专利名称：用于双向光数据传输的光电模的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种特别是用单根光波导体来双向光传输数据的光电模，其中如此设计并相对布置发射光束的发射部件、接收光束的接收部件、带分光层的光分路器、会聚光束用的聚光器，即在光电模工作时，至少一部分由发射部件发出的光束耦合地输入一个与该光电模耦合的光学机构中，至少一部分由此光学机构耦合输出的接收光束被耦合地输入接收部件中。
这样的光电模如由德国专利申请EP664585公开了。在此德国申请中描述了一种用于双向光学通讯和信号传输的发射-接收模。在所披露的模中，一个激光器单片被安装在两个基体之间的公用半导体上，在其靠近激光器单片的谐振面的侧面上涂有反射层且相对谐振面倾斜45度角。一束由激光器单片平行地射向公用半导体表面的光线被其中一个侧面成90度地反射向固定在基体上的耦合透镜上并通过此耦合透镜被耦合输入光波导体中。一束由此光波导体耦合输出的且可透过反射层和基体材料以及公用载体材料的光束射入了装在公用载体下的光电二极管中。包括激光器单片、光电二极管、公用载体和基体在内的机构被封装入一个开有窗口的气密金属罩中。
具有这种结构的光电模的各部件的装配是很费事的。它需要许多加工步骤，各部件的调整相对困难且金属罩很贵重。此外，由于透镜和反射层之间存在空气间隙，所以出现了严重的反射损失。
本发明的目的是改进前文所述类型的光电模，此光电模具有最低的装配成本并且它可以对各部件进行最简单的调整而且反射损失少。
此发明目的是通过权利要求1的特征部分而实现的。本发明的光电模的有利实施方式和改进方案是从属权利要求2-16的内容。
根据本发明，在前述类型的光电模中，在发射部件的发射部件-发光面和分光层的空隙之间的空隙、在接收部件的接收部件-入射面和分光层之间以及在聚光器入射-出射面和分光层之间分别填入至少一种固体或黏性透光材料，至少用同一个注塑壳封装发射部件、接收部件和光分路器。包括发射部件、接收部件和光分路器在内的功能单元通过电接线片与一个电连接装置(引线框架、导线架)相连，所述发射部件和接收部件与上述接线片电连接。
不言而喻，发射部件的那个侧面就是发射部件-发光面，经此侧面将绝大部分在发射部件中产生的光束从发射部件中发射出去。同样，接收部件-入射面指的就是接收部件的那个侧面，通过此侧面耦合地输入将从接收部件中射出的接收光束。聚光器的入射-出射面指的就是聚光器的那个侧面，由发射部件发出的光束穿过此入射-出射面射入聚光器中，于是聚光器从光学机构中收到的光束经此入射-出射面射出聚光器。
本发明的光电模的一个优选实施方式具有其它的以下特征一个模制件被指定为光分路器，该模制件至少具有第一侧面、第二侧面和第三侧面。该模制件大多是由可透过发射光束和接收光束的材料制成的，且其中包有所述分光层。第一侧面和第二侧面是相对倾斜的，特别是相互垂直的。同样，第三侧面与第二侧面或第三侧面与第一侧面是相对倾斜的，特别是相互垂直的。第一侧面和第三侧面或者第二侧面和第三侧面是模制件的对置侧面且尤其它们是彼此平行的。发射部件-发光面面向且贴靠在模制件的第一侧面上或者它通过透光的连接剂与第一侧面相连。此外，接收部件-入射面面向并贴靠在模制件的第二侧面上或通过透光的连接剂与第二侧面相连。聚光器的入射-出射面面向且贴靠在模制件的第三侧面上或通过透光的连接剂与第三侧面相连。
将光分路器设计成模制件具有突出的优点，即可将模制件侧面用作所有上述的光电模部件的调节基准面。具有刚刚提到的优点的本发明的光电模的另一个优点是体积较小。
例如，总是采用一种透光介质如透明的合成树脂作为连接剂，该连接剂被填入可能会出现在各面之间的缝隙中。当发射部件-发光面与第一侧面物理接触时即当发射部件-发光面与第一侧面之间的距离小于或等于十分之一个发射光束波长时，这是特别有利的。理想的情况是，发射部件-发光面贴靠在第一侧面上。相似情况适用于接收部件-入射面和聚光器的入射-出射面。具有这样一种结构的本发明的光电模有利地具有很少的内部反射损失。
在本发明的光电模的另一个有利改进方案中，分光器由至少两个组装的光学棱镜构成，在这两个光学棱镜之间设有分光层。于是，制造大量的结构简单的分光器制造成本低。
在本发明的光电模的另一个特别优选的实施方式中，分光器为长方体，分光层位于长方体对角线的截面内，一个垂直于分光层的长方体截面成矩形特别是成正方形。可以有利地以很简单的方式大批量生产这种所谓的正方体棱镜。在本发明的光电模的另一个优选实施例中，聚光器具有一个基体，在基体上固定分光器和发射部件，基体大多是由可透过发射光束和接收光束的材料制成的。将发射部件和聚光器设置在基体的对置面上。于是，可以很有利地明显缩小光电模的结构尺寸并尤其是可以进一步降低光束在光电模内的损失。在对光电模作出的有利改进方案的一个优选实施方式中，基体与聚光器被设计成一个整体。
本发明的光电模的另一个优选实施方式具有一个检测二极管，它具有一个面向模制件的第四侧面的检测二极管入射面。在这里，检测二极管入射面指的就是检测二极管的那个侧面，一部分将由检测二极管检测的光束经此入射面射入检测二极管中。检测二极管也被封装在注塑壳内。
如此布置模制件的第一侧面和第四侧面，即在光电模工作时，至少一部分穿过分光层的发射光束照射到检测二极管入射面上。例如，此第一侧面和第四侧面是模制件的对置侧面且尤其它们是彼此平行的。在这种情况下，例如第二侧面和第三侧面也是模制件的对置侧面且是相互平行的。将检测二极管同样有利地固定在基体上并在可能存在于模制件第四侧面和检测二极管入射面之间的缝隙中填入透明材料。
在本发明的光电模的一个特别优选的改进方案中，模制件为长方体，分光层位于正方体对角线的截面内，一个垂直于分光层的长方体截面成矩形特别是成正方形。第二侧面和第三侧面是模制件的对置侧面，从而聚光器和接收部件被布置在模制件的对置侧上。这种改进方案具有以下特征发射光束光轴和接收光束光轴的夹角为90°，如此布置和设计分光层，即它反射绝大部分的发射光束，从而反射光束的光轴平行于接收光束光轴，该分光层至少透过一部分接收光束，从而这些透过的光束照射到接收机-入射面上。
在本发明的光电模的一个特别优选的改进方案中，模制件为长方体，分光层位于体对角线所在截面内，一个垂直于分光层的长方体截面成矩形特别是成正方形，第一侧面和第三侧面是模制件的对置侧面，从而聚光器和接收部件被装在模制件的对置侧面上。此改进方案具有以下特征发射光束光轴与接收光束光轴基本互相平行，如此设计和布置分光层，即它可以透过耦合射入光学机构中的那部分发射光束并反射回绝大部分的接收光束且将这些反射光束一直反射给接收部件。
此外有利的是，在接收部件和模制件第二侧面之间安装一个不允许发射光束的波长继续前进的阻波器。由此减少了串音即发射部件直接将信号传给接收部件的现象。
在本发明的光电模的另一个优选实施方式中，其中聚光器具有基体，通过一种透光的连接剂将该基体与模制件连接在一起，基体大多是由可透过发射光束和接收光束的材料制成，将发射部件和光学机构安装在基体的相互对置的侧面上。发射部件、模制件和可能会有的检测二极管被固定在基体第一主面上，基体通过一个与第一主面对置的第二主面固定在一个引线框架的基片上，基片上开有其中或其上或其下装有聚光器的孔。
在该实施方式的改进方案中，发射部件、接收部件、分光器、聚光器、基片、基体、电接线片局部和可能会有的检测二极管被封装在注塑壳内，它在对置基片的基片一侧且在孔区内具有一个直伸向基片的开口。在这种本发明光电模中，可以有利地在孔区内将光波导体连接装置安装在基片上。
在此实施方式的另一个改进方案中，电接线片穿过注塑壳的唯一侧面或相互对置的侧面而伸出此注塑壳外，所有电接线片在注塑壳外至少沿同一方向弯曲90度，或者先沿同一方向弯曲90度一次，接着再向内向构件中部的方向变90°或向外弯离构件，从而光电模具有一种可表面贴装的结构。
在一种在有效装配中同时制造至少两个光电模的优选工艺中，聚光器总是具有一个基体，分光层、发射部件固定在此基体上，基体大多是由一种可透过发射光束和接收光束的材料制成，发射部件和接收部件被装在基体的相互对置侧面上。此制造工艺具有以下加工步骤a)制造一个由一种可透过发射光束和接收光束的材料制成的基片；b)如此将至少两个聚光器安装在基片主面上，即在这两个聚光器之间总是存在间隙；c)如此将一个棱柱安装在基片上，即分光层位于聚光器上，其中在此棱柱中沿其纵向中轴包有一位于其对角线平面内的分光层；d)如此将至少两个发射部件安装在基片上，即发射部件的发射部件-发光面总是面向棱柱的第一侧面，将各聚光器配属给单个的发射部件；e)如此将至少两个接收部件安装在棱柱上，即将各聚光器配属给单个的接收部件；f)倘若规定了，如此将至少两个检测二极管安装在基片上，即将各发射机配属给各检测二极管；g)如此分别在两个聚光器之间将基片分开或许也将棱柱分开，即产生彼此分开的功能单元，各功能单元分别具有基体、分光器、发射部件、必要时具有检测二极管、接收部件、聚光器；h)将功能单元安装到一个导线带上，此导线带具有许多带有所属电接线片的基片，其中为每个功能单元配备一个独立的基片；i)用注塑壳将包括所属基片和部分所属电接线片在内的功能单元封装起来；j)分别在两个光电模之间将导线带分开。为了叙述完整起见，顺便在此提一句在半导体技术中，同时生产许多同类的光集成晶片的方式被称为“有效集成”。
以下将根据三个实施例结合附
图1-6地来进一步描述本发明的光电模和优选制造工艺，其中图1是本发明的光电模的第一实施例的截面示意图；图2是本发明的光电模的第二实施例的截面示意图；图3是本发明的光电模的第三实施例的截面示意图；图4是用于本发明光电模的引线框架的透视示意图；图5是本发明的光电模的透视示意图；图6是描述同时生产许多如图1实施例所示的光电模的示意图。
在图中，相同部件或相同功能部件分别由同一标记表示。
在图1的本发明光电模中，在基体1的第一主面30上开有切口31，在与第一主面30相对的基体1的第二主面32上设有会聚光束用的聚光器8(在这种情况下，它是球面聚光透镜或非球面聚光透镜)。借助透光的连接剂29如透明粘结剂将正方体棱柱14作为光分路器4固定在切口31底面49上。正方体棱镜14包括两个组装的光学棱镜15、16，在这两个棱镜间设有分光层10。分光层10在正方体棱镜14的对角线所在平面上。很明显，此实施例并不仅限于使用正方体棱镜14。除了使用正方体棱镜，例如也可以采用具有垂直于分光层10的正方形或矩形截面的长方体棱镜。
在基体1的第一主面30上，如此靠近正方体棱镜14的第一侧面5地固定一个发射部件2如法布里-珀罗式激光器或DFB激光器即一个边缘发射机，即该发射部件2的发射部件发光面11平行于正方体棱镜14的第一侧面5。例如可以采用焊剂或粘结剂作为发射部件2和基体1之间的连接剂33。如图2和6所示，有选择地在基体1的第一主面30上喷涂一层与发射部件2的电接头相连的且用作发射机2的外部电接头的金属结构层42。为此，发射部件2的电接头可直接装在金属镀层42上并例如借助焊剂与此金属镀层导电地连通。
可以有选择地直接将发射部件-发光面11装在正方体棱镜14的第一侧面5上或与其间隔地设置发光面。当间隔设置时，如图1所示，可以在发光面11和正方体棱镜14的第一侧面5之间的空隙中充入其折射率高于空气折射率的透光耦合介质24。因而，由于空气折射率明显不同于半导体或正方体棱镜材料的折射率，所以可以减少反射损失。理想的情况是，发射部件发光面11与第一侧面5物理接触。
通过透光的连接剂25将接收部件3如光电二极管固定在垂直于基体1第一侧面5的且平行于基体1第一主面30的正方体棱镜14第二侧面6上。接收部件2的接收部件入射面12面向第二侧面6。同样理想的是，接收部件入射面12与第二侧面6物理接触。如此安装正方体棱镜14，即分光层10位于一个设置在发射部件2和接收部件3之间的且与基体1第一主面30以45度角相交的平面内。同样在与发射部件2对置的正方体棱镜14侧上通过连接剂34如金属焊剂或粘结剂将检测二极管21固定在基体1的切口31内。检测二极管21主要用于检查发射部件2的发射光束7的波长。为此，如此设计分光层10，即它可以透过一部分发射光束7。
如此布置检测二极管21，即检测二极管入射面23面向与第一侧面5对置的正方体棱镜14的第四侧面22。在正方体棱镜14第四侧面22和检测二极管入射面23之间空隙中充入透明的耦合介质26如透明的环氧树脂。于是减小了射向检测二极管21的光线反射损失。
与检测二极管入射面23对置的检测二极管21侧面44是倾斜的，它至少将部分进入检测二极管21的光线反射给检测二极管21的光敏p-n结45。该侧面44结与最靠近pn结45的检测二极管21侧面46的夹角小于90度。另外，例如，它上面还涂有增强反射涂层。
如此设计和相对安装发射部件2、接收部件3、正方体棱镜14和聚光器8，即在光电模工作时，至少一部分由发射部件2发出的光束7在穿过聚光器8后耦合地输入一个(沿所发出光束的散射方向观察)位于聚光器8后面的光学机构9中，至少一部分由此光学机构9耦合输出的接收光束13在穿过聚光器8和正方体棱镜14后进入接收部件3中。
为此，正方体棱镜14由可透过发射光束7和接收光束13的材料制成(如水晶、硼硅玻璃、蓝宝石或半导体(为此，如参见用于基体的半导体))。如此设计分光层10，即它反射回绝大部分发射光束7并尽可能透过接收光束13。在这里没有进一步描述这样的分光层10(它在光学领域中是人所尽知的)，如3dB分光器或WDM滤光器(波长-分散-倍增器)。还可以有选择地在正方体棱镜的侧面5、6、17、22上喷镀抗反射涂层48(虚线所示)。
发射光束7的光轴19和接收光束13的光轴20在此实施例中是相互垂直的。为了完整起见，在此要阐述的是发射光束7和接收光束13最好具有不同波长λ。这适用于本申请所述的所有本发明的光电模实施例。
光学机构9例如如图1所示是一个光波导体、透镜机构或其它光电模等。包括聚光器8在内的基体1是由一种不仅可透过发射光束7也可透过接收光束13的材料制成的。在这里，例如象玻璃、塑料、蓝宝石、钻石或半导体这些可透过发射光束7和接收光束13的材料是适用的。例如，当波长λ＞400nm时，可与之相应地采用SiC；当波长λ＞550nm时，可采用GaP；当波长λ＞900nm时，可采用GaAs；当波长λ＞1100nm时，可采用Si。
聚光器8例如可以是经蚀刻或磨削而成的球面透镜或非球面透镜、也可以采用经蚀刻、磨削或铣削制成的衍射光学元件、全息曝光式光学元件或夫累内尔透镜作为聚光器8。切口31例如是经蚀刻或铣削制成的。
借助两个独立生产的且彼此间隔固定在基体1上的异型件形成切口31。也可以与上述情况不同地分别制造聚光器8并例如通过透光的焊剂或粘结剂将聚光器固定在基体1上。基体1由α-Si制成而聚光器8由玻璃制成，于是这两个部件可以通过阳极化底面相连。
基体1和固定在其上的元件(发射部件2、带接收部件3的正方体棱镜14、聚光器8和可能会有的检测二极管21)是如此通过连接剂47(如焊剂或粘结剂)固定在基片34上的，即基体1的第二主面32面向基片34。
基片34例如是一块带电接线片64的引线框架如铜引线架的基片，此基片具有一个其中或其上固定有聚光器8的孔62(为此参见图4)。在与基体1对置的基片34侧上安装有一个带有作为光学机构9的光波导体的光波导体连接装置41，它通过焊接、钎焊、粘结而固定在基片34上，在这种情况下，将光波导体装在孔62上以使聚光器8的发射光束7基本会聚在光波导体端面上。
包括光电模工作部件即发射部件2、接收部件3、检测二极管21和正方体棱镜14在内的整个功能单元配有一个主要由塑料或其它合适的浇注材料如用环氧树脂或其它适用塑料注塑成制成的注塑壳35。为了与热膨长系数相配，例如可以在浇注材料中填入合适的填充材料如金属粉末、金属氧化物粉末、金属碳化物粉末或金属硅化物粉末、如此设计出的光电模表现出了一种通过单个光波导体进行光传输信息的双向发射-接收模的简单实施方式。如图5所示，这样可以比表面贴装(SMT)的元件实施起来更简单。还可以根据需要在注塑壳35内装有附加电子元件如光电二极管的前置放大器、激光激励器等。很明显，因高机械应力的原因，除注塑壳35外还可以采用一个带有漏光口的气密金属罩。
图2所示的本发明的光电模实施例与图1所示的实施例的不同点尤其在于，聚光器8安装在与发射部件2对置的正方体棱镜14侧上且如此设计分光层10，即它可以透过绝大部分发射光束7并反射回绝大部分接收光束13。发射光束7的光轴19和接收光束13的光轴20一上一下地相互平行。分光层10所反射的那部分接收光束13的光轴43垂直于接收光束13的光轴19。发射部件2、正方体棱镜14和聚光器8例如通过粘结或焊接固定在一个例如大多是由硅制成的公用半导体36上。半基导体36具有一个将第一安装面37和与第一安装面平行的第二安装面38彼此分开的台阶40。
靠近垂直于安装面37、38的台阶40顶面41处将正方体棱镜14安装在第一安装面37上。在第一安装面37上还通过连接剂28如此固定聚光器8，即入光-发光面18平行且面向正方体棱镜14的第三侧面17。在此实施例中，在聚光器8和正方体棱镜14之间存在缝隙，在此缝隙中填入透明的耦合介质26如合成树脂。当然，聚光器8也可以与正方体棱镜14物理接触，理想的是直接装在正方体棱镜14上。
如此将发射部件2固定在第二安装面38上，即发光面11面向正方体棱镜14，发射部件2直接贴靠在第一侧面5上。当然在发射部件2和正方体棱镜14之间也可以象图1所示实施例那样存在缝隙，为了减少反射而在此缝隙中填入透明的耦合介质如合成树脂或在此发射部件和正方体棱镜之间呈物理接触。
在第二安装面38上喷涂有金属镀层42。此金属镀层与发射部件2的电接头导电连接。为此，例如如此设计发射部件2和金属镀层42，即发射部件2的电接头和金属镀层42叠置并例如通过金属焊剂或导电的粘结剂相连。同时，金属镀层42被用作发射部件2的外部电接头。例如，此外部电接头通过连接线与引线框架相连。当然发射机2的电接头也可以借助键合线与金属镀层42相连或直接与引线框架相连。相似情况适用于图1的实施例。在这里，也可以在基体1上采用合适的金属镀层42。
此外在图2的实施例中，在安装在正方体棱镜14上的接收机3和正方体棱镜14之间安装有一个不允许发射光束7的波长继续前进的阻波器27。于是可以降低光电模的串音衰减。可以把发射部件2的发射光束直接传给接收部件2理解为“串音”。可以有选择地将阻波器27设置在接收部件-接收面12或正方体棱镜14的第二侧面6上。另外如因光学需要，则可以在接收部件-接收面12和正方体棱镜14之间安装一个透镜。
如果采用激光二极管作为发射部件2，则可以以其工作侧向上地或工作区向下地即沿半基导体36方向安装发射部件。在第二种情况下，激光二极管衬底厚度必须与分光层10位置非常精确地匹配。这就导致高安装成本和高调试成本。在第一种情况下，与第二种不同的是只要考虑激光二极管的外沿层厚度和有可能存在于半基导体36上的电连接金属镀层42的厚度。制造误差在这里可以保持在毫米级范围内或更低的范围内。由此明显简化了调试。相似情况当然也适用于图1中的上述实施例。
当在此实施例中同样设有检测二极管21时，如图3实施例所示，从正方体棱镜14看过去，此检测二极管在发射机2后安装在第二安装面38上。于是，发射部件2所产生的一部分光束当然必须耦合地向后输出，在将激光二极管用作发射部件2时，输出耦合与激光参数的衰减有关，这是因为谐振后反射必须透过部分光器。图1的实施例不存在这种缺点，在这里被用作发射部件2的激光二极管的反射器具有强反射性。
在图3的实施例中，与图1实施例不同的是如上所述，从正方体棱镜14看过去，检测二极管21安装在发射部件2后面。这两个实施例在其它方面是没有区别的。
在图4中示出了一个例如可用于本发明光电模的引线框架。此引线架具有带孔62的基片34和用于功能单元的安装面66。总共为七个的在一平面内相互平行的电接线片64从基片34中伸出，所述电接线片通过横片65相连。其上固定有基片34的中央电接线片64在基片34附近具有一个弯折部，从而基片34相对接线片64的平面是错开布置的。拟用于电连接功能单元的接线片64指向基片34的端头不与基片34相连。此引线框架例如是常用的铜引线架。在图5所示的本发明的光电模中，包括发射部件2、接收部件3、正方体棱镜14、聚光器8、基体1和可能会有的检测二极管和其它部件(例如前置放大器等)在内的功能单元被固定在基片34上。它们和基片34以及部分接线片64一起被封装在注塑壳35内。注塑壳35在与功能单元对置的那一侧具有一个直伸向基片34开口63，光波导连接装置41通过该开口固定在基片34上。
此光波导体连接装置41例如是一个常见的插座或是一根软引线。在基片34上焊接有一个带焊图67的金属套68。在金属套68中有一个用于对光纤进行准确导向的陶瓷套69。为了沿光纤轴向固定插头，可以通过注塑壳34移动插头固定机构。
接线片64凸起于注塑壳35侧面上。接线片在注塑壳35外两次以相同形状弯曲90度，其中第一个90度弯曲与光波导连接装置41的伸展方向相反，第二个90度弯曲一直指向构件中部，即沿同一方向继续弯曲，在第一弯曲和第二弯曲之间有一定距离，从而为各接线片64形成了一个焊剂-接触面69。相邻接线片64之间的横片65总是分断的。因而简单地将本发明的光电模设计成SMD元件。在图6示意画出的处理过程中，为了同时生产许多如图1实施例所述的本发明的光电模，在一块基片50的第一主面51上开设了许多彼此平行且间隔的矩形槽54。图6所示的基片50图具有四个功能单元，图中示出了前两个功能单元。根据预设光栅相应地在与第一主面51对置的基片50第二主面61上形成了许多聚光器8。在这种情况下，例如聚光器是经蚀刻或磨削而成的球面透镜或非球面透镜。聚光器8排成行且在槽的正对面地与槽54平行。基片50由允许所发出光线7和接收光束13透过的材料制成。对此，人们可参见对图1的描述。在各槽54中，靠近槽的第一侧面55地固定有一个其横截面呈正方形的棱柱52。在这里，第一侧面55可被用作棱柱52的第一侧面5的调节基准面。各棱柱52具有分光层10，此分光层位于平行于其纵向中轴的棱柱对角线的截面上。所以，分光层10与基片50第一主面51的夹角α为45度。
棱柱52如由玻璃制成而基片由α硅制成(或反之)，因而可以通过阳极化键合连接剂29取代上述连接结构地将棱柱52固定在基片50上。在此工艺中，待连接面是对置的并例如将其加热到约450℃，并在玻璃和硅之间施加约-1000V的电压。当基片由玻璃或其它任一种材料制成且在与棱柱52的连接位置上具有α硅层时，这种连接技术是可行的。只需要玻璃与α硅层对置即可。
靠近第一侧面5地将许多发射部件2固定在基片50的第一主面51上，从而发射部件2的电接头与为此喷涂在基片50的第一主面51上的金属镀层42接触并与其导电连接。在这里，侧面5可被分别用作发射部件2的调节基准面。如此安装发射部件2，即将一个聚光器8配属于发射部件。
为了确保将激光二极管-发射部件的p-n点可靠地分开，或是为了在使用具有整流片式波导的激光器(MCRW-激光器)时避免整流片损坏，在安装发射机前分别在金属镀层42之间形成如蚀刻出一个分离切口。在棱柱52的第二侧面6上分别固定有许多带电接头56的接收部件3。如此布置这些接收部件，即将一个聚光器8配属于接收部件。
与此相似的，分别靠近与第一侧面5对置的第四侧面22地将许多带电接头56的检测二极管21固定在槽54中。
在将激光二极管用作发射部件2时，可以借助在基片50第一主面51上的金属线路57(在图4中以虚线所示)串列错接激光二极管，从而为了击穿(Burb-In)对所谓的激光二极管只需要分别接通布置在各激光二极管列58两端上的两个靠外的接触面42。可以很简单地同时实现属于同一激光二极管列58的激光二极管的击穿。此外，可以通过接通所属金属镀层42、56并接通适当的晶片检测器而在基片集成时即工作中测量各发射部件2和接收部件3的电光参数。相似的情况自然也适用于检测二极管21。
根据此加工步骤，基片50和棱柱52沿其在各发射部件2之间垂直于槽54的第一分界线59分开，基片50沿分别分布在两个槽54之间的第二分界线60分开。如此制成的、总是包括发射部件2、接收部件3、检测二极管21和正方体棱镜14和带基体1的聚光器8各装置连续地安装在导线架上并被浇注上一个注塑壳35(为此可参见图4和5)。
上述方法明显可以在稍作修动的情况下用于另外两个图即图2和3的实施例。在获得装配高效益的同时也可以实现低成本制造，并且可以在工作中即基片集成时百分之百地检测光电模的所有重要工作参数。
权利要求
1.一种用于双向光数据传输的光电模，其中如此设计并相对布置发射光束的发射部件(2)、接收光束的接收部件(3)、带分光层(10)的光分路器(4)、会聚光束的聚光器(8)，即在光电模工作时，至少一部分由发射部件(2)发出的发射光束(7)耦合地输入一个与该光电模耦合的光学机构(9)中，至少一部分由光学机构(9)耦合输出的接收光束(13)被耦合地输入接收部件(3)中，其特征在于至少在发射机(2)的发射部件-发光面(11)和分光层(10)之间的空隙中、在接收部件(3)的接收机-入射面(12)和分光层(10)之间的空隙中以及在聚光器(8)的入射-出射面(18)和分光层(10)之间部分地分别填入透光材料(24+16；25+15；29+16)，至少给发射部件(2)、接收部件(3)和分光器(4)罩上同一个注塑壳(35)，具有如此结构的发射部件(2)、接收部件(3)和分光器(4)的功能单元通过电接线片(64)与一个引线框架(70)相连，发射部件(2)和接收部件(3)与上述接线片电连接。
2.如权利要求1所述的光电模，其特征在于，一个模制件(14)被定为分光路器(4)，该模制件至少具有第一侧面(5)、第二侧面(6)和第三侧面(17)，该模制件大多是由可使发射光束(7)和接收光束(13)透过的材料制成的，且其中包有所述分光层(10)；第一侧面(5)和第二侧面(6)是相对倾斜的；第三侧面(17)和第二侧面(6)是相对倾斜的，或第三侧面(17)和第一侧面(5)是相对倾斜的；第一侧面(5)和第三侧面(17)是模制件(14)的对置侧面，或者第二侧面(6)和第三侧面(17)是模制件的对置侧面；发射部件-发光面(11)面向并贴靠在模制件(14)的第一侧面(5)上或通过透光的连接剂(24)与第一侧面相连；接收部件-入射面(12)面向并贴靠在模制件(14)的第二侧面(6)上或通过透光的连接剂(25)与第二侧面相连；聚光器(8)的入射-出射面(18)面向并贴靠在模制件(14)的第三侧面(17)上或通过透光的连接剂(26)与第三侧面相连。
3.如权利要求2所述的光电模，其特征在于，第一侧面(5)与第二侧面(6)是彼此垂直的，第三侧面(17)与第二侧面(6)是彼此垂直的或者第一侧面(5)与第三侧面(17)是相互垂直的，第一侧面(5)与第三侧面(17)是相互平行的或者第三侧面(17)与第二侧面(6)是彼此平行的。
4.如权利要求2或3所述的光电模，其特征在于，模制件(14)由至少两个组装的光学棱镜(15，16)构成，在这两个光学棱镜(15，16)之间设有分光层(10)。
5.如权利要求2-4中任何一项权利要求所述的光电模，其特征在于，模制件(14)为长方体，分光层(10)位于长方体体对角线所在截面内，一个垂直于分光层(10)的长方体截面成矩形特别是成正方形。
6.如权利要求1-5中任何一项权利要求所述的光电模，其特征在于，聚光器(8)具有一个基体(1)，借助一种透光的连接剂(29)使该基体与模制件(14)相连，基体(1)大多是由可透过发射光束(7)和接收光束(13)的材料制成的，将发射机(2)和光学机构(9)安装在基体(1)的不同侧面上。
7.如权利要求6所述的光电模，其特征在于，发射部件(2)也固定在基体(1)上，接收部件(3)固定在模制件(14)上。
8.如权利要求6或7所述的光电模，其特征在于，将基体(1)与聚光器(8)设计成一个整体。
9.如权利要求1-8中任何一项权利要求所述的光电模，其特征在于，设有一个检测二极管(21)，它具有一个面向模制件(14)的第四侧面(22)的检测二极管入射面(23)，如此设计分光层(10)，即一部分发射光束(7)照射到检测二极管入射面(23)上，检测二极管(21)也被封装在注塑壳(35)内。
10.如权利要求2或如权利要求2且3-8中任何一项权利要求所述的光电模，其特征在于，发射光束(7)的光轴(19)与接收光束(13)的光轴(20)基本平行，如此设计和布置分光层(10)，即它可以透过耦合输入光学机构(9)中的那部分发射光束(7)并反射回绝大部分的接收光束(13)且将这些光束一直反射向接收部件(3)，聚光器(8)和发射部件(2)被安装在模制件(14)的对置侧面上，或者发射光束(7)的光轴(19)垂直于接收光束(13)的光轴(20)，如此设计和布置分光层(10)，即它至少将绝大部分的发射光束(7)反射回去，从而反射光束的光轴基本平行于接收光束(13)的光轴(20)且该分光层至少透过一部分接收光束(13)，从而这些光束照射到接收部件-入射面(12)上。
11.如权利要求1-10中任何一项权利要求所述的光电模，其特征在于，在接收机(3)和模制件(14)的第二侧面(6)之间安装有一个不允许发射光束(7)的波长继续前进的阻波器(27)。
12.如权利要求6或权利要求6且权利要求7-11中任何一项权利要求所述的光电模，其特征在于，发射部件(2)、模制件(14)和可能会有的检测二极管(21)固定在基体(1)的第一主面(30)上，基体(1)通过一个与第一主面(30)对置的第二主面(32)固定在一个引线框架(70)的基片(34)上，基片(34)上开有其中或其上装有聚光器(8)的孔(62)。
13.如权利要求12所述的光电模，其特征在于，发射部件(2)、接收部件(3)、分光器(4)、聚光器(8)、基片(34)、基体(1)、电接线片(64)的局部和可能会有的检测二极管(21)被封装在注塑壳(35)内，注塑壳(35)在基片(34)与功能单元相对的那一侧在孔(62)区域内具有一个直伸向基片(34)的开口(63)。
14.如权利要求13所述的光电模，其特征在于，电接线片(64)穿过注塑壳(35)的唯一侧面而伸出此注塑壳外，所有电接线片(64)在注塑壳(35)外至少沿同一方向弯曲90度一次，从而光电模具有一种可表面贴装的结构。
15.如权利要求13所述的光电模，其特征在于，电接线片(64)穿过注塑壳(35)的对置侧面而伸出注塑壳外，所有电接线片在注塑壳(35)外先沿同一方向弯曲90度一次，接着再向内弯向构件中部的方向弯90°或向外弯离构件，从而光电模具有一种可表面贴装的结构。
16.如权利要求13、14或15所述的光电模，其特征在于，一个光波导体连接装置(41)在开口(63)中固定在基片(34)上。
全文摘要
一种用于双向光数据传输的光电模,其中一个模制件(14)被指定为分光器(4),该模制件大多是由可透过发射光束(7)和接收光束(13)的材料制成的,且其中包有所述分光层(10)。发射部件(2)、接收剖件(3)和聚光器(8)最好直接与模制件(14)相连并被罩在一个注塑壳(35)内。
文档编号H01S5/00GK1190743SQ9712140
公开日1998年8月19日 申请日期1997年9月30日 优先权日1996年9月30日
发明者W·斯佩思 申请人:西门子公司