專利名稱：帶溫控功能的apd-tia同軸型光電組件及制造方法
技術領域：
本發明涉及光纖通信領域的高速光信號接收組件設計技術，尤其涉及一種具有溫控功能的雪崩倍增型光電二極管(APD)-跨阻抗前置放大器(TIA)同軸型光電組件及制造方法。
背景技術：
由于市場需求和光電子與集成電路技術的不斷進步，光接入網E-PON和G-PON的下行傳輸速率目前已達10(ib/S。在光接入網中，要接收從光纖傳來的光信號，須要在光接收前端采用由光電二極管和低噪聲前置放大器組成的小型化密封的光電組件。光電二極管，按結構和性能指標來區分，主要有兩種形式一種是具有PIN型的光電二極管(PIN-PD)，另一種是雪崩倍增光電二極管(APD)。PIN-PD僅有光電轉換作用；而 APD不僅有光電轉換作用，內部還具有光電倍增作用。它們分別與跨阻抗前置放大器(TIA， Transfer-Impedance Amplifier)相組合，可構成PIN-TIA光電組件和APD-TIA光電組件。 這些光電組件從封裝形式來分，進一步可分為蝶型、同軸TO型。由于同軸TO型光電組件， 具有體積小、結構簡單、價格低廉等優點，因而得到廣泛的應用。而PIN-TIA同軸型光電組件接收靈敏度不如APD-TIA同軸型光電組件高。這是因為APD內部能提供8 12倍的雪崩光電倍增。與速率、TIA技術指標基本相同的PIN-TIA組件相比，APD-TIA同軸型光電組件的接收靈敏度要高出6 8dBm。所以在高速、中長距離的光接收模塊中，前端組件通常采用APD-TIA同軸型光電組件。雖然APD-TIA同軸型光電組件光接收靈敏度比PIN-TIA組件高，但在性能一致性和使用方便性方面卻不如PIN-TIA組件。APD是適合擊穿電壓(Vb)在0. 90 0. 95V范圍內使用的器件，由于APD內部結構和工藝制作比較復雜，關鍵工藝難于控制，導致每個APD管芯的性能特性不盡相同，如擊穿電壓常有一定程度的偏差；而且APD對溫度比較敏感，當外界環境溫度較高或光電流較大時，不僅擊穿電壓將產生變化(減少)，光電倍增因子(Mp)降低，而過量倍增噪聲將增加，從而導致光接收靈敏度下降。雖然在具有APD-TIA光電組件的光接收模塊中可設置自動光增益控制(AGC)，但它對極限光靈敏度不起作用。在傳輸速率較低、傳輸距離較短、光接收靈敏度要求不高的場合，由于APD-TIA組件發熱量并不大，光接收靈敏度一般有較大的富余量，溫度控制顯得并非十分必要。但對速率高達10(ib/S以上、 傳輸距離在20 km以上的光接收組件來說，APD-TIA組件的光接收靈敏度的穩定就是一個關鍵問題了。一般來說，影響APD-TIA組件光接收靈敏度穩定的主要因素，是APD最佳偏置電壓、光倍增因子和過量倍增噪聲的穩定性。這里，所述APD最佳偏置電壓，即獲得最佳光倍增效應時對應的偏置電壓。因此，要使APD-TIA組件獲得的最佳靈敏度，不僅需要尋找最佳光倍增因子下的偏置電壓，還要保持APD-TIA組件溫度的基本穩定。通常要求APD-TIA組件的管殼溫度應保持在攝氏15°C 35°C范圍內。尤其在環境溫度超過70°C時，內部APD-TIA 溫度仍然需要維持在15°C 35°C范圍內。所以，要保證10(ib/S的APD-TIA同軸型光電組件的溫度穩定性，就是一個亟待解決的關鍵技術問題。現有的解決APD-TIA組件溫度穩定性和最佳倍增問題的方式，通常采用最佳偏置電壓溫度補償的方法。這里，所述最佳偏置電壓溫度補償，是根據實際測量到的APD最佳偏置電壓與溫度的關系，把它寫入專用單片機存儲器中；然后根據特定溫度下的補償要求，編制最佳偏置電壓-溫度控制程序，并保存在電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)中；最后，利用該程序自動控制偏置電壓的輸出。其主要過程是事先將在不同溫度下測得的APD最佳偏置電壓記錄下來，并保存在組件單片機存儲器中；在工作狀態下，根據溫度傳感器所測得溫度，與單片機存儲器中的最佳偏置電壓與溫度的關系進行比對，作出補償數額的判斷；然后運行保存在EEPROM中的最佳偏置電壓-溫度控制程序，采用單片機進行控制。這就是借助單片機進行控制的模擬/數字(A/D)轉換方法。因此，要進行精密溫度補償并有效控制， 事先就要把APD不同溫度與最佳偏置電壓關系記錄下來。可見，在這種溫度補償法中，存在兩個問題
第一、要事先實測每個APD在整個工作溫度范圍內的溫度-最佳偏置電壓關系，由于其實施過程耗時耗力，實際上可行度并不大，且由于成本(包括測試成本)和交貨期等限制，也不可能對每個APD進行實測。但如果不作這種測試，而是用統計性的溫度-最佳偏置電壓關系代替每個APD的實際溫度-偏壓關系，并對統計性溫度-最佳偏置電壓關系進行線性化處理，成為普適的溫度-最佳偏壓關系。這樣作的結果，將導致控制偏差，從而引起某些光接收組件靈敏度變化，嚴重情況下將產生補償失效和誤碼，這必然引起組件總失效率將增加。第二、這種溫度-偏壓補償法，很難在對同一組件全溫范圍內達到最佳光倍增狀態。因為溫度-最佳偏置電壓關系作線性化處理后，在某些溫度范圍可能偏差較大。稍有偏差，光接收靈敏度就會發生變化。而且，高溫下引起的噪聲也是無法進行補償的。
發明內容
有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種帶溫控功能的雪崩倍增型光電二極管 (APD)-跨阻抗前置放大器(TIA)同軸型光電組件及制造方法，采用熱電制冷器、溫度測試電路和控制電路控制并維持APD管芯溫度的基本恒定，或使同軸TO型光電組件內部的ADP 管芯溫度始終維持在15°C 35°C范圍內，以使APD調試好的最佳工作狀態穩定保持，進而穩定光接收組件的靈敏度。為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的
一種帶溫控功能的雪崩倍增型光電二極管APD-跨阻抗前置放大器TIA同軸型光電組件，該光電組件主要包括8+1引腳的T056基座、熱電制冷器TEC、A1N陶瓷電路基板、雪崩光電二極管APD、跨阻抗放大器TIA、RC濾波組件、熱敏電阻、第一濾波電容、第二濾波電容；其中，所述TEC貼在所述同軸型T056基座的上表面作為第一層；所述TEC的上表面緊貼AIN 陶瓷電路基板作為第二層；在所述AIN陶瓷電路基板的表面由ADP、TIA、熱敏電阻、RC濾波組件、第一濾波電容和第二濾波電容構成第三層。其中，所述光電組件進一步包括位于所述第三層的帶非球面透鏡的管帽。所述同軸型T056基座的8+1引腳中，其中6條引腳與所述基座底座平面垂直，并分別為所述TEC、APD、TIA、熱敏電阻供電，另外2條作為該APD-TIA光電組件的射頻輸出引腳，+1引腳為TO外殼接地腳。所述同軸型T056基座上設有由TEC、熱敏電阻以及外圍電路組成的控制電路。所述基座下表面刻挖成凹凸型，并進行外圍發黑處理。所述TEC的制冷面上裝有AlN陶瓷電路基板。所述陶瓷基板上進一步裝有電路過渡塊。所述陶瓷基板上布設有APD管芯、TIA集成電路、熱敏電阻、濾波組件的放置區域，還制作有供電線、信號線、微帶傳輸線和地線。所述AlN陶瓷電路基板上還設置有APD管芯中心定位的對準標記，用于管芯中心與管帽中非球透鏡中心軸線對準。一種帶溫控功能的APD-TIA同軸光電組件的制造方法，包括如下步驟
A、在攝氏^(TC的條件下，采用金錫(AuSn)焊料，將TEC真空燒結在具有8+1管腳的 T056基座上；
B、在攝氏139°C的條件下，采用鉍錫(BiSn)共晶焊將AlN陶瓷電路基板固定在TEC的制冷面上，并在該基板上焊接電路過渡塊；
C、根據所述AlN陶瓷電路基板上設置的APD管芯中心定位的對準標記，采用導電膠將 APD管芯安裝在AlN陶瓷電路基板上規定位置，并在干燥的氮氣中，置于85°C溫度下烘烤 2小時，然后進行直流特性測試；并采用同樣方法，將TIA、熱敏電阻、第一濾波電容、第二濾波電容安裝在所述AlN陶瓷電路基板上規定位置，并進行高溫固化；
D、最后，采用金絲熱壓焊將上述部件與該光電組件的引腳連接起來。本發明所提供的帶溫控功能的APD-TIA同軸型光電組件及制造方法，具有以下優占.
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1)APD溫度精密可控。在一個內部空間很小的同軸型TO光電組件中，放置了體積很小的熱電制冷器(TEC)和測溫元件，在外面(模塊中)設置有溫度控制電路。這樣，在TO內部的 APD溫度，可實時地控制，不存在溫度補償法中實時最佳偏置電壓與溫度補償可能存在的偏差，從而可保證APD管芯溫度在規定范圍內恒定。2)光接收靈敏度穩定。光接收模塊的接收靈敏度，基本上由含有APD-TIA的光電組件決定。如果APD和TIA溫度恒定，而且在規定的溫度范圍內工作，那么，該光接收靈敏度性能就能保持穩定，這對高速光信號的傳輸是十分重要的。3)組件壽命長、可靠性高。光電組件和光模塊在長期高溫下工作，會引起光、電性能退化，從而過早結束它的工作壽命。保持關鍵的光電器件在常溫環境(15°C 35°C)下工作，是延長工作壽命最有效的方法。采用本發明的技術制造的10(ib/S APD-TIA同軸型T056 光電組件，可長期在規定的常溫范圍下工作。4)體積小、高速、高密度。小體積是光通信用光模塊追求的目標。本發明所述同軸型光電組件，在T056基座空間中，高密度組裝熱電制冷器(TEC)、A1N陶瓷基板、APD、TIA、熱敏電阻、RC濾波組件，其體積是具有溫控功能的、XMD型光發射組件TOSA的1/ 8 1/4。5)利用本發明的技術制造的光電組件，可進行熱電控溫法，具有調測省時、監控實時的優點，即每個APD-TIA光電組件，可通過常溫下15°C 35°C的簡要調試，找出最佳工作狀態和技術參數，并在其后的工作中，通過自動溫度控制(ATC)，使其處于并維持較佳工作狀態，不存在溫度補償法中采用普適溫度-最佳偏置電壓關系帶來的補償偏差和高溫下噪聲問題，因而工作壽命長，可靠性高。
圖1為本發明的實施例之具有溫控功能的10(ib/S APD-TIA同軸型T056光電組件內部組裝示意圖2為所述同軸型T056光電組件基座元器件分布圖； 圖3為同軸型T056光電組件的引腳排布圖； 圖4為TEC結構示意圖； 圖5為AlN陶瓷電路基板電路示意圖； 圖6為10(ib/S的APD芯片結構示意圖； 圖7為同軸型T056光電組件管帽圖。主要部件符號說明
1具有8+1引腳的T056基座；
2熱電制冷器(TEC，ThermoElectrisic Cooler)； 3:A1N陶瓷電路基板；
4:八個外接金屬引腳；
5:10Gb/s 雪崩光電二極管(APD，Avalanche Photo Diode)；
6:10Gb/s 跨阻抗放大器(TIA，Transfer-Impedance Amplifier)；
7=RC濾波組件；
8熱敏電阻；
9:第一濾波電容；
10第二濾波電容；
11帶非球面透鏡的管帽。
具體實施例方式下面結合附圖及本發明的實施例對本發明的光電組件及制造方法作進一步詳細的說明。以現有的10(ib/S APD-TIA同軸型T056光電組件為例，該光電組件只有4個引腳。 由于TO內部空間十分狹小，要把熱電制冷器、熱敏電阻、10(ib/S APD和10(ib/S TIA等多個元器件安置在T056內部，必須要解決以下關鍵問題
a)TO管殼應有8個引腳(不包括外殼接地引腳)，由于需要再安放4個元器件，而且還須有兩個獨立的引腳作為射頻輸出，因此，現有的4個引腳不能滿足需要；
b)TO基座內部應能容納TEC，這是最基本的條件；
c)TEC能滿足散耗散功率要求，這是主要技術指標的要求；
d)TEC上應有導熱良好的陶瓷電路基板，在基板上能組裝APD、TIA等元器件；
e)管殼外部應滿足散熱的要求；
f)應考慮高密度組裝的工藝可行性，包括抗電磁干擾、導熱等問題；
g)應解決10Gb/s高速射頻信號輸出問題，包括帶寬、阻抗匹配等問題。本發明著重要解決上述技術問題，其中為解決10(ib/S APD-TIA同軸型T056光電組件的溫度、光接收靈敏度穩定性問題，并達到小型化、實用化的效果。本發明的光電組件根據現有T056基座尺寸，增設了特殊管腳； 通過初步計算所需耗散功率，找到滿足耗散功率和小體積要求的熱電制冷器(TEC)，并設計了 AlN陶瓷電路基板。考慮到TO內部基座元器件的安放位置和尺寸，采用管殼外部散熱的方式，并利用了高密度元器件的組裝工藝。采用本發明的技術方案設計的10(ib/S APD-TIA同軸型T056光電組件，其內部基板面積和體積與普通T056相仿；但內部基座上元器件數量、排布方式和管腳數量與一般光接收組件大不相同，其管殼表面的散熱形式也與一般TO光接收組件不同。在空間狹小的 T056空間中，要組裝這么多的元器件，并解決管腳和散熱問題，這在以前是沒有的。具體說來，本發明所述具有溫度控制功能的10(ib/S APD-TIA同軸型T056光電組件所采用的方法，其步驟是
第一，計算光電組件所需耗散功率和給出TEC最大耗散功率，具體為 根據實測數據，并通過計算得知10(ib/S APD所需最大耗散功率為35mW，10Gb/s TIA 所需最大耗散功率為3. 3 X 0. 12 400mff,光接收組件最大耗散功率為440 450mW，考慮到高溫環境下散熱問題，本發明考慮TEC的最大耗散功率為700 mW。第二，尋找滿足耗散功率和體積的TEC，具體為
考慮到實用化、成本和標準化問題，TEC沒有作特定設計；我們采用了一最新款式的 TEC，其耗散功率為700mW，體積為1.80 mm X 2.65 mm。完全滿足既定設計要求。第三，考慮TO結構形式及所需管腳數量和排布設計，再考慮到實用化、成本和標準化問題，結合現有T056結構形式進行設計。現有T056內部空間尺寸，基本滿足TEC和其它元器件的安放要求；但普通T056最多只有4個管腳，不能滿足采用本發明的技術方案設計具有溫度控制功能的10(ib/S APD-TIA同軸型光電組件的要求。因為本發明所述的光電組件，內部應放置APD管芯、TIA-IC (供電和射頻輸出)、熱敏電阻和RC濾波組件，還必須有兩個射頻輸出腳。因此，至少應有8個引腳和1個接地腳。為此，本發明專門設計了具有 8+1管腳的T056基座，并與TO供應商進行了溝通，得到了供應商的認可。這就為本發明今后的實用化和降低成本提供了一條可行的途徑。第四，采用TEC、熱敏電阻等溫控措施來實現APD自動溫度控制(ATC)。 而APD ATC是本發明的核心。在本發明所述的光電組件內部，設置溫度傳感器、熱電制冷器，在組件外部(模塊中)設置電橋型控溫電路，即構成ATC電路結構。其中溫度傳感器采用熱敏電阻，溫度制冷器就是TEC。當溫度變化時，通過熱敏電阻測溫，電橋型控溫電路比較，并給出TEC調整電流指令，使TEC的供電電流變化，從而靈敏地控制TEC制冷面溫度，達到實時并精確控制APD 溫度的目的。這就是ATC技術。第五，設計散熱、絕緣和微波特性良好的陶瓷電路基板。APD-TIA組件除考慮了散熱要求外，還考慮了絕緣、微波特性要求，采用了絕緣、微波特性良好的PCB板。通常PCB基板是采用聚四氟乙烯PCB或99% Al2O3陶瓷制作的，其散熱和微波特性不能滿足10(ib/S高速信號傳輸要求，本發明采用的AlN陶瓷基板，具有良好的散熱、絕緣和微波特性，能夠滿足10(ib/S以上的高速信號傳輸要求。本發明設計了所需的AlN陶瓷基板，并在該基板上設計了元器件排布位置和供電線路、信號線路和地線。對于高速線信號線，還要考慮了阻抗匹配問題，防電磁干擾等信號完整性問題。第六，增大基座面積和進行表面發黑處理以實現良好外部散熱。同軸型TO光電組件總體積很小，散熱面積也很小。為了增強散熱效果，必須盡可能地增加TO表面面積和散熱輻射能力，為此，在TO基座部分進行機械刻槽處理，并在基座部分進行表層發黑處理。第七，進行工藝制作的可行性的考慮。在組裝光電組件內部的元器件時，要考慮工藝制作的可行性；因為不同元器件焊接溫度、粘結方法可能有所不同。本發明中，采用金錫 (AuSn)焊料先把TEC真空燒結280°C在具有8+1管腳的T056基座上，然后采用鉍錫(BiSn) 共晶焊139°C把AlN陶瓷電路基板固定在TEC的制冷面上；然后采用導電膠粘結其它元器件。第八，采用非球面透鏡提高光耦合效率。為提高輸入光信號進入APD光敏面的耦合效率，TO管帽中嵌入的聚焦光學元件采用非球面透鏡。如圖1所示，帶有溫控功能的10(ib/S APD -TIA同軸型T056光電組件，由具有特定設計8+1引腳的同軸型T056基座1、熱電制冷器(TEC，ThermoElectrisic Cooler)2、 10Gb/s 雪崩光電二極管(APD，Avalanche Photo Diode) 5、10Gb/s 跨阻抗放大器(TIA) 6、 AlN陶瓷電路基板3、熱敏電阻8、RC濾波組件7、第一濾波電容9、第二濾波電容10和帶非球面透鏡的管帽11等組成。圖2為10(ib/S APD-TIA同軸型T056光電組件基座元器件分布圖，如圖2所示，該圓型T056基座1直徑為5. 6 mm，內部可放置元器件的有效面積僅為2.0mm X2. 8 mm，在這狹窄的面積中，分為三層、分別布放大小不同的8個元器件。其中，TEC2緊貼在同軸型T056基座1的上表面即第一層；在這TEC2的上表面，緊貼AlN陶瓷電路基板3即第二層；在這陶瓷電路基板3的表面，分別組裝10(ib/S APD 5，它是一個未封裝的裸管芯；此外，還安放10(ib/S出(TIA) 6，熱敏電阻8，RC濾波組件7、第一濾波電容9、第二濾波電容10，它們構成圓型T056基座1上的第三層。圖3為10(ib/S APD-TIA同軸型T056光電組件的引腳結構圖，如圖3所示，分別為主視圖和底視圖。其上分布有特定設計的8個引腳，其中6條引腳與基座底座平面垂直，分別給TEC、APD、TIA、熱敏電阻供電，引腳直徑為0. 2mm ；另外2條引腳作為10Gb/s APD-TIA 光電組件的射頻輸出引腳，其直徑為0. 4mm ；而+1引腳(圖中未標出)為TO外殼的接地引腳。其中，在八個金屬引腳中，4 (1),4 (2)為TEC2供電的管腳，該管腳粗度(直徑)應滿足流過最大電流(約350mA)要求，滿足散熱要求；4 (3),4 (4)為跨阻抗放大器(TIA) 6 的射頻信號輸出要求，即滿足帶寬和阻抗匹配要求；4 (5)為通過RC濾波組件7給TIA6直流供電的管腳；4 (6)為給10(ib/SAPD 5偏置電壓的供電引腳；4 (7),4 (8)為熱敏電阻8 的引腳圖，由于該熱敏電阻是文氏電橋的一個平衡臂，所以需設兩個外出引腳。圖4為10(ib/S APD-TIA同軸型T056光電組件所用TEC2結構示意圖，它分為主視圖和側視圖。TEC外形尺寸為1. 8mm X2. 6mmX0.8 mm,其極限工作電壓和電流分別為 2. 2V和0. 35A，最大耗散功率為700mW。作為感溫元件，熱敏電阻標稱阻值為10K Ω，其外形尺寸為 0. 3 mmXO. 8 mm。圖5為10(ib/SAPD-TIA同軸型T056光電組件所用AlN陶瓷電路基板電路示意圖， 如圖5所示，陶瓷基板上布設有10(ib/S APD管芯、10(ib/S TIA集成電路(IC)、熱敏電阻、RC濾波組件的放置區域，還制作有供電線、信號線、微帶傳輸線和地線。AlN陶瓷電路基板上設置有10(ib/S APD管芯中心定位的對準標記，以便管芯中心與管帽中非球透鏡中心軸線對準。對準中心允許最大偏移小于士 10微米。對于AlN陶瓷電路基板上元器件的組裝即制造過程，其步驟為
首先，采用AuSn焊料和真空燒結(280°C )技術，把TEC真空燒結T056基座上； 其次，采用BiSn共晶焊(在攝氏139°C條件下)把AlN陶瓷電路基板固定在TEC的制冷面上，并在其基板上焊接電路過渡塊。然后，根據對準標記，采用導電膠把10(ib/S APD管芯安裝在AlN陶瓷電路基板上規定位置，并在充干燥氮氣中，在85°C下烘烤2小時；然后進行直流特性測試；采用同樣方法，把10(ib/S TIA、熱敏電阻、濾波組件安裝在AlN陶瓷電路基板上規定位置，并作必要的電性能測試。值得注意的是，為增加T056散熱效果，在基座下表面刻挖成凹凸型，并進行外圍發黑處理。再采用導電膠分別把10(ib/S APD、TIA、熱敏電阻以及第一、第二濾波電容安放在規定位置，并通過高溫固化。最后，采用金絲熱壓焊把相應元器件連接起來。本發明所述的具有溫控功能的 10Gb/s APD-TIA同軸型T056光電組件，具有體積小、溫度特性好、光電性能穩定和可靠性高等特點。圖6為10(ib/S APD芯片結構示意圖。在組裝時，應根據AlN陶瓷電路基板上設置的APD管芯對準標記對準，以便管芯中心與管帽中非球透鏡中心軸線對準，這是工藝制作的關鍵之一。 圖7為同軸型T056光電組件管帽圖。為提高光纖耦合效率，管帽中聚焦光學元件采用非球面透鏡。耦合對準和激光焊接也是工藝制作的關鍵，應精密調試，精心操作。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種帶溫控功能的雪崩倍增型光電二極管APD-跨阻抗前置放大器TIA同軸型光電組件，其特征在于，該光電組件主要包括8+1引腳的T056基座、熱電制冷器TEC、A1N陶瓷電路基板、雪崩光電二極管APD、跨阻抗放大器TIA、RC濾波組件、熱敏電阻、第一濾波電容、第二濾波電容；其中，所述TEC貼在所述同軸型T056基座的上表面作為第一層；所述TEC的上表面緊貼AIN陶瓷電路基板作為第二層；在所述AIN陶瓷電路基板的表面由ADP、TIA、熱敏電阻、RC濾波組件、第一濾波電容和第二濾波電容構成第三層。
2.如權利要求1所述的帶溫控功能的APD-TIA同軸型光電組件，其特征在于，所述光電組件進一步包括位于所述第三層的帶非球面透鏡的管帽。
3.如權利要求1所述的帶溫控功能的APD-TIA同軸型光電組件，其特征在于，所述同軸型T056基座的8+1引腳中，其中6條引腳與所述基座底座平面垂直，并分別為所述TEC、 APD、TIA、熱敏電阻供電，另外2條作為該APD-TIA光電組件的射頻輸出引腳，+1引腳為TO 外殼接地腳。
4.如權利要求1所述的帶溫控功能的APD-TIA同軸型光電組件，其特征在于，所述同軸型T056基座上設有由TEC、熱敏電阻以及外圍電路組成的控制電路。
5.如權利要求1所述的帶溫控功能的APD-TIA同軸型光電組件，其特征在于，所述基座下表面刻挖成凹凸型，并進行外圍發黑處理。
6.如權利要求1所述的帶溫控功能的APD-TIA同軸型光電組件，其特征在于，所述 TEC的制冷面上裝有AlN陶瓷電路基板。
7.如權利要求1所述的帶溫控功能的APD-TIA同軸型光電組件，其特征在于，所述陶瓷基板上進一步裝有電路過渡塊。
8.如權利要求6或7所述的帶溫控功能的APD-TIA同軸型光電組件，其特征在于，所述陶瓷基板上布設有APD管芯、TIA集成電路、熱敏電阻、濾波組件的放置區域，還制作有供電線、信號線、微帶傳輸線和地線。
9.如權利要求1或6所述的帶溫控功能的APD-TIA同軸型光電組件，其特征在于，所述AlN陶瓷電路基板上還設置有APD管芯中心定位的對準標記，用于管芯中心與管帽中非球透鏡中心軸線對準。
10.一種帶溫控功能的APD-TIA同軸光電組件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟A、在攝氏^(TC的條件下，采用金錫(AuSn)焊料，將TEC真空燒結在具有8+1管腳的 T056基座上；B、在攝氏139°C的條件下，采用鉍錫(BiSn)共晶焊將AlN陶瓷電路基板固定在TEC的制冷面上，并在該基板上焊接電路過渡塊；C、根據所述AlN陶瓷電路基板上設置的APD管芯中心定位的對準標記，采用導電膠將 APD管芯安裝在AlN陶瓷電路基板上規定位置，并在干燥的氮氣中，置于85°C溫度下烘烤 2小時，然后進行直流特性測試；并采用同樣方法，將TIA、熱敏電阻、第一濾波電容、第二濾波電容安裝在所述AlN陶瓷電路基板上規定位置，并進行高溫固化，然后作必要的電性能測試；D、最后，采用金絲熱壓焊將上述部件與該光電組件的引腳連接起來。
全文摘要
本發明公開了一種具有溫控功能的雪崩倍增型光電二極管(APD)-跨阻抗前置放大器(TIA)同軸型光電組件及制造方法，其主要包括8+1引腳的TO56基座、熱電制冷器(TEC)、AlN陶瓷電路基板、APD、TIA、RC濾波組件、熱敏電阻、第一濾波電容、第二濾波電容。其中，所述TEC貼在所述同軸型TO56基座的上表面作為第一層；所述TEC的上表面緊貼AIN陶瓷電路基板作為第二層；在所述AIN陶瓷電路基板的表面有ADP、TIA、熱敏電阻、RC濾波組件、第一濾波電容和第二濾波電容構成第三層。本發明所述的同軸型光電組件，具有體積小、溫度特性好、光電性能穩定和可靠性高的優點。
文檔編號H01L25/00GK102412240SQ20111030996
公開日2012年4月11日 申請日期2011年10月13日 優先權日2011年10月13日
發明者丁國慶, 李錕, 王志剛, 胡長飛 申請人:武漢華工正源光子技術有限公司