專利名稱：平行光器件的封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法
平行光器件的封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光通信技術(shù)，特別是涉及一種平行光器件的封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的光通信技術(shù)領(lǐng)域中，平行光信號(hào)的接收受和發(fā)送是通過(guò)不同的光器件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，沒(méi)有集成的芯片。因此在應(yīng)用于光模塊產(chǎn)品或是光通信信道時(shí)，需要采用兩個(gè)獨(dú)立的接收器件和發(fā)送器件來(lái)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的收發(fā)。然而，兩個(gè)器件的相對(duì)位置及角度每次都需要調(diào)整才能達(dá)到預(yù)期的效果，這不僅影響了光模塊產(chǎn)品更深層次的發(fā)展，也降低光通信信道架設(shè)的效率。

發(fā)明內(nèi)容鑒于上述狀況，有必要提供一種可同時(shí)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)收發(fā)的平行光器件的封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法。一種平行光器件的封裝結(jié)構(gòu)，包括PCB 板；驅(qū)動(dòng)芯片及放大芯片，其引腳焊接于所述PCB板上；光電二極管陣列芯片，其引腳焊接于所述PCB板上并與所述放大芯片電連接；及激光二極管陣列芯片，引腳焊接于所述PCB板上并與所述驅(qū)動(dòng)芯片電連接，且其光敏面及邊緣與所述光電二極管陣列芯片的光敏面及邊緣均處于同一平面。進(jìn)一步地，所述光電二極管陣列芯片與所述激光二極管陣列芯片之間的間距為所述光電二極管陣列芯及所述激光二極管陣列芯片中單個(gè)二極管之間的間距的整數(shù)倍。進(jìn)一步地，所述光電二極管陣列芯片與所述激光二極管陣列芯片之間的間距為 1. 25毫米。本發(fā)明還提供一種平行光器件的封裝方法。一種平行光器件的封裝方法，包括以下步驟排列貼片將光電二極管陣列芯片、激光二極管陣列芯片、放大芯片及驅(qū)動(dòng)芯片貼于PCB板上，使所述光電二極管陣列芯片的光敏面及邊緣分別與所述激光二極管陣列芯片的光敏面及邊緣處于同一平面；綁定焊接將所述光電二極管陣列芯片、所述激光二極管陣列芯片、所述放大芯片及所述驅(qū)動(dòng)芯片的引腳焊接于所述PCB板上；耦合調(diào)整調(diào)整所述光電二極管陣列芯片及所述激光二極管陣列芯片的光路，使所述光電二極管陣列芯片可接收來(lái)自光纖的光信號(hào)，所述激光二極管陣列芯片可將光信號(hào)發(fā)送到光纖中；封裝將所述光電二極管陣列芯片、激光二極管陣列芯片、放大芯片、驅(qū)動(dòng)芯片及 PCB板一起封裝起來(lái)。
進(jìn)一步地，在進(jìn)行所述封裝的步驟之前，還包括設(shè)置所述光電二極管陣列芯片的效率閾值的步驟，使所述光電二極管陣列芯片的光電轉(zhuǎn)換效率高于所述效率閾值。進(jìn)一步地，在進(jìn)行所述封裝的步驟之前，還包括設(shè)置所述激光二極管陣列芯片的功率閾值的步驟，使所述激光二極管陣列芯片的光輸出功率高于所述功率閾值。進(jìn)一步地，在進(jìn)行所述排列貼片的步驟時(shí)，所述光電二極管陣列芯片與所述激光二極管陣列芯片之間的間距為所述光電二極管陣列芯及所述激光二極管陣列芯片中單個(gè)二極管之間的間距的整數(shù)倍。進(jìn)一步地，在進(jìn)行所述排列貼片的步驟時(shí)，所述光電二極管陣列芯片與所述激光二極管陣列芯片之間的間距為1. 25毫米。進(jìn)一步地，在綁定焊接的步驟中，采用熱、壓力和超聲功率鍵合的方法將所述光電二極管陣列芯片、所述激光二極管陣列芯片、所述放大芯片及所述驅(qū)動(dòng)芯片的引腳焊接于所述PCB板上。進(jìn)一步地，在耦合調(diào)整的步驟中，采用六位調(diào)整及45度全反射的方法調(diào)整所述光電二極管陣列芯片及所述激光二極管陣列芯片的光路。上述平行光器件的封裝方法將光電二極管陣列芯片及激光二極管陣列芯片以一定的排布方式焊接于PCB板上，并通過(guò)耦合調(diào)整形成平行光器件的封裝結(jié)構(gòu)。所述平行光器件封裝結(jié)構(gòu)可通過(guò)所述光電二極管陣列芯片接受來(lái)自光纖的光信號(hào)并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，還可通過(guò)所述激光二極管陣列芯片向光纖發(fā)送光信號(hào)，因此實(shí)現(xiàn)了同時(shí)對(duì)光信號(hào)進(jìn)行收發(fā)。

圖1為一實(shí)施例中平行光器件的封裝結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2為實(shí)施例一的平行光器件的封裝方法的流程圖；圖3為實(shí)施例二的平行光器件的封裝方法的流程圖。
具體實(shí)施方式下面主要結(jié)合

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。請(qǐng)參與圖1，本發(fā)明較佳實(shí)施例的平行光器件的封裝結(jié)構(gòu)100包括驅(qū)動(dòng)芯片110、 放大芯片120、光電二極管陣列芯片130、激光二極管陣列芯片140及PCB板150。驅(qū)動(dòng)芯片110及放大芯片120的引腳均焊接于PCB板150上。驅(qū)動(dòng)芯片110驅(qū)動(dòng)其他元件工作。放大芯片120起放大信號(hào)的作用。光電二極管陣列芯片130的引腳焊接于PCB板150上并與放大芯片120電連接。 激光二極管陣列芯片140的引腳焊接于PCB板150上并與驅(qū)動(dòng)芯片110電連接。激光二極管陣列芯片140的光敏面及邊緣與光電二極管陣列芯片130的光敏面及邊緣均處于同一平面。光電二極管陣列芯片130與激光二極管陣列芯片140之間的間距為光電二極管陣列芯片130及激光二極管陣列芯片140中單個(gè)二極管之間間距的整數(shù)倍。在本實(shí)施例中，光電二極管陣列芯片130與激光二極管陣列芯片140之間的間距為1. 25毫米。需要說(shuō)明的是，當(dāng)選擇其他型號(hào)的光電二極管陣列芯片130及激光二極管陣列芯片140時(shí)，光電二極管陣列芯片130與激光二極管陣列芯片140之間的間距應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。此外，本發(fā)明還提供一種對(duì)應(yīng)于上述平行光器件的封裝方法。
請(qǐng)參閱圖1，實(shí)施例一的平行光器件的封裝方法包括步驟S210 S240 步驟S210 排列貼片，將光電二極管陣列芯片130、激光二極管陣列芯片140、放大芯片Iio及驅(qū)動(dòng)芯片120貼于PCB板150上，使光電二極管陣列芯片130的光敏面及邊緣與激光二極管陣列芯片140的光敏面及邊緣均處于同一平面。使光電二極管陣列芯片130與激光二極管陣列芯片140之間的間距為光電二極管陣列芯130及激光二極管陣列芯片140 中單個(gè)二極管之間間距的整數(shù)倍。在本實(shí)施例中，使光電二極管陣列芯片130與激光二極管陣列芯片140之間的間距為1.25毫米。在排列貼片時(shí)，為保證精度，使用的是玻璃蝕刻工藝制作的標(biāo)準(zhǔn)量具，每個(gè)刻度250微米，并在10倍的顯微鏡下保證陣列芯片的垂直和平行?？梢岳斫?，當(dāng)選擇其他型號(hào)的光電二極管陣列芯片130及激光二極管陣列芯片 140時(shí)，電二極管陣列芯片130與激光二極管陣列芯片140之間的間距應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。步驟S220 綁定焊接，將光電二極管陣列芯片130、激光二極管陣列芯片140、放大芯片Iio及驅(qū)動(dòng)芯片120的引腳焊接于PCB板150上。綁定焊接采取的是熱，壓力和超聲功率鍵合的全鍥焊工藝，可靠性穩(wěn)定，焊接接觸面大，直接連接PCB電路，縮短高頻信號(hào)線， 降低干擾。步驟S230 耦合調(diào)整，使光電二極管陣列芯片130可接收來(lái)自光纖的光信號(hào)，激光二極管陣列芯片140可將光信號(hào)發(fā)送到光纖中。耦合調(diào)整采取的是六位調(diào)整及45度全反射的方法。在芯片封裝工藝中，除了上述集中元件外還有一些外接接口，例如光信號(hào)輸入接口(圖未示)和光信號(hào)輸出接口(圖未示)，六位調(diào)整通過(guò)在前、后、左、右、上、下六個(gè)方位調(diào)整光電二極管陣列芯片130與光信號(hào)輸入接口的相對(duì)位置，使得從光信號(hào)輸入接口傳來(lái)的光信號(hào)可被光電二極管陣列芯片130接收。45度全反射是指利用光的全反射原理，調(diào)整光信號(hào)輸出接口與光電二極管陣列芯片130發(fā)射光信號(hào)的光路的角度，使得激光二極管陣列芯片140發(fā)送出來(lái)的光信號(hào)能進(jìn)入到光纖中進(jìn)行傳輸。步驟S240 封裝，將已經(jīng)焊接并耦合調(diào)整好了的光電二極管陣列芯片130、激光二極管陣列芯片140、放大芯片110、驅(qū)動(dòng)芯片120及PCB板150用絕緣的塑料或陶瓷材料打包，留出必要的引腳與接口，從而形成可以單獨(dú)完成某項(xiàng)功能的封裝結(jié)構(gòu)。請(qǐng)參閱圖2，實(shí)施例二的平行光器件的封裝方法包括步驟S310 S350 步驟S310 排列貼片，將光電二極管陣列芯片130、激光二極管陣列芯片140、放大芯片Iio及驅(qū)動(dòng)芯片120貼于PCB板150上，使光電二極管陣列芯片130的光敏面及邊緣與激光二極管陣列芯片140的光敏面及邊緣均處于同一平面。使光電二極管陣列芯片130與激光二極管陣列芯片140之間的間距為光電二極管陣列芯130及激光二極管陣列芯片140 中單個(gè)二極管之間間距的整數(shù)倍。在本實(shí)施例中，使光電二極管陣列芯片130與激光二極管陣列芯片140之間的間距為1.25毫米。在排列貼片時(shí)，為保證精度，使用的是玻璃蝕刻工藝制作的標(biāo)準(zhǔn)量具，每個(gè)刻度250微米，并在10倍的顯微鏡下保證陣列芯片的垂直和平行?？梢岳斫?，當(dāng)選擇其他型號(hào)的光電二極管陣列芯片130及激光二極管陣列芯片 140時(shí)，電二極管陣列芯片130與激光二極管陣列芯片140之間的間距應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。步驟S320 綁定焊接，將光電二極管陣列芯片130、激光二極管陣列芯片140、放大芯片Iio及驅(qū)動(dòng)芯片120的引腳焊接于PCB板150上。綁定焊接采取的是熱，壓力和超聲功率鍵合的全鍥焊工藝，可靠性穩(wěn)定，焊接接觸面大，直接連接PCB電路，縮短高頻信號(hào)線， 降低干擾。步驟S330 耦合調(diào)整，使光電二極管陣列芯片130可接收來(lái)自光纖的光信號(hào)，激光二極管陣列芯片140可將光信號(hào)發(fā)送到光纖中。耦合調(diào)整采取的是六位調(diào)整及45度全反射的方法。在芯片封裝工藝中，除了上述集中元件外還有一些外接接口，例如光信號(hào)輸入接口(圖未示)和光信號(hào)輸出接口(圖未示)，六位調(diào)整通過(guò)在前、后、左、右、上、下六個(gè)方位調(diào)整光電二極管陣列芯片130與光信號(hào)輸入接口的相對(duì)位置，使得從光信號(hào)輸入接口傳來(lái)的光信號(hào)可被光電二極管陣列芯片130接收。45度全反射是指利用光的全反射原理，調(diào)整光信號(hào)輸出接口與光電二極管陣列芯片130發(fā)射光信號(hào)的光路的角度，使得激光二極管陣列芯片140發(fā)送出來(lái)的光信號(hào)能進(jìn)入到光纖中進(jìn)行傳輸。步驟S340 設(shè)置光電二極管陣列芯片130的效率閾值，使光電二極管陣列芯片130 的光電轉(zhuǎn)換效率高于效率閾值，否則繼續(xù)進(jìn)行耦合調(diào)整，直到達(dá)到要求。首先根據(jù)對(duì)新號(hào)強(qiáng)弱的要求設(shè)置一個(gè)效率閾值；然后，通過(guò)多通道光源模擬光纖通訊的過(guò)程，使光電二極管陣列芯片130接收光信號(hào)并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；最后，通過(guò)電流計(jì)監(jiān)測(cè)光電二極管陣列芯片130產(chǎn)生的光電流并計(jì)算轉(zhuǎn)換效率，將轉(zhuǎn)換效率與效率閾值比較。步驟S350 設(shè)置激光二極管陣列芯片140的功率閾值，使激光二極管陣列芯片140 的光輸出功率高于功率閾值，否則繼續(xù)進(jìn)行耦合調(diào)整，直到達(dá)到要求。首先根據(jù)通信的要求設(shè)置一個(gè)功率閾值，然后通過(guò)光功率計(jì)監(jiān)測(cè)激光二極管陣列芯片140的輸出功率，并將其與功率閾值比較。步驟S360 封裝，將已經(jīng)焊接并耦合調(diào)整好了的光電二極管陣列芯片130、激光二極管陣列芯片140、放大芯片110、驅(qū)動(dòng)芯片120及PCB板150用絕緣的塑料或陶瓷材料打包，留出必要的引腳與接口，從而形成可以單獨(dú)完成某項(xiàng)功能的封裝結(jié)構(gòu)。上述平行光器件的封裝方法將光電二極管陣列芯片130及激光二極管陣列芯片 140以一定的排布方式焊接于PCB板150上，并通過(guò)耦合調(diào)整形成平行光器件的封裝結(jié)構(gòu) 100。平行光器件封裝結(jié)構(gòu)100可通過(guò)光電二極管陣列芯片130接受來(lái)自光纖的光信號(hào)并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，還可通過(guò)激光二極管陣列芯片140向光纖發(fā)送光信號(hào)，因此實(shí)現(xiàn)了同時(shí)對(duì)光信號(hào)進(jìn)行收發(fā)。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種平行光器件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括PCB 板；驅(qū)動(dòng)芯片及放大芯片，其引腳焊接于所述PCB板上；光電二極管陣列芯片，其引腳焊接于所述PCB板上并與所述放大芯片電連接；及激光二極管陣列芯片，引腳焊接于所述PCB板上并與所述驅(qū)動(dòng)芯片電連接，且其光敏面及邊緣與所述光電二極管陣列芯片的光敏面及邊緣均處于同一平面。
2.如權(quán)利要求1所述的平行光器件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述光電二極管陣列芯片與所述激光二極管陣列芯片之間的間距為所述光電二極管陣列芯及所述激光二極管陣列芯片中單個(gè)二極管之間的間距的整數(shù)倍。
3.如權(quán)利要求2所述的平行光器件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述光電二極管陣列芯片與所述激光二極管陣列芯片之間的間距為1. 25毫米。
4.一種平行光器件的封裝方法，其特征在于，包括以下步驟排列貼片將光電二極管陣列芯片、激光二極管陣列芯片、放大芯片及驅(qū)動(dòng)芯片貼于 PCB板上，使所述光電二極管陣列芯片的光敏面及邊緣分別與所述激光二極管陣列芯片的光敏面及邊緣處于同一平面；綁定焊接將所述光電二極管陣列芯片、所述激光二極管陣列芯片、所述放大芯片及所述驅(qū)動(dòng)芯片的引腳焊接于所述PCB板上；耦合調(diào)整調(diào)整所述光電二極管陣列芯片及所述激光二極管陣列芯片的光路，使所述光電二極管陣列芯片可接收來(lái)自光纖的光信號(hào)，所述激光二極管陣列芯片可將光信號(hào)發(fā)送到光纖中；封裝將所述光電二極管陣列芯片、激光二極管陣列芯片、放大芯片、驅(qū)動(dòng)芯片及PCB 板一起封裝起來(lái)。
5.如權(quán)利要求4所述的平行光器件的封裝方法，其特征在于，在進(jìn)行所述封裝的步驟之前，還包括設(shè)置所述光電二極管陣列芯片的效率閾值的步驟，使所述光電二極管陣列芯片的光電轉(zhuǎn)換效率高于所述效率閾值。
6.如權(quán)利要求4所述的平行光器件的封裝方法，其特征在于，在進(jìn)行所述封裝的步驟之前，還包括設(shè)置所述激光二極管陣列芯片的功率閾值的步驟，使所述激光二極管陣列芯片的光輸出功率高于所述功率閾值。
7.如權(quán)利要求4所述的平行光器件的封裝方法，其特征在于，在進(jìn)行所述排列貼片的步驟時(shí)，所述光電二極管陣列芯片與所述激光二極管陣列芯片之間的間距為所述光電二極管陣列芯及所述激光二極管陣列芯片中單個(gè)二極管之間的間距的整數(shù)倍。
8.如權(quán)利要求7所述的平行光器件的封裝方法，其特征在于，在進(jìn)行所述排列貼片的步驟時(shí)，所述光電二極管陣列芯片與所述激光二極管陣列芯片之間的間距為1. 25毫米。
9.如權(quán)利要求4所述的平行光器件的封裝方法，其特征在于，在綁定焊接的步驟中，采用熱、壓力和超聲功率鍵合的方法將所述光電二極管陣列芯片、所述激光二極管陣列芯片、 所述放大芯片及所述驅(qū)動(dòng)芯片的引腳焊接于所述PCB板上。
10.如權(quán)利要求4所述的平行光器件的封裝方法，其特征在于，在耦合調(diào)整的步驟中， 采用六位調(diào)整及45度全反射的方法調(diào)整所述光電二極管陣列芯片及所述激光二極管陣列芯片的光路。
全文摘要
一種平行光器件的封裝結(jié)構(gòu)，包括PCB板、驅(qū)動(dòng)芯片及放大芯片、光電二極管陣列芯片及激光二極管陣列芯片。所有芯片的引腳均焊接于PCB板上。光激光二極管陣列芯片的光敏面及邊緣與光電二極管陣列芯片的光敏面及邊緣均處于同一平面。所述平行光器件封裝結(jié)構(gòu)可通過(guò)所述光電二極管陣列芯片接受來(lái)自光纖的光信號(hào)并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，還可通過(guò)所述激光二極管陣列芯片向光纖發(fā)送光信號(hào)，因此實(shí)現(xiàn)了同時(shí)對(duì)光信號(hào)進(jìn)行收發(fā)。本發(fā)明還提供一種平行光器件的封裝方法。
文檔編號(hào)H01L23/31GK102496614SQ20111038267
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者潘儒勝, 馬強(qiáng) 申請(qǐng)人:深圳市易飛揚(yáng)通信技術(shù)有限公司