[發明專利]陣列光電芯片混合封裝結構

有效

• 申請號: 202110202646.8
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN112946843B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 翟鯤鵬;王欣;孫文惠;袁海慶;白金花;李明;祝寧華
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 孫蕾

本發明提供了一種陣列光電芯片混合封裝結構，所述結構包括：激光器、調制器、高頻傳輸線、微帶電路、光纖、襯底、金絲和光子引線；其中，將所述激光器通過所述光子引線與所述調制器相連，所述光纖通過所述光子引線與所述調制器相連，所述高頻傳輸線通過所述金絲與所述微帶電路相連；所述激光器、所述光纖分別設置在兩個襯底上；所述高頻傳輸線和所述微帶電路位于所述調制器一側。本發明的光子引線可實現任意方向、任意角度的光互聯，減小波導彎折光損耗。同時，避免高頻傳輸線發生彎折，減少高頻線相連時的金絲長度，有效降低高頻信號串擾。

技術領域

本發明涉及光通信、光電子集成、光電子封裝、集成光電子領域，尤其涉及一種陣列光電芯片混合封裝結構。

背景技術

隨著移動互聯網、云計算、大數據的日漸繁榮，5G通信等新興應用不斷涌現，高速數據傳輸需求日益強烈。在骨干網和下一代數據中心中，由于電子芯片遇到速率瓶頸，而光電子芯片因其低功耗、高帶寬特性成為了發展的重點。針對大規模多通道光子集成芯片的封裝結構，不同元件和通道間的微波信號失配、串擾和耦合變得十分復雜，因此采用高密度排布高頻線的設計十分重要，將芯片混合封裝實現更高性能的光電子芯片成為了一個重要的課題。

在實現本發明構思的過程中，發明人發現相關技術中至少存在如下問題：目前使用的高頻線排布方式通常是將高頻線與芯片上電極直接相連，對于多通道芯片而言，由于芯片的排布方式不同，金絲的長度和傳輸線長度的差異會導致產生強烈的諧振寄生參數變化，從而影響高頻響應性能。而電學芯片與光學芯片的封裝通常采用倒裝焊等手段，存在散熱困難，對裝配設備和安裝精度要求較苛刻等問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種陣列光電芯片混合封裝結構，以期部分地解決上述技術問題中的至少之一。

為了實現上述目的，本發明提供了一種陣列光電芯片混合封裝結構，所述結構包括：

激光器、調制器、高頻傳輸線、微帶電路、光纖、襯底、金絲和光子引線；其中，

將所述激光器通過所述光子引線與所述調制器相連，所述光纖通過所述光子引線與所述調制器相連，所述高頻傳輸線通過所述金絲與所述微帶電路相連；所述激光器、所述光纖分別設置在兩個襯底上；所述高頻傳輸線和所述微帶電路位于所述調制器一側。

其中，使用所述光子引線構建光學通道，用于實現任意方向、任意角度直接打印光學通道，光子引線可彎折從而避免波導彎折帶來的高光學損耗。

其中，光學通道數應大于等于1，這個與信道的數目有關。

其中，通過光學引線設計，用于弱化高頻傳輸線電學結構的多角度多方向設計要求，減小電學損耗與串擾。

其中，所述調制器包括電調諧和熱調諧兩種類型。

其中，所述調制器包括微環調制器、馬赫曾德調制器。

其中，所述激光器包括水平腔表面發射激光器、垂直腔面發射激光器或邊發射激光器。

基于上述技術方案可知，本發明的陣列光電芯片混合封裝結構相對于現有技術至少具有如下有益效果之一或其中的一部分：

(1)光子引線可實現任意方向、任意角度的光互聯，減小波導彎折光損耗。

(2)避免高頻傳輸線發生彎折，減少高頻線相連時的金絲長度，有效降低高頻信號串擾。

附圖說明

圖1是陣列光電芯片混合封裝結構示意圖；

圖2是光子引線與光波導彎折示意圖。

上述附圖中，附圖標記含義如下：

1、激光器；2、微環調制器；3、高頻傳輸線；

4、微帶電路；5、光纖；6、襯底；7、金絲；