[发明专利]高速光电转换装置及其组装方法

说明书

技术领域

本发明涉及有源光缆技术领域，具体是涉及一种高速光电转换装置及其组装方法。 

背景技术

随着通信技术的发展，社会对网络通信技术的传送信息量成几何级增长。高速传输变得非常关键，然而目前以铜缆为基础的解决方案存在技术瓶颈：铜缆的传输距离随着信号速率的提升急剧下降。例如，传输10Gb/s信号时铜线最长仅为3m左右，且电能损耗极大，成本也很高。为了解决铜缆传输高速视频数据距离不够的问题，目前通常使用有源光缆的解决方案，即通过光纤代替铜缆作为传输介质，有源光缆通常具有发送端和接收端，在发送端和接收端各设一块PCB单元，PCB单元一般包括光电转换装置，通过光电转换装置实现电-光，光-电的转换。在实现电-光，光-电的转换过程中，需要将多路激光二极管(VCSEL)或光电二极管(PD)耦合对准多路光纤。 

目前，在光电转换装置中，通常是先将驱动电路芯片组和相应的VCSEL芯片阵列或/和PD芯片阵列贴装在PCB电路板(PCB板)上，再通过引线键合(wire bonding)打线的方式 将其连接起来。由于PCB板制造技术的限制(通常线宽线距为4mil/4mil)，以及打线弧度等原因，往往使得从驱动电路芯片组到VCSEL芯片阵列和PD芯片阵列的距离超过1mm，而10Gbps或以上的传输信号打线要求长度不宜超过1mm，否则线上电感将比较大，从而限制了高频信号的传输。此外，VCSEL芯片阵列或/和PD芯片阵列与光纤阵列耦合对准时，需要借助基板或透镜阵列来自光纤阵列的光线90度转向至VCSEL芯片阵列或/和PD芯片阵列，以实现光电转换，而基板或者透镜阵列等通常价格不菲。 

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种高速光电转换装置及其组装方法，该光电转换装置无需使用基板和透镜阵列即可实现光电转换，可以有效节约成本，且可以有效的提高可传输信号的速率，轻易达到10Gbps，甚至20Gbps。 

本发明的技术方案是这样实现的： 

一种高速光电转换装置，包括一光纤阵列组件、一软线板、PCB电路板、光电芯片阵列组、用于驱动所述光电芯片阵列组的驱动电路芯片组和挡块；所述光纤阵列组件包括一固定座和间隔定位穿设于所述固定座内的多路并行光纤；所述PCB电路板的一侧具有U型槽口，所述软线板包括一体折弯呈设定角度的贴装部和焊接部，所述挡块穿设于所述槽口内，且它的一侧止挡于所述槽口内，所述焊接部贴合于所述挡块的底部并延伸 至所述PCB电路板的底部，且所述焊接部与所述PCB电路板上的电路线电连接，所述贴装部穿设于所述槽口内，且它的一侧止挡于所述挡块的另一侧；所述光电芯片阵列组贴装于所述贴装部的另一侧，所述驱动电路芯片组贴装于所述贴装部的另一侧，且靠近所述光电芯片阵列组一侧，所述驱动电路芯片组分别与所述光电芯片阵列组和所述贴装部上的电路线打线连接；所述光纤阵列组件穿设于所述槽口内，所述多路并行光纤与所述光电芯片阵列组耦合对准。 

作为本发明的进一步改进，所述光电芯片阵列组与所述软线板之间设有热沉片，所述光电芯片阵列组的厚度加上所述热沉片的厚度与所述驱动电路芯片组的厚度相差设定距离。 

作为本发明的进一步改进，所述光电芯片阵列组的厚度加上所述热沉片的厚度后减去所述驱动电路芯片组的厚度的差值范围为-0.5mm～+0.5mm。 

作为本发明的进一步改进，所述光电芯片阵列组包括一VCSEL芯片阵列和一PD芯片阵列；所述驱动电路芯片组包括驱动所述VCSEL芯片阵列的驱动器IC和驱动所述PD芯片阵列的放大器IC。 

作为本发明的进一步改进，所述挡块为具有良好的导热性能的方形块，所述焊接部与所述贴装部之间的设定角度为90度。 

作为本发明的进一步改进，所述焊接部与所述PCB电路板通过BGA焊球连接。 

作为本发明的进一步改进，所述固定座为V型槽光纤连接器。 

一种高速光电转换装置的组装方法，包括如下步骤： 

a)制作光纤阵列组件、软线板、PCB电路板、驱动电路芯片组、挡块和光电芯片阵列组； 

b)将所述驱动电路芯片组和所述光电芯片阵列组贴装于所述软线板的贴装部的一侧，使所述驱动电路芯片组分别与所述光电芯片阵列组和所述贴装部上的电路线通过打线电连接； 

c)将步骤b贴装后的软线板和所述挡块穿设于所述PCB电路板的U型槽口内，并用胶粘合固定，使所述软线板的焊接部贴合于所述挡块和所述软线板的焊接部的底部，所述挡块贴合于所述槽口和所述软线板的贴装部之间；