[發明專利]一種高速率調制器封裝結構及封裝方法

在審

• 申請號: 202211568219.2
• 申請日: 2022-12-07
• 公開（公告）號: CN115776036A
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 胡紫陽;周蘭穎;陳力鋒
• 申請（專利權）人: 江蘇鈮奧光電科技有限公司
• 主分類號: H01S5/02208
• 分類號: H01S5/02208;H01S5/02345
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 沈丹

本發明公開了一種高速率調制器封裝結構及封裝方法，封裝結構包括半氣密的管殼殼體，管殼殼體一端向上延伸形成腔室，腔室上方形成氣密空間，氣密空間內底面安裝第一陶瓷基板；所述管殼殼體另一端安裝第二陶瓷基板；第一陶瓷基板表面縱向排布多個激光器載體，第二陶瓷基板表面安裝調制器芯片和透鏡；第一陶瓷基板上布置多個第一準直透鏡，激光器載體與第一準直透鏡一一對應；腔室的管殼壁一側開設第一通孔，安裝光窗支架，第一光窗支架外連接適配器；管殼壁另一側設置通光孔，第二陶瓷基板上的透鏡與通光孔對應；第一光窗支架內側、通光孔內側用透光裝置封裝。本方案能夠減少射頻信號的傳輸損耗，提高光模塊的信號傳輸質量及傳輸速率。

技術領域

本發明涉及光通信領域，具體涉及一種高速率調制器封裝結構及封裝方法。

背景技術

近年來，得益于我國重點發展人工智能、遠程醫療以及工業互聯網等新興產業，云計算和數據中心產業不斷發展，同時，大力推動5G網絡建設，這對高速率傳輸光模塊產生了極大的需求，包括200G、400G，以及在研的800G、1.6T光模塊。

現階段傳輸速率在400G以下的光模塊發射端有三種方案：EML(Electro-Absorption Laser，電吸收調制激光器)方案、SOI modulator chip(Silicon onInsulator modulator chip，硅光調制器芯片)方案和LNOI(Lithium niobate oninsulator，薄膜鈮酸鋰調制器)方案，對于非氣密光模塊，調制信號可通過金絲鍵合由PCBA(Printed Circuit Board Assembly，印刷電路板組件)傳輸到EML芯片或調制器芯片上；對于氣密模塊，調制器信號需從PCBA傳輸到陶瓷基板，再到EML芯片或調制器芯片上，PCBA與陶瓷基板、陶瓷基板與EML芯片(或調制器芯片)間通過金絲鍵合連接。

如圖15-17所示，現有方案中，調制器芯片上的射頻接口，即位于芯片右側的金屬圖形，通過金絲鍵合方式與陶瓷17一側連接，陶瓷17另一側與PCBA16連接，連接方式可以為金絲鍵合/柔板焊接?？梢姡{制器芯片與PCBA16間需要兩次連接。

相比于在PCBA和陶瓷基板上傳輸，射頻信號經過金絲傳輸會有較大的損耗，導致信號失真，故為使光模塊能夠支持更高的傳輸速率，需要盡可能的減少射頻信號通過金絲鍵合傳輸的次數。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于提供一種能夠減少射頻信號的傳輸損耗，提高光模塊的信號傳輸質量及傳輸速率的高速率調制器封裝結構及封裝方法。

技術方案：本發明的高速率調制器封裝結構包括半氣密的管殼殼體，所述管殼殼體一端向上延伸形成腔室，腔室上方設置管殼蓋板，形成氣密空間，氣密空間內底面安裝第一陶瓷基板；所述管殼殼體另一端表面安裝第二陶瓷基板；所述第一陶瓷基板表面縱向排布多個激光器載體，第二陶瓷基板表面貼近端面安裝調制器芯片，第二陶瓷基板表面靠近第一陶瓷基板的一端為預留空間，用以安裝透鏡；所述激光器載體靠近調制器芯片一側的第一陶瓷基板上布置多個第一準直透鏡，激光器載體與第一準直透鏡一一對應；所述腔室的管殼壁一側開設第一通孔，用以安裝光窗支架，第一光窗支架外側連接適配器；所述管殼壁另一側設置通光孔，第二陶瓷基板上的透鏡與通光孔對應；所述第一光窗支架內側、通光孔內側均用透光裝置封裝。

所述透光裝置采用藍寶石，第一光窗支架內置藍寶石，通光孔內側設置卡槽，將藍寶石放置在卡槽中，可以在保證管殼氣密性的同時支持信號光通過。

所述激光器載體出光口、調制器芯片入光口、準直透鏡光軸及第二陶瓷基板上的透鏡光軸處于同一高度，有利于降低耦合工藝難度并提高耦合效率。

所述管殼壁正面開設第二通孔，用以安裝陶瓷板，陶瓷板表面及側面均設置金屬圖形，金屬圖形與管殼殼體的氣密空間內部的多個激光器載體連接，起到電氣導通作用。

所述準直透鏡外側的第一陶瓷基板表面設置隔離器，隔離器與第一準直透鏡相對應，可以防止雜散光影響激光器工作。