[发明专利]一种可制冷高速半导体激光二极管的封装结构

说明书

本发明公开了一种可制冷高速半导体激光二极管的封装结构，由管帽和管座构成，其特征在于：所述管座包括面板金属片、散热基座、制冷器散热支撑板、多层高频陶瓷电路基板和倒U形金属压圈；在所述散热基座上设有供制冷器散热支撑板嵌入的嵌入槽，部分制冷器散热支撑板嵌入在所述嵌入槽内并与多层高频陶瓷电路基板的下表面接触，所述多层高频陶瓷电路基板的下表面同时与散热基座接触；所述制冷器散热支撑板未嵌入所述嵌入槽内的部分向管帽方向延伸形成用于装载制冷器的承载平面，所述承载平面与所述管帽的轴线相平行；所述倒U形金属压圈包覆住多层高频陶瓷电路基板的部分外露面，该多层高频陶瓷电路基板向管帽方向延伸形成前端电信号输出/入口部分，在所述多层高频陶瓷电路基板内部印刷有高频信号电路布线和其他互联的电源和信号的布线；所述管帽通过面板金属片与管座连接。

技术领域

本发明涉及光电子器件与组件封装领域，具体涉及一种可制冷高速半导体激光二极管的封装结构。

背景技术

随着5G时代的到来，光网络、数据中心和光网络终端机对单体光器件和组件工作速率、功耗提出了更高的要求。为了适应业界的需求，尽管在器件方面有些海外厂商已推出了25Gb/s可制冷TO56的封装管座。但其结构的牢固度，稳定性，散热特性和功耗还多有不足之处。此外要使这种TO56封装实现更高的工作速率似乎很难再有突破。另一方面，金属-高温共烧陶瓷的BOX型封装尽管在高工作速率方面有很多潜力，但散热和功耗方面仍有不足，BOX型封装的昂贵成本更是让使用者望而生畏。

发明内容

本发明目的：为克服现有封装结构在工作速率、散热和功耗方面存在的缺陷，提出了一种新型的可制冷高速半导体激光二极管的封装结构。

技术方案：一种可制冷高速半导体激光二极管的封装结构，由管帽和管座构成，所述管座包括面板金属片、散热基座、制冷器散热支撑板、多层高频陶瓷电路基板和倒U形金属压圈；在所述散热基座上设有供制冷器散热支撑板嵌入的嵌入槽，部分制冷器散热支撑板嵌入在所述嵌入槽内并与多层高频陶瓷电路基板的下表面接触，所述多层高频陶瓷电路基板的下表面同时与散热基座接触；所述制冷器散热支撑板未嵌入所述嵌入槽内的部分向管帽方向延伸形成用于装载制冷器的承载平面，所述承载平面与所述管帽的轴线相平行；

所述倒U形金属压圈包覆住多层高频陶瓷电路基板的部分外露面，该多层高频陶瓷电路基板向管帽方向延伸形成前端电信号输出/入口部分，在所述多层高频陶瓷电路基板内部印刷有高频信号电路布线和其他互联的电源和信号的布线；

所述管帽通过面板金属片与管座连接。

进一步的，所述面板金属片为内部镂空结构，其外边缘与散热基座、倒U形金属压圈连接，该多层高频陶瓷电路基板前端电信号输出/入口部分和制冷器散热支撑板的承载平面穿过面板金属片的内部向管帽方向延伸并置于管帽内。

进一步的，所述多层高频陶瓷电路基板由多层氧化铝高温共烧陶瓷制得。

进一步的，所述多层高频陶瓷电路基板在几何组态上不直接接触面板金属片。

进一步的，所述多层高频陶瓷电路基板中的高频信号电路布线采用微带线、带状线和共面波导线中一种或多种；电源和信号的布线通过金属化过孔分层隔离进行走线。

进一步的，所述多层高频陶瓷电路基板除开前端电信号输出/入口部分外其余部分的底面钎焊在散热基座上。

进一步的，所述多层高频陶瓷电路基板还包括后端尾部电信号输入/出口部分，该后端尾部电信号输入/出口部分的底面钎焊在散热基座上。

进一步的，所述电信号输入/出口包括高频输入/出口、电源输入/出口和热敏电阻信号输入/出口。

进一步的，所述后端尾部电信号输入/出口部分为FeedThru结构。