CN214798175U - 一种同轴封装的25g高速激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种同轴封装的25G高速激光器，包括TO56管座、TO56管帽、背光探测器芯片、热沉块以及25G DFB激光器芯片，热沉块固定在TO56管座的接地管脚上，热沉块上设有相互绝缘的第一镀金属层以及第二镀金属层；25G DFB激光器芯片固定在热沉块上，25G DFB激光器芯片的正极通过引线引出至第一镀金属层，25G DFB激光器芯片的负极与第二镀金属层电连接；第一镀金属层通过多根并联的键合金线与TO56管座的第一管脚电连接，第二镀金属层通过多根并联的键合金线与TO56管座的第二管脚电连接。本实用新型提供的25G高速激光器，稳定性较高，改善了阻抗匹配和高频响应的问题。

Description

一种同轴封装的25G高速激光器

技术领域

本实用新型涉及光芯片封测领域，尤其涉及一种同轴封装的25G高速激光器。

背景技术

5G网络发展所带来的时代愿景是万物互联，其特征是高容量，高速率，低时延；网络架构包括接入，控制和转发三个域。接近终端用户的是无线接入网(RAN)，通讯速率以25Gbps为主。5G网络的万物互联需要庞大的数据中心及宏基站和微基站支撑，数量通常为4G网络的4-6倍，从而需要大量的光纤。而应用于5G前传的25G CWDM光模块所采用粗波分复用技术，将能够很好地解决这一问题。而且25G CWDM光模块因采用粗波分复用，与传统的低速光模块相比，无需TEC，产品成本得到控制，且获得了更高的传输效率。

25G DFB激光器作为25G CWDM光模块中的核心部件具有低阈值，高带宽，高输出光功率和高传输效率的特点。但25G DFB激光器在器件封装时，由于高频调制，金线和管帽会引入寄生电感，带来阻抗和高频响应的问题，影响电路，从而降低TO器件的性能。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种同轴封装的25G高速激光器。

本实用新型提供的同轴封装的25G高速激光器，包括TO56管座、罩在TO56管座上方的TO56管帽、背光探测器芯片、热沉块以及25G DFB激光器芯片，其中：背光探测器芯片固定在TO56管座的中央，热沉块固定在TO56管座的接地管脚上，热沉块上设有相互绝缘的第一镀金属层以及第二镀金属层；25G DFB激光器芯片固定在热沉块上，并且位于背光探测器芯片的正上方，25G DFB激光器芯片的正极通过引线引出至第一镀金属层，25G DFB激光器芯片的负极与第二镀金属层电连接；第一镀金属层通过多根并联的键合金线与TO56管座的第一管脚电连接，第二镀金属层通过多根并联的键合金线与TO56管座的第二管脚电连接。

进一步的，25G高速激光器还包括陶瓷垫块，陶瓷垫块固定设置在TO56管座的中央，背光探测器芯片固定设置在陶瓷垫块上。

进一步的，陶瓷垫块上设有第三镀金属层，背光探测器的负极与第三镀金属层电连接，第三镀金属层通过键合金线与TO56管座的第三管脚电连接。

进一步的，陶瓷垫块通过导电银胶与TO56管座贴合固定，背光探测器芯片通过导电银胶与陶瓷垫块贴合固定。

进一步的，第一镀金属层以及第二镀金属层，间隔设置在热沉块靠近25GDFB激光器芯片的一面；25G DFB激光器芯片靠近热沉块的一面为25G DFB激光器芯片的负极，25GDFB激光器芯片的负极通过金锡共晶物与热沉块的第二镀金属层焊接。

进一步的，TO56管帽上设有透镜，透镜位于25G DFB激光器芯片的正上方，透镜中心与25G DFB激光器芯片的出光口同轴对准。

进一步的，TO56管帽焊接在TO56管座上。

进一步的，热沉块通过金锡共晶物焊接到TO56管座接地管脚的上表面，25GDFB激光器芯片通过金锡共晶物焊接到热沉块上。

本实用新型提供的同轴封装的25G高速激光器至少具有以下的有益效果：在热沉块上设有相互绝缘的第一镀金属层以及第二镀金属层，25G DFB激光器芯片的正极通过热沉块上的第一镀金属层与TO56管座的第一引脚连接，负极通过热沉块上的第二镀金属层与TO56管座的第二引脚连接，同时，在第一镀金属层与第一管脚之间，第二镀金属层与第二管脚之间采用多根并联的键合金线连接，以减少寄生电感，从而改善同轴封装的25G高速激光器的阻抗匹配和高频响应的问题，提高其稳定性，确保25G DFB激光器芯片的使用性能和质量需求。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本实用新型一种实施例的25G高速激光器的内部结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例的25G高速激光器的内部结构俯视图；

图3为本实用新型一种实施例的同轴封装的25G高速激光器的制作方法流程图；

1-TO56管座、2-陶瓷垫块、3-背光探测器芯片、4-热沉块、5-25G DFB激光器芯片、101-接地管脚、104-第一管脚、103-第二管脚、102-第三管脚、401-第一镀金属层、402-第二镀金属层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的一种实施例中，如图1、图2所示，同轴封装的25G高速激光器包括TO56管座1、罩在TO56管座1上方的TO56管帽(图中未示出)、背光探测器芯片3、热沉块4以及25G DFB激光器芯片5，其中：背光探测器芯片3固定在TO56管座1的中央，热沉块4固定在TO56管座1的接地管脚101上，热沉块4上设有相互绝缘的第一镀金属层401以及第二镀金属层402；25G DFB激光器芯片5固定在热沉块上，并且位于背光探测器芯片3的正上方，25GDFB激光器芯片5的正极通过引线(具体的，可以为金线)引出至第一镀金属层401，25G DFB激光器芯片5的负极与第二镀金属层402电连接；第一镀金属层401通过多根并联的键合金线与TO56管座1的第一管脚104电连接，第二镀金属层402通过多根并联的键合金线与TO56管座1的第二管脚103电连接。其中，第一镀金属层401以及第一管脚104之间的键合金线的数量，第二镀金属层402以及第二管脚103之间的键合金线的数量可以由技术人员根据实际需要自行设置，本发明对此不作限制。

具体的，热沉块4上的第一镀金属层、第二镀金属层可以间隔设置在热沉块4的一表面上，第一镀金属层设置在右侧，第二镀金属层设置在左侧，且中间间隔不相接，以实现第一镀金属层、第二镀金属层的绝缘。或者热沉块4上的第一镀金属层设置在第二镀金属层上，覆盖部分第二镀金属层，且第一镀金属层与第二镀金属层之间设有绝缘材料，使第一镀金属层、第二镀金属层绝缘。本实用新型对第一镀金属层、第二镀金属层的设置方式不作限定，本领域技术人员可根据需要自行设定。

更具体的，在本实施例中25G DFB激光器芯片为LD芯片(激光二极管芯片)，背光探测器芯片为PD芯片(光电二极管芯片)。

本实施例中提供的同轴封装的25G高速激光器，在热沉块上设有相互绝缘的第一镀金属层以及第二镀金属层，先将25G DFB激光器芯片的正极通过引线引出至第一镀金属层，再将第一镀金属层通过多根并联的键合金线与第一管脚连接，解决了25G DFB激光器芯片焊盘空间有限的问题，而在第一镀金属层与第一管脚之间，第二镀金属层与第二管脚之间采用多根并联的键合金线连接，有效的减少了寄生电感，从而改善同轴封装的25G高速激光器的阻抗匹配和高频响应的问题，提高其稳定性。

在本实用新型的又一种实施例中，25G高速激光器还包括陶瓷垫块2，陶瓷垫块2固定设置在TO56管座1的中央，背光探测器芯片3固定设置在陶瓷垫块2上。进一步的，陶瓷垫块2上设有第三镀金属层(图中未示出)，背光探测器芯片3的负极与第三镀金属层电连接，第三镀金属层通过键合金线与TO56管座的第三管脚102电连接。更近一步的，背光探测器芯片3的正极与TO56管座1的接地管脚1电连接。

在本实用新型的又一种实施例中，陶瓷垫块2通过导电银胶与TO56管座1贴合固定，背光探测器芯片3通过导电银胶与陶瓷垫块2贴合固定。具体的通过导电银胶将陶瓷垫块2贴在TO56管座1上，将背光探测器芯片3贴在陶瓷垫块2上，并通过适宜的温度进行固化，实现贴合固定。由于导电银胶工艺简单，易于操作，可提高生产效率，同时，使用导电银胶粘贴固定，避免了使用焊接时由于高温导致的材料变形、电子器件的热损伤和内应力的形成。

在本实用新型的又一种实施例中，第一镀金属层401以及第二镀金属层402，设置在热沉块4靠近25G DFB激光器芯片5的一面；25G DFB激光器芯片5靠近热沉块4的一面为25G DFB激光器芯片5的负极，25G DFB激光器芯片5的负极通过金锡共晶物与热沉块4的第二镀金属层402焊接。金锡(Au/Sn)共晶焊料是一种硬焊料合金，具有稳定性高、熔点高、耐腐蚀性强、润湿性好、导热系数高、表面张力高等优点。如果工艺过程中采用了工艺气体，则不需要助焊剂，降低了芯片键合过程中受污染的风险。

在本实用新型的又一种实施例中，TO56管帽上设有透镜，透镜位于25G DFB激光器芯片5的正上方，透镜中心与25G DFB激光器芯片5的出光口同轴对准。

在本实用新型的又一种实施例中，TO56管帽焊接在TO56管座1上，使得管座内部结构与外界环境隔绝，达到气密性要求。

在本实用新型的又一种实施例中，热沉块4通过金锡共晶物焊接到TO56管座1接地管脚的上表面，25G DFB激光器芯片5通过金锡共晶物焊接到热沉块4上。

本实用新型所使用的共晶材料为金锡合金，其熔接温度在270度至320度之间，采用共晶焊接的方式，不但能够使25G DFB激光器芯片5非常牢固的固定于热沉块4上，而且能够保证25G DFB激光器芯片5非常精准的处于理想固定位置。

如图3所示，本实用新型提供的同轴封装的25G高速激光器的制作方法，包括以下步骤：

步骤S301：将陶瓷垫块固定在TO56管座的中央，将背光探测器芯片固定在陶瓷垫块上。

具体的，使用导电银胶将陶瓷垫块贴合固定在TO56管座的中央，并使用导电银胶将背光探测器芯片贴合固定在陶瓷垫块上。更具体的，陶瓷垫块贴合背光探测器芯片的一面设有第三镀金属层，背光探测器芯片的负极通过导电银胶贴合在第三镀金属层上。

步骤S302：将热沉块固定在TO56管座的接地管脚。

具体的，热沉块为在表面设置有相互绝缘的第一镀金属层以及第二镀金属层的热沉块，第一镀金属层与第二镀金属层绝缘。

更具体的，在本步骤中，采用共晶金锡焊料粘贴工艺，将热沉块与TO56管座的接地管脚焊接。

步骤S303：将25G DFB激光器芯片固定在热沉块上，使25G DFB激光器芯片位于背光探测器芯片的正上方，将25G DFB激光器芯片的正极通过引线引出至第一镀金属层，将25G DFB激光器芯片的负极以及第二镀金属层通过金锡共晶物进行焊接。

具体的，采用共晶金锡焊料粘贴工艺，将25G DFB激光器芯片与热沉块焊接，使25GDFB激光器芯片的发光条与TO56管座的中心轴对准。

更具体的，将25G DFB激光器芯片的发光条与TO56管座的中心轴对准，即可实现25G DFB激光器芯片的出光口与TO56管座的中心轴对准。

步骤S304：通过金线键合设备，将第一镀金属层以及TO56管座的第一管脚通过多根并联的键合金线进行连接，将第二镀金属层以及TO56管座的第二管脚通过多根并联的键合金线进行连接。

进一步的，本步骤还包括，通过金线键合设备，将第三镀金属层以及TO56管座的第三管脚电连接，将背光探测器芯片的正极与TO56管座的接地管脚电连接。

步骤S305：通过封帽机，将TO56管帽与TO56管座焊接，使TO56管帽的透镜中心与25G DFB激光器芯片的出光口同轴对准。

根据本实施例提供的制作方法制作出来的同轴封装的25G高速激光器，由于采用了多根并联的键合金丝连接第一镀金属层与第一管脚、第二镀金属层与第二管脚，有效减少寄生电感，从而改善同轴封装的25G高速激光器的阻抗匹配和高频响应的问题，提高其稳定性。

本实用新型说明书中使用的术语和措辞仅仅为了举例说明，并不意味构成限定。本领域技术人员应当理解，在不脱离所公开的实施方式的基本原理的前提下，对上述实施方式中的各细节可进行各种变化。因此，本实用新型的范围只由权利要求确定，在权利要求中，除非另有说明，所有的术语应按最宽泛合理的意思进行理解。

Claims (8)

1.一种同轴封装的25G高速激光器，其特征在于，包括TO56管座、罩在所述TO56管座上方的TO56管帽、背光探测器芯片、热沉块以及25G DFB激光器芯片，其中：

所述背光探测器芯片固定在所述TO56管座的中央，所述热沉块固定在所述TO56管座的接地管脚上，所述热沉块上设有相互绝缘的第一镀金属层以及第二镀金属层；

所述25G DFB激光器芯片固定在所述热沉块上，并且位于所述背光探测器芯片的正上方，所述25G DFB激光器芯片的正极通过引线引出至所述第一镀金属层，所述25G DFB激光器芯片的负极与所述第二镀金属层电连接；

所述第一镀金属层通过多根并联的键合金线与所述TO56管座的第一管脚电连接，所述第二镀金属层通过多根并联的键合金线与所述TO56管座的第二管脚电连接。

2.根据权利要求1所述的同轴封装的25G高速激光器，其特征在于，所述25G高速激光器还包括陶瓷垫块，所述陶瓷垫块固定设置在所述TO56管座的中央，所述背光探测器芯片固定设置在所述陶瓷垫块上。

3.根据权利要求2所述的同轴封装的25G高速激光器，其特征在于，所述陶瓷垫块通过导电银胶与所述TO56管座贴合固定，所述背光探测器芯片通过导电银胶与所述陶瓷垫块贴合固定。

4.根据权利要求2所述的同轴封装的25G高速激光器，其特征在于，所述陶瓷垫块上设有第三镀金属层，所述背光探测器芯片的负极与所述第三镀金属层电连接，所述第三镀金属层通过键合金线与所述TO56管座的第三管脚电连接。

5.根据权利要求1所述的同轴封装的25G高速激光器，其特征在于，

所述第一镀金属层以及所述第二镀金属层，设置在所述热沉块靠近所述25G DFB激光器芯片的一面；

所述25G DFB激光器芯片靠近所述热沉块的一面为所述25G DFB激光器芯片的负极，所述25G DFB激光器芯片的负极通过金锡共晶物与所述热沉块的第二镀金属层焊接。

6.根据权利要求1所述的同轴封装的25G高速激光器，其特征在于，所述TO56管帽上设有透镜，所述透镜位于25G DFB激光器芯片的正上方，所述透镜中心与所述25G DFB激光器芯片的出光口同轴对准。

7.根据权利要求1所述的同轴封装的25G高速激光器，其特征在于，所述TO56管帽焊接在所述TO56管座上。

8.根据权利要求1所述的同轴封装的25G高速激光器，其特征在于，所述热沉块通过金锡共晶物焊接到所述TO56管座接地管脚的上表面，所述25G DFB激光器芯片通过金锡共晶物焊接到所述热沉块上。

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