本技術(shù)涉及光開關(guān)，尤其涉及一種寬溫度高可靠性mems光開關(guān)。

背景技術(shù)：

1、一維或二維轉(zhuǎn)鏡技術(shù)的微機(jī)電系統(tǒng)光開關(guān)(micro-electromechanical?system，簡(jiǎn)寫為mems)是光通訊網(wǎng)絡(luò)中的常用器件，其基本原理是通過對(duì)mems施加電壓，控制mems上反射鏡的旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)光路在不同通道的切換。mems光開關(guān)具有大端口(1xn，n>128)、體積小、插損小、串?dāng)_低、切換時(shí)間快和功耗低等優(yōu)點(diǎn)。

2、隨著客戶端應(yīng)用場(chǎng)景的變化，需要在一些特殊的室外環(huán)境下布局mems光開關(guān)產(chǎn)品，mems光開關(guān)要長(zhǎng)期在-40-85℃，甚至-55-85℃下工作。在這種場(chǎng)景下，當(dāng)前mems光開關(guān)會(huì)出現(xiàn)功能失效或性能劣化的問題，具體表現(xiàn)為：

3、1、長(zhǎng)期的超低溫環(huán)境工作，mems光開關(guān)的晶體管外形封裝(transistor?outlinepackage，簡(jiǎn)寫為to)內(nèi)部的水汽會(huì)結(jié)露，影響mems轉(zhuǎn)鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致無法切換。

4、2、寬溫下工作，mems轉(zhuǎn)鏡的轉(zhuǎn)軸承受的應(yīng)力會(huì)隨著溫度發(fā)生變化，造成mems轉(zhuǎn)鏡在同電壓下的角度變化，并最終導(dǎo)致mems光開關(guān)的損耗變化，即溫度相關(guān)損耗變大。

5、現(xiàn)有技術(shù)在應(yīng)對(duì)這些問題時(shí)，通常采用加嚴(yán)生產(chǎn)控制、mems芯片貼片應(yīng)力改善(如選型低應(yīng)力的膠水或增加特殊結(jié)構(gòu)的墊片)、器件出貨時(shí)加嚴(yán)篩選和多溫度點(diǎn)標(biāo)定等方式來進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)難度和成本非常大。

6、鑒于此，如何克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，解決上述技術(shù)問題，是本技術(shù)領(lǐng)域待解決的難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型在于克服mems光開關(guān)在寬溫狀態(tài)下工作可能會(huì)出現(xiàn)功能失效或性能劣化的問題。

2、本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、本實(shí)用新型提供一種寬溫度高可靠性mems光開關(guān)，包括：轉(zhuǎn)鏡芯片1、溫度調(diào)節(jié)單元2、陶瓷墊片3、溫敏電阻4和光引擎組件5；

4、所述光引擎組件5包括封裝管座50和封裝管殼51，所述陶瓷墊片3設(shè)置于所述封裝管座50上，所述轉(zhuǎn)鏡芯片1設(shè)置在所述陶瓷墊片3上，所述溫敏電阻4設(shè)置于所述陶瓷墊片3上，所述溫敏電阻4位于所述轉(zhuǎn)鏡芯片1的一側(cè)；所述轉(zhuǎn)鏡芯片1、所述陶瓷墊片3和所述溫敏電阻4被封裝在所述封裝管殼51內(nèi)；

5、所述溫度調(diào)節(jié)單元2設(shè)置在所述封裝管座50的一側(cè)。

6、優(yōu)選的，所述溫度調(diào)節(jié)單元2為tec單元；

7、所述溫度調(diào)節(jié)單元2設(shè)置于所述封裝管座50上，所述陶瓷墊片3設(shè)置于所述轉(zhuǎn)鏡芯片1和所述溫度調(diào)節(jié)單元2之間；所述溫度調(diào)節(jié)單元2被封裝在所述封裝管殼51內(nèi)。

8、優(yōu)選的，所述溫度調(diào)節(jié)單元2為薄膜加熱片；

9、所述溫度調(diào)節(jié)單元2設(shè)置于所述封裝管座50的外側(cè)底部，所述陶瓷墊片3設(shè)置于所述封裝管座50上，所述轉(zhuǎn)鏡芯片1設(shè)置于所述陶瓷墊片3上，所述溫度調(diào)節(jié)單元2位于所述封裝管殼51之外。

10、優(yōu)選的，所述溫度調(diào)節(jié)單元2設(shè)置有第一引腳20和第二引腳21，所述第一引腳20連接所述溫度調(diào)節(jié)單元2的正極，所述第二引腳21連接所述溫度調(diào)節(jié)單元2的負(fù)極。

11、優(yōu)選的，所述第一引腳20和所述第二引腳21與所述溫度調(diào)節(jié)單元2以金絲鍵合的方式電性連接。

12、優(yōu)選的，所述溫敏電阻4設(shè)置有第三引腳40和第四引腳41，所述第三引腳40連接所述溫敏電阻4的正極，所述第四引腳41連接所述溫敏電阻4的負(fù)極。

13、優(yōu)選的，所述第三引腳40和所述第四引腳41與所述溫敏電阻4以金絲鍵合的方式電性連接。

14、優(yōu)選的，所述光引擎組件5還包括透鏡52，所述透鏡52設(shè)置于所述轉(zhuǎn)鏡芯片1的一側(cè)，所述透鏡52內(nèi)嵌于所述封裝管殼51上，用于準(zhǔn)直輸入光或聚焦所述轉(zhuǎn)鏡芯片1的反射光。

15、優(yōu)選的，所述光引擎組件5還包括玻璃管53和毛細(xì)管54，所述玻璃管53連接所述透鏡52和所述毛細(xì)管54，所述毛細(xì)管54用于保持光纖位置并引導(dǎo)光信號(hào)的傳播。

16、優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)鏡芯片1包括第五引腳10、第六引腳11和第七引腳12，所述第五引腳10連接所述轉(zhuǎn)鏡芯片1的x軸方向控制電極，所述第六引腳11連接所述轉(zhuǎn)鏡芯片1的y軸方向控制電極，所述第七引腳12用于將所述轉(zhuǎn)鏡芯片1和所述封裝管殼51接地；

17、所述轉(zhuǎn)鏡芯片1與所述第五引腳10、所述第六引腳11和所述第七引腳12以金絲鍵合的方式電性連接。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于：與當(dāng)前傳統(tǒng)的方案相比，該mems光開關(guān)集成了微型化溫度調(diào)節(jié)單元2和溫敏電阻4，通過將溫度調(diào)節(jié)單元2和溫敏電阻4與外圍溫控電路配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)mems光開關(guān)內(nèi)部溫度的精確控制，進(jìn)而規(guī)避超低溫下的水汽結(jié)露的可靠性隱患，并優(yōu)化改善光開關(guān)寬溫下的光傳輸損耗的大問題，提升產(chǎn)品性能和可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種寬溫度高可靠性mems光開關(guān)，其特征在于，包括：轉(zhuǎn)鏡芯片(1)、溫度調(diào)節(jié)單元(2)、陶瓷墊片(3)、溫敏電阻(4)和光引擎組件(5)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬溫度高可靠性mems光開關(guān)，其特征在于，所述溫度調(diào)節(jié)單元(2)為tec單元；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬溫度高可靠性mems光開關(guān)，其特征在于，所述溫度調(diào)節(jié)單元(2)為薄膜加熱片；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬溫度高可靠性mems光開關(guān)，其特征在于，所述溫度調(diào)節(jié)單元(2)設(shè)置有第一引腳(20)和第二引腳(21)，所述第一引腳(20)連接所述溫度調(diào)節(jié)單元(2)的正極，所述第二引腳(21)連接所述溫度調(diào)節(jié)單元(2)的負(fù)極。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的寬溫度高可靠性mems光開關(guān)，其特征在于，所述第一引腳(20)和所述第二引腳(21)與所述溫度調(diào)節(jié)單元(2)以金絲鍵合的方式電性連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬溫度高可靠性mems光開關(guān)，其特征在于，所述溫敏電阻(4)設(shè)置有第三引腳(40)和第四引腳(41)，所述第三引腳(40)連接所述溫敏電阻(4)的正極，所述第四引腳(41)連接所述溫敏電阻(4)的負(fù)極。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的寬溫度高可靠性mems光開關(guān)，其特征在于，所述第三引腳(40)和所述第四引腳(41)與所述溫敏電阻(4)以金絲鍵合的方式電性連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬溫度高可靠性mems光開關(guān)，其特征在于，所述光引擎組件(5)還包括透鏡(52)，所述透鏡(52)設(shè)置于所述轉(zhuǎn)鏡芯片(1)的一側(cè)，所述透鏡(52)內(nèi)嵌于所述封裝管殼(51)上，用于準(zhǔn)直輸入光或聚焦所述轉(zhuǎn)鏡芯片(1)的反射光。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的寬溫度高可靠性mems光開關(guān)，其特征在于，所述光引擎組件(5)還包括玻璃管(53)和毛細(xì)管(54)，所述玻璃管(53)連接所述透鏡(52)和所述毛細(xì)管(54)，所述毛細(xì)管(54)用于保持光纖位置并引導(dǎo)光信號(hào)的傳播。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的寬溫度高可靠性mems光開關(guān)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)鏡芯片(1)包括第五引腳(10)、第六引腳(11)和第七引腳(12)，所述第五引腳(10)連接所述轉(zhuǎn)鏡芯片(1)的x軸方向控制電極，所述第六引腳(11)連接所述轉(zhuǎn)鏡芯片(1)的y軸方向控制電極，所述第七引腳(12)用于將所述轉(zhuǎn)鏡芯片(1)和所述封裝管殼(51)接地；

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及光開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種寬溫度高可靠性MEMS光開關(guān)，包括：轉(zhuǎn)鏡芯片、溫度調(diào)節(jié)單元、陶瓷墊片、溫敏電阻和光引擎組件；光引擎組件包括封裝管座和封裝管殼，陶瓷墊片設(shè)置于封裝管座上，轉(zhuǎn)鏡芯片設(shè)置在陶瓷墊片上，溫敏電阻設(shè)置于陶瓷墊片上，溫敏電阻位于轉(zhuǎn)鏡芯片的一側(cè)；轉(zhuǎn)鏡芯片、陶瓷墊片和溫敏電阻被封裝在所述封裝管殼內(nèi)；溫度調(diào)節(jié)單元設(shè)置封裝管座上。該MEMS光開關(guān)集成了微型化溫度調(diào)節(jié)單元和溫敏電阻，溫度調(diào)節(jié)單元和溫敏電阻與外圍溫控電路配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)MEMS光開關(guān)內(nèi)部溫度的精確控制，進(jìn)而規(guī)避超低溫下的水汽結(jié)露的可靠性隱患，并優(yōu)化改善光開關(guān)寬溫下的光傳輸損耗的大問題，提升產(chǎn)品性能和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：劉寧,李恒超,肖清明,劉成剛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢光迅科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240103
技術(shù)公布日：2024/12/30