CN214254422U - 一种阵列化混合集成光电转换组件的封装结构 - Google Patents
一种阵列化混合集成光电转换组件的封装结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种阵列化混合集成光电转换组件的封装结构，包括金属壳体，金属壳体内设有多个独立的腔槽，腔槽的顶部设有盖板，盖板与金属壳体固定连接，每个腔槽的两端均分别设有射频连接头和光纤套件，每个腔槽内均设有空间光路、射频电路和控制电路，空间光路设置在靠近光纤套件的一侧，射频电路设置在靠近射频连接头的一端，空间光路与射频电路均与控制电路连接；金属壳体的上设有多个绝缘子，绝缘子内部的导体与控制电路连接；本实用新型可在同一壳体内实现多通道空间光路、射频电路和控制电路混合集成，盖板带来的封装结构具有良好的散热与电磁屏蔽能力，可实现气密性封装，具有良好通道隔离度，低功耗，大大提高了系统的集成度。
Description
技术领域
本实用新型涉及光通讯领域，具体是一种阵列化混合集成光电转换组件的封装结构。
背景技术
在传统的光纤通讯接收机(optical receiver)中，空间光路和射频电路一般由PD芯片、TIA芯片、限幅放大芯片组成；但是由于限幅放大的加入，大大降低了信号的线性度，不能满足高线性的系统应用；同时TIA芯片价格昂贵，增加了光接收器件的成本。尤其在微波光子领域，传统的光电接收机由分离的器件组成，PD接收和后级射频放大通过同轴电缆的方式级联，很难满足集成化的应用场景。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种阵列化混合集成光电转换组件的封装结构，可实现气密性封装，具有良好通道隔离度，低功耗，从而大大提高系统的集成度。
本实用新型的一种阵列化混合集成光电转换组件的封装结构，包括金属壳体，金属壳体内设有多个独立的腔槽，腔槽的顶部设有盖板，盖板与金属壳体固定连接，每个腔槽的两端均分别设有射频连接头和光纤套件，每个腔槽内均设有空间光路、射频电路和控制电路，空间光路设置在靠近光纤套件的一侧，射频电路设置在靠近射频连接头的一端，空间光路与射频电路均与控制电路连接，射频电路与空间光路连接；金属壳体的上设有多个绝缘子，绝缘子内部的导体与控制电路连接。
进一步，所述绝缘子分以单独设置和连排设置的两种方式设置在所述腔槽的侧壁上。
进一步，所述盖板包括固定连接的外盖板和内盖板，外盖板与所述金属壳体焊接固定，内盖板与所述腔槽的顶部抵接。
进一步，所述空间光路包括顺序耦合的金属化光纤、聚焦透镜和PD阵列；射频电路包括顺序耦合的Bias Tee阵列、LNA低噪声放大阵列、射频均衡阵列和数控衰减阵列；所述控制电路用于电源变换和光功率故障检测。
进一步，所述光纤套件包括光纤和金属套管，金属套管焊接在所述金属壳体上，光纤设置在金属套管内部并与所述空间光路耦合。
进一步，所述射频连接头为气密性固定设置在所述金属壳体上的SMP或者SMA接头。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种阵列化混合集成光电转换组件的封装结构，可在同一壳体内实现多通道空间光路、射频电路和控制电路混合集成，盖板带来的封装结构具有良好的散热与电磁屏蔽能力，可实现气密性封装，具有良好通道隔离度，低功耗，大大提高了系统的集成度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图：
图1为本实用新型的剖视结构示意图；
图2为本实用新型的俯视结构示意图。
附图标记如下：1-金属壳体、11-腔槽、2-外盖板、3-内盖板、4-绝缘子、5-光路空间、6-射频电路、7-控制电路、8-射频连接头、9-光纤套件。
具体实施方式
如图1-图2所示：本实施例的一种阵列化混合集成光电转换组件的封装结构，包括金属壳体1，金属壳体1材料可以是但不限于可伐合金、10号钢、硅铝合金等；金属壳体1可按需进行表面处理(如：局部电镀金)。
金属壳体1内部设有多个并排设置在腔槽11，腔槽11的顶部开放并设有盖板进行密封，盖板包括固定连接的外盖板2和内盖板3，外盖板2与所述金属壳体1焊接固定，内盖板3与腔槽11的顶部抵接；
外盖板2材料可以是但不限于可伐合金、10号钢、硅铝合金；外盖板2可按需进行表面处理；外盖板2与金属壳体1间进行气密性装配(如：激光焊接)，用于实现防潮、防腐蚀封装，内盖板3材料可以是但不限于可伐合金、10号钢、硅铝合金；内盖板3可按需进行表面处理；内盖板3装配至金属壳体1上方后与腔槽11可形成多个独立密闭腔，用于实现内部元器件防护及电磁屏蔽。
每个腔槽11的两端均分别设有射频连接头8和光纤套件9，光纤套件9包括光纤和金属套管，金属套管焊接在所述金属壳体1上，焊点具备气密性，光纤设置在金属套管内部并与空间光路5耦合；
射频连接头8可以是但不限于SMP、SMA连接头，射频连接头8装配在金属壳体1上，具备气密性。
每个腔槽11内均设有空间光路5、射频电路6和控制电路7，空间光路5设置在靠近光纤套件9的一侧，射频电路6设置在靠近射频连接头8的一端，空间光路5与射频电路6均与控制电路7连接；具体地，空间光路5包括顺序耦合，固定的金属化光纤、聚焦透镜和PD阵列；射频电路6包括顺序耦合的Bias Tee阵列、LNA低噪声放大阵列、射频均衡阵列和数控衰减阵列；控制电路7用于电源变换和光功率故障检测，控制电路7与绝缘子4的内导体使用引线键合等方法实现电连接。
金属壳体1的上设有多个绝缘子4，绝缘子4内部的导体与控制电路7连接，绝缘子4分以单独设置和绝缘子4连排设置的两种方式设置在所述腔槽11的侧壁上；绝缘子4由金属外壳、玻璃体和内导体烧结制成；绝缘子4焊接至金属壳体1上，实现绝缘子4的内导体与金属壳体1之间绝缘。
本实施例中的具体装配过程如下：
(1)使用机械加工方法完成金属壳体1加工，金属壳体1进行表面处理(表面镀金)；使用机械加工方法完成外盖板2、内盖板3加工，并进行表面处理(表面镀金)；使用导电胶粘接单独的绝缘子4至金属壳体1；使用焊料将连排的绝缘子4和射频连接头8焊接至金属壳体1上；使用焊料将光纤套件9中的金属套管至焊接金属壳体1的光子端口上。
(2)装配射频电路6，包括使用导电胶粘接或共晶方式组装微波传输线；使用导电胶粘接或共晶方式组装Bias Tee阵列、LNA、射频均衡器、数控衰减器等；使用钎焊方式连接射频连接头8与微波传输线；使用金丝、金带键合连接射频电路6中各元件。
(3)装配空间光路5，包括使用导电胶粘接或共晶方式组装PD芯片；使用有源耦合方式，将待装配的聚焦透镜、光纤等光学元件用夹具夹持，耦合至理想数值后，使用UV胶或激光点焊方法固定；使用金丝、金带键合连接空间光路5中元件，以及空间光路5与射频电路6。
(4)使用焊料焊接或导电胶粘接方式装配控制电路7；使用钎焊方式连接控制电路7与绝缘子4；使用金带键合连接控制电路7与射频电路6，以及控制电路7与空间光路5。
(5)开始调测，调试到满足指标要求后，使用密封胶、导电胶或激光封焊固定金属壳体1内盖板3，使用激光封焊或平行封焊方式装配外盖板2，保证气密性；封装完成后，需检测气密性和腐蚀性；
(6)上述封装方法中步骤2、3、4可根据具体组件形态、装配实际情况等进行顺序上的调整。
本实施例所述封装结构及方法适用于多通道组件，具体通道数可根据设计需求增加或减少，封装结构与方法与本实施例类同。
本实用新型的一种阵列化混合集成光电转换组件的封装结构，可在同一壳体内实现多通道空间光路5、射频电路6和控制电路7混合集成，盖板带来的封装结构具有良好的散热与电磁屏蔽能力，可实现气密性封装，具有良好通道隔离度，低功耗，大大提高了系统的集成度。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种阵列化混合集成光电转换组件的封装结构，其特征在于：包括金属壳体，金属壳体内设有多个独立的腔槽，腔槽的顶部设有盖板，盖板与金属壳体固定连接，每个腔槽的两端均分别设有射频连接头和光纤套件，每个腔槽内均设有空间光路、射频电路和控制电路，空间光路设置在靠近光纤套件的一侧，射频电路设置在靠近射频连接头的一端，空间光路与射频电路均与控制电路连接，射频电路与空间光路连接；金属壳体的上设有多个绝缘子，绝缘子内部的导体与控制电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种阵列化混合集成光电转换组件的封装结构，其特征在于：所述绝缘子分以单独设置和连排设置的两种方式设置在所述腔槽的侧壁上。
3.根据权利要求1所述的一种阵列化混合集成光电转换组件的封装结构，其特征在于：所述盖板包括固定连接的外盖板和内盖板，外盖板与所述金属壳体焊接固定，内盖板与所述腔槽的顶部抵接。
4.根据权利要求1所述的一种阵列化混合集成光电转换组件的封装结构，其特征在于：所述空间光路包括顺序耦合的金属化光纤、聚焦透镜和PD阵列；射频电路包括顺序耦合的Bias Tee阵列、LNA低噪声放大阵列、射频均衡阵列和数控衰减阵列；所述控制电路用于电源变换和光功率故障检测。
5.根据权利要求1所述的一种阵列化混合集成光电转换组件的封装结构，其特征在于：所述光纤套件包括光纤和金属套管，金属套管焊接在所述金属壳体上，光纤设置在金属套管内部并与所述空间光路耦合。
6.根据权利要求1所述的一种阵列化混合集成光电转换组件的封装结构，其特征在于：所述射频连接头为气密性固定设置在所述金属壳体上的SMP或者SMA接头。
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| CN202120457036.8U CN214254422U (zh) | 2021-03-03 | 2021-03-03 | 一种阵列化混合集成光电转换组件的封装结构 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115172353A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-10-11 | 重庆秦嵩科技有限公司 | 一种基于光电混合集成的4通道光电探测器 |
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