用于耦接电子单元及光学单元的互连结构、及光电模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于禪接输出及/或接收电信号的电子单元及将该样的电信号 转换为光学信号及/或反之的光学单元的互连结构。本发明还设及一种包括此互连结构的 光电模块。
【背景技术】
[0002] 为支持高速数据传输应用（例如W25Gbps的位率）的通信需求，光学链路被用作 仅基于电线的互连的替代。当前，制造商制造产品，例如用于光学互连的模块及所谓的光 缆。在此上下文中，光学模块可为传输器（亦即，包括用于传输光学数据信号的光源）、接收 器（亦即，包括用于接收光学信号的光侦测器）或收发器，其为接收器及传输器组合。
[0003] 模块通常带有用于连接输送光学数据信号的一个或多个光纤的连接器。在光缆 中，模块及光纤通常为预连接的。举例而言，对于在超级计算机中的互连或作为至外围设备 的连接，将模块或模块的组件直接安装于电路板（例如，计算机的主机板）上也是可能的。
[0004] 本发明的上下文中，光电模块通常指系统，其包括用于传输或接收光学信号的连 接至驱动器及/或接收器电子器件的光电组件。光电组件经配置W将电能转换为光能或将 光能转换为电能的本上下文装置（亦即，光源及光侦测器，例如，激光电二极管及光电二极 管）。激光电二极管通常为所谓的垂直腔表面发射激光器（VCS化)，且作为光电二极管，可 使用P-本征-n光电二极管。
[0005] 此模块通常亦包括接口，其使该模块连接至一个或多个光纤W及控制电子器件W 调整光电组件的操作参数。举例而言，激光电二极管的操作通常需要可调整的偏压电流、调 制电流，及可选地需要预加重。该样的模块常常支持一个W上信道（例如，2、4、8、12或16 个信道），但取决于应用，任何数目个信道为可想到的。对于此用途，光源及光侦测器常常可 W阵列形式使用（例如1XN阵列或2XN阵列，其中N为正整数）。严格而言，2XN阵列被 称为矩阵，但为简化注释，W下仅使用术语"阵列"。
[0006] 为将电数据信号转换为适用于驱动光源W发射包括此数据信号的光学信号的信 号，需要驱动器电路。类似地，需要接收器电路W将所接收光学信号转换为适用于在系统中 进一步传输的电信号。该样的驱动器及接收器电路已为业界熟知且通常其作为集成电路提 供，如驱动器巧片（包括驱动器电路）、传输器巧片（包括驱动器电路）或收发器巧片（包 括驱动器及接收器电路）中的一者。
[0007] 接收器巧片通常也可称为TIA巧片（跨阻抗放大器巧片）或LIA巧片（限阻抗放 大器巧片）。所述巧片包括用于接收/传输电数据信号至/自主机系统的数据接脚/垫及 用于连接至光学装置的连接垫，亦即，用于连接至巧片的光学侧（亦即，光源或光侦测器） 的连接接脚/垫。
[000引在所有数据传输系统中，信号完整性是关键问题。由于在具有（例如）25抓PS的 数据传输率的最近开发的通信系统中的高数据率，信号完整性（例如，信号线间的串扰的 减少）已成为主要关注点。
[0009] 互连系统理想上将携载信号而不失真。一种类型的失真称为串扰。当一个信号在 另一信号在线产生一不需要的信号时，发生串扰。串扰通常由信号线之间的电磁禪接所引 起的。因此，对高速、高密度互连系统，串扰为特定问题。在信号线靠近在一起时或在其携载 的信号具有较高频率时，电磁禪接增加。该样的条件两者存在于高速、高密度互连系统中。
[0010] 特别对高频应用而言，被提供用W将光学组件及电子组件连接至彼此的互连结构 将对信号完整性具有重大影响。图1示出在驱动器电路及VCS化阵列100之间的互连的示 例，该互连可用于所谓的E/0引擎（电光学引擎），其适用于将电信号转换为光学信号。图 1的示例示出带有安装在导电基板102中的12信道VCSEL阵列100的12信道拓扑。该阵 列的二极管中的每一者具有阴极及阳极（在图1中标记为C及a端子），其凭借边缘禪接传 输线或结合线104连接至驱动器电路。
[0011] 特别地，该些互联线成对形成，且每一对包括信号线1〇4(WS表示）及接地线 106。如图1中所示出，接地线106中的每一者连接至接地平面层108。该示意性配置的 技术实施方案的不例在由F*hilipsTechnologieGmbHU_L_MPhotonicsundIPtronics A/S在 2009 年 6 月 17 号发布的ReferenceDesignIPVD12G011-ULM850-10-TT-N0104U rev. 04 (可自因特网册L下载http: //iptronics.com/files/14774/IPBVD12G011_ULM_ RefDesi即.04.pdf)中给出。
[0012] 如图1中示出的模块此外具有用于将PIN二极管阵列连接至也位于图1的电路载 体上的附属放大器（TIA)的其它互连110的阵列。
[0013] 当将7号信道（W组件符号112标记）视为受扰者且将其余信道114、116视为传 输器信号侵扰者时，可发现串扰（其由此组态产生）在处于25Gbps位率及1〇-12的位错误 率炬ER)的眼图中总计达4ps或0. 1UI抖动。由于VCS化放置在高度导电的基板上，因此 邻近的驱动器VCS化信道之间的高禪接及串扰可归结于W下事实：返回电流迹线的阻抗与 邻近信道的信号迹线的阻抗类似。因此，大量侵扰返回电流被迫通过受扰信道的VCSEL从 而产生高水平串扰。此效应在图2中示意性地图解说明。
【发明内容】
[0014] 因此，本发明所基于的问题为提供互连结构及附属光电模块，藉此信号完整性可 W特别简单且具成本效益的方式改良。
[0015] 通过独立权利要求的主题达成此目的。本发明的有利实施例为附属权利要求的主 题。
[0016] 本发明基于W下想法：藉由W-方式修改驱动器-VCS化互连的返回路径的阻 抗使得其显著低于信号路径的阻抗，显著更少量的侵扰者返回电流通过任何受扰信道的 VC沈L。
[0017] 具体而言，本发明提议一种用于禪接输出及/或接收电信号的电子单元及将所述 电信号转换为光学信号及/或反之的光学单元的互连结构，该互连结构包括电绝缘基板及 要禪接在该电子单元与该光学单元之间的至少一对传输导线，第一导线可作为信号线工 作，且第二导线可作为接地线工作。根据本发明，该第二导线形成为具有低于该第一导线的 阻抗。
[0018] 具体而言，该第二导线可具有大于该第一导线的宽度的宽度。相对于该信号线，该 减小了该接地线的该阻抗。优选地，该接地线宽度为该信号线的该宽度的至少五倍。此外， 该互连结构通常还具有埋在该电绝缘基板内的接地平面层。
[0019] 根据本发明的一有利实施例，可作为接地线工作的所述第二导线凭借过孔连接至 此接地平面层。由于工艺限制，通常无法将该接地平面层制作成比对应于基本频率位率的 集肤深度更厚。因此，所述过孔可能是不理想的，且该接地线无法在自VCS化至驱动器阵列 接地的整个距离内始终保持足够宽。
[0020] 因此，可利用宽接地线尺寸及至该接地平面层的连接的组合W达成最佳结果。另 一方面，通常为50欧姆量级的信号线的阻抗主要由其宽度及其至接地平面层的距离控制。
[0021] 通过根据本发明的配置，信号返回路径的阻抗可被显著减小，且更少量的侵扰返 回电流通过受扰信道的VCSEL从而改良信号完整性。
[0022] 具体而言，该信号线可具有20微米的宽度，而该接地线具有约110微米的宽度。优 选地，所述接地线凭借过孔结构连接至下层接地平面层。
[0023] 根据本发明的该互连结构可形成为在其上直接安装驱动器电子电路或者也可形 成为在其上安装相应电连接器。该例如可为由TEConnectivity公司提供的例如所谓的 QSFP(四信道小型可插拔）连接器。
[0024] 根据本发明，基于电互连结构的光电模块具有带可连接至该互连结构的接地平面 层的导电基板的光学单元（例如，VCS化阵列）。藉由选择根据本发明的信号线及接地线的 阻抗率，此拓扑产生特别高效的串扰抑制。
【附图说明】
[0025] 附图并入说明书且形成本说明书的一部分