專利名稱：高速寬頻光電傳輸to－can組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種光電傳輸TO-CAN組件，特別涉及一種高速寬頻(10GHz)光電傳輸TO-CAN組件。
背景技術：
在現代通訊的過程中要求傳輸的信息量要大，傳輸的速率要快，目前大量運用光電傳輸手段，而在光電傳輸中，光電傳輸元件是必備器件，而目前大多使用的光電傳輸TO-CAN組件，圖1是一個傳統的TO-CAN光電組件，由于沒有進行射頻補償，以及引線較長的原因，一般限制在1到2GHz內進行使用，而不能在10GHz等高速領域應用。

發明內容
本發明的目的是針對現有技術中存在的傳輸頻率較低，傳輸速率不夠的缺陷提供一種高速寬頻光電傳輸TO-CAN組件。
本發明主要包括基板、光學硅平臺(SiOB)、散熱片、激光二極管、光電探測器、光電模塊，其特征在于所述的光學硅平臺(SiOB)設有V形槽，V形槽的一端安裝有激光二極管，另一端平行于基板安裝有光電探測器(用于接收激光二極管的背向光并轉化為電流)，設有V形槽的光學硅平臺(SiOB)粘接在散熱片上，散熱片垂直于基板，光學硅平臺與高速寬頻光電傳輸組件的引線采用導電樹脂或焊料(InSn，PbSn)來實現導電連接，也可以用陶瓷饋通連接。光電模塊由扼流線圈、螺旋形薄膜線圈、阻抗線路、RF匹配電阻、引線組成，安裝在光學硅平臺(SiOB)之上，扼流線圈一端通過連線與激光二極管的正極及基板相連，另一端通過連線與光電探測器的光電二極管負極相連，螺旋形薄膜線圈與RF匹配電阻通過引線鍵合與激光二極管的負極相連，阻抗線路由信號線路和平面板組成，信號線路通過引線鍵合和激光二極管的負極相連，RF匹配電阻置于信號線路內，平面板通過引線鍵合直接和激光二極管的正極相連，和基板進行導電連接，RF匹配電阻、螺旋形薄膜線圈采用薄膜技術單片集成在光學硅平臺上。高速寬頻光電傳輸組件的引線為四根，1激光二極管的正極、光電探測器的負極串聯一扼流線圈與此端相連，此極與基板相連，2激光二極管RF端，3光電探測器的正極，4激光器二極管的直流負端串聯一螺旋形薄膜線圈與此端相連。高速寬頻光電傳輸組件的引線采用玻璃密封粉(B2O3-SiO2系列的硬玻璃(BH-7/K)，介電系數為5.5(1MHz，25℃)，Na2O-BaO系列的軟玻璃(ST-4F/K)，介電系數為6.7)集合與基板相連。組件采用普通TO封裝。
本本發明的優點是在保留傳統的TO-CAN結構的基礎上，組件采用普通TO封裝，使得高速傳輸的應用變得更加方便，大幅度提高了組件的調制頻率，使其可以進行高速發射。


圖1傳統的TO-CAN光電組件結構示意2本發明的高速寬頻光電傳輸TO-CAN組件結構示意3本發明的高速寬頻光電傳輸TO-CAN組件的元件連接結構示意4本發明的高速寬頻光電傳輸TO-CAN組件的引線分布狀況俯視5本發明的高速寬頻光電傳輸TO-CAN組件的電路原理圖10激光二極管、30光電探測器、40基板、50引線、100光學硅平臺、101V形槽、102螺旋形薄膜線圈、103RF匹配電阻、104信號線路、105平面板、106扼流線圈、107引線鍵合
具體實施例方式以下的闡述是為了說明其功能，并沒有對光電組件的組成作限制。為了宜于說明，一些通用的元件被簡化或沒加說明。
如圖2、圖3所示，該TO-CAN結構組件由下列部分組成激光二極管10，光電探測器30，基板40，引線50，光學硅平臺(SiOB)100，此外還包括RF匹配電阻103，50Ω特征阻抗線路104和105，螺旋形薄膜線圈102和扼流線圈106。
光學硅平臺100帶V形槽101，它構成一塊中間基板，粘接在散熱片60上，散熱片垂直于TO基板40。光學硅平臺100和引線50導電連接，導電連接通過導電樹脂或焊料如InSn，PbSn連接實現。引線鍵合會產生1nH/mm的自感應，因而不能使用。這樣，射頻特性就提高了。或者，引線可以用陶瓷饋通代替，但這樣成本就會提高。所以引線50用傳統的玻璃密封粉與基板40相連。玻璃介電系數低，可降低寄生電容。B2O3-SiO2系列的硬玻璃(BH-7/K)，介電系數為5.5(1MHz，25℃)，Na2O-BaO系列的軟玻璃(ST-4F/K)，介電系數為6.7。這兩種玻璃是本發明推薦的典型玻璃密封粉。光電探測器30和基板40平行，接收激光二極管10發出的背向出射光，然后將其轉化成光電流用于檢測激光強度。光電探測器30可將V形槽反射的光轉化成強度為100μA以上的光電流。光電探測器30也可以置于光學硅平臺100上V形槽的另一端。
50Ω或25Ω的特征阻抗線路104、105由信號線路104和平面板105組成。信號線路104通過引線鍵合107和激光二極管的負極相連。一RF匹配電阻103置于信號線路內。平面板105通過引線鍵合直接和激光二極管10的正極相連，和基板40進行導電連接。螺旋形薄膜線圈102起到扼流的作用，也用引線鍵合和激光二極管相連。RF匹配電阻103和螺旋形薄膜線圈102可以用薄膜技術單片集成在光學硅平臺100上，使得體積更小。
如圖4所示，引線含下列引腳一個共用引線，連接激光器二極管的正極、光電二級體負極；激光器二極管RF負端；激光器二極管的直流負端；光電探測器正極。在激光器二極管的正極和光電二級體負極之間串聯一個扼流線圈106，在這種情況下，扼流線圈106可隔離激光二極管和光電探測器之間的射頻干擾。共用一根線，這樣就減少了一根引線。在其它的設備中，激光二極管正極和光電探測器負極可以各自有引線，也不需要線圈去隔離射頻信號。
如圖5所示，螺旋形薄膜線圈102跟引線4相連。用作交流扼流。RF匹配電阻103是匹配電阻，和引線2相連。扼流線圈106一端連接光電探測器負極，另一端和激光器二極管10的正極連接并與引線1相連。光電探測器的正極和引線3相連。其中扼流線圈和光電探測器可以互換而不影響隔離效果。
在這個發明中，采用SiOB作為作為過渡基板提高了射頻特性，獲得10Gbps高頻。同時保持傳統的TO-CAN結構。另外，通過檢測經過V形槽的背向光完全可以達到監測激光二極管輸出光功率的強度。另外，通過將匹配電阻和螺旋形薄膜線圈感應器單片集成到SiOB上可以將光電模塊體積減小，組織過程更加簡單。
權利要求
1.一種高速寬頻光電傳輸TO-CAN組件，主要包括基板、光學硅平臺(SiOB)、散熱片、激光二極管、光電探測器、光電模塊，其特征在于所述的光學硅平臺(SiOB)設有V形槽，V形槽的一端安裝有激光二極管，另一端平行于基板安裝有光電探測器用于接收激光二極管的背向光并轉化為電流，光電模塊由扼流線圈、螺旋形薄膜線圈、阻抗線路、RF匹配電阻、引線組成，安裝在光學硅平臺(SiOB)之上，扼流線圈一端通過連線與激光二極管的正極及基板相連，另一端通過連線與光電探測器的光電二極管負極相連，螺旋形薄膜線圈與RF匹配電阻通過引線鍵合與激光二極管的負極相連，阻抗線路由信號線路和平面板組成，信號線路通過引線鍵合和激光二極管的負極相連，RF匹配電阻置于信號線路內，平面板通過引線鍵合直接和激光二極管的正極相連，和基板進行導電連接，組件采用普通TO封裝。
2.根據權利要求1所述的一種高速寬頻光電傳輸TO-CAN組件，其中所述的設有V形槽的光學硅平臺(SiOB)粘接在散熱片上，散熱片垂直于基板，光學硅平臺與高速寬頻光電傳輸組件的引線采用導電樹脂或焊料(InSn，PbSn)來實現導電連接，也可以用陶瓷饋通連接。
3.根據權利要求1所述的一種高速寬頻光電傳輸TO-CAN組件，其中所述的高速寬頻光電傳輸組件的引線采用玻璃密封粉(B2O3-SiO2系列的硬玻璃(BH-7/K)，介電系數為5.5(1MHz，25℃)，Na2O-BaO系列的軟玻璃(ST-4F/K)，介電系數為6.7)集合與基板相連。
4.根據權利要求1所述的一種高速寬頻光電傳輸TO-CAN組件，其中所述的RF匹配電阻、螺旋形薄膜線圈采用薄膜技術單片集成在光學硅平臺上。
5.根據權利要求1所述的一種高速寬頻光電傳輸TO-CAN組件，其中所述的高速寬頻光電傳輸組件的引線為四根，1激光二極管的正極、光電探測器的負極串聯一扼流線圈與此端相連，此極與基板相連，2激光二極管RF端，3光電探測器的正極，4激光器二極管的直流負端串聯一螺旋形薄膜線圈與此端相連。
全文摘要
高速寬頻光電傳輸TO－CAN組件，主要包括基板、光學硅平臺、散熱片、激光二極管、光電探測器、光電模塊，所述的光學硅平臺設有V形槽，V形槽安裝有激光二極管、光電探測器。光電模塊由高頻電流的扼流線圈、螺旋形薄膜線圈、阻抗線路、匹配電阻、引線組成。高頻電流的扼流線圈通過連線與激光二極管、光電探測器的光電二極管及基板相連。螺旋形薄膜線圈與匹配電阻通過引線鍵合與激光二極管。阻抗線路由信號線路和平面板組成。匹配電阻、螺旋形薄膜線圈采用薄膜技術單片集成在光學硅平臺上。組件采用普通TO封裝。優點是在保留傳統的TO－CAN結構的基礎上，組件采用普通TO封裝，使得高速傳輸的應用變得更加方便，大幅度提高了組件的調制頻率，使其可以進行高速發射。
文檔編號H04B10/02GK1790845SQ20041009320
公開日2006年6月21日 申請日期2004年12月17日 優先權日2004年12月17日
發明者陳斌 申請人:上海飛恩微電子有限公司