CN117079975A - 高速tia抗5g wifi电磁干扰方法 - Google Patents

高速tia抗5g wifi电磁干扰方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117079975A
CN117079975A CN202310941104.1A CN202310941104A CN117079975A CN 117079975 A CN117079975 A CN 117079975A CN 202310941104 A CN202310941104 A CN 202310941104A CN 117079975 A CN117079975 A CN 117079975A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gold
pin
tia
filter capacitor
bare die
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202310941104.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117079975B (zh
Inventor
周媛媛
李景虎
陈福洁
石良琼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiamen EOchip Semiconductor Co Ltd
Original Assignee
Xiamen EOchip Semiconductor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiamen EOchip Semiconductor Co Ltd filed Critical Xiamen EOchip Semiconductor Co Ltd
Priority to CN202310941104.1A priority Critical patent/CN117079975B/zh
Publication of CN117079975A publication Critical patent/CN117079975A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117079975B publication Critical patent/CN117079975B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/228—Terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/521—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

高速TIA抗5G WIFI电磁干扰方法，属于集成电路和光通信领域，本发明为解决现有高速TIA抗5G WIFI电磁干扰存在的问题。本发明抗干扰方法：在TIA的裸DIE芯片上堆叠用于构建滤波电路的高压电容C9和电阻R11，A1、将高压电容C9拆分为并联的两个滤波电容C91和C92，且满足C9＝C91+C92，C91＝C92；A2、构建差分输出相互抵消信号干扰步骤；A3、构建相互抵消透镜泄露的电磁干扰步骤；雪崩光电二极管APD、滤波电容C91和镀金垫片依次堆叠在靠近裸DIE芯片的纵轴上，并通过金线连接焊盘；电阻R11、滤波电容C92依次堆叠在引脚VDD、VAPD之间的纵轴上，电阻R11通过一号金线与滤波电容C91连接，滤波电容C92通过二号金线与引脚VAPD连接；一号金线和二号金线形成90°夹角，相互抵消透镜泄露的电磁干扰。

Description

高速TIA抗5G WIFI电磁干扰方法
技术领域
本发明属于集成电路和光通信领域。
背景技术
在光纤通信模块的接收端(ROSA)，将光信号通过雪崩光电二极管(APD)转换为电流信号，再通过跨阻放大器(TIA)把电流信号转换为电压信号。雪崩光电二极管(APD)正常工作时，需在其两端提供45V左右的反偏高压，使其内部的电子形成雪崩态，对微弱的光电流产生放大作用，即APD的倍增效应。因此APD具有很高的灵敏度且暗电流较小，能接收较远距离发送过来的光信号。
5G WiFi是指运行在5GHz无线电波频段，且采用802.11ac协议的WiFi，传输速度能达到1Gpbs以上。WiFi路由器把5GHz高频载波和低频调制数据信号转换为5GHz高频已调信号，并以足够大的功率输送到天线，然后通过电磁波的形式辐射到空间。移动设备内部的天线接收空间中的电磁波信号转化成电信号数据，完成数据的通信交流。
图1给出了TO封装(Transistor Outline，同轴封装)受到电磁干扰示意图。图1中，TO封装是将跨阻放大器TIA、雪崩光电二极管APD、分立元件(电容、电阻)放置于金属管壳100内部的置物平台上，用金属将跨阻放大器TIA的焊盘PAD和其他元器件、管脚相连的封装方式。金属管壳100与地相连接起到屏蔽电磁干扰信号的作用。金属管壳100的顶部是一个透镜开口200，用于镶嵌聚光透镜，光纤传递出来的光经过聚光透镜汇聚在APD的收光区，APD产生光电流再经过跨阻放大器TIA进行信号放大。辐射到空间中的5G WiFi电磁干扰信号300分别从聚光透镜、金属管壳的引脚(金属天线)进入到金属管壳100内部，金属管壳的引脚包括地引脚GND、反偏高压引脚VAPD、电源引脚VDD、TIA输出端正负引脚OUTP、OUTN。由于跨阻放大器TIA放大的是极其微弱的信号，5G WiFi电磁干扰信号会大大降低跨阻放大器的接收灵敏度，缩短ROSA能够识别信号的最远距离。
图2是传统的抗WiFi干扰ROSA_PCB电路图，在APD的阴极放置电阻R11和高压电容C9形成一个低通滤波器，将电流镜芯片输出引脚MIROUT的纹波滤除，也可以消除管壳金属引脚VAPD吸收电磁波转换成的干扰信号。
图3是与图2相对应的TIA的TO打线方案，这种传统的打线方案抗WiFi干扰能力较弱，金属管壳100内部的置物平台上，使用分立器件：高压电容C9(470pF)和电阻R11(200Ω)组合成滤波电路，可以滤除管壳金属引脚VAPD上的电磁干扰。但较为随意的打线方式，无形中成了天线，所述天线会接收透镜开口泄露的电磁干扰，损伤了正常需要放大的信号和已经放大的信号。
实际应用中，高速TIA的带宽通常能够达到10GHz以上，而WiFi的载波频率为5GHz，可见载波频率在高速TIA的带宽内，这会严重影响到高速TIA接收光信号的能力，降低接收灵敏度，随着高速TIA的带宽越往上提升，影响越严重。
传统的抗干扰方案是采用分立高压电容和电阻组合形成滤波电路，滤除管脚上的电磁干扰，这一方案虽然可以有效抑制无效信号，但是所使用到的分立器件体积较大成本较高，也有设计公司采用在TIA的裸DIE(裸芯片)上方堆叠式额外的集成高压电容和电阻方案来抗WiFi干扰，由于高速TIA采用的制造工艺一般为GeSi或者特征尺寸小于90nm的先进工艺，生产制造成本本来就极高，且TIA的芯片面积一般都比较小，约1mm2，在此芯片面积上只能制造较小的高压电容，ROSA里还需要额外的小的分立电容才能满足要求，整体制造成本也并没有下降许多，并且它还带来了另一个弊端：堆叠式方案增加了APD的垂直高度不利于透镜和APD收光区对焦，降低TIA接收信号的灵敏度。
以上两个现有抗干扰方案只考虑了金属引脚产生的干扰，但是未考虑透镜开口传递到管壳内部的电磁干扰。这会导致传统抗干扰方案无法胜任高速TIA的性能需求。
发明内容
针对现有高速TIA抗5G WIFI电磁干扰存在的问题，本发明提供一种高速TIA抗5GWIFI电磁干扰方法。
本发明所述高速TIA抗5G WIFI电磁干扰方法提供两种方案：
第一个方案：本发明所述高速TIA抗5G WIFI电磁干扰方法，金属管壳100内的置物台上设置有TIA的裸DIE芯片1和雪崩光电二极管APD2，金属管壳100具有引脚GND、引脚VAPD、引脚VDD、引脚OUTP和引脚OUTN；
所述方法为在TIA的裸DIE芯片上堆叠用于构建滤波电路的高压电容C9和电阻R11，所述滤波电路用于光纤通信模块的接收端ROSA内电流镜芯片CURRENT_MIRROR输出引脚MIROUT的纹波滤除，具体包括以下步骤：
A1、将高压电容C9拆分为并联的两个滤波电容C91和C92，且满足C9＝C91+C92，C91＝C92；
A2、构建差分输出相互抵消信号干扰步骤；
TIA的裸DIE芯片1设置于引脚OUTP、OUTN之间置物台的纵轴上；
引脚OUTP通过一根三号金线7垂直于纵轴连接TIA的裸DIE芯片1上的输出焊盘OUTP；
引脚OUTN通过一根四号金线8垂直于纵轴连接TIA的裸DIE芯片1上的输出焊盘OUTN；
三号金线7和四号金线8等长，保持在同一水平线上，以实现高速TIA的差分输出相互抵消信号干扰；
A3、构建相互抵消透镜泄露的电磁干扰步骤；
雪崩光电二极管APD2、滤波电容C91和镀金垫片4依次堆叠在靠近TIA的裸DIE芯片1的纵轴上，并通过金线连接TIA的裸DIE芯片1上位于纵轴上的输入焊盘IN，镀金垫片4通过引脚GND接地；
电阻R11、滤波电容C92依次堆叠在引脚VDD、VAPD之间的纵轴上，电阻R11通过一号金线5与滤波电容C91连接，滤波电容C92通过二号金线6与引脚VAPD连接；
一号金线5和二号金线6形成90°夹角，相互抵消透镜泄露的电磁干扰。
优选地，步骤A3中雪崩光电二极管APD2、滤波电容C91和镀金垫片4依次堆叠的过程为：
首先，用导电银胶将镀金垫片4固定于金属管壳100内置物台上中心点略偏下的位置，镀金垫片4通过导电银胶实现与地连接；
其次，将滤波电容C91叠层放置在镀金垫片4上并用导电银胶固定，滤波电容C91的一端通过镀金垫片4接地；
再次，将雪崩光电二极管APD2叠层放置在滤波电容C91上，且雪崩光电二极管APD2的收光孔径对位于金属管壳100横纵轴十字交叉点上，雪崩光电二极管APD2的阴极与滤波电容C91的另一端连接并用导电银胶固定；
最后，雪崩光电二极管APD2的阳极通过金线垂直于横轴连接TIA的裸DIE芯片1上位于纵轴上的输入焊盘IN。
优选地，步骤A3中电阻R11、滤波电容C92依次堆叠的过程为：
首先，用导电银胶将滤波电容C92固定在置物台的纵轴上，滤波电容C92的一端通过导电银胶接地；
其次，将电阻R11叠层放置在滤波电容C92上，并用胶水固定；电阻R11的一端用两根金线连接滤波电容C92的另一端；
再次，电阻R11的另一端通过两根一号金线5垂直于横轴连接滤波电容C91的另一端，才实现与雪崩光电二极管APD2阴极连接；
最后，滤波电容C92的另一端通过两根二号金线6垂直于纵轴连引脚VAPD上。
优选地，还包括电源滤波电容3，电源滤波电容3设置于引脚OUTP和引脚VDD之间置物台的横轴上，引脚VDD通过两根金线垂直于横轴连接电源滤波电容3的一端；
电源滤波电容3的另一端通过两根金线连接TIA的裸DIE芯片1上的电源焊盘VDD；
电源滤波电容3通过导电银胶连接至地。
优选地，金线连接规则为：以最低跨越高度和最小跨度距离进行连接。
第二个方案：所述高速TIA抗5G WIFI电磁干扰方法，金属管壳100内的置物台上设置有TIA的裸DIE芯片1和雪崩光电二极管APD2，金属管壳100具有引脚GND、引脚VAPD、引脚VDD、引脚OUTP和引脚OUTN；
所述方法包括以下步骤：
B1、构建差分输出相互抵消信号干扰步骤；
TIA的裸DIE芯片1设置于引脚OUTP、OUTN之间置物台的纵轴上；
引脚OUTP通过一根三号金线7垂直于纵轴连接TIA的裸DIE芯片1上的输出焊盘OUTP；
引脚OUTN通过一根四号金线8垂直于纵轴连接TIA的裸DIE芯片1上的输出焊盘OUTN；
三号金线7和四号金线8等长，保持在同一水平线上，以实现高速TIA的差分输出相互抵消信号干扰；
B2、堆叠步骤；
雪崩光电二极管APD2和镀金垫片4依次堆叠在靠近TIA的裸DIE芯片1的纵轴上，雪崩光电二极管APD2通过金线连接TIA的裸DIE芯片1上位于纵轴上的输入焊盘IN；
镀金垫片4通过引脚GND接地，引脚VAPD通过两根五号金线9连接镀金垫片4；
B3、在光纤通信模块的接收端ROSA中电流镜芯片CURRENT_MIRROR的内部构建高压电容C9和电阻R11，高压电容C9和电阻R11构成的滤波电路用于电流镜芯片CURRENT_MIRROR输出引脚MIROUT的纹波滤除。
优选地，步骤B3的过程为：
电阻R11的一端从内部连接电流镜芯片CURRENT_MIRROR输出端MIROUT；
电阻R11的另一端同时连接高压电容的C9的一端和电流镜芯片CURRENT_MIRROR的输出引脚VAPD；
高压电容C9的另一端接地；
电流镜芯片CURRENT_MIRROR内设置可编程模块，可编程模块的输出控制端分别连接电阻R11的控制端和高压电容C9的控制端；
可编程模块的信号输入端连接电流镜芯片CURRENT_MIRROR的输入引脚CTL。
优选地，步骤B2的过程为：
首先，用普通胶水将镀金垫片4固定于金属管壳100内置物台上中心点位置；
其次，将雪崩光电二极管APD2叠层放置在镀金垫片4上，且雪崩光电二极管APD2的收光孔径对位于金属管壳100横纵轴十字交叉点上，雪崩光电二极管APD2的阴极与镀金垫片4用导电银胶相连接；
再次，引脚VAPD通过两根五号金线9连接镀金垫片4；
最后，雪崩光电二极管APD2的阳极通过金线垂直于横轴连接TIA的裸DIE芯片1上位于纵轴上的输入焊盘IN。
优选地，还包括电源滤波电容3，电源滤波电容3设置于引脚OUTP和引脚VDD之间置物台的横轴上，引脚VDD通过两根金线垂直于横轴连接电源滤波电容3的一端；
电源滤波电容3的另一端通过两根金线连接TIA的裸DIE芯片1上的电源焊盘VDD；
电源滤波电容3通过导电银胶连接至地。
本发明的有益效果：本发明提出一种高速TIA抗5G WIFI电磁干扰的方案，不同于传统抗干扰方案思路，使用分立或者堆叠固定参数值的高压电容和电阻的方式抗WIFI干扰，采用特殊打线方式和将高压电容与电阻集成在同样需要使用高压工艺的电流镜芯片CURRENT_MIRROR内部，并且它们的参数值可以通过修调或者编程的方式，获得最优的抗WIFI干扰效果。该发明方案不仅能获得较好的抗WIFI干扰效果，使用成本也得到下降。
第一个方案采用分立元件，将高压电容拆分为两块高压电容，并在两块电容处通过打线方式构建夹角90度的天线，达到相互抵消透镜泄露的电磁干扰的目的，同时在裸DIE输出端OUTP和管壳引脚OUTP、裸DIE输出端OUTN和管壳引脚OUTN，采用最低跨越高度和最短的距离进行打线，近乎完全一样的打线能够让高速TIA的差分输出相互抵消信号干扰。该方法并未消除天线的存在，而是采用特殊手段使天线之间相互抵消信号干扰。
本发明第二个方案对第一个方案进一步优化，将高压电容和电阻集成进了采用高压工艺制造的电流镜芯片内部，降低了模块整体成本，还可以多样化的配置滤波器，优化抗干扰性能。
附图说明
图1是TO封装受到电磁干扰示意图；
图2是传统的抗WiFi干扰ROSA_PCB电路图；
图3是传统的抗WiFi干扰的TO打线方案示意图；
图4是实施方式一抗WiFi干扰ROSA_PCB电路图；
图5是实施方式一抗WiFi干扰的TO打线方案示意图；
图6是实施方式二抗WiFi干扰ROSA_PCB电路图；
图7是实施方式二抗WiFi干扰的TO打线方案示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
具体实施方式一：下面结合图4和图5说明本实施方式，本实施方式所述高速TIA抗5G WIFI电磁干扰方法，金属管壳100内的置物台上设置有TIA的裸DIE芯片1和雪崩光电二极管APD2，金属管壳100具有引脚GND、引脚VAPD、引脚VDD、引脚OUTP和引脚OUTN；
所述方法为在TIA的裸DIE芯片上堆叠用于构建滤波电路的高压电容C9和电阻R11，所述滤波电路用于光纤通信模块的接收端ROSA内电流镜芯片CURRENT_MIRROR输出引脚MIROUT的纹波滤除，本实施方式打线过程中金线连接规则为：以最低跨越高度和最小跨度距离进行连接。
打线过程具体包括以下步骤：
A1、将高压电容C9拆分为并联的两个滤波电容C91和C92，且满足C9＝C91+C92，C91＝C92；
参见图4，除了将高压电容C9拆分外，其它电路结构与传统图2一致。
由于现有TIA的芯片面积一般都比较小，约1mm2，在此芯片面积上只能制造较小的高压电容，本步骤将高压电容进行拆分是为了减小电容尺寸，使其与尺寸较小的裸DIE芯片堆叠成为可能。以高压电容C9＝940pF为例，将其拆分为两个470pF电容C91、C92，与200欧姆的电容R11分别滤波，用以滤除电流镜芯片CURRENT_MIRROR输出引脚的纹波。本步骤拆分成两个470pF的高压电容比使用单个940pF的电容减小了大电容上极板带来的较大寄生电感，避免了谐波震荡。
A2、构建差分输出相互抵消信号干扰步骤；
TIA的裸DIE芯片1设置于引脚OUTP、OUTN之间置物台的纵轴上；
引脚OUTP通过一根三号金线7垂直于纵轴连接TIA的裸DIE芯片1上的输出焊盘OUTP；
引脚OUTN通过一根四号金线8垂直于纵轴连接TIA的裸DIE芯片1上的输出焊盘OUTN；
三号金线7和四号金线8等长，保持在同一水平线上，以实现高速TIA的差分输出相互抵消信号干扰；
本步骤中，三号金线7和四号金线8都采用最低跨越高度(层叠元件之间连接时)和最小跨度距离(同一层元件之间连接时)进行打线，对称的近乎完全一样的打线能够让高速TIA的差分输出相互抵消信号干扰。
A3、构建相互抵消透镜泄露的电磁干扰步骤；
雪崩光电二极管APD2、滤波电容C91和镀金垫片4依次堆叠在靠近TIA的裸DIE芯片1的纵轴上，并通过金线连接TIA的裸DIE芯片1上位于纵轴上的输入焊盘IN，镀金垫片4通过引脚GND接地；
电阻R11、滤波电容C92依次堆叠在引脚VDD、VAPD之间的纵轴上，电阻R11通过一号金线5与滤波电容C91连接，滤波电容C92通过二号金线6与引脚VAPD连接；
一号金线5和二号金线6形成90°夹角，相互抵消透镜泄露的电磁干扰。
本步骤中，该方案能够抗透镜泄露电磁波的关键在于特殊的打线方式：一号金线5和二号金线6均采用双金线打线，两线并联的寄生电阻和电感更小，抗干扰效果更好。一号金线5和二号金线6都采用最低跨越高度(层叠元件之间连接时)和最小跨度距离(同一层元件之间连接时)进行打线，这样做的目的是缩短金属导线形成的天线。一号金线5和二号金线6相互垂直形成90°夹角，其作用是相互抵消透镜泄露的电磁干扰。
步骤A3中雪崩光电二极管APD2、滤波电容C91和镀金垫片4依次堆叠的过程为：
首先，用导电银胶将镀金垫片4固定于金属管壳100内置物台上中心点略偏下的位置，镀金垫片4通过导电银胶实现与地连接；
其次，将滤波电容C91叠层放置在镀金垫片4上并用导电银胶固定，滤波电容C91的一端通过镀金垫片4接地；
滤波电容C91(470pF)下方是镀金垫片4，其作用是外射透镜泄露的电磁波，且将滤波电容C91吸收的干扰信号更快的泄放到金属管壳的地上。
再次，将雪崩光电二极管APD2叠层放置在滤波电容C91上，且雪崩光电二极管APD2的收光孔径对位于金属管壳100横纵轴十字交叉点上，雪崩光电二极管APD2的阴极与滤波电容C91的另一端连接并用导电银胶固定；
最后，雪崩光电二极管APD2的阳极通过金线垂直于横轴连接TIA的裸DIE芯片1上位于纵轴上的输入焊盘IN。
步骤A3中电阻R11、滤波电容C92依次堆叠的过程为：
首先，用导电银胶将滤波电容C92固定在置物台的纵轴上，滤波电容C92的一端通过导电银胶接地；
其次，将电阻R11叠层放置在滤波电容C92上，并用胶水固定；电阻R11的一端用两根金线连接滤波电容C92的另一端；
再次，电阻R11的另一端通过两根一号金线5垂直于横轴连接滤波电容C91的另一端，才实现与雪崩光电二极管APD2阴极连接；
最后，滤波电容C92的另一端通过两根二号金线6垂直于纵轴连引脚VAPD上。
进一步，还包括电源滤波电容3，电源滤波电容3设置于引脚OUTP和引脚VDD之间置物台的横轴上，引脚VDD通过两根金线垂直于横轴连接电源滤波电容3的一端；
电源滤波电容3的另一端通过两根金线以最低跨越高度和最小跨度距离连接TIA的裸DIE芯片1上的电源焊盘VDD；
电源滤波电容3通过导电银胶连接至地。
电源滤波电容3采用1nF滤波电容。这是电源部分的电容连接方式，与本实施方式抗干扰方案关联度不高。
具体实施方式二：下面结合图6和图7说明本实施方式，本实施方式所述高速TIA抗5G WIFI电磁干扰方法，金属管壳100内的置物台上设置有TIA的裸DIE芯片1和雪崩光电二极管APD2，金属管壳100具有引脚GND、引脚VAPD、引脚VDD、引脚OUTP和引脚OUTN；
本实施方式打线过程中金线连接规则为：以最低跨越高度和最小跨度距离进行连接。
鉴于实施方式一采用分立元件：高压电容和电阻，其成本和占地面积仍有优化空间，因此，本实施方式提供优化方案，普通电流镜芯片耐压几十V，不具备集成高压电容的条件，高压电容要求至少100V耐压，因此本实施方式的电流镜芯片CURRENT_MIRROR内部使用高压工艺，该高压工艺使得电流镜芯片CURRENT_MIRROR具备集成耐高压电容条件，且电流镜芯片SAMPLE HOLD的裸DIE面积约2～4mm2，在尺寸上也具备集成较大面积和容值的高压电容的条件，所以把原本分立设置在管壳内部的高压电容和电阻转移到电流镜芯片内部，并且通过可编程模块以修调和编程的方式调整高压电容的容值大小和电阻的大小，达到最佳的抗干扰效果(不同容值阻值组合形成的信号截止频率不同，滤波效果不同)。这种设置方式降低了模块整体成本，还可以多样化的配置滤波器，优化抗干扰性能。
所述方法包括以下步骤：
B1、构建差分输出相互抵消信号干扰步骤；
TIA的裸DIE芯片1设置于引脚OUTP、OUTN之间置物台的纵轴上；
引脚OUTP通过一根三号金线7垂直于纵轴连接TIA的裸DIE芯片1上的输出焊盘OUTP；
引脚OUTN通过一根四号金线8垂直于纵轴连接TIA的裸DIE芯片1上的输出焊盘OUTN；
三号金线7和四号金线8等长，保持在同一水平线上，以实现高速TIA的差分输出相互抵消信号干扰；
本步骤中，三号金线7和四号金线8都采用最低跨越高度(层叠元件之间连接时)和最小跨度距离(同一层元件之间连接时)进行打线，对称的近乎完全一样的打线能够让高速TIA的差分输出相互抵消信号干扰。
B2、堆叠步骤；
雪崩光电二极管APD2和镀金垫片4依次堆叠在靠近TIA的裸DIE芯片1的纵轴上，雪崩光电二极管APD2通过金线连接TIA的裸DIE芯片1上位于纵轴上的输入焊盘IN；
镀金垫片4通过引脚GND接地，引脚VAPD通过两根五号金线9连接镀金垫片4；
步骤B2的过程为：
首先，用普通胶水将镀金垫片4固定于金属管壳100内置物台上中心点位置；
其次，将雪崩光电二极管APD2叠层放置在镀金垫片4上，且雪崩光电二极管APD2的收光孔径对位于金属管壳100横纵轴十字交叉点上，雪崩光电二极管APD2的阴极与镀金垫片4用导电银胶相连接；
再次，引脚VAPD通过两根五号金线9连接镀金垫片4；
最后，雪崩光电二极管APD2的阳极通过金线垂直于横轴连接TIA的裸DIE芯片1上位于纵轴上的输入焊盘IN。
本步骤中，镀金垫片4与管壳靠近的那一面采用不导电的普通胶水固定，较大面积的镀金垫片反射电磁干扰信号。五号金线9采用双线方式，并以最低跨越高度和最小跨度距离将管壳引脚VAPD与镀金垫片4相连接。
B3、在光纤通信模块的接收端ROSA中电流镜芯片CURRENT_MIRROR的内部构建高压电容C9和电阻R11，高压电容C9和电阻R11构成的滤波电路用于电流镜芯片CURRENT_MIRROR输出引脚MIROUT的纹波滤除。
步骤B3的过程为：
电阻R11的一端从内部连接电流镜芯片CURRENT_MIRROR输出端MIROUT；
电阻R11的另一端同时连接高压电容的C9的一端和电流镜芯片CURRENT_MIRROR的输出引脚VAPD；
高压电容C9的另一端接地；
电流镜芯片CURRENT_MIRROR内设置可编程模块，可编程模块的输出控制端分别连接电阻R11的控制端和高压电容C9的控制端；
可编程模块的信号输入端连接电流镜芯片CURRENT_MIRROR的输入引脚CTL。
进一步，还包括电源滤波电容3，电源滤波电容3设置于引脚OUTP和引脚VDD之间置物台的横轴上，引脚VDD通过两根金线垂直于横轴连接电源滤波电容3的一端；
电源滤波电容3的另一端通过两根金线连接TIA的裸DIE芯片1上的电源焊盘VDD；
电源滤波电容3通过导电银胶连接至地。
电源滤波电容3采用1nF滤波电容，1nF滤波电容和TIA的裸DIE芯片1电源焊盘VDD之间的金线互联，也采用最低跨越高度和最短跨度距离进行打线。这是电源部分的电容连接方式，与本实施方式抗干扰方案关联度不高。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其它所述实施例中。

Claims (10)

1.高速TIA抗5G WIFI电磁干扰方法，金属管壳(100)内的置物台上设置有TIA的裸DIE芯片(1)和雪崩光电二极管APD(2)，金属管壳(100)具有引脚GND、引脚VAPD、引脚VDD、引脚OUTP和引脚OUTN；
其特征在于，所述方法为在TIA的裸DIE芯片(1)上堆叠用于构建滤波电路的高压电容C9和电阻R11，所述滤波电路用于光纤通信模块的接收端ROSA内电流镜芯片CURRENT_MIRROR输出引脚MIROUT的纹波滤除，具体包括以下步骤：
A1、将高压电容C9拆分为并联的两个滤波电容C91和C92，且满足C9＝C91+C92，C91＝C92；
A2、构建差分输出相互抵消信号干扰步骤；
TIA的裸DIE芯片(1)设置于引脚OUTP、OUTN之间置物台的纵轴上；
引脚OUTP通过一根三号金线(7)垂直于纵轴连接TIA的裸DIE芯片(1)上的输出焊盘OUTP；
引脚OUTN通过一根四号金线(8)垂直于纵轴连接TIA的裸DIE芯片(1)上的输出焊盘OUTN；
三号金线(7)和四号金线(8)等长，保持在同一水平线上，以实现高速TIA的差分输出相互抵消信号干扰；
A3、构建相互抵消透镜泄露的电磁干扰步骤；
雪崩光电二极管APD(2)、滤波电容C91和镀金垫片(4)依次堆叠在靠近TIA的裸DIE芯片(1)的纵轴上，并通过金线连接TIA的裸DIE芯片(1)上位于纵轴上的输入焊盘IN，镀金垫片(4)通过引脚GND接地；
电阻R11、滤波电容C92依次堆叠在引脚VDD、VAPD之间的纵轴上，电阻R11通过一号金线(5)与滤波电容C91连接，滤波电容C92通过二号金线(6)与引脚VAPD连接；
一号金线(5)和二号金线(6)形成90°夹角，相互抵消透镜泄露的电磁干扰。
2.根据权利要求1所述高速TIA抗5G WIFI电磁干扰方法，其特征在于，步骤A3中雪崩光电二极管APD(2)、滤波电容C91和镀金垫片(4)依次堆叠的过程为：
首先，用导电银胶将镀金垫片(4)固定于金属管壳(100)内置物台上中心点略偏下的位置，镀金垫片(4)通过导电银胶实现与地连接；
其次，将滤波电容C91叠层放置在镀金垫片(4)上并用导电银胶固定，滤波电容C91的一端通过镀金垫片(4)接地；
再次，将雪崩光电二极管APD(2)叠层放置在滤波电容C91上，且雪崩光电二极管APD(2)的收光孔径对位于金属管壳(100)横纵轴十字交叉点上，雪崩光电二极管APD(2)的阴极与滤波电容C91的另一端连接并用导电银胶固定；
最后，雪崩光电二极管APD(2)的阳极通过金线垂直于横轴连接TIA的裸DIE芯片(1)上位于纵轴上的输入焊盘IN。
3.根据权利要求1所述高速TIA抗5G WIFI电磁干扰方法，其特征在于，步骤A3中电阻R11、滤波电容C92依次堆叠的过程为：
首先，用导电银胶将滤波电容C92固定在置物台的纵轴上，滤波电容C92的一端通过导电银胶接地；
其次，将电阻R11叠层放置在滤波电容C92上，并用胶水固定；电阻R11的一端用两根金线连接滤波电容C92的另一端；
再次，电阻R11的另一端通过两根一号金线(5)垂直于横轴连接滤波电容C91的另一端，才实现与雪崩光电二极管APD(2)阴极连接；
最后，滤波电容C92的另一端通过两根二号金线(6)垂直于纵轴连引脚VAPD上。
4.根据权利要求1所述高速TIA抗5G WIFI电磁干扰方法，其特征在于，还包括电源滤波电容(3)，电源滤波电容(3)设置于引脚OUTP和引脚VDD之间置物台的横轴上，引脚VDD通过两根金线垂直于横轴连接电源滤波电容(3)的一端；
电源滤波电容(3)的另一端通过两根金线连接TIA的裸DIE芯片(1)上的电源焊盘VDD；
电源滤波电容(3)通过导电银胶连接至地。
5.根据权利要求1至4任一权利要求所述高速TIA抗5G WIFI电磁干扰方法，其特征在于，金线连接规则为：以最低跨越高度和最小跨度距离进行连接。
6.高速TIA抗5G WIFI电磁干扰方法，金属管壳(100)内的置物台上设置有TIA的裸DIE芯片(1)和雪崩光电二极管APD(2)，金属管壳(100)具有引脚GND、引脚VAPD、引脚VDD、引脚OUTP和引脚OUTN；
其特征在于，所述方法包括以下步骤：
B1、构建差分输出相互抵消信号干扰步骤；
TIA的裸DIE芯片(1)设置于引脚OUTP、OUTN之间置物台的纵轴上；
引脚OUTP通过一根三号金线(7)垂直于纵轴连接TIA的裸DIE芯片(1)上的输出焊盘OUTP；
引脚OUTN通过一根四号金线(8)垂直于纵轴连接TIA的裸DIE芯片(1)上的输出焊盘OUTN；
三号金线(7)和四号金线(8)等长，保持在同一水平线上，以实现高速TIA的差分输出相互抵消信号干扰；
B2、堆叠步骤；
雪崩光电二极管APD(2)和镀金垫片(4)依次堆叠在靠近TIA的裸DIE芯片(1)的纵轴上，雪崩光电二极管APD(2)通过金线连接TIA的裸DIE芯片(1)上位于纵轴上的输入焊盘IN；
镀金垫片(4)通过引脚GND接地，引脚VAPD通过两根五号金线9连接镀金垫片(4)；
B3、在光纤通信模块的接收端ROSA中电流镜芯片CURRENT_MIRROR的内部构建高压电容C9和电阻R11，高压电容C9和电阻R11构成的滤波电路用于电流镜芯片CURRENT_MIRROR输出引脚MIROUT的纹波滤除。
7.根据权利要求6所述的高速TIA抗5G WIFI电磁干扰方法，其特征在于，步骤B3的过程为：
电阻R11的一端从内部连接电流镜芯片CURRENT_MIRROR输出端MIROUT；
电阻R11的另一端同时连接高压电容的C9的一端和电流镜芯片CURRENT_MIRROR的输出引脚VAPD；
高压电容C9的另一端接地；
电流镜芯片CURRENT_MIRROR内设置可编程模块，可编程模块的输出控制端分别连接电阻R11的控制端和高压电容C9的控制端；
可编程模块的信号输入端连接电流镜芯片CURRENT_MIRROR的输入引脚CTL。
8.根据权利要求6所述的高速TIA抗5G WIFI电磁干扰方法，其特征在于，步骤B2的过程为：
首先，用普通胶水将镀金垫片(4)固定于金属管壳(100)内置物台上中心点位置；
其次，将雪崩光电二极管APD(2)叠层放置在镀金垫片(4)上，且雪崩光电二极管APD(2)的收光孔径对位于金属管壳(100)横纵轴十字交叉点上，雪崩光电二极管APD(2)的阴极与镀金垫片(4)用导电银胶相连接；
再次，引脚VAPD通过两根五号金线9连接镀金垫片(4)；
最后，雪崩光电二极管APD(2)的阳极通过金线垂直于横轴连接TIA的裸DIE芯片(1)上位于纵轴上的输入焊盘IN。
9.根据权利要求6所述高速TIA抗5G WIFI电磁干扰方法，其特征在于，还包括电源滤波电容(3)，电源滤波电容(3)设置于引脚OUTP和引脚VDD之间置物台的横轴上，引脚VDD通过两根金线垂直于横轴连接电源滤波电容(3)的一端；
电源滤波电容(3)的另一端通过两根金线以最低跨越高度和最小的距离连接TIA的裸DIE芯片(1)上的电源焊盘VDD；
电源滤波电容(3)通过导电银胶连接至地。
10.根据权利要求6至9任一权利要求所述高速TIA抗5G WIFI电磁干扰方法，其特征在于，金线连接规则为：以最低跨越高度和最小跨度距离进行连接。
CN202310941104.1A 2023-07-28 2023-07-28 高速tia抗5g wifi电磁干扰方法 Active CN117079975B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310941104.1A CN117079975B (zh) 2023-07-28 2023-07-28 高速tia抗5g wifi电磁干扰方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310941104.1A CN117079975B (zh) 2023-07-28 2023-07-28 高速tia抗5g wifi电磁干扰方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117079975A true CN117079975A (zh) 2023-11-17
CN117079975B CN117079975B (zh) 2024-04-30

Family

ID=88712511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310941104.1A Active CN117079975B (zh) 2023-07-28 2023-07-28 高速tia抗5g wifi电磁干扰方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117079975B (zh)

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1985000682A1 (en) * 1983-07-11 1985-02-14 Hughes Aircraft Company Ambient light and electromagnetic noise reduction circuit
US5652425A (en) * 1994-11-08 1997-07-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Photoelectric conversion module with noise compensation
US20030193095A1 (en) * 2002-04-15 2003-10-16 Opnext Japan, Inc. Optical module equipped with a wiring plate
US20030197549A1 (en) * 2002-04-23 2003-10-23 Carsten Rasmussen Current mirror circuit
KR20070022823A (ko) * 2004-08-12 2007-02-27 피니사 코포레이숀 집적된 필터링 및 감소된 기생 커패시턴스를 갖는트랜스임피던스 증폭기
KR100766214B1 (ko) * 2006-11-03 2007-10-10 트루 라이트 코포레이션 다기능 박막 저항기-커패시터 어레이 및 그 제조방법
US20090189059A1 (en) * 2008-01-29 2009-07-30 Smith Darrell I Systems and methods for cross-over bond-wires for tia input
CN102299744A (zh) * 2011-08-23 2011-12-28 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 具有强光保护功能的光模块
CN102412240A (zh) * 2011-10-13 2012-04-11 武汉华工正源光子技术有限公司 带温控功能的apd-tia同轴型光电组件及制造方法
CN104133518A (zh) * 2014-07-18 2014-11-05 北京集创北方科技有限公司 一种抗干扰的电流镜像电路
CN105679746A (zh) * 2016-04-15 2016-06-15 东莞铭普光磁股份有限公司 一种apd-tia同轴型光电组件
CN105990328A (zh) * 2014-08-08 2016-10-05 株式会社东芝 光耦合型绝缘装置
CN106656057A (zh) * 2017-03-02 2017-05-10 武汉吉象创新科技有限公司 一种具有电磁干扰抑制能力的传感放大电路及其制造方法
CN108599866A (zh) * 2018-07-10 2018-09-28 武汉大学 一种传输速率25Gbps高速光接收机
CN110391208A (zh) * 2018-04-16 2019-10-29 升特股份有限公司 集成高压电容器
CN113488455A (zh) * 2021-05-24 2021-10-08 武汉敏芯半导体股份有限公司 抗干扰的高速光接收器件
CN214586122U (zh) * 2021-05-11 2021-11-02 成都储翰科技股份有限公司 一种抗5G wifi TO-CAN光器件
US20220115313A1 (en) * 2020-10-08 2022-04-14 Ciena Corporation Low RF crosstalk devices via a slot for isolation
WO2022224308A1 (ja) * 2021-04-19 2022-10-27 日本電信電話株式会社 受光素子および光受信回路

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1985000682A1 (en) * 1983-07-11 1985-02-14 Hughes Aircraft Company Ambient light and electromagnetic noise reduction circuit
US5652425A (en) * 1994-11-08 1997-07-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Photoelectric conversion module with noise compensation
US20030193095A1 (en) * 2002-04-15 2003-10-16 Opnext Japan, Inc. Optical module equipped with a wiring plate
US20030197549A1 (en) * 2002-04-23 2003-10-23 Carsten Rasmussen Current mirror circuit
KR20070022823A (ko) * 2004-08-12 2007-02-27 피니사 코포레이숀 집적된 필터링 및 감소된 기생 커패시턴스를 갖는트랜스임피던스 증폭기
KR100766214B1 (ko) * 2006-11-03 2007-10-10 트루 라이트 코포레이션 다기능 박막 저항기-커패시터 어레이 및 그 제조방법
US20090189059A1 (en) * 2008-01-29 2009-07-30 Smith Darrell I Systems and methods for cross-over bond-wires for tia input
CN102299744A (zh) * 2011-08-23 2011-12-28 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 具有强光保护功能的光模块
CN102412240A (zh) * 2011-10-13 2012-04-11 武汉华工正源光子技术有限公司 带温控功能的apd-tia同轴型光电组件及制造方法
CN104133518A (zh) * 2014-07-18 2014-11-05 北京集创北方科技有限公司 一种抗干扰的电流镜像电路
CN105990328A (zh) * 2014-08-08 2016-10-05 株式会社东芝 光耦合型绝缘装置
CN105679746A (zh) * 2016-04-15 2016-06-15 东莞铭普光磁股份有限公司 一种apd-tia同轴型光电组件
CN106656057A (zh) * 2017-03-02 2017-05-10 武汉吉象创新科技有限公司 一种具有电磁干扰抑制能力的传感放大电路及其制造方法
CN110391208A (zh) * 2018-04-16 2019-10-29 升特股份有限公司 集成高压电容器
CN108599866A (zh) * 2018-07-10 2018-09-28 武汉大学 一种传输速率25Gbps高速光接收机
US20220115313A1 (en) * 2020-10-08 2022-04-14 Ciena Corporation Low RF crosstalk devices via a slot for isolation
WO2022224308A1 (ja) * 2021-04-19 2022-10-27 日本電信電話株式会社 受光素子および光受信回路
CN214586122U (zh) * 2021-05-11 2021-11-02 成都储翰科技股份有限公司 一种抗5G wifi TO-CAN光器件
CN113488455A (zh) * 2021-05-24 2021-10-08 武汉敏芯半导体股份有限公司 抗干扰的高速光接收器件

Also Published As

Publication number Publication date
CN117079975B (zh) 2024-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101877573B (zh) 具有耦合电感的共模滤波器
US20190044554A1 (en) Active Harmonic Filters for Integrated Radio Frequency Amplifiers
US6364541B1 (en) Method and apparatus for optical reception
US9281557B2 (en) Multi bandwidth balun and circuit structure thereof
US20220255524A1 (en) Band pass filter
CN111404494B (zh) 跨阻放大器芯片及光接收模组
CN100382466C (zh) 具有顶开容器结构的光接收器模块
US20240121008A1 (en) Receiver optical sub-assembly, bi-directional optical sub-assembly, optical module, and optical network device
US7092678B2 (en) Front end module for wireless network system
EP2909956B1 (en) Receiver optical assemblies (roas) having photo-detector remotely located from transimpedance amplifier, and related components, circuits, and methods
US6632029B1 (en) Method & apparatus for packaging high frequency components
CN117079975B (zh) 高速tia抗5g wifi电磁干扰方法
US11329729B2 (en) Optical receiver circuit, optical receiver, optical terminal device, and optical communication system
US9590801B1 (en) Equalization scheme in trans-impedance amplifier for optical communications
CN107317637A (zh) 光接收组件及光模块
CN113488455B (zh) 抗干扰的高速光接收器件
CN110854210A (zh) 一种基于box封装的超高频射频光电探测器
CN216850317U (zh) 用于v2x设备的电路、v2x设备和车辆
CN215816823U (zh) 光发射次模块和光模块
CN209561384U (zh) 一种光电探测器
CN108574018A (zh) 光接收模块及光模块
JP2017126949A (ja) 光電変換器
CN210296388U (zh) To46探测器
CN205646094U (zh) 一种小尺寸超宽带功分器
WO2023040620A1 (zh) 供电匹配电路、接收光组件及光电系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant