CN106443912A - 一种光互联模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光互联模块，包括硅载板以及基板，基板的一端设置有扁位台阶，基板的顶面以及扁尾台阶的侧端面和顶端面上均设置有电连接的焊盘；硅载板垂直设置在基板的扁位台阶上，硅载板的底端面和外侧端面上设置有电连接的焊盘；硅载板底端面上的焊盘与基板扁位台阶顶端面上的焊盘位置相应并通过焊接方式固定连接；激光器与硅载板外侧端面下部的焊盘通过打线连接；硅载板外侧端面上还通过光纤连接器连接光纤。本发明不仅能够实现发光方向由垂直转为水平的要求，而且还能够实现光纤与激光器发光面对准的要求，不仅成本较低、工艺步骤大大较少，而且光纤与光源为直接耦合，大大提高了耦合效率，并降低了光模块的功耗。

Description

一种光互联模块
技术领域
本发明涉及光电集成技术领域，特别是一种光互联模块结构。
背景技术
在光电集成技术领域中，100Gbs速率及以下、长度为2KM以下的QSFP光模块大多使用的是VCSEL激光器作为光源，VCSEL激光器成本低，体积小，但由于VCSEL激光器的发光方向垂直于芯片上表面，因此VCSEL激光器在与光纤耦合时，需要想办法将光路转折90°。
目前，在QSFP光模块集成过程中，将光路转折90°的方法主要有两种方式：其一是，如专利WO2011117807A1、US20120033979A1、US8798410B2提出的在基板上做45°反射镜方式将光路进行了转折；但这种技术需要在基板上或者光纤上做45°反射镜，会引入加工误差和反射损耗。其二是，LaXense 公司提出的方案是采用软硬结合板的方式，即通过软板弯折固定到基板上将激光器与光纤耦合，详见Feng, N. N. and X. C. Sun (2015). "ParallelOptical Interconnects Submodule Using Silicon Optical Bench." Journal OfLightwave Technology 33(4): 811-813. US9134490B2；这种方案的软硬结合板成本较高，工艺步骤较多，生产效率较低。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种结构以及制作工艺简单的光互联模块结构，以解决QSFP光模块集成过程中VCSEL激光器与光纤的光耦合问题，进一步提高生产效率。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种光互联模块，包括贴装有VCSEL激光器的硅载板以及贴装有激光器驱动芯片的基板，所述基板的一端设置有扁位台阶，基板的顶面以及扁尾台阶的侧端面和顶端面上均设置有电连接的焊盘；所述硅载板垂直设置在基板的扁位台阶上，硅载板的底端面和外侧端面上设置有电连接的焊盘；硅载板底端面上的焊盘与基板扁位台阶顶端面上的焊盘位置相应并通过焊接方式固定连接；所述VCSEL激光器贴装在硅载板外侧端面的上部，VCSEL激光器与硅载板外侧端面下部的焊盘通过打线连接；所述VCSEL激光器贴装在硅载板外侧端面上还通过光纤连接器连接与激光器相对应的光纤。
上述一种光互联模块，所述硅载板外侧端面上设置有两个配装光纤连接器固定插针的固定槽。
上述一种光互联模块，所述基板为有机基板、金属基板、陶瓷基板或者有机基板与金属基板的复合基板中的一种。
由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。
本发明通过将贴有VCSEL激光器的硅载板垂直安装在基板的扁位台阶上，实现发光方向由垂直转为水平的要求，再通过将光纤连接器插入硅载板的固定槽内，实现光纤与VCSEL激光器发光面对准的要求，不仅成本较低、工艺步骤大大较少，而且光纤与光源为直接耦合，大大提高了耦合效率，并降低了光模块的功耗。本发明将硅载板上的电连接与台阶基板上的引线通过焊接方式互连，相对于打线方式，电连接距离更短，更容易控制，高频性能得到了大幅提高。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的俯视图。
其中：1.基板，2.硅载板，3.驱动芯片，4.激光器，5.光纤，6.焊盘，7.光纤连接器，8.固定插针，9.扁位台阶。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
一种光互联模块，其结构如图1所示，包括基板1和硅载板2；硅载板2与基板1通过焊接方式垂直连接。本实施例中，基板为有机基板，当然也可以是金属基板、陶瓷基板或者有机基板与金属基板的复合基板中的一种。
本发明中，基板的一端设置有扁位台阶9，基板的顶面以及扁尾台阶的侧端面和顶端面上均设置有电连接的焊盘；硅载板垂直设置在基板的扁位台阶上，硅载板的底端面和外侧端面上设置有电连接的焊盘6；硅载板底端面上的焊盘与基板扁位台阶顶端面上的焊盘位置相应并通过焊接方式固定连接。
硅载板2上贴装有VCSEL激光器4，并通过光纤连接器7与光纤5连接，VCSEL激光器4与光纤5相对应，直接实现光耦合，如图2所示。本发明中，VCSEL激光器4贴装在硅载板外侧端面的上部，VCSEL激光器的电极与硅载板外侧端面下部的焊盘通过打线连接；硅载板外侧端面上设置有固定槽，用于两个配装光纤连接器的固定插针8，将光纤牢固地固定在硅载板上。
基板的顶端面上贴装有激光器驱动芯片3。本发明中，激光器驱动芯片以倒装焊形式贴装在基板表面，激光器驱动芯片与激光器之间的互连是通过基板扁位台阶处的焊盘和硅载板底端面电极焊接实现。
当然，如果硅载板上贴装的是探测器，那么基板上也相应地贴装探测器放大芯片，探测器放大芯片与探测器之间的互连是通过基板扁位台阶处的焊盘和硅载板底端面电极焊接实现。

Claims (3)

1.一种光互联模块，包括贴装有VCSEL激光器（4）的硅载板（2）以及贴装有激光器驱动芯片（3）的基板（1），其特征在于：所述基板的一端设置有扁位台阶（9），基板的顶面以及扁尾台阶的侧端面和顶端面上均设置有电连接的焊盘；所述硅载板垂直设置在基板的扁位台阶上，硅载板的底端面和外侧端面上设置有电连接的焊盘（6）；硅载板底端面上的焊盘与基板扁位台阶顶端面上的焊盘位置相应并通过焊接方式固定连接；所述VCSEL激光器贴装在硅载板外侧端面的上部，VCSEL激光器与硅载板外侧端面下部的焊盘通过打线连接；所述VCSEL激光器贴装在硅载板外侧端面上还通过光纤连接器（7）连接与激光器相对应的光纤（5）。
2.根据权利要求1所述的一种光互联模块，其特征在于：所述硅载板外侧端面上设置有两个配装光纤连接器固定插针的固定槽。
3.根据权利要求1所述的一种光互联模块，其特征在于：所述基板为有机基板、金属基板、陶瓷基板或者有机基板与金属基板的复合基板中的一种。
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