高速蝶形封裝光發射器組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高速蝶形封裝光發射器組件，屬于光通信領域。
【背景技術】
[0002]目前，光發射器組件是現代光纖通信的核心器件，lOGb/s及以上的高速光發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定性及抗位移的能力是其中非常關鍵的部分。傳統的蝶形封裝TOSA光發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構，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生應力，導致光路位移；采用紫外膠固定方式，作業時間長，粘接強度不是很好，容易失效；而采用光纖光路結構的蝶形封裝器件帶有尾纖，又不方便插拔。
[0003]因此有必要設計一種高速蝶形封裝光發射器組件，以克服上述問題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術之缺陷，提供了一種既克服激光焊接焊后有應力、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射器組件。
[0005]本發明是這樣實現的:
本發明提供一種高速蝶形封裝光發射器組件，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、過渡塊以及半導體制冷器；所述半導體制冷器設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于所述半導體制冷器上，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于所述過渡塊上；所述高密度電阻陶瓷基板設于所述隔熱熱沉上，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體制冷器之間設有金屬熱沉。
[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]本發明具有以下有益效果:
所述高密度電阻陶瓷基板設于所述隔熱熱沉上，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置。采用玻璃焊料代替傳統的激光焊接和膠粘工藝，在蝶形金屬陶瓷管殼內實現準直透鏡的耦合粘接，不僅克服了激光焊接焊后有應力，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明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術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明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
[0014]圖1為本發明實施例提供的高速蝶形封裝光發射器組件的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0016]如圖1，本發明實施例提供一種高速蝶形封裝光發射器組件，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以及半導體制冷器14。
[0017]如圖1，所述半導體制冷器14設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分別設于所述半導體制冷器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與所述半導體制冷器14之間設有金屬熱沉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射器組件采用雙透鏡結構，用玻璃焊料11固定準直透鏡5，焊接完成后準直透鏡5的應力很小，從而保證高的耦合效率和光路穩定性。半導體制冷器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，以實現光纖耦合。
[0023]綜上所述，所述高速蝶形封裝光發射器組件采用玻璃焊料代替傳統的激光焊接和膠粘工藝，在蝶形金屬陶瓷管殼內實現準直透鏡的耦合粘接，不僅克服了激光焊接焊后有應力，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，應力小，具有很高的可靠性。
[0024]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種高速蝶形封裝光發射器組件，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、過渡塊以及半導體制冷器； 所述半導體制冷器設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于所述半導體制冷器上，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于所述過渡塊上； 所述高密度電阻陶瓷基板設于所述隔熱熱沉上，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置。
2.如權利要求1所述的高速蝶形封裝光發射器組件，其特征在于:所述過渡塊為氮化銷熱沉。
3.如權利要求1或2所述的高速蝶形封裝光發射器組件，其特征在于:所述過渡塊與所述半導體制冷器之間設有金屬熱沉。
4.如權利要求3所述的高速蝶形封裝光發射器組件，其特征在于:所述金屬熱沉為鎢銅熱沉。
5.如權利要求1所述的高速蝶形封裝光發射器組件，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.如權利要求1所述的高速蝶形封裝光發射器組件，其特征在于:所述隔熱熱沉為銻化鉍隔熱熱沉。
7.如權利要求1或6所述的高速蝶形封裝光發射器組件，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】本發明涉及一種高速蝶形封裝光發射器組件，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、過渡塊以及半導體制冷器；半導體制冷器設于蝶形金屬陶瓷管殼的底部，隔熱熱沉和過渡塊分別設于半導體制冷器上，背光探測器、熱敏電阻以及激光器芯片依次設于過渡塊上；高密度電阻陶瓷基板設于隔熱熱沉上，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。采用玻璃焊料實現準直透鏡的耦合粘接，不僅克服了激光焊接焊后有應力、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
【申請號】CN201410693879
【發明人】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