CN103606546B - 光器件 - Google Patents

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明公开了一种光器件，包括多个芯片、多个微型TEC、基板和外壳。芯片、微型TEC及基板安装于外壳内，微型TEC包括冷面和热面，每一个芯片的下面贴有一个微型TEC，且冷面贴于芯片，当芯片的工作温度高于设定温度时，微型TEC为芯片制冷，热面贴于基板，基板位于热面和外壳的底壁之间，用于将芯片和微型TEC的热量通过外壳导出。本发明提供的光器件，利用每一个芯片的下面贴有一个微型TEC，当芯片的工作温度高于设定温度时，贴于每一个芯片下的微型TEC为其制冷，使得不同的芯片可以在不同的最佳工作温度下工作，从而提高了芯片的良率和制冷效率，进而解决了现有技术中因所有芯片均工作于相同的温度而导致的部分通道的芯片良率较低及光器件功耗高的问题。

Description

光器件
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种光器件。
背景技术
随着光器件的集成化和微型化，光器件单点热流密度越来越大。为了保证芯片发送或者接收信号的稳定性，芯片需要控制在合适的温度进行工作。现有的光器件芯片的控温方式主要通过一个热电制冷器(TEC，Thermal Electric Cooler)，在TEC的冷面加一个均温基板，所有芯片和无源器件布置于均温基板上面。该散热技术将TEC冷面与均温基板连接，通过均温基板控制所有的芯片在同一个温度下进行工作，但是由于芯片的生长工艺不一样，所需要的最佳工作温度不同，导致部分通道的芯片的良率低，而且因所有的芯片必须在同一个温度下工作，导致整个光器件的功耗较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，用于解决现有技术存在着芯片良率较低及功耗高的问题。
为了实现上述目的，本发明实施方式提供如下技术方案：
提供了一种光器件，其包括多个芯片、多个微型热电制冷器(TEC，ThermalElectric Cooler)、基板和外壳，所述芯片、所述微型TEC及所述基板安装于所述外壳内，所述微型TEC包括冷面和热面，每一个所述芯片的下面贴有一个所述微型TEC，且所述冷面贴于所述芯片，当所述芯片中的任意一个芯片的工作温度高于设定温度时，贴在所述任意一个芯片下面的所述微型TEC为所述任意一个芯片制冷，所述热面贴于所述基板，所述基板位于所述热面和所述外壳的底壁之间，用于将所述芯片和所述微型TEC的热量通过所述外壳导出。
在第一种可能的实施方式中，所述基板的底部与所述外壳的底壁相连。
结合第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，所述基板的底部与所述外壳的底壁通过焊料或银浆相连。
在第三种可能的实施方式中，所述微型TEC为薄膜式热电制冷器。
在第四种可能的实施方式中，所述光器件还包括多个无源器件，所述无源器件布置于所述基板。
结合第四种可能的实施方式，在第五种可能的实施方式中，所述无源器件的金线通过所述基板与所述外壳相连。
在第六种可能的实施方式中，所述基板为具有导热性能的均温基板。
结合上述任意一种可能的实施方式，在第七种可能的实施方式中，所述外壳的一个侧壁与所述基板的一个侧壁相连。
结合第七种可能的实施方式，在第八种可能的实施方式中，所述外壳的所述一个侧壁与所述基板的所述一个侧壁通过焊料或银浆相连。
结合上述第三种至第六种任意一种可能的实施方式，在第九种可能的实施方式中，所述外壳与所述基板一体成型。
结合第九种可能的实施方式，在第十种可能的实施方式中，所述外壳的一个侧壁与所述基板的一个侧壁之间设有间隙。
结合第九种可能的实施方式，在第十一种可能的实施方式中，所述外壳的底壁与所述基板的底部连成一体。
结合第九种可能的实施方式，在第十二种可能的实施方式中，所述外壳的一个侧壁与所述基板的一个侧壁相连。
结合第十二种可能的实施方式，在第十三种可能的实施方式中，所述外壳的所述一个侧壁与所述基板的所述一个侧壁通过焊料或银浆相连。
在第十四种可能的实施方式中，所述设定温度为所述芯片的最佳工作温度±0.5度。
本发明提供的光器件，利用每一个所述芯片的下面贴有一个所述微型TEC，当所述芯片的工作温度高于设定温度时，贴于每一个芯片下的微型TEC为其制冷，使得不同的所述芯片可以在不同的最佳工作温度下工作，从而提高了所述芯片的良率和制冷效率，进而解决了现有技术中因所有芯片均工作于相同的温度而导致的部分通道芯片良率较低和整个光器件功耗高的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明第一种实施方式提供的光器件的部分组装示意图；
图2为本发明第二种实施方式提供的光器件的组装示意图；
图3是图2中圆III的放大示意图；
图4是图2所示的光器件的剖视示意图；
图5是本发明第三种实施方式提供的光器件的剖视示意图；
图6是本发明第四种实施方式提供的光器件的剖视示意图；
图7是本发明第五种实施方式提供的光器件的剖视示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，为本发明第一种实施方式提供的光器件100，其包括多个芯片10、多个微型热电制冷器20(TEC，Thermal Electric Cooler)（请参考图4）、基板30和外壳50（请参考图2），所述芯片10、所述微型TEC20及所述基板30安装于所述外壳50内，每一个所述微型TEC20包括冷面和热面，每一个所述芯片10的下面贴有一个所述微型TEC20，且所述冷面贴于所述芯片10，当所述多个芯片10中的任意一个芯片10的工作温度高于设定温度时，贴在所述任意一个芯片10下面的所述微型TEC20为所述任意一个芯片10制冷，所述热面贴于所述基板30，所述基板30位于所述热面和所述外壳50的底壁54之间(请参考图4)，用于将所述芯片10和所述微型TEC20的热量通过所述外壳50导出。
在本实施方式中，所述微型TEC20为薄膜式热电制冷器。具体地，所述微型TEC20与所述芯片10的尺寸在同一个数量级，大致为10-1000um。而且，所述微型TEC20比传统TEC的热流密度大十多倍。
在本实施方式中，设定温度为所述芯片10的最佳工作温度±0.5度。
在本实施方式中，所述基板30的底部与所述外壳50的底壁54相连。具体地，基板30的底部通过焊料或银浆与外壳50的底壁54相连。
在本实施方式中，基板30为具有导热性能的均温基板。具体地，基板30为陶瓷均温基板，如氧化铝或者氮化铝陶瓷基板。
因每一个所述芯片10的下面贴有一个所述微型TEC20，当所述多个芯片10中的任意一个芯片10的工作温度高于设定温度时，贴于芯片10下的微型TEC20为其制冷，使得不同的芯片10可以在不同的最佳工作温度下工作，从而提高了所述芯片10的良率和制冷效率，进而解决了现有技术中因所有芯片10均工作于相同的温度而导致部分通道芯片的良率较低和制冷效率较差的问题。同时，因不同的芯片10工作于不同的最佳工作温度，而且用微型TEC20替代了传统的TEC，使得芯片10和微型TEC20的功耗均降低了，从而降低了整个光器件100的功耗，进而解决了因所有的芯片10均工作于相同的温度和使用较大的TEC而导致的整个光器件100的功耗较高的问题。
更进一步，因所述冷面贴于所述芯片10，即所述芯片10与所述冷面直接接触，使得微型TEC20的响应时间更快，当所述芯片10的工作温度高于设定温度时，所述微型TEC20第一时间为所述芯片10制冷，从而进一步提高了芯片10的制冷效率。
更进一步，当所述芯片10的工作温度低于设定温度时，贴于每一个芯片10下的微型TEC20亦为其制热，从而不论所述芯片10的工作温度低于设定温度还是高于设定温度，位于所述芯片10下面的所述微型TEC20均可以使所述芯片10工作于最佳工作温度，从而进一步提高了所述芯片10的良率，进而解决了现有技术中因所有芯片10均工作于相同的温度而导致部分通道芯片的良率较低和整个光器件100功耗高的问题。
请一并参考图2至图4，为本发明第二种实施方式提供的光器件100a，所述第二种实施方式所提供的光器件100a与第一种实施方式所提供的光器件100的结构基本相同，实现的功能相似，其不同之处在于，所述光器件100a还包括多个无源器件10a，所述无源器件10a布置于所述基板30。
在本实施方式中，所述无源器件10a为电阻、电容等电子元器件。
作为本发明的进一步改进，所述无源器件10a的金线12a通过所述基板30与所述外壳50相连。
在本实施方式中，所述无源器件10a的金线12a通过所述基板30与所述外壳50的一个侧壁52相连。
如图4所示，在本实施方式中，所述基板30的一个侧壁与所述外壳50的一个侧壁52之间设有间隙52a。
因所述无源器件10a布置于与微型TEC20的热面相连的所述基板30上，且所述无源器件10a的金线12a通过所述基板30与所述外壳50相连，从而外壳50的热量不会通过金线12a传导给所述芯片10，减少或防止了热量反灌，从而降低了被动负载，进而降低了光器件100a的功耗。
更进一步，因无源器件10a布置于与微型TEC20的热面相连的所述基板30上，当在组装过程中焊锡或者银浆渗入基板30的侧壁和外壳50的侧壁之间的间隙52a中时，热量不会直接从外壳50传导到微型TEC20的冷面，使得微型TEC20的冷面与外壳50和基板30之间的焊锡或者银浆之间不存在热短路，从而提高了对芯片10的制冷效率，进而解决了现有技术中微型TEC20的冷面与外壳50和基板30之间的焊锡或者银浆之间存在热短路而导致的芯片10温度过高及微型TEC20功耗过大的问题。而且，因在微型TEC20的冷面与外壳50和基板30之间的焊锡或者银浆之间不存在热短路，在组装过程中，不用担心焊锡或者银浆渗入基板30的侧壁和外壳50的侧壁之间的间隙52a中，从而减少了组装工艺的难度，提高了组装效率。
在本实施方式中，外壳50的底壁54和侧壁的材质不相同。
在其它实施方式中，外壳50的底壁54和侧壁的材质相同。
请参考图5，为本发明第三种实施方式提供的光器件100b，所述第三种实施方式所提供的光器件100b与第二种实施方式所提供的光器件100a(请参考图2)的结构基本相同，实现的功能相似，其不同之处在于，所述外壳50的一个侧壁52与所述基板30的一个侧壁相连。
在本实施方式中，所述外壳50的一个侧壁52与所述基板30的一个侧壁通过焊料或银浆相连。
因所述基板30的底部与所述外壳50的底壁54相连，且所述外壳50的一个侧壁52与所述基板30的一个侧壁相连，使得所述芯片10和所述微型TEC20的热量通过所述外壳50的底壁54和侧壁52导出，即整个外壳50均可以作为散热通路散热，增大了散热面积，降低了光器件100b的功耗，并进一步提高了所述芯片10的散热效率。
请参考图6，为本发明第四种实施方式提供的光器件100c，所述第四种实施方式所提供的光器件100c与第二种实施方式所提供的光器件100a(请参考图2)的结构基本相同，实现的功能相似，其不同之处在于，所述外壳50与所述基板30一体成型。
具体地，外壳50的底壁54与基板30的底部连成一体。
因外壳50的底壁54与基板30的底部连成一体，从而所述芯片10和所述微型TEC20的热量可以更加快速地通过外壳50导出，进一步提高了所述芯片10的散热效率。
作为本发明的进一步改进，所述外壳50的一个侧壁52与所述基板30的一个侧壁相连。
在本实施方式中，所述外壳50的一个侧壁52与所述基板30的一个侧壁通过焊料或银浆相连。
因所述基板30的底部与所述外壳50的底壁54连成一体，且所述外壳50的一个侧壁52与所述基板30的一个侧壁相连，使得所述芯片10和所述微型TEC20的热量通过所述外壳50的底壁54和侧壁导出，即整个外壳50均可以作为散热通路散热，增加了散热面积，进一步提高了所述芯片10的散热效率，并降低了光器件100c的功耗。
请参考图7，为本发明第五种实施方式提供的光器件100d，所述第五种实施方式所提供的光器件100d与第四种实施方式所提供的光器件100c(请参考图6)的结构基本相同，实现的功能相似，其不同之处在于，所述外壳50(请参考图2)的一个侧壁52与所述基板30的一个侧壁之间设有间隙52d。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种光器件，其特征在于：所述光器件包括多个芯片、多个微型热电制冷器(TEC，Thermal Electric Cooler)、基板和外壳，所述芯片、所述微型热电制冷器及所述基板安装于所述外壳内，所述外壳与所述基板一体成型，所述微型热电制冷器包括冷面和热面，每一个所述芯片的下面贴有一个所述微型热电制冷器，且所述冷面贴于所述芯片，当所述多个芯片中的任意一个芯片的工作温度高于设定温度时，贴在所述任意一个芯片下面的所述微型热电制冷器为所述任意一个芯片制冷，当所述多个芯片中的任意一个芯片的工作温度低于设定温度时，贴在所述任意一个芯片下的微型热电制冷器亦为所述任意一个芯片制热，所述热面贴于所述基板，所述基板位于所述热面和所述外壳的底壁之间，用于将所述芯片和所述微型热电制冷器的热量通过所述外壳导出。
2.如权利要求1所述的光器件，其特征在于，所述基板的底部与所述外壳的底壁相连。
3.如权利要求2所述的光器件，其特征在于，所述基板的底部与所述外壳的底壁通过焊料或银浆相连。
4.如权利要求1所述的光器件，其特征在于，所述微型热电制冷器为薄膜式热电制冷器。
5.如权利要求1所述的光器件，其特征在于，所述光器件还包括多个无源器件，所述无源器件布置于所述基板。
6.如权利要求5所述的光器件，其特征在于，所述无源器件的金线通过所述基板与所述外壳相连。
7.如权利要求1所述的光器件，其特征在于，所述基板为具有导热性能的均温基板。
8.如权利要求1至7任意一项所述的光器件，其特征在于，所述外壳的一个侧壁与所述基板的一个侧壁相连。
9.如权利要求8所述的光器件，其特征在于，所述外壳的所述一个侧壁与所述基板的所述一个侧壁通过焊料或银浆相连。
10.如权利要求1所述的光器件，其特征在于，所述外壳的一个侧壁与所述基板的一个侧壁之间设有间隙。
11.如权利要求1所述的光器件，其特征在于，所述外壳的底壁与所述基板的底部连成一体。
12.如权利要求1所述的光器件，其特征在于，所述外壳的一个侧壁与所述基板的一个侧壁相连。
13.如权利要求12所述的光器件，其特征在于，所述外壳的所述一个侧壁与所述基板的所述一个侧壁通过焊料或银浆相连。
14.如权利要求1所述的光器件，其特征在于，所述设定温度为所述芯片的最佳工作温度±0.5度。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103606546B (zh) * 2013-11-28 2017-06-20 华为技术有限公司 光器件
CN105280586B (zh) * 2015-11-16 2017-12-26 长春乙天科技有限公司 非制冷型红外机芯散热装置及散热方法
CN111142197B (zh) * 2018-11-05 2022-12-27 华为机器有限公司 一种光器件、光模块和光通信设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5875204A (en) * 1995-08-18 1999-02-23 Nec Corporation Temperature-controlled semiconductor laser apparatus and temperature control method therefor
CN201549528U (zh) * 2009-11-13 2010-08-11 合肥聚能新能源科技有限公司 耐高温led元件
CN101505029B (zh) * 2008-02-04 2011-11-30 北京中视中科光电技术有限公司 激光器及其散热装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2484486A (en) * 2010-10-12 2012-04-18 Oclaro Technology Ltd Component Temperature Control
CN103606546B (zh) * 2013-11-28 2017-06-20 华为技术有限公司 光器件

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5875204A (en) * 1995-08-18 1999-02-23 Nec Corporation Temperature-controlled semiconductor laser apparatus and temperature control method therefor
CN101505029B (zh) * 2008-02-04 2011-11-30 北京中视中科光电技术有限公司 激光器及其散热装置
CN201549528U (zh) * 2009-11-13 2010-08-11 合肥聚能新能源科技有限公司 耐高温led元件

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