高可靠性非气密封装并行收发组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种高可靠性非气密封装并行收发组件，属于光通信领域的光收发合一的器件及模块技术领域。
【背景技术】
[0002]现今光通信用器件常用的多种封装形式，如TO-CAN、BOX、蝶形等封装形式具有高的稳定性和可靠性，其原因之一在于这些封装全部是气密封装，气密封装可以消除腔体内部水汽并阻止外界水汽侵入，起到保护有源芯片和光路的作用，以获得高可靠性及长寿命。
[0003]用于CFP2、QSFP+ 及 QSFP28 模块封装的 LR4 器件，如 4 X 1G T0SA/R0SA.4X 25GT0SA/R0SA及收发合一器件，如果采用气密封装，则需要在电接口处用陶瓷件与金属壳体相连，而陶瓷件需要模具制作，并且陶瓷件与金属壳体采用特殊工艺密封，这种金属-陶瓷封装的管壳成本高，不利于器件的规模化生产。
[0004]现有的非气密性封装方案仅适用于短距离、多模光纤场合，如塑料管壳封装、基于COB (Chip on board)封装、采用树脂胶密封封装等，这些方案用于长距离、单模场合时，会表现出可靠性和光路稳定性较差等缺点。
[0005]对于LR4器件的波分复用/解复用结构，有AWG方案、刻蚀光栅方案及滤光片方案等，其中以滤光片方案物料成本低、光路简单、光学指标优秀等优点已被规模化商用。对于收发模块，除了少数方案为收发合一外(如CN201310751180)，发射器件(或组件)与接收器件(或组件)的光路是独立的，优点是不用采用特殊元件(如环行器)，节约成本。针对发射光组件，如专利CN201210184192中采用光学调整板组作为耦合的辅助元件，该元件增加器件成本，同时加长了器件的长度，又如专利US20120189314中采用了分束器将激光器输出的功率向下反射一定比例的能量，用于监控发射功率，该方法增加成本，同时在纵向增加了器件的体积，装配略复杂；针对接收光组件，由于常规的探测器芯片的打线电极与光敏面是共面的，如专利CN201210184192中方案，探测器芯片需要垂直放置，而接收光组件中前置放大器只能水平放置，造成探测器芯片与前置放大器的电互联需要转折90度，又会造成电信号的损耗。
[0006]针对发射光组件和接收光组件，存在光口与管壳固定的问题，为了保证可靠性，两者需要激光焊接，然而激光焊接会引起光口处的插针与准直透镜的位移及倾斜，造成焊接后功率下降、响应度下降，特别是准直透镜与插针外金属件存在直接的应力传递时尤为明显O
[0007]因此有必要设计一种高可靠性非气密封装并行收发组件，以克服上述问题。【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种可靠性高、可生产性强、成本低的高可靠性非气密封装并行收发组件。
[0009]本实用新型是这样实现的:
[0010]本实用新型提供一种高可靠性非气密封装并行收发组件，包括发射光组件和接收光组件；所述发射光组件包括第一插针准直器、第一金属管壳、第一电接口、第一棱镜、第一隔离器、第一玻璃载体、第一全反射片、第一带通滤光片阵列、第一激光器芯片组、第一发射准直透镜组、第一监控探测器芯片组以及第一玻璃框，其中，所述第一玻璃载体、所述第一全反射片和所述第一带通滤光片阵列组成发射光滤光片组件，所述发射光滤光片组件设于所述第一金属管壳内；所述第一发射准直透镜组设置于所述第一激光器芯片组的上方，且所述第一激光器芯片组位于所述第一发射准直透镜组的焦点处，所述第一监控探测器芯片组设置于所述第一激光器芯片组的后方，所述第一玻璃框固定于所述第一发射准直透镜组、第一激光器芯片组以及第一监控探测器芯片组的外侧，并位于所述发射光滤光片组件的下方；所述第一隔离器设置于所述发射光滤光片组件的光口的上方，所述第一棱镜设置于所述第一隔离器的上方，所述发射光滤光片组件的光口、第一隔离器及第一棱镜同轴分布，所述第一插针准直器设置于所述第一棱镜的出射光口上方，且固定于所述第一金属管壳的上端，所述第一电接口固定于所述第一金属管壳的下端；所述接收光组件包括第二插针准直器、第二金属管壳、第二电接口、第二棱镜、第二玻璃载体、第二全反射片、第二带通滤光片阵列、45°反射片、第二探测器芯片组、第二接收准直透镜组以及第二玻璃框，其中第二玻璃载体、第二全反射片和第二带通滤光片阵列组成接收光滤光片组件，所述接收光滤光片组件位于所述第二金属管壳内；所述第二接收准直透镜组设于所述第二探测器芯片组的上方，所述第二玻璃框位于所述第二接收准直透镜组的下方，且包覆于所述第二探测器芯片组的外侧，所述45°反射片设于所述第二接收准直透镜组的上方，所述接收光滤光片组件设于所述45°反射片的上方，所述第二棱镜设置于所述接收光滤光片组件的光口上方，其中，所述接收光滤光片组件的光口与所述第二棱镜同轴设置，所述第二插针准直器设置于所述第二棱镜的入射光口上方，且固定于所述第二金属管壳的上端，所述第二电接口固定于所述第二金属管壳的下端。
[0011]进一步地，所述第一插针准直器I与所述第一金属管壳通过激光焊接固定，所述第一金属管壳的尾部留有键槽，所述第一电接口嵌入所述第一金属管壳的键槽内。
[0012]进一步地，所述第一电接口采用陶瓷板和软带组装，所述第一电接口与第一金属管壳之间设有绝缘材料。
[0013]进一步地，所述第一玻璃框和所述第二玻璃框的内部封灌有芯片保护胶。
[0014]进一步地，所述第一全反射片和第一带通滤光片阵列分别粘贴于所述第一玻璃载体的前后表面，所述第一全反射片占所述第一玻璃载体前表面3/4的面积，另外1/4的面积为透射光口，所述透射光口处安装带有增透膜的玻璃片。
[0015]进一步地，所述第一发射准直透镜组包括四个非球面型的发射准直透镜，所述第一激光器芯片组包括四个激光器芯片，所述第一监控探测器芯片组包括四个监控探测器芯片，其中，每个激光器芯片的下方各垂直放置一个监控探测器芯片，每个激光器芯片的上方各垂直放置一个发射准直透镜。
[0016]进一步地，所述第二插针准直器与第二金属管壳通过激光焊接固定，所述第二金属管壳的尾部留有键槽，所述第二电接口嵌入所述第二金属管壳的键槽内。
[0017]进一步地，所述第二电接口与第二金属管壳之间设有绝缘材料。
[0018]进一步地，所述第二探测器芯片组包括四个探测芯片，四个探测芯片均倾斜放置，四个探测器芯片的倾斜方向相互一致，倾斜角度为大于0°、小于12°之间的任意角度。
[0019]进一步地，所述第一激光器芯片组和所述第二探测器芯片组的表面均采用防水汽保护工艺进行保护。
[0020]本实用新型具有以下有益效果:
[0021]所述高可靠性非气密封装并行收发组件包括发射光组件和接收光组件，其采用第一、第二金属管壳、电接口以及插针准直器，可明显降低组件的成本，减少组件的体积，并实现高可靠性，在光口采用插针准直器，优化组件内部光路，以保证光学及电学指标，有助于器件和模块的小型化和集成化，使得其可生产性强，成本低。
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0023]图1为本实用新型实施例提供的发射光组件的结构示意图；
[0024]图2为本实用新型实施例提供的发射光组件另一视角的结构示意图；
[0025]图3为本实用新型实施例提供的发射光组件中激光器芯片处胶密封的示意图；
[0026]图4为本实用新型实施例提供的第一电接口的第一实施例的结构示意图；
[0027]图5为本实用新型实施例提供的第一电接口的第二实施例的结构示意图；
[0028]图6为本实用新型实施例提供的第一电接口的第三实施例的结构示意图；
[0029]图7为本实用新型实施例提供的第一棱镜的结构示意图；
[0030]图8为本实用新型实施例提供的第一棱镜的光路偏折不意图；
[0031]图9为本实用新型实施例提供的发射光滤光片组件的结构