[發明專利]一種光電模塊氣密性組裝方法

有效

• 申請號: 201811271310.1
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109459827B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 鄭毅;薛亞慧;高蘇芳;邵領會;皇甫蓬勃;米星宇;王雙龍;劉暉
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42;G02B6/43
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種光電模塊氣密性組裝方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、制備AlN散熱板、管座（5）和金屬轉接頭（2），將VCSEL激光器和接收器粘接到AlN散熱板上，將AlN散熱板粘接到LTCC陶瓷基板上，將LTCC陶瓷基板粘接到管座（5）中；

步驟2、將金屬轉接頭（2）焊接到金屬化光纖（1）的一端上，金屬化光纖（1）的另一端去金屬化成為裸光纖；制作V型槽（4），將裸光纖放入V型槽（4）中，并在V型槽（4）上蓋上固定板（3），將V型槽（4）與金屬轉接頭（2）的距離調整至設計值，然后將光纖固定在V型槽（4）中；

步驟3、將金屬化光纖（1）穿過管座（5）側壁的光纖接口（11）；

步驟4、將V型槽（4）和管座（5）放在光學平臺上；

步驟5、給VCSEL激光器通電，VCSEL激光器的光線耦合進金屬化光纖（1），光纖尾端通過夾具耦合進激光功率計，然后用激光功率對金屬化光纖（1）導出的光進行實時功率測量；

步驟6、調整V型槽（4）的位置，同時觀察激光功率計的實時測量值，測量值與VCSEL激光器輸出的光功率之比視為耦合效率，當耦合效率大于50%時，對位成功，進行步驟7，若始終不能對位成功，進行步驟1，重新開始組裝；

步驟7、將V型槽（4）固定在LTCC陶瓷基板上，將金屬轉接頭（2）和管座側壁的光纖接口（11）焊接；

步驟8、將光電模塊的蓋板焊接到管座（5）上；

步驟1中，將VCSEL激光器和接收器粘接到AlN散熱板，以及AlN散熱板粘接到模塊基板上，均使用絕緣膠作為粘接劑，絕緣膠固化溫度為150℃，耐溫300℃；

LTCC陶瓷基板粘接到管座（5）上，使用導熱膠作為粘接劑，導熱膠固化溫度為150℃，耐溫為210℃；

金屬轉接頭（2）焊接到金屬化光纖（1）上，所用焊料的熔點大于250℃，焊接溫度為310℃，焊接時間20s；

金屬化光纖（1）與V型槽（4）的固定以及V型槽（4）與LTCC陶瓷基板的固定，均采用為低溫固化聚酰亞胺作為粘接劑，低溫固化聚酰亞胺的固化溫度為160℃，耐溫為334℃；

金屬轉接頭（2）和光纖接口（11）焊接時，所用焊料為熔點小于170℃的焊料，焊接溫度為200℃，焊接時間為20s。

2.根據權利要求1所述的一種光電模塊氣密性組裝方法，其特征在于，在步驟3之前，將與VCSEL激光器或接收器耦合的V型槽（4）與金屬化光纖（1）的端面進行研磨，使V型槽（4）與金屬化光纖（1）的端面與水平面之間的夾角為45°～60°。

3.根據權利要求2所述的一種光電模塊氣密性組裝方法，其特征在于，與VCSEL激光器及接收器相對的V型槽（4）與金屬化光纖（1）的端面研磨后，在金屬化光纖（1）的端面上鍍一層反射膜。

4.根據權利要求1所述的一種光電模塊氣密性組裝方法，其特征在于，步驟1中，金屬轉接頭（2）為臺階軸，光纖接口（11）上設置有若干與金屬轉接頭（2）相適配的臺階孔（8），當金屬轉接頭（2）伸入臺階孔（8）時，金屬轉接頭（2）和臺階孔（8）間隙配合。

5.根據權利要求1所述的一種光電模塊氣密性組裝方法，其特征在于，金屬化光纖（1）的涂覆層為金或鎳。

6.根據權利要求1所述的一種光電模塊氣密性組裝方法，其特征在于，步驟6中，采用多軸微位移平臺對V型槽（4）的位置進行調整。

7.根據權利要求1所述的一種光電模塊氣密性組裝方法，其特征在于，步驟8中，通過激光縫焊或平行縫焊將光電模塊的蓋板與管座（5）焊接。