一种集成封装单纤双向高速光收发一体器件制造技术

本实用新型专利技术公开一种集成封装单纤双向高速光收发一体器件，包括基板，基板一端固定光收发公共端，基板另一端上部固定第一铜热沉，第一铜热沉上设有氮化铝基板，第一铜热沉通过氮化铝基板连接半导体激光器芯片，基板另一端下部固定第二铜热沉，第二铜热沉侧壁上设有氮化铝基板，第二铜热沉侧壁上通过氮化铝基板连接半导体探测器芯片，半导体激光器芯片和半导体探测器芯片上连接正电极引线和负电极引线，正电极引线和负电极引线接入电极软板中，基板中部上方位置设有滤光片，滤光片一侧为聚焦透镜，基板中部下方位置设有反射镜。相对现有技术，本实用新型专利技术芯片散热好、可靠性高、封装简便、低成本便于集成。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种应用于光通信的光器件，具体涉及一种集成封装单纤双向高速光收发一体器件。
技术介绍
在光纤通信中，光发射器件能将电信号转换成光信号并通过与光纤耦合进行传输；另一方面接受信号端采用光接收器件，接收传播来的光信号并将其转换成电信号。光收发一体器件能在同一个器件上实现信号的发射和接收功能，其作为光通信的核心工作器件，其性能的好坏能直接决定通信信号的传输质量。目前，光收发一体器件/组件一般包括，器件外壳、半导体激光器、探测器、分光片、滤波片、适配器等。常规的光收发一体器件采用滤波片等光学无源配件固定在器件内部使得器件变的复杂，从而容易引起器件长期工作的可靠性问题；并且该结构的封装芯片在长期工作时，特别是在高温工作时，芯片的散热是很大的一个问题，这将直接影响到其将工作的性能和可靠性。另一方面，常规光收发一体器件一般是先将半导体激光器和探测器先封装成带有管脚的TO器件，再进行集成，这使得封装更加复杂、提高了封装的成本，同时不利于集成。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种芯片散热好、可靠性高、封装简便、低成本便于集成的集成封装单纤双向高速光收发一体器件。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种集成封装单纤双向高速光收发一体器件，包括基板，光收发公共端，半导体激光器芯片，半导体探测器芯片，第一铜热沉，第二铜热沉，滤光片，聚焦透镜以及反射镜，基板一端固定光收发公共端，基板另一端上部固定第一铜热沉，第一铜热沉上设有氮化铝基板，第一铜热沉通过氮化铝基板连接半导体激光器芯片，基板另一端下部固定第二铜热沉，第二铜热沉侧壁上设有氮化铝基板，第二铜热沉侧壁上通过氮化铝基板连接半导体探测器芯片，半导体激光器芯片和半导体探测器芯片上连接正电极引线和负电极引线，正电极引线和负电极引线接入电极软板中，基板中部上方位置设有滤光片，滤光片一侧为聚焦透镜，基板中部下方位置设有反射镜。作为上述技术的进一步改进，所述光收发公共端能够形成收发共用。作为上述技术的进一步改进，所述第一铜热沉厚度为1mm，第二铜热沉厚度为2mm。作为上述技术的进一步改进，所述半导体激光器芯片为调制速率10Gbps的1310nm边发射器件。作为上述技术的进一步改进，所述半导体探测器芯片为调制速率10Gbps的1310nm面接收器件。作为上述技术的进一步改进，所述半导体激光器芯片和半导体探测器芯片为光通信波段的1310nm或1550nm器件。作为上述技术的进一步改进，所述聚焦透镜固定在透镜固定座上，聚焦透镜为球透镜，直径为2mm。作为上述技术的进一步改进，所述光收发公共端与聚焦透镜之间的距离为聚焦透镜的焦距，聚焦透镜的焦距为6-7mm。作为上述技术的进一步改进，所述聚焦透镜与半导体激光器芯片出光端面的距离为1-2mm。与现有技术相比，本技术的有益效果是：第一铜热沉和第二铜热沉通过导热银胶分别固定连接氮化铝基板，氮化铝基板具有良好的散热性能，将半导体激光器芯片和半导体探测器芯片固定于氮化铝基板上，使得半导体激光器芯片和半导体探测器芯片在高温工作时，散热好，长期可靠性和稳定性高，基板上在聚焦透镜一侧设有光收发公共端，光收发公共端能够形成收发共用，半导体激光器芯片和半导体探测器芯片进行充氮气保护和外壳封装，能够增加设备使用寿命，并且半导体激光器芯片和半导体探测器芯片散热性能良好、可靠性高、结构简便、使用方便，同时封装简便，能降低器件的封装成本，便于集成化和系统化。附图说明图1为本技术的单纤双向的高速光收发一体器件光学结构原理图。图2为本技术的单纤双向的高速光收发一体器件发射端朝上立体图。图3为本技术的单纤双向的高速光收发一体器件接收端朝下立体图。图中：1-基板，2-光收发公共端，3-半导体激光器芯片，4-半导体探测器芯片，5-第一铜热沉，6-第二铜热沉，7-滤光片，8-聚焦透镜，9-反射镜。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。一种集成封装单纤双向高速光收发一体器件，包括基板1，光收发公共端2，半导体激光器芯片3，半导体探测器芯片4，第一铜热沉5，第二铜热沉6，滤光片7，聚焦透镜8以及反射镜9，基板1一端固定光收发公共端2，光收发公共端2能够形成收发共用，基板1另一端上部固定第一铜热沉5，第一铜热沉5厚度为1mm，第一铜热沉5上通过导热银胶固定氮化铝基板，氮化铝基板具有良好的散热性能，能够增加使用寿命，第一铜热沉5通过氮化铝基板连接半导体激光器芯片3，半导体激光器芯片3为调制速率10Gbps的1310nm边发射器件，基板1另一端下部固定第二铜热沉6，第二铜热沉6厚度为2mm，第二铜热沉6侧壁上通过导热银胶固定氮化铝基板，第二铜热沉6侧壁上通过氮化铝基板连接半导体探测器芯片4，半导体探测器芯片4为调制速率10Gbps的1310nm面接收器件，半导体激光器芯片3和半导体探测器芯片4为光通信波段的1310nm或1550nm器件，半导体激光器芯片3和半导体探测器芯片4上连接正电极引线和负电极引线，正电极引线和负电极引线接入电极软板中，基板1中部上方位置设有滤光片7，滤光片7用于滤光，滤光片7一侧为聚焦透镜8，聚焦透镜8用于聚焦发散的光线，聚焦透镜8固定在透镜固定座上，聚焦透镜8为球透镜，直径为2mm，光收发公共端2与聚焦透镜8之间的距离为聚焦透镜8的焦距，聚焦透镜8的焦距为6-7mm，聚焦透镜8与半导体激光器芯片3出光端面的距离为1-2mm，基板1中部下方位置设有反射镜9，半导体激光器芯片3和半导体探测器芯片4进行充氮气保护处理，并且封装外壳形成完整的高速光收发一体器件。本技术工作时，在基板1上下两侧分别放置第一铜热沉5和第二铜热沉6，第一铜热沉5和第二铜热沉6通过导热银胶分别固定连接氮化铝基板，氮化铝基板具有良好的散热性能，第一铜热沉5和第二铜热沉6上通过氮化铝基板分别固定连接半导体激光器芯片3和半导体探测器芯片4，将半导体激光器芯片3和半导体探测器芯片4固定于氮化铝基板上，使得半导体激光器芯片3和半导体探测器芯片4在高温工作时，散热好，长期可靠性和稳定性高，半导体激光器芯片3和半导体探测器芯片4收发光信号的一侧固定放置聚焦透镜8，聚焦透镜8用来聚焦接收和发射的光信号，基板1上在聚焦透镜8一侧设有光收发公共端2，光收发公共端2即光纤适配器，光收发公共端2能够形成收发共用，则半导体激光器芯片3发出的发散光束经过滤光片7透射后到达聚焦透镜8，聚焦透镜8将光束聚焦后由光收发公共端2接收，光收发公共端2发出的发散光束经过聚焦透镜8后到达滤光片7，由滤光片7反射后到达基板1另一侧的反射镜9，经反射镜9反射后由半导体探测器芯片4接收，本技术对半导体激光器芯片3和半导体探测器芯片4进行充氮气保护和外壳封装，并引出半导体激光器芯片3和半导体探测器芯片4的正电极引线和负电极引线，将引出的正电极引线和负电极引线首先引到氮化铝基板上，最后在氮化铝基板上引出正电极引线和负电极引线并制备电极软板，完成器件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成封装单纤双向高速光收发一体器件，包括基板，光收发公共端，半导体激光器芯片，半导体探测器芯片，第一铜热沉，第二铜热沉，滤光片，聚焦透镜以及反射镜，其特征在于，基板一端固定光收发公共端，基板另一端上部固定第一铜热沉，第一铜热沉上设有氮化铝基板，第一铜热沉通过氮化铝基板连接半导体激光器芯片，基板另一端下部固定第二铜热沉，第二铜热沉侧壁上设有氮化铝基板，第二铜热沉侧壁上通过氮化铝基板连接半导体探测器芯片，半导体激光器芯片和半导体探测器芯片上连接正电极引线和负电极引线，正电极引线和负电极引线接入电极软板中，基板中部上方位置设有滤光片，滤光片一侧为聚焦透镜，基板中部下方位置设有反射镜。

【技术特征摘要】
1.一种集成封装单纤双向高速光收发一体器件，包括基板，光收发公共端，半导体激光器芯片，半导体探测器芯片，第一铜热沉，第二铜热沉，滤光片，聚焦透镜以及反射镜，其特征在于，基板一端固定光收发公共端，基板另一端上部固定第一铜热沉，第一铜热沉上设有氮化铝基板，第一铜热沉通过氮化铝基板连接半导体激光器芯片，基板另一端下部固定第二铜热沉，第二铜热沉侧壁上设有氮化铝基板，第二铜热沉侧壁上通过氮化铝基板连接半导体探测器芯片，半导体激光器芯片和半导体探测器芯片上连接正电极引线和负电极引线，正电极引线和负电极引线接入电极软板中，基板中部上方位置设有滤光片，滤光片一侧为聚焦透镜，基板中部下方位置设有反射镜。
2.根据权利要求1所述的集成封装单纤双向高速光收发一体器件，其特征在于，所述光收发公共端能够形成收发共用。
3.根据权利要求1所述的集成封装单纤双向高速光收发一体器件，其特征在于，所述第一铜热沉厚度为1mm，第二铜热沉厚度为2mm。
4.根据权利要求1所述的集成封装...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛贤铨，孙全意，
申请(专利权)人：厦门市芯诺通讯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35