高速蝶形封裝光發(fā)射器組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高速蝶形封裝光發(fā)射器組件，屬于光通信領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，光發(fā)射器組件是現(xiàn)代光纖通信的核心器件，lOGb/s及以上的高速光發(fā)射器通常采用蝶形封裝以提高器件的高頻性能。對器件的可靠性也提出了較高的要求。要保證器件的可靠性，準直透鏡固定后的穩(wěn)定性及抗位移的能力是其中非常關(guān)鍵的部分。傳統(tǒng)的蝶形封裝TOSA光發(fā)射組件中準直透鏡的固定采用激光焊接或紫外膠固定。一些蝶形激光器組件采用光纖光路結(jié)構(gòu)，光纖直接用激光焊接或紫外膠固定，用激光焊接固定準直透鏡的方式容易產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致光路位移；采用紫外膠固定方式，作業(yè)時間長，粘接強度不是很好，容易失效；而采用光纖光路結(jié)構(gòu)的蝶形封裝器件帶有尾纖，又不方便插拔。
[0003]因此有必要設(shè)計一種高速蝶形封裝光發(fā)射器組件，以克服上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，提供了一種既克服激光焊接焊后有應(yīng)力、紫外膠固化時間長等缺點，又達到高可靠性和高耦合效率的高速蝶形封裝光發(fā)射器組件。
[0005]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:
本發(fā)明提供一種高速蝶形封裝光發(fā)射器組件，包括蝶形金屬陶瓷管殼、背光探測器、熱敏電阻、準直透鏡、聚焦透鏡、陶瓷插針、光隔離器、高密度電阻陶瓷基板、隔熱熱沉、激光器芯片、過渡塊以及半導(dǎo)體制冷器；所述半導(dǎo)體制冷器設(shè)于所述蝶形金屬陶瓷管殼的底部，所述隔熱熱沉和所述過渡塊分別設(shè)于所述半導(dǎo)體制冷器上，所述背光探測器、所述熱敏電阻以及所述激光器芯片依次設(shè)于所述過渡塊上；所述高密度電阻陶瓷基板設(shè)于所述隔熱熱沉上，所述準直透鏡采用玻璃焊料固定于所述高密度電阻陶瓷基板上，所述聚焦透鏡固定于所述蝶形金屬陶瓷管殼上，并與所述準直透鏡正對設(shè)置；所述陶瓷插針固定于所述蝶形金屬陶瓷管殼上，所述光隔離器固定于所述陶瓷插針的端面上，所述光隔離器與所述聚焦透鏡正對設(shè)置。
[0006]進一步地，所述過渡塊為氮化鋁熱沉。
[0007]進一步地，所述過渡塊與所述半導(dǎo)體制冷器之間設(shè)有金屬熱沉。
[0008]進一步地，所述金屬熱沉為鎢銅熱沉。
[0009]進一步地，所述光隔離器采用膠水粘貼于所述陶瓷插針的端面上。
[0010]進一步地，所述隔熱熱沉為銻化鉍隔熱熱沉。
[0011]進一步地，所述蝶形金屬陶瓷管殼由可閥合金、氧化鋁以及鎢銅制成。
[0012]本發(fā)明具有以下有益效果:
所述高密度電阻陶瓷基板設(shè)于所述隔熱熱沉上，所述準直透鏡采用玻璃焊料固定于所述高密度電阻陶瓷基板上，所述聚焦透鏡固定于所述蝶形金屬陶瓷管殼上，并與所述準直透鏡正對設(shè)置。采用玻璃焊料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的激光焊接和膠粘工藝，在蝶形金屬陶瓷管殼內(nèi)實現(xiàn)準直透鏡的耦合粘接，不僅克服了激光焊接焊后有應(yīng)力，紫外膠固化時間長等缺點，還具有尚可靠性和尚親合效率等有益效果。
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0014]圖1為本發(fā)明實施例提供的高速蝶形封裝光發(fā)射器組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0016]如圖1，本發(fā)明實施例提供一種高速蝶形封裝光發(fā)射器組件，包括蝶形金屬陶瓷管殼1、背光探測器3、熱敏電阻4、準直透鏡5、聚焦透鏡6、陶瓷插針7、光隔離器8、高密度電阻陶瓷基板9、隔熱熱沉10、激光器芯片12、過渡塊13以及半導(dǎo)體制冷器14。
[0017]如圖1，所述半導(dǎo)體制冷器14設(shè)于所述蝶形金屬陶瓷管殼I的底部，所述隔熱熱沉10和所述過渡塊13分別設(shè)于所述半導(dǎo)體制冷器14上，所述背光探測器3、所述熱敏電阻4以及所述激光器芯片12依次設(shè)于所述過渡塊13上，所述過渡塊13為氮化鋁熱沉；所述過渡塊13與所述半導(dǎo)體制冷器14之間設(shè)有金屬熱沉2，所述金屬熱沉2為鎢銅熱沉。
[0018]如圖1，所述高密度電阻陶瓷基板9設(shè)于所述隔熱熱沉10上，所述隔熱熱沉10為銻化鉍隔熱熱沉。所述準直透鏡5采用玻璃焊料11固定于所述高密度電阻陶瓷基板9上，所述聚焦透鏡6固定于所述蝶形金屬陶瓷管殼I上，并與所述準直透鏡5正對設(shè)置。其中，采用銻化鉍的熱沉作為隔熱熱沉10，使熱量集中在高密度電阻陶瓷基板9，保證玻璃焊料11融化充分。
[0019]如圖1，所述陶瓷插針7固定于所述蝶形金屬陶瓷管殼I上，所述光隔離器8固定于所述陶瓷插針7的端面上，所述光隔離器8與所述聚焦透鏡6正對設(shè)置，在本較佳實施例中，所述光隔離器8采用膠水粘貼于所述陶瓷插針7的端面上。
[0020]所述蝶形金屬陶瓷管殼I由可閥合金、氧化鋁以及鎢銅制成，具體為:蝶形金屬陶瓷管殼I的金屬部分為可閥合金，高頻輸入的陶瓷部分為氧化鋁，管殼底部為鎢銅。
[0021]如圖1，所述高速蝶形封裝光發(fā)射器組件的裝配如下:
在蝶形金屬陶瓷管殼I底部裝配有用于控制芯片工作溫度的半導(dǎo)體制冷器14 ;將激光器芯片12、熱敏電阻4、背光探測器3裝配在所述氮化鋁熱沉(過渡塊13)上；將所述氮化鋁熱沉裝配在所述半導(dǎo)體制冷器14上；將所述高密度電阻陶瓷基板9置于所述銻化鉍隔熱熱沉10上；將所述銻化鉍隔熱熱沉10置于所述半導(dǎo)體制冷器14上；將所述準直透鏡5用玻璃焊料11固定在所述高密度電阻陶瓷基板9上；將所述聚焦透鏡6固定在蝶形金屬陶瓷管殼I上；將所述光隔離器8用膠粘接在陶瓷插針7的端面上；最后將陶瓷插針7用激光焊接固定到蝶形金屬陶瓷管殼I上，即可完成整改裝置的裝配過程。
[0022]具體的為:所述高速蝶形封裝光發(fā)射器組件采用雙透鏡結(jié)構(gòu)，用玻璃焊料11固定準直透鏡5，焊接完成后準直透鏡5的應(yīng)力很小，從而保證高的耦合效率和光路穩(wěn)定性。半導(dǎo)體制冷器14焊接在蝶形金屬陶瓷管殼I的鎢銅底板上，保證良好的熱傳導(dǎo)和器件的長期可靠性。銻化鉍隔熱熱沉10用焊料焊接在半導(dǎo)體制冷器14上，同時需要保證焊接后的強度。高密度電阻陶瓷基板9焊接在銻化鉍隔熱熱沉10上。將熱敏電阻4、激光器芯片12、和背光探測器3焊接在過渡塊13上，然后將過渡塊13焊接在金屬熱沉2上，焊接好后的熱沉組件在高倍顯微鏡下準確的焊接于半導(dǎo)體制冷器14上。裝配完成后進行準直透鏡5的耦合和焊接，焊接過程中為了產(chǎn)生足夠的熱融化玻璃焊料11，需要用探針給高密度電阻陶瓷基板9加電，為了實現(xiàn)銻化鉍隔熱熱沉10的隔熱效果，需要利用探針給銻化鉍隔熱熱沉10加上微小的電流，光隔離器8粘接到陶瓷插針7上，最后通過激光焊接將陶瓷插針7焊接在蝶形金屬陶瓷管殼I上，以實現(xiàn)光纖耦合。
[0023]綜上所述，所述高速蝶形封裝光發(fā)射器組件采用玻璃焊料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的激光焊接和膠粘工藝，在蝶形金屬陶瓷管殼內(nèi)實現(xiàn)準直透鏡的耦合粘接，不僅克服了激光焊接焊后有應(yīng)力，紫外膠固化時間長等缺點，還具有高可靠性和高耦合效率等有益效果。而為了解決玻璃焊料融化溫度高的問題，采用了高密度電阻陶瓷基板，在一定電流下，高密度電阻陶瓷基板產(chǎn)生很高的熱量，從而很容易解決這一問題。又。為了使得玻璃焊料融化充分，熱量不過早的流逝，本發(fā)明采用了銻化鉍隔熱熱沉，銻化鉍在微小電流下，隔熱性能非常好。玻璃焊料跟準直透鏡固定后，強度好，應(yīng)力小，具有很高的可靠性。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種高速蝶形封裝光發(fā)射器組件，其特征在于，包括蝶形金屬陶瓷管殼、背光探測器、熱敏電阻、準直透鏡、聚焦透鏡、陶瓷插針、光隔離器、高密度電阻陶瓷基板、隔熱熱沉、激光器芯片、過渡塊以及半導(dǎo)體制冷器； 所述半導(dǎo)體制冷器設(shè)于所述蝶形金屬陶瓷管殼的底部，所述隔熱熱沉和所述過渡塊分別設(shè)于所述半導(dǎo)體制冷器上，所述背光探測器、所述熱敏電阻以及所述激光器芯片依次設(shè)于所述過渡塊上； 所述高密度電阻陶瓷基板設(shè)于所述隔熱熱沉上，所述準直透鏡采用玻璃焊料固定于所述高密度電阻陶瓷基板上，所述聚焦透鏡固定于所述蝶形金屬陶瓷管殼上，并與所述準直透鏡正對設(shè)置； 所述陶瓷插針固定于所述蝶形金屬陶瓷管殼上，所述光隔離器固定于所述陶瓷插針的端面上，所述光隔離器與所述聚焦透鏡正對設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的高速蝶形封裝光發(fā)射器組件，其特征在于:所述過渡塊為氮化銷熱沉。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高速蝶形封裝光發(fā)射器組件，其特征在于:所述過渡塊與所述半導(dǎo)體制冷器之間設(shè)有金屬熱沉。
4.如權(quán)利要求3所述的高速蝶形封裝光發(fā)射器組件，其特征在于:所述金屬熱沉為鎢銅熱沉。
5.如權(quán)利要求1所述的高速蝶形封裝光發(fā)射器組件，其特征在于:所述光隔離器采用膠水粘貼于所述陶瓷插針的端面上。
6.如權(quán)利要求1所述的高速蝶形封裝光發(fā)射器組件，其特征在于:所述隔熱熱沉為銻化鉍隔熱熱沉。
7.如權(quán)利要求1或6所述的高速蝶形封裝光發(fā)射器組件，其特征在于:所述蝶形金屬陶瓷管殼由可閥合金、氧化鋁以及鎢銅制成。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高速蝶形封裝光發(fā)射器組件，包括蝶形金屬陶瓷管殼、背光探測器、熱敏電阻、準直透鏡、聚焦透鏡、陶瓷插針、光隔離器、高密度電阻陶瓷基板、隔熱熱沉、激光器芯片、過渡塊以及半導(dǎo)體制冷器；半導(dǎo)體制冷器設(shè)于蝶形金屬陶瓷管殼的底部，隔熱熱沉和過渡塊分別設(shè)于半導(dǎo)體制冷器上，背光探測器、熱敏電阻以及激光器芯片依次設(shè)于過渡塊上；高密度電阻陶瓷基板設(shè)于隔熱熱沉上，準直透鏡采用玻璃焊料固定于高密度電阻陶瓷基板上；陶瓷插針固定于蝶形金屬陶瓷管殼上，光隔離器固定于陶瓷插針的端面上。采用玻璃焊料實現(xiàn)準直透鏡的耦合粘接，不僅克服了激光焊接焊后有應(yīng)力、紫外膠固化時間長等缺點，還具有高可靠性和高耦合效率等效果。
【IPC分類】G02B6-42
【公開號】CN104570236
【申請?zhí)枴緾N201410693879
【發(fā)明人】宋小平, 胡毅, 張武平, 李媛媛
【申請人】武漢電信器件有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年11月27日