一种微型化超低噪声光电集成组件制造技术

本发明专利技术涉及通信技术领域，具体涉及一种微型化超低噪声光电集成组件，包括壳体、第一芯片载体基板、低噪声放大器、压控衰减器、驱动放大器、激光器光芯片、第二芯片载体基板、APC控制电路和ATC控制电路；壳体具有顶层和底层，低噪声放大器、压控衰减器、驱动放大器、激光器光芯片采用薄膜工艺集成在第一芯片载体基板上，APC控制电路和ATC控制电路采用厚膜工艺集成在第二芯片载体基板上，突破了以往纯电芯片的多芯集成，实现了光电的多芯集成，以微组装的方式，采用薄膜工艺在LTCC基板上混合集成光电芯片，控制电路采用厚膜工艺进行小型化设计，具有体积小、质量轻功耗低等特性，可很好的符合机载、舰载的设备需求。舰载的设备需求。舰载的设备需求。

【技术实现步骤摘要】
一种微型化超低噪声光电集成组件


[0001]本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种微型化超低噪声光电集成组件。

技术介绍

[0002]射频光通信(ROF)是一种射频和光纤相结合的技术，利用光纤的超宽带、低插损以及抗电磁干扰能力强、隐蔽性好等特点近年来受到广泛运用。
[0003]目前对于主流模拟光通信用的光源都是独立封装的，主要有蝶形和同轴两种封装形式，由于本身的封装管壳相对较大，加之需要搭建外围电路对光源进行APC控制电路、ATC控制电路等功能控制，另外为了补偿电光变换的损耗、实现低噪声以大动态范围的要求，往往在光源前端需要加入微波模块，这就导致整个组件的体积庞大，很难适应机载、舰载等对设备体积要求高的应用环境。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种微型化超低噪声光电集成组件，具有体积小的特性，能够符合机载、舰载的设备需求。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种微型化超低噪声光电集成组件，包括壳体、第一芯片载体基板、低噪声放大器、压控衰减器、驱动放大器、激光器光芯片、第二芯片载体基板、APC控制电路和ATC控制电路；
[0006]所述壳体具有顶层和底层，所述第一芯片载体基板设置在所述顶层，所述低噪声放大器、所述压控衰减器、所述驱动放大器、所述激光器光芯片分别共晶焊接在所述第一芯片载体基板上，所述第二芯片载体基板设置在所述底层，所述低噪声放大器、所述压控衰减器、所述驱动放大器、所述激光器光芯片采用金丝键合依次互连，所述APC控制电路和所述ATC控制电路分别设置在所述第二芯片载体基板上，所述APC控制电路和所述ATC控制电路分别与所述激光器光芯片连接。
[0007]其中，所述第一芯片载体基板、所述低噪声放大器、所述压控衰减器、所述驱动放大器、所述激光器光芯片采用薄膜工艺封装在所述壳体中。
[0008]其中，所述APC控制电路和所述ATC控制电路采用厚膜工艺集成在所述第二芯片载体基板上。
[0009]本专利技术的一种微型化超低噪声光电集成组件，所述低噪声放大器、所述压控衰减器、所述驱动放大器、所述激光器光芯片采用薄膜工艺封装在所述壳体中，所述APC控制电路和所述ATC控制电路采用厚膜工艺集成在所述第二芯片载体基板上，突破了以往纯电芯片的多芯集成，实现了光电的多芯集成；以微组装的方式，采用薄膜工艺在LTCC基板上混合集成光电芯片，控制电路采用厚膜工艺进行小型化设计，设计的微型化光电集成组件的工作带宽高达18GHz，具有体积小、质量轻功耗低等特性，可很好的符合机载、舰载的设备需求。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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他的附图。
[0011]图1是本专利技术的一种微型化超低噪声光电集成组件不包含壳体的结构示意图。
[0012]图2是本专利技术的激光器光芯片的等效电路的结构示意图。
[0013]图3是本专利技术的壳体的结构示意图。
[0014]1‑
壳体、9
‑
第一芯片载体基板、2
‑
低噪声放大器、3
‑
压控衰减器、4
‑
驱动放大器、5
‑
激光器光芯片、6
‑
第二芯片载体基板、7
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APC控制电路、8
‑
ATC控制电路、11
‑
顶层、12
‑
底层。
具体实施方式
[0015]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0016]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0017]请参阅图1～图3，本专利技术提供一种微型化超低噪声光电集成组件：包括壳体1、第一芯片载体基板9、低噪声放大器2、压控衰减器3、驱动放大器4、激光器光芯片5、第二芯片载体基板6、APC控制电路7和ATC控制电路8；
[0018]所述壳体1具有顶层11和底层12，所述第一芯片载体基板9设置在所述顶层11，所述低噪声放大器2、所述压控衰减器3、所述驱动放大器4、所述激光器光芯片5分别共晶焊接在所述第一芯片载体基板9上，所述第二芯片载体基板6设置在所述底层12，所述低噪声放大器2、所述压控衰减器3、所述驱动放大器4、所述激光器光芯片5采用金丝键合依次互连，所述APC控制电路7和所述ATC控制电路8分别设置在所述第二芯片载体基板6上，所述APC控制电路7和所述ATC控制电路8分别与所述激光器光芯片5连接。
[0019]在本实施方式中，所述壳体1分为顶层11和底层12，采用金属烧结工艺，所述壳体1中间层采用散热性能好、热膨胀系数与芯片比较接近的钨铜；所述壳体1侧壁采用易于加工的可伐合金，所述底层12用于安装固定厚薄电路(即第二芯片载体基板6、APC控制电路7和ATC控制电路8)，所述顶层11用于装配薄膜电路(即第一芯片载体基板9、低噪声放大器2、压控衰减器3、驱动放大器4、激光器光芯片5)，上下两层之间的通信采用烧结玻璃绝缘子的方式，可保证所述顶层12气密性封装。所述低噪声放大器2、所述压控衰减器3、所述驱动放大器4、所述激光器光芯片5采用薄膜工艺集成在所述第一芯片载体基板9上，所述APC控制电路7和所述ATC控制电路8采用厚膜工艺集成在所述第二芯片载体基板6上，突破了以往纯电芯片的多芯集成，实现了光电的多芯集成。
[0020]所述激光器光芯片5采用DFB芯片，DFB芯片的发光面为椭球形，水平面和垂直面的
发散角相差很大，与单模光纤模场完全不匹配，需要通过光束整形后才可高效的耦合进入光纤中，而该光电集成组件与常规的光模块封装外形结构完全不一致，且空间非常狭小，所以比传统的封装耦合更加困难，为了提高激光器光芯片5的耦合效率，减小耦合损耗和反射光。采用双透镜的加隔离器方式，第一透镜用于准直，第二透镜用于聚焦，隔离器至于两个透镜之间；采用光学仿真软件(Zemax)对整个光路设计进行仿真，模拟得到耦合效率大于82％；所述激光器光芯片5在阈值电流以上工作时动态阻抗相对较小，一般在2～10Ω左右，且为复阻抗，而微波器件内配一般为50Ω阻抗，因此两者之间存在严重的阻抗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微型化超低噪声光电集成组件，其特征在于，包括壳体、第一芯片载体基板、低噪声放大器、压控衰减器、驱动放大器、激光器光芯片、第二芯片载体基板、APC控制电路和ATC控制电路；所述壳体具有顶层和底层，所述第一芯片载体基板设置在所述顶层，所述低噪声放大器、所述压控衰减器、所述驱动放大器、所述激光器光芯片分别共晶焊接在所述第一芯片载体基板上，所述第二芯片载体基板设置在所述底层，所述低噪声放大器、所述压控衰减器、所述驱动放大器、所述激光器光芯片采用金丝键合依次互连，所述AP...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐新兵，朱宏韬，尹怡辉，陈协助，熊汉林，刘鑫，廖祥炜，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十四研究所，
类型：发明
国别省市：