光器件封裝詳解-有源光器件的結(jié)構(gòu)和封裝-文庫吧資料
2025-06-23 12:59本頁面
【正文】 速率的有源光器件也是采用這種方式。 多層陶瓷 同軸連接器前面提到的幾種引腳設(shè)計(jì)，對于器件的安裝來說都是直接將器件焊接在PCB板上，而一般的PCB材料對于超過35Gb/s左右的信號很難提供良好的傳輸特性。 單層陶瓷 多層陶瓷多層陶瓷引線是在陶瓷層上通過金屬化的方法生成走線以實(shí)現(xiàn)模塊內(nèi)外的互聯(lián)。 玻璃密封引腳 單層陶瓷單層陶瓷引線與玻璃密封管腳相類似，只不過介質(zhì)使用的是陶瓷。根據(jù)電信號速率的不同，電通路主要有以下結(jié)構(gòu)：a． 玻璃密封管腳b． 單層陶瓷c． 多層陶瓷d． 同軸連接器 玻璃密封引腳玻璃密封引腳是直接利用玻璃介質(zhì)將電引腳密封于管殼上的過孔內(nèi)（），內(nèi)部元件與管腳間電信號的互聯(lián)一般通過鍵合實(shí)現(xiàn)。而可伐合金（Kovar）的熱膨脹系數(shù)與陶瓷接近，所以密封環(huán)和尾纖導(dǎo)管一般采用可伐合金，但可伐合金的導(dǎo)熱性能并不理想，所以在不是特別需要低熱阻的情況下，可伐合金才可以用來做基底。 熱傳遞對于一些發(fā)熱量較大或者需要工作溫度穩(wěn)定的有源光器件，管殼內(nèi)通常還會包含一個TEC制冷器（ThermoElectric Cooler），這種情況下，管殼的基底一般采用銅鎢合金（coppertungsten）構(gòu)成，以便起到良好的熱傳遞功能。典型的管殼由基底（base）、密封環(huán)（sealring）、電通路以及尾纖導(dǎo)管（fiber pipe）等部分構(gòu)成，這些部分為內(nèi)部芯片和電路提供了機(jī)械和環(huán)境保護(hù)，并且要求這些部件的熱膨脹系數(shù)相匹配，以便保證整個工作溫度范圍內(nèi)殼體密封性能的可靠性。 光收發(fā)一體模塊內(nèi)部所用的電路芯片3 有源光器件的外殼有源光器件的外殼主要實(shí)現(xiàn)以下一些功能：a． 機(jī)械以及環(huán)境保護(hù)b． 熱傳遞c． 保證光路的穩(wěn)定性d． 提供光通路和電通路 機(jī)械及環(huán)境保護(hù)用于傳輸系統(tǒng)的元器件要求具有較高的可靠性，特別是對于光器件要求就更高。 光收發(fā)一體模塊內(nèi)部常見的幾種電路板在電路設(shè)計(jì)上，光收發(fā)一體模塊主要采用專用集成電路構(gòu)成，也有直接在PCB板上綁定芯片的形式（COB：chip on board）。（2）電路板光收發(fā)一體模塊內(nèi)部使用的電路板主要有FR4材料的PCB板、柔性板或者在陶瓷基板上制作的電路板三種。而發(fā)送光學(xué)子裝配（TOSA）由于對準(zhǔn)精度要求較高，因而結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般為金屬結(jié)構(gòu)且光接口多使用陶瓷套筒，固定方法多采用激光點(diǎn)焊進(jìn)行固定。它主要由機(jī)械結(jié)構(gòu)、光路以及TOCAN封裝的有源部分（激光器、探測器及放大電路等）構(gòu)成。 SFP封裝LC型光接口收發(fā)一體模塊外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 光收發(fā)模塊的子部件光收發(fā)一體模塊從結(jié)構(gòu)上來看主要由光學(xué)子裝配（OSA）、電路板和外殼等構(gòu)成，下面對這些子部件進(jìn)行詳細(xì)講述。SFP收發(fā)一體模塊采用的是卡邊沿型電連接器以滿足模塊熱插拔時(shí)的上下電順序。MTRJ光接口的25封裝SFF模塊和LC型的SFF模塊只有光接口部分不同，其它部分都一樣。我司主要使用的有MTRJ和LC光接口。2X10的器件前面2X5個管腳與2X5封裝的器件完全兼容，其余2X5個管腳有激光器功率和偏置監(jiān)控等功能。它們不同之處在于GBIC模塊的電接口采用的是卡邊沿型電連接器（20pin SCA 連接器），以滿足模塊熱插拔時(shí)的上下電順序，另外，模塊內(nèi)部還有一個EEPROM用來保存模塊的信息。從圖中可知，GBIC模塊和1X9以及2X9大封裝的模塊在光接口類型、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外形尺寸等方面都相同。 19 SC收發(fā)一體模塊外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu) GBIC（Gigabit Interface Converter）光收發(fā)一體模塊由于部分系統(tǒng)需要在運(yùn)行中更換光模塊，為了不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，出現(xiàn)了不需關(guān)掉系統(tǒng)電源而直接插拔的光模塊。模塊內(nèi)部主要由兩大部分組成：發(fā)送部分和接收部分。 19和29大封裝光收發(fā)一體模塊 大封裝的有1X9和2X9兩種封裝，2X9的前一排9個管腳與1X9的完全兼容，另外9個管腳有激光器功率和偏置監(jiān)控以及時(shí)鐘恢復(fù)等功能（2X9封裝雖然帶偏置和功率監(jiān)控以及時(shí)鐘恢復(fù)，但由于無國際標(biāo)準(zhǔn)支持，為非主流產(chǎn)品，使用較少，生產(chǎn)廠家也少，且目前部分廠家已停產(chǎn)）。其中1X9和2X9兩種封裝為大封裝，小封裝的有2X5和2X10 SFF兩種。在接收部分，一定碼率的光信號輸入模塊后由光探測二極管轉(zhuǎn)換成電信號，然后經(jīng)前置放大器處理后輸出相應(yīng)碼率的電信號，輸出的電信號一般為PECL電平，同時(shí)在輸入光功率小于一定值后會輸出一個無光告警信號。 蝶形封裝光接收器件外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 光收發(fā)一體模塊的封裝結(jié)構(gòu)光收發(fā)一體模塊就是將光發(fā)送和光接收兩部分集成在同一個封裝內(nèi)部構(gòu)成的一種新型光電子器件，它具有體積小、成本低、可靠性高以及較好的性能等優(yōu)點(diǎn)。 蝶形光接收器件的封裝結(jié)構(gòu)，它主要有兩種結(jié)構(gòu)。接口部分可以是帶尾纖和連接器的尾纖型，也可以是帶連接器而不帶尾纖的插拔型（根據(jù)具體的應(yīng)用來選擇）。然后它和金屬外殼、透鏡、尾纖等組件通過焊接或粘接的方法固定在一起。 同軸型光接收器件的封裝結(jié)構(gòu)，從圖中可知，同軸型光接收器件主要由TOCAN、耦合部分、接口部分等組成。光纖的耦合可以在殼體外部完成也可以采用伸入殼體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。它在一個金屬封裝的管殼內(nèi)集成了半導(dǎo)體激光器、集成調(diào)制器、背光檢測管、制冷器、熱敏電阻等部件，然后通過一定的光學(xué)系統(tǒng)將激光器發(fā)出的光信號耦合至光纖。根據(jù)應(yīng)用條件不同，蝶形封裝可以帶制冷器也可以不帶。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。耦合部分一般都是透鏡，透鏡可以直接裝在TOCAN上，也可以不裝在TOCAN上。 同軸型光發(fā)送器件的封裝結(jié)構(gòu)，從圖中可知，同軸型光發(fā)送器件主要由TOCAN、耦合部分、接口部分等組成。 光學(xué)子裝配（O
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