CN113394208B - 一种光电探测器 - Google Patents
一种光电探测器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113394208B CN113394208B CN202110571822.5A CN202110571822A CN113394208B CN 113394208 B CN113394208 B CN 113394208B CN 202110571822 A CN202110571822 A CN 202110571822A CN 113394208 B CN113394208 B CN 113394208B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- chip
- carrier
- wiring
- carriers
- resistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 53
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 48
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 48
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 28
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 28
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 28
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 18
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 claims description 11
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 10
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 2
- 241000353097 Molva molva Species 0.000 claims 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001917 fluorescence detection Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
- H01L25/167—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/02—Containers; Seals
- H01L23/06—Containers; Seals characterised by the material of the container or its electrical properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
- H01L23/14—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the material or its electrical properties
- H01L23/15—Ceramic or glass substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/552—Protection against radiation, e.g. light or electromagnetic waves
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/107—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
本申请实施例公开了一种光电探测器，包括具有容纳腔的管壳、载体、芯片、至少一个电子元件、引脚以及布置在所述载体上的电路布线；所述芯片与所述电子元件布置在所述载体上，所述芯片与所述电子元件通过所述电路布线电连接；所述电子元件、所述载体以及所述芯片封装在所述容纳腔中；所述引脚设置在所述管壳上，所述引脚与所述电子元件电连接。本申请实施例的一种光电探测器，具有良好的高频性能。
Description
技术领域
本申请涉及一种探测器，尤其涉及一种集成化的光电探测器。
背景技术
随着量子保密通信、3D激光雷达成像、生物荧光检测等领域的迅速发展，对能探测单个光子的光电探测器需求日渐增强。其中，基于半导体技术的雪崩光电探测器由于成本低、体积小、无需超低温制冷、易于工程化应用，已获得广泛应用，并向着高速、小型化方向发展。
现有的雪崩光电探测器一般将单光子雪崩光电二极管芯片单独封装为同轴器件，采用外部制冷使单光子雪崩光电二极管芯片工作在低温状态。随着技术的发展，目前出现了单光子雪崩光电二极管芯片与制冷器集成封装，并集成温控元件的集成制冷型器件。使用时，需要在PCB电路板上排布限流电阻、取样电阻、耦合电容、取样电容，以实现直流和交流电压信号的输入与探测信号的输出，PCB板上走线较长，降低了高频性能。而且PCB板上的走线和元器件没有金属屏蔽，容易受到外界干扰，或者对外界产生干扰，使得电磁兼容性不好，而单光子雪崩光电二极管芯片通过引脚直接与外界连接，容易受到人体、机械等产生的静电损伤，导致失效，加大产品不良率。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例期望提供一种光电探测器，具有良好的高频性能。
为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：
一种光电探测器，包括具有容纳腔的管壳、载体、芯片、至少一个电子元件、引脚以及布置在所述载体上的电路布线；所述芯片与所述电子元件布置在所述载体上，所述芯片与所述电子元件通过所述电路布线电连接；所述电子元件、所述载体以及所述芯片封装在所述容纳腔中；所述引脚设置在所述管壳上，所述引脚与所述电子元件电连接。
进一步地，所述电子元件的数量为四个，四个所述电子元件分别为限流电阻、取样电阻、耦合电容以及取样电容。
进一步地，所述电子元件的数量也可为一至三个，所述电子元件为限流电阻、取样电阻、耦合电容以及取样电容中的一个、两个或者三个。
进一步地，所述限流电阻为贴片薄膜电阻；和/或，所述取样电阻为打线电阻、片上薄膜电阻或贴片薄膜电阻；和/或，所述耦合电容为贴片陶瓷电容或打线陶瓷电容；和/或，所述取样电容为贴片陶瓷电容或打线陶瓷电容。
进一步地，所述芯片为单光子雪崩光电二极管芯片。
进一步地，所述光电探测器包括制冷器，所述制冷器封装在所述容纳腔中，所述载体固定在所述制冷器的冷端面上，所述制冷器与所述引脚电连接。
进一步地，所述光电探测器包括测温元件，所述测温元件布置在所述冷端面或者所述载体上。
进一步地，所述光电探测器包括光纤，所述光纤的一端穿过所述管壳并延伸到所述容纳腔内；所述光纤与所述芯片光耦合。
进一步地，所述芯片布置在所述载体的侧面，所述芯片的光敏面正对所述光纤以实现光耦合。
进一步地，所述载体的数量可以为一个或者多个，每一个所述载体上至少布置有所述芯片或者至少布置有一个所述电子元件，相邻的所述载体上所述电路布线之间通过压焊实现电连接。
进一步地，所述载体的数量为多个，所述电路布线除用于安装和连接所述芯片和所述电子元件的第一布线外，还可以有用于连接相邻载体第一布线的第二布线；所述第二布线布在所述载体的侧面上；相邻的所述载体之间，布置在一个所述载体上的所述第一布线与布置在另一个所述载体上的所述第二布线连接。
进一步地，至少部分所述第二布线凸出所述载体的侧面以形成搭接部；相邻的所述载体之间，布置在一个所述载体上的所述第一布线与布置在另一个所述载体上的所述搭接部相对设置，所述第一布线远离所述电子元件或者所述芯片的远端部窄于所述搭接部的宽度。
进一步地，相邻的所述载体之间采用胶粘连接，所述载体之间的胶粘区域避让所述搭接部以及所述远端部。
进一步地，相邻的所述载体之间，布置在一个所述载体上的所述第一布线与布置在另一个所述载体上的所述第二布线之间填充导电胶或焊料连接。
本申请实施例的一种光电探测器通过设置具有容纳腔的管壳、载体、芯片、至少一个电子元件、引脚以及布置在载体内的电路布线，芯片与电子元件布置在载体上，将电子元件、载体以及芯片封装在容纳腔中，使得原本需要安装在PCB电路板的电子元件转移集成在容纳腔中，简化了PCB电路板的电路，由此可以缩短PCB电路板的布线的长度，进而可以有效提高整体高频特性。电子元件集成以后也缩减了PCB板的尺寸，使得PCB电路板的体积可以相应减小，进而减小整体体积。此外，布置在容纳腔的电子元件，可以利用金属的管壳的屏蔽作用保护其不受外界电磁干扰，同时也可以避免电子元件对外界产生电磁干扰，提高了器件的电磁兼容性。
附图说明
图1为本申请实施例的一种光电探测器的结构示意图，其中以剖视图的方式示意性地显示了管壳的容纳腔中各部件的结构；
图2为图1的A-A视图，其中省略了部件连接头；
图3为本申请一实施例的载体、芯片、限流电阻、取样电阻、耦合电容以及取样电容的组装示意图；
图4为本申请另一实施例的载体、芯片、限流电阻、取样电阻、耦合电容以及取样电容的组装示意图；
图5为图4的E向视图；
图6为图4的B-B剖视图；
图7为图4的C局部放大图；
图8为图4的D向视图；
图9为为本申请再一实施例的载体、芯片、限流电阻、取样电阻、耦合电容以及取样电容的组装示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。
在本申请实施例的描述中，“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
如图1至图9所示，一种光电探测器，包括具有容纳腔11的管壳1、载体3、芯片4、至少一个电子元件5、引脚8以及布置在载体3上的电路布线31。
管壳1通常为金属管壳。管壳1的形状多种多样，通常可采用蝶形管壳或双列直插管壳，工艺简单，容易制作且气密性较好。
载体3可为陶瓷载体，例如采用Al2O3或AlN作为载体3材料，其可作为热的良导体，辅助芯片4以及电子元件5散热。
芯片4与电子元件5布置在载体3上。
电子元件5根据需要可以为电容或电阻等电子元器件。在电路设计中，电子元件5的数量通常不止一个，根据功能的不同可以是限流电阻51、取样电阻52、耦合电容53以及取样电容54。其中，限流电阻51可起到限制电路电流的大小；限流电阻51优选的可为贴片薄膜电阻，体积小。取样电阻52可为打线电阻、片上薄膜电阻或贴片薄膜电阻，性能稳定且体积小。耦合电容53能使得强电和弱电两个系统通过电容器耦合并隔离，提供高频信号通路，阻止低频电流进入弱电系统；耦合电容53可为贴片陶瓷电容或打线电容，性能稳定且体积小。取样电容54也即是采样电容，与取样电阻52一起完成测量取样工作的电容；取样电容54可为贴片陶瓷电容或打线陶瓷电容，性能稳定且体积小。
上述电子元件5与芯片4通过电路布线31电连接，完成光电信号转换、光电信号放大，并最终完成信号探测功能。
芯片4为单光子雪崩光电二极管芯片。现有技术中，在高于击穿电压的反向偏压下，芯片4处于盖革模式下工作，具备探测单个光子的能力，但此时一旦被触发，必须降低其偏置电压到击穿电压以下以使其熄灭才可能继续工作。为使芯片4处于盖革模式下工作并具有良好的性能，最常用且性能最好的方式是“门控盖革模式”，其原理是向芯片4施加低于其击穿电压的反向直流偏压，并叠加周期性的脉冲或者正弦门控电压信号，使之周期性的处于击穿电压之上，光信号在门控电压信号周期内输入到芯片4，被探测后转换为电信号输出。其中门控电压信号可通过耦合电容53耦合进入芯片4。为防止耦合电容53对直流电压源产生影响，可在芯片4与直流电压源之间串联限流电阻51。芯片4输出的探测信号通过取样电阻52与取样电容54输出。量子通信等应用对探测速度的要求不断提高，输入的门控电压信号是窄脉冲方波或者高频的正弦波，输出的探测信号更是幅度微弱的宽频信号，因此对高频性能要求越来越高。
将电子元件5、载体3以及芯片4封装在容纳腔11中，使得原本需要安装在PCB电路板的电子元件转移集成在容纳腔11中，简化了PCB电路板的电路，由此可以缩短在PCB电路板上布线的长度，进而可以有效提高整体高频特性。并且电子元件5集成以后也缩减了PCB板的尺寸，使得PCB电路板的体积可以相应减小，进而减小整体体积。此外，布置在容纳腔11的电子元件5，可以利用金属的管壳1的屏蔽作用保护其不受外界电磁干扰，同时也可以避免电子元件5对外界产生电磁干扰，提高了器件的电磁兼容性。
容纳腔11通过气密封装的方式进行密封。气密封方式部件密封性好，还能够避免因呼吸效应造成的容纳腔11内部水汽凝结，避免电子元件5以及芯片4因水汽导致失效。
引脚8用于实现电信号的输入和输出，引脚8设置在管壳1上，引脚8与电子元件5电连接。可以理解的是，引脚8可以与电子元件5一一对应，即一条引脚8与一个电子元件5或者芯片4电连接，也可以是多条引脚8同时与电子元件5或者芯片4连接，具体可以根据功能灵活的设计电路。
引脚8与电子元件5电连接的方式可以通过压焊等工艺将电路布线31与对应的引脚8连接，再由电路布线31与电子元件5进行连接。
一种可能的实施例，如图2所示，电子元件5的数量为四个，四个电子元件5分别为限流电阻51、取样电阻52、耦合电容53以及取样电容54。其中，耦合电容53以及限流电阻51分别与芯片4阴极电连接，取样电阻52以及取样电容54并分别于与芯片4阳极电连接。限流电阻51、取样电阻52、耦合电容53、取样电容54分别再与引脚8连接，以实现直流、交流电信号的输入与探测信号的输出。
此外，电子元件5的数量可为五个，除了上面所说的限流电阻51、取样电阻52、耦合电容53以及取样电容54之外，还可以是阻抗匹配电阻(未标出)。在管壳1内的集成各种电子元件5，可缩短在PCB电路板的PCB板上布线的长度，进而可以提高高频特性，集成度高，可以减小整体体积；管壳1也能避免电子元件5对外界产生电磁干扰或者保护电子元件5不受外界电磁干扰，提高器件的电磁兼容性。
可以理解的是，管壳1中不是一定要将限流电阻51、取样电阻52、耦合电容53以及取样电容54完全集成在容纳腔11中，每一个单独的部件都可以节省在PCB电路板的PCB板上的布线长度，进而可以有效提高光电探测器的高频特性。并且，管壳1内集成度的提高也有利于缩减PCB的尺寸，减小整体体积，并相应的提高器件的电磁兼容性。
一种可能的实施例，如图1至图3所示，电子元件5的数量为一至三个，电子元件5可为限流电阻51、取样电阻52、耦合电容53以及取样电容54中的一个、两个或者三个。即，可以在管壳1中集成芯片4，与限流电阻51或取样电阻52或耦合电容53或取样电容54。也可以在管壳1中集成芯片4与限流电阻51以及取样电阻52、在管壳1中集成芯片4与耦合电容53以及取样电容54。还可以是在管壳1中集成芯片4与限流电阻51、取样电阻52以及耦合电容53，在管壳1中集成芯片4与限流电阻51、与耦合电容53以及取样电容54等等，具体集成哪种电子元件5可以根据设计的电路灵活决定。
一种可能的实施例，如图1至图3所示，光电探测器包括制冷器2，制冷器2封装在容纳腔11中，载体3固定在制冷器2的冷端面21上，以对芯片4进行制冷，进而实现降噪功能。制冷器2与两个引脚8进行电连接，以实现电能传输。制冷器2优选为热电制冷器，例如：三级热电制冷器。
一种可能的实施例，如图1至图3所示，光电探测器包括封装在容纳腔11中的测温元件7，测温元件7布置在冷端面21或者载体3上。布置方式可以是粘接或者共晶焊。测温元件7用于检测容纳腔11内的温度变化，从而保证制冷器2对芯片4的制冷效果。
测温元件7可为热敏电阻。测温元件7的布置方式有多种，可以将测温元件7设置在载体3上，测温元件7与电路布线31连接，再由电路布线31与相应的引脚8连接，从而实现外部温控电路(未标出)与测温元件7的连接。当然，也可以将测温元件7直接与相应的引脚8连接；通过相应的引脚8与外部连接。温控电路能够根据测温元件7输出的信号对制冷器2的制冷效果进行调节，以确保芯片4在稳定的工作温度下进行工作，确保光电探测器能稳定工作。。
一种可能的实施例，如图1和图2所示，光电探测器包括光纤91，光纤91的一端穿过管壳1并延伸到容纳腔11内。光纤91的一端的端部有金属化区域911，金属化区域911与管壳1固定连接。
一种可能的实施例，如图1和图2所示，光电探测器包括支架913和热沉912，热沉912安置在制冷器2的冷端面21上，通过支架100将光纤金属化区域93与热沉110焊接固定，以保证光纤91位置的稳定性。
光纤91的处于容纳腔11一端与芯片4光耦合；具体地，光纤91输出的光信号传递到芯片4中进行处理。
此外，光纤91的处于容纳腔11一端与芯片4之间可以设置透镜(未标出)，光纤91输出的光信号经过透镜汇聚后进入芯片4中。
一种可能的实施例，如图1至图9所示，芯片4布置在载体3的侧面33，芯片4的光敏面41正对光纤91以实现光耦合；使光纤91从管壳1的侧面穿入容纳腔11中并对准芯片4，可以方便整个器件安装热沉，连接电路板。
芯片4与通常采用倒装焊、胶粘或共晶焊连接固定在载体3侧壁上。
一种可能的实施例，如图1和图2所示，光电探测器包括连接头92。连接头92用于实现光电探测器与外接设备的连接，方便插拔固定。
一种可能的实施例，如图1至图3所示，载体3的数量可为一个，电子元件5、芯片4均集成在其上，减少电路连接点。载体3的下方连接制冷器2(下文提及)，以提供相应的制冷。
一种可能的实施例，如图1至图9所示，载体3的数量为一个或者多个，每一个载体3上至少布置有芯片4或者至少布置有一个电子元件5。
由于管壳1内的容纳腔11的空间有限，且需要集成电子元件5以及芯片4，因此，载体3的形状通常不会为方便加工的正多边形，为了降低加工的工艺难度，可分别加工多个载体3，再将其拼接成所需要的形状。
如图1、图4至图9所示，载体3的数量为多个，相邻的载体3上的电路布线31之间电连接，以确保电子元件5与芯片4之间能形成完整的电路连接。
电路布线31包括第一布线311以及第二布线312。第一布线311嵌在载体3的顶面32上；第二布线312嵌在载体3的侧面33上。第一布线311的至少一端延伸至载体3的顶面32的边沿，第二布线312沿载体3的侧面33周向延伸。
至少第一布线311或者第二布线312的其中之一布置在载体3上；也即是，一个载体3上可以只有第一布线311，第一布线311能够与电子元件5/芯片4电连接；一个载体3上也可以只有第二布线312，第二布线312能够与电子元件5/芯片4电连接。
需要注意的是，光电探测器作为精密仪器，将电子元件5置于较小的容纳腔11中，要考虑合理排布，组装顺序和工艺选择要合理，否则会导致工艺不兼容。多个载体3可为长方体，电子元件5/芯片4置于不同的载体3上，载体3的第一布线311或者第二布线312需要提前布线、组合、以及搭配。
组装之前，电子元件5与载体3上的电路布线31连接固定、芯片4与载体3上的电路布线31进行连接固定，
容纳腔11中操作空间有限，优先保证载有芯片4的载体3的安放精度，其余，再将布有电子元件5的多个载体3依次置入容纳腔11中，再进行载体3之间的连接固定。安放过程中，载体3之间的安放尺寸误差会导致彼此之间的相对位置出现偏差，进而影响到相邻的载体3之间，电路布线31的连接。本申请实施例中，相邻的载体3之间，布置在一个载体3上的第一布线311与布置在另一个载体3上的第二布线312连接。
即避免一个载体3上的第一布线311与另一个载体3上的第一布线311进行连接，两者的端部相互对准对载体3的安放精度过高。第二布线312沿横向方向延伸，第一布线311沿竖向方向延伸。两者连接处可以通过左右移动以适应载体3之间的安放尺寸误差，从而确保完成相应电路的连通，电路结合各电子元件5以及芯片4完成光电信号转换、光电信号放大，并最终完成信号探测的功能，本实施例对载体3的安放精度要求相对较低，能有效降低工艺难度。
一种可能的实施例，如图4至图9所示，至少部分第二布线312凸出载体3的侧面33以形成搭接部312a。凸出的搭接部312a方便与另一个载体3上的第一布线311抵触进而实现连接，连接的方式可以是胶粘或焊接。
相邻的载体3之间，布置在一个载体3上的第一布线311与布置在一个载体3上的搭接部312a相对设置，第一布线311的端部311a的宽度G窄于搭接部312a的宽度F，以使得两者在左右移动以适应载体3之间的安放尺寸误差的过程中，仍然能使得第一布线311的端部311a能完全的接触在第二布线312的搭接部312a，确保两者接触稳固。
相邻的载体3之间，载体3和载体3之间可以粘接或不固定粘接。一种可能的实施例，如图1至9所示，相邻的载体3之间采用胶粘连接，通常在多个载体3之间的第一布线311与第二布线312连接、第一布线311与引脚8连接、第二布线312与引脚8连接后再进行载体3之间的胶粘连接。载体3之间的胶粘区域34应当避让搭接部312a以及远端部311a，以防对两者电连接产生影响。
一种可能的实施例，如图1至9所示，相邻的载体3之间，布置在一个载体3上的第一布线311与布置在另一个载体3上的第二布线312之间填充导电胶或焊料313连接。如采用焊料连接，焊料313的熔点应当低于第一布线311以及第二布线312的熔点，以确保第一布线311与第二布线312的完整性。通过采用不同熔点的焊料313结合胶粘工艺实现载体3、电子元件5以及芯片4的组装。
本申请提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种光电探测器，其特征在于，包括具有容纳腔(11)的管壳(1)、载体(3)、芯片(4)、至少一个电子元件(5)、引脚(8)以及布置在所述载体(3)上的电路布线(31)；
所述芯片(4)与所述电子元件(5)布置在所述载体(3)上，所述芯片(4)与所述电子元件(5)通过所述电路布线(31)电连接；
所述电子元件(5)、所述载体(3)以及所述芯片(4)封装在所述容纳腔(11)中；
所述引脚(8)设置在所述管壳(1)上，所述引脚(8)与所述电子元件(5)电连接；
其中，所述载体(3)的数量为多个，每一个所述载体(3)上至少布置有所述芯片(4)或者至少布置有一个所述电子元件(5)；所述电路布线(31)除用于安装和连接所述芯片(4)和所述电子元件(5)的第一布线(311)外，还有用于连接相邻所述载体(3)的所述第一布线(311)的第二布线(312)；所述第二布线(312)布在所述载体(3)的侧面(33)上；
相邻的所述载体(3)之间，布置在一个所述载体(3)上的所述第一布线(311)与布置在另一个所述载体(3)上的所述第二布线(312)连接；
至少部分所述第二布线(312)凸出所述载体(3)的侧面(33)以形成搭接部(312a)；相邻的所述载体(3)之间，布置在一个所述载体(3)上的所述第一布线(311)与布置在另一个所述载体(3)上的所述搭接部(312a)相对设置，所述第一布线(311)远离所述电子元件(5)或者所述芯片的远端部(311a)窄于所述搭接部(312a)的宽度。
2.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述电子元件(5)的数量为四个，四个所述电子元件(5)分别为限流电阻(51)、取样电阻(52)、耦合电容(53)以及取样电容(54)。
3.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述电子元件(5)的数量也可为一至三个，所述电子元件(5)为限流电阻(51)、取样电阻(52)、耦合电容(53)以及取样电容(54)中的一个、两个或者三个。
4.根据权利要求2所述的光电探测器，其特征在于，所述限流电阻(51)为贴片薄膜电阻；和/或，
所述取样电阻(52)为打线电阻、片上薄膜电阻或贴片薄膜电阻；和/或，
所述耦合电容(53)为贴片陶瓷电容或打线陶瓷电容；和/或，
所述取样电容(54)为贴片陶瓷电容或打线陶瓷电容。
5.根据权利要求1至4任一项所述的光电探测器，其特征在于，所述芯片(4)为单光子雪崩光电二极管芯片。
6.根据权利要求1至4任一项所述的光电探测器，其特征在于，所述光电探测器包括制冷器(2)，所述制冷器(2)封装在所述容纳腔(11)中，所述载体(3)固定在所述制冷器(2)的冷端面(21)上，所述制冷器(2)与所述引脚(8)电连接。
7.根据权利要求6所述的光电探测器，其特征在于，所述光电探测器包括测温元件(7)，所述测温元件(7)布置在所述冷端面(21)或者所述载体(3)上。
8.根据权利要求1至4任一项所述的光电探测器，其特征在于，所述光电探测器包括光纤(91)，所述光纤(91)的一端穿过所述管壳(1)并延伸到所述容纳腔(11)内；所述光纤(91)与所述芯片(4)光耦合。
9.根据权利要求8所述的光电探测器，其特征在于，所述芯片(4)布置在所述载体(3)的侧面(33)，所述芯片(4)的光敏面(41)正对所述光纤(91)以实现光耦合。
10.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，相邻的所述载体(3)上所述电路布线(31)之间通过压焊实现电连接。
11.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，相邻的所述载体(3)之间采用胶粘连接，所述载体(3)之间的胶粘区域(34)避让所述搭接部(312a)以及所述远端部(311a)。
12.根据权利要求1或11所述的光电探测器，其特征在于，相邻的所述载体(3)之间，布置在一个所述载体(3)上的所述第一布线(311)与布置在另一个所述载体(3)上的所述第二布线(312)之间填充导电胶或焊料(313)连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110571822.5A CN113394208B (zh) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | 一种光电探测器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110571822.5A CN113394208B (zh) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | 一种光电探测器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113394208A CN113394208A (zh) | 2021-09-14 |
| CN113394208B true CN113394208B (zh) | 2023-05-05 |
Family
ID=77619133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110571822.5A Active CN113394208B (zh) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | 一种光电探测器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113394208B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW379394B (en) * | 1996-10-21 | 2000-01-11 | Alpine Microsystems Llc | A system and method for packaging integrated circuits |
| CN1442729A (zh) * | 2002-03-06 | 2003-09-17 | 精工爱普生株式会社 | 集成电路芯片、电子装置及其制造方法以及电子机器 |
| CN1575107A (zh) * | 2003-06-05 | 2005-02-02 | 诺瓦尔有限公司 | 导电连接方法 |
| CN206311208U (zh) * | 2016-12-20 | 2017-07-07 | 中国电子科技集团公司第四十三研究所 | 一种基于精密薄膜电阻和电容峰化的光电探测器 |
| CN206879216U (zh) * | 2017-05-16 | 2018-01-12 | 郑州三彩电子科技有限公司 | 插接式线路板及液晶电视机 |
| CN209328888U (zh) * | 2018-12-28 | 2019-08-30 | 南昌欧菲光电技术有限公司 | 感光组件、摄像模组和移动终端 |
| CN110416321A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-11-05 | 北京航天时代光电科技有限公司 | 一种小体积零位电压稳定的光电探测器 |
| CN110875269A (zh) * | 2018-08-31 | 2020-03-10 | 唐虞企业股份有限公司 | 芯片封装结构半成品、模块及芯片封装结构的制造方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003062866A2 (en) * | 2002-01-22 | 2003-07-31 | Zonu, Inc. | Flex board interface to an optical module |
| US6794580B2 (en) * | 2002-02-20 | 2004-09-21 | Molex Incorporated | Solder interconnections for flat circuits |
| CN100512056C (zh) * | 2004-12-17 | 2009-07-08 | 中兴通讯股份有限公司 | 具有过载保护功能的光接收模块 |
| KR20140084220A (ko) * | 2011-10-20 | 2014-07-04 | 닛토덴코 가부시키가이샤 | 열박리형 시트 |
| CN204314507U (zh) * | 2014-11-27 | 2015-05-06 | 武汉电信器件有限公司 | 高速蝶形封装光发射器组件 |
| CN206283097U (zh) * | 2016-12-15 | 2017-06-27 | 深圳市东飞凌科技有限公司 | 电吸收调制激光器同轴封装管芯 |
| CN108054217A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-05-18 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 集成制冷的单光子雪崩光电二极管器件 |
| CN110767754B (zh) * | 2019-09-26 | 2021-10-12 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 一种光电探测器 |
| CN111413067A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-07-14 | 大连优迅科技有限公司 | 一种带小型制冷器的测量用探测器 |
| CN112187371A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-05 | 中国科学院半导体研究所 | 光电平衡探测器及其接收模块和应用 |
| CN112992871A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-06-18 | 西安中科迅捷光电科技有限公司 | 一种制冷型光电平衡探测器 |
-
2021
- 2021-05-25 CN CN202110571822.5A patent/CN113394208B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW379394B (en) * | 1996-10-21 | 2000-01-11 | Alpine Microsystems Llc | A system and method for packaging integrated circuits |
| CN1442729A (zh) * | 2002-03-06 | 2003-09-17 | 精工爱普生株式会社 | 集成电路芯片、电子装置及其制造方法以及电子机器 |
| CN1575107A (zh) * | 2003-06-05 | 2005-02-02 | 诺瓦尔有限公司 | 导电连接方法 |
| CN206311208U (zh) * | 2016-12-20 | 2017-07-07 | 中国电子科技集团公司第四十三研究所 | 一种基于精密薄膜电阻和电容峰化的光电探测器 |
| CN206879216U (zh) * | 2017-05-16 | 2018-01-12 | 郑州三彩电子科技有限公司 | 插接式线路板及液晶电视机 |
| CN110875269A (zh) * | 2018-08-31 | 2020-03-10 | 唐虞企业股份有限公司 | 芯片封装结构半成品、模块及芯片封装结构的制造方法 |
| CN209328888U (zh) * | 2018-12-28 | 2019-08-30 | 南昌欧菲光电技术有限公司 | 感光组件、摄像模组和移动终端 |
| CN110416321A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-11-05 | 北京航天时代光电科技有限公司 | 一种小体积零位电压稳定的光电探测器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113394208A (zh) | 2021-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4268113A (en) | Signal coupling element for substrate-mounted optical transducers | |
| US9293422B1 (en) | Optoelectronic packages having magnetic field cancelation | |
| US4802178A (en) | High speed fiberoptic laser module | |
| US4834490A (en) | Transmitting receiving device with a diode mounted on a support | |
| US8743564B2 (en) | Optical device | |
| JPH11340414A (ja) | マイクロ波集積回路マルチチップモジュール、マイクロ波集積回路マルチチップモジュールの実装構造 | |
| US6940155B2 (en) | IC package, optical transmitter, and optical receiver | |
| US20070228405A1 (en) | Electronic component and electronic component module | |
| JPH0715030A (ja) | 線形集積光結合素子およびその製造方法 | |
| US8378475B1 (en) | Optoelectronic chip carriers | |
| CN113394208B (zh) | 一种光电探测器 | |
| CN110767754B (zh) | 一种光电探测器 | |
| US9063309B2 (en) | Optoelectronic module with flexible substrate | |
| JP4828103B2 (ja) | 光送受信モジュール | |
| US9083137B2 (en) | Optical communication module | |
| CN108615773B (zh) | 一种用于表面贴装的光电探测器封装壳 | |
| JP2019186379A (ja) | 光モジュール | |
| US7206518B2 (en) | High speed optoelectronic subassembly and package for optical devices | |
| CN113839301A (zh) | 高速光信号发射器件的壳体组件及高速光信号发射器件 | |
| CN218885138U (zh) | 一种宽温微弱光探测器 | |
| CN218896222U (zh) | 气密封装盒、光器件和光模块 | |
| TW201505387A (zh) | 光接收器之方法及裝置 | |
| CN217689524U (zh) | 光接收组件管壳封装结构 | |
| JPS6059788A (ja) | 光通信用半導体装置 | |
| CN210578571U (zh) | 一种光接收模块封装结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |