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气密高速光模块的制作方法

  • 国知局
  • 2024-06-21 12:28:54

本发明涉及光模块,尤其涉及一种多路气密高速光模块。

背景技术:

1、5g的到来充分带动了传统工业、金融业、通信业等行业发展,激发了5g在不同场景下的使用需求,随之而来的是千行百业的更高要求不断倒逼5g技术再升级,尤其是5g承载需求将为光模块及承载网络带来变革。作为5g高速网络互联的基础部件,光模块是5g广覆盖的关键要素之一,在部分设备中的成本占比甚至超过百分之五十到百分之七十。光模块也称光收发器,可实现广电信号和电光转换,电信号在发送端被转换为光信号,然后通过光纤传输,在接收端,光信号被转换成电信号。目前,25、50、100gb/s光模块依旧是主流,400g光模块的应用也还在逐步扩展。

2、随着光模块传输速率越来越高,对光模块的封装也提出了更高的要求,当前为增加传输速率,一般采用波分复用的方式,即采用4路或8路不同波长的光电子芯片,通过波分复用和解波分复用,封装成光器件并与电路硬板连接,这种光模块封装方案比传统方案的速率提高了4倍以上。但是,随着数据指数级的增长,波分复用技术也难以满足对传输速率的需求,因此还是需要提高单路的传输速率,向单路100gbit/s,单路200gbit/s发展,同时结合多路波分复用技术实现400g\800g\1.6t的传输速率。根据香农定理,通道速率的提高需要提高通道的带宽,这就对射频链路封装损耗提出更高要求。

3、目前的高速传输网中由于使用环境的要求,必须对光电子芯片进行气密封装,如图1所示,在当前方案中,气密封装的box壳体采用金属和陶瓷焊接形式,保证壳体内部的气密性,然后通过电路软板将气密box壳体和电路硬板连接。该方案目前成熟可靠,应用范围广。但是随着传输速率的指数级增加,对气密管壳、软板及射频封装损耗提出更高的要求,目前的方案由于电路软板和气密box壳体焊接还需要和电路硬板焊接,两次焊接工艺会造成较大射频损耗,且软板一般长度较长在10mm以上,对于高速射频信号来说这一长度损耗极大,已经不能满足高速率传输。

技术实现思路

1、鉴于上述问题,本发明提供了一种气密高速光模块,去除柔板连接,采用金丝打线连接,极大的降低了高频信号在高频线的传输损耗。

2、为达到上述目的,本发明提供的气密高速光模块,包括气密box壳体、电路硬板和金丝,其中:所述气密box壳体的第一端安装有光口组件,所述气密box壳体的第二端设置有高频信号线路;所述气密box壳体粘接于所述电路硬板上,所述高频信号线路通过所述金丝打线连接至所述电路硬板。

3、进一步地,所述气密box壳体为多个且并列排布,每个所述气密box壳体内部封装有光电子芯片,所述光电子芯片与该气密box壳体上的高频信号走线电连接。

4、进一步地,每个所述气密box壳体沿排布方向的两侧以及远离所述高频信号线路的背面加厚,该加厚部分采用胶水固定于所述电路硬板上。

5、进一步地,所述高频信号线路由多个相互平行的信号引脚组成,每个所述信号引脚通过所述金丝打线连接至所述电路硬板。

6、进一步地,所述光口组件包括光发射组件和光接收组件,所述气密box壳体包括气密box tosa壳体和气密box rosa壳体,其中:

7、所述气密box tosa的第一端安装所述光发射组件,

8、所述气密box rosa壳体的第一端安装所述光接收组件。

9、进一步地,所述气密box壳体的至少一部分压盖于所述电路硬板的上表面。

10、进一步地,所述气密box壳体的外轮廓为方形体。

11、进一步地,所述气密box壳体固定于双卡槽三叉戟结构上。

12、进一步地,所述气密box壳体包括直角管壳;所述双卡槽三叉戟结构的卡槽底部开设有内圆孔,用于贴合所述直角管壳。

13、与现有技术相比,本发明提供的气密高速光模块,至少具有以下有益效果:

14、(1)气密封装目前是将光电子芯片气密封装在一个金属壳体中,该气密管壳需要通过陶瓷基板实现气密box内外部的射频信号连接,保证气密性前提条件下将box管壳粘接在pcb电路板上,减小了光电子芯片到电芯片(dsp)的直线距离,降低了射频信号的传输损耗,同时本发明适用于室外恶劣环境中,同样可以保证光电子芯片的气密特性。

15、(2)不仅省去柔板这一关键物料,还省去了柔板两次焊接的工艺制程;其中,省去柔板的设置,减小了激光器到光电子芯片之间的距离,极大的降低了高频信号的传输损耗。

16、(3)柔板焊接需要焊接柔板与气密管壳,柔板与pcb电路版,两次焊接会带来较大的射频信号插入损耗,因此本申请删除柔板,免去两次焊接工艺。且柔板本身由于其射频走线插损比较大,在加上两次焊接,对射频信号损耗较大,因此删除柔板不仅可以减小柔板自身的损耗,还可以降低焊接带来的损耗。

17、(4)采用金线连接气密box壳体和pcb板(printed circuit board,印制电路板),有利于高频信号阻抗匹配,降低了工艺制程难度。

18、(5)减少了一款物料,不仅降低了产品的成本,同时减小操作工艺,降低了制造成本,并且节省了安装空间。

19、(6)由于打线pad较大,可以实现多根金线的焊接,减小电感,提高高频相应。本发明可实现多通道高速光模块的气密封装。

技术特征:

1.一种气密高速光模块,其特征在于,包括气密box壳体、电路硬板和金丝,其中:

2.根据权利要求1所述的气密高速光模块,其特征在于,所述气密box壳体为多个且并列排布,每个所述气密box壳体内部封装有光电子芯片,所述光电子芯片与该气密box壳体上的高频信号走线电连接。

3.根据权利要求2所述的气密高速光模块,其特征在于,每个所述气密box壳体沿排布方向的两侧以及远离所述高频信号线路的背面加厚,该加厚部分采用胶水固定于所述电路硬板上。

4.根据权利要求1所述的气密高速光模块,其特征在于,所述高频信号线路由多个相互平行的信号引脚组成,每个所述信号引脚通过所述金丝打线连接至所述电路硬板。

5.根据权利要求1所述的气密高速光模块,其特征在于,所述光口组件包括光发射组件和光接收组件,所述气密box壳体包括气密box tosa壳体和气密box rosa壳体,其中:

6.根据权利要求1所述的气密高速光模块,其特征在于,所述气密box壳体的至少一部分压盖于所述电路硬板的上表面。

7.根据权利要求1所述的气密高速光模块,其特征在于,所述气密box壳体的外轮廓为方形体。

8.根据权利要求1所述的气密高速光模块,其特征在于,所述气密box壳体固定于双卡槽三叉戟结构上。

9.根据权利要求8所述的气密高速光模块,其特征在于,所述气密box壳体包括直角管壳;

技术总结本发明提供一种气密高速光模块,涉及光模块技术领域。该气密高速光模块包括气密BOX壳体、电路硬板和金丝,其中:所述气密BOX壳体的第一端安装有光口组件,所述气密BOX壳体的第二端设置有高频信号线路;所述气密BOX壳体粘接于所述电路硬板上,所述高频信号线路通过所述金丝打线连接至所述电路硬板。本发明去除柔板连接,采用金丝打线连接,极大的降低了高频信号在高频线的传输损耗。技术研发人员:付孟博,陶冶,王梦宾,刘志忠,卢娟,刘杰涛,张薇,王文亭,祝宁华受保护的技术使用者:雄安创新研究院技术研发日:技术公布日:2024/6/2

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