光电芯片共封装的低热耗收发模块制造技术

本发明专利技术公开了光电芯片共封装的低热耗收发模块，包括：盖板、电光调制芯片、监控光电探测芯片、接收光电探测芯片、第一底座、第二底座、控制芯片、跨阻放大芯片、底板、管壳、第一输入光纤、第二输入光纤及输出光纤；第一底座上沿竖直方向从上至下依次设置有顶腔、第一底腔，顶腔的内部粘接有电光调制芯片、接收光电探测芯片。通过将电光调制芯片、接收光电探测芯片及相应配套芯片进行共封装设计，提高集成度及高频性能，通过底板焊球与外部印制板焊接，可进行收发射频信号、控制信号及状态信号等传输，避免射频连接器转接，通过将模块内无源器件及有源器件分层分腔焊接，充分利用垂直方向空间，合理进行散热布局。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电混合集成封装，尤其涉及光电芯片共封装的低热耗收发模块。

技术介绍

1、射频收发模块在射频信号传输及通信中发挥重要作用，微波光子学技术因其具备高频宽带特性可提升射频收发模块宽带性能。微波光子学技术中的电光调制器作为电光转换单元，可实现射频收发模块的接收功能，接收射频信号并转换到光域，通过光信号进行传输。微波光子学技术中的光电探测器作为光电转换单元，接收光信号并转换为射频信号输出，可实现射频收发模块的发射功能。因此，电光调制器与光电探测器集成到一个模块中，该模块可同时具备射频收发功能。目前已有多种光电收发模块方案，但还存在不足，主要有如下3方面原因：

2、1、光电收发模块是连接微波与光波的重要一环，目前高集成微波电路为了避免射频连接器尺寸限制，常采用将微波元件表贴在印制电路板上进行集成封装的形式，从而进一步提高微波系统集成度。然而，具有独立封装的电光调制器需要光分束器、监控光电探测芯片、控制电路等器件形成的控制环路稳定偏置工作点；具有独立封装的光电探测器为降低寄生参数对高频性能的影响，需要将偏置电路、匹配电路、跨阻放大芯片尽量靠近本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.光电芯片共封装的低热耗收发模块，其特征在于，包括：盖板(1)、电光调制芯片(2)、监控光电探测芯片(3)、接收光电探测芯片(4)、第一底座(5)、第二底座(6)、控制芯片(7)、跨阻放大芯片(8)、底板(9)、管壳(10)、第一输入光纤(11)、第二输入光纤(12)及输出光纤(13)；第一底座(5)上沿竖直方向从上至下依次设置有顶腔(52)、第一底腔(53)，顶腔(52)的内部粘接有电光调制芯片(2)、接收光电探测芯片(4)，电光调制芯片(2)的顶部粘接有监控光电探测芯片(3)，底板(9)的顶部焊接有控制芯片(7)、跨阻放大芯片(8)，第一输入光纤(11)的中心与接收光电探测芯片(4...

【技术特征摘要】

1.光电芯片共封装的低热耗收发模块，其特征在于，包括：盖板(1)、电光调制芯片(2)、监控光电探测芯片(3)、接收光电探测芯片(4)、第一底座(5)、第二底座(6)、控制芯片(7)、跨阻放大芯片(8)、底板(9)、管壳(10)、第一输入光纤(11)、第二输入光纤(12)及输出光纤(13)；第一底座(5)上沿竖直方向从上至下依次设置有顶腔(52)、第一底腔(53)，顶腔(52)的内部粘接有电光调制芯片(2)、接收光电探测芯片(4)，电光调制芯片(2)的顶部粘接有监控光电探测芯片(3)，底板(9)的顶部焊接有控制芯片(7)、跨阻放大芯片(8)，第一输入光纤(11)的中心与接收光电探测芯片(4)的光敏面(41)中心重合，第二输入光纤(12)的中心与电光调制芯片(2)的输入光耦合端口(21)中心重合，第二输入光纤(12)输入光通过端面耦合方式入射到电光调制芯片(2)的输入光耦合端口(21)中，电光调制芯片(2)的输出光耦合端口(24)中心与输出光纤(13)的中心重合，电光调制芯片(2)的输出光耦合端口(24)输出光通过端面耦合方式入射到输出光纤(13)中，电光调制芯片(2)与控制芯片(7)电性连接，监控光电探测芯片(3)与控制芯片(7)电性连接，接收光电探测芯片(4)与跨阻放大芯片(8)电性连接，以实现电光调制芯片(2)的偏压控制闭环。

2.根据权利要求1所述的光电芯片共封装的低热耗收发模块，其特征在于，第一底座(5)通过低温共烧或焊接在第二底座(6)的顶部，第二底座(6)焊接在底板(9)的顶部，底板(9)上表面焊接有管壳(10)，且管壳(10)上设置有可容纳第一底座(5)和第二底座(6)的腔室，管壳(10)的顶部焊接有盖板(1)。

3.根据权利要求1所述的光电芯片共封装的低热耗收发模块，其特征在于，第一底腔(53)与第二底座(6)的顶部相连通，第二底座(6)上沿竖直方向设置有第二底腔(67)，且第二底腔(67)与底板(9)的顶部相连通；管壳(10)的一侧焊接有第一输入光纤(11)、第二输入光纤(12)及输出光纤(13)，且第一输入光纤(11)、第二输入光纤(12)及输出光纤(13)均延伸至管壳(10)的腔室，并粘接在顶腔(52)的内部，第一输入光纤(11)、第二输入光纤(12)与输出光纤(13)焊接在管壳(10)上进行密闭封装。

4.根据权利要求3所述的光电芯片共封装的低热耗收发模块，其特征在于，底板(9)包括底板介质(91)、焊接带(92)、底板表层布线(93)、底板金属过孔(94)、底部焊球(95)；底板介质(91)的上表面上设置有多条底板表层布线(93)，底板介质(91)上阵列布置有多组底板金属过孔(94)，且多组底板金属过孔(94)沿竖直方向分布，多组底板金属过孔(94)的底端一一对应焊接有底部焊球(95)；底板表层布线(93)用于第二底座(6)、控制芯片(7)与跨阻放大芯片(8)的焊接安装以及信号传输；底板金属过孔(94)一方面用于第二底座(6)、控制芯片(7)与跨阻放大芯片(8)信号传输，另一方面位于控制芯片(7)与跨阻放大芯片(8)下方的底板金属过孔(94)用于形成散热通道。

5.根据权利要求4所述的光电芯片共封装的低热耗收发模块，其特征在于，第一底座(5)包括第一座体(51)、顶腔(52)、第一底腔(53)、第一底座表层布线(54)以及第一底座金属过孔(55)；第一座体(51)的上表面位于顶腔(52)的两侧设置有多组第一底座表层布线(54)，第一座体(51)的内部位于顶腔(52)的两侧设置有多组第一底座金属过孔(55)，且多组第一底座金属过孔(55)一一对应多组第一底座表层布线(54)，第一底座金属过孔(55)的顶部与第一底座表层布线(54)之间电性连接。

6.根据权利要求5所述的光电芯片共封装的低热耗收发模块，其特征在于，第二底座(6)包括第二座体(61)、第二底座金属过孔(62)、第二底座表层布线(63)、匹配负载(64)、偏置电容(65)、偏置电感(66)及第二底腔(67)；第二座体(61)上表面焊接有偏置电容(65)及偏置电感(66)，偏置电容(65)及偏置电感(66)之间引线键合连接，底板(9)上的底部焊球(95)馈...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国，童阳，杨振宇，戴泽璟，田朝辉，韩守保，武秀，崇毓华，张业斌，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：