一种小体积光发射组件及多通道并行光器件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种小体积光发射组件及多通道并行光器件，小体积光发射组件包括管壳、透镜和半导体激光器，管壳的一端连接有适配器，管壳的另一端设有开口，所述开口中固定有绝缘基板，密封该开口，所述绝缘基板的一端位于管壳内，绝缘基板的另一端位于管壳外，半导体激光器固定在绝缘基板上，并位于管壳内，所述绝缘基板上设有多条沿管壳的纵向延伸的镀金层，镀金层的一端位于管壳内，镀金层的另一端位于管壳外，用于实现管壳内外电器连接。其将芯片的陶瓷载体直接与机加工可伐部件烧结在一起，组成器件管壳；将玻璃透镜烧结在壳体上，制成新型TOSA，其信号传输质量高，光路结构稳定，可靠性高，更有利于芯片散热，提高芯片工作寿命。工作寿命。工作寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种小体积光发射组件及多通道并行光器件


[0001]本技术属于光器件封装
，具体涉及一种小体积光发射组件及多通道并行光器件。

技术介绍

[0002]BOX以及TO同轴封装技术，是当今光器件主要的封装技术，运用在光通信、医疗设备、探测设备等多个领域；其中，TO封装技术，也就是TransistorOutline封装技术，由于其制造成本低、可靠性高、封装自动化程度高等优势，成为绝大多事光器件封装厂家核心选择。BOX封装技术，主要优势是高频性能好、器件散热更好。
[0003]现有TO封装制作TOSA(光发射组件)实现方式如图9所示,1#部件为TO，2#部件为封焊管体，3#部件为调节环，4#部件适配器，5#部件为柔性PCB；1#TO部件是核心部件，其内部结构如图10所示。
[0004]现有的TO封装技术有如下缺点：
[0005]现有TO封装形式，输入信号通过管脚
⑤
、
⑥
以及引线
⑧
、
⑩
加载到激光器
④
上，从而驱动激光器
④
发光，完成电信号向光信号的转换；根据信号完整性理论，管脚
⑤
、
⑥
以及引线
⑤
、
⑥
组成的链路很难保证阻抗连续性，会造成信号能量反射、谐振从而影响信号质量；另外，该链路长度越短，其寄生电感越小，阻抗连续性越好，传递到激光器
④
上的信号越能保证其真实性。但是由于受到现有TO封装工艺的限制，管脚
⑤
、
⑥
以及引线
⑧
、
⑩
长度减小到某一临界值后，无法再进一步缩短，同时其链路阻抗不连续性问题一直存在，所以当信号速率进一步增加时，管脚
⑤
、
⑥
以及引线
⑧
、
⑩
带来的寄生效应，严重影响了信号质量，使得现有TO难以实现高速率信号传输应用。
[0006]现有TO散热通道为：芯片(热源)
④
——热沉
①
——底座凸台
⑦
——底座，散热通长，散热性能不佳，影响芯片在高温时候性能。
[0007]现有TO封装工艺将管帽通过电阻焊焊接在底座上，同时还必须通过电阻焊将
②
封焊管体焊接在底座上，从而支撑
③
部件为调节环，4#部件适配器的焊接，制作工序复杂。
[0008]BXO封装制作TOSA(光发射组件)实现方式如图11所示，1#部件为管壳，2#部件为透镜，3#部件为COC(chiponCarrier)，4#部件过渡块，5#部件TEC,6#部件为调节环，7#部件为适配器，8#部件为柔性PCB，Box封装器件一般工作在需要控制芯片工作温度的场景，器件里面需要添加TEC(热电制冷器)原件；Box器件透镜2采用胶粘工艺固定，所以其也必须放置在TEC5的上方，保证透镜与1#COC的相对位置不会因为外部环境温度变化而改变。
[0009]现有的BOX封装技术有如下缺点：
[0010]现有BOX封装器件，需要用到5#部件TEC和4#部件热沉，将芯片垫起来，使得芯片发光条在壳体的光口中心，这种结构用在“非制冷芯片”的场景显得多余。
[0011]现有BOX封装器件，2#部件透镜和3#部件COC(chiponCarrier)都必须控温，否则在器件工作温度变化时，用于固定2#部件透镜的胶水由于热胀冷缩形变导致光路变化，从而使光器件失效。

技术实现思路

[0012]本技术的目的在于克服现有技术中至少一个缺陷，提供了一种小体积光发射组件及多通道并行光器件，其将芯片的陶瓷载体直接与机加工可伐部件烧结在一起，组成器件管壳；将玻璃透镜烧结在壳体上，制成新型TOSA，其信号传输质量高，光路结构稳定，可靠性高，更有利于芯片散热，提高芯片工作寿命。
[0013]本技术的技术方案是这样实现的：本技术公开了一种小体积光发射组件，包括管壳、透镜和半导体激光器，管壳的一端连接有适配器，管壳的另一端设有开口，所述开口中固定有绝缘基板，密封该开口，所述绝缘基板的一端位于管壳内，绝缘基板的另一端位于管壳外，半导体激光器固定在绝缘基板上，并位于管壳内，所述透镜固定在管壳靠近适配器一侧的端面上，或所述透镜固定在适配器上，所述半导体激光器发出的光经过透镜后传输至适配器的光纤中。
[0014]进一步地，所述绝缘基板上设有多条沿管壳的纵向延伸的镀金层，镀金层的一端位于管壳内，镀金层的另一端位于管壳外，用于实现管壳内外电器连接，所述半导体激光器与绝缘基板上对应的镀金层电连接；绝缘基板上的镀金层对应与位于管壳外的电路板电连接；电路板固定在绝缘基板上。
[0015]进一步地，所述绝缘基板上还固定有背光探测器，所述半导体激光器背光进入背光探测器中，产生光生电流，用于监控半导体激光器发出光的大小；所述背光探测器与绝缘基板上对应的镀金层电连接。
[0016]进一步地，所述绝缘基板设有至少两层，至少两层绝缘基板层层叠固定，形成一个整体的台阶状绝缘基板，其中，半导体激光器与背光探测器分别设置在不同的绝缘基板层的上端面，在设置有半导体激光器、背光探测器的绝缘基板层均设置镀金层，实现管壳内的半导体激光器、背光探测器与管壳外的电路板电连接。
[0017]进一步地，管壳为方形，绝缘基板的底面与管壳的底板上端面固定；所述管壳开口端的底板比侧板、顶板长；所述管壳上端设有开口，管壳上端固定有封堵所述开口的盖板，形成气密封装结构。
[0018]进一步地，透镜熔融后与管壳压铸在一起，形成气密结构；管壳与绝缘基板烧结焊接；半导体激光器共晶焊在绝缘基板上；所述绝缘基板为陶瓷基板；所述管壳采用金属材料或陶瓷材料制成。
[0019]进一步地，所述适配器通过调节环与管壳连接，所述调节环用于调节适配器与半导体激光器的相对位置；所述适配器内设有隔离器，用于减少光纤端面反射回来的光进入半导体激光器内部。
[0020]进一步地，所述管壳靠近适配器的一端固定有光纤固定装置，所述光纤固定装置上固定耦合有光纤，所述光纤的另一端与适配器连接，用于将激光导入到适配器中；所述光纤固定装置与半导体激光器之间设有隔离器，用于减少光纤端面反射回来的光进入半导体激光器内部；光纤固定装置采用V型槽基板。
[0021]本技术的光发射组件还包括制冷器，所述制冷器固定在管壳底板的下端面。
[0022]适配器的部分金属部分换成绝热材料。如所述适配器的圆周壁上设有凹槽，用于填充隔热胶。
[0023]本技术公开了一种多通道并行光器件，包括至少两个本技术的光发射组
件。所有光发射组件并排设置。所有光发射组件共用一块电路板，所有光发射组件的绝缘基板均与同一块电路板固定连接。
[0024]本技术至少具有如下有益效果：本技术的光发射组件在信号传输链路上，采用了“柔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小体积光发射组件，包括管壳、透镜和半导体激光器，管壳的一端连接有适配器，其特征在于：管壳的另一端设有开口，所述开口中固定有绝缘基板，密封该开口，所述绝缘基板的一端位于管壳内，绝缘基板的另一端位于管壳外，半导体激光器固定在绝缘基板上，并位于管壳内，所述透镜固定在管壳靠近适配器一侧的端面上，或所述透镜固定在适配器上，所述半导体激光器发出的光经过透镜后传输至适配器的光纤中。2.如权利要求1所述的小体积光发射组件，其特征在于：所述绝缘基板上设有多条沿管壳的纵向延伸的镀金层，镀金层的一端位于管壳内，镀金层的另一端位于管壳外，用于实现管壳内外电器连接，所述半导体激光器与绝缘基板上对应的镀金层电连接；绝缘基板上的镀金层对应与位于管壳外的电路板电连接；电路板固定在绝缘基板上。3.如权利要求2所述的小体积光发射组件，其特征在于：所述绝缘基板上还固定有背光探测器，所述半导体激光器背光进入背光探测器中，产生光生电流，用于监控半导体激光器发出光的大小；所述背光探测器与绝缘基板上对应的镀金层电连接。4.如权利要求3所述的小体积光发射组件，其特征在于：所述绝缘基板设有至少两层，至少两层绝缘基板层层叠固定，形成一个整体的台阶状绝缘基板，其中，半导体激光器与背光探测器分别设置在不同的绝缘基板层的上端面，在设置有半导体激光器、背光探测器的绝缘基板层均设置镀金层，实现管壳内的半导体激光器、背光探测器与管壳外的电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：万仁，李林科，吴天书，杨现文，张健，
申请(专利权)人：武汉联特科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：