光电耦合器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种光电耦合器件，包括管壳基板、光芯片、光学元件和连接支架，连接支架位于管壳基板和光学元件之间。其明热塑性粘固材料受热熔化变形过程中，光学元件的偏移量较小，偏移量可控性更强，继而实现精准耦合。本发明专利技术还提供一种光电耦合器件制造方法，能实现精准耦合，同时，相比于传统的光电耦合中采用激光焊接等方式，该方法操作简单，相较于其他光电耦合过程，操作难度更低，操作过程中的参数少且易控制，重复性较好，有利于实现自动化生产，生产效率较高。生产效率较高。生产效率较高。

【技术实现步骤摘要】
光电耦合器件及其制造方法


[0001]本专利技术属于高速光通信
，具体涉及一种光电耦合器件及其制造方法。

技术介绍

[0002]光电耦合器件是高速光通信系统中必不可少的器件，是实现光电(O/E)和电光(E/O)转换的关键器件。这些光电器件广泛应用于现代通信，传感检测，激光雷达等领域。在光电耦合过程中提高耦合效率，是提高光通信系统的性能的必经之路。
[0003]光电子器件在光电耦合过程中具有极小的工艺加工窗口(仅几微米)，而在实际操作中常采用激光焊接的方式固定光纤/透镜，由于焊接区域的金属在冷却过程中变形，造成焊接后偏移，极大地影响了耦合效率。因此控制光纤/透镜等光学元件的偏移量成为决定光电器件耦合效率关键。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种光电耦合器件及其制造方法，旨在有效控制光学元件的偏移量。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]第一方面，提供一种光电耦合器件，包括：
[0007]管壳基板；
[0008]光芯片，设于所述管壳基板；
[0009]光学元件，对应于所述光芯片设置；
[0010]连接支架，位于所述管壳基板和所述光学元件之间，所述连接支架具有朝向所述管壳基板的第一连接侧，以及朝向所述光学元件的第二连接侧；
[0011]所述第一连接侧与所述管壳基板焊接固定；
[0012]所述光学元件通过热塑性粘固材料与所述所述第二连接侧粘接。
[0013]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述连接支架包括：
[0014]连接体，形成所述第二连接侧；
[0015]支撑体，设于所述连接体背离所述第二连接侧的一侧，所述支撑体使所述连接体与所述管壳基板间隔设置，以形成隔热空间。
[0016]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述支撑体设有多个，多个所述支撑体沿预设路径设置于所述连接体朝向所述管壳基板的一侧，相邻的所述支撑体之间间隔设置。
[0017]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第二连接侧设有与所述光学元件适配的相容层。
[0018]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述连接支架为陶瓷构件。
[0019]本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，在光学元件和管壳基板之间设置连接支架，连接支架一方面与管壳基板焊接，另一方面通过热塑性粘固材料与光学元件粘接，
热塑性粘固材料加热后变形程度较小，通过合理设置热塑性粘固材料与光学元件之间的热膨胀系数差异，使两者的热膨胀系数差异较小，热塑性粘固材料受热熔化变形过程中，光学元件的偏移量较小，偏移量可控性更强，继而实现精准耦合；并且，由于设置了连接支架，热塑性粘固材料加热过程中产生的热量不会影响到管壳基板上的其他元件，也不会产生电磁效应影响其他元件，具有良好的隔离性。
[0020]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种光电耦合器件制造方法，用于制造上述的光电耦合器件，包括如下步骤：
[0021]获取光芯片在管壳基板上的第一位置数据，根据所述第一位置数据确定光学元件在所述管壳基板上的第二位置数据；
[0022]获取连接支架的安装点位数据，根据所述第二位置数据和所述安装点位数据获取连接支架在所述管壳基板上的第三位置数据；
[0023]根据所述第三位置数据在所述管壳基板上焊接所述连接支架；
[0024]根据所述光学元件的热膨胀系数获所述热塑性粘固材料的第一材料参数；
[0025]根据所述第二位置数据和所述第一材料参数在指定区域内通过所述热塑性粘固材料粘接所述光学元件。
[0026]结合第二方面，在一种可能的实现方式中，根据所述第二位置数据和所述第一材料参数在指定区域内通过所述热塑性粘固材料粘接所述光学元件具体包括：
[0027]根据所述第一材料参数获取激光种类参数；
[0028]根据所述第二位置数据在指定区域内布设所述热塑性粘固材料，将所述光学元件放置于所述热塑性粘固材料之上；
[0029]根据所述激光种类参数将所述热塑性粘固材料熔化，以粘接所述光学元件。
[0030]结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述第一材料参数包括所述热塑性粘固材料的热膨胀系数和杨氏模量。
[0031]结合第二方面，在一种可能的实现方式中，根据所述第二位置数据在指定区域内布设所述热塑性粘固材料具体包括：
[0032]根据所述第二位置数据在指定区域内布设粉末状热塑性粘固材料。
[0033]结合第二方面，在一种可能的实现方式中，根据所述第二位置数据在指定区域内布设所述热塑性粘固材料具体包括：
[0034]根据所述第二位置数据在指定区域内放置热塑性粘固材料预制件。
[0035]本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，连接支架一方面与管壳基板焊接，另一方面通过热塑性粘固材料与光学元件粘接，热塑性粘固材料加热后变形程度较小，通过合理设置热塑性粘固材料与光学元件之间的热膨胀系数差异，使两者的热膨胀系数差异较小，热塑性粘固材料受热熔化变形过程中，光学元件的偏移量较小，偏移量可控性更强，继而实现精准耦合；另外，相比于传统的光电耦合中采用激光焊接等方式，该方法操作简单，相较于其他光电耦合过程，操作难度更低，操作过程中的参数少且易控制，重复性较好，有利于实现自动化生产，生产效率较高。
附图说明
[0036]图1为本专利技术实施例一提供的光电耦合器件的局部结构主视图；
[0037]图2为本专利技术实施例一提供的光电耦合器件的俯视结构示意图；
[0038]图3为本专利技术实施例二采用的连接支架和热塑性粘固材料的初始状态示意图，其中，热塑性粘固材料为颗粒状材料；
[0039]图4为本专利技术实施例三采用的连接支架的仰视结构示意图。
[0040]附图标记说明：
[0041]1、管壳基板；
[0042]2、光芯片；
[0043]3、光学元件；
[0044]4、连接支架；410、连接体；420、支撑体；
[0045]5、热塑性粘固材料；
[0046]6、隔热空间；
[0047]7、相容层；
[0048]8、焊料。
具体实施方式
[0049]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0050]请一并参阅图1及图2，现对本专利技术提供的光电耦合器件进行说明。所述光电耦合器件，包括管壳基板1、光芯片2、光学元件3和连接支架4；光芯片2设于管壳基板1；光学元件3对应于光芯片2设置；连接支架4位于管壳基板1和光学元件3之间，连接支架4具有朝向管壳基板1的第一连接侧，以及朝向光学元件3的第二连接侧。第一连接侧与管壳基板1焊接固定；光学元件3通过热塑性粘固材料5与第二连接侧粘接。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电耦合器件，其特征在于，包括：管壳基板；光芯片，设于所述管壳基板；光学元件，对应于所述光芯片设置；连接支架，位于所述管壳基板和所述光学元件之间，所述连接支架具有朝向所述管壳基板的第一连接侧，以及朝向所述光学元件的第二连接侧；所述第一连接侧与所述管壳基板焊接固定；所述光学元件通过热塑性粘固材料与所述所述第二连接侧粘接。2.如权利要求1所述的光电耦合器件，其特征在于，所述连接支架包括：连接体，形成所述第二连接侧；支撑体，设于所述连接体背离所述第二连接侧的一侧，所述支撑体使所述连接体与所述管壳基板间隔设置，以形成隔热空间。3.如权利要求2所述的光电耦合器件，其特征在于，所述支撑体设有多个，多个所述支撑体沿预设路径设置于所述连接体朝向所述管壳基板的一侧，相邻的所述支撑体之间间隔设置。4.如权利要求1所述的光电耦合器件，其特征在于，所述第二连接侧设有与所述光学元件适配的相容层。5.如权利要求1所述的光电耦合器件，其特征在于，所述连接支架为陶瓷构件。6.一种光电耦合器件制造方法，用于制造如权利要求1
‑
5中任意一项所述的光电耦合器件，其特征在于，包括如下步骤：获取光芯片在管壳基板上的第一位置数据，根据所述第一位置数据确定光学元件在所述管壳基板上的第二位置数据；获取连接支架的安装点位数据，根据所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓楠，魏少伟，徐达，常青松，邓建国，董同超，张志谦，周全，张延青，杨树国，沈牧，房玉锁，魏爱新，胡文浩，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：