CN1790845A - 高速宽频光电传输to－can组件 - Google Patents

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Abstract

高速宽频光电传输TO－CAN组件，主要包括基板、光学硅平台、散热片、激光二极管、光电探测器、光电模块，所述的光学硅平台设有V形槽，V形槽安装有激光二极管、光电探测器。光电模块由高频电流的扼流线圈、螺旋形薄膜线圈、阻抗线路、匹配电阻、引线组成。高频电流的扼流线圈通过连线与激光二极管、光电探测器的光电二极管及基板相连。螺旋形薄膜线圈与匹配电阻通过引线键合与激光二极管。阻抗线路由信号线路和平面板组成。匹配电阻、螺旋形薄膜线圈采用薄膜技术单片集成在光学硅平台上。组件采用普通TO封装。优点是：在保留传统的TO－CAN结构的基础上，组件采用普通TO封装，使得高速传输的应用变得更加方便，大幅度提高了组件的调制频率，使其可以进行高速发射。

Description

高速宽频光电传输TO-CAN组件
技术领域：
本发明涉及一种光电传输TO-CAN组件，特别涉及一种高速宽频(10GHz)光电传输TO-CAN组件。
背景技术：
在现代通讯的过程中要求传输的信息量要大，传输的速率要快，目前大量运用光电传输手段，而在光电传输中，光电传输元件是必备器件，而目前大多使用的光电传输TO-CAN组件，图1是一个传统的TO-CAN光电组件，由于没有进行射频补偿，以及引线较长的原因，一般限制在1到2GHz内进行使用，而不能在10GHz等高速领域应用。
发明内容：
本发明的目的是针对现有技术中存在的传输频率较低，传输速率不够的缺陷提供一种高速宽频光电传输TO-CAN组件。
本发明主要包括：基板、光学硅平台(SiOB)、散热片、激光二极管、光电探测器、光电模块，其特征在于：所述的光学硅平台(SiOB)设有V形槽，V形槽的一端安装有激光二极管，另一端平行于基板安装有光电探测器(用于接收激光二极管的背向光并转化为电流)，设有V形槽的光学硅平台(SiOB)粘接在散热片上，散热片垂直于基板，光学硅平台与高速宽频光电传输组件的引线采用导电树脂或焊料(InSn，PbSn)来实现导电连接，也可以用陶瓷馈通连接。光电模块由扼流线圈、螺旋形薄膜线圈、阻抗线路、RF匹配电阻、引线组成，安装在光学硅平台(SiOB)之上，扼流线圈一端通过连线与激光二极管的正极及基板相连，另一端通过连线与光电探测器的光电二极管负极相连，螺旋形薄膜线圈与RF匹配电阻通过引线键合与激光二极管的负极相连，阻抗线路由信号线路和平面板组成，信号线路通过引线键合和激光二极管的负极相连，RF匹配电阻置于信号线路内，平面板通过引线键合直接和激光二极管的正极相连，和基板进行导电连接，RF匹配电阻、螺旋形薄膜线圈采用薄膜技术单片集成在光学硅平台上。高速宽频光电传输组件的引线为四根，1激光二极管的正极、光电探测器的负极串联一扼流线圈与此端相连，此极与基板相连，2激光二极管RF端，3光电探测器的正极，4激光器二极管的直流负端串联一螺旋形薄膜线圈与此端相连。高速宽频光电传输组件的引线采用玻璃密封粉(B2O3-SiO2系列的硬玻璃(BH-7/K)，介电系数为5.5(1MHz，25℃)，Na2O-BaO系列的软玻璃(ST-4F/K)，介电系数为6.7)集合与基板相连。组件采用普通TO封装。
本本发明的优点是：在保留传统的TO-CAN结构的基础上，组件采用普通TO封装，使得高速传输的应用变得更加方便，大幅度提高了组件的调制频率，使其可以进行高速发射。
附图说明：
图1传统的TO-CAN光电组件结构示意图
图2本发明的高速宽频光电传输TO-CAN组件结构示意图
图3本发明的高速宽频光电传输TO-CAN组件的元件连接结构示意图
图4本发明的高速宽频光电传输TO-CAN组件的引线分布状况俯视图
图5本发明的高速宽频光电传输TO-CAN组件的电路原理图
10激光二极管、30光电探测器、40基板、50引线、100光学硅平台、101V形槽、102螺旋形薄膜线圈、103RF匹配电阻、104信号线路、105平面板、106扼流线圈、107引线键合
具体实施方式：
以下的阐述是为了说明其功能，并没有对光电组件的组成作限制。为了宜于说明，一些通用的元件被简化或没加说明。
如图2、图3所示，该TO-CAN结构组件由下列部分组成：激光二极管10，光电探测器30，基板40，引线50，光学硅平台(SiOB)100，此外还包括RF匹配电阻103，50Ω特征阻抗线路104和105，螺旋形薄膜线圈102和扼流线圈106。
光学硅平台100带V形槽101，它构成一块中间基板，粘接在散热片60上，散热片垂直于TO基板40。光学硅平台100和引线50导电连接，导电连接通过导电树脂或焊料如InSn，PbSn连接实现。引线键合会产生1nH/mm的自感应，因而不能使用。这样，射频特性就提高了。或者，引线可以用陶瓷馈通代替，但这样成本就会提高。所以引线50用传统的玻璃密封粉与基板40相连。玻璃介电系数低，可降低寄生电容。B2O3-SiO2系列的硬玻璃(BH-7/K)，介电系数为5.5(1MHz，25℃)，Na2O-BaO系列的软玻璃(ST-4F/K)，介电系数为6.7。这两种玻璃是本发明推荐的典型玻璃密封粉。光电探测器30和基板40平行，接收激光二极管10发出的背向出射光，然后将其转化成光电流用于检测激光强度。光电探测器30可将V形槽反射的光转化成强度为100μA以上的光电流。光电探测器30也可以置于光学硅平台100上V形槽的另一端。
50Ω或25Ω的特征阻抗线路104、105由信号线路104和平面板105组成。信号线路104通过引线键合107和激光二极管的负极相连。一RF匹配电阻103置于信号线路内。平面板105通过引线键合直接和激光二极管10的正极相连，和基板40进行导电连接。螺旋形薄膜线圈102起到扼流的作用，也用引线键合和激光二极管相连。RF匹配电阻103和螺旋形薄膜线圈102可以用薄膜技术单片集成在光学硅平台100上，使得体积更小。
如图4所示，引线含下列引脚：一个共用引线，连接激光器二极管的正极、光电二级体负极；激光器二极管RF负端；激光器二极管的直流负端；光电探测器正极。在激光器二极管的正极和光电二级体负极之间串联一个扼流线圈106，在这种情况下，扼流线圈106可隔离激光二极管和光电探测器之间的射频干扰。共用一根线，这样就减少了一根引线。在其它的设备中，激光二极管正极和光电探测器负极可以各自有引线，也不需要线圈去隔离射频信号。
如图5所示，螺旋形薄膜线圈102跟引线4相连。用作交流扼流。RF匹配电阻103是匹配电阻，和引线2相连。扼流线圈106一端连接光电探测器负极，另一端和激光器二极管10的正极连接并与引线1相连。光电探测器的正极和引线3相连。其中扼流线圈和光电探测器可以互换而不影响隔离效果。
在这个发明中，采用SiOB作为作为过渡基板提高了射频特性，获得10Gbps高频。同时保持传统的TO-CAN结构。另外，通过检测经过V形槽的背向光完全可以达到监测激光二极管输出光功率的强度。另外，通过将匹配电阻和螺旋形薄膜线圈感应器单片集成到SiOB上可以将光电模块体积减小，组织过程更加简单。

Claims (5)

1.一种高速宽频光电传输TO-CAN组件，主要包括：基板、光学硅平台(SiOB)、散热片、激光二极管、光电探测器、光电模块，其特征在于：所述的光学硅平台(SiOB)设有V形槽，V形槽的一端安装有激光二极管，另一端平行于基板安装有光电探测器用于接收激光二极管的背向光并转化为电流，光电模块由扼流线圈、螺旋形薄膜线圈、阻抗线路、RF匹配电阻、引线组成，安装在光学硅平台(SiOB)之上，扼流线圈一端通过连线与激光二极管的正极及基板相连，另一端通过连线与光电探测器的光电二极管负极相连，螺旋形薄膜线圈与RF匹配电阻通过引线键合与激光二极管的负极相连，阻抗线路由信号线路和平面板组成，信号线路通过引线键合和激光二极管的负极相连，RF匹配电阻置于信号线路内，平面板通过引线键合直接和激光二极管的正极相连，和基板进行导电连接，组件采用普通TO封装。
2.根据权利要求1所述的一种高速宽频光电传输TO-CAN组件，其中所述的设有V形槽的光学硅平台(SiOB)粘接在散热片上，散热片垂直于基板，光学硅平台与高速宽频光电传输组件的引线采用导电树脂或焊料(InSn，PbSn)来实现导电连接，也可以用陶瓷馈通连接。
3.根据权利要求1所述的一种高速宽频光电传输TO-CAN组件，其中所述的高速宽频光电传输组件的引线采用玻璃密封粉(B2O3-SiO2系列的硬玻璃(BH-7/K)，介电系数为5.5(1MHz，25℃)，Na2O-BaO系列的软玻璃(ST-4F/K)，介电系数为6.7)集合与基板相连。
4.根据权利要求1所述的一种高速宽频光电传输TO-CAN组件，其中所述的RF匹配电阻、螺旋形薄膜线圈采用薄膜技术单片集成在光学硅平台上。
5.根据权利要求1所述的一种高速宽频光电传输TO-CAN组件，其中所述的高速宽频光电传输组件的引线为四根，1激光二极管的正极、光电探测器的负极串联一扼流线圈与此端相连，此极与基板相连，2激光二极管RF端，3光电探测器的正极，4激光器二极管的直流负端串联一螺旋形薄膜线圈与此端相连。
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