專利名稱：高速激光二極管封裝結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及用于光纖通信中的電光轉換器件，特別是涉及ー種高速激光二極管封裝結構。
背景技術：
目前，小型光收發一體模塊用于交換機中完成電信號與光信號的轉換，是光通信中不可缺少的重要組成部分，隨著數據傳輸數據量的增長，當前常用ー種高速同軸TO封裝用于該類型的產品，制格成本高，引腳產生寄生電感，エ藝復雜，易批量生產的封裝結構。
發明內容本實用新型提供ー種高速激光二極管封裝結構，通過本技術方案，既能夠達到6GbpiTlOGbpS的高頻特性要求，成本較低，エ藝復雜度低，易批量生產的封裝結構，并通過·熱沉和引腳的幾何設置，從而減少寄生電感。為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是這樣實現的ー種高速激光二極管的封裝結構，包括有底座、激光二極管、高速熱沉、光功率監控芯片、陶瓷墊片，所述底座上設置有四個引腳，其中兩個引腳用于連接激光二極管P極，另外兩個引腳用于連接激光ニ極管N極，所述高速熱沉用于進行激光二極管芯片的共晶焊接貼裝及進行高速電路信號的阻抗匹配，所述高速熱沉的厚度為O. 23毫米，寬度為I. 20毫米，長度為O. 90毫米，內側金屬區域寬度為O. 7毫米。所述引腳采用多線球焊連接方式，以減少金絲電感及寄生電阻，與引腳相連接的金絲引線的弧高控制在O. 1-0. 15mm,引腳的金絲引線總長度控制在O. 3mm以內。所述與激光二極管的兩個電極上引腳相連接的金絲引線為5-7根。本實用新型的技術效果如下，ー種高速激光二極管封裝結構，通過本技術方案，高速熱沉，用于對激光二極管進行散熱，并且提供高速信號電路，并通過高速熱沉和引腳的幾何設置，減少寄生電，從而能夠實現6Gbps-10Gbps的高頻特性要求，成本較低，エ藝復雜度低，易批量生產。

圖I為本實用新型的結構示意圖。圖2為本實用新型引腳的金絲焊線的局部視圖。圖3為圖2的俯視圖。圖中，101底座、108激光二極管、105高速熱沉、103光功率監控芯片、104陶瓷墊片，111 引腳、106 (107,109,110)金絲引線。
具體實施方式
以下結合附圖和ー個具體實施例對本實用新型做進ー步說明。[0013]如圖1-3所示，本實用新型涉及的高速激光二極管封裝結構，包括有底座101、激光二極管108、高速熱沉105、光功率監控芯片103、陶瓷墊片104，所述底座101上設置有四個引腳，其中兩個引腳111用于連接激光二極管108的P極，另外兩個引腳111用于連接激光二極管108的N極，所述高速熱沉105用于進行激光二極管108芯片的共晶焊接貼裝及進行高速電路信號的阻抗匹配，所述高速熱沉105的厚度為O. 23毫米，寬度為I. 20毫米，長度為O. 90毫米，內側寬度為O. 7毫米。所述引腳111采用多線球焊連接方式，以減少金絲電感及寄生電阻，與引腳相連接的金絲引線107的弧高控制在O. 1-0. 15mm,引腳111的金絲引線106長度控制在O. 3mm
以內。所述與激光二極管108的兩個電極上引腳111相連接的金絲引線106為5_7根。在圖I中，所述高速熱沉105與兩個引腳之間的鍵合金絲引線109，監控ニ極管芯片103與引腳111之間的鍵合金絲引線110，中還可以看出激光二極管108芯片與監控ニ極管芯片分別占據了底座101的兩個引腳111 ;陶瓷墊片104與監控ニ極管芯片103使用環氧導電膠粘接，使用高溫烘烤進行固化；高速熱沉105與激光二極管108芯片，采用AuSn共晶焊エ藝焊接，焊接中要保持高速熱沉105邊緣與底座101邊緣平行，鍵合金絲引線106(107、109、110)采用25微米直徑多線金絲球焊進行焊接。102管帽與101底座采用電阻焊接在露點低于-40度的環境下完成焊接。在圖2中，所述高速熱沉105為氮化鋁制成，其介電常數8. 5，導率大于170 W/m · K，厚度O. 23毫米，長寬分別為I. 20毫米和O. 90毫米；激光二極管108芯片厚度為O. 1mm，這樣兩者相加可以保證在底座101中心，熱沉上下兩面采用電子束蒸發，形成Ti/Pt/Au/Au70%Sn30%，其中與LD共晶焊接的AuSn圖形，僅在激光二極管108芯片下的局部存在，鍵合金絲引線107在激光二極管108芯片ー側，有Au層圖形，圖形寬度設計成25歐姆的高速微帶線，留出的AuSn合金部分可以完成與激光二極管108芯片的共晶焊接，另外一面無圖形AuSn層，可以與101底座完成共晶焊接；激光二極管108芯片的兩個電極間留的縫隙為O. 05mnT0. Imm,這樣既保證了芯片AuSn溢流對微帶線的影響,又能較好的減少激光二極管108芯片鍵合金絲引線107到高速熱沉105上的長度，高速熱沉105的微帶線特征阻抗設計為25歐姆，與激光二極管108芯片通過鍵合金絲引線106連接到底座101的引腳111上，對外輸出為ニ極管的P/N兩電極，在該激光二極管108使用時需要與單模光纖進行耦合、焊接等エ序，完成后切短底座101外4個圍的引腳111，大約O. 5mm，與設計好的高速柔性電路板FPC采用無鉛焊焊接在一起，通過激光二極管108的高速驅動器形成差分50ohm的匹配電路；另外，高速熱沉105還承擔的激光二極管108芯片熱量傳導到底座的作用，再通過底座101管帽進行散熱，最后通過光模塊的管殼把熱量傳導出去，用于減少激光二極管108芯片的溫度上升。在圖3中，鍵合金絲引線106 (107)的弧度長度是重點控制的參數，在激光二極管108芯片的P極與高速熱沉105之間形成3根金絲引線107的連接，用于減少金絲引線引入的串聯電阻及電感，需要控制金絲弧高為O. 1(Γ0. 15毫米，單根總長度O. 3mm，總體寄生電感控制在O. InH以下；高速熱沉105到底座101之間的引腳111同樣采用金絲鍵合的金絲引線連接106，兩邊的金絲引線各焊接5 7根線，單根長度O. 5mm以下，控制寄生電感在O. InH.這樣金絲封裝的總體電感就在O. 3nH以下。[0019]本實用新型采用通用的T056型底座101，用于提供密封的基座及高速焊接的引腳111;激光二極管108芯片，提供-3dB帶寬為IOGHz ;高速熱沉105用于對激光二極管108芯片進行散熱，并且提供高速信號電路，金絲引線，用于進行T056引腳111高速信號與激光二極管108的連通及監控芯片的連通。以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。
權利要求1.ー種高速激光二極管的封裝結構，包括有底座、激光二極管、高速熱沉、光功率監控芯片、陶瓷墊片，其特征在于，所述底座上設置有四個引腳，其中兩個引腳用于連接激光二極管P扱，另外兩上引腳用于連接激光二極管N極，所述高速熱沉用于進行激光二極管芯片的共晶焊接貼裝及進行高速電路信號的阻抗匹配，所述高速熱沉的厚度為0. 23毫米，寬度為I. 20毫米，長度為0. 90毫米，內側寬度為0. 7毫米。
2.根據權利要求I所述的高速激光二極管的封裝結構，其特征在于，所述引腳采用多線球焊連接方式，以減少金絲電感及寄生電阻，與引腳相連接的金絲引線的弧高控制在0. 1-0. 15mm,引腳的金絲引線總長度控制在0. 3mm以內。
3.根據權利要求I所述的高速激光二極管的封裝結構，其特征在于，所述與激光二極管的兩個電極上引腳相連接的金絲引線為5-7根。
專利摘要本實用新型提供了一種高速激光二極管封裝結構，包括有底座、激光二極管、高速熱沉、光功率監控芯片、陶瓷墊片，所述底座上設置有四個引腳，其中兩個引腳用于連接激光二極管P極，另外兩上引腳用于連接激光二極管N極，所述高速熱沉用于進行激光二極管芯片的共晶焊接貼裝及進行高速電路信號的阻抗匹配，所述高速熱沉的厚度為0.23毫米，寬度為1.20毫米，長度為0.90毫米,內側寬度為0.7毫米，通過本技術方案，采用TO-56底座完成高速率，低成本封裝，高速熱沉用于對激光二極管進行散熱，并且提供高速信號電路，并通過高速熱沉和引腳的幾何設置，減少寄生電，從而能夠實現6Gbps-10Gbps的高頻特性要求，成本較低,工藝復雜度低,易批量生產。
文檔編號H01S5/024GK202423821SQ20112046342
公開日2012年9月5日 申請日期2011年11月21日 優先權日2011年11月21日
發明者張振峰 申請人:武漢華工正源光子技術有限公司