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DE19718949A1 - Elektrooptisches Modul - Google Patents

Elektrooptisches Modul

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Publication number
DE19718949A1
DE19718949A1 DE19718949A DE19718949A DE19718949A1 DE 19718949 A1 DE19718949 A1 DE 19718949A1 DE 19718949 A DE19718949 A DE 19718949A DE 19718949 A DE19718949 A DE 19718949A DE 19718949 A1 DE19718949 A1 DE 19718949A1
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DE
Germany
Prior art keywords
optical
depression
converging lens
module
broad side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19718949A
Other languages
English (en)
Inventor
Heiner Hauer
Albrecht Dr Kuke
Eberhard Moess
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE19718949A priority Critical patent/DE19718949A1/de
Priority to PCT/DE1998/000107 priority patent/WO1998050810A1/de
Publication of DE19718949A1 publication Critical patent/DE19718949A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Modul nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Optoelektronische Module werden in der optischen Nachrichtentechnik zur Wandlung elektrischer in optische Signale bzw. optischer in elektrische Signale benötigt. Gebräuchlich sind Sende- bzw. Empfangsmodule, bei denen der optoelektronische Wandler, üblicherweise eine Halbleiterlaserdiode bzw. eine Photodiode, in einem koaxial aufgebauten und hermetisch dicht verschlossenen Gehäuse, einem sogenannten TO-Gehäuse, montiert ist. An dieses TO-Gehäuse wird dann über eine Abbildungsoptik eine Faser angekoppelt, wobei die ganze Anordnung in einem Modulgehäuse zusammengefaßt ist. Die elektrischen Anschlüsse des elektrooptischen Wandlers werden aus dem Sockel des TO-Gehäuses über Durchführungsdrähte berausgeführt. Dadurch wird die Frequenzbandbreite auf <1 Gbit/s beschränkt. Für höhere Bitraten ist es erforderlich, Gehäuse mit Hochfrequenz-Durchführungen, beispielsweise Butterfly-Gehäuse, zu verwenden, die aber wesentlich teurer sind.
Um eine kostengünstige Montage auf Leiterplatten zu erreichen, werden elektrische Bauteile in SMD-Technik (Surface Mounted Device) montiert. Herkömmliche optoelektronische Module in TO- oder Butterfly-Technik sind für die SMD-Montage nicht geeignet und müssen daher separat von den elektrischen Bauteilen montiert werden, was mit erheblichen Mehrkosten verbunden ist.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Modul mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber folgenden Vorteil.
Die Erfindung und ihre Ausführungsbeispiele ermöglichen eine kostengünstige und automatisierbare Herstellung von optoelektronischen Sende- und Empfangsmodulen in SMD-Bauweise, die zusammen mit elektronischen Bauelementen auf einer Leiterplatte im selben Arbeitsgang montiert werden können. Wenn die erfindungsgemäßen Module als Receptacles hergestellt werden, stört bei der Montage auf der Leiterplatte kein Faserende. Die Befestigung der Module auf der Leiterplatte ist durch die erfindungsgemäßen Merkmale so stabil, daß alle gebräuchlichen Steckersysteme verwendet werden können.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Moduls möglich.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 den Querschnitt durch ein fertig auf eine Leiterplatte montiertes Sendemudul,
Fig. 2 ein sogenanntes Leadframe für die Montage eines Sendemoduls nach Fig. 1,
Fig. 3 dasselbe Leadframe in einem späteren Bearbeitungszustand,
Fig. 4 das Modul von außen (Ansicht von links nach Fig. 1),
Fig. 5 eine Variante zu Fig. 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Zunächst wird ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel in Form eines Sendemoduls beschrieben. Fig. 1 zeigt den Querschnitt durch ein fertig auf eine Leiterplatte montiertes Sendemudul. Als Wandler 1 ist eine Laserdiode 1 in einer Vertiefung 2 einer Breitseite ("Vorderseite") eines tafelförmigen Silizium-Substrats 3 montiert. Die Vertiefung 2 wurde durch anisotrcpes Ätzen in dem kristallographisch (100) - orien­ tierten Silizium-Substrat 3 erzeugt. Neben der Vertiefung 2 wurde eine weitere Vertiefung 4 in das Silizium-Substrat 3 geätzt. Das aus der Stirnseite der Leserdiode austretende Lichtbündel 5 trifft auf die Stirnfläche 6 der Vertiefung 2, die mit einer Antireflexionsschicht belegt ist, so daß das Lichtbündel unter geringen Reflexionsverlusten in das Siliziun eintreten kann. Aus kristallographischen Gründen haben die Stirnflächen und Seitenflächen der anisotrop geätzten Vertiefungen einen Böschungswinkel von
α = arctan (√2) = 54,7°.
Im Inneren des Siliziums trifft das Lichtbündel auf die Stirnfläche der zweiten Vertiefung 4, die den gleichen Böschungswinkel in entgegengesetzter Richtung aufweist. Dort ist der Auftreffwinkel so groß, daß das Lichtbündel totalreflektiert wird. Nach der Reflexion durchläuft das Lichtbündel das Silizium-Substrat nahezu senkrecht zur Breitseite des Substrats. Die Strahlrichtung des Mittenstrahls des totalreflektierten Bündels hängt vom Medium zwischen der Laserstirnfläche und der Stirnfläche 6 der Vertiefung 2 ab. Füllt man diese Vertiefung mit einem transpaenten Medium mit dem Brechungsindex von n0=1,5, so verläuft der Mittenstrahl des an der Stirnfläche 7 reflektierten Lichtbündels unter einem Winkel von 1,4° gegenüber der Normalen zur Breitseite des Silizium-Substrates 3.
Auf der den Vertiefungen gegenüberliegenden Breitseite ("Rückseite") des Silizium-Substrates trifft das Lichtbündel auf eine Sammellinse 8, die vorzugsweise durch reaktives Ionenstrahlätzen (RIE) direkt auf der Rückseite des Silizium-Substrates erzeugt ist. Dadurch erhält man eine hochgenaue Ausrichtung der Sammellinse 8 zu den beiden strahlumlenkenden Stirnflächen 6 und 7 auf der Vorderseite, die durch die Vorder-Rückseiten-Ausrichtung der Lithographie-Prozesse im Vielfachnutzen bei der Strukturierung des Siliziumwafers erreicht wird. Die Position der Laserdiode 1 wird durch die als Anschläge dienenden Seitenwände der Vertiefung 2 definiert. Dadurch wird die gegenseitige Position der Laserdiode 1 zur Sammellinse 8 durch lithographische Prozesse mit hoher Genauigkeit vorbestimmt. Die Sammellinse 8 fokussiert das Lichtbündel in einem Bildpunkt 9. An dem Ort des Bildpunktes 9 wird die Stirnfläche einer Faser 11 positioniert. Die Brennweite der Sammllinse 8 wird so gewählt, daß sich ein Vergrößerungsverbältnis für eine optimale Strahltransformation des Laserstrahls in einen von der verwendeten Faser 11 akzeptierten Strahl ergibt, um einen optimalen Koppelwirkungsgrad zu erreichen. Wird als Faser eine Mehrmodenfaser mit einem Kerndurchmesser von circa 45 µm verwendet, so kann auf eine aktive Justage verzichtet werden. Bei einer Einmodenfaser mit einem Kerndurchmesser von circa 10 µm ist eine aktive Justage erforderlich.
Bevorzugt wird das Sendemodul als sogenanntes Receptacle hergestellt, bei dem die Faser 11 nicht fest mit dem Modul verbunden ist, sondern Teil eines Steckers 15 ist, der lösbar und verdrehsicher in einer Aufnahme (insbesondere Buchse) 12 geführt ist. Die Aufnahme weist einen Flansch 14 auf, dessen Stirnfläche senkrecht zur Faser- und Steckerachse und parallel zu den Breitseiten des Silizium-Substrats 3 verläuft. Die axiale Position des Steckers 15 wird durch einen Anschlag 10 an der Stirnseite der Aufnahme 12 festgelegt. Zur Vermeidung von Rückreflexionen von der Faserstirnseite auf die Laserdiode 1 ist die Normale auf der Faserstirnseite gegenüber der Faserachse, wie nach dem Stand der Technik üblich, um einen Winkel δ geneigt. Üblicherweise wird für δ ein Winkel von 8° gewählt. Aufgrund des Brechungsgesetzes muß dann zwischen dem einfallenden Strahl und der Faserachse bei einem Brechungsindex des Faserkerns von nK=1,46 ein Winkel von
ε = arcsin(nK.sin δ) - δ = 3,7° (1)
eingestellt werden. Dieser Winkel läßt sich bevorzugt durch eine definierte Verschiebung der Sammellinsenmitte zur Strahlmitte (Mittenstrahl) einstellen, so daß die Aufnahme (Buchse) 12 für die Faser 11 beziehungsweise für den Stecker 15 in der Richtung der Substratnormalen verlaufen kann, was die Herstellung und Montage des Flansches 14 erleichtert. Die Strahlführung wurde beispielhaft für ein Silizium-Substrat 3 mit der Standarddicke von 525 µm und einer auf der Substratrückseite geätzten Silizium-Sammellinse 8 berechnet. Im folgenden sind die Ausgangsgrößen und Ergebniswerte aufgeführt.
Berechnungsbeispiel für ein Sendemodul:
Wellenlänge in Luft: λ = 1,55 µm
Medium zwischen Laserdiode und Si-Substrat: n0 = 1,5
Taillenradius des Laserstrahls: w0L = 2,0 µm
Taillenradius für die Einmodenfaser: w0F = 5,8 µm
erforderliche Vergrößerung für Transformation: M = 2,9
Sammellinsenradius: RL = 120 µm
Krümmungsradius der Sammellinse: RK = 350 µm
Brennweite der Sammellinse: f = 141 µm
Stegbreite zwischen den Vertiefungen 2 und 4: a = 10 µm
Tiefe der Laserdiode unter der Si-Oberfläche: t = 62,5 µm
optische Weglänge Laserdiode - Sammellinse, bezogen auf Luft: g = 189 µm
optische Weglänge Sammellinse - Faser: b = 550 µm
erreichte Vergrößerung: b/g = 2,91
Richtungswinkel des Mittenstrahls vor der Sammellinse: γi = 1,37°
Versatz Sammellinsenmitte - Strahlmitte: v = 2,7µm
Richtungswinkel des Mittenstrahls nach der Sammellinse: γn = 3,69°
Schnittwinkel der Faserstirnfläche: δ = 8,0°
Richtungswinkel nach Brechung an Faserstirnfläche: γf = 0°
In diesem berechneten Beispiel wird der Mittenstrahl des transformierten Laserstrahlbündels durch einen definierten Versatz der geätzten Silizium-Sammellinse von 2,7 µm gegenüber der Strahlmitte gerade in den erforderlichen Richtungswinkel von 3,69° umgelenkt, der für eine Faser mit einem Schnittwinkel von 8° erforderlich ist. Die Faserstirnfläche muß dabei 550 µm von der Sammellinse entfernt sein. Das Vergrößerungsverhältnis wird dann M=2,9 und ist für die Transformation eines Laserstrabls mit einem Taillenradius von 2,0 µm in einen an die Faser angepaßten Strahl mit einem Taillenradius von 5,8 µm geeignet.
Zur Aufnahme des Silizium-Substrates 3 und zur Herstellung der elektrischen Verbindungen wird ein sogenannter Leadframe verwendet.
Solche Leadframes sind gebräuchlich, um elekronische Halbleiterchips zu kontaktieren und anschließend mit einer Vergüsse zu umhüllen. Leadframes haben eine zentrale Montagefläche für den Chip und in der Peripherie dazu spinnenartig geätzte Anschlußfinger, die von einem äußeren Rahmen bis nahe an die zentrale Montagefläche heranreichen, sowie Stege, welche die zentrale Montagefläche mit dem äußeren Rahmen verbinden. Die Kontaktflächen des Chips werden durch Bondverbindungen mit den Anschlußfingern des Leadframes verbunden. Zur serienmäßigen Fertigung von Modulen werden die Leadframes in Form von Bändern eingesetzt, die automatisch den Stationen zur Chip-Bestückung und Bondung zugeführt werden. Nach der Montage und dem Vergießen der Module werden die äußeren Rahmen abgetrennt, um die Kurzschlüsse zwischen den einzelnen Leitungen zu entfernen, und die Anschlußfinger nach Bedarf gebogen. Bisher war die Montage optoelektronischer Module mit Leadframes nicht möglich, da die Lichtleitfaser bei der SMD-Montage hinderlich ist.
Das Receptacle nach der Erfindung ist daher so gestaltet, daß die Faser 11 erst nach der SMD-Montage eingesteckt zu werden braucht.
Ein weiteres Problem bei der Leadframe-Montage, insbesondere bei Sendemodulen, ist die Lichtkopplung. Dieses Problem wird durch die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale gelöst.
Durch die Erfindung läßt sich das bekannte rationelle Montageverfahren mit Leadframes auch für optoelektronische Module verwenden. Fig. 2 zeigt als erstes Beispiel ein Leadframe für die Montage eines Sendemoduls nach Fig. 1. Innerhalb eines Rahmens 20 (Leadframe) befindet sich - über Stege 21 verbunden - eine Montagefläche 22. Auf einem mittleren, abgesenkten Teil 23 dieser Montagefläche ist das Silizium-Substrat 3 mit den beiden Vertiefungen 2 und 4 montiert. Von der Grundfläche der Vertiefung 2 ist eine Leiterbahn 24 herausgeführt, die in einem Bondfleck 25 auf der Oberfläche des Silizium-Substrates 3 endet. Diese Bondfläche 25, die mit der Unterseite der Laserdiode (des Laserchips) 1 leitend verbunden ist, ist über einen Bonddraht mit einem Anschlußfinger 26 des Leadframes 20 verbunden. Ebenso werden die für die Kontaktierung der Laserdiode 1 und einer eventuell vorhandenen Monitordiode 30 erforderlichen Kontaktflächen 31 und 32 mit Anschlußfingern 27, 28 und 29 über Bonddrähte verbunden. Der Raum in der Vertiefung 2 zwischen den Stirnflächen des Laserchips 1 und den Stirnflächen der Vertiefung 2 ist mit einem für Laserlicht transparentem Medium ausgefüllt. Um eine möglichst rationelle Bondung in einer Ebene zu erreichen, ist das Silizium-Substrat 3 im abgesenkten Teil 23 der Montagefläche montiert. Die Absenkung 23 ist dabei etwa gerade so tief, wie das Silizium-Substrat dick ist.
Für die Ankopplung von Einmodenfasern, die eine sehr enge laterale Koppeltoleranz <3 µm erfordern, ist eine Justage- und Fixierungsmöglichkeit vorgesehen, die an die Leadframe-Montage angepaßt ist. Der abgesenkte Teil 23 der Montagefläche 22 hat an der der Sammellinse 8 gegenüberliegenden Stelle eine Öffnung 40 (Fig. 1), die mindestens die Größe der Sammellinse 8 aufweist. Die Montagefläche des Leadframes besteht mindestens auf der ebenen Rückseite 41 (Fig. 1) des abgesenkten Teils 23 aus einem laserschweißbaren Material wie zum Beispiel Kovar oder Edelstahl, das dort nicht wie die Anschußfinger 26-29 mit Gold beschichtet ist. Diese Rückseite 41 dient als Auflagefläche für die Flänschfläche an der Stirn des Flansches 14. Die Aufnahme 12 hat an ihrem vorderen Ende den Flansch 14, dessen Stirnfläche, die als zweite Flanschfläche dient, geringfügig kleiner ist, als die als erste Flanschfläche dienende Rückseite 41. Der Flansch 14 besteht ebenfalls aus einem laserschweißbaren Material. Bei der aktiven Justage wird die Laserdiode 1 in Betrieb genommen und der Stecker 15 in die Aufnahme 12 gesteckt. Der Flansch 14 wird mit seiner Flanschfläche parallel zur ersten Flanschfläche 41 entweder gleitend oder in sehr engem Abstand bewegt und dabei die in die Faser gekoppelte Lichtleistung gemessen.
Zweckmäßigerweise wird die Bewegung des Flansches 14 durch einen automatisierten Suchalgorithmus gesteuert zur schnellen Auffindung der optimalen lateralen Koppelposition. Die axiale Koppelposition ist wesentlich unkritischer als die laterale und kann wegen der exakten Vorpositionierung der geätzten Sammellinse zur Laserdiode 1 voreingestellt werden. Die axiale Koppelposition wird durch die Lage des Anschlages 10 (für den Stecker 15) in der Aufnahme 12 bestimmt.
Nach Erreichen der optimalen Koppelposition wird der Flansch 14 durch Laserschweißpunkte 43 mit der Rückseite 41 verschweißt. Danach kann der Stecker 15 aus der Aufnahme 12 entnommen werden und die Aufnahme 12 zum Schutz beim nachfolgenden Umhüllungsprozeß mit einer Schutzkappe versehen werden.
Zur aktiven Justage des Flansches 14 muß die Laserdiode 1 elektrisch kontaktiert werden. Dabei tritt folgendes Problem auf: Werden die Anschlußflecken der Leserdiode mit den Anschlußfingern 26 und 27 über Bonddrähte verbunden, so sind sie bis zum Abtrennen des Rahmens 20 kurzgeschlossen. Der Rahmen 20 kann nur abgetrennt werden, wenn das Modul umhüllt ist, da sonst die Anschlußfinger abfallen. Nach der Umhüllung ist aber die Rückseite 41 nicht mehr frei oder diese Fläche müßte zunächst freigehalten und nach der Flanschfixierung umhüllt werden, was mit erheblichem Mehraufwand verbunden wäre.
Daher wird folgender Verfahrensablauf vorgeschlagen: Die Justierung und Fixierung des Flansches 14 erfolgt vor dem Bondvorgang für die Leseranschlüsse. Die Apparatur zur automatischen Flanschjustage und -fixierung (Justage- und Fixierstation) enthält eine Aufnahmevorrichtung, in die das Leadframe mit montiertem Sili­ zium-Substrat 3 und Laserchip 1 so eingelegt werden kann, daß die Seite mit dem Laserchip nach unten gerichtet ist und die andere Seite nach oben.
Die Aufnahmevorrichtung weist den Kontaktflächen der Leserdiode gegenüberliegende Kontaktstifte auf, über die während der Justage der Laserbetriebsstrom geführt wird. Da bei Serienproduktion viele Leadframes nebeneinander als Band angeordnet sind, können sie leicht automatisch in die Justage- und Fixierstation geführt und dort über die Kontaktstifte kontaktiert werden. In der Justage- und Fixierstation muß dann nur noch zu jedem Modul der Flansch 14 zugeführt werden, zweckmäßigerweise aus einem Magazin. Die für die Laserlichtdetektion erforderliche Faser 11 mit Stecker 15 kann für alle zu justierenden Module die gleiche sein und fest mit einem Lichtdedektor der Justage- und Fixierstation verbunden sein, wobei der Stecker automatisch in die jeweilige Aufnahme 12 eingeführt wird. Auf diese Weise ist nicht nur der Justage- und Fixierungsvorgang automatisierbar, sondern auch die Zuführung der Bauteile.
Nach Durchlaufen der Justage- und Fixierstation werden die Bondverbindungen hergestellt und anschließend das umhüllende Material (Umhüllung) 50 angebracht. Zweckmäßigerweise kann diese Umhüllung wie üblich aus einer inneren Umhüllung 70 und einer äußeren Umhüllung 50 bestehen (Fig. 1). Die innere Umhüllung 70, die den Bereich der Bondrähte abdeckt, besteht zum Schutz der Bonddrähte aus einem weicheren Material. Die äußere Umhüllung 50, die später den mechanischen Schutz bewirken soll, besteht aus einem festeren Material. Danach wird der Rahmen 20 entfernt, indem die Stege 21 an Markierungen 21a und die Anschlußfinger 26 bis 29 an Markierungen 26a bis 29a durchgetrennt werden. Die Anschlußfinger 26 bis 29 werden an der Unterseite der Umhüllung 50 rechtwinklig abgebogen, so daß sie in Aussparungen 51 (Fig. 1 und 4) zu liegen kommen. Diese Aussparungen 51 sind entsprechend der Dicke der Anschlußfinger gerade so tief, daß diese nicht über die Kontur der Umhüllung 50 hinausragen. An der Kante zur seitlichen Fläche 52 werden die Anschlußfinger rechtwinklig nach oben gebogen, so daß sie an der Fläche 52 anliegen und noch einige Millimeter nach oben ragen. Man erhält auf diese Weise einen quaderförmigen Klotz, der etwa in der Mitte senkrecht nach unten ragende Stifte aufweist, gebildet durch die Stege 21. Diese Stifte 21 werden in Bohrungen 61 einer Leiterplatte 60 hineingesteckt und auf der Unterseite der Leiterplatte mit Hilfe von Lot 62 mit einer Masseleiterbahn 64 verlötet. Die Auflagefläche 53 der Umhüllung 50 ist abgesehen von den Ausnebmungen 51, in denen die Anschlußfinger 26-29 verlaufen, eben, so daß das gezeigte Modul fast ganzflächig auf der Oberseite 63 der Leiterplatte 60 aufliegen kann.
Durch das ganzflächlge Aufliegen des Moduls und die Durchstedkhalterung in der Mitte der Unterseite wird eine hohe mechanische Stabilität der Befestigung erreicht, die für die Steckvorgänge in der Aufnahme 12 erforderlich ist. Die elektrische Kontaktierung der Anschlußfinger 26-29 mit Leiterbahnen 76 bis 79 auf der Oberseite 63 der Leiterplatte 60 geschieht wie beim SMD-Verfahren gebräuchlich über Lötstellen 72. Die elektrischen Verbindungen der Anschlußfinger 26-29 sind auch bei starker mechanischer Belastung des Moduls bei Steckvorgängen von mechanischen Beanspruchungen weitgehend entkoppelt, da eine eventuelle Kippung des Moduls durch die Federwirkung der langen Anschlußfinger aufgefangen wird.
Die Fig. 3 zeigt das Modul von der Stirnseite nach dem Umhüllen und nach dem Bearbeiten der Anschlußfinger und Stege in einem Querschnitt in der Ebene des Leadframes. Fig. 4 zeigt das Modul von außen mit der im Querschnitt dargestellten Leiterplatte 60.
In einer zweiten Version werden für die Montage zwei Leadframes verwendet, die sandwichförmig angeordnet sind. Ein Ausführungsbeispiel hierzu ist in Fig. 5 dargestellt. Ein erster Leadframe 100 enthält dabei die Montagefläche 122 zur Aufnahme des Silizium-Substrates 3 mit den Vertiefungen 2 und 4, des Laserchips 1 (vergleiche Fig. 1) und eventuell der Monitordiode 30 (vergleiche Fig. 2). Die Montagefläche 122 ist über Stege 121 mit einen Rahmen 120 verbunden. Hier kann auf eine Absenkung des inneren Bereiches der Montagefläche wie im ersten Ausführungsbeispiel verzichtet werden. Ein zweiter Leadframe 200 enthält nur die Anschlußfinger 26 bis 29. Der Rahmen 220 des zweiten Leadframes 200 wird dabei zu dem Rahmen 120 des ersten Leadframes 100 über Raststrukturen 201 und 101 ausgerichtet. Beide Leadframes haben im mittleren Bereich einen Abstand voneinander, der der Dicke des Silizium-Substrates entspncht. Die Stege 121 sind entprechend diesem Abstand gekröpft. Die Verwendung zweier Leadframes 100 und 200 hat gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel den Vorteil, daß für die beiden Leadframes entsprechend ihren unterschiedlichen Aufgaben verschiedene Materialien und Materialstärken verwendet werden können. Das Leadframe 100, das die Montagefläche und die Stege 121 trägt, sollte aus Stabilitätsgründen eine größere Materialstärke haben. Außerdem muß es aus einem laserschweißbaren Material wie Kovar oder Edelstahl bestehen. Das Leadframe 200, das die Anschlußfinger trägt, sollte dünner sein, da diese später umgebogen werden müssen. Außerdem muß seine Oberfläche vergoldet sein, da darauf gebondet und gelötet werden muß.
Zunächst wird der erste Leadframe 100 bestückt urid wie für die erste Version beschrieben über Kontaktstifte in der Justagevorrichtung kontaktiert und automatisch aktiv justiert. Danach wird das Band mit den zweiten Leadframes 200 hinzugefügt und mit den Raststrukturen 201 auf dessen Rahmen 220 in den Raststrukturen 101 auf dem Rahmen 120 des ersten Leadframbandes eingerastet, so daß beide zueinander ausgerichtet sind für die anschließende Herstellung der Bondverbindungen der Anschußflecken auf dem Silizium-Substrat mit den Anschlußfingern. Die weitere Bearbeitung, Bonden, Vergießen, Stutzen und Umbiegen der Anschlußfinger erfolgt wie für die erste Version beschrieben.

Claims (5)

1. Elektrooptisches Modul mit
  • - einer elektrischen Schnittstelle in Gestalt elektrischer Anschlüsse (25);
  • - einer optischen Schnittstelle, geeignet für eine optische Faser (11);
  • - einem tafelförmigen Substrat (3, 303, 403) aus Silizium, das auf einer seiner beiden Breitseiten zwei anisotrop geätzte Vertiefungen (2, 4) in einer kristallograqphischen (100)-Ebene aufweist;
  • - mit einem Wandler (1, 301, 401) in der ersten Vertiefung (2), der elektrisch kontaktiert ist,
    wobei die zweite Vertiefung (4) eine totalreflektierenden Stirnfläche (7) aufweist und ein optischer Strahlverlauf vorgesehen ist, bei welchem die optischen Strahlen im Betrieb die Oberfläche derjenigen Breitseite des Substrates (3, 303) kreuzen, die der optischen Schnittstelle zugewandt ist, und im Betrieb der Mittenstrahl an einer Stirnfläche (6) der erstgenannten Vertiefung (2) gebrochen und an der totalreflektierenden Stirnfläche (7) reflektiert wird urid die Oberfläche der zweiten Breitseite durchdringt,
    dadurch gekennzeichnet, daß sich dort auf der zweiten Breitseite eine Sammellinse (8) befindet.
2. Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinse (8) direkt auf der zweiten Breitseite erzeugt ist.
3. Modul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Achse der Sammellinse (8) quer zum Mittenstrahl so verschoben ist, daß die Richtung des Mittenstrahls innerhalb der Sammellinse stärker von der Richtung der Normalen auf der zweiten Breitseite abweicht als jenseits der konvexen Begrenzungsfläche, welche die Sanmellinse (8) auf der Seite begrenzt, die der zweiten Breitseite abgewandt ist.
4. Modul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (1) eine kantenemittierende Laserdiode (1) ist.
5. Modul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (401) in der Vertiefung (2) mit einer transparenten Abdeckung versehen ist.
DE19718949A 1997-05-05 1997-05-05 Elektrooptisches Modul Withdrawn DE19718949A1 (de)

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