一种混合倒装封装400G光模块结构制造技术

本发明专利技术提供了一种混合倒装封装400G光模块结构，涉及光模块领域。该光模块结构包括PCB板、硅基板、Ret imer芯片、透镜结构和光纤阵列，硅基板倒装封装于PCB板的表面，Ret imer芯片倒装封装于硅基板的表面；硅基板上设有第一沉槽，驱动及跨组放大器集成芯片、激光器和PD芯片均倒装封装于第一沉槽中，透镜结构与第一沉槽凹凸配合；光纤阵列与透镜结构连接，透镜结构的下侧设有第二沉槽，驱动及跨组放大器集成芯片、激光器和PD芯片容纳于第二沉槽的腔体中；透镜结构的反射镜在激光器和光纤阵列之间、光纤阵列和PD芯片之间分别形成光路。通过两个沉槽结合形成封闭容纳腔，实现了驱动及跨组放大器集成芯片、激光器和PD芯片的隐藏设置，提高了光模块的集成度。提高了光模块的集成度。提高了光模块的集成度。

【技术实现步骤摘要】
一种混合倒装封装400G光模块结构


[0001]本专利技术涉及光模块
，特别是涉及一种混合倒装封装400G光模块结构。

技术介绍

[0002]光模块是光通信系统中的核心器件，其作用是发送端把电信号转换为光信号，经过光纤传输后，接收端再把光信号转换成电信号。随着大数据和云计算技术的发展，对光模块的封装工艺和集成度要求更高。
[0003]如申请公布号为CN103513348A、申请公布日为2014.01.15的中国专利技术专利申请公开了光波导芯片和PD阵列透镜耦合装置，具体包括波导芯片、PD阵列、热沉、波导垫片、基板；热沉位于基板上，PD阵列位于热沉上，热沉上设置有透镜支架；波导垫片位于基板上的热沉旁侧，波导垫片上设置有波导芯片，波导芯片的输出端面为垂直平面，波导芯片与PD阵列之间的光路中设置有反射棱镜，波导芯片输出光经过反射棱镜反射，由PD阵列接收；且波导芯片与PD阵列之间的光路中设置有汇聚作用的透镜阵列。由波导芯片的射出光线经反射棱镜的斜面反射后产生偏转，并投射至透镜阵列上，经汇聚光线后被PD阵列接收，PD阵列通过金线与其相连的电学部件实现信号的传输。
[0004]但是，现有技术的光波导芯片和PD阵列透镜耦合装置中，反射棱镜设置于PD阵列的上方，耦合装置的整体高度相当于在热沉基础上叠加PD阵列、透镜阵列和反射棱镜的总高度。因此，现有结构的光模块体积较大，存在集成度低的问题；而且，金线连接的键合路径大，无法达到高速率和高性能的光通信目的。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种混合倒装封装400G光模块结构，以解决现有结构的光模块体积较大，集成度低；而且，金线连接的键合路径大，无法达到高速率和高性能的光通信目的的问题。
[0006]本专利技术的混合倒装封装400G光模块结构的技术方案为：
[0007]混合倒装封装400G光模块结构包括PCB板、硅基板、Ret imer芯片、驱动及跨组放大器集成芯片、激光器、PD芯片、透镜结构和光纤阵列，所述硅基板倒装封装于所述PCB板的表面，所述Ret imer芯片倒装封装于所述硅基板的表面；
[0008]所述硅基板上还设置有第一沉槽，所述驱动及跨组放大器集成芯片、所述激光器和所述PD芯片均倒装封装于所述第一沉槽的内部，所述透镜结构与所述第一沉槽凹凸配合；
[0009]所述光纤阵列与所述透镜结构连接，所述透镜结构的下侧设置有第二沉槽，所述驱动及跨组放大器集成芯片、所述激光器和所述PD芯片容纳于所述第二沉槽的腔体中；
[0010]所述透镜结构的内部还安装有反射镜，所述光纤阵列的端部与所述反射镜对应布置，所述反射镜用于在所述激光器和光纤阵列的发射光纤之间形成发射光路，以及在光纤阵列的接收光纤与所述PD芯片之间形成接收光路。
[0011]进一步的，所述透镜结构具有上表面，所述透镜结构的上表面凸出且平行于所述硅基板的表面，所述第二沉槽的槽底面与所述透镜结构的上表面平行间隔设置，所述光纤阵列平行于所述透镜结构的上表面延伸布置。
[0012]进一步的，所述透镜结构开设有多个光纤孔，多个所述光纤孔的孔轴线均平行于所述透镜结构的上表面延伸设置，所述光纤孔的末端导通至所述反射镜，所述光纤阵列的发射光纤和接收光纤分别插装于对应的所述光纤孔中。
[0013]进一步的，所述透镜结构靠近所述光纤阵列的一侧还开设有多个锥形扩口，所述锥形扩口与对应的所述光纤孔同轴连通，且所述锥形扩口朝远离所述反射镜的方向呈开口放大设置。
[0014]进一步的，所述光纤阵列的发射光纤和接收光纤分别与所述光纤孔间隙配合，且间隙度为1μm至10μm之间的任意尺寸，所述锥形扩口中填充有固定胶。
[0015]进一步的，所述反射镜设有两个，一个所述反射镜布置于所述激光器的上侧，另一个所述反射镜布置于所述PD芯片的上侧，所述反射镜的镜面相对于所述第二沉槽的槽底面的夹角为30
°
至60
°
之间的任意角度。
[0016]进一步的，一个所述反射镜布置于所述激光器的正上方，另一个所述反射镜布置于所述PD芯片的正上方，所述反射镜的镜面相对于所述第二沉槽的槽底面的夹角为45
°
。
[0017]进一步的，所述硅基板对应所述第一沉槽的一侧边缘设有定位凸台，所述定位凸台的高度低于所述硅基板的表面布置，所述透镜结构的对应边缘设有台阶形缺口，所述定位凸台与所述台阶形缺口凹凸配合。
[0018]进一步的，所述透镜结构的上部开设有两个安装孔，两个所述安装孔的底面均倾斜于所述透镜结构的上表面设置，两个所述反射镜分别固定于对应的所述安装孔中；
[0019]两个所述反射镜的截面轮廓均为直角梯形，所述反射镜的反射面对应直角梯形的斜边，所述反射镜的反射面与所述安装孔的底面相贴合。
[0020]进一步的，所述光纤阵列包括并行布置的四列发射光纤和四列接收光纤，所述光纤阵列的四列发射光纤与一个所述反射镜的光路交点处于同一高度，所述光纤阵列的四列接收光纤与另一个所述反射镜的光路交点处于同一高度。
[0021]有益效果：该混合倒装封装400G光模块结构采用了PCB板、硅基板、Ret imer芯片、驱动及跨组放大器集成芯片、激光器、PD芯片、透镜结构和光纤阵列的设计形式，其中，硅基板倒装封装于PCB板的表面，Ret imer芯片倒装封装于硅基板的表面，驱动及跨组放大器集成芯片、激光器和PD芯片均倒装封装于硅基板的第一沉槽中。各器件采用倒装封装工艺的连接方式，相比于金线键合的工艺更简单可靠，能够有效地缩短电气连接的路径长度，减少了信号在传输路径中的损失情况，提高了信号传输的准确性和稳定性。
[0022]由于透镜结构的下侧设置有第二沉槽，透镜结构安装于硅基板的第一沉槽中，使驱动及跨组放大器集成芯片、激光器和PD芯片容纳于第二沉槽的腔体中。通过第一沉槽和第二沉槽结合形成了封闭容纳腔，在确保光信号发射和光信号接收功能的同时，实现了驱动及跨组放大器集成芯片、激光器和PD芯片的隐藏设置；而且，还压缩了硅基板和透镜结构的整体高度，有效地减小了光模块的体积，提高了光模块的集成度。
[0023]另外，透镜结构中的反射镜充分地利用了透镜结构自身的厚度空间，反射镜在激光器和光纤阵列的发射光纤之间形成发射光路，以及在光纤阵列的接收光纤与PD芯片之间
形成接收光路，从而确保了光信号传输路径的完整可靠，达到了高速率和高性能的光通信目的。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的混合倒装封装400G光模块结构的具体实施例中混合倒装封装400G光模块结构的立体示意图；
[0025]图2为本专利技术的混合倒装封装400G光模块结构的具体实施例中硅基板和透镜结构的立体分解示意图；
[0026]图3为本专利技术的混合倒装封装400G光模块结构的具体实施例中混合倒装封装400G光模块结构的剖视示意图。
[0027]图中：1
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PCB板、2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合倒装封装400G光模块结构，其特征是，包括PCB板、硅基板、Retimer芯片、驱动及跨组放大器集成芯片、激光器、PD芯片、透镜结构和光纤阵列，所述硅基板倒装封装于所述PCB板的表面，所述Retimer芯片倒装封装于所述硅基板的表面；所述硅基板上还设置有第一沉槽，所述驱动及跨组放大器集成芯片、所述激光器和所述PD芯片均倒装封装于所述第一沉槽的内部，所述透镜结构与所述第一沉槽凹凸配合；所述光纤阵列与所述透镜结构连接，所述透镜结构的下侧设置有第二沉槽，所述驱动及跨组放大器集成芯片、所述激光器和所述PD芯片容纳于所述第二沉槽的腔体中；所述透镜结构的内部还安装有反射镜，所述光纤阵列的端部与所述反射镜对应布置，所述反射镜用于在所述激光器和光纤阵列的发射光纤之间形成发射光路，以及在光纤阵列的接收光纤与所述PD芯片之间形成接收光路。2.根据权利要求1所述的混合倒装封装400G光模块结构，其特征是，所述透镜结构具有上表面，所述透镜结构的上表面凸出且平行于所述硅基板的表面，所述第二沉槽的槽底面与所述透镜结构的上表面平行间隔设置，所述光纤阵列平行于所述透镜结构的上表面延伸布置。3.根据权利要求2所述的混合倒装封装400G光模块结构，其特征是，所述透镜结构开设有多个光纤孔，多个所述光纤孔的孔轴线均平行于所述透镜结构的上表面延伸设置，所述光纤孔的末端导通至所述反射镜，所述光纤阵列的发射光纤和接收光纤分别插装于对应的所述光纤孔中。4.根据权利要求3所述的混合倒装封装400G光模块结构，其特征是，所述透镜结构靠近所述光纤阵列的一侧还开设有多个锥形扩口，所述锥形扩口与对应的所述光纤孔同轴连通，且所述锥形扩口朝远离所述反射镜的方向呈开口放大设置。5.根据权利要求4所述的混合倒装封装400G光模块结构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄杰，
申请(专利权)人：讯芸电子科技中山有限公司，
类型：发明
国别省市：