光次组件模组中的热管理技术制造技术

本发明专利技术大致上关于光次组件模组中的热管理技术，包含将如镭射组件的发热元件热耦接至如热电致冷器的温度控制装置，且无须将发热元件设置在气密地密封的壳体内。因此，这样的配置方式提供从发热元件延伸而通过温度控制装置并最终延伸到散热元件(如收发器壳体的侧墙)的热传导路径，而没有让热传导路径延伸通过气密地密封的壳体/腔体。过气密地密封的壳体/腔体。过气密地密封的壳体/腔体。

【技术实现步骤摘要】
光次组件模组中的热管理技术


[0001]本专利技术涉及光通讯，特别涉及一种在光次组件模组中提供热管理的技术以及用于镭射二极管温度控制的加热装置，此技术在无需气密地密封的壳体来保护元件的情况下用于最小化或者减缓导致冷凝的情形。

技术介绍

[0002]光收发器可用来发出及接收光学讯号以适用于但不限于网络数据中心(internet data center)、线缆电视宽频(cable TV broadband)及光纤到府(fiber to the home，FTTH)等各种应用。举例来说，相较于以铜制成的线缆来传输，以光收发器来传输可在更长的距离下提供更高的速度及频宽。为了在空间较受限的光收发器模组中提供较高的发射/接收速度例如会面临热管理(thermal management)、介入损失(insertion loss)、射频驱动讯号质量及良率(manufacturing yield)等挑战。
[0003]光收发器模组一般包含一或多个用于发射光学讯号的光发射次组件(transmitter optical subassembly，TOSA)。光发射次组件能包含一或多个镭射器以及用于驱动镭射器的相关电路，其中镭射器用于发射一或多个频道波长的讯号。在光学应用(如长距离通讯)中，以及在光收发器模组壳体中会形成冷凝现象的情形中，气密地密封的壳体例如能减缓效能损失及元件劣化的风险。然而，气密地密封的壳体的设置增加了制造复杂度、成本并在空间受限的壳体中产生数个难以轻易解决的问题。

技术实现思路

[0004]根据本专利技术一态样，揭露有一种光次组件模组。光次组件模组包含壳体、基板、热电致冷器以及至少一镭射组件。壳体，界定出空腔。基板至少部分地设置于空腔中。热电致冷器耦接于基板。至少一镭射组件耦接于基板。热电致冷器热耦接于至少一镭射组件并热隔离于基板。
附图说明
[0005]这些及其他的特征与优点将通过阅读以下的详细描述及附图被更透彻地了解。在附图中：
[0006]图1为根据本专利技术的实施例的光收发器模组的方块图。
[0007]图2为根据本专利技术的光收发器模组的立体图。
[0008]图3为图2中根据本专利技术一实施例的光收发器模组的部分分解图。
[0009]图4为图2中根据本专利技术一实施例的光收发器模组在第一(或底)壳体部被省略的情况下的另一立体图。
[0010]图5为图2中根据本专利技术一实施例的光收发器模组在第二(或顶)壳体部被省略的情况下的另一立体图。
[0011]图6为图2中的光收发器模组沿割面线6
‑
7绘示的剖面示意图。
[0047]基板202
[0048]光发射次组件装置204
[0049]光接收次组件装置206
[0050]镭射组件210
[0051]基座211
‑
1至211
‑4[0052]第一传热路径213
[0053]镭射装置213
‑1[0054]镭射安装面215
‑1[0055]光耦合埠222
[0056]解多工装置224
[0057]多工装置225
[0058]第一热绝缘材料层236
[0059]第二热绝缘材料层237
[0060]安装面241
‑1[0061]开口242
‑
1至242
‑4[0062]凹面243
[0063]对齐面245
[0064]凸部247
‑1[0065]长轴250
[0066]表面251
[0067]表面252
[0068]第一端252
‑1[0069]第二端252
‑2[0070]把手254
[0071]空腔255
[0072]锁合装置258
[0073]掣子259
[0074]容置槽261
[0075]中间波导263
[0076]支撑结构264
[0077]中间波导267
[0078]温度控制装置268
[0079]中间波导269
[0080]第一板体270
‑1[0081]第二板体270
‑2[0082]导体272
[0083]第一元件安装面280
‑1[0084]第二元件安装面280
‑2[0085]第一安装面284
[0086]光路径285
[0087]间隙286
[0088]监控光二极管292
[0089]镭射二极管294
[0090]汇聚透镜296
[0091]光隔离器298
[0092]次安装件299
[0093]镭射次安装件299A
[0094]镭射次安装件299B
[0095]基座902
[0096]第一电性终端903
‑
1、903
‑
1'
[0097]第二电性终端903
‑
2、903
‑
2'
[0098]加热装置904、904'
[0099]基座905
[0100]电性导体906、906'
[0101]沟槽909
[0102]电阻加热元件910
[0103]安装面911
[0104]滤波电容器912
[0105]元件安装面913
[0106]匹配电阻器914
[0107]镭射区域916
‑1[0108]调变区域916
‑2[0109]配合面917
[0110]电性互连器918
[0111]凸部919
[0112]接地平面920
[0113]电性互连器922
[0114]电性互连器924
[0115]电性终端926
[0116]第一电性终端927
‑1[0117]第二电性终端927
‑2[0118]电性互连器928
[0119]金属层929
[0120]电性绝缘材料层930
[0121]电性互连器961
[0122]终端964
[0123]电性终端977
[0124]电性互连器978、979
[0125]电性互连器989
[0126]镭射二极管994
[0127]驱动讯号TX_D1至TX_D4
[0128]电性数据讯号RX_D1至RX_D4
[0129]偏移量D1、D2
具体实施方式
[0130]如上所述，现有的光次组件模组(如光发射次组件)包含气密地密封的壳体及元件以降低形成水气/冷凝现象的风险、降低光效能的风险及/或降低元件寿命的风险等等。此外，气密地密封的壳体及元件也可与温度控制装置结合使用以维持额定的光效能。举例来说，在使用电致吸收式调变镭射器(electro
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absorption modulated laser，EML本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光次组件模组，其特征在于，包含：一壳体，界定出一空腔；一基板，至少部分地设置于该空腔中；一热电致冷器，耦接于该基板；以及至少一镭射组件，耦接于该基板；并且其中该热电致冷器热耦接于该至少一镭射组件并热隔离于该基板。2.如权利要求1所述的光次组件模组，其特征在于，该基板至少包含一第一元件安装面，且其中一热绝缘材料层设置于该第一元件安装面以及该热电致冷器之间以将该基板热隔离于该热电致冷器。3.如权利要求2所述的光次组件模组，其特征在于，该热绝缘材料层包含玻璃加强环氧树脂积层材料或铜。4.如权利要求2所述的光次组件模组，其特征在于，更包含一间隙，该间隙设置于该热电致冷器及该基板之间以将该热电致冷器热隔离于该基板。5.如权利要求4所述的光次组件模组，其特征在于，该至少一镭射组件包含一支座，该支座界定一安装面以耦接于该热电致冷器，且其中该安装面设置于相对该基板的该第一元件安装面具有偏移量(D1)之处，以提供该热电致冷器及该基板之间的该间隙。6.如权利要求1所述的光次组件模组，其特征在于，该基板界定出一开口，且其中该至少一镭射组件延伸通过该开口以热耦接于该热电致冷器。7.如权利要求1所述的光次组件模组，其特征在于，该热电致冷器通过一热传导路径热耦接于该壳体，该热传导路径延伸于该热电致冷器及该壳体之间且没有延伸通过一气密地密封壳体。8.如权利要求1所述的光次组件模组，其特征在于，该至少一镭射组件包含多个镭射组件，各个该镭射组件界定出延伸通过该基板的一相应开口以热耦接于并支撑该热电致冷器的一支座。9.如权利要求1所述的光次组件模组，其特征在于，该至少一镭射组件包含一电致吸收式调变镭射器。10.如权利要求1所述的光次组件模组，其特征在于，该基板包含一印刷电路板组件。11.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：林恺声，汪谊，郑浩江，
申请(专利权)人：美商祥茂光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：