und 4C verbleibt.
  • Die meisten Befestigungsverfahren induzieren sehr geringfügige Verschiebungen oder Versätze während dem Befestigungsvorgang. Im Falle von Klebstoffen wird die Verschiebung für gewöhnlich durch eine Schrumpfung des Klebstoffs verursacht; im Falle des Lötens wird die Verschiebung durch die Veränderung des Lötvolumens während der Verfestigungsphase und durch die Ausdehnung und Kontraktion von Teilen während dem Temperaturzyklus bewirkt; beim Laserschweißen ist für gewöhnlich eine Verschiebung nach dem Schweißen zu beobachten. Die Abbildung aus 5A zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung einer Biegung, die den Effekt dieser Verschiebungen reduziert oder sogar auf ein Mindestmaß beschränkt, wodurch eine größere Präzision der Ausrichtung und eine bessere Reproduzierbarkeit ermöglicht werden. Die Biegung 70 aus 5A umfasst zwei Paare von Schenkeln, ein vorderes Paar von Schenkeln 26 und 27 und ein hinteres Paar von Schenkeln 74 und 75. Das vordere Schenkelpaar ist dicht an dem optischen Element 16 angeordnet, wie dies in der Abbildung aus 5B dargestellt ist, und es wird unter Verwendung des Instruments 52 und der Greiflöcher 58 und 59 und gemäß dem bereits vorstehend im Text beschriebenen Verfahren ausgerichtet. Die vorderen Schenkel 26 und 27 werden permanent an dem Rahmen 32 angebracht, wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist, wie zum Beispiel unter Verwendung von Laserschweißpunkten 60 und 61. Die Verschiebung nach der Anbringung wird in einem zweiten Ausrichtungsschritt unter Verwendung des Instruments 52 und der hinteren Greiflöcher 76 und 77 korrigiert, die sich in der Nähe des hinteren Paars der Schenkel 74 und 75 befinden. Die verbleibende Flexibilität der Biegung 70 ermöglicht eine geringfügige Positionierungskorrektur der Spitze 80 des optischen Elements 22, indem das hintere Ende der Biegung 70 mit dem Instrument 52 bewegt wird. Nach der zweiten Ausrichtung werden die hinteren Schenkel durch Laserschweißpunkte 78 und 79 an dem Rahmen 32 angebracht. Das Ausrichtungsinstrument 52 wird danach von der Einheit angehoben.
  • Die genaue Beschreibung enthält zwar zahlreiche Besonderheiten zu Veranschaulichungszwecken, wobei jeder Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet jedoch erkennt, dass zahlreiche Abänderungen und Variationen der folgenden Einzelheiten gemäß dem Umfang der vorliegenden Erfindung möglich sind. Die Abbildung aus 6 zeigt Abwandlungen bzw. Variationen und weitere Verbesserungen des zum Vergleich dienenden Ausführungsbeispiels der Einheit. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das optische Element 16 durch die Blattfeder 81 gegen den Positionierungsboden 14 gedrückt, so dass er seine Position beibehält. Die Blattfeder 81 wird zum Beispiel durch Laserschweißen an dem Rahmen 32 angebracht. Die Anbringung der Blattfeder 81 hat den Vorteil, dass kein Klebstoff oder keine Lötschicht zwischen dem optischen Element 16 und dem Boden 14 erforderlich ist.
  • Das Ausführungsbeispiel der Einheit aus 6 umfasst ein optisches Element 82 wie zum Beispiel eine Fotodiode, das direkt an dem Boden angebracht ist, und dessen optische Achse sich nicht in der Ebene anderer optischen Elemente 16 und 18 befindet. Die Fotodiode 82 kann als rückseitiger Leistungsmonitor verwendet werden.
  • Das Ausführungsbeispiel der Einheit aus 6 umfasst ferner eine elektronische Komponente 84 wie zum Beispiel einen Impedanzangleichungsmonitor, der an dem Boden 14 angebracht und elektrisch mit der Drahtverbindung 42 und dem leitfähigen Muster 44 verbunden ist. Jeder Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkennt, dass jedes andere elektronische Element wie zum Beispiel Thermistoren, Mengenregler, integrierte Schaltungen auf ähnliche Weise in der optoelektronischen Einheit angebracht und angeschlossen werden können.
  • Die Einheit aus 6 weist ferner periphere Kontaktanschlussflächen 88 an der oberen Oberfläche des Substrats 12 auf. Die Kontaktanschlussflächen 88 sind über eine Durchkontaktierung 86, ein unteres leitfähiges Muster 48, die gefüllte Durchkontaktierung 46 und das obere leitfähige Muster mit den inneren elektrischen Elementen 84 verbunden.
  • Die Abbildung aus 7 zeigt ein weiteres zum Vergleich dienendes Ausführungsbeispiel der optischen Einheit. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Faser bzw. der Leiter 92 ein verteiltes Braggsches Reflexionsgitter (DBR) 90, das durch die Biegung 94 an der Verwendungsposition gehalten wird. Der Laser 93 emittiert Licht in die Faser 92. In einem Ausführungsbeispiel weist der Laser 93 eine antireflektierend beschichtete oder angewinkelte vordere Facette auf, um eine Reflexion des Lichts durch die Facette in den Laserwellenleiter zu verhindern. Das Gitter 90 reflektiert eine vorbestimmte Wellenlänge stark zurück in den Laser 93. Eine allgemein bekannte Klebe- oder Verbindungstechnik kann zur Anbringung der Elemente und/oder der erhöhten Plattformen verwendet werden, die diese Elemente stützen bzw. tragen. Dadurch wird ein Lasersystem erzeugt, das einen Laserhohlraum aufweist, der das Gitter 90 sowie den Hohlraum des Lasers 93 umfasst. Das Lasersystem aus 7 weist eine Resonanzwellenlänge auf, die der vorbestimmten Wellenlänge entspricht, welche wiederum dem Gitter 90 entspricht. Der Vorteil des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist es, dass es eine überlegene mechanische Stabilität der Faser- bzw. Leiterposition im Verhältnis zu der Laserfacette aufweist, welche das Auftreten von Modussprüngen verhindert und die Montagekosten senkt.
  • Während für den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet der Erfindung nach dem Lesen der vorstehenden Beschreibung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen der vorliegenden Erfindung ersichtlich werden, wird hiermit festgestellt, dass keines der veranschaulichend abgebildeten und beschriebenen Ausführungsbeispiele als einschränkend anzusehen ist. Somit schränken Verweise auf Einzelheiten verschiedener Ausführungsbeispiele den Umfang der Ansprüche nicht ein, welche die einzigen Merkmale aufweisen, die für die vorliegende Erfindung wesentlich sind.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Einheit, wobei das Verfahren folgendes umfasst: das Bereitstellen eines Substrats (12) mit einem daran angebrachten ersten optischen Element (18); das Ausüben von Druck auf eine Biegung (24) mit mehr als zwei Schenkeln, wodurch bewirkt wird, dass sich die Schenkel (26, 27) an der Biegung weiter auseinander spreizen, so dass eine optische Achse (A) eines an der Biegung angebrachten Lichtwellenleiters (22) sich in optischer Ausrichtung mit dem ersten optischen Element befindet; und danach das Koppeln der Biegung und des Lichtwellenleiters mit dem Substrat, indem die Schenkel der Biegung an dem Substrat angebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppeln der Biegung und des Lichtwellenleiters mit dem Substrat folgendes umfasst: das grobe Ausrichten der Biegung, das Anbringen eines ersten Paars von Schenkeln (26, 27) an dem Substrat (12) und das neue Ausrichten der Biegung sowie das Anbringen der verbleibenden Schenkel (74, 75).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei dieses ferner das Anbringen eines Rahmens (32) an dem Substrat (12) sowie das Anbringen der Biegung (24) an dem Rahmen umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bereitstellen des Substrats folgendes umfasst: das Platzieren einer Plattform (20) an dem Substrat; das Anbringen des ersten optischen Elements (18) an der Plattform (20); und das Anbringen eines zweiten optischen Elements (16) direkt an dem Substrat, so dass sich die ersten und zweiten optischen Elemente in optischer Ausrichtung befinden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Verfahren ferner folgendes umfasst: das Polieren der Plattform auf eine vorbestimmte Höhe.
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DE (1) DE60022479T2 (de)
WO (1) WO2000042464A1 (de)

Families Citing this family (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0961371B1 (de) 1998-05-25 2001-09-12 Alcatel Optoelektronisches Modul mit wenigstens einem optoelektronischen Bauelement und Verfahren zur Temperaturstabilisierung
US6511236B1 (en) * 1999-09-07 2003-01-28 Intel Corporation Optoelectronic assembly and method for fabricating the same
US6416937B1 (en) * 1999-11-15 2002-07-09 Axsun Technologies, Inc. Optical component installation process
US7003211B2 (en) * 1999-11-15 2006-02-21 Axsun Technologies, Inc. Optical system production system
US6625372B1 (en) * 1999-11-15 2003-09-23 Axsun Technologies, Inc. Mounting and alignment structures for optical components
US6483969B1 (en) * 1999-12-01 2002-11-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Apparatus, assembly, and method for making micro-fixtured lensed assembly for optoelectronic devices and optical fibers
WO2002018989A2 (en) * 2000-08-25 2002-03-07 Axsun Technologies, Inc. Solid-phase welded optical element attach process
JP2004518287A (ja) * 2000-10-30 2004-06-17 サンター コーポレイション 熱によるレーザ素子のチューニング
AU2002220035A1 (en) * 2000-10-30 2002-05-15 Santur Corporation Tunable controlled laser array
WO2002037069A1 (en) * 2000-10-30 2002-05-10 Santur Corporation Laser and fiber coupling control
US6542659B2 (en) * 2000-12-01 2003-04-01 Axsun Technologies, Inc. Optical spectrum analyzer with beam switch array
WO2002063372A1 (en) * 2001-01-16 2002-08-15 Santur Corporation Tunable optical device using a scanning mems mirror
US6781734B2 (en) * 2001-03-30 2004-08-24 Santur Corporation Modulator alignment for laser
US6922278B2 (en) * 2001-03-30 2005-07-26 Santur Corporation Switched laser array modulation with integral electroabsorption modulator
US6813300B2 (en) * 2001-03-30 2004-11-02 Santur Corporation Alignment of an on chip modulator
US6643075B2 (en) * 2001-06-11 2003-11-04 Axsun Technologies, Inc. Reentrant-walled optical system template and process for optical system fabrication using same
US6628881B2 (en) 2001-06-28 2003-09-30 Intel Corporation Fiber carrier and method for using the same
US6712528B2 (en) * 2001-06-28 2004-03-30 Corning O.T.I. S.R.L. Optical bench for an opto-electronic device
WO2003012938A1 (en) 2001-07-27 2003-02-13 General Instrument Corporation Inexpensive analog laser module
AU2002327432A1 (en) * 2001-08-08 2003-02-24 Santur Corporation Method and system for selecting an output of a vcsel array
US20030039275A1 (en) * 2001-08-08 2003-02-27 Bardia Pezeshki Method and system for selecting an output of a DBR array
JP2003060281A (ja) 2001-08-14 2003-02-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 発光モジュール及びその製造方法
US6663294B2 (en) 2001-08-29 2003-12-16 Silicon Bandwidth, Inc. Optoelectronic packaging assembly
US6847115B2 (en) 2001-09-06 2005-01-25 Silicon Bandwidth Inc. Packaged semiconductor device for radio frequency shielding
US6603193B2 (en) 2001-09-06 2003-08-05 Silicon Bandwidth Inc. Semiconductor package
US7413688B2 (en) * 2001-09-17 2008-08-19 Kenneth Noddings Fabrication of optical devices and assemblies
JP2003163403A (ja) * 2001-11-29 2003-06-06 Mitsubishi Electric Corp 光素子モジュール
EP1321791A2 (de) * 2001-12-04 2003-06-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Substrat für optische Gehäuse, optische Vorrichtung, optisches Modul und Herstellungsverfahren des Substrats
DE10205127A1 (de) * 2002-02-07 2003-08-28 Infineon Technologies Ag Halbleiterbauteil mit Sensor- bzw. Aktoroberfläche und Verfahren zu seiner Herstellung
US6886993B2 (en) * 2002-02-14 2005-05-03 Intel Corporation Optoelectronic assembly having a flexure that supports multiple optical elements
US7126078B2 (en) 2002-02-28 2006-10-24 Emcore Corporation Sub-micron adjustable mount for supporting a component and method
US7430081B2 (en) * 2002-02-28 2008-09-30 Emcore Corporation Sub-micron adjustable mount for supporting a component and method
EP1347323A1 (de) * 2002-03-19 2003-09-24 Corning Incorporated Photonische Einheit mit multifunktionalem Deckel
US6910780B2 (en) * 2002-04-01 2005-06-28 Santur Corporation Laser and laser signal combiner
US6821032B2 (en) * 2002-05-28 2004-11-23 Intel Corporation Methods of sealing electronic, optical and electro-optical packages and related package and substrate designs
US6786654B2 (en) * 2002-08-21 2004-09-07 Hymite A/S Encapsulated optical fiber end-coupled device
US6862389B2 (en) * 2002-08-29 2005-03-01 Triquint Technologies Holding Co. Fiber alignment using a channel incorporating a fulcrum structure
US20040047571A1 (en) * 2002-09-06 2004-03-11 Boord Warren Timothy Hermetically sealed ferrule
US6904067B2 (en) * 2002-10-03 2005-06-07 Intel Corporation Back facet wavelength locker tuning and assembly method
US6816323B2 (en) * 2002-10-03 2004-11-09 Intel Corporation Coupling with strong lens and weak lens on flexure
US6827505B2 (en) * 2002-12-16 2004-12-07 International Business Machines Corporation Optoelectronic package structure and process for planar passive optical and optoelectronic devices
US6896422B2 (en) * 2003-02-04 2005-05-24 Intel Corporation Optoelectronic modules and methods of manufacturing the same
US6747819B1 (en) * 2003-02-25 2004-06-08 Intel Corporation Optoelectronic assembly
US20050036741A1 (en) * 2003-03-17 2005-02-17 Mark Rodighiero Method and apparatus for correcting attachment induced positional shift in a photonic package
US20040202433A1 (en) * 2003-04-10 2004-10-14 Lake Rickie C. Ferrule flexure assembly for optical modules
US6860652B2 (en) * 2003-05-23 2005-03-01 Intel Corporation Package for housing an optoelectronic assembly
US7255494B2 (en) * 2003-05-23 2007-08-14 Intel Corporation Low-profile package for housing an optoelectronic assembly
EP1517166B1 (de) 2003-09-15 2015-10-21 Nuvotronics, LLC Vorrichtungsgehäuse und Verfahren zu derer Prüfung und Herstellung
US9612409B2 (en) * 2003-09-15 2017-04-04 Intel Corporation Hermetic sealing of optical module
US7186038B2 (en) 2003-12-29 2007-03-06 Adc Telecommunications, Inc. Telecommunications connector protective device
US6970628B2 (en) * 2004-04-15 2005-11-29 Inplane Photonics, Inc. Active optical alignment and attachment thereto of a semiconductor optical component with an optical element formed on a planar lightwave circuit
JP5100655B2 (ja) * 2005-10-27 2012-12-19 リモ パテントフェルヴァルトゥング ゲーエムベーハー ウント コー.カーゲー 半導体レーザ装置
JP4627087B2 (ja) * 2008-04-10 2011-02-09 株式会社リコー 光源装置と光走査装置、並びに画像形成装置
JP5583632B2 (ja) * 2011-05-13 2014-09-03 Nttエレクトロニクス株式会社 光モジュール
CA2905537C (en) 2013-03-15 2021-09-14 Praevium Research, Inc. Widely tunable swept source
CA2907165C (en) * 2013-03-15 2022-08-23 Praevium Research, Inc. Tunable laser array system
US9645333B2 (en) 2014-10-17 2017-05-09 Lumentum Operations Llc Optomechanical assembly
US10319654B1 (en) 2017-12-01 2019-06-11 Cubic Corporation Integrated chip scale packages
US10574025B2 (en) * 2018-01-26 2020-02-25 Lightwave Logic Inc. Hermetic capsule and method for a monolithic photonic integrated circuit

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5548700B2 (de) 1973-01-30 1980-12-08
US4114177A (en) 1975-05-01 1978-09-12 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Optically coupled device with diffusely reflecting enclosure
US4119363A (en) 1976-03-18 1978-10-10 Bell Telephone Laboratories Incorporated Package for optical devices including optical fiber-to-metal hermetic seal
US4357072A (en) 1978-01-28 1982-11-02 Plessey Handel Und Investments Ag Sealing optical fibres into packages
CA1108899A (en) 1978-08-17 1981-09-15 Paul P. Webb Light detector housing for fiber optic applications
EP0168820A3 (de) * 1984-07-19 1987-01-14 Siemens Aktiengesellschaft Justiervorrichtung für Lichtwellenleiter
JPH0769520B2 (ja) * 1985-10-16 1995-07-31 ブリティシュ・テレコミュニケ−ションズ・パブリック・リミテッド・カンパニ 可動部材の取付構造
FR2606890B1 (fr) * 1986-11-18 1989-06-30 Lyonnaise Transmiss Optiques Dispositif de deplacement de l'extremite d'une fibre optique suivant deux axes orthogonaux
US5123074A (en) 1988-02-26 1992-06-16 Fujitsu Limited Substrate for mounting optical components and electric circuit components thereon and method for making same
JPH02187712A (ja) * 1989-01-17 1990-07-23 Fujitsu Ltd 光フィイバの調整固定方法
GB2229856B (en) * 1989-03-31 1993-04-21 Stc Plc Electro-optic transducer assembly
US4926545A (en) 1989-05-17 1990-05-22 At&T Bell Laboratories Method of manufacturing optical assemblies
KR920010947B1 (ko) * 1989-05-24 1992-12-24 가부시끼가이샤 히다찌세이사꾸쇼 광결합장치와 그 제조방법, 발광장치와 그 조립방법 및 렌즈홀더
GB8923135D0 (en) * 1989-10-13 1989-11-29 Bt & D Technologies Ltd Mounting optical components
JP3067151B2 (ja) 1990-03-13 2000-07-17 日本電気株式会社 光電気変換素子サブキャリア
US5163108A (en) 1990-07-11 1992-11-10 Gte Laboratories Incorporated Method and device for passive alignment of diode lasers and optical fibers
US5119448A (en) 1990-09-21 1992-06-02 Tacan Corporation Modular micro-optical systems and method of making such systems
FR2668267B1 (fr) * 1990-10-19 1992-12-11 Thomson Hybrides Procede d'alignement des axes optiques d'une fibre et d'un composant optoelectronique, et dispositif obtenu par ce procede.
FR2690996A1 (fr) * 1992-05-07 1993-11-12 Thomson Hybrides Dispositif d'alignement optique entre un composant optoélectronique et un composant optique, et procédé d'alignement.
US5569958A (en) 1994-05-26 1996-10-29 Cts Corporation Electrically conductive, hermetic vias and their use in high temperature chip packages
US5641984A (en) 1994-08-19 1997-06-24 General Electric Company Hermetically sealed radiation imager
EP0708347A1 (de) * 1994-10-21 1996-04-24 Hewlett-Packard GmbH Vorrichtung zum Justieren, Abschwächungsvorrichtung, Kopplungsvorrichtung und Filtervorrichtung
US5833202A (en) 1994-11-15 1998-11-10 Leica Ag Mechanical fastening system for modular micro-optical elements
GB2296101B (en) * 1994-12-12 1998-04-01 Northern Telecom Ltd Optically coupling optical fibres to injection lasers
US5553180A (en) 1995-01-17 1996-09-03 Molex Incorporated Adapter assembly for fiber optic connectors

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