一种光模块及光模块的AWG固定结构的制作方法

一种光模块及光模块的awg固定结构
技术领域
1.本实用新型属于光通信技术领域，具体涉及一种光模块及光模块的awg固定结构。


背景技术：

2.随着5g通信的飞速发展以及数据中心的需求日益旺盛，市场对25g、100g、400g光模块的需求越来越大，对光模块的成本控制要求也越来越高，市场的竞争也越来越激烈。在满足性能和可靠性要求的基础上，更低成本的方案将会在激烈的竞争中占得先机。
3.阵列波导光栅(awg,arrayed waveguide grating)是正在迅速发展的波分复用系统首选技术。awg具有滤波特性和多功能性，可获得多个波长和信道数，实现多个波长的复用和解复用。awg器件是以光集成技术为基础的平面波导型器件，具有平面波导技术的潜在优点，适宜于批量生产，重复性好，尺寸小，插入损耗均匀性较好，是未来光通信发展的主流技术。
4.awg可应用于多路复用光模块的产品中，比如100g qsfp28 cwdm(coarse wavelength division multiplexer，稀疏波分复用器)光模块，接收端用awg将一路不同波长的光分成四路光耦合进4个pd(光电二极管)，如图1所示。
5.如图2所示，常规方式是阵列波导光栅5将光耦合到光电二极管6后，用胶水11将阵列波导光栅5直接固定在pcb板1上，固定awg的胶水一般采用uv固化，或者uv 热固化方式。采用常规方式，awg胶水固化后，受应力作用，awg容易松动和脱落，从而导致产品失效。
6.且采用常规方式，由于awg点胶区域靠近pd，awg在下压过程中，胶水流动不容易控制，容易流到pd位置，导致pd失效。且采用常规方式，awg胶水流动不容易控制会导致awg前端波导位置胶水不饱满，awg前端有弹性，在组装过程中pcba受应力变形，会导致pd和awg有碰撞，损伤pd或者awg。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种光模块及光模块的awg固定结构，其增强了awg与pcb板之间的连接强度，同时也避免了光电二极管粘到胶水后失效的问题。
8.本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型公开了一种光模块的awg固定结构，包括pcb板，所述pcb板的表面设有用于固定光电二极管的耦合区域以及用于固定阵列波导光栅的awg固定区域，所述pcb板的表面固定有镀金层，所述镀金层覆盖耦合区域和awg固定区域，所述光电二极管固定在耦合区域的镀金层表面，awg固定区域的镀金层上设有开窗，露出pcb板，所述阵列波导光栅通过胶水粘贴在awg固定区域的镀金层表面。
9.进一步地，镀金层开窗区域位于阵列波导光栅的正下方，用于awg固定，镀金层上用于awg固定的开窗区域与光电二极管之间设有用于延缓胶水流动的开窗区域。
10.进一步地，镀金层上用于延缓胶水流动的开窗区域为矩形开窗区域。
11.进一步地，镀金层上的开窗区域包括多个圆形开窗区域，多个圆形开窗区域间隔
分布排成至少一排，每排圆形开窗区域沿阵列波导光栅长度方向延伸。
12.进一步地，pcb板的表面基材的粗糙度远大于镀金层表面的粗糙度。
13.本实用新型还公开了一种光模块的awg固定结构，包括pcb板，所述pcb板的表面设有用于固定光电二极管的耦合区域以及用于固定阵列波导光栅的awg固定区域，所述pcb板的awg固定区域固定有第一镀金层，所述阵列波导光栅通过胶水粘贴在awg固定区域的第一镀金层上，awg固定区域的第一镀金层上设有开窗，露出pcb板，所述pcb板的耦合区域固定有第二镀金层，所述光电二极管固定在耦合区域的第二镀金层上，所述第一镀金层与第二镀金层之间留有间隙。
14.进一步地，所述pcb板上开设有孔，该孔位于第一镀金层与第二镀金层之间。
15.进一步地，第一镀金层上的开窗区域位于阵列波导光栅的正下方，用于awg固定；第一镀金层上用于awg固定的开窗区域包括多个圆形开窗区域，多个圆形开窗区域间隔分布排成至少一排，每排圆形开窗区域沿阵列波导光栅长度方向延伸。
16.进一步地，pcb板的表面基材的粗糙度远大于第一镀金层表面的粗糙度。
17.本实用新型还公开了一种光模块，采用了如上所述的awg固定结构。
18.本实用新型至少具有如下有益效果：
19.所述pcb板的表面固定有镀金层，awg固定区域的镀金层上设有开窗，露出pcb板，因为pcb板的基材的粗糙度远大于awg固定区域镀金层面的粗糙度，当固定awg时，胶水覆盖在awg固定区域镀金层开孔部分时，开孔部分没有镀金层，基材的粗糙度远大于镀金层，相当于增大了胶水的接触面积，大大加强了胶水和pcba的连接强度。多余的胶水会因为awg下压的原因，胶水会四周溢出，而前端开窗部分可以有效的延缓胶水流动速度，从而达到胶水不溢出到pd表面的效果。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
21.图1为100g qsfp28 cwdm光模块中awg和pd的结构关系图；
22.图2为传统的光模块的awg固定结构的示意图；
23.图3为本实用新型的一种实施例提供的awg固定结构的pcb板的结构示意图；
24.图4为本实用新型的一种实施例提供的awg固定的示意图；
25.图5为本实用新型的另一种实施例提供的awg固定结构的pcb板的结构示意图。
具体实施方式
26.下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.实施例一
28.参见图3和图4，本实施例提供了一种光模块的awg固定结构，包括pcb板1，所述pcb板接收端的表面设有耦合区域和awg固定区域，耦合区域主要贴光电二极管6(pd)和tia放大器，用于对光耦合，awg固定区域主要用于胶水连接awg和pcb板；所述pcb板的表面固定有镀金层2，所述镀金层2覆盖耦合区域和awg固定区域，所述光电二极管、tia放大器固定在耦合区域的镀金层2表面，所述阵列波导光栅5通过胶水粘贴在awg固定区域的镀金层2表面，awg固定区域的镀金层2上设有开窗，露出pcb板。镀金层开窗区域位于阵列波导光栅的正下方，用于awg固定。本实施例的awg固定区域于pcb板长度方向上设置多个镀金层开窗设计。本实用新型的awg固定区域的金层上开窗，开窗大小、形状、数量可以根据实际情况进行调节。如开窗大小可以根据awg宽度来适当调整，开窗数量可以更加awg长度适当调整。
29.阵列波导光栅用于将一路不同波长的光分成多路光耦合进多个光电二极管。
30.进一步地，镀金层上用于awg固定的开窗区域3与光电二极管6之间设有用于延缓胶水流动的开窗区域4。用于延缓胶水流动的开窗区域4可以设置在awg固定区域的镀金层2上，并靠近光电二极管。在靠近接收耦合区域pd位置开窗漏基材延缓胶水流速。当然，用于延缓胶水流动的开窗区域4也不仅仅限于设置在awg固定区域的镀金层2上，也可以设置在耦合区域与awg固定区域之间的镀金层2上。
31.进一步地，镀金层2上用于延缓胶水流动的开窗区域为矩形开窗区域。
32.进一步地，镀金层2上用于awg固定的开窗区域包括多个圆形开窗区域，多个圆形开窗区域间隔分布排成至少一排，每排圆形开窗区域沿阵列波导光栅长度方向延伸。
33.本实施例的矩形开窗区域与最靠近光电二极管的圆形开窗区域连通。
34.进一步地，镀金层2被开窗后外露出pcb板的上端面，pcb板的表面基材的粗糙度远大于镀金层2表面的粗糙度。
35.因为pcb的膨胀系数高，所以在pcb板的awg固定区域表面设置有镀金层2,用于匹配阵列波导光栅的膨胀系数。由于pcb板的粗糙度高，胶水粘贴awg和pcb板时牢固性高，不容易脱胶，因此，在镀金层2上设置开窗设计，露出pcb板，使镀金层的开窗部分的胶水粘贴在awg和pcb板之间，大大加强了awg和pcb板的连接强度。
36.当然，本专利在pcb板的awg固定区域表面还可以固定基板，固定基板后，pcb板1的awg固定区域表面可以设置镀金层2，当然，也可以不设置镀金层2。基板的表面粗糙度大于pcb板表面设有的镀金层2的粗糙度。基板可以为陶瓷基板，如aln基板。
37.进一步地，本实施例的tia放大器7、光电二极管6可以采用导电胶粘贴在镀金层2表面。
38.实施例二
39.本实施例公开了一种光模块的awg固定结构，包括pcb板，所述pcb板的表面设有用于固定光电二极管的耦合区域以及用于固定阵列波导光栅的awg固定区域，所述pcb板的awg固定区域固定有第一镀金层，所述阵列波导光栅通过胶水粘贴在awg固定区域的第一镀金层上，awg固定区域的第一镀金层上设有开窗，露出pcb板，awg固定区域的镀金层开窗区域分两部分，一部分开窗孔作用于awg固定，一部分用于延缓胶水的流动。所述pcb板的耦合区域固定有第二镀金层，所述光电二极管固定在耦合区域的第二镀金层上，所述第一镀金层与第二镀金层之间留有间隙。
40.进一步地，第一镀金层上的开窗区域位于阵列波导光栅的正下方，用于awg固定；
镀金层上用于awg固定的开窗区域与光电二极管之间设有用于延缓胶水流动的开窗区域。第一镀金层上用于awg固定的开窗区域包括多个圆形开窗区域，多个圆形开窗区域间隔分布排成至少一排，每排圆形开窗区域沿阵列波导光栅长度方向延伸。
41.在靠近接收耦合区域pd位置开窗漏基材延缓胶水流速。进一步地，第一镀金层上用于延缓胶水流动的开窗区域为矩形开窗区域。
42.进一步地，第一镀金层被开窗后外露pcb板的基材，pcb板的表面基材的粗糙度远大于第一镀金层表面的粗糙度。
43.耦合区域的第二镀金层表面还固定有tia放大器。tia放大器、光电二极管可以采用导电胶粘贴在第二镀金层表面。
44.实施例三
45.参见图5，本实施例公开了一种光模块的awg固定结构，包括pcb板1，所述pcb板1的表面设有用于固定光电二极管的耦合区域以及用于固定阵列波导光栅5的awg固定区域，所述pcb板的awg固定区域固定有第一镀金层8，所述阵列波导光栅通过胶水粘贴在awg固定区域的第一镀金层8上，awg固定区域的第一镀金层上设有开窗，露出pcb板，所述pcb板的耦合区域固定有第二镀金层9，所述光电二极管6固定在耦合区域的第二镀金层9上，所述第一镀金层8与第二镀金层9之间留有间隙。
46.进一步地，所述pcb板上开设有孔10，该孔10位于第一镀金层8与第二镀金层9之间，可以避免胶水从第一镀金层8溢出第二镀金层9，避免胶水溢出到pd表面。该孔10为条形开孔，并沿pcb板横向延伸。且该孔10上下贯穿pcb板1，形成通孔。
47.进一步地，第一镀金层上的开窗区域位于阵列波导光栅的正下方，用于awg固定；第一镀金层8上用于awg固定的开窗区域3包括多个圆形开窗区域，多个圆形开窗区域间隔分布排成至少一排，每排圆形开窗区域沿阵列波导光栅长度方向延伸。
48.进一步地，第一镀金层8被开窗后外露pcb板的基材，pcb板的表面基材的粗糙度远大于第一镀金层表面的粗糙度。
49.耦合区域的第二镀金层9表面还固定有tia放大器77。tia放大器、光电二极管6可以采用导电胶粘贴在第二镀金层9表面。
50.实施例四
51.本实用新型还公开了一种光模块，采用了如实施例一或实施例二或实施例三所述的pcba板结构。
52.本实用新型的pcb板结构在安装awg时的操作过程如下：
53.1、将pd、tia按照指定位置粘贴在实施例一或实施例二的pcb板的耦合区域的镀金层上，并将pd、tia、pcb板按照产品金丝键合要求键合；
54.2、将上述pcb板装在耦合台的工装上，将awg固定在耦合台的吸嘴上。给pcb板加电并将awg的尾纤51连接光源；
55.3、调整awg的位置将awg出来的4路光耦合进光电二极管；
56.4、将awg抬起并在pcb板上的awg固定区域的镀金层上点uv胶水；
57.5、将awg下压微调awg的位置重新使awg出来的光耦合进光电二极管，开启紫外灯将uv胶水固化；
58.6、将耦合好的产品放入烤箱中烘烤，使uv胶水进一步固化。
59.本实用新型通过在接收awg固定区域增加开窗设计得到以下效果：通过增加开窗孔大大加强了pcb板和awg连接强度，减小了产品的可靠性风险；通过增加开窗孔延缓了胶水的流动速度，胶水流动风险可控，降低产品的制作成本。
60.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。