CN208753332U - 一种可拆卸、更换apd的散热apd封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及APD封装领域，具体公开了一种可拆卸、更换APD的散热APD封装结构，包括散热片、制冷片、热沉、同轴APD、固定夹片、LD固定座子、热敏电阻和封装盒，所述封装盒包括上盖板、前板、后板、左板、右板以及底板，所述散热片设置在底板上，所述制冷片设置在散热片上，所述热敏电阻设置在热沉底部，所述热沉设置在制冷片上，所述固定夹片将同轴APD可拆卸安装于所述热沉中，所述LD固定座子将LD测试座可拆卸安装于所述热沉上。本实用新型将同轴APD可拆卸安装在所述热沉中，使得人们能将APD从热沉中拆卸，方便人们检测与维修APD；而且将热敏电阻安装在热沉底部便于热敏电阻准确测量同轴APD的温度，大大提高了APD的工作稳定性和可靠性。

Description

一种可拆卸、更换APD的散热APD封装结构

技术领域

本发明涉及二极管封装技术领域，尤其涉及一种可拆卸、更换APD的散热APD封装结构。

背景技术

APD即雪崩光电二极管，是一种p-n结型的光检测二极管，其中利用了载流子的雪崩倍增效应来放大光电信号以提高检测的灵敏度。其基本结构常常采用容易产生雪崩倍增效应的Read二极管结构（即p⁺-n-i-n⁺型结构），工作时加较大的反向偏压，使得其达到雪崩倍增状态。研究表明雪崩电压与APD的工作温度有关，当温度降低时，雪崩电压随之降低。因为温度降低会使晶格散射作用减弱，增加了载流子的平均自由程，载流子在较低的场强下就可以获得足够的能量来碰撞出电子一空穴对，因而降低了雪崩电压。所以温度控制对APD能够实现“雪崩效应”尤为重要。如申请号为201620756371.7的中国实用新型专利公开了一种散热APD封装结构，通过加入了恒温控制和散热结构的同轴封装，大大加大了恒温的能力。但由于该结构中的APD等部件都是固定的，难以拆卸，不利于人们对其进行检查与维修。而且其他APD结构没有考虑输入光是否全部聚焦于APD的光敏面，也没有考虑如何对APD提供反向偏置电压及其光电输出的结构，更没有考虑不同光源的情况。

发明内容

为了现有技术所存在的APD难以拆卸、更换的问题，本实用新型的目的在于，提供一种容易更换内部设备的散热APD封装结构。

为实现上述目的，本设计实用新型提供如下技术方案：

一种可拆卸、更换APD的散热APD封装结构，包括散热片、制冷片、热沉、同轴APD、热敏电阻和封装盒，所述散热片设置在所述封装盒底面上，所述制冷片设置在散热片上，所述热沉设置在制冷片上，所述热敏电阻设置在热沉底部，所述同轴APD 可拆卸安装于所述热沉中。

本实用新型将同轴APD可拆卸安装在热沉上，使得人们能将同轴APD从热沉上拆除，方便人们检测、维修、更换APD，同时避免APD损坏后导致整个封装结构无法继续使用。而且将热敏电阻设置在热沉底部，方便热敏电阻准确测量热沉的温度，进而准确测量安装在热沉中的同轴APD的温度，将温度反馈到制冷片中，及时调节热沉温度，使得同轴APD的工作温度始终能处于恒定状态，大大提高了APD工作的稳定性和可靠性。

进一步地，所述散热APD封装结构还包括固定夹片，所述固定夹片允许同轴APD的引脚通过而不接触；所述热沉设有与同轴APD相匹配的热沉通孔；当所述同轴APD插入热沉通孔后，通过所述固定夹片压紧同轴APD的边缘及拨片将同轴APD固定在热沉通孔中。

本实用新型通过设置固定夹片，避免了APD安装在热沉上时因移动而导致APD无法正常工作，而且固定夹片是可拆卸安装，使得人们可以通过拆卸固定夹片来将APD从热沉上拆除。在安装时，先将同轴APD通过热沉通孔插入到热沉中，根据所述同轴APD的外壳形状，可以两侧都设置固定夹片或者一侧设置固定夹片，而另一侧通过设置热沉通孔的形状来限制同轴APD的活动。而通过热沉通孔的设置能有效地限制同轴APD上下左右活动的可能，使其只能通过前后移动来从热沉上拆除，一方面能很好地避免了同轴APD由于外界影响而发生移动，另一方面确保了固定夹片只需在前后方向上压紧同轴APD，避免同轴APD前后移动即可，减少了整个封装设计的难度。

进一步地，所述热沉上设有第一螺丝孔，所述固定夹片通过与第一螺丝孔匹配的第一螺丝安装在热沉上。通过螺丝结构将固定夹片安装在热沉上，一方面由于螺丝结构的相对稳固，避免了固定夹片发生移动导致同轴APD安装不稳，另一方面由于螺丝结构也容易拆除，以便人们更换或者检查APD。

进一步地，所述散热APD封装结构还包括LD固定座子，所述LD固定座子安装在热沉上，用于将LD测试座可拆卸安装于所述热沉上；所述LD固定座子允许同轴APD的引脚通过。

优选地，所述LD固定座子通过螺丝结构安装在所述热沉上；所述LD固定座子包括LD固定座子通孔，所述LD固定座子通孔的中心对准所述热沉通孔的中心。

在本实用新型中， LD固定座子用于固定LD测试座，而LD测试座主要是用于为同轴APD引线，避免外力使得同轴APD的引脚发生拉伸形变，影响所述同轴APD的性能。

进一步地，所述前板前端部设有用于容纳光纤耦合器的第一凹槽，后端部设有用于容纳光纤头的第二凹槽，所述第一凹槽与第二凹槽相连通，所述后板设有用于给同轴APD光电输出的通讯接口。

进一步地，所述光纤耦合器通过螺钉结构安装在前板前端部。

进一步地，所述前板可以根据实际设计，以符合不同光源要求。

进一步地，所述热沉安装在前板上，且所述热沉通孔的中心对准所述第二凹槽的中心。本实用新型将热沉通孔的中心对准用于安装光纤头的第二凹槽的中心，可以极大程度保证了入射光全部入射到同轴APD的光敏面上，大大增加了器件对入射光的灵敏度。

优选地，所述热沉可拆卸地安装在前板上。进一步优选地，热沉通过螺钉结构安装在前板上。可拆卸的安装结构有利于在使用中更换不同的前板以及光源，可应用于不同光源入射，从而大大增加了本实用新型的多样性。

进一步地，所述封装盒包括上盖板、前板、后板、左板、右板以及底板，所述散热片设置在所述底板上；所述前板、后板、左板、右板其中一个或多个，设有两个电线通孔以及两个SMA接口。

其中，所述电线通孔用于给制冷片和热敏电阻的电线引线；而SMA接口则用于连接同轴线，为同轴APD提供反向偏置电压和接地线。通过在左右前后四周设置电线通孔以及SMA接口来引线，方便了人们更好地更换这些外接线路以及运用万能表等仪器检测内部设备是否正常运作。

进一步地，为了便于检测或维修同轴APD以及封装结构中的其它设备，所述上盖板能够自由移动。可以通过移开上盖板，人们可以直接查看封装结构的内部设备并且对其更换。另外，由于前板、后板、左板以及右板设有通孔或者接口来接线，随意移动前板、后板、左板以及右板可能导致电线的接触不良，因此，通过将上盖板设置为安装在前板、后板、左板以及右板上来实现对内部设备的检测是较好的方法。

优选地，所述上盖板通过卡扣结构安装在前板、后板、左板、右板上。由于卡扣结构不需要任何工具就可以轻易卡死或松开物体，所以通过卡扣结构来安装上盖板，使得人们可以比较容易地拆开上盖板来对封装结构的内部设备进行检查。

进一步地，所述前板、后板、左板、右板其中一个或多个，通过螺钉结构安装固定。

为了方便检查前板、后板、左板以及右板上的通信接口是否具有接触不良的问题，本方案通过将螺钉结构将其相互安装固定，人们可以通过拆除前板、后板、左板以及右板来检测在前板、后板、左板以及右板上的通信接口，避免了封装结构内部空间过小，只拆除上盖板来检测与更换通信接口时比较困难。

进一步地，所述底板通过螺钉结构将处于底板与热沉之间的散热片与制冷片压紧在热沉底部。通过螺钉结构来安装散热片以及制冷片，使得人们只需要通过拆除螺钉结构就能将被热沉压紧的散热片以及制冷片取出，方便了人们检测与更换散热片以及制冷片。

进一步地，所述封装盒、散热片、热沉、固定夹片、LD固定座子材质皆为金属铝或者铝合金。金属铝以及铝合金散热效果好，且能屏蔽外界信号干扰，非常适合用来作为同轴APD的封装结构材料，同时金属铝以及铝合金重量相对较轻，方便人们运输移动，而且价格低廉，有利于工业化大规模生产。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：

本实用新型对同轴APD进行二次封装，使得只需更换不同结构的前板即可实现多种光源与同轴APD耦合，也使得同轴APD的工作温度始终处于恒定状态，大大提高了APD的工作稳定性和可靠性。同时，本实用新型容易拆卸更换，方便人们检测与维修APD，同时避免APD损坏后导致整个封装结构无法继续使用。而且采用了金属铝以及铝合金，方便人们运输移动，而且价格低廉，有利于工业化大规模生产。

附图说明

图1是本实用新型的左视结构图；

图2是本实用新型的俯视结构图；

图3是本实用新型的主视结构图；

图中标识为：1、封装盒；11、前板；12、左板；13、右板；14、后板；15、上盖板；16、底板；11a、第一凹槽；11b、第二凹槽；12a、电线通孔；13a、SMA接口；14a、通讯接口；2、散热片；3、制冷片；4、热敏电阻；5、热沉；6、同轴APD；7、固定夹片；8、LD固定座子。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例

一种可拆卸、更换APD的散热APD封装结构，如图1~3所示，包括封装盒1，以及设置于封装盒1内的散热片2、制冷片3、热沉5、同轴APD 6、热敏电阻4、固定夹片7和LD固定座子8。所述封装盒包括上盖板15、前板11、左板12、右板13、后板14以及底板16，所述散热片2设置在底板16上，所述制冷片3设置在散热片2上，所述热沉5设置在制冷片3上，所述热敏电阻4安装在热沉5底部，所述同轴APD 6 可拆卸安装于所述热沉5上，所述LD固定座子可拆卸安装在热沉尾部，所述热沉可拆卸安装在前板11上。

其中，散热片2的功能是为制冷片3和热沉5提供支撑和散热，确保热量和空气进行热交换，并将热量引导至整个封装盒1，进一步提高散热的效果；制冷片3为半导体制冷片，其功能是通过帕尔帖效应维持温度在设定值；热沉5的功能是为同轴APD 6散热并固定，同时实现同轴APD 6和制冷片3之间的热传递；热敏电阻4的功能是实时检测同轴APD 6的温度，为判决电路进行半导体制冷片3的工作方式控制提供信息，从而实现恒温控制。

本实施例中，可通过在热沉5的下表面挖一个小凹槽放置热敏电阻4，而且其上面有两个螺丝孔，用螺钉与封装盒的底板16组合固定，最终形成挤压的同时固定散热片2和制冷片3。将热敏电阻4安装在热沉5的底部，方便热敏电阻4准确测量安装在热沉5中的同轴APD 6的温度，并将测得的温度反馈到制冷片3中，以便及时调节热沉5的温度，从而使得同轴APD 6始终处于恒温状态，大大提高了APD的工作稳定性和可靠性。

如图1所示，所述热沉5大致呈L型，包括上端部以及下端部，上端部与下端部皆为长方体，所述上端部设有与同轴APD 6相匹配的热沉通孔。当同轴APD 6插入热沉通孔后，通过固定夹片7将同轴APD6压紧在热沉通孔中，通过热沉通孔与固定夹片7一同夹住同轴APD6，并将同轴APD 6固定在热沉通孔中。固定夹片7设有用于给同轴APD引脚穿过的第二通孔，第二通孔允许同轴APD 6的引脚通过而不接触。

LD固定座子8用于固定LD测试座，LD测试座用于为同轴APD 6引线，避免外力将同轴APD 6的引脚掰弯形变，影响所述同轴APD 6的性能。

所述热沉5上设有第一螺丝孔，所述固定夹片7通过与第一螺丝孔匹配的第一螺丝安装在热沉5上。所述热沉5上设有第二螺丝孔，热沉5通过第二螺丝孔与前板后端部安装固定。在本实施例中采用了螺丝结构，但采用其它紧固结构也可以。

所述前板11、后板14、左板12、右板13其中一个或多个，设有两个电线通孔12a以及两个SMA接口13a。

其中，上盖板15的功能是对同轴APD 6进行遮光。为了便于检测或维修同轴APD 6以及封装结构中的其它设备，设置上盖板15能够自由移动。

所述上盖板15安装在前板11、后板14、左板12、右板13上。

所述上盖板15通过卡扣结构安装在前板11、后板14、左板12、右板13上。

所述前板11、后板14、左板12、右板13其中一个或多个，通过螺钉结构安装固定。

所述底板16通过螺钉结构将处于底板16与热沉5之间的散热片2与制冷片3压紧在热沉5底部。

如图2所示，所述前板11前端部设有用于容纳光纤耦合器的第一凹槽11a，前板11后端部设有用于容纳光纤头的第二凹槽11b，所述第一凹槽11a与第二凹槽11b相连通。第一凹槽11a用于放置半个光纤耦合器，并用螺钉固定，第二凹槽11b用于光纤头的接入，进行光线的传输。所述后板14设有用于给同轴APD 6光电输出的通讯接口14a，所述通讯接口14a为SMA接口，用于同轴APD 6光电流的输出。

由图1和图2可以看出，热沉通孔的中心对准第二凹槽11 b的中心。如此，由光纤出来的入射光与同轴APD 6的光敏面处在同一水平面上，使得同轴APD 6可实现对光的高效吸收。

如图3所示，左板12上设有两个电线通孔12a，用于给制冷片3和热敏电阻4的电线引线；右板13设有两个SMA接口13a，用于连接同轴线，为同轴APD 6提供反向偏置电压和接地。

所述封装盒1、散热片2、热沉5、固定夹片7材质皆为金属铝或者铝合金。由于金属铝以及铝合金容易散热和屏蔽外界信号干扰，非常适合用来作为同轴APD6的封装结构材料，而且金属铝以及铝合金重量相对较轻，方便人们运输移动，而且价格低廉，有利于工业化大规模生产。

本实用新型相比现有的同轴封装结构，不仅提供了恒温装置，还提供了反向偏置电压和输出接口的结构，并通过螺钉固定APD热沉5和长方体封装盒底板16，结构更加坚固，同时具有可拆卸功能，更加灵活，用途更广；与蝶形封装结构相比，省去了大部分工艺和外围电路，但保留了核心的恒温控制，能满足大部分的封装散热需求和实际产品需要。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可拆卸、更换APD的散热APD封装结构，包括散热片、制冷片、热沉、同轴APD、热敏电阻和封装盒，所述散热片设置在所述封装盒底面上，所述制冷片设置在散热片上，所述热沉设置在制冷片上，所述热敏电阻设置在热沉底部，其特征在于，所述同轴APD 可拆卸安装于所述热沉中。

2.根据权利要求1所述的可拆卸、更换APD的散热APD封装结构，其特征在于，还包括固定夹片，所述固定夹片允许同轴APD的引脚通过而不接触；所述热沉设有与同轴APD相匹配的热沉通孔；当所述同轴APD插入热沉通孔后，通过所述固定夹片压紧同轴APD的边缘将同轴APD固定在热沉通孔中。

3.根据权利要求2所述的可拆卸、更换APD的散热APD封装结构，其特征在于，所述热沉上设有第一螺丝孔，所述固定夹片通过与第一螺丝孔匹配的第一螺丝安装在热沉上。

4.根据权利要求1所述的可拆卸、更换APD的散热APD封装结构，其特征在于，还包括LD固定座子，所述LD固定座子可拆卸安装在热沉上；所述LD固定座子允许同轴APD的引脚通过。

5.根据权利要求1所述的可拆卸、更换APD的散热APD封装结构，其特征在于，所述封装盒包括上盖板、前板、后板、左板、右板以及底板，所述前板前端部设有用于容纳光纤耦合器的第一凹槽，后端部设有用于容纳光纤头的第二凹槽，所述第一凹槽与第二凹槽相连通，所述后板设有用于给同轴APD光电输出的通讯接口。

6.根据权利要求5所述的可拆卸、更换APD的散热APD封装结构，其特征在于，所述热沉安装在前板上，且所述热沉通孔的中心对准所述第二凹槽的中心。

7.根据权利要求1~6任一项所述的可拆卸、更换APD的散热APD封装结构，其特征在于，所述封装盒包括上盖板、前板、后板、左板、右板以及底板，所述散热片设置在所述底板上；所述前板、后板、左板、右板中的一个或多个设有电线通孔以及SMA接口。

8.根据权利要求7所述的可拆卸、更换APD的散热APD封装结构，其特征在于，所述上盖板能够自由移动；和/或所述前板、后板、左板、右板其中一个或多个，通过螺钉结构安装固定。

9.根据权利要求7所述的可拆卸、更换APD的散热APD封装结构，其特征在于，所述底板通过螺钉结构将处于底板与热沉之间的散热片与制冷片压紧在热沉底部。

10.根据权利要求1~6任一项或8或9所述的可拆卸、更换APD的散热APD封装结构，其特征在于，所述封装盒、散热片、热沉、固定夹片、LD固定座子材质皆为金属铝或者铝合金。