同轴封装的激光器以及光模块制造技术

本发明专利技术公开同轴封装的激光器，其包括带有至少两个管脚的底座、激光芯片以及设置于底座表面的半导体制冷器。半导体制冷器表面设有导热基体，导热基体的表面设置激光芯片及第三导电层，激光芯片与第三导电层打线连接。设置于底座表面且位于导热基体两侧的第一基体及第二基体。第一基体的表面设置第一导电层，第一导电层与底座的一个管脚焊接，第一导电层与第三导电层打线连接。第二基体的表面设置第二导电层，第二导电层与底座的另外一个管脚焊接，第二导电层与第三导电层打线连接。本发明专利技术还提供一种光模块。这种激光芯片与管脚的电连接方式以及半导体制冷器的配合设置，缩短了整体打线的长度，又解决了高速率激光芯片的散热，利于高速信号的传输。

【技术实现步骤摘要】
同轴封装的激光器以及光模块
本专利技术涉及一种高速应用的光学封装器件，尤其涉及一种同轴封装的激光器及光模块。
技术介绍
随着社会对数据，图像等信息质量的要求越来越高，对光模块的传输速率要求也越来越高，而光模块中的关键器件就是激光发射组件，为了满足激光发射组件的高传输速率要求，不仅需要激光芯片本身的传输速率要满足高速率应用的要求，同时也必须具有可以支持高速封装的封装技术。目前用于25Gb/s传输速率的激光芯片关键技术已经突破，并已批量化生产，而对于高速器件的封装技术，目前主要是XMD和TOCAN两种封装形式。为了获得好的传输性能，在10Gb/s以上的激光器组件业内多采用XMD封装形式，主要原因是XMD封装内部采用陶瓷基板可以实现激光器的优良传输，可以控制从激光芯片到管壳的金线长度最短，并可以通过对陶瓷基板与封装管壳的S11，S21参数仿真使激光器经过XMD封装之后的传输性能满足25Gb/s的要求，因此，目前XMD封装形式不仅可以用于10G，25G，还可以用于40G，100G。但是XMD封装的缺点是封装尺寸较大，工艺复杂，而且成本高，不满足小型化尺寸的要求，成本没有竞争优势。TOCAN封装是目前10Gb/s以下速率产品最成熟最常用的一种封装形式，主要原因是该产品采用小型化的TO56外形，其直径是5.6mm，同时管座材料为金属，并采用玻璃密封，封装设备简单，工艺简单，并有非常成熟的设备用于批量生产，容易实现产业化，同时该封装技术的门槛也相对较低，因此该封装形式一直是光器件封装行业的主流封装形式。现有技术中，激光芯片(简称LD)的正负极均需要通过金丝与管座的管脚连接，管脚与管座之间通过玻璃密封，并达到管脚与管座绝缘的目的，实现LD+和LD-与外部单独的电气连接。此种技术对于25Gb/s以下速率的应用十分成熟，但是对于25Gb/s以及更高速率的应用，在行业内还没有批量化的应用经验，主要原因是该封装形式受限于TO管座本身的玻璃封装设计，激光芯片到管座的打线长度较长，使得打线产生的寄生参数过大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中的25Gb/s以及更高速率的同轴封装激光器的激光芯片到管脚的打线产生的寄生参数过大的技术问题，而提供一种同轴封装的激光器以及光模块。一种同轴封装的激光器，包括带有管脚的底座、激光芯片以及设置于所述底座表面的半导体制冷器；所述半导体制冷器表面设有导热基体，所述导热基体的表面设置所述激光芯片及第三导电层，所述激光芯片与所述第三导电层打线连接；设置于所述底座表面且位于所述导热基体两侧的第一基体及第二基体；所述第一基体的表面设置第一导电层，所述第一导电层与所述底座的一个管脚焊接，所述第一导电层与所述第三导电层打线连接；所述第二基体的表面设置第二导电层，所述第二导电层与所述底座的另一个管脚焊接，所述第二导电层与所述第三导电层打线连接。本专利技术还提供一种光模块，所述光模块包括如前述的同轴封装的激光器。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：上述的同轴封装的激光器的底座的半导体制冷器的表面设有导热基体，同时于导热基体的两侧设有与导热基体分离的第一基体、第二基体。第一导电层与所述第三导电层打线连接。所述第二导电层与所述第三导电层打线连接。激光芯片产生的热量通过散热基体、半导体制冷器向底座传导，而底座上还具有第一基体及第二基体，散热基体与第一基体、第二基体相互分离，避免了热量从底座、第一基体、第二基体回传到散热基体上，保证激光芯片的散热效果。激光芯片与第三导电层打线连接，第三导电层分别与第一导电层、第二导电层打线连接，第一导电层、第二导电层与管脚焊接，这种激光芯片与管脚的电连接方式以及半导体制冷器的配合设置，与现有技术中激光芯片与管脚直接打线连接相比，缩短了整体打线的长度，又解决了高速率激光芯片的散热，利于高速信号的传输。附图说明图1为本专利技术的现有技术的同轴封装的激光器的结构示意图。图2为本专利技术实施例所述的同轴封装的激光器的结构示意图。图3为本专利技术实施例所述的同轴封装的激光器的正面示意图。图4为本专利技术实施例所述的同轴封装的激光器的俯视图。具体实施方式为了进一步说明本专利技术的原理和结构，现结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细说明。请参阅图1，现有封装中，激光芯片1直接设在过渡热沉5上。激光芯片1的正负极均需要通过打线3与管座的管脚3连接，管脚3与管座4之间通过玻璃密封，并达到管脚3与管座4绝缘的目的，实现激光芯片正极和激光芯片负极与外部单独的电气连接。而高速器件中，激光芯片发热量大，过渡热沉散热不能满足激光芯片的散热，导致激光芯片上热量集中，过高的温度影响激光芯片的使用寿命和工作的稳定性。同时激光芯片与管座的打线长度对高速器件的性能也至关重要。因为打线在高频特性上可以等效于一个同时具有电阻和电感特性的元件，而打线的长度越长，寄生电感越大，同时在生产中打线长度以及弧度的不可控因素较多，导致器件封装时难以准确预估打线实际等效的电阻电感效应，器件性能不可控，同时电阻和电感的引入会对器件的高频特性造成影响，不利于高频传输。因此在高速器件封装中，希望打线的长度尽量短，线弧高度尽量低，打线数量要求尽量多，目的是为了减少寄生参数，提高器件的性能。本技术方案中，加强激光芯片的散热，减短激光芯片与管脚之间打线的长度来减少寄生参数，提高器件的性能，具体如下。一种同轴TO封装的激光器包括带有管脚的底座、激光芯片以及设置于所述底座表面的半导体制冷器。半导体制冷器表面设有导热基体，导热基体的表面设置激光芯片及第三导电层，激光芯片与第三导电层打线连接。设置于底座表面且位于导热基体两侧的第一基体及第二基体。第一基体的表面设置第一导电层，第一导电层与底座的第一管脚焊接，第一导电层与第三导电层打线连接。第二基体的表面设置第二导电层，第二导电层与底座的第二管脚焊接，第二导电层与第三导电层打线连接。上述同轴TO封装的激光器的底座的半导体制冷器的表面设有导热基体，同时，于导热基体的两侧设有与导热基体分离的第一基体、第二基体。第一导电层与所述第三导电层打线连接。所述第二导电层与所述第三导电层打线连接。激光芯片产生的热量通过散热基体、半导体制冷器向底座传导，而底座上还具有第一基体及第二基体，散热基体与第一基体、第二基体相互分离，避免了热量从底座、第一基体、第二基体回传到散热基体上，保证激光芯片的散热效果。激光芯片与第三导电层打线连接，第三导电层分别与第一导电层、第二导电层打线连接，第一导电层、第二导电层与管脚焊接，这种激光芯片与管脚的电连接方式以及半导体制冷器的配合设置，与现有技术中激光芯片与管脚直接打线连接相比，缩短了整体打线的长度，又解决了高速率激光芯片的散热，利于高速信号的传输。较佳的，请参阅图2，同轴TO封装的激光器10包括带有至少两根管脚40的TO管座20、激光芯片30、第一基体512、、第二基体532、导热基体552以及半导体制冷器80。激光芯片30的正极引脚、负极引脚分别与一个管脚40对应。在此，与激光芯片30的正极引脚对应的管脚定义为第一管脚42，与激光芯片30的负极引脚对应的管脚定义为第二管脚44，以方便进行说明。第一基体512设于管座20上。第一基体512位于激光芯片30的正极引脚与第一管脚42之间，第一基体512的第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同轴封装的激光器，其特征在于，包括带有至少两个管脚的底座、激光芯片以及设置于所述底座表面的半导体制冷器；所述半导体制冷器表面设有导热基体，所述导热基体的表面设置所述激光芯片及第三导电层，所述激光芯片与所述第三导电层打线连接；设置于所述底座表面且位于所述导热基体两侧的第一基体及第二基体；所述第一基体的表面设置第一导电层，所述第一导电层与所述底座的一个管脚焊接，所述第一导电层与所述第三导电层打线连接；所述第二基体的表面设置第二导电层，所述第二导电层与所述底座的另外一个管脚焊接，所述第二导电层与所述第三导电层打线连接。

【技术特征摘要】
1.一种同轴封装的激光器，其特征在于，包括带有至少两个管脚的底座、激光芯片以及设置于所述底座表面的半导体制冷器；所述半导体制冷器表面设有导热基体，所述导热基体的表面设置所述激光芯片及第三导电层，所述激光芯片与所述第三导电层打线连接；设置于所述底座表面且位于所述导热基体两侧的第一基体及第二基体；所述第一基体的表面设置第一导电层，所述第一导电层与所述底座的一个管脚焊接，所述第一导电层与所述第三导电层打线连接；所述第二基体的表面设置第二导电层，所述第二导电层与所述底座的另外一个管脚焊接，所述第二导电层与所述第三导电层打线连接。2.如权利要求1所述的同轴封装的激光器，其特征在于，所述第一导电层与所述第三导电层用多根金线连接，第二导电层与所述第三导电层用多根金线连接。3.如权利要求1所述的同轴封装的激光器，其特征在于，所述第一导电层位于第一基体的同一侧，所述第二导电层位于第二基体的同一侧。4.如权利要求3所述的同轴封...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玲艳，
申请(专利权)人：海信集团有限公司，青岛海信宽带多媒体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37