[发明专利]一种高可靠光收发一体化电路

说明书

本发明公开了一种高可靠光收发一体化电路，属于混合集成光收发设计领域。本发明的高可靠光收发一体化电路，基于高温共烧陶瓷(HTCC)工艺，具有开放式的直通腔体与金属底板的阶梯式散热凸台相结合的结构，解决了光电收发电路模块内散热问题；金属底板的阶梯式散热凸台提供了光线耦合的共面基准，能够实现高速信号通道键合丝的水平键合，解决了由高速信号损耗和反射带来的信号质量差的问题。同时，该电路结构将多路高速差分线与壳体引出端键合，并通过差分引脚间地网络的设计，减少了内部芯片与外部引脚的键合带来的反射与损耗，减小了差分线组间串绕，提高了高速差分线信号质量。

技术领域

本发明属于混合集成光收发设计领域，尤其是一种高可靠光收发一体化电路。

背景技术

随着科技的进步和信息时代的到来，多样化的信息传载技术大力推动了世界进入大数据时代的步伐。通信领域对信号带宽和速度的需求不断增大。大容量、高速度的光纤通信已成为信息时代发展的必然趋势。作为通信网络中的核心器件，传统的收发模块在传输速率、传输容量、传输距离、信号质量、能量损耗等方面存在缺陷。

随着光收发模块向高速率、高带宽、小型化方向发展，其设计难度也相应加大。需要在很小的电路板上集成光发射、光接收以及数字控制电路的同时充分考虑高速信号的信号质量及信号完整性等问题。目前市场上应用的高速光电模块(器件/电路)，与现代微电子工艺与混合集成工艺不兼容，导致其价格高、体积大、不易于集成，难以满足日益增长的速率传输要求，成为了高速率数据传输交换的瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于克服现有高速光电模块难以满足日益增长的速率传输要求缺点，提供一种高可靠光收发一体化电路。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种高可靠光收发一体化电路，包括金属底板，金属底板上设有阶梯式散热凸台和HTCC基板，HTCC基板上设有U型阶梯台式直通腔，阶梯式散热凸台位于所述U型阶梯台式直通腔内；

HTCC基板的外围设可伐边框，HTCC基板背面设有外引线，可伐边框的另一个端面上设有光纤密封框；

HTCC基板的开放腔中设有控制电路、电源管理电路、监控电路和多路高速差分信号走线；

所述阶梯式散热凸台上设有光收发器件，阶梯式散热凸台上的光收发器件通过金键合丝与所述高速差分走线相连接。

进一步的，金属底板、HTCC基板和可伐边框盖板采用烧结工艺实现基板壳体的一体化。

进一步的，光纤密封框采用局部焊接实现光纤与可伐边框密封。

进一步的，所述多路高速差分信号走线采用6层布线形式分布于HTCC基板上。

进一步的，高速差分信号的通路包括从位于阶梯式散热凸台的光收发芯片到HTCC基板表层的键合指；

从所述键合指到HTCC基板表层边缘的走线；

从基板表层边缘到位于HTCC基板底部的高速引脚。

进一步的，光收发芯片与键合指之间通过金键合丝相连。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的高可靠光收发一体化电路，针对系统对光电混合模块小型化、轻量化、高可靠、高信号质量的迫切需求，基于高温共烧陶瓷(HTCC)工艺，具有开放式的直通腔体与金属底板的阶梯式散热凸台相结合的结构，解决了光电收发电路模块内散热问题；金属底板的阶梯式散热凸台提供了光线耦合的共面基准，能够实现高速信号通路上键合丝的水平键合，解决了由高速信号损耗和反射带来的信号质量差的问题。同时，该电路结构直接将多路高速差分线与壳体引出端键合，并通过差分引脚间地网络的设计，减少了内部芯片与外部引脚的键合带来的反射与损耗，减小了差分线组间串绕，提高了高速差分线信号质量。