具有由玻璃制成的馈通件的TO封装件制造技术

一种TO封装件(1)，其包括具有用于光电子元件的安装区域的底座(2)，其中，所述底座(2)包括至少一个布置在馈通件(9)中的用于连接光电子元件的信号引脚(7、7a、7b)，其中所述馈通件(9)用包含玻璃和/或玻璃陶瓷的绝缘材料(18、18a、18b)填充，并且其中，在至少一侧上，所述馈通件(9)未完全用包含玻璃和/或玻璃陶瓷的绝缘材料(18、18a、18b)填充，其特征在于，在绝缘材料(18、18a、18b)凹入的区域形成了至少部分地围绕信号引脚(7、7a、7b)的空腔(25)，并且所述信号引脚(7、7a、7b)在该区域具有加厚部(19)。

To package with glass feedthrough

【技术实现步骤摘要】
具有由玻璃制成的馈通件的TO封装件
本专利技术涉及一种TO封装件(晶体管外壳封装件)，其应该能够实现高的数据传输速率。
技术介绍
具有玻璃密封的信号引脚的TO封装件是已知的。这种TO封装件通常包括由金属制成的底座，至少一个信号引脚被引导通过该底座，该信号引脚位于玻璃馈通件中。经由信号引脚可以接触光电子元件，特别是激光二极管。通过玻璃馈通件，特别是熔化的玻璃馈通件，可以以简单的方式提供具有高的耐温性的气密密封的封装。目前，在100G互联网标准中常见的是每信道的数据传输速率为25Gbit/s。要达到下一个互联网标准400G，数据传输速率必须大约加倍，以达到每波长约100Gbit/s。这同时需要将带宽以及传输频率加倍。TO封装件的玻璃馈通件的区域是有问题的，因为由于由玻璃制成的、具有与空气不同的介电常数的绝缘总是导致在信号线的阻抗上的突变。这种阻抗突变例如可以通过信号引脚在封装件的底面上的超出部来补偿。此外问题是，所用的由玻璃制成的填料会受到体积波动的影响。由于不同的填充体积，尤其导致在玻璃馈通件的端部处形成改变的弯月面。这会对信号路径的所期望的阻抗产生负面影响。从实践中已知的是借助于碳套将弯月面向后推。但这是非常昂贵的。
技术实现思路
本专利技术基于的目的是提供一种TO封装件，其实现高的数据速率并且其中在由玻璃或玻璃陶瓷制成的绝缘材料的填充体积上的波动尽可能小地影响TO封装件的信号路径的阻抗曲线，以及这种TO封装件的应用。本专利技术的目的已经通过一种根据权利要求1所述的TO封装件实现。本专利技术的优选实施方式和进一步的改进方案可以在从属权利要求的主题、说明书以及附图中获得。TO封装件包括具有用于光电子元件的安装区域的底座。特别地规定，封装件包括由金属、特别是由设有涂层的金属制成的底座。安装区域位于封装件的内部。封装件可以用盖子封闭，该盖子包括窗口，电磁辐射可以穿过该窗口。底座包括至少一个布置在馈通件中的信号引脚，该信号引脚用于连接光电子元件。光电子元件尤其被设计为激光二极管。所述至少一个信号引脚用于控制或调制光电子元件，以进行数据传输。本专利技术特别地涉及具有发射二极管的TO封装件。应当理解，光电子元件还可以包括其他的电馈通件，特别是那些例如用于对元件进行供电、对其他元件(例如监控二极管或热电冷却器)进行控制的电馈通件。由于这种其他的馈通件要么完全不用于数据传输，要么例如在监控二极管的情况下，相对于光电子元件用于比信号引脚更小的数据传输速率，因此在信号路径的设计方面，这些馈通件的问题较少。馈通件用包含玻璃和/或玻璃陶瓷的、特别是由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的绝缘材料填充，信号引脚被嵌入该绝缘材料中。特别地，绝缘材料被形成为填料或压力玻璃馈通件，信号引脚被布置在其中。根据本专利技术，在至少一侧上，所述馈通件未完全用由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的绝缘材料填充。因此，在馈通件的至少一侧上存在一个区域，在该区域中，由玻璃制成的和/或包含玻璃陶瓷的绝缘材料凹入，即绝缘材料没有一直达到在底座的顶面或底面处的馈通件的端部。因此本专利技术规定，馈通件的容积不完全用由玻璃制成的和/或包含玻璃陶瓷的绝缘材料填充，而是在至少一侧上设置一个区域，在该区域中，馈通件在底座的顶面或底面下方不用由玻璃制成的和/或包含玻璃陶瓷的绝缘材料填充。因此可以补偿在馈通件内的由玻璃制成的绝缘材料的体积波动。由于弯月面至少部分地设置在馈通件中，因此可以很大程度上避免在底座的顶面或底面上形成弯月面。特别地规定，所述馈通件的容积的30至95％、优选地50至90％、特别优选地60至80％用由玻璃制成的和/或包含玻璃陶瓷的绝缘材料填充。根据本专利技术的一个实施方式，由玻璃制成的和/或包含玻璃陶瓷的绝缘材料凹入的所述区域可以围绕信号引脚形成空腔。该空腔尤其可以呈现为底座中的凹处，其底部由绝缘材料形成。这具有的效果是，电磁场沿着改进延伸的、特别是逐渐变化的阻抗曲线从馈通件转移到通向TO封装件内的光电子元件的信号引脚和/或到信号路径。这种转移通过所述空腔更柔和地进行，这减小了衰减。根据本专利技术的另一个实施方式，不存在由玻璃制成的和/或包含玻璃陶瓷的绝缘材料的区域用塑料、特别是用环氧树脂填充。用由塑料制成的另一种绝缘材料填充具有优点，即如此凹入的区域不被空气包围。空气具有约为1的介电常数εr，因此阻抗突然地变化。通过使用由塑料制成的填料可以减少这种突变。在加工技术上，与熔化玻璃不同，在此更容易填充未用由玻璃制成的绝缘材料填充的区域，而不会导致形成弯月面。例如可以使用塑料，其通过热或借助于光、特别是借助于UV光被固化。特别地，使用具有适配于玻璃的介电常数的塑料。特别地，使用具有介电常数εr(在18℃和50Hz下)的塑料，该介电常数对应于由玻璃制成的绝缘材料的介电常数+/-1.0。根据本专利技术的一个实施方式，所述塑料材料具有4.0+/-2.5、优选地4.0+/-1.5的介电常数εr(在18℃和50Hz下)。根据本专利技术的一个优选的实施方式，馈通件用具有低介电常数的由玻璃制成的和/或包含玻璃陶瓷的绝缘材料填充。特别地规定，使用玻璃和/或玻璃陶瓷，其具有小于5.0、优选地小于4.0的介电常数εr(在18℃和50Hz下)。已经发现，由此不仅可以改善插入损耗而且可以改善回波损耗。为此目的，尤其可以使用由多孔玻璃制成的绝缘材料。在这种情况下特别是这样的玻璃，其具有闭孔的气包体(gasinclusion)。优选地，该玻璃具有至少5％、特别优选地大于10％的闭孔率。尽管采用闭孔的设计，但仍可实现气封的密封。具有这些性质的玻璃陶瓷也是可能的。特别地，可以使用这样的玻璃陶瓷，在该玻璃陶瓷中通过结晶化形成孔。根据另一个实施方式，使用玻璃或玻璃陶瓷，其具有更高的介电常数，特别是具有在5.0和8之间、优选地在6.5和7之间的介电常数εr。这种玻璃特别适用于压力玻璃馈通件，即这样的馈通件，其中玻璃处在热引起的机械的压缩应力下。用塑料来优选地填充凹入的区域，其在底面处，即在馈通件的外侧的侧面。在本专利技术的另一个实施方式中，信号引脚在馈通件的区域中具有加厚部，在此没有由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的绝缘材料。没有由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的绝缘材料的区域尤其可以呈现为底座中的凹处。则该凹处的底部由绝缘材料的表面形成。加厚部没有必要完全在凹处内。其还可以部分地突出到绝缘材料中。加厚部例如可以构造成轴环或者盘片(Scheibe)。加厚部优选地完全位于馈通件中。特别地，加厚部的直径为与由玻璃制成的绝缘材料相邻的信号引脚的直径的1.2至3.0倍、优选地1.5至2.0倍。加厚部或轴环尤其布置在内侧。由于加厚部，在未用绝缘材料填充的区域中，馈通件的直径与引脚的直径的比例改变。以这种方式可以进一步减小了由于在未用玻璃和/或玻璃陶瓷填充的区域中围绕信号引脚的改变的介电常数而引起的阻抗的突变。...

【技术保护点】
1.一种TO封装件(1)，其包括具有用于光电子元件的安装区域的底座(2)，其中，所述底座(2)包括至少一个布置在馈通件(9)中的用于连接光电子元件的信号引脚(7、7a、7b)，其中，所述馈通件(9)用包含玻璃和/或玻璃陶瓷的绝缘材料(18、18a、18b)填充，并且其中，在至少一侧上，所述馈通件(9)未完全用包含玻璃和/或玻璃陶瓷的绝缘材料(18、18a、18b)填充，其特征在于：/n在绝缘材料(18、18a、18b)凹入的区域形成了至少部分地围绕信号引脚(7、7a、7b)的空腔(25)，并且所述信号引脚(7、7a、7b)在该区域具有加厚部(19)。/n

【技术特征摘要】
20180827 DE 102018120893.61.一种TO封装件(1)，其包括具有用于光电子元件的安装区域的底座(2)，其中，所述底座(2)包括至少一个布置在馈通件(9)中的用于连接光电子元件的信号引脚(7、7a、7b)，其中，所述馈通件(9)用包含玻璃和/或玻璃陶瓷的绝缘材料(18、18a、18b)填充，并且其中，在至少一侧上，所述馈通件(9)未完全用包含玻璃和/或玻璃陶瓷的绝缘材料(18、18a、18b)填充，其特征在于：
在绝缘材料(18、18a、18b)凹入的区域形成了至少部分地围绕信号引脚(7、7a、7b)的空腔(25)，并且所述信号引脚(7、7a、7b)在该区域具有加厚部(19)。


2.根据前述权利要求所述的TO封装件，其特征在于，所述馈通件(9)的容积的30至95％、优选地50至90％和特别优选地60至80％用包含玻璃和/或玻璃陶瓷的绝缘材料(18、18a、18b)填充。


3.根据前述权利要求中任一项所述的TO封装件，其特征在于，不存在包含玻璃和/或玻璃陶瓷的绝缘材料(18、18a、18b)的区域用塑料、特别是用环氧树脂填充，优选地，所述塑料具有介电常数εr(在18℃和50Hz下)，该介电常数对应于包含玻璃和/或玻璃陶瓷的绝缘材料的介电常数+/-1.0。


4.根据权利要求3所述的TO封装件，其特征在于，所述塑料材料具有4.0+/-2.5、优选+/-1.5的介电常数εr(在18℃和50Hz下)。


5.根据前述权利要求中任一项所述的TO封装件，其特征在于，所述馈通件(9)用包含玻璃和/或玻璃陶瓷的绝缘材料(18、18a、18b)填充，所述绝缘材料(18、18a、18b)具有小于5.0、优选地小于4.0的介电常数εr(在18℃和50Hz下)。


6.根据前述权利要求中任一项所述的TO封装件，其特征在于，所述绝缘材料(18、18a、18b)由玻璃制成或包括所述玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·海特乐，A·奥尤都马萨克，K·谭，K·德勒格米勒，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE