CN207440345U - 一种半导体激光器无源对准耦合封装基板 - Google Patents
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Abstract
一种半导体激光器无源对准耦合封装基板，涉及光电子器件领域，包括一硅衬底，硅衬底一端设有定位V型槽，该定位V型槽的两侧镀有金属电路薄膜，硅衬底的另一端有硅刻蚀形成的台阶型直槽,该直槽深度在200~400um，直槽上贴合有厚度与直槽深度相匹配的贴合部件，直槽底部上设有贴合部件用于贴合所需的对准标记，贴合部件为焊接有激光器的氮化铝陶瓷基板，激光器高频传输电路，集成在陶瓷基板区域。本实用新型利用硅的易加工特性，腐蚀出高精度定位V型槽，可以在定位V型槽的两侧根据需求分布精度很高的金属电路薄膜，在其另一端刻蚀出直槽，直槽上有对准标记，载有半导体激光器的陶瓷基板利用对准标记高精度贴合在直槽上，完全规避硅衬底上的高频缺点。
Description
技术领域
本实用新型涉及光电子器件领域，具体涉及一种半导体激光器无源对准耦合封装基板。
背景技术
在光纤通信技术中，主要采用半导体激光器作为信号源。随着激光器芯片制备技术的不断完善，不但激光器芯片的成本大大降低，而且单个激光器芯片的调制频率也已达到10GHZ甚至几十GHZ。目前制约信号源特性和成本的关键因素主要在于封装技术。其挑战在于，一方面要使激光器的光最大程度地耦合到光纤中，另一方面要给激光器提供高频调制信号。对于光的耦合，主要有有源耦合和无源耦合两种方法。其中有源耦合方法使用的设备昂贵，耦合工艺也比较复杂；近年来迅速发展的采用硅V型槽定位的无源对准耦合方法(Electron.Lett.，Vol.31，No.9，P.730，Apr.1995.)具有工艺简单、易于大批量流水作业、生产效率高和成本低的特点，并且硅的微细加工工艺相当成熟，V型槽的精度可以作的相当高，完全可以满足激光器高耦合效率的要求。但在给激光器提供10GHz以上的高频调制信号时，需要通过在基底介质上制备高频传输用的共面波导来进行。
普通的硅半导体衬底，由于在高频条件下的漏电损耗和电磁耦合损耗，不能直接在上面制作微波传输共面波导，需要一层十几微米厚的二氧化硅做绝缘层，该厚度的二氧化硅导热性较差，不利于半导体激光器的散热。氮化铝是一种综合性能优良新型陶瓷材料，具有优良的热传导性,可靠的电绝缘性,低的介电常数和介电损耗,无毒以及与硅相匹配的热膨胀系数等一系列优良特性"被认为是新一代高集程度半导体基片和电子器件封装的理想材料，但是陶瓷材料无法实现精准的V型槽加工，无法利用成熟的硅工艺做刻蚀等工艺。
实用新型内容
为了解决现有技术中的不足，本发明是结合硅的高精度加工工艺和氮化铝陶瓷的高频特性，提出一种半导体激光器无源对准耦合封装基板，其技术方案如下：
一种半导体激光器无源对准耦合封装基板，包括一硅衬底，所述硅衬底一端设有定位V型槽，该定位V型槽的两侧镀有金属电路薄膜，所述金属电路薄膜厚度在0.5~2um，所述硅衬底的另一端有硅刻蚀形成的台阶型直槽, 该直槽深度在200~400um，所述直槽上贴合有厚度与直槽深度相匹配的贴合部件，直槽底部上设有贴合部件用于贴合所需的对准标记，所述贴合部件为焊接有激光器的氮化铝陶瓷基板，激光器高频传输电路，集成在陶瓷基板区域。
进一步地，所述硅衬底为常规阻值的普通硅衬底。
进一步地，所述定位V型槽内固定有光纤或透镜。
依据上述技术方案，本实用新型与现有技术相比：同时利用硅的易加工特性，腐蚀出高精度定位V型槽，可以在定位V型槽的两侧根据需求分布精度很高的金属电路薄膜，在其另一端刻蚀出直槽，直槽上有对准标记，载有半导体激光器的陶瓷基板利用对准标记高精度贴合在直槽上，完全规避硅衬底上的高频缺点。
附图说明
下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
图1为本实用新型的结构示意图。
其中，1、硅衬底；2、定位V型槽；3、金属电路薄膜；4、直槽；5、透镜；6、陶瓷基板；7、对准标记；8、激光器。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
请参阅图1所示，本实用新型一种半导体激光器无源对准耦合封装基版，包括：一硅衬底1，该硅衬底1是普通硅衬底；一定位V型槽2，定位V型槽2两侧有金属电路薄膜3,金属电路薄膜3实际采用Cr/Au结构，厚度为1000/5000埃， 供打线用；硅衬底1另一侧有垂直的直槽4，直槽4深度与要贴合的贴合部件6匹配，直槽4的深度和贴合部件6的厚度匹配，均为200um。5是透镜，可以固定在定位V型槽2内。定位V型槽2的宽度根据透镜5直径可以调节。7是十字形对准标记，贴合部件6可以利用对准标记做精密贴合。6是陶瓷基板，上面载有激光器8，高频传输部分都在陶瓷基板6内。
该实用新型使用时，将透镜5（或者光纤）插入定位V型槽2内，再将载有激光器8的陶瓷基板6贴合在直槽4处，根据需求在定位V型槽2两侧的金属电路薄膜3上打上互联金线，即可完成激光器封装的组件核心部分。
通过上述，本实用新型结构没有高频传输部分，通过和贴合部件6的微组装可以实现高频封装。本实用新型可作为通用部件与不同的贴合部件6组合，使用灵活。
以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (3)
1.一种半导体激光器无源对准耦合封装基板，其特征在于，包括一硅衬底，所述硅衬底一端设有定位V型槽，该定位V型槽的两侧镀有金属电路薄膜，所述金属电路薄膜厚度在0.5~2μm，所述硅衬底的另一端有硅刻蚀形成的台阶型直槽, 该直槽深度在200~400μm，所述直槽上贴合有厚度与直槽深度相匹配的贴合部件，直槽底部上设有贴合部件用于贴合所需的对准标记，所述贴合部件为焊接有激光器的氮化铝陶瓷基板，激光器高频传输电路，集成在陶瓷基板区域。
2.如权利要求1所述的一种半导体激光器无源对准耦合封装基板，其特征在于，所述硅衬底为常规阻值的普通硅衬底。
3.如权利要求2所述的一种半导体激光器无源对准耦合封装基板，其特征在于，所述定位V型槽内固定有光纤或透镜。
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| CN201721389525.4U CN207440345U (zh) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | 一种半导体激光器无源对准耦合封装基板 |
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| CN (1) | CN207440345U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109613665A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-12 | 联合微电子中心有限责任公司 | 单模光纤与硅基光电子芯片端面的耦合封装结构及方法 |
| CN112952550A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-11 | 桂林雷光科技有限公司 | 一种半导体有源与无源集成耦合方法 |
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2017
- 2017-10-26 CN CN201721389525.4U patent/CN207440345U/zh active Active
Cited By (3)
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| CN112952550B (zh) * | 2021-02-08 | 2021-09-07 | 桂林雷光科技有限公司 | 一种半导体有源与无源集成耦合方法 |
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