[发明专利]超高速基板封装结构及光模块

说明书

本申请揭示了一种超高速基板封装结构，包括电性连接的第一基板及第二基板，第一基板和第二基板上均设有若干导电块，第一基板上的导电块与第二基板上的导电块电性连接，第一基板的上表面和侧面形成有第一导电区和第二导电区，第一基板的上表面下方形成有第一参考导电区，第二基板的上表面及侧面形成有第三导电区及第四导电区，第二基板的上表面下方形成有第二参考导电区，第一导电区、第二导电区和第一参考导电区相电性连接，第三导电区、第四导电区和第二参考导电区相电性连接，第一基板上的第一导电区与第二基板上的第三导电区相电性连接。本申请能够提供低电感的回流路径，改善封装结构的阻抗特性，提高封装带宽，能够达到低成本的超高速互连。

技术领域

本申请属于光通信技术领域，具体涉及一种超高速基板封装结构及光模块。

背景技术

目前光通信中高速链路传输速度从传统的1.25Gbps到10Gbps，再到单通道25Gbps，传输速率的增加要求传输链路的带宽不断增加，10Gbps信号要求有7GHz带宽，25Gbps信号要求带宽在21GHz。光模块在高速链路中存在多种载体，通常包括：

硬质电路板(PCB)，用于SMD元件的载体，与系统对接，成本低；

柔性电路板(FPC)，与PCB相类似，主要优点可用于两个硬载体之间互连，可以吸收空间公差；

气密封装管壳(Ceramic Box)，用于需要气密性要求高的器件封装，如激光器、TEC、PD等；

陶瓷基板，用于光电器件，散热性好，加工精度高。

一般PCB和FPC，FPC与管壳可以通过锡焊工艺，光电器件到陶瓷基板一般采用金锡焊接工艺。整个链路中陶瓷基板如何与传输线(PCB，FPC或者Ceramic Box)连接，通常这两种载体是使用金线邦定工艺，由于金线邦定工艺，操作比较简单，容易自动化控制，可靠性高等特性，易于在封装工艺中使用。金线的等效模型是电感，直接电感在高频下，带宽衰减很严重。因而整个链路的带宽直接受陶瓷基板与传输线的互连带宽影响。

市场上单模传输中，DFB激光器成本低，而大量应用在长距离传输中。一般DFB激光器采用电流调制，但是DFB激光器固有内阻比较小，一般在10欧姆。而传输线设计通常为差分50OHM，因而会产生反射，影响信号质量。另外DFB激光器驱动电流比较大，而且温度升高，为了达到传输需要，相应的驱动电流需要增加。因而激光器的功耗密度很好，需要很好的散热方式来达到满足激光器的最佳工作状态。

参图1所示，现有技术中的基板封装结构包括电性连接的第一基板10’和第二基板20’，第一基板10’上电性连接有电极11’，第二基板20’上设有用于传输信号的传输线21’及金属层22’，第一基板10’与第二基板20’上的传输线21’通过第一连接线31’电性连接以实现激光器信号的传输。

现有技术中的封装方式，由于氮化铝陶瓷的第一基板10’导热系数高，将电极11’通过金锡焊接的方式，焊接在第一基板10’上，再将整个组件焊接在热沉上，最后与模块的外壳连接，进行散热。激光器的电气性能，一般通过金锡焊接工艺将激光器的阴极焊接到镀金的第一基板10’的走线上和通过金线邦定工艺将激光器的阳极焊接到第一基板10’的另外一个镀金面上，再通过金线将第一基板10’与第二基板20’(PCB或FPC)电性连接。由图2中TDR(Time Domain Reflectometry，时域反射计)仿真结果可以看出，现有技术中封装结构的阻抗为59.5OHM。

发明内容