光收发模块的封装方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410251942.7

申请日:

2014.06.09

公开号:

CN104020536A

公开日:

2014.09.03

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):G02B 6/42申请日:20140609|||公开

IPC分类号:

G02B6/42

主分类号:

G02B6/42

申请人:

昂纳信息技术(深圳)有限公司

发明人:

雷奖清; 杨代荣; 李连城; 华一敏

地址:

518118 广东省深圳市坪山新区翠景路35号

优先权:

专利代理机构:

深圳市君盈知识产权事务所(普通合伙) 44315

代理人:

陈琳

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内容摘要

本发明提供的光收发模块的封装方法,包含:提供氮化铝基板;再将氮化铝基板固定到金属散热块上;然后将壳体与金属散热块进行固定;固定封装外壳和壳体和壳盖;最后将壳体和壳盖进行阶梯式焊接后,在壳体的光纤输出孔处进行密封,阶梯的焊接方式,从而加强焊接的气密性,同时降低了生产成本,缓解市场压力。

权利要求书

权利要求书
1.  光收发模块的封装方法,包含:
提供氮化铝基板;将光收发模块的电路芯片熔接到氮化铝基板上;
提供金属散热块;将氮化铝基板固定到金属散热块上;
提供封装外壳;封装外壳包括壳体、壳盖,其中壳体上包括导电管脚、滤波固定孔、接收器的固定孔及光纤输出孔;首先,将光收发模块中包括的滤波片固定到滤波片固定孔;再将电路芯片的焊盘与导电管脚键合导通;然后固定尾纤与电路芯片;最后固定接收器;
固定封装外壳和壳体和壳盖;将壳体和壳盖进行阶梯式焊接后,在壳体的光纤输出孔处进行密封。

2.  根据权利要求1所述的光收发模块的封装方法,其特征在于:通过注塑方式将壳体、导电管脚、滤波片固定孔、接收器的固定孔及光纤输出孔一体成型。

3.  根据权利要求1所述的光收发模块的封装方法,其特征在于:氮化铝基板与电路芯片的熔接温度设置为280℃,时间设置为2Min。

4.  根据权利要求1所述的光收发模块的封装方法,其特征在于:金属散热块设置为T型。

5.  根据权利要求1或4所述的光收发模块的封装方法,其特征在于:氮化铝基板与金属散热块之间的固定方式采用黏结剂进行黏结。

6.  根据权利要求1所述的光收发模块的封装方法,其特征在于:滤波片封装到滤波片固定孔中采用黏结剂进行黏结。

7.  根据权利要求1所述的光收发模块的封装方法,其特征在于:尾纤和电路芯片之间的固定方式采用黏结剂进行黏结。

说明书

说明书光收发模块的封装方法
技术领域
本发明是关于一种封装方法,特别涉及光收发模块的封装方法。 
背景技术
近年来随着宽带网络的普及,数据中心各层次设备(器件)之间需要实现高速互联,为实现低成本、低功耗、高密度的传输,业界在面向外网的核心路由器采用QSFP模块作为传输端口,后期该QSFP模块将逐步扩延至交换机及服务器层次。其中QSFP的收发器(transceiver)中的光发射次模块和光接收次模块统称为光收发模块。 
光收发模块的封装方法也可以说是指安装光收发模块电路芯片用的外壳,它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁——芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接。因此,对于很多光学产品而言,封装技术都是非常关键的一环。随着市场的压力,迫切需要开发更低成本的封装方法。 
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足,提供一种新的光收发模块的封装方法。 
为了达到上述发明目的,本发明提供的技术方案如下:光收发模块的封装 方法,包含: 
提供氮化铝基板;将光收发模块的电路芯片熔接到氮化铝基板上; 
提供金属散热块;将氮化铝基板固定到金属散热块上; 
提供封装外壳;封装外壳包括壳体、壳盖,其中壳体上包括导电管脚、滤波固定孔、接收器的固定孔及光纤输出孔;首先,将光收发模块中包括的滤波片固定到滤波片固定孔;再将电路芯片的焊盘与导电管脚键合导通;然后固定尾纤与电路芯片;最后固定接收器; 
固定封装外壳和壳体和壳盖;将壳体和壳盖进行阶梯式焊接后,在壳体的光纤输出孔处进行密封。 
其中,优选实施方式为:通过注塑方式将壳体、导电管脚、滤波片固定孔、接收器的固定孔及光纤输出孔一体成型。 
其中,优选实施方式为:氮化铝基板与电路芯片的熔接温度设置为280℃,时间设置为2Min。 
其中,优选实施方式为:金属散热块设置为T型。 
其中,优选实施方式为:氮化铝基板与金属散热块之间的固定方式采用黏结剂进行黏结。 
其中,优选实施方式为:滤波片封装到滤波片固定孔中采用黏结剂进行黏结。 
其中,优选实施方式为:尾纤和电路芯片之间的固定方式采用黏结剂进行黏结。 
与现有技术相比,本发明的光收发模块的封装方法的优点和积极效果是:首先,本发明封装方法的壳体与壳盖的固定是通过阶梯的焊接方式,从而加强 焊接的气密性;其次,滤波片固定孔设置为V型槽通孔,既方便了滤波片放进壳体,又有效的挡住或吸收尾纤输出的散射光;再次,金属散热块设置为T型,有效的防止金属散热块与壳体的脱离,同时增加金属散热块与壳体接触面的气密性;最后,本实施例的光收发模块的封装方法通过注塑方式将壳体、导电管脚、滤波片固定孔、接收器的固定孔及光纤输出孔一体成型,降低了生产成本,缓解市场压力。 
附图说明
图1a至图1c为本发明的光收发模块的封装方法的流程示意图。 
图2为本发明的封装外壳的结构示意图。 
图3a至图3e为本发明的壳体与金属散热块的固定流程示意图。 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步详细说明。图1a至图1c为本发明的光收发模块的封装方法的流程示意图。 
本实施例的光收发模块的封装方法通过注塑方式将壳体10、导电管脚11、滤波片固定孔31、接收器的固定孔41及光纤输出孔51一体成型。 
本发明的光收发模块包括电路芯片C1、接收器R1和尾纤P1。其中,电路芯片C1上集成了激光器L1、波导W1等元器件。 
本发明的光收发模块的封装方法中,需提供外接电源及外接光源,以便在封装过程中的调试使用。 
光收发模块的详细封装方法步骤为: 
第一步,提供氮化铝基板100。将光收发模块的电路芯片C1熔接到氮化铝基板100上。其中,熔接采用如下方式:将电路芯片C1和氮化铝基板100放置在真空炉中,温度设置为280℃,熔接时间设置为2Min。 
第二步,提供金属散热块20。且该金属散热块20设置为T型。将上述步骤一中的氮化铝基板100及熔接在氮化铝基板100上的电路芯片C1固定到金属散热块20上。其中,氮化铝基板100与金属散热块20的固定采用黏结剂黏结的方式,优选采用导电胶。此时,氮化铝基板100的上表面与电路芯片C1熔接,下表面与金属散热块20相连。如图1b所示。 
第三步,提供封装外壳300。封装外壳300包括壳体10、壳盖10’,其中壳体10上包括导电管脚11、滤波片固定孔31、接收器的固定孔41及光纤输出孔51。如图2所示。其中,壳体10与金属散热块20的固定步骤如下所述: 
首先,将光收发模块中包括的滤波片固定到封装外壳300的滤波片固定孔31。其中,滤波片的固定采用黏结剂黏结的方式,优选采用导电胶。其中滤波片固定孔31设置为V型槽通孔,方便滤波片的放置。如图3a所示。 
其次,将电路芯片C1的焊盘与导电管脚11键合导通。导通方式优选为采用直径为25μm的金(Au)丝连结电路芯片C1的焊盘与导电管脚11。如图3b所示。 
再次,固定尾纤P1和电路芯片C1。使用外接电源通电至封装外壳300的导电管脚11,由于导电管脚11与电路芯片C1电性连结,因此与电路芯片C1中集成的激光器L1发光。同时尾纤P1接收激光器L1发出的光,当监测尾纤接收到指定功率的光时,将尾纤P1和电路芯片C1固定。其中,尾纤P1和电路芯片C1固定方式采用黏结剂黏结的方式,优选采用UV胶。如图3c所示。 
最后,固定接收器R1。将外接光源与尾纤P1相连结,因此外接光源输出的 光通过尾纤P1输出至电路芯片C1,同时由于波导W1集成在电路芯片C1上,因此外接光源输出的光通过波导W1的输出端进入接收器R1。根据输出光的功率,调节接收器R1的位置,当接收器R1接收的输出光达到指定功率时,将接收器R1固定在封装外壳300的接收器固定孔31处。其中,接收器R1的固定方式采用黏结剂黏结的方式,优选采用UV胶。如图3e所示。 
第四步,固定封装外壳300壳体10和壳盖10’。首先,通过超声波焊接机将壳体10和壳盖10’进行阶梯式的焊接;其次,在壳体10的光纤输出孔51处通过黏结剂进行密封。如图1c所示。 
与现有技术相比,本发明的光收发模块的封装方法的优点和积极效果是:首先,本发明封装方法的壳体10与壳盖10’的固定是通过阶梯的焊接方式,从而加强焊接的气密性;其次,滤波片固定孔31设置为V型槽通孔,既方便了滤波片放进壳体10,又有效的挡住或吸收尾纤P1输出的散射光;再次,金属散热块20设置为T型,有效的防止金属散热块20与壳体10的脱离,同时增加金属散热块20与壳体10接触面的气密性;最后,本发明的光收发模块的封装方法通过注塑方式将壳体10、导电管脚11、滤波片固定孔31、接收器的固定孔41及光纤输出孔51一体成型,降低了生产成本,缓解市场压力。 
以上所述,仅为本发明最佳实施例而已,并非用于限制本发明的范围,凡依本发明申请专利范围所作的等效变化或修饰,皆为本发明所涵盖。 

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1、(10)申请公布号 CN 104020536 A (43)申请公布日 2014.09.03 C N 1 0 4 0 2 0 5 3 6 A (21)申请号 201410251942.7 (22)申请日 2014.06.09 G02B 6/42(2006.01) (71)申请人昂纳信息技术(深圳)有限公司 地址 518118 广东省深圳市坪山新区翠景路 35号 (72)发明人雷奖清 杨代荣 李连城 华一敏 (74)专利代理机构深圳市君盈知识产权事务所 (普通合伙) 44315 代理人陈琳 (54) 发明名称 光收发模块的封装方法 (57) 摘要 本发明提供的光收发模块的封装方法,包含: 提供氮化。

2、铝基板;再将氮化铝基板固定到金属散 热块上;然后将壳体与金属散热块进行固定;固 定封装外壳和壳体和壳盖;最后将壳体和壳盖进 行阶梯式焊接后,在壳体的光纤输出孔处进行密 封,阶梯的焊接方式,从而加强焊接的气密性,同 时降低了生产成本,缓解市场压力。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 (10)申请公布号 CN 104020536 A CN 104020536 A 1/1页 2 1.光收发模块的封装方法,包含: 提供氮化铝基板;将光收发模块的电路芯片熔接到氮化铝基板上; 提供。

3、金属散热块;将氮化铝基板固定到金属散热块上; 提供封装外壳;封装外壳包括壳体、壳盖,其中壳体上包括导电管脚、滤波固定孔、接 收器的固定孔及光纤输出孔;首先,将光收发模块中包括的滤波片固定到滤波片固定孔; 再将电路芯片的焊盘与导电管脚键合导通;然后固定尾纤与电路芯片;最后固定接收器; 固定封装外壳和壳体和壳盖;将壳体和壳盖进行阶梯式焊接后,在壳体的光纤输出孔 处进行密封。 2.根据权利要求1所述的光收发模块的封装方法,其特征在于:通过注塑方式将壳体、 导电管脚、滤波片固定孔、接收器的固定孔及光纤输出孔一体成型。 3.根据权利要求1所述的光收发模块的封装方法,其特征在于:氮化铝基板与电路芯 片的熔。

4、接温度设置为280,时间设置为2Min。 4.根据权利要求1所述的光收发模块的封装方法,其特征在于:金属散热块设置为T 型。 5.根据权利要求1或4所述的光收发模块的封装方法,其特征在于:氮化铝基板与金 属散热块之间的固定方式采用黏结剂进行黏结。 6.根据权利要求1所述的光收发模块的封装方法,其特征在于:滤波片封装到滤波片 固定孔中采用黏结剂进行黏结。 7.根据权利要求1所述的光收发模块的封装方法,其特征在于:尾纤和电路芯片之间 的固定方式采用黏结剂进行黏结。 权 利 要 求 书CN 104020536 A 1/3页 3 光收发模块的封装方法 技术领域 0001 本发明是关于一种封装方法,特别。

5、涉及光收发模块的封装方法。 背景技术 0002 近年来随着宽带网络的普及,数据中心各层次设备(器件)之间需要实现高速互 联,为实现低成本、低功耗、高密度的传输,业界在面向外网的核心路由器采用QSFP模块作 为传输端口,后期该QSFP模块将逐步扩延至交换机及服务器层次。其中QSFP的收发器 (transceiver)中的光发射次模块和光接收次模块统称为光收发模块。 0003 光收发模块的封装方法也可以说是指安装光收发模块电路芯片用的外壳,它不仅 起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外 部电路的桥梁芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印。

6、刷电 路板上的导线与其他器件建立连接。因此,对于很多光学产品而言,封装技术都是非常关键 的一环。随着市场的压力,迫切需要开发更低成本的封装方法。 发明内容 0004 本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足,提供一种新的光收发模块的 封装方法。 0005 为了达到上述发明目的,本发明提供的技术方案如下:光收发模块的封装 方法, 包含: 0006 提供氮化铝基板;将光收发模块的电路芯片熔接到氮化铝基板上; 0007 提供金属散热块;将氮化铝基板固定到金属散热块上; 0008 提供封装外壳;封装外壳包括壳体、壳盖,其中壳体上包括导电管脚、滤波固定 孔、接收器的固定孔及光纤输出孔;首先,将光收发。

7、模块中包括的滤波片固定到滤波片固定 孔;再将电路芯片的焊盘与导电管脚键合导通;然后固定尾纤与电路芯片;最后固定接收 器; 0009 固定封装外壳和壳体和壳盖;将壳体和壳盖进行阶梯式焊接后,在壳体的光纤输 出孔处进行密封。 0010 其中,优选实施方式为:通过注塑方式将壳体、导电管脚、滤波片固定孔、接收器的 固定孔及光纤输出孔一体成型。 0011 其中,优选实施方式为:氮化铝基板与电路芯片的熔接温度设置为280,时间设 置为2Min。 0012 其中,优选实施方式为:金属散热块设置为T型。 0013 其中,优选实施方式为:氮化铝基板与金属散热块之间的固定方式采用黏结剂进 行黏结。 0014 其中。

8、,优选实施方式为:滤波片封装到滤波片固定孔中采用黏结剂进行黏结。 0015 其中,优选实施方式为:尾纤和电路芯片之间的固定方式采用黏结剂进行黏结。 说 明 书CN 104020536 A 2/3页 4 0016 与现有技术相比,本发明的光收发模块的封装方法的优点和积极效果是:首先, 本发明封装方法的壳体与壳盖的固定是通过阶梯的焊接方式,从而加强 焊接的气密性;其 次,滤波片固定孔设置为V型槽通孔,既方便了滤波片放进壳体,又有效的挡住或吸收尾纤 输出的散射光;再次,金属散热块设置为T型,有效的防止金属散热块与壳体的脱离,同时 增加金属散热块与壳体接触面的气密性;最后,本实施例的光收发模块的封装方。

9、法通过注 塑方式将壳体、导电管脚、滤波片固定孔、接收器的固定孔及光纤输出孔一体成型,降低了 生产成本,缓解市场压力。 附图说明 0017 图1a至图1c为本发明的光收发模块的封装方法的流程示意图。 0018 图2为本发明的封装外壳的结构示意图。 0019 图3a至图3e为本发明的壳体与金属散热块的固定流程示意图。 具体实施方式 0020 下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步详细说明。图1a至图1c为本 发明的光收发模块的封装方法的流程示意图。 0021 本实施例的光收发模块的封装方法通过注塑方式将壳体10、导电管脚11、滤波片 固定孔31、接收器的固定孔41及光纤输出孔51一体成型。 。

10、0022 本发明的光收发模块包括电路芯片C1、接收器R1和尾纤P1。其中,电路芯片C1 上集成了激光器L1、波导W1等元器件。 0023 本发明的光收发模块的封装方法中,需提供外接电源及外接光源,以便在封装过 程中的调试使用。 0024 光收发模块的详细封装方法步骤为: 0025 第一步,提供氮化铝基板100。将光收发模块的电路芯片C1熔接到氮化铝基板100 上。其中,熔接采用如下方式:将电路芯片C1和氮化铝基板100放置在真空炉中,温度设置 为280,熔接时间设置为2Min。 0026 第二步,提供金属散热块20。且该金属散热块20设置为T型。将上述步骤一中 的氮化铝基板100及熔接在氮化铝。

11、基板100上的电路芯片C1固定到金属散热块20上。其 中,氮化铝基板100与金属散热块20的固定采用黏结剂黏结的方式,优选采用导电胶。此 时,氮化铝基板100的上表面与电路芯片C1熔接,下表面与金属散热块20相连。如图1b 所示。 0027 第三步,提供封装外壳300。封装外壳300包括壳体10、壳盖10,其中壳体10上 包括导电管脚11、滤波片固定孔31、接收器的固定孔41及光纤输出孔51。如图2所示。其 中,壳体10与金属散热块20的固定步骤如下所述: 0028 首先,将光收发模块中包括的滤波片固定到封装外壳300的滤波片固定孔31。其 中,滤波片的固定采用黏结剂黏结的方式,优选采用导电胶。

12、。其中滤波片固定孔31设置为 V型槽通孔,方便滤波片的放置。如图3a所示。 0029 其次,将电路芯片C1的焊盘与导电管脚11键合导通。导通方式优选为采用直径 为25m的金(Au)丝连结电路芯片C1的焊盘与导电管脚11。如图3b所示。 说 明 书CN 104020536 A 3/3页 5 0030 再次,固定尾纤P1和电路芯片C1。使用外接电源通电至封装外壳300的导电管脚 11,由于导电管脚11与电路芯片C1电性连结,因此与电路芯片C1中集成的激光器L1发光。 同时尾纤P1接收激光器L1发出的光,当监测尾纤接收到指定功率的光时,将尾纤P1和电 路芯片C1固定。其中,尾纤P1和电路芯片C1固定。

13、方式采用黏结剂黏结的方式,优选采用 UV胶。如图3c所示。 0031 最后,固定接收器R1。将外接光源与尾纤P1相连结,因此外接光源输出的 光通过 尾纤P1输出至电路芯片C1,同时由于波导W1集成在电路芯片C1上,因此外接光源输出的 光通过波导W1的输出端进入接收器R1。根据输出光的功率,调节接收器R1的位置,当接收 器R1接收的输出光达到指定功率时,将接收器R1固定在封装外壳300的接收器固定孔31 处。其中,接收器R1的固定方式采用黏结剂黏结的方式,优选采用UV胶。如图3e所示。 0032 第四步,固定封装外壳300壳体10和壳盖10。首先,通过超声波焊接机将壳体 10和壳盖10进行阶梯式。

14、的焊接;其次,在壳体10的光纤输出孔51处通过黏结剂进行密 封。如图1c所示。 0033 与现有技术相比,本发明的光收发模块的封装方法的优点和积极效果是:首先,本 发明封装方法的壳体10与壳盖10的固定是通过阶梯的焊接方式,从而加强焊接的气密 性;其次,滤波片固定孔31设置为V型槽通孔,既方便了滤波片放进壳体10,又有效的挡住 或吸收尾纤P1输出的散射光;再次,金属散热块20设置为T型,有效的防止金属散热块20 与壳体10的脱离,同时增加金属散热块20与壳体10接触面的气密性;最后,本发明的光收 发模块的封装方法通过注塑方式将壳体10、导电管脚11、滤波片固定孔31、接收器的固定 孔41及光纤输出孔51一体成型,降低了生产成本,缓解市场压力。 0034 以上所述,仅为本发明最佳实施例而已,并非用于限制本发明的范围,凡依本发 明申请专利范围所作的等效变化或修饰,皆为本发明所涵盖。 说 明 书CN 104020536 A 1/4页 6 图1a 图1b 图1c 说 明 书 附 图CN 104020536 A 2/4页 7 图2 图3a 说 明 书 附 图CN 104020536 A 3/4页 8 图3b 图3c 图3d 说 明 书 附 图CN 104020536 A 4/4页 9 图3e 说 明 书 附 图CN 104020536 A 。

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