光器件封裝詳解-預(yù)覽頁
【正文】 ，通過鍵合的方法與外部實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，并且TOCAN一定要密閉封裝。 同軸型激光器外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 蝶形光發(fā)送器件的封裝結(jié)構(gòu)蝶形封裝因其外形而得名，這種封裝形式一直被光通信系統(tǒng)所采用。一般光路上有兩個(gè)透鏡，第一透鏡用于準(zhǔn)直，第二透鏡進(jìn)行聚焦，當(dāng)然也可以使用錐形光纖或者在尾部制作了透鏡的光纖進(jìn)行耦合。TOCAN是主要部件，里面集成了探測(cè)器（PIN或者APD） 同軸型光接收器件外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和前置放大器，通過鍵合的方法與外部實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，并且一定要密閉封裝。尾纖的固定一般采用環(huán)氧樹脂粘接或者采用激光焊接，另外可以使用單透鏡結(jié)構(gòu)或者直接在光纖端面制作透鏡的方法來提高耦合效率。它一般由發(fā)送和接收兩部分構(gòu)成，發(fā)送部分輸入一定碼率的電信號(hào)（155M、622M、）經(jīng)內(nèi)部驅(qū)動(dòng)芯片處理后，驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器（LD）或發(fā)光二極管（LED）發(fā)射出相應(yīng)速率的調(diào)制光信號(hào)，并且其內(nèi)部帶有光功率自動(dòng)控制電路，使輸出的光功率保持穩(wěn)定。光接口有SC、MTRJ、LC等形式。發(fā)送部分由同軸型激光器（）、驅(qū)動(dòng)電路、控制電路等幾部分構(gòu)成，有些模塊還具有發(fā)送使能、檢測(cè)輸出以及自動(dòng)溫度補(bǔ)償?shù)?；接收部分主要由PINFET前放組件（）和主放電路兩部分組成，并具有無光告警；，圖中左邊是大封裝模塊的典型外形圖，右邊是兩個(gè)不同廠家模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（19封裝和29封裝模塊的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)一樣）。GBIC模塊的光接口類型也是SC型，外形也是大尺寸，內(nèi)部也是包含發(fā)送和接收兩部分。小封裝光收發(fā)模塊的光接口形式有多種，如MTRJ、LC、MU、VF－4E3000等。 SFF型210封裝LC光接口收發(fā)一體模塊外形和內(nèi)部詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖 SFF型25封裝MTRJ光接口收發(fā)一體模塊外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 SFP（Small Form Factor Pluggable）小型可插拔式光收發(fā)一體模塊 SFP為支持熱插拔的小型光收發(fā)一體模塊，光接口類型主要有LC和MTRJ兩種，其體積是19大封裝的一半，因此單板上可以獲得更高的集成度。（1）光學(xué)子裝配（OSA）光學(xué)子裝配（OSA）包括發(fā)送光學(xué)子裝配（TOSA）和接收光學(xué)子裝配（ROSA），是收發(fā)一體模塊的主要部件。另外，采用何種光路結(jié)構(gòu)還與器件的類別有關(guān)，一般單模激光器要求對(duì)準(zhǔn)精度較高，因此多采用金屬結(jié)構(gòu)且光接口多用陶瓷套筒，而多模激光器由于對(duì)準(zhǔn)精度要求不高而采用塑料結(jié)構(gòu)。COB的生產(chǎn)過程是將集成電路芯片用含銀的環(huán)氧樹脂膠直接粘接在電路板上，并經(jīng)過引線鍵合（wire bonding），再加上適當(dāng)抗垂流性的環(huán)氧樹脂或硅烷樹脂（silicone）將COB區(qū)域密封，這樣可以省掉集成電路的封裝成本，但使用這種封裝的模塊生產(chǎn)工藝復(fù)雜，且可靠性不高。而對(duì)于一些數(shù)據(jù)通信用的光電子器件，由于可靠性要求沒有傳輸系統(tǒng)高，有時(shí)候基于成本的考慮可以采用非密閉封裝，而且殼體可以使用鑄模塑料。有時(shí)，管殼也用多層陶瓷來制作。由于陶瓷材料有更好的電性能，因此這種方式的信號(hào)速率可以達(dá)到2Gb/s。因此，對(duì)于高速率的信號(hào)間互聯(lián)一般通過同軸電纜來實(shí)現(xiàn)，這樣業(yè)界對(duì)于10Gb/s或更高速率的有源光器件的電接口都采用同軸電纜的方式，、。由于光纖和套管間有很多的空隙，所以焊錫用量較大，有時(shí)為了減小焊錫的用量，先將光纖焊接到一個(gè)小的金屬套管上，然后再焊接到管殼的套管中，但這樣會(huì)有兩次焊接操作并需要不同熔點(diǎn)的焊料，增加了工藝的復(fù)雜度，不利于自動(dòng)化生產(chǎn)。采用透鏡耦合方式，從激光器到光纖間的距離較長(zhǎng)，整個(gè)光路上元件的微小位移都會(huì)引起耦合下降。 小型雙列直插封裝管殼外形尺寸圖 小型雙列直插封裝管殼制作流程圖 多層陶瓷蝶形封裝（Multilayer ceramic butterfly type packages）多層陶瓷蝶形封裝是光通信系統(tǒng)中激光器和泵浦激光器常用的一種封裝結(jié)構(gòu)，其主要應(yīng)用范圍是OC192（STM64）、OC48（STM16）、DWDM等高速率激光器、泵浦激光器、可調(diào)激光器以及激光調(diào)制器等，其可靠性較高并且易于滿足客戶的各種需求，而且陶瓷電通路還可采用射頻連接器，所以該封裝的應(yīng)用范圍很廣。利用透鏡耦合可以獲得比直接耦合更高的耦合效率。 直接耦合的兩種方式錐形光纖是在光纖的末梢結(jié)合了一個(gè)透鏡，主要可以通過下面兩種方法形成：1．熔化并將光纖末端拉制成錐形，這一方法將使纖芯和包層均被錐形化。2．腐蝕或者打磨，該方法在光纖端面形成透鏡的同時(shí)保持纖芯的直徑不發(fā)生變化。因此，光纖必須延伸進(jìn)封裝內(nèi)部，此時(shí)，如果器件要求密閉封裝，還要對(duì)光纖進(jìn)行金屬化以便與管殼進(jìn)行密封處理。當(dāng)使用單透鏡時(shí)，激光器到光纖端面的距離由透鏡前后兩面的半徑?jīng)Q定。 透鏡耦合的幾種方式 對(duì)準(zhǔn)技術(shù)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)一般分為“有源對(duì)準(zhǔn)”（active alignment）和“無源對(duì)準(zhǔn)”（passive alignment）。下面是業(yè)界使用的一些對(duì)準(zhǔn)技術(shù)的例子。在光發(fā)送器件里面，常用這種小型的制冷器來控制激光器管芯的溫度，使其溫度保持一個(gè)恒定的值，以保持激光器性能（功率、光譜等）的穩(wěn)定。 激光器管芯和背光管組件在一個(gè)有源光器件內(nèi)部包含了各個(gè)子組件，由這些子組件按照一定的裝配順序組裝成為一個(gè)完整的器件。組裝時(shí)一般都是通過焊料與其他部分焊接在一起。與玻璃折射率相匹配的透明紫外膠（）在室溫或紫外線的照射下能迅速固化，而且固化過程可以暴露在空氣中進(jìn)行。傳統(tǒng)的有機(jī)粘膠主要用于將器件粘接到襯底以達(dá)到綁定的目的，同時(shí)也可用于熱傳導(dǎo)或者電傳導(dǎo)。 膠膠是光電子器件封裝過程中常用的材料，常用的有環(huán)氧樹脂、硅膠、尿烷、丙烯酸、聚酰亞胺等。 制造過程中可能使用各種溶劑對(duì)器件進(jìn)行清洗，因此，器件所使用的膠要有抗各種溶劑溶解和腐蝕的能力。各點(diǎn)所使用的焊錫情況，從圖中可以看出器件內(nèi)部各點(diǎn)使用的焊錫熔點(diǎn)是不一樣的，這樣有利于裝配。此外，玻璃密封劑還可以在高溫或低溫下處理以滿足不同應(yīng)用的需要
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