CN210578571U - 一种光接收模块封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光接收模块封装结构，包括：滤波片、光探测芯片、放大器芯片及陶瓷电路板，陶瓷电路板的第一表面设置围挡结构，光探测芯片和放大器芯片设置在围挡结构内部，光探测芯片和放大器芯片与陶瓷电路板连接；滤波片设置在围挡结构上方，将光探测芯片和放大器芯片封装在围挡结构和陶瓷电路板内部。通过实施本实用新型，将光探测芯片和放大器芯片封装在带有围挡结构的陶瓷电路板中，可以减小信号由光探测芯片传输至放大器芯片的传输路径，有效避免了寄生参数对光接收模块中信号的影响。此外，将滤波片作为封装结构的盖板，不仅可以提供有效的结构支撑及保护，还能对外界的杂散光进行滤除，提高了光接收模块的接收效率。

Description

一种光接收模块封装结构

技术领域

本实用新型涉及光电子器件封装技术领域，具体涉及一种光接收模块封装结构。

背景技术

光通信模块是在光纤通信系统中，实现光信号和电信号相互转换且具有标准光接口的装置，是光纤通信系统的重要器件之一。光通信模块在军事上广泛应用于机载电子载荷、雷达、卫星通信、遥测遥控系统等，同时也是支撑云计算、宽带网络、数字医疗、物联网等下游产业的关键单元。

在光通信模块中，通常包括光接收模块与光发射模块，相较于光发射模块，光接收模块的设计更加严格，主要是由于发射出去的光经过被测物体的漫反射后，能够被接收模块接收到的光及其微弱，大多在nw～uw级别，因此不仅需要探测器芯片具有很高的响应度，同时也需要光电转化后的电流能够进行放大和监测，然而现有技术中探测器芯片输出的信号传输至放大器的过程中传输路径较长，因此在传输过程中会受到寄生参数对该信号的影响，还增加了光接收模块的体积。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种光接收模块封装结构，以解决现有技术中的探测器芯片输出的信号传输至放大器的过程中传输路径较长，因此在传输过程中会受到寄生参数对该信号的影响，还增加了光接收模块的体积的技术问题。

本实用新型提出的技术方案如下：

本实用新型实施例提供一种光接收模块封装结构，该光接收模块封装结构包括：滤波片、光探测芯片、放大器芯片及陶瓷电路板，所述陶瓷电路板的第一表面设置围挡结构，所述光探测芯片和所述放大器芯片设置在所述围挡结构内部，所述光探测芯片和所述放大器芯片与所述陶瓷电路板连接；所述滤波片设置在所述围挡结构上方，将所述光探测芯片和所述放大器芯片封装在所述围挡结构和所述陶瓷电路板内部。

可选地，所述陶瓷电路板的第一表面设置焊盘，所述光探测芯片和所述放大器芯片通过所述焊盘与所述陶瓷电路板连接。

可选地，所述陶瓷电路板包括：贯穿的通孔，所述通孔内壁覆盖金属层，所述陶瓷电路板的第二表面设置电极，所述焊盘和所述电极通过所述通孔电连接。

可选地，所述围挡结构为金属围坝结构，所述金属围坝结构与所述陶瓷电路板一体成型。

可选地，该光接收模块封装结构还包括：聚焦透镜及支撑架，所述支撑架用于支撑设置在所述滤波片上方的所述聚焦透镜。

可选地，所述光探测芯片和所述放大器芯片焊接或粘贴在所述焊盘上。

可选地，该光接收模块封装结构还包括：温度传感器，所述温度传感器设置在所述围坝结构内部，用于检测所述围坝结构内部的温度。

可选地，该光接收模块封装结构还包括：半导体制冷器，所述半导体制冷器和所述光探测芯片连接。

可选地，所述光探测芯片为APD芯片、PIN芯片或CMOS芯片中的任意一种。

可选地，所述光探测芯片为未经封装的裸芯片。

本实用新型实施例提供的技术方案，具有如下优点：

本实用新型实施例提供的光接收模块封装结构，通过在光探测芯片后设置放大器芯片，可以将光探测芯片输出的信号进行放大，便于后续的监测。同时将光探测芯片和放大器芯片封装在带有围挡结构的陶瓷电路板中，可以减小光接收模块的体积，同时可以减小信号由光探测芯片传输至放大器芯片的传输路径，有效避免了寄生参数对光接收模块中信号的影响。此外，将滤波片作为封装结构的盖板，不仅可以提供有效的结构支撑及保护，还能对外界的杂散光进行滤除，大大提高了光接收模块的接收效率。

本实用新型实施例提供的光接收模块封装结构，通过采用金属围坝结构作为封装结构中的围挡结构，不仅可以为光探测芯片和放大器芯片提供密闭的封装环境，还可以防止电磁效应对两个芯片的影响。同时，采用陶瓷电路板作为封装结构的底板，可以实现光接收模块与外界电信号的连接及光接收模块的散热。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中光接收模块封装结构的结构框图；

图2为本实用新型另一实施例中光接收模块封装结构的结构框图；

图3为本实用新型另一实施例中光接收模块封装结构的结构框图；

图4为本实用新型另一实施例中光接收模块封装结构的结构框图；

图5为本实用新型另一实施例中光接收模块封装结构的结构框图；

图6为本实用新型另一实施例中光接收模块封装结构的结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实用新型实施例提供一种光接收模块封装结构，如图1所示，该光接收模块封装结构包括：滤波片30、光探测芯片40、放大器芯片50及陶瓷电路板10，陶瓷电路板10的第一表面设置围挡结构20，光探测芯片40和放大器芯片50设置在围挡结构20内部，光探测芯片40和放大器芯片50与陶瓷电路板10连接；滤波片30设置在围挡结构20上方，将光探测芯片40和放大器芯片50封装在围挡结构20和陶瓷电路板10内部。

本实用新型实施例提供的光接收模块封装结构，通过在光探测芯片后设置放大器芯片，可以将光探测芯片输出的信号进行放大，便于后续的监测。同时将光探测芯片和放大器芯片封装在带有围挡结构的陶瓷电路板中，可以减小光接收模块的体积，同时可以减小信号由光探测芯片传输至放大器芯片的传输路径，有效避免了寄生参数对光接收模块中信号的影响。此外，将滤波片作为封装结构的盖板，不仅可以提供有效的结构支撑及保护，还能对外界的杂散光进行滤除，大大提高了光接收模块的接收效率。

作为本实用新型实施例的一种可选的实施方式，围挡结构20为金属围坝结构，金属围坝结构与陶瓷电路板10一体成型。

本实用新型实施例提供的光接收模块封装结构，通过采用金属围坝结构作为封装结构中的围挡结构20，不仅可以为光探测芯片40和放大器芯片50提供密闭的封装环境，还可以防止电磁效应对两个芯片的影响。同时，采用陶瓷电路板10作为封装结构的底板，可以实现光接收模块与外界电信号的连接及光接收模块的散热。

作为本实用新型实施例的一种可选的实施方式，如图2所示，陶瓷电路板10的第一表面设置焊盘12，光探测芯片40和放大器芯片50通过焊盘12与陶瓷电路板10连接。陶瓷电路板10的第二表面设置电极11。如图3所示，陶瓷电路板10还包括：贯穿的通孔13，通孔13内壁覆盖金属层，焊盘12和电极11通过通孔13电连接，光探测芯片40和放大器芯片50可以焊接或粘贴在焊盘12上。此外，电极11和焊盘12的具体位置可以根据需要进行设置。具体地，电极11的位置及具体形状可以如图3所示，焊盘12的位置及形状如图4所示。

可选地，该陶瓷电路板10为复合电路板，包括由下至上依次层叠设置的电极11、陶瓷片14、焊盘12及电路板四周的金属围坝结构。其中，电极11可以实现光接收模块与外界电信号的连接及光接收模块的散热，陶瓷片14可以实现电信号的绝缘及热量的传导，金属围坝结构可以起到支撑滤波片30和隔离电路的作用。如图5所示，当电路板的电路结构较为复杂时，可以采用多层电极、陶瓷片及焊盘作为陶瓷电路板10，增加电路板的布线密度，提高电信号的传输能力。

可选地，陶瓷电路板10中的电极11和焊盘12部分可以采用铜来制作，并且可以在铜表面沉金，由于铜是热、电的良导体，且膨胀系数相对较低，因此，选择铜作为陶瓷电路板10的电极11和焊盘12部分，可以提高电路板的电信号和热量的传导。同时，也可以使用其他金属材料，本实用新型对此不做限定。此外，由于氮化铝具有良好的绝缘性和导热性，并且具有相对较低的热膨胀系数，因此可以选用氮化铝陶瓷材料作为陶瓷电路板10的陶瓷片14，也可以使用其他陶瓷材料如三氧化二铝等作为陶瓷电路板10的陶瓷片14。

本实用新型实施例提供的光接收模块封装结构中，陶瓷电路板中的焊盘能够兼容电路板的表面贴装技术(SMT，Surface Mounted Technology)，从而实现焊盘的快速焊接，避免了TO封装的打孔工艺，可以直接进行回流焊焊接，装配更加便捷。

作为本实用新型实施例的一种可选的实施方式，该光接收模块封装结构还包括：聚焦透镜及支撑架，支撑架用于支撑设置在滤波片上方的聚焦透镜。可选地，该支撑架可以架在滤波片上，也可以架在金属围坝结构上。如图6所示，当该支撑架60架在金属围坝结构上时，该支撑架60可以与金属围坝结构采用相同的材料一体成型，在具体制备过程中，可以先在陶瓷电路板10上形成金属围坝结构，再将金属围坝结构的上部减薄作为支撑架60，之后在减薄位置放入滤波片30，最后将聚焦透镜70设置在该支撑架60上。

本实用新型实施例提供的光接收模块封装结构，在滤波片30上方设置聚焦透镜70，可以使得光接收模块接收的光线更好的会聚，可以进一步提高该光接收模块的接收效率。

作为本实用新型实施例的一种可选的实施方式，光探测芯片可以选择APD芯片、PIN芯片或CMOS芯片中的任意一种，也可以选择其他芯片，本实用新型对此不做限定。光探测芯片可以是未经封装的裸芯片，便于安装在陶瓷电路板10的焊盘12上。该光接收模块封装结构还可以包括：温度传感器，温度传感器设置在围坝结构内部，用于检测围坝结构内部的温度。

具体地，当光探测芯片选择APD芯片时，由于APD芯片对温度较为敏感，此时，可以在光探测芯片的下方设置半导体制冷器，该半导体制冷器和光探测芯片连接。在该光接收模块封装结构中设置半导体制冷器，可以进一步提高光探测芯片的散热，避免温度对光探测芯片的影响。此外，该光接收模块封装结构还可以包括其他无源芯片，该无源芯片可以采用可键合的芯片。

虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下对这些实施例进行各种变化、替换和修改，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本实用新型保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。

此外，本实用新型的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本实用新型的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本实用新型描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本实用新型可以对它们进行应用。因此，本实用新型所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。

Claims (10)

1.一种光接收模块封装结构，其特征在于，包括：滤波片、光探测芯片、放大器芯片及陶瓷电路板，

所述陶瓷电路板的第一表面设置围挡结构，所述光探测芯片和所述放大器芯片设置在所述围挡结构内部，所述光探测芯片和所述放大器芯片与所述陶瓷电路板连接；

所述滤波片设置在所述围挡结构上方，将所述光探测芯片和所述放大器芯片封装在所述围挡结构和所述陶瓷电路板内部。

2.根据权利要求1所述的光接收模块封装结构，其特征在于，所述陶瓷电路板的第一表面设置焊盘，所述光探测芯片和所述放大器芯片通过所述焊盘与所述陶瓷电路板连接。

3.根据权利要求2所述的光接收模块封装结构，其特征在于，所述陶瓷电路板包括：贯穿的通孔，所述通孔内壁覆盖金属层，所述陶瓷电路板的第二表面设置电极，所述焊盘和所述电极通过所述通孔电连接。

4.根据权利要求1所述的光接收模块封装结构，其特征在于，所述围挡结构为金属围坝结构，所述金属围坝结构与所述陶瓷电路板一体成型。

5.根据权利要求1所述的光接收模块封装结构，其特征在于，还包括：聚焦透镜及支撑架，所述支撑架用于支撑设置在所述滤波片上方的所述聚焦透镜。

6.根据权利要求2所述的光接收模块封装结构，其特征在于，所述光探测芯片和所述放大器芯片焊接或粘贴在所述焊盘上。

7.根据权利要求1所述的光接收模块封装结构，其特征在于，还包括：温度传感器，所述温度传感器设置在所述围挡结构内部，用于检测所述围挡结构内部的温度。

8.根据权利要求1所述的光接收模块封装结构，其特征在于，还包括：半导体制冷器，所述半导体制冷器和所述光探测芯片连接。

9.根据权利要求1所述的光接收模块封装结构，其特征在于，所述光探测芯片为APD芯片、PIN芯片或CMOS芯片中的任意一种。

10.根据权利要求1所述的光接收模块封装结构，其特征在于，所述光探测芯片为未经封装的裸芯片。

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