光電二極管集成光探測器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種光電二極管集成光探測器，包括：金屬陶瓷管殼組件，金屬陶瓷管殼組件包括固定連接的多層陶瓷殼體和殼體金屬封口環(huán)；多個光電二極管芯片，固定安裝在多層陶瓷殼體上，且多個光電二極管芯片間隔設(shè)置；玻璃光窗組件，包括固定連接的玻璃片和光窗金屬封口環(huán)；其中，殼體金屬封口環(huán)能夠與光窗金屬封口環(huán)密封連接。本方案中，多層陶瓷殼體與玻璃片通過殼體金屬封口環(huán)和光窗金屬封口環(huán)密封連接實現(xiàn)氣密性封裝，這樣設(shè)計比直接將玻璃片與多層陶瓷殼體密封連接的工藝難度低，可提升產(chǎn)品的成品率，從而降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。且本方案提供的光電二極管集成光探測器采用多個光電二極管芯片安裝到多層陶瓷殼體上的方案，產(chǎn)品體積小。
【專利說明】
光電二極管集成光探測器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，更具體而言，涉及一種光電二極管集成光探測器。
【背景技術(shù)】
[0002]在光纖通訊系統(tǒng)中，通常會從光信號傳輸?shù)闹麈溌分蟹殖錾倭康墓庑盘栍糜诠β时O(jiān)控，實現(xiàn)這種功能的器件為光探測器。隨著平面光波導(dǎo)(PLC)技術(shù)的發(fā)展，市場對可同時監(jiān)控多通道信號的光探測器的需求越來越大。目前實現(xiàn)這種功能的光探測器有兩種;一種是先將單個光電二極管芯片(PD)封裝成二極管模組(TO-CAN)，然后耦合成尾纖類光器件，最后將多個尾纖類光器件焊接在一塊電路板上，尾纖則按一定間距做成帶纖，這種結(jié)構(gòu)封裝體積大、工藝繁多；另一種結(jié)構(gòu)是將多個光電二極管芯片(PD)通過金錫焊料片燒結(jié)在陶瓷管殼上，然后將玻璃光窗與陶瓷底座通過金錫焊料環(huán)燒結(jié)在一起而實現(xiàn)氣密性封裝，這種結(jié)構(gòu)對陶瓷管殼的鍍金表面要求高，致使其成品率低、制造成本高。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題至少之一。
[0004]為此，本實用新型的一個目的在于，提供一種光電二極管集成光探測器。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型第一個方面的實施例提供了一種光電二極管集成光探測器，包括:金屬陶瓷管殼組件，所述金屬陶瓷管殼組件包括固定連接的多層陶瓷殼體和殼體金屬封口環(huán);多個光電二極管芯片，固定安裝在所述多層陶瓷殼體上，且所述多個光電二極管芯片間隔設(shè)置;玻璃光窗組件，包括固定連接的玻璃片和光窗金屬封口環(huán);其中，所述殼體金屬封口環(huán)能夠與光窗金屬封口環(huán)密封連接。
[0006]該方案中，多層陶瓷殼體的開口部與殼體金屬封口環(huán)固定連接，玻璃片和光窗金屬封口環(huán)固定連接，多層陶瓷殼體與玻璃片通過殼體金屬封口環(huán)和光窗金屬封口環(huán)密封連接實現(xiàn)氣密性封裝，這樣設(shè)計比直接將玻璃片與多層陶瓷殼體密封連接的工藝難度低，可提升產(chǎn)品的成品率，從而降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。且本方案提供的光電二極管集成光探測器采用多個光電二極管芯片與多層陶瓷殼體連接方案，使產(chǎn)品體積比現(xiàn)有技術(shù)中的尾纖類光探測器的體積小。
[0007]在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述殼體金屬封口環(huán)與光窗金屬封口環(huán)通過電阻焊接實現(xiàn)密封連接。
[0008]該方案中，殼體金屬封口環(huán)與光窗金屬封口環(huán)通過電阻焊實現(xiàn)密封連接，這樣設(shè)計殼體金屬封口環(huán)與光窗金屬封口環(huán)連接的工藝簡單，操作難度低，可提升產(chǎn)品的生產(chǎn)裝配效率及成品率。
[0009]在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述殼體金屬封口環(huán)與光窗金屬封口環(huán)為可伐合金環(huán)。
[0010]該方案中，殼體金屬封口環(huán)與光窗金屬封口環(huán)選用由可伐合金(鐵鎳鈷合金)制成的金屬環(huán)，這樣便于焊接，以保證焊接的質(zhì)量，從而保證殼體金屬封口環(huán)與光窗金屬封口環(huán)連接的氣密性。
[0011 ] 在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述殼體金屬封口環(huán)和所述光窗金屬封口環(huán)上設(shè)有鎳金層。
[0012]本方案通過在殼體金屬封口環(huán)和光窗金屬封口環(huán)的表面鍍鎳金進行防腐處理，以防止殼體金屬封口環(huán)和光窗金屬封口被氧化腐蝕，保證殼體金屬封口環(huán)與光窗金屬封口環(huán)連接的氣密性，這樣設(shè)計可提升產(chǎn)品的質(zhì)量及使用壽命。
[0013]在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述多個光電二極管芯片通過導(dǎo)電粘接劑與所述多層陶瓷殼體粘接。
[0014]這樣設(shè)計光電二極管芯片與多層陶瓷殼體的裝配工藝，操作難度低，可提升產(chǎn)品的生產(chǎn)裝配效率。
[0015]在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述導(dǎo)電粘接劑為導(dǎo)電環(huán)氧樹脂膠。
[0016]在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述多個光電二極管芯片通過導(dǎo)電環(huán)氧樹脂膠與所述多層陶瓷殼體粘接后，在180°C的條件下固化處理I至1.5小時。
[0017]具體地，可選裝配過程為:先通過導(dǎo)電環(huán)氧樹脂膠將光電二極管芯片與多層陶瓷殼體粘接，然后將產(chǎn)品放入高溫箱，在180°C的條件下處理I至1.5小時，使導(dǎo)電環(huán)氧樹脂膠固化，以保證光電二極管芯片與多層陶瓷殼體的連接質(zhì)量，防止光電二極管芯片脫落，然后焊接殼體金屬封口環(huán)和光窗金屬封口環(huán)以將多層陶瓷殼體與玻璃片密封連接。
[0018]在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述多層陶瓷殼體和所述殼體金屬封口環(huán)燒結(jié)固定;所述玻璃片和所述光窗金屬封口環(huán)燒結(jié)固定。
[0019]其中，優(yōu)選地，多層陶瓷殼體和殼體金屬封口環(huán)通過硬釬焊高溫?zé)Y(jié)固定，玻璃片和光窗金屬封口環(huán)通過金錫焊料燒結(jié)固定，這樣可保證多層陶瓷殼體和殼體金屬封口環(huán)間以及玻璃片和光窗金屬封口環(huán)間的連接強度高、密封性好。
[0020]具體地，可在玻璃片用于焊接的部位鍍鈦/鉑/金等材料以便焊接。
[0021]在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述玻璃片上設(shè)有多個透光孔，各所述透光孔的位置分別與各所述光電二極管芯片的光敏面對應(yīng);其中，所述玻璃片背向所述多層陶瓷殼體的表面上，除所述多個透光孔以外的區(qū)域上設(shè)有防透光層。
[0022]該方案中，玻璃片上透光孔的位置與光電二極管芯片對應(yīng)，透光孔間隔設(shè)置，且在透光孔之外的區(qū)域設(shè)置防透光層以防止透光，這樣設(shè)計可有效避免不同通道光信號串?dāng)_的問題發(fā)生，從而提升光電二極管集成光探測器探測的準確性。
[0023]其中，防透光層可以是反射膜。
[0024]在上述任一技術(shù)方案中，所述透光孔的直徑在95微米至105微米范內(nèi)。其中優(yōu)選地，透光孔的直徑為100微米。在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述玻璃片朝向所述多層陶瓷殼體的表面上設(shè)有增透層。
[0025]該方案中，玻璃片背面設(shè)置增透層，通過增透層增大由透光孔射入的光線的透射強度，以便光電二極管芯片進行檢測，從而提升光電二極管集成光探測器探測的靈敏性。
[0026]具體地，增透層可以是鍍在玻璃片上的增透膜。
[0027]在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述光窗金屬封口環(huán)上成型有與所述玻璃片相適配的連接槽，所述玻璃片與所述連接槽的槽壁密封連接。連接槽可提升玻璃片與光窗金屬封口環(huán)密封連接的可靠性。
[0028]在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述多層陶瓷殼體上設(shè)置有多個陽極焊盤，所述多個光電二極管芯片的陽極分別通過引線與所述多個陽極焊盤連接。
[0029]通常，多層陶瓷殼體上設(shè)有多個陰極焊盤(大焊盤)和多個陽極焊盤(小焊盤)光電二極管芯片與陰極焊盤導(dǎo)電連接，定義為光電二極管芯片的陰極，光電二極管芯片通過引線與所述陽極焊盤連接，定義為光電二極管芯片的陽極。
[0030]本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述部分中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【附圖說明】

[0031]本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0032]圖1是本實用新型一實施例提供的光電二極管集成光探測器的分解結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2是圖1中所示的金屬陶瓷管殼組件的分解結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖3是圖1中所示的玻璃光窗組件另一角度的分解結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]其中，圖1至圖3中的附圖標記與部件名稱之間的對應(yīng)關(guān)系為:
[0036]I金屬陶瓷管殼組件，11多層陶瓷殼體，111陽極焊盤，112陰極焊盤，12殼體金屬封口環(huán)，2光電二極管芯片，3玻璃光窗組件，31玻璃片，311透光孔，312增透層，32光窗金屬封口環(huán)。
【具體實施方式】
[0037]為了能夠更清楚地理解本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0038]在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型，但是，本實用新型還可以采用其他不同于在此描述的方式來實施，因此，本實用新型的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。
[0039]如圖1至圖3所示，本實用新型第一個方面的實施例提供了一種光電二極管集成光探測器，包括:金屬陶瓷管殼組件1、多個光電二極管芯片2及玻璃光窗組件3。
[0040]具體地，所述金屬陶瓷管殼組件I包括固定連接的多層陶瓷殼體11和殼體金屬封口環(huán)12;所述多個光電二極管芯片2固定安裝在所述多層陶瓷殼體11上，且所述多個光電二極管芯片2間隔設(shè)置;所述玻璃光窗組件3包括固定連接的玻璃片31和光窗金屬封口環(huán)32;其中，所述殼體金屬封口環(huán)12能夠與光窗金屬封口環(huán)32密封連接。
[0041 ]該方案中，多層陶瓷殼體11的開口部與殼體金屬封口環(huán)12固定連接，玻璃片31和光窗金屬封口環(huán)32固定連接，多層陶瓷殼體11與玻璃片31通過殼體金屬封口環(huán)12和光窗金屬封口環(huán)32密封連接實現(xiàn)氣密性封裝，這樣設(shè)計比直接將玻璃片31與多層陶瓷殼體11密封連接的工藝難度低，可提升產(chǎn)品的成品率，從而降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。且本方案提供的光電二極管集成光探測器采用多個光電二極管芯片2與多層陶瓷殼體11連接方案，使產(chǎn)品體積比現(xiàn)有技術(shù)中的尾纖類光探測器的體積小。
[0042]在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述殼體金屬封口環(huán)12與光窗金屬封口環(huán)32通過電阻焊接實現(xiàn)密封連接。
[0043]該方案中，殼體金屬封口環(huán)12與光窗金屬封口環(huán)32通過焊接實現(xiàn)密封連接，這樣設(shè)計殼體金屬封口環(huán)12與光窗金屬封口環(huán)32連接的工藝簡單，操作難度低，可提升產(chǎn)品的生產(chǎn)裝配效率及成品率。
[0044]在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述殼體金屬封口環(huán)12與光窗金屬封口環(huán)32為可伐合金環(huán)。
[0045]該方案中，殼體金屬封口環(huán)12與光窗金屬封口環(huán)32選用由可伐合金(鐵鎳鈷合金)制成的金屬環(huán)，這樣便于焊接，以保證焊接的質(zhì)量，從而保證殼體金屬封口環(huán)12與光窗金屬封口環(huán)32連接的氣密性。
[0046]在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述殼體金屬封口環(huán)12和所述光窗金屬封口環(huán)32上鍍有鎳金。
[0047]本方案通過在殼體金屬封口環(huán)12和光窗金屬封口環(huán)32的表面鍍鎳金進行防腐處理，以防止殼體金屬封口環(huán)12和光窗金屬封口環(huán)32被氧化腐蝕，保證殼體金屬封口環(huán)12與光窗金屬封口環(huán)32連接的氣密性，這樣設(shè)計可提升產(chǎn)品的質(zhì)量及使用壽命。
[0048]在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述多個光電二極管芯片2通過導(dǎo)電粘接劑與所述多層陶瓷殼體11粘接。
[0049]這樣設(shè)計光電二極管芯片2與多層陶瓷殼體11的裝配工藝，操作難度低，可提升產(chǎn)品的生產(chǎn)裝配效率。
[0050]在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述導(dǎo)電粘接劑為導(dǎo)電環(huán)氧樹脂膠。
[0051]在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述多個光電二極管芯片2通過導(dǎo)電環(huán)氧樹脂膠與所述多層陶瓷殼體11粘接后，在180°C的條件下固化處理I至1.5小時。
[0052]具體地，可選裝配過程為:先通過導(dǎo)電環(huán)氧樹脂膠將光電二極管芯片2與多層陶瓷殼體11粘接，然后將產(chǎn)品放入高溫箱，在180°C的條件下處理I至1.5小時，使導(dǎo)電環(huán)氧樹脂膠固化，以保證光電二極管芯片2與多層陶瓷殼體11的連接質(zhì)量，防止光電二極管芯片2脫落，然后焊接殼體金屬封口環(huán)12和光窗金屬封口環(huán)32以將多層陶瓷殼體11與玻璃片31密封連接。
[0053]在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述多層陶瓷殼體11和所述殼體金屬封口環(huán)12通過燒結(jié)固定;所述玻璃片31和所述光窗金屬封口環(huán)32通過燒結(jié)固定。
[0054]該方案中，多層陶瓷殼體11和殼體金屬封口環(huán)12通過硬釬焊高溫?zé)Y(jié)固定，玻璃片31和光窗金屬封口環(huán)32通過金錫焊料燒結(jié)固定，這樣可保證多層陶瓷殼體11和殼體金屬封口環(huán)12間以及玻璃片31和光窗金屬封口環(huán)32間的連接強度高、密封性好。
[0055]具體地，可在玻璃片31用于焊接的部位鍍鈦/鉑/金等材料以便焊接。
[0056]如圖1所示，在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述玻璃片31上設(shè)有多個透光孔311，各所述透光孔311的位置分別與各所述光電二極管芯片2對應(yīng);其中，所述玻璃片31背向所述多層陶瓷殼體11的表面上，除所述多個透光孔311以外的區(qū)域設(shè)有防透光層。
[0057]該方案中，玻璃片31上透光孔311的位置與光電二極管芯片2的光敏面對應(yīng)，透光孔311間隔設(shè)置，且在透光孔311之外的區(qū)域設(shè)置防透光層以防止透光，這樣設(shè)計可有效避免不同通道光信號串?dāng)_的問題發(fā)生，從而提升光電二極管集成光探測器探測的準確性。
[0058]其中，防透光層可以是反射膜。
[0059]在上述任一技術(shù)方案中，所述透光孔311的直徑在95微米至105微米范內(nèi)。其中優(yōu)選地，透光孔311的直徑為100微米。在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述玻璃片31朝向所述多層陶瓷殼體11的表面上設(shè)有增透層312。
[0060]該方案中，玻璃片31背面設(shè)置增透層312，通過增透層312增大由透光孔311射入的光線的透射強度，以便光電二極管芯片2進行檢測，從而提升光電二極管集成光探測器探測的靈敏性。
[0061]具體地，增透層312可以是鍍在玻璃片31上的增透膜。
[0062]如圖3所示，在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述光窗金屬封口環(huán)32上成型有與所述玻璃片31相適配的連接槽，所述玻璃片31與所述連接槽的槽壁密封連接。連接槽可提升玻璃片31與光窗金屬封口環(huán)32密封連接的可靠性。
[0063]如圖1和圖2所示，在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述多層陶瓷殼體11上設(shè)置有多個陽極焊盤111，所述多個光電二極管芯片2的陽極分別通過引線與所述多個陽極焊盤111連接。
[0064]通常，多層陶瓷殼體11上設(shè)有多個陰極焊盤112(大焊盤)和多個陽極焊盤111(小焊盤)光電二極管芯片2與陰極焊盤112導(dǎo)電連接，定義為光電二極管芯片2的陰極，光電二極管芯片2通過引線與所述陽極焊盤111連接，定義為光電二極管芯片2的陽極。
[0065]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“連接”、“安裝”、“固定”等均應(yīng)做廣義理解，例如，“連接”可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
[0066]在本說明書的描述中，術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“具體實施例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或?qū)嵗?br>[0067]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種光電二極管集成光探測器，其特征在于，包括: 金屬陶瓷管殼組件，包括固定連接的多層陶瓷殼體和殼體金屬封口環(huán)； 多個光電二極管芯片，固定安裝在所述多層陶瓷殼體上，且所述多個光電二極管芯片間隔設(shè)置； 玻璃光窗組件，包括固定連接的玻璃片和光窗金屬封口環(huán)； 其中，所述殼體金屬封口環(huán)能夠與光窗金屬封口環(huán)密封連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電二極管集成光探測器，其特征在于， 所述殼體金屬封口環(huán)與所述光窗金屬封口環(huán)焊接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電二極管集成光探測器，其特征在于， 所述殼體金屬封口環(huán)與所述光窗金屬封口環(huán)為可伐合金環(huán)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電二極管集成光探測器，其特征在于， 所述殼體金屬封口環(huán)和所述光窗金屬封口環(huán)上設(shè)有鎳金層。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電二極管集成光探測器，其特征在于， 所述多個光電二極管芯片與所述多層陶瓷殼體間設(shè)有導(dǎo)電粘接劑。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電二極管集成光探測器，其特征在于， 所述導(dǎo)電粘接劑為導(dǎo)電環(huán)氧樹脂膠。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電二極管集成光探測器，其特征在于， 所述多層陶瓷殼體和所述殼體金屬封口環(huán)燒結(jié)固定； 所述玻璃片和所述光窗金屬封口環(huán)燒結(jié)固定。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的光電二極管集成光探測器，其特征在于， 所述玻璃片上設(shè)有多個透光孔，各所述透光孔的位置分別與各所述光電二極管芯片的光敏面對應(yīng)； 其中，所述玻璃片背向所述多層陶瓷殼體的表面上，除所述多個透光孔以外的區(qū)域上設(shè)有防透光層。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光電二極管集成光探測器，其特征在于， 所述透光孔的直徑在95微米至105微米范內(nèi)。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光電二極管集成光探測器，其特征在于， 所述玻璃片朝向所述多層陶瓷殼體的表面上設(shè)有增透層。11.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的光電二極管集成光探測器，其特征在于， 所述光窗金屬封口環(huán)上成型有與所述玻璃片相適配的連接槽，所述玻璃片與所述連接槽的槽壁密封連接。12.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的光電二極管集成光探測器，其特征在于， 所述多層陶瓷殼體上設(shè)置有多個陽極焊盤，所述多個光電二極管芯片的陽極分別通過引線與所述多個陽極焊盤連接。
【文檔編號】H01L23/08GK205692819SQ201620444756
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年5月16日 公開號201620444756.X, CN 201620444756, CN 205692819 U, CN 205692819U, CN-U-205692819, CN201620444756, CN201620444756.X, CN205692819 U, CN205692819U
【發(fā)明人】王建
【申請人】深圳市芯思杰智慧傳感技術(shù)有限公司