專利名稱：高速激光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及用于光纖通信中的電光轉(zhuǎn)換器件，特別是涉及ー種高速激光二極管封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，小型光收發(fā)一體模塊用于交換機(jī)中完成電信號與光信號的轉(zhuǎn)換，是光通信中不可缺少的重要組成部分，隨著數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)量的增長，當(dāng)前常用ー種高速同軸TO封裝用于該類型的產(chǎn)品，制格成本高，引腳產(chǎn)生寄生電感，エ藝復(fù)雜，易批量生產(chǎn)的封裝結(jié)構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供ー種高速激光二極管封裝結(jié)構(gòu)，通過本技術(shù)方案，既能夠達(dá)到6GbpiTlOGbpS的高頻特性要求，成本較低，エ藝復(fù)雜度低，易批量生產(chǎn)的封裝結(jié)構(gòu)，并通過·熱沉和引腳的幾何設(shè)置，從而減少寄生電感。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的ー種高速激光二極管的封裝結(jié)構(gòu)，包括有底座、激光二極管、高速熱沉、光功率監(jiān)控芯片、陶瓷墊片，所述底座上設(shè)置有四個引腳，其中兩個引腳用于連接激光二極管P極，另外兩個引腳用于連接激光ニ極管N極，所述高速熱沉用于進(jìn)行激光二極管芯片的共晶焊接貼裝及進(jìn)行高速電路信號的阻抗匹配，所述高速熱沉的厚度為O. 23毫米，寬度為I. 20毫米，長度為O. 90毫米，內(nèi)側(cè)金屬區(qū)域?qū)挾葹镺. 7毫米。所述引腳采用多線球焊連接方式，以減少金絲電感及寄生電阻，與引腳相連接的金絲引線的弧高控制在O. 1-0. 15mm,引腳的金絲引線總長度控制在O. 3mm以內(nèi)。所述與激光二極管的兩個電極上引腳相連接的金絲引線為5-7根。本實用新型的技術(shù)效果如下，ー種高速激光二極管封裝結(jié)構(gòu)，通過本技術(shù)方案，高速熱沉，用于對激光二極管進(jìn)行散熱，并且提供高速信號電路，并通過高速熱沉和引腳的幾何設(shè)置，減少寄生電，從而能夠?qū)崿F(xiàn)6Gbps-10Gbps的高頻特性要求，成本較低，エ藝復(fù)雜度低，易批量生產(chǎn)。

圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型引腳的金絲焊線的局部視圖。圖3為圖2的俯視圖。圖中，101底座、108激光二極管、105高速熱沉、103光功率監(jiān)控芯片、104陶瓷墊片，111 引腳、106 (107,109,110)金絲引線。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和ー個具體實施例對本實用新型做進(jìn)ー步說明。[0013]如圖1-3所示，本實用新型涉及的高速激光二極管封裝結(jié)構(gòu)，包括有底座101、激光二極管108、高速熱沉105、光功率監(jiān)控芯片103、陶瓷墊片104，所述底座101上設(shè)置有四個引腳，其中兩個引腳111用于連接激光二極管108的P極，另外兩個引腳111用于連接激光二極管108的N極，所述高速熱沉105用于進(jìn)行激光二極管108芯片的共晶焊接貼裝及進(jìn)行高速電路信號的阻抗匹配，所述高速熱沉105的厚度為O. 23毫米，寬度為I. 20毫米，長度為O. 90毫米，內(nèi)側(cè)寬度為O. 7毫米。所述引腳111采用多線球焊連接方式，以減少金絲電感及寄生電阻，與引腳相連接的金絲引線107的弧高控制在O. 1-0. 15mm,引腳111的金絲引線106長度控制在O. 3mm
以內(nèi)。所述與激光二極管108的兩個電極上引腳111相連接的金絲引線106為5_7根。在圖I中，所述高速熱沉105與兩個引腳之間的鍵合金絲引線109，監(jiān)控ニ極管芯片103與引腳111之間的鍵合金絲引線110，中還可以看出激光二極管108芯片與監(jiān)控ニ極管芯片分別占據(jù)了底座101的兩個引腳111 ;陶瓷墊片104與監(jiān)控ニ極管芯片103使用環(huán)氧導(dǎo)電膠粘接，使用高溫烘烤進(jìn)行固化；高速熱沉105與激光二極管108芯片，采用AuSn共晶焊エ藝焊接，焊接中要保持高速熱沉105邊緣與底座101邊緣平行，鍵合金絲引線106(107、109、110)采用25微米直徑多線金絲球焊進(jìn)行焊接。102管帽與101底座采用電阻焊接在露點低于-40度的環(huán)境下完成焊接。在圖2中，所述高速熱沉105為氮化鋁制成，其介電常數(shù)8. 5，導(dǎo)率大于170 W/m · K，厚度O. 23毫米，長寬分別為I. 20毫米和O. 90毫米；激光二極管108芯片厚度為O. 1mm，這樣兩者相加可以保證在底座101中心，熱沉上下兩面采用電子束蒸發(fā)，形成Ti/Pt/Au/Au70%Sn30%，其中與LD共晶焊接的AuSn圖形，僅在激光二極管108芯片下的局部存在，鍵合金絲引線107在激光二極管108芯片ー側(cè)，有Au層圖形，圖形寬度設(shè)計成25歐姆的高速微帶線，留出的AuSn合金部分可以完成與激光二極管108芯片的共晶焊接，另外一面無圖形AuSn層，可以與101底座完成共晶焊接；激光二極管108芯片的兩個電極間留的縫隙為O. 05mnT0. Imm,這樣既保證了芯片AuSn溢流對微帶線的影響,又能較好的減少激光二極管108芯片鍵合金絲引線107到高速熱沉105上的長度，高速熱沉105的微帶線特征阻抗設(shè)計為25歐姆，與激光二極管108芯片通過鍵合金絲引線106連接到底座101的引腳111上，對外輸出為ニ極管的P/N兩電極，在該激光二極管108使用時需要與單模光纖進(jìn)行耦合、焊接等エ序，完成后切短底座101外4個圍的引腳111，大約O. 5mm，與設(shè)計好的高速柔性電路板FPC采用無鉛焊焊接在一起，通過激光二極管108的高速驅(qū)動器形成差分50ohm的匹配電路；另外，高速熱沉105還承擔(dān)的激光二極管108芯片熱量傳導(dǎo)到底座的作用，再通過底座101管帽進(jìn)行散熱，最后通過光模塊的管殼把熱量傳導(dǎo)出去，用于減少激光二極管108芯片的溫度上升。在圖3中，鍵合金絲引線106 (107)的弧度長度是重點控制的參數(shù)，在激光二極管108芯片的P極與高速熱沉105之間形成3根金絲引線107的連接，用于減少金絲引線引入的串聯(lián)電阻及電感，需要控制金絲弧高為O. 1(Γ0. 15毫米，單根總長度O. 3mm，總體寄生電感控制在O. InH以下；高速熱沉105到底座101之間的引腳111同樣采用金絲鍵合的金絲引線連接106，兩邊的金絲引線各焊接5 7根線，單根長度O. 5mm以下，控制寄生電感在O. InH.這樣金絲封裝的總體電感就在O. 3nH以下。[0019]本實用新型采用通用的T056型底座101，用于提供密封的基座及高速焊接的引腳111;激光二極管108芯片，提供-3dB帶寬為IOGHz ;高速熱沉105用于對激光二極管108芯片進(jìn)行散熱，并且提供高速信號電路，金絲引線，用于進(jìn)行T056引腳111高速信號與激光二極管108的連通及監(jiān)控芯片的連通。以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.ー種高速激光二極管的封裝結(jié)構(gòu)，包括有底座、激光二極管、高速熱沉、光功率監(jiān)控芯片、陶瓷墊片，其特征在于，所述底座上設(shè)置有四個引腳，其中兩個引腳用于連接激光二極管P扱，另外兩上引腳用于連接激光二極管N極，所述高速熱沉用于進(jìn)行激光二極管芯片的共晶焊接貼裝及進(jìn)行高速電路信號的阻抗匹配，所述高速熱沉的厚度為0. 23毫米，寬度為I. 20毫米，長度為0. 90毫米，內(nèi)側(cè)寬度為0. 7毫米。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高速激光二極管的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述引腳采用多線球焊連接方式，以減少金絲電感及寄生電阻，與引腳相連接的金絲引線的弧高控制在0. 1-0. 15mm,引腳的金絲引線總長度控制在0. 3mm以內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高速激光二極管的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述與激光二極管的兩個電極上引腳相連接的金絲引線為5-7根。
專利摘要本實用新型提供了一種高速激光二極管封裝結(jié)構(gòu)，包括有底座、激光二極管、高速熱沉、光功率監(jiān)控芯片、陶瓷墊片，所述底座上設(shè)置有四個引腳，其中兩個引腳用于連接激光二極管P極，另外兩上引腳用于連接激光二極管N極，所述高速熱沉用于進(jìn)行激光二極管芯片的共晶焊接貼裝及進(jìn)行高速電路信號的阻抗匹配，所述高速熱沉的厚度為0.23毫米，寬度為1.20毫米，長度為0.90毫米,內(nèi)側(cè)寬度為0.7毫米，通過本技術(shù)方案，采用TO-56底座完成高速率，低成本封裝，高速熱沉用于對激光二極管進(jìn)行散熱，并且提供高速信號電路，并通過高速熱沉和引腳的幾何設(shè)置，減少寄生電，從而能夠?qū)崿F(xiàn)6Gbps-10Gbps的高頻特性要求，成本較低,工藝復(fù)雜度低,易批量生產(chǎn)。
文檔編號H01S5/024GK202423821SQ20112046342
公開日2012年9月5日 申請日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者張振峰 申請人:武漢華工正源光子技術(shù)有限公司