(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111442346.3 (22)申请日 2021.11.30 (71)申请人 中航光电科技股份有限公司 地址 471003 河南省洛阳市高新区周山路 10号 (72)发明人 许利伟　任欢　左朋莎　王久成　 宋春峰　王丽珠　 (74)专利代理 机构 洛阳华和知识产权代理事务 所(普通合伙) 4120 3 代理人 李世鹏 (51)Int.Cl. H05K 5/02(2006.01) H05K 5/06(2006.01) H05K 7/20(2006.01) H05K 1/18(2006.01)H05K 1/11(2006.01) (54)发明名称 多通道数字光模块气密封装结构及陶瓷电 路板 (57)摘要 本发明关于一种多通道数字光模块气密封 装结构及陶瓷电路板， 包括焊接组成封装壳体的 封装盖板和封装 管壳， 其中所述封装 管壳底部焊 接固定有陶瓷电路板， 该陶瓷电路板底部阵列分 布有用于与装配在封装管壳底部开槽内的L GA连 接器接触导通的第一焊盘； 所述封装 管壳底部还 贴装有用于实现陶瓷电路板和FA光纤组件之间 光电转换的阵列PD和VCSEL芯片， 所述FA光纤组 件与封装壳体 之间焊接密封。 本发 明封装结构不 仅可靠性高， 而且管脚密度大， 多通道光模块集 成封装时能够显著减小整体封装尺 寸。 模块整体 采用金属陶瓷封装， 芯片紧贴封装 管壳的底部金 属， 保证了模块整体优异的散热性能， 适用于极 度苛刻的应用环境下， 能够满足现有军用领域光 电信息技 术迅猛发展的需求。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 114245633 A 2022.03.25 CN 114245633 A 1.一种多通道数字光模块气密封装结构， 其特征在于： 包括焊接组成封装壳体的封装 盖板和封装管壳， 其中所述封装管壳底部焊接固定有陶瓷电路板， 该陶瓷电路板底部阵列 分布有用于与装配在封装管壳底部开槽内的LGA连接器接触导通的第一焊盘； 所述封装管 壳底部还贴装有用于实现陶瓷电路板和FA光纤组件之间光电转换的阵列PD和VCSEL芯片， 所述FA光纤组件与封装壳体之间焊接密封 。 2.根据权利要求1所述的多通道数字光模块气密封装结构， 其特征在于： 其中所述的陶 瓷电路板下表面与封装管壳焊接的位置经高温材料金属化处理后再通过陶瓷 ‑金属异种材 料烧结工艺实现与封装管壳之间的高温焊料共晶焊接 。 3.根据权利2所述的多通道数字光模块气密封装结构， 其特征在于： 其中所述的陶瓷电 路板下表面预制的高温材 料为共晶AuSn焊料。 4.根据权利要求1所述的多通道数字光模块气密封装结构， 其特征在于： 其中所述的陶 瓷电路板采用HTCC工艺制备的多层结构， 且 该陶瓷电路板内部走线及过孔均通过HFSS软件 进行仿真优化。 5.根据权利要求4所述的多通道数字光模块气密封装结构， 其特征在于： 其中所述的陶 瓷电路板上设有用于容纳所述阵列PD和VCSEL芯片的U型槽， 且陶瓷电路板上表面靠近该U 型槽边缘的位置设有用于实现陶瓷电路板与阵列P D和VCSEL芯片连接的第二焊 盘。 6.根据权利要求4或5所述的多通道数字光模块气密封装结构， 其特征在于： 其中所述 的封装管壳底部设有用于贴放阵列PD和VCSEL芯片的台阶面， 且该台阶面的高度能够使得 阵列PD和VCSEL芯片贴装后其上表面与陶瓷电路板的上表面基本平齐。 7.根据权利要求1所述的多通道数字光模块气密封装结构， 其特征在于： 其中所述的FA 光纤组件前端与阵列PD和VCSEL芯片进行光路耦合的部分通过环氧胶进行固定， 尾部通过 焊接包覆的金属密封节与封装管壳的尾管进行锡焊密封 。 8.一种陶瓷电路板， 其特征在于： 该陶瓷电路板作为高频信号载板使用， 其通过一表面 呈阵列分布的第一焊盘与LGA连接器接触导通， 通过另一表面呈阵列分布的第二焊盘与阵 列PD和VCSEL芯片金丝 键合。 9.根据权利要求8所述的陶瓷电路板， 其特征在于： 该陶瓷电路板通过金属化处理后通 过高温焊料共晶焊接固定在封装壳体内。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114245633 A 2多通道数字光模块气密封 装结构及陶瓷电路板 技术领域 [0001]本发明属于数字光 技术领域， 具体涉及一种多通道数字光模块气密封装结构。 背景技术 [0002]数字光模块主要由光电子器件、 功能电路和光接口组成， 实现数字信号的光/电和 电/光转换， 广泛应用于各种数字光通信系统， 如光纤通道、 千兆以太网、 SONET/SDH、 交换机 等。 随着数字光模块数据通信容量的不断提升， 光模块通道数量不断增加， 同时模块的应用 场景不断扩展， 耐环境要求更加苛刻， 数字光模块的封装结构也必须随之不断提升 。 [0003]现有数字光模块产品得益于芯片技术的发展， 在信号处理速率方面不断提升， 但 产品封装形式多为SFF、 SFP、 XFP、 LCC等封装形式， 接口形式及封装结构决定了产品在使用 过程中存在以下问题： [0004]1)封装结构不能可靠的保护产品内部电路。 当前的光模块封装工艺主要仍是通过 导电胶、 环氧胶或者硅橡胶对内部元件进行粘接固定和密封， 这种封装结构本身不具备气 密效果， 同时产品在后期使用过程中容易因热应力和机械应力导致界面开裂分层， 限制 了 产品在某些 特殊领域(如军事、 航天)的应用； [0005]2)使用温度较低。 数字光模块内部的高频信号载板多采用PCB 板， 板材自身的热膨 胀系数与管壳有较大差异， 在温差变化较大时材料界面处会存在较大 的热应力， 影响产品 整体工作温度的提升； [0006]3)通道数量少： 常规的数字光模块信号管脚一般采用平面差分线传输， 接 口占用 的平面面积大， 当模块 通道数量增 加时管脚排布成为限制模块尺寸的主 要因素。 发明内容 [0007]为解决上述问题， 本发明提供一种多通道数字光模块气密封装结构， 采用陶瓷电 路板作为高频信号载板， 并通过高温焊料共晶钎焊实现该陶瓷电路板在封装壳体内的固 接， 电信号互连通过陶瓷电路板上的阵列分布的焊盘配合 弹片式LGA连接器实现， 光接口采 用光纤上 预制的金属环与壳体进行锡焊密封 。 [0008]本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。 依据本发明提出 的一种多通道数字光模块气密封装结构， 包括焊接组成封装壳体的封装盖板和封装管壳， 其中所述封装管壳底部焊接固定有陶瓷电路板， 该陶瓷电路板底部阵列分布有用于与装配 在封装管壳底部开槽内的LGA连接器接触导通的第一焊盘； 所述封装管壳底部还贴装有用 于实现陶瓷电路板和FA光纤组件之间光电转换的阵列PD和VCSEL芯片， 所述FA光纤组件与 封装壳体之间焊接密封 。 [0009]本发明的目的及解决其 技术问题还可采用以下技 术措施进一 步实现。 [0010]前述的多通道数字光模块气密封装结构， 其中所述的陶瓷电路板下表面与封装管 壳焊接的位置经高温材料金属化处理后再通过陶瓷 ‑金属异种材料烧结工艺 实现与封装管 壳之间的高温焊料共晶焊接 。说　明　书 1/5 页 3 CN 114245633 A 3