基于低温加热技术延伸其工作温度范围的光模块制造技术

本发明专利技术提供了一种基于低温加热技术延伸其工作温度范围的光模块，包括电路板，设置于电路板上的跨阻限幅放大器芯片、激光器驱动芯片、垂直腔面发射激光器、光探测器芯片，以及光接口，所述垂直腔面发射激光器和所述光探测器芯片的下方均设有热沉，且所述垂直腔面发射激光器下方的热沉上集成有薄膜电阻，所述电路板上还设有加热控制电路，所述薄膜电阻通过微带线与所述加热控制电路相连。本发明专利技术利用加热控制电路给薄膜电阻提供适当的电压，从而对垂直腔面发射激光器进行加热，可以在不增加现有工艺难度的情况下，实现使用垂直腔面发射激光器封装的光模块工作在扩展级甚至工业级温度应用的需求，大大提高垂直腔面发射激光器的应用场合和应用范围。

An optical module extending its operating temperature range based on low temperature heating technology

The present invention provides an optical module of low temperature heating technology based on the extended operating temperature range, comprising a circuit board is arranged on the circuit board of the transimpedance limiting amplifier, laser driver chip, vertical cavity surface emitting lasers, photodetectors, and optical interface, the vertical cavity surface emitting light below the detector chip the laser and the heat sink is arranged, and the vertical cavity surface emitting laser below the heat sink are integrated on the thin film resistor, the circuit board is provided with a heating control circuit, wherein the thin film resistor through the microstrip line and the heating control circuit. The invention uses the heating control circuit for thin film resistors to provide appropriate voltage, thus heating of the vertical cavity surface emitting lasers, can not increase the difficulty of the existing process under the condition of working light module using vertical cavity surface emitting laser package at the extended level and even industrial temperature applications, greatly improve the vertical cavity applications surface emitting lasers and applications.

【技术实现步骤摘要】
基于低温加热技术延伸其工作温度范围的光模块
本专利技术涉及光纤通信领域，尤其涉及一种基于低温加热技术延伸其工作温度范围的光模块。
技术介绍
垂直腔面发射激光器广泛应用在并行光传输以及光互联领域中，使用垂直腔面发射激光器封装的光模块具有集成度高、低功耗和低成本的优点，伴随着其应用环境的不断扩展，采用垂直腔面发射激光器封装的光模块需要满足不同的应用环境温度要求。由于现有的高速率垂直腔面发射激光器大部分工作在-10℃~80℃的温度区间，不能满足-40℃~85℃温度范围的工业级应用，这大大限制了使用垂直腔面发射激光器封装的光模块的应用场合和应用潜力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于低温加热技术延伸其工作温度范围的光模块，旨在用于解决现有的垂直腔面发射激光器封装的光模块工作温度范围窄，不能满足扩展级温度或者工业级温度的应用的问题。本专利技术是这样实现的：本专利技术提供一种基于低温加热技术延伸其工作温度范围的光模块，包括电路板、跨阻限幅放大器芯片、激光器驱动芯片、垂直腔面发射激光器、光探测器芯片以及光接口，跨阻限幅放大器芯片、激光器驱动芯片、垂直腔面发射激光器、光探测器芯片均设置于所述电路板上，所述垂直腔面发射激光器和所述光探测器芯片的下方均设有热沉，且所述垂直腔面发射激光器下方的热沉上集成有薄膜电阻，所述电路板上还设有加热控制电路，所述薄膜电阻通过微带线与所述加热控制电路相连。进一步地，所述加热控制电路与电路板上的单片机连接，所述单片机集成有温度传感器，所述单片机根据温度传感器检测到的环境温度控制加热控制电路提供给薄膜电阻的电压大小。进一步地，所述跨阻限幅放大器芯片、所述激光器驱动芯片通过胶粘的方式固定在电路板上。进一步地，所述跨阻限幅放大器芯片、所述激光器驱动芯片均通过金丝键合的方式与电路板实现电连接。进一步地，所述激光器驱动芯片与所述垂直腔面发射激光器之间以及所述跨阻限幅放大器芯片与所述光探测器芯片之间均通过金丝键合的方式实现电连接。进一步地，所述光探测器芯片下方的热沉上也集成有薄膜电阻。进一步地，所述垂直腔面发射激光器和所述光探测器芯片共用一个热沉。进一步地，所述热沉通过胶粘的方式固定在电路板上，所述垂直腔面发射激光器和所述光探测器芯片分别通过胶粘的方式固定在对应的热沉上。进一步地，所述热沉的材质为氮化铝或者氧化铝。进一步地，所述薄膜电阻的两端均设有一个焊盘，所述焊盘与所述微带线之间通过金丝键合的方式实现电连接。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的这种基于低温加热技术延伸其工作温度范围的光模块，通过在垂直腔面发射激光器下方设置集成有薄膜电阻的热沉，在电路板上加入控制薄膜电阻加热量大小的加热控制电路，利用加热控制电路给所述薄膜电阻提供适当的电压，薄膜电阻在电流的作用下释放出热量，从而对垂直腔面发射激光器进行加热，可以在不增加现有工艺难度的情况下，实现使用垂直腔面发射激光器封装的光模块工作在扩展级甚至工业级温度应用的需求，大大提高垂直腔面发射激光器的应用场合和应用范围。附图说明图1为本专利技术实施例1的一种基于低温加热技术延伸其工作温度范围的光模块的结构示意图；图2为本专利技术实施例1的一种基于低温加热技术延伸其工作温度范围的光模块另一方向的结构示意图；图3为本专利技术实施例1的一种集成有薄膜电阻的热沉的结构示意图；图4为本专利技术实施例2的一种基于低温加热技术延伸其工作温度范围的光模块的结构示意图。附图标记说明：1-电路板、2-跨阻限幅放大器芯片、3-激光器驱动芯片、4-垂直腔面发射激光器、5-光探测器芯片、6-热沉、7-薄膜加热电阻、8-焊盘、9-微带线、10-光学器件、11-MT-MT跳线。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：如图1和图2所示，本专利技术实施例1提供一种基于低温加热技术延伸其工作温度范围的光模块，包括电路板1、跨阻限幅放大器芯片2、激光器驱动芯片3、垂直腔面发射激光器4、光探测器芯片5以及光接口，该光模块是基于COB封装的，所述跨阻限幅放大器芯片2、所述激光器驱动芯片3、所述垂直腔面发射激光器4、所述光探测器芯片5均直接封装在所述电路板1上，所述垂直腔面发射激光器4和所述光探测器芯片5的下方均设有热沉6，且所述垂直腔面发射激光器4下方的热沉6上集成有薄膜电阻7，所述电路板1上还设有加热控制电路（未图示），所述薄膜电阻7通过微带线9与所述加热控制电路相连，所述加热控制电路为常规电路，用于控制薄膜电阻7加热量大小，利用加热控制电路给所述薄膜电阻7提供适当的电压，所述薄膜电阻7在电流的作用下释放出热量，从而对垂直腔面发射激光器4进行加热。作为优选地，所述加热控制电路还与电路板1上的单片机（未图示）连接，所述单片机在常规的光模块中是已经存在的，所述单片机集成有温度传感器，所述温度传感器负责实时采集环境温度，所述单片机根据温度传感器检测到的环境温度控制加热控制电路提供给薄膜电阻7的电压大小。具体地，当单片机检测到环境温度接近垂直腔面发射激光器4所容许的最低温度时，就发指令给加热控制电路，加热控制电路接收到指令后就会给薄膜电阻7加一个适当的电压，薄膜电阻7在电流的作用下释放出热量，对垂直腔面发射激光器4进行加热，使得其工作温度不会低于其所能承受的温度的最小值。对于不同的环境温度，加热控制电路需要给薄膜电阻7提供的驱动电压大小也不一样，可以针对此制作出不同环境温度下的查找表，这样就能根据不同的低温环境实时改变加热量的大小，始终维持垂直腔面发射激光器4工作在其所能允许的最小工作温度之上。作为优选地，所述跨阻限幅放大器芯片2、所述激光器驱动芯片3通过胶粘的方式固定在电路板1上，且所述跨阻限幅放大器芯片2、所述激光器驱动芯片3均通过金丝键合的方式与电路板1实现电连接。所述激光器驱动芯片3与所述垂直腔面发射激光器4之间以及所述跨阻限幅放大器芯片2与所述光探测器芯片5之间均通过金丝键合的方式实现电连接。所述光探测器芯片5下方的热沉6可以根据光探测器芯片5的工作温度范围选择是否集成薄膜电阻，若光探测器芯片5本身的工作温度范围能够满足实际应用的要求，则光探测器芯片5下方的热沉6上无需设置薄膜电阻，若光探测器芯片5本身的工作温度范围不能够满足实际应用的要求，则光探测器芯片5下方的热沉6上需要设置薄膜电阻。本实施例1为所述光探测器芯片5下方的热沉6上不设置薄膜电阻的情形，该情况下所述垂直腔面发射激光器4下方的热沉6与所述光探测器芯片5下方的热沉6是分开设置的。所述垂直腔面发射激光器4下方的热沉6上集成的薄膜电阻7的阻值范围不限，主要根据加热控制电路所能提供的电压确定其电阻大小，本实施例中选取10Ω的电阻大小，热沉6的材质可以是氮化铝或者氧化铝，本实施例中选择氮化铝材质。细化所述垂直腔面发射激光器4和所述光探测器芯片5的固定方式，所述垂直腔面发射激光器4下方的热沉6与所述光探测器芯片5下方的热沉6均通过胶粘的方式固定在电路板1上，所述垂直腔面发射激光器4和所述光探测器芯片5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于低温加热技术延伸其工作温度范围的光模块，包括电路板、跨阻限幅放大器芯片、激光器驱动芯片、垂直腔面发射激光器、光探测器芯片以及光接口，跨阻限幅放大器芯片、激光器驱动芯片、垂直腔面发射激光器、光探测器芯片均设置于所述电路板上，其特征在于：所述垂直腔面发射激光器和所述光探测器芯片的下方均设有热沉，且所述垂直腔面发射激光器下方的热沉上集成有薄膜电阻，所述电路板上还设有加热控制电路，所述薄膜电阻通过微带线与所述加热控制电路相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于低温加热技术延伸其工作温度范围的光模块，包括电路板、跨阻限幅放大器芯片、激光器驱动芯片、垂直腔面发射激光器、光探测器芯片以及光接口，跨阻限幅放大器芯片、激光器驱动芯片、垂直腔面发射激光器、光探测器芯片均设置于所述电路板上，其特征在于：所述垂直腔面发射激光器和所述光探测器芯片的下方均设有热沉，且所述垂直腔面发射激光器下方的热沉上集成有薄膜电阻，所述电路板上还设有加热控制电路，所述薄膜电阻通过微带线与所述加热控制电路相连。2.如权利要求1所述的基于低温加热技术延伸其工作温度范围的光模块，其特征在于：所述加热控制电路与电路板上的单片机连接，所述单片机集成有温度传感器，所述单片机根据温度传感器检测到的环境温度控制加热控制电路提供给薄膜电阻的电压大小。3.如权利要求1所述的基于低温加热技术延伸其工作温度范围的光模块，其特征在于：所述跨阻限幅放大器芯片、所述激光器驱动芯片通过胶粘的方式固定在电路板上。4.如权利要求1所述的基于低温加热技术延伸其工作温度范围的光模块，其特征在于：所述跨阻限幅放大器芯片、所述激光器驱动芯片均通过金丝键合的方式...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，张健，杨现文，吴天书，李林科，
申请(专利权)人：武汉联特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42