一种10G小型化EML激光器热沉制造技术

本发明专利技术涉及光器件领域，具体涉及一种10G EML激光器热沉的设计。提出了一种10G小型化EML激光器热沉，包括硅基板，硅基板上设置有：背光监测组件放置凹槽，其位于激光器芯片的后方位置处；以及用于放置透镜的V形槽口，其位于激光器芯片的正前方位置处；以及焊盘，用作进行金线绑定的预留焊盘；以及高频传输线；以及薄膜电路，用于调节激光芯片的高频性能。本发明专利技术中激光器热沉的设计在保证激光器的全部电气性能的基础上，对现有EML激光器热沉进行了优化，有利于简化工艺封装平台，简化物料繁多、工艺复杂的贴装工序，是一种结构精巧、效果明显、工艺简单、成本低廉的热沉设计方案。

A 10G compact EML laser heat sink

The present invention relates to the field of optical devices, in particular to a design of 10G EML laser heat sink. A miniature 10G EML laser heat sink, including silicon substrate, the silicon substrate is provided with: a backlight assembly is placed in the groove of the monitoring, the laser chip and rear position; and for V shaped notch for placing the lens, which is located in front of the laser chip position; and a pad, pad used as reserve for gold binding; and the high frequency transmission line; and the thin film circuit for high frequency performance adjustment of laser chip. The invention of laser heat sink design to ensure all electrical properties of laser based on the existing EML laser heat sink was optimized, simplifying the process package platform, simplified material variety, complex process of mounting process, design a heavy compact structure, obvious effect, simple process, cost low heat.

【技术实现步骤摘要】
一种10G小型化EML激光器热沉
本专利技术涉及光器件领域，具体涉及一种10GEML激光器热沉的设计。
技术介绍
10G小型化电吸收调制激光发射器是一款专门应用于长途干线数据传输的光电元器件，它主要包含激光器芯片、光探测器、热沉、隔离器、密封管壳、光接口和带柔性电路等。目前市场上一般的10G电吸收激光器内使用的热沉氮化铝较多，但是氮化铝热沉在光刻的精度远远低于硅基板的精度，且在上面做异形挖槽比较困难，从而限制了激光器封装工艺的改进、简化等优化方案的实施。传统硅基板由于其天然的硅晶体结构，可以实现基板上的挖槽处理，达到电阻电容元器件以及透镜等可以集中到基板上，方便贴装，简化工艺线路。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有激光器热沉存在的问题，采用硅基板替换现有氮化铝热沉，并在硅基板上进行了优化的结构设计，保证了激光器的全部电气性能，提高了光路的耦合效率和电气性能的容差，优化了眼图，且具有结构精巧、效果明显、工艺简单、成本低廉等优点。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：提出了一种10G小型化EML激光器热沉，包括硅基板，硅基板上设置有：背光监测组件放置凹槽，其位于激光器芯片的后方位置处；以及用于放置透镜的V形槽口，其位于激光器芯片的正前方位置处；以及焊盘，用作进行金线绑定的预留焊盘；高频传输线；以及薄膜电路，用于调节激光芯片的高频性能。所述硅基板上还设置有激光器芯片贴装标记点、透镜贴装标记点及激光器其他元器件的贴装标记点。所述V形槽口的夹角为54.74°，Ｖ形槽口的深度以能够使放置其中的透镜的中心与激光器芯片的发光中心同轴为原则来确定。所述背光监测组件放置凹槽与激光器芯片之间的偏角为6°-8°。所述高频传输线的宽度为0.15mm，间距为0.1mm。所述薄膜电路中两只薄膜电阻的阻值分别为50Ω和35Ω。所述硅基板的尺寸为2.9×2.0×0.8mm，背光监测组件放置凹槽的尺寸为0.6×0.35×0.1mm。本专利技术同现有技术相比，具有如下优点：1）采用硅基板代替了现有的氮化铝热沉，硅基板的导热性好，且在基板上光刻精准度高，保证了激光器的高频特性，且易于开槽进而实现激光器封装工艺的简化；2）硅基板上设置0.6×0.35×0.1mm的背光监测组件放置凹槽，便于放置正面接入背光监测组件，在不增加激光器芯片热沉的基础上，通过挖槽来匹配激光器芯片和背光检测芯片的高度，实现了低成本的正面接光芯片的应用，节省了侧面接入背光监测组件引入的高昂成本；3）采用单透镜耦合方案，在硅基板上开设了夹角为54.74°的透镜放置V形槽，设置了透镜贴装标记点，在该硅基片上通过无源贴装工艺即可实现单透镜的准确贴装，相对于以往的双透镜有源贴装焊接工艺，大大简化工艺流程，降低了封装成本；4）高频设计线宽增大，高频传输线宽度设计为0.15mm，间距为0.1mm，间距较传统的0.07mm加宽了30%，增加了加工公差的高频容忍性，保证了更好的高频传输特性；5）在基板表面设置了各元器件的贴装标识点，方便各元器件的贴装。综上，本专利技术中激光器热沉的设计在保证激光器的全部电气性能的基础上，对现有EML激光器热沉进行了优化，有利于简化工艺封装平台，简化物料繁多、工艺复杂的贴装工序，是一种结构精巧、效果明显、工艺简单、成本低廉的热沉设计方案。附图说明图1是本专利技术整体结构的俯视图。图2是本专利技术整体结构的立体视图。图3是本专利技术中硅基板的反射参数仿真图。图4是本专利技术中硅基板的带宽仿真图。具体实施方式下面将结合附图说明本专利技术的具体实施方式。如图1、2所示的10G小型化EML激光器热沉，热沉采用尺寸为2.9×2.0×0.8mm的硅基板，硅基板上设置有背光监测组件放置凹槽4，凹槽4的尺寸为0.6×0.35×0.1mm，其位于激光器芯片的后方位置处，凹槽4的设计关键点在于保证放置在凹槽4内的背光监测芯片的中心能够对准激光器芯片中心，且与激光器芯片之间存在一个6-8°的偏角，这样可以直接采用低成本的正面接光芯片来监测芯片背光，同时避免了反射光对激光器前向光路的影响。硅基板上还开设有用于放置透镜的V形槽口9，其位于激光器芯片的正前方位置处；本实施例中，V形槽口的夹角为54.74°，该角度是基于硅晶体的晶体状态下的最佳切割角度，V形槽口深0.5mm，该深度也可根据能够使放置其中的透镜的中心与激光器芯片的发光中心同轴的原则来具体确定，以实现最佳耦合效率。硅基板上预留的标记点6、8、10、11是分别用作贴装元器件和透镜的标记点，方便自动化贴装；薄膜电阻2、7为在硅基板上做的薄膜电路，阻值分别是35欧姆和50欧姆，薄膜电路是为方便调节激光器芯片的高频性能而预留。硅基板上的高频传输线1的线宽为0.15mm，间距为0.1mm，保证了50欧姆的阻抗传输，同时间距线宽的增加也降低了加工工艺上的难度；预留焊盘3、5是为进行金线绑定预留的焊盘。图3是硅基板反射参数仿真，可以看到在20G的通信频率下，它的反射在-10dB以下，达到很好的反射效果，从图4可以看出，硅基板的带宽在20G时仅衰减-1.5dB，说明带宽完全满足10G的通信频率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种10G小型化EML激光器热沉，其特征在于：包括硅基板，硅基板上设置有：背光监测组件放置凹槽，其位于激光器芯片的后方位置处；以及用于放置透镜的V形槽口，其位于激光器芯片的正前方位置处；以及焊盘，用作进行金线绑定的预留焊盘；以及高频传输线；以及薄膜电路，用于调节激光芯片的高频性能。

【技术特征摘要】
1.一种10G小型化EML激光器热沉，其特征在于：包括硅基板，硅基板上设置有：背光监测组件放置凹槽，其位于激光器芯片的后方位置处；以及用于放置透镜的V形槽口，其位于激光器芯片的正前方位置处；以及焊盘，用作进行金线绑定的预留焊盘；以及高频传输线；以及薄膜电路，用于调节激光芯片的高频性能。2.根据权利要求1所述的10G小型化EML激光器热沉，其特征在于：所述硅基板上还设置有激光器芯片贴装标记点、透镜贴装标记点及激光器其他元器件的贴装标记点。3.根据权利要求1所述的10G小型化EML激光器热沉，其特征在于：所述V形槽口的夹角为54.74°，Ｖ形槽口的深度以能够使放置其中的透镜的中心与激光器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文臣，张彩，
申请(专利权)人：大连藏龙光电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21