在申请日为1994年3月18日的早期专利申请SE9400907-3 中，叙述采用连续模制方法密封光学元件成型方法，同时获得封壳壁 的光学界面。由常规的微电子电路的密封方法来研制该方法，其中， 利用导电引线框架用来电连接微电子电路芯片。引线框架通常包括冲 压的或腐蚀的金属片，如薄铜或薄铝片。引线框架包括一个特殊的称 为“薄片”的适合部分，在成型密封材料之前、在其上装配微电子电 路。在模制灌封前，通过摩擦焊接，“焊接”把连线“焊接”到指状 条上，由此连到引线框架的管脚上，从而电连到微电路芯片上。
并且，在密封光学元件过程中，在封壳壁中要形成的光学界面具 有高精确度，以便相对于另外一个光学元件或光学连接器件确定该元 件的位置，该密封的元件连到所说的连接器件上。通过把一个或者多 个光学元件装配在共用的平面形状的载体或者基片上，其在以后连接 到薄片上，来达到要求的机械精确度。最后，相对外部几何尺寸设置 载体。对于和MT器件型光学多纤维板接触区相互配合的光学界面， 可以利用载体平板上的V型槽来实现，其中导向插头穿过模制的腔 体。密封后拔出这些导向插头，然后在密封材料中留下圆柱状孔。然 后把松动的圆柱状导向插头插入这些孔中，把密封的光学元件和有类 似界面的元件相连。
公布的欧洲专利申请EP-A10 452 634，公开了打算用于密封 的光学组件的引线框，该组件用塑料材料成型并且具有几个波导管。 图4到图7表示打算用于电子电路元件的具有放置薄片部分的引线框 架，其中在边缘延伸的位于放置基片部分和框架部分之间的桥接部分 成锯齿形状，以便适应由塑料密封产生的机械张力。锯齿状部分位于 引线框架外部，包含在密封组件内部，其由虚线p表示。
公布的欧洲专利申请EP-A 10 552 419，叙述了利用与引线框 相连的塑料密封的光学元件、制造光学组件的设备和方法。图6c表示 为了获得精确位置怎样利用压力通过线W作用于光学元件。
例如，在美国专利US-A4870474，US-A5150193和公布的 欧洲专利EP-A10443508公开了关于半导体封壳的引线框架。在美 国专利US3914786和公布的欧洲专利申请EP-A20446410中也公 开了具有引线框架的光学元件。
发明概要
本发明的目的是提供引线框架，用来装配在邻近封壳侧壁具有一 个或者多个光学元件的载体。
本发明另一个目的是提供引线框架，用于电连接具有一个或多个 光学元件的载体，在模制灌封载体时，该引线框架使载体处于精确位 置。
本发明又一个目的是提供密封的光学元件及其制造方法，其中， 在密封过程中载体精确地连到载体上。
本发明达到的这些和其它良好目的，通过以后叙述显而易见，本 发明限定的范围由附带的权利要求叙述的其特征来确定。
如此设计引线框架，使
(I)在靠近模制腔壁非对称地设置薄片，把光学元件的主要部 分连接到该薄片上，则在封壳壁中获得光学界面，
(II)在引线框架中柔性地连接薄片，达到下述目的：
(a)相对于引线框架的其余部分，使薄片获得可调性，
(b)使薄片获得可调压力，由此涉及光学元件和模制腔壁，以 便尽量减小光学界面的后处理，
(c)使薄片获得可调压力，由此涉及光学元件，使光学元件能 获得精确位置。为此目的，利用锯齿形状的桥，把薄片连到引线框架 上。
因此，在密封光学元件中，使用引线框架作为电连接，该引线框 架具有连接光学元件主要部分的薄片。引线框架还包括用于电连接光 学元件和邻电路的外部的连接部分。把薄片非对称地设置在引线框架 的外部边缘，在这外部边缘中央，然后在密封过程期间把它设置在塑 模中模制腔壁附近。因此，在封壳壁中能够得到具有导向插头的标准 型光学界面。借助于锯齿形状的桥相对于引线框架其它部分稍微可动 地连接薄片，以便能使薄片，由此光学元件，相对于引线框架的其余 部分能够稍微地进行移动。对于锯齿状桥部分的适当宽度和形状，会 在薄片，由此在光学元件上获得可调的弹性返回力，这样则压迫和稳 定地夹持它在例如导向插头的形状的定位装置中，在模制过程中将使 插头位于光学元件的导向槽中。
引线框架由导电材料构成，用于连接位于光学元件上面的电连接 区，通常其包括一个通常为矩形形状的薄片，用于连接光学元件的主 要部分，还包括连接条，特别是通过焊接，把连接条的末端连到光学 元件的端点和支撑部分上，支撑部分在连接条之间延伸，并连到距离 连接条末端一定距离的区域上，其要连到该元件上。此外，具有支撑 桥，其连接薄片到支撑部分，并且其位于这样的位置，使支撑桥在其 末端连接支撑部分。而且把薄片位于在框架一侧，以便连接薄片的光 学元件和其边缘将定位于包含该元件的封壳的外部边缘。
支撑桥优选为平带形状，其位于同一平面，并且成锯齿形状，即 如从支撑部分处桥的连接区域向薄片连接区域移动时所示那样，每个 平带交替向一边和另一边弯曲以便以薄片具有弹性和使其具有某种运 动的可能性。要连到该元件的连接条的末端位于在一基本上直边或薄 片边缘附近，最好是位于在和薄片边缘相对的边缘附近，薄片在把光 学元件定位在封壳外边的时期，位于这外边附近。支撑部分在基本上 垂直于薄片的基本上直的边缘的方向良好的延伸。
一个和引线框架一起构成的密封的光电元件，通常包括，其上设 置有电连接区的光学元件载体、一个在其上一侧或边缘具有光信号入 口/出口或具有波导端的光学界面，由引线框架形成的用于电连接光学 元件载体区域的引线框架部分，其包括外部连接的舌簧片，还有用来 密封光学元件载体主要部分和引线框架的封壳。引线框架还包括一个 薄片，该薄片连接到光学元件的主要部分，而且位于该元件或其主要 部分的一侧或表面上，引线框架部分还包括端子部分，它通过连线和 光学元件载体端子相连。如上所述，引线框架部分将有益地包括由薄 片延伸的锯齿状部件。
制造上述密封光学元件包括下述步骤。首先制造光学元件，其具 有安放导向插头于第1个顶面上的导向槽。然后把光学元件连到引线 框架中的薄片上，把导向插头放置在塑模中的开口模制腔体中，连接 光学元件的引线框架也被放置在塑模的开口模制腔体中，使导向插头 和导向槽相互接合，其中后两个步骤可以相互交换次序。于是，封闭 模制腔体，相对导向插头设置引线框架和光学元件，使导向插头和光 学元件精确相互定位，在模制腔体中夹持引线框架，由此由引线框架 产生的弹性力施加到光学元件上，压迫它和它的导向槽到导向插头， 使光学元件精确地进入到预定位置。最好把密封材料输入封闭的模制 腔体中，然后进行固化，打开模制腔体，拔出导向插头，从模制腔体 中移出模制体。由于，薄片通过具有上述几何形状的桥形部件连到引 线框架的另一部分上，它们被弹性地或恢复到原来位置地拉长，因此 由引线框架产生、作用在薄片上的弹性力可以适当获得。
附图简述
下面参照附图利用非限制的实施例叙述本发明。
图1是制造密封光学元件下部塑模的透视图。
图2是打算和图1所示塑模一起使用的上部塑模的透视图。
图3是具有引线框架和光学元件的图1所示下部塑模的俯视图。
图4是相互放在一起的如图1和图2所示的下部和上部塑模的剖 面图。
图5是用于连接光学元件的引线框架的俯视图。
图6是利用图1和图2所示塑模制造光学封壳的透视图。
图7a-图7c是表示用于支撑插头的支撑槽剖面的部分剖面图。
详细说明
图1表示具有模制腔体3的下半模1。下模1通常具有矩形模块 的形状，其具有侧表面和底表面，其中模制腔体3也是矩形形状，并 且形成在大表面之一，底模1的顶表面中，使得底模1和模制腔体3 的边缘和各表面，基本上都是互相平行的或者垂直的。模制腔体3在 其3个侧表面处有台阶，以便能够容纳该类型的引线框架51，其如图 5和图3所示，在此处从上面能看见底半模1，其中设置有引线框架 51和光学元件片5。
引线框架51具有常规的平面形状，并且由诸如铜片或铝片之类的 导电片制造，能够用冲压或腐蚀或类似的方法切割。引线框架包含一 个矩形的薄片53，这可能是整个表面或者在某些情况，图中没有表 示，装配有中心定位孔。在薄片53上设有光学元件片5，例如，用导 热的粘合剂进行粘接。如果薄片有孔，则能利用它，例如从元件片进 行散热。引线框架51具有常规的矩形外形，包括外部边缘，在外部边 缘之一，前面边缘中心放置薄片。连接条55从薄片53边缘延伸，其 指向引线框架的中心，离开引线框的所述的前面边缘到达连接引脚 57。
本实施例所示的连接引脚57和引线框架51外部两边相互垂直， 在它们之间的外部边缘，设置薄片53。通过内部桥59和沿这些边缘 延伸的外部桥或者桥接部分61与引脚57相互连接，内部桥59与所说 的相对边缘保持一定距离平行地延伸。引线框架第4边有一个较坚固 和较宽的桥接部分63，从那里较小的内部和外部桥59和61延伸。在 没有连接引脚57的区域，在每边有一对内部和外部桥59和61跨接在 桥65两边相互连接，以便保持这些桥接部分相互连接，和简单地处理 引线框架。
因此，如实施例所示，连接引脚57位于引线框架51的后部，该 后部位于与前边相对的后部外边附近，在前边设置薄片53，即，引脚 57离薄片有相当大的距离。此外，通过从薄片53相对的两边延伸的 较薄的或较细的锯齿状的桥接部分67，桥53在前边和内部桥59相 连，没有桥接部分沿前边延伸。这些窄桥接部分65位于同一平面，如 上所述，相互之间成锯齿形状，通常成曲折或两个方向交替弯曲形状。 它们和内部桥接部分59的一端接近，横条69和连接引线腿57的外部 有相同的结构，与内部和外部桥接部分59、61相互连接。
在如图1所示的底模部分1中，引线框架放置在模制腔体3个边 缘的台阶71上。调整这些台阶的宽度，使台阶终端分别靠近引线框架 51内部桥59的内边和坚固的后部桥接部分63的内边。调整台阶71 的高度，使台阶顶面和底部半模1之间的距离近似等于导电的引线框 架51的厚度。固定的导向插头73从台阶71向上伸出，待插入引线框 架51较宽的后部桥接部分的孔75中，如图1、5所示，以便把引线 框架放入模制腔体3的正确位置。
为了定位元件载体，设置基本上为直圆柱形的导向插头7，在其 端部把尖端弄圆。在另一端用板11夹持它们，在模制过程中把它们压 入整个压缩塑模的表面中。利用如传统的螺栓或钉子的相同方法导向 插头7在板11一端装有端头，没有图示，把它们的圆柱形部分通过板 11的镗孔12，其剖面比导向插头的部分直径7稍宽，并有均匀的厚 度，允许插头稍微移动。
如图3所示，光学元件5可能是具有基片的混合型元件，例如， 硅片和放置在硅片上的元件，具有矩形片的形状，图中未画出。其靠 近和平行它的两个相对的边具有导向槽9，例如，其可具有三角形的 形状，如剖面所示，例如有等腰三角形的剖面，其从元件片5大的侧 表面之一延伸，顶角为如45°～60°。导向槽用来定位光学元件片5， 为此，通过和插头7接合来设置它们，如此则恰当地把插头7压入导 向槽9。
对于导向插头7，在下半模1顶表面的边缘表面上有槽13，该槽 从此半模的外表面延伸进入模制腔体3。在下半模1中模制腔体3的 底部有支座77，支座77向上伸出并具有导向槽79，槽79位于半模 边缘表面槽13的延伸部分，当把导向插头7插入底模时，形成导向插 头7的内部支座。参考图3，当把光学元件片5放在模制腔体3靠近 其一边时，支座77设置在光学元件片5内边附近，这样使导向插头7 自由地越过底模1的槽13中支座之间的整个元件片5和支座77上的 导向槽79，并且只越过它们之间的短距离并到达那里。
如图2透视图所示，构成上半模17，该模作为矩形模块，具有侧 表面和顶表面，矩形模制腔体19形成在底表面上，其侧表面和底表面 与上半模17的外表面和各边相互平行和垂直。用于导向插头7的槽21 设置在模制腔体19周围的下边表面，并从上半模17的一侧表面延伸 到模制腔体19。在上模腔体中也有具有支撑槽82的伸出支撑座81， 槽82以和底半模相同的方式，在半模的边缘构成导向槽21的延伸部 分。如此设置向上伸出的支座81，这样，当两个半模1和17相互放 在一起时，能使它们精确地放在下半模1的支撑座77上面，两支撑部 分77和81还有配合的相似矩形截面，还可以看到，其垂直于半模的 大表面。
底半模和上半模1和17的各自支撑槽13，17，21，82不同形 状如图7a～图7c剖面图所示，当相互向各模施加密封材料时，各图 表示沿垂直于各槽纵向方向延伸的部分截面。槽可具有矩形横截面， 如图7a所示。另外，横截面可是对称的梯形形状，其斜面只和垂直位 置分开一点，如图7b所示，总是使上半模17的槽具有平底的形状， 如图7a和图7b所示，那是有益的，使得导向槽7可能稍微横向地移 动，以便相对于位于模中具有V-型槽的元件有精确的位置，因为在 模制时能把导向插头7压向上半模。应使平底部分近似垂直于该压制 方向。
但是，对于下半模的槽，可以充分地设计该槽，使其具有V-形 截面，如图7c所示。上述V-形槽可能有相当平的定位侧面，使槽的 横截面中心角大大超过50°～60°，该角度对于其它V-形槽那是标准 值，利用该槽为圆柱体精确定位，例如，用于元件片或载体的定位槽， 如下所述。该槽无论如何不能那样大，使得在模制期间，密封材料能 够穿过靠近导向插头的窄槽。例如，允许这些槽最大的宽度大约为 20μm，对于通常使用的密封材料而言。对于下半模槽的整个深度，能 稍微超过导向插头7的圆柱部分的半径，对于上半模的槽，其深度基 本上相应于此半径。对于任何情况，当上部和下部槽相互放在一起时， 整个深度稍微超过导向插头7的圆柱部分的直径。
在浇灌元件片5时，由关于导向插头7的支撑座77和81的结构 和位置，基本上形成通孔109，其穿过密封元件的一侧至另一侧。这 些通孔109也具有短形的截面，如图6密封光学元件的透视图所示。 上半模17的模制腔体19具有按照台阶71侧表面外形的外形，台阶71 从底模制腔3的底表面开始垂直地延伸，如图1所示，当把腔体正确 地设置在模中时，在靠近底模腔体3侧表面，在模制过程期间，设置 光学元件片5，在此处也设置引线框架51的薄片53。
定位插头85和相应的插孔87，设置在底半模1的上表面和上半 模17的底表面。在模制过程中，这些定位插头把两个半模1和17放 置在相互正确的位置上。
在底半模1中设置入口通道89作为一个槽，该通道从此半模的模 制腔体的侧表面延伸，该表面和导向插头7插入的侧表面相对。通道 89和具有稍大横截面尺寸的通道91相连，通道91沿平行于模制腔体 3的所述侧表面延伸，达到底半模1的外侧表面。
弹射插头，图中没有表示，能进入底半模1的通孔93到达底部， 以便在完成密封模制操作后，从底半模1中放开整个封壳。孔95穿过 底半模，结束于台阶71，作为放入模制腔体3中引线框架外部连接引 脚的弹出元件，图中没有表示。
利用模具制造密封光学元件的过程如图1-4所示，利用适当的 导热粘合剂，例如包含银球等金属填料的环氧树脂，首先把光学元件 片粘合到引线框架51的薄片53上。如图3所示，在光学元件片5上， 波导元件94从片的一边延伸，最好从前端延伸，当光学片5精确地放 在下模制腔体3中时，波导元件94靠近模制腔体3的侧面，在此处关 于导向插头7的槽13终结。波导94连到光学元件96上，元件96可 能是单片的有源光学元件。有源元件96通过连线，图中没有表示，连 到元件片5上导电布线97上。然后把导电布线97的另一端，利用某 种适合的方法，例如，用未有图示的摩擦焊接引线进行焊接的方法或 其它较好的方法，连到引线框架51的连接指状条上55。
引线框架51具有元件片5，元件片5是电连接到引线框架51上 的，然后把引线框架放入底半模1中，所以元件片5放置在模制腔体3 的侧面，其中插入用于导向插头7的槽13。此外，内部桥部分59， 外部桥部61和连接插头57在这些部件之间延伸，横条65、69、还 有较宽的桥接部分63，位于在底模1中的台阶71上。然后把定位插 头73插入引线框架相应的孔75中，使它保持在正确的位置。然后设 置薄金属箔形状的引线框架51，使其上表面基本上在底半模1的上表 面上。
元件片5上的导向槽9基本上和底半模上的支撑槽13和79相互 对准，或从这位置向上稍微移动。通过适当地横向移动它们的支撑板， 和底半模1的外侧面接触，把导向插头7插入相应的位于元件片上的 导向槽9中。当向前移动支撑板11时，导向插头7将插在元件片5的 导向槽9中和插入在下面伸出的支撑座77的支撑槽79中。如果导向 槽9相对于该导向槽稍微向上移动，则由导向插头7向下弹性地压迫 元件片5。以后，连接上半模17，使导向插头85插入另外半模17的 相应的导向孔。然后上半模的支撑槽21和82和导向插头7接合，则 这些插头插入支撑槽，并使这些槽向下压导向插头，则这些插头获得 一个精确的垂直位置，如图所示，通过和上面支撑槽的底面相互接触。 通过锯齿状窄桥部分67弹性地悬连薄片53，利用窄桥67把薄片连接 到引线框架51的其它部分，则可能使导向槽9移动、因此，使元件片 5可移动。如果由适当材料及其适当厚度构成上述桥接部分，由于弹 性力能使薄片返回到引线框架51其它部分的位置。由于导向槽9和导 向插头7相互作用，产生的弹性力使光学元件片5相对于导向插头获 得精确的确定位置。
但是，由桥接部分67获得的弹性力，在某些情况不能充分地使光 学元件片5的导向槽保持挤压导向插头7，特别是在注入密封材料需 要高压和/或这材料有高粘度的情况。为了获得较强的偏置，利用一个 柱塞27，如图4所示，开始在其空闲上表面设置柱塞，调整高度使其 和底半模中引线框架51的薄片53底面相互接触，使薄片53的底面基 本上位于和引线框架5其它部分的底面相同的平面上，或者向上压薄 片和光学元件片5，离开这个位置一个小的距离。于是，通过横向移 动它们的支撑板11，把导向插头7如上所述插入位于元件片5上的导 向槽9中。当向前移动支撑板11时，导向插头7放入元件片5的导向 槽9中和放入下面的向上伸出的支座77的支撑槽79中。于是把上半 模17，如上所述，放入要模制的位置。然后把导向插头7还放在片5 的导向槽9中，最后使它们定位和较好的夹持在里面，由此松开柱塞 27，使其自由、并作用到薄片53上压迫它，和元件片5一起，较强 的作用到导向插头。
在由模制腔体3和19形成的模制腔体中，把元件片5和引线框架 51一起完全地密封。若设置了柱塞27，它压迫引线框架51中的薄片 53向上移动，由此，元件片5也向上移动，则使导向插头7插入并精 确定位在导向槽9中。插头7以位于和元件片5端部的导向槽9相连 的位置外部，和上部支撑槽21和82的底面相互接合。如前所述，为 了使光学元件片5的导向槽9夹持导向插头7，利用锯齿状窄的桥接 部分67可以使光学元件片5做必要的横向和纵向移动，其中利用桥接 部分67连接薄片53和引线框架51的其余部分，并提供复原的压力， 用于精确的相对定位。在光学元件片5和引线框架51的连接指状条55 之间的连线可能阻碍元件片的移动，但是这些连线必须是足够的细和 柔韧，使得元件片5和其导向槽9对其导向插头7能精确的相互定位。
用需要的压力把两个半模1和17压紧，以便在下面注入塑料材料 时不会分开。而且把用于导向插头7的支撑板11压紧到半模的侧面。 以后，通过由槽91、89和上半模17底面形成的通道注入适宜的塑料 材料。对于热固化型注入塑料材料，把注入塑料材料固化，即使其凝 固一适当时间。
然后，分开半模1和17，由孔93和95装入适当的弹出部件，由 此，从半模中，特别是从底半模1中拆卸密封元件。在此之前，通过 由半模1和17中移动其支撑板11，从模制腔体3和19中拔出导向插 头7。
此后，从引线框架51的不需要的部分，拆卸密封元件。在连接引 脚57两侧和在位于光学元件边缘的横条69的两侧，分别切断内部和 外部桥接部分59和61来进行该过程。当除掉内部和外部桥59和61 的这些部分时，只有连接引脚57从封壳侧面伸出，其中只有一个，例 如99所示的一个，需要具有支撑作用。前面支撑条69也由封壳中伸 出。这些支撑腿99和69分别保持固定到封壳，实际上它们具有部分 101，如图3和5所示，其在内部桥接部分59内延伸，而且实际上这 些部分设有固定孔103，在密封时固定孔103中灌入塑料材料。
如图6所示，由用于导向插头7的支撑座77和81在孔109中留 下模制余渣，可用适当方法除掉这些余渣。然后来自导向插头7的孔 107中的余渣可容易地压出上述的孔109。然后抛光光学封壳的前端， 此处放置的孔107相应于导向插头7的终端和波导93的终端，使波导 的这些终端露出，以便和相应设计的光学元件或光学连接器件相连， 该器件具有用于导向插头的孔和具有设在孔口之间的外部光学连接器 的表面。另外，柱塞27在密封元件的下面留下一个圆柱状孔112，该 孔延伸到引线框架51的薄片53的底面，或者在这种情况，薄片本身 有一个孔达到埋置元件片5的底面。可以利用孔112，例如，从元件 片进行散热。
密封的光学元件105具有图6透视图所示的一般形状，封壳105 具有矩形块形状或具有大顶面和大底面矩形片形状。用于导向插头的 通孔107从封壳105的前边延伸到矩形通孔109。这些孔从封壳105 大表面之一延伸到其另一大面，并垂直于它们。在封壳105侧面中孔 口107之间、设置从外侧可接近的波导93终端表面，用于把光信号耦 合到另一密封元件或具有同样形状连接部分的另一个光学连接器件。
本申请包括同时申请的“在光学元件上注入密封材料”和“具有 光学界面的光学元件封壳”中部分所述的发明。