一种多模封装结构及光器件的制作方法

1.本技术涉及光通信器件技术领域，尤其涉及的是一种多模封装结构及光器件。


背景技术：

2.目前多模850nm波长的vcsel(垂直腔面发射激光器)to(同轴封装)/tosa(光发射模块)封装采用5pin to46叠装封装模式，即vcsel叠装在大mpd(监控光二极管)上面，采用平窗帽子封装聚焦在带透镜的塑料适配器，通过耦合粘胶的方式使其固定，最终通过光功率强度确定性能，需在5pin的引脚上配备柔性软板与模块pcba(印刷电路板)连接，通过在pcba上贴装ic drive驱动，最终以光模块的sfp+形式呈现；上述封装结构中，需要使用软板连接pcba，以使用外部pcba上ic驱动工作，额外需要焊接软板，pcba电路设计驱动等工艺，使得整体封装结构及工艺较为复杂。
3.因此，现有技术存在缺陷，有待改进和发展。


技术实现要素：

4.鉴于上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种多模封装结构及光器件，旨在解决现有技术中多模850nm波长的vcsel to/tosa封装采用5pin to46叠装封装模式，需要使用软板连接pcba，以使用外部pcba上ic驱动工作，额外需要焊接软板，pcba电路设计驱动等工艺，使得整体封装结构及工艺较为复杂的问题。
5.本技术解决技术问题所采用的一技术方案如下：一种多模封装结构，包括：
6.管座和若干管脚，若干所述管脚插接于所述管座上，并凸出所述管座的顶面设置；
7.集成电路芯片和光电转换芯片，所述集成电路芯片和所述光电转换芯片均设置于所述管座的顶面上，所述集成电路芯片与所述光电转换芯片电连接，所述集成电路芯片与若干所述管脚的凸出所述管座的一端电连接。
8.可选地，所述光电转换芯片设置为垂直腔面发射激光器或光电二极管。
9.可选地，所述管座设置为to60管座、to56管座或to40管座。
10.可选地，所述管座设置为钨铜管座。
11.可选地，所述管座的底端设置有散热凸起，所述散热凸起位于若干管脚之间。
12.本技术解决技术问题所采用的又一技术方案如下：一种光器件，包括：
13.如上所述的多模封装结构；
14.管帽，所述管帽罩设于所述多模封装结构的顶面上，所述管帽的顶端开设有通光孔，所述通光孔对应所述多模封装结构中的所述光电转换芯片设置；
15.调节环和光插座，所述调节环设置于所述管帽的顶面上，所述光插座通过所述调节环耦合所述光电转换芯片，所述光插座用于耦合外部光通信器件。
16.可选地，所述光器件还包括：
17.隔离器，所述隔离器同轴设置于所述光插座耦合所述光电转换芯片的一端。
18.可选地，所述光器件还包括：
19.准直透镜结构，所述准直透镜结构设置于所述光插座耦合所述光电转换芯片的一端。
20.与现有技术相比，本技术提供了一种多模封装结构及光器件，有利于简化现有多模850nm波长的同轴封装结构及工艺；通过在管座的顶面设置集成电路芯片，实现将驱动电路集成在集成电路芯片中，再采用集成电路芯片与管脚搭线的方式集成输出，使得多模封装结构最终通过管脚以插排式的方式工作，不需要组成光模块以光模块的形式输出，使用非常便利，且省去了软板、pcba等结构，避免了焊接软板，pcba电路设计驱动等工艺，有利于节约成本，有效的简化了整体的封装结构及工艺。
附图说明
21.图1是本技术中提供的多模封装结构的立体结构示意图；
22.图2是本技术中提供的多模封装结构另一视角的立体结构示意图；
23.图3是本技术中提供的光器件的立体结构示意图；
24.图4是本技术中提供的光器件的剖视示意图；
25.图5是本技术中提供的光器件变形结构的剖视示意图；
26.附图标记说明：
27.10、多模封装结构；11、管座；12、管脚；13、集成电路芯片；14、光电转换芯片；111、散热凸起；20、光器件；21、管帽；22、调节环；23、光插座；24、隔离器；25、准直透镜结构；211、通光孔。
具体实施方式
28.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
29.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
30.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
31.本技术基于现有技术中多模850nm波长的vcsel to/tosa封装采用5pin to46叠装封装模式，需要使用软板连接pcba，以使用外部pcba上ic驱动工作，额外需要焊接软板，
pcba电路设计驱动等工艺，使得整体封装结构及工艺较为复杂的问题，提供了一种多模封装结构及光器件，有利于简化现有多模850nm波长的同轴封装结构及工艺；通过在管座的顶面设置集成电路芯片，实现将驱动电路集成在集成电路芯片中，再采用集成电路芯片与管脚搭线的方式集成输出，使得多模封装结构最终通过管脚以插排式的方式工作，不需要组成光模块以光模块的形式输出，使用非常便利，且省去了软板、pcba等结构，避免了焊接软板，pcba电路设计驱动等工艺，有利于节约成本，有效的简化了整体的封装结构及工艺；具体详参下述实施例。
32.请结合参阅图1和图2，本技术的第一实施例中提供了一种多模封装结构10，包括管座11、若干管脚12、集成电路芯片13和光电转换芯片14；若干所述管脚12插接于所述管座11上，并凸出所述管座11的顶面设置；所述集成电路芯片13和所述光电转换芯片14均设置于所述管座11的顶面上，所述集成电路芯片13与所述光电转换芯片14电连接，所述集成电路芯片13与若干所述管脚12的凸出所述管座11的一端电连接。
33.可以理解，本技术提供的多模封装结构10，有利于简化现有多模850nm波长的同轴封装结构及工艺；通过在管座11的顶面设置集成电路芯片13，实现将驱动电路集成在集成电路芯片13中，再采用集成电路芯片13与管脚12搭线的方式集成输出，使得多模封装结构10最终通过管脚12以插排式的方式工作，不需要组成光模块以光模块的形式输出，使用非常便利，且省去了软板、pcba等结构，避免了焊接软板，pcba电路设计驱动等工艺，有利于节约成本，有效的简化了整体的封装结构及工艺；
34.具体的，光电转换芯片14是用于实现光信号转换成电信号(例如：光电二极管)或者电信号转换成光信号(例如：垂直腔面发射激光器)的电子器件，使得多模封装结构10可应用在光接收模块或光发射模块中；集成电路芯片13上集成有信号转换所需的驱动电路，可以采用球镜气密性封装，集成电路芯片13与光电转换芯片14电连接，以实现将电信号通过管脚12输入至光电转换芯片14，或者将光电转换芯片14的电信号通过管脚12输出；若干管脚12插接在管座11上，且凸出管座11的顶面，若干管脚12凸出顶面的一端用于电连接集成电路芯片13。
35.在一些实施方式中，所述光电转换芯片14设置为垂直腔面发射激光器或光电二极管。
36.可以理解，光电转换芯片14可以使用垂直腔面发射激光器(电信号转换成光信号)或光电二极管(光信号转换成电信号)，使得多模封装结构10可以应用于在光接收模块或光发射模块中，具体应用时在封装焦距上对应调整。
37.在一些实施方式中，所述管座11设置为to60管座、to56管座或to40管座。
38.可以理解，本技术提供的多模封装结构10具有多种规格，管座11可以是to60、to56或to40等封装规格，应用范围广；采用to60封装规格时，可以将管脚12设置为8个。
39.请继续参阅图1，在一些实施方式中，所述管座11设置为钨铜管座。
40.可以理解，现有850nm波长采用叠装封装模式中垂直腔面发射激光器叠装在大的监控光二极管上面，散热不易，影响芯片使用寿命；管座11采用钨铜合金制作，钨铜合金具有良好的导热率；现有850nm波长封装结构中的垂直腔面发射激光器以及大的监控光二极管通过耦合粘胶的方式固定，粘胶耦合的精度不够高，且在恶劣环境下(高温、高湿)，胶水易失效，集成电路芯片13和光电转换芯片14均可以采用激光焊接的方式耦合在钨铜管座
上，对位精度更高，可靠性增强；将集成电路芯片13和光电转换芯片14直接安装在钨铜管座的顶面上，借助钨铜管座导热，有利于光电转换芯片14以及集成电路芯片13散热，以延长多模封装结构10的使用寿命。
41.请继续结合参阅图1和图2，在一些实施方式中，所述管座11的底端设置有散热凸起111，所述散热凸起111位于若干管脚12之间。
42.可以理解，通过设置散热凸起111，以便于外部安装的光器件20中的散热结构与散热凸起111相接，传导管座11上聚集的热量，有利于光电转换芯片14以及集成电路芯片13散热，以延长多模封装结构10的使用寿命。
43.请结合参阅图3和图4，本技术的第二实施例中还提供了一种光器件20，包括管帽21、调节环22、光插座23以及如上所述的多模封装结构10；所述管帽21罩设于所述多模封装结构10的顶面上，所述管帽21的顶端开设有通光孔211，所述通光孔211对应所述多模封装结构10中的所述光电转换芯片14设置；所述调节环22设置于所述管帽21的顶面上，所述光插座23通过所述调节环22耦合所述光电转换芯片14，所述光插座23用于耦合外部光通信器件。
44.可以理解，管帽21罩设在管座11的顶面上，管帽21具有支撑固定光插座23、遮挡外部光线、防止外部干扰的作用；光插座23由外壳、套管、陶瓷插芯等结构组成，光插座23一端与光电转换芯片14耦合，另一端用于耦合外部光通信器件；光插座23通过调节环22安装在管帽21上，并在调节环22上调整耦合焦距，以保障光插座23与光电转换芯片14准确耦合；光电转换芯片14通过管帽21顶端的通光孔211与光插座23耦合；在光电转换芯片14采用光电二极管时，光器件20可作为光接收器件；在光电转换芯片14采用垂直腔面发射激光器时，光器件20可作为光发射器件；本技术提供的光器件20采用多模封装结构10，通过在管座11的顶面设置集成电路芯片13，实现将驱动电路集成在集成电路芯片13中，再采用集成电路芯片13与管脚12搭线的方式集成输出，使得多模封装结构10最终通过管脚12插排式的方式工作，使用非常便利，且省去了软板、pcba等结构，避免了焊接软板，pcba电路设计驱动等工艺，有效的简化了整体的封装结构及工艺。
45.请继续参阅图4，在一些实施方式中，所述光器件20还包括隔离器24，所述隔离器24同轴设置于所述光插座23耦合所述光电转换芯片14的一端。
46.可以理解，隔离器24相对光插座23的耦合端同轴设置，位于光插座23与光电转换芯片14之间的光信号传输的光路上，在光电转换芯片14接收光插座23信号时，可以降低反射光对光插座23光信号发射的影响，减少串扰与干涉；具体的，可以在光插座23中的外壳靠近光电转换芯片14的一端设置安装槽，安装槽与陶瓷插芯同轴设置，将隔离器24配合安装在安装槽中。
47.请参阅图5，在一些实施方式中，所述光器件20还包括准直透镜结构25，所述准直透镜结构25设置于所述光插座23耦合所述光电转换芯片14的一端。
48.可以理解，在光电转换芯片14转换电信号为光信号时，准直透镜结构25用于准直从光电转换芯片14发出的光束并使准直后的光束耦合至光插座23，有利于提升耦合效率；准直透镜结构25可以由一个准直透镜构成，也可以是由多个准直透镜组合而成。
49.综上所述，本技术提供了一种多模封装结构及光器件，多模封装结构包括：管座和若干管脚，若干管脚插接于管座上，并凸出管座的顶面设置；集成电路芯片和光电转换芯
片，集成电路芯片和光电转换芯片均设置于管座的顶面上，集成电路芯片与光电转换芯片电连接，集成电路芯片与若干管脚的凸出管座的一端电连接。通过在管座的顶面设置集成电路芯片，实现将驱动电路集成在集成电路芯片中，再采用集成电路芯片与管脚搭线的方式集成输出，使得多模封装结构最终通过管脚以插排式的方式工作，不需要组成光模块以光模块的形式输出，使用非常便利，且省去了软板、pcba等结构，避免了焊接软板，pcba电路设计驱动等工艺，有利于节约成本，有效的简化了整体的封装结构及工艺。
50.应当理解的是，本技术的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本技术所附权利要求的保护范围。

技术特征：
1.一种多模封装结构，其特征在于，包括：管座和若干管脚，若干所述管脚插接于所述管座上，并凸出所述管座的顶面设置；集成电路芯片和光电转换芯片，所述集成电路芯片和所述光电转换芯片均设置于所述管座的顶面上，所述集成电路芯片与所述光电转换芯片电连接，所述集成电路芯片与若干所述管脚的凸出所述管座的一端电连接。2.根据权利要求1所述的多模封装结构，其特征在于，所述光电转换芯片设置为垂直腔面发射激光器或光电二极管。3.根据权利要求1所述的多模封装结构，其特征在于，所述管座设置为to60管座、to56管座或to40管座。4.根据权利要求1所述的多模封装结构，其特征在于，所述管座设置为钨铜管座。5.根据权利要求1所述的多模封装结构，其特征在于，所述管座的底端设置有散热凸起，所述散热凸起位于若干管脚之间。6.一种光器件，其特征在于，包括：如权利要求1-5任一项所述的多模封装结构；管帽，所述管帽罩设于所述多模封装结构的顶面上，所述管帽的顶端开设有通光孔，所述通光孔对应所述多模封装结构中的所述光电转换芯片设置；调节环和光插座，所述调节环设置于所述管帽的顶面上，所述光插座通过所述调节环耦合所述光电转换芯片，所述光插座用于耦合外部光通信器件。7.根据权利要求6所述的光器件，其特征在于，所述光器件还包括：隔离器，所述隔离器同轴设置于所述光插座耦合所述光电转换芯片的一端。8.根据权利要求6所述的光器件，其特征在于，所述光器件还包括：准直透镜结构，所述准直透镜结构设置于所述光插座耦合所述光电转换芯片的一端。

技术总结
本申请涉及光通信器件技术领域，提供了一种多模封装结构及光器件，多模封装结构包括：管座和若干管脚，若干管脚插接于管座上，并凸出管座的顶面设置；集成电路芯片和光电转换芯片，集成电路芯片和光电转换芯片均设置于管座的顶面上，集成电路芯片与光电转换芯片电连接，集成电路芯片与若干管脚的凸出管座的一端电连接。通过在管座的顶面设置集成电路芯片，实现将驱动电路集成在集成电路芯片中，再采用集成电路芯片与管脚搭线的方式集成输出，使得多模封装结构最终通过管脚插排式的方式工作，使用非常便利，且省去了软板、PCBA等结构，避免了焊接软板，PCBA电路设计驱动等工艺，有效的简化了整体的封装结构及工艺。简化了整体的封装结构及工艺。简化了整体的封装结构及工艺。


技术研发人员：王忍 邓畅 郁建科 尚宝成
受保护的技术使用者：东莞市翔通光电技术有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/10/20