【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光模塊，特別是涉及一種基于玻璃載板的cpo光引擎封裝結構。
技術介紹
1、隨著高速通信技術的發展，對光模塊的低功耗、高傳輸效率要求日益提高。共封裝光學(英文簡稱“cpo”)是一種將光引擎與交換芯片共同封裝在一起的光電共封裝技術，有效縮短了信號傳輸距離。
2、如申請公布號為cn117348178a、申請公布日為2024.01.05的中國專利技術專利申請公開了一種光纖陣列與硅光芯片共封裝的光電基板及其制作方法，具體包括玻璃基板，凹坑、第一通孔、金屬電極、金屬線路層、金屬連接柱、離子交換波導和激光直寫波導，在玻璃基板上表面開設一凹坑，凹坑下的玻璃基板上設有多個第一通孔，第一通孔內填充金屬連接柱，硅光芯片置于凹坑上方，金屬線路層處于玻璃基板的下表面；在凹坑外側的玻璃基板上設有多個離子交換波導，離子交換波導與硅光芯片波導對接，激光直寫波導的引出端形成二維波導陣列，二維波導陣列與光纖陣列連接。
3、現有光纖陣列與硅光芯片共封裝的光電基板設計有玻璃基板、金屬線路層和金屬連接柱等，不同硅光芯片之間、硅光芯片與微電子芯片之間均通過金屬連接柱與玻璃基板下表面的金屬線路層連接。
4、但是，在傳輸信號時，信號先穿過玻璃基板導入金屬線路層，然后再穿過玻璃基板才能達到相應芯片，信號的傳輸路徑較復雜，整個光引擎的集成度低，容易導致高頻信號失真、低帶寬的問題。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是：現有光模塊封裝結構中信號的傳輸路徑較復雜，整個光引擎的集
2、為了解決上述技術問題，本專利技術提供了一種基于玻璃載板的cpo光引擎封裝結構：
3、基于玻璃載板的cpo光引擎封裝結構包括玻璃載板、硅光芯片、驅動器、跨組放大器、dfb激光器、光纖陣列，所述玻璃載板的上側開設有容置槽，所述硅光芯片設置于所述容置槽中，所述驅動器和所述跨組放大器均倒裝連接于所述硅光芯片的上表面；
4、所述硅光芯片設有上下貫通的硅通孔，所述硅光芯片的底面設置有凸點金屬層；所述硅通孔導通連接于所述驅動器與所述凸點金屬層之間，以及所述跨組放大器與所述凸點金屬層之間；
5、所述容置槽的底壁設有上下貫通的玻璃通孔，所述玻璃載板的底面設置有焊球陣列層，所述玻璃通孔導通連接于所述硅光芯片與所述焊球陣列層之間；
6、所述玻璃載板的一側邊緣還設有缺口，所述dfb激光器安裝在所述缺口中，所述缺口與所述容置槽間隔分布，所述玻璃載板對應間隔處設有波導，所述波導分別與所述dfb激光器、所述硅光芯片導通相連；
7、所述光纖陣列設置于所述玻璃載板的上側且位于所述容置槽的一側，所述光纖陣列具有對應所述硅光芯片的裸纖段，所述光纖陣列的裸纖段與所述硅光芯片導通相連。
8、進一步的，所述dfb激光器具有光發射口，所述波導的一端與所述dfb激光器的光發射口相耦合；所述硅光芯片的內部設有發射光路和接收光路，所述發射光路對應所述dfb激光器的一側具有光接口，所述波導的另一端與所述光接口相耦合。
9、進一步的，所述硅光芯片還集成有探測器組件和pd組件，所述探測器組件分接于所述硅光芯片的發射光路上，所述pd組件與所述硅光芯片的接收光路相對應。
10、進一步的，所述玻璃載板對應間隔處的上側設有介質膜，所述介質膜的上表面還設有覆蓋層，所述介質膜的折射率n1＞所述玻璃載板的折射率n2＞所述覆蓋層的折射率n3，所述波導成型于所述介質膜中。
11、進一步的，所述波導設有多個，所述波導的數量與所述光纖陣列的通道數相同，多個所述波導平行于所述玻璃載板的上表面等距間隔分布。
12、進一步的，所述光纖陣列、所述dfb激光器相對布置于所述硅光芯片的兩側。
13、進一步的，所述驅動器的底面、所述跨組放大器的底面也設有凸點金屬層，所述驅動器的凸點金屬層、所述跨組放大器的凸點金屬層和所述硅光芯片的凸點金屬層均為凸點銅柱。
14、進一步的，所述硅光芯片與所述容置槽凹凸配合，所述容置槽的深度與所述硅光芯片的厚度相匹配，所述硅光芯片倒裝連接于所述容置槽中。
15、進一步的，所述缺口的深度與所述dfb激光器的高度相匹配，所述dfb激光器與所述玻璃載板之間為共晶焊連接。
16、進一步的，所述硅光芯片的上表面對應所述光纖陣列還刻蝕有多個v型槽，多個所述v型槽沿所述硅光芯片的邊緣方向平行間隔布置，所述v型槽與所述光纖陣列的裸纖段定位配合。
17、本專利技術的一種基于玻璃載板的cpo光引擎封裝結構與現有技術相比，其有益效果在于：該基于玻璃載板的cpo光引擎封裝結構采用了玻璃載板、硅光芯片、驅動器、跨組放大器、dfb激光器、光纖陣列的設計形式，玻璃載板上開設有容置槽，硅光芯片與玻璃載板的容置槽凹凸配合，驅動器和跨組放大器均倒裝連接于硅光芯片的上表面，通過容置槽充分地利用了玻璃載板的厚度方向的空間，實現了硅光芯片與玻璃載板之間嵌合組裝的目的。并且，玻璃載板的一側邊緣還設有缺口，dfb激光器安裝在缺口中，同樣實現了dfb激光器與玻璃載板之間嵌合組裝的目的，減少了獨立外置激光器的封裝及相應的傳輸光纖，從而提高了整個cpo光引擎封裝結構的集成度。
18、其中，硅光芯片設有上下貫通的硅通孔，硅光芯片的底面設置有凸點金屬層，利用硅通孔起到了貫穿芯片厚度的導通連接作用，在硅通孔填充導電材料可電連接驅動器/跨組放大器與凸點金屬層。相應的，玻璃載板對應容置槽的底壁設有上下貫通的玻璃通孔，玻璃載板的底面設置有焊球陣列層，利用玻璃通道起到了貫穿載板厚度的導通連接作用，在玻璃通孔填充導電材料可電連接硅光芯片與焊球陣列層。
19、需要說明的是，dfb激光器發出的光信號在硅光芯片中經過調制處理，驅動器是用于驅動光信號的發射，跨組放大器則用于對pd組件接收到的光信號放大。工作過程如下，硅光芯片的通電路徑：由玻璃載板的焊球陣列層、玻璃通孔依次至硅光芯片的凸點金屬層。驅動器/跨組放大器的通電路徑：由玻璃載板的焊球陣列層、玻璃通孔、硅光芯片的凸點金屬層、硅通孔依次至驅動器/跨組放大器。在保證硅光芯片的高集成度情況下，實現了硅光芯片、驅動器/跨組放大器沿厚度方向的通電連接目的，簡化了光信號的傳輸路徑，避免了高頻信號失真、低帶寬的問題。
20、另外，玻璃載板的缺口與容置槽間隔分布，在容置槽與缺口之間的玻璃載板中還設有波導，既能將dfb激光器和硅光芯片的安裝空間進行有效隔開，又利用波導導通連接dfb激光器和硅光芯片，使dfb激光器發出的光信號可順利地進入硅光芯片的內部光路。而且，光纖陣列設置于玻璃載板的上側且位于容置槽的一側，光纖陣列具有對應硅光芯片的裸纖段，光纖陣列的裸纖段與硅光芯片導通相連。
21、光信號的收發過程為：dfb激光器發出的光信號先進入硅光芯片的內部光路中，經內部光路進行調制驅動后再將光信號輸入光纖陣列，完成光信號的發射過程。相應的，光纖陣列中的光信號先進入硅光芯片的內本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于玻璃載板的CPO光引擎封裝結構，其特征是，包括玻璃載板(1)、硅光芯片(2)、驅動器(3)、跨組放大器(4)、DFB激光器(5)、光纖陣列(6)，所述玻璃載板(1)的上側開設有容置槽(11)，所述硅光芯片(2)設置于所述容置槽(11)中，所述驅動器(3)和所述跨組放大器(4)均倒裝連接于所述硅光芯片(2)的上表面；
2.根據權利要求1所述的基于玻璃載板的CPO光引擎封裝結構，其特征是，所述DFB激光器(5)具有光發射口(50)，所述波導(13)的一端與所述DFB激光器(5)的光發射口(50)相耦合；所述硅光芯片(2)的內部設有發射光路(23)和接收光路(24)，所述發射光路(23)對應所述DFB激光器(5)的一側具有光接口(25)，所述波導(13)的另一端與所述光接口(25)相耦合。
3.根據權利要求2所述的基于玻璃載板的CPO光引擎封裝結構，其特征是，所述硅光芯片(2)還集成有探測器組件(26)和PD組件(27)，所述探測器組件(26)分接于所述硅光芯片(2)的發射光路(23)上，所述PD組件(27)與所述硅光芯片(2)的接收光路(24)相對
4.根據權利要求2所述的基于玻璃載板的CPO光引擎封裝結構，其特征是，所述玻璃載板(1)對應間隔處的上側設有介質膜(15)，所述介質膜(15)的上表面還設有覆蓋層(16)，所述介質膜(15)的折射率n1＞所述玻璃載板(1)的折射率n2＞所述覆蓋層(16)的折射率n3，所述波導(13)成型于所述介質膜(15)中。
5.根據權利要求1所述的基于玻璃載板的CPO光引擎封裝結構，其特征是，所述波導(13)設有多個，所述波導(13)的數量與所述光纖陣列(6)的通道數相同，多個所述波導(13)平行于所述玻璃載板(1)的上表面等距間隔分布。
6.根據權利要求1所述的基于玻璃載板的CPO光引擎封裝結構，其特征是，所述光纖陣列(6)、所述DFB激光器(5)相對布置于所述硅光芯片(2)的兩側。
7.根據權利要求1所述的基于玻璃載板的CPO光引擎封裝結構，其特征是，所述驅動器(3)的底面、所述跨組放大器(4)的底面也設有凸點金屬層(21)，所述驅動器(3)的凸點金屬層、所述跨組放大器(4)的凸點金屬層和所述硅光芯片(2)的凸點金屬層均為凸點銅柱(40)。
8.根據權利要求1所述的基于玻璃載板的CPO光引擎封裝結構，其特征是，所述硅光芯片(2)與所述容置槽(11)凹凸配合，所述容置槽(11)的深度與所述硅光芯片(2)的厚度相匹配，所述硅光芯片(2)倒裝連接于所述容置槽(11)中。
9.根據權利要求1所述的基于玻璃載板的CPO光引擎封裝結構，其特征是，所述缺口(12)的深度與所述DFB激光器(5)的高度相匹配，所述DFB激光器(5)與所述玻璃載板(1)之間為共晶焊連接。
10.根據權利要求1所述的基于玻璃載板的CPO光引擎封裝結構，其特征是，所述硅光芯片(2)的上表面對應所述光纖陣列(6)還刻蝕有多個V型槽(22)，多個所述V型槽(22)沿所述硅光芯片(2)的邊緣方向平行間隔布置，所述V型槽(22)與所述光纖陣列(6)的裸纖段(60)定位配合。
...【技術特征摘要】
1.一種基于玻璃載板的cpo光引擎封裝結構，其特征是，包括玻璃載板(1)、硅光芯片(2)、驅動器(3)、跨組放大器(4)、dfb激光器(5)、光纖陣列(6)，所述玻璃載板(1)的上側開設有容置槽(11)，所述硅光芯片(2)設置于所述容置槽(11)中，所述驅動器(3)和所述跨組放大器(4)均倒裝連接于所述硅光芯片(2)的上表面；
2.根據權利要求1所述的基于玻璃載板的cpo光引擎封裝結構，其特征是，所述dfb激光器(5)具有光發射口(50)，所述波導(13)的一端與所述dfb激光器(5)的光發射口(50)相耦合；所述硅光芯片(2)的內部設有發射光路(23)和接收光路(24)，所述發射光路(23)對應所述dfb激光器(5)的一側具有光接口(25)，所述波導(13)的另一端與所述光接口(25)相耦合。
3.根據權利要求2所述的基于玻璃載板的cpo光引擎封裝結構，其特征是，所述硅光芯片(2)還集成有探測器組件(26)和pd組件(27)，所述探測器組件(26)分接于所述硅光芯片(2)的發射光路(23)上，所述pd組件(27)與所述硅光芯片(2)的接收光路(24)相對應。
4.根據權利要求2所述的基于玻璃載板的cpo光引擎封裝結構，其特征是，所述玻璃載板(1)對應間隔處的上側設有介質膜(15)，所述介質膜(15)的上表面還設有覆蓋層(16)，所述介質膜(15)的折射率n1＞所述玻璃載板(1)的折射率n2＞所述覆蓋層(16)的折射率n3，所述波導(13)成型于所述介質膜(15)中。
5.根據權利要求1所述的基于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃杰，
申請(專利權)人：訊蕓電子科技中山有限公司，
類型：發明
國別省市：
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