JPS6235085B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、担体により保持された送信または受
信ダイオードと、前記ダイオードの光窓と光学的
に結合された光導体とを備え、上記担体が前記光
導体を挿通するための切欠きを有し、上記ダイオ
ードが上記担体に前記ダイオードの光窓が上記切
欠きに位置するように装着されている送信又は受
信のための装置に関する。

このような受信装置は、既に「Electronics
Letters」17巻、No.22、第832頁から知られてい
る。公知の受信装置においては、受信ダイオード
は、オプチカルフアイバもしくはガラスフアイバ
を受けるための小さい孔を有するセラミツクブロ
ツク上に取付けられている。孔を介してダイオー
ドを位置決めした後に、オプチカルフアイバはブ
ロツク内に挿入される。

円形の面形状の窓を囲繞するリング形状のカソ
ード接続面を有し、前記受光窓に位置してアノー
ド接続面を備えているPINホトダイオードは既
に、「Siemens Forschungs−und
Entwicklungsberichte」11巻（1982）、No.４、第
204頁ないし第208頁および第216頁ないし第220頁
から既に公知である。

本発明の課題は、光導体を、可能な限り簡単に
PINホトダイオードの窓の前に正確に位置付けし
かる後に固定することができるように構成された
冒頭に述べた形式の受信又は送信のための受信装
置を提供することである。

本発明によれば、上記課題を解決するために、
送信または受信のための装置は、担体が回路モジ
ユールと機械的に結合され、光導体は回路モジユ
ールに設けられた固定装置を介し切欠きを通つて
光窓に案内されて、光導体の端面が該光窓から所
与の間隔を有するように固定され、切欠きを円錐
形状に形成し、そして上記ダイオードが円錐形の
切欠きの両端面のうちの大きい方の端面側で、上
記担体の側面に設けられている。

上記の構成によれば、ダイオードに対する光導
体の特に簡単な位置決めもしくは位置合わせが達
成される。この構成においては、位置合わせに際
して側方変位により起り得るオプチカルフアイバ
もしくはガラスフアイバの端面の損傷は回避され
る。

光導体は、PINホトダイオードに対する位置合
わせ後に固定するのが有利である。この目的で、
受信又は受信のための装置は、担体を直方形状、
例えば板形状に形成して基板上に垂直に取付け、
前記基板のPINホトダイオードと反対側の側面に
固定装置を形成するブロツクを担持し、該ブロツ
ク上に光導体を溶剤を用いないろう付け接続で固
定するように構成するのが好ましい。

この場合、光導体は、先ずPINホトダイオード
に最適な光結合が得られるように位置調整し、し
かる後に固定装置に固定するのが望ましい。

切欠きはレーザで形成された孔により構成する
のが有利である。

本発明の実施態様においては、PINホトダイオ
ードが円形扁平な光窓を囲繞し、前記光窓に対置
してアノード接続面を有するリング形状のカソー
ド接続面を備え、前記カソード接続面が導電性の
接着剤により担体上に設けられている電気導体に
接続され、そしてアノード接続面はボンデイング
パツドにより、上記担体上に設けられている別の
電気導体に接続されるように構成される。

また受信又は送信のための装置は、担体と回路
モジユールとの機械的連結のために設けられる保
持アングル部材を導電性の材料から形成して担体
の電気導体もしくは導体路ならびに回路モジユー
ルの電気導体もしくは導体路と電気的に接続する
ように構成するとよい。この場合、保持アングル
部材は、有利にも、同時にPINホトダイオードの
ための電気接続部材としての働きをなす。

以下図面に示す実施例を参照し本発明を詳細に
説明する。

第１図は、気密の金属製ハウジング１１内に収
容されて光伝送のためのオプチカルフアイバカプ
ラを有している受信モジユール１３を備えた受信
装置の構造を示す。この気密のパツケージは、特
に、回路モジユールに保護されていない半導体チ
ツプを使用する際に有利である。

受信装置は、カバー６で閉鎖されている金属製
ハウジング１１内に収容されている。直方体形状
の金属ハウジング１１の底部には、間隔材１２が
設けられている。この間隔材１２は回路モジユー
ル１３を担持している。この回路モジユール１３
は板状の形態をしておつて、間隔材１２により予
め定められる間隔で金属ハウジング１１の底部に
平行に配設されている。

金属ハウジング１１の側壁には、管１０が設け
られており、この管は金属ハウジング１１の側壁
を貫通して外側および内側に突出している。管１
０の外部には、ソケツト形状の接続部材９が装着
されており、接続部材９の大きい方の開口部で管
１０に装着され、そしてその小さい方の開口を通
してオプチカルフアイバもしくは光導体８が導か
れている。光導体８は、接続部材９、管１０を通
り、ブロツク５の上を通つてダイオード担体３の
開口を通りPINホトダイオード２の光窓に達して
いる。ガラスフアイバから構成される光導体８は
この場合２つの個所で固定されている。即ち、ブ
ロツク５の上部と接続部材９の内径が絞られた開
口個所で固定されている。

ダイオード担体３は２つの金属アングル部材１
により回路モジユール１３上に取付けられてい
る。第１図では１つしか示されていないが、これ
ら２つの金属アングル部材１は、PINホトダイオ
ード２に並置して設けられている。

第２図は第１図に示した回路装置の平面図であ
り、金属ハウジング１１のカバーを取除いた状態
で示されており、金属ハウジング自体もその一部
分だけが示されている。第３図には垂直に立つた
ダイオード担体を有する回路モジユールが示され
ている。

ダイオード担体３は、回路モジユール１３に対
して垂直に直立する板の形状を有している。

担体３を回路モジユール１３に取付けるのに、
２つの保持アングル部材１および１′が用いられ
ており、これらアングル部材は担体３のダイオー
ド２と同じ側に位置する。金属保持アングル部材
１および１′は、回路モジユール１３の側部で導
体路１３０および１３０′と接続している。保持
アングル部材１および１′をダイオード２と接続
する担体３の導体路は図には示していない。担体
３上には、保持アングル部材１から、ボンデイン
グ・パツド２３を介してダイオード２のアノード
と接続されている接続面に到る導体路が設けられ
ている。別の導体路は、保持アングル部材１′か
らダイオード２のカソードに到つている。

第３図は、第２図の部分拡大図であつて、切欠
き孔３１の領域におけるダイオード担体３の細部
構造ならびにPINホトダイオード２の構造および
接点接続関係の詳細を示す。

PINホトダイオード２は、２つの互に対置した
面に、円環形状のｎ接点２１および中央に設けら
れた円形のｐ接点２２を有している。PINホトダ
イオード２は、円環状の対向接点の中心部に、ボ
ンデイングパツド２３に前側が向くようにして30
ないし200μｍの直径を有する光窓２０を備えて
いる。

光導体８は円錐形の孔もしくは切欠き３１内に
突出している。この切欠き３１はダイオード２の
方向に向つて拡がつているので、有利なことに、
光導体８を切欠き内に挿入する際あるいは調整す
る際に光導体が切欠きの内壁に衝突して損傷を受
ける危険は回避される。

オプチカルフアイバもしくはガラスフアイバの
位置調節もしくは位置合わせは、PINホトダイオ
ードの光電流の測定と関連して、座標系の３つの
軸のすべての方向で調整するのが好ましい。この
場合、オプチカルフアイバもしくはガラスフアイ
バの軸方向における調整領域を制限しつつ最適な
光結合が得られるように調整を行なう。その場
合、担体３の考慮すべき公差および接着層ならび
に予測される異なつた熱膨張係数に鑑みて位置決
めもしくは位置合わせ正領域に対する限界とし
て、ダイオード２の窓２０からのオプチカルフア
イバ８の最小間隔を約10ないし30μｍの大きさに
するのが特に有利であることが判つた。

オプチカルフアイバ８は切欠き１５内に固定は
されない。特に接着すべきではない。切欠き１５
の最も狭隘な個所の直径は、例えば130μｍの直
径を有するオプチカルフアイバ８よりもほぼ100
μｍ大きい直径を有する。円錐形の切欠きの両端
面の直径には約100μｍの差がある。

垂直に直立しているダイオード担体３に対する
オプチカルフアイバ８の調整もしくは位置決め
は、上記切欠き３１の特殊な形態により相当に容
易にされている。調整もしくは位置決め中、グリ
ツパは担体３とブロツク５との間に存在する。こ
の場合ガラスフアイバ８は、マイクロマニピユレ
ータのグリツパを使用してブロツク５に固定する
ことができる。

第４図から明らかなように、ダイオード担体３
は板状の形をしており、そしてセラミツクから製
造するのが有利である。図には、第１図に示した
金属アングル部材１が取付けられるダイオード担
体の側面が側面図で示されている。

セラミツク板の短かい側辺の近傍には大きい面
積の接続面３２および３３が設けられている。こ
れら接続面から導体路がダイオード担体３の中心
部に向つて延在している。一方の導体路は切欠も
しくはレーザ穿孔３１を囲繞し、他方の導体路は
若干短かく、レーザ穿孔３１に装着されたPINホ
トダイオードが該短かい導体路に接触しないよう
になつている。

ダイオード担体３は、中央部にレーザ穿孔３１
を有し所要の接続部もしくは端子を備えた小さい
基板から構成されている。好ましくは溶接または
ろう付けにより金属製の保持アングル部材１を取
付けた後に、PINホトダイオード２を、孔３１の
縁の周りに被着された導電性接着剤を用いて孔３
１に接着する。導電性の接着剤を使用することに
よりPINホトダイオード２のカソード接続が形成
される。PINホトダイオード２のアノードの接続
はボンデイングパツド２３によつて形成される。

ダイオード接続端子には、このようにして構成
されているので特に暗電流に関する電気試験を困
難なく実施することができる。また有利なこと
に、PINホトダイオード２を、ダイオード担体３
に取付けた後にもハイブリツト（混成）素子とし
て電気的に試験することが可能である。

次いで、ダイオード担体３を、製作され電気的
に予備試験された回路モジユール１３に垂直に直
立して溶接しろう付けする。

製造方法の次の段階では、第５図に示す受信装
置において、光導体もしくはオプチカルフアイバ
８をPINホトダイオード２に結合する。この目的
で、オプチカルフアイバもしくはガラスフアイバ
８を、マイクロマニピユレータを用いて、前記オ
プチカルフアイバがPINホトダイオード２を光窓
に対し所与の間隔になるまで切欠き３１内に挿入
する。この位置において、オプチカルフアイバ８
を最適な光結合度になるように調整し、次いでブ
ロツク５に固定する。固定に当つては、メタライ
ズしたオプチカルフアイバ８を、載置ブロツクと
しての働きをなすブロツク５上にろう付けするこ
とができる。

保持アングル部材１および１′は溶接により回
路モジユール１３に接続するのが好ましい。。こ
のようにすれば、特に高温ガスを用いてのろう付
けにより行なわれるオプチカルフアイバ８のブロ
ツク５への固定に際して、ダイオード担体３と回
路モジユール１３との接続部は所望の精度で維持
できる。

受信装置の電気的特性の見地から、ダイオード
２に対して付加的にダイオード担体上に、前記ダ
イオード担体３と回路モジユール１３との間に良
好な電気的隔離を可能にする電気スイツチ手段を
設けるのが有利であろう。このようなスイツチ手
段は、ダイオード２のアノードに接続されたゲー
トを有し、ゲートに前置抵抗を備えた電界効果ト
ランジスタとすることができる。この場合には、
回路モジユールとの電気接続に４つの電気接続が
必要とされる。即ち１つはゲート前置抵抗に対
し、２つは電界効果トランジスタのドレイン端子
およびソース端子に、そして残りの１つはダイオ
ード２のカソードに必要とされる。

この場合、少なくとも２つの保持アングル部材
を溶接するのが有利である。他の保持アングル部
材は、ろう付けにより回路モジユール１３と接続
することができよう。

ブロツク５への光導体もしくはオプチカルフア
イバの固定後に、第１図に示した接続部材７を管
１０ならびに端面から接続部材９を越えて突出す
るメタライズされたオプチカルフアイバ８とろう
付けにより接続する。オプチカルフアイバ８の端
面は、メタライズ工程後に必要に応じ通常の後処
理で形成された破断個所とするのが有利である。

図面に示した受信装置は、受信ダイオードとし
てPINホトダイオードを有している。送信装置の
場合には、この受信ダイオードの代りに送信ダイ
オードとして例えばレーザダイオード例えば発光
ダイオードが設けられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、回路モジユールおよびPINホトダイ
オードを備えた受信装置を断面図で示す図、第２
図は第１図に示した受信装置の一部を切欠いて示
す平面図、第３図は第２図に示した平面図の部分
拡大図、第４図は垂直に直立するダイオード担体
を備えた回路モジユールを示す側面図、そして第
５図は第１図の部分拡大図であつて回路モジユー
ル上に直立して設けられたダイオード担体および
オプチカルフアイバもしくは光導体の固定に用い
られるブロツクを示す断面図である。 １……保持アングル部材、２……PINホトダイ
オード、３……担体、５……固定装置、６……カ
バー、８……オプチカルフアイバ、９……接続部
材、１０……管、１１……ハウジング、１２……
間隔材、１３……回路モジユール、１５，３１…
…切欠き、２０……光窓、２１……カソード接続
面、２２……アノード接続面、２３……ボンデイ
ングパツド、１３０……導体路、３２……電気導
体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 担体３により保持された送信または受信ダイ
   オード２と、該ダイオード２の光窓と光学的に結
   合された光導体８とを備え、前記担体３が該光導
   体８を挿通するための切欠き３１を有し、前記ダ
   イオード２が前記担体３に該ダイオード２の光窓
   ２０が前記切欠き３１に位置するように装着され
   ている送信又は受信のための装置において、前記
   担体３が回路モジユール１３と機械的に結合さ
   れ、前記光導体８は前記回路モジユール１３に設
   けられた固定装置５を介し前記切欠き３１を通つ
   て前記光窓２０に案内され、前記光導体８の端面
   ８０が該光窓２０から所与の間隔を有するように
   固定され、前記切欠き３１を円錐形状に形成し、
   前記ダイオード２が該円錐形の切欠き３１の両端
   面のうちの大きい方の端面側で、前記担体３の側
   面に設けられていることを特徴とする装置。 ２ 担体３が直方体状に形成されて基板１３上に
   垂直に取付けられ、該基板１３は、ダイオード２
   とは反対側に、固定装置５を形成するブロツクを
   担持し、該ブロツク上に光導体８が溶剤を用いな
   いろう付け接続４により固定されている特許請求
   の範囲第１項記載の装置。 ３ 光導体８がダイオード２に最適な光結合を有
   するように調整されて固定装置５に固定されてい
   る特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４ 切欠き３１がレーザビームにより形成された
   孔から構成されている特許請求の範囲第１項ない
   し第３項のいずれか１項に記載の装置。 ５ ダイオード２が円形面形状の光窓２０を囲繞
   し、該光窓２０に対置してアノード接続面を有す
   るリング形状のカソード接続面２１を備え、該カ
   ソード接続面２１が導電性の接着剤２１により、
   担体３上に設けられている電気導体３１に接続さ
   れ、そして前記アノード接続面２２はボンデイン
   グパツドにより、前記担体３上に設けられている
   別の電気導体３２に接続されている特許請求の範
   囲第１項ないし第４項のいずれか１項に記載の装
   置。 ６ 担体３を回路モジユール１３と機械的に連結
   するために設けられた保持アングル部材１を導電
   性の材料から形成し、前記担体３の電気導体３
   １，３２ならびに前記回路モジユール１３の電気
   導体と電気的に接続されている特許請求の範囲第
   ４項記載の装置。