一种集成驱动芯片的前向监控独立控温型高速光器件制造技术

本发明专利技术公开了一种集成驱动芯片的前向监控独立控温型高速光器件，包括底座、控温元件、监控二极管、激光器；所述底座上分别设置有控温元件、驱动芯片，所述控温元件的一侧设置有监控二极管、激光器，所述监控二极管设置在激光器的前光侧；所述激光器与驱动芯片相邻设置，所述驱动芯片与激光器通过传输线连接。本发明专利技术集成了激光器与驱动芯片，且激光器与驱动芯片绝对热隔离，通过控温元件与激光器的设置提高了控温元件的加工可靠性，满足了低功耗的要求；本发明专利技术通过监控二极管的设置，实现了精准获取监控电流，同时有很好的抗反射效果，监控/调节的闭环机制非常稳定准确，具有较好的实用性。实用性。实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种集成驱动芯片的前向监控独立控温型高速光器件


[0001]本专利技术属于光通信
，具体涉及一种集成驱动芯片的前向监控独立控温型高速光器件。

技术介绍

[0002]随着50G PON技术不断走向标准化，加上对称接入，和与前代PON技术并存等特性的保障，50G PON距离实现商业部署目标正越来越近。50G PON的商用部署，会需求大量的高性能、低功耗、宽温的高速光模块/光器件。常规光模块的驱动芯片置于光器件外部，信号通过激光器、金线、引脚、fpc、pcb传输到驱动芯片中。然而，随着光通信速率越来越高，将驱动芯片置于光器件外部的方式会有阻抗不连续并且会极大影响高频信号质量，降低光发射器件的运行带宽，影响光发射器件的性能。
[0003]如图1所示，现有的激光器与驱动芯片分离的传统光器件主要包括底座、控温元件、垫块单元、激光器、监控二极管。其中，光器件不包含驱动芯片，驱动芯片置于光器件的外部。信号通过激光器、金线、引脚、fpc、pcb传输到驱动芯片中。高速传输时，阻抗匹配效果会比较差，产品传输性能会比较差。并且激光器贴片、打线时会有侧向冲击力作用于控温元件。使得控温元件有损坏风险。
[0004]如图2所示，现有的激光器与驱动芯片集成的传统光器件主要包括底座、控温元件、垫块单元、激光器、驱动芯片、监控二极管。激光器及驱动芯片均置于控温元件上，驱动芯片与激光器/控温元件未做热隔离，所以驱动芯片工作产生的热量都会加载到控温元件上，大大增加了光器件整体的功耗，严重影响光器件的应用；并且激光器和驱动芯片贴片、打线时会有侧向冲击力作用于控温元件，使得控温元件有损坏风险，可靠性较差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种集成驱动芯片的前向监控独立控温型高速光器件，旨在解决上述的问题。
[0006]本专利技术主要通过以下技术方案实现：一种集成驱动芯片的前向监控独立控温型高速光器件，包括底座、控温元件、监控二极管、激光器；所述底座上分别设置有控温元件、驱动芯片，所述控温元件的一侧设置有监控二极管、激光器，所述监控二极管设置在激光器的前光侧；所述激光器与驱动芯片相邻设置，所述驱动芯片与激光器通过传输线连接。
[0007]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述控温元件内部的半导体元件放置方向与激光器贴装的冲击方向同轴向设置。
[0008]为了更好地实现本专利技术，进一步地，还包括第一垫块、第二垫块，所述底座上分别并列的设置有第一垫块和第二垫块，所述第一垫块、第二垫块的一侧分别设置有控温元件、驱动芯片。所述激光器和驱动芯片不一定同侧，只要满足两者距离尽量相近即可。
[0009]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述第一垫块的一侧的上部设置有控温元件，
且第二垫块位于控温元件的下方，所述控温元件和第二垫块的同侧分别设置有激光器和驱动芯片。
[0010]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述监控二极管的放置位置与激光器前出光的主光轴的夹角大于或等于激光器的前光1/e2发散角，以获得50~100uA的监控电流。
[0011]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述激光器的前光1/e2发散角为20
°
~40
°
。
[0012]本专利技术的有益效果如下：（1）本专利技术集成了激光器与驱动芯片，且激光器与驱动芯片绝对热隔离，通过控温元件与激光器的设置提高了控温元件的加工可靠性，满足了低功耗的要求。本专利技术通过在激光器前光侧设置监控二极管，实现了对监控二极管的控温，监控二极管典型功耗约为激光器功耗的千分之一，所以本专利技术几乎不会额外增加控温元件的功耗。本专利技术通过监控二极管的设置，即监控二极管直接放置在激光器前光侧的边缘光路上，因而实现了不增设棱镜反射镜进行分光或反射光即可获得监控二极管50~100uA以上的监控电流。同时监控二极管放置位置与激光器前出光的主光轴有一个较大的夹角，因而有很好的抗反射效果，同时该较大的放置夹角使得监控二极管不会侵入激光器前光侧的主光路，因而不会影响激光器的耦合。该设置的监控/调节的闭环机制非常稳定准确，具有较好的实用性；（2）本专利技术相对于传统光器件，集成了驱动芯片。所述激光器和驱动芯片可以用极短的传输线（金线连接），拥有很好的阻抗匹配效果。能够提供更高的运行带宽和更高的产品性能，具有较好的实用性；（3）本专利技术带独立的控温方式。控温元件可以单独控制激光器的温度，驱动芯片与激光器/控温元件之间为绝对热隔离（空气）。所以控温所产生的功耗非常小，可以满足光器件的低功耗要求；并且激光器控温能满足苛刻的宽温应用环境的要求；（4）所述控温元件采用侧贴在垫块上的方式，使得后续的封装不会有侧向冲击力作用在控温元件上，尤其不会有侧向冲击力作用在控温元件内部的半导体晶粒上。所述控温元件内部的半导体晶粒以及焊料焊点的强度非常低，导致控温元件抗水平冲击非常弱，当遭受水平方向的冲击力时，半导体晶粒的焊料焊点处极易破裂损坏。而本专利技术可以规避水平冲击控温元件带来的可靠性风险；（5）本专利技术将监控二极管放置于激光器前向出光的同时，将监控二极管和激光器都放置在控温元件上，本专利技术监控/调节的闭环机制非常稳定准确。监控二极管典型功耗约为激光器功耗的千分之一，所以本专利技术几乎不会额外增加控温元件的功耗。本专利技术解决了现有技术中通过背光来监控/反馈/控制前光不稳定的问题。另外，本专利技术还解决了监控二极管自身对光源的响应系数随着温度等外界因素的影响而明显变化，影响监控二极管的响应准确性的问题；（6）本专利技术的监控二极管放置在激光器的前部，并且直接接收激光器前光的出光能量，无需通过棱镜反射镜进行分光或反射光。所述监控二极管不影响激光器前出光的发射耦合，也能获得监控二极管50~100uA以上的监控电流。因为监控二极管和激光器的主光轴有夹角，所以也有很好的抗反射效果，同时取得了良好的综合应用效果，具有较好的实用性。
附图说明
[0013]图1为激光器与驱动芯片分离的传统光器件封装结构示意图；图2为激光器与驱动芯片集成的传统光器件封装结构示意图；图3为本专利技术光器件的封装结构示意图；图4为控温元件的水平冲击原理示意图；图5为本专利技术监控二极管与激光器的安装位置关系示意图。
[0014]其中，1
‑
底座、2
‑
控温元件、3
‑
激光器、4
‑
驱动芯片、5
‑
监控二极管、6
‑
垫块单元、7
‑
第一垫块、8
‑
第二垫块。
具体实施方式
[0015]实施例1：一种集成驱动芯片的前向监控独立控温型高速光器件，包括底座1、控温元件2、监控二极管5、激光器3、垫块单元6。如图3所示，所述底座1上分别独立设置有控温元件2、驱动芯片4，所述控温元件2、驱动芯片4分别通过垫块单元6与底座1连接，所述控温元件2的一侧从上至下依次设置有监控二极管5、激光器3，所述监控二极管5位于激光器3的前光处。优选地，所述垫块单元6包括第一垫块7、第二垫块8，所述底座1上分别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成驱动芯片的前向监控独立控温型高速光器件，其特征在于，包括底座（1）、控温元件（2）、监控二极管（5）、激光器（3）；所述底座（1）上分别设置有控温元件（2）、驱动芯片（4），所述控温元件（2）的一侧设置有监控二极管（5）、激光器（3），所述监控二极管（5）设置在激光器（3）的前光侧；所述激光器（3）与驱动芯片（4）相邻设置，所述驱动芯片（4）与激光器（3）通过传输线连接。2.根据权利要求1所述的一种集成驱动芯片的前向监控独立控温型高速光器件，其特征在于，所述控温元件（2）内部的半导体元件放置方向与激光器（3）贴装的冲击方向同轴向设置。3.根据权利要求1所述的一种集成驱动芯片的前向监控独立控温型高速光器件，其特征在于，还包括第一垫块（7）、第二垫块（8），所述底座（1）上分别并列的设置有第一垫块（7）和第二垫块（8），所述第一垫块（7）、第二垫块（8）的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洁，维卡斯，
申请(专利权)人：成都英思嘉半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：