一種降低帶制冷型光發(fā)射組件功耗的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種降低功耗的裝置，尤其設(shè)及一種降低帶制冷型光發(fā)射組件功耗的 裝置，并設(shè)及了采用該裝置的降低帶制冷型光發(fā)射組件功耗的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著光通訊向小型化和高密度方向的發(fā)展，符合10抓/s小型器件多源協(xié)議 (Multi-Source Agreement of 10抓/s Minia1:ure Device,簡(jiǎn)稱(chēng) XMD)的 BOX 封裝的光發(fā)射 組件應(yīng)用越來(lái)越廣泛，即帶致冷型BOX封裝激光二極管的發(fā)射組件，在本專(zhuān)利申請(qǐng)文件中， 該帶致冷型BOX封裝激光二極管的發(fā)射組件簡(jiǎn)稱(chēng)帶制冷型光發(fā)射組件。
[0003] 帶制冷型光發(fā)射組件，即帶致冷型BOX封裝激光二極管發(fā)射組件有W下優(yōu)勢(shì)：良 好的射頻性能，BOX的空間較大，有足夠的產(chǎn)品設(shè)計(jì)空間，但是功耗較大。功耗主要包括：有 源功耗和無(wú)源功耗，有源功耗包括激光二極管忍片和半導(dǎo)體制冷器等的功耗，無(wú)源功耗包 括導(dǎo)電金屬線等的功耗，由于激光二極管忍片和半導(dǎo)體制冷器等器件本身功耗大，工藝復(fù) 雜，所W對(duì)光發(fā)射組件內(nèi)部熱設(shè)計(jì)提出更高的要求，即會(huì)對(duì)帶致冷型BOX封裝激光二極管 的發(fā)射組件的內(nèi)部熱設(shè)計(jì)提出更高的要求。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)的帶制冷型光發(fā)射組件常用的設(shè)計(jì)方法中，多根導(dǎo)電金屬線用于連接封 裝外殼和COC載體，COC載體即化ip on Carrier載體，簡(jiǎn)稱(chēng)COC載體；基于射頻性能的考 慮，要求多根導(dǎo)電金屬線長(zhǎng)度較短，導(dǎo)電金屬線的導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到380W/(m ? K)，根據(jù)傅里葉 公式可知，多根導(dǎo)電金屬線熱阻很小，運(yùn)樣導(dǎo)致封裝外殼溫度隨環(huán)境溫度變化過(guò)程中，尤其 是環(huán)境溫度為高溫時(shí)，封裝外殼會(huì)通過(guò)導(dǎo)電金屬線將熱量傳遞到COC上，進(jìn)而導(dǎo)致半導(dǎo)體 致冷器負(fù)載加大，最終導(dǎo)致整個(gè)光發(fā)射組件的功耗急劇增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是需要提供一種能夠改善并降低帶制冷型光發(fā)射組 件功耗的裝置，并提供采用該裝置的降低帶制冷型光發(fā)射組件功耗的方法。
[0006] 對(duì)此，本發(fā)明提供一種降低帶制冷型光發(fā)射組件功耗的裝置，包括：信號(hào)陶瓷、跳 墊載體支柱構(gòu)件、跳墊載體、半導(dǎo)體致冷器和激光二極管忍片載體，所述信號(hào)陶瓷與所述跳 墊載體相連接，所述跳墊載體與所述激光二極管忍片載體相連接，跳墊載體支柱構(gòu)件設(shè)置 于所述跳墊載體的下方，所述半導(dǎo)體致冷器設(shè)置于所述激光二極管忍片載體的下方。
[0007] 本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述跳墊載體支柱構(gòu)件包括第一跳墊載體支柱和第二 跳墊載體支柱，所述第一跳墊載體支柱和第二跳墊載體支柱對(duì)稱(chēng)設(shè)置于所述跳墊載體兩端 的下方。
[0008] 本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，還包括第一導(dǎo)電金屬線和第二導(dǎo)電金屬線，所述信號(hào) 陶瓷通過(guò)第一導(dǎo)電金屬線與所述跳墊載體相連接，所述跳墊載體通過(guò)第二導(dǎo)電金屬線與所 述激光二極管忍片載體相連接。
[0009] 本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述激光二極管忍片載體包括激光二極管忍片和導(dǎo)熱 忍片載體，所述激光二極管忍片貼裝在所述導(dǎo)熱忍片載體上。
[0010] 本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述跳墊載體為導(dǎo)熱跳墊載體，所述跳墊載體的導(dǎo)熱 系數(shù)比導(dǎo)熱忍片載體的導(dǎo)熱系數(shù)小。
[0011] 本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述半導(dǎo)體致冷器包括半導(dǎo)體致冷器冷端和半導(dǎo)體致 冷器熱端，所述半導(dǎo)體致冷器冷端設(shè)置于所述導(dǎo)熱忍片載體的下方，所述半導(dǎo)體致冷器熱 端設(shè)置于所述半導(dǎo)體致冷器遠(yuǎn)離所述導(dǎo)熱忍片載體的一端。
[0012] 本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，還包括封裝外殼底部，所述跳墊載體支柱構(gòu)件和半導(dǎo) 體致冷器熱端分別設(shè)置于所述封裝外殼底部上。
[0013] 本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，還包括封裝外殼、封裝外殼蓋和封裝外殼引線管腳；所 述封裝外殼蓋設(shè)置于所述封裝外殼上，進(jìn)而與所述封裝外殼底部共同形成內(nèi)部帶空腔的封 裝結(jié)構(gòu)，所述信號(hào)陶瓷、跳墊載體支柱構(gòu)件、跳墊載體、半導(dǎo)體致冷器和激光二極管忍片載 體均設(shè)置于所述空腔內(nèi)；所述封裝外殼引線管腳與所述封裝外殼的一端相連接。
[0014] 本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，還包括封裝外殼光口和封裝外殼光窗，所述封裝外殼 光口設(shè)置于所述封裝外殼遠(yuǎn)離所述封裝外殼引線管腳的一端，所述封裝外殼光窗設(shè)置于所 述封裝外殼光口內(nèi)。
[0015] 本發(fā)明還提供一種降低帶制冷型光發(fā)射組件功耗的方法，采用了如上所述的降低 帶制冷型光發(fā)射組件功耗的裝置，并包括W下兩種熱傳遞鏈路：
[0016] 第一熱傳遞鏈路，激光二極管忍片在工作時(shí)產(chǎn)生熱量，熱量通過(guò)導(dǎo)熱忍片載體傳 遞到半導(dǎo)體致冷器，半導(dǎo)體致冷器將熱量通過(guò)跳墊載體支柱構(gòu)件傳遞到跳墊載體上，所述 跳墊載體通過(guò)第二導(dǎo)電金屬線傳遞熱量至激光二極管忍片載體；
[0017] 第二熱傳遞鏈路，工作環(huán)境的熱量通過(guò)第一導(dǎo)電金屬線傳遞到跳墊載體上，所述 跳墊載體通過(guò)第二導(dǎo)電金屬線傳遞熱量至激光二極管忍片載體。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：通過(guò)跳墊載體支柱構(gòu)件和跳墊載體的 設(shè)置，進(jìn)而與其他構(gòu)件相互配合W增大了跳墊載體本身W及跳墊載體與外部熱傳遞的熱 阻，進(jìn)而降低跳墊載體的溫度，能夠大大改善光發(fā)射組件的功耗問(wèn)題，降低了其功耗，有效 減小半導(dǎo)體致冷器的負(fù)載。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2是本發(fā)明一種實(shí)施例組裝后的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖3是本發(fā)明一種實(shí)施例的跳墊載體與跳墊載體支柱構(gòu)件的組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的較優(yōu)的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。 陽(yáng)02引實(shí)施例1 :
[0024] 如圖1至圖3所示，本例提供一種降低帶制冷型光發(fā)射組件功耗的裝置，包括：信 號(hào)陶瓷105、跳墊載體支柱構(gòu)件200、跳墊載體300、半導(dǎo)體致冷器500和激光二極管忍片載 體600,所述信號(hào)陶瓷105與所述跳墊載體300相連接，所述跳墊載體300與所述激光二極 管忍片載體600相連接，跳墊載體支柱構(gòu)件200設(shè)置于所述跳墊載體300的下方，所述半導(dǎo) 體致冷器500設(shè)置于所述激光二極管忍片載體600的下方。所述激光二極管忍片載體600 即為COC載體；所述跳墊載體300為低導(dǎo)熱系數(shù)的跳墊載體。
[00巧]如圖1和圖2所示，本例所述跳墊載體支柱構(gòu)件200包括第一跳墊載體支柱201 和第二跳墊載體支柱202,所述第一跳墊載體支柱201和第二跳墊載體支柱202對(duì)稱(chēng)設(shè)置于 所述跳墊載體300兩端的下方。
[0026] 如圖1所示，本例還包括第一導(dǎo)電金屬線400、第二導(dǎo)電金屬線700、封裝外殼底部 106、封裝外殼100、封裝外殼蓋101、封裝外殼引線管腳102、封裝外殼光口 103和封裝外殼 光窗104 ;所述信號(hào)陶瓷105通過(guò)第一導(dǎo)電金屬線400與所述跳墊載體300相連接，所述跳 墊載體300通過(guò)第二導(dǎo)電金屬線700與所述激光二極管忍片載體600相連接；所述跳墊載 體支柱構(gòu)件200和半導(dǎo)體致冷器熱端502分別設(shè)置于所述封裝外殼底部106上；所述封裝 外殼蓋101設(shè)置于所述封裝外殼100上，進(jìn)而與所述封裝外殼底部106共同形成內(nèi)部帶空 腔的封裝結(jié)構(gòu)，所述信號(hào)陶瓷105、跳墊載體支柱構(gòu)件200、跳墊載體300、半導(dǎo)體致冷器500 和激光二極管忍片載體600均設(shè)置于所述空腔內(nèi)；所述封裝外殼引線管腳102與所述封裝 外殼100的一端相連接；所述封裝外殼光口 103設(shè)置于所述封裝外殼100遠(yuǎn)離所述封裝外 殼引線管腳102的一端，所述封裝外殼光窗104設(shè)置于所述封裝外殼光口 103內(nèi)。
[0027] 如圖1所示，本例所述激光二極管忍片載體600包括激光二極管忍片601和導(dǎo)熱 忍片載體602,所述激光二極管忍片601貼裝在所述導(dǎo)熱忍片載體602上；所述跳墊載體 300為導(dǎo)熱跳墊載體，所述跳墊載體300的導(dǎo)熱系數(shù)比導(dǎo)熱忍片載體602的導(dǎo)熱系數(shù)小；所 述半導(dǎo)體致冷器500包括半導(dǎo)體致冷器冷端501和半導(dǎo)體致冷器熱端502,所述半導(dǎo)體致冷 器冷端501設(shè)置于所述導(dǎo)熱忍片載體602的下方，所述半導(dǎo)體致冷器熱端502設(shè)置于所述 半導(dǎo)體致冷器500遠(yuǎn)離所述導(dǎo)熱忍片載體602的一端。所述導(dǎo)熱忍片載體602為高導(dǎo)熱材 料的COC載體，所述第一導(dǎo)電金屬線400和第二導(dǎo)電金屬線700均為多根導(dǎo)電金屬線。
[0028] 所述第二導(dǎo)電金屬線700將激光二極管忍片載體600和跳墊載體300連接，導(dǎo)熱 忍片載體602下端面與半導(dǎo)體激光器冷端501組裝，封裝外殼100內(nèi)部是氮?dú)馓畛涞臍饷?封裝空腔，即所述空腔為氣密封裝空腔，氮?dú)獾膶?dǎo)熱率很小，可W忽略不計(jì)；而第二導(dǎo)電金 屬線700較短，根據(jù)傅里葉公式可知，多根導(dǎo)電金屬線的熱阻很小，即跳墊載體300與激光 二極管忍片載體600之間的熱傳遞很充分，只要跳墊載體300溫度較低，就能