[发明专利]一种用于塑料光纤通信光收发芯片封装结构

说明书

技术领域

本发明涉及光电子器件，尤其是涉及一种用于塑料光纤通信光收发芯片封装结构。

背景技术

塑料光纤通信是新一代短距离传输系统，跟传统的石英光纤相比，塑料光纤具有简便、高速、低成本、芯径大、柔韧性高和连接简便等特点。塑料光纤的大芯径使得其连接不需要采用高精度定位连接器件，允许使用注塑连接器，从而大大降低了连接成本。塑料光纤具有的良好柔韧性使得施工安装更为简单和快捷。这些优势使得塑料光纤能够很好地解决目前存在的光纤到户、光纤到桌面等问题。随着科技的发展，塑料光纤通信的应用领域越来越广(刘天山.塑料光纤(POF)的发展及其应用[J].应用光学，2004,25(3):5-8)。

650nm±17.8nm光收发模块是塑料光纤通信系统的的核心，其中光发射模块由650nm±17.8nm谐振腔发光二极管和驱动电路组成；光接收模块由650nm±17.8nm光电探测器和放大电路组成。光器件(如光电探测器)与电器件(如光接收前端放大电路)的集成不但能够大大缩小器件的体积、方便组装、有效降低芯片的生产成本，而且能减小器件的寄生电阻和电容的影响，提高器件的稳定性和可靠性。因此，光电集成电路是光收发模块发展的必由之路。近年来，国内外对光电集成电路(Opto-Electronic Integrated Circuits，OEIC)展开大量研究，本申请人在中国专利CN201310324878.6中将光电探测器与放大电路在单片集成，新研究利用键合技术(Bonding)将光源与其驱动电路实现混合集成，搭建的收发系统可以实现百兆通信。

就塑料光纤通信系统而言，现有的光电集成收发芯片的封装设计仍存在一些问题。首先是光耦合效率，以光接收芯片的封装为例，目前常用的封装形式有扁平封装、TO封装等，均主要针对波段为850nm，1310nm,1550nm等长波长的光(中国专利CN 102176607 A)，因此透镜距离封装底面的距离并不适合探测器接收波长为650nm的光，会造成光经透镜后不聚焦于探测器的情况，从而对整个接收模块的灵敏度等造成不利影响。其次，目前点对点的连线方式对芯片的测试级封装也造成许多不便。微电子封装中常用铜丝键合的方式将芯片上的焊盘与外围焊点相连接。在常见的同轴封装中，一般在管座上做出四个成对称分布的独立管脚，管脚末端镀有金属层形成焊点，适当地将光接收芯片粘在管座上，并使其光敏面置于管座的几何中心，然后通过铜线或金线从芯片的焊盘中引出，打到相应的管脚上。由于外围管脚直径小，相对于芯片来说就是四个固定的焊点。由于设计上的差异，每种芯片上的焊盘及光敏面的位置相对不是固定，经常会遇到需要交叉打线或走线经过光敏面或光源区域，给封装和测试带来一定的困难，通常需要多次调整芯片放置方位才能解决这些问题，有些情况下甚至只有通过交叉走线的方式才能完成接线。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于塑料光纤通信光收发芯片封装结构。

本发明设有基座、4根管脚、基盖和球透镜；

所述基座呈正方形，基座上表面设有圆形沉孔，圆形沉孔用于放置芯片，基座表面上设有4条管脚沉槽；4根管脚分别安装在4条管脚沉槽中；所述基盖呈正方形，基盖的几何中心设有沉孔；球透镜4插入沉孔并与基座和基盖装配成一体。

所述基座四周呈倒圆角，基盖四周也呈倒圆角。所述沉孔可采用梯形沉孔。

所述基座和基盖均可采用PVC或PMMA材料；管脚可采用铁镍合金材料，管脚表面镀锡，所述球透镜可采用用于光学镀膜领域的K9玻璃材料，折射率为1.51630；球透镜的直径可为1mm；球透镜的球心与圆形沉孔的距离可为1.2mm。

本发明的有益效果是：同时适用于塑料光纤通信用的光电集成接收和发射芯片，在不增加封装总体积的前提下增大了外围焊区的面积，简化了芯片的接线工作，提高了塑料光纤传输系统的光耦合效率，简化现有封装时接线存在的一些问题，本发明调整了底座与透镜卡槽之间的距离，同时增加了外围焊区的面积，实现了高效率的光耦合和接线工作。

附图说明

图1是本发明实施例的光路示意图。

图2是本发明实施例的基座结构组成示意图。

图3是本发明实施例的管脚结构组成示意图。

图4是本发明实施例的整体封装侧视示意图。

图5是本发明实施例的基盖俯视示意图。

图6是本发明实施例的装配示意图。

图7是图6的A-A剖视图。

图8是本发明实施例的分解结构示意图。

具体实施方式