多通道光芯片封装方法以及多通道光模块与流程

本发明涉及光通信，具体为一种多通道光芯片封装方法以及多通道光模块。

背景技术：

1、随着云计算，ai算力，5g传输等需求的不断增加，数据中心，基站等基础设施建设的需求也不断增大，以400g/800g为代表的以及更高速率的光通信市场也进入高速发展期。为了增加单个光模块的传输速率，满足高密度的算力和传输的需求，会把多个半导体激光器芯片(eml芯片)放置在一个光模块内，通过多通道或者多波长并行的方案来进行光模块小型化封装，以此来实现降低单个光模块的成本，满足不同场景下高密度，高速率的传输和数据交换的功能。作为光模块中成本最高，性能最重要的核心元器件，半导体激光器芯片一直以来都是各大通信设备厂商和网络运营商关注的重点。

2、传统的多通道或者多波长并行的方案，封装比较简单，是把各个通道或者各个波长的半导体激光器芯片放置在pcb板上，再通过金属打线的方式，使每个半导体激光器芯片的电极区域与pcb板的金手指区域的各功能区域进行电连接，每个半导体激光器芯片独立工作，互不影响。该方案下随着通道数量或者波长数量增多，放置半导体激光器芯片所需要的光模块内的空间也会需要更大，且因为每个半导体激光器芯片都需要打线和pcb板的金手指区域进行电连接，打线的次数也会更多，同时打线所需要的空间也会增加，且随着时间推移，或者光模块的移动，晃动等风险的产生，一旦某根或者某些金线发生断裂或者坍塌，都会造成光模块内某些元器件的短路或者断路，光模块因此会有失效的可靠性风险，给设备商或者网络运营商造成不可估量的经济损失。传统的多通道的光模块封装方案中一般为多个独立的半导体激光器芯片各自贴合放置在对应的coc基板上，再把多个带半导体激光器芯片的coc基板贴合放置在pcb板上，两次贴合放置需要耗费较多时间，且最后的位置均会存在微小的机械误差，对后续的光路耦合造成了极大的困难。其次，光模块内相对密封的空间，不利于多个同时工作的半导体激光器芯片散热，环境温度升高会降低芯片的出光效率，在此条件下，如果为了保证每个半导体激光器芯片工作稳定，输出功率不变，势必需要增大注入电流，从而增加了整个光模块的功耗。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多通道光芯片封装方法以及多通道光模块，至少可以解决现有技术中的部分缺陷。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种多通道光芯片封装方法，包括如下步骤：

3、准备多个eml芯片以及具有若干条金属导电通道的陶瓷基板；

4、将所述陶瓷基板覆盖于所述eml芯片上，并使所述陶瓷基板内的各所述金属导电通道与各所述eml芯片电连接；

5、将各所述eml芯片装设于coc基板上并与所述coc基板通信连接；

6、设置pcb板，使所述陶瓷基板与所述pcb板的金手指区域电连接，并使所述coc基板与所述pcb板的金手指区域通信连接。

7、进一步，从晶圆上取下一整块芯片阵列，所述芯片阵列包括各所述eml芯片。

8、进一步，所述coc基板为一整块基板。

9、进一步，各所述金属导电通道与各所述eml芯片一一对应，每一所述金属导电通道与其对应的所述eml芯片电连接。

10、进一步，每个所述eml芯片上均具有发光条，所述金属导电通道覆盖于所述发光条上。

11、进一步，各所述eml芯片相同，且各所述发光条并排平行设置，相邻两所述发光条之间的间距相等。

12、进一步，所述陶瓷基板背离所述eml芯片的面上设有电流注入电极，由所述电流注入电极输入的电流进入各所述金属导电通道，所述电流还流至所述pcb板的金手指区域。

13、进一步，所述coc基板上设有高频信号通道，所述pcb板的金手指区域通过所述高频信号通道与所述eml芯片通信连接。

14、进一步，所述高频信号通道有多个，每一所述eml芯片的ea部分的电极与其中一所述高频信号通道通信连接，所述coc基板上其他部分为gnd，与所述eml芯片的负极贴合导通，与各所述高频信号通道电隔绝。

15、本发明实施例提供另一种技术方案：一种多通道光模块，包括eml芯片，采用上述的多通道光芯片封装方法封装所述eml芯片。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过一个陶瓷基板内部的多个导电通路的设计，同时给各个通路或者波长的半导体激光器芯片进行供电，减少了常规模式下多通道半导体激光器cob封装下需要进行多条金属打线步骤，降低了金线断裂的风险，因陶瓷基板中导电通路的设置，纵向上等效增加了发光条上的金属层厚度，同时注入的电流沿各半导体激光器芯片的发光条均匀分布，增加了散热面积，从而提高了半导体激光器芯片的电光转换效率，且使得单个半导体激光器芯片上的电流密度均匀分布，降低了li输出曲线出现kink的概率，从而降低了半导体激光器芯片的可靠性风险，使半导体激光器工作更稳定。同时，该封装方案集成度高，eml芯片上dfb部分不再单独连接相应的金线，就无需设置相应的金线焊接点，使得多个半导体激光器芯片可以被设计制作的尺寸更小，多个eml之间放置的更近，更紧凑，从而减小了整个光模块的体积，有利于单个光模块小型化的发展，且在半导体激光器的晶圆级时，可以直接按照需求，一次性整体切割下来所需要数量的半导体激光器芯片，从而也简化了半导体激光器芯片的制造流程。

技术特征：

1.一种多通道光芯片封装方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的多通道光芯片封装方法，其特征在于：从晶圆上取下一整块芯片阵列，所述芯片阵列包括各所述eml芯片。

3.如权利要求1所述的多通道光芯片封装方法，其特征在于：所述coc基板为一整块基板。

4.如权利要求1所述的多通道光芯片封装方法，其特征在于：各所述金属导电通道与各所述eml芯片一一对应，每一所述金属导电通道与其对应的所述eml芯片电连接。

5.如权利要求1所述的多通道光芯片封装方法，其特征在于：每个所述eml芯片上均具有发光条，所述金属导电通道覆盖于所述发光条上。

6.如权利要求5所述的多通道光芯片封装方法，其特征在于：各所述eml芯片相同，且各所述发光条并排平行设置，相邻两所述发光条之间的间距相等。

7.如权利要求1所述的多通道光芯片封装方法，其特征在于：所述陶瓷基板背离所述eml芯片的面上设有电流注入电极，由所述电流注入电极输入的电流进入各所述金属导电通道，所述电流还流至所述pcb板的金手指区域。

8.如权利要求1所述的多通道光芯片封装方法，其特征在于：所述coc基板上设有高频信号通道，所述pcb板的金手指区域通过所述高频信号通道与所述eml芯片通信连接。

9.如权利要求8所述的多通道光芯片封装方法，其特征在于：所述高频信号通道有多个，每一所述eml芯片的ea部分的电极与其中一所述高频信号通道通信连接，所述coc基板上其他部分为gnd，与所述eml芯片的负极贴合导通，与各所述高频信号通道电隔绝。

10.一种多通道光模块，包括eml芯片，其特征在于：采用如权利要求1-9任一所述的多通道光芯片封装方法封装所述eml芯片。

技术总结本发明涉及光通信技术领域，提供了一种多通道光芯片封装方法，包括如下步骤：准备多个EML芯片以及具有若干条金属导电通道的陶瓷基板；将所述陶瓷基板覆盖于所述EML芯片上，并使所述陶瓷基板内的各所述金属导电通道与各EML芯片电连接；将各EML芯片装设于COC基板上并与所述COC基板通信连接；设置PCB板的金手指区域，使陶瓷基板与所述PCB板金手指电连接，并使所述COC基板与所述PCB板金手指通信连接。还包括一种多通道光模块，采用上述的多通道光芯片封装方法封装所述EML芯片。本发明通过陶瓷基板内部的多个导电通路的设计，给各个通路或者波长的半导体激光器芯片进行供电，减少了常规模式下多通道半导体激光器COB封装下的金属打线步骤，降低了金线断裂的风险。技术研发人员：向欣受保护的技术使用者：武汉云岭光电股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29