一种高速光芯片与电芯片的芯片封装模块制造技术

本实用新型专利技术适用于芯片封装领域，提供了一种高速光芯片与电芯片的芯片封装模块，所述芯片封装模块包括承载芯片及透镜的载体，所述载体的一端设置有用于放置聚焦透镜的第一V型槽，所述载体的另一端设置有用于放置激光器驱动芯片及监视光探测芯片的第二V型槽，所述载体上还设置有用于放置激光芯片且置于所述第一V型槽与所述第二V型槽之间的焊料层区。旨在解决现有技术中使用COB封装方案及使用的气密封装方案中存在的技术问题。封装方案中存在的技术问题。封装方案中存在的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高速光芯片与电芯片的芯片封装模块


[0001]本技术属于芯片封装领域，尤其涉及一种高速光芯片与电芯片的芯片封装模块。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，市场对于高速产品的需求不断提高，要求传输效率更高，传输距离更长。在高速产品中，通常使用COB（板上芯片封装chip on board）封装方案和气密封装方案。
[0003]100G SR（short range，短距离传输，通常几百米）产品使用的COB封装方案，将激光器驱动芯片和vcsel芯片（垂直腔面发射激光器）贴在印刷电路板上，通过引线键合实现激光器驱动芯片和vcsel芯片之间的电路连接，激光器驱动芯片给vcsel芯片加驱动电流，使vcsel芯片发光，进行光路耦合，并固定住透镜。
[0004]使用COB封装方案：激光器驱动芯片和vcsel芯片直接贴装于印刷电路板上，电芯片与光芯片通过金线连接，信号直接从激光器传输到vcsel芯片，路径短，损耗小，但此技术需要对光芯片进行有源耦合，需要昂贵的耦合设备和复杂的工艺；同时，印刷电路板的导热系数大约只有16.5 W/(m
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K)，不利于驱动芯片的散热。
[0005]100G LR （long range，长距离传输，10km）产品使用的气密封装方案，激光器芯片焊接于陶瓷基板上，陶瓷基板贴于金属外壳或管座中，再打线实现芯片和金属外壳或管座的电极的连接，封装成光发射组件。在光发射组件的管脚处焊接柔性电路板，再将柔性电路板的另一端与印刷电路板焊接。激光器驱动芯片贴装于印刷电路板上。
[0006]使用的气密封装方案：工作时，激光器驱动芯片贴装在印刷电路板上，信号从激光器驱动芯片通过印刷电路板的走线传输到柔性电路板，再通过光发射组件的柔性电路板到光发射组件中，光发射组件将电信号转换成光芯片，其中信号的传输路径长，且会经过多段焊接节点，导致信号损耗过大，器件的性能劣化。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于提供一种高速光芯片与电芯片的芯片封装模块，旨在解决现有技术中使用COB封装方案，芯片直接贴装于印刷电路板上，电芯片与光芯片通过金线连接，信号直接从激光器传输到vcsel芯片，路径短，损耗小，但此技术需要对光芯片进行有源耦合，需要昂贵的耦合设备和复杂的工艺；同时，印刷电路板的导热系数大约只有16.5 W/(m
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K)，不利于驱动芯片的散热，使用的气密封装方案，激光器驱动芯片贴装在印刷电路板上，信号从激光器驱动芯片通过印刷电路板的走线传输到柔性电路板，再通过光发射组件的柔性电路板到光发射组件中，光发射组件将电信号转换成光芯片，其中信号的传输路径长，且会经过多段焊接节点，导致信号损耗过大，器件的性能劣化的技术问题。
[0008]本技术是这样实现的，一种高速光芯片与电芯片的芯片封装模块，所述芯片封装模块包括承载芯片及透镜的载体，所述载体的一端设置有用于放置聚焦透镜的第一V
型槽，所述载体的另一端设置有用于放置激光器驱动芯片及监视光探测芯片的第二V型槽，所述载体上还设置有用于放置激光芯片且置于所述第一V型槽与所述第二V型槽之间的焊料层区。
[0009]本技术的进一步技术方案是：所述第一V型槽的深度以能够使放置其中的聚焦透镜中心与激光器芯片的发光中心同轴为原则来确定。
[0010]本技术的进一步技术方案是：所述第二V型槽的深度以背光顺利进入监视光探测器芯片的收光区域为原则，由光学仿真确定。
[0011]本技术的进一步技术方案是：所述载体上设置有若干镀金层区。
[0012]本技术的进一步技术方案是：所述载体由ALN材质或Si材质制成。
[0013]本技术的进一步技术方案是：所述聚焦透镜为球透镜或圆柱形透镜。
[0014]本技术的有益效果是：此种芯片封装模块将电芯片及光芯片进行封装，另ALN材料的导热系数一般为200 W/(m
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K)，Si材料的导热系数一般为150 W/(m
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K)，印刷电路板的导热系数一般为16.5 W/(m
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K)，激光器驱动芯片贴装于ALN或Si介质上，利于芯片热量的传导，减少热量堆积对功耗和性能的影响，激光器驱动芯片和激光器芯片直接金线互联，信号传输路径短，损耗低，通过控制聚焦透镜的中心与激光器芯片的距离即可控制耦合效率和焦距，工艺简单，无需昂贵耦合设备，此种芯片封装模块结构简单，成本低，大大提升了安装效率。
附图说明
[0015]图1是本技术实施例提供的一种高速光芯片与电芯片的芯片封装模块的结构爆炸图；
[0016]图2是本技术实施例提供的一种高速光芯片与电芯片的芯片封装模块的平面示意图；
[0017]图3是本技术实施例提供的一种高速光芯片与电芯片的芯片封装模块的安装使用图。
具体实施方式
[0018]附图标记：1
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载体 2
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聚焦透镜 3
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第一V型槽 4
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激光器驱动芯片 5
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监视光探测芯片 6
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第二V型槽 7
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激光器芯片 8
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焊料层区 9
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镀金层区 10
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载板 11
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印刷电路板 12
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适配器。
[0019]图1
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3示出了本技术提供的一种高速光芯片与电芯片的芯片封装模块，所述芯片封装模块包括承载芯片及透镜的载体1，所述载体1的一端设置有用于放置聚焦透镜2的第一V型槽3，所述载体1的另一端设置有用于放置激光器驱动芯片4及监视光探测芯片5的第二V型槽6，所述载体1上还设置有用于放置激光芯片7且置于所述第一V型槽3与所述第二V型槽6之间的焊料层区8；所述载体1上设置有若干镀金层区9；所述载体1由ALN材质或Si材质制成；所述聚焦透镜2为球透镜或圆柱形透镜。
[0020]所述第一V型槽3的深度以能够使放置其中的聚焦透镜2中心与激光器芯片7的发光中心同轴为原则来确定；所述第二V型槽6的深度以背光顺利进入监视光探测器芯片5的收光区域为原则，由光学仿真确定。
[0021]在进行封装的时候先将激光器芯片7焊接在载体1表面的焊料层区8上，然后在第一V型槽3的两侧各点一点胶水（UV胶或热固化胶），将聚焦透镜2放置在载体1的第一V型槽3内，通过控制聚焦透镜2的中心到激光器芯片7的发光中心的距离L，达到控制耦合效率和焦距，照UV灯将胶水固化或热固化，使聚焦透镜2固定，再将激光器驱动芯片4贴装在载体1的第二V型槽6内，且激光器驱动芯片4的信号输出焊盘位于激光器芯片7的焊盘的正下方，有利于减少打线的长度，提升信号质量，另将监视光探测芯片5贴装在激光器驱动芯片4上，监视光探测芯片5与激光器芯片4的距离和角度位于光学仿真的最佳位置，还可以在载体1上再贴装上贴片电容、热敏电阻等，再将封装好的载体1贴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速光芯片与电芯片的芯片封装模块，其特征在于：所述芯片封装模块包括承载芯片及透镜的载体，所述载体的一端设置有用于放置聚焦透镜的第一V型槽，所述载体的另一端设置有用于放置激光器驱动芯片及监视光探测芯片的第二V型槽，所述载体上还设置有用于放置激光器芯片且置于所述第一V型槽与所述第二V型槽之间的焊料层区。2.根据权利要求1所述的芯片封装模块，其特征在于，所述第一V型槽的深度以能够使放置其中的聚焦透镜中心与激光器芯片的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡美韶，镇磊，
申请(专利权)人：深圳市极致兴通科技有限公司，
类型：新型
国别省市：