专利名称：用于宽带高速传输的并行光收发组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于宽带高速传输的并行光收发组件。
背景技术：
随着人类对通信带宽需求的快速增长，现有通信系统面临着容量和能耗两大挑战。由于能在更小的空间、更低的能耗占用下提供更大的带宽，关于并行光学模块的研究发展日益增多。并行光学模块是在一个单独的模块中多个激光器对准多个光纤——例如适合短程高带宽计算和交换应用的4通道短程收发模块，集成了四个独立的发送和接收通道， 并连接到一条12通道多模带状光纤。由于器件集成化和小型化所带来的高带宽密度和低功耗，使得并行光学模块的传输带宽和使用功耗大大优于多个分立器件，从而提高了系统传输性能。并行光学模块对子元件的对准所要求的精度更高，能容忍的装配误差更小，以保证尽可能高的光耦合效率。现有技术在实现这些对准操作时，很复杂很费时，需要一套复杂的并行定位件，如V型槽、MT型光学连接器等，以及精准的芯片贴装工艺和精准的光学耦合工艺；另外，光电阵列部件和印刷电路板电连接，如金线连接、软板连接等，其分布范围大， 长度较长，对于高频信号的发射和检测会引入不良的噪声干扰，使得信号变差，器件性能劣化；并且对光学组件，如透镜、光导管的加工工艺要求很高；同时光学组件零部件的增加也相应的使成本增加。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用于宽带高速传输的并行光收发组件。本发明的目的通过以下技术方案来实现用于宽带高速传输的并行光收发组件，包括印刷电路板和位于其上的集成电路芯片和光电元件阵列，特点是所述印刷电路板的一端设有电信号输入输出端口，印刷电路板的另一端设有侧面电极；所述光电元件阵列包括VCSEL激光器阵列和PD光电探测器阵列， VCSEL激光器阵列和PD光电探测器阵列组装在印刷电路板的侧面上，并分别与印刷电路板侧面电极打线连接；所述集成电路芯片包括激光器驱动芯片和探测器TIA芯片，激光器驱动芯片和探测器TIA芯片组装于印刷电路板表面的电极上；光纤阵列置于光纤固定件内， 光纤固定件固定于光纤支撑件上，光纤阵列以一对一的方式与光电元件阵列对准。进一步地，上述的用于宽带高速传输的并行光收发组件，其特征在于所述VCSEL 激光器阵列和PD光电探测器阵列以并排直线排列方式通过导电胶组装于在印刷电路板的侧面上。更进一步地，上述的用于宽带高速传输的并行光收发组件，其特征在于所述激光器驱动芯片和探测器TIA芯片通过倒装焊接方式组装在印刷电路板表面的电极上。更进一步地，上述的用于宽带高速传输的并行光收发组件，其特征在于所述信号输入输出端口为镀金插板结构。更进一步地，上述的用于宽带高速传输的并行光收发组件，其特征在于所述光纤阵列包括复数根光纤，每根光纤具有一耦合端面。再进一步地，上述的用于宽带高速传输的并行光收发组件，其特征在于所述光电元件阵列的有效区域中心与光纤阵列的耦合面以一对一的方式进行对准，光电元件阵列的有效区域中心与光纤阵列的耦合面之间置有折射率匹配胶。再进一步地，上述的用于宽带高速传输的并行光收发组件，其特征在于所述光纤阵列有两组，第一组光纤阵列的耦合面以一对一的方式与VCSEL激光器阵列的有效中心区域进行对准，VCSEL激光器阵列的有效中心区域与第一组光纤阵列的耦合面之间置有折射率匹配胶，第二组光纤阵列的耦合面以一对一的方式与PD光电探测器阵列的有效区域中心进行对准，PD光电探测器阵列的有效中心区域与第二组光纤阵列的耦合面之间置有折射率匹配胶。本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在本发明采用独特的电路板制造技术以及光电元件侧面贴装技术，并且通过芯片倒装技术，使光电元件的电连接更加合理，提升组件的光电性能；分别对VCSEL激光器阵列和 PD光电探测器阵列的采用主动对准技术进行光学耦合，降低了光电元件阵列贴装精度显著降低了光电元件与光纤连接的工艺难度并且提升了组件装配误差容忍度；通过减少组件构件的数量，降低组件成本，更适合批量生产应用。
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明图1 用于宽带高速传输的并行光收发组件的组装示意图；图2 用于宽带高速传输的并行光收发组件光学耦合示意图；图3a 光从光纤通过折射率匹配胶耦合至PD光电探测器的光路示意图；图北由VCSEL激光器发射的光通过折射率匹配胶至光纤的光路示意图；图4 未切割的印刷电路板侧面贴合处俯视示意图；图5 切割完成的印刷电路板侧面贴合处俯视示意图；图6 切割完成的印刷电路板侧面贴合处主视示意图。图中各附图标记的含义见下表
权利要求
1.用于宽带高速传输的并行光收发组件，包括印刷电路板(01)和位于其上的集成电路芯片(0 和光电元件阵列(04)，其特征在于所述印刷电路板(01)的一端设有电信号输入输出端口(11)，印刷电路板(01)的另一端设有侧面电极(02)；所述光电元件阵列 (04)包括VCSEL激光器阵列(41)和PD光电探测器阵列(42)，VCSEL激光器阵列(41)和 PD光电探测器阵列02)组装在印刷电路板(01)的侧面上，并分别与印刷电路板侧面电极 (02)打线连接；所述集成电路芯片(03)包括激光器驱动芯片(31)和探测器TIA芯片(32)， 激光器驱动芯片(31)和探测器TIA芯片(32)组装于印刷电路板(01)表面的电极上；光纤阵列(07)置于光纤固定件(06)内，光纤固定件(06)固定于光纤支撑件(05)上，光纤阵列 (07)以一对一的方式与光电元件阵列(04)对准。
2.根据权利要求1所述的用于宽带高速传输的并行光收发组件，其特征在于所述 VCSEL激光器阵列和PD光电探测器阵列02)以并排直线排列方式通过导电胶组装于在印刷电路板(01)的侧面上。
3.根据权利要求1所述的用于宽带高速传输的并行光收发组件，其特征在于所述激光器驱动芯片(31)和探测器TIA芯片(32)通过倒装焊接方式组装在印刷电路板(01)表面的电极上。
4.根据权利要求1所述的用于宽带高速传输的并行光收发组件，其特征在于所述信号输入输出端口(11)为镀金插板结构。
5.根据权利要求1所述的用于宽带高速传输的并行光收发组件，其特征在于所述光纤阵列(07)包括复数根光纤，每根光纤具有一耦合端面。
6.根据权利要求1所述的用于宽带高速传输的并行光收发组件，其特征在于所述光电元件阵列(04)的有效区域中心与光纤阵列(07)的耦合面以一对一的方式进行对准，光电元件阵列(04)的有效区域中心与光纤阵列(07)的耦合面之间置有折射率匹配胶(09)。
7.根据权利要求1所述的用于宽带高速传输的并行光收发组件，其特征在于所述光纤阵列(07)有两组，第一组光纤阵列的耦合面以一对一的方式与VCSEL激光器阵列的有效中心区域进行对准，VCSEL激光器阵列的有效中心区域与第一组光纤阵列的耦合面之间置有折射率匹配胶，第二组光纤阵列的耦合面以一对一的方式与PD光电探测器阵列G2)的有效区域中心进行对准，PD光电探测器阵列02)的有效中心区域与第二组光纤阵列的耦合面之间置有折射率匹配胶。
全文摘要
本发明涉及用于宽带高速传输的并行光收发组件，包括印刷电路板和位于其上的集成电路芯片和光电元件阵列，印刷电路板的一端设有电信号输入输出端口，另一端设有侧面电极；光电元件阵列包括VCSEL激光器阵列和PD光电探测器阵列，其组装在印刷电路板的侧面上，并分别与印刷电路板侧面电极打线连接；集成电路芯片包括激光器驱动芯片和探测器TIA芯片，其组装于印刷电路板表面的电极上；光纤阵列置于光纤固定件内，光纤固定件固定于光纤支撑件上，光纤阵列以一对一的方式与光电元件阵列对准。采用独特的电路板技术以及光电元件侧面贴装技术，制造工艺更加简单易行，减少组件构件的数量，成本更低，组件的光电性能和结构稳定性都显著提高。
文档编号G02B6/43GK102169216SQ201110128489
公开日2011年8月31日 申请日期2011年5月18日 优先权日2011年5月18日
发明者刘圣, 孙雨舟, 常留勋, 施高鸿, 李伟龙 申请人:苏州旭创科技有限公司