[发明专利]一种光模块结构及其制作方法

说明书

本发明属于光通信技术领域，具体涉及一种光模块结构及其制作方法，包括模块外壳、PCB板、硅光集成芯片、激光器、透镜、氮化铝基板和DSP芯片；PCB板设有中空部，模块外壳上设有凸台，PCB板设于模块外壳上，且凸台伸至中空部内；凸台上设有氮化铝基板，氮化铝基板上依次贴有激光器、透镜和硅光集成芯片；PCB板上位于硅光集成芯片背离激光器的一侧设有DSP芯片，DSP芯片通过SMT工艺固定在PCB板上，激光器和硅光集成芯片分别通过金线与PCB板连接。本发明通过在模块外壳上增加凸台，并在凸台上增加氮化铝基板，将激光器和硅光集成芯片直接贴在氮化铝基板上，能够有效解决激光器和硅光集成芯片的散热问题，且无需独立光源，耦合设备简单，降低了成本，工艺更简单。

技术领域

本发明属于光通信技术领域，具体涉及一种光模块结构及其制作方法。

背景技术

随着光通信行业的发展，采用硅光集成技术的光模块发展也越来越成熟。目前采用硅光集成技术的100G光模块已实现大规模出货，采用硅光集成技术的400G光模块也开始小批量出货。

图1为一典型硅光集成光模块的结构示意图。硅光集成芯片和DSP（数字信号处理芯片）直接固定在PCB板上，为了将硅光集成芯片的热量及时散出，通常会在PCB板对应的位置做预埋铜块处理。硅光集成光模块的光源通常事先封装在一个管壳里做成一个独立的器件，然后将光源跟硅光集成芯片的进行耦合将光源的光耦合进硅光集成芯片的波导里。

传统硅光集成光模块存在如下问题：

1、光源使用的是高功率的激光器，发热量大，通常会在光源壳体跟模块外壳之间垫散热片来散热，散热能力有限，降低了高温条件下激光器的发光效率；

2、硅光集成芯片虽然有在PCB板对应的位置预埋铜块增强散热能力，但跟模块外壳之间还是只能通过散热垫连接来进行散热，散热效果同样不理想；

3、光源为独立封装，由于光源需要跟硅光集成芯片的波导进行耦合，所以光源的出光口需要采用玻璃结构透光，结构复杂；

4、采用独立封装的光源跟硅光集成芯片的波导进行耦合，耦合时需要夹持整个光源进行耦合，还需要有临时给光源加电的装置，耦合时工艺复杂。

因此有必要设计一种新型的光模块结构及其制作方法，以克服上述问题。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种光模块结构及其制作方法，能够有效解决激光器和硅光集成芯片的散热问题，且无需独立光源，耦合设备简单，成本低。

为实现上述目的，本发明的技术方案为一种光模块结构，包括模块外壳、PCB板、硅光集成芯片、激光器、透镜、氮化铝基板和DSP芯片；所述PCB板上设有中空部，所述模块外壳上设有凸台，所述PCB板设置于所述模块外壳上，且所述凸台伸至所述中空部内；所述凸台上固定有氮化铝基板，所述氮化铝基板上依次贴有激光器、透镜和硅光集成芯片；所述PCB板上位于所述硅光集成芯片背离所述激光器的一侧设有DSP芯片，所述DSP芯片通过SMT工艺固定在PCB板上，所述激光器和所述硅光集成芯片分别通过金线与所述PCB板连接。

进一步地，所述PCB板上设有保护罩，所述激光器、所述透镜和所述硅光集成芯片均位于所述保护罩内。

更进一步地，所述保护罩的边缘与所述PCB板之间通过防水胶密封。

进一步地，所述凸台的四周与所述中空部的内壁之间通过防水胶进行密封。

优化地，所述氮化铝基板的大小与所述凸台的大小一致。

进一步地，所述氮化铝基板通过导电银胶粘接于所述凸台上，所述硅光集成芯片通过导电银胶粘接于所述氮化铝基板上。

进一步地，所述激光器采用共晶焊接工艺粘接在小基板上，所述小基板通过导电银胶粘接于所述氮化铝基板上。

本发明还提供上述的光模块结构的制作方法，包括如下步骤：