EP0923751A1 - Optoelektronisches sende- und/oder empfangsmodul und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Optoelektronisches sende- und/oder empfangsmodul und verfahren zu dessen herstellung

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EP0923751A1
EP0923751A1 EP97941805A EP97941805A EP0923751A1 EP 0923751 A1 EP0923751 A1 EP 0923751A1 EP 97941805 A EP97941805 A EP 97941805A EP 97941805 A EP97941805 A EP 97941805A EP 0923751 A1 EP0923751 A1 EP 0923751A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
optoelectronic
carrier plate
cap
cover cap
transmission
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP97941805A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Ludwig Althaus
Werner Späth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0923751A1 publication Critical patent/EP0923751A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G02B6/4236—Fixing or mounting methods of the aligned elements
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    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4236—Fixing or mounting methods of the aligned elements
    • G02B6/4238—Soldering

Definitions

  • the invention relates to an optoelectronic transmitting and / or receiving module for signal transmission by means of an optical waveguide, in which an optoelectronic transmitting and / or receiving unit which is assigned to the carrier plate and is arranged in a housing essentially formed by a carrier plate and a cover cap has an optoelectronic transmitter element and / or an optoelectronic receiver element and an optical radiation focusing device which is adjusted in particular for maximum radiation coupling into or out of the optoelectronic transmitter and / or receiver unit, in the case of which for at least one electrical connection the optoelectronic transmitter and / or receiver unit is provided with an electrically conductive feedthrough through the housing and in which the cover cap has an optical waveguide connection device. Furthermore, the invention relates to a method for producing an optoelectronic transmitter and / or receiver module.
  • Such a module is known for example from the European patent application EP 664 585.
  • a transmission and reception module for bidirectional optical message and signal transmission is described therein.
  • a hybrid laser module chip and a PIN diode chip are located on a base plate with a plurality of electrical housing bushings arranged.
  • a cover cap is attached to the base plate, which has a window and which, together with the base plate, the housing se of the transmitter and receiver module.
  • the window serves to couple or couple radiation emitted or received by the transmitting and receiving module out of or into the interior of the housing.
  • the housing is hermetically sealed and provided with a vacuum or filled with gas.
  • a device for transmitting light between an optoelectronic component and an optical waveguide with a spherical lens for bundling the light radiation in which the optoelectronic component is attached to a base plate of a gas-tight housing.
  • a sleeve with a radiation passage opening in which the spherical lens is fitted is placed on the base plate.
  • the optical waveguide is pushed into the sleeve on the side of the sleeve facing away from the base plate.
  • the sleeve is moved relative to the base plate until the light intensity coupled over between the component and the optical waveguide becomes maximum and the sleeve is subsequently attached to the base plate.
  • a separate adjustment of the optical waveguide with respect to the ball lens and the component is not possible with this device.
  • the sleeve and the ball lens must therefore be designed as high-precision parts.
  • US Pat. No. 4,650,285 describes an optoelectronic structural unit in which an optoelectronic transmission element is arranged on a carrier plate and a spherical lens is located above it.
  • a cover cap with a radiation passage window is attached to the support plate in such a way that the support plate together with the cover cap completely encloses the optoelectronic transmission element.
  • the cover cap is held over the carrier plate by means of a chuck, which is attached in the middle above the radiation passage window. has arranged optical fiber for communicating with the electrically activated optoelectronic transmission element.
  • cover cap is then moved relative to the carrier plate until a maximum output power of the electrically activated optoelectronic transmission element is detected in the optical fiber. In this position, the cover cap is attached to the carrier plate.
  • a fitting part is placed on the cover cap, into which the end of the optical waveguide is inserted.
  • both the cover cap and the fitting part must be designed as a high-precision part. Large tolerances in the manufacture of these parts would lead to a low yield in the manufacture of the optoelectronic components. In this optoelectronic assembly, only an inaccuracy in the positioning of the optoelectronic transmission element can be compensated for by subsequent adjustment of the cover cap. A separate adjustment of the fitting part and thus the optical fiber is not possible here.
  • the invention has for its object to develop an optoelectronic transmitter and / or receiver module of the type mentioned in such a way that a simple and improved adjustment of an optical fiber compared to the optoelectronic transmitter and / or receiver unit is ensured. Another goal is to reduce the assembly effort for the optical waveguide and to create a module with minimal dimensions.
  • the carrier plate or the cover cap has a mounting surface on which the cover cap or the optical waveguide connection device can be displaced with respect to the optoelectronic transmitter and / or receiver unit before being finally fixed, so that essentially immediately before the final fixed connection the cover cap or the optical fiber connection device with the carrier plate, the optical fiber connection device can be adjusted with respect to the optoelectronic transmitter and / or receiver unit.
  • the carrier plate has an inner region and a cover cap assembly region which surrounds this inner region.
  • the optoelectronic transmitting and / or receiving unit is arranged on the inner region, preferably in such a way that the direction of radiation and / or receiving direction of the optoelectronic transmitting and / or receiving unit runs essentially perpendicular to the carrier plate (3) and away from it.
  • the cover cap has a side wall enclosing the inner region, the end face of which faces the carrier plate lies in the cover cap assembly area on the carrier plate and is firmly connected to the latter.
  • the area of the inner area is smaller in all dimensions than the area on the carrier plate which is enclosed by the side wall, so that essentially immediately before the cover cap is finally firmly connected to the carrier plate for adjusting the optical fiber connection device with respect to the optoelectronic Unit, in particular for maximum radiation emitting and / or coupling out or out of the optical waveguide, the cover cap can preferably be displaced in all directions with respect to the optoelectronic transmitting and / or receiving unit
  • This optoelectronic transmitter and / or receiver module according to the invention can advantageously be realized with a minimal need for individual parts and with extremely small dimensions, since no separate adjustment devices for the optical waveguide or for the optoelectronic transmitter and / or receiver module are necessary
  • the cover cap is formed in one piece with the optical waveguide connection device. This has the particular advantage that this component of the housing can be easily manufactured in large quantities, for example in stock.
  • the cover cap with the fiber optic connection is composed of a first and a second part, the first part having a housing cap with a mounting surface on which a second part is fastened, which has the fiber optic connection device.
  • This embodiment has the particular advantage that the first part can be fastened to the carrier plate with the housing cap and then the second part can be adjusted and fixed with the optical waveguide connection device with respect to the optoelectronic transmission and / or reception.
  • the cover cap with the optical waveguide connection device is telbar on the carrier plate or the first part directly on the carrier plate and the second part on the first part by means of gluing, soldering or welding not releasably attached.
  • the thickness of the cover cap mounting area is less than the thickness of the inner area and the end face of the side wall facing the carrier plate in the cover cap mounting area is connected to the carrier plate.
  • the smaller thickness of the cover cap mounting area compared to the inner area has the particular advantage that the cover cap mounting area of the carrier plate can be heated very quickly and precisely locally, for example by means of a laser, without simultaneously the inner area in which the optoelectronic transmission and / or Receiver unit is arranged, is heated too much.
  • the optoelectronic transmitter and / or receiver unit can thereby advantageously be protected against excessive heat loads.
  • the cover cap has a hermetically sealed window cap with the window arranged on the carrier plate and a wall sleeve surrounding the window cap.
  • the inner cross-section of the wall sleeve is larger than the outer cross-section of the window cap, so that the wall sleeve can be displaced with respect to the carrier plate or on the window cap before it is fastened.
  • the optical waveguide connection device is fastened on an end face of the wall sleeve facing away from the carrier plate or is formed in one piece with the window cap and arranged above the window cap. This preferred embodiment advantageously also requires only very little assembly effort and has a very small size.
  • a further advantageous development of the optoelectronic transmission and / or reception modules according to the invention consists in the fact that the optical waveguide connection device has a plug-socket for attaching an optical waveguide provided with a plug.
  • This has the particular advantage, for example, that a defective optoelectronic transmitter and / or receiver module can be replaced in a simple manner.
  • the optical waveguide connection device is attached to the optoelectronic transmitter and / or receiver unit by moving the cover cap relative to the carrier before the cover cap is attached to the support plate - plate z. B. adjusted for maximum radiation coupling into the light waveguide or into the receiving element. The cover cap is then firmly connected to the carrier plate.
  • the housing cap is first attached to the carrier plate and then the connecting part is attached the optical waveguide connection device by moving the connecting part relative to the carrier plate z. B. adjusted for maximum radiation coupling into the light waveguide or into the receiving element and fastened on the housing cap.
  • the window cap is first attached to the carrier plate, such that the carrier plate together with the window cap z.
  • B. forms a hermetically sealed housing. Then the wall sleeve is placed on the window cap or the support plate and fastened before the connection part with the optical waveguide connection device by displacing the connection part relative to the support plate z.
  • the wall sleeve is adjusted for maximum radiation coupling into the light waveguide or into the receiving element and fastened on the wall sleeve. If the wall sleeve is formed in one piece with the connecting part, the wall sleeve is adjusted by moving the wall sleeve relative to the window cap. The wall sleeve must then be designed in a manner analogous to the embodiment with a one-piece cover cap with an optical waveguide connection device in such a way that it can be displaced relative to the carrier plate before being fixed on it.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional illustration of a first exemplary embodiment of the optoelectronic transmitter and / or receiver module according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic sectional illustration of a second exemplary embodiment of the optoelectronic transmitter and / or receiver module according to the invention
  • FIG. 3 shows a schematic sectional illustration of a third exemplary embodiment of the optoelectronic transmitter and / or receiver module according to the invention
  • Figure 4 is a schematic sectional view of a fourth embodiment of the optoelectronic transmitter and / or receiver module according to the invention.
  • an optoelectronic transmitter and / or receiver unit 5 is arranged on a carrier plate 2, for example a conventional standard 8pin-T039 base plate.
  • This contains a U-shaped heat sink 16, which is made, for example, of copper, ceramic or silicon, an insulator carrier element 17 on which a PIN diode chip 18 or another photodiode is attached, and a hybrid laser module chip 30 with a laser diode 39 arranged on a sub ount, two deflection prisms, a monitor diode 41 and a collecting optics 40.
  • a more detailed description of the hybrid laser module chip 30 is, for example, in European
  • Patent application EP 664 585 included and is therefore no longer described here.
  • the hybrid laser module chip 30 is arranged on the U-shaped heat sink 16 in such a way that it comes to lie on the PIN diode chip 18 positioned within the U-shaped heat sink 16.
  • the positioning of hybrid laser module chip 30 and PIN diode chip 18 in relation to one another is also described in European patent application EP 664 585 and is therefore not explained in more detail here.
  • Electrical housing bushings 6 are arranged in the carrier plate 2, which lead through the carrier plate 2 and with which the electrical connections of the optoelectronic transmitter and / or receiver unit 5 are made, for example, by means of
  • Bond wires 19 are connected and led out of the interior of the housing formed by the cover cap 3 and the base plate 2.
  • the housing feedthroughs 6 are fastened in the carrier plate 2 by means of an electrically insulating connecting means 33, for example an adhesive or a glass solder, or are hermetically sealed in as standard.
  • the carrier plate 2 has an inner region 11 which at least partially has a greater thickness D ⁇ than a cover cap mounting region 12 which surrounds the inner region 11 and has a thickness D A and a mounting surface 42.
  • the cover cap 3 is designed such that the end face 13 of the side wall 10 is seated on the cover cap mounting area 12 of the carrier plate 2.
  • a mechanically strong and hermetically sealed connection 28 between the carrier plate 2 and the cover cap 3 is realized, for example, by means of resistance welding, laser welding or a conventional weld seam, but could also be soldered or glued.
  • a transparent pane 31 is arranged in the optical window 4 of the covering cap 3, which is connected to the covering cap 3 via a connecting means 32 and, if necessary, hermetically seals it.
  • An adhesive or a glass solder can be used as the connecting means 32, for example.
  • the cap 3 On the opposite side of the support plate 2 of the window 4, the cap 3 has an optical fiber connector 7 in which an optical fiber 1 is attached and attached to the z.
  • an optical fiber cable 37 (see FIG. 2) is coupled.
  • the optical waveguide connection device 7 can, for example, se have a connecting fiber guide, which is designed as a pigtail.
  • the cover cap 3 is positioned and fixed on the carrier plate 2 in such a way that radiation emitted or received by the optoelectronic transmitter and / or receiver unit 5 is optimally coupled into the optical waveguide 1 or into the optoelectronic transmitter and / or receiver unit 5.
  • the area enclosed by the side wall 10 of the cover cap 3 is larger in all dimensions than the area of the inner region 11, in such a way that a cover cap 3 placed on the cover cap mounting area 12 of the carrier plate 2 can be displaced in all directions parallel to the upper side 20 of the carrier plate 2.
  • the optical waveguide 1 can thus be brought into the desired position simply by moving the cover cap 3 before it is finally fixed on the carrier plate 2.
  • the distance between the optical waveguide 1 and the optoelectronic transmitter and / or receiver unit 5 can be set in a simple manner. Only then is the connection 28 made, for example, by means of laser welding.
  • the hybrid laser module chip 30 is first produced with a collecting optic 40 that is adjusted with respect to the laser diode chip 39. Subsequently, the hybrid laser module chip 30 is attached to the heat sink 16, which, like that, is already on the carrier plate 2 or is subsequently applied thereon. Then the cover cap 3 placed on the carrier plate 2, adjusted and connected to it, for. B. welded.
  • the cover cap 3 is composed of a first part 8 and a second part 9, the first part 8 as a housing cap (cover cap) with a radiation passage - Step opening 4, a transparent disc 31 arranged in this and a side wall 10 is formed, which together with the carrier plate 2 encloses the optoelectronic transmitting and / or receiving unit 5.
  • the second part 9 has an optical waveguide connection device 7 and is fastened to a mounting surface 42 of the first part 8 such that an optical waveguide 1 arranged in the optical waveguide connection device 7 is arranged above the radiation passage opening 4 as seen from the carrier plate 2.
  • the second part 9 is fastened to the first part 8, for example by means of resistance welding, laser welding, soldering or gluing.
  • the disc 31 may be omitted.
  • the first part 8 (housing cap) is first attached to the carrier plate 2 and subsequently the second part 9 (connecting part) with the optical waveguide connecting device 7 by displacing the second part 9 relative to the carrier plate 2 z. B. adjusted for maximum radiation coupling into the optical waveguide 1 or in the receiving element 18 and attached to the housing cap 8.
  • the cover cap 3 is composed of three parts, namely a window cap 14, a wall sleeve 15 surrounding this window cap 14 and one fastened on the wall sleeve 15 Connection part 9 with an optical waveguide connection device 7.
  • the window cap 14 is provided with a window 4 which is hermetically sealed by means of a transparent pane 31 in connection with a connecting means 32.
  • the window cap 14 forms, together with the carrier plate 2, a hermetically sealed housing for the optoelectronic transmitting and / or receiving unit 5.
  • the window cap 14 is fastened to the carrier plate 2 by means of welding, gluing or soldering.
  • the wall sleeve 15 whose end face 13 facing the carrier plate 2 is connected to the window cap 14 by means of welding, gluing or soldering, serves as a supporting device for the connecting part 9 with the optical waveguide connection device 7. This is on the end face 21 facing away from the carrier plate 2. which here represents the mounting surface 42, the wall sleeve 15 also attached by welding, soldering or gluing.
  • connection part 9 with the optical waveguide connection device 7 and the wall sleeve 15 of the embodiment of FIG. 3 are integrally formed.
  • the area enclosed by the wall sleeve 15 must be larger than the outer diameter of the window cap 14, such that the wall sleeve 15 is parallel to the top side 20 of the window cap 14 Carrier plate 2 is displaceable in all directions. Then the wall sleeve 15 with the optical waveguide connection device 7 can be precisely adjusted before being finally attached to the window cap 14 or on the carrier plate 2 for the optoelectronic transmitting and / or receiving unit 5.
  • window cap 14 is omitted in the exemplary embodiment in FIG. 3, that the wall sleeve 15 is placed on the carrier plate 2, on which the connecting part 9 is fastened with the optical waveguide connecting device 7.
  • the window cap 14 is first fastened to the carrier plate 2, such that the carrier plate 2 together with the window cap 14 z. B. forms a hermetically sealed housing. Then the wall sleeve 15 is placed on the window cap 14 or the carrier plate 2 and fastened before the connecting part 9 with the optical waveguide connecting device 7 by moving the connecting part 9 relative to the carrier plate 2 z. B. adjusted for maximum radiation coupling into the optical waveguide 1 or in the receiving element 18 and fastened on the wall sleeve 15.
  • the wall sleeve 15 is formed in one piece with the connecting part 9, its adjustment takes place by displacing the wall sleeve 15 relative to the window cap 14.
  • the wall sleeve 15 must then be designed in a manner analogous to the embodiment with a one-piece cover cap with an optical waveguide connection device so that it is in front the fixation on the carrier plate 2 is displaceable relative to the latter.
  • the embodiment shown in FIG. 4 of the optoelectronic transmitter and / or receiver module according to the invention differs from the embodiment examples described above in particular in that the cover cap 3 has a guide sleeve 22 (a so-called receptacle
  • Coupling sleeve for a ferrule of an optical waveguide and a plug socket 23 (a so-called receptacle body).
  • the guide sleeve 22 is fastened, for example, to a housing part 24 corresponding to the first part 8 of the embodiment of FIG. 2, so that a guide sleeve window 25 formed in the guide sleeve 22 is arranged above a window 4 of the housing part 24.
  • the inside of the guide sleeve 22 is provided with a ceramic sleeve 26, for example, for precise guidance of an insertable optical waveguide.
  • the socket 23 has a socket base plate 27 fastened to the housing part 24 with a hole into which the housing part 24 is inserted.
  • a connection 29 between the socket base plate 27 and the housing part 24 is made, for example, by gluing, soldering or welding.
  • a socket sleeve 34 for example made of plastic or metal, is fastened, which is designed such that the guide sleeve 22 comes to lie completely in a socket interior 35 defined by the combination of socket bottom plate 27, socket socket 34 and housing part 24 .
  • a holding clamp 36 is fastened in the socket interior 35 and serves to fix a correspondingly designed optical waveguide plug in the socket 23.
  • the plug socket sleeve 34 including the holding clip 36 can optionally be designed in accordance with the standardized plug housing types (STC, SC, FC, DIN, E2000 etc.).
  • the housing type shown by way of example in FIG. 4 is a so-called SC receiver.
  • the cap 3 is not limited to the embodiment shown there.
  • the housing part 24 including the guide sleeve 22 can, for example, be formed in one piece. Compare the embodiment of FIG. 1, in which the cover cap 3 is formed in one piece with the light waveguide connection device 7.
  • the cover cap 3 can have a window cap 14 enclosed by a wall 15, over which the guide sleeve 22 is fastened.
  • the carrier plate 2 and the cover cap 3 in the exemplary embodiments of FIGS. 1 to 3 can be produced entirely from a metallic material or from another material known to the person skilled in the art to be suitable.
  • the base plate 2, the housing part 24 including the guide sleeve 22 and the plug socket base plate 27 can also be made of a metallic material, for example; the socket sleeve 34 and the retaining clip 36 are made of plastic, for example.
  • the disk 31 can be designed for special applications as an optical filter for certain wavelengths or for certain intensities.

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Abstract

Optoelektronisches Sende- und/oder Empfangsmodul zur Signalübertragung mittels eines Lichtwellenleiters (1), bei dem in einem eine Trägerplatte (2), eine Abdeckkappe (3) und ein Fenster (4) aufweisenden Gehäuse eine optoelektronische Sende- und/oder Empfangseinheit (5) angeordnet ist. Erfindungsgemäß weist die Abdeckkappe (3) eine Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung (7) auf, die derart ausgebildet ist, daß die Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung (7) vor einer endgültigen Fixierung gegenüber der optoelektronischen Einheit (5) justiert werden kann.

Description

Beschreibung
Optoelektronisches Sende- und/oder Empfangsmodul und Verfahren zu dessen Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf ein optoelektronisches Sende- und/oder Empfangsmodul zur Signalübertragung mittels eines Lichtwellenleiters, bei dem in einem im Wesentlichen von einer Trägerplatte und einer Abdeckkappe gebildeten Gehäuse ei- ne der Trägerplatte zugeordnete optoelektronische Sende- und/oder Empfangseinheit angeordnet ist, die ein optoelektronisches Sendeelement und/oder ein optoelektronisches Empfangselement und eine dazu insbesondere auf maximale Strahlungsaus- bzw. -einkopplung in die bzw. aus der optoelektroni- sche/n Sende- und/oder Empfangseinheit justierte optische Strahlungsfokussiereinrichtung aufweist, bei dem für mindestens einen elektrischen Anschluß der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit eine elektrisch leitende Durchführung durch das Gehäuse vorgesehen ist und bei dem die Ab- deckkappe eine Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung aufweist. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsmodul .
Ein derartiges Modul ist beispielsweise aus der europäischen Patentanmeldung EP 664 585 bekannt. Hierin ist ein Sende- und Empfangsmodul für eine bidirektionale optische Nachrichten- und SignalÜbertragung beschrieben. Bei diesem bekannten Modul, auf dessen grundsätzlichem Baukonzept, das in dieser An- meidung offenbarte erfindungsgemäße optoelektronische Sende- und/oder Empfangsmodul aufbaut, ist auf einer Bodenplatte mit einer Mehrzahl von elektrischen Gehäusedurchführungen ein Hybrid-Lasermodul -Chip und ein PIN-Dioden-Chip angeordnet. Auf der Bodenplatte ist eine Abdeckkappe befestigt, die ein Fen- ster aufweist und die zusammen mit der Bodenplatte das Gehäu- se des Sende- und Empfangsmoduls bildet. Das Fenster dient zum Aus- bzw. Einkoppeln einer von dem Sende- und Empfangsmodul ausgesandten bzw. empfangenen Strahlung aus dem bzw. in das Gehäuseinnere. Das Gehäuse ist hermetisch dicht ausgebil- det und mit einem Vakuum versehen oder mit Gas gefüllt.
Aus der DE 40 22 076 AI ist eine Vorrichtung zur Übertragung von Licht zwischen einem optoelektronischen Bauelement und einem Lichtwellenleiter mit einer Kugellinse zur Bündelung der Lichtstrahlung bekannt, bei der das optoelektronische Bauelement auf einer Grundplatte eines gasdichten Gehäuses befestigt ist. Auf der Grundplatte ist eine Hülse mit einer Strahlungsdurchtrittsöffnung aufgesetzt, in der die Kugellinse eingepaßt ist . Auf der von der Grundplatte abgewandten Seite der Hülse ist der Lichtwellenleiter in die Hülse eingeschoben. Zur Justierung der Kugellinse gegenüber dem optoelektronischen Bauelement wird dieses aktiviert, die Hülse gegenüber der Grundplatte bewegt, bis die zwischen Bauelement und Lichtwellenleiter übergekoppelte Lichtintenεität maximal wird und nachfolgend die Hülse auf der Grundplatte befestigt. Eine separate Justierung des Lichtwellenleiters gegenüber der Kugellinse und des Bauelements ist bei dieser Vorrichtung nicht möglich. Die Hülse und die Kugellinse müssen daher als Hochpräzisionsteile ausgeführt sein.
In der US 4,650,285 ist eine optoelektronische Baueinheit beschrieben, bei der auf einer Trägerplatte ein optoelektronisches Sendeelement angeordnet ist, über dem sich eine Kugel - linse befindet. Auf der Trägerplatte ist eine Abdeckkappe mit einem Strahlungsdurchtrittsfenster befestigt, derart, daß die Trägerplatte zusammen mit der Abdeckkappe das optoelektronische Sendeelement vollständig umschließt. Zur Montage und Ju- stage der optoelektronischen Baueinheit wird die Abdeckkappe mittels eines Spannfutters über der Trägerplatte gehalten, das eine mittig über dem Strahlungsdurchtrittsfenster ange- ordnete optische Faser zum Kommunizieren mit dem elektrisch aktivierten optoelektronischen Sendeelement aufweist. Die Abdeckkappe wird dann relativ zur Trägerplatte bewegt, bis in der optischen Faser eine maximale Ausgangsleistung des elek- trisch aktivierten optoelektronischen Sendeelements detek- tiert wird. In dieser Position wird die Abdeckkappe auf der Trägerplatte befestigt. Zum Anschließen eines Lichtwellenleiters an die optoelektronische Baueinheit wird auf die Abdeckkappe ein Paßteil aufgesetzt, in das das Ende des Lichtwel- lenleiters eingesteckt ist. Um eine genaue Justage des Licht- wellenleites gegenüber dem optoelektronischen Sendeelement sicherzustellen, muß sowohl die Abdeckkappe als auch das Paßteil als Hochpräzisionsteil ausgebildet sein. Große Toleranzen bei der Fertigung dieser Teile würden zu einer gerin- gen Ausbeute bei der Herstellung der optoelektronischen Baueinheiten führen. Bei dieser optoelektronischen Baueinheit kann lediglich eine Ungenauigkeit bei der Positionierung des optoelektronischen Sendeelements durch nachträgliche Justage der Abdeckkappe ausgeglichen werden. Eine separate Justage des Paßteils und damit des Lichtwellenleiters ist hier nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optoelektronisches Sende- und/oder Empf ngsmodul der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß eine einfache und verbesserte Justierung eines Lichtwellenleiters gegenüber der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit gewährleistet ist. Ein weiteres Ziel besteht darin, den Montageaufwand für den Lichtwellenleiter zu verringern und ein Modul mit minimalen Abmessungen zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein optoelektronisches Sende- und/oder Empfangsmodul mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsmodule sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 9. Besonders vorteilhafte Verfahren zum Herstellen eines erfin- dungsgemäßen optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsmoduls sind Gegenstand der Patentansprüche 10 bis 12.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Trägerplatte oder die Abdeckkappe eine Montagefläche aufweist, auf der die Abdeck- kappe bzw. die Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung vor einer endgültigen Fixierung gegenüber der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit verschiebbar ist, so daß im Wesentlichen unmittelbar vor dem endgültigen festen Verbinden der Abdeckkappe bzw. der Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung mit der Trägerplatte die Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung gegenüber der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit justiert werden kann.
Dazu weist die Trägerplatte bei einer ersten vorteilhaften Ausführungsform einen Innenbereich und einen diesen Innenbereich umschließenden Abdeckkappen-Montagebereich auf. Die optoelektronische Sende- und/oder Empfangseinheit ist auf dem Innenbereich angeordnet, bevorzugt derart, daß die Abstrahl- richtung und/oder Empfangsrichtung der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit im Wesentlichen senkrecht zur Trägerplatte (3) und von dieser weg verläuft. Die Abdeckkappe weist eine den Innenbereich umschließende Seitenwandung auf, deren der Trägerplatte zugewandte Stirnfläche im Abdeckkappen-Montagebereich auf der Trägerplatte aufliegt und mit die- ser fest verbunden ist. Die Fläche des Innenbereichs ist in allen Abmessungen kleiner als die von der Seitenwandung umschlossene Fläche auf der Trägerplatte, so daß im Wesentlichen unmittelbar vor dem endgültigen festen Verbinden der Abdeckkappe mit der Trägerplatte zur Justierung der Lichtwel- lenleiteranschlußeinrichtung gegenüber der optoelektronischen Einheit, insbesondere auf maximale Strahlungsem- und/oder - auskopplung m den bzw. aus dem Lichtwellenleiter, die Abdeckkappe gegenüber der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangεemheit bevorzugt in allen Richtungen verschiebbar
Dieses erfindungsgemäße optoelektronische Sende- und/oder Empf ngsmodul läßt sich vorteilhaf erweise mit einem minimalen Emzelteilebedarf und mit äußerst geringen Abmessungen realisieren, da keine separaten Justiervorrichtungen für den Lichtwellenleiter oder für das optoelektronische Sende- und/oder Empfangsmodul notwendig sind
Bei einer bevorzugten Ausführungεform ist die Abdeckkappe mit der Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung emstuckig ausgebildet. Dies hat den besonderen Vorteil, daß diese Komponente des Gehäuses auf einfache Weise in großen Stückzahlen beispielsweise auf Vorrat hergestellt werden kann.
Bei einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform ist die Abdeckkappe mit dem Lichtwellenleiteranschluß aus einem ersten und einem zweiten Teil zusammengesetzt, wobei das erste Teil e ne Gehausekappe mit einer Montagefläche aufweist, auf der ein zweites Teil befestigt ist, das die Lichtwellenleiteran- Schlußeinrichtung aufweist. Diese Ausführungsform hat insbesondere den Vorteil, daß zunächst das erste Teil mit der Gehausekappe auf der Tragerplatte befestigt und anschließend das zweite Teil mit der Lichtwellenleiteranschlußeinπchtung gegenüber der optoelektronischen Sende- und/oder E pfangsem- heit justiert und fixiert werden kann.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfmdungsgemaßen optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsmodule sowie der oben angegebenen bevorzugten Ausführungsformen ist die Ab- deckkappe mit der Lichtwellenleiteranschlußemπchtung unmit- telbar auf der Trägerplatte bzw. das erste Teil unmittelbar auf der Trägerplatte und das zweite Teil auf dem ersten Teil mittels Kleben, Löten oder Schweißen nicht lösbar befestigt.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungs- gemäßen optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsmodule ist vorgesehen, daß die Dicke des Abdeckkappenmontagebereiches geringer als die Dicke des Innenbereiches und die der Träger- platte zugewandte Stirnfläche der Seitenwandung im Abdeckkap- penmontagebereich mit der Trägerplatte verbunden ist. Die gegenüber dem Innenbereich geringere Dicke des Abdeckkappenmontagebereiches bringt insbesondere den Vorteil mit sich, daß der Abdeckkappenmontagebereich der Trägerplatte beispielsweise mittels eines Lasers sehr schnell und präzise lokal er- hitzt werden kann, ohne daß gleichzeitig der Innenbereich, in dem die optoelektronische Sende- und/oder Empfangseinheit angeordnet ist, zu stark aufgeheizt wird. Die optoelektronische Sende- und/oder Empf ngseinheit kann dadurch vorteilhafterweise vor zu großen Hitzebelastungen geschützt werden.
Bei einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsmoduls weist die Abdeckkappe eine auf der Trägerplatte angeordnete hermetisch dichte Fensterkappe mit dem Fenster und eine die Fensterkappe umschließende Wandungshülse auf. Der innere Querschnitt der Wandungshülse ist dabei größer als der äußere Querschnitt der Fensterkappe, so daß die Wandungshülse vor dem Befestigen auf der Trägerplatte oder auf der Fensterkappe gegenüber dieser verschiebbar ist. Die Lichtwellenleiteran- Schlußeinrichtung ist auf einer der Trägerplatte abgewandten Stirnfläche der Wandungshülse befestigt oder einstückig mit der Fensterkappe ausgebildet und über der Fensterkappe angeordnet. Auch diese bevorzugte Ausführungεfor erfordert vorteilhafterweise nur einen äußerst geringen Montageaufwand und besitzt eine sehr geringe Baugröße. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsmodule besteht darin, daß die Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung eine Stecker-Buchse zur εteckbaren Befestigung eines mit einem Stecker versehenen Lichtwellenleiters aufweist. Dies hat beispielsweise den besonderen Vorteil, daß ein defektes optoelektronisches Sende- und/oder Empfangsmodul auf einfache Weise ausgetauscht werden kann.
Bei einem bevorzugten Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsmoduls mit einer einstückig ausgebildeten Abdeckkappe mit Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung wird vor dem Befestigen der Abdeckkappe auf der Trägerplatte die Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung gegenüber der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangεein- heit durch Verschieben der Abdeckkappe gegenüber der Träger- platte z. B. auf maximale Strahlungseinkopplung in den Leichtwellenleiter bzw. in das Empfangselement justiert. An- schließend wird die Abdeckkappe fest mit der Trägerplatte verbunden .
Bei einem bevorzugten Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Sende- und/oder Emp angsmoduls mit einer zwei- teilig ausgebildeten Abdeckkappe, die aus einer Gehäusekappe mit Strahlungsdurchtrittsfenster und einem Anεchlußteil mit Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung gefertigt ist, wird zunächst die Gehäuεekappe auf der Trägerplatte befeεtigt und nachfolgend das Anschlußteil mit der Lichtwellenleiteran- Schlußeinrichtung durch Verschieben des Anschlußteiles gegenüber der Trägerplatte z. B. auf maximale Strahlungseinkopp- lung in den Leichtwellenleiter bzw. in das Empfangselement justiert und auf der Gehäusekappe befestigt. Bei einem bevorzugten Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsmoduls, bei dem die Abdeckkappe eine hermetisch dichte Fensterkappe mit einem Fenster und eine die Fensterkappe umschließende und überra- gende Wandungshülse aufweist und bei dem ein Anschlußteil mit Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung auf der Wandungshülse über der Fensterkappe angeordnet ist, wird zunächst die Fensterkappe auf der Trägerplatte befestigt, derart, daß die Trägerplatte zusammen mit der Fenεterkappe z. B. ein herme- tisch dichtes Gehäuse ausbildet. Danach wird die Wandungshül- εe auf die Fenεterkappe oder die Trägerplatte aufgeεetzt und befeεtigt, bevor daε Anεchlußεteil mit der Lichtwellenlei- teranεchlußeinrichtung durch Verεchieben deε Anεchlußteileε gegenüber der Trägerplatte z. B. auf maximale Strahlungsein- kopplung in den Leichtwellenleiter bzw. in das Empfangselement justiert und auf der Wandungshülse befestigt wird. Ist die Wandungshülεe einεtückig mit dem Anschlußteil ausgebildet, so erfolgt deren Juεtage mittels Verschieben der Wandungshülse gegenüber der Fensterkappe. Die Wandungshülεe muß dann analog zur Auεführungform mit einer einteiligen Abdeckkappe mit Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung so gestaltet sein, daß sie vor dem Fixieren auf der Trägerplatte gegenüber dieser verschiebbar ist.
Das erfindungsgemäße optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsmodul wird nachfolgend anhand von vier Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren 1 bis 4 näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine εchematische Schnittdarstellung eines erstes Ausführungεbeiεpieles des erfindungεgemäßen optoelektroni- εchen Sende- und/oder Empfangsmoduls,
Figur 2 eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungεbeiεpieles deε erfindungεgemäßen optoelektroni- εchen Sende- und/oder Empfangsmoduls, Figur 3 eine schematiεche Schnittdarεtellung eines dritten Ausführungsbeispieleε des erfindungsgemäßen optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsmoduls
Figur 4 eine schematische Schnittdarstellung eines vierten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsmoduls.
In den Figuren sind gleiche Bestandteile der Auführungsbei- εpiele des erfindungsgemäßen optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsmodulε jeweilε mit demεelben Bezugszeichen versehen .
Bei dem in Figur 1 dargestellten Auεführungεbeiεpiel deε erfindungsgemäßen optoelektronischen Sende- und/oder Empfangs- moduls iεt auf einer Trägerplatte 2, beiεpielsweise eine herkömmliche Standard 8pin-T039-Bodenplatte, eine optoelektronische Sende- und/oder Empfangseinheit 5 angeordnet. Diese enthält eine U-förmige Wärmesenke 16, die beispielsweise aus Kupfer, Keramik oder Silizium gefertigt ist, ein Isolator- Trägerelement 17, auf dem ein PIN-Dioden-Chip 18 oder eine andere Fotodiode befeεtigt ist, und einen Hybrid-Laεermodul- Chip 30 mit einer auf einem Sub ount angeordneten Laserdiode 39, zwei Ablenkprismen, einer Monitordiode 41 und einer Sammeloptik 40. Eine genauere Beschreibung des Hybrid- Lasermodul -Chips 30 ist beispielεweiεe in der europäischen
Patentanmeldung EP 664 585 enthalten und wird von daher hier nicht mehr näher beschrieben.
Der Hybrid-Lasermodul-Chip 30 iεt derart auf der U-förmigen Wärmeεenke 16 angeordnet, daß er über dem innerhalb der U- förmigen Wärmesenke 16 poεitionierten PIN-Dioden-Chip 18 zu liegen kommt. Auch die Positionierung von Hybrid-Lasermodul- Chip 30 und PIN-Dioden-Chip 18 zueinander ist in der europäischen Patentanmeldung EP 664 585 beschrieben und wird daher an dieser Stelle nicht mehr näher erläutert. In der Trägerplatte 2 sind elektrische Gehäusedurchführungen 6 angeordnet, die durch die Trägerplatte 2 hindurchführen und mit denen die elektrischen Anschlüsse der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit 5 beispielsweise mittels
Bonddrähten 19 verbunden und aus dem Inneren des von der Abdeckkappe 3 und der Bodenplatte 2 gebildeten Gehäuses herausgeführt sind. Die Gehäusedurchführungen 6 sind mittels eines elektrisch isolierenden Verbindungsmittels 33, beispielsweise ein Klebstoff oder ein Glaslot, in der Trägerplatte 2 befestigt bzw. standardmäßig hermetisch dicht eingeglast.
Die Trägerplatte 2 weist einen Innenbereich 11 auf, der zumindest teilweise eine größere Dicke Dτ aufweist als ein den Innenbereich 11 umschließender Abdeckkappenmontagebereich 12 mit der Dicke DA und einer Montagefläche 42. Auf der Trägerplatte 2 iεt eine Abdeckkappe 3 mit einer Seitenwandung 10 und einem optischen Fenster 4 befestigt. Die Abdeckkappe 3 ist derart gestaltet, daß die Stirnfläche 13 der Seitenwan- düng 10 auf dem Abdeckkappenmontagebereich 12 der Trägerplatte 2 aufsitzt. Eine mechanisch feste und hermetisch dichte Verbindung 28 zwischen der Trägerplatte 2 und der Abdeckkappe 3 ist z.B. mittels Widerstandsschweißung, Laserschweißung oder einer herkömmlichen Schweißnaht realisiert, könnte aber auch gelötet oder geklebt sein. Im optischen Fenster 4 der Abdeckkappe 3 ist eine transparente Scheibe 31 angeordnet, die über ein Verbindungsmittel 32 mit der Abdeckkappe 3 verbunden ist und diese, falls erforderlich, hermetisch abdichtet. Als Verbindungεmittel 32 kann beiεpielεweiεe ein Kleb- εtoff oder ein Glaslot verwendet sein. Auf der der Trägerplatte 2 gegenüberliegenden Seite des Fensters 4 besitzt die Abdeckkappe 3 eine Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung 7, in der ein Lichtwellenleiter 1 befestigt und an die z. B. ein Lichtwellenleiterkabel 37 (man vgl. Figur 2) angekoppelt iεt. Die Lichtwellenleiteranεchlußeinrichtung 7 kann beiεpielswei- se eine Anschlußfaser-Führung aufweisen, die als Pigtail ausgeführt ist.
Die Abdeckkappe 3 ist derart auf der Trägerplatte 2 positioniert und fixiert, daß eine von der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit 5 auεgesandte bzw. empfangene Strahlung optimal in den Lichtwellenleiter 1 bzw. in die optoelektronische Sende- und/oder Empfangseinheit 5 eingekoppelt wird.
Um eine Justierung des Lichtwellenleiters 1 gegenüber der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit 5 parallel zur Oberεeite 20 der Trägerplatte 2 zu ermöglichen, iεt die von der Seitenwandung 10 der Abdeckkappe 3 umεchlosεene Flä- ehe in allen Abmeεsungen größer als die Fläche des Innenbereiches 11, derart, daß eine auf den Abdeckkappenmontagebereich 12 der Trägerplatte 2 aufgesetzte Abdeckkappe 3 parallel zur Oberseite 20 der Trägerplatte 2 in alle Richtungen verschiebbar ist. Der Lichtwellenleiter 1 kann somit einfach durch Verschieben der Abdeckkappe 3 vor ihrer endgültigen Fixierung auf der Trägerplatte 2 in die gewünschte Position gebracht werden. Ebenso läßt sich vor dem endgültigen Fixieren der Abdeckkappe 3 auf der Trägerplatte 2 auf einfache Weise der Abstand zwischen dem Lichtwellenleiter 1 und der opto- elektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit 5 einstellen. Erst dann wird die Verbindung 28 beispielsweise mittels La- εerεchweißen hergeεtellt.
Bei der Herstellung deε optoelektroniεchen Sende- und/oder Empfangεmodulε wird zunächεt der Hybrid-Laεermodul -Chip 30 mit einer gegenüber dem Laεerdiodenchip 39 justierten Sammeloptik 40 hergestellt. Nachfolgend wird der Hybrid- Lasermodul-Chip 30 auf der Wärmesenke 16 befestigt, die sich, wie das bereits auf der Trägerplatte 2 befindet oder nachfol- gend auf dieser aufgebracht wird. Danach wird die Abdeckkappe 3 auf die Trägerplatte 2 aufgesetzt, justiert und mit dieser verbunden, z. B. verschweißt.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des er- findungsge äßen optoelektronischen Sende- und/oder Empfangs- oduls ist die Abdeckkappe 3 aus einem ersten Teil 8 und einem zweiten Teil 9 zusammengesetzt, wobei das erste Teil 8 als Gehäusekappe (Abdeckkappe) mit einer Strahlungsdurch- trittsöffnung 4, einer in dieser angeordneten transparenten Scheibe 31 und einer Seitenwandung 10 ausgebildet iεt, die zusammen mit der Trägerplatte 2 die optoelektronische Sende- und/oder Empfangseinheit 5 umschließt. Das zweite Teil 9 weist eine Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung 7 auf und ist auf einer Montagefläche 42 des ersten Teiles 8 befestigt, derart, daß ein in der Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung 7 angeordneter Lichtwellenleiter 1 von der Trägerplatte 2 aus gesehen über der Strahlungsdurchtrittsöffnung 4 angeordnet ist. Das zweite Teil 9 ist beispielsweise mittels Widerstandsschweißen, Laserschweißen, Löten oder Kleben auf dem ersten Teil 8 befestigt. Darüber hinaus besteht hinsichtlich deε Aufbaus kein weiterer wesentlicher Unterschied zu dem Ausführungεbeispiel von Figur 1. Ist die Verbindung zwischen dem ersten Teil 8 und dem zweiten Teil 9 hermetisch dicht oder iεt kein hermetisch dichtes Gehäuse für die optoelektro- nische Sende- und/oder Empfangseinheit 5 erforderlich, so kann die Scheibe 31 weggelassen sein.
Bei einem Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsmodulε gemäß dem Auεführungεbeispiel von Figur 2 wird nach dem Herstellen und Befestigen der Sende- und/oder Empfangseinheit 5 auf der Trägerplatte 2 zunächst das erste Teil 8 (Gehäuεekappe) auf der Trägerplatte 2 befestigt und nachfolgend das zweite Teil 9 (Anschlußteil) mit der Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung 7 durch Ver- schieben deε zweiten Teiles 9 gegenüber der Trägerplatte 2 z. B. auf maximale Strahlungseinkopplung in den Lichtwellenleiter 1 bzw. in das Empfangselement 18 justiert und auf der Gehäusekappe 8 befestigt.
Bei dem in Figur 3 dargestellten weiteren Ausführungsbeiεpiel des erfindungsgemäßen optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsmoduls setzt sich die Abdeckkappe 3 aus drei Teilen zusammen, und zwar aus einer Fensterkappe 14, einer diese Fen- sterkappe 14 umschließende Wandungshülse 15 und einem auf der Wandungshülse 15 befestigten Anschlußteil 9 mit einer Licht- wellenleiteranεchlußeinrichtung 7. Die Fensterkappe 14 ist mit einem Fenster 4 versehen, das mittels einer transparenten Scheibe 31 in Verbindung mit einem Verbindungsmittel 32 hermetisch abgedichtet ist. Die Fensterkappe 14 bildet zusammen mit der Trägerplatte 2 ein hermetisch dichteε Gehäuse für die optoelektronische Sende- und/oder Empfangseinheit 5. Hierzu ist die Fensterkappe 14 mittels Schweißen, Kleben oder Löten auf der Trägerplatte 2 befestigt. Die Wandungshülse 15, deren der Trägerplatte 2 zugewandte Stirnfläche 13 mit der Fenster- kappe 14 mittelε Schweißen, Kleben oder Löten verbunden iεt, dient alε Stützvorrichtung für daε Anεchlußteil 9 mit der Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung 7. Diese ist auf der von der Trägerplatte 2 abgewandten Stirnfläche 21, die hier die Montagefläche 42 darstellt, der Wandungshülse 15 ebenfalls mittels Schweißen, Löten oder Kleben befestigt.
Denkbar ist auch, daß das Anschlußteil 9 mit der Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung 7 und die Wandungεhülεe 15 deε Auε- führungsbeispieleε von Figur 3 einεtückig auεgebildet εind. Um dann eine Justierung des Lichtwellenleiters gegenüber der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit 5 zu ermöglichen, muß die von der Wandungshülεe 15 eingeεchlosεene Fläche größer εein alε der äußere Durchmesser der Fensterkappe 14, derart, daß die Wandungshülse 15 parallel zur Obersei- te 20 der Trägerplatte 2 in alle Richtungen verschiebbar ist. Dann kann nämlich die Wandungshülse 15 mit der Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung 7 vor dem endgültigen Befestigen an der Fensterkappe 14 oder auf der Trägerplatte 2 zur optoelektronischen Sende- und/oder Empfangεeinheit 5 exakt justiert werden.
Ebenso ist denkbar, daß bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 3 die Fensterkappe 14 weggelassen ist, daß auf der Trägerplatte 2 die Wandungshülse 15 aufgesetzt ist, auf der das An- schußteil 9 mit der Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung 7 befestigt ist.
Bei einem bevorzugten Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsmoduls gemäß dem Aus- führungsbeispiel von Figur 3 wird nach dem Herstellen und Befestigen der Sende- und/oder Empfangseinheit 5 auf der Trägerplatte 2 zunächst die Fensterkappe 14 auf der Trägerplatte 2 befestigt, derart, daß die Trägerplatte 2 zusammen mit der Fensterkappe 14 z. B. ein hermetisch dichtes Gehäuse ausbil- det . Danach wird die Wandungshülse 15 auf die Fensterkappe 14 oder die Trägerplatte 2 aufgesetzt und befestigt, bevor das Anschlußεteil 9 mit der Lichtwellenleiteranεchlußeinrichtung 7 durch Verschieben des Anschlußteileε 9 gegenüber der Trägerplatte 2 z. B. auf maximale Strahlungεeinkopplung in den Lichtwellenleiter 1 bzw. in daε Empfangεelement 18 justiert und auf der Wandungshülse 15 befestigt wird. Iεt die Wan- dungshülse 15 einstückig mit dem Anschlußteil 9 auεgebildet, εo erfolgt deren Justage mittels Verschieben der Wandungεhül- εe 15 gegenüber der Fenεterkappe 14. Die Wandungεhülse 15 muß dann analog zur Ausführungform mit einer einteiligen Abdeckkappe mit Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung so gestaltet sein, daß sie vor dem Fixieren auf der Trägerplatte 2 gegenüber dieser verschiebbar ist. Das in der Figur 4 gezeigte Ausführungεbeiεpiel deε erfindungsgemäßen optoelektronischen Sende- und/oder Empfangsmoduls unterscheidet sich von den oben beschriebenen Ausführunsbeispielen insbesondere dadurch, daß die Abdeckkappe 3 eine Führungshülse 22 (eine sogenannte Receptacle-
Koppelhülse) für eine Ferrule eines Lichtwellenleiters und eine Steckerbuchse 23 (einen sogenannten Receptacle-Körper) aufweist. Die Führungshülεe 22 ist beispielsweise auf einem dem ersten Teil 8 deε Ausführungsbeispieles von Figur 2 ent- sprechenden Gehäuseteil 24 befestigt, so daß ein in der Führungshülse 22 ausgebildetes Führungshülsenfenster 25 über einem Fenster 4 des Gehäuseteileε 24 angeordnet iεt. Die Innen- εeite der Führungεhülse 22 ist zur präziεen Führung eineε einεteckbaren Lichtwellenleiters beispielsweise mit einer Ke- ramik-Hülse 26 verεehen.
Die Steckerbuchse 23 weiεt eine an dem Gehäuseteil 24 befestigte Steckerbuchsen-Bodenplatte 27 mit einem Loch auf, in das daε Gehäuseteil 24 eingesteckt ist. Eine Verbindung 29 zwischen der Steckerbuchsen-Bodenplatte 27 und dem Gehäuseteil 24 ist beiεpielsweiεe ittelε Kleben, Löten oder Schweißen hergestellt. Auf der Steckerbuchsen-Bodenplatte 27 ist eine beispielsweise aus Kunststoff oder Metall bestehende Steckerbuchsenhülse 34 befestigt, die derart ausgebildet ist, daß die Führungshülse 22 vollständig in einem von dem Verbund aus Steckerbuchsen-Bodenplatte 27, Steckerbuchεenhülεe 34 und Gehäuseteil 24 definierten Buchseninneren 35 zu liegen kommt. Weiterhin ist im Buchseninneren 35 eine Halteklammer 36 befestigt, die dazu dient, einen entsprechend ausgebildeten Lichtwellenleiterstecker in der Steckerbuchse 23 zu fixieren.
Die Steckerbuchsenhülεe 34 einschließlich der Halteklammer 36 kann wahlweise entsprechend den genormten Stecker- Gehäusetypen (STC, SC, FC, DIN, E2000 usw.) gestaltet sein. Der in Figur 4 beispielhaft gezeigte Gehäusetyp iεt ein sogenanntes SC-Receptacle.
Selbstverständlich ist bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 4 die Abdeckkappe 3 nicht ausschließlich auf die dort dargestellte Ausführungsform eingeschränkt. Das Gehäuεeteil 24 einεchließlich Führungεhülse 22 kann beispielεweiεe einεtük- kig ausgebildet sein. Man vergleiche dazu das Ausführungsbei- spiel von Figur 1, bei dem die Abdeckkappe 3 mit der Licht - Wellenleiteranschlußeinrichtung 7 einstückig ausgebildet ist .
Ebenso kann die Abdeckkappe 3 wie bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 3 eine von einer Wandung 15 umschlosεene Fenεterkappe 14 aufweisen, über der die Führungεhülse 22 befestigt ist.
Der Vollständigkeit halber sei abschließend noch erwähnt, daß die Trägerplatte 2 und die Abdeckkappe 3 bei den Ausführunε- beiεpielen der Figuren 1 bis 3 vollständig aus einem metalli- sehen Werkstoff oder aus einem anderen dem Fachmann als geeignet bekannten Material hergestellt sein können. Bei dem Ausführungsbeiεpiel von Figur 4 kann die Bodenplatte 2, daε Gehäuεeteil 24 einεchließlich Führungεhülεe 22 und die Stekkerbuchsen-Bodenplatte 27 beispielsweise ebenfalls aus einem metallischen Werkstoff beεtehen; die Steckerbuchsenhülεe 34 und die Halteklammer 36 εind beispielsweise aus Kunststoff gefertigt .
Für alle Ausführungεbeispiele gilt, daß bei einer hermetisch dichten Ausführung der Abdeckkappe 3 mit der Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung 7 keine transparente Scheibe 31 in oder vor dem Fenster 4 bzw. keine hermetische Abdichtung des Fensters 4 nötig ist. Außerdem kann die Scheibe 31 für besondere Anwendungen als optisches Filter für bestimmte Wellen- längen oder für bestimmte Intenεitäten ausgebildet sein. Bezugεzeichenliste
1 Lichtwellenleiter
2 Trägerplatte 3 Abdeckkappe
4 Strahlungεdurchtrittεöffnung
5 optoelektroniεche Sende- und/oder Empfangεeinheit
6 elektrische Gehäusedurchführung
7 Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung 8 erstes Teil
9 zweiteε Teil
10 Seitenwandung
11 Innenbereich
12 Abdeckkappenmontagebereich 13 Stirnfläche
14 Fenεterkappe
15 Wandungεhülεe
16 Wärmeεenke
17 Iεolator-Trägerelement 18 PIN-Dioden-Chip
19 Bonddraht
20 Oberεeite
21 Stirnfläche
22 Führungshülse 23 Steckerbuchse
24 Gehäuseteil
25 Führungshülsenfenster
26 Keramikhülse
27 Steckerbuchsen-Bodenplatte 28 Verbindung
29 Verbindung
30 Hybrid-Lasermodul-Chip
31 transparente Scheibe
32 Verbindungsmittel 33 elektrisch isolierendes Verbindungsmittel 34 Steckerbuchsenhülse
35 Buchseninnereε
36 Halteklammer
37 Lichtwellenleiterkabel 38 Gehäusekappe
39 Laεerdiode
40 Sammeloptik
41 Monitordiode
42 Montagefläche
DE Dicke deε Innenbereiches
DA Dicke des Abdeckkappenmontagebereiches

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronisches Sende- und/oder Empfangsmodul zur Signalübertragung mittels eines Lichtwellenleiters, bei dem in einem im Wesentlichen von einer Trägerplatte (2) und einer Abdeckkappe (3) mit einer Strahlungsdurchtrittεöffnung (4) gebildeten Gehäuse eine der Trägerplatte (2) zugeordnete optoelektronische Sende- und/oder Empfangseinheit (5). angeordnet iεt, die ein optoelektronischeε Sendeelement (39) und/oder ein optoelektronisches Empfangselement (18) und eine dazu justierte optische Strahlungsfokussiereinrichtung (40) aufweist, bei dem für mindeεtens einen elektrischen Anschluß der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit (5) eine elektrisch leitende Durchführung (6) durch das Gehäuse vorgeεehen iεt und bei dem die Abdeckkappe (3) eine Lichtwel- lenleiteranschlußeinrichtung (7) aufweiεt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Trägerplatte (2) oder die Abdeckkappe (3) eine Montagefläche (42) aufweist, auf der die Abdeckkappe (3) bzw. die Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung (7) vor einer endgültigen Fixierung gegenüber der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit (5) verschiebbar iεt, so daß im Wesentlichen unmittelbar vor dem endgültigen feεten Verbinden der Abdeckkappe (3) bzw. der Lichtwellenleiteranschlußein- richtung (7) mit der Trägerplatte (2) die Lichtwellenlei- teranεchlußeinrichtung (7) gegenüber der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit (5) justiert werden kann.
2. Optoelektronisches Sende- und/oder Empfangsmodul nach An- εpruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Trägerplatte (2) einen Innenbereich (11) und einen dieεen Innenbereich (11) umεchließenden Abdeckkappen-Montagebereich (12) aufweiεt, daß die optoelektroniεche Sende- und/oder Empfangs- einheit auf dem Innenbereich (11) angeordnet iεt und daß die Abdeckkappe (3) eine den Innenbereich (11) umschließende Seitenwandung (10) aufweist, deren der Trägerplatte (2) zugewandte Stirnfläche (13) im Abdeckkappen-Montagebereich (12) auf der Trägerplatte (2) aufliegt und mit dieser fest verbun- den ist, wobei die Fläche des Innenbereichs (11) in allen Ab- meεεungen kleiner ist als die von der Seitenwandung (10) umschlossene Fläche auf der Trägerplatte (2) , so daß im Wesentlichen unmittelbar vor dem endgültigen festen Verbinden der Abdeckkappe (3) mit der Trägerplatte (2) zur Justierung der Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung (7) gegenüber der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit (5) die Licht- Wellenleiteranschlußeinrichtung (7) gegenüber der Trägerplatte (2) verschiebbar ist.
3. Optoelektronischeε Sende- und/oder Empfangε odul nach An- εpruch 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Abdeckkappe (3) mit der Lichtwellenleiteranεchlußeinrichtung (7) einεtückig ausgebildet ist.
4. Optoelektronisches Sende- und/oder Empfangsmodul nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Abdeckkappe (3) mit der Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung (7) ein erstes und ein zweites Teil (8,9) aufweist, wobei das erste Teil (8) eine Gehäusekappe (38) mit einer Montagefläche für das zweite Teil (9) und das zweite Teil (9) die Lichtwel- lenleiteranεchlußeinrichtung (7) aufweist, derart, daß im Wesentlichen unmittelbar vor dem endgültigen Fixieren des zwei- ten Teiles (9) auf dem ersten Teil (8) zur Justierung der
Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung (7) gegenüber der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit (5) das zweite Teil (9) auf dem ersten Teil (8) verschiebbar ist.
5. Optoelektronischeε Sende- und/oder Empfangεmodul nach Anspruch 4 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das erste (8) und das zweite Teil (9) mittelε Kleben, Löten oder Schweißen nicht löεbar miteinander verbunden εind.
6. Optoelektronischeε Sende- und/oder Empfangsmodul nach Anspruch 4 oder 5 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ab- deckkappe (3) eine hermetisch dichte Fensterkappe (14) mit der Strahlungεdurchtrittεöffnung (4) und eine die Fenεterkappe (14) umεchließende Wandungεhülse (15) aufweist und daß die Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung (7) mit der Wandungshülse (15) verbunden und über der Fensterkappe (14) angeordnet ist.
7. Optoelektroniεcheε Sende- und/oder Empfangεmodul nach einem der Anεprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lich - Wellenleiteranschlußeinrichtung (7) eine Steckerbuchse (23) für einen Lichtwellenleiterεtecker aufweiεt.
8. Optoelektroniεcheε Sende- und/oder Empfangsmodul nach einem der Anεprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dicke (DA) des Abdeckkappen-Montagebereiches (12) geringer als die Dicke (Dτ) des Innenbereiches (11) ist.
9. Optoelektronisches Sende- und/oder Empfangsmodul nach ei- nem der Ansprüche 1 biε 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Strahlungεdurchtrittεöffnung (4) eine tranεparente Scheibe (31) angeordnet ist, das als optischeε Filter ausgebildet iεt und je nach Anforderung bestimmte Wellenlängen oder Intensi- täten dämpft oder durchläßt.
10. Verfahren zum Herεtellen eineε optoelektroniεchen Sende- und/oder Empfangsmoduls zur Signalübertragung mittels eines Lichtwellenleiters, das folgende Verfahrensεchritte aufweiεt: a) Herstellen einer optoelektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit (5) mit einem optoelektronischen Sendeelement (39) und/oder einem optoelektronischen Empfangselement (18) und einer optischen Strahlungsfokuεεiereinrichtung (40) , die gegenüber dem optoelektronischen Sendeelement (39) und/oder dem optoelektronischen Empfangselernent (18) justiert ist, b) Befestigen der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangεeinheit auf einer Trägerplatte (2) , c) Anordnen einer Abdeckkappe (3) mit einer Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung (7) über oder auf der Trägerplatte (2), d) Inbetriebnehmen der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit (5) , e) Justieren der Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung (7) auf maximale Strahlungsein- und/oder -auskopplung durch Verschie- ben der Abdeckkappe (3) und der Trägerplatte (2) gegeneinander und f) Festes Verbinden der Abdeckkappe (3) mit der Trägerplatte (2) .
11. Verfahren zum Herstellen eineε optoelektroniεchen Sende- und/oder Empfangsmoduls zur Signalübertragung mittels eineε Lichtwellenleiterε, daε folgende Verfahrensschritte auf eist: a) Herstellen einer optoelektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit (5) mit einem optoelektronischen Sendeelement (39) und/oder einem optoelektronischen Empfangselement (18) und mit einer optischen Strahlungεfokuεεiereinrichtung (40) , die gegenüber dem optoelektronischen Sendeelement (39) und/oder dem optoelektronischen Empfangselement (18) justiert ist, b) Befestigen der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit (5) auf einer Trägerplatte (2) , c) Befestigen einer Gehäusekappe (8) mit Strahlungsdurch- trittεöffnung (4) auf der Trägerplatte (2), d) Anordnen eineε Anschlußteiles (9) mit einer Lichtwellen- leiteranεchlußeinrichtung (7) über der Strahlungεdurchtrittεöffnung (4) der Gehäusekappe (8) , e) Inbetriebnehmen der optoelektroniεchen Sende- und/oder Empfangεeinheit (5) , f) Juεtieren deε Anschlußteileε (15) mit der Lichtwellenlei- teranεchlußeinrichtung (7) gegenüber der optoelektroniεchen Sende- und/oder Empfangεeinheit (5) durch Verschieben deε Anschlußteileε (9) und der Trägerplatte (2) relativ zueinander und g) Fixieren deε Anεchlußteiles (9) gegenüber der Trägerplatte (2) .
12. Verfahren zum Herstellen eineε optoelektroniεchen Sende- und/oder Empfangsmoduls zur Signalübertragung mittels eines Lichtwellenleiterε, daε folgende Verfahrenεschritte aufweist .- a) Herstellen einer optoelektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit (5) mit einem optoelektroniεchen Sendeelement (39) und/oder einem optoelektroniεchen Empfangselement (18) und mit einer optischen Strahlungεfokusεiereinrichtung (40) , die gegenüber dem optoelektroniεchen Sendeelement (39) und/oder dem optoelektroniεchen Empfangεelement (18) juεtiert iεt, b) Befestigen der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangεeinheit (5) auf einer Trägerplatte (2), c) Befeεtigen einer Fensterkappe (14) mit einer Strahlungs- durchtrittsöffnung (4) auf der Trägerplatte (2) , d) Befestigen einer die Fensterkappe (14) umschließende und dieεe überragende Wandungshülse (15) auf der Trägerplatte (2) oder an der Fensterkappe (14) , e) Anordnen eineε Anschlußteiles (9) mit einer Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung (7) auf der Wandungshülεe (15) über der Strahlungsdurchtrittsöffnung (4) der Fensterkappe (14) , e) Inbetriebnehmen der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit (5) , f) Justieren des Anschlußteiles (9) mit der Lichtwellenleiteranschlußeinrichtung (7) gegenüber der optoelektronischen Sende- und/oder Empfangseinheit (5) durch Verschieben des Anschlußteiles (9) und der Trägerplatte (2) relativ zueinander und g) Fixieren des Anschlußteileε (9) gegenüber der Trägerplatte (2) .
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