DE3335529A1 - Encapsulated photodetector - Google Patents

Encapsulated photodetector

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Gerhard 7148 Remseck Seibold
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Abstract

A supporting part (3) having a recess (7) in the form of a trough is used to hold a detector (2) and an optical waveguide (optical fibre cable) (4) which ends in front of the detector. The optical waveguide (4) which is accommodated in a metal sleeve (10) is guided with the metal sleeve (10) through a first hole (9) in the supporting part (3) into the recess (7), the stripped fibre core (11) ending in a second hole (12) which is opposite the first hole (9). The metal sleeve (10) and optical waveguide (4) are embedded in the supporting part (3) by means of solder (14) which fills the recess (7), while the detector (2) is fixed to the supporting part outer wall, in front of the end of the fibre core. The supporting part (3), which can be preinstalled separately, is mounted on a baseplate (5), which is constructed as an enamelled printed circuit board, of the detector housing. The edge (20) of the covering cap (6) of the detector housing is connected in a gas-tight manner to the baseplate (5) by means of soldering or welding. The metal sleeve (10), which projects laterally out of the hole (19) in the covering cap (6), is likewise connected in a gas-tight manner to the covering cap, as a result of which the detector (2) is hermetically encapsulated. <IMAGE>

Description

Gekapselter Photodetektor Encapsulated photodetector

Die Erfindung betrifft einen Photodetektor der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Ausführung.The invention relates to a photodetector in the preamble of Claim 1 specified execution.

Ein derartiges opto-elektrisches Bauelement ist aus der DE-OS 33 07 465 bekannt. Bei diesem Bauelement besteht das Trägerteil fur den Wandler aus einem einer Platte ähnelndem Körper, welcher in einer halbzylinderförmigen Schale sitzt, die mit dem Flansch eines Schraubenbolzens verbunden ist.Such an opto-electrical component is from DE-OS 33 07 465 known. In this component, the carrier part for the transducer consists of one a body resembling a plate, which sits in a semi-cylindrical shell, which is connected to the flange of a screw bolt.

In Verlängerung des freien Endes der Schale ist ein Tragarm mit darauf befestigter Metallhülse angeordnet. Der aus der Metallhülse hervorstehende Lichtwellenleiter endet vor dem auf einem Quersteg befestigten Wandler. Mittels der gasdicht an den Flansch des Schraubenbolzens geschweißten Abdeckkappe ist der Wandler hermetisch gekapselt.In extension of the free end of the shell is a support arm with it attached metal sleeve arranged. The fiber optic cable protruding from the metal sleeve ends in front of the converter, which is attached to a transverse web. By means of the gas-tight to the Flange of the screw bolt welded cover cap, the transducer is hermetic capsuled.

Aus der DE-AS 22 58 968 ist ferner eine in einem gasdichten Gehäuse angeordnete elektromechanische Kontaktvorrichtung bekannt. Das Gehäuse besteht aus einer ebenen Grundplatte und einem haubenförmigen Deckel, die jeweils aus Stahlblech hergestellt sind. Der Deckel weist einen Rand auf, welcher mit der Grundplatte durch Schweißen verbunden ist.From DE-AS 22 58 968 is also one in a gas-tight housing arranged electromechanical contact device known. The housing consists of a flat base plate and a hood-shaped cover, each made of sheet steel are made. The lid has a rim, which one with the Base plate is connected by welding.

Von der im Gehäuse angeordneten Kontaktvorrichtung ist ein Kontaktstück mit dem Deckel elektrisch leitend verbunden, während das gegenüber dem Gehäuse elektrisch isolierte Gegenkontaktstück auf einem in eine Preßglasdurchführung der Grundplatte eiqgebetteten Anschlußstift sitzt.A contact piece is of the contact device arranged in the housing electrically conductively connected to the cover, while the opposite to the housing electrically isolated mating contact piece on one in a pressed glass bushing of the base plate egg-bedded connector pin is seated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem gekapselten Photodetektor gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 eine fertigungstechnisch einfach herstellbare Anordnung für das Einkoppeln von Licht aus einem Lichtwellenleiter auf den Photodetektor anzugeben. Diese Aufgabe wird erfindun-gsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen konstruktiven Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen des Gegenstandes nach Anspruch 1 sind den Unteransprüchen zu entnehmen.The invention is based on the object of an encapsulated photodetector according to the preamble of claim 1, one that is easy to manufacture in terms of manufacturing technology Arrangement for coupling light from an optical waveguide onto the photodetector to specify. According to the invention, this object is achieved by those in the characterizing part this claim specified constructive measures solved. Advantageous training of the object according to claim 1 can be found in the subclaims.

Der gekapselte Photodetektor weist verschiedene Vorzüge auf. Ein wesentlicher Faktor ist, daß zu seiner Anfertigung keine Präzisionsteile benötigt werden. Seine Konzeption gestattet es, die außer den vorgegebenen Elementen, wie Detektor und Lichtwellenleiter, noch erforderlichen Einzelteile mit in der Fabrikation allgemein üblichen Fertigungstoleranzen herstellen zu können. Dies gilt für das Trägerteil und ebenso auch für die Metallhülse und das Gehäuse. Aus diesen Gründen ist der gekapselte Photodetektor sehr wirtschaftlich und damit preisgünstig produzierbar.The encapsulated photodetector has several advantages. An essential one The factor is that no precision parts are required to manufacture it. His The conception allows the other than the specified elements, such as detector and Fiber optic cables, items that are still required in production in general to be able to produce customary manufacturing tolerances. This applies to the carrier part and also for the metal sleeve and the housing. For these reasons, the encapsulated photodetector very economical and therefore inexpensive to produce.

Sein Gehäuse weist außerdem eine gute elektromagnetische Verträglichkeit auf und die als emaillierte Leiterplatte ausgebildete Grundplatte eine ausgezeichnete Wärmeableitung der Schaltung.Its housing also has good electromagnetic compatibility and the base plate, which is designed as an enamelled printed circuit board, is an excellent one Circuit heat dissipation.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, wie folgt näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 den gekapselten Photodetektor in einer Seitenansicht, längsgeschnitten; Fig. 2 den Photodetektor gemäß Fig. 1 ohne Abdeckkappe, in der Draufsicht.The invention is based on a drawing in which an embodiment is shown, as described in more detail below. In the drawing shows: Fig. 1 shows the encapsulated photodetector in a side view, in longitudinal section; Fig. 2 the photodetector according to FIG. 1 without a cover, in plan view.

In Fig. 1 ist der gasdicht gekapselte Photodetektor aligemein mit 1 bezeichnet. Er besteht aus dem eigentlichen Detaktor 2, der an eine#m Trägerteil 3 befestigt ist, welches den vor dem Detektor 2 endenden Lichtwellenleiter 4 enthätt und das seinerseits auf der Grundplatte 5 des Detektorgehäuses befestigt ist. Diese Anordnung ist durch eine mit der Grundplatte 5 verbundene Abdeckkappe 6 hermetisch verschlossen.In Fig. 1, the gas-tight encapsulated photodetector is generally included 1 referred to. It consists of the actual Detaktor 2, which is attached to a # m support part 3 is attached, which contains the optical waveguide 4 ending in front of the detector 2 and which in turn is attached to the base plate 5 of the detector housing. These The arrangement is hermetic by a cover cap 6 connected to the base plate 5 locked.

Das Trägerteil 3 ist ein beispielsweise aus Keramik oder Messing hergestellter, quaderförmiger Körper mit einer wannenartigen Ausnehmung 7. Eine Stirnwand 8 des Trägerteiles 3 weist im Bereich der Ausnehmung 7 eine erste Bohrung 9 auf, durch welche eine den Lichtwellenleiter 4 enthaltende Metallhülse 10 in die Ausnehmung 7 eingeführt ist.The carrier part 3 is made for example of ceramic or brass, cuboid body with a trough-like recess 7. An end wall 8 of the The carrier part 3 has a first bore 9 in the region of the recess 7 which a metal sleeve 10 containing the optical waveguide 4 into the recess 7 is introduced.

Bei dem Lichtwellenleiter 4 handelt es sich um eine von ihrer äußeren Umhüllung bis auf den Glasmantel befreite Lichtleitader, deren Glasmantel vorn ein kurzes Stück aus der Meta 1 lhülse 10 hervorsteht. Die Enden der Metalihülse 10, des Glasmantels und ein Stück abgemantelter Faserkern 11 sind innerhalb der Ausnehmung 7 des Trägerteiles 3 angeordnet. Das Ende des Faserkernes 11 steckt dabei in einer zur ersten Bohrung 9 fluchtenden zweiten Bohrung 12, welche die andere Stirnwand 13 des Trägerteiles 3 durchsetzt. Vor der Bohrung 12 letztgenannter Stirnwand 13 ist der Detektor 2,auf die Endfläche des Faserkernes ausgerichtet, an der Außenwand des Trägerteiles 3 befestigt.The optical waveguide 4 is one of its outer ones Cladding up to the glass jacket freed fiber optic, whose glass jacket a front short piece protruding from the metal sleeve 10. The ends of the metal sleeve 10, of the glass jacket and a piece of stripped fiber core 11 are within the recess 7 of the carrier part 3 arranged. The end of the fiber core 11 is in one to the first bore 9 aligned second bore 12, which the other end wall 13 of the carrier part 3 penetrates. In front of the bore 12 of the last-mentioned end wall 13 is the detector 2, aligned with the end face of the fiber core, attached to the outer wall of the support part 3.

Die wannenförmige Ausnehmung 7 des Trägerteiles 3 ist mit Lot 14, vorzugsweise einem Zinnlot, gefüllt. Die Metallhülse 10, der Lichtwellenleiter 4 und sein Fasernkern 11 sind somit innerhalb der Ausnehmung 7 vollständig in Lot 14 eingebettet und dadurch mechanisch stabil im Trägerteil 3 fixiert. Auf diese Weise ist außerdem der Spalt zwischen dem Glasmantel des Lichtwellenleiters 4 und der Metallhülse 10 gasdicht verschlossen. Natürlich wird der Detektor 2 bei der Vormontage des Trägerteiles 3 erst nach dem Erkalten des Lotes 14 befestigt.The trough-shaped recess 7 of the support part 3 is soldered to 14, preferably a tin solder filled. The metal sleeve 10, the optical waveguide 4 and its fiber core 11 are thus completely in solder within the recess 7 14 embedded and thereby fixed in a mechanically stable manner in the carrier part 3. To this Way is also the gap between the glass jacket of the optical waveguide 4 and the metal sleeve 10 is sealed gas-tight. Of course, the detector 2 is used in the Pre-assembly of the support part 3 is only attached after the solder 14 has cooled down.

Nach erfolgter Vormontage wird das komplettierte Trägerteil 3 auf der Grundplatte 5 des Detektorgehäuses, z.B.After pre-assembly, the completed support part 3 is on the base plate 5 of the detector housing, e.g.

durch Auflöten oder Kleben, befestigt. Die Grundplatte 5 ist vorzugsweise eine emaillierte Leiterplatte, welche die Schaltung des Detektors 2 in Form von gedruckten Leiterbahnen 15 und Lötaugen trägt, auf welche die weiteren elektrischen Komponenten, wie z.B. Widerstände 16, Feldeffekttransistor 17 etc. gebondet sind (Fig. 2). Die Grundplatte 5 weist außerdem noch mehrere an der Unterseite hervorstehende Anschlußstifte 18 auf, welche in bezug auf den metallenen Plattenkern elektrisch isoliert und gasdicht befestigt sind.by soldering or gluing. The base plate 5 is preferably an enamelled printed circuit board showing the circuit of the detector 2 in the form of printed conductor tracks 15 and soldering eyes on which the other electrical Components such as resistors 16, field effect transistor 17 etc. are bonded (Fig. 2). The base plate 5 also has several protruding on the underside Terminal pins 18, which with respect to the metal plate core electrically are insulated and fastened gas-tight.

über die beschriebene Anordnung ist vom freien Ende der Lichtleitader her die mit einer entsprechenden Bohrung 19 versehene Abdeckkappe 6 geschoben, deren umlaufender, an der Unterseite ebener Rand 20 hermetisch mit der Grundplatte 5 verbunden ist. In dieser Lage steht die den Lichtwellenleiter 4 enthaltende Metallhülse 10 seitlich aus der Abdeckkappe 6 hervor. Die bffnung zwischen der Metallhülse 10 und der Abdeckkappe ist mittels Lot verschlossen, wodurch das Innere des Detektorgehäuses hermetisch gekapselt ist.The described arrangement is from the free end of the fiber optic cable pushed forth the cap 6 provided with a corresponding bore 19, the circumferential edge 20, which is flat on the underside, is hermetically connected to the base plate 5 is. The metal sleeve 10 containing the optical waveguide 4 is in this position sideways from the Cover cap 6 out. The opening between the Metal sleeve 10 and the cap is closed by means of solder, whereby the interior of the detector housing is hermetically sealed.

Für die Verbindung mit der Abdeckkappe 6 ist auf der Grundplatte 5 eine Leiterstruktur aufgebracht, die aus einer der Abbildung der Unterseite des Kappenrandes 20 entsprechenden lötfähigen Leiterbahnkonfiguration besteht. Diese Leiterbahnkonfiguration bildet eine Einfassung, innerhalb welcher die elektrische Funktionen ausübenden Leiterbahnen 15 und Lötaugen angeordnet sind. Weil die Abdeckkappe 6 vorzugsweise aus Kupfer- oder Stahlblech besteht, kann die Verbindung mit der Grundplatte 5 auf einfache Weise durch Löten hergestellt werden.For the connection with the cap 6 there is 5 on the base plate a conductor structure applied, which consists of one of the illustration of the underside of the Cap edge 20 corresponding solderable conductor track configuration exists. These Conductor configuration forms an enclosure within which the electrical Functions exercising conductor tracks 15 and soldering eyes are arranged. Because the cover cap 6 is preferably made of copper or steel sheet, the connection with the Base plate 5 can be produced in a simple manner by soldering.

Eine weitere Verbindungsmöglichkeit ergibt sich daraus, daß die Grundplatte 5 aus Stahlblech besteht, welches wenigstens auf der die Leiterbahnen 15 aufweisenden Innenseite eine Emailschicht trägt. In Abwandlung des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispieles ist die Grundplatte 5 mit einer im wesentlichen der Abbildung der Unterseite des Randes 20 der Abdeckkappe 6 entsprechenden, emailfreien Metallzone versehen, wobei die Abdeckkappe in diesem Fall aus Stahlblech gefertigt ist. Daher läßt sich der Kappenrand 20 mit der emailfreien Metallzone der Grundplatte 5 gasdicht verschweißen.Another connection option results from the fact that the base plate 5 consists of sheet steel, which at least on the conductor tracks 15 having Inside has an enamel layer. In a modification of the embodiment described above is the base plate 5 with a substantially the image of the underside of the Edge 20 of the cap 6 provided corresponding, enamel-free metal zone, wherein the cover cap is made of sheet steel in this case. Therefore, the Weld the cap edge 20 to the enamel-free metal zone of the base plate 5 in a gas-tight manner.

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Claims (8)

Ansprüche 1. Gekapselter Photodetektor für die optische Nachrichten-Ubermittlungstechnik, der innerhalb eines hermetisch verschlossenen Gehäuses ein den Detektor haltendes Trägerteil und einen vor dem Detektor endenden Lichtwellenleiter aufweist, welcher in eine Metallhülse eingelötet ist, die aus einer Durchführung der Abdeckkappe des Detektorgehäuses hervorsteht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das auf einer Grundplatte (5) des Detektorgehäuses befestigte Trägerteil (3) eine mit Lot (14) gefüllte, wannenförmige Ausnehmung (7) enthält, in welcher der Lichtwellenleiter (4) und die Metallhülse (10) fixiert sind, und daß der Detektor (2) an einer Außenseite des Trägerteiles (3) vor einer Bohrung (12) befestigt ist, die eine Stirnwand (13) des Trägerteiles (3) im Bereich der Ausnehmung (7) durchsetzt. Claims 1. Encapsulated photodetector for optical communication technology, the one holding the detector within a hermetically sealed housing Has support part and an optical waveguide ending in front of the detector, which is soldered into a metal sleeve, which consists of an implementation of the cap of the Detector housing protrudes, indicating that the on a base plate (5) of the detector housing attached carrier part (3) with a Contains solder (14) filled, trough-shaped recess (7) in which the optical waveguide (4) and the metal sleeve (10) are fixed, and that the detector (2) on an outside of the support part (3) is fastened in front of a bore (12) which has an end wall (13) of the carrier part (3) penetrated in the region of the recess (7). 2. Gekapselter Photodetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallhülse (10) sich durch eine erste Bohrung (9) des Trägerteiles (3) hindurch in die Ausnehmung t7) erstreckt, wobei diese Bohrung (9) fluchtend zu der den Faserkern (11) des Lichtwellenleiters (4) aufnehmenden zweiten Bohrung (12) angeordnet ist 2. Encapsulated photodetector according to claim 1, characterized in that that the metal sleeve (10) extends through a first bore (9) in the support part (3) extends through into the recess t7), this bore (9) in alignment with the the second bore (12) accommodating the fiber core (11) of the optical waveguide (4) is arranged 3. Gekapselter Photodetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (3) aus Metall hergestellt und durch Löten mit der Grundplatte (5) des Detektorgehäuses verbunden ist.3. Encapsulated photodetector according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier part (3) made of metal and made by Soldering is connected to the base plate (5) of the detector housing. 4. Gekapselter Photodetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (3) aus Keramik hergestellt und durch Kleben mit der Grundplatte (5) des Detektorgehäuses verbunden ist.4. Encapsulated photodetector according to claim 1 or 2, characterized in that that the carrier part (3) made of ceramic and glued to the base plate (5) of the detector housing is connected. 5. Gekapselter Photodetektor nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (5) des Detektorgehäuses eine emaillierte Stahlblechplatte ist.5. Encapsulated photodetector according to claim 1, 3 or 4, characterized in that that the base plate (5) of the detector housing is an enamelled sheet steel plate. 6. Gekapselter Photodetektor nach Anspruch 1 oder 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Emailschicht der Grundplatte (5) einen Teil der elektrischen Schaltung des Detektors (2) in Form von gedruckten Leiterbahnen (15) aufweist.6. Encapsulated photodetector according to claim 1 or 3 to 5, characterized characterized in that the enamel layer of the base plate (5) is part of the electrical Has circuit of the detector (2) in the form of printed conductor tracks (15). 7. Gekapselter Photodetektor nach einem der Ansprüche 1 oder 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (5) eine der Abbildung der Unterseite des Kappenrandes (20) entsprechende Leiterbahnkonfiguration aufweist, die mit dem Kappenrand (20) verlötet ist.7. Encapsulated photodetector according to one of claims 1 or 2 to 6, characterized in that the base plate (5) is one of the image of the bottom of the cap edge (20) has corresponding conductor track configuration that is associated with the Cap edge (20) is soldered. 8. Gekapselter Photodetektor nach einem der Ansprüche 1 oder 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (5) eine der Abbildung der Unterseite des Kappenrandes (20) entsprechende, emailfreie Metallzone aufweist, mit welcher der Kappenrand (20) verschweißt ist.8. Encapsulated photodetector according to one of claims 1 or 2 to 6, characterized in that the base plate (5) is one of the image of the bottom of the cap edge (20) has corresponding, enamel-free metal zone with which the cap edge (20) is welded.
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