JPH06505367A - 光電子部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 光電子部品 技術分野 本発明は、ベース上に配置されたいくつかの発光半導体素子および／または受光 半導体素子と、このベースを取巻き且つこのベースと共にこれらの半導体素子に 対する閉鎖されたケーシングを形成するハウジングと、を含む、光電子部品に関 する。

背景技術 いわゆるトランジスタケーシング内に光電子部品を取付けることは、以前から知 られている。通常使用されるそのようなケーシングは丸形ベースを含み、該ベー スの一方の平表面上に１つまたはいくつかの光電子半導体素子か配置される。ベ ース上への半導体素子の取付けの後には、同様に丸形のハウジングがベース上に 嵌合され、例えば接合部の溶接によってそれに連結される。この種のケーシング に関しては、ハウジングとベースとの間にある遊隙がなくてはならない。これは 、ベースに対するハウジングの位置が、ベース上へのハウジングの嵌合と、その 後のベースに対するハウジングの溶接との間において、無制御状態で変化しうる ようにする。例えば、別個に開口またはレンズを育する複数の半導体素子を含む そのような光電子部品においては、所望位置におけるハウジングの嵌合後におけ るベースに対するハウジングの回転は、部品の機能の低下、または部品が機能し えなくなること、を意味する。中央に配置された単一の半導体素子と、ハウジン グの中央に配置された１つの光開口またはレンズとを育する、原理的に回転対称 的な成分の場合にも、ベースに対するハウジングの正確な中心法めはしばしば要 求される。ハウジングとベースとの間の遊隙のために、ベースに対するハウジン グの位置の変位は、ハウジングの嵌合と、その後のベースに対する溶接との間に おいて、容易に起こりつる。これは、所望の正確な中心法めの達成を不可能なら しめる。

以上の理由により、上述の種類の部品の製造は、ハウジングとベースとの間の所 望の相対位置を保証するために必要な、余分な時間および経費を要する製造段階 を育しており、そうでなければ、該製造は、高率の欠陥成分を生じることになる 。

ある光電子部品は、周囲に対して発光するための発光半導体素子と、周囲から受 光するための受光素子とを含む。この形式の部品において最も重要なことは、発 光半導体素子と受光半導体素子との間の直接放射をなくすことであり、合理的か つ経済的な製造を実現するためには、この直接放射を製造上の観点から簡単かつ 存利な方法でなくしうることが重要である。

ある他の形式の光電子部品である、いわゆる光結合器は、発光半導体素子と受光 半導体素子とを含み、これら２つの半導体素子が接続されている回路間の電気的 接続を避けるために、信号かこれらの半導体素子間で光によって伝送される。こ のような部品においては、発光半導体素子から発射された放射のできるだけ多く の部分が受光半導体素子に達することが要求される。これら２つの半導体素子間 の放射を制御するために、ある形式の反射部材を配置することが知られている。

しかし、このような部材は、部品の複雑さと製造経費とを増大させがちであり、 放射の所望の制御は、最も簡単で且つ経済的に最も育利な方法によって行われう ろことが望ましい。

ある他の形式の光電子部品は、例えば光ファイバを経ての２方向性信号伝送用の ものとして構想される。代表的なそのような部品は、発光半導体素子と受光半導 体素子とを含み、それらはそれぞれハウジングの共通の開口またはレンズを経て 光放射を発射し、また受取る。この形式の部品においては、半導体素子間におけ る直接放射の必要な遮蔽を得ることにおいて、また発光半導体素子から発射され た光を共通の開口またはレンズを経て所望の方向へ高効率で外に通過させると同 時に、その素子への入射光を受光半導体素子へ良い効率で通過させることにおい て、問題が存在する。これらの目的を同時に達成することは困難で、複雑な、従 って不経済的な解決法の原因になっているのがわかっている。

発明の概要 本発明は、序論において説明した種類の部品を提供することを目的とし、この部 品においては、ベース上へのハウジングの嵌合と、その後の製造段階において行 われるベースに対するハウジングの溶接との間において、ハウジングの所望位置 への効率的なロッキングが簡単に得られる。本発明はまた、ハウジング内に存在 する半導体素子間の放射の、所望の遮蔽または制御が簡単に実現されうる部品の 提供を目的とする。

本発明はさらに、ハウジングの１つまたはそれ以上の開口またはレンズと、ハウ ジング内に配置された半導体素子との間の光流の制御が簡単に行われうる部品を 提供することを目的とする。

本発明の光電子部品の特徴は、請求の範囲において明らかにされる。

図面の簡単な説明 以下、添付の第１図から第６図までを参照しつつ、本発明を詳述する。第１ａ図 は、本発明のいわゆる反射検出器の断面を示す。第１ｂ図は、第１ａ図の成分内 に含まれる構築ブロックの形状を示し、第１ｃ図は、この構築ブロックの側面図 を示し、第１ｄ図は、成分の対称軸と一致する方向から見たこの構築ブロックを 示す。第２図は２方向性（２重通信）信号伝送のための成分を示し、第２ａ図は 、半導体素子が配置されたベースの表面を示し、第２ｂ図は、この成分の断面を 示す。第３ａ図および第３ｂ図は、本発明の光結合器の２つの別の実施例を示す 。第４図は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む本発明の成分を示す。第５図は、 ハウジングの２つの別の出口開口を経て光を発射するようにされたＬＥＤを存す る本発明の部品を示す。第６図は、第２ｂ図および第５図において用いられてい る部分反射部材が、どのようにして部品内に含まれている構築ブロックの開口に より別な方法で実現されつるかを示す。

好適実施例の説明 第１図は、本発明のいわゆる反射検出器の断面を示す。

それは、発光半導体５、例えばＬＥＤまたはレーザダイオードと、部品外に位置 する物体から反射された発射放射を検出するための光検出部材６、例えばホトダ イオードまたはホトトランジスタと、を含む。これらの半導体素子は、回転対称 なベース１の平表面上に取付けられており、このベースにはフランジ２とリード 線３および４とが備えられている。やはり回転対称形状をなすハウジング７は、 ベース上に嵌合せしめられ、これと共に半導体素子に対する閉鎖されたケーシン グを形成する。このハウジングは、ベースのフランジ２に対して溶接されている 。半導体素子５および６のまっすぐ前にはハウジングの開口１１ａ、１２ａか設 けられ、これらには放射を集束させるためのレンズ１１および１２が備えられて いる。図には、素子からの中心光線が９によって示され、素子６が受ける中心光 線か１０によって示されている。

本願における概念「光」は、可視波長帯域の内外双方の光放射を意味する。

、−Ｊ３ ベースに対するハウジングの溶接の前に、ベースに対する所望位置にハウジング をロックするために、また成分の２つの半導体素子間の直接放射を遮蔽するため に、構築ブロック１３が部品内に配置される。構築ブロックは、第１ａ［Ｎに示 されている脚Ｉ６およびＩ７を含む４つの脚と、直接放射を遮蔽するための遮蔽 部分１３１と、を有する。

構築ブロック１３は、例えば鋼ベリリウム合金の薄い金属板から作られ、５０μ ｍの厚さを有する。この板は第ｔｂ図に示されている形状にエツチングされる。

構築ブロックは、４脚１６．１７．１８．１９と、２半導体素子のそれぞれへの 光を出入りさせるための２開口２２．２３とを育する。２４は、構築ブロックの 対称線を示し、これは遮蔽部分１３１の中心に一致する。２６および２７は、予 想される遮蔽部分の縁を示す。

第１ｂ図に示されている板の製造後、これは所望される適切な取付具の形状（第 １ｃ図および第１ｄ図）にプレスされる。このプレス加工は、この素子の４脚が （第１ｂ図の破線１６ａ、１７ａ、１８ａ、１９ａにおいて）素子の平面状主部 に対して下方へ直角またはほぼ直角に折り曲げられるように、さらに板の中央部 が下方へ曲げられて遮蔽部分１３１を形成するように、行われる。

このプレス加工の後、構築ブロックは適切に硬化せしめられ、その後弾性的にな る。本発明の光電子部品を取付ける時には、半導体素子５．６が最初にベースｌ に取付けられ、その後、遮蔽部分１３１がベースに接触するまで構築ブロック１ ３がベース上に嵌合せしめられる。その後、ハウジング７がベースに取付けられ て、レンズ１１．１２が半導体素子５．６に対して所望位置をとるように調節さ れる。ハウジングの嵌合時には、構築ブロック１３の４脚１６−１９は、ハウジ ングとベースとの間に押し込まれ、これらの脚の弾性によって、ベースに対して ハウジングの最後の溶接が行われる時の状態になるように、ハウジングをベース に対する所望位置にロックする。これらの脚はまた、ベースに対するハウジング の中心法めを行い、これら２つのユニットの対称軸が、ハウジングとベースとの 間の遊隙によって互いに変位するのを効率的に阻止する。

構築ブロックの遮蔽部分１３１は、２つの半導体素子を互いに完全に光遮蔽する 。すなわち、素子５からの放射を素子６に到達しないように阻止する。この効果 をさらに確実にするために、構築ブロックには、例えば黒色クロムめっきによる 、適切な光吸収性コーティングまたは表面処理が施されつる。

上述の取付は工程の別の実施例においては、構築ブロック１３は、ベース上への ハウジングの嵌合以前に、ハウジング７内へ押し込まれつる。

第２ａ図および第２ｂ図は、例えば光ファイバ（先導波路（ｌｉｇｈｔ　ｇｕｉ ｄｅ））を経ての２方向性光信号伝送用の本発明の成分を示す。第２ａ図は、リ ード線３および４を存するベースｌの平表面を示す。ベースの中心上にはＬＥＤ またはレーザダイオード５が配置され、ベースの縁の方へ変位してホトダイオー ドまたはホトトランジスタ６が配置されている。ハウジング７は、これら２成分 に共通する開口１１ａを有し、この開口には、例えばこの成分と先導波路との間 の光結合のためのレンズ１１が備えられている。

第１図の部品と同様に、第２図に示されている部品は、ハウジングを取付は中に ベースに対してロックするための脚１６．１７等を備えた構築ブロック１３を有 する。

構築ブロックは同様に、２つの半導体素子の間に配置された、下方へ曲げられベ ース１に接触した部分を存する。

この部分は、平面的な側壁４１および４２を有する。壁４１には、素子５からの 光をレンズ１１へ向かう方向へ通過させるための開口４３か設けられている。こ の開口は、部分反射（半透明）部材、例えば所望の反射／透過性を与える層を有 するガラス板４４、によって覆われている。素子５から発射された放射５１は、 開口４３を通過し、さらに部分的にガラス板４４を通過して、レンズ１１を通っ て出て行く（中心光線５０のみが図示されている）。この成分へ入射する光５０ は、ガラス板４４において部分的に反射され（光線５２）、遮蔽部分の第２側壁 ４２の開口４５を通過する。光はこの開口を通過した後、構築ブロック１３の下 方へ曲げられた部分４７において、受光半導体素子６へ向けて反射される。部分 ４７の反射面は、例えば金の高反射性コーティングを適切に施され、反射能力を 増大せしめられている。

遮蔽部分の壁４１および４２は、それらが素子５からの直接放射を素子６に到達 しないように効率的に阻止できる形状を簡単に与えられつる。この場合にも、構 築ブロック１３の全体は（部分４７の反射部分を除き）、例えば黒色クロムめっ きによって実現される適切な光吸収性コーティングにより適切に被覆される。

第３ａ図は、２つの電気回路間において電気的に分離された信号伝送を行うため の光結合器を示す。一方の回路は発光半導体素子５に接続されており、他方の回 路は受光半導体素子６に接続されている。構築ブロック！３には下方へ曲げられ た部分５５．５６が備えられており、半導体素子に面したそれらの表面は、半導 体素子に面した構築ブロックの中央部分５７の表面と同様に、反射性のコーティ ング、例えば金、によって被覆されている。

素子５から発射された光線５８．５９は、構築ブロック内において反射され、高 効率で受光素子６に到達する。

第３ｂ図は、光結合器内の構築ブロック１３の別の実施例を示す。ここでの構築 ブロックには、例えばプレス加工によって形成された、ドーム形中央部分６１が 備えられている。ドーム形部分の半導体素子に面した部分は反射性コーティング によって被覆され、発射された光を高効率で反射する。この結果、この成分の２ つの半導体素子の間に極めて良好な光結合が実現される。

第４図は、発光半導体素子５を有する本発明の部品を示す。構築ブロック１３に は、素子５からレンズ１１へ向かう放射５８を通過させる中央開口６５が設けら れている。ここでは、構築ブロック１３は、序論部分において述べた機能、すな わち、製造中にベースに対するハウジングの機械的なロッキングと中心法めとを 行う機能、以外の機能はもたない。もちろん発光半導体素子５は、代わりに受光 半導体素子から成ることもできる。

第５図は、単一の発光素子５が、同時に２つの相異なる方向へハウジングの相異 なる開口を経て光を発射するようにされている、本発明の部品を示す。このハウ ジングは、レンズ１１および１２が配置された開口１１ａおよび１２ａを有する 。構築ブロック１３は、下方へ曲げられた部分４１を有し、この部分は、開口４ ３と、例えば薄いガラス板である半透明ミラー４４とを有する。素子５から発射 された放射５８は、ガラス板４４により図の右方へ部分的に反射されてレンズ１ ２を経て出て行き（光Ｊｌ）５８ａ）、またガラス板４４をレンズ１１へ向かう 方向に部分的に通過する（光Ｊ１１５８ｂ）、第５図に示されている実施例にお いては、発光素子５を受光素子によって置換することもでき、その場合には、こ の部品は２方向からの放射を受けるために用いられつる。

第２ｂ図および第５図は、薄いガラス板４４から成る部分反射部材を示している 。第６図は、同様の機能がどのようにして別の方法によって得られるかを示す。

第６ａ図は、第２ｂ図および第５図に示されている断面と同じ面における構築ブ ロック１３の偏向部分４Ｉの断面を示す。第６ｂ図は、第２ｂ図および第５図に おける左方から見た偏向部分４１を示す。偏向部分４１には、いくつかの平行な 縦方向スリット４３１．４３２．４３３、等が設けられている。光は方向を変え ることなく、これらのスリットを通って部分４１をまっすぐに透過しうる。

部分４１に入射する光の一部は、スリット間の諸部分４３１ａ、４３２ａ、等に 当たって反射される。反射を増大させるためには、反射面を、例えば薄い金の層 で適切にコーティングすればよい。スリットは、例えば構築ブロックＩ３のベー スをなす金属板の切断により、同時に形成されつる。このようにすれば、構築ブ ロックの所望の部分反射（半透明）機能は、極めて簡単に得られる。

第６図に示されている細長いスリットの代わりに、部分４１にいくつかの他の形 状の開口、例えば円形の穴を設けることもできる。

構築ブロック１３は、ベースｌおよびハウジング７に金属性の接続をされるので 、２つの半導体素子間に配置された遮蔽部分（１３１）を有する実施例（例えば 第１図に示されているもの）においては、さらに２つの素子間に改善された電気 的遮蔽も得られる。

Ｆｉｇ、　１ｃ Ｆｉｇ、　３ａ Ｆｉｇ、　３ｂ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ベース（１）上に配置されたいくつかの発光半導体素子および／または受光 半導体素子（５、６）と、該ベースを取巻き且つ該ベースと共に該半導体素子に 対する閉鎖されたケーシングを形成するハウジング（７）と、を含む光電子部品 であって、該部品が、いくつかの脚（１６、１７、１８、１９）を有する構築ブ ロック（１３）を含み、前記ベース上に前記ハウジングを嵌合せしめる時、前記 脚が該ベースと該ハウジングとの間にクランプされて該ベースに対する該ハウジ ングのロッキングと中心決めとをするように、該脚が整形されていることを特徴 とする、光電子部品。 ２．前記構築ブロックが金属板から成ることを特徴とする、請求項１記載の光電 子部品。 ３．前記脚が前記金属板の下方へ折り曲げられた部分から成ることを特徴とする 、請求項２記載の光電子部品。 ４．前記成分が前記ベース上に配置された２つの半導体素子（５、６）を有し、 前記構築ブロックが、該半導体素子間に配置され該素子間の直接の光伝送を阻止 するように設計されている遮蔽部分（１３１；４１、４２）を有することを特徴 とする、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の光電子部品。 ５．前記遮蔽部分が前記金属板の下方へ曲げられた部分から成ることを特徴とす る、請求項２および請求項４記載の光電子部品。 ６．前記構築ブロックが、半導体素子から発射された、または半導体素子へ入射 する、光の方向を案内するための、完全または部分反射部分（４４、４７；５５ 、５６、５７；６１）を備えていることを特徴とする、請求項１から請求項５ま でのいずれかに記載の光電子部品。 ７．前記完全または部分反射部分が、前記構築ブロック上に取付けられたミラー （４４）から成ることを特徴とする、請求項６記載の光電子部品。 ８．前記反射部分が、前記構築ブロックの１つまたはそれ以上の反射表面（４７ ；５５、５６；５７；６１）から成ることを特徴とする、請求項６記載の光電子 部品。 ９．第１発光半導体素子（５）と第２受光半導体素子（６）とを含むことによっ て、該第１半導体素子から該第２半導体素子への信号の光伝送を行い、前記構築 ブロックの前記反射部分（５５、５６；５７；６１）が該第１半導体素子から発 射された光（５８、５９）を該第２半導体素子へ向けて反射するようにされてい ることを特徴とする、請求項６から請求項８までのいずれかに記載の光電子部品 。 １０．前記ハウジングが、半導体素子と周囲との間の光伝送のための少なくとも １つの開口（１１ａ、１２ａ）を有し、前記構築ブロックの前記完全または部分 反射部分が、該半導体素子と該開口との間の光の経路を案内するようにされてい ることを特徴とする、請求項６から請求項８までのいずれかに記載の光電子部品 。 １１．前記光電子部品が発光半導体素子（５）と受光半導体素子（６）とを有し 、これらの半導体素子が、これらの素子と周囲との間で前記ハウジングの共通開 口（１１ａ）を経て光の伝送を行うようにされており、前記構築ブロックが、該 半導体素子と該開口との間の光伝送経路内に配置された部分反射部材を有するこ とにより、該２つの半導体素子と該開口との間の該光の経路を案内するようにな っていることを特徴とする、請求項１から請求項８までのいずれか、または請求 項１０に記載の光電子部品。 １２．前記部分反射部材が、一方の前記半導体素子（５）と前記開口との間の直 接の光経路（５１−５０）内に該光経路とある角をなして配置されていることと 、前記構築ブロックが、他方の前記半導体素子（６）と前記部分反射部材との面 の光経路内に配置された反射部材（４７）を有することと、を特徴とする、請求 項１１記載の光電子部品。 １３．半導体素子（５）が、前記ハウジングの少なくとも２つの異なる開口（１ １ａ、１２ａ）を経て光を発射するか、または受取るようにされており、前記構 築ブロックが、該半導体素子と該開口との間の光経路を案内するための部分反射 部材（４４）を備えていることを特徴とする、請求項１から請求項８までのいず れか、または請求項１０に記載の光電子部品。 １４．前記部分反射部材が部分反射ミラー（４４）から成ることを特徴とする、 請求項１１から請求項１３までのいずれかに記載の光電子部品。 １５．前記ミラー（４４）がガラス板から成ることを特徴とする、請求項１４記 載の光電子部品。 １６．前記部分反射部材が、複数の開口（４３１、４３２、４３３）を備えた構 築素子の反射部分（４１）から成ることを特徴とする、請求項１１から請求項１ ３までのいずれかに記載の光電子部品。