专利名称：平行光器件的封装结构及封装方法
平行光器件的封装结构及封装方法
技术领域：
本发明涉及一种光通信技术，特别是涉及一种平行光器件的封装结构及封装方法。
背景技术：
在传统的光通信技术领域中，平行光信号的接收受和发送是通过不同的光器件来实现的，没有集成的芯片。因此在应用于光模块产品或是光通信信道时，需要采用两个独立的接收器件和发送器件来实现光信号的收发。然而，两个器件的相对位置及角度每次都需要调整才能达到预期的效果，这不仅影响了光模块产品更深层次的发展，也降低光通信信道架设的效率。
发明内容鉴于上述状况，有必要提供一种可同时实现光信号收发的平行光器件的封装结构及封装方法。一种平行光器件的封装结构，包括PCB 板；驱动芯片及放大芯片，其引脚焊接于所述PCB板上；光电二极管阵列芯片，其引脚焊接于所述PCB板上并与所述放大芯片电连接；及激光二极管阵列芯片，引脚焊接于所述PCB板上并与所述驱动芯片电连接，且其光敏面及边缘与所述光电二极管阵列芯片的光敏面及边缘均处于同一平面。进一步地，所述光电二极管阵列芯片与所述激光二极管阵列芯片之间的间距为所述光电二极管阵列芯及所述激光二极管阵列芯片中单个二极管之间的间距的整数倍。进一步地，所述光电二极管阵列芯片与所述激光二极管阵列芯片之间的间距为 1. 25毫米。本发明还提供一种平行光器件的封装方法。一种平行光器件的封装方法，包括以下步骤排列贴片将光电二极管阵列芯片、激光二极管阵列芯片、放大芯片及驱动芯片贴于PCB板上，使所述光电二极管阵列芯片的光敏面及边缘分别与所述激光二极管阵列芯片的光敏面及边缘处于同一平面；绑定焊接将所述光电二极管阵列芯片、所述激光二极管阵列芯片、所述放大芯片及所述驱动芯片的引脚焊接于所述PCB板上；耦合调整调整所述光电二极管阵列芯片及所述激光二极管阵列芯片的光路，使所述光电二极管阵列芯片可接收来自光纤的光信号，所述激光二极管阵列芯片可将光信号发送到光纤中；封装将所述光电二极管阵列芯片、激光二极管阵列芯片、放大芯片、驱动芯片及 PCB板一起封装起来。
进一步地，在进行所述封装的步骤之前，还包括设置所述光电二极管阵列芯片的效率阈值的步骤，使所述光电二极管阵列芯片的光电转换效率高于所述效率阈值。进一步地，在进行所述封装的步骤之前，还包括设置所述激光二极管阵列芯片的功率阈值的步骤，使所述激光二极管阵列芯片的光输出功率高于所述功率阈值。进一步地，在进行所述排列贴片的步骤时，所述光电二极管阵列芯片与所述激光二极管阵列芯片之间的间距为所述光电二极管阵列芯及所述激光二极管阵列芯片中单个二极管之间的间距的整数倍。进一步地，在进行所述排列贴片的步骤时，所述光电二极管阵列芯片与所述激光二极管阵列芯片之间的间距为1. 25毫米。进一步地，在绑定焊接的步骤中，采用热、压力和超声功率键合的方法将所述光电二极管阵列芯片、所述激光二极管阵列芯片、所述放大芯片及所述驱动芯片的引脚焊接于所述PCB板上。进一步地，在耦合调整的步骤中，采用六位调整及45度全反射的方法调整所述光电二极管阵列芯片及所述激光二极管阵列芯片的光路。上述平行光器件的封装方法将光电二极管阵列芯片及激光二极管阵列芯片以一定的排布方式焊接于PCB板上，并通过耦合调整形成平行光器件的封装结构。所述平行光器件封装结构可通过所述光电二极管阵列芯片接受来自光纤的光信号并进行光电转换，还可通过所述激光二极管阵列芯片向光纤发送光信号，因此实现了同时对光信号进行收发。
图1为一实施例中平行光器件的封装结构的示意图；图2为实施例一的平行光器件的封装方法的流程图；图3为实施例二的平行光器件的封装方法的流程图。
具体实施方式下面主要结合
本发明的具体实施方式
。请参与图1，本发明较佳实施例的平行光器件的封装结构100包括驱动芯片110、 放大芯片120、光电二极管阵列芯片130、激光二极管阵列芯片140及PCB板150。驱动芯片110及放大芯片120的引脚均焊接于PCB板150上。驱动芯片110驱动其他元件工作。放大芯片120起放大信号的作用。光电二极管阵列芯片130的引脚焊接于PCB板150上并与放大芯片120电连接。 激光二极管阵列芯片140的引脚焊接于PCB板150上并与驱动芯片110电连接。激光二极管阵列芯片140的光敏面及边缘与光电二极管阵列芯片130的光敏面及边缘均处于同一平面。光电二极管阵列芯片130与激光二极管阵列芯片140之间的间距为光电二极管阵列芯片130及激光二极管阵列芯片140中单个二极管之间间距的整数倍。在本实施例中，光电二极管阵列芯片130与激光二极管阵列芯片140之间的间距为1. 25毫米。需要说明的是，当选择其他型号的光电二极管阵列芯片130及激光二极管阵列芯片140时，光电二极管阵列芯片130与激光二极管阵列芯片140之间的间距应相应调整。此外，本发明还提供一种对应于上述平行光器件的封装方法。
请参阅图1，实施例一的平行光器件的封装方法包括步骤S210 S240 步骤S210 排列贴片，将光电二极管阵列芯片130、激光二极管阵列芯片140、放大芯片Iio及驱动芯片120贴于PCB板150上，使光电二极管阵列芯片130的光敏面及边缘与激光二极管阵列芯片140的光敏面及边缘均处于同一平面。使光电二极管阵列芯片130与激光二极管阵列芯片140之间的间距为光电二极管阵列芯130及激光二极管阵列芯片140 中单个二极管之间间距的整数倍。在本实施例中，使光电二极管阵列芯片130与激光二极管阵列芯片140之间的间距为1.25毫米。在排列贴片时，为保证精度，使用的是玻璃蚀刻工艺制作的标准量具，每个刻度250微米，并在10倍的显微镜下保证阵列芯片的垂直和平行。可以理解，当选择其他型号的光电二极管阵列芯片130及激光二极管阵列芯片 140时，电二极管阵列芯片130与激光二极管阵列芯片140之间的间距应相应调整。步骤S220 绑定焊接，将光电二极管阵列芯片130、激光二极管阵列芯片140、放大芯片Iio及驱动芯片120的引脚焊接于PCB板150上。绑定焊接采取的是热，压力和超声功率键合的全锲焊工艺，可靠性稳定，焊接接触面大，直接连接PCB电路，缩短高频信号线， 降低干扰。步骤S230 耦合调整，使光电二极管阵列芯片130可接收来自光纤的光信号，激光二极管阵列芯片140可将光信号发送到光纤中。耦合调整采取的是六位调整及45度全反射的方法。在芯片封装工艺中，除了上述集中元件外还有一些外接接口，例如光信号输入接口(图未示)和光信号输出接口(图未示)，六位调整通过在前、后、左、右、上、下六个方位调整光电二极管阵列芯片130与光信号输入接口的相对位置，使得从光信号输入接口传来的光信号可被光电二极管阵列芯片130接收。45度全反射是指利用光的全反射原理，调整光信号输出接口与光电二极管阵列芯片130发射光信号的光路的角度，使得激光二极管阵列芯片140发送出来的光信号能进入到光纤中进行传输。步骤S240 封装，将已经焊接并耦合调整好了的光电二极管阵列芯片130、激光二极管阵列芯片140、放大芯片110、驱动芯片120及PCB板150用绝缘的塑料或陶瓷材料打包，留出必要的引脚与接口，从而形成可以单独完成某项功能的封装结构。请参阅图2，实施例二的平行光器件的封装方法包括步骤S310 S350 步骤S310 排列贴片，将光电二极管阵列芯片130、激光二极管阵列芯片140、放大芯片Iio及驱动芯片120贴于PCB板150上，使光电二极管阵列芯片130的光敏面及边缘与激光二极管阵列芯片140的光敏面及边缘均处于同一平面。使光电二极管阵列芯片130与激光二极管阵列芯片140之间的间距为光电二极管阵列芯130及激光二极管阵列芯片140 中单个二极管之间间距的整数倍。在本实施例中，使光电二极管阵列芯片130与激光二极管阵列芯片140之间的间距为1.25毫米。在排列贴片时，为保证精度，使用的是玻璃蚀刻工艺制作的标准量具，每个刻度250微米，并在10倍的显微镜下保证阵列芯片的垂直和平行。可以理解，当选择其他型号的光电二极管阵列芯片130及激光二极管阵列芯片 140时，电二极管阵列芯片130与激光二极管阵列芯片140之间的间距应相应调整。步骤S320 绑定焊接，将光电二极管阵列芯片130、激光二极管阵列芯片140、放大芯片Iio及驱动芯片120的引脚焊接于PCB板150上。绑定焊接采取的是热，压力和超声功率键合的全锲焊工艺，可靠性稳定，焊接接触面大，直接连接PCB电路，缩短高频信号线， 降低干扰。步骤S330 耦合调整，使光电二极管阵列芯片130可接收来自光纤的光信号，激光二极管阵列芯片140可将光信号发送到光纤中。耦合调整采取的是六位调整及45度全反射的方法。在芯片封装工艺中，除了上述集中元件外还有一些外接接口，例如光信号输入接口(图未示)和光信号输出接口(图未示)，六位调整通过在前、后、左、右、上、下六个方位调整光电二极管阵列芯片130与光信号输入接口的相对位置，使得从光信号输入接口传来的光信号可被光电二极管阵列芯片130接收。45度全反射是指利用光的全反射原理，调整光信号输出接口与光电二极管阵列芯片130发射光信号的光路的角度，使得激光二极管阵列芯片140发送出来的光信号能进入到光纤中进行传输。步骤S340 设置光电二极管阵列芯片130的效率阈值，使光电二极管阵列芯片130 的光电转换效率高于效率阈值，否则继续进行耦合调整，直到达到要求。首先根据对新号强弱的要求设置一个效率阈值；然后，通过多通道光源模拟光纤通讯的过程，使光电二极管阵列芯片130接收光信号并进行光电转换；最后，通过电流计监测光电二极管阵列芯片130产生的光电流并计算转换效率，将转换效率与效率阈值比较。步骤S350 设置激光二极管阵列芯片140的功率阈值，使激光二极管阵列芯片140 的光输出功率高于功率阈值，否则继续进行耦合调整，直到达到要求。首先根据通信的要求设置一个功率阈值，然后通过光功率计监测激光二极管阵列芯片140的输出功率，并将其与功率阈值比较。步骤S360 封装，将已经焊接并耦合调整好了的光电二极管阵列芯片130、激光二极管阵列芯片140、放大芯片110、驱动芯片120及PCB板150用绝缘的塑料或陶瓷材料打包，留出必要的引脚与接口，从而形成可以单独完成某项功能的封装结构。上述平行光器件的封装方法将光电二极管阵列芯片130及激光二极管阵列芯片 140以一定的排布方式焊接于PCB板150上，并通过耦合调整形成平行光器件的封装结构 100。平行光器件封装结构100可通过光电二极管阵列芯片130接受来自光纤的光信号并进行光电转换，还可通过激光二极管阵列芯片140向光纤发送光信号，因此实现了同时对光信号进行收发。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种平行光器件的封装结构，其特征在于，包括PCB 板；驱动芯片及放大芯片，其引脚焊接于所述PCB板上；光电二极管阵列芯片，其引脚焊接于所述PCB板上并与所述放大芯片电连接；及激光二极管阵列芯片，引脚焊接于所述PCB板上并与所述驱动芯片电连接，且其光敏面及边缘与所述光电二极管阵列芯片的光敏面及边缘均处于同一平面。
2.如权利要求1所述的平行光器件的封装结构，其特征在于，所述光电二极管阵列芯片与所述激光二极管阵列芯片之间的间距为所述光电二极管阵列芯及所述激光二极管阵列芯片中单个二极管之间的间距的整数倍。
3.如权利要求2所述的平行光器件的封装结构，其特征在于，所述光电二极管阵列芯片与所述激光二极管阵列芯片之间的间距为1. 25毫米。
4.一种平行光器件的封装方法，其特征在于，包括以下步骤排列贴片将光电二极管阵列芯片、激光二极管阵列芯片、放大芯片及驱动芯片贴于 PCB板上，使所述光电二极管阵列芯片的光敏面及边缘分别与所述激光二极管阵列芯片的光敏面及边缘处于同一平面；绑定焊接将所述光电二极管阵列芯片、所述激光二极管阵列芯片、所述放大芯片及所述驱动芯片的引脚焊接于所述PCB板上；耦合调整调整所述光电二极管阵列芯片及所述激光二极管阵列芯片的光路，使所述光电二极管阵列芯片可接收来自光纤的光信号，所述激光二极管阵列芯片可将光信号发送到光纤中；封装将所述光电二极管阵列芯片、激光二极管阵列芯片、放大芯片、驱动芯片及PCB 板一起封装起来。
5.如权利要求4所述的平行光器件的封装方法，其特征在于，在进行所述封装的步骤之前，还包括设置所述光电二极管阵列芯片的效率阈值的步骤，使所述光电二极管阵列芯片的光电转换效率高于所述效率阈值。
6.如权利要求4所述的平行光器件的封装方法，其特征在于，在进行所述封装的步骤之前，还包括设置所述激光二极管阵列芯片的功率阈值的步骤，使所述激光二极管阵列芯片的光输出功率高于所述功率阈值。
7.如权利要求4所述的平行光器件的封装方法，其特征在于，在进行所述排列贴片的步骤时，所述光电二极管阵列芯片与所述激光二极管阵列芯片之间的间距为所述光电二极管阵列芯及所述激光二极管阵列芯片中单个二极管之间的间距的整数倍。
8.如权利要求7所述的平行光器件的封装方法，其特征在于，在进行所述排列贴片的步骤时，所述光电二极管阵列芯片与所述激光二极管阵列芯片之间的间距为1. 25毫米。
9.如权利要求4所述的平行光器件的封装方法，其特征在于，在绑定焊接的步骤中，采用热、压力和超声功率键合的方法将所述光电二极管阵列芯片、所述激光二极管阵列芯片、 所述放大芯片及所述驱动芯片的引脚焊接于所述PCB板上。
10.如权利要求4所述的平行光器件的封装方法，其特征在于，在耦合调整的步骤中， 采用六位调整及45度全反射的方法调整所述光电二极管阵列芯片及所述激光二极管阵列芯片的光路。
全文摘要
一种平行光器件的封装结构，包括PCB板、驱动芯片及放大芯片、光电二极管阵列芯片及激光二极管阵列芯片。所有芯片的引脚均焊接于PCB板上。光激光二极管阵列芯片的光敏面及边缘与光电二极管阵列芯片的光敏面及边缘均处于同一平面。所述平行光器件封装结构可通过所述光电二极管阵列芯片接受来自光纤的光信号并进行光电转换，还可通过所述激光二极管阵列芯片向光纤发送光信号，因此实现了同时对光信号进行收发。本发明还提供一种平行光器件的封装方法。
文档编号H01L23/31GK102496614SQ20111038267
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者潘儒胜, 马强 申请人:深圳市易飞扬通信技术有限公司