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WO2000065394A1 - Elektro-optisches wandlerbauteil und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Elektro-optisches wandlerbauteil und verfahren zu seiner herstellung Download PDF

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WO2000065394A1
WO2000065394A1 PCT/IB2000/000517 IB0000517W WO0065394A1 WO 2000065394 A1 WO2000065394 A1 WO 2000065394A1 IB 0000517 W IB0000517 W IB 0000517W WO 0065394 A1 WO0065394 A1 WO 0065394A1
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WO
WIPO (PCT)
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module
electro
converter
optical
pins
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/IB2000/000517
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Rooseboom
Jürgen Bauer
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.)
TE Connectivity Solutions GmbH
Original Assignee
Tyco Electronics Logistics AG
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 Tyco Electronics Logistics AG filed Critical Tyco Electronics Logistics AG
Publication of WO2000065394A1 publication Critical patent/WO2000065394A1/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G02B6/4292—Coupling light guides with opto-electronic elements the light guide being disconnectable from the opto-electronic element, e.g. mutually self aligning arrangements
    • G02B6/4293—Coupling light guides with opto-electronic elements the light guide being disconnectable from the opto-electronic element, e.g. mutually self aligning arrangements hybrid electrical and optical connections for transmitting electrical and optical signals

Definitions

  • the invention relates to a converter component for the connection of optical fibers to an electrical circuit and method for its production, in which an electro-optical module is attached to a metallic carrier grid (lead frame) which has connecting pins on the foot side, in which the carrier grid at least in the area of the electro-optical module attached to it, is embedded in a molded body made of moldable transparent material, which has at least one functional surface serving for optical coupling, in which the module component consisting of the carrier grid including the electro-optical module and the molded body is designed as a Transducer module is at least partially provided with a fixed frame-like outer structure and in which the electro-optical module of the module component has a unique position with respect to the outer geometry of its frame-like outer structure.
  • Transducer components of this type are specified in the earlier application 19842687.9. They are usually installed in pin strips, to which socket strips can be connected, in which optical fibers are held. For a good coupling between the transducer components and the optical waveguides assigned to them, a very precise adjustment of the transducer components with respect to the optical axis of the optical waveguides connected to them is necessary. This in turn requires precise adjustment of the converter components in the pin header mentioned. Because the transducer components are at least partially provided with a frame-like outer structure made of a plastic, in which very small manufacturing tolerances can be maintained, the actual transducer consisting of a diode can be placed in a defined position with high accuracy with respect to the outer surfaces of these outer
  • BKT ⁇ TIGUMGSOPIE Bring structure.
  • the transducer component can be quickly and easily brought into a precise position with respect to the optical waveguide assigned to it without active adjustment.
  • the frame-like outer structure is a module housing made of a plastic with very narrow manufacturing tolerances, on the underside of which the module component is positively inserted except for its connecting pins.
  • the wide front of the module housing is already provided with a socket-like connection opening for an optical fiber.
  • the adjustment with regard to the optical waveguide assigned to the converter component is thus limited here to the insertion of the module component into the module housing.
  • a position of the actual converter consisting of a diode with respect to the plug-type connection opening of the module housing is defined with high accuracy.
  • An adjustment of whatever kind can be omitted when inserting such converter components into a pin header, since in this case the pin header does not require a socket header for the optical fibers.
  • the invention is based on the object of specifying further solutions for the already proposed converter modules which further improve large-scale industrial simple and inexpensive installation in devices and devices for transmitting messages and data when used two or more times.
  • This object is achieved according to the invention in that two or more module components are combined next to one another by a common frame-like external structure to form a single design in the form of a multi-converter module.
  • the invention is based on the finding that the assembly advantages which result in converter components with a frame-like outer structure made of a plastic with narrow manufacturing tolerances are present in the same way in converter components in which two or more module components are combined in one structural unit. Another advantage is that considerably fewer components have to be handled during assembly.
  • a first preferred embodiment for a multi-converter module is in claim 2, advantageous developments thereof are given in claims 3 to 9 and suitable methods for its production in claims 10 and 11.
  • FIG. 4 shows the view of a multi-converter module of a first embodiment for two module components still without a molded body
  • FIG. 5 shows the view of a multi-converter module for six module components in a first embodiment without a molded body
  • FIG. 7 shows the converter module in FIG. 6 in a longitudinal section
  • FIG. 8 shows the module housing of the transducer module in FIG. 6 in longitudinal section with a molding surface and a plug-in part
  • FIG. 9 is a perspective view of a multi-converter module for three or more module components in a second embodiment.
  • Electro-optical converter components are located in devices and devices for the transmission of messages and data at an interface between the actual electrical circuit of a device and an optical connector.
  • This interface is a pin header.
  • Fig. 1 shows a hybrid pin header 1, which has both electrical plug connections 3 and a plug connection device 4 for optical fibers and other electrical connecting lines on its front side 2.
  • an electro-optical transducer component 6 is inserted into the hybrid pin header 1, the bottom-side connector pins 7 and 8 of which come down from the hybrid Stick out pin header 1.
  • the downward bent connecting pins 9 of the plug connections 3 and further downwardly bent connecting pins 10 of the plug connection device 4 protrude from the rear side 5 of the hybrid pin strip 1.
  • Hy ⁇ brid pin header 1 With their terminal pins' 7, 8, 9 and 10, the Hy ⁇ brid pin header 1 is connected to these mating terminals connected on a in Fig. 1, not shown printed circuit board.
  • a socket-shaped holder 11 for fastening screws is formed on its rear side 5 on both sides.
  • the converter module 12 already shown in perspective in FIG. 2 and in a longitudinal section in FIG. 3 consists of a carrier grid 13 with foot-side connecting pins 7 and 8, of which the connecting pins 7 straight connecting pins and the connecting pins 8 by double opposite Bending straight pins 7 into laterally offset pins 8 are modified.
  • the electro-optical module 14 fastened to the carrier grid 13 consists of a diode 15 for transmission or reception, which is held on the carrier grid 13 via a base 16, and a control logic chip 17.
  • the carrier grid 13 is in the region of the fastening of the electro-optical module 14 embedded in a molded body FK made of a transparent plastic.
  • the molded body FK has on the side of the electro-optical module 14 in the area of
  • Diode 15 has an optical coupling functional surface F, which is designed here as a smooth stop surface.
  • a frame-like outer structure made of a plastic with narrow manufacturing tolerances in the order of magnitude of 0.02 mm is injection molded onto the module component M consisting of the carrier grid 13, the electro-optical module 14 and the molded body FK.
  • the outer structure consists of a crossbeam 18 on the head side with beveled side surfaces 19 and a crossbeam 20 on the foot side.
  • the crossbeam 20 on the foot side is dimensioned in height H and in its cross section in such a way that that it fully encompasses the offset connecting pins 8 in the region of their bending section 21.
  • the foot-side crossbeam 20 can alternatively also be reduced in height to the height H1, at which it has a rectangular cross section. This creates the possibility, even after the crossbars 18 and 20 have been molded onto the already finished converter module 12, to bend straight connecting feet 7 into offset connecting feet 8 if necessary. It should also be mentioned that the foot-side crossbeam 20, as shown in FIG. 2, has a horizontal groove-like recess 22 on both end faces, which will be discussed in more detail in the description of FIG. 4.
  • FIG. 4 and 5 show multi-converter modules 23 and 24, of which the multi-converter module 23 in FIG. 4 has two and the multi-converter module 24 in FIG. 5 have six module components M arranged in a row next to one another, which by injection molding a common crossbeam 18 and a common crossbeam 20 are combined into a single design.
  • the crossbeams 18 and 20 are connected here to stiffen the multi-converter modules 23 and 24 via webs 25, which are each located between two module components M.
  • the crossbar 18 on the head side of the multi-transducer modules 23 and 24 is provided with at least one cutout 26 which serves to guide it in automatic placement machines and which is oriented perpendicularly to the extent of the crossbar 18.
  • the recess 26 has a cross-section which tapers conically from the outside inwards and has in its central part a saddle-shaped elevation 27, the saddle edge of which extends in the extension of the crossbar 18. As indicated in the multi-converter module 23 shown in FIG. 4, these can be connected to a pin strip with latching hooks 28 for their integration be provided.
  • the latching hooks 28 are integrally formed on the two end faces 29 of the cross beam 20 on the foot side.
  • the end faces 30 of the head-side transverse bar 18 as the reference surfaces and the groove-like recesses 22 in the end faces 29 of the lower transverse beam 20 as Refe rence ⁇ can serve points.
  • the right end face 30 of the head-side crossbar 18 is used as a reference surface for the alignment of the diodes 15 in the horizontal direction.
  • the groove-like recesses such as the double arrow indicates ⁇ P3 for the orientation of the diodes 15 in the vertical direction, 22 used in the end faces 29 of the lower transverse beam 20th
  • Carrier grids 13 (leadframes) are initially punched out from a galvanized metal strip with connecting webs which are still required, and the straight connecting pins 7 at the base thereof are possibly partially bent into offset connecting pins 8 already after this method step.
  • Carrier grids 13 for two or more module components M are then extrusion-coated with their common frame-like outer structure, consisting of two crossbeams arranged one above the other and connected by webs 25, namely a crossbeam 18 on the head side and a crossbeam 20 on the foot side.
  • the electro-optical modules 14, namely the diodes 15 via their bases 16 and the control logic chips 17, are attached to the carrier grids 13 and contacted with the connecting lines assigned to them on the carrier grids 13.
  • the unique positioning of the diodes 15 to the intended reference surfaces or reference points of the outer geometry the crossbar 18 and / or 20 fixed.
  • the overmolded support grids 13 with their electro-optical modules 14 are each embedded in a molded body FK made of moldable transparent material with at least one functional surface F serving for optical coupling, for example a lens or a stop surface.
  • the connecting webs initially still present on the punched-out support grids 13 are punched out of the support grids 13 either after the outer structure has been molded on or after the support grids 13 have been embedded with the electroptic modules 14 into the molded body FK.
  • FIG. 6 and FIG. 7 show, in perspective and in longitudinal section, a further converter module 31, likewise already proposed, which makes use of the same module component M as the converter module 12 shown in FIGS. 2 and 3.
  • the frame-like external structure is a module housing 33 which is open on its underside 32.
  • the module component M with its molded body FK is embedded in a form-fitting manner in the module housing 33.
  • the foot-side connecting pins 7 and 8 protrude from the module housing 33 on the underside 32.
  • the module housing 33 On its front side 34, the module housing 33 has a plug-type connector opening 35 for an optical waveguide, not shown in the drawing.
  • the diode 15 of the module component M is positioned exactly on the side of the connection opening 35 in the axis A of the plug-type connection opening 35.
  • the functional surface F on the molded body side of the module component M which is a lens here, covers the connection opening 35 on the inside of the module housing 33.
  • the module housing 33 serves as a casting mold.
  • the plug-like connection opening 35 of the module housing 33 must be closed with a plug-in part 36.
  • the plug-in part 36 has on its front face 37 a molded before AF to produce the functional surface F serving for optical coupling on the molded body FK of the module component M.
  • the converter module 31 shown in FIGS. 6 to 8 can also, as shown in FIG. 9, advantageously be designed as a multi-converter module 38 in that a multi-module housing 39 is provided, into which two or more modular components M are positively embedded.
  • the multi-module housing 39 can be provided on the outside on its two side walls 40 with latching hooks 41 for its integration into a pin header.
  • the multi-converter module 38 described with reference to FIG. 9 can be produced inexpensively in mass production.
  • Carrier grids 13 (leadframes) are initially punched out of a galvanized metal strip with connecting webs which are still present, and their straight connecting pins 7 are partially bent into offset connecting pins 8 after this method step.
  • the electro-optical modules 14, namely the diodes 15 via their bases 16 and the control logic chips 17, are fastened to the carrier grids 13 and contacted with the connecting lines assigned to them on the carrier grids 13.
  • the carrier grids 13 with their electro-optical modules 14 for two or more module components M are inserted side by side into the multi-module housing 39 which is open on its underside 32 and with their diodes 15 each exactly in the axis A of the one associated with them on the multi-module housing 39 positioned like connector opening 35.
  • the carrier grids 13 with their electro-optical modules 14 are embedded using the multi-module housing 39 as a casting mold in molded body FK made of moldable transparent material, each with a functional surface F serving for optical coupling, for example a lens.
  • the socket-like connection openings 35 of the multi-module housing 39 are each formed with a shaping surface AF during their manufacture. pointing plug 36 closed.
  • the connecting webs still present on the carrier grids are punched out.

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Abstract

Wandlerbauteil für den Anschluss von Lichtwellenleitern an eine elektrische Schaltung, sowie Herstellungsverfahren hierfür, bei dem ein elektro-optischer Modul (14) an einem metallischen Trägergitter (13) (Leadframe) befestigt ist, der in einen Formkörper (FK) aus formbaren transparenten Material eingebettet ist, bei dem das aus dem Trägergitter (13) einschließlich des elektro-optischen Moduls (14) und des Formkörpers (FK) bestehende Modulbauteil (M) in Ausführung eines Wandlerbausteins (12, 31) wenigstens teilweise mit einer festen rahmenartigen Aussenstruktur versehen ist und bei dem zwei oder mehr solcher Modulbauteile (M) nebeneinander durch eine ihnen gemeinsame rahmenartige Aussenstruktur zu einer einzigen Bauform in Gestalt eines Multi-Wandlerbausteins (23, 24, 38) vereinigt sind.

Description

Beschreibung
Elektro-optisches Wandlerbauteil und Verfahren zu seiner Her¬ stellung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Wandlerbauteil für den Anschluß von Lichtwellenleitern an eine elektrische Schaltung und Verfahren zu seiner Herstellung, bei dem ein elektro- optischer Modul an einem metallischen Trägergitter (Leadfra- me) befestigt ist, das fußseitige Anschlußstifte aufweist, bei dem das Trägergitter wenigstens im Bereich des hieran befestigten elektro-optischen Moduls in einen Formkörper aus formbarem transparenten Material eingebettet ist, der wenigstens eine der optischen Kopplung dienende Funktionsfläche aufweist, bei dem das aus dem Trägergitter einschließlich dem elekto-optischen Modul und dem Formkörper bestehende Modulbauteil in Ausführung eines Wandlerbausteins wenigstens teilweise mit einer festen rahmenartigen Außenstruktur versehen ist und bei dem der elektro-optische Modul des Modulbauteils eine eindeutige Position zur Außengeometrie seiner rahmenartigen Außenstruktur aufweist.
Wandlerbauteile dieser Art sind in der älteren Anmeldung 19842687.9 angegeben. Sie werden üblicherweise in Stiftlei- sten eingebracht, an die Buchsenleisten anschließbar sind, in denen Lichtwellenleiter gehaltert sind. Für eine gute Kopplung zwischen den Wandlerbauteilen und den ihnen zugeordneten Lichtwellenleitern ist eine sehr genaue Justage der Wandlerbauteile hinsichtlich der optischen Achse der mit ihnen ver- bundenen Lichtwellenleiter erforderlich. Dies wiederum bedingt einen genaue Justage der Wandlerbauteile in der erwähnten Stiftleiste. Dadurch, daß die Wandlerbauteile wenigstens teilweise mit einer rahmenartigen Außenstruktur aus einem Kunststoff versehen werden, bei dem sehr kleine Fertigungsto- leranzen eingehalten werden können, läßt sich der eigentliche aus einer Diode bestehende Wandler mit hoher Genauigkeit in eine definierte Lage bezüglich der Außenflächen dieser Außen-
BKTÄTIGUMGSOPIE Struktur bringen. In gleicher Weise kann dann durch Einfügen eines solchen Wandlerbauteils in die hierfür vorgesehene Hal- terung an einer Stiftleiste das Wandlerbauteil schnell und einfach ohne aktive Justage in eine präzise Lage bezüglich des ihm zugeordneten Lichtwellenleiters gebracht werden.
Durch die weitere ältere Anmeldung 19909242.7 ist auch bereits ein Wandlerbauteil vorgeschlagen worden, bei dem die rahmenartige Außenstruktur ein an seiner Unterseite offenes Modulgehäuse aus einem Kunststoff mit sehr engen Fertigungstoleranzen ist, in das das Modulbauteil bis auf seine Anschlußstifte formschlüssig eingefügt ist. Das Modulgehäuse ist an seiner breiten Vorderseite bereits mit einer steck- buchsenartigen Anschlußöffnung für einen Lichtwellenleiter versehen. Die Justage hinsichtlich des dem Wandlerbauteil zugeordneten Lichtwellenleiters beschränkt sich damit hier auf das Einfügen des Modulbauteils in das Modulgehäuse. Bei dieser Justage wird eine mit hoher Genauigkeit definierte Lage des eigentlichen aus einer Diode bestehenden Wandlers hin- sichtlich der steckbuchsenartigen Anschlußöffnung des Modul- gehäuses hergestellt. Eine Justage, welcher Art auch immer, kann beim Einsetzen solcher Wandlerbauteile in eine Stiftleiste entfallen, da die Stiftleiste in diesem Falle ohne Buchsenleiste für die Lichtwellenleiter auskommt.
In vielen Anwendungsfällen für solche Wandlerbauteile in Geräten für die Daten- und Nachrichtenübertragung werden zwei oder mehr Wandlerbauteile benötigt. Es sei hier nur auf den paarweisen Einbau von Sender- und Empfängerdioden, beispiels- weise bei Auto-HiFi-Anwendungen, hingewiesen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die geschilderten bereits vorgeschlagenen Wandlerbausteine weitere Lösungen anzugeben, die eine großindustrielle einfache und kosten- günstige Montage in Geräten und Einrichtungen der Nachrichten- und Datenübertragung bei zwei oder mehrfacher Verwendung weiter verbessert. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß nebeneinander zwei oder mehr Modulbauteile durch eine ihnen gemeinsame rahmenartige Außenstruktur zu einer einzigen Bau- form in Gestalt eines Multi-Wandlerbausteins vereinigt sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich die bei Wandlerbauteilen mit rahmenartiger Außenstruktur aus einem Kunststoff mit engen Fertigungstoleranzen ergebenden Montage- vorteile in gleicher Weise bei Wandlerbauteilen vorhanden sind, bei denen zwei oder mehr Modulbauteile in einer Baueinheit zusammengefaßt werden. Ein weiterer Vorteil ist, daß bei der Montage mit wesentlich weniger Bauteilen umgegangen werden muß .
Eine erste bevorzugte Ausführungsform für einen Multi-Wand- lerbaustein ist im Anspruch 2, vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den Ansprüchen 3 bis 9 und geeignete Verfahren für seine Herstellung in den Ansprüchen 10 und 11 ange- geben.
Im Anspruch 12 ist eine zweite bevorzugte Ausführungsform für einen Multi-Wandlerbaustein, im Anspruch 13 eine zweckmäßige Ausgestaltung und im Anspruch 14 ein geeignetes Verfahren für die Herstellung dieser zweiten Ausführungs orm angegeben.
Anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden. In der Zeichnung bedeuten
Fig. 1 eine Hybrid-Stiftleiste in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 ein bereits vorgeschlagener Wandlerbaustein in per- spektivischer Darstellung, Fig. 3 der Wandlerbaustein in Fig. 2 in einem Längs¬ schnitt,
Fig. 4 die Ansicht eines Multi-Wandlerbausteins einer er- sten Ausführungsform für zwei Modulbauteile noch ohne Formkörper,
Fig. 5 die Ansicht eines Multi-Wandlerbausteins für sechs Modulbauteile in einer ersten Ausführungsform noch ohne Formkörper,
Fig. 6 ein weiterer bereits vorgeschlagener Wandlerbaustein in perspektivischer Darstellung,
Fig. 7 der Wandlerbaustein in Fig. 6 in einem Längsschnitt,
Fig. 8 das eine Gießform abgebende Modulgehäuse des Wandlerbausteins in Fig. 6 im Längsschnitt mit einem eine Anformfläche aufweisenden Steckteil,
Fig. 9 die Ansicht eines perspektivisch dargestellten Multi-Wandlerbausteins für drei oder mehr Modulbauteile in einer zweiten Ausführungsform.
Elektro-optische Wandlerbauteile befinden sich bei Geräten und Einrichtungen für die Nachrichten- und Datenübertragung an einer Schnittstelle zwischen der eigentlichen elektrischen Schaltung eines Gerätes und einem optischen Steckverbinder. Diese Schnittstelle ist eine Stiftleiste. Fig. 1 zeigt eine Hybrid-Stiftleiste 1, die an ihrer Vorderseite 2 sowohl elektrische Steckeranschlüsse 3 als auch eine Steckanschlußvorrichtung 4 für Lichtwellenleiter und weitere elektrische Anschlußleitungen aufweist. In die Rückseite 5 ist auf seiten der Steckanschlußvorrichtung 4 ein elektro-optisches Wandlerbauteil 6 in die Hybrid-Stiftleiste 1 eingefügt, dessen fuß- seitigen Anschlußstifte 7 und 8 nach unten aus der Hybrid- Stiftleiste 1 herausragen. Weiterhin ragen aus der Rückseite 5 der Hybrid-Stiftleiste 1 die nach unten abgebogenen An- schlußstifte 9 der Steckeranschlüsse 3 und weitere nach unten abgebogene Anschlußstifte 10 der Steckanschlußvorrichtung 4 heraus. Mit ihren Anschlußstiften' 7 , 8, 9 und 10 wird die Hy¬ brid-Stiftleiste 1 mit diesen zugehörigen Anschlüssen auf einer in Fig. 1 nicht dargestellten Leiterplatte verbunden. Für die Befestigung der Hybrid-Stiftleiste 1 auf einer Leiterplatte ist an ihrer Rückseite 5 auf beiden Seiten eine buch- senförmige Halterung 11 für Befestigungsschrauben angeformt.
Der in Fig. 2 in Perspektive und in Fig. 3 in einem Längsschnitt dargestellte bereits vorgeschlagene Wandlerbaustein 12 besteht aus einem Trägergitter 13 mit fußseitigen An- schlußstiften 7 und 8, von denen die Anschlußstifte 7 gerade Anschlußstifte und die Anschlußstifte 8 durch zweifaches ge- gensinniges Umbiegen gerader Anschlußstifte 7 in seitlich versetzte Anschlußstifte 8 abgeändert sind. Der am Trägergitter 13 befestigte elekto-optische Modul 14 besteht aus einer Diode 15 für Senden oder Empfang, die über einen Sockel 16 am Trägergitter 13 gehaltert ist sowie einem Steuerlogik-Chip 17. Das Trägergitter 13 ist im Bereich der Befestigung des elektro-optischen Moduls 14 in einen Formkörper FK aus einem transparenten Kunststoff eingebettet. Der Formkörper FK weist auf seiten des elektro-optischen Moduls 14 im Bereich der
Diode 15 eine der optischen Kopplung dienende Funktionsflache F auf, die hier als glatte Anschlagfläche ausgeführt ist.
An dem aus dem Trägergitter 13, dem elekto-optischen Modul 14 und dem Formkörper FK bestehenden Modulbauteil M ist eine rahmenartige Außenstruktur aus einem Kunststoff mit engen Fertigungstoleranzen in der Größenordung von 0,02 mm angespritzt. Die Außenstruktur besteht aus einem kopfseitigen Querbalken 18 mit abgeschrägten Seitenflächen 19 und einem fußseitigen Querbalken 20. Der fußseitige Querbalken 20 ist dabei in seiner Höhe H und in seinem Querschnitt so bemessen, daß er die versetzten Anschlußstifte 8 im Bereich ihres Biegeabschnitts 21 voll umfaßt.
Es ist noch darauf hinzuweisen, daß der fußseitige Querbalken 20 alternativ auch in seiner Höhe auf die Höhe Hl reduziert sein kann, bei der er einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, auch nach dem Anspritzen der Querbalken 18 und 20 am bereits fertigen Wandlerbaustein 12 gerade Anschlußfüße 7 bei Bedarf in versetzte Anschlußfüße 8 umzubiegen. Zu erwähnen ist auch noch, daß der fußseitige Querbalken 20, wie Fig. 2 zeigt, auf beiden Stirnseiten eine waagrechte nutartige Aussparung 22 aufweist, auf die bei der Beschreibung der Fig. 4 noch näher eingegangen wird.
Fig. 4 bzw. 5 zeigen Multi-Wandlerbausteine 23 bzw. 24, von denen der Multi-Wandlerbaustein 23 in Fig. 4 zwei und der Multi-Wandlerbaustein 24 in Fig. 5 sechs in einer Reihe nebeneinander angeordnete Modulbauteile M aufweisen, die durch Anspritzen eines ihnen gemeinsamen kopfseitigen Querbalkens 18 und eines ihnen gemeinsamen fußseitigen Querbalkens 20 zu einer einzigen Bauform vereinigt sind. Die Querbalken 18 und 20 sind hier zur Versteifung der Multi-Wandlerbausteine 23 und 24 über Stege 25 miteinander verbunden, die sich jeweils zwischen zwei Modulbauteilen M befinden.
Der kopfseitige Querbalken 18 der Multi-Wandlerbausteine 23 und 24 ist mit wenigstens einer ihrer Führung in Bestückungsautomaten dienenden Aussparung 26 versehen, die senkrecht zur Erstreckung des Querbalkens 18 ausgerichtet ist. Die Aussparung 26 hat einen sich von außen nach innen konusförmig verjüngenden Querschnitt und weist in ihrem Mittelteil eine sattelförmige Erhöhung 27 auf, deren Sattelkante in Erstreckung des Querbalkens 18 verläuft. Wie bei dem in Fig. 4 darge- stellten Multi-Wandlerbaustein 23 angedeutet ist, können diese für ihre Einbindung in eine Stiftleiste mit Rasthaken 28 versehen sein. Die Rasthaken 28 sind hier an den beiden Stirnseiten 29 des fußseitigen Querbalkens 20 angeformt.
Durch die genaue Maßhaltigkeit der Außenflächen und Außenkan- ten der an die Modulbauteile M angespritzten Querbalken 18 und 20 lassen sich diese als Referenz bei der Herstellung der Multi-Wandlerbausteine 23 bzw. 24 verwenden. Wie Fig. 4 zeigt, können die Stirnseiten 30 des kopfseitigen Querbalkens 18 als Referenzflächen und die nutartigen Aussparungen 22 in den Stirnseiten 29 des fußseitigen Querbalkens 20 als Refe¬ renzpunkte dienen. Wie die Doppelpfeile Pl und P2 andeuten, ist die rechte Stirnseite 30 des kopfseitigen Querbalkens 18 als Referenzfläche für die Ausrichtung der Dioden 15 in horizontaler Richtung verwendet. Für die Ausrichtung der Dioden 15 in vertikaler Richtung werden, wie der Doppelpfeil P3 an¬ deutet, die nutartigen Ausnehmungen 22 in den Stirnseiten 29 des fußseitigen Querbalkens 20 verwendet.
Die anhand der Fig. 4 und 5 beschriebenen Multi-Wandlerbau- steine 23 und 24 lassen sich in der Massenfertigung kostengünstig herstellen. Dabei werden zunächst aus einem galvanisierten Metallband Trägergitter 13 (Leadframe) mit zunächst noch erforderlichen Verbindungsstegen ausgestanzt, und deren fußseitigen geraden Anschlußstifte 7 gegebenenfalls bereits nach diesem Verfahrensschritt teilweise in versetzte Anschlußstifte 8 umgebogen. Dann werden jeweils Trägergitter 13 für zwei oder mehr Modulbauteile M mit der ihnen gemeinsamen rahmenartigen Außenstruktur, bestehend aus zwei übereinander angeordneten, durch Stege 25 verbundenen Querbalken, nämlich einen kopfseitigen Querbalken 18 und einen fußseitigen Querbalken 20, umspritzt. Anschließend werden die elektro- optischen Module 14, nämlich die Dioden 15 über ihren Sockeln 16 und die Steuerlogik-Chips 17, auf den Trägergittern 13 befestigt und mit den ihnen auf den Trägergittern 13 zugeordne- ten Anschlußleitungen kontaktiert. Dabei wird gleichzeitig die eindeutige Positionierung der Dioden 15 zu den vorgesehenen Referenzflächen bzw. Referenzpunkten der Außengeometrie der Querbalken 18 und/oder 20 festgelegt. Abschließend werden die umspritzten Tragergitter 13 mit ihren elektro-optischen Modulen 14 jeweils in einen Formkorper FK aus formbarem transparenten Material mit wenigstens einer der optischen Kopplung dienenden Funktionsflache F, beispielsweise eine Linse oder eine Anschlagtlache, eingebettet.
Die an den ausgestanzten Tragergittern 13 zunächst noch vorhandenen Verbindungsstege werden entweder nach dem Anspritzen der Außenstruktur oder aber nach dem Einbetten der Tragergitter 13 mit den elektroptischen Modulen 14 in die Formkorper FK aus den Trägergittern 13 ausgestanzt.
Fig. 6 und Fig. 7 zeigen m Perspektive und im Längsschnitt einen weiteren, ebenfalls bereits vorgeschlagenen Wandlerbaustein 31, der vom gleichen Modulbauteil M wie der in den Fig. 2 und 3 dargestellte Wandlerbaustein 12 Gebrauch macht. Im Unterschied zum Wand] erbaustein 12 ist beim Wandlerbaustein 31 die rahmenartige Außenstruktur ein an seiner Unterseite 32 offenes Modulgehause 33. In das Modulgehause 33 ist das Modulbauteil M mit seinem Formkorper FK formschlussig eingebettet. Hierbei ragen die fußseitigen Anschlußstifte 7 und 8 an der Unterseite 32 aus dem Modulgehause 33 heraus. An seiner Vorderseite 34 weist das Modulgehause 33 eine steckbuchsenar- tige Anschlußöffnung 35 für einen in der Zeichnung nicht dargestellten Lichtwellenleiter auf. Hierbei ist die Diode 15 des Modulbauteils M auf Seiten der Anschlußόffnung 35 exakt in der Achse A der steckbuchsenartigen Anschlußöffnung 35 positioniert. Die formkorperseitige Funktionsfläche F des Mo- dulbauteils M, die hier eine Linse ist, deckt die Anschlußöffnung 35 auf der Innenseite des Modulgehauses 33 ab.
Bei der Herstellung des Wandlerbausteins 31 dient das Modulgehause 33 als Gießform. Die steckbuchsenartige Anschlußöff- nung 35 des Modulgehauses 33 muß hierfür, wie Fig. 8 zeigt, mit einem Steckteil 36 verschlossen werden. Das Steckteil 36 weist dabei an seiner vorderen Stirnseite 37 eine Anformfla- ehe AF zur Herstellung der der optischen Kopplung dienenden Funktionsfläche F am Formkörper FK des Modulbauteils M auf.
Der in den Fig. 6 bis 8 dargestellte Wandlerbaustein 31 läßt sich ebenfalls, wie Fig. 9 zeigt, in vorteilhafter Weise zu einem Multi-Wandlerbaustein 38 dadurch gestalten, daß ein Multi-Modulgehäuse 39 vorgesehen ist, in das in einer Reihe nebeneinander zwei oder mehr Modulbauteile M formschlüssig eingebettet sind. Das Multi-Modulgehäuse 39 kann außen an seinen beiden Seitenwänden 40 mit Rasthaken 41 für seine Einbindung in eine Stiftleiste versehen sein.
Der anhand der Fig. 9 beschriebene Multi-Wandlerbaustein 38 läßt sich in der Massenfertigung kostengünstig herstellen. Dabei werden zunächst aus einem galvanisierten Metallband Trägergitter 13 (Leadframe) mit zunächst noch vorhandenen Verbindungsstegen ausgestanzt und deren geraden Anschlußstifte 7 nach diesem Verfahrensschritt teilweise in versetzte Anschlußstifte 8 umgebogen. Anschließend werden die elektro- optischen Module 14, nämlich die Dioden 15 über ihren Sockeln 16 und die Steuerlogik-Chips 17, auf den Trägergittern 13 befestigt und mit den ihnen auf den Trägergittern 13 zugeordneten Anschlußleitungen kontaktiert. Dann werden die Trägergitter 13 mit ihren elektro-optischen Modulen 14 für zwei oder mehr Modulbauteile M nebeneinander in das an seiner Unterseite 32 offene Multi-Modulgehäuse 39 eingesetzt und mit ihren Dioden 15 jeweils exakt in der Achse A der ihnen am Multi- Modulgehäuse 39 zugehörigen steckbuchsenartigen Anschlußöffnung 35 positioniert. Schließlich werden die Trägergitter 13 mit ihren elektro-optischen Modulen 14 unter Ausnutzung des Multi-Modulgehäuses 39 als Gießform in Formkörper FK aus formbaren transparenten Material mit jeweils einer der optischen Kopplung dienenden Funktionsflache F, beispielsweise eine Linse, eingebettet. Hierzu wird um Anformen der Fun- kionsfläche F an die Formkörper FK während ihrer Herstellung die steckbuchsenartigen Anschlußöffnungen 35 des Multi- Modulgehäuses 39 jeweils mit einem eine Anformflache AF auf- weisenden Steckteil 36 verschlossen. Abschließend werden die an den Trägergittern noch vorhandenen Verbindungsstege ausgestanzt .

Claims

Patentansprüche
1. Wandlerbauteil für den Anschluß von Lichtwellenleitern an eine elektrische Schaltung, bei dem ein elektro-optischer Modul (14) an einem metallischen Trägergitter (13) (Leadframe) befestigt ist, das fußseitige Anschlußstifte (7, 8) aufweist, bei dem das Trägergitter (13) wenigstens im Bereich des hieran befestigten elektro-optischen Moduls (14) in einen Formkörper (FK) aus formbaren transparenten Material eingebettet ist, der wenigstens eine der optischen Kopplung dienende Funktionsfläche (F) aufweist, bei dem das aus dem Trägergitter (13) einschließlich dem elektro-optischen Modul (14) und dem Formkörper (FK) beste- hende Modulbauteil (M) in Ausführung eines Wandlerbausteins (12, 31) wenigstens teilweise mit einer festen rahmenartigen Außenstruktur versehen ist und bei dem der elektro-optische Modul (14) des Modulbauteils (M) eine eindeutige Position zur Außengeometrie sei- ner rahmenartigen Außenstruktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß nebeneinander zwei oder mehr Modulbauteile (M) durch eine ihnen gemeinsame rahmenartige Außenstruktur zu einer einzigen Bauform in Gestalt eines Multi-Wandlerbausteins (23, 24, 38) vereinigt sind.
2. Wandlerbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Modulbauteilen (M) gemeinsame rahmenartige Au- ßenstruktur aus zwei übereinander angeordneten, durch Stege
(25) miteinander verbundenen Querbalken (18, 20) besteht, die in Erstreckung der nebeneinander angeordneten Modulbauteile (M) an deren Trägergitter 13 kopfseitig und fußseitig im Bereich ihrer Anschlußstifte 7, 8 angespritzt sind und die Stege 25 ihrerseits an die Querbalken (18) jeweils zwischen zwei Modulbauteilen (M) angespritzt sind.
3. Wandlerbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektro-optischen Module (14) der Modulbauteile (M) jeweils einen elektro-optischen Wandler in Form einer Diode (15) und ein Steuerlogik-Chip (17) aufweisen, von denen der Steuerlogik-Chip (17) unmittelbar und die Diode (15) über einen Sockel (16) am Trägergitter (13) befestigt sind.
4. Wandlerbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Stirnseiten (29) des fußseitigen Querbalkens (20) der rahmenartigen Außenstruktur jeweils eine Aussparung (22) vorgesehen ist, deren Geometrie zur Lage der Dioden (15) der elekro-optischen Module (14) der Modulbautei- le (M) in einem definierten Verhältnis steht.
5. Wandlerbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägergitter (13) der Modulbauteile (M) fußseitig sowohl gerade Anschlußstifte (7) als auch Anschlußstifte aufweisen, die durch zweifaches gegensinniges Umbiegen gerader Anschlußstifte (7) in seitlich versetzte Anschlußstifte (8) abgeändert sind, die erforderlichen Abänderungen gerader Anschlußstifte (7) in seitlich versetzte Anschlußstifte (8) bei den Modulbauteilen (M) vor dem Anspritzen der durch Stege (25) miteinander verbundenen Querbalken (18, 20) vorgenommen sind und der an den Trägergittern (13) der Modulbauteile (M) angespritzte fußseitigen Querbalken (20) in seiner Höhe (H) und seinem Querschnitt so gestaltet ist, daß er die versetzten Anschlußstifte (8) jeweils im Bereich ihres Biegeabschnitts (21) voll umfaßt.
6. Wandlerbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägergitter (13) der Mcdulbauteile (M) fußseitig sowohl gerade Anschlußstifte (7) als auch Anschlußstifte auf- weisen, die durch zweifaches gegensinniges Umbiegen gerader Anschlußstifte (7) in seitlich versetzte Anschlußstifte (8) abgeändert sind und die erforderlichen Abänderungen gerader Anschlußstifte (7) in seitlich versetzte Anschlußstifte (8) bei den Modul¬ bauteilen (M) nach dem Anspritzen der durch Stege (25) mit¬ einander verbundenen Querbalken (18, 20) vorgenommen sind.
7. Wandlerbauteil nach einem der vorhergehenden -Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Querbalken (18, 20) der rahmenartigen Außenstruktur an beiden Stirnseiten (29, 30) mit Rasthaken (28) für die Einbindung des Multi-Wandlerbausteins (23, 24) in eine Stiftleiste versehen ist.
8. Wandlerbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kopfseitige Querbalken (18) der rahmenartigen Außenstruktur, dessen Seitenflächen (19) zu seiner Oberseite hin abgeflacht sind, an seiner Oberseite mit wenigstens einer der Führung des Multi-Wandlerbausteins (23, 24) in Bestückungsautomaten dienenden Aussparung (26) versehen ist, die senkrecht zur Erstreckung des kopfseitigen Querbalkens (18) ausgerichtet ist.
9. Wandlerbauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (26) einen sich von außen nach innen ko- nusförmig verjüngenden Querschnitt hat und in ihrem Mittel- teil eine sattelförmige Erhöhung (27) aufweist, deren Sattelkante in Erstreckung des kopfseitigen Querbalkens (18) verläuft.
10. Verfahren zur Herstellung eines Wandlerbauteils in Aus- führung eines Multi-Wandlerbausteins (23, 24) nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst aus einem galvanisierten Metallband Trägergit¬ ter (13) (Leadframe) mit zunächst noch erforderlichen Verbin¬ dungsstegen ausgestanzt und deren geraden Anschlußstifte (7) gegebenenfalls bereits nach diesem Verfahrensschritt teilwei- se in versetzte Anschlußstifte (8) umgebogen werden, dann jeweils Trägergitter (13) für zwei oder mehr Mo¬ dulbauteile (M) mit der ihnen gemeinsamen rahmenartigen Au¬ ßenstruktur aus zwei übereinander angeordneten durch Stege (25) miteinander verbundenen Querbalken (18, 20) umspritzt werden, nun die an den Trägergittern (13) noch vorhandenen Verbindungsstege ausgestanzt werden, anschließend die elektro-optischen Module (14), nämlich die Dioden (15) über ihren Sockeln (16) und die Steuerlogik- Chips (17) , auf den Trägergittern (13) befestigt und mit den ihnen auf den Trägergittern (13) zugeordneten Anschlußleitungen kontaktiert werden und schließlich die umspritzten Trägergitter (13) mit ihren elektro-optischen Modulen (14) jeweils in einen Formkörper (FK) aus formbarem transparenten Material mit wenigstens einer der optischen Kopplung dienenden Funktionsfläche (F) , beispielsweise eine Linse, eingebettet werden.
11. Verfahren zur Herstellung eines Wandlerbauteils in Aus- führung eines Multi-Wandlerbausteins (23, 24) nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß zunächst aus einem galvanisierten Metallband Trägergitter (13) (Leadframe) mit zunächst noch erforderlichen Verbin- dungsstegen ausgestanzt und deren geranden Anschlußstifte (7) gegebenenfalls bereits nach diesem Verfahrensschritt teilweise in versetzte Anschlußstifte (8) umgebogen werden, dann jeweils Trägergitter (13) für zwei oder mehr Modulbauteile (M) mit der ihnen gemeinsamen rahmenartigen Au- ßenstruktur aus zwei übereinander angeordneten durch Stege (25) verbundenen Querbalken (18, 20) umspritzt werden, anschließend die elektro-optischen Module (14), nämlich die Dioden (15) über ihren Sockeln (16) und die Steuerlogik- Chips (17), auf den Trägergittern (13) befestigt und mit den ihnen auf den Trägergittern (13) zugeordneten Anschlußleitun- gen kontaktiert werden, schließlich die umspritzten Trägergitter (13) mit ihren elektro-optischen Modulen (14) jeweils in einen Formkörper (FK) aus formbarem transparenten Material mit wenigstens einer der optischen Kopplung dienenden Funktionsfläche (F) , beispielsweise eine Linse, eingebettet werden und abschließend die an den Trägergittern (13) noch vorhandenen Verbindungsstege ausgestanzt werden.
12. Wandlerbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Modulbauteilen (M) gemeinsame rah enseitige Außenstruktur ein an seiner Unterseite (32) offenes Multi- Modulgehäuse (39) ist, in das in einer Reihe nebeneinander zwei oder mehr Modulbauteile (M) formschlüssig zu einer ein- zigen Bauform in Gestalt eines Multi-Wandlerbausteins (38) eingefügt sind, das Multi-Modulgehäuse (39) an seiner Vorderseite (34) für jeden der hierin eingefügten Modulbauteile (M) eine steckbuchsenartige Anschlußöffnung (35) für einen Lichtwel- lenleiter aufweist und die jeweils einem Modulbauteil (M) zugeordnete Anschlußöffnung (35) des Multi-Modulgehäuses (39) von dessen formkör- perseitigen Funktionsfläche (F) , beispielsweise eine Linse, abgedeckt ist.
13. Wandlerbauteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Multi-Modulgehäuse (39) an der Außenseite seiner beiden Seitenwände (40) mit Rasthaken (41) für die Einbindung des Multi-Wandlerbausteins (38) in eine Stiftleiste versehen ist.
14. Verfahren zur Herstellung eines Wandlerbauteils in Ausführung eines Multi-Wandlerbausteins (38) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst aus einem galvanisierten Metallband Trägergit- ter (13) (Leadframe) mit zunächst noch erforderlichen Verbindungsstegen ausgestanzt und deren geraden Anschlußstifte (7) nach diesem Verfahrensschritt teilweise in versetzte Anschlußstifte (8) umgebogen werden, anschließend die elektro-optischen Module (14), nämlich die Dioden (15) über ihren Sockeln (16) und die Steuerlogik- Chips (17), auf den Trägergittern (13) befestigt und mit den ihnen auf den Trägergittern (13) zugeordneten Anschlußleitun- gen kontaktiert werden, dann die Trägergitter (13) mit ihren elektro-optischen Modulen (14) für zwei oder mehr Modulbauteile (M) nebeneinander in das an seiner Unterseite (32) offene Multi- Modulgehäuse (39) eingesetzt werden schließlich die Trägergitter (13) mit ihren elektro- optischen Modulen (M) unter Ausnutzung des Multi- Modulgehäuses (39) als Gießform in Formkörper (FK) aus formbaren transparenten Material mit jeweils einer der optischen Kopplung dienenden Funktionsfläche (F) , beispielsweise eine Linse, eingebettet werden, zum Anformen der Funkionsfläche (F) an die Formkörper (FK) während ihrer Herstellung die steckbuchsenartigen Anschlußöffnungen (35) des Multi-Modulgehäuses (39) jeweils mit einem eine Anformfläche (AF) aufweisenden Steckteil (36) verschlossen werden und abschließend die an den Trägergittern (13) noch vorhan- denen Verbindungsstege ausgestanzt werden.
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