JPH0311771A - 表面実装可能なオプトデバイス - Google Patents

表面実装可能なオプトデバイス

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JPH0311771A JP2136919A JP13691990A JPH0311771A JP H0311771 A JPH0311771 A JP H0311771A JP 2136919 A JP2136919 A JP 2136919A JP 13691990 A JP13691990 A JP 13691990A JP H0311771 A JPH0311771 A JP H0311771A
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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〕 本発明は表面実装可能なオプトデバイスに関する。
〔従来の技術〕
ＳＭＤ　（表面実装デバイス）はプリント板モジュール
の組立技術に適する。ＳＭＤはデバイスの新しい加工様
式つまり表面実装ならびに新しい技術に適合しなければ
ならない最近の世代のデバイスを含む。
表面実装は挿入実装の従来技術の代わりに益々用いられ
るようになっている０表面実装はリード線無しデバイス
がリード線付きデバイスの代わりにプリント板またはそ
の他の基板上に設置されることを意味する。ＳＭＤを用
いることによって他の利点が得られる。つまり、プリン
ト板モジュールが７０％に小形化し、製造が合理的にな
り、信頼性が高くなる。
表面実装可能なデバイスは自動実装機において加工され
る場合には経済的に使用することが出来る０表面実装の
利点はデバイス、プリント板レイアウト、自動実装、は
んだ付は技術、試験が互いに良好に調和すればする程多
くなる。
表面実装可能なオプトデバイスはヨーロッパ特許出願公
開第００８３６２７号公報によって公知である。この公
知のオプトデバイスにおいては、セラミック材料から成
る基板上にオプトエレクトロニク半導体基体が配置され
る。この半導体基体上にはエポキシ樹脂から成りドーム
状湾曲を存する光透過膜が配置される。この公知のデバ
イスは主としてディスプレイ装置用への使用が考慮され
ている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、エポキシ樹脂から成る光透過膜が半導体
基体上に予め与えられたドーム状湾曲を有することは、
公知のデバイスの柔軟な使用を困難にしている。
そこで、本発明は、柔軟に使用可能な冒頭で述べたｍ類
の表面実装可能なオプトデバイスを堤供することを課題
とする。
〔課題を解決するための手段〕
このような課題を解決するために、本発明は、実装装置
によって自動的に実装可能でありかつ少なくとも１つの
光送信器および（または）受信器を含む少なくとも１つ
の基体と、放射光および（または）受信光を成形するた
めの少なくとも１つの光学装置と、この少なくとも１つ
の光学装置を調整して固定するための調整補助具とを有
することを特徴とする。
〔作用および発明の効果〕
本発明においては、放射光および（または）受信光を成
形するための光学装置は、この光学装置と基体との間の
側部から実際上光が漏出しないように基板上に取付けら
れる。
本発明においては、送信器および（または）受信器は基
体の富み内に配置される。これによってプリント板また
は１つの基板、複数の基体上に配設された種々の送信器
間のクロストークが回避される。このような窪みは反射
器として筒車な方法で形成され得る。
受信器が窪み内に配置されると、測光受信が軽減するの
で有効Ｓ／Ｎ比が明確に改善される。
本発明においては基体はその表面にドーム状湾曲を有し
ないので、基体は実装装置によって精密に位置決め可能
である。
基体と光学装置との間の位置決め精度は同様に本発明に
おいては表面に公知のドーム状湾曲を有する公知のデバ
イスに関する反射器の位置決め精度よりも大きい。これ
によって一定の結合比が得られると共に、観察者に良い
印象を与える。
基体がほぼ平坦状の表面を有することは有利であり、こ
のことは実装技術にとっては好ましいことである。
基体に光学装置を固定するためにも使われる調整補助具
が突起、クランプ、孔、窪みの形態にて基体および光学
装置に形成されることは有利である。
複数の基体に対して１つの光学装置が設けられ得る。反
対に、１つの基体に対して複数の光学装置が使用され得
る。
本発明は僅かな製作費用でもって可変の光学要素を備え
た表面実装可能なオプトデバイスの製作を可能にする。
光学要素を変えるためには従来技術においては特別に合
わせられたケースが製作されなければならなかった。こ
のことは最終実装の領域において、特に部品被覆におい
て高い投資を必要とする。さらに、ＳＭＤ自動実装機の
実装が光学要素の形状を制限する。
本発明は費用的に良好でありかつ市販の自動実装機にて
加工可能である表面実装可能な構成形状（基本デバイス
）の製作を可能にする。さらに、本発明においては、実
装プロセスおよびはんだ付はプロセスの後にこの基本デ
バイスがその都度の適用例に合わせられた光学要素に結
合される。
基体と光学要素（光学装置）とを分離することによって
構成形状の個数が可成り低減する。実装性およびはんだ
付は性に関してＳＭＤデバイスに出される高い要求は本
発明によるデバイスを用いることによって確実に実現さ
れる。光学要素の形状はデザインおよび材料選択に関し
てその都度の適用例に著しく良好に最適化され得る。
基本デバイス（基体）は光送信器および（または）受信
器を含む、光送信器の場合には、半導体デバイスを反射
器内に実装することは有利である。
この反射器は金属支持体への押型としてまたは反射性、
必要な場合には高反射性を有するプラスチングによる被
覆体によって形成され得る。金属支持体への押型と反射
性プラス千ンクとを組合わせ使用することも同様に可能
である。デバイスの外形は、実装技術にとって好ましく
かつほぼ平坦状の表面が基体に設けられさらに光学要素
に基体を結合するために調整補助具が基体内に成形され
るように形成される。
光学要素（光学装置）はその都度の適用例に応じて形成
（デザイン）される０幅狭または幅広の放射特性または
受信特性を有するオプトデバイスが実現される。光学装
置内で光転同装置を使用すると、送信方向または受信方
向が成る角度、例えば９０°転換される。これによって
所謂サイドルツカ−（Ｓｉｄｅ−Ｌｏｏｋｅｒ）形構成
形状が必要とされなくなる。サイドルツカ−形構成形状
においては、デバイスの送信器または受信器はデバイス
が配置される基板の表面に対して平行な方向に向けられ
る。
光学装置による光学レンズの代わりに光導波路が用いら
れると、ＳＭＤ化先導波路デバイスが得られる。
ＳＭＤデバイスは１９８６年９月８日に出願された米国
特許出願第９０４６３８号の米国特許出願明細書、ヨー
ロッパ特許出願公開第０２１８８３２号公報、ドイツ連
邦共和国特許出願公開第３２３１２７７号公報およびＰ
ＣＴ特許出願公開第ＷＯ３５１０１６３４号公報によっ
て公知である。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
第１図ａ　−ｆは基体ｌの実施例を示す概略図である、
基体１は光送信器および（または）光受信器が配置され
る少なくとも１つの窪み５を有する。
この窪み５は光送信器が配置される際には反射器として
有利に構成され得る。窪み５にはプラスチック例えば注
型樹脂が注入されると有利である。
基体１が実装される基板とは反対側に位置する基体１の
表面はほぼ平坦状に形成される。このことは、平坦表面
がデバイス実装装置によって自動的にかつ高速度で吸引
され得ることを倉味する。従って、平坦表面を有する基
体ｌは基板、例えばプリント板上に非常に迅速にかつ非
常に精密に位置決めされ得る。基体ｌはこの基体ｌ上の
光学装置の調整を改善するために溝２、孔３および突起
４が設けられ得る。さらに、基体１に対して光学装置の
固定を行うために設けられかつ専門家が手操作すること
の出来る他の調整補助具を設置することも出来る。
第２図ａ　−ｃおよび第３図ａ　−ｃは基体１の製作を
説明するための概略図である。電気端子６．７は、半導
体基体８を取付けその半導体基体８と電気端子６とのボ
ンディングワイヤ結合を行う間、所謂リードフレーム技
術によって一緒に保持される。ボンディングワイヤ結合
が行われた後に、半導体基体８、ボンディングワイヤお
よび電気端子６．７の一部分が例えば熱硬化性プラスチ
ックまたは熱可塑性プラスチックの如きプラスチックに
よって一体注型される。最初にリードフレームがプラス
チック例えば熱可塑性プラスチックをコーティングされ
、その後窪み５の内部に半導体基体８が配置され得るよ
うにしてもよい。次に窪み５が注型樹脂を注入される。
基体ｌの被覆体には例えば孔３の如き調整補助具が設け
られる。電気端子６．７は、第２図に示される如く基体
ｌの被覆体から鶴翼状に突出するように基体１の被覆体
を突出した後に折曲げられ得るか、または第３図に示さ
れる如く基体ｌの被覆体を突出した後に下方に折曲げら
れさらに基体１の被覆体の中心部に向かって折曲げられ
得る。
基体１に対して本発明においては僅かな基本形しか必要
としない。さらに、表面実装を行う際に現れる高温度お
よび応力に耐えるプラスチック材料は少量しか必要とさ
れない、基体ｌの被覆体としてはＳＭＤ化可能な全ての
材料が使用され得る。
基体１の被覆体としては例えばＬＣＰ　（液晶ポリマー
）材料が使用され得る。基体ｌに僅かな基本形が必要で
はあるが、未発明においては、オプトデバイスを構成す
る際に形状に関して大きな自由度が得られる。
基体１の被覆体として熱可塑性プラスチックが使用され
る場合、このプラスチックは２００″Ｃ〜２８０″Ｃの
通常のはんだ付は温度に耐える。
第４図ないし第２３図は本発明によるオプトデバイスの
種々の実施例を示す、第４図は反射器５内に光送信器８
を備えた基体ｌを示す、基体ｌの孔３内には光学装置９
の突起が嵌合している。光学装置９はこの突起とは一体
成形されている。光学装置９としては完全注型体が使用
され得る。光学装置９としては例えば所定の屈折率を有
するガラスレンズが使用され得る。しかしながら、光学
装置９としては、光送信器および（または）光受信器８
によって送信または受信される光を何らかの方法で成形
し、東線化しまたは形成するような他の装置も使用され
得る。本発明においては、光学装置９としては耐久性に
は限界があっても高温度には耐え得る材料を使用するこ
とが可能である。
例えば光学装置９としては（レンズに対してガラス透明
度を増すためにまたはディスプレイに対して白色度を増
すために入れられる）ポリカーポふ一トが使用され得る
。光学装置９としてはポンカン（Ｐｏｃａｎ）（ポリブ
チレン−テレフタレート）の如き価格的に手頃なプラス
チックも使用され得る。このようなプラスチックは例え
ば１５０℃以下の耐久温度に耐える。
第４図の光学装置９は例えば収束レンズとして形成され
ている。この第４図において、平行光は東線光に変換さ
れて、方向転換させられる。窪み（反射器）５および（
または）光学装置９を形成することによって種々の放射
特性および（または）受信特性が得られる。それゆえ、
任意の通用例に対して、僅かな個数の基体ｌを使用する
のに最も適するケース形状が製作され得る。
第５図には光学装置９が光送信器および（または）光受
信器８によって送信または受信される光を９０°転向さ
せるように形成されたオプトデバイスが示されている。
この第５図において、光学装置９の光入射面および（ま
たは）光出射面は反射曲面おびレンズ状曲面を有してい
る。このような放射特性もしくは反射特性はドイツ連邦
共和国実用新案第８５０００１３．２号（１９８５年４
月１５日に出願された米国特許出顆第７２３２３６号明
細書）に記載されている。
第５図においては光学装置９はクランプ１０と一体成形
されている。クランプＩＯは基体Ｉの切欠または溝内に
保持される。
第６図は窪み５内に半導体検出器が配置されている基体
ｌを備えたオプトデバイスを示す。光学装置９はその外
周縁部に基体１の切欠１１に嵌合する突出部を有してい
る。
基体ｌは他の材料からもまたプラスチック材料からも製
作されｉ辱る。基体１は光学装置９を取付けるための平
坦表面を存する必要がない。光学装￥ｆ９は基体１と光
学装置９との間の側部から実際上光が漏出し得ないよう
に基体１上に装着されるように簡単の方法で形成され得
る。
第７図および第８図は種々異なった個数の送信器および
（または）受信器８が複数の窪み５内に配置されたディ
スプレイデバイスを示す。放射形状は本発明においては
窪み５の形状および光学装置９の形成によって与えられ
る。第７図においては窪み５は比較的小さい開口部を有
している。窪み５のこの比較的小さい開口部は光学装置
９の内部において上方に向けて拡大する開口部１４によ
って光学的に補助的に拡大されている。
基体１は第７図においては基板、例えばプリント板１３
上に固定されている。光学装置９は基板１３の開口部内
に固定されるクランプ１２を有している。
第８図においては光学装置９は基体ｌの切欠内にスナッ
プ結合されるクランプ１５を有している。
第８図においては光学装置９は基体ｌ内の窪み５の開口
部を光学的に補助的に拡大しない開口部１６を有してい
る。
第９図および第１Ｏ図はＬＥＤアレイの概略図を示す。
この３Ｘ３ＬＥＤアレイにおいては基板１３上には９個
の基体１が固定されている。光学装置９は９個のレンズ
１７から構成されている。
９個のレンズ１７は橋絡片１８によって一体的に相互に
結合されている。光学装置９はこの光学装置９を基板１
３に固定するクランプ１２を有している。各基体１上に
はレンズ１７が取付けられている。
第１１０は３個の基体１が並置されているオプトデバイ
スを示す。この３個の基体１上には光学装置９が取付け
られている。２個の送信器および（または）受信器上に
はそれぞれ１個のレンズ１７が配置され、−力筒３の半
導体デバイス上には発光面】９が取付けられている。半
導体デバイスに付設されたこの発光面１９は例えばドイ
ツ連邦共和国実用新案第８７１３８７５．５号に記載さ
れている。半導体デバイスの被覆体は出来る限り大きな
空間角度にて光を放射するために凹レンズとして形成さ
れた光出射面を存している。発光面Ｉ９は散乱板の特性
を存する。
第１２図は２個の窪み５を有する個別基体ｌを示す。第
１の窪み５上には光学装置９としてのレンズが取付けら
れている。第２の窪み５上には取外し可能なファイバー
結合を構成するための装置２０が取付けられている。こ
の装置２ｏは実際上光導体結合器を表す。装置２０には
光導波路２１が取Ｉすけられる。光導体結合器を備えた
オブトデバイスハ光ファイバー通信網においてサブステ
ーション用に使用され得る。光導体結合器を備えたこの
オプトデバイスは例えば自動車の光ファイバーシステム
の如き他の光ファイバーシステムにおいても使用され得
る。基体１内では勿論集積回路も同様に使用され得る。
装Ｗ２０は勿論クランプによって基体１に固定され得る
。
第１２図に示された装置は光導体を差込むための保持部
材の予備個所を有している。それによって光導体を差込
むための補助的な位置決め公差が断念され得る。それに
よって装置２０を備えたオプトデバイスの一層の小形化
が可能になる。
１個の窪み５内には光送信器も光受信器も集積回路も配
置され得る。
第１３図ａ、ｂおよび第１４図は基体ｌとそれに付属す
る光学装置９とを示す。第１３図に示された基体１は所
謂７セグメント表示体である。この基体は７個の光孔２
３を存する。基体ｌはさらに第１４図に示された光学装
置９を固定するための突起２２を有する。
基板上に並んで実装された多数の基体！上には第１４図
にポされた光学装置９が配設される。第１４図の光学装
置９は７セグメント表示体２４を表示するための徐々に
拡大する孔１４を有している。さらに、第１４図の光学
装置９は２個の発光面１９を有している。最後に第１４
図の光学装置９は第１３図の基体ｌの突起２２に固定す
るための穴２６を有している。
本発明によるオプトデバイスは基体１の僅かな変形によ
り種々の光学装置９を可能にする。
第１５図ないし第１７図は所望の通用例に応じて形成さ
れた７セグメント表示体の種々の形状を示す、第１５図
ないし第１７図の表示体は種々の形状を有してはいるが
、この表示体は第１３図の単一の基体１によって実現さ
れ得る。第１３図の基体ｌにおける窪み５は、第１５［
ｋないし第１７図の光学装置９内の補助拡大部１４によ
って種々異なった表示体形状が得られるように拡大され
る。
第１８図および第１９図は種々に配置された光バーを備
えた光学装置９を示す。
第２０図ないし第２３図ａ、ｂは第１８図の光学装置９
ならびに種々に成形された光バーを有する第１９図の光
学装置９が取付けられ得る法化Ｉを示す。
光学装置９は基体１の孔３内に差込まれる突起２８を有
している。基体１においては光送信器８が窪み（反射器
）５内に配置されている。この反射器５は種々の光間口
部Ｊ４を備えた光学装置９が装着され得るように形成さ
れている。光バーの均一な■ｑ明が得られるようにする
ために、散乱板（デイフユーザ）２７が光学装置９に取
付けられる。
第２０図は電気端子７の端部が基体から鶴翼状に離れて
いる基体ｌを示す。第２２図は電気端子７の端部が下方
へ向けて折曲げられた後に基体側に再度折曲げられてい
る基体ｌを示す。
第２０図および第２２図においては窪み５の周縁部２９
は高く形成されている。二〇問縁部２９は光学装置９の
窪み３０内に嵌め込まれる。高く形成された周縁部２９
は種々の送信器におけるクロストークを妨げ、および（
または）、受信器が窪み５内に配置される場合には有効
Ｓ／Ｎ比を改善する。
【図面の簡単な説明】
第１図は基体の概略図、第２図および第３図は基体の製
作について説明するための概略図、第４図ないし第２３
図はオプトデバイスのそれぞれ異なる実施例を示す概略
図である。 ｌ・・・基体 ２・・・溝 ３・・・孔 ４．２２．２８・・・突起 ５・・・窪み ８・・・半導体基体 ９・・・光学装置 １Ｏ１１２，１５・・・クランプ １１・・・切欠 Ｉ９・・・発光面 ２６・・・開口部 ＦＩＧ　３ ＦＩＧ２ ＦＩＧ　４ ＦＩＧ６ ＦＩＧＩＩ ＩＧ９ ＩＧ　１４ ＩＧ１５ ＦＩＧ　２０ ａ ト

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 〔１〕実装装置によって自動的に実装可能でありかつ少
    なくとも１つの光送信器および（または）受信器（８）
    を含む少なくとも１つの基体（１）と、放射光および（
    または）受信光を成形するための少なくとも１つの光学
    装置（９）と、この少なくとも１つの光学装置（９）を
    調整して固定するための調整補助具（２〜４、１０、１
    １、１２、１５、２２、２６、２８）とを有することを
    特徴とする表面実装可能なオプトデバイス。 〔２〕前記放射光および（または）受信光の成形は前記
    基体（１）によっても行われることを特徴とする請求項
    １記載のデバイス。 〔３〕前記光送信器および（または）受信器（８）は半
    導体送信器および（または）半導体受信器であることを
    特徴とする請求項１または２記載のデバイス。 〔３〕前記基体（１）内には送信光のための反射器（５
    ）が設けられることを特徴とする請求項１ないし３の１
    つに記載のデバイス。 〔５〕前記反射器は前記基体（１）の金属支持体への押
    型によって設けられることを特徴とする請求項４記載の
    デバイス。 〔６〕前記基体（１）の反射性被覆体が設けられること
    を特徴とする請求項４または５記載のデバイス。 〔７〕前記調整補助具として突起またはクランプまたは
    溝または孔または窪みが設けられることを特徴する請求
    項１ないし６の１つに記載のデバイス。 〔８〕光の送信方向および（または）受信方向を転換す
    るための転向装置が設けられることを特徴とする請求項
    １ないし７の１つに記載のデバイス。 〔９〕前記光学装置として光学レンズが設けられること
    を特徴とする請求項１ないし８の１つに記載のデバイス
    。 〔１０〕前記光学装置として発光面（１９）が設けられ
    ることを特徴とする請求項１ないし９の１つに記載のデ
    バイス。 〔１１〕前記光学装置として光導体結合器（２０）が設
    けられることを特徴とする請求項１ないし１０の１つに
    記載のデバイス。 〔１２〕前記光学装置（９）用に１５０℃以下の耐久温
    度に耐える材料が使用されることを特徴とする請求項１
    ないし１１の１つに記載のデバイス。 〔１３〕前記デバイスはディスプレイ用に使用されるこ
    とを特徴とする請求項１ないし１２の１つに記載のデバ
    イス。 〔１４〕前記デバイスは光アレイ用に使用されることを
    特徴とする請求項１ないし１３の１つに記載のデバイス
    。 〔１５〕前記デバイスは光信号伝送用に使用されること
    を特徴とする請求項１ないし１４の１つに記載のデバイ
    ス。 〔１６〕前記デバイスは光ファイバー式情報システムに
    使用されることを特徴とする請求項１ないし１５の１つ
    に記載のデバイス。
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