一种并行光电单元及光模块的制作方法

本技术属于光通信，具体涉及一种并行光电单元及光模块。

背景技术：

1、随着光通信产品在4g、5g及云服务快速推广和深入应用，对并行光收发模块的需求与日剧增，市场需求也朝着不断小型化、高速率、高密度、低功耗方向发展。24、48、96甚至192通道光模块一般是将多个4路或12路光电单元通过银浆贴装到印制板上，完成金丝键合后，使用多通道n合1光纤带逐一完成耦合，装配成一体。随着通道数的增加，相应的可靠性风险随之增加，任何一路光电信号不良或失效将导致整个光模块产品的功能失效，影响整个链路的通信，只能整体报废后更换新的光模块，成本巨大。

2、此外，光电裸芯片耐受恶劣环境的性能较差，在光模块中需要对光电裸芯片进行封装防护，使用透镜或防护罩封装内部存在光路空腔、封装困难的问题，而金属气密封装形式，工艺复杂，物料价格成本较高。

技术实现思路

1、针对背景技术中指出的问题，本申请提供一种并行光电单元，实现小尺寸、封装独立的光电单元，便于组装及批量化独立生产；且采用塑封壳对光电裸芯片及光路进行防护，可靠性好。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

3、一种并行光电单元，包括：

4、芯片载板，其一侧表面上设置有第一焊盘区，且与所述一侧表面相对的另一侧表面上设置有第二焊盘区，所述第一焊盘区通过层间过孔和走线与所述第二焊盘区电连接；

5、光电芯片组件，其具有光电芯片，所述光电芯片具有光信号接口和电信号接口，所述电信号接口与所述第一焊盘区电连接；

6、光学耦合组件，其包括光纤阵列和光连接器，所述光纤阵列包括多条光纤，所述光纤位于所述光连接器的光纤孔内，用于连接所述光信号接口；

7、塑封壳，其位于所述芯片载板上且用于塑封所述光电芯片组件及光学耦合组件，其中，所述光连接器用于与外部光连接器连接的光口从所述塑封壳中露出。

8、本申请涉及的并行光电单元，具有如下有益效果：

9、（1）该并行光电单元布置结构紧凑，实现小尺寸设计；

10、（2）能够形成独立且标准的光电单元，具有通用性，适于批量生产，方便设计及组装装配；

11、（3）该光电单元具有独立的光口和作为电接口的第二焊接区，方便与外部实现光连接和电连接；

12、（4）能够通过塑封壳进行对光电芯片及光路进行防护，工艺简单，且提高光电单元耐受恶劣环境的可靠性。

13、在本申请的一些实施例中，所述芯片载板上设置有模块粘贴区域，用于粘贴所述光电芯片组件，所述第一焊盘区置于所述模块粘贴区域周边；

14、所述模块粘贴区域通过若干散热孔与所述第二焊盘区连接，用于对所述光电芯片组件散热。

15、通过散热孔连接模块粘贴区域和第二焊盘区，使得在光电芯片产生热量时，通过散热孔及第二焊盘区向外部散热，提高散热效率。

16、在本申请的一些实施例中，所述光电芯片组件包括：

17、陶瓷块，其粘接于所述模块粘贴区域；

18、光芯片，其贴装于所述陶瓷块上，且具有所述光信号接口；

19、电芯片，其贴装于所述陶瓷块上，且具有形成所述电信号接口的第一焊盘，所述第一焊盘经金丝键合与所述第一焊盘区电连接，所述光芯片和所述电芯片电连接。

20、在本申请的一些实施例中，所述电芯片贴装于所述陶瓷块的顶表面，所述光芯片贴装于所述陶瓷块的侧面，所述电芯片上还设置有第二焊盘，所述光芯片还设置第三焊盘；

21、所述第二焊盘和第三焊盘采用90度转接方式经金丝键合电连接。

22、该光芯片贴装于陶瓷块的侧面，方便与光连接器进行连接。

23、在本申请的一些实施例中，所述光连接器为多通道mini-mt插芯在穿过光纤后裁切mt插芯尾端后的剩余部分，其中裁切面形成为倾斜面；

24、对所述光纤两自由端所在的插芯的两端面进行光学研磨。

25、为了实现光学模块的小尺寸制作，将常规多通道mini-mt插芯进行裁切形成光连接器，该裁切面为倾斜面，该倾斜面方便光连接器和光芯片的光信号接口之间的光学耦合。

26、且对光纤两自由端所在的插芯的两端面进行光学研磨，使光纤的两自由端的光纤端面满足光学面的要求，实现光信号可靠传输。

27、在本申请的一些实施例中，所述裁切面上光纤的光纤端面和所述光信号接口之间填充光学胶。

28、采用光学胶，填充光信号接口和光纤端面之间的空腔，对光口进行防护，并且能够在对整个光电单元进行塑封前对光连接器进行耦合对准固定。

29、该光学胶为光学匹配胶，环氧材质，对850nm的红外光透过率大于95%，例如epoxy公司的353nd胶。

30、在本申请的一些实施例中，所述裁切面从上至下距离与光纤孔所在轴线垂直的垂向面的距离依次减小。

31、采用此种倾斜程度的倾斜面，方便在光信号接口和光纤端面之间填充光学胶。

32、在本申请的一些实施例中，所述塑封壳通过塑封工艺塑封形成。

33、采用成熟的半导体塑封芯片的标准工序，对光电芯片进行塑封防护。

34、在本申请的一些实施例中，在所述第二焊盘区植若干个低温焊锡球。

35、在第二焊盘区植若干个低温焊锡球，方便与外部单元进行电连接。

36、本申请还涉及一种光模块，包括：

37、主电路板；

38、多个如上所述的并行光电单元，所述多个并行光电单元通过各自的第二焊盘区与所述主电路板电连接，所述并行光电单元中光连接器的光口用于与外部光连接器连接。

39、采用多个独立封装的光电单元焊接至主电路板上，能够扩展应用以完成光模块的整体装配，且相对的多个光电单元是独立的，在某一光电单元损坏时，只单独更换该光电单元即可，不耽误其他光电单元的使用，提高整个光模块的使用可靠性。

40、结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

技术特征：

1.一种并行光电单元，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的并行光电单元，其特征在于，所述芯片载板上设置有模块粘贴区域，用于粘贴所述光电芯片组件，所述第一焊盘区置于所述模块粘贴区域周边；

3.根据权利要求2所述的并行光电单元，其特征在于，所述光电芯片组件包括：

4.根据权利要求3所述的并行光电单元，其特征在于，所述电芯片贴装于所述陶瓷块的顶表面，所述光芯片贴装于所述陶瓷块的侧面，所述电芯片上还设置有第二焊盘，所述光芯片还设置第三焊盘；

5.根据权利要求1所述的并行光电单元，其特征在于，所述光连接器为多通道mini-mt插芯在穿过光纤后裁切mt插芯尾端后的剩余部分，其中裁切面形成为倾斜面；

6.根据权利要求5所述的并行光电单元，其特征在于，

7.根据权利要求5或6所述的并行光电单元，其特征在于，所述裁切面从上至下距离与光纤孔所在轴线垂直的垂向面的距离依次减小。

8.根据权利要求1所述的并行光电单元，其特征在于，所述塑封壳通过塑封工艺塑封形成。

9.根据权利要求1所述的并行光电单元，其特征在于，在所述第二焊盘区植若干个低温焊锡球。

10.一种光模块，其特征在于，包括：

技术总结
本技术公开了一种并行光电单元及具有该光电单元的光模块，其中该光电单元包括：芯片载板，其一侧表面上设置有第一焊盘区，且相对另一侧表面上设置有第二焊盘区，第一焊盘区通过层间过孔和走线与第二焊盘区电连接；光电芯片组件，其具有光电芯片，光电芯片具有光信号接口和电信号接口，电信号接口与第一焊盘区电连接；光连接器，光纤阵列包括多条光纤，光纤位于光连接器的光纤孔内，用于连接光信号接口；塑封壳，其位于芯片载板上且用于塑封光电芯片组件及光连接器，光连接器用于与外部光连接器连接的光口从塑封壳中露出。本申请实现小尺寸、封装独立的光电单元，便于组装及批量化生产；且采用塑封壳对光电芯片及光路进行防护，可靠性好。

技术研发人员：郭琦,张翠改,翟广涛,武玉谦
受保护的技术使用者：青岛兴航光电技术有限公司
技术研发日：20230810
技术公布日：2024/2/8