DE8234091U1 - Sende- oder Empfangsvorrichtung mit einer mittels eines Trägers gehalterten Diode - Google Patents
Sende- oder Empfangsvorrichtung mit einer mittels eines Trägers gehalterten DiodeInfo
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA «? p ο η L L QP
Sende- oder Empfangsvorrichtung mit einer mittels eines
Trägers gehalterten Diode
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sende- oder Empfangsvorrichtung mit einer mittels eines Trägers gehalterten
Sende- oder Empfangs-Diode und mit einem mit einem optischen
Fenster der Diode optisch gekoppelten Lichtweilenleiter, wobei der Träger mit einer Ausnehmung zur Durchführung
des Lichtwellenleiters versehen ist und die Diode derart auf den Träger aufgesetzt ist, daß sich das
optische Fenster der. Diode an der Ausnehmung befindet.
Eine derartige Empfangsvorrichtung ist bereits aus Electro
nies Letters, Vol. 17, No.22, Seite 832 bekannt. Bei der
bekannten Empfangsvorrichtung ist die Empfangsdiode auf einem Keramikblock angebracht, der ein kleines Loch zur
Aufnahme der Glasfaser besitzt. Nach Positionierung der Diode über dem Loch wird die Glasfaser in den Block eingeführt.
Eine PIN-Fotodiode, die eine ringförmige, ein kreisflachen·
förmiges Fenster umschließende Kathoden-Anschlußfläche
aufweist und dem optischen Fenster gegenüberliegend eine Anoden-Anschlußfläche hat, ist bereits aus Siemens Forschungs-
und Entwicklungsberichte, Band 11 (1982), Nr.4,
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Empfangsvorrichtung '
der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß sich ein Lichtwellenleiter vor dem Fenster der PIN-Fotodiode
auf möglichst einfach realisierbare Weise exakt justieren und anschließend fixieren läßt.
1.12.1982 / Wd 1 EM
- 2 - VPA 82 P 2 OH DE
Gemäß der Erfindung wird die Sende- oder Empfangsvorrichtung
zur Lösung dieser Aufgabe derart ausgebildet, daß de" Träger mit einem-Schaltungsmodul mechanisch verbunden
ist und daß der Lichtwellenleiter über eine ebenfalls auf dem Schaltungsmodul angebrachte Fixiarvorrichtung und
durch die Ausnehmung an das optische Fenster geführt und derart fixiert ist, daß die Stirnseite des Lichtwellenleiters
einen vorgegebenen Abstand vom optischen Fenster aufweist und daß die Ausnehmung konisch ausgebildet ist
und daß sich die Diode auf derjenigen Seite des Trägers befindet, die die größere der beiden Stirnflächen der
konischen Ausnehmung aufweist.
Durch diese Maßnahmen ergibt sich eine besonders einfach realisierbare Justierung des Lichtwellenleiters in bezug
auf die Diode. Dabei wird eine Beschädigung der Endfläche' der Glasfaser, die beim Justieren durch ein seitliches
Verschieben auftreten könnte, vermieden.
Zweckmäßigerweise wird der Lichtwellenleiter nach seiner Justierung in bezug auf die PIN-Fotodiode fixiert. Zu
diesem Zweck wird die Empfangsvorrichtung vorzugsweise derart ausgebildet, daß der Träger quaderförmig, insbesondere
plattenförmig ausgebildet und senkrecht auf einer Grundplatte befestigt ist und daß die Grundplatte
auf der der PIN-Diode abgewandten Seite einen die Fixiervorrichtung bildenden Klotz trägt, auf dem der Lichtwellenleiter
mittels einer flußmittelfreien Lötverbindung
fixiert ist.
Der Lichtwellenleiter wird dabei zweckmäßigerweise zunächst auf optimale Lichteinkopplung in die PIN-Diode
justiert und daran anschließend auf der Fixiervorrichtung fixiert.
Vorzugsweise wird die Ausnehmung durch eine mittels Laserstrahlen hergestellte Bohrung gebildet.
. 3 - VPA 82 P 2 04 4 OE
In Weiterbildung der Erfindung wird die Empfangsvorrichtung derart ausgebildet, daß die PIN-Fotodiode eine ringförmige
Kathoden-Anschlußfläche aufweist» die ein kreisflächenförmiges
optisches Fenster umschließt und dem optischen Fenster gegenüberliegend eine Anoden-Anschlußfläche
hat, und daß die Kathoden-Anschlußfläche mittels eines elektrisch leitenden Klebers mit einem auf dem Träger
befindlichen elektrischen Leiter verbunden ist und daß die Kathoden-Anschlußfläche durch eine Bondverbindung
mit einem weiteren auf dem Träger befindlichen elektrischen Leiter verbunden ist.
Zweckmäßigerweise wird die Empfangsvorrichtung derart
ausgebildet, daß zur mechanischen Verbindung des Trägers mit dem Schaltungsmodul vorgesehene Haltewinkel aus
elektrisch leitendem Material bestehen und sowohl mit den elektrischen Leitern bzw. Leiterbahnen des Trägers als
auch mit elektrischen Leitern bzw. Leiterbahnen des Schaltungsmoduls elektrisch verbunden sind. Dabei dienen die
Haltewinkel in vorteilhafter Weise zugleich als elektrische Anschlußelemente für die PIN-Fotodiode·.
Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dar-gestel lten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. 25
Es zeigen
und mit einer PIN-Fotodiode im Schnitt,
Fig. 2 eine Draufsicht der Empfangsvorrichtung nach Fig.1,
Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Draufsicht nach Fig. 2, Fig. 4 einen Schaltungsmodul mit senkrecht stehendem
Fig. 5 einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit auf einem Schaltungsmodul stehenden Diodenträger und mit einem
Klotz zur Fixierung des Lichtwellenleiters.
μ mi · ·■ ··
- 4 - VPA 82 P 2 044 OE
Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Empfangsvorrichtung mit
einem Empfangsmodul 13, das in einem hermetisch dichten
metallenen Gehäuse 11 untergebracht ist und eine Lichtwellenleiterkopplung für die optische übertragung aufweist.
Die hermetische Kapselung ist insbesondere bei einer Verwendung ungeschützter Halbleiterchips im Schaltungsmodul
zweckmäßig.
Die Empfangsvorrichtung ist in dem Metallgehäuse 11 untergebracht,
das mit dem Deckel 6 verschlossen ist. Auf dem Boden des quaderförmigen Metallgehäuses 11 liegt das
Abstandsstück 12. Das Abstandsstück 12 trägt das Schaltungsmodul 13, das von plattenförmiger Gestalt ist und
das in dem durch das Abstandsstück 12 vorgegebenen Abstand parallel zum Boden des Metallgehäuses 11 angeord-■
net ist.
In einer Seitenwand des Metallgehäuses 11 ist das Rohr
angebracht, das nach außen und nach innen über die Seitenwand des Metallgehäuses 11 hinausragt. Außen ist auf das
Rohr 10 das muffenförmige Verbindungsstück 9 aufgesetzt, das mit der größeren öffnung auf das Rohr aufgesetzt ist
und in dessen kleinerer öffnung der Lichtwellenleiter 8
geführt ist. Der Lichtwellenleiter 8 verläuft durch das
Verbindungsstück 9, das Rohr 10 und über den Klotz 5 durch eine öffnung im Diodenträger 3 zum optischen Fenster
der PIN-Fotodiode 2. Der durch eine Glasfaser gebildete Lichtwellenleiter 8 ist dabei an zwei Stellen fixiert
nämlich auf dem Klotz 5 und im Innern des Verbindungsstückes 9 an der Stelle, wo das muffenförmige Verbindungsstück
den kleineren Innendurchmesser hat.
Der Diodenträger 3 ist mit zwei Metal!winkelη 1 auf dem
Schaltungsmodul 13 befestigt. Die beiden Metallwinkel 1, von denen in Fig. Ί nur einer sichtbar ist, befinden sich
dabei neben der PIN-Diode 2.
V5"- " Tpa 82 P 2 OM OE
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht der Schaltungsanordnung nach Fig. 1, wobei der Deckel des Metallgehäuses 11 geöffnet
und vom Metallgehäuse selbst nur ein Teil dargestellt ist. Aus Fig.3 geht ein Schaltungsmodul mit senkrecht stehendem
Diodenträger hervor.
Der Dioden-Träger 3 hat die Gestalt einer Platte, die senkrecht auf dem Schaltungsmodul 13 steht.
Zur Befestigung des Trägers 3 auf dem Schaltungsmodul 13 dienen die beiden Haltewinkel 1 und 11, die sich auf derselben
Seite des Trägers 3 befinden, wie die Diode 2. Die metallenen Haltewinkel 1 und Γ sind auf Seiten des Schaltungsmoduls
13 mit den Leiterbahnen 130 und 130' verbunden. Die Leiterbahnen des Trägers 3, die die Haltewinkel
1 und 11 mit der Diode 2 verbinden, sind in der Figur nicht dargestellt. Auf den Träger 3 führt eine Leiterbahn
vom Haltewinkel 1 zu einer Anschlußfläche, die über die Bondverbindung 23 mit der Anode der Diode 2 verbunden
ist. Eine weitere Leiterbahn führt vom Haltewinkel 1' zur Kathode der Diode 2.
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus Fig.2, der nähere Einzelheiten des Dioden-Trägers 3 im Bereich der Bohrung
31 und des Aufbaus der PIN-Fotodiode 2 sowie der Kontaktierung erkennen läßt.
Die PIN-Fotodiode 2 hat an zwei einander gegenüber!iegenden
Flächen den kreisringförmigen n-Kontakt 21 und den zentral angeordneten . kreisförmigen . p-Kontakt 22. Die
PIN-Fotodiode 2 hat ein optisches Fenster 20 mit einem Durchmesser von etwa 30 bis 2 00 yum in der Mitte der
kreisringförmigen Rückseitenkontaktierung und gegenüber auf aer Vorderseite ein Bondpad 23.
Der Lichtwellenleiter 8 ragt in die konische Bohrung bzw.
Ausnehmung 31 hinein. Da sich die Ausnehmung 31 in Rieh-
- 6 - VPA 82 P 2 04 4 DE
tung zur Diode 2 hin erweitert, besteht in vorteilhafter
Weise keine Gefahr, daß der Lichtwellenleiter 8 beim Einführen in die Ausnehmung oder beim Justieren der Innenwand
anstößt und beschädigt werden kann. 5
Die Justierung der Glasfaser erfolgt vorzugsweise durch Justierung in allen drei Achsen des Koordinatensystems
in Verbindung mit einer Messung des Fotostromes der PIN-Diode. Justiert wird dabei auf optimale Lichteinkopplurtg
bei einer Begrenzung des Justierbereiches in achsialer Richtung der Glasfaser. Dabei kann sich im Hinblick-auf
die zu berücksichtigenden Toleranzen des Trägers 3 und der Klebeschicht sowie mit Rücksicht auf die zu erwartenden
unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten
als Grenze für den Justierbereich ein minimaler Absiand der Glasfaser 8 vom Fenster 20 der Diode 2 in
der Größe von atwa 10 bis 30 ,um als besonders zweckmäßig erweisen.
Die Glasfaser 8 wird in der Ausnehmung 15 nicht fixiert, insbesondere nicht verklebt. Die Ausnehmung 15 ist an
ihrer engsten Stelle im Durchmesser etwa 100 ,um größer
als die metallische Glasfaser 8, deren Durchmesser z.B. 130 ,um beträgt. Die Durchmesser der Endflächen der konischen
Ausnehmung unterscheiden sich insbesondere um etwa 100 ,um.
Das Justieren der Glasfaser 8 am senkrecht stehenden Diodenträger 3 ist durch die besondere Ausgestaltung der Ausnehmung
31 erheblich erleichtert. Während des Justierens befindet sich der Greifer zwischen dem Träger 3 und dem
Klotz 5. Die Glasfaser 8 wird dabei in vorteilhafter Weise vor dem Greifer des Mikromanipulators am Klotz I fixiert.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist der Diodenträger 3 von
plattenförmiger Gestalt und vorzugsweise aus Keramik har-
- 7 - VPA 82 P 2 Qh 4 DE
gestellt. Die Figur zeigt eine Draufsicht auf die Seite des Diodenträgers, auf der die in Fig. 1 gezeigten Metallwinkel
1 angebracht werden. Die Keramikplatte ist in der Nähe ihrer Schmalseiten mit großflächen Anschlußflächen
32 und 33 versehen., von denen aus Leiterbahnen in Richtung zur Mitte des Diodenträgers 3 verlaufen. Die eine
Leiterbahn umschließt die Laserbohrung 31; die andere Leiterbahn ist etwas kürzer, so daß eine auf die Laserbohrung
aufgesetzte PIN-Fotodiode die kürzere Leiterbahn nicht berührt.
Der Diodenträger 3 besteht aus einem kleinen Substrat mit
den erforderlichen Anschlüssen, das in der Mitte eine
Laserbohrung 31 hat. Nach dem Anbringen der metallenen Haltewinkel 1 - vorzugsweise durch Schweißen oder Löten wird
die PIN-Diode 2 mit einem Leitkleber, der um den Rand des Loches aufgetragen wird, über die Bohrung 31 geklebt.
Durch die Verwendung von elektrisch leitendem Kleber wird der Kathodenanschluß der PIN-Fotodiode 2 hergestellt.
Die Anode der PIN-Fotodiode 2 wird durch die Bondverbindung 23 angeschlossen.
Die Diodenanschlüsse sind damit zugänglich, so daß eine
elektrische "Prüfung, insbesondere auf Dunkelstronu ohne
Schwierigkeit möglich ist. In vorteilhafter Weise kann die PIN-Diode 2 bereits nach der Montage am Diodenträger
3 elektrisch als ein Hybridbauelement geprüft werden.
Anschließend wird der Diodenträger 3 senkrecht stehend in das fertige und elektrisch vorgeprüfte Schaltungsmodul
geschweißt und gelötet.
Im nächsten Schritt des Herstellungsverfahrens wird bei
der in Fig. 5 gezeigten Empfangsvorrichtung der Lichtwellenleiter 8 an die PIN-Fotodiode 2 angekoppelt. Dazu
wird die Glasfaser 8 mit Hilfe eines Mikromanipulators
. β - VPA 82 P 2 044 DE
soweit in die Ausnehmung 31 eingeführt, daß sie einen vorgegebenen Abstand zum optischen Fenster der PIN-Fotodiode
2 hat. In dieser Lage wird die Glasfaser 8 auf eine optimale Lichteinkopplung justiert und anschließend
am Klotz 5 fixiert. Zur Fixierung wird die metallisierte Glasfaser 8 flußmittelfrei auf dem als Auflageblock
dienenden Klotz 5 verlötet.
Die Haltewinkel 1 und Γ werden vorzugsweise durch
Schweißen mit dem Schaltungsmodul 13 verbunden. Auf diese Weise läßt sich sicherstellen, daß beim Fixieren der Glasfaser
8 auf dem Klotz 5, das insbesondere durch Löten mittels Heißgas vorgenommen wird, die Verbindung des Diodenträgers
3 mit dem Schaltungsmodul 13 mit der gewünschten Exaktheit erhalten bleibt.
Für die elektrischen Eigenschaften der Empfangsvorrichtung
kann es vorteilhaft sein, auf dem Diodenträger zusätzlich zur Diode 2 elektrische Schaltmittel anzuordnen,
die eine besonders günstige elektrische Schnittstelle zwischen Diodenträger 3 und Schaltungsmodul 13 ermöglichen.
Solche Schaltmittel können insbesondere ein Feldeffekttransistor mit Vorwiderstand in der Gate-Zuleitung
sein, der mit seinem Gate an der Anode der Diode 2 angeschlossen ist. In diesem Fall werden für die elektrische
Verbindung mit dem Schaltungsmodul vier elektrische Verbindungen benötigt, nämlich eine für den Gate-Vorwideritand,
zwei weitere für den Drain- und für den Source-Anschluß des Feldeffekttransistors und die vierte für
die Kathode der Diode 2.
In diesem Fäll werden zweckmäßigerweise wenigstens zwei
Haltewinkel geschweißt. Die weiteren Haltewinkel können mit dem Schaltungsmodul 13 durch Löten verbunden werden.
35
Nach der Fixierung des Lichtwellenleiters auf dem Klotz wird das in Fig. 1 gezeigte Verbindungsstück 7 mit dem
_9_ VpA 82 P 2 O 4 4 OE
Rohr 10 und der von der Stirnseite bis über das Verbindungsstück
9 hinaus metallisierten Glasfaser 8 durch Löten
verbunden. Die Stirnseite der Glasfaser 8 ist vorzugsweise eine nech dem Metallisiervorgang hergestellte
Bruchstelle, gegebenenfalls mit üblicher Nachbearbeitung.
Die in den Figuren dargestellte Empfangsvorrichtung enthält
eine PIN-Fotodiode als Empfangsdiode. Bei einer
Sendevorrichtung tritt an die Stelle der Empfangsdiode
als Sendediode beispielsweise eine Laserdiode oder lichtemittierende Diode.
8 frnqnsprüche
5 Figuren
5 Figuren
Claims (1)
- . 10-VPA 82 P 2 04 4 DEnsprüche1. Sende- oder Empfangsvorrichtung mit einer mittels eines Trägers (3) gehalterten Sende- oder Empfangs-Diode (2) und mit einem mit einem optischen Fenster der Diode (2) optisch gekoppelten Lichtwellenleiter (8), wobei der Träger (3) mit einer Ausnehmung (31) zur Durchführung des Lichtwellenleiters (3) versehen ist und die Diode (2) derart auf den Träger (3) aufgesetzt ist, daß sich dssto optische Fenster (20) der Diode (2) an der Ausnehmung (31) befindet,dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) mit einem Schaltungsmodul (.13) mechanisch verbunden ist und daß der Lichtwellenleiter (8) über eine ebenfalls auf dem Schaltungsmodul (13) angebrachte Fixiervorrichtung (5) und durch die Ausnehmung (31) an das optische Fenster (20 geführt und derart fixiert ist, daß die Stirnseite (80) des Lichtwellenleiters (8) einen vorgegebenen Abstand vom optischen Fenster (20) aufweist und daß die Ausnehmung (31) konisch ausgebildet ist und daß sich die Diode (2) auf derjenigen Seite des Trägers (3) befindet, die die größere der beiden Stirnflächen der konischen Ausnehmung (31) aufweist.2. Sende- oder Empfangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) quaderförmig» insbesondere plattenförmig ausgebildet und senkrecht auf einer Grundplatte (13) befestigt ist und daß die Grundplatte (13) auf der der Diode (2) abgewandten Seite einen die Fixiervorrichtung (5) bildenden Klotz trägt, auf dem der Lichtwellenleiter (8) mittels einer flußmittelfreien Lötverbindung (4) fixiert ist.3. Sende- oder Empfangsvorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet,VPA 82 P 2 04 4 DEdaß der Lichtwellenleiter (8) auf optimale Lichteinkopplung in Diode (2) justiert und auf der Fixiervorrichtung (5) fixiert ist.4. Sende- oder Empfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (31) durch eine mittels Laserstrahlen hergestellte Bohrung gebildet ist.5. Sende- oder Empfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,dadurch gekennzeichnet, daß die Diode (2) eine ringförmige Kathoden-Anschlußfläche (21) aufweist, die ein kreisflächenförmiges optisches Fenster (20) umschließt und dem optischen Fenster (20) gegenüberliegend eine Anoden-Anschlußfläche hat, und daß die Kathoden-Anschlußfläche (21) mittels eines elektrisch leitenden Klebers (21) mit einem auf dem Träger(3) befindlichen elektrischen Leiter (31) verbunden ist und daß die Kathoden-Anschlußfläche (22) durch eine Bondverbindung mit einem weiteren auf dem Träger (3) befindlichen elektrischen Leiter (32) verbunden ist.6: Sende-oder:Empfangsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur mechanischen Verbindung des Trägers (3) mit dem Schaltungsmodul (13) vorgesehene Haltewinkel (1) aus elektrisch leitendem Material bestehen und sowohl mit den elektrischen Leitern (31,32) des Trägers (3) als auch mit elektrischen Leitern des Schaitungsmoduls (S3) elektrisch verbunden sind.7. Sende- oder Empfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,12 VPA 82 P 2044daß die Glasfaser (8) in der Ausnehmung (15) unbefestigt ist.Wd 1 Gru / 18.02.1986
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19828234091 DE8234091U1 (de) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | Sende- oder Empfangsvorrichtung mit einer mittels eines Trägers gehalterten Diode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19828234091 DE8234091U1 (de) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | Sende- oder Empfangsvorrichtung mit einer mittels eines Trägers gehalterten Diode |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8234091U1 true DE8234091U1 (de) | 1986-04-03 |
Family
ID=6746208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19828234091 Expired DE8234091U1 (de) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | Sende- oder Empfangsvorrichtung mit einer mittels eines Trägers gehalterten Diode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8234091U1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0398575A2 (de) * | 1989-05-17 | 1990-11-22 | AT&T Corp. | Herstellungsverfahren von optischen Anordnungen |
EP0704730A1 (de) * | 1994-09-29 | 1996-04-03 | CSELT Centro Studi e Laboratori Telecomunicazioni S.p.A. | Sendemodul für optische Verbindungen |
US5596664A (en) * | 1994-09-29 | 1997-01-21 | Cselt-Centro E Laboratori Telecomunicazioni S.P.A. | Transmitter module for optical interconnections |
-
1982
- 1982-12-03 DE DE19828234091 patent/DE8234091U1/de not_active Expired
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0398575A2 (de) * | 1989-05-17 | 1990-11-22 | AT&T Corp. | Herstellungsverfahren von optischen Anordnungen |
EP0398575A3 (de) * | 1989-05-17 | 1991-01-09 | AT&T Corp. | Herstellungsverfahren von optischen Anordnungen |
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