高速光收发装置制造方法及图纸

就包括数字信号处理电路、以及光调制模块和光接收模块的光收发装置而言，采用了一种高速光收发装置，其中，将柔性基板用作所述光调制模块和所述光接收模块的高频接口，在数字信号处理电路的封装基板上设有将高频布线图案与所述柔性基板连接的机构，所述封装基板与所述光调制模块和所述光接收模块通过所述柔性基板连接。基板连接。基板连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高速光收发装置


[0001]本专利技术涉及一种搭载有数字信号处理电路的、具备光发送机(光调制器)和光接收机的高速的光收发装置。

技术介绍

[0002]以数字相干为首的、数字信号处理技术被导入至光纤通信系统，单波长100Gbps的主干网传输技术确立，现在，至单波长400～600Gbps的高速化达到了实用水平。
[0003]在初期的100G数字相干系统中，如图1所示，各部件(IC(integrated circuit：集成电路)、光子IC(PIC(photonic integrated circuit：光子集成电路)))被单独封装化，例如为在印刷电路基板(PCB：printed
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circuit board)上安装各部件的形态。
[0004]在图1的以往的100G数字相干系统中，在PCB板基板100之上搭载有DSP封装基板110并通过BGA(ball grid array：球阵列)101电连接，进一步地在其上搭载有DSP－ASIC111的芯片。
[0005]DSP封装基板110的电输入/输出通过PCB板基板100上的印刷布线，经由表面安装引脚102与驱动器/TIA130连接，并经由其与光调制(受光)模块120连接。
[0006]在光调制(受光)模块120中，接受调制电信号并进行光调制，向光纤140输出调制光，此外，将从光纤140接受的信号光转换为电信号并送向DSP封装基板110，DSP－ASIC111进行接收信号处理。
[0007]另一方面，由于在超过400G的系统中要求模拟部件的宽频带化(例如调制频带40GHz以上)，因此，以高频损耗降低和小型化为目的、如图2所示那样的、RF驱动器和光调制器在发送侧被一体封装安装的形态(Coherent Driver Modulator：CDM(相干驱动调制器))、跨阻放大器TIA(Trans
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Impedance Amplifier)和光受光器PD(Photoelectric Diode：光电二极管)在接收侧被一体封装安装的形态(Integrated Coherent Receiver：ICR(集成相干接收机))受到关注。(以下，将两者统称为CDM形态。)
[0008]在图2的以往的400G数字相干系统中，对于与图1相同的功能，省略说明，其中，使用了驱动器/TIA和光调制(受光)模块被一体安装的、一体安装光调制(光接收)模块225。
[0009]而且，为了抑制封装安装引起的高频特性劣化，也进行了如下尝试：如图3所示那样将所有的高频模拟IC安装(DSP共同封装(Co
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Package)安装)于与DSP同一封装基板上。在图3中，对于与图1、图2相同的功能，省略说明，其中，使用了将所有的高频模拟IC安装(DSP共同封装安装)于与DSP同一封装基板310上的、一体安装光调制(受光)模块。
[0010]需要说明的是，在该情况下，产生瓦级的热量的DSP－ASIC和光收发器件接近配置于同一封装基板上，因此，对于光收发器件，期望特性变动相对于温度变化、上升小的(温度依赖小的)器件。
[0011]此外，作为光收发器件材料，代替以往的铌酸锂(LN)光调制器，基于半导体的光调制器因小型、低成本化的观点而引来关注。特别是，在面向更高速的调制动作中主要使用InP所代表的化合物半导体，此外，在更重视小型化、低成本化的系统中，研究开发集中于Si
基的光器件。
[0012]在半导体光调制器中也有材料特有的优点和缺点，例如，在InP光调制器中，为了控制带边吸收效果，认为在调制动作时必须进行温度控制器控制。另一方面，虽然Si调制器具有无需温度控制的优点，但与其他材料系列相比，由于电光效应小而需要使电
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光相互作用长度变长，作为结果，有时也会引起高频损耗增大，更进一步的高速化(宽频带化)中课题很多。
[0013]为了实现如图1～图3所示那样的以往的光收发器的更进一步的高速化，不仅IC(例如Si－CMOS等)、PIC(例如光调制元件、光受光元件等)的高速化，封装、高频布线的高速化(低RF损耗化)以及各组件间的电连接的低损耗化(低反射化)也很重要。即，就安装上的高速化的观点而言，可以说集成度高的图2还有图3这样的多个芯片的共同封装形态比图1所示的单独封装形态有利于高速化。
[0014]根据以上的背景，对于温度依赖性小的Si基光调制器，研究了集成度更高的DSP共同封装形态，另一方面，在温度依赖性大的InP基光调制器中，大多采用了作为与发热量大的DSP不同的封装体，在同一封装体内仅搭载有高频放大元件(驱动器IC)的形态(例如CDM)。需要说明的是，在此，光调制元件一般安装于温度调整器(TEC)上来被温度(恒定)控制。
[0015]现有技术文献
[0016]专利文献
[0017]专利文献1：日本特开2015－146515号公报

技术实现思路

[0018]专利技术所要解决的问题
[0019]如前所述，以往的半导体光调制器的安装形态主要大致分为图2所示的CDM形态(在接收器侧为ICR，在收发器一体封装的情况下也叫做IC－TROSA：Integrated Coherent Transmitter and Receiver Optical Sub
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Assembly(集成相干发射器接收器光学子组件))或如图3所示的DSP共同封装形态。
[0020]在此，为了实现整个光发送(接收)器的更进一步的高速化，需要各IC、PIC的高速化和使将其连接的布线、封装安装全部高速化(宽频带化)。但是，前述的以往的两个安装形态分别具有如下这样的阻碍宽频带化的课题。
[0021](CDM形态的课题)
[0022]从例如设于DSP－ASIC内的数模转换电路(DAC：digital to analog converter)输出的高速模拟电信号向ASIC
→
DSP封装基板
→
PCB板基板
→
光调制模块传播从而转换为光信号。在电接口中，例如使用表面安装SMT(Surface Mount Technology：表面安装技术)、FPC(Flexible printed circuits：柔性印刷电路基板、柔性印刷布线板。
[0023]在该情况下，需要经过异种且多个高频电路基板来传播电信号，由于电气布线长度长尺寸化而使电损耗增大。
[0024]而且，在基板间的连接、特别是DSP封装体与PCB板间的BGA(球阵列封装)连接部中，将一百至数百微米径的焊球用于连接，因此，当为50GHz以上的高频信号时，由焊球连接部位处的阻抗失配引起的电反射成为使高频特性大幅劣化的主要因素。
[0025]就该高频特性的劣化而言，在以往的400G系统(按调制驱动波特率为64GBaud rate，作为要求频带大约为40GHz)中，未被作为重大的课题举出，但在下一代的800G、1T系统的实现(要求频带＞5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种高速光收发装置，是包括数字信号处理电路、以及驱动器与光调制元件至少为一体的光调制模块或跨阻放大器与光受光元件至少为一体的光接收模块中的至少任一个的光收发装置，其特征在于，将柔性基板用作所述光调制模块和所述光接收模块的高频接口，在所述数字信号处理电路的封装基板之上设有将高频布线图案与所述柔性基板连接的机构，所述封装基板与所述光调制模块或所述光接收模块中的至少任一个通过所述柔性基板直接连接。2.根据权利要求1所述的高速光收发装置，其特征在于，搭载于所述光调制模块的光调制元件由温度控制器进行温度控制。3.根据权利要求1或2所述的高速光收发装置，其特征在于，所述光调制模块被气密封装化。4.根据权利要求1所述的高速光收发装置，其特征在于，在搭载于所述光调制模块的光调制元件中...

【专利技术属性】
技术研发人员：小木曾义弘，田野边博正，山中祥吾，尾崎常祐，石川光映，
申请(专利权)人：日本电信电话株式会社，
类型：发明
国别省市：