CN1262859C - 光学封壳单元及其下壳部分、光电子模块 - Google Patents

光学封壳单元及其下壳部分、光电子模块 Download PDF

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Abstract

一种用于光学混合组件(10)的光学封壳单元，它包括一个下壳部份(36)和一个配合的上盖部分(54)，二者一起在一端(50)形成一个整体插座段，用来获得一个光机接口，并在其中接纳和可分离地保持具有至少一条外光纤的光学接头。下壳部分(36)的中心部(38)有一个空腔(42)，用于按形状密合方式接纳光学混合组件(10)的箍套(12)。下壳部分(36)在其第二端有一个底板(44)，用来支撑具有至少一个光芯片(26，28)的衬底(20)和安装在它上面的至少一条主光纤(22，24)的近端。盖子部分(54)有一段(58)遮住衬底(20)和下壳部分底板(44)的至少一部分。本发明还涉及用于将光学混合组合(10)包封在其中的光学封壳单元的下壳部分(36)，以及包括该封壳单元的光电子模块(62)，该封壳单元中包封着光学混合组件。

Description

光学封壳单元及其下壳部份、光电子模块
技术领域
本发明涉及光学封壳单元、这种光学封壳单元的下壳部分，以及包括包封该光学混合组件的所述光学封壳单元的光电子模块。
背景技术
传统用于无线通信系统的光半导体的器件通常可以借助于与诸如器件的激光二极管之类的光半导体芯片相连的所谓尾光纤与外部设备连接起来，或者更好是通过插座型光机接口，外部设备的光纤可连接到该光机接口。
US-A-5,617,495披露了一些具有插座型连接结构的半导体器件，其中可以把一个外部光纤可分离地连至设备的光学组件上。虽然插座型光机接口由于处理和安装简便而对于尾光纤布置很合适，但现有的插座型装置在灵活性、精确性、装配的方便性，以及元件生产的自动化方面仍然有待改进。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于光学混合组件的改进光学封壳单元，其中：
a)在封壳单元的下壳部分的前部整体地形成一组电气引线脚，使得支撑在其上的光学混合组件的能很容易地引线接合在引线脚上；
b)在光学封壳单元的所述下壳部分的中心部形成一个凹口，以使光学混合组件的箍套精确地、形状密合地定位其中，从而确保封壳单元的光机接口的很好地确定位置；以及
c)在下壳部分的后部整体形成一个插座，以可分离地接纳一个外部光纤连接器。
附图说明
图1是一个准备安装在本发明的封壳单元内的光学混合组件的透视图；
图2是一个封壳单元的下壳部分及与它结合在一起的一个电引线脚框架的透视图；
图3是一个与图2类似的视图，示出安装在下壳部分的光学混合组件；
图4是封壳单元的上盖部分(盖子)的透视图；以及
图5是由本发明的封壳单元和安装在它里面的光学混合组件构成的光电子子模块的分解透视图，其中各子模块依次安装在一个印刷电路板(PCB)上，并用屏蔽金属盖扣在上面。
具体实施方式
图1中10表示用于例如无线通信系统等的光学混合组件。此光学混合组件包括一个主体，即一个方形截面的所谓箍套12，在它的第一端部14有一个加大的法兰16。一个具有两条光纤的光纤带的未剥皮段18从法兰16伸向硅衬底20，两条光纤22，24连接到并支撑在衬底20的U形或V形槽(未示)内，并伸至紧靠两个相应的诸如激光二极管之类的光芯片26，28处，光纤22，24的相邻端部与光芯片适当对齐。另外，光纤22，24穿过箍套12的细内隙(未示)延伸，且光纤的远端终止于箍套12相对端表面30处，并在那儿形成一个用来与具有光纤的外部光纤连接器(未示)作光机连接的光学接口，这些光纤的相邻端部与光纤22，24的远端对齐。导向引脚32、34连接到箍套12上，以确保外部连接器的连接准确对齐。这个光学混合组件10，即箍套12，具有光芯片26，28的硅衬底20及光纤18，22，24，构成一个可测试光芯片功能的独立单元。该箍套12在相对端表面30上限定一个光学接口，用来使至少一条穿过所述箍套12延伸的光纤22，24的远端与外部光纤的近端对齐，该光纤具有一个从箍套12的第二面伸出并终止于近端的外露段，所述下壳部分36在其第二端有一个前底板部44，用来支撑至少具有一个光芯片26，28的衬底20及安装在衬底上的光纤22，24的近端。
图2表示本发明的封壳单元的下壳部分36，用于光学混合组件10的非密封式封装。此下壳部分36具有一个带有凹槽40和空腔42的中心部分38，用来按形状密合方式接纳和保持箍套12，并让法兰16处于空腔42内。下壳部分36有一个前底板部44，其中设置了多组与之整体形成的电引线脚46，用来通过引线接合与硅衬底20或光芯片26，28及任何支撑在位于前底板部44凹陷区47的各衬底上的微电子芯片(未示)相连接，如图2和3所示。可以将引线脚46从它们的支撑框48上断开并向下弯折，以便按传统的方法插入相关PCB的各安装孔内。或者，把引脚或引线做成一定形状以表面安装在PCB上。另外，下壳部分36有一个向后伸展的后部50构成插座(例如，所谓的MT-RJ或LC型插座)的一部分，用来接纳任何适宜的标准型光纤连接器，如MT-RJ或LC型连接器。在下壳部分36的下面可以设置一些卸载凸块或引脚52，用来接受当安装到PCB或类似物上时施于封壳单元上的力。下壳部分36是用形状稳定的热塑材料通过注塑工艺直接形成在电引线脚46的金属框架上。
封壳单元还包括一个上盖部分54(见图4)，用作下壳部分36的盖子，它也是由形状稳定的热塑材料如环氧树脂制成的。安装在下壳部分36顶上的盖子54的后部56与下壳部分36的后部50一起限定一个界限分明的光机接口，用来把外部光纤连接器(未示)连接到光学混合组件10上，而盖54的前部58形成对安装在下壳部分36前底板部44上的光电子元件的机械保护。下壳部分和上盖部分36，54可以具有弹簧锁固定装置(未示)，以便于这两个壳体部件的组装和相互固定。或者，也可以用粘接剂把这两个部分36，54粘在一起。盖54上有一个孔60，用来接纳连接器上的接合器，以将连接器可分离地连至光机插座内。
开始封装过程时先把光学混合组件10放在下壳部分36上，使箍套12和法兰16按形状密合方式置于各自的凹陷40和腔体42内，并用胶或任何别的粘接剂固定在其中。硅衬底20和任何其它具有微电子芯片的衬底，同样利用胶粘结固定在前底板上。然后在各硅衬底和引线46间施行一切必需的引线接合步骤。接下来，把盖54固定在下壳部分36上，以将光学混合组件10牢固地保持在一个预先精确确定的位置。因而，封壳单元的下壳部分36为光学混合组件10提供一个与电引线脚46的电和热连接，以及光学混合组件10与下壳部分36中的凹口40，42的机械连接，从而使箍套12和衬底20精确定位在下壳部分36内，并在封壳单元的后部整体插座段内有一个预定的光机接口。
如图5所示，本发明的封壳单元装在其中的光学混合组件10可以构成一个光电子子模块62，它可以依次安装在含有电子元件(未示)的PCB上，并在上面放一个屏蔽金属盖66。

Claims (5)

1.一种用于光学混合组件(10)的光学封壳单元，该光学封壳单元包括一个下壳部分(36)和一个配合的上盖部分(54)，
其特征在于：
下壳部分(36)和上盖部分(54)在后部(50)一起形成一个整体插座段，用以获得一个光机接口并把至少具有一条外部光纤的光连接器接纳且可分离地保持在其中，下壳部分(36)的中心部分(38)具有一个空腔(42)用来按形状密合方式接纳光学混合组件(10)的箍套(12)，该箍套(12)在相对端表面(30)上限定一个光学接口，用来使至少一条穿过所述箍套(12)延伸的光纤(22，24)的远端与外部光纤的近端对齐，该光纤具有一个从箍套(12)的第二面伸出并终止于近端的外露段，所述下壳部分(36)在其第二端有一个前底板部(44)，用来支撑至少具有一个光芯片(26，28)的衬底(20)及安装在衬底上的光纤(22，24)的近端，其中所述上盖部分(54)有前部(58)遮盖衬底(20)和下壳部分(36)的前底板部(44)的至少一部分。
2.如权利要求1所述的光学封壳单元，其特征在于下壳部分(36)和上盖部分(54)是用形状稳定的塑料材料制成的。
3.一种光学封壳单元的下壳部分，用来包封光学混合组件(10)，
其特征在于：
将经过衬底(20)引线接合到至少一个光芯片(26，28)的电引线脚(46)的支撑框(48)是整体模制到该下壳部分(36)的第二端部的前底板部(44)上，该下壳部分(36)的后部(50)限定一个整体插座段，用以获得一个光机接口，并接纳和可分离地保持至少具有一条外部光纤的光连接器，其中下壳部分(36)的中心部分(38)有一个空腔(42)，用来按形状密合方式接纳光学混合组件(10)的箍套(12)。
4.光电模块(62)，包括一个封壳单元，该封壳单元包封着光学混合组件(10)，该光学混合组件(10)包括：
一个箍套(12)，在相对端表面(30)上包含一个光学接口，用来使至少一个穿过箍套(12)延伸的光纤(22，24)的远端与至少一个外部光纤的近端对齐及可分离地连接，该光纤有一个从箍套(12)第二面伸出并终止于近端的外露段；以及
一个衬底(20)，它上面至少支持着一个光芯片(26，28)，所述光纤的近端与各光芯片(26，28)精密对齐，而且固定在衬底(20)上，
其特征在于：
所述封壳单元包括一个下壳部分(36)和一个配合的上盖部分(54)，其中，下壳部分(36)和上盖部分(54)在后部(50)一起形成一个整体的插座段，用来接纳并可分离地保持带着至少一个外部光纤的光连接器，中心部分(38)有一个空腔(42)，用来按形状密合方式接纳箍套(12)，其中所述下壳部分(36)在其第一端有一个设有整合的电引线脚(46)的前底板部(44)，这些引线脚经过衬底(20)与光芯片(26，28)引线接合，并支撑具有光芯片的衬底(20)及安装在它上面的光纤(22，24)的近端，其中所述上盖部分(54)有前部(58)遮盖着衬底(20)和下壳部分(36)的前底板部(44)的至少一部分。
5.如权利要求4所述的光电子模块，其特征在于：至少一个支撑微电子元件的衬底在凹陷区(47)处安装在前底板部(44)上。
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