一种400G光收发模组制造技术

本发明专利技术提供了一种400G光收发模组，涉及光模块领域。该400G光收发模组包括PCB基板、阶梯型散热块、发射端光纤阵列、接收端光纤阵列、第一陶瓷基板和第二陶瓷基板，阶梯型散热块具有上阶梯面和下阶梯面，发射端光纤阵列和接收端光纤阵列并排贴装于上阶梯面，第一陶瓷基板和第二陶瓷基板并排贴装于下阶梯面；第一陶瓷基板的上侧贴装有激光器芯片和背光探测器；第一陶瓷基板下侧的凹槽中嵌装有TEC制冷片，且TEC制冷片与激光器芯片呈上下对应分布；第二陶瓷基板的上侧贴装有PD芯片，激光器芯片与第一陶瓷基板、PD芯片与第二陶瓷基板通过热压焊接封装。热压焊封装缩短了芯片与PCB基板的通信线路，提高了通信效率，确保了高频信号的灵敏度满足要求。满足要求。满足要求。

【技术实现步骤摘要】
一种400G光收发模组


[0001]本专利技术涉及光模块
，特别是涉及一种400G光收发模组。

技术介绍

[0002]在光通信技术中，光模块是实现光电转换和电光转换功能的核心器件，光模块主要由光发射器、光接收器、功能电路和光接口等部分组成。
[0003]如授权公告号为CN107861197B、授权公告日为2020.09.18的中国专利技术专利公开了一种光发射组件、封装工艺及光模块，具体公开了光发射组件包括：柔性电路板、激光器芯片、背光探测器、耦合透镜、隔离器、第一适配器和基板；柔性电路板用于为激光器芯片和背光探测器供电，以及传输电信号；激光器芯片，用于接收电信号，将电信号转换为光信号；耦合透镜，用于会聚激光器芯片发出的光信号，其中，该光信号经过隔离器入射到第一适配器的单模光纤插芯中；基板，用于为激光器芯片和耦合透镜提供光路耦合媒介。
[0004]现有技术中的光发射组件设计有激光器芯片将电信号转换为光信号，经过耦合透镜和隔离器将光信号入射到单模光纤插芯中。并且，通过金线键合将柔性电路板与激光器芯片连接，当传输速率达到一定程度，金线传输的高频信号灵敏度无法满足要求。
[0005]由于激光器芯片的发热量大，容易出现局部热量过高的情况；而且，激光器芯片和耦合透镜存在尺寸差，难以实现激光器芯片与耦合透镜的高度对准。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种400G光收发模组，以解决当传输速率达到一定程度，金线传输的高频信号灵敏度无法满足要求；由于激光器芯片的发热量大，容易出现局部热量过高的情况；而且，激光器芯片和耦合透镜存在尺寸差，难以实现激光器芯片与耦合透镜的高度对准的问题。
[0007]本专利技术的400G光收发模组的技术方案为：
[0008]400G光收发模组包括PCB基板、阶梯型散热块、发射端光纤阵列、接收端光纤阵列、第一陶瓷基板和第二陶瓷基板，所述阶梯型散热块贴合连接在所述PCB基板的表面；
[0009]所述阶梯型散热块具有上阶梯面和下阶梯面，所述发射端光纤阵列和所述接收端光纤阵列并排贴装于所述上阶梯面，所述第一陶瓷基板和所述第二陶瓷基板并排贴装于所述下阶梯面；
[0010]所述第一陶瓷基板的上侧贴装有激光器芯片和背光探测器，所述发射端光纤阵列对应所述激光器芯片还设有隔离器，所述上阶梯面介于所述激光器芯片和所述隔离器之间还设有聚焦透镜；
[0011]所述第一陶瓷基板的下侧开设有凹槽，所述凹槽中嵌装有TEC制冷片，所述TEC制冷片分别与所述下阶梯面和所述第一陶瓷基板相贴合，且所述TEC制冷片与所述激光器芯片呈上下对应分布；
[0012]所述第二陶瓷基板的上侧贴装有PD芯片，所述PD芯片与所述接收端光纤阵列对应
布置；所述激光器芯片与所述第一陶瓷基板、所述PD芯片与所述第二陶瓷基板通过热压焊接封装。
[0013]进一步的，所述激光器芯片和所述PD芯片的下侧分别设有通信接口，所述第一陶瓷基板和所述第二陶瓷基板上分别设有表面电路，所述激光器芯片的通信接口与所述第一陶瓷基板的表面电路之间、所述PD芯片的通信接口与所述第二陶瓷基板的表面电路之间均连接有低温锡球。
[0014]进一步的，所述第一陶瓷基板的上表面平行于所述上阶梯面，且所述第一陶瓷基板的上表面低于所述上阶梯面设置。
[0015]进一步的，所述上阶梯面平行于所述阶梯型散热块的底面设置，所述下阶梯面在远离所述上阶梯面的方向上呈斜向下设置，所述下阶梯面相对于所述阶梯型散热块的底面的倾斜角度介于0至5
°
之间。
[0016]进一步的，所述下阶梯面相对于所述阶梯型散热块的底面的倾斜角度为1
°
至3
°
之间的任意角度。
[0017]进一步的，所述第一陶瓷基板的下表面设有第一斜面，所述第一斜面与所述下阶梯面的倾斜角度相等；所述第二陶瓷基板的下表面设有第二斜面，所述第二斜面与所述下阶梯面的倾斜角度相等。
[0018]进一步的，所述下阶梯面均匀设置有微沟槽，所述微沟槽的长度方向沿所述下阶梯面的表面倾斜方向设置；所述第一斜面、所述第二斜面均设有与所述下阶梯面相配合的微凸脊，所述微凸脊的长度方向沿所述第一斜面或所述第二斜面的表面倾斜方向设置。
[0019]进一步的，所述微沟槽的截面轮廓为V字型，所述微沟槽的深度为20μm至200μm之间的任意尺寸，相邻两个所述微沟槽之间的间距为200μm至600μm之间的任意尺寸。
[0020]进一步的，所述微沟槽和所述微凸脊均采用激光刻蚀加超声波清除技术制成。
[0021]进一步的，所述接收端光纤阵列的一侧具有凸出于所述上阶梯面的悬伸部，所述悬伸部位于所述第二陶瓷基板的上部，且所述PD芯片设置在所述接收端光纤阵列的悬伸部的下侧。
[0022]有益效果：该400G光收发模组采用了PCB基板、阶梯型散热块、发射端光纤阵列、接收端光纤阵列、第一陶瓷基板和第二陶瓷基板的设计形式，阶梯型散热块贴合连接在PCB基板的表面，第一陶瓷基板和第二陶瓷基板并排贴装于阶梯型散热块的下阶梯面上。其中，PCB基板通过第一陶瓷基板的表面电路与激光器芯片电连接，激光器芯片发出的激光经过聚焦透镜会聚至发射端光纤阵列的光纤端部，起到光发出的作用；PCB基板通过第二陶瓷基板的表面电路与PD芯片电连接，将接收端光纤阵列接收到的光信号传输至PD芯片，起到光接收的作用。
[0023]由于阶梯型散热块设有上阶梯面和下阶梯面，聚焦透镜安装于上阶梯面，激光器芯片安装于下阶梯面，利用上、下台阶面具有一定的高度差，可消除激光器芯片和聚焦透镜的尺寸差，从而实现激光器芯片与聚焦透镜高度对准的目的。另外，激光器芯片与第一陶瓷基板、PD芯片与第二陶瓷基板通过热压焊接封装，相比于金线键合形成的电连接，热压焊封装缩短了芯片与PCB基板的通信线路，提高了通信效率，当传输速率达到一定程度，确保了高频信号的灵敏度满足要求。
[0024]并且，第一陶瓷基板的上侧贴装有激光器芯片和背光探测器，第一陶瓷基板的下
侧凹槽中嵌装有TEC制冷片，TEC制冷片与激光器芯片呈上下对应分布。激光器芯片产生的高温通过第一陶瓷基板传导至TEC制冷片7的制冷端，TEC制冷片将吸收的热量向下传递至阶梯型散热块，从而实现有效地传导扩散激光器芯片产生的大量热量，避免出现局部热量过高的情况。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的400G光收发模组的具体实施例中光收发模组的内部结构示意图；
[0026]图2为本专利技术的400G光收发模组的具体实施例中激光器芯片和低温锡球的局部示意图；
[0027]图3为本专利技术的400G光收发模组的具体实施例中光收发模组的主视示意图；
[0028]图4为图3中A－A处的剖视示意图。
[0029]图中：1－PCB基板、2－阶梯型散热块、21－上阶梯面、22－下阶梯面、23－微沟槽；
[0030]3－发射端光纤阵列、31－激光器芯片、3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种400G光收发模组，其特征是，包括PCB基板、阶梯型散热块、发射端光纤阵列、接收端光纤阵列、第一陶瓷基板和第二陶瓷基板，所述阶梯型散热块贴合连接在所述PCB基板的表面；所述阶梯型散热块具有上阶梯面和下阶梯面，所述发射端光纤阵列和所述接收端光纤阵列并排贴装于所述上阶梯面，所述第一陶瓷基板和所述第二陶瓷基板并排贴装于所述下阶梯面；所述第一陶瓷基板的上侧贴装有激光器芯片和背光探测器，所述发射端光纤阵列对应所述激光器芯片还设有隔离器，所述上阶梯面介于所述激光器芯片和所述隔离器之间还设有聚焦透镜；所述第一陶瓷基板的下侧开设有凹槽，所述凹槽中嵌装有TEC制冷片，所述TEC制冷片分别与所述下阶梯面和所述第一陶瓷基板相贴合，且所述TEC制冷片与所述激光器芯片呈上下对应分布；所述第二陶瓷基板的上侧贴装有PD芯片，所述PD芯片与所述接收端光纤阵列对应布置；所述激光器芯片与所述第一陶瓷基板、所述PD芯片与所述第二陶瓷基板通过热压焊接封装。2.根据权利要求1所述的400G光收发模组，其特征是，所述激光器芯片和所述PD芯片的下侧分别设有通信接口，所述第一陶瓷基板和所述第二陶瓷基板上分别设有表面电路，所述激光器芯片的通信接口与所述第一陶瓷基板的表面电路之间、所述PD芯片的通信接口与所述第二陶瓷基板的表面电路之间均连接有低温锡球。3.根据权利要求2所述的400G光收发模组，其特征是，所述第一陶瓷基板的上表面平行于所述上阶梯面，且所述第一陶瓷基板的上表面低于所述上阶梯面设置。4.根据权利要求3所述的400G光收发模组，其特征是，所述上阶梯面平行于所述阶梯型散热块的底面设置...

【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：