光学次模块及光模块制造技术

本发明专利技术揭示了一种光学次模块及光模块，光模块包括至少一光学次模块。本发明专利技术的光学次模块包括底座本体、管脚、热沉、温度调节器和光发射器。管脚安装在底座本体上，且从底座本体的底面贯穿至顶面。热沉安装在底座本体的顶面上，且该热沉朝向管脚的一侧设有一凹槽。温度调节器位于热沉的凹槽中。该温度调节器的其中一热交换面与凹槽的内壁相贴合，光发射器设置在温度调节器的另一热交换面上，以确保所述光发射器与所述温度调节器之间进行高效的热传递。本发明专利技术的光学次模块及光模块能够改善光发射器的散热效果。

Optical sub module and optical module

The invention discloses an optical sub-module and an optical module. The optical module comprises at least one optical sub-module. The optical sub-module of the invention comprises a base body, a pin, a heat sink, a temperature regulator and a light emitter. The foot is mounted on the base body and penetrates from the bottom surface of the base body to the top surface. The heat sink is installed on the top surface of the base body, and a groove is arranged on one side of the heat sink toward the pipe foot. The temperature regulator is located in the groove of the heat sink. One of the heat exchange surfaces of the temperature regulator is connected with the inner wall of the groove, and the light emitter is arranged on another heat exchange surface of the temperature regulator to ensure efficient heat transfer between the light emitter and the temperature regulator. The optical sub module and the optical module of the invention can improve the heat dissipation effect of the light transmitter.

【技术实现步骤摘要】
光学次模块及光模块
本专利技术涉及光通信领域，特别涉及一种光学次模块及光模块。
技术介绍
光模块在光通信中用于光电转换，光模块通常包括一个或一个以上的光学次模块，该光学次模块可以是光发射次模块、光接收次模块或光发射接收次模块。激光器是光学次模块中的一个重要的光电子器件。DFB(DistributedFeedbackLaser)激光器(即分布式反馈激光器)因其具有良好的单色性(即光谱纯度)而在光通信中被广泛使用。随着科学技术的发展，光模块的传输速率越来越高。相应的，激光器的传输速率也不断提升。随着国际电信标准5G的成熟和数据中心大数据流量的驱动，25Gbit/s、40Gbit/s、100Gbit/s的DFB激光器获得了较快的发展。25Gbit/s的DFB激光器作为国际电信标准5G和数据中心的重要部件，也逐渐成熟并获得了空前关注。25Gbit/s的DFB激光器的工作温度范围分为商业级-5～75℃，工业级-40～85℃(甚至-40～95℃)，扩展级-5～85℃，-5～95℃等。其中商业级DFB激光器最简单，业界也有很多厂家推出了量产的产品，工业级高速(25Gbit/s及以上)DFB激光器的制作难道大，成品率低，只有个别厂家可以提供样品，且价格是商业级的1.5-2倍。当前25Gbit/s工业级主要有两种方案：1.采用工业级的DFB激光器，无制冷封装，但该类DFB激光器不成熟价格非常贵，还难以买到。2.采用商业级或扩展级DFB激光器利用TEC(Thermoelectriccooler,即半导体致冷器)在高低温下把DFB激光器温度控制在商业温度的范围内。第二种方案由于在经济上的优势，已被butterfly或MiniTailed封装方案的部分商家采用。但是由于包含TEC制冷器的光学次模块的封装工艺复杂，封装成本高，而限制了其应用的范围。另一方面，TO(Transistor-Outline，同轴型)封装因其小型化、低成本、封装工艺简单、易于工业化大规模批量制造等优点，在包含光通信在内的众多领域获得了广泛的应用。目前也有部分厂家尝试采用TO封装来封装制冷器和DFB激光器，如图1所示，其为传统DFB激光器和制冷器TO封装的结构示意图。制冷器104安装在同轴底座102上，热沉103安装在制冷器104上，DFB激光器101安装于热沉103的侧壁上。由于DFB激光器101产生的热量通过热沉103才能传递至制冷器104上，因此，DFB激光器101的散热效果不佳，难以将DFB激光器温度控制在商业温度的范围内。
技术实现思路
为了解决传统技术中TO封装存在的DFB激光器散热不佳问题，本专利技术提供了一种光学次模块。本专利技术另提供一种光模块，该光模块包括上述光学次模块。一种光学次模块，包括：底座本体，包括顶面和底面；管脚，安装在底座本体上，且从底座本体的底面贯穿至顶面；热沉，安装在底座本体的顶面上，热沉朝向管脚一侧设有一凹槽；温度调节器，位于热沉的凹槽中，温度调节器的其中一热交换面与凹槽的内壁相贴合；光发射器，设置在温度调节器的另一热交换面上，以确保所述光发射器与所述温度调节器之间进行高效的热传递。一种光模块，包括电路板和设置在电路板上的至少一如上述的光学次模块。本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本专利技术的光学次模块包括底座本体、管脚、热沉、温度调节器和光发射器。管脚安装在底座本体上，且从底座本体的底面贯穿至顶面。热沉安装在底座本体的顶面上，且该热沉朝向底座的一侧设有一凹槽。光发射器设置在温度调节器的另一热交换面上，以确保光发射器与温度调节器之间进行高效的热传递；温度调节器位于热沉的凹槽中，该温度调节器的其中一热交换面与凹槽的内壁相贴合，以实现温度调节器与热沉之间的快速热交换；进一步确保光发射器的温度可以通过热沉调整。本专利技术的光模块因采用上述的光学次模块，具有良好的散热效果，藉此，将光发射器温度控制在商业温度的范围内。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本专利技术。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并于说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1为传统DFB激光器和制冷器TO封装的结构示意图。图2为本专利技术光学次模块的整体结构示意图。图3为本专利技术光学次模块揭开管帽后的内部结构示意图。图4为本专利技术的温度调节器、光发射器和热沉安装在底座本体上的结构示意图。图5为图4的分解图。图6为热沉安装在底座本体上的结构示意图。图7为热沉安装在底座本体上的俯视图。图8为温度调节器和光发射器的结构示意图。图9为金属线连接管脚和光电子器件的结构示意图。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。如图2和图3所示，图2为本专利技术光学次模块的整体结构示意图，图3为本专利技术光学次模块揭开管帽后的内部结构示意图。光学次模块10包括底座本体11、多个管脚12、热沉13、温度调节器14、光发射器15和管帽16。热沉13直接固定在底座本体11上。管帽16覆盖在底座本体11上，将热沉13、温度调节器14和光发射器15包围在管帽16和底座本体11围成的密闭空间内。管帽16包含透镜和支撑透镜的金属件。光发射器15发出的光垂直于底座本体11的表面，直接通过透镜传出，在穿过透镜之间并不需要改变光的传播方向。透镜设置在管帽16的顶部的开孔161处并密封该开孔161，使得光发射器15发射的光可通过透镜传输到光学次模块10的外部。管帽16的外部可安装一套筒(未图示)，该套管用于供外部光纤跳线的插座插入，以使光发射器15发射出的光能够耦合至外部光纤跳线的纤芯中。底座本体11呈圆柱形，其包括底面111和顶面112。该底座本体11上设有多个供管脚12穿过的管脚孔。管脚12插入管脚孔中并从底座本体11的底面111贯穿至顶面112。管脚12插入后通过焊锡固定在底座本体11上。为便于管脚12与光发射器15建立电连接，该些管脚12均安装于热沉13的同一侧。该些管脚12中包括两个用于传输高频信号的管脚121。如图4至图6所示，图4为本专利技术的温度调节器、光发射器和热沉安装在底座本体上的结构示意图，图5为图4的分解图，图6为热沉安装在底座本体上的结构示意图。热沉13朝向管脚12的一侧具有一凹槽131，温度调节器14嵌入在凹槽131中，温度调节器14的其中一热交换面与凹槽的内壁131相贴合，光发射器15通过基板151贴合在温度调节器14朝向管脚12的另一热交换面上。在其它实施例中，光发射器也可直接贴在温度调节器的热交换面上。由于温度调节器14的一热交换面与热沉13直接接触，使温度调节器14产生的热量通过热沉13迅速发散，另一方面，光发射器15设置在温度调节器14的另一热交换面，保证了光发射器15与温度调节器14之间能够进行高效的热传递。因此，光发射器15与温度调节器14之间具有良好的热传递效果，并且温度调节器14接收的热量或自身产生的热量能够通过热沉13直接散热，进一步加快了光发射器15的散热效果，藉此，将光发射器温度控制在商业温度的范围内。结合图7所示，图7为热沉安装在底座本体上的俯视图。热沉13可由合金制成，例如，镍基(铁)合金、铜合金等，其主要起散热和承载作用。该热沉13整体呈U形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学次模块，其特征在于，包括：底座本体，包括顶面和底面；管脚，安装在所述底座本体上，且从所述底座本体的底面贯穿至顶面；热沉，安装在所述底座本体的顶面上，所述热沉朝向所述管脚一侧设有一凹槽；温度调节器，位于所述热沉的凹槽中，所述温度调节器的其中一热交换面与所述凹槽的内壁相贴合；光发射器，设置在所述温度调节器的另一热交换面上，以确保所述光发射器与所述温度调节器之间进行高效的热传递。

【技术特征摘要】
1.一种光学次模块，其特征在于，包括：底座本体，包括顶面和底面；管脚，安装在所述底座本体上，且从所述底座本体的底面贯穿至顶面；热沉，安装在所述底座本体的顶面上，所述热沉朝向所述管脚一侧设有一凹槽；温度调节器，位于所述热沉的凹槽中，所述温度调节器的其中一热交换面与所述凹槽的内壁相贴合；光发射器，设置在所述温度调节器的另一热交换面上，以确保所述光发射器与所述温度调节器之间进行高效的热传递。2.根据权利要求1所述的光学次模块，其特征在于，所述温度调节器靠近底座本体的底部设有两电极柱，所述两电极柱与管脚电连接，用以接入外部电源。3.根据权利要求1所述的光学次模块，其特征在于，所述热沉包括热沉基体和由所述热沉基体向同一侧延伸的两侧臂，所述热沉基体和所述两侧臂形成所述凹槽；所述光学次模块还包括陶瓷板，所述陶瓷板贴合在所述热沉的侧臂的端面上，所述陶瓷板朝向所述管脚的一面设置有导电线路；所述管脚中包括两个用于传输高频信号的管脚，所述导电线路连接所述用于传输高频信号的管脚和所述光发射器。4.根据权利要求3所述的光学次模块，其特征在于，所述光发射器设置在基板上，所述基板贴合在所述温度调节器的另一热交换面上，所述基板朝向所述底座本体中心轴的另一面的部分区域镀有导电层，镀有导电层的区域分为多个相互绝缘的功能区，用于安装不同的器件；所述温度调节器安装在其中一个功能区中，用于安装所述温度调节器的功能区分为两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：王果果，
申请(专利权)人：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