本發(fā)明涉及光器件領(lǐng)域,具體涉及一種10G EA激光器的單透鏡貼裝工藝及專用硅基板。
背景技術(shù):
10G小型化電吸收調(diào)制激光發(fā)射器是一款專門應(yīng)用于長(zhǎng)途干線數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓怆娫骷?,它主要包含激光器芯片、光探測(cè)器、隔離器、透鏡、密封管殼、光接口和帶柔性電路等。目前市場(chǎng)上一般的10G BOX電吸收激光器封裝透鏡一般采用有源光耦合,即激光器開啟狀態(tài)下通過(guò)監(jiān)測(cè)光斑,調(diào)整透鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)透鏡的貼裝,工藝復(fù)雜,生產(chǎn)周期較長(zhǎng)。而隨著通信流量的持續(xù)增加和光傳送裝置的增設(shè),其通信線路也不斷向高速化、大容量化低成本方向發(fā)展,因此尋求一種封裝簡(jiǎn)單,工藝線路簡(jiǎn)化,低物料成本的激光器封裝技術(shù)迫在眉睫。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明是為了解決10G電吸收激光器高成本,長(zhǎng)生產(chǎn)周期,高難度封裝工藝平臺(tái)的難題,提出一種簡(jiǎn)化的透鏡貼裝工藝及其專用的硅基板,簡(jiǎn)化了貼裝工藝及物料成本,有助于實(shí)現(xiàn)高速率小型化激光器的自動(dòng)化封裝平臺(tái)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:提出了一種10G小型化EML激光器透鏡貼裝工藝,包括以下步驟:
1)設(shè)置透鏡放置槽:貼裝有激光器芯片的熱沉上開設(shè)V形槽口,V形槽口位于激光器芯片的正前方;
2)透鏡位置標(biāo)記:V形槽口兩側(cè)的熱沉表面標(biāo)注有透鏡位置標(biāo)記點(diǎn),標(biāo)記點(diǎn)是通過(guò)激光器芯片位置確定的,激光器芯片位置在基板上已經(jīng)確定,然后通過(guò)理論仿真計(jì)算出達(dá)到最佳耦合效率時(shí)的透鏡位置,并在基板上做出標(biāo)注透鏡位置標(biāo)記點(diǎn);
3)透鏡預(yù)固定:用點(diǎn)膠機(jī)在V形槽的兩側(cè)點(diǎn)UV膠,自動(dòng)貼片機(jī)拾取透鏡,并配合其CCD顯微鏡將透鏡按照標(biāo)記點(diǎn)所標(biāo)注的位置放置于V形槽內(nèi),打開UV燈烘烤,完成透鏡的預(yù)固定;
4)透鏡貼裝:在透鏡兩側(cè)靠近V形槽處進(jìn)行補(bǔ)膠烘烤,完成透鏡的貼裝。
所述V形槽口的夾角為54.74°,V形槽口的深度以能夠使放置其中的透鏡的中心與激光器芯片的發(fā)光中心同軸為原則來(lái)確定。
所述自動(dòng)貼片機(jī)的精度為0.01mm。
10G小型化EML激光器透鏡貼裝工藝中的專用熱沉,熱沉上貼裝有激光器芯片,激光器芯片的正前方位置處開設(shè)有用于放置透鏡的V形槽口,V形槽口兩側(cè)的熱沉表面上設(shè)置有透鏡位置標(biāo)記點(diǎn)。
所述V形槽口的夾角為54.74°,V形槽口的深度以能夠使放置其中的透鏡的中心與激光器芯片的發(fā)光中心同軸為原則來(lái)確定。
所述熱沉為硅基板或氮化鋁材質(zhì)。
本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下優(yōu)點(diǎn):
1)采用無(wú)源貼裝方法進(jìn)行透鏡貼裝透鏡,按照預(yù)先標(biāo)記好的位置將透鏡放置在V形槽內(nèi),先用UV預(yù)固定,然后補(bǔ)膠烘烤,增加貼裝的可靠性,在保證貼裝精度的要求下,采用本發(fā)明工藝貼裝的透鏡能夠滿足EML激光器的耦合效率要求,且相對(duì)以往的有源貼裝焊接工藝,工期縮短30小時(shí),工藝難度降低50%,成本大大降低,更有助于實(shí)現(xiàn)高速率小型化激光器的自動(dòng)化封裝平臺(tái)。
2)本發(fā)明中的專用熱沉采用硅基板或氮化鋁材質(zhì),采用在熱沉上挖槽的方式開設(shè)了夾角為54.74°的透鏡放置V形槽,并設(shè)置了透鏡貼裝標(biāo)記點(diǎn),在該熱沉上通過(guò)無(wú)源貼裝工藝即可實(shí)現(xiàn)單透鏡的準(zhǔn)確貼裝,相對(duì)于以往的雙透鏡有源貼裝焊接工藝,大大簡(jiǎn)化工藝流程,降低了封裝成本。
附圖說(shuō)明
圖1是未貼裝透鏡的激光器內(nèi)部結(jié)構(gòu)俯視圖。
圖2是V形槽內(nèi)點(diǎn)膠后的激光器內(nèi)部結(jié)構(gòu)俯視圖。
圖3是透鏡按照標(biāo)線卡對(duì)位置后的俯視圖。
圖4是透鏡貼裝后的激光器內(nèi)部結(jié)構(gòu)俯視圖。
圖5是本發(fā)明中專用熱沉的俯視圖。
圖6是單透鏡耦合示意圖。
圖中:1-V形槽,2-UV膠,3-透鏡位置前標(biāo)記點(diǎn),4-透鏡位置后標(biāo)記點(diǎn),5-透鏡位置前標(biāo)記線,6-透鏡位置后標(biāo)記線,7-透鏡,8-激光器芯片,9-光纖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。
本發(fā)明中10G小型化EML激光器透鏡貼裝工藝,包括以下步驟:
1)設(shè)置透鏡放置槽:貼裝有激光器芯片的熱沉上開設(shè)如圖1所示的V形槽口1,V形槽口1位于激光器芯片8的正前方;
2)透鏡位置標(biāo)記:V形槽口1兩側(cè)的熱沉表面上分別標(biāo)注一對(duì)透鏡位置前標(biāo)記點(diǎn)3及一對(duì)透鏡位置后標(biāo)記點(diǎn)4,標(biāo)記點(diǎn)是通過(guò)激光器芯片位置確定的,激光器芯片位置在基板上已經(jīng)確定,然后通過(guò)理論仿真計(jì)算出達(dá)到最佳耦合效率時(shí)的透鏡位置,并在基板上做出標(biāo)注透鏡位置標(biāo)記點(diǎn);
3)透鏡預(yù)固定:用點(diǎn)膠機(jī)在V形槽1的兩側(cè)點(diǎn)兩滴UV膠2(見圖2),自動(dòng)貼片機(jī)拾取透鏡,并配合其CCD顯微鏡將透鏡放置于標(biāo)記點(diǎn)所形成的透鏡位置前、后標(biāo)記線5、6之間(見圖3),打開UV燈烘烤,完成透鏡7的預(yù)固定;
4)透鏡貼裝:在透鏡兩側(cè)靠近V形槽處進(jìn)行補(bǔ)膠烘烤,完成透鏡7的貼裝,見圖4。
本實(shí)施例中的熱沉采用硅基板,相比于氮化鋁材質(zhì),硅基板易于挖槽,且光刻精度更高。透鏡采用 ALPS FLGD1SG01B透鏡,透鏡貼裝中關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)在于透鏡貼裝的精度對(duì)耦合效率的影響,透鏡的貼裝精度15微米以內(nèi)時(shí),可保證達(dá)到50%以上的耦合效率;但是為了使焦距L2的活動(dòng)余量在0.6mm以內(nèi),透鏡的貼裝精度要保證在10微米以內(nèi)才可保證耦合率在50%以上,見表一,因此本發(fā)明中透鏡的貼裝工藝通過(guò)精度為10微米自動(dòng)貼片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
表一:透鏡焦距、放大率及耦合效率數(shù)據(jù)表
10G小型化EML激光器透鏡貼裝工藝中的硅基板如圖5所示,硅基板上貼裝有激光器芯片8,激光器芯片8的正前方位置處開設(shè)有用于放置透鏡的V形槽口1,V形槽口兩側(cè)的硅基板表面上設(shè)置有透鏡位置標(biāo)記點(diǎn)3、4。V形槽口1的夾角為54.74°,V形槽口的深度以能夠使放置其中的透鏡的中心與激光器芯片的發(fā)光中心同軸為原則來(lái)確定,以實(shí)現(xiàn)最佳耦合效率。