光芯片封装基座

技术领域

本发明涉及5G技术领域，具体涉及光芯片封装基座。

背景技术

2020年是5G建设的开始年，同时国家也从顶层设计将5G建设作为国家战略方向发展，5G承载“新基建”使命，将带动万亿产出。工业和信息化部、国家发展和改革委员会，希望推动信息消费向纵深发展，到2021年，信息消费规模达到6万亿元，信息技术在消费领域的带动作用显著增强，推动相关领域产出达15万亿元，通知明确推进5G的建设。

光芯片封装基座是用于光通信系统里作为光发射器件中关键部件，链接发射光源、调制与物理层驱动重要的精密高性能的基础性元件。作为光通信器件，要求产品在线寿命是20年以上，这就对光电器件的封装提出非常有挑战性的苛刻要求，在结构上必须要防尘、防水、防腐蚀等要求，在环境上，也要求耐高低温、双85等条件下能保证光学性能、电性能等指标特性。在工艺上，除了要有良好的光信号的耦合减小损耗，也要有很高的气密性要求和焊接性要求。

现有技术中，传统光芯片同轴封装基座PiN脚固定不能根据实际芯片功能进行合理灵活匹配，金丝键合精度高，专用设备昂贵，封装成本高，给气密性带来潜在风险，给组装带来很大难度，良率低，精度难以控制，使得成本居高不下。

发明内容

(一)要解决的技术问题

一种光芯片封装基座，解决了组装兼容性低、良率低、精度难以控制、成本高的技术问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种光芯片封装基座，包括金属基板、一根RF引线和至少一根DC引线，所述金属基板上设有至少两个安装孔，所述RF引线和DC引线上分别套设有与烧结的玻璃安装件，所述RF引线和DC引线分别通过玻璃安装件可拆卸固定在各安装孔内。

进一步改进的，所述金属基板上还设有微带板，所述微带板分别通过焊接和金属基板、RF引线连接。

进一步改进的，所述微带板为超高频性能SiC基薄膜制作高速信号的微带板。

进一步改进的，所述金属基板、RF引线、DC引线、玻璃安装件和微带板上分别设有镀金层。

进一步改进的，所述金属基板上还设有TEC热电制冷器，所述TEC热电制冷器上设有PD监测芯片，所述PD监测芯片上设有光芯片。

进一步改进的，所述基座上设有钨铜块，所述光芯片设在钨铜块上。

进一步改进的，所述RF引线的直径为0.2mm，所述DC引线的直径为0.33mm。

进一步改进的，所述玻璃安装件为圆筒形或异形。

进一步改进的，所述玻璃安装件的膨胀系数为32*10-7/K～56*10-7/k,介电常数为4～6之间。。

(三)有益效果

本发明的光芯片封装基座，DC引线和RF引线统称为PiN脚。DC引线可以根据实际的芯片功能，可以任意组合，可以是3根、根、5根、6根、7根，增加了使用范围和灵活性，物料种类减少，灵活运用，降低成本，实现不同功能，解决大小光芯片封装的兼容性问题。

RF引线通过与玻璃安装件介电常数的匹配，在超高速的条件下，可以实现25、50、75欧姆等连续阻抗匹配，使得阻抗的连续性增强，有效提供信号的耦合灵活性和性能，保证信号的完整性。

本发明的光芯片封装基座，结构简单、组装便捷，借助烧结工艺，采用烧结的玻璃安装件，可解决传统光芯片封装基座制程良率低、成本高的缺陷，能够有效降低制作难度和生产成本，提高产品良率和市场竞争力，达到快速生产，快速交付的目的。有效提高信号的耦合性能，保证信号的完整性，提高产品竞争力。

附图说明

图1为本发明一实施例光芯片封装基座的结构示意图；

图2为图1的爆炸图；

图3为现有技术中光芯片封装基座的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1至图3，一种光芯片封装基座，包括金属基板1、一根RF引线2和至少一根DC引线3，所述金属基板1上设有至少两个安装孔11，所述RF引线2和DC引线3上分别套设有与烧结的玻璃安装件4，所述RF引线2和DC引线3分别通过玻璃安装件4可拆卸固定在各安装孔11内。

本实施例的光芯片封装基座，DC引线3和RF引线2统称为PiN脚。DC引线3可以根据实际的芯片功能，可以任意组合，可以是3根、4根、5根、6根、7根，增加了使用范围和灵活性，物料种类减少，灵活运用，降低成本，实现不同功能，解决大小光芯片封装的兼容性问题。

RF引线2通过与玻璃安装件4介电常数的匹配，在超高速的条件下，可以实现25、50、75欧姆等连续阻抗匹配，使得阻抗的连续性增强，有效提供信号的耦合灵活性和性能，保证信号的完整性。

本实施例的光芯片封装基座，结构简单、组装便捷，借助烧结工艺，采用烧结的玻璃安装件4，可解决传统光芯片封装基座制程良率低、成本高的缺陷，能够有效降低制作难度和生产成本，提高产品良率和市场竞争力，达到快速生产，快速交付的目的。有效提高信号的耦合性能，保证信号的完整性，提高产品竞争力。

进一步地，在一实施例中，所述金属基板1上还设有微带板12，所述微带板12分别通过焊接和金属基板1、RF引线2连接，实现电调制高速信号线，加载到光芯片5上的有源电极上，产生高速的光信号。

进一步地，在一实施例中，所述微带板12为超高频性能SiC基薄膜制作高速信号的微带板，使得RF引线2的互连线高速性能大大增强，可以实现25GHz、50G以上的超高频率带宽。优选的，在微带板背面金锡生长，工艺上可以直接共晶，实现全自动化、大规模生产，提高效率和良率，降低成本，提高产品的竞争力。具体的，超高频性能SiC基薄膜制作高速信号的微带板采用半导体工艺物理气相沉积、金属化图形加工，容易批量化生产，采用光刻技术减小了工艺难度，一致性强，性能稳定。

进一步地，在一实施例中，所述金属基板1、RF引线2、DC引线3、玻璃安装件4和微带板12上分别设有镀金层，镀金层具有防腐蚀等作用。

进一步地，在一实施例中，所述金属基板1上还设有TEC热电制冷器13，所述TEC热电制冷器13上设有钨铜块14，所述钨铜块14上设有光芯片5。具体的，PD监测芯片15为PDchip，光芯片5为Laser chip光芯片。TEC热电制冷器13具有散热导热性能，兼容性强，结构简单，提高了组件制程良率、效率更高，制作成本更低。

进一步地，在一实施例中，所述PD14上设有钨铜块15，所述光芯片5设在钨铜块15上，钨铜块15用于垫PD14的作用。

进一步地，在一实施例中，所述RF引线2的直径为0.2mm，所述DC引线的直径为0.33mm。将RF引线2固定在金属基板1的安装孔11的玻璃安装件4里，将玻璃安装件4烧结，以一定的膨胀系数匹配，使得RF引线2很好的固定，且保证气密性，结构简单，组装也很便捷，制程效率高，良率高。

进一步地，在一实施例中，所述玻璃安装件4为圆筒形或异形，玻璃安装件4可以根据需要加工成如图1至图2中所示异形。

进一步地，在一实施例中，所述玻璃安装件4的膨胀系数为32*10-7/K～56*10-7/k,介电常数为4～6之间。

基于上述实施例的结合，在一实施例中，超高频性能SiC基薄膜制作高速信号的微带板采用VLSi芯片级别的半导体工艺物理气相沉积外延生长技术进行高速互连线金属化，采用等离子和干法刻蚀加工微带板12上的图形。将7根特殊材料的DC引线3沿环状排列分布插入到7个安装孔11，另加一根DC引线3作为接地线钎焊到冲压件底部接地，同时数根DC引线3上的玻璃安装件4通过严格匹配的膨胀系数经过800～1000度温度的绝缘子与金属高气密性烧结工艺进行引线的固紧，在一定的气压环境下不能漏气，保证一定的气密性。然后将整个光芯片封装基座(包括金属基板1、RF引线2、DC引线3、玻璃安装件4和微带板12)的进行纯金电镀，在其表面形成镀金层，以保证耐腐蚀性和减小损耗。7根DC引线3将可以根据实际的芯片功能要求进行任意组合匹配，如只用3根、4根、5根、6根，灵活运用，满足不同的PiN功能要求。然后将做好的微带板12通过共晶焊接工艺固化到RF引线2末端的台阶上，用金锡点焊进行高速信号传输线的互连，确保高速信号的完整性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。