CN110867722B - 具有由玻璃制成的馈通件的to封装件 - Google Patents

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Abstract

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)。

Description

具有由玻璃制成的馈通件的TO封装件
技术领域
本发明涉及一种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。
背景技术
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。
发明内容
本发明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。
本发明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。
本发明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。本发明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。
根据本发明，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。
因此本发明规定，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。
根据本发明的一个实施方式，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。
根据本发明的另一个实施方式，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。
根据本发明的一个实施方式，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)。
根据本发明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***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(gas inclusion)。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。
在本发明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。
在本发明的一个优选的实施方式中，加厚部具有0.02至0.2mm、优选地0.05至0.1mm的长度lv。
在本发明的另一个实施方式中，馈通件在馈通件的至少一侧上具有直径增大的区域。
特别地规定，该直径增大的区域部分地用由玻璃制成的绝缘材料填充。
特别地，直径增大的区域的直径是相邻的馈通件的直径的至少1.2倍。优选地，直径增大的区域具有0.05至0.5mm、特别优选地0.1至0.3mm的长度。
直径增大的区域也允许匹配信号线的阻抗曲线。此外，直径增大的区域用作用于玻璃体积波动的体积储存部(Volumenreservoir)。
优选地，直径增大的区域部分地用玻璃和/或玻璃陶瓷填充。可能形成的弯月面优选地不突出超过底座的顶面或底面。
在未用玻璃或玻璃陶瓷填充的区域中，直径增大的区域优选地被构造成空腔或用介电常数小于绝缘材料的玻璃的材料填充。
因此，可以通过部分地平衡电感和电容来减小阻抗突变。对于阻抗来说，在直径增大的区域中部分地存在的绝缘材料导致不匹配的盘片，其至少部分地补偿由于馈通件的相邻的、未用绝缘材料的填充的区域引起的阻抗突变。
在本发明的一个改进方案中，TO封装件与印刷电路板相连接，该印刷电路板基本上同轴向地安装在信号引脚上。
已经发现，通过同轴向布置的印刷电路板也可以改善阻抗曲线。
优选地，印刷电路板借助于至少一个与所述馈通件邻接的金属块与底座机械地和电气地相连接，以提供接地。
因此，TO封装件的接地不是通过接地引脚实现的，而是通过金属块实现的，其形成角度、特别是直角，并且该金属块由此将印刷电路板与封装件底面彼此连接。
金属块与这个或这些信号引脚相邻，并因此遮护该信号引脚。金属块特别地被设计为板。在本发明的优选实施方式中，金属块被设计为桥，其跨越至少一个信号引脚。
优选地，金属块被设计成实心的金属部件，例如由铜制成。但是，在本发明的另一个实施方式中，也可以设想用金属涂布非导电的材料。
用于接地连接并且同时用于机械连接的金属块的另一个优点是，引脚、特别是信号引脚的焊接与接地连接的焊接是彼此分开的。
特别地，如果TO封装件具有两个信号引脚，则它们可以先被附接到印刷电路板上。由于只附接这两个信号引脚，因此与同时焊接接地引脚相比，对于位置公差存在更高的公差。
在下一个步骤中，然后可以通过接地提供机械稳定的连接。
印刷电路板优选地被设计为柔性的印刷电路板。其尤其可以弯曲90°，以便例如***板中。
此外，根据本发明的一个改进方案，印刷电路板可以在金属块下面配设有加强件。
加强件使印刷电路板稳定在金属块的区域中，并且此外实现金属块在印刷电路板上的简单附接，特别是通过焊接。
根据本发明的一个实施方式，印刷电路板可以在与TO封装件的底面邻接处被加厚地构造。
特别地规定，印刷电路板的加厚区域被设计成多层的，特别是刚性的印刷电路板，其融入柔性的印刷电路板中。
加厚的多层的区域可以提供其他的连接，例如用于监控二极管的连接。
此外，加厚的区域可以同时形成上面描述的加强件。
附图说明
下面将参考实施例借助于附图1至21更详细地解释本发明的目标。
图1至图4是根据本发明的TO封装件的实施方式的透视图(没有盖)。
图5是没有基板(Submount)的封装件的内侧的透视图。
图6是部分剖开的细节图，并且其中示出了印刷电路板的细节。
图7是底座的底面的透视图。
图8是通过底座的馈通件的截面的细节图。
根据图9和图10的曲线图示出了与现有技术中已知的TO封装件相比图1至图8中所示的封装件的回波损耗和***损耗。
图11是馈通件的剖视图，其在一侧的边缘上具有增大的直径。
图12是馈通件的剖视图，其中在一侧上信号引脚具有加厚部。
图13是信号引脚的细节图。
根据图14的曲线图示出了在使用不同类型的玻璃的情况下根据本发明的TO封装件的回波损耗。
根据图15的曲线图示出了根据本发明的TO封装件的回波损耗，在该TO封装件中，在使用不同类型的玻璃和塑料的情况下，馈通件部分地用玻璃填充，部分地用塑料填充。
图16是在信号引脚和用于光电子元件的基板的馈通件的区域中底座的实施方式的剖视图。
图17是带有盖的TO封装件的透视图。
图18示出了装配有光电子元件的TO封装件。
图19至图21示出了具有馈通件的底座的示意性截面图。
具体实施方式
图1是根据本发明的TO封装件1的透视图。
TO封装件1包括底座2。在该实施例中，底座2具有圆形横截面。优选地，底座2由金属制成，特别是由具有涂层(例如由金构成的涂层)的金属制成。
在该实施例中，底座2包括两个信号引脚7a、7b，它们经由馈通件9被引导穿过底座2。
底座2包括顶面21，其在附接了盖之后形成随后气密密封的TO封装件1的内壁。
信号引脚7a、7b借助于焊料8与导电迹线6a、6b相连接。
经由导电迹线6a、6b接触光电子元件，特别是激光二极管(未示出)。因此，本发明的这个实施例被设置用于具有两个信号导体路径的激光二极管。
导电迹线6a、6b位于基板5上，该基板本身又被施加在支座4上，该支座从底座2的顶面21突出。
优选地，支座4与底座一体地形成。底座2和支座4尤其可以形成为一体的冲压件。
在该实施例中，支座4具有圆弓形横截面。但是也可以设想对支座4进行不同的设计，例如具有矩形的横截面。
基板5与信号引脚7a、7b同轴向地定向，使得激光二极管的底面在装配状态下与底座2的顶面21垂直地定向。
基板5优选地由陶瓷制成。例如，可以使用氧化铝陶瓷。优选地，基板5由亚硝酸铝陶瓷制成。亚硝酸铝陶瓷具有高的导热性。
除了信号引脚7a、7b之外，在该实施例中的TO封装件1还包括至少一个另外的引脚10。该引脚例如可以用于连接监控二极管。应当理解，本发明的其他实施例也还可以包括其他的引脚，例如用于控制热电冷却器(未示出)。
图2是TO封装件1的另一个透视图。
可以尤其地看出，信号引脚7a、7b和引脚10从底座2的顶面垂直地突出。
这同样适用于具有基板5的支座4。
信号引脚7a、7b同轴向地融入到导电迹线6a、6b中。在基板5上的导电迹线6a和6b朝向彼此会聚，使得光电子元件可以直接地放置在导电迹线6a上，并且可以借助于接合线与另一个导电迹线6b接触。
图3是TO封装件1的另一透视图，其中示出了TO封装件的底面14。
可以看到从底面14中突出的信号引脚7a、7b。
信号引脚7a、7b与印刷电路板12相连接。
在该视图中，仅部分地示出了印刷电路板12。印刷电路板12可以例如被设计成柔性的印刷电路板，并且与电子模块(未示出)成角度地连接。
印刷电路板12在其底面上设有加强件11。加强件11优选地由介电材料制成，例如由塑料或由陶瓷制成。
通过加强件11实现了，例如即使与底座2的底面14相邻，柔性的印刷电路板12也是坚硬且稳定的。
为了在底座2和印刷电路板12之间提供稳定的机械连接以及接地连接，设置了金属块13，该金属块一方面与印刷电路板12相连接，并且另一方面与底座2的底面14相连接，特别是焊接的。
金属块13形成角度，该角度实现了印刷电路板12相对于信号引脚7a、7b的同轴向的布置。
在该实施例中，金属块13被设计成桥，其分别以弧形15a、15b跨越信号引脚7a、7b。
信号引脚7a、7b优选地不突出超过金属块13。
金属块13可以在弧形15a、15b的区域中一直突入到馈通件的区域中(图1和图8中的9)。
通过金属块13，信号引脚7a、7b也在馈通件的外部被遮护。
金属块13优选是板状构造的。
通过金属块13，不仅在信号引脚7a、7b之间而且在信号引脚7a、7b旁边都能够实现接地连接。
优选地，金属块13具有大于0.1mm、特别优选地大于0.5mm和/或小于5mm、特别优选地小于2mm的厚度d。
金属块13可以在底座2的大部分直径上在宽度上延伸，特别是在底座2的直径的至少20％、优选地至少50％上延伸。
金属块13的高度h优选地对应于馈通件的直径的至少1.5倍。
除了印刷电路板12的稳定的机械连接之外，金属块13同时具有优点，即信号引脚7a、7b在印刷电路板12上的附接与提供接地连接是分开的。
因此，例如可以先将信号引脚7a、7b与印刷电路板12焊接起来。
由于在该时间点还不存在与印刷电路板12的机械连接，因此可以很好地补偿形状和位置公差。
在下一步骤中，可以使金属块13与底座2和/或印刷电路板12相连接，以形成接地连接。
此外可以看出，在印刷电路板12的与信号引脚7a、7b相对的一侧上存在另外的引脚10。该另外的引脚10也位于馈通件中，并且在该实施例中用于连接监控二极管。
该另外的引脚10被连接到同时用作印刷电路板的加强件11上。
图4是TO封装件的底面14的另一个透视图。
可以看出，信号引脚7a、7b被嵌入由玻璃制成的绝缘材料18a、18b中。
信号引脚7a、7b通过如此形成的馈通件从底面14上突出。
信号引脚7a、7b与印刷电路板12的信号导电迹线17a、17b同轴地连接。
在信号导电迹线17a、17b之间，接地导电迹线16b位于印刷电路板12上。接地导电迹线16a和16c在两侧上邻接信号导电迹线17a、17b。因此，信号导电迹线17a、17b在两侧上被遮护。
图5是TO封装件的内侧的视图，其中，隐藏了支座和基板。
在该视图中可以看出，被从内侧嵌入由玻璃制成的绝缘材料18a、18b中的信号引脚7a、7b各自具有加厚部19a、19b。在这些轴环状的加厚部19a、19b的区域中，形成没有由玻璃制成的绝缘材料的区域。所产生的阻抗突变至少部分地通过加厚部19a、19b得到补偿。
图6是剖开的透视图，其中可以看到印刷电路板12被设计成多层的印刷电路板。
在顶面上，印刷电路板12包括在图4中所示的信号导电迹线17a、17b以及接地导电迹线16a至16c。
接地导电迹线16a至16c通过电镀的通孔20与位于下面的接地导电迹线16d相连接，该接地导电迹线也在图4中所示的信号导电迹线17a、17b的下面延伸，并且因此遮护该信号导电迹线。
以这种方式设计的多层印刷电路板位于加强件11上，并且接地导电迹线16a至16c与金属块13焊接
Figure BDA0002180669710000091
在一起。
加强件11因此同时形成为加厚区域，该加厚区域形成多层印刷电路板，通过该多层印刷电路板提供了从底面直到印刷电路板12的电镀的通孔。
通过加厚区域或加强件11形成的多层印刷电路板被设计为刚性的印刷电路板，然而，印刷电路板12被优选设计为单层柔性的印刷电路板。
因此在加强件11的底面上可以连接用于连接例如监控二极管的另外的引脚(图3中的10)。
图7是TO封装件的底面的另一个透视图。
在此视图中隐藏了金属块。可以清楚地看到，从底面14突出的信号引脚7a、7b借助于焊料与印刷电路板12的信号导电迹线17a、17b相连接。
图8是在馈通件9的区域中的截面的细节图。
在馈通件9中信号引脚7被布置在由玻璃制成的绝缘材料18中。
为此，底座2包括通孔23。
但是馈通件9或通孔23仅部分地用由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的绝缘材料18填充，因此，不仅与底面14相邻地而且与顶面21相邻地，都存在没有绝缘材料18的区域22，该区域包围信号引脚7并且没有用由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的绝缘材料填充。
在内侧，在该未填充的区域22中存在空腔25。在空腔25的区域中存在信号引脚7的加厚部19。
通过信号引脚7的加厚部19，减小了由于介电常数改变而引起的阻抗突变。
在外侧上，未填充的区域22用由塑料制成的填料24填充。
由塑料制成的填料24的介电常数优选地与所用的由玻璃制成的绝缘材料18的介电常数相匹配。
特别地，该塑料具有4.0+/-2.5、特别优选地+/-1.5的介电常数εr。
作为由玻璃或玻璃陶瓷制成的绝缘材料18，优选地使用具有小于5.0、优选小于4.0的介电常数εr(在18℃和50Hz下)的玻璃和/或玻璃陶瓷。
特别地，可以使用多孔玻璃，特别是具有大于30％的闭孔率的玻璃，和/或具有这些性质的玻璃陶瓷。
信号引脚的直径(加厚部19的区域之外)优选地为0.1至0.5mm、特别优选地为0.2至0.3mm。
馈通件9优选地在其容积的50至90％、特别优选地60至80％上用由玻璃制成的和/或包含玻璃陶瓷的绝缘材料18填充。
加厚部19的直径优选地为相邻的信号引脚7的直径的至少1.2倍，特别地为1.5至2.5倍。
在该实施方式中，加厚部19为0.02至0.2mm、优选为0.05至0.1mm长。
馈通件9的长度可以尤其为0.5至2mm、优选地0.8至1.5mm。
在图9中将现有技术中已知的TO封装件的回波损耗(细曲线)与根据本发明的TO封装件的回波损耗(粗曲线)进行了比较。可以特别看出，约-10dB的回波损耗已经从大约30GHz的频率转移到大约50GHz的频率。因此显著改善了回波损耗。
这同样适用于***损耗，该***损耗在图10中相对地绘制。在接近60GHz而不是在大致高于30GHz时实现2dB的***损耗。
因此，通过本发明可以提供大约25GHz的更高的带宽。
参考图11至图13更详细地解释了用于适配馈通件的阻抗曲线的其他措施。
图11是馈通件9的另一个实施例的示意性截面图，该馈通件被***底座2中。
在该实施例中，信号引脚7也嵌入由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的绝缘材料18中。在至少一侧上，馈通件9包括直径增大的区域26。
直径增大的区域26部分地用由玻璃制成的和/或包含玻璃陶瓷的绝缘材料18填充。
通过直径增大的区域26，提供储存部，在该储存部中可以吸收由玻璃制成的绝缘材料18的体积波动。
但是，由于区域26的增大的直径，填充水平仅略微改变。
在区域26中存在的绝缘材料18形成不匹配的盘片，该盘片又减小了由于上面存在的空腔引起的阻抗突变。
直径增大的区域的直径优选地为相邻的馈通件9的直径的至少1.2倍，并且长度为0.05至0.5mm、优选地0.1至0.3mm。
图12示出了如何也可以通过在未用绝缘材料18填充的区域22中使得信号引脚7具有加厚部19来进行阻抗匹配。
图13是信号引脚7的细节图。
信号引脚7在未加厚的区域中具有直径di，该直径优选地在0.1和0.5mm之间、特别优选地在0.2和0.3mm之间。
在该实施例中，加厚部19是阶梯状构造的，即被构造成圆柱形。
但是，加厚部19也可以具有其他的形状，特别是在前部和/或后部具有倒角。因此，加厚部19不是突变地，而是逐渐地融合到最大的直径da。这需要逐渐改变的阻抗曲线。
加厚部19具有直径da，该直径优选地对应于直径di的至少1.2倍、特别优选地对应于直径di的1.5至2.5倍。
加厚部19优选具有0.02至0.2mm、特别优选地0.05至0.1mm的长度lv。
连接的超出部的长度lü优选为0.2至0.5mm。
根据图14的曲线图示出了本发明的一个实施例的回波损耗，其中馈通件已用由具有不同介电常数的玻璃制成的相应绝缘材料填充。
可以看出，由玻璃制成的绝缘材料的介电常数越低，回波损耗越有改善。
图15示出了在使用不同的玻璃作为绝缘材料以及不同的填充物用于馈通件的玻璃凹入的区域的情况下根据本发明的TO封装件的回波损耗。
可以看出，没有填充物的回波损耗(εr填充物＝1，εr玻璃＝6.5)是最差的。
最佳的回波损耗可以通过使用具有低的介电常数的玻璃并且同时使用介电常数与玻璃的介电常数相匹配的填充物来实现。
参考图16，将借助于示意性截面图来解释如何为了阻抗匹配和/或为了使用较薄的基板5而可以将信号引脚偏心地引入到馈通件9中。
在该实施例中，设置有被嵌入由玻璃或玻璃陶瓷制成的绝缘材料18中的信号引脚7，该信号引脚借助于焊料8与安置在支座4上的基板5连接。
馈通件9仅部分地用由玻璃制成的绝缘材料18填充。
与由玻璃制成的绝缘材料18相邻地，凹入的区域用由塑料制成的填料24填充。
可以看出，信号引脚7被偏心地安置在馈通件9中，并且因此在基板5的方向上被移位。
基板5具有优选0.05至2mm、特别优选地0.1至0.2mm的厚度。基板优选地由陶瓷制成，特别地由氧化铝或亚硝酸铝制成。
相对于馈通件9的中心轴线，信号引脚的中心轴线优选地被偏移0.01至0.15mm、特别优选地0.02至0.08mm。
基板5一直突出到馈通件9的区域中，但是与信号引脚7间隔开，以允许流入焊料8。
信号引脚7与基板5的距离优选地为在0.05和0.3mm之间、特别优选地在0.1和0.2mm之间。
图17示出了用于形成TO封装件1的一套组件的透视图。
TO封装件1由底座2以及盖3组成，该盖设有窗口27。
窗口27特别地被设计为透镜。
底座2可以配备光电子模块，例如激光二极管和监控二极管。在此之后，盖3被施加到底座上，例如被钎焊(verschweiβt)或焊接
Figure BDA0002180669710000131
到底座上。
也可以在焊接上盖3之后附接金属块13以及设有加强件11的印刷电路板12。
如上所述，在此有利的是，信号引脚的连接与接地连接的供应是分开的。
图18示出了现在如何用激光二极管28装配TO封装件的示意图。
在基板5上形成安装区域30。
在该实施例中，激光二极管28被放置到在基板5上存在的导电迹线6a上，并且因此与信号引脚7a连接。
为了与信号引脚7b接触，提供接合线29，该接合线将激光二极管28与导电迹线6b连接。
由于导电迹线6a和6b彼此直接相对，因此接合线29的长度可以保持很短，特别是小于0.5mm。
图19至图21示出了具有馈通件的底座的示意性截面图。图19示出了嵌入玻璃中的馈通件9的绝缘的情况。当将玻璃熔融时，可以在信号引脚7处出现玻璃拉高部(Glashochzug)48。这影响了阻抗，并且使基板变得复杂。加厚部19在空腔25内部，以馈通件9中的凹处的形式可以有效地防止这种情况发生。图20的实例示出了理想的情况。在此，绝缘材料18在加厚部19的底面处终止，因此加厚的区域在轴向方向上完全位于未用绝缘材料18填充的区域中。在这种情况下，利用合适尺寸的加厚部可以避免阻抗突变。
图21示出了典型的实际情况。由玻璃制成的绝缘材料部分地或者完全地润湿加厚部19的侧表面190。但加厚部的至少面向外的端面191保持没有绝缘材料。由于侧表面190和端面191之间的角度，使得润湿更加复杂，因此阻止了如在图19的实例中那样的玻璃拉高部。尽管侧表面190的润湿可能导致阻抗突变，但假设加厚部的轴向长度lV小于传输的信号的波长，这是很低以及可容许的。特别地，这一特征一般也通过加厚部19的轴向长度lV小于其在馈通件9的径向方向的最大横向尺寸来实现。在轴向方向观察为圆形加厚部的优选的情况下，加厚部在径向的该最大横向尺寸因此则由加厚部的直径给出。如果满足该标准，则加厚部19具有板状、盘状或者轴环状的形状。由于侧表面190和端面191的形状，从而避免了将加厚部19润湿并且由此完全嵌入绝缘材料18中。根据另一实施例，因此假设加厚部19具有如此侧表面190，其任选地被部分地嵌入绝缘材料18中，其中加厚部19还具有面向外的端面191，该端面至少部分地保持没有绝缘材料，并且从而限制了空腔25，或者形成了空腔25的壁的一部分。
通过本发明可以以简单的方式提供TO封装件，该TO封装件能够实现更高的数据传输速率。
附图标记列表
1 TO封装件
2 底座
3 盖
4 支座
5 基板
6a、6b 导电迹线基板
7、7a、7b 信号引脚
8 焊料
9 馈通件
10 引脚
11 加强件/加厚区域
12 印刷电路板
13 金属块
14 底面
15a、15b 弧形
16a-16d 接地导电迹线
17a、17b 信号导电迹线
18a、18a、18b 由玻璃制成的绝缘材料
19a、19a、19b 信号引脚的加厚部
20 电镀的通孔
21 底座的顶面
22 馈通件的未用填充材料填充的区域
23 底座的通孔
24 由塑料制成的填料
25 空腔
26 直径增大的区域
27 窗口
28 激光二极管
29 接合线
30 安装区域
48 玻璃拉高部
58 18的表面
190 19的侧表面

Claims (29)

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：
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)在绝缘材料(18、18a、18b)凹入的区域具有加厚部(19)。
2.根据权利要求1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％用包含玻璃和/或玻璃陶瓷的绝缘材料(18、18a、18b)填充。
3.根据权利要求1所述的TO封装件，其特征在于，所述馈通件(9)的容积的50％至90％用包含玻璃和/或玻璃陶瓷的绝缘材料(18、18a、18b)填充。
4.根据权利要求1所述的TO封装件，其特征在于，所述馈通件(9)的容积的60％至80％用包含玻璃和/或玻璃陶瓷的绝缘材料(18、18a、18b)填充。
5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的TO封装件，其特征在于，所述馈通件外侧上的不存在包含玻璃和/或玻璃陶瓷的绝缘材料(18、18a、18b)的区域用塑料填充。
6.根据前述权利要求1至4中任一项所述的TO封装件，其特征在于，所述馈通件外侧上的不存在包含玻璃和/或玻璃陶瓷的绝缘材料(18、18a、18b)的区域用环氧树脂填充。
7.根据权利要求5所述的TO封装件，其特征在于，在18℃和50Hz下，所述塑料具有介电常数εr，该介电常数为包含玻璃和/或玻璃陶瓷的绝缘材料的介电常数±1.0。
8.根据权利要求5所述的TO封装件，其特征在于，在18℃和50Hz下，所述塑料材料具有4.0±2.5介电常数εr。
9.根据权利要求5所述的TO封装件，其特征在于，在18℃和50Hz下，所述塑料材料具有4.0±1.5的介电常数εr。
10.根据前述权利要求1至4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，在18℃和50Hz下，所述绝缘材料(18、18a、18b)具有小于5.0的介电常数εr。
11.根据前述权利要求1至4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，在18℃和50Hz下，所述绝缘材料(18、18a、18b)具有小于4.0的介电常数εr。
12.根据前述权利要求1至4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璃，所述玻璃由多孔的玻璃和/或多孔的玻璃陶瓷制成。
13.根据前述权利要求1至4中任一项所述的TO封装件，其中所述加厚部(19)的直径为与包含玻璃和/或玻璃陶瓷的绝缘材料相邻的信号引脚(7、7a、7b)的直径的1.2至3.0倍。
14.根据前述权利要求1至4中任一项所述的TO封装件，其中所述加厚部(19)的直径为与包含玻璃和/或玻璃陶瓷的绝缘材料相邻的信号引脚(7、7a、7b)的直径的1.5至2.5倍。
15.根据权利要求13所述的TO封装件，其特征在于，所述加厚部(19)具有0.02mm至0.2mm的长度lv。
16.根据权利要求13所述的TO封装件，其特征在于，所述加厚部(19)具有0.05mm至0.1mm的长度lv。
17.根据前述权利要求1至4中任一项所述的TO封装件，其特征在于，所述馈通件(9)在至少一侧上具有直径增大的区域(26)。
18.根据权利要求17所述的TO封装件，其特征在于，所述直径增大的区域(26)部分地用包含玻璃和/或玻璃陶瓷的绝缘材料(18、18a、18b)填充。
19.根据权利要求17所述的TO封装件，其特征在于，所述直径增大的区域(26)的直径是相邻的馈通件(9)的直径的至少1.2倍和/或具有0.05mm至0.5mm的长度。
20.根据权利要求17所述的TO封装件，其特征在于，所述直径增大的区域(26)的直径是相邻的馈通件(9)的直径的至少1.2倍和/或具有0.1mm至0.3mm的长度。
21.根据前述权利要求1至4中任一项所述的TO封装件，其特征在于，将印刷电路板(12)基本上同轴向地安装在信号引脚(7、7a、7b)上。
22.根据权利要求21所述的TO封装件，其中，所述印刷电路板(12)借助于至少一个与所述馈通件(9)邻接的金属块(13)与所述底座(2)机械地和电气地相连接，以提供接地。
23.根据权利要求21所述的TO封装件，其特征在于，所述印刷电路板(12)被设计成柔性的印刷电路板。
24.根据权利要求22所述的TO封装件，其中所述印刷电路板(12)在所述金属块(13)下面配设有加强件(11)。
25.根据权利要求21所述的TO封装件，其中所述TO封装件(1)包括至少两个分别布置在馈通件中的信号引脚(7、7a、7b)。
26.根据权利要求21所述的TO封装件，其中所述TO封装件(1)包括恰好两个分别布置在馈通件中的信号引脚(7、7a、7b)。
27.根据权利要求21所述的TO封装件，其特征在于，所述印刷电路板(12)在与所述TO封装件的底面相邻处被加厚地构造。
28.根据权利要求21所述的TO封装件，其特征在于，所述印刷电路板(12)具有加厚的多层的区域。
29.一种用于数据传输的装置，其具有每波长至少100Gbit/s的数据传输速率，所述装置包含至少一个根据权利要求1至28中至少一项所述的TO封装件(1)。
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