JP3785026B2 - 光電子デバイス - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学電子デバイスに関し、特にパッケージした光学電子デバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】
光学電子技術の分野においては、シリコン基板上にレーザと球状レンズを有する光学サブ組立体を形成することが一般的である。(これに関しては米国特許第5881193号を参照のこと)このような組立体は別の球状レンズを用いて光ファイバーとレーザー光を整合させるためにパッケージングされる。(これに関してはOsenbach、Electronics Components Testing Conference 1998を参照のこと)このようなパッケージは通常セラミック製および/または金属製で光ファイバーがこのパッケージに溶着される。一般的には十分であるが、このようなパッケージは高価となりレーザーの溶着プロセスは通常時間のかかるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、光学デバイスと光ファイバーとの間を高速で活性状態に整合化させた低コストのパッケージを提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明はプラスティック製のハウジングの中に収納された光学サブアセンブリーを有する光電子デバイスである。このハウジングは開口を有する壁とそこに搭載されたレンズとを有するプラスティック製の収納体が壁に取り付けられる。この収納体は開口を有し、この開口はレンズと整合して光ファイバーを収納でき、その結果光ファイバーは光学組立体から放射された光と整合できる。この収納体はエポキシにより壁に搭載される。
【0005】
【発明の実施の形態】
図1−3は光学電子デバイスの本発明の一実施例による光学電子デバイス10(この実施例では送信器)の斜視図である。図1に示すようにモールドされたプラスチック製ハウジング11が用意される。このプラスチック製ハウジング11は通常ポリフェニレン硫化物(polyphenylene sulfide:PPS)製あるいは通常の金属製ハウジングおよおびセラミック製ハウジングよりも相当安価な高温で熱的安定性のある他の適宜のプラスチック材料製である。このハウジングは、ハウジングの底部に配置されたヒートシンク13に熱的に結合され、このハウジングから外側にのびる複数の放熱リード線12を有する。
【0006】
この放熱リード線12とヒートシンク13は通常Auメッキのベリリウムカッパー製である。複数の電気リード線14がハウジング内に配置され、そしてハウジングからのびて光学サブ組立体に電気的な接触を与える。この電気リード線14は通常Auメッキのベリリウムカッパー製である。プラスチック製ハウジング11はまた壁15を有し、この壁15に円形状開口16が形成されている。
【0007】
図2−3は様々な電子部品を具備したハウジングを示す。特に光学サブアセンブリ20はプラスチック製ハウジング11の底部でヒートシンク13に結合されている。光学サブアセンブリ20はシリコン製基板21を有し、このシリコン製基板21の主表面上にキャビティー22が形成されている。半導体レーザー23はシリコン製基板21の主表面上に結合され、そして第一球状レンズ24がキャビティー22内に結合されている。
【0008】
半導体レーザー23を駆動する電子部品が電気リード線14に結合されたワイヤーボンドと基板の表面上のボンディングパッドにより電気的接続が与えられる。第二球状レンズ25が壁15内の円形状開口16内に押し込められている。第一球状レンズ24、第二球状レンズ25は半導体レーザー23からの光を光ファイバー26に結合するよう独立に整合している。
【0009】
半導体レーザー23からの光を光ファイバー26に整合させることは光ファイバー26をセラミック製フェルール31内に挿入してプラスチック製収納部30内でフィットさせモールドさせることにより行われる。通常セラミック製フェルール31は三次元方向に安定化したジルコニア製である。光ファイバー26がセラミック製フェルール31内に挿入され、標準のコネクターのスプリングの力によりその場所に保持される。
【0010】
半導体レーザー23がターンオンすると、プラスチック製収納部30は壁15の外側表面と接触し、その結果セラミック製フェルール31の開口は壁15内の円形状開口16と整合し、そして光ファイバーは半導体レーザー23からの光を受光する。その後、プラスチック製収納部30を市販されている光学パワーメーター(図示せず)により光ファイバー内を伝搬する光信号が測定されるまで移動させる。この時点でプラスチック製収納部30はエポキシ33等の手段により壁15に結合することにより固定される。かくして光ファイバーのレーザー溶着による固定が回避される。
【0011】
プラスチック製ハウジング11とプラスチック製収納部30はプラスチック製であるために、その結果得られたパッケージは標準の金属製パッケージとセラミック製パッケージよりも通常安価である。さらにまた、出願人はハウジングと収納体とは二つに独立して整合した第一球状レンズ24、第二球状レンズ25が光学素子の一部として採用されている場合でも自由空間の素子の有効な光学的整合が可能となるよう十分安定していることを見出した。
【0012】
図4はトランシーバー40を含む他の実施例を表す。このトランシーバー40は光学電子デバイス10と送信機50とを有する。この送信機50は米国特許出願(Keska、case2-2-2-1-28-1-3(同日出願))に記載された受信機と同一である。トランシーバー40と送信機50はプラスチック製ハウジング内でならんで搭載される。このプラスチック製ハウジングは通常PPS製である。前述したように光ファイバー(図示せず)は送信機と受信機の部品と整合している。
【0013】
送信機と受信機を動かす電子部品を含む集積回路ボードがプラスチック製ハウジング内に搭載される。送信機と受信機の電気リード例えば送信機の電気リード線14は回路基板のパッド(図示せず)内に結合され、そして回路基板の電子部品はプラスチック製ハウジングの底部からのびる例えばリード線43の手段によりパッケージの外側の電源あるいは他の素子と電気的に結合される。
【0014】
以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。尚、特許請求の範囲に記載した参照番号は発明の容易な理解のためで、その技術的範囲を制限するよう解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による光学電子デバイスの一部を表す斜視図。
【図2】別の詳細図を示す図1のデバイスの斜視図。
【図3】図2の線3−3に沿ってとった断面図。
【図4】本発明の別の実施例による光学電子デバイスの斜視図。
【符号の説明】
10 光学電子デバイス
11 プラスチック製ハウジング
12 放熱リード線
13 ヒートシンク
14 電気リード線
15 壁
16 円形状開口
20 光学サブアセンブリ
21 シリコン製基板
22 キャビティー
23 半導体レーザー
24 第一球状レンズ
25 第二球状レンズ
26 光ファイバー
30 プラスチック製収納部
31 セラミック製フェルール
33 エポキシ
40 トランシーバー
41 プラスチック製ハウジング
42 集積回路ボード
43 リード線
50 受信機

Claims (18)

  1. 光電子デバイスであって、該光電子デバイスは、
    プラスチック製ハウジングによって画定される囲包部に収納される光学サブアセンブリーを備え、該ハウジングは該囲包部の外側に表面を有し、かつ開口とその中に搭載されたレンズとを有する壁を含んでおり、該光電子デバイスはさらに、
    前記壁の前記表面に搭載されかつ開口の外側にあるプラスチック製収納体を備え、
    前記収納体は、レンズに整合しかつ光ファイバーを受け入れることができる開口を含み、該光ファイバーは前記光学サブアセンブリーから放射された光と整合する、ことを特徴とする光電子デバイス。
  2. 前記収納体内に搭載された光ファイバーをさらに有する、ことを特徴とする請求項1記載のデバイス。
  3. 前記光学サブアセンブリーは基板上に搭載されたレーザーと第二レンズとを有する、ことを特徴とする請求項1記載のデバイス。
  4. 前記ハウジングはポリフェニレン硫化物製である、ことを特徴とする請求項1記載のデバイス。
  5. 前記収納体内にフェルールをさらに有する、ことを特徴とする請求項1記載のデバイス。
  6. 前記収納体はエポキシ結合により壁に搭載される、ことを特徴とする請求項1記載のデバイス。
  7. 前記収納体はポリフェニレン硫化物製である、ことを特徴とする請求項1記載のデバイス。
  8. 前記ハウジングは底部を有し、この底部にヒートシンクを有する、ことを特徴とする請求項1記載のデバイス。
  9. 前記ハウジングの壁を貫通して延びる電気リード線(14)をさらに有する、ことを特徴とする請求項1記載のデバイス。
  10. 光学送信機と光学受信機とを有する第一プラスチック製ハウジングからなる光学デバイスであって、該光学送信機は、
    第二プラスチック製ハウジングによって画定される囲包部に囲包される光学サブアセンブリーを備えており、該第二プラスチック製ハウジングは、囲包部の外側にある表面を有しかつ開口とその中に搭載されたレンズとを有する壁を含んでおり、前記送信機はさらに、
    前記壁の前記表面に搭載されかつ開口の外側にあるプラスチック製収納体を備え、
    前記収納体は、レンズに整合しかつ光ファイバーを受け入れることができる開口を含み、該光ファイバーが前記光学サブアセンブリーから放射された光と整合する、ことを特徴とする光学デバイス。
  11. 第一ハウジング内に搭載され前記送信機と受信機とに電気的に結合された集積回路基板をさらに有する、ことを特徴とする請求項10記載のデバイス。
  12. 前記収納体内に搭載された光ファイバーをさらに有する、ことを特徴とする請求項10記載のデバイス。
  13. 前記光学サブアセンブリーは基板上に搭載されたレーザーと第二レンズとを有する、ことを特徴とする請求項10記載のデバイス。
  14. 第一ハウジングと第二ハウジングとはポリフェニレン硫化物製である、ことを特徴とする請求項10記載のデバイス。
  15. 前記収納体内にフェルールをさらに有する、ことを特徴とする請求項10記載のデバイス。
  16. 前記収納体はエポキシ結合により壁に搭載される、ことを特徴とする請求項10記載のデバイス。
  17. 前記収納体はポリフェニレン硫化物製である、ことを特徴とする請求項10記載のデバイス。
  18. 前記ハウジングは底部を有し、この底部にヒートシンクを有する、ことを特徴とする請求項10記載のデバイス。
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