典型的光电子器件封装
光电子封装技术[1]
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光电子器件的封装技术
吴懿平 博士 华中科技大学 教授/博导；上海交通大学 特聘教授
光电子封装是光电子器件、电子元器件及功能应用材料的系统集成。光电子封装在光通 信系统中可分为如下级别的封装：芯片 IC 级的封装、器件封装、模块封装、系统板封装、子 系统组装和系统组装。光电子器件的封装技术来自于市场驱动，光通信的发展需要光器件满 足如下需要：更快的传输速率，更高的性能指标、更小的外形尺寸；增加光电集成的水平和 程度；低成本的封装工艺技术。从早期的双列直插、蝶形封装到同轴封装以及微型化的 Mini-DiL 封装、SFF（Small Form Factor）封装，都是顺应上述需要。而射频（RF）和混合信 号封装技术、倒装芯片技术（FC）促进了高速光电子器件的发展。光模块封装的形式也在实 际应用中从分离模块封装发展为收发合一模块封装， 从多引脚输出的封装形式 （如： 19 SC 双 插拔）发展为 SFF 小型化封装形式，引脚封装逐步被热插拔封装取代，同时，从热插拔的封 装形式（GBIC）发展为 SFP 的小型化封装形式。本文主要介绍光通信领域中的光电子有源器 件及模块的封装技术。 一、光电子器件封装形式 1 光电子器件和模块的封装形式 光电子器件和模块的封装形式，根据其应用的广度可以分为商业标准封装和客户要求的 专有封装。其中商业标准封装又可分为同轴 TO 封装、同轴器件封装、光电子组件组装和光电 子模块封装等几种。 对于同轴器件封装来说有同轴尾纤式器件（包括：同轴尾纤式激光器、同轴尾纤式探测 器、尾纤型单纤双向器件）和同轴插拔式器件（包括：同轴插拔式激光器、同轴插拔式探测 器、同轴插拔式单纤双向器件） 。其封装接口的结构有 SC 型、FC 型、LC 型、ST 型、MU-J 等形式。 光电子组件封装的封装结构形式有双列直插式封装 （DIP） 、 蝶形封装(Butterfly Packaging)、 小型化双列直插式封装（Mini-DIL）等几种。 光电子模块封装的结构形式有：19 SC 双端插拔型收发合一模块、19 双端尾纤型收发 合一模块，以及 SFF、SFP、GBIC、XFP、ZEN-Pak、X2 等多厂家协议标准化的封装类型。 此外，还有各种根据客户需要设计的专有封装。 2 光电子器件和模块的封装工艺 光电子器件、组件和模块在封装过程中涉及到的工艺按照封装工艺的阶段流程和程序， 可以具体细分为： 驱动及放大芯片（IC）封装：这类封装属于普通微电子封装工艺。这类封装的主要形式 有小外形塑料封装（SOP 或 SOIC） ；塑料有引线封装（PLCC） 、陶瓷无引线封装（LCCC） ； 方形扁平封装（QFP）球栅阵列封装（BGA）以及芯片尺寸封装（CSP 或 uBGA） 。 裸芯片（Die）封装：这类封装包括各种 IC 及半导体发光和接收器件，主要形式有：板载 芯片（COB） ；载带自动键合（TAB） ；倒装芯片（Flip Chip）等。目前，在光电子器件及组件 中发光和接收的裸片与集成芯片（IC）或 I/O 外引线的连接，就是基于陶瓷板载芯片的共晶焊 接或胶结以及金丝球键合（Bonding） 。 器件或组件（Device &. Component）封装：这类封装是指将上述板载芯片如何与光纤或 连接器进行耦合封装，从而达到光互连的目的。 模块封装：这类封装就是传统的 SMD 封装，即将光器件或组件与 PCB 板电互连，然后 通过各种 MSA 协议或客户指定的外壳进行封装的工艺形式。
新型半导体光电子器件的集成与封装技术研究
新型半导体光电子器件的集成与封装技术研究随着现代科技的发展，半导体光电子器件在光通信、计算机、医疗、能源等领域扮演着重要角色。
为了提高半导体光电子器件的性能和集成度，研究人员们不断探索新型的集成与封装技术。
本文将重点探讨这些技术的最新研究进展。
一、背景随着信息技术与光学技术的快速发展，传统的电子器件已经无法满足市场对于高速传输和大容量存储的需求。
半导体光电子器件由于其光电转换效率高、带宽大以及体积小的特点，成为了未来的发展方向。
然而，单独的半导体光电子器件无法充分发挥其潜力，因此研究人员们开始探索新型的集成与封装技术。
二、集成技术的研究进展1. 混合集成技术混合集成技术将不同材料的光电子器件集成在一起，以实现更高的性能。
常见的混合集成技术包括通过微纳加工将器件聚合到一块衬底上，或者使用分离的光电子器件通过光波导进行数据传输。
此外，研究人员还通过材料和工艺的优化，提高不同材料的互补性，进一步提高了集成技术的效果。
2. 基于硅光子技术的集成硅光子技术是近年来较为热门的研究方向之一。
通过在硅基底上进行材料堆叠、控制光的传输和调控，研究人员成功实现了在硅上集成多个光电子器件的目标。
硅光子技术的发展为半导体光电子器件的集成与封装提供了新的思路和方法。
三、封装技术的研究进展1. 波导封装技术波导封装技术是一种将光学器件与光纤连接的封装方法。
通过在器件上制作波导结构，将光信号从光学器件导出并与光纤连接。
在波导封装技术的研究中，研究人员不断优化波导的制作工艺、材料选择以及耦合效率的提高，以提高封装的稳定性和性能。
2. 端面封装技术端面封装技术是一种将光学器件与外界相连的封装方法。
通过将光学器件的端面与光纤进行直接连接，实现光信号的输入和输出。
在端面封装技术的研究中，研究人员致力于提高连接的精度和稳定性，降低插入损耗，从而提高器件的性能和可靠性。
四、封装材料的研究进展1. 光学封装材料光学封装材料在集成与封装技术中起着重要的作用。
光器件封装详解有源光器件的结构和封装
有源光器件的结构和封装目录1有源光器件的分类 ........................................................................................错误!未指定书签。
2有源光器件的封装结构 .................................................................................错误!未指定书签。
2.1光发送器件的封装结构 ...........................................................................错误!未指定书签。
2.1.1同轴型光发送器件的封装结构 ..........................................................错误!未指定书签。
2.1.2蝶形光发送器件的封装结构..............................................................错误!未指定书签。
2.2光接收器件的封装结构 ...........................................................................错误!未指定书签。
2.2.1同轴型光接收器件的封装结构 ..........................................................错误!未指定书签。
2.2.2蝶形光接收器件的封装结构..............................................................错误!未指定书签。
2.3光收发一体模块的封装结构....................................................................错误!未指定书签。
常用光电子器件介绍
主要光电子器件介绍【内容摘要】光自身固有的优点注定了它在人类历史上充当不可忽略的角色，本文从几种常见的光电子器件的介绍来展示光纤通信技术的发展。
【关键词】光纤通信光电子器件【正文】光自身固有的优点注定了它在人类历史上充当不可忽略的角色，随着人类技术的发展，其应用越来越广泛，优点也越来越突出。
将优点突出的光纤通信真正应用到人类生活中去，和很多技术一样，都需要一个发展的过程。
从宏观上来看，光纤通信主要包括光纤光缆、光电子器件及光通信系统设备等三个部分，本文主要介绍几种常见的光电子器件。
1、光有源器件1)光检测器常见的光检测器包括：PN光电二极管、PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）。
目前的光检测器基本能满足了光纤传输的要求，在实际的光接收机中，光纤传来的信号及其微弱，有时只有1mW左右。
为了得到较大的信号电流，人们希望灵敏度尽可能的高。
光电检测器工作时，电信号完全不延迟是不可能的，但是必须限制在一个范围之内，否则光电检测器将不能工作。
随着光纤通信系统的传输速率不断提高，超高速的传输对光电检测器的响应速度的要求越来越高，对其制造技术提出了更高的要求。
由于光电检测器是在极其微弱的信号条件下工作的，而且它又处于光接收机的最前端，如果在光电变换过程中引入的噪声过大，则会使信噪比降低，影响重现原来的信号。
因此，光电检测器的噪声要求很小。
另外，要求检测器的主要性能尽可能不受或者少受外界温度变化和环境变化的影响。
2)光放大器光放大器的出现使得我们可以省去传统的长途光纤传输系统中不可缺少的光－电－光的转换过程，使得电路变得比较简单，可靠性也变高。
早在1960年激光器发明不久，人们就开始了对光放大器的研究，但是真正开始实用化的研究是在1980年以后。
随着半导体激光器特性的改善，首先出现了法布里－泊罗型半导体激光放大器，接着开始了对行波式半导体激光放大器的研究。
另一方面，随着光纤技术的发展，出现了光纤拉曼放大器。
半导体激光芯片 封装原理
半导体激光芯片封装原理半导体激光芯片封装原理半导体激光芯片是一种重要的光电子器件，其封装是保护芯片并提供电气和光学连接的关键步骤。
封装技术的好坏直接影响着半导体激光芯片的性能和可靠性。
本文将从封装原理的角度来介绍半导体激光芯片封装的相关内容。
一、封装的目的和意义半导体激光芯片是一种微观的器件，需要封装来保护芯片免受外界环境的影响。
封装的主要目的有以下几点：1. 保护芯片：封装可以提供对芯片的物理保护，防止其受到机械应力、湿度、温度等因素的影响，从而确保芯片的长期可靠性。
2. 提供电气连接：封装不仅可以提供对芯片的电气保护，还可以通过引脚和线路将芯片与外部电路连接起来，实现信号的输入和输出。
3. 提供光学连接：半导体激光芯片通常需要与光纤或其他光学器件连接，封装可以提供对光学连接的保护和支持。
二、封装的基本原理半导体激光芯片封装的基本原理包括材料选择、封装结构设计和封装工艺控制。
1. 材料选择：封装材料应具有良好的热导性、机械强度和尺寸稳定性。
常用的封装材料有金属、陶瓷和塑料等。
不同的材料具有不同的特性，需根据具体要求选择合适的材料。
2. 封装结构设计：封装结构设计包括芯片定位、引脚布局和封装尺寸等。
合理的结构设计可以提高封装的稳定性和可靠性，减小电磁干扰和热阻。
3. 封装工艺控制：封装工艺控制是确保封装质量的关键。
包括焊接、封装密封、引脚连接等工艺步骤。
工艺参数的控制和优化可以提高封装的可靠性和一致性。
三、常见的封装方式半导体激光芯片的封装方式多种多样，常见的封装方式有以下几种：1. TO封装：TO（Transistor Outline）封装是一种常见的金属外壳封装方式，具有良好的散热性能和机械强度，适用于功率较大的激光芯片。
2. DIP封装：DIP（Dual In-line Package）封装是一种双列直插式封装方式，引脚通过插入PCB板上的孔进行连接，适用于低功率的激光芯片。
3. SMD封装：SMD（Surface Mount Device）封装是一种表面贴装封装方式，通过焊接引脚与PCB板的焊盘连接，具有体积小、重量轻、适应高密度集成等优点。
光器件封装工艺
光器件封装工艺1. 引言光器件封装工艺是指将光学元件（如激光二极管、光纤等）与电子元件（如芯片、电路板等）相结合，形成完整的光电子系统的过程。
在光通信、激光加工、医疗设备等领域中，光器件封装工艺起到至关重要的作用。
本文将详细介绍光器件封装工艺的流程、材料选择、常见问题及解决方案。
2. 光器件封装工艺流程2.1 设计和制造基板在进行光器件封装之前，首先需要设计和制造基板。
基板的设计应考虑到电路布局、信号传输和散热等因素。
常用的基板材料有陶瓷基板和有机基板，选择合适的材料可以提高整个系统的性能。
2.2 焊接焊接是将光学元件与电子元件相连接的关键步骤。
常见的焊接方法包括手工焊接和自动化焊接。
手工焊接适用于小批量生产，而自动化焊接适用于大规模生产。
在焊接过程中，需要注意温度控制、焊接时间和焊接质量的检测。
2.3 封装封装是将光学元件和电子元件放置在封装盒中，并固定在基板上的过程。
封装盒的选择应考虑到光学元件的保护、信号传输和散热等因素。
常见的封装盒材料有金属、陶瓷和塑料等。
不同的封装方式适用于不同的应用场景，如TO-Can、SMD等。
2.4 测试与质量控制完成光器件封装后，需要进行测试与质量控制。
测试包括光学性能测试、电气性能测试和可靠性测试等。
通过测试可以评估光器件封装的质量，并对不合格产品进行筛选和修复。
3. 光器件封装工艺材料选择3.1 基板材料选择基板材料在光器件封装中起到承载电子元件和传输信号的作用。
常见的基板材料有陶瓷基板（如铝氮化铝）和有机基板（如FR-4）。
陶瓷基板具有优异的导热性能和耐高温性能，适用于高功率应用；而有机基板成本较低，适用于一般应用。
3.2 封装盒材料选择封装盒的材料选择与光学元件的保护、信号传输和散热等因素密切相关。
金属封装盒具有良好的散热性能和电磁屏蔽性能，适用于高功率应用；陶瓷封装盒具有优异的耐高温性能和机械强度，适用于特殊环境下的应用；塑料封装盒成本较低，适用于一般应用。
光器件封装类型 -回复
光器件封装类型-回复什么是光器件封装类型？光器件封装是将光学元件和电子元件封装在特定的外壳中，以保护元件并提供适当的电气和机械连接。
光器件封装类型根据其形状、封装材料和封装方式的不同可以分为多种类型。
下面将详细介绍几种常见的光器件封装类型。
1. 点接触TO封装（Turret Oval）：这种封装通常用于高功率激光器和半导体激光器等光学器件。
TO封装的外壳形状为圆柱形，其顶部通常有一个平台，用于安装激光二极管。
封装材料通常为金属，如铜或铝，以便散热。
2. 双向封装（Dual Inline Package，简称DIP）：这种封装通常用于光耦合器等光学器件。
DIP封装的外壳形状为长方形，带有引脚，使器件能够与电路板进行连接。
封装材料通常为塑料或陶瓷。
3. 表面贴装封装（Surface Mount Package，简称SMD）：这种封装通常用于微型光学器件，如光纤连接器和激光二极管等。
SMD封装的外壳形状为长方形或方形，可以直接粘贴在电路板的表面，与之相连的引脚位于封装底部。
4. 插装封装（Through-Hole Package）：这种封装通常用于光电二极管和其他光学器件。
插装封装的外壳形状为长方形或方形，带有引脚，使器件能够通过孔洞插入电路板并与之连接。
封装材料通常为塑料或陶瓷。
5. 确定封装（Fixed Package）：这种封装通常用于光学器件的保护和固定。
确定封装的外壳形状和尺寸可以根据特定的器件要求进行设计。
封装材料通常为塑料、金属或玻璃。
以上是几种常见的光器件封装类型，每种封装类型都有其特点和适用范围。
根据光学器件的要求，选择适当的封装类型可以确保器件的性能和可靠性。
除了上述提到的封装类型，还有一些特殊的封装类型，如球形封装、等等，可以根据具体需求进行选择。
在设计和制造过程中，光学器件封装类型的选择十分重要。
封装类型的选择直接影响到器件的性能、可靠性、散热效果和使用环境等因素。
因此，制造商和工程师需要根据不同的应用需求和技术要求，仔细选择合适的封装类型，并使用合适的工艺和材料进行封装。
信息光学中的光电二极管等器件封装工艺分析
信息光学中的光电二极管等器件封装工艺分析信息光学是光电子技术的重要分支，其在现代通信、显示与传感器等领域中起着至关重要的作用。
而光电二极管（Photodiode）作为信息光学中的关键器件之一，在光电子领域发挥着重要的作用。
为了保证光电二极管的稳定性和可靠性，合理的封装工艺显得尤为重要。
本文将对信息光学中的光电二极管等器件封装工艺进行分析。
一、光电二极管封装工艺的的重要性光电二极管作为光电子器件的核心部件之一，其封装工艺直接影响到器件的性能和可靠性。
优秀的封装工艺能够提供良好的电磁屏蔽和隔离效果，同时保证光电二极管的环境密封性和耐高温性。
这样才能有效地保护器件内部结构，延长器件的使用寿命，提高器件的稳定性和可靠性。
二、光电二极管封装工艺的常见方式1. 芯片背面封装：将光电二极管芯片粘结在金属基底上，通过金属基底的封装结构提供良好的机械支撑和散热效果，同时保护芯片免受外界环境的影响。
2. 真空封装：将光电二极管芯片和接触电路封装在真空环境中，可有效降低器件内部与外界的电磁干扰，提高器件的工作效率和可靠性。
3. 焊接封装：采用焊接方式将光电二极管芯片与接触电路连接起来，并通过封装材料进行密封，以提供良好的机械强度和防潮性能，同时降低对器件的热影响。
三、光电二极管封装工艺的优化方向1. 材料优化：选择具有良好导热性能和尺寸稳定性的封装材料，以提高器件的散热效果和长期稳定性。
2. 真空封装技术的改进：采用新型的真空封装技术，降低封装过程对芯片温度的影响，减小封装材料与芯片的热应力，提高器件的寿命和可靠性。
3. 工艺参数优化：通过合理调整封装工艺中的温度、压力和时间等参数，保证芯片与封装材料之间的紧密贴合，提高封装工艺的稳定性和一致性。
四、光电二极管封装工艺的测试方法1. 温度循环测试：通过对封装好的光电二极管进行高低温交替循环测试，评估器件的耐寒性和耐热性能，以及封装工艺的可靠性。
2. 需求分析：根据光电二极管的具体应用需求，测试器件的响应时间、频率响应和线性度等性能指标，以评估封装工艺对器件性能的影响。
聚飞光电 巨量转移方式的 mip 封装工艺
聚飞光电是一家致力于光电子器件研发和生产的高新技术企业，该公司在微细加工技术领域拥有丰富的经验和实力。
在其封装工艺中，巨量转移方式的 MIP（Molded Interconnect Package）技术是一项重要的创新，本文将就该技术进行详细介绍。
一、MIP封装工艺的概念及特点1. MIP封装工艺是指将芯片、载体基板和封装树脂一次性封装成型的集成封装技术。
该技术不仅具有传统封装的高密度、高性能等特点，还能有效解决传统封装方式中遇到的片内连接、封装材料热膨胀系数匹配等难题。
2. 该技术采用高温压力下的巨量转移方式，将芯片和载体基板一起放置到模具中进行封装，实现了芯片与载体基板之间的高精度对准，确保了封装品质的稳定性和可靠性。
3. MIP封装工艺还具有芯片布线灵活、支持异形芯片封装、封装尺寸小等特点，适用于多种光电子器件的封装需求，提高了产品的可靠性和使用寿命。
二、MIP封装工艺的技术优势1. 高集成度：MIP封装工艺能够实现多种功能组件的高度集成，提高了器件的性能和稳定性。
2. 多功能性：MIP封装工艺支持多种封装方式，适用于不同的器件需求，具有很强的通用性和灵活性。
3. 高可靠性：MIP封装工艺采用了高精度封装技术，确保了器件在使用过程中的可靠性和稳定性，降低了产品的故障率。
4. 节约成本：MIP封装工艺能够将多个功能模块封装到同一块芯片上，减少了器件封装的成本，提高了生产效率和降低了生产成本。
5. 兼容性强：MIP封装工艺具有良好的兼容性，适用于不同芯片和基板的封装需求，具有较大的市场应用前景。
三、MIP封装工艺在光电子器件中的应用1. 摄像头模组：MIP封装工艺可以实现摄像头模组的高度集成和微小化封装，提高了产品的图像分辨率和色彩还原度。
2. 显示器件：MIP封装工艺在OLED显示器件中具有广泛应用，为显示器件的高性能和高可靠性提供了有力支持。
3. 传感器：MIP封装工艺可以将多种传感器封装在同一块芯片上，实现了传感器的高度集成和微型化。
光电子器件在光子集成电路的封装技术考核试卷
B.温度循环测试
C.湿度循环测试
D.磨损测试
三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）
1.光子集成电路中，光电子器件的波长主要取决于其______。（）
2.在光子集成电路封装中，______技术可以有效降低光损耗。（）
3.光电子器件的散热主要通过______实现。（）
A. X射线检测
B.声波检测
C.光学显微镜
D.热成像
12.以下哪些因素可能导致光电子器件在封装过程中出现裂纹？（）
A.热应力
B.机械应力
C.湿度变化
D.封装材料的收缩
13.光子集成电路中，以下哪些结构可以用于实现光路分离？（）
A.分束器
B.光栅
C.波导耦合器
D.耦合透镜
14.以下哪些技术可以用于提高光电子器件的封装精度？（）
19. ABC
20. ABC
三、填空题
1.材料的能带结构
2.光栅耦合
3.散热片
4.应力
5.全内反射
6.高温稳定性和良好的电导性
7.老化测试
8.透光性
9.硅化合物
10. X射线检测
四、判断题
1. ×
2. ×
3. √
4. √
5. ×
6. ×
7. √
8. √
9. ×
10. ×
五、主观题（参考）
1.光电子器件在光子集成电路中主要实现光信号的生成、调制、检测等功能。常见器件有激光二极管（用于光信号的发射）、光调制器（用于调制光信号强度或相位）、光电探测器（用于检测光信号）。
A.微电子机械系统（MEMS）
B.自动化装配
C.激光对准
protel_protues常用电子元件封装
常用元件电气及封装1. 标准电阻：RES1、RES2；封装：AXIAL-0.3到AXIAL-1.0两端口可变电阻：RES3、RES4；封装：AXIAL-0.3到AXIAL-1.0三端口可变电阻：RESISTOR TAPPED，POT1，POT2；封装：VR1-VR52.电容：CAP（无极性电容）、ELECTRO1或ELECTRO2（极性电容）、可变电容CAPV AR 封装：无极性电容为RAD-0.1到RAD-0.4，有极性电容为RB.2/.4到RB.5/1.0.3.二极管：DIODE（普通二极管）、DIODE SCHOTTKY（肖特基二极管）、DUIDE TUNNEL （隧道二极管）DIODE V ARCTOR（变容二极管）ZENER1~3（稳压二极管）封装：DIODE0.4和DIODE 0.7;（上面已经说了，注意做PCB时别忘了将封装DIODE的端口改为A、K）4.三极管：NPN，NPN1和PNP，PNP1；引脚封装：TO18、TO92A（普通三极管）TO220H （大功率三极管）TO3（大功率达林顿管）以上的封装为三角形结构。
T0-226为直线形，我们常用的9013、9014管脚排列是直线型的，所以一般三极管都采用TO-126啦！5、效应管：JFETN（N沟道结型场效应管），JFETP（P沟道结型场效应管）MOSFETN（N 沟道增强型管）MOSFETP（P沟道增强型管）引脚封装形式与三极管同。
6、电感：INDUCTOR、INDUCTOR1、INDUCTOR2（普通电感），INDUCTOR V AR、INDUCTOR3、INDUCTOR4（可变电感）8.整流桥原理图中常用的名称为BRIDGE1和BRIDGE2，引脚封装形式为D系列，如D-44，D-37，D-46等。
9.单排多针插座原理图中常用的名称为CON系列，从CON1到CON60，引脚封装形式为SIP系列，从SIP-2到SIP-20。
光电子器件的集成与封装技术研究
光电子器件的集成与封装技术研究1.光电子器件的集成技术光电子器件的集成技术主要包括集成光源、光探测器、光调制器等功能元件的制备和集成。
其中，光源的集成可以通过集成半导体激光器实现，利用光学芯片上的波导结构来提供光信号。
光探测器的集成可以通过在芯片上制备光电二极管、光电晶体管等元件来实现。
光调制器的集成则可以通过在光学芯片上制备电光调制器来实现对光信号的调制。
2.光电子器件的封装技术封装技术是将芯片封装到封装底座上的过程，目的是保护芯片，提供电气和机械连接，并提供散热。
对于光电子器件，封装技术的要求更为严格，需要考虑光纤的对准问题、光学器件的对准问题等。
一种常见的封装技术是光纤对准耦合封装技术，即通过对准光纤和芯片上的光学器件，实现光信号的传输和接收。
3.集成与封装技术的研究进展近年来，光电子器件的集成与封装技术取得了许多进展。
一方面，随着半导体工艺技术的发展，集成光源、光探测器等元件的制备精度和可靠性得到了提高。
另一方面，新型的封装技术也不断涌现，如光纤对准耦合封装技术、无源对准封装技术等，这些技术使得光电子器件在功能性能和封装可靠性方面都取得了很大的突破。
4.光电子器件集成与封装技术的应用光电子器件的集成与封装技术在许多领域都有广泛的应用。
在通信领域，光电子器件的集成与封装技术可以用于制备高速光纤通信模块，实现光信号的传输和接收。
在医疗领域，光电子器件的集成与封装技术可以用于制备光学成像设备，实现对人体组织的无创检查。
在工业领域，光电子器件的集成与封装技术可以用于制备光学传感器，实现对工业生产过程的监测和控制。
总之，光电子器件的集成与封装技术研究是一个非常重要的领域，它不仅对提高光电子器件的功能性能和封装可靠性有着重要意义，也对推动光电子器件技术在各个领域的应用有着重要作用。
随着人们对高速、大容量、高精度光通信和光计算的需求不断增加，光电子器件的集成与封装技术将会在未来取得更为重要的突破和应用。
贴片光耦封装
贴片光耦封装贴片光耦封装是一种广泛应用于电子元器件中的一种封装形式。
光耦是一种能够在光和电之间进行信号转换的光电器件，其主要功能是将输入端的光信号通过光电转换器件转换为电信号输出给输出端。
贴片光耦封装是将光耦器件封装在一个贴片式封装中，使其更易于安装、连接和集成到电子设备中。
贴片光耦封装的优点相比传统的TO封装形式，贴片光耦封装有许多优点。
首先，贴片光耦封装更加紧凑，体积更小，适用于电子设备中空间有限的场景，有利于整体产品的小型化设计。
其次，贴片光耦封装具有更好的耐热性能和耐环境干扰性能，可以更好地适应恶劣工作环境条件，提高产品的稳定性和可靠性。
此外，贴片光耦封装在制造过程中利用自动化设备进行贴装焊接，提高了生产效率并降低了生产成本。
贴片光耦封装的应用领域贴片光耦封装广泛应用于各种电子设备中，包括通信设备、工业控制设备、医疗设备等领域。
在通信设备中，贴片光耦封装常用于光通信模块、光纤通信设备等，用于实现光信号和电信号的转换和隔离。
在工业控制设备中，贴片光耦封装常用于工业自动化控制系统中，用于隔离和传输控制信号。
在医疗设备领域，贴片光耦封装也广泛应用于医疗仪器设备中，用于信号隔离和传输。
贴片光耦封装的发展趋势随着电子产品向小型化、智能化发展，贴片光耦封装作为一种先进的封装形式，也在不断发展和完善。
未来，贴片光耦封装有望进一步提高其集成度和性能，实现更高速、更稳定的光电转换功能。
同时，随着5G、物联网等新兴技术的不断发展，贴片光耦封装将在更多领域得到应用，为电子设备的互联互通提供更加稳定可靠的技术支持。
总的来说，贴片光耦封装作为一种先进的封装形式，具有诸多优点和应用优势，为电子设备的性能提升和功能拓展提供了重要支持。
随着技术的不断进步和市场需求的不断扩大，相信贴片光耦封装将在未来发展中发挥越来越重要的作用。
半导体激光器封装技术及封装形式
半导体激光器封装技术及封装形式半导体激光器的概念半导体激光器是用半导体材料作为工作物质的激光器，由于物质结构上的差异，不同种类产生激光的具体过程比较特殊。
常用工作物质有砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟（InP）、硫化锌（ZnS）等。
激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。
半导体激光器件，可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。
同质结激光器和单异质结激光器在室温时多为脉冲器件，而双异质结激光器室温时可实现连续工作。
半导体激光器的工作原理半导体激光器是依靠注入载流子工作的，发射激光必须具备三个基本条件：（1）要产生足够的粒子数反转分布，即高能态粒子数足够的大于处于低能态的粒子数；（2）有一个合适的谐振腔能够起到反馈作用，使受激辐射光子增生，从而产生激光震荡；（3）要满足一定的阀值条件，以使光子增益等于或大于光子的损耗。
半导体激光器工作原理是激励方式，利用半导体物质（即利用电子）在能带间跃迁发光，用半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜，组成谐振腔，使光振荡、反馈，产生光的辐射放大，输出激光。
半导体激光器优点：体积小、重量轻、运转可靠、耗电少、效率高等。
半导体激光器的封装技术一般情况下，半导体激光器的发光波长随温度变化为0.2-0.3nm/℃，光谱宽度随之增加，影响颜色鲜艳度。
另外，当正向电流流经pn结，发热性损耗使结区产生温升，在室温附近，温度每升高1℃，半导体激光器的发光强度会相应地减少1%左右，封装散热；时保持色纯度与发光强度非常重要，以往多采用减少其驱动电流的办法，降低结温，多数半导体激光器的驱动电流限制在20mA左右。
但是，半导体激光器的光输出会随电流的增大而增加，很多功率型半导体激光器的驱动电流可以达到70mA、100mA甚至1A级，需要改进封装结构，全新的半导体激光器封装设计理念和低热阻封装结构及技术，改善热特性。
例如，采用大面积芯片倒装结构，选用导。
SMT封装详解
【SMD贴片元件的封装尺寸】公制：3216——2012——1608——1005——0603——0402英制：1206——0805——0603——0402——0201——01005注意：0603有公制，英制的区分公制0603的英制是英制0201，英制0603的公制是公制1608还要注意1005与01005的区分，1005也有公制，英制的区分英制1005的公制是公制2512公制1005的英制是英制0402像在ProtelDXP(Protel2004)及以后版本中已经有SMD贴片元件的封装库了，如CC1005-0402：用于贴片电容，公制为1005，英制为0402的封装CC1310-0504：用于贴片电容，公制为1310，英制为0504的封装CC1608-0603：用于贴片电容，公制为1608，英制为0603的封装CR1608-0603：用于贴片电阻，公制为1608，英制为0603的封装，与CC16-8-0603尺寸是一样的，只是方便识别。
【贴片电阻规格、封装、尺寸】【0201元器件的焊盘图形和间距】0201元器件的焊盘图形和间距有14种独特的0201元器件的焊盘图形和间距的组合形式，每一种用一系列数字来表示。
装配● 模板设计例如用一个0.127mm (5 mil) 厚梯型激光切割的电抛光模板来满足电路板上的焊膏筛网印刷。
因为焊膏的释放特性还不知道，一些焊盘的设计中包含有盘中孔，对其进行确定完全取决于常规的模板设计试验。
结果所有的0201器件的孔隙被设计成：孔隙与焊盘的比例为1：1。
因为在这块电路板上还包含有其它的元器件包括CCGA器件，一个 0.127mm (5 mil)厚的模板可能是最薄的模板，没有设计成分级模板（step stencil）是为了防止损害到在板上的其它元器件的焊点。
来自这项设计的长度与直径比（aspect ratios）数值在2.4至3.2之间。
面积的纵横比（area aspect ratios）范围在0.72到0.85之间。
半导体器件 第 5-13 部分 光电子器件 LED 封装的硫化氢腐蚀试验-最新国标
半导体器件第5-13部分光电子器件LED封装的硫化氢腐蚀试验1范围本试验为评价因硫化氢导致的LED封装银和银合金变色提供了一种加速试验方法。
目的是确定银和银合金变色对LED封装光通量和辐射通量维持率，以及电性能的影响效果。
试验的目的是确定含硫化氢气体对LED封装材料的影响：——银或银合金；——有其他保护层的银或银合金；——用银或银合金覆盖的金属。
本部分不包含因其他因素退化导致的光通量维持率、辐射通量维持率和电性能（例如，铜或硅酮部件的降解）变化。
本部分仅适用于照明应用的LED封装。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
IEC60068-1环境测试第1部分:总则和导则（Environmental testing-Part1:General and guidance）IEC60068-2-60:2015环境试验.第2部分:试验方法试验ke:流动混合气体腐蚀试验（Environmental testing-Part2-60:Tests-Test Ke:Flowing mixed gas corrosion test）GB/T15651.6-2023半导体器件第5-6部分:光电器件发光二极管CIE127LED测量方法（Measurement of LEDs）3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
光通量luminous fluxv计算得到。
通过评估辐射对CIE标准光度观察者的作用，由辐射通量v[来源：IEC60747-5-8：2019，845-21-039]辐射通量radiant fluxe辐射形式发射、传送或接收的功率。
[来源：IEC60050-845:2020，845-21-038]4测试装置4.1概述该测试装置由气候系统、测试外壳、气体输送系统和气体浓度测试装置组成，详见IEC60068-2-60：2015，附录B。
光电封装技术
光电封装技术光电封装技术是一种目前越来越被广泛应用的新技术，它的应用领域包括LED封装、激光器封装、太阳能电池封装等，它的出现极大地促进了光电子学领域的发展。
本文将从介绍光电封装技术的基础知识、应用领域和研究现状入手，对光电封装技术进行一定的探究。
一、光电封装技术的基础知识1.光电封装技术的定义光电封装技术是将光电子元器件通过一定的工艺方法制成一定形状设备，以适应实际场合的需要。
该技术实际上是一种综合性技术，其需要涉及到光学、材料科学、结构力学等学科。
2.光电封装技术的意义(1)提高光电器件的稳定性和可靠性。
(2)改善光学效率。
(3)降低成本，提高生产效率。
(4)减小器件的尺寸和重量，便于集成。
3.光电封装技术的发展历程(1)初期阶段：主要是手工操作，没有自动化、规模化生产设备的出现。
(2)中期阶段：出现了一些自动化、规模化生产设备，但还未形成成熟的工艺体系。
(3)现在阶段：出现了一系列高效、规模化的生产设备，并形成了成熟的工艺体系。
二、光电封装技术的应用领域1.LED封装LED作为一种节能环保、寿命长的光电子元器件，其应用一直受到各行业的青睐。
而LED封装技术则是影响LED 质量和稳定性的重要因素之一，目前常用的封装方式有SMD、COB、MCOB等。
2.太阳能电池封装太阳能电池的封装是保证太阳能电池组件长期稳定运行的重要因素。
太阳能电池的封装材料有EVA、POE、TPE 等，不同的封装材料可以起到不同的防水、防潮、隔热等作用。
3.激光器封装激光器作为一种强大的光电子元器件，其封装技术也显得尤为重要。
激光器的封装方式不仅可以影响其输出功率、波长稳定性等，还会直接影响到其使用寿命和可靠性。
三、光电封装技术的研究现状1.光电封装材料的研究目前，国内外的研究机构们已经开始探索新型的光电封装材料，如氧化铝陶瓷、有机硅树脂、高分子封装材料等，这些材料具有成本低、加工工艺简单、性能稳定等特点。
2.光电封装工艺的研究国内外的研究机构们也在探索新型的光电封装工艺，如高精度自动贴胶机、全自动LED封装设备等，这些设备具有加工精度高、生产效率高等特点。
光器件封装详解
有源光器件的结构和封装目录1有源光器件的分类 (5)2有源光器件的封装结构 (5)2.1光发送器件的封装结构 (6)2.1.1同轴型光发送器件的封装结构 (7)2.1.2蝶形光发送器件的封装结构 (7)2.2光接收器件的封装结构 (8)2.2.1同轴型光接收器件的封装结构 (8)2.2.2蝶形光接收器件的封装结构 (9)2.3光收发一体模块的封装结构 (9)2.3.11×9和2×9大封装光收发一体模块 (9)2.3.2GBIC（Gigabit Interface Converter）光收发一体模块 (10)2.3.3SFF（Small Form Factor）小封装光收发一体模块 (11)2.3.4SFP（Small Form Factor Pluggable）小型可插拔式光收发一体模块 (12)2.3.5光收发模块的子部件 (12)3有源光器件的外壳 (14)3.1机械及环境保护 (14)3.2热传递 (14)3.3电通路 (15)3.3.1玻璃密封引脚 (15)3.3.2单层陶瓷 (15)3.3.3多层陶瓷 (16)3.3.4同轴连接器 (16)3.4光通路 (17)3.5几种封装外壳的制作工艺和电特性实例 (18)3.5.1小型双列直插封装（MiniDIL） (18)3.5.2多层陶瓷蝶形封装（Multilayer ceramic butterfly type packages） (19)3.5.3射频连接器型封装 (20)4有源光器件的耦合和对准 (20)4.1耦合方式 (20)4.1.1直接耦合 (21)4.1.2透镜耦合 (22)4.2对准技术 (22)4.2.1同轴型器件的对准 (22)4.2.2双透镜系统的对准 (23)4.2.3直接耦合的对准 (23)5有源光器件的其它组件/子装配 (23)5.1透镜 (23)5.2热电制冷器（TEC） (24)5.3底座 (25)5.4激光器管芯和背光管组件 (25)6有源光器件的封装材料 (26)6.1胶 (26)6.2焊锡 (27)6.3搪瓷或低温玻璃 (27)6.4铜焊 (28)7附录：参考资料清单 (28)有源光器件的结构和封装关键词：有源光器件、材料、封装摘要：本文对光发送器件、光接收器件以及光收发一体模块等有源光器件的封装类型、材料、结构和电特性等各个方面进行了研究，给出了详细研究结果。
光模块 共封装
光模块共封装
光模块，作为一种集成光学器件，被广泛应用于通信领域。
它的封装形式多种多样，其中最常见的是共封装。
共封装光模块是将光学器件和电子器件封装在同一芯片中，以提高系统的集成度和性能。
共封装光模块的设计和制造过程需要考虑多个因素，如光学和电子器件的互相影响、封装材料的选择以及封装结构的设计等。
在光学器件方面，共封装光模块通常采用高质量的光学材料，以实现较低的传输损耗和较高的耦合效率。
而在电子器件方面，共封装光模块需要考虑电子信号的传输和驱动，以及对光学器件的控制和调节。
共封装光模块的应用范围非常广泛。
在光通信领域，它被用于光纤通信系统中的光发射器和光接收器，以及光放大器和光解调器等关键组件。
在光传感领域，共封装光模块可以用于光纤传感器和光学成像系统等应用。
此外，共封装光模块还可以应用于医疗设备、工业检测和军事领域等多个领域。
共封装光模块的优势在于它提供了更高的集成度和更稳定的性能。
由于光学器件和电子器件封装在同一芯片中，共封装光模块可以减少光学和电子器件之间的连接损耗和不稳定性，从而提高整个系统的性能和可靠性。
此外，共封装光模块还可以减小系统的体积和功耗，降低制造成本，提高生产效率。
共封装光模块是一种重要的光学器件封装形式，它在通信和传感等
领域发挥着重要作用。
通过将光学器件和电子器件封装在同一芯片中，共封装光模块提供了更高的集成度、更稳定的性能和更小的尺寸，从而满足了不同应用领域对高性能光学器件的需求。
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CTE /10-6K-1
4.1 6.9 7.2 4.5 17.6 23.6 12.6 17.3 5.8 4.45 5.35
热导率 /[W/(m.K)]
150 25 260 180 400 230 65.2 32.9 17 168 138
6
新型金属封装材料
金属基复合材料(MMC)：是以Mg、Al、 Cu、Ti等金属或金属间化合物为基体，以 颗粒、晶须、短纤维或连续纤维为增强体的 一种复合材料。
21
马鞍焊架形状对WIAD的影响
（a）model-1
(b) model-2 马鞍焊架在有限元模型中的形状
(c) model-3
❖ 马鞍焊架形状
– 焊点形态及焊接位置 – 热量传导过程 – 残余应力分布
哈尔滨工业大学（威海） 材料科学与工程学院
电子器件与组件结构设计
王华涛
办公室：A 楼208 Tel：5297952 Email：wanghuatao@
1
第八章 金属封装结构
金属封装的概念； 金属封装的特点； 金属封装的材料； 新型金属封装材料； 金属封装的工艺； 案例
5
常用金属封装材料
Al、Cu、Mo、 材料
W、钢、可伐合
Si
金、 CuW(10/90)、
Al2O3 BeO
CuW(15/85)、 AlN
CuMo(15/85)、
Cu
Ni-Fe合金
Al
钢
不锈钢
可伐合金
W
Mo
密度 /(g.cm3)
2.3 3.61 2.9 3.3 8.9 2.7 7.9 7.9 8.2 19.3 10.2
17
光导纤维与管芯的对准技术
➢ 无源对准
耦合效率低 成本低
适用于多模光纤及耦合效 率要求不高的光电子器件 （如光电探测器）
一般不能返修
对各种服役条件（热循环， 机械冲击，振动）及加工 工艺的容余度大
对准精度为几个微米
➢ 有源对准
耦合效率高 成本高
适用于单模光纤及耦合效 率要求高的光电子器件 （如半导体激光二极管）
14
蝶形封装鞍形焊接架上，对位 后，有两束激光从两个相对方向焊接马鞍形架，然 后把光纤套筒焊接在马鞍架上
15
蝶形封装工艺流程
➢ 完成光纤耦合后，采用传统的平行缝焊接封装盖板
16
光电子封装中的耦合技术
光纤引出是组装的关键工艺，通常称为耦合:
– 光纤与管芯对准（无源对准和有源对准） – 光纤固定（熔焊，钎焊和环氧树脂粘结）
能量密度差20％ 能量密度差对焊后变形影响
能量密度差30％
– 两束入射激光能量不平衡导致残余应力分布不均匀，造成焊后对准偏移 – 即使两束激光能量相同，模拟结果ABCDE点都产生位移使马鞍焊架下凹
台湾国立中山大学 W. H. Cheng, IEEE Trans. on Advanced. Packaging , 2001
可以返修但费用昂贵
需要精心设计以保证产品 在各种服役条件下的可靠 性
对准精度为几百个纳米
18
光电子封装有源对准技术
优点
– 连接强度高 – 毫微米级精度 – 清洁
缺点：
– 焊后残余应力大导致对准变形
➢ 焊接导致对准变形（WIAD) 的影响因素
– 入射激光能量与入射角 – 两束入射激光能量平衡性 – 焊点形态及焊接位置 – 焊接工艺
4
金属封装材料
金属封装材料要求
与芯片或陶瓷基板匹配的低CTE，减少或避免 热应力产生
良好的导热性，提供热耗散 良好的导电性，减少传输延迟 良好的电磁屏蔽能力 低密度、高强度、高硬度， 良好的加工性能 可镀覆性、可焊性和耐蚀性，易实现与芯片、
盖板、印刷板的可靠结合、密封和环境保护 较低的成本
19
激光能量平衡性对WIAD的影响
激光焊接系统
– 两束激光入射角（45°±1） – 两束激光由成90°的光纤同时传
送
– 入射激光能量决定熔深及熔宽
➢ 导致两束激光能量失衡的因素
– 材料表面能量吸收的差别 – 传输两束激光所用光纤的差别 – 热量传导的不同
20
激光能量平衡性对WIAD的影响
能量密度差15％
2
金属封装的概念
金属封装：是采用金属作为壳体或底座， 芯片直接或通过基板安装在外壳或底座上 的一种电子封装形式。
应用场合：模件、电路与器件
多芯片微波模块 混合电路 分立器件封装 专用集成电路封装 光电器件封装 特殊器件封装
3
金属封装的特点
精度高，加工灵活 适合批量生产，相对价格低 散热及电磁场屏蔽性能优良，应用面广 可靠性高，可得到大体积的空腔
11
光电子封装中的可靠性
Die bonding or Flip chip Welding, soldering or adhesive bonding
PD ＆ LED Transitional TEC
TEC
Optical Fiber ＆ Metal Ferrule
Soldering Adhesive bonding Resistance welding
与传统金属封装材料相比，优点：
可通过改变增强体种类、体积分数、排列方式或 改变基体合金，来改变材料的热物理性能，满足 封装热耗散的要求，简化封装设计
材料制造灵活，成本不断降低，避免了昂贵的加 工费用和材料损耗
特别研制的低密度、高性能金属基复合材料非常 适用于航空航天
7
金属封装工艺流程
金属封装盖板制作
金属封装壳体制作
封装模具制作
玻璃绝缘子制作
金属引脚制作
绝缘子、引脚组装
组装到壳体上
封盖
贴片、键合
高温烧结
芯片减薄、划片
8
金属封装实例
光电子封装 LED封装散热结构设计 MEMS封装
9
光电子器件的封装形式
蝶式封装
双列直插式封装
BGA封装
RF封装
10
典型的光电子器件封装
Package
互连:
– 机械和电气连接 – 确保管芯与外界隔绝 – 芯片与光纤的光学对准
➢ 焊点可靠性的影响因素
– 残余应力应变 – 界面组织
12
蝶形封装工艺流程
➢ 把热电致冷器（TEC）置于管壳底部，并用粘结技 术固定
13
蝶形封装工艺流程
➢ 在TEC顶上组装光电组件。光电组件以小型化AlN支 架为基础（含LD管座、LD芯片、PD以及LD工作需 要的其他元器件）