CN1241258C - 用于光电模块的副支架以及利用该支架的封装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于光电模块的副支架，该光电模块用于将从光电器件入射的光线作为电信号输出。副支架包括介电材料和互连线路。介电材料具有带前表面和底面的多边形形状。互连线路固定到介电材料前表面和底面上。互连线路具有共面波导结构，并电连接到光电器件上，以便输出来自光电器件的信号。

Description

用于光电模块的副支架以及 利用该支架的封装方法
                         技术领域
本发明涉及一种用于光电模块的副支架(submount)，以及一种利用该支架的封装方法，更具体地说，本发明涉及一种适于高速传输的光电模块的副支架，以及利用这种支架的封装方法。
                         背景技术
最近，随着高质量通信服务的需求急剧增多，光通信系统的传输速度变得很快。目前，有可能在通过波分复用(WDM)而具有40～100Gbps传输速度的系统中利用2.5Gbps的单位传输速度的光电模块建立具有超高速宽带宽的综合网络。然而，需要具有10Gbps的最小单位传输速度的光电模块以提高具有160～640Gbps传输速度的光通信系统的构型的效率。
图1是包括一个用于光电模块的普通副支架的普通光接收器模块的分解透视图。参照图1，诸如光电二极管的光电器件102粘附到其上的副支架104固定到衬底106上。副支架104利用导线或条带粘接而将光电器件102电连接到衬底106上的电子器件(未示出)上。在衬底106上安装多条信号线108以用于这种电连接。用于将光电器件102输出的电信号放大到预定电平或其上的放大器110固定衬底106上。放大器110电接触衬底106上的多条信号线108。副支架104和放大器110固定其上的衬底106放入金属屏蔽盒112中，并然后用盖113覆盖该金属屏蔽盒112。形成入射到光电器件102上的光路的光纤114穿过金属屏蔽盒112，并与光电器件102对齐，以便光线能够正确地入射到光电器件102上。为此，将光纤支撑件116固定到衬底106上，以支撑光纤114。
在这种普通光接收器模块中，副支架104主要利用粘接的导线连接到电子器件(未示出)上。然而，如果具有上述结构的普通光接收器模块为传输速度为2.5Gbps或更高的光接收器模块，在光电器件102和电子器件(未示出)之间的互连线路上会由于粘接导线的寄生分量而发生信号失真。结果，信号传输的可靠性和模块工作的可靠性降低。此外，对安装在衬底104上的附加的互连线路不用于2.5Gbps以上高速工作的光接收器模块存在一定的限制。
                        发明内容
为了解决上述问题，本发明的第一个目的是提供一种适于2.5Gbps以上高速传输的光电模块的副支架。
本发明的第二个目的是提供一种利用所述光电模块副支架的封装方法。
于是，为了实现本发明的目的，提供了一种光电模块的副支架，其中光电模块用于将从光电器件入射的光线作为电信号输出。副支架包括带前表面和底面的多边形形状的介电材料，以及具有共面波导结构的互连线路，该线路固定到介电材料的前表面和底面上，并电连接到光电器件上，以输出来自光电器件的信号。
优选地是，具有共面波导结构的互连线路包括多条互连线路，他们彼此分隔开。该互连线路可以分别为依次设置的第一接地线路、信号传输线、第二接地线路、以及偏压施加线路。优选地是，光电器件固定到第二接地线路的一部分上，而第二接地线路固定到介电材料的前表面上。固定到第二接地线路上的光电器件优选地通过导线连接到信号传输线路和偏压施加线路上。
优选地是，介电材料底面上的信号传输线路的一部分与第二接地线路的一部分之间的距离大于介电材料前表面上的信号传输线路一部分与第二接地线路一部分之间的距离。
为了实现第二个目的，提供了一种利用光电模块的副支架的封装方法，其中，光电模块具有介电材料和具有共面波导结构的互连线路。光电器件固定到互连线路上，以与互连线路电连接。光电器件固定其上的互连线路固定到衬底的导电互连线路上。
将互连线路固定到衬底的导电互连线路上是利用导电环氧树脂实现。
                        附图说明
本发明的上述目的和优点将通过参照附图对其优选实施例的详细描述而得以清楚。图中：
图1是包括用于光电模块的普通副支架的普通光接收器模块的分解透视图；
图2是根据本发明的用于光电模块的副支架的透视图；
图3是示出根据本发明的用于光电模块的副支架的传输损耗和反射损耗的曲线；以及
图4是解释利用本发明的光电模块副支架的封装方法的分解透视图。
                       具体实施方式
以下，将参照附图详细描述本发明优选实施例。然而，本发明优选实施例可以改进为各种其他形式，而本发明的范围不应被解释为限制于本发明优选实施例。
图2是根据本发明的用于光电模块的副支架的透视图。参照图2，用于光电模块的副支架200包括介电材料210和互连线路220。
介电材料210由铝土陶瓷或适应晶体形成，并具有包括前表面211和底面212的多边形形状，其中前表面211和底面212可以彼此垂直或成角度地设置。如果介电材料210是矩形，前表面211和底面212彼此垂直。
互连线路220具有共面波导(CPW)结构，并固定到介电材料210的前表面211和底面212上。互连线路220电连接到光电器件230上，并包括多条互连线路，这些互连线路彼此分隔开，以输出来自光电器件230的信号。换句话说，第一接地线路221、信号传输线路222、第二接地线路223、和偏压施加线路224成排设置在介电材料210的前表面211和底面212上。光电器件230固定到第二接地线路223上并经由导线240电连接到信号传输线路222和偏压施加线路224上。在这种情况下，作为施加到导线240上的电信号的电基准面的第二接地线路223的表面设置在导线240基面上。从而，使由诸如导线240产生的感应的寄生分量导致的效应最小。从光电器件230输出的电信号，即，电流I经由导线240流入介电材料210前表面211上的信号传输线路222的一部分中，并经由介电材料210的底面212上的信号传输线路222的一部分输出到外侧。
介电材料210底面212上的信号传输线路222和第二接地线路223的各部分之间的距离d1大于介电材料210前表面211上信号传输线路222和第二接地线路223各部分之间的距离d2。这是为了在信号传输线路222的表面上均匀汇聚电场。换句话说，介电材料210前表面211上的信号传输线路222的这部分接触空气和介电材料。然而，在介电材料210底面212上的信号传输线路222的这部分接触向上包含在副支架200内的介电材料210和包含在要向下固定的衬底(未示出)内的介电材料(未示出)。结果，电场的汇聚在介电材料210底面212上的信号传输线路222的表面上增强。从而，为了与介电材料210前表面211上的信号传输线路222的表面上的电场的汇聚重合，介电材料210底面212上的信号传输线路222和第二接地线路223各部分之间的距离d1必须增大。
图3是示出根据本发明的用于光电模块的副支架的传输损耗和反射损耗的曲线。在图3中，示出了在两端口散射参数系统中测得的反射损耗(由实线标记)和传输损耗(由虚线标记)。在此，反射损耗表示施加到副支架的电信号不传输到副支架的端部，并由于互连线路上的寄生分量而反射。传输损耗表示电信号无失真地传输到副支架的端部。
如图3所示，在根据本发明的副支架中，大到20GHz频率的反射损耗约为-15dB或更小，而大到20GHz频率的传输损耗约为-1dB或更大。从而，可以注意到该副支架适于10Gbps高速信号的传输。
图4是解释利用根据本发明的光电模块的副支架的封装方法的分解透视图。参照图4，副支架200包括介电材料210和互连线路220。互连线路220具有共面波导结构，并具有多条互连线路，这些互连线路为第一接地线路221、信号传输线路222、第二接地线路223和偏压施加线路224。第一接地线路221、信号传输线路222、第二接地线路223和偏压施加线路224在介电材料210的前表面和底面上彼此分隔开。光电器件230固定到第二接地线路223，并经由导线240电连接到信号传输线路222和偏压施加线路224上。副支架200的互连线路220固定到由介电材料形成的衬底410上的衬底互连线路420上。在此，衬底互连线路420包括第一衬底接地线路421、衬底信号传输线路422、第二衬底接地线路423、以及衬底偏压施加线路424。副支架200的第一接地线路221、信号传输线路222、第二接地线路223和偏压施加线路224分别直接粘接到第一衬底接地线路421、衬底信号传输线路422、第二衬底接地线路423、以及衬底偏压施加线路424。这种粘接是利用导电材料，例如导电环氧树脂实现的。
如上所述，在根据本发明的光电模块的副支架中，副支架的互连线路具有共面波导结构，该结构具有信号高速传输的优良电特性。同样，在封装方法中，副支架的互连线路直接粘接到衬底的互连线路上。从而，容易封装该副支架。
虽然本发明已经参照其优选实施例具体地示出并描述，本领域技术人员应理解在不背离如所附权利要求书限定的本发明的精髓和范围前提下，可以在其中对形式和细节作出各种变化。

Claims (4)

1.一种用于光电模块的副支架，该光电模块用于以电信号输出从光电器件入射的光线，副支架包括：
介电材料，其具有带前表面和底面的多边形形状；以及
具有共面波导结构的互连线路，其固定到介电材料的前表面和底面上，并电连接到光电器件上，以输出来自光电器件的信号；
其中，具有共面波导结构的互连线路包括多条互连线路，他们彼此分隔开；
其中，互连线路分别为第一接地线路、信号传输线路、第二接地线路、和偏压施加线路，他们依次设置。
2.如权利要求1所述的用于光电模块的副支架，其特征在于，光电器件固定到第二接地线路的一部分上，第二接地线路固定到介电材料的前表面上。
3.如权利要求2所述的用于光电模块的副支架，其特征在于，固定到第二接地线路上的光电器件经由导线连接到信号传输线路和偏压施加线路上。
4.如权利要求1所述的用于光电模块的副支架，其特征在于，介电材料底面上的信号传输线路一部分与第二接地线路的一部分之间的距离大于介电材料前表面上信号传输线路一部分与第二接地线路一部分之间的距离。
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