基於COB工藝的100GQSFP28SR4光收發模塊組件的製作方法

2023-06-21 10:01:56

本實用新型屬於光通信技術領域，更具體涉及一種應用於Data Center網絡和100G 乙太網傳輸的基於COB工藝的100G QSFP28 SR4光收發模塊組件。

背景技術：

隨著網際網路業務的飛速發展，以及大型數據中心體系的不斷構建，各網絡運行商對網絡建設的要求越來越高，對通信速率的要求越來越高，目前100Gb/s的傳輸光收發產品已經大量被廣泛應用，但是目前100G QSFP28 SR4光收發模塊組件的，集成化程度較低、成本比較高以及穩定性很差等問題亟待我們來解決。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是配合100Gb/s網絡及數據中心的大量構建，提供一種集成化程度高、成本相對較低以及穩定性強的基於COB工藝的100G QSFP28 SR4光收發模塊組件，來滿足終端用戶對上網速率的使用需求。

本實用新型所採用的技術方案為：

一種基於COB工藝的100G QSFP28 SR4光收發模塊組件，包括金屬外殼、光纖接口、PCB電路、MCU控制器和COB封裝；

所述COB封裝集成有驅動晶片、限幅放大器、光發射組件、光接收組件；

所述光發射組件一端與所述光接收組件相連，另一端與所述驅動晶片相連，用以將電信號轉換為光信號輸出；

所述光接收組件的另一端與所述限幅放大器相連，用以將接收到的光信號轉換為電信號，實現光電轉換；

所述MCU控制器一端與所述驅動晶片相連，另一端與所述限幅放大器相連，用以實時監控所述基於COB工藝的100G QSFP28 SR4光收發模塊組件；

所述光纖接口、PCB電路、MCU控制器、COB封裝均置於所述金屬外殼內。

作為優選，所述光發射組件為四路並行的垂直腔面發射雷射器。

作為優選，所述光接收組件為四路並行的半導體組件探測器

作為優選，所述:驅動晶片每一路的傳輸速率可高達28Gb/s。

作為優選，所述限幅放大器內部集成了4路接收電流監控埠，可瞬時的切換至任一路監控電流，其傳輸速率上限高達28Gb/s。

作為優選，所述光纖接口採用MTP/MPO標準接口，可以同時傳輸8路並行光電信號。

作為優選，所述金屬外殼內設置有黑色的適配器卡塊，以及MTP/MPO光纖跳線的固定槽，用以實現MTP/MPO光接口的固定。

作為優選，所述PCB電路採用Megtron6材質，可實現更高的信號傳輸速率。

作為優選，所述COB封裝採用die bonding晶片貼片技術實現晶片與PCB之間的固定，採用wire bonding半導體金絲鍵合技術，實現晶片與PCB之間的電氣連接。

作為優選，所述PCB電路分為若干鍍金區域，每一鍍金區域的形狀和尺寸與晶片貼片的形狀和尺寸相對應。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

1、本實用新型提供了一種基於COB工藝的100G QSFP28 SR4光收發模塊組件，採用COB 工藝的die bonding貼片技術，以及wire bonding的金絲鍵合技術，將光發射組件、光接收組件、驅動晶片、限幅放大器、集成到一起，實現COB封裝，實現了光電器件的小型化和集成化，提升了產品的成本優勢。

2、本實用新型所述PCB鍍金層採用鎳鈀金工藝，加強了鍍金的厚度及強度，極大提高了產品的穩定性，鍍金區域的形狀及尺寸的細化，標識出晶片貼片的具體位置，避免由於晶片位置貼歪導致產品性能不良，從而保證批量的可生產性和可製造性。

3、本實用新型所述驅動晶片和限幅放大器均選擇每個通道高達28Gb/s的速率，能夠有效地配合100Gb/s網絡及數據中心的大量構建，以及運營商對通信速率、成本優勢以及穩定性越來越高的要求，滿足終端用戶對上網速率的使用需求。

附圖說明

圖1為本實用新型基於COB工藝的100G QSFP28 SR4光收發模塊組件的結構示意圖；

圖中所示：1、光發射組件；2、光接收組件；3、驅動晶片；4、MCU控制器；5、限幅放大器。

具體實施方式

為了使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的部分實施例，而不是全部實施例。基於本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型的保護範圍。

如圖1所示，為本實用新型實施例提供的一種應用於Data Center網絡和100G乙太網傳輸的基於COB工藝的100G QSFP28 SR4光收發模塊組件結構框架圖，其包括：金屬外殼、光纖接口、PCB電路、MCU控制器4和COB封裝，所述COB封裝集成有驅動晶片3、限幅放大器5、光發射組件1、光接收組件2；其中，所述光發射組件1一端與所述光接收組件2相連，另一端與所述驅動晶片3相連，用以將電信號轉換為光信號輸出；所述光接收組件2與限幅放大器5相連，用以將接收到的光信號轉換為電信號，實現光電轉換；所述MCU控制器4一端與所述驅動晶片3相連，另一端與所述限幅放大器5相連，用以實時監控所述基於COB工藝的100G QSFP28 SR4光收發模塊組件；所述金屬外殼、光纖接口、PCB電路(圖中未標示)、MCU控制器4、驅動晶片3、限幅放大器5、光發射組件1、光接收組件2置於所述金屬外殼內。

作為本實施例的優選，光發射組件1採用VCSEL光發射組件，所述VCSEL光發射組件為四路並行的垂直腔面發射雷射器，所述光接收組件2採用PIN光接收組件是四路並行的半導體組件探測器，所述限幅放大器5相連，用以將接收到的光信號轉換為電信號，實現光電轉換，所述驅動晶片3採用Driver驅動晶片，且每一路的傳輸速率可高達28Gb/s，相比於傳統的10Gb/s的Driver驅動晶片，可以提供更高的帶寬。其中，所述限幅放大器5傳輸速率上限高達28Gb/s,在內部集成了4路接收電流監控埠，可瞬時的切換至任一路監控電流，便於客戶端實時監控所有通道的工作狀態，同時實現了更高的集成化、小型化。

作為本實施例的優選，所述光纖接口採用MTP/MPO標準接口，相比於傳統的LC/SC 接口，具有低損耗、高密度的有點，可以同時傳輸8路並行光電信號,金屬外殼內設置有黑色的適配器卡塊，以及MTP/MPO光纖跳線的固定槽，用以實現MTP/MPO光接口的固定。

作為本實施例的優選，所述PCB電路板採用Megtron6材質，相比於傳統的FR-4 板材，可以提供低損耗、高Tg的耐熱性能，以及實現更高的信號傳輸速率，所述COB 封裝採用die bonding晶片貼片技術實現晶片與PCB之間的固定，採用wire bonding半導體金絲鍵合技術，實現晶片與PCB之間的電氣連接。

作為本實施例的優選，所述PCB設計過程中採用鎳鈀金工藝，加強鍍金的厚度及強度，用於提高bonding的可靠性及可生產性。同時通過細化鍍金區域的形狀及尺寸，標識出晶片貼片的具體位置，避免由於晶片位置貼歪導致產品性能不良。

本實用新型提供的基於COB工藝的100G QSFP28 SR4光收發模塊組件，採用COB 工藝的die bonding貼片技術，以及wire bonding的金絲鍵合技術，將VCSEL光發射陣列、PIN光接收陣列、Driver驅動晶片、限幅放大器晶片集成到一起，實現COB封裝，實現了光電器件的小型化和集成化，提升了產品的成本優勢。PCB鍍金層採用鎳鈀金工藝，加強了鍍金的厚度及強度，極大提高了產品的穩定性。鍍金區域的形狀及尺寸的細化，標識出晶片貼片的具體位置，避免由於晶片位置貼歪導致產品性能不良，從而保證批量的可生產性和可製造性。Driver驅動晶片和限幅放大器晶片均選擇每個通道高達 28Gb/s的速率，配合Megtron6的板材，能夠有效地配合100Gb/s網絡及數據中心的大量構建，以及運營商對通信速率、成本優勢以及穩定性越來越高的要求，滿足終端用戶對上網速率的使用需求。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。