[發明專利]一種基于SIP封裝技術的小型化光電振蕩器

有效

• 申請號: 202011002098.6
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112117238B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 潘超群;蘇坪;徐晟;丁勇;郭培培;周王偉;劉永杰
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: H01L23/06
• 分類號: H01L23/06;H01L23/373;H01L23/552;H01L25/16
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 包姝晴;張靜潔

本發明公開了一種基于SIP封裝技術的小型化光電振蕩器芯片，包括光電振蕩器光模塊、光電振蕩器電模塊和封裝用的金屬陶瓷殼體；光模塊的器件通過墊片燒結在鍍金的殼體底面，電模塊的器件通過微帶板挖孔方式燒結在鍍金的殼體底面，并經微帶板傳輸信號；光電振蕩器芯片呈現模塊化隔離，光模塊與電模通過金屬隔板隔離，隔板外分別涂敷吸光材料和吸波材料。光電振蕩器芯片供電和輸出等信號通過陶瓷四邊引線扁平封裝(CQFP)的引腳進行傳輸。本發明利用SIP封裝技術實現低相位噪聲光電振蕩器的芯片化三維集成，實現一體化、輕小型、可調諧、電磁兼容設計，大幅降低光電振蕩器系統體積和重量，滿足未來雷達的頻綜系統模塊化、高可靠、小型化等發展需求。

技術領域

本發明涉及射頻收發領域，具體設計一種基于SIP封裝技術的小型化光電振蕩器，可以應用于通信系統、雷達、空間探測等領域。

背景技術

振蕩器在雷達、導航制導、通信系統、儀器測量等領域發揮重要的作用，直接影響電子系統的各項性能。光電振蕩器作為一種光路與電路結合的新型微波信號源，能產生高品質因素、高頻譜純凈度和低相位噪聲的光、電兩種信號輸出，在未來有望作為電子系統的優質微波信號源。

現有的光電振蕩器一般采用多個模塊化器件連接，尚未能實現小型化集成。

專利申請CN1111342332A“主動鎖模光電振蕩器”，公開日期2020年6月2日，介紹了一種采用了主動調制器模塊調制光信號的方法實現的光電振蕩器系統，該系統由多個模塊構成環路，包含長光纖，通過濾波器模塊的中心頻率可以調節輸出頻率。相比于本發明，構成主動鎖模光電振蕩器均采用模塊化器件連接而成，未能實現集成化，結構比較復雜，直接制約頻率綜合器和雷達系統的體積和靈活性。

相比于”主動鎖模光電振蕩器”實現的大型模塊式光電振蕩器，采用光學微腔等高Q值光延遲器件，可以大大提供系統集成度。專利申請CN106921106A“一種輕小型超低相噪光電振蕩器及其光學微腔制作方法”，公開日期2017年7月4日，介紹了一種光電混合組件經過高Q值光學微腔進行光延遲、光儲能。該光學微腔是一種回音壁模微球腔，由光腔輸入耦合裝置，微球腔和光腔輸出耦合裝置組成。電子器件也可由集成化MMIC芯片代替，以進一步實現小型化，相比于本發明，其系統體積大，未能達到封裝形式的小型化和通用化，并且只能產生電信號輸出，不能同時產生光信號輸出。專利申請CN108183380A“集成光電振蕩器”，公開日期2018年6月19日，介紹了一種由光電子芯片、電子芯片集成在磷化銦基上，通過金絲鍵合的方式將兩者連接起來形成環路，再將電子器件集成于硅基或印制板，實現的小型化光電振蕩器芯片。相比于本發明，其無法實現光信號與電信號的隔離，且未形成封裝，成品率低，散熱差，通用化較難實現。

由于光電振蕩器產生任意頻率和超低相噪頻率的關鍵性作用，及進一步提高雷達系統集成度的目的，在現有工藝下實現片上集成、高密度金絲鍵合互聯，直接的效果將是頻率綜合器及雷達系統的小型化。因此，本發明以SIP芯片封裝為基礎，通過將光模塊器件與電器件芯片燒結在同一金屬腔體中，將光模塊與電模塊的一體化集成與空間隔離，實現光電振蕩器集成、一體化、輕小型、可擴展架構的設計，提高雷達系統小型化和集成化。

發明內容

本發明涉及一種基于SIP封裝技術的小型化光電振蕩器芯片，減小芯片的縱向尺寸，達到小型化的目標。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供一種基于SIP封裝技術的小型化光電振蕩器，包括光電振蕩器光模塊、光電振蕩器電模塊，和對其封裝的金屬陶瓷殼體，所述光電振蕩器光模塊與所述光電振蕩器電模塊通過殼體內的金屬隔板隔離，所述隔板內開孔設置射頻絕緣子，用以連接光電振蕩器光模塊與光電振蕩器電模塊的相應器件進行信號傳輸；

其中，所述光電振蕩器光模塊的器件通過墊片燒結在鍍金的殼體內表面；

所述光電振蕩器電模塊的器件通過微帶板上的開孔，燒結在鍍金的殼體內表面，經微帶板傳輸信號；射頻絕緣子焊接在微帶板的傳輸線上。