本技術(shù)涉及光學(xué)封裝，尤其涉及一種cpo光模塊封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、隨著用于數(shù)據(jù)中心及ai應(yīng)用相關(guān)的asic芯片容量的增加，高速光模塊的傳輸速率由100g?gbps已發(fā)展至800gbps。對(duì)于單個(gè)光模塊來(lái)說(shuō)，內(nèi)部pcb（printed?circuit?board，印制電路板）板上的光電芯片的數(shù)量及內(nèi)部信道數(shù)量也隨之激增。在滿(mǎn)足現(xiàn)有光模塊及交換機(jī)的封裝標(biāo)準(zhǔn)前提下，實(shí)現(xiàn)多芯片、高集成度、低損耗的互連，并制造匹配封裝設(shè)計(jì)的可靠、低插損光學(xué)耦合封裝方案，將是未來(lái)光模塊及cpo（co-packaged?optics，光電共封裝）模塊面臨的重要技術(shù)挑戰(zhàn)。

2、目前常用的速率400gbps以上的光模塊產(chǎn)品主要滿(mǎn)足qsfp與osfp相關(guān)的模塊封裝標(biāo)準(zhǔn)，其內(nèi)部貼片區(qū)域的寬度普遍在16mm~18.5mm。目前國(guó)內(nèi)量產(chǎn)的發(fā)射模組芯片（激光器芯片、調(diào)制器芯片、驅(qū)動(dòng)器芯片）及接收模組芯片（探測(cè)器、跨阻放大器）普遍最高速率在400gbps左右。因此隨著交換機(jī)容量的提升，速率800gbps以上的非相干光模塊內(nèi)部光電芯片數(shù)量以及單芯片尺寸的增長(zhǎng)是不可避免的問(wèn)題。同時(shí)光模塊內(nèi)部的光電芯片互連依然以cob（chip?on?board，板上芯片封裝）工藝為主，引線鍵合的互連方式往往占據(jù)較大的板上空間，激增的引線數(shù)量也會(huì)造成延時(shí)和功耗的積累。

3、當(dāng)前，先進(jìn)封裝是在單位面積內(nèi)提高集成度和i/o接口數(shù)量的解決方案之一。但由于pic（photonics?integrated?circuit，光子集成芯片）是一種熱敏感器件，其具有較小的耦合容差，同時(shí)pic?上的端面耦合器通常位于芯片的邊緣，以上原因使得目前的先進(jìn)封裝工藝很難有效的保護(hù)pic光口結(jié)構(gòu)，且難以同時(shí)適配穩(wěn)定可靠的光連接方案。

4、發(fā)明人在光模塊封裝形式的研究時(shí)發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)有高速光模塊的損耗和延遲來(lái)源一部分是由于集成度提高累計(jì)的引線數(shù)量造成的；由于cob的貼片方式，焊盤(pán)（pad）類(lèi)型多以正裝為主，因此芯片表面可貼散熱片的面積較小。

5、因此，如何提供一種集成度高且損耗低的光模塊封裝結(jié)構(gòu)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型提供了一種cpo光模塊封裝結(jié)構(gòu)，解決相關(guān)技術(shù)中存在的集成度低且損耗高的問(wèn)題。

2、作為本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種cpo光模塊封裝結(jié)構(gòu)，其中，包括：

3、外殼組件，包括相對(duì)設(shè)置的外殼頂部部分和外殼底部部分；

4、基板組件，位于所述外殼底部部分之上，且與所述外殼底部部分連接；

5、重構(gòu)電芯片組件，位于所述基板組件背離所述外殼底部部分的一側(cè)，且與所述基板組件鍵合連接，其中所述重構(gòu)電芯片組件至少由光電探測(cè)器、跨阻放大器和驅(qū)動(dòng)器共同封裝形成；

6、光芯片組件，倒裝在所述重構(gòu)電芯片組件背離所述基板組件的一側(cè)，且至少與所述重構(gòu)電芯片組件的驅(qū)動(dòng)器電性連接；

7、光纖陣列組件，位于所述重構(gòu)電芯片組件背離所述基板組件的一側(cè)，且分別與所述光電探測(cè)器以及所述光芯片組件耦合連接；

8、導(dǎo)熱組件，至少包括位于所述重構(gòu)電芯片組件與所述外殼頂部部分之間的第一導(dǎo)熱墊片以及所述重構(gòu)電芯片組件與所述外殼底部部分之間的第二導(dǎo)熱墊片；

9、所述外殼頂部部分位于所述重構(gòu)電芯片組件背離所述基板組件的一側(cè)，且至少覆蓋所述光芯片組件、所述光纖陣列組件及所述第一導(dǎo)熱墊片。

10、進(jìn)一步地，所述重構(gòu)電芯片組件包括：

11、芯片層，包括注塑材料本體、嵌入在所述注塑材料本體內(nèi)的電性引入單元以及間隔設(shè)置的光電探測(cè)器、跨阻放大器和驅(qū)動(dòng)器；

12、第一重布線層，連接于所述芯片層的上表面，能夠分別實(shí)現(xiàn)所述光電探測(cè)器與所述電性引入單元之間、所述驅(qū)動(dòng)器與所述電性引入單元之間以及所述光電探測(cè)器與所述跨阻放大器之間的電性連接；其中，所述芯片層的上表面為所述重構(gòu)電芯片組件背離所述基板組件的一側(cè)；

13、第一電性連接件，位于所述第一重布線層背離所述芯片層的表面，且至少實(shí)現(xiàn)所述驅(qū)動(dòng)器與所述光芯片組件之間的電性連接；

14、第二重布線層，連接于所述芯片層的下表面，且與芯片層的電性引入單元電性連接；其中，所述芯片層的下表面為所述重構(gòu)電芯片組件朝向所述基板組件的一側(cè)；

15、第二電性連接件，位于所述第二重布線層背離所述芯片層的表面，且至少實(shí)現(xiàn)所述重構(gòu)電芯片組件與所述基板組件之間的電性連接。

16、進(jìn)一步地，所述光芯片組件包括芯片本體和形成在所述芯片本體上的端面耦合器以及第三電性連接件，所述第三電性連接件與所述第一電性連接件接觸以實(shí)現(xiàn)所述驅(qū)動(dòng)器與所述光芯片組件的電性連接。

17、進(jìn)一步地，所述光纖陣列組件包括第一光纖陣列組件部分和第二光纖陣列組件部分，

18、所述第一光纖陣列組件部分位于所述重構(gòu)電芯片組件背離所述基板組件的表面，所述第一光纖陣列組件部分與所述光電探測(cè)器之間端面耦合，所述第一光纖陣列組件部分與所述光電探測(cè)器之間的耦合區(qū)域內(nèi)填充透明介質(zhì)材料且在該耦合區(qū)域內(nèi)不存在第一重布線層的金屬連接線；

19、所述第二光纖陣列組件部分位于所述光芯片組件背離第一導(dǎo)熱墊片的側(cè)面；

20、其中，所述第一光纖陣列組件部分與所述光電探測(cè)器耦合，所述第二光纖陣列組件部分與所述光芯片組件耦合。

21、進(jìn)一步地，所述基板組件包括pcb板和形成在所述pcb板表面的第四電性連接件；

22、所述pcb板上形成有階梯狀pcb通孔，所述階梯狀pcb通孔內(nèi)填充金屬熱沉材料；

23、所述第四電性連接件與所述重構(gòu)電芯片組件的第二電性連接件接觸以實(shí)現(xiàn)所述重構(gòu)電芯片組件與所述基板組件的電性連接，所述金屬熱沉材料與所述重構(gòu)電芯片組件接觸，且位于所述跨阻放大器和所述驅(qū)動(dòng)器的投影區(qū)域。

24、本實(shí)用新型提供的cpo光模塊封裝結(jié)構(gòu)，通過(guò)外殼組件、基板組件、重構(gòu)電芯片組件、光芯片組件、光纖陣列組件以及導(dǎo)熱組件封裝組成，具有集成度高、損耗低以及散熱性能好的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)特征：

1.一種cpo光模塊封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的cpo光模塊封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述重構(gòu)電芯片組件包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的cpo光模塊封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述光芯片組件包括芯片本體和形成在所述芯片本體上的端面耦合器以及第三電性連接件，所述第三電性連接件與所述第一電性連接件接觸以實(shí)現(xiàn)所述驅(qū)動(dòng)器與所述光芯片組件的電性連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的cpo光模塊封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述光纖陣列組件包括第一光纖陣列組件部分和第二光纖陣列組件部分，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的cpo光模塊封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板組件包括pcb板和形成在所述pcb板表面的第四電性連接件；

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及光學(xué)封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種CPO光模塊封裝結(jié)構(gòu)，包括：外殼組件，包括相對(duì)設(shè)置的外殼頂部部分和外殼底部部分；基板組件，位于所述外殼底部部分之上；重構(gòu)電芯片組件，位于基板組件背離外殼底部部分的一側(cè)，且與基板組件鍵合連接；光芯片組件，倒裝在重構(gòu)電芯片組件背離所述基板組件的一側(cè)，且至少與重構(gòu)電芯片組件的驅(qū)動(dòng)器電性連接；光纖陣列組件，位于重構(gòu)電芯片組件背離所述基板組件的一側(cè)；導(dǎo)熱組件，至少包括位于重構(gòu)電芯片組件與外殼頂部部分之間的第一導(dǎo)熱墊片以及重構(gòu)電芯片組件與外殼底部部分之間的第二導(dǎo)熱墊片。本技術(shù)提供的CPO光模塊封裝結(jié)構(gòu)具有集成度高的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)研發(fā)人員：于圣韜,葛崇祜,劉軍,郝沁汾
受保護(hù)的技術(shù)使用者：無(wú)錫芯光互連技術(shù)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240311
技術(shù)公布日：2024/12/17