本發明涉及光電集成技術領域,特別是一種光互聯模塊結構。
背景技術:
在光電集成技術領域中,100Gbs速率及以下、長度為2KM以下的QSFP光模塊大多使用的是VCSEL激光器作為光源,VCSEL激光器成本低,體積小,但由于VCSEL激光器的發光方向垂直于芯片上表面,因此VCSEL激光器在與光纖耦合時,需要想辦法將光路轉折90°。
目前,在QSFP光模塊集成過程中,將光路轉折90°的方法主要有兩種方式:其一是,如專利WO2011117807A1、US20120033979A1、US8798410B2提出的在基板上做45°反射鏡方式將光路進行了轉折;但這種技術需要在基板上或者光纖上做45°反射鏡,會引入加工誤差和反射損耗。其二是,LaXense 公司提出的方案是采用軟硬結合板的方式,即通過軟板彎折固定到基板上將激光器與光纖耦合,詳見Feng, N. N. and X. C. Sun (2015). "Parallel Optical Interconnects Submodule Using Silicon Optical Bench." Journal Of Lightwave Technology 33(4): 811-813. US9134490B2;這種方案的軟硬結合板成本較高,工藝步驟較多,生產效率較低。
技術實現要素:
本發明需要解決的技術問題是提供一種結構以及制作工藝簡單的光互聯模塊結構,以解決QSFP光模塊集成過程中VCSEL激光器與光纖的光耦合問題,進一步提高生產效率。
為解決上述技術問題,本發明所采取的技術方案如下。
一種光互聯模塊,包括貼裝有VCSEL激光器的硅載板以及貼裝有激光器驅動芯片的基板,所述基板的一端設置有扁位臺階,基板的頂面以及扁尾臺階的側端面和頂端面上均設置有電連接的焊盤;所述硅載板垂直設置在基板的扁位臺階上,硅載板的底端面和外側端面上設置有電連接的焊盤;硅載板底端面上的焊盤與基板扁位臺階頂端面上的焊盤位置相應并通過焊接方式固定連接;所述VCSEL激光器貼裝在硅載板外側端面的上部,VCSEL激光器與硅載板外側端面下部的焊盤通過打線連接;所述VCSEL激光器貼裝在硅載板外側端面上還通過光纖連接器連接與激光器相對應的光纖。
上述一種光互聯模塊,所述硅載板外側端面上設置有兩個配裝光纖連接器固定插針的固定槽。
上述一種光互聯模塊,所述基板為有機基板、金屬基板、陶瓷基板或者有機基板與金屬基板的復合基板中的一種。
由于采用了以上技術方案,本發明所取得技術進步如下。
本發明通過將貼有VCSEL激光器的硅載板垂直安裝在基板的扁位臺階上,實現發光方向由垂直轉為水平的要求,再通過將光纖連接器插入硅載板的固定槽內,實現光纖與VCSEL激光器發光面對準的要求,不僅成本較低、工藝步驟大大較少,而且光纖與光源為直接耦合,大大提高了耦合效率,并降低了光模塊的功耗。本發明將硅載板上的電連接與臺階基板上的引線通過焊接方式互連,相對于打線方式,電連接距離更短,更容易控制,高頻性能得到了大幅提高。
附圖說明
圖1為本發明的主視圖;
圖2為本發明的俯視圖。
其中:1.基板,2.硅載板,3.驅動芯片,4.激光器,5.光纖,6.焊盤,7.光纖連接器,8.固定插針,9.扁位臺階。
具體實施方式
下面將結合附圖和具體實施例對本發明進行進一步詳細說明。
一種光互聯模塊,其結構如圖1所示,包括基板1和硅載板2;硅載板2與基板1通過焊接方式垂直連接。本實施例中,基板為有機基板,當然也可以是金屬基板、陶瓷基板或者有機基板與金屬基板的復合基板中的一種。
本發明中,基板的一端設置有扁位臺階9,基板的頂面以及扁尾臺階的側端面和頂端面上均設置有電連接的焊盤;硅載板垂直設置在基板的扁位臺階上,硅載板的底端面和外側端面上設置有電連接的焊盤6;硅載板底端面上的焊盤與基板扁位臺階頂端面上的焊盤位置相應并通過焊接方式固定連接。
硅載板2上貼裝有VCSEL激光器4,并通過光纖連接器7與光纖5連接,VCSEL激光器4與光纖5相對應,直接實現光耦合,如圖2所示。本發明中,VCSEL激光器4貼裝在硅載板外側端面的上部,VCSEL激光器的電極與硅載板外側端面下部的焊盤通過打線連接;硅載板外側端面上設置有固定槽,用于兩個配裝光纖連接器的固定插針8,將光纖牢固地固定在硅載板上。
基板的頂端面上貼裝有激光器驅動芯片3。本發明中,激光器驅動芯片以倒裝焊形式貼裝在基板表面,激光器驅動芯片與激光器之間的互連是通過基板扁位臺階處的焊盤和硅載板底端面電極焊接實現。
當然,如果硅載板上貼裝的是探測器,那么基板上也相應地貼裝探測器放大芯片,探測器放大芯片與探測器之間的互連是通過基板扁位臺階處的焊盤和硅載板底端面電極焊接實現。