一种100G垂直腔面发射激光器光引擎制造技术

本实用新型专利技术公开了一种100G垂直腔面发射激光器光引擎，其包括柔板、透镜和金属基板；所述金属基板固定在所述柔板底部；所述透镜固定在所述柔板顶部，所述透镜的前端设置有出光口和入光口；所述柔板的后侧设置有焊盘。本实用新型专利技术只需通过柔板焊接就可以完成整个100G高速短距离光模块的光路和电路连接，大大减少了设备投入支出，并且减少了人力成本，缩短了生产周期。

A 100g vertical cavity surface emitting laser light engine

The utility model discloses a 100g vertical cavity surface emitting laser light engine, which comprises a flexible plate, a lens and a metal base plate; the metal base plate is fixed at the bottom of the flexible plate; the lens is fixed at the top of the flexible plate, the front end of the lens is provided with a light outlet and a light inlet; the rear side of the flexible plate is provided with a welding pad. The utility model can complete the optical path and circuit connection of the whole 100g high-speed short distance optical module only through the flexible plate welding, greatly reducing the equipment input and expenditure, reducing the labor cost and shortening the production cycle.

【技术实现步骤摘要】
一种100G垂直腔面发射激光器光引擎
本技术属于光通信
，具体涉及一种100G垂直腔面发射激光器光引擎。
技术介绍
VCSEL全名为垂直腔面发射激光器(VerticalCavitySurfaceEmittingLaser)，以砷化镓半导体材料为基础研制，区别于LED(发光二极管)和LD(LaserDiode，激光二极管)等其他光源，VCSEL具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用于光通信、光互连、光存储等领域。VCSEL激光器作为光模块的重要器件，在光通信领域的应用非常广泛。特别应用于多模光纤短距离传输，光模块几乎全部都是用的VCSEL激光器。VCSEL激光器是垂直腔面发射激光器，顾名思义，边发射激光器是沿平行于衬底表面、垂直于街里面的方向出射，而面射激光器其出光方向垂直于衬底便面。因此，VCSEL的出光结构使它易于实现二维平面和光电集成，圆形光束易于实现与光纤的有效耦合。在高速光模块设计与应用中，VCSEL通常使用COB板上芯片封装(ChipsonBoard)工艺应用。COB封装即ChipsonBoard，就是将裸芯片用导电或非导电胶粘附在互连基板上，然后进行引线键合实现其电气连接。如果裸芯片直接暴露在空气中，易受污染或人为损坏，影响或破坏芯片功能，于是就用胶把芯片和键合引线包封起来。对于光模块厂家，一般都是从光器件厂家购买封装成型的光器件后通过焊接等方式贴片到PCBA板上，然后通过软硬件的调试测试和结构组装后完成成品。100G高速短距离光模块现今全部为4×25G形式结构，采用4路25GVCSEL激光器并行传输。目前市场上还没有现成的成型结构的100GVCSEL激光器，所以100G高速短距离光模块必须通过COB封装工艺实现完成。对于100GVCSEL激光器的COB工艺，要求贴片精度至少为5微米。现在市场上满足要求的贴片、打线及多通道耦合设备，一套下来至少几百万的价格，这对于很多光模块厂家来说成本太高。而且随着光模块产业的批量化，价格和成本的竞争越来越大，因此设备投入在很多光模块厂家需要控制。因此，很多光模块厂家无法生产100G高速短距离光模块的主要原因就是缺少COB封装工艺设备。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种100G垂直腔面发射激光器光引擎，旨在解决既有方法在没有COB封装工艺设备的情况下无法批量生产100G高速短距离光模块的技术问题。为实现上述目的，本技术提供一种100G垂直腔面发射激光器光引擎，包括柔板、透镜和金属基板；所述金属基板固定在所述柔板底部；所述透镜固定在所述柔板顶部，所述透镜的前端设置有出光口和入光口；所述柔板的后侧设置有焊盘。优选地，所述透镜前端具体设置有4路出光口和4路入光口，所述4路出光口和4路入光口组成4×25G的光信号传输通道。优选地，所述透镜前端通过MT-MT跳线与MPO适配器连接。优选地，所述柔板顶部安装有第一电芯片、第二电芯片、垂直腔面发射激光器和光探测器，所述第一电芯片分别与柔板及垂直腔面发射激光器通过金丝键合连接，所述第二电芯片与柔板及光探测器通过金丝键合连接。优选地，所述透镜耦合到所述柔板顶部的安装位置。优选地，所述柔板的后侧边缘并行排列设置有多个管脚。优选地，所述柔板后侧的两个边角分别设置有管脚。优选地，所述柔板的管脚通过焊接方式与PCB主板对应位置的焊盘固定连接。本技术具有以下有益效果：(1)本技术针对没有COB封装工艺设备的光模块厂家，只需通过柔板焊接就可以完成整个100G高速短距离光模块的光路和电路连接，大大减少了设备投入支出；(2)本技术减少了光模块的光路设计以及COB整套工艺流程，减少了人力成本，缩短了生产周期。附图说明图1是本技术的100G垂直腔面发射激光器光引擎结构示意图；图2是本技术实施例中光引擎贴片示意图；图3是本技术实施例中光引擎打线示意图；图4是本技术实施例中光引擎耦合示意图；图5是本技术实施例中柔板管脚示意图；图6是本技术实施例中光模块组装结构示意图。其中附图标记为：1、柔板，2、透镜，3、金属基板，4、管脚，5、第一电芯片，6、第二电芯片，7、垂直腔面发射激光器，8、光探测器。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1所示，是本技术的100G垂直腔面发射激光器光引擎结构示意图；一种100G垂直腔面发射激光器光引擎，包括柔板1、透镜2和金属基板3；所述金属基板3固定在所述柔板1底部；所述透镜2固定在所述柔板1顶部，所述透镜2的前端设置有出光口和入光口；所述柔板1的后侧设置有焊盘。在本技术的一个可选实施例中，上述透镜2是指包封芯片和键合引线的部件，其还用于将VCSEL激光器7发出的光通过透镜2发射出来。上述透镜2前端为光模块的出光口和入光口，具体设置有4路出光口和4路入光口，所述4路出光口和4路入光口组成4×25G的光信号传输通道，从而满足100G高速短距离光模块的标准。上述透镜2前端的光接口为MT接口，其通过MT-MT跳线连接光接口与MPO适配器连接，从而实现光引擎与光模块的光路组装。在本技术的一个可选实施例中，上述柔板1的顶部表面安装有第一电芯片5、第二电芯片6、垂直腔面发射激光器7和光探测器8；如图2所示，第一电芯片5、第二电芯片6、垂直腔面发射激光器7和光探测器8通过高精度(小于5微米)贴片机贴在相应的位置，通过银胶粘接，然后高温固化。如图3所示，上述第一电芯片5分别与柔板1及垂直腔面发射激光器7通过金丝键合连接，第二电芯片6与柔板1及光探测器8通过金丝键合连接。如图4所示，上述透镜2通过耦合设备耦合到柔板1顶部的安装位置，然后粘胶、固化使之稳定，实现对第一电芯片5、第二电芯片6、垂直腔面发射激光器7和光探测器8进行包封保护。如图5所示，上述柔板1的后侧边缘并行排列设置有多个管脚4，并且在两个边角也分别设置有管脚4；柔板1上的管脚4作为光引擎电接口，通过焊接方式与PCB主板对应位置的焊盘固定连接，从而实现光引擎与光模块的电路连接。上述柔板1管脚4定义如表1所示。柔板1的管脚4布局排列位置以及功能控制管脚是按照常规100G高速短距离光模块COB封装工艺方式设计，主板PCB设计只需根据柔板焊盘位置和功能引脚位置设计焊盘，就能实现光模块的电信号连接。PCB外形可根据光模块厂家100G高速短距离光模块的结构件禁布区自行设计，只需满足柔板焊接区域位置及柔板长度就可以了。表1、柔板管脚定义表在本技术的一个可选实施例中，上述金属基板3固定在柔板1底部，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种100G垂直腔面发射激光器光引擎，其特征在于，包括柔板(1)、透镜(2)和金属基板(3)；所述金属基板(3)固定在所述柔板(1)底部；所述透镜(2)固定在所述柔板(1)顶部，所述透镜(2)的前端设置有出光口和入光口；所述柔板(1)的后侧设置有焊盘。/n

【技术特征摘要】
1.一种100G垂直腔面发射激光器光引擎，其特征在于，包括柔板(1)、透镜(2)和金属基板(3)；所述金属基板(3)固定在所述柔板(1)底部；所述透镜(2)固定在所述柔板(1)顶部，所述透镜(2)的前端设置有出光口和入光口；所述柔板(1)的后侧设置有焊盘。


2.如权利要求1所述的100G垂直腔面发射激光器光引擎，其特征在于，所述透镜(2)前端具体设置有4路出光口和4路入光口，所述4路出光口和4路入光口组成4×25G的光信号传输通道。


3.如权利要求2所述的100G垂直腔面发射激光器光引擎，其特征在于，所述透镜(2)前端通过MT-MT跳线与MPO适配器连接。


4.如权利要求3所述的100G垂直腔面发射激光器光引擎，其特征在于，所述柔板(1)顶部安装有第一电芯片(5)、第二电芯片(6)、垂直腔面发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：伏春，廖强，张晖，
申请(专利权)人：成都鸿芯光电通信有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51