FR2979998A1 - Dispositif optoelectronique assurant la connexion electrique et optique d'un module optique - Google Patents

Abstract

Dispositif optoélectronique comprenant : - au moins une fibre optique (2), - un boîtier (1) comportant au moins une ouverture pour le passage de ladite au moins une fibre optique, - un module optique (3) disposé dans le boîtier et comprenant une première face (30) avec un circuit intégré et au moins un guide d'onde, ainsi que des moyens de couplage optique entre ledit au moins un guide d'onde et ladite au moins une fibre optique, pour adapter leurs diamètres de mode, et des moyens de réception (31) de ladite au moins une fibre optique, pour assurer son alignement avec lesdits moyens de couplage, une connexion optique directe étant ainsi réalisée entre ladite au moins une fibre optique et ledit au moins un guide d'onde, grâce aux moyens de couplage.

Description

Dispositif optoélectronique assurant la connexion électrique et optique d'un module optique L'invention concerne le domaine de l'optoélectronique et, plus particulièrement, celui du packaging de modules optoélectroniques. De façon générale, on cherche à intégrer sur une même puce davantage de fonctions de gestion de faisceaux optiques, comme le multiplexage, le démultiplexage, la modulation ou encore le routage spectral. Toutes ces fonctions sont nécessaires, aussi bien pour des liaisons optiques très courte distance, de l'ordre du millimètre, ou très longue distance, de l'ordre de plusieurs kilomètres. C'est une solution à l'augmentation du débit des puces d'interconnexion. Cette nécessité d'intégration requiert une miniaturisation poussée du circuit optique qui conduit à une miniaturisation de la section des guides optiques planaires jusqu'à des dimensions submicroniques, typiquement de l'ordre 10-11im2. Or, pour les applications moyenne et longue distances, c'est-à-dire entre quelques mètres et plusieurs kilomètres, le moyen de transport optique privilégié est la fibre optique dont le diamètre est compris entre une et plusieurs dizaines de microns.

C'est pourquoi doivent être prévus des systèmes de couplage de la lumière entre les guides optiques planaires et les fibres optiques, de façon à compenser cette non-adaptation des dimensions. Plusieurs modes de couplage entre un guide d'onde et une fibre optique sont classiquement utilisés. Ainsi, la fibre optique peut être montée en butée ou présenter une extrémité lentillée. Elle peut également être couplée au guide optique par l'intermédiaire d'une ou deux lentilles. Le couplage peut également être assuré au moyen d'un réseau de diffraction. Par ailleurs, un module optoélectronique est classiquement monté dans un boîtier qui assure non seulement sa protection ainsi que la dissipation thermique et/ou la régulation en température, mais également son interconnexion avec le milieu extérieur, sur le plan électrique et optique.

La connexion électrique et la connexion optique sont souvent réalisées séquentiellement. Dans ce cas, la connexion électrique est réalisée au moyen de fils. On peut, à cet égard, se référer à l'article « g-Pack - A generic testbed 5 package for Silicon photonics devices » de L. Zimmermann et al., Proc. Group IV Photonics, 2008, Italy, pp. 371-373. Ceci permet de laisser accessible la face active du module optoélectronique pour permettre, dans un deuxième temps, d'effectuer la connexion optique avec une fibre optique. 10 D'autres solutions ont été proposées pour éviter l'utilisation de fils de connexion. On peut notamment citer le document US-6 285 043 qui concerne un circuit optoélectronique composé d'une puce comprenant les composants actifs et d'un module pour les composants passifs. 15 La connexion électrique entre la puce et le module est réalisée au moyen de billes de brasure. En effet, la puce et le module sont disposés de telle sorte que leurs faces portant les composants sont en vis-à-vis. Il s'agit d'un montage dit en « puce retournée » ou encore du type « flipchip », dans la terminologie anglaise. 20 Les billes de brasure peuvent ainsi être disposées entre les pastilles de soudure prévues sur ces deux faces et réaliser directement la connexion électrique. Aucun fil n'est alors nécessaire et ce mode de connexion est plus favorable à une bonne transmission des signaux à fréquence élevée. 25 La connexion optique entre la puce et le module est réalisée simultanément grâce à des rainures prévues dans le module et dans lesquelles sont maintenues et alignées des fibres optiques. Cependant, des miroirs sont prévus pour assurer la liaison optique entre les fibres optiques et des composants optiques de la puce. 30 On peut encore noter que les fibres optiques sont positionnées par rapport au module. Il convient donc que le module et la puce soient très précisément alignés pour que les miroirs assurent efficacement la liaison optique. De surcroît, dans un montage du type « flip-chip », les composants actifs sont d'un accès difficile puisque la face qui les comporte est retournée et qu'ils sont, de plus, enrobés de colle. On peut également citer le document EP-1 909 124 qui décrit un dispositif optique comprenant un capot d'assemblage et de connexion optique entre un guide d'onde et une fibre optique. Le guide d'onde est intégré sur un substrat et la fibre optique est insérée dans un connecteur. La connexion électrique entre le capot et le substrat supportant le guide d'onde est assurée au moyen de billes de brasure. Par ailleurs, la connexion optique entre le guide d'onde et la fibre optique est réalisée au moyen d'une rainure réalisée dans le capot et située dans le prolongement de l'axe optique, et d'un système optique prévu dans la rainure pour dévier vers la fibre un faisceau lumineux en provenance du guide ou vice-versa. Ce système optique comporte une lentille et un miroir. De plus, un réseau de diffraction est prévu sur le substrat pour adapter la taille des faisceaux. Ainsi, l'état de la technique prévoit systématiquement, en plus d'un moyen de couplage optique pour adapter la taille des diamètres de mode du guide d'onde et de la fibre optique, une structure de renvoi de la lumière entre le guide d'onde et la fibre optique, ce qui réduit la performance de la connexion optique. En effet, ces interfaces créent nécessairement des pertes. L'invention a pour objet de pallier ces inconvénients en proposant un dispositif optoélectronique assurant la fonction d'un packaging et, de surcroît, une connexion optique sans interface entre un moyen optique du type guide d'onde et une fibre optique.

Ainsi, l'invention concerne un dispositif optoélectronique comprenant : - au moins une fibre optique, - un boîtier comportant au moins une ouverture pour le passage de ladite au moins une fibre optique, - un module optique disposé dans le boîtier et comprenant une première face avec un circuit intégré et au moins un guide d'onde, ainsi que des moyens de couplage optique entre ledit au moins un guide d'onde et ladite au moins une fibre optique, pour adapter leurs diamètres de mode, et des moyens de réception de ladite au moins une fibre optique, pour assurer son alignement avec lesdits moyens de couplage, une connexion optique directe étant ainsi réalisée entre ladite au moins une fibre optique et ledit au moins un guide d'onde, grâce aux moyens de couplage. Ainsi, l'invention permet de réaliser une connexion optique sans la présence d'une structure de renvoi de la lumière entre le guide d'onde et la fibre optique.

De façon préférée, les moyens de réception comprennent au moins une rainure pour une fibre optique. La rainure est avantageusement en forme de V. Par ailleurs, les moyens de couplage entre une fibre optique et un guide d'onde peuvent être constitués par une portion d'adaptation du 20 diamètre de mode de la fibre optique. Dans une variante de réalisation, ladite au moins une fibre optique est placée dans un connecteur optique. Dans un mode avantageux de réalisation, le module optique comprend des premiers moyens de connexion électrique et le boîtier 25 comprend des deuxièmes moyens de connexion électrique destinés à coopérer avec les premiers moyens de connexion électrique. Les premiers et deuxièmes moyens de connexion électrique sont avantageusement disposés en vis-à-vis. Dans un mode de réalisation préféré, les premiers et 30 deuxièmes moyens de connexion électrique sont des pastilles métalliques et la connexion électrique est réalisée au moyen de billes d'interconnexion, aucun fil n'étant ainsi nécessaire pour assurer la connexion électrique.

Dans une variante de réalisation, le boîtier comporte au moins une butée dans son fond, ladite au moins une fibre optique étant disposée entre les moyens de réception et ladite au moins une butée. Ainsi, le dispositif optoélectronique selon l'invention permet de s réaliser simultanément la connexion optique et la connexion électrique du module, la connexion électrique s'effectuant sans fil et la connexion optique étant réalisée sans structure de renvoi de la lumière entre le guide d'onde et la fibre optique. Par ailleurs, la fibre optique étant alignée directement sur le 10 substrat du module optique et non sur le boîtier, les tolérances d'alignement entre le substrat et le boîtier peuvent être plus être plus importantes que lorsque la fibre est alignée sur le boîtier. Le coût de réalisation du dispositif est donc réduit, par rapport aux dispositifs connus dans l'état de l'art. L'invention concerne également un procédé de connexion 15 optique entre un module optique et au moins une fibre optique placés dans un boîtier comprenant les étapes suivantes : (a) réalisation d'un boîtier comportant au moins une ouverture pour le passage d'au moins une fibre optique, (b) introduction de ladite au moins une fibre optique dans ladite au moins 20 ouverture, (c) réalisation d'un module optique sur un substrat avec, sur une première face, un circuit intégré avec au moins un guide d'onde, ainsi que des moyens de couplage entre ledit au moins un guide d'onde et ladite au moins une fibre optique, ainsi que des moyens de réception pour ladite 25 au moins une fibre optique, (d) introduction du module optique dans le boîtier, le moyen de réception étant en vis-à-vis de ladite au moins une fibre optique, (e) positionnement de ladite au moins une fibre optique dans le moyen de réception, la fibre optique étant alignée avec les moyens de couplage 30 pour réaliser une liaison optique directe avec ledit au moins un guide d'onde.

De façon préférée, lors des étapes (a), respectivement (c), des moyens de connexion électrique sont réalisés dans le boîtier, respectivement sur le substrat. Dans cette variante de réalisation, entre les étapes (c) et (d), des billes d'interconnexion sont déposées sur les moyens de connexion électrique du boîtier puis, lors de l'étape (d), les moyens de connexion électrique du boîtier sont positionnés en vis-à-vis des moyens de connexion électriques du substrat et, lors de l'étape (e), le substrat est chauffé pour assurer la connexion électrique entre les moyens de connexion électrique du substrat et les moyens de connexion électrique du boîtier, au moyen des billes d'interconnexion. De façon préférée, après l'étape (d), de la colle est introduite entre le fond du boîtier et la première face du substrat pour assurer le maintien de la fibre optique.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit et qui est faite au regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe illustrant une étape du procédé d'obtention du dispositif optoélectronique selon l'invention, - la figure 2 est également une vue en coupe illustrant une autre étape du procédé selon l'invention, - la figure 3 est une vue en perspective illustrant partiellement le substrat du dispositif optoélectronique selon l'invention avec un moyen de réception, - la figure 4 est une vue en perspective similaire à la figure 3, avec une fibre optique placée dans le moyen de réception, - la figure 5 est une vue en coupe illustrant une variante de réalisation du dispositif optoélectronique selon l'invention et - la figure 6 est une vue en coupe illustrant une autre variante de réalisation du dispositif optoélectronique selon l'invention.

Les éléments communs aux différentes figures seront identifiés par les mêmes références. La figure 1 illustre schématiquement un boîtier 1 qui est destiné à assurer la fonction d'un packaging, c'est-à-dire la protection mécanique d'une puce, la dissipation thermique et/ou la régulation en température et l'interconnexion optique et électrique avec le milieu extérieur. Ce boîtier comporte un capot qui n'est pas illustré sur les figures et qui est assemblé sur le boîtier dans une dernière étape de réalisation. to Ce boîtier comporte une ouverture 10 pour permettre le passage d'une fibre optique 2. Cette fibre peut être monomode ou multimode. La fibre optique 2 peut alors être fixée dans l'ouverture 10 par collage ou brasage tendre. Bien entendu, plusieurs fibres optiques peuvent être insérées 15 dans le boîtier et ce dernier peut comporter plusieurs ouvertures. Par souci de simplification, il ne sera généralement fait référence qu'à une seule fibre optique dans la suite de la description. Par ailleurs, l'extrémité 20 de la fibre optique peut être clivée mécaniquement avant son assemblage dans le boîtier. Elle pourra également 20 être clivée après son assemblage dans le boîtier, grâce à une technique à distance, mettant par exemple en oeuvre un laser. Dans tous les cas, le clivage permet d'obtenir une bonne qualité optique à l'extrémité de la fibre et donc une bonne transmission du faisceau. Ceci permet d'éviter les risques de diffusion et de déviation du faisceau. 25 Le boîtier 1 peut être typiquement réalisé en céramique, comme l'alumine ou le nitrure d'aluminium, en plastique, comme un polymère à cristaux liquides, ou encore en métal, comme le Kovar. Le boîtier peut être réalisé par usinage, moulage ou par des étapes de photolithographie et gravure. 30 Sur le fond 11 du boîtier, sont prévus des moyens de connexion électrique. Ces moyens sont ici constitués par un plot d'interconnexion 12. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à cet exemple et plusieurs plots pourraient être prévus. Ce plot 12 est typiquement constitué d'une pastille métallique destinée à une soudure, un brasage ou une thermocompression. Il peut être obtenu par dépôt d'un métal conducteur, comme le cuivre ou l'aluminium, des étapes de photolithographie puis de gravure étant ensuite réalisées. Enfin, d'autres composants peuvent être prévus à l'intérieur du boîtier. Il peut s'agir de composants actifs, comme un amplificateur ou de composants passifs. Le plot 12 présente typiquement un diamètre compris entre 80 10 et 30 lim pour des fréquences comprises entre 10 et 40 GHz. Les ouvertures du boîtier sont prévues pour positionner précisément les fibres par rapport aux plots de connexion électrique. La tolérance de positionnement est comprise entre 10 et 20 lm, selon le diamètre des plots. 15 La figure 2 illustre une autre étape du procédé selon l'invention, dans lequel un module optique 3 a été introduit dans le boîtier 1. Ce module optique a été préalablement réalisé, à partir d'un substrat, un circuit intégré avec au moins un guide d'onde ayant été réalisé sur la première face 30 du substrat. Ce guide d'onde est référencé 32 sur la 20 figure 4. Un moyen de couplage entre le guide d'onde 32 et la fibre optique 2 est également réalisé sur la face 30. Il est référencé 33 sur la figure 4. Le substrat est typiquement en silicium et les techniques utilisées classiquement en microélectronique peuvent être mises en oeuvre pour une production en masse. 25 D'autres composants pourront également être prévus sur le substrat, tels qu'un laser, une photodiode, un modulateur ou encore une thermistance. Ces composants nécessitent en outre des connexions électriques. Sur la première face 30, sont également réalisés des moyens 30 de réception pour la fibre optique 2. Comme illustré à la figure 3, ces moyens de réception prennent notamment la forme d'une rainure 31 en V. 2 9 79998 9 Les procédés d'obtention de rainures en V sur un substrat, notamment en silicium, sont classiques. On peut citer à titre de référence l'ouvrage « Microsystèmes et optoélectromécaniques », sous la direction de P. Viktorovitch, éditions Hermès-Lavoisier - 2003. 5 Ainsi, la technique de gravure chimique anisotrope de silicium monocristallin (par KOH ou NaOH ou NH4OH) permet d'obtenir une rainure 31 en V dont chacun des côtés 310, 311 présente un angle e de 50,74° par rapport à l'horizontale. La couche d'arrêt est le plan < 111 >. La profondeur de la rainure est déterminée par la largeur de la bande d'attaque chimique qui lo définit les plans d'arrêt. Dans l'exemple illustré aux figures 1 et 2, des moyens de connexion électrique sont également prévus sur la face 30 du substrat. Ces moyens de connexion sont typiquement constitués par des pastilles métalliques qui peuvent être obtenues par dépôt d'un métal conducteur, des 15 étapes de photolithographie et de gravure étant ensuite réalisées. Avant l'introduction du module optique 3, une bille d'interconnexion 13 est déposée sur le plot 12. De plus, une couche de colle d'enrobage 4 est également déposée sur le fond 11 du boîtier. Cette colle augmente la tenue mécanique 20 du dispositif. Elle a également une fonction thermique en favorisant la conduction. Enfin, elle est choisie pour être transparente aux longueurs d'onde utilisées avec le dispositif selon l'invention, car elle est présente entre la fibre optique et les moyens de couplage optique du circuit intégré, permettant d'adapter les diamètres de mode de la fibre optique et du guide 25 d'onde. On peut notamment choisir des colles époxy, des colles acrylates ou des colles cyanolites, qui sont réticulables thermiquement ou par éclairage UV. Le dépôt de la colle est effectué après l'introduction du 30 module optique dans le boîtier ; il pourra intervenir pendant ou après le positionnement de la fibre optique dans la rainure, suivant les techniques mises en oeuvre.

Le module optique 3 est ensuite introduit dans le boîtier 1, la face 30 comportant le circuit intégré, la rainure 31 et les moyens de connexion électrique étant en regard de la fibre optique et du plot 12. Il s'agit d'un montage du type « flip-chip ».

L'assemblage du module retourné dans le boîtier nécessite une précision dans l'alignement comprise entre 5 et 10 pm. Cette précision est obtenue en utilisant des machines de report ou d'hybridation utilisées en production micro-électronique. Ces machines manipulent la puce avec un bras robotisé au-dessus du boîtier.

Elles visualisent simultanément toutes les faces à aligner, les alignent et procèdent à l'assemblage. Ces machines sont notamment commercialisées par les sociétés DATACON ou SUSS. L'alignement du module optique sur le boîtier permet d'aligner la fibre optique 2 sur la rainure 31, afin d'assurer son logement dans la rainure. Ainsi, la fibre optique 2 est centrée passivement grâce à la rainure 31. La figure 4 illustre la fibre 2 avec son extrémité 20 insérée dans la rainure 31. La position z de l'axe optique 21 de la fibre optique par rapport à la face 30 dépend de la largeur de la rainure ainsi que de l'angle 0 et du diamètre d de la fibre optique. De plus, pour favoriser le plaquage de la fibre optique au fond de la rainure et donc un bon centrage, il est préférable que la fibre soit initialement légèrement inclinée vers le haut, par rapport au plan de la rainure. Cette inclinaison est typiquement de l'ordre de quelques degrés et elle est donnée par la forme de l'ouverture 10 dans le boîtier. Par ailleurs, la longueur L de la rainure en V est typiquement comprise entre 3 et 7 mm. 2 9 79998 11 On peut noter que, lorsque le boitier comporte plusieurs fibres optiques, des rainures relativement longues peuvent permettre de rattraper un éventuel défaut d'alignement initial entre les fibres optiques. De plus, l'alignement du substrat sur le boîtier permet 5 également d'aligner les moyens de connexion électrique prévus sur la face 30, avec le plot 12. Bien entendu, les moyens de connexion électrique prévus sur le substrat et sur le boîtier sont conçus pour être en vis-à-vis, lorsque le substrat et le boîtier sont alignés. 10 De façon générale, lorsque le plot 12 présente un diamètre supérieur à 50 lm, la tolérance de positionnement du module optique 3 par rapport au plot 12 est typiquement supérieure à 10 lm. Grâce à cet alignement, la bille d'interconnexion 13 se trouve entre le moyen de connexion électrique de la face 30 et le plot 12. 15 La connexion électrique peut par exemple être réalisée grâce aux deux techniques suivantes. Dans une technique de thermocompression, des billes en or sont réalisées sur les plots de connexion électrique du boîtier. Il s'agit typiquement de billes dont le diamètre est compris entre 30 et 50 lim qui sont 20 réalisées par une machine dite de « bail bonding ». Lors de l'assemblage, le substrat est appliqué sur les plots de connexion grâce au bras de la machine d'hybridation, avec une pression pouvant atteindre plusieurs kilogrammes par cm2. Simultanément, le substrat est chauffé à une température 25 comprise entre 100 et 200°C, afin de favoriser la formation d'alliage intermédiaire entre les billes en or et les plots de connexion électrique du substrat. Ceci permet d'assurer une bonne conduction électrique. Par ailleurs, lors du chauffage du substrat, la couche de colle 4 est également réticulée, afin de garantir la tenue mécanique. La colle 30 pourra être réticulée thermiquement ou optiquement, s'il s'agit par exemple d'une colle à réticulation par éclairage UV.

La colle pourra être introduite dans le boîtier lors du positionnement de la fibre optique dans la rainure. La connexion électrique peut également être réalisée par la technique de brasage tendre sur billes fusibles, dite également méthode C4 (Controlled Collapse Chip Connection dans la terminologie anglaise). Dans ce cas, les billes 13 sont constituées d'un alliage fusible tel que AgCuSn, In ou SnPb. Ces billes d'alliage fusible sont également réalisées sur les plots de connexion électrique du substrat. Elles peuvent être obtenues par des méthodes de sérigraphie 10 ou des méthodes comportant une étape de dépôt, de photolithographie et de gravure. Lors de l'assemblage, le substrat 3 est posé sur les plots de connexion électrique du boîtier grâce au bras motorisé de la machine d'hybridation. 15 Le substrat est ensuite chauffé à une température comprise entre 200 et 300°C, afin de refondre les billes d'alliage et former des alliages intermétalliques entre les billes d'alliage formées à la fois sur le boîtier et le substrat. La couche de colle 4 est réticulée thermiquement ou 20 optiquement après le chauffage du substrat. Elle pourra être introduite dans le boîtier après le positionnement de la fibre optique dans la rainure. Dans tous les cas, les connexions électriques obtenues ne nécessitent pas de fils et elles sont favorables à la bonne transmission de signaux haute fréquence. 25 Lorsque la fibre optique 2 est centrée dans la rainure 31, elle se trouve alignée avec le moyen de couplage optique 33 prévu sur la face 30 du substrat. Ce moyen de couplage planaire permet d'adapter le diamètre de mode de la fibre optique 2 à celui du guide d'onde 32. En effet, la fibre 30 optique 2 présente un diamètre de mode qui est typiquement de l'ordre de 10 lm, alors que le diamètre de mode du guide d'onde est typiquement inférieur à 3 lim.

Ce moyen de couplage peut notamment se présenter sous la forme d'une structure communément appelée « taper » qui est placée entre l'extrémité du guide d'onde et la rainure. On peut citer deux types de taper : le taper adiabatique 3D et le taper adiabatique inversé. Un taper adiabatique 3D est obtenu à partir d'une expansion horizontale et verticale d'un guide d'onde en silicium. Cette expansion permet d'atteindre des diamètres de mode pouvant atteindre 101.1m. Ainsi, des pertes d'insertion de moins de 1 dB ont été démontrées. Cependant, ce type de lo structure de couplage présente comme inconvénient de nécessiter des couches plutôt épaisses de silicium, ainsi que des procédés de photolithographie à niveaux de gris. De plus, la face de couplage optique située au bord de la rainure nécessite un polissage de finition et un traitement antireflet car le silicium présente un indice de réfraction élevé. Ceci peut 15 limiter l'usage de ce taper dans le cadre d'une production de masse. Un taper adiabatique inversé est obtenu par le rétrécissement d'un guide d'onde en silicium à l'intérieur d'un second guide de plus grande dimension et d'indice de réfraction plus faible. Ce rétrécissement entraîne l'expulsion adiabatique du champ et sa conversion aux dimensions du second 20 guide jusqu'au bord de la rainure. Du fait d'une limitation technologique sur les épaisseurs des couches empilées à quelques microns, le grandissement du mode optique est généralement limité à moins de 511m. Par conséquent, cette limitation nécessite l'utilisation de fibres lentillées ou de fibres à forte ouverture numérique. Un avantage significatif de ce type de structure est le 25 faible niveau de pertes d'insertion qui peut être obtenu sur une large bande spectrale : moins de 0.5dB ont été démontrés sur plus de 500nm. De surcroît, sa réalisation est plus simple que celle d'un taper 3D car elle ne nécessite pas d'étapes de photolithographie complexes, ni de traitement antireflet sur le moyen de couplage car le matériau peut présenter un indice de réfraction 30 faible. C'est notamment le cas de la silice. Ce taper est donc parfaitement compatible avec une production de masse. 2 9 79998 14 On peut notamment se référer à l'article « Low-Loss (<1 dB) and Polarization-Insensitive Edge Fiber Couplers Fabricated on 200-mm Silicon-on-Insulator Waters » de B. Ben Bakir et al. (IEEE Photonics Technology Letters, vol. 22, N°11, ler juin 2010 - 739, année de 5 publication 2010, pages 739-741). Cet article décrit une structure dite de « taper inverse ». La précision d'alignement entre l'axe optique 21 de la fibre 2 et le moyen de couplage 33 doit typiquement être inférieure à 2 pm afin d'obtenir un bon taux de couplage, c'est-à-dire supérieur à 50%. La présence de la rainure 31 permet d'obtenir ce niveau de précision. On peut noter que la tolérance le long de l'axe optique de la fibre est, quant à elle, de quelques dizaines de microns. On comprend donc que, grâce au moyen de réception prévu sur le substrat 3, tel que la rainure 31, la fibre optique peut être précisément alignée avec les moyens de couplage optique prévus sur le substrat. Par ailleurs, aucune interface optique n'est nécessaire pour assurer la liaison optique entre la fibre optique et le moyen optique prévu sur le substrat, en addition des moyens de couplage pour adapter les diamètres de mode. Ceci permet donc de simplifier la réalisation du dispositif et également d'accroître la performance de la connexion optique. En effet, les interfaces optiques prévues dans l'état de l'art créent des pertes. Par ailleurs, lorsqu'une connexion électrique est nécessaire, elle peut être réalisée en même temps que la connexion optique et en utilisant donc la même machine.

Enfin, compte tenu des dimensions des différents éléments, la tolérance d'alignement du module optique sur le boîtier est comprise entre 5 et 10 pm, alors qu'avec les dispositifs selon l'état de la technique, la tolérance d'alignement est plus faible, de l'ordre de 1 pm. En effet, la précision la plus grande doit être obtenue lors de l'alignement de la fibre optique et du moyen de couplage. Or, cet alignement est principalement obtenu grâce à la rainure 31 qui est prévue sur le substrat et non sur le boîtier. Dans ces conditions, l'alignement du substrat sur le boîtier peut être réalisé avec une 2 9 79998 15 précision moins importante. Ceci permet de mettre en oeuvre des techniques de report plus rapides et moins coûteuses que celles utilisées dans l'état de la technique. Le capot qui permet de fermer le boîtier est assemblé sur ce s dernier lorsque les connexions optique et électrique sont réalisées. Il est maintenant fait référence à la figure 5 qui illustre une variante de réalisation du dispositif optoélectronique selon l'invention. Selon cette variante, la ou les fibres optiques sont placées dans un connecteur optique 22.

10 Ce connecteur 22 s'insère, par des moyens appropriés, dans le boîtier 1, la fibre optique 2 passant toujours au travers d'une ouverture 10 prévue dans le boîtier. Il permet de simplifier la manipulation de la fibre optique. La figure 6 illustre une autre variante de réalisation du 15 dispositif selon l'invention. Dans cette variante, une butée 14 est prévue dans le fond 11 du boîtier 1. Elle est positionnée de façon à être en regard de la rainure 31 prévue dans le substrat 3. Lors de l'assemblage du substrat dans le boîtier, cette cale 20 pourra contribuer à améliorer le plaquage de la fibre optique au fond de la rainure 31. Il convient encore de noter que les dessins ne sont pas à l'échelle. En effet, une fibre optique présente typiquement un diamètre de 125 lm, un plot de connexion électrique présente un diamètre compris 25 entre 30 et 100pm, une bille d'interconnexion présente une épaisseur comprise entre 10 et 30 lim et un substrat mesure entre 5 et 15 mm de côté et présente une épaisseur comprise entre 0,2 et 1 mm. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques figurant dans les revendications ont pour seul but de faciliter la 30 compréhension de ces dernières et ne sauraient en limiter la portée.

Claims (13)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif optoélectronique comprenant : - au moins une fibre optique (2), - un boîtier (1) comportant au moins une ouverture (10) pour le passage de ladite au moins une fibre optique, - un module optique (3) disposé dans le boîtier et comprenant une première face (30) avec un circuit intégré et au moins un guide d'onde (32), ainsi que des moyens de couplage optique (33) entre ledit au moins un guide d'onde et ladite au moins une fibre optique, pour adapter leurs diamètres de mode, et des moyens de réception (31) de ladite au moins une fibre optique, pour assurer son alignement avec lesdits moyens de couplage, une connexion optique directe étant ainsi réalisée entre ladite au moins une fibre optique et ledit au moins un guide d'onde, grâce aux moyens de couplage.
2. 2. Dispositif optoélectronique selon la revendication 1, dans lequel les moyens de réception comprennent au moins une rainure (31) pour une fibre optique.
3. 3. Dispositif optoélectronique selon la revendication 2, la rainure est avantageusement en forme de V.
4. 4. Dispositif optoélectronique selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les moyens de couplage entre une fibre optique et un guide d'onde peuvent être constitués par une portion d'adaptation du diamètre de mode de la fibre optique.
5. 5. Dispositif optoélectronique selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel ladite au moins une fibre optique (2) est placée dans un connecteur optique (22).
6. 6. Dispositif optoélectronique selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le module optique comprend des premiers moyens de connexion électrique et le boîtier comprend des deuxièmes moyens de connexion électrique (12) destinés à coopérer avec les premiers moyens de connexion électrique.
7. 7. Dispositif optoélectronique selon la revendication 6, dans lequel les premiers et deuxièmes moyens de connexion électrique sont disposés en vis-à-vis.
8. 8. Dispositif optoélectronique selon la revendication 7, dans lequel, les premiers et deuxièmes moyens de connexion électrique sont des pastilles métalliques et la connexion électrique est réalisée au moyen de billes d'interconnexion (13).
9. 9. Dispositif optoélectronique selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le boîtier (1) comporte au moins une butée (14) dans son fond, ladite au moins une fibre optique (2) étant disposée entre les moyens de réception (31) et ladite au moins une butée.
10. 10. Procédé de connexion optique entre un module optique et au moins une fibre optique placés dans un boîtier comprenant les étapes suivantes : (a) réalisation d'un boîtier (1) comportant au moins une ouverture (10) pour le passage d'au moins une fibre optique (2), (b) introduction de ladite au moins une fibre optique (2) dans ladite au moins ouverture, (c) réalisation d'un module optique sur un substrat (3) avec, sur une première face (30), un circuit intégré avec au moins un guide d'onde (32), ainsi que des moyens de couplage (33) entre ledit au moins un guide d'onde et ladite au moins une fibre optique, ainsi que des moyens de réception (31) pour ladite au moins une fibre optique,(d) introduction du module optique (3) dans le boîtier (1), le moyen de réception (31) étant en vis-à-vis de ladite au moins une fibre optique (2), (e) positionnement de ladite au moins une fibre optique (2) dans le moyen de réception (31), la fibre optique étant alignée avec les moyens de couplage pour réaliser une liaison optique directe avec ledit au moins un guide d'onde.
11. 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel lors des étapes (a), respectivement (c), des moyens de connexion électrique sont réalisés dans le boîtier, respectivement sur le substrat.
12. 12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel entre les étapes (c) et (d), des billes d'interconnexion (13) sont déposées sur les moyens de connexion électrique (12) du boîtier puis, lors de l'étape (d), les moyens de connexion électrique du boîtier sont positionnés en vis-à-vis des moyens de connexion électriques du substrat et, lors de l'étape (e), le substrat est chauffé pour assurer la connexion électrique entre les moyens de connexion électrique du substrat et les moyens de connexion électrique du boîtier, au moyen des billes d'interconnexion.
13. 13. Procédé selon l'une des revendications 10 à 12, dans lequel après l'étape (d), de la colle est introduite entre le fond du boîtier et la première face du substrat pour assurer le maintien de la fibre optique.25