Führt in die Systemverpackung optoelektronischer Bauelemente ein
Gehäuse für optoelektronische GerätesystemeOptoelektronisches GerätSystemverpackung ist ein Systemintegrationsprozess zur Verpackung optoelektronischer Bauelemente, elektronischer Komponenten und funktionaler Anwendungsmaterialien. Die Verpackung optoelektronischer Bauelemente findet breite Anwendung inoptische KommunikationSysteme, Rechenzentren, Industrielaser, optische Displays für den zivilen Gebrauch und weitere Anwendungsgebiete. Die Gehäusetechnik lässt sich im Wesentlichen in folgende Ebenen unterteilen: Chip-IC-Gehäuse, Gerätegehäuse, Modulgehäuse, Systemplatinen-Gehäuse, Subsystemmontage und Systemintegration.
Optoelektronische Bauelemente unterscheiden sich von herkömmlichen Halbleiterbauelementen dadurch, dass sie neben elektrischen Komponenten auch optische Kollimationsmechanismen enthalten. Daher ist der Gehäuseaufbau komplexer und besteht üblicherweise aus mehreren verschiedenen Unterkomponenten. Diese Unterkomponenten lassen sich im Allgemeinen in zwei Kategorien einteilen: Laserdioden,FotodetektorWeitere Komponenten sind in einem geschlossenen Gehäuse untergebracht. Je nach Anwendungsbereich lassen sich die Gehäuse in handelsübliche Standardgehäuse und kundenspezifische Gehäuse unterteilen. Die handelsüblichen Standardgehäuse lassen sich wiederum in koaxiale TO-Gehäuse und Butterfly-Gehäuse unterteilen.
1. Das TO-Gehäuse (Koaxialgehäuse) bezeichnet die optischen Komponenten (Laserchip, Hintergrundbeleuchtungsdetektor) in einem Gehäuse. Linse und optischer Pfad der extern angeschlossenen Faser liegen auf derselben Kernachse. Laserchip und Hintergrundbeleuchtungsdetektor im Inneren des Koaxialgehäuses sind auf thermoplastischem Nitrid montiert und über Golddrahtleitungen mit dem externen Schaltkreis verbunden. Da das Koaxialgehäuse nur eine Linse enthält, ist die Kopplungseffizienz im Vergleich zum Butterfly-Gehäuse verbessert. Das Gehäuse des TO-Gehäuses besteht hauptsächlich aus Edelstahl oder einer Corvar-Legierung. Die gesamte Struktur setzt sich aus Basis, Linse, externem Kühlblock und weiteren Komponenten zusammen und ist koaxial aufgebaut. Üblicherweise enthält ein TO-Gehäuse den Laserchip (LD), den Hintergrundbeleuchtungsdetektorchip (PD), einen L-Winkel usw. Bei einem internen Temperaturregelungssystem wie einem thermoelektrischen Kondensator (TEC) werden zusätzlich ein interner Thermistor und ein Steuerchip benötigt.
2. Schmetterlingsverpackung Da die Form einem Schmetterling ähnelt, wird diese Verpackungsform als Schmetterlingsverpackung bezeichnet, wie in Abbildung 1 dargestellt, die die Form der schmetterlingsförmigen Versiegelung eines optischen Geräts zeigt. Zum Beispiel:Schmetterling SOA(Schmetterlingsförmiger Halbleiter-LichtverstärkerDie Butterfly-Gehäusetechnologie findet breite Anwendung in optischen Hochgeschwindigkeits- und Langstreckenübertragungssystemen für Glasfaserkommunikation. Sie zeichnet sich durch ein großes Gehäuse aus, das die einfache Montage von Halbleiter-Thermoelementen und die Realisierung der entsprechenden Temperaturregelung ermöglicht. Laserchips, Linsen und andere Komponenten lassen sich problemlos im Gehäuse anordnen. Die beidseitig angeordneten Anschlussbeine erleichtern die Schaltungsverbindungen. Die Struktur ist zudem wartungsfreundlich und ermöglicht eine einfache Verpackung. Das Gehäuse ist üblicherweise quaderförmig und in Struktur und Funktion komplexer. Es bietet Platz für Kühlung, Kühlkörper, Keramikbasisblock, Chip, Thermistor und Hintergrundbeleuchtungsüberwachung und kann die Bondanschlüsse aller genannten Komponenten aufnehmen. Die große Gehäuseoberfläche gewährleistet eine gute Wärmeableitung.
Veröffentlichungsdatum: 16. Dezember 2024