JPH029183A - オプトエレクトロニック・デバイス用サブアセンブリ - Google Patents

オプトエレクトロニック・デバイス用サブアセンブリ

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JPH029183A
JPH029183A JP1050195A JP5019589A JPH029183A JP H029183 A JPH029183 A JP H029183A JP 1050195 A JP1050195 A JP 1050195A JP 5019589 A JP5019589 A JP 5019589A JP H029183 A JPH029183 A JP H029183A
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、光波用装置に関するものであり、さらに詳し
くは、フォトダイオードと発光ダイオード(L E D
)のようなオプトエレクトロニクス・デバイスを包装し
たがってパッケージするのに使用されるサブアセンブリ
 (副集成部品)に関するものである。
(従来技術) 個別型のオプトエレクトロニクス・デバイスのための従
来のパンケージは、通常多様な異なる材料である金属、
ガラス、セラミック等から作製され、組立時に構成部品
の比較的複雑な操作・調節を行なわなければならなかっ
た。米国特許第4.357.072号(LED) 、第
4,119.363号(レーザ)、第4.233.61
9号(光検出器)が例えばあげられる。組立は、構成部
品を所望の位置に配置するため3次元で構成部品を操作
・調節する工程を有していた。例えば、デバイスを基板
に対して位置合わせし、ファイバーをフェルールに対し
て位置合わせし、フェルールをパッケージに対して位置
合わせし、最後にパッケージをデバイスに対して位置合
わせしていた。これらの位置合わせの段階は大へん特殊
で高価な機材に依存していた。
−Cには、したがって、このような形態ではZ軸での組
立は不可能であった。つまり、X−Y平面内で必要とな
るさらなる方向がないにもかかわらず、構成部品を基板
に対して垂直なZ軸に沿って簡単に移動させることがで
きず基板上に簡単に配置することができなかった。
さらに、パッケージが異なる材料を含むため、雰囲気の
温度が変化しても位置合わせが適切になされるように熱
膨張係数が調整されることが保証されるよう、細心の注
意が必要であった。勿論、不安定性は構成部品の機械的
運動をひきおこし、結果として例えばデバイスとファイ
バーの間の光学的結合を減少させる。このような状況の
ため、パッケージの設計者は熱の減衰と安定性の基準と
の間で妥協しなければならない。最後の最後としては、
コストが増加してしまう。
いくつかの高価な応用としては、超長距離伝送システム
において、このようなパッケージの作製が比較的高いコ
ストでも黙認できる。しかしながら、コストに敏感な高
容量の応用、例えば中央の交換局若しくは遠隔の端末と
加入者自宅(加入者ループとして知られる。)との間光
波通信システムにおいて、このようなパッケージの高い
コストは不適切なものとなる。
したがって、以下のようなパッケージの形成の試みが望
まれる。(1)小片の製造と、部品の位置合わせと、パ
ンケージの閉止とのため、可能なかぎり商業的に利益の
ある装置を使用する試みと、(2)広範囲にわたる装置
の取り替えや新規な組立技術を必要としないで、異なる
応用に対して、異なったサイズのパッケージを適応させ
る試みである。
たとえば、一方において、二重インラインパッケージ(
DIR)のヘソグーの内部に適合し125μmの直径の
ファイバーを取付けることができるサブアセンブリを得
ることが望まれ、他方において、より大きな直径の一フ
ァイバーを取付けることができ、プリント回路基板(P
C基板)面上に載置された別のサブアセンブリを得るこ
とが望まれる。通常は、このような2つのデザイン従っ
て形態の作製には装置等の取り替えが必要であるが、こ
のような取り替えはコストと共通性の理由から望ましく
ない。
(問題を解決するための手段) 一面において本発明はシリコン等の単結晶半導体を基本
材料として使用している。この基本材料から、オプトエ
レクトロニクス”AHしたがってオプトエレクトロニク
ス・デバイスを包装するサブアセンブリが構成され、シ
リコンの小片したがって断片材料を造形しその上に金属
を堆積(デポジット)するための多くの周知の技術を利
用する。
このようなシリコンの使用は、“シリコンの光学的工作
(Silicon optical bench) ”
の技術と呼ばれる。
シリコン技術の成熟は多くのことを意味する。
第1に、多数のシリコン処理技術が利用でき、したがっ
て、この技術を特に発展させる必要はない。
第2に、多数の商業的に活用できる機材が利用でき、こ
のような機材は大量生産によってすでに年ごとに低価格
化している。第3に、このような技術と機材の使用によ
り、様々な形状のシリコン小片したがって断片部分を比
較的簡単で安価なフォトリソグラフィ技術によって作製
することができ、大きな容積を必要としないためコスト
面で効果的である。
本願発明の一実施例によれば、サブアセンブリは、シリ
コンの基部上に載置されたオプトエレクトロニクス装置
したがってオプトエレクトロニクス・デバイスを有し、
以下の特徴の1つ以上を有する。fl)光ファイバーを
案内するため溝部が基部中に設けられており、反射器が
溝部の端部面上に形成されている。装置したがってデバ
イスがこの反射器の上方に配置され、この反射器はこの
装置したがってデバイスとファイバーの間で光を偏向さ
せる。反射器上に装置したがってデバイスを配置するこ
とはX−Y面内で行なわれる唯一の積極的な位置合わせ
(アライメント)の段階である。
他のすべての位置合わせは二の小片の形状によって自動
的に達成することができる。(2)電気接点が基部上に
配置され、その一つの接点は溝部の端部面に重さなるよ
うにされ反射器を形成している。
(3)シリコンの蓋部が基部上に配置され、その蓋部の
少なくとも一つの寸法は基部のうちの対応するものより
も小さく、蓋部の下部からサブアセンブリの外部へ接点
が突出している。(4)蓋部はデバイスを受は入れる空
間部と、溝部とを有す。この溝部は、基部中の溝部に位
置合わせされてファイバーの被覆部分が配置されるチャ
ンネル(通路部)を形成する。(5)移動止めしたがっ
て戻り止めが基部及び蓋部中に設けられこれらを互いに
位置合わせする。(6)基部及び蓋部の外部側の部分は
、グランドシールを提供するためかつパッケージの残部
に対して電気接点を形成する場所を提供するために金属
化処理したがってメタライゼーション処理が行なわれる
。
適当なコーティングによって不活性化されたフォトダイ
オード等の装置したがってデバイスのための他の実施例
においては、蓋部中の開口が空間部と連通しており、コ
ーティングがこれを通して注入される。
気密封止が必要なフォトダイオード等のデバイスのため
のさらに他の実施例においては、基部及び蓋部は透明な
板部材によって分離されており、蓋部は板部材に対して
密封され、装置とファイバーの間で伝送される光は該板
部材を通過する。
ファイバーと装置の間にレンズが使用されるさらに他の
実施例においては、レンズを適当な開口で保持するシリ
コンの板部材が基部と蓋部の間に配置される。
本発明は、その様々な特徴と利点を含めて、添付の図面
と合わせて以下の実施例において、容易に理解できるも
のとなる。ただしこの場合において、多様の図面は模式
的なものであって、明確のために拡大・縮少の図となっ
ていない。
(実施例) 第1図から第3図に関連して、二重インライン・パッケ
ージ(DIP)内に封入された本願発明の一実施例の副
集成部品したがってサブアセンブI710を示す。しか
しながら、他のパッケージ形態、例えばモールド形成品
でも適合可能である。
DIPの形状内には、副集成部品したがってサブアセン
ブリ10が、DIPヘッダ14内に挿入されたリードフ
レーム12」二に載置されている。カバ一部16は、光
ファイバー20をサブアセンブリ10からパッケージ外
に延在させることができるようにスロット18を有する
。ファイバー20は、サブアセンブリ内のオプトエレク
トロニクス・デバイス(例えば、フォトダイオード11
)から及び/又はへ光波信号が伝えられることを可能に
する。
サブアセンブリ10は、本発明によって単結晶半導体か
ら構成される。好ましくは、この半導体はシリコンであ
るが、前に議論されているように処理と設備の立場から
、成熟したシリコン半導体技術を活用するためである。
さらに、この形態によれば、X−Y平面で行なわれてい
た多数回の位置合わせが一度に減少する。したがって、
本願発明は、Z軸位置台わせの仰#4ものに有利に近づ
く。
より明確に、第4図から第7図は、フォトダイオードの
ためのサブアセンブリIOを示しており、このサブアセ
ンブリ10は、フォトダイオードが上に載置された単結
晶シリコン基部22を有しており、単結晶シリコンの蓋
部24が配置される。
そして、光ファイバー20は、この基部と蓋部との間の
境界に沿って形成された通路部に配置され、フォトダイ
オードと光学的に結合される。本願発明は、以下の特徴
のうち1つまたはそれ以上の特徴を有す。
(1)異方性エツチングされた並んだ状態の溝部(基板
中は30及び32、蓋部中は34゜)は、ファイバー2
0のひずみ除去と位置合わせのためのものである。基部
中の溝部30は、蓋部中の溝部34に位置合わせされて
ファイバー20の被覆部分21を受容し、溝部34の幅
は溝部30の幅よりわずかに小さく、被覆部分21がぴ
ったり嵌合してひずみを除去し又は引張りを除去する。
他方、溝部32は溝部30と並んで基部中に形成される
が、かなり小さな幅でファイバー20の露出端部分23
を受容し位置合わせする。並んだ状態にされた溝部の使
用は、ファイバーの被1物したがってコーティング材(
たとえば、ウレタン)の形状及び構造の強度が異なる環
境状態(たとえば、湿度)で十分に制御されず被覆物し
たがってコーティング材が位置合わせの目的に替えられ
ない場合に、好ましい。他方、いくつかのファイバーの
被覆物したがってコーティング材(たとえば、ポリイミ
ド樹脂)は位置合わせの目的に適合し、この場合、基部
中の並んだ状態の溝も蓋部中の溝部も使用される必要が
なく、上記基部がファイバー21の被覆部分を蓋部の底
部に対して保持するための溝部分を有するだけでよい。
(2)溝部がエツチングされた後、基部は酸化処理(た
とえば、1−10.crmのSingの形成)されて金
属化処理したがってメタライゼイション処理(meta
lization)され、標準的フォトリソグラフィ技
術が使用されて電気接点40と42が配線される。酸化
層(図示せず。)は、電気接点がシリコンを介して短絡
されることを防止し、相互キャパシタンスを減少させる
。第4図に示したように、接点40は溝部の端部面と重
なっており反射器44である偏向ミラーを形成する。勿
論、接点40と反射器44とは、必要ならば分離するこ
ともできる。基部の主表面が結晶学面(100)である
場合は、端部面は結晶学面(111)であり、したがっ
て反射器44は54.7“の角に向けられている。後者
は、ファイバー用の機械的停止部材及びファイバ−20
端部から発散する光の偏向器として役立つ。反射光はフ
ォトダイオード20の感光領域に入射させられる。ミラ
ー(反射鏡)44は角度45°に設定されてないが、光
をフォトダイオード内に結合するには十分であり、ファ
イバーの軸とフォトダイオードの軸を約±1μmに位置
合わせすることが可能となる(この場合上5μmの正確
さが要求される。)。
(3)  フォトダイオードは、例えばInP/InG
aAsの後方照射タイプのもので、米国特許第4.60
8,506号のオー、ケー、キム(0,K、 Kim)
によって記述されたタイプのものである。つまり、この
素子は、その基板上のメタライゼーション処理部の開口
を通して照射され、これによって光をフォトダイオード
の感光領域に入来させることができる。フォトダイオー
ドの基板のメタライゼーション処理部が接点40に接着
され、フォトダイオードはX7面内で位置合わせされ、
その感光領域がミラー44上に配される。有利なことに
は、この段階が、組立手順において要求されるたった一
つの能動的位置合わせである。位置合わせの後、フォト
ダイオードの上部接点がワイヤボンド46を介して接点
42に第5図のように接続される。
(4)基部、蓋部、接点の寸法は、接点4oと42の端
部のバンド部が第6図及び第7図のごとく蓋部の下から
外側に延在するように、相互に適合するようになされて
いる。これにより、リードフレームに対してワイヤボン
ドを形成することができる。第1図に、このようなボン
ド48を示した。
(5)蓋部と基部は移動止め59により相互に位置合わ
せされる。詳しく説明すると、このような移動止め50
は蓋部及び基部にエツチングされた小さなピラミッド形
状の穴であり、基部の各穴内のボールの支持部材によっ
て単に基部と蓋部とをステップ嵌めすることで楽に位置
合わせができる。
このボールは多種の材料、例えば金属、サファイア、タ
ングステンカーバイドから作ることができる。この技法
は、捕捉領域したがってキャプチャ・レンジ(capt
ure range)が比較的大きいが、ボールが曲線
形状を有しておりわずかに位置ずれしている蓋部を容易
に位置合わせすることができるからである。これに加え
、蓋部と基部の位置合わせを一度に1回ずつ行なわない
ばかりでな(、基部がウェハーから切り出されるという
ことと、基部が分離される前にフォトダイオードをその
上に載置でき蓋部が適切な位置に置かれる前に試験され
バーンイン(burn−in)されうろことが利点であ
る。若しくは、基部は、N個のフォトダイオードが載置
される前にIXNの細片に切断されてもよい。蓋部の同
様のIXNの細片が基部の上記細片に位置合わせされる
のであるが、例えばこの場合において、個々の蓋部及び
基部に設けられたFit2+の移動止めでなくこの細片
の各端部に設けられた一対の移動止めが使用されうる。
(6)第7図に示したように、蓋部は空間部26と一対
の開口52.54とを有する。蓋部が配置されたとき、
フォトダイオード11が空間部内に配置されて、煙突形
状の開口52によって適当なコーティング(不活性化の
ためのシリコーン等)がこれを通って挿入され(そして
硬化され)フォトダイオードを覆うようにすることがで
きる。同様に、開口54によって、エポキシ又は他の接
着材が挿入され、ファイバー20の位置をサブアセンブ
リ内に固定する。しかしながら、不活性化又は密封形態
が要求されない場合は、開口52をなくしてもよい。同
様に、ファイバーがサブアセンブリ中へ又は中から摺動
する必要がある場合はく例えば、差込み型のとき)、エ
ポキシ接着材と開口54はなくしてもよい。
(7)  システムの明細事項がフォトダイオードが密
封型シールされることを必要とする場合、ファイバーの
被覆部分がフォトダイオードと同様の密封環境におかれ
ることは一般に望ましくない。この場合、第11図に示
したタイプの形態が用いられる。ここで、透明板部材5
6がシリコンの蓋部及びシリコンの基部22の間に配置
される。この板部材は多数の材料から作ることができ、
例えば、ガラス材、シリコン、若しくはシリコン基板−
シリコン酸化物層の複合物が含まれる。このシリコン基
板−シリコン酸化物の複合物の基板上にエツチングによ
って開孔を設は酸化物層を露出させるのである。蓋部2
4又は板部材上の電気接点(不図示)は第6〜7図のよ
うに蓋部の下から延在しているが、蓋部が第7図の開口
52.54に対応する開口を有しないのは、上述のよう
には適正なコーティングとエポキシが利用できないから
である。蓋部はその外面58に沿って板部材56の1方
の側に対して密封され(例えば、ろう又はガラスフリッ
トによって。)M部と板部材がフォトダイオードの密封
された封入部を形成する。基部22は、板部材56の反
対側に固定されており、ファイバーの露出部分23を案
内する■溝部32と光をファイバーから板部材を通して
フォトダイオードに再び向けるための偏向ミラー(偏向
用反射鏡)44と、有している。
(8)蓋部の上部と基部の底部はグランド・シール(g
raund 5hield)を与えるためメタライゼー
ション処理したがってメタライジングが行なわれている
(図示せず。)。接着の目的で、金属が堆積又は蒸着さ
れる前に、シリコンは酸化処理される。
第1図に示すように、基部のメタライゼーション処理さ
れた底部はリード・フレーム12に接触し、蓋部の上部
はワイヤ・ポンド49によってこれに接続される。
第1〜7図のサブアセンブリは、シリコンの光学的工作
技術を用いて、幅約31、長さ約4龍、厚さ約750μ
mのシリコンの小片(基部、蓋部)によって作られる。
異方性工・ノチングされた■溝部30.32.34は、
直径約250μmの被覆部分21と外側直径約125μ
mの露出部分23とを有する単一モードガラスファイバ
ー20を受容する。シリコン上の酸化物は10μmの厚
さを有している。電気接点40.42とミラー44とは
、Ti−P±−Auの多層膜(Cr −Auの多層膜も
同様に好ましい。)で篩が最外層に設けられている。
フォトダイオード11は、約75μmの活性層を有し、
共融混合物のろう(Au/Ge又は^u/Sn)によっ
て電気接点40に接着されている。この共融混合物はフ
ォトダイオードの基板側上に蒸着されている。シリコン
の基部が非常に平坦であるため、極めて薄い層(たとえ
ば、3μm)のろうが使用でき、共融混合物の分離した
予備形成物のコストに関連して費用を減することができ
る。都合上、ファイバーは、製造シーフェンスからすみ
やかにサブアセンブリ内に固定されるべきでない。さも
てければ、サブアセンブリの操作、処理がやっかいにな
る。したがって、基部と、フォトダイオードと、基部と
が適所に配置された後であって適切なコーティングがな
される前に、サブアセンブリが、エポキシ又はフォトダ
イオードに使用されたものより低融点のろうでもってリ
ードフレームに接着されることが望ましい。フォトダイ
オードとグランドシールに対してワイヤボンドが形成さ
れた後、ファイバーがサブアセンブリのV溝部内に挿入
され適所に配置されるようエポキシで処理される。
蓋部が多用途に役立つことは明らかである。つまり、パ
ッケージ内にサブアセンブリを封入することに関連した
形成作業の間にデバイスを保護することと、デバイスを
電気的に絶縁することと、必要な場合にエポキシと適切
なコーティングとを設けることができることと、光ファ
イバーの案内をすることとである。
操作時には、このようにパッケージされたフォトダイオ
ードは比較的安価であり、十分高い収率と約0.8〜0
.9A/Wの感度を有する。このような包装品したがっ
てパッケージが湿気中で一40℃から+85℃の間で循
環されたときに、故障が観測されなかった。このパッケ
ージの周波数応答性は多くの因子に依有するが、主に酸
化物の厚さ、電気接点の面積、導線の長さに依有する。
適正に設計した場合、約200Ml1zの周波数応答性
が測定された。
上記の配置構成は、発明の原理の応用を表わすよう工夫
された多くの可能な明確な具体例の説明のためのものに
すぎない。多数の有効な他の配置構成が、このような原
理に基づいて当業者によって本願発明の思想の範囲から
はずれることな(工夫することができる。殊に、第1〜
7図、第11図のサブアセンブリは、フォトダイオード
によって検出されるファイバー中の光という見地から記
述されているが、LEDからファイバー中への光の結合
の用途に使用されてもよい。しかしながらこのようにし
た場合、LEDからの光の放射の発散はファイバー内へ
の結合効率に影響し、LEDに供給される電流が比較的
太き(適切なヒートシンクが必要となる。このような考
案が第8〜10図に示した本願発明のLED用の実施例
では考慮されている。同様に、大きなコアの多モード・
ファイバーが使用された場合にも、フォトダイオードの
活性層に光が集められるようにレンズが必要となろう。
第8図に示した第1のLEDでの実施例は、中にLED
73を接着されたくぼみ部72を有する基部70を使用
している。基部はシリコンの小片又はPC基板である。
LEDは、その感光領域(ここでその熱のほとんどが発
生される。)が基部70に近接するように配置される。
とりわけ基部はヒートシンクとして役立ち、DIP (
二重インラインパッケージ)の場合は基部はリードフレ
ームに接着され、中でもこのリードフレームは付加的ヒ
ートシンクとして役立つ。蓋部74は■溝部75を有し
ており、このV溝部75は第1〜7図のフォトダイオー
ドでの実施例と同様の方法によって端部に反射器76が
形成されている。反射器76は平面的に描かれてきるが
、ファイバーに入射させる光を集光するように曲率を持
たせる技術もある。LEDから放射された光は反射器に
入射し、多モードファイバー78の端部上に結像する。
この手法は、ファイバー内への30%の結合を得ること
ができ、2つのファクターによって逆に影響される。こ
のファクターは、LDEからの光束の発散とファイバー
の開口数(NA)特性(つまり、このNAは放物型屈折
率のファイバーの軸上で最大となり、軸からはずれた光
線に対しては減少してゆく。)とである。
したがって、発散の観点からは、最適のLEDとファイ
バーとの距離は、ミラー(反射鏡)によって許容される
ものよりも少なくなり、したがって、この形態では達成
できない。ところが、NAの観点からは、ミラー(反射
鏡)が45°の角にないため、反射光のいくらかは軸か
らはずれたものとなりファイバーの軸位置が重要となる
。(100)方向のシリコンではミラー(反射鏡)が5
4.7゜の角度であることを注意しなければならないが
、(100)面に対して約10°それた方向上向いたシ
リコンの別の小片にミラーが形成された場合はミラーは
約45°の方向に向けられることになる。この場合、溝
部75は(水平ではな()斜めになるが、他の溝部(図
示せず)がファイバー78を案内するように(100)
方向の基部70側に形成されればよい。
第8図の結合はLEDとファイバーとの間の空間をシリ
コーンで満たすことにより約60%まで増加させること
ができるが、光が平行光にしファイバーとLEDの間隔
の重要性を減少させるように、サブアセンブリにレンズ
を組み込んだ方が有利な場合がある。
第9図において、LED83は基部80上に載置されて
おり、この基部80は上記のようにシリコンの小片又は
pci髄であってよく、この上にLED−ファイバーの
サブアセンブリが載置される。このサブアセンブリは、
上記のように、多モード・ファイバー88のためのV溝
部/偏向ミラーの配置を有するシリコンの蓋部84を含
む。さらに、レンズ86のためのキャリヤ(担体部材)
として働く中間のシリコンの小片が設けられている。キ
ャリヤの一方の側には、異方性エツチングされたピラミ
ッド状の孔部89があり、狭い開口を通して同様にエツ
チングされたピラミッド状の空間部87に結合されてい
る。LED83は空間部87内に配置され、レンズ86
は一般には孔部89内に載置されて適所に固定され反射
防止(AR)コートをほどこされる。孔部89の底部の
開口が狭いことによりレンズが空間部内に落ち込むこと
を防止している。
他方、第10図に示したように、基部90は陥凹部91
を有し、この中にLED93が載置される。例えば上述
のように、基部はシリコン基部又はPC基板に陥凹部を
設けたものであってよい。
シリコンの蓋部94の■溝部/偏向ミラーの配置は上記
と同様のものとしてよいが、シリコンのキャリヤ95に
は、これを通すように延在する異なった形状の孔部が形
成される。ここで、孔部97はキャリヤ95の上面にレ
ンズ96を受は入れるのに十分大きな開口を形成される
が、底面内の開口はレンズを支持しこれが孔部を通して
落下しないように十分小さなものとされる。一般には、
レンズはろう又は他の手段によって適所に固定される。
第10図の実施例の一つの特徴は、組立の曲に、キャリ
ヤがレンズの操作を行なうための保持具として役だっこ
とであり、例えばレンズにARココ−ィングがほどこさ
れる時などである。この観点は第9図の小片85におい
ても実さいにあてはまるが、たとえばレンズとキャリヤ
の間の空間99をめっき(さもなくば禁止)することに
よってレンズを第10図内の適所に保つことがより容易
となる。
最後に、今日の技術はシリコンが好ましい材料であり本
願発明の主小片がこのシリコンから作られることを示し
ているにもかかわらず、状況(たとえば、システムの詳
細やコスト面での考慮)が異なる場合には他の半導体(
たとえば、Ge Ga As等)の使用が望ましくなる
かもしれないことは、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、オプトエレクトロニクス・デバイスのパッケ
ージの等角断面図であり、該パンケージが本願発明の具
体的実施例のサブアセンブリ10を有していることを示
しており、 第2図は、第1図のパッケージの分解図であり、具体的
サブアセンブリ10、リードフレーム12、DIP保持
具14及びカバー16を示しており、第3図は、第1図
の光学サブアセンブリの拡大断面図であり、その内部の
フォトダイオード11を描いたものであり、 第4〜第7図は、様々の製造工程における、具体的サブ
アセンブリの等角図であり、 第8〜第10図は、本願発明の他の実施例によるLED
を使用したサブアセンブリの断面図であり、 第11図は、本願発明のさらに他の実施例によるフォト
ダイオードを用いた密封サブアセンブリの断面図である
。 (主要部分の符号の説明) 10・・・サブアセンブリ 11.73.83.93・・・オプトエレクトロニクス
・デハ′イス 22.70.80.90・・・基部 24.74.84.94・・・蓋部 44.76・・・反射器 FIG、  3 FIG、 4

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、主表面を有する半導体の基部からなるオプトエレク
    トロニクス・デバイスのためのサブアセンブリであって
    、 前記表面中に設けられた第一の溝部は、光 ファイバーの部分を収容するように構成され、前記表面
    に対して斜めの結晶光学面により形成された端部面と側
    壁部とを有しており、 前記表面の少なくとも一部分の上に絶縁性 の層が形成されており、 前記層の上に金属の接点が配置され、この 接点のうち少なくとも一つは端部面をおおい反射器を形
    成しており、 前記デバイスは前記反射器の上方に配置さ れて前記接点に接続され、前記反射器は前記デバイスと
    前記ファイバーとの間で光を偏向させることを特徴とす
    るサブアセンブリ。 2、請求項1に記載のサブアセンブリにおいて、前記基
    部は、前記第一の溝部と並んだ状態で配置され前記サブ
    アセンブリの外側に延在する第2の溝部を有し、前記フ
    ァイバーは、前記第2の溝部内に嵌合する大径の部分と
    前記第1の溝部内に嵌合する小径の部分を有しているこ
    とを特徴とするサブアセンブリ。 3、請求項2に記載のサブアセンブリにおいて、前記溝
    部の長さは、前記ファイバーの端部が前記反射器上隣接
    するように設定されていることを特徴とするサブアセン
    ブリ。 4、請求項1に記載のサブアセンブリにおいて、該サブ
    アセンブリは、前記基部上にさらに半導体の蓋部を有し
    、前記蓋部はその中に主表面と前記デバイスを収容する
    空間部とを有し、該サブアセンブリはさらにその中に第
    3の溝部を有し、第1の溝部と位置合わせされて前記フ
    ァイバーを収容する細長い通路部を形成することを特徴
    とするサブアセンブリ。 5、請求項4に記載のサブアセンブリにおいて、前記蓋
    部は前記空間部に連通する開口を有し、前記開口を通し
    て適当なコーティング材が挿入されて前記デバイスを覆
    うようになされたことを特徴とするサブアセンブリ。 6、請求項4に記載のサブアセンブリにおいて、該アセ
    ンブリはこれに取付けられた前記ファイバーを有してお
    り、前記蓋部は前記細長い通路部に連通する開口を有し
    ており、接着剤が前記開口を介して挿入されて前記ファ
    イバーを前記サブアセンブリに対して固定することを特
    徴とするサブアセンブリ。 7、請求項4に記載のサブアセンブリにおいて、前記基
    部及び前記蓋部の外側の主表面にメタライゼーション処
    理が施されていることを特徴とするサブアセンブリ。 8、請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の
    サブアセンブリにおいて、前記半導体は単結晶シリコン
    からなり、前記主表面は(100)結晶学面であり、前
    記端部面は (111)結晶学面であることを特徴とするサブアセン
    ブリ。 9、請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の
    サブアセンブリにおいて、前記デバイスがフォトダイオ
    ードであることを特徴とするサブアセンブリ。 10、主表面を有する半導体の基部からなるオプトエレ
    クトロニクス・デバイスのためのサブアセンブリであっ
    て、 前記表面の上に絶縁性の層を有し、 前記層の上に金属の接点が配置されており、前記デバイ
    スは前記表面の上に置かれて前記接点に接続され、 空間部を有する半導体を有しており、前記 蓋部は前記デバイスの上方に配置されいて前記デバイス
    が前記空間部内に配置されており、前記表面に平行な前
    記蓋部の少なくとも一つの寸法が前記基部の対応してい
    る寸法よりも小さくて前記接点の一部が前記蓋部の下部
    から前記サブアセンブリの外側へ延在しており、前記サ
    ブアセンブリが、前記デバイスと前 記サブアセンブリの外側との間で光を搬送するため、光
    ファイバーを収容する通路手段を有していることを特徴
    とするサブアセンブリ。 11、請求項10に記載のサブアセンブリにおいて、前
    記蓋部が前記空間部に連通する開口を有しており、適当
    なコーティング材が前記開口を通して挿入されて前記デ
    バイスを覆うことを特徴とするサブアセンブリ。 12、請求項10に記載のサブアセンブリにおいて、こ
    れに取付けられた前記ファイバーを有しており、前記蓋
    部は前記通路手段と連通する開口を有しており、接着剤
    が前記開口を通して挿入されて前記ファイバーを前記サ
    ブアセンブリに対して固定することを特徴とするサブア
    センブリ。 13、請求項12に記載のサブアセンブリにおいて、前
    記通路手段は前記基部中の溝部と前記蓋部中の溝部とか
    らなり、前記溝部は、互いに向きあって位置合わせされ
    て結晶学面の側壁部を有していることを特徴とするサブ
    アセンブリ。 14、請求項13に記載のサブアセンブリにおいて、前
    記通路手段は反射器と前記基部中の溝部に並んだ状態の
    第3の溝部とからなり、前記第3の溝部は結晶学面の端
    部面を有しており、その面上に反射器が配置されており
    、前記デバイスは、前記デバイスと前記ファイバーとの
    間で光を偏向させる前記反射器の上方に配置されている
    ことを特徴とするサブアセンブリ。 15、請求項10から請求項15までのいずれか一項に
    記載のサブアセンブリにおいて、前記基部及び前記蓋部
    は単結晶シリコンからなることを特徴とするサブアセン
    ブリ。 16、オプトエレクトロニクス・デバイスのためのサブ
    アセンブリであって、 前記サブアセンブリの外側と前記デバイス の間で伝送される光に対して透明な第1の部材を有して
    おり、前記デバイスは前記第1の部材の一方の側の上に
    載置されており、 前記第1の部材の前記一方の側の上に載置 された半導体の蓋部を有しており、該蓋部は前記第1の
    部材に対して密封されており、前記蓋部はその中に前記
    デバイスを収容するたその空間部を有しており、 前記第1の部材の他方の側の上には半導体 の第2部材を有しており、前記第2の部材はその中に溝
    部を有していて、光ファイバーを収容するよう形成され
    ており、前記溝部は結晶学面によって形成された斜めの
    端部面と側壁部とを有しており、 前記端部面の上に反射器が配置されて前記 ファイバーと前記デバイスとの間で前記第1の部材を介
    して光が偏向されることを特徴とするサブアセンブリ。 17、請求項16に記載のサブアセンブリにおいて、前
    記デバイスはフォトダイオードであることを特徴とする
    サブアセンブリ。 18、請求項16に記載のサブアセンブリにおいて、前
    記蓋部と前記第2の部材は単結晶シリコンであることを
    特徴とするサブアセンブリ。 19、請求項16から請求項18までのいずれか一項に
    記載のサブアセンブリにおいて、前記第1の部材は透明
    なガラスであることを特徴とするサブアセンブリ。 20、請求項16から請求項18までのいずれか一項に
    記載のサブアセンブリにおいて、前記第1の部材はシリ
    コンであることを特徴とするサブアセンブリ。 21、オプトエレクトロニクス・デバイスのためのサブ
    アセンブリであって、 前記デバイスが基部の上に載置されており、前記基部の
    上方に半導体の蓋部が配置され ており、前記蓋部はその中に光ファイバーを収容する溝
    部を有しており、前記溝部の端部面の上に反射器が形成
    されて前記ファイバーと前記デバイスの間で光を偏向さ
    せることを特徴とするサブアセンブリ。 22、請求項21に記載のサブアセンブリにおいて、前
    記基部は半導体基板からなることを特徴とするサブアセ
    ンブリ。 23、請求項21に記載のサブアセンブリであって、前
    記基部はプリント回路基板からなることを特徴とするサ
    ブアセンブリ。 24、請求項21から請求項23までのいずれか一項に
    記載のサブアセンブリにおいて、半導体の担体部材が設
    けられていてこれを通過する開口を有しており、前記担
    体部材は前記基部と前記蓋部の間に配置されて前記開口
    内にレンズが載置されて前記反射器と前記デバイスとの
    間で集光することを特徴とするサブアセンブリ。 25、請求項21から請求項24までのいずれか一項に
    記載のサブアセンブリにおいて、前記基部は陥凹部を有
    し該陥凹部中に前記デバイスが載置され、前記反射器は
    前記陥凹部上に配置されることを特徴とするサブアセン
    ブリ。 26、請求項21から請求項24までのいずれか一項に
    記載のサブアセンブリにおいて、前記開口は前記レンズ
    を保持する上方部分と前記デバイスを収容する空間部を
    形成する下方部分とを有すことを特徴とするサブアセン
    ブリ。 27、請求項21から請求項24までのいずれか一項に
    記載のサブアセンブリにおいて、前記デバイスは発光ダ
    イオードからなることを特徴とするサブアセンブリ。 28、半導体の基部と、 該基部上に載置された少なくとも1つの光 学的又は電気的チップと、からなり、 前記基部の上に載置され前記少なくとも1 つのチップを覆う半導体の蓋部と、 前記蓋部及び前記基部とを互いに位置合わ せするための手段とから構成され、 前記手段は、前記基部及び前記蓋部の各 々の中の少なくとも1つの孔部であってこれらが位置合
    わせされたときに前記基部及び前記蓋部も位置合わせさ
    れるように配置されている孔部と、前記孔部の1つの中
    に配置されて前記孔部を案内する球面体とからなること
    を特徴とするサブアセンブリ。 29、請求項28に記載のサブアセンブリにおいて、前
    記基部及び前記蓋部は各々が少なくとも2つの孔部を有
    し、前記基部及び前記蓋部の複数対の孔部が配置されて
    前記複数対が位置合わせされたときに前記基部及び前記
    蓋部が位置合わせされ、前記複数対の孔部の一方の中に
    球体を有することを特徴とするサブアセンブリ。 30、請求項28又は請求項29に記載のサブアセンブ
    リにおいて、前記孔部の壁部が結晶学面であることを特
    徴とするサブアセンブリ。 31、請求項30に記載のサブアセンブリにおいて、前
    記球体がボールの支持部材であることを特徴とするサブ
    アセンブリ。 32、請求項29に記載のサブアセンブリにおいて、 前記基部は細長い細片であって、その細片 の上で間隔をおいて複数の前記チップが配置され、 前記蓋部は前記チップを覆う細長い細片で あり、 前記孔部は前記細片の対向する端部に形成 されており、 前記細片は互いに固定され、個々の構造に 分けることができ、この個々の構造は前記チップの少な
    くとも一つを内包することを特徴とするサブアセンブリ
    。
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