Qfn封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及QFN封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件，包括印刷電路板、光纖陣列和光纖取向裝置，印刷電路板表面設(shè)有第一襯底基片和第二襯底基片，第一襯底基片上設(shè)置PD光電探測(cè)器陣列，第一襯底基片的正前方設(shè)置TIA跨阻放大器并與PD光電探測(cè)器陣列相連，第二襯底基片上設(shè)置LD激光器陣列，第二襯底基片的正前方設(shè)置激光器Driver驅(qū)動(dòng)芯片并與LD激光器陣列相連；光纖陣列通過光纖取向裝置上的導(dǎo)針分別與第一透鏡陣列和第二透鏡陣列組裝于一體且分別與PD光電探測(cè)器陣列、LD激光器陣列耦合。實(shí)現(xiàn)多通道的短距離多模光纖并行傳輸和長(zhǎng)距離（2km）單模光纖并行傳輸，具有耦合效率高和傳輸速度快等特點(diǎn)。
【專利說明】QFN封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種QFN封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件，屬于光通訊設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]QFNCQuad Flat No-leadPackage,方形扁平無引腳封裝),是表面貼裝型封裝之一。QFN之前一直廣泛應(yīng)用于電學(xué)封裝，現(xiàn)如今，板間互聯(lián)、嵌入式光學(xué)的發(fā)展使得QFN結(jié)構(gòu)在光學(xué)封裝上也得到了發(fā)展。Avago公司已經(jīng)推出了 QFN封裝結(jié)構(gòu)的光收發(fā)組件，但其光收發(fā)組件目前僅支持短距離(<100m)的多模光纖傳輸，主要應(yīng)用在板間互聯(lián)上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種QFN封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件，實(shí)現(xiàn)多通道的短距離多模光纖并行傳輸和長(zhǎng)距離(2km)單模光纖并行傳輸。
[0004]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
QFN封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件，特點(diǎn)是:包括印刷電路板、光纖陣列、光纖取向裝置、第一透鏡陣列和第二透鏡陣列，所述印刷電路板表面設(shè)有第一襯底基片和第二襯底基片，第一襯底基片上設(shè)置ro光電探測(cè)器陣列，第一襯底基片的正前方設(shè)置TIA跨阻放大器并與ro光電探測(cè)器陣列相連，第二襯底基片上設(shè)置LD激光器陣列，第二襯底基片的正前方設(shè)置激光器Driver驅(qū)動(dòng)芯片并與LD激光器陣列相連；光纖陣列通過光纖取向裝置上的導(dǎo)針分別與第一透鏡陣列和第二透鏡陣列組裝于一體且分別與H)光電探測(cè)器陣列、LD激光器陣列f禹合。
[0005]進(jìn)一步地，上述的QFN封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件，所述印刷電路板背面邊緣設(shè)有鍍金結(jié)構(gòu)的金屬電極。
[0006]更進(jìn)一步地，上述的QFN封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件，所述TIA跨阻放大器通過金線鍵合方式與H)光電探測(cè)器陣列電性連接，激光器Driver驅(qū)動(dòng)芯片通過金線鍵合方式與LD激光器陣列電性連接。
[0007]更進(jìn)一步地，上述的QFN封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件，所述H)光電探測(cè)器陣列與LD激光器陣列并行排列，通過flipchip倒裝工藝方式、AuSn合金焊接方式或銀膠貼裝方式分別設(shè)于第一襯底基片、第二襯底基片上。
[0008]更進(jìn)一步地，上述的QFN封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件，所述第一襯底基片和第二襯底基片通過絕緣膠貼裝在印刷電路板上。
[0009]再進(jìn)一步地，上述的QFN封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件，所述光纖陣列由八根平行以上等距排列的光纖組成，均分為兩組，光纖陣列的前端露出長(zhǎng)度一致的裸纖，其耦合面分別通過第一透鏡陣列和第二透鏡陣列以一對(duì)一的方式分別與ro光電探測(cè)器陣列和LD激光器陣列的有效中心區(qū)域?qū)?zhǔn)。[0010]再進(jìn)一步地，上述的QFN封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件，所述光纖取向裝置包含底板、蓋板和導(dǎo)針，底板表面刻有V型槽，V型槽內(nèi)設(shè)有導(dǎo)針，其上蓋有蓋板保護(hù)，蓋板與底板通過UV固定膠粘接。
[0011]再進(jìn)一步地，上述的QFN封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件，所述第一透鏡陣列和第二透鏡陣列均有多個(gè)透鏡面，且均設(shè)有與光纖取向裝置中導(dǎo)針相配的通孔。
[0012]本發(fā)明技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在:
本發(fā)明用于寬帶高速傳輸?shù)男滦偷腝FN封裝結(jié)構(gòu)的并行光收發(fā)組件，填補(bǔ)QFN多通道長(zhǎng)距離光收發(fā)組件的空白，可實(shí)現(xiàn)多通道的短距離多模光纖并行傳輸和長(zhǎng)距離(2km)單模光纖并行傳輸。采用獨(dú)特的封裝技術(shù)，對(duì)LD激光器陣列和H)光電探測(cè)器陣列采用主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行光學(xué)耦合，對(duì)光學(xué)透鏡和光纖陣列采用被動(dòng)組裝，具有耦合效率高、加工成本低、工序少、體積小和傳輸速度快等特點(diǎn)，可應(yīng)用于光通信傳輸模塊和嵌入式光學(xué)模塊，適合批量生產(chǎn)應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明:
圖1:QFN寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2 =QFN寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3:印刷電路板的結(jié)構(gòu)不意圖；
圖4 =QFN寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件的內(nèi)部組件分解示意圖；
圖5:光纖取向裝置結(jié)構(gòu)和光纖放置位置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明設(shè)計(jì)一種新型QFN結(jié)構(gòu)的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件，可實(shí)現(xiàn)多通道的短距離多模光纖并行傳輸和長(zhǎng)距離(2km)單模光纖并行傳輸，在一個(gè)單體結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)多路電信號(hào)與光信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換，具有集成度高、體積小和傳輸速度快等優(yōu)點(diǎn)。
[0015]如圖1、圖2所示，QFN封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件，包括印刷電路板1、金屬外殼2、光纖陣列3、光纖取向裝置4、第一透鏡陣列5和第二透鏡陣列6,金屬外殼2和印刷電路板I相匹配，用于光收發(fā)組件的外形封裝；印刷電路板I表面設(shè)有第一襯底基片7和第二襯底基片8，第一襯底基片7上設(shè)置H)光電探測(cè)器陣列11，第一襯底基片7的正前方設(shè)置TIA跨阻放大器9并與H)光電探測(cè)器陣列11相連，第二襯底基片8上設(shè)置LD激光器陣列12，第二襯底基片8的正前方設(shè)置激光器Driver驅(qū)動(dòng)芯片10并與LD激光器陣列12相連；光纖陣列3通過光纖取向裝置4上的導(dǎo)針13分別與第一透鏡陣列5和第二透鏡陣列6組裝于一體且分別與H)光電探測(cè)器陣列11、LD激光器陣列12耦合。
[0016]如圖3所示，印刷電路板I背面邊緣設(shè)有鍍金結(jié)構(gòu)的金屬電極14，用于電信號(hào)傳輸。
[0017]如圖4，ro光電探測(cè)器陣列11和LD激光器陣列12通過flipchip倒裝工藝方式、AuSn合金邦定或銀膠分別貼裝在第一襯底基片7和第二襯底基片8上，而后再將第一襯底基片7和第二襯底基片8通過絕緣膠貼裝組裝在印刷電路板I上；TIA跨阻放大器9和激光器Driver驅(qū)動(dòng)芯片10分別用銀膠粘接在第一襯底基片7和第二襯底基片8的對(duì)應(yīng)正前方。TIA跨阻放大器9通過金線鍵合方式與ro光電探測(cè)器陣列11電性連接，激光器Driver驅(qū)動(dòng)芯片10通過金線鍵合方式與LD激光器陣列12電性連接；光纖陣列3固定在光纖取向裝置4中，并通過導(dǎo)針13與第一透鏡陣列5和第二透鏡陣列6組裝固定，再分別與H)光電探測(cè)器陣列11和LD激光器陣列12進(jìn)行耦合對(duì)準(zhǔn)，結(jié)合處置以UV膠水固定。
[0018]如圖5所不,光纖取向裝置4包括導(dǎo)針13、蓋板15和底板16,底板16表面刻有四個(gè)光纖V型槽和兩個(gè)導(dǎo)孔V型槽，四個(gè)光纖V型槽內(nèi)分別放置一根光纖陣列的裸纖，裸纖長(zhǎng)度保持一致，其上蓋有蓋板15保護(hù)；兩個(gè)導(dǎo)孔V型槽內(nèi)分別放置一根導(dǎo)針，然后通過UV固定膠連接底板16與蓋板15。
[0019]光纖陣列3由八根平行以上等距排列的光纖組成，均分為兩組，光纖陣列的前端露出長(zhǎng)度一致的裸纖，置于光纖取向裝置4的V型槽內(nèi)，其耦合面以一對(duì)一方式分別通過第一透鏡陣列5、第二透鏡陣列6上的透鏡與ro光電探測(cè)器陣列11和LD激光器陣列12的有效中心區(qū)域進(jìn)行耦合對(duì)準(zhǔn)，以達(dá)到高的耦合效率。
[0020]第一透鏡陣列5和第二透鏡陣列6上分別有四個(gè)并排的透鏡和兩個(gè)通孔，通孔尺寸與導(dǎo)針對(duì)應(yīng)相配。第一透鏡陣列5上的透鏡需實(shí)現(xiàn)將光纖陣列3中的光束90°轉(zhuǎn)彎并匯聚在ro光電探測(cè)器陣列11上對(duì)應(yīng)ro的通光孔區(qū)域，以達(dá)到較高耦合效率；第二透鏡陣列6上的透鏡需實(shí)現(xiàn)將LD激光器陣列12發(fā)出的光束90°以較高耦合效率進(jìn)入光纖陣列3的功能。
[0021]綜上所述，本發(fā)明用于寬帶高速傳輸?shù)男滦偷腝FN封裝結(jié)構(gòu)的并行光收發(fā)組件，填補(bǔ)QFN多通道長(zhǎng)距離光收發(fā)組件的空白，可實(shí)現(xiàn)多通道的短距離多模光纖并行傳輸和長(zhǎng)距離(2km)單模光纖并行傳輸。采用獨(dú)特的封裝技術(shù)，對(duì)LD激光器陣列和H)光電探測(cè)器陣列采用主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行光學(xué)耦合，對(duì)光學(xué)透鏡和光纖陣列采用被動(dòng)組裝，具有耦合效率高、加工成本低、工序少、體積小和傳輸速度快等特點(diǎn)，可應(yīng)用于光通信傳輸模塊和嵌入式光學(xué)模塊，適合批量生產(chǎn)應(yīng)用。
[0022]需要理解到的是:以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.QFN封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件，其特征在于:包括印刷電路板、光纖陣列、光纖取向裝置、第一透鏡陣列和第二透鏡陣列，所述印刷電路板表面設(shè)有第一襯底基片和第二襯底基片，第一襯底基片上設(shè)置ro光電探測(cè)器陣列，第一襯底基片的正前方設(shè)置TIA跨阻放大器并與ro光電探測(cè)器陣列相連，第二襯底基片上設(shè)置LD激光器陣列，第二襯底基片的正前方設(shè)置激光器Driver驅(qū)動(dòng)芯片并與LD激光器陣列相連；光纖陣列通過光纖取向裝置上的導(dǎo)針分別與第一透鏡陣列和第二透鏡陣列組裝于一體且分別與H)光電探測(cè)器陣列、LD激光器陣列耦合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的QFN封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件，其特征在于:所述印刷電路板背面邊緣設(shè)有鍍金結(jié)構(gòu)的金屬電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的QFN封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件，其特征在于:所述TIA跨阻放大器通過金線鍵合方式與H)光電探測(cè)器陣列電性連接，激光器Driver驅(qū)動(dòng)芯片通過金線鍵合方式與LD激光器陣列電性連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的QFN封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件，其特征在于:所述H)光電探測(cè)器陣列與LD激光器陣列并行排列，通過flipchip倒裝工藝方式、AuSn合金焊接方式或銀膠貼裝方式分別設(shè)于第一襯底基片、第二襯底基片上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的QFN封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件，其特征在于:所述第一襯底基片和第二襯底基片通過絕緣膠貼裝在印刷電路板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的QFN封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件，其特征在于:所述光纖陣列由八根平行以上等距排列的光纖組成，均分為兩組，光纖陣列的前端露出長(zhǎng)度一致的裸纖，其耦合面分別通過第一透鏡陣列和第二透鏡陣列以一對(duì)一的方式分別與ro光電探測(cè)器陣列和LD激光器陣列的有效中心區(qū)域?qū)?zhǔn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的QFN封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件，其特征在于:所述光纖取向裝置包含底板、蓋板和導(dǎo)針，底板表面刻有V型槽，V型槽內(nèi)設(shè)有導(dǎo)針，其上蓋有蓋板保護(hù)，蓋板與底板通過UV固定膠粘接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的QFN封裝的寬帶高速傳輸?shù)牟⑿泄馐瞻l(fā)組件，其特征在于:所述第一透鏡陣列和第二透鏡陣列均有多個(gè)透鏡面，且均設(shè)有與光纖取向裝置中導(dǎo)針相配的通孔。
【文檔編號(hào)】G02B6/43GK103984068SQ201410241235
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】孫笑晨, 賈凌慧, 馮寧寧 申請(qǐng)人:蘇州洛合鐳信光電科技有限公司