CN209327621U - 一种光接收次模块的封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种光接收次模块的封装结构，通过将此模块中CWDM DEMUX芯片本体的输出端加工出斜面，对该面镀反射层，使光信号经过该结构反射后直接出射至接收PD，省去折射棱镜，简化了产品结构，降低了成本，提高了产品的质量，并在CWDM DEMUX芯片本体的出射部位和固定垫块位置之间设计有隔断槽，防止胶水外溢至光路，有效提高了量产作业的效率与良率。
Description
技术领域
本实用新型涉及光纤通讯技术领域中的一种光接收次模块(ROSA)的封装结构。
背景技术
随着近年来4K、VR、大数据云计算以及即将到来的5G移动通信等技术的突飞猛进，市场数据流量爆发增长增加了对光模块的需求，基站光模块升级换代将带来高端光模块较大市场增量，大型数据中心对高端光模块需求迅猛增长。光接收次模块（ROSA）是光模块中的核心器件，具有非常大的市场前景和效益。
光接收次模块主要由CWDM DEMUX芯片、光电转换组件和输入端及输出端光纤组件及控制组件组装而成。传统的光接收次模块里，CWDM DEMUX芯片输入端先组装一个光纤阵列，后在CWDM DEMUX芯片的输出端装一个折射棱镜和光电二极管(PD)耦合对接，因此光路结构设计更复杂，往往成本较高，可靠性降低，对产品的竞争力产生影响；特别是光电转换组件中光电二极管(PD)耦合对接的棱镜，耦合对准工时很长，可操作性差，良率低，而且由于光路复杂的二次耦合对准会造成产品的性能指标损耗变大，性能和可靠性变差；或者没有防胶水外溢的设计，胶水容易溢到光路上，同样影响量产作业的效率与良率。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种光接收次模块的封装结构，通过将此模块中CWDM DEMUX芯片本体的输出端加工出斜面，对该面镀反射层，使光信号经过该结构反射后直接出射至接收PD，省去折射棱镜，简化了产品结构，降低了成本，提高了产品的质量，并在CWDM DEMUX芯片本体的出射部位和固定垫块位置之间设计有隔断槽，防止胶水外溢至光路，有效提高了量产作业的效率与良率。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光接收次模块（ROSA）的封装结构，包括CWDM DEMUX芯片、receptacle组件、光电转换组件和封装垫块，所述光电转换组件上有阵列光电二极管(PD)，所述封装垫块将CWDM DEMUX芯片和光电转换组件用胶进行固定，其特征在于：所述CWDM DEMUX芯片的输出端不设置单独的棱镜而由其本体一直延伸到光电转换组件的阵列光电二极管(PD)上方，并在所述本体的输出端加工出斜面，所述斜面经镀层处理后成为CWDM DEMUX芯片与阵列光电二极管(PD)之间光路耦合的反射面，使输出端波导的光信号能够发生全反射偏转；且所述本体的输出端在面向光电转换组件的这一面，本体在与封装垫块的连接部位和与阵列光电二极管(PD)耦合光路的输出端出射部位之间设置有胶的吸收结构，避免CWDM DEMUX芯片和封装垫块粘接时胶水溢到光路上造成损耗过大。
所述光电转换组件平放于所述CWDM DEMUX芯片下方，能够利用空间光反射完成光信号在CWDM DEMUX芯片和阵列光电二极管(PD)之间耦合。
进一步地，所述胶吸收结构为CWDM DEMUX芯片的本体在面向光电转换组件的这一面上开设的隔断槽。所述隔断槽和所述出射部位之间的距离优选为1~3mm。
进一步地，所述斜面被抛光成40~50°角度；并被镀金，镀金金层厚度为0.1~0.3um，使其对光信号能够进行全反射偏转。
进一步地，CWDM DEMUX芯片的通道数为M×N，其中：1 ≤ M ≤ 96，1 ≤ N ≤96。
由于采用了上述新的技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点：本实用新型采用将CWDM DEMUX芯片的主体延伸并加工的手段，达到了不设置单独的棱镜就实现了光信号全反射偏转的效果，并且设计出胶吸收结构，避免了在和封装垫块固定时胶水溢到光路上而影响光信号传输的问题，结构和工艺都更加简化，使得产品的物料成本和生产成本都能有效降低，同时能提高器件的良率和可靠性；而且耦合光路的简化使得光路损耗降低，模块的性能指标更好。
附图说明
图1是本实用新型的光接收次模块的结构示意图；
图2是传统的光接收次模块结构示意图
图3是本实用新型的CWDM DEMUX芯片结构示意图；
图4是本实用新型的CWDM DEMUX芯片和receptacle组件和连接示意图；
图5是本实用新型的光接收次模块中CWDM DEMUX芯片和光电转换组件之间用封装垫块连接的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
参照图1、3、4、5，本实用新型的实施方式涉及一种光接收次模块(ROSA)的封装结构。如图1所示，所述光接收次模块(ROSA)的封装结构包括CWDM DEMUX芯片1、receptacle组件2、光电转换组件3和封装垫块4，所述光电转换组件3由光电二极管(PD)和其它电子物料组成，平放于所述CWDM DEMUX芯片下方。receptacle组件2的光纤通道和CWDM DEMUX芯片1的输入端通过光纤精密耦合连接。
所述CWDM DEMUX芯片1的主体5一直延伸到光电转换组件3的光电二极管(PD)上方。主体5在光电二极管(PD)上方的部分为输出端，输出端的一面被研磨抛光为40°~50°的角度并在抛光面镀金而作为反射面7，使输出端波导的光信号在该反射面能够发生全反射偏转，所述光电转换组件平放于所述CWDM DEMUX芯片下方，通过利用空间光反射完成CWDMDEMUX芯片和光电二极管(PD)之间的耦合；所述封装垫块4把CWDM DEMUX芯片1和光电转换组件3固定住。
由于不设置单独的棱镜元件8，使得延伸到光电转换组件3的光电二极管(PD)上方的主体5的利用率更高，能够在与封装垫块的连接部位和与阵列光电二极管(PD)耦合光路的出射部位之间有位置开一个小槽6，作为吸收溢出胶水的隔断槽，避免封装时胶水溢到光路上造成损耗过大；
如图2所示，传统结构制作的光接收次模块是基于偏转棱镜原理制作，需要通过输入端的光纤阵列2把光信号输入到这个CWDM DEMUX芯片进行波长解复用分波，然后再通过偏转棱镜8将这些光信号和光电转换组件3的光电二极管(PD)进行耦合，将光信号转换成电信号，封装垫块4把CWDM DEMUX芯片1和光电转换组件3固定住，由于耦合光路上器件多，耦合难度大，封装垫块4和CWDM DEMUX芯片1固定，胶水溢出到光路上，容易造成产品的损耗过大。而本实用新型采用的方案，优化了芯片的结构，在CWDM DEMUX芯片1的主体5的输出端表面开一个小槽6，避免了CWDM DEMUX芯片1和封装垫块4粘接时胶水溢到光路上而造成损耗过大的问题，同时优化了光路，利用光反射的原理，直接将CWDM DEMUX芯片1中解复用分波出来的光信号在大角度端面镀金层上通过空间全反射耦合到光电二极管(PD)内，无需通过与主体5连接的单独的偏转棱镜耦合传输，相比于采用棱镜结构耦合连接的光接收次模块，本实用新型采用的CWDM DEMUX芯片1和光电二极管直接进行光反射耦合，减少了一级中间光路，简化了结构，降低了器件损耗，提高了产品的性能和可靠性。
下面以一个4通道光接收次模块制作来进一步说明本实用新型。
步骤一：如图3，将CWDM DEMUX芯片1（该CWDM DEMUX芯片为1x4通道)的主体5输出端表面开一个小槽，避免封装时胶水溢到光路上造成损耗过大；将芯片主体5输入端研磨抛光成8度角，再将芯片主体5的输出端研磨抛光成40~50°角作为反射面7，制作出所需的CWDMDEMUX芯片；然后对CWDM DEMUX芯片主体5的反射面7镀金。
步骤二：如图4，将CWDM DEMUX芯片1(该CWDM DEMUX为4通道)输入端和receptacle组件2进行耦合封装。
步骤三：如图5将CWDM DEMUX芯片1通过封装垫块4作为支撑板用胶水固定住，由于CWDM DEMUX芯片主体5表面已经开槽，避免了封装垫块和CWDM DEMUX芯片粘结时的胶水直接溢出到光路上，造成光路损耗过大；将CWDM DEMUX芯片1的输出端和光电二极管(PD)对应通道进行反射耦合，调节监控数据到最佳数值(最大电流)后，将封装垫块4和光电转换组件固定，完成光接收次模块的最终装配。
不难发现，本实用新型基于反射光空间耦合对准的原理和光路防溢胶设计来制作光接收次模块，其结构简单，成本低，损耗小，性能好；同时采用本实用新型制作的光接收次模块操作流程简单，适宜批量生产。
Claims (5)
1.一种光接收次模块的封装结构，包括CWDM DEMUX芯片（1）、receptacle组件（2）、光电转换组件（3）和封装垫块（4），所述光电转换组件（3）上有阵列光电二极管(PD)，所述封装垫块（4）将CWDM DEMUX芯片（1）和光电转换组件（3）用胶进行固定；其特征在于：所述CWDMDEMUX芯片（1）的输出端不设置单独的棱镜而由其本体（5）一直延伸到光电转换组件（3）的阵列光电二极管(PD)上方，并在所述本体（5）的输出端加工出斜面，所述斜面经镀层处理后成为CWDM DEMUX芯片与阵列光电二极管(PD)之间光路耦合的反射面；且所述本体（5）的输出端在面向光电转换组件（3）的这一面，本体在与封装垫块的连接部位和与阵列光电二极管(PD)耦合光路的输出端出射部位之间设置有胶的吸收结构（6）。
2.如权利要求1所述的一种光接收次模块的封装结构，其特征在于所述胶的吸收结构为CWDM DEMUX芯片（1）的本体（5）在面向光电转换组件（3）的这一面上开设的隔断槽。
3.根据权利要求2所述的光接收次模块的封装结构，其特征在于，所述隔断槽和所述出射部位之间的距离为1~3mm。
4.根据权利要求1所述的光接收次模块的封装结构，其特征在于，所述斜面角度为40~50°，并镀金，镀金金层厚度为0.1~0.3um，使其对光信号能够进行全反射偏转。
5.根据权利要求1所述的光接收次模块的封装结构，其特征在于，CWDM DEMUX芯片的通道数为M×N，其中：1 ≤ M ≤ 96，1 ≤ N ≤96。
Priority Applications (1)
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| CN110471148A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-11-19 | 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 | 一种光模块 |
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