Brevet FR2822246A1 — publié le 20020920

PROCÉDÉ DE FABRICATION D'UN BOÎTIER OPTIQUE, BOÎTIER OPTIQUE ET DISPOSITIF OPTO-ÉLECTRONIQUE La présente invention concerne le domaine de la mise en boîtier de composants optiques intégrés et l'utilisation de tels boîtiers. D'une manière générale, les composants optiques à structure intégrée peuvent être réalisés de façon à remplir par exemple des fonctions de commutation, d'aiguillage, de mutliplexage, de démultiplexage, d'amplification, d'atténuation d'ondes optiques entre des fibres optiques d'entrée et de sortie. Les composants optiques intégrés, réalisés plus particulièrement sous la forme de structures en matériaux semiconducteurs, doivent être montés dans des boîtiers pour pouvoir être utilisés sans précaution particulière. En général, de tels composants optiques sont couplés optiquement à des fibres optiques et présentent des plots de connexion électrique. On connaît actuellement un boîtier qui est composé d'une boîte munie d'un couvercle collé, dans laquelle est installé le composant optique. Les fibres optiques reliées à ce composant traversent la paroi de la boîte et un connecteur multi-contacts de connexion électrique extérieure est fixé au travers de la paroi de la boîte et est relié électriquement aux plots de connexion électrique du composant optique par des fils électriques. En outre, la boîte est remplie d'un liquide optique. Une telle disposition présente des difficultés de fabrication notamment en ce qui concerne le montage des fibres optiques, des fils de connexion électrique et du connecteur multi-contacts et ne permet pas de façon fiable d'obtenir l'étanchéité souhaitée. La présente invention a notamment pour but l'obtention d'un boîtier optique fabricable et utilisable de façon plus aisée. La présente invention a tout d'abord pour objet un procédé de fabrication d'un boîtier optique comprenant au moins un composant optique intégré muni de plots de connexion électrique et au moins une fibre optique reliée à ce composant optique. Le procédé selon l'invention consiste, de façon à réaliser un ensemble à monter des broches de connexion électrique dans des orifices d'une plaque-support, à fixer ledit composant optique sur une face de ladite plaque-support, à relier électriquement lesdits plots dudit composant optique auxdites broches, et à coupler optiquement ladite fibre optique audit composant optique. Le procédé selon l'invention consiste en outre à encapsuler au moins en partie ledit ensemble de telle sorte qu'une partie d'extrémité de chaque broche s'étende à l'extérieur et qu'une partie d'extrémité de ladite fibre optique soit maintenue. Le procédé selon l'invention peut avantageusement consister à prévoir une cavité dans lequelle s'étend ledit composant optique et à remplir cette cavité d'un liquide optique. Le procédé selon l'invention consiste de préférence à installer ledit ensemble dans une boîte en forme de cuvette dont un flanc présente au moins une encoche, dans une position telle que ledit composant optique est placé du côté du fond de cette boîte et que ladite fibre optique traverse ladite encoche ; et à déposer un matériau d'enrobage au moins entre d'une part la périphérie de ladite plaquesupport et autour de ladite fibre et d'autre part les flancs de ladite boîte. Le procédé selon l'invention peut avantageusement consister à installer ledit ensemble dans une boîte en forme de cuvette dont un flanc présente au moins une encoche, dans une position telle que ledit composant optique est placé du côté du fond de cette boîte et que ladite fibre optique traverse ladite encoche, à déposer un matériau d'enrobage au moins entre le pourtour de ladite fibre et le flanc correspondant de ladite boîte, à remplir la cavité formée entre ladite plaque-support et le fond de ladite boîte d'un liquide optique, et à déposer un matériau d'enrobage au moins entre la périphérie de ladite plaque-support et les flancs de ladite boîte. Le procédé selon l'invention peut avantageusement consister à recouvrir ladite plaque-support d'un matériau d'enrobage. Le procédé selon l'invention peut avantageusement consister à relier électriquement lesdits plots auxdites broches par des fils électriques. La présente invention a également pour objet un boîtier optique. Selon l'invention, ce boîtier comprend un ensemble comprenant au moins un composant optique intégré présentant des plots de connexion électrique, une plaque-support sur une face de laquelle est fixé ledit composant optique, des broches de connexion électrique fixées dans des orifices de ladite plaque-support, des moyens de connexion électrique reliant lesdites broches et lesdits plots dudit composant optique, et au moins une fibre optique dont une extrémité est couplée optiquement audit composant optique. Selon l'invention, le boîtier comprend en outre des moyens d'encapsulation d'au moins une partie dudit ensemble tels qu'une partie d'extrémité desdites broches s'étend à l'extérieur et qu'une partie d'extrémité de ladite fibre optique est maintenue. Selon l'invention, lesdits moyens d'encapsulation comprennent une boîte en forme de cuvette dans laquelle est disposée à plat ladite plaque-support et dont un flanc présente une encoche pour le passage de ladite fibre optique, ainsi qu'un matériau d'enrobage qui s'étend au moins entre d'une part la périphérie de ladite plaque-support et autour de ladite fibre et d'autre part les flancs de ladite boîte. Selon l'invention, ladite plaque-support comprend de préférence une encoche située dans le voisinage de l'encoche de ladite boîte. Selon l'invention, ladite boîte comprend de préférence une cloison intérieure délimitant un espace situé dans le voisinage de l'encoche de ladite boîte. Selon l'invention, ladite fibre optique porte de préférence un manchon qui s'étend au travers de l'encoche de ladite boîte. Selon l'invention, ledit matériau d'enrobage recouvre de préférence ladite plaque-support. Selon l'invention, ledit composant optique est de préférence porté par ladite plaque-support du côté du fond de ladite boîte et lesdites broches s'étendent à l'extérieur du côté de l'ouverture de cette boîte. Selon l'invention, la cavité séparant ladite plaque-support et le fond de ladite boîte est de préférence remplie d'un liquide optique. Selon l'invention, ladite plaque-support comprend de préférence au moins un orifice traversant. Selon l'invention, lesdits moyens de connexion électrique comprennent des fils électriques reliant lesdits plots dudit composant optique et lesdites broches. La présente invention a également pour objet un dispositif opto-électronique. Ce dispositif opto-électronique comprend le boîtier optique précité et un boîtier électronique qui comprend de préférence des moyens de connexion électrique adaptés pour être accouplés aux parties extérieures des broches de connexion électrique dudit boîtier optique, ce boîtier électronique comprenant de préférence des moyens de connexion électrique extérieure. La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'un boîtier optique, de son procédé de fabrication et d'un dispositif opto- électronique, décrits à titres d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin sur lequel : - la figure 1 représente une vue de dessus d'un boîtier optique selon la présente invention, en cours de fabrication ; - la figure 2 représente une coupe longitudinale selon II-II d'une partie d'extrémité du boîtier optique de la figure 1, en fin de fabrication ; - la figure 3 représente une coupe longitudinale d'une partie d'extrémité d'un dispositif opto-électronique comprenant le boîtier optique précité ; - la figure 4 représente une coupe transversale du dispositif opto-électronique de la figure 3. Le boîtier optique 1 représenté sur les figures comprend un ensemble 2 qui comprend une plaque-support 3 de forme rectangulaire, en un matériau non conducteur de l'électricité, sur une face 3a de laquelle est fixé, par exemple par collage, un composant optique intégré 4 plat, ce composant 4 étant muni, sur sa face opposée à la plaque 3, de plots de connexion électrique 5. L'ensemble 2 comprend également deux fibres optiques 6 couplées optiquement au composant optique 4, dans le voisinage de ses extrémités transversales de telle sorte que les fibres optiques 6 peuvent s'étendre longitudinalement à l'opposé l'une de l'autre. Les fibres optiques 6 sont munies de manchons 6a. La plaque-support 3 présente des orifices traversants 7 dans lesquels sont enchâssées des broches de connexion électrique 8, ces broches 8 s'étendant perpendiculairement à la plaque-support 3. Les plots de connexion électrique 5 du composant optique 4 et les extrémités 8a des broches 8 situées du même côté de la plaquesupport 3 sont reliés par des fils électriques 9. Dans le voisinage des fibres optiques longitudinales 6, la plaque-support 3 présente des encoches 10 ouvertes longitudinalement. Dans deux de ses coins opposés, la plaque-support 3 présente des orifices traversants 11 de section réduite. Le boîtier 1 comprend une boîte 12 en forme de cuvette, de forme parallélipipédique, qui présente un fond 13, deux flancs longitudinaux 14 et deux flancs transversaux 15 dans lesquels sont ménagées des encoches 15a, les distances entre les flancs longitudinaux 14 et les flancs transversaux 15 correspondant à la largeur et à la longueur de la plaque-support 3. L'ensemble 2 décrit précédemment est disposé dans la boîte 12 de la manière suivante. La plaque-support 3 s'étend parallèlement et à distance de son fond 13 en formant une cavité 17, dans une position telle que le composant optique 4 et les fils électriques 9 soient placés dans cette cavité 17. Les manchons 6a portés par les fibres optiques 6 sont engagés dans les encoches 15a des flancs transversaux 15 de la boîte 12 et sont en partie engagés dans les encoches d'extrémité de la plaque-support 3. Dans l'exemple représenté, la plaque-support prend appui sur des pieds 16 ménagés dans la boîte 12. Dans une variante, la plaquesupport 3 pourrait être maintenue dans la position précitée grace à des déformations vers l'intérieur des parois longitudinales 14 de la boîte 12. Le boîtier 1 comprend en outre un matériau d'enrobage 18 non conducteur de l'électricité, tel qu'une résine époxy, qui est déposée dans la boîte 12. Ce matériau d'enrobage 18 entoure la partie intérieure des manchons 6a et une partie des fibres optiques 6, en noyant ces derniers au travers des encoches 10 de la plaque-support 3 jusqu'aux flancs transversaux 15 de la boîte 3, et remplit le volume s'étendant entre la face 3b de la plaque-support 3 opposée à la cavité 17, jusqu'aux bords des flancs 14 et 15 de la boîte 12. Les broches de connexion électrique 8 sont d'une longueur telle qu'elles présentent des parties d'extrémité 8b s'étendant à l'extérieur du matériau d'enrobage 18 déposé. Ainsi, d'une part les fibres optiques 6 et leurs manchons 6a sont maintenus dans le voisinage des encoches 15a du boîtier 12 et la plaque-support 3 est maintenue et, d'autre part, la cavité 17 est étanche vis-à-vis de l'extérieur. Le matériau d'enrobage 18 réalise en effet une liaison étanche d'une part entre les fibres optiques 6 et plus particulièrement les manchons 6a et les faces intérieures des flancs transversaux de la boîte 12 et d'autre part le bord périphérique de la plaque-support 3 et les faces intérieures des flancs 14 et 15 de la boîte 12, le matériau d'enrobage 18 assurant également une étanchéité entre les broches 8 et la plaque-support 3. Par ailleurs, la boîte 12 est munie de cloisons intérieures 19 qui s'étendent à partir de son fond 12, à distance de ses flancs transversaux 15 et qui sont décalées vers l'intérieur par rapport aux encoches d'extrémité 10 de la plaque-support 3. Enfin, la cavité 17 du boîtier optique 1 peut être remplie d'un liquide optique 20 non conducteur de l'électricité, par exemple une huile silicone noyant complètement le composant optique 4 afin de remplir les cavités ou interstices de ce composant optique, qui assurent une fonction optique. Pour fabriquer le boîtier optique 5 qui vient d'être décrit, on peut procéder de la manière suivante. Tout d'abord, on préfabrique l'ensemble 2 décrit précédemment. Ensuite, on installe cet ensemble 2 préfabriqué dans la boîte 12 comme décrit précédemment, en amenant la plaque-support 3 en appui sur les pieds 16 et en engageant les manchons 6a des fibres optiques 6 dans les encoches 15a des flancs transversaux 15 de la boîte 12. On procède alors au dépôt d'une quantité 18a du matériau d'enrobage 18 autour des manchons 6, contre les faces intérieures des flancs 15 de la boîte 12, au travers des encoches d'extrémité 10 de la plaque-support 3, les cloisons intérieures 19 de la boîte 12 empêchant le matériau d'enrobage de se répandre dans la cavitré 17. Dans une variante, on pourrait aussi déposer un filet de matière d'enrobage dans les angles formés entre la plaque-support 3 et les flancs 14 et 15 de la boîte 12. Ensuite, au travers de l'un des orifices 11 de la plaquesupport 3, on remplit la cavité 17 par le liquide optique 20. Puis, ayant de préférence obstrué les orifices 11 de la plaque-support 3 après remplissage de la cavité 17, par exemple par des pastilles non représentées, on procède au dépôt d'une quantité 18b du matériau d'enrobage 18 de façon à remplir le volume s'étendant entre la face 3b de la plaque-support 3 et le plan des bords des flancs 14 et 15 de la boîte 12. On obtient ainsi un boîtier optique 1 étanche, compact, résistant notamment en ce qui concerne le maintien des fibres optiques 6, et susceptible d'être aisément connecté à un autre organe grâce aux broches 8. En se reportant aux figures 3 et 4, on voit qu'on a représenté un dispositif opto-électronique 21 qui comprend le boîtier optique 1 décrit précédemment, auquel est accouplé un boîtier électronique 22. Ce boîtier électronique 22 comprend des organes de connexion électrique 23 dans lesquels sont engagées ou enfichées les parties d'extrémité 8b des broches de connexion électrique 8 du boîter optique 1, des circuits électroniques 24 et, à l'opposé des organes de connexion électrique 23, des broches de connexion extérieure 25 en vue d'une liaison par exemple à une carte mère 26, ces circuits électroniques assurant par exemple le pilotage électronique du boîtier optique 1. On obtient ainsi un dispositif opto-électronique 21 à boîtier optique 1 et boîtier électronique 22 électriquement reliés et empilés directement par les broches 8, de telle sorte qu'ils sont aisément accouplables, démontables et interchangeables. La présente invention ne se limite pas aux exemples cidessus décrits. Bien des variantes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un boîtier optique comprenant au moins un composant optique intégré muni de plots de connexion électrique et au moins une fibre optique reliée à ce composant optique, caractérisé par le fait qu'il consiste, de façon à réaliser un ensemble (2) : - à monter des broches de connexion électrique (8) dans des orifices d'une plaque-support (3), - à fixer ledit composant optique (4) sur une face (3a) de ladite plaque-support, - à relier électriquement lesdits plots (5) dudit composant optique (4) auxdites broches (8), - à coupler optiquement ladite fibre optique (6) audit composant optique (4) ; et qu'il consiste à encapsuler au moins en partie ledit ensemble (2) de telle sorte qu'une partie d'extrémité de chaque broche s'étende à l'extérieur et qu'une partie d'extrémité de ladite fibre optique soit maintenue. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il consiste à prévoir une cavité (17) dans lequel s'étend ledit composant optique (4) et à remplir cette cavité d'un liquide optique (20). 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il consiste : - à installer ledit ensemble (2) dans une boîte (12) en forme de cuvette dont un flanc (15) présente au moins une encoche (15a), dans une position telle que ledit composant optique (4) est placé du côté du fond (13) de cette boîte et que ladite fibre optique (6) traverse ladite encoche (15a) ; - et à déposer un matériau d'enrobage (18) au moins entre d'une part la périphérie de ladite plaque-support (3) et autour de ladite fibre optique (6) et d'autre part les flancs (14,15) de ladite boîte. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il consiste à installer ledit ensemble (2) dans une boîte (12) en forme de cuvette dont un flanc (14) présente au moins une encoche (15a), dans une position telle que ledit composant optique (4) est placé du côté du fond de cette boîte et que ladite fibre optique (6) traverse ladite encoche (15a), - à déposer un matériau d'enrobage (18a) au moins entre le pourtour de ladite fibre optique et le flanc correspondant de ladite boîte, - à remplir la cavité (17) formée entre ladite plaque-support (3) et le fond (13) de ladite boîte d'un liquide optique (20), - et à déposer un matériau d'enrobage (18b) au moins entre la périphérie de ladite plaque-support (3) et les flancs (14,15) de ladite boîte. 5. Procédé selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait qu'il consiste à recouvrir ladite plaque-support (3) d'un matériau d'enrobage (18a). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il consiste à relier électriquement lesdits plots (5) auxdites broches (8) par des fils électriques (9). 7. Boîtier optique, caractérisé par le fait qu'il comprend un ensemble (2) comprenant : - au moins un composant optique intégré (4) présentant des plots de connexion électrique (5), - une plaque-support (3) sur une face de laquelle est fixé ledit composant optique, - des broches de connexion électrique (8) fixées dans des orifices de ladite plaque-support, - des moyens de connexion électrique (9) reliant lesdites broches et lesdits plots dudit composant optique, - et au moins une fibre optique (6) dont une extrémité est couplée optiquement audit composant optique ; et qu'il comprend en outre - des moyens d'encapsulation (12,18) d'au moins une partie dudit ensemble (2) tels qu'une partie d'extrémité desdites broches s'étend à l'extérieur et qu'une partie d'extrémité de ladite fibre optique est maintenue. 8. Boîtier optique selon la revendication 7, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'encapsulation comprennent une boîte (12) en forme de cuvette dans laquelle est disposée à plat ladite plaquesupport et dont un flanc présente une encoche pour le passage de ladite fibre optique, ainsi qu'un matériau d'enrobage (18) qui s'étend au moins entre d'une part la périphérie de ladite plaque-support et autour de ladite fibre et d'autre part les flancs de ladite boîte. 9. Boîtier optique selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ladite plaque-support (3) comprend une encoche (10) située dans le voisinage de l'encoche de ladite boîte. 10. Boîtier optique selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé par le fait que ladite boîte (12) comprend une cloison intérieure (19) délimitant un espace situé dans le voisinage de l'encoche de son flanc. 11. Boîtier optique selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé par le fait que ladite fibre optique porte un manchon (6a) qui s'étend au travers de l'encoche de ladite boîte. 12. Boîtier optique selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé par le fait que ledit matériau d'enrobage (18) recouvre ladite plaque-support. 13. Boîtier optique selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé par le fait que ledit composant optique (4) est porté par ladite plaque-support (3), du côté du fond de ladite boîte, et que lesdites broches (8) s'étendent à l'extérieur du côté de l'ouverture de cette boîte. 14. Boîtier optique selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, caractérisé par le fait que la cavité (17) séparant ladite plaque-support et le fond de ladite boîte est rempli d'un liquide optique (20). 15. Boîtier optique selon l'une quelconque des revendications 8 à 14, caractérisé par le fait que ladite plaque-support comprend au moins un orifice traversant (11). 16. Boîtier optique selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé par le fait que lesdits moyens de connexion électrique comprennent des fils électriques (9) reliant lesdits plots dudit composant optique et lesdites broches. 17. Dispositif opto-électronique, caractérisé par le fait qu'il comprend - un boîtier optique (1) selon l'une quelconque des revendications 7 à 16, - et un boîtier électronique (22) qui comprend des moyens de connexion électrique (23) adaptés pour être accouplés aux parties extérieures des broches de connexion électrique (8) dudit boîtier optique, ce boîtier électronique comprenant des moyens de connexion électrique extérieure (25).