一种发射芯片和接收芯片集成型单管光器件及其封装工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种发射芯片和接收芯片集成型单管光器件及其封装工艺，集成型单管光器件包括共用一个收发集成TO

【技术实现步骤摘要】
一种发射芯片和接收芯片集成型单管光器件及其封装工艺


[0001]本专利技术涉及一种发射芯片和接收芯片集成型单管光器件及其封装工艺。

技术介绍

[0002]近年，随着光领域的不断扩大以及物联网设备的需求，为了满足诸多领域(如人脸识别、光互联系统、数据中心、超算中心、测距、激光雷达、自由空间数据传输、光存储、激光打印机、安保光屏障、3D感知、流体及气体监测、荧光治疗)高速率、低功耗、制造成本、集成化、散热性等要求，Vcsel以其独特的特性被逐步展开。
[0003]目前以Vcsel为核心的3D Sensing和传感技术将迎来一轮急速增长，而Vcsel也已进入汽车领域——车载激光雷达，汽车的普及将带动相关产品迎来爆发式的增长。
[0004]现有技术中需要两个光器件一个TOSA一个ROSA来实现上行与下行传输，需要两个TO
‑
CAN共同工作实现相关功能；而且，现有技术中采用常规的TOSA/ROSA双纤设计，需采用2个TO
‑
CAN结构，分别与PCB连接，导致原材料成本上升，极大的增加光器件功率损耗。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的上述缺点，本专利技术提出了一种发射芯片和接收芯片集成型单管光器件及其封装工艺，旨在集成Vcsel TOSA和Vcsel ROSA的功能，本专利技术将Vcsel发射芯片和Vcsel探测器芯片集成到一起，采用全反滤波片改变光路传输，从而实现收发一体的传输。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种发射芯片和接收芯片集成型单管光器件，包括共用一个收发集成TO
‑
CAN的Vcsel TOSA有源光器件组件和Vcsel ROSA有源光器件，其中：
[0007]所述Vcsel TOSA有源光器件组件包括Vcsel接收探测器芯片、第一金属适配器和设置在金属方壳内的第一透镜、第一45
°
全反滤波片、第二45
°
全反滤波片、第一0
°
滤波片、第二透镜，其中，第一45
°
全反滤波片、第二45
°
全反滤波片、第一0
°
滤波片设置在第一滤波片固定支架上，第二透镜设置在第一透镜座内，第一透镜座与金属方壳进行激光焊接，第一金属适配器与第二透镜耦合后通过第一过渡环与金属方壳进行激光焊接；
[0008]所述Vcsel ROSA有源光器件组件包括Vcsel发射激光器芯片、第二金属适配器和设置在金属方壳内的第三透镜、第三45
°
全反滤波片、第四45
°
全反滤波片、第二0
°
滤波片、第四透镜，其中，第三45
°
全反滤波片、第四45
°
全反滤波片、第二0
°
滤波片设置在第二滤波片固定支架上，第四透镜设置在第二透镜座内，第二透镜座与金属方壳进行激光焊接，第二金属适配器与第四透镜耦合后通过通过第二过渡环与金属方壳进行激光焊接。
[0009]本专利技术还提供了一种发射芯片和接收芯片集成型单管光器件的封装工艺，包括如下步骤：
[0010]步骤一、制作Vcsel TOSA有源光器件组件和Vcsel ROSA有源光器件共用的收发集成TO
‑
CAN；
[0011]步骤二、将第一透镜胶粘接在金属方壳内；
[0012]步骤三、将第一45
°
全反滤波片，第二45
°
全反滤波片、第一0
°
滤波片用胶粘接在第一滤波片支架上，然后将第一滤波片支架通过紧配合压接方式压入金属方壳内；
[0013]步骤四、将第三透镜用胶粘接在金属方壳内；
[0014]步骤五、将第三45
°
全反滤波片、第四45
°
全反滤波片、第二0
°
滤波片用胶粘接在第二滤波片支架上，然后将第二滤波片支架通过紧配合压接方式压入金属方壳内；
[0015]步骤六、将第二透镜装入第一透镜座并采用粘胶固定，然后将第一透镜座与金属方壳进行焊接；
[0016]步骤七、将收发集成TO
‑
CAN与金属方壳采用激光穿透焊接为一体；
[0017]步骤八、将第四透镜装入第二透镜座并采用粘胶固定，然后将第二透镜座与金属方壳进行焊接；
[0018]步骤九、将第一金属适配器与第二透镜进行耦合后通过第一过渡环与金属方壳进行激光焊接；
[0019]步骤十、将第二金属适配器与第四透镜进行耦合后通过第二过渡环与金属方壳进行激光焊接；
[0020]步骤十一、将焊接完成的集成型Vcsel TOSA/ROSA光器件在
‑
40℃～85℃之间进行温度循环。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的积极效果是：
[0022]本专利技术集成了Vcsel发射激光器和Vcsel接收探测器为一体，同时集成Vcsel TOSA器件和Vcsel ROSA器件的功能为一体；本专利技术利用单管座将发射芯片和接收探测器芯片集成到一个芯片中，在同一个金属方壳中分别采用分光滤波片单独进行耦合，成品同时支持TOSA和ROSA功能，可以节省物料种类，降低原物料成本。
[0023]本专利技术先后集成了Vcsel发射chip和Vcsel探测器chip以及Vcsel TOSA器件和Vcsel ROSA器件的功能为一体，本专利技术通过新型集成式Vcsel TOSA/ROSA将常规双纤TOSA、ROSA集成一体且共用同一TO
‑
CAN，同时支持TOSA和ROSA功能；可以用现有网络设备，无须改动现有网络资源。具体优点如下：
[0024]1、现有技术需要两个光器件一个TOSA一个ROSA来实现上行与下行传输，需要两个TO
‑
CAN共同工作实现相关功能；而本专利技术只需一个光器件且仅需要一个TO
‑
CAN就能实现TOSA/ROSA共同传输的功能，可以用现有网络设备，无须改动现有网络资源，不占用额外的机房空间。
[0025]2、现有技术采用常规的TOSA/ROSA双纤设计，需采用2个TO
‑
CAN结构，分别与PCB连接，导致原材料成本上升，极大的增加光器件功率损耗。
[0026]3、本专利技术采用滤波片与平行光功能，集成TOSA和ROSA功能，节约成本。
附图说明
[0027]本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
[0028]图1为本专利技术的集成型光器件结构示意图；
[0029]图中附图标记包括：TO
‑
CAN 1、金属方壳2、第一透镜3、第一45
°
全反滤波片4、第二45
°
全反滤波片5、第一滤波片固定支架6、第一0
°
滤波片7、第二透镜8、第一透镜座9、第一过
渡环10、第一金属适配器11、第三透镜12、第三45
°...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发射芯片和接收芯片集成型单管光器件，其特征在于：包括共用一个收发集成TO
‑
CAN的Vcsel TOSA有源光器件组件和Vcsel ROSA有源光器件，其中：所述Vcsel TOSA有源光器件组件包括Vcsel接收探测器芯片、第一金属适配器和设置在金属方壳内的第一透镜、第一45
°
全反滤波片、第二45
°
全反滤波片、第一0
°
滤波片、第二透镜，其中，第一45
°
全反滤波片、第二45
°
全反滤波片、第一0
°
滤波片设置在第一滤波片固定支架上，第二透镜设置在第一透镜座内，第一透镜座与金属方壳进行激光焊接，第一金属适配器与第二透镜耦合后通过第一过渡环与金属方壳进行激光焊接；所述Vcsel ROSA有源光器件组件包括Vcsel发射激光器芯片、第二金属适配器和设置在金属方壳内的第三透镜、第三45
°
全反滤波片、第四45
°
全反滤波片、第二0
°
滤波片、第四透镜，其中，第三45
°
全反滤波片、第四45
°
全反滤波片、第二0
°
滤波片设置在第二滤波片固定支架上，第四透镜设置在第二透镜座内，第二透镜座与金属方壳进行激光焊接，第二金属适配器与第四透镜耦合后通过通过第二过渡环与金属方壳进行激光焊接。2.根据权利要求1所述的一种发射芯片和接收芯片集成型单管光器件，其特征在于：第一45
°
全反滤波片、第二45
°
全反滤波片、第一0
°
滤波片采用胶粘在第一滤波片固定支架上；第三45
°
全反滤波片、第四45
°
全反滤波片、第二0
°
滤波片采用胶粘在第二滤波片固定支架上。3.根据权利要求1所述的一种发射芯片和接收芯片集成型单管光器件，其特征在于：第一透镜、第三透镜分别用胶粘在金属方壳内。4.根据权利要求1所述的一种发射芯片和接收芯片集成型单管光器件，其特征在于：第二透镜用胶粘在第一透镜座内，第四透镜用胶粘在第二透镜座内。5.根据权利要求1所述的一种发射芯片和接收芯片集成型单管光器件，其特征在于：所述TO
‑
CAN包括TO
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He...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永强，吴建华，谭卫东，
申请(专利权)人：四川光恒通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：