一种光模块的制作方法

1.本发明涉及光通信技术领域，具体为一种光模块。


背景技术：

2.随着5g通信的飞速发展以及数据中心的需求日益旺盛，市场对25g、100g、400g光模块的需求越来越大，对光模块的成本控制，模块散热要求也越来越高，市场的竞争也越来越激烈。在满足性能和可靠性要求，相应的产品方案需要及时跟进。
3.将玻璃、硅、可伐材料、锌合金、氮化铝、氧化铝等光模块常用材料直接粘接时会由于相互接触的材料膨胀收缩系数(cte)不同，在长期的温变过程失效。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种光模块，至少可以解决现有技术中的部分缺陷。
5.为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种光模块，还包括过渡基板和元器件，所述过渡基板的材料膨胀收缩系数小于所述壳体的材料膨胀收缩系数；于所述壳体上向下凹陷形成凹槽，所述过渡基板卡定在所述凹槽中，所述元器件设于所述过渡基板背离所述壳体的面上。
6.进一步，所述凹槽尺寸大于所述过渡基板的尺寸，所述过渡基板设于所述凹槽中后，所述过渡基板与所述凹槽之间的间隙中填充有胶水。
7.进一步，所述过渡基板粘接在所述凹槽内。
8.进一步，所述过渡基板为氮化铝、氧化铝、玻璃、硅、陶瓷、钨铜合金或可伐合金。
9.进一步，所述元器件为硅元件、光电芯片、玻璃元件或半导体制冷器。
10.进一步，所述元器件通过胶水粘贴在所述过渡基板上。
11.进一步，所述壳体为锌合金外壳。
12.本发明实施例还提供如下技术方案：一种光模块的制备方法，包括如下步骤：
13.在壳体上开设凹槽；
14.将过渡基板卡定在所述凹槽中；
15.再将元器件设在所述过渡基板上；
16.其中，所述过渡基板的材料膨胀收缩系数小于所述壳体的材料膨胀收缩系数。
17.进一步，当所述元器件为半导体制冷器时，
18.先在所述凹槽中点银胶，
19.然后将所述过渡基板贴在所述凹槽内压紧，并烘烤固化胶水，
20.在所述过渡基板的一相对侧和所述凹槽的槽壁之间的沟槽中点黑胶，使黑胶充满所述沟槽，所述过渡基板的另外一相对侧和所述凹槽的槽壁之间的沟槽通过毛细现象渗入黑胶，其中点黑胶的沟槽的间隙大于渗入黑胶的沟槽的间隙，然后烘烤固化胶水；
21.接着采用银胶将半导体制冷器粘贴在所述过渡基板上。
22.进一步，当所述元器件为透镜时，
23.先在所述凹槽中点过量的黑胶；
24.将所述过渡基板贴在所述凹槽中并压紧，使所述过渡基板与凹槽之间的间隙充满黑胶，然后加热固化黑胶；
25.通过有源耦合的方式用胶水将透镜固定在所述过渡基板上并加热固化胶水。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
27.1、采用壳体粘贴并在四周填充胶水的方案固定过渡基板，过渡基板被四周的胶水卡在壳体的凹槽内，即使过渡基板跟模块外壳的cte不匹配也不会再出现粘接力降低甚至过渡基板脱落的问题。
28.2、过渡基板跟被贴装元器件(比如透镜、激光器、尾纤等)材料的cte比较接近，解决了被贴装元器件材料跟壳体材料cte不匹配的问题。
29.3、可以将器件壳体直接做在模块壳体上，省掉了做独立器件壳体的成本，大幅度降低了光模块的成本。
30.4、将元器件直接贴在模块外壳上，元器件的散热不再需要通过光器件跟模块外壳之间加导热材料来散热，大幅度改善了发热元件的散热，提升了光模块的高温性能。
附图说明
31.图1为本发明实施例提供的一种光模块的示意图；
32.图2为图1的壳体的示意图；
33.图3为本发明实施例提供的一种光模块的壳体和过渡基板的示意图；
34.图4为图3的a
‑
a向的剖视图；
35.附图标记中：1
‑
壳体；2
‑
过渡基板；3
‑
元器件；30
‑
半导体制冷器；31
‑
透镜；4
‑
凹槽；40
‑
沟槽。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
37.请参阅图1、图2、图3和图4，本发明实施例提供一种光模块，包括壳体1、过渡基板2和元器件3，所述过渡基板2的材料膨胀收缩系数小于所述壳体1的材料膨胀收缩系数；于所述壳体1上向下凹陷形成凹槽4，所述过渡基板2卡定在所述凹槽4中，所述元器件3设于所述过渡基板2背离所述壳体1的面上，所述壳体1和所述过渡基板2结合后作为基层。优选的，所述过渡基板2为氮化铝、氧化铝、玻璃、硅、陶瓷、钨铜合金或可伐合金；所述元器件3为硅元件、光电芯片、玻璃元件或半导体制冷器；所述壳体1为锌合金外壳。在本实施例中，过渡基板2被卡在壳体1的凹槽4内，即使过渡基板2跟模块外壳的cte不匹配也不会再出现粘接力降低甚至过渡基板2脱落的问题。使用不同cte的材料做产品只要按相应的cte参数做好缓慢过渡即可，不用为了保证性能必须选择cte相近的材料做产品的光路结构设计，这样的产品的设计会更灵活，成本、工艺更好控制；通过这种逐步的过渡使cte大的锌合金材料与cte小的芯片、硅、玻璃等材料实现cte匹配，能牢固的组成一个满足产品性能及可靠性的整体
用于光模块中，从而保证产品的性能可靠性。具体地，元器件3是采用粘贴的形式按照一定的顺序粘贴组装的，在组装时，先将用于散热的过渡基板2设在壳体1上，然后再将起到各功能的元器件3设在过渡基板2上，最终完成不同cte的物料的组装。过渡基板2设在壳体1的凹槽4中后，二者组成整体的基层，具有较高的强度。由于各物料的cte是逐步地过渡，可以控制相邻的物料的cte相差不大，其中从壳体1到过渡基板2，它们的cte逐渐减小，而元器件3的cte可以略大于过渡基板2的cte，也可以略小于过渡基板2的cte，只要控制好减小或增加的量，即可实现cte匹配，牢固地组成一个满足产品性能及可靠性的整体，而这个组装体在后期的光通信可靠性要求条件下不会松动造成产品不良。上述物料均为现有技术，其cte也是现有技术，具体如下：锌合金35ppm/℃；硅2.6ppm/℃；玻璃7.1～8.5ppm/℃；氮化铝4.5ppm/℃；氮化硅3.7ppm/℃；氧化铝5.9～7.4ppm/℃；可伐合金5ppm/℃；优选的，所述壳体1为锌合金外壳。如图2所示，左侧的元器件3为半导体制冷器30，右侧的元器件3为透镜31，例如玻璃元件、硅元件。
38.作为本发明实施例的优化方案，请参阅图1、图2、图3和图4，所述凹槽4尺寸大于所述过渡基板2的尺寸，所述过渡基板2设于所述凹槽4中后，所述过渡基板2与所述凹槽4之间的间隙中填充有胶水。在本实施例中，设计时可以使凹槽4的尺寸稍大于过渡基板2的尺寸，以便于在过渡基板2和凹槽4的槽壁之间的间隙中填充胶水，使二者固定成为一个整体。优选的，所述过渡基板2粘接或焊接在所述凹槽4内，至于过渡基板2和壳体1的安装可以采用粘接的形式或是焊接的形式都行。
39.作为本发明实施例的优化方案，请参阅图1、图2、图3和图4，所述元器件3通过胶水粘贴在所述过渡基板2上。粘接完毕后，也经过烘烤使两种物料相接固定成一个整体。
40.请参阅图1、图2、图3和图4，本发明实施例提供一种光模块的制备方法，包括如下步骤：在壳体上开设凹槽4；将过渡基板2卡定在所述凹槽4中；再将元器件3设在所述过渡基板2上；其中，所述过渡基板2的材料膨胀收缩系数小于所述壳体1的材料膨胀收缩系数。优选的，所述过渡基板2为氮化铝、氧化铝、玻璃、硅、陶瓷、钨铜合金或可伐合金；所述元器件3为硅元件、光电芯片、玻璃元件或半导体制冷器；所述壳体1为锌合金外壳。在本实施例中，过渡基板2被卡在壳体1的凹槽4内，即使过渡基板2跟模块外壳的cte不匹配也不会再出现粘接力降低甚至过渡基板2脱落的问题。使用不同cte的材料做产品只要按相应的cte参数做好缓慢过渡即可，不用为了保证性能必须选择cte相近的材料做产品的光路结构设计，这样的产品的设计会更灵活，成本、工艺更好控制；通过这种逐步的过渡使cte大的锌合金材料与cte小的芯片、硅、玻璃等材料实现cte匹配，能牢固的组成一个满足产品性能及可靠性的整体用于光模块中，从而保证产品的性能和可靠性。具体地，元器件3是采用粘贴的形式按照一定的顺序粘贴组装的，在组装时，先将用于散热的过渡基板2设在壳体1上，然后再将起到各功能的元器件3设在过渡基板2上，最终完成不同cte的物料的组装。过渡基板2设在壳体1的凹槽4中后，二者组成整体的基层，具有较高的强度。由于各物料的cte是逐步地过渡，可以控制相邻的物料的cte相差不大，其中从壳体1到过渡基板2，它们的cte逐渐减小，而元器件3的cte可以略大于过渡基板2的cte，也可以略小于过渡基板2的cte，只要控制好减小或增加的量，即可实现cte匹配能牢固地组成一个满足产品性能及可靠性的整体，而这个组装体在后期的光通信可靠性要求条件下不会松动造成产品不良。上述物料均为现有技术，其cte也是现有技术，具体如下：锌合金35ppm/℃；硅2.6ppm/℃；玻璃7.1～8.5ppm/℃；
氮化铝4.5ppm/℃；氮化硅3.7ppm/℃；氧化铝5.9～7.4ppm/℃；可伐合金5ppm/℃。优选的，所述壳体1为锌合金外壳。如图2所示，左侧的元器件3为半导体制冷器30，右侧的元器件3为透镜31，例如玻璃元件、硅元件。
41.作为本发明实施例的优化方案，当所述元器件3为半导体制冷器30时，先在所述凹槽4中点银胶，然后将所述过渡基板2贴在所述凹槽4内压紧，并烘烤固化胶水，在所述过渡基板2的一相对侧和所述凹槽4的槽壁之间的沟槽40中点黑胶，使黑胶充满所述沟槽40，所述过渡基板2的另外一相对侧和所述凹槽4的槽壁之间的沟槽40通过毛细现象渗入黑胶，其中点黑胶的沟槽40的间隙大于渗入黑胶的沟槽40的间隙，然后烘烤固化胶水；接着采用银胶将半导体制冷器30粘贴在所述过渡基板2上。在本实施例中，采用银胶是因为有散热要求。而对于沟槽40较大时，可以采用点胶的方式填充胶水，沟槽40较小时，采用毛细现象渗入方式补胶。如果粘接过渡基板2使用流动性比较好的胶水，也可在粘接过渡基板2的时候使用过量的胶水，让过量的胶水填充过渡基板2四周的间隙。
42.作为本发明实施例的优化方案，当所述元器件3为透镜31时，先在所述凹槽4中点过量的黑胶；将所述过渡基板2贴在所述凹槽4中并压紧，使所述过渡基板2与凹槽4之间的间隙充满黑胶，然后加热固化黑胶；通过有源耦合的方式用胶水将透镜31固定在所述过渡基板2上并加热固化胶水。
43.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。