[發明專利]一種帶有制冷器的光模塊元器件封裝結構以及封裝工藝

在審

• 申請號: 202010600824.8
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111610607A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 黃晶晶
• 申請（專利權）人: 安徽尚夏智能科技有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種帶有制冷器的光模塊元器件封裝結構，包括散熱圓筒體、封蓋體及光纜接入筒體，散熱圓筒體外壁設一圈散熱柵欄，內壁嵌有制冷器長條體，制冷器長條體冷卻面由U型槽滑動配合微型熱管，微型熱管蒸發端架設激光器發射頭，激光器發射頭固接激光器發生器凸臺，微型熱管中部固接回形隔熱框體及支撐滑桿；支撐滑桿依次架設激光器發生器凸臺、回形隔熱框體、第一透鏡框、隔離器筒體及第二透鏡框，支撐滑桿卡接光纜接入筒體和光纜體；本發明還提出對應的封裝工藝。本發明實現了一種密封型的快速散熱封裝結構，具有較佳防塵防水功能，結構簡單明了，同時綜合了現有同軸封裝的結構簡單及低成本特性和蝶形封裝的快速散熱特性。

技術領域

本發明涉及光器件封裝技術領域，尤其涉及一種帶有制冷器的光模塊元器件封裝結構以及封裝工藝。

背景技術

TOSA、ROSA和電芯片是光模塊中成本比重最高的三個部分，分別占35%、23%和18%。TOSA、ROSA中的技術壁壘主要在于兩方面：光芯片和封裝技術。

一般ROSA中封裝有分光器、光電二極管(將光壓裝換成電壓)和跨阻放大器(放大電壓信號)，TOSA中封裝有激光驅動器、激光器和復用器。其中激光驅動器和激光器的散熱快慢關乎整個芯片的運行穩定性，因此一般在激光發射筒體外接觸制冷器，主要用于激光發射筒體的散熱。

現有采用制冷器的TOSA封裝結構主要為蝶形封裝，所謂蝶形封裝：殼體通常為長方體，結構及實現功能通常比較復雜，可以內置制冷器、熱沉、陶瓷基塊、芯片、熱敏電阻、背光監控，并且可以支持所有以上部件的鍵合引線，殼體面積大，散熱好，可以用于各種速率及80km長距離傳輸。

蝶形封裝的優點是明顯的，但確定是封裝成本遠高于TO-CAN同軸封裝，所謂TO-CAN同軸封裝：殼體通常為圓柱形，因為其體積小，難以內置制冷，散熱困難，難以用于大電流下的高功率輸出，故而難以用于長距離傳輸。目前最主要的用途還在于2.5Gbit/s及10Gbit/s短距離傳輸，但成本低廉，工藝簡單。

基于以上闡述，本發明試圖整合蝶形封裝的高散熱性和同軸封裝的低成本，提出一種兼顧高散熱性和結構簡單低成本特性的新型封裝結構。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種帶有制冷器的光模塊元器件封裝結構以及封裝工藝。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種帶有制冷器的光模塊元器件封裝結構，包括散熱圓筒體、密封嵌套在散熱圓筒體一端面的封蓋體以及焊接在散熱圓筒體另一端面的光纜接入筒體，散熱圓筒體的外壁設有一圈散熱柵欄，散熱圓筒體的內壁密封嵌入有制冷器長條體，四組制冷器長條體沿散熱圓筒體的軸心線呈環形對稱分布，制冷器長條體的發熱面與散熱柵欄接觸，制冷器長條體的冷卻面朝向散熱圓筒體的軸心線；

制冷器長條體的冷卻面由兩塊弧三角形擋塊形成一個U型槽，U型槽的長度方向與散熱圓筒體的軸心線平行，U型槽內滑動配合有微型熱管，微型熱管一端面為冷凝端且與制冷器長條體的冷卻面滑動貼合，微型熱管另一端面為蒸發端且為弧形槽狀，四組微型熱管的弧形槽狀架設有激光器發射頭，激光器發射頭外壁為圓柱面且與四組微型熱管的蒸發端滑動接觸，四組微型熱管的中部滑動套接在回形隔熱框體四條邊的中心部位，回形隔熱框體四個角位置的中心部位還分別穿接有支撐滑桿；

激光器發射頭一端面固接有激光器發生器凸臺，激光器發生器凸臺內設有與激光器發射頭電性連接的激光發射電路，激光器發生器凸臺的小圓柱體內接在回形隔熱框體的內部正方形中，激光器發生器凸臺大圓柱體的外壁分別與支撐滑桿桿壁接觸，支撐滑桿的桿壁上設有彈性凸點，激光器發生器凸臺遠離激光器發射頭的端面由四組彈性凸點定位，激光器發生器凸臺遠離激光器發射頭的端面中心固接有電信號引入線，封蓋體中心設有與電信號引入線密封套接的通孔，封蓋體外側壁設有與支撐滑桿對應的鏜孔，支撐滑桿嵌入鏜孔內的一端設有圓形封端片，封蓋體四周通過密封膠固接在散熱圓筒體一端開口處；