[发明专利]一种带有制冷器的光模块元器件封装结构以及封装工艺

说明书

本发明公开了一种带有制冷器的光模块元器件封装结构，包括散热圆筒体、封盖体及光缆接入筒体，散热圆筒体外壁设一圈散热栅栏，内壁嵌有制冷器长条体，制冷器长条体冷却面由U型槽滑动配合微型热管，微型热管蒸发端架设激光器发射头，激光器发射头固接激光器发生器凸台，微型热管中部固接回形隔热框体及支撑滑杆；支撑滑杆依次架设激光器发生器凸台、回形隔热框体、第一透镜框、隔离器筒体及第二透镜框，支撑滑杆卡接光缆接入筒体和光缆体；本发明还提出对应的封装工艺。本发明实现了一种密封型的快速散热封装结构，具有较佳防尘防水功能，结构简单明了，同时综合了现有同轴封装的结构简单及低成本特性和蝶形封装的快速散热特性。

技术领域

本发明涉及光器件封装技术领域，尤其涉及一种带有制冷器的光模块元器件封装结构以及封装工艺。

背景技术

TOSA、ROSA和电芯片是光模块中成本比重最高的三个部分，分别占35%、23%和18%。TOSA、ROSA中的技术壁垒主要在于两方面：光芯片和封装技术。

一般ROSA中封装有分光器、光电二极管(将光压装换成电压)和跨阻放大器(放大电压信号)，TOSA中封装有激光驱动器、激光器和复用器。其中激光驱动器和激光器的散热快慢关乎整个芯片的运行稳定性，因此一般在激光发射筒体外接触制冷器，主要用于激光发射筒体的散热。

现有采用制冷器的TOSA封装结构主要为蝶形封装，所谓蝶形封装：壳体通常为长方体，结构及实现功能通常比较复杂，可以内置制冷器、热沉、陶瓷基块、芯片、热敏电阻、背光监控，并且可以支持所有以上部件的键合引线，壳体面积大，散热好，可以用于各种速率及80km长距离传输。

蝶形封装的优点是明显的，但确定是封装成本远高于TO-CAN同轴封装，所谓TO-CAN同轴封装：壳体通常为圆柱形，因为其体积小，难以内置制冷，散热困难，难以用于大电流下的高功率输出，故而难以用于长距离传输。目前最主要的用途还在于2.5Gbit/s及10Gbit/s短距离传输，但成本低廉，工艺简单。

基于以上阐述，本发明试图整合蝶形封装的高散热性和同轴封装的低成本，提出一种兼顾高散热性和结构简单低成本特性的新型封装结构。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种带有制冷器的光模块元器件封装结构以及封装工艺。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种带有制冷器的光模块元器件封装结构，包括散热圆筒体、密封嵌套在散热圆筒体一端面的封盖体以及焊接在散热圆筒体另一端面的光缆接入筒体，散热圆筒体的外壁设有一圈散热栅栏，散热圆筒体的内壁密封嵌入有制冷器长条体，四组制冷器长条体沿散热圆筒体的轴心线呈环形对称分布，制冷器长条体的发热面与散热栅栏接触，制冷器长条体的冷却面朝向散热圆筒体的轴心线；

制冷器长条体的冷却面由两块弧三角形挡块形成一个U型槽，U型槽的长度方向与散热圆筒体的轴心线平行，U型槽内滑动配合有微型热管，微型热管一端面为冷凝端且与制冷器长条体的冷却面滑动贴合，微型热管另一端面为蒸发端且为弧形槽状，四组微型热管的弧形槽状架设有激光器发射头，激光器发射头外壁为圆柱面且与四组微型热管的蒸发端滑动接触，四组微型热管的中部滑动套接在回形隔热框体四条边的中心部位，回形隔热框体四个角位置的中心部位还分别穿接有支撑滑杆；

激光器发射头一端面固接有激光器发生器凸台，激光器发生器凸台内设有与激光器发射头电性连接的激光发射电路，激光器发生器凸台的小圆柱体内接在回形隔热框体的内部正方形中，激光器发生器凸台大圆柱体的外壁分别与支撑滑杆杆壁接触，支撑滑杆的杆壁上设有弹性凸点，激光器发生器凸台远离激光器发射头的端面由四组弹性凸点定位，激光器发生器凸台远离激光器发射头的端面中心固接有电信号引入线，封盖体中心设有与电信号引入线密封套接的通孔，封盖体外侧壁设有与支撑滑杆对应的镗孔，支撑滑杆嵌入镗孔内的一端设有圆形封端片，封盖体四周通过密封胶固接在散热圆筒体一端开口处；