專利名稱：用于光纖通訊的光發(fā)射次模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光纖通訊設(shè)備，特別涉及一種用于光纖通訊的光發(fā)射次模塊(TOSA， Transmitter Optical Sub-Assembly)的封裝結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景在目前光纖系統(tǒng)中一般已應(yīng)用雷射二極管作為光源組件，如圖1所示，為 常用的用于單模(single-mode)光纖的光發(fā)射次模塊的封裝結(jié)構(gòu)剖面圖，將雷射 二極管91固定在基座9的表面上；接著，將固定蓋92的邊緣對應(yīng)焊接在基座9挖 設(shè)的凹槽上，從而在固定蓋92與基座9之間形成一空間93，而雷射二極管91位于 此空間93中，并在該空間93內(nèi)填充氮氣，防止雷射二極管91氧化及受到光線干 擾。其中，固定蓋92開設(shè)有貫穿一孔洞，而該孔洞并嵌入一聚焦球95，從而使 雷射二極管91所發(fā)出的光可聚集耦合至光纖陶瓷插芯8的光芯中，而成為同軸金 屬封裝的雷射二極管組件IO。該雷射二極管組件10放置在金屬基座2的內(nèi)部，并 利用金屬緊配或固定膠3加以固定， 一固定套筒4與金屬基座2結(jié)合固定， 一中空 陶瓷套管5同軸地配置在套筒4內(nèi)部，用以接入傳輸光纖。另一種常用的用于多模(multi-mode)光纖的光發(fā)射次模組的封裝結(jié)構(gòu)剖面 圖，如圖2所示，將雷射二極管組件10組裝上光線聚光組接頭(金屬)27，在雷 射二極管組件10及光線聚光組接頭27之間用封裝膠33黏著，結(jié)合成光發(fā)射次模 組。上述常用的光發(fā)射次模塊的封裝結(jié)構(gòu)，由于雷射二極管91的電流較高，工 作時易產(chǎn)生較高的熱量，必須加強其抗氧化能力，故外層必須以金屬材質(zhì)做固 定蓋92封裝，并且固定蓋92需挖孔洞，并嵌入聚焦球95，其制作過程繁復(fù)；并須多次人工焊接加工，再在固定蓋92的空間內(nèi)填充氮氣以防 止雷射二極管氧化，生產(chǎn)過程繁復(fù)；另外，制造封裝的材料均需應(yīng)用貴金屬或 金屬等高成本的原料，因此成本居高不下，無法快速生產(chǎn)，產(chǎn)能無法快速提升， 亟需改進，以增強產(chǎn)品之競爭力。生產(chǎn)成本過高，經(jīng)潛心研究，試作改良，終使本實用新型得以誕生，其首 要之目的，乃在提供一種光纖傳輸模塊之光發(fā)射次模塊封裝結(jié)構(gòu)改良，其系可 提供一種生產(chǎn)成本低廉且達到精準(zhǔn)等效之高速傳輸之光纖通訊光源裝置。實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于，針對上述常用的光發(fā)射次模組的成 本高、生產(chǎn)過程繁復(fù)的缺陷，構(gòu)造一種用于光纖傳輸模塊的光發(fā)射次模組，可 提供生產(chǎn)成本低廉且生產(chǎn)過程簡單的光纖通訊光源裝置。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種用于光纖通訊的光 發(fā)射次模塊，包括 一與光纖接合的光纖聚光組接頭和一雷射二極管組件；所述光纖聚光組接頭為透明接頭，其軸心設(shè)有一聚光球體，用于聚集所述 雷射二極管組件發(fā)出的光線；所述雷射二極管組件與所述光纖聚光組接頭相接合，并且所述雷射二極管 組件發(fā)出的光線通過所述聚光球體聚集耦合至所述光纖的光芯中。本實用新型的光發(fā)射次模塊中，所述雷射二極管組件可為側(cè)射型的雷射二 極管組件或面射型的雷射二極管組件；所述雷射二極管組件包括一光源組件；所述光源組件包括一側(cè)射型雷射二極管或面射型雷射二極管芯片、至少兩 個支架、打線以及環(huán)氧樹脂封裝；所述側(cè)射型雷射二極管或面射型雷射二極管芯片固定在其中一支所述支 架上，并且所述側(cè)射型雷射二極管或面射型雷射二極管芯片與其它的所述支架 之間通過所述打線連接；所述環(huán)氧樹脂封裝將所述支架承載所述側(cè)射型雷射二 極管或面射型雷射二極管芯片的一端包覆起來，僅外露出所述支架的另一端。或者，本實用新型的光發(fā)射次模塊中，所述雷射二極管組件可為側(cè)射型的雷射二極管組件或面射型的雷射二極管組件；所述雷射二極管組件包括一光源組件；所述光源組件包括基座、安裝在基 座上的一側(cè)射型雷射二極管或面射型雷射二極管芯片、以及套設(shè)在所述側(cè)射型 雷射二極管或面射型雷射二極管芯片外圍的固定蓋；所述固定蓋的邊緣焊接在 所述基座挖設(shè)的凹槽上，并且位于所述側(cè)射型雷射二極管或面射型雷射二極管 芯片位置處開設(shè)貫穿的孔洞；所述孔洞可嵌入一平面或曲面玻璃或省略玻璃。本實用新型的光發(fā)射次模塊中，所述雷射二極管組件還包括套設(shè)在所述光 源組件外圍的套殼。本實用新型的光發(fā)射次模塊中，所述光纖聚光組接頭為一體成形的透明塑 料材質(zhì)制成的光纖聚光組接頭。本實用新型的光發(fā)射次模塊中，所述光纖聚光組接頭的外壁設(shè)至少一溝槽。本實用新型的光發(fā)射次模塊中，所述套殼的材料為鎳不銹鋼或塑膠其中之本實用新型的光發(fā)射次模塊中，所述光纖聚光接頭直接與所述環(huán)氧樹脂封 裝通過封裝膠黏著連結(jié)。本實用新型的光發(fā)射次模塊中，所述光纖聚光組接頭的前端形成接入所述 雷射二極管組件的環(huán)氧樹脂封裝一端的容置空間，所述聚光球設(shè)置在所述容置 空間內(nèi)。本實用新型的光發(fā)射次模塊中，所述雷射二極管組件與所述光纖聚光組接 頭之間設(shè)有將兩者焊接連接的一金屬構(gòu)件。實施本實用新型的光發(fā)射次模組，至少具有以下有益效果本實用新型將 聚光球體設(shè)置在光線聚光組接頭軸心處，而成一光纖聚光組接頭，并將雷射二 極管組件與光纖聚光組接頭結(jié)合，以達到較節(jié)省成本的效果，除了仍可達到與 常用技術(shù)等效的高速傳輸，并可達到快速且可大量生產(chǎn)的效能，降低光纖傳輸模塊的成本，增加產(chǎn)品的競爭力。

圖l常用的單模光纖的光發(fā)射次模組的封裝結(jié)構(gòu)剖面圖。圖2常用的多模光纖的光發(fā)射次模組的封裝結(jié)構(gòu)剖面圖。 圖3是本實用新型的光發(fā)射次模組第一實施例的剖面圖。 圖4是本實用新型的光發(fā)射次模組第二實施例的剖面圖。 圖5是本實用新型的光發(fā)射次模組第三實施例的剖面圖。 圖6是本實用新型的光發(fā)射次模組第四實施例的剖面圖。 圖7是本實用新型的光發(fā)射次模組第五實施例的剖面圖。主要組件符號說明金屬基座2固定膠 3固定套筒4陶瓷套管 5光纖陶瓷插芯8基座 9雷射二極管組件10雷射二極管 91固定蓋92聚焦球 95封裝膠33光纖聚光組接頭(金屬)27側(cè)射或面射型雷射二極管32打線 40套殼50光纖聚光組接頭(塑膠)60金屬構(gòu)件70溝槽 35支架110雷射二極管組件 111聚光球體311封裝膠 322容置空間31具體實施方式
請參閱圖3，是本實用新型的光發(fā)射次模塊的第一實施例，主要包含光纖聚光組接頭60、光源組件、金屬構(gòu)件70以及套殼50。該光源組件包括側(cè)射型 或面射型雷射二極管芯片32、打線40以及二支或多支金屬支架110。在本實施例 中，采用側(cè)射型雷射二極管32。其中一支金屬支架110的頂端與側(cè)射型雷射二極 管芯片32結(jié)合，并且側(cè)射型雷射二極管芯片32與其它支架110之間通過打線40 連接，然后將支架110承載側(cè)射型雷射二極管芯片32的一端用環(huán)氧樹脂封裝322 整體包覆起來，僅外露出支架110的另一端，用以連接電流與信號源。并且在環(huán) 氧樹脂322的外圍包覆套殼50，而成為環(huán)氧樹脂封裝的雷射二極管組件lll。該側(cè)射型雷射二極管組件111靠近側(cè)射型雷射二極管芯片32的一側(cè)安裝光 纖聚光組接頭60。光纖聚光組接頭60為透明塑料材質(zhì)一體成形制成，前端為一 容置空間315，與側(cè)射型雷射二極管組件lll相連接。在容置空間315內(nèi)設(shè)一聚光 球體311，并且在聚光球體311與側(cè)射型雷射二極管組件111之間具有間隙，從而 側(cè)射型雷射二極管組件111發(fā)出光源，再經(jīng)由光纖聚光組接頭60的聚光球體311， 使光線可聚集耦合至光纖陶鴦插芯8的光芯中。光纖聚光組接頭60外壁設(shè)有一個 或數(shù)個可卡固的溝槽35，以利外部的固定，光纖聚光組接頭60與金屬構(gòu)件70間 以埋入射出或膠固連結(jié)套殼50之接縫處以焊接連結(jié)，成為完整的用于光纖通訊 傳輸?shù)墓獍l(fā)射次模塊。如圖4所示，是本實用新型的光發(fā)射次模塊的第二實施例，其與第一實施 例的區(qū)別在于光纖聚光組接頭60與套殼50之間的連接采用封裝膠33固膠，其它 結(jié)構(gòu)與第一實施例相同，容不贅述。如圖5所示，是本實用新型的光發(fā)射次模塊的第三實施例，其中雷射二極 管組件采用面射型雷射二極管芯片，側(cè)射型雷射二極管芯片32的封裝膠322的外 圍省略了套殼50，光纖聚光組接頭60與側(cè)射型雷射二極管芯片32之接縫處改以 封裝膠33黏著，如圖5所示；其它結(jié)構(gòu)與第一實施例相同，容不贅述。如圖6所示，是本實用新型的光發(fā)射次模塊的第四實施例，其中，光源組 件采用與圖l的光源組件類似的封裝結(jié)構(gòu)，包括基座9、安裝在基座9上的側(cè)射型 雷射二極管芯片91、套設(shè)在側(cè)射型二極管芯片91外圍的固定蓋92、以及在基座9外圍設(shè)置的套殼50。固定蓋92的邊緣焊接在基座9挖設(shè)的凹槽上，并且位于側(cè)射 型雷射二極管芯片91的位置處開設(shè)有孔洞，在孔洞上可嵌入一平面或曲面玻璃， 或是該孔洞不嵌入玻璃。省略了圖l中的聚焦球，而通過光纖聚光組接頭60上的 聚光球體311進行聚光。該光纖聚光組接頭60與套殼50之接縫處改以封裝膠33 黏著，如圖6所示。其它結(jié)構(gòu)與第一實施例基本相同，容不贅述。如圖7所示，是本實用新型的光發(fā)射次模塊的第五實施例，其結(jié)構(gòu)與第四 實施例基本相同，區(qū)別在于光纖聚光組接頭60與金屬構(gòu)件70間以埋入射出或 膠固連結(jié)再與套殼50之接縫處以雷射焊接連接，如圖7所示。為更好的理解本實用新型，將其與常用產(chǎn)品作一比較分析如下常用產(chǎn)品的缺點1、 常用的光發(fā)射次模塊的雷射二極管封裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且有良率問題；2、 常用的光發(fā)射次模塊的雷射二極管封裝結(jié)構(gòu)，制作過程中，需把在固 定蓋中嵌入一聚焦球95,制作過程繁復(fù)；3、 成本較高。4、 生產(chǎn)速度緩慢。 本實用新型之優(yōu)點-1、 組裝于光發(fā)射次模塊的雷射二極管封裝結(jié)構(gòu)簡易，良率較高。2、 本實用新型不論單模或多模的光纖傳輸模塊的雷射二極管封裝結(jié)構(gòu)改 良，均能容易將發(fā)光源由光纖聚光組接頭聚集至光纖光芯中。3、 封裝材料價格低廉。4、 人工成本低。5、 可快速大量生產(chǎn)。本實用新型設(shè)計將聚光球體設(shè)置在光線聚光組接頭軸心處，并將側(cè)射及面 射型雷射二極管組件與光纖聚光組接頭結(jié)合，并隨著改變封裝方式，不但達到 同樣的高速傳輸，所耗費的成本大幅下降，生產(chǎn)速度亦提升許多；綜上所述， 本案不但在技術(shù)思想與產(chǎn)業(yè)界中是一大創(chuàng)新，并能較常用的方法增進上述多項功效。
權(quán)利要求1. 一種用于光纖通訊的光發(fā)射次模塊，其特征在于，包括一與光纖接合的光纖聚光組接頭和一雷射二極管組件；所述光纖聚光組接頭為透明接頭，其軸心設(shè)有一用于聚集所述雷射二極管組件發(fā)出的光線的聚光球體；所述雷射二極管組件與所述光纖聚光組接頭相接合，并且所述雷射二極管組件發(fā)出的光線通過所述聚光球體聚集耦合至所述光纖的光芯中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光發(fā)射次模塊，其特征在于，所述雷射二極管組 件可為側(cè)射型的雷射二極管組件或面射型的雷射二極管組件；所述雷射二極管組件包括一光源組件；所述光源組件包括一側(cè)射型雷射二極管或面射型雷射二極管芯片、至少兩 個支架、打線以及環(huán)氧樹脂封裝；所述側(cè)射型雷射二極管或面射型雷射二極管芯片固定在其中一支所述支 架上，并且所述側(cè)射型雷射二極管或面射型雷射二極管芯片與其它的所述支架 之間通過所述打線連接；所述環(huán)氧樹脂封裝將所述支架承載所述側(cè)射型雷射二 極管或面射型雷射二極管芯片的一端包覆起來，僅外露出所述支架的另一端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光發(fā)射次模塊，其特征在于，所述雷射二極管組 件可為側(cè)射型的雷射二極管組件或面射型的雷射二極管組件；所述雷射二極管組件包括一光源組件；所述光源組件包括基座、安裝在基 座上的一側(cè)射型雷射二極管或面射型雷射二極管芯片、以及套設(shè)在所述側(cè)射型 雷射二極管或面射型雷射二極管芯片外圍的固定蓋；所述固定蓋的邊緣焊接在 所述基座挖設(shè)的凹槽上，并且位于所述側(cè)射型雷射二極管或面射型雷射二極管 芯片位置處開設(shè)貫穿的孔洞；所述孔洞可嵌入一平面或曲面玻璃或省略玻璃。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光發(fā)射次模塊，其特征在于，所述雷射二極 管組件還包括套設(shè)在所述光源組件外圍的套殼。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光發(fā)射次模塊，其特征在于，所述光纖聚光組接頭為一體成形的透明塑料材質(zhì)制成的光纖聚光組接頭。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光發(fā)射次模塊，其特征在于，所述光纖聚光組接 頭的外壁設(shè)至少一溝槽。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光發(fā)射次模塊，其特征在于，所述套殼的材料為 鎳不銹鋼或塑膠其中之一。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光發(fā)射次模塊，其特征在于，所述光纖聚光 接頭直接與所述環(huán)氧樹脂封裝通過封裝膠黏著連結(jié)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光發(fā)射次模塊，其特征在于，所述光纖聚光組接頭的前端形成接入所述雷射二極管組件的環(huán)氧樹脂封裝一端的容置空間， 所述聚光球設(shè)置在所述容置空間內(nèi)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光發(fā)射次模塊，其特征在于，所述雷射二極管組件與所述光纖聚光組接頭之間設(shè)有將兩者焊接連接的一金屬構(gòu)件。
專利摘要本實用新型涉及一種用于光纖通訊的光發(fā)射次模塊(TOSA，Transmitter Optical Sub-Assembly)封裝結(jié)構(gòu)改良，將聚光球體設(shè)置在光線聚光組接頭軸心處，而成一光纖聚光組接頭，并利用側(cè)射或面射型雷射二極管組件與光線聚光組接頭結(jié)合，以達組接容易，材料及人工成本較低、生產(chǎn)快速的封裝，在應(yīng)用上，除仍能具有與常用產(chǎn)品等效的高速傳輸外，并可借助可快速生產(chǎn)的封裝結(jié)構(gòu)，使生產(chǎn)成本大幅降低、生產(chǎn)速度加快，在微利時代，提高更佳的競爭力及經(jīng)濟效益。
文檔編號H04B10/155GK201114082SQ20072012179
公開日2008年9月10日 申請日期2007年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月26日
發(fā)明者孫繡杏, 廖宗添, 廖育圣 申請人:智科光光電(深圳)有限公司