组件封装结构及具有其的光模块的制作方法

1.本实用新型涉及电子封装技术领域，具体地涉及一种组件封装结构及具有其的光模块。


背景技术：

2.在光模块等领域，引线键合工艺是光电芯片电连接工艺中最为广泛使用的技术，简单易用，适合大批量生产。对于阳极和阴极设在top面的光发射芯片(例如vcsel——垂直腔面发射激光器)或者光接收芯片(例如pin-pd——pin光电二极管、apd——雪崩光电二极管)，其正装设于电路板上，且阴极采用引线电连接于电路板。然而，由于芯片自身厚度大以及其它因素(比如芯片与电路板之间的固定胶溢出)的影响，使得芯片的top面与电路板之间的引线长度过长，导致高速链路的回流损耗增大，阴极的电感增大，进而出现谐振问题和带宽下降的问题。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种组件封装结构及具有其的光模块。
4.为实现上述目的，一实施方式提供了一种组件封装结构，包括：
5.电路板，其表面形成有信号线和接地线；
6.光电芯片，其下表面贴装于所述电路板、上表面设置有阳极和阴极；以及
7.电容，其下表面贴装于所述电路板，其上表面低于所述光电芯片的上表面且布设有焊盘；
8.其中，所述光电芯片的阳极通过键合引线电连接所述信号线；
9.所述光电芯片的阴极通过键合引线电连接所述电容的所述焊盘，所述焊盘通过键合引线电连接于所述接地线，所述光电芯片的阴极、所述电容和所述电路板的接地线形成高频信号回流路径。
10.优选地，所述光电芯片设置为垂直腔面发射激光器。
11.优选地，所述组件封装结构还包括贴装在所述电路板上的数字信号处理芯片，所述数字信号处理芯片与所述垂直腔面发射激光器经由所述信号线电连接以驱动所述垂直腔面发射激光器工作。
12.优选地，所述光电芯片和所述电容均通过导电胶贴装于所述电路板上。
13.优选地，所述电容包括至少一层电介质层、在所述电介质层的下表面布设的下导电层以及在所述电介质层的上表面布设的上导电层；所述导电胶构成所述下导电层，所述焊盘位于所述上导电层。
14.优选地，所述电容包括分体设置或者一体设置的至少两个电容单元；
15.所述至少两个电容单元的下表面分别贴装在所述电路板上，并且，所述至少两个电容单元的上表面设置为逐级降低的台阶；
16.其中，所述台阶的最高一级的焊盘通过键合引线电连接所述光电芯片的阴极，所述台阶的最低一级的焊盘通过键合引线电连接所述接地线，所述台阶的相邻两级的焊盘通过键合引线相互电连接。
17.为实现上述目的，一实施方式提供了一种组件封装结构，包括：
18.电路板，其表面形成有信号线和接地线；
19.芯片组件，包括光电芯片和第二芯片，所述光电芯片的下表面贴装于所述电路板、上表面设置有阳极和阴极，所述阳极通过键合引线电连接所述第二芯片，所述第二芯片通过键合引线电连接所述信号线；以及
20.电容，其下表面贴装于所述电路板，其上表面低于所述光电芯片的上表面且布设有焊盘；
21.其中，所述光电芯片的阴极通过键合引线电连接所述电容的所述焊盘，所述焊盘通过键合引线电连接于所述接地线，所述光电芯片的阴极、所述电容和所述电路板的接地线形成高频信号回流路径。
22.优选地，所述光电芯片设置为光电二极管，所述第二芯片设置为跨阻放大器。
23.优选地，所述光电芯片和所述电容均通过导电胶贴装于所述电路板上。
24.优选地，所述电容包括至少一层电介质层、在所述电介质层的下表面布设的下导电层以及在所述电介质层的上表面布设的上导电层；所述导电胶构成所述下导电层，所述焊盘位于所述上导电层。
25.优选地，所述电容包括分体设置或者一体设置的至少两个电容单元；
26.所述至少两个电容单元的下表面分别贴装在所述电路板上，并且，所述至少两个电容单元的上表面设置为逐级降低的台阶；
27.其中，所述台阶的最高一级的焊盘通过键合引线电连接所述光电芯片的阴极，所述台阶的最低一级的焊盘通过键合引线电连接所述接地线，所述台阶的相邻两级的焊盘通过键合引线相互电连接。
28.为实现上述目的，一实施方式提供了一种光模块，其包括如上任一实施方式所述的组件封装结构。
29.本实用新型的有益效果是：通过在电路板上增设电容，电容的上表面低于光电芯片的上表面，以电容作为过渡，光电芯片的阴极通过键合引线电连接电容，电容通过键合引线电连接于电路板的接地线，形成高频信号回流路径，使原本如背景技术中所述的从阴极直接连接至电路板接地线的单根长引线分为多段短引线，大大缩短单条键合引线的长度，降低高速链路的回流损耗，阴极的电感减小，进而解决谐振问题、提升带宽。
附图说明
30.图1是本实用新型实施例1中的组件封装结构的立体结构示意图；
31.图2是本实用新型实施例1中的组件封装结构的俯视图；
32.图3是本实用新型实施例2中的组件封装结构的立体结构示意图；
33.图4是本实用新型实施例2中的组件封装结构的俯视图；
34.图5是本实用新型实施例3中的组件封装结构的立体结构示意图。
35.标号说明：
36.组件封装结构，100、200、300；电路板，110、210、310；信号线，110a、210a、310a；接地线，110b、210b、310b；光电芯片，120、220、320；上表面，120a、220a、320a；阳极，121、221、321；阴极，122、222、322；电容，130、230、330；电容单元，330a、330b；焊盘，1320、2320、3320、3320a、3320b；键合引线，141、143、144、241、242、243、244、341、343、344、345；导电胶，150、250、350；层电介质层，131、231；下导电层，133、233；上导电层132、232；第二芯片，260。
具体实施方式
37.以下将结合附图所示的具体实施方式对本技术进行详细描述。但这些实施方式并不限制本技术，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本技术的保护范围内。
38.首先，如背景技术所提，正装在电路板上的光电芯片，其上表面的阴极采用引线电连接于电路板的接地线，由于芯片自身厚度大以及其它因素的影响，使得芯片的阴极的引线长度过长，导致高速链路的回流损耗增大，阴极的电感增大，进而出现谐振问题和带宽下降的问题。
39.而本技术中，为了克服该技术问题，提供一种组件封装结构以及具有该组件封装结构的光模块。所述组件封装结构包括电路板，以及包括分别贴装于所述电路板上的光电芯片和电容。其中，所述电容的上表面低于所述光电芯片的上表面，并且所述电容的上表面具有焊盘；而所述光电芯片的上表面的阴极通过键合引线电连接所述电容的焊盘，该焊盘通过键合引线电连接所述电路板的接地线。如此，相较于前文所提的芯片阴极直接通过引线电连接电路板的接地线的常用技术而言，本技术通过设置所述电容作为光电芯片的阴极和电路板的接地线之间的过渡件，可以缩短单条键合引线的长度，构造出一个高频的回流路径，降低高速链路的回流损耗，阴极的电感减小，进而解决谐振问题、提升带宽。
40.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
41.实施例1
42.如图1和图2所示，本实施例1提供的一种组件封装结构100，包括电路板110、光电芯片120和电容130。
43.其中，电路板110设置为薄板结构，可以设置为硬质电路板、柔性电路板或软硬结合板，以本领域已知的任意可行方式予以实施。
44.本技术中，以电路板110的厚度方向定义出上下方向，该电路板110的上表面设置有金属走线层，该金属走线层构造出信号线110a和接地线110b。
45.光电芯片120的下表面贴装在电路板110的上表面上，并且与电路板110的参考地导电连接；光电芯片120的上表面120a设置有阳极121和阴极122。
46.其中，阳极121通过键合引线141电连接电路板110的信号线110a。
47.而阴极122则经由电容130电连接于电路板110的接地线110b，形成高频信号回流路径(简称：高频回路)。具体地：电容130的下表面贴装在电路板110的上表面上，也即电容130和光电芯片120位于电路板110的同一侧；电容130的上表面低于光电芯片120的上表面120a，也即，在上下方向上，电容130的上表面至电路板110的接地线110b的距离，小于光电芯片120的上表面120a至电路板110的接地线110b的距离；并且，电容130的上表面布设有焊
盘1320；光电芯片120的阴极122通过键合引线143电连接电容130的焊盘1320，该焊盘1320通过键合引线144电连接电路板110接地线110b。
48.如此，相较于背景技术中所提的阴极直接通过引线电连接电路板的接地线的常用技术而言，本技术通过在电路板110上增设电容130，电容130的上表面低于光电芯片120的上表面，光电芯片120的阴极122和电路板110的接地线110b之间通过键合引线143、电容130以及键合引线144建立电连接，形成高频信号回流路径，使原本如背景技术中所述的从阴极直接连接至电路板接地线的单根长引线分为多段短引线，大大缩短单条键合引线的长度，降低了高速链路的回流损耗，阴极122的电感减小，进而解决谐振问题、提升带宽。
49.其中，键合引线141、143、144分别可以设置为金线、银线、铜线等金属导电引线，具体的，在本实施例中实施为金线。
50.进一步地，在本实施例中，组件封装结构100应用于至少具有光发射功能的光模块，其光电芯片120具体设置为光发射芯片，例如可以是vcsel——垂直腔面发射激光器。相应的，前文所述的光电芯片120的上表面120a即垂直腔面发射激光器的发光面，光电芯片120的下表面即垂直腔面发射激光器的背光面。
51.优选地，组件封装结构100还包括贴装在电路板110上的数字信号处理芯片(dsp)，该数字信号处理芯片与所述垂直腔面发射激光器经由信号线电连接以驱动垂直腔面发射激光器工作。如此，使用dsp(数字信号处理)技术直接驱动所述垂直腔面发射激光器，在满足了所述垂直腔面发射激光器的驱动要求的同时，节省了在数字信号处理芯片和所述垂直腔面发射激光器之间额外设置激光器驱动器所带来的成本增大；另外，针对这种采用dsp技术直接驱动所述垂直腔面发射激光器的产品而言，在阴极直接通过引线电连接电路板的现有技术中，更是存在因引线长而导致链路的回流损耗过大的问题，故此，本技术采用电容130作为阴极122和电路板110接地线110b之间的过渡，其技术效果的优势更加显著，大大降低高速链路的回流损耗，光电芯片120(即所述垂直腔面发射激光器)的阴极122的电感减小，进而解决谐振问题、提升带宽。
52.进一步地，光电芯片120和电容130均通过导电胶150固定贴装于电路板110上，导电胶150具体可以设置银胶。当然，在变化实施例中，光电芯片120和电容130也可采用焊接的方式固定于电路板110上。在实际生产中，光电芯片120在通过导电胶150贴装在电路板110上时，导电胶150不可避免地会从光电芯片120的下表面向四周溢出，如此，在阴极直接通过引线电连接电路板的现有技术中，溢胶现象结合光电芯片120自身厚度大的双重影响，导致引线非常长；与之相较，本技术中，光电芯片120的阴极122和电路板110的接地线110b之间以电容130做台阶过渡，通过键合引线143、电容130以及键合引线144建立电连接，这样可以相对缩小溢胶所造成的不良影响，使得打线长度变短成为可能，进而减小阴极122的电感，改善谐振和带宽。
53.其中，导电胶150与电路板110的接地线110b电连接，而与电路板110的信号线110a绝缘布置。
54.进一步地，关于电容130，其具体设置成电容量为pf级的打线电容；并且电容130的具体结构包括至少一层电介质层131、在电介质层131的下表面布设的下导电层133以及在电介质层131的上表面布设的上导电层132。
55.其中，电介质层131具体可以为陶瓷基板、硅基板、氮化铝基板或氧化铝基板。
56.上导电层132为形成在电介质层131上表面的镀金层。焊盘1320位于上导电层132，具体地：在图示中焊盘1320为了便于理解而予以单独标示，实际上，一实施方式中，焊盘1320可以由上导电层132直接构造而成，也即键合引线143、144等的一端直接焊接在上导电层132上；当然，再一实施方式中，在所述镀金层上额外增设一焊盘结构以形成所述的位于上导电层132上的焊盘1320，使键合引线143、144等的一端焊接在该焊盘1320上。
57.在本实施例中，导电胶150构成下导电层133，其与信号线110a绝缘布置，如此，导电胶150不仅能够起到将电容130固定于电路板110上的结构固定作用，其也可以用于构成下导电层133；当然，在变化实施例中，也可在电介质层131朝向导电胶150的下表面额外设置一层金属层作为下导电层133。
58.综上所述，本实施例具有以下有益效果：通过在电路板110上增设电容130，电容130的上表面低于光电芯片120的上表面，光电芯片120的阴极122和电路板110的接地线110b之间通过键合引线143、电容130以及键合引线144建立电连接，形成高频信号回流路径，使原本如背景技术中所述的从阴极直接连接至电路板接地线的单根长引线分为多段短引线，大大缩短单条键合引线的长度，降低高速链路的回流损耗，阴极122的电感减小，进而解决谐振问题、提升带宽；尤其是在光电芯片120实施为dsp技术直接驱动的垂直腔面发射激光器的情况下、或者在光电芯片120通过导电胶150贴装在电路板110上的情况下，上述降低高速链路的回流损耗的优势更为明显，可以大大改善谐振和带宽。
59.实施例2
60.如图3和图4所示，本实施例2提供的一种组件封装结构200，其包括电路板210、芯片组件和电容230。所述芯片组件包括光电芯片220和第二芯片260。
61.其中，本实施例与前述实施例1的区别仅在于：1)光电芯片220的阳极221与电路板210的信号线210a之间的电连接设置；2)光电芯片220及第二芯片260的具体芯片选择。下面仅就该两个实施例的不同之处予以介绍；而其余未提及内容，例如电路板210的结构设置、电容230的结构设置、光电芯片220的阴极222与电路板210的接地线210b之间的电连接设置、等等，与前述实施例1基本相同，可参照附图予以理解。
62.首先，在前述实施例1中，光电芯片120的阳极121通过键合引线141电连接电路板110的信号线110a。
63.与之不同的，本实施例2中，光电芯片220的阳极221通过键合引线241电连接第二芯片260，第二芯片260通过键合引线242电连接电路板210的信号线210a，如此，通过键合引线241、第二芯片260以及键合引线242，实现光电芯片220的阳极221与电路板210的信号线210a之间的电连接。
64.再者，在前述实施例1中，组件封装结构100应用于至少具有光发射功能的光模块，其光电芯片120具体设置为光发射芯片，例如可以是vcsel——垂直腔面发射激光器；相应优选地，组件封装结构100还包括贴装在电路板110上的数字信号处理芯片，使用dsp(数字信号处理)技术直接驱动所述垂直腔面发射激光器。
65.与之不同的，本实施例2中，组件封装结构200应用于至少具有光接收功能的光模块，其光电芯片220具体设置为光接收芯片，例如pin-pd、apd等光电二极管；而相对应的，第二芯片260为固定在电路板210上表面的跨阻放大器。
66.而可以理解的，尽管和前述实施例1略有不同，但本实施例2同样的，相较于背景技
术中所提的阴极直接通过引线电连接电路板的接地线的常用技术而言，通过在电路板210上增设电容230，电容230的上表面低于光电芯片220的上表面，光电芯片220的阴极222和电路板210的接地线210b之间通过键合引线243、电容230以及键合引线244建立电连接，形成高频信号回流路径，使原本如背景技术中所述的从阴极直接连接至电路板接地线的单根长引线分为多段短引线，大大缩短单条键合引线的长度，降低高速链路的回流损耗，阴极222的电感减小，进而解决谐振问题、提升带宽。
67.实施例3
68.如图5所示，本实施例3提供的一种组件封装结构300，其包括电路板310、光电芯片320和电容330。
69.与前述实施例1类似的，本实施例中，光电芯片320和电容330的下表面分别贴装在电路板310的上表面，电容330的上表面低于光电芯片320的上表面320a，光电芯片320的阳极321通过键合引线341电连接电路板310的信号线310a，并且，光电芯片320的阴极322通过键合引线343电连接电容330的焊盘3320，该焊盘3320通过键合引线344电连接电路板310接地线310b，形成高频信号回流路径。
70.如此，本实施例3使原本如背景技术中所述的从阴极直接连接至电路板接地线的单根长引线分为多段短引线，大大缩短单条键合引线的长度，降低高速链路的回流损耗，阴极322的电感减小，进而解决谐振问题、提升带宽。
71.而在上述技艺宗旨下，本实施例与前述实施例1的区别仅在于：电容330的具体构型。下面仅就该两个实施例的不同之处予以介绍；而其余未提及内容，例如电路板310的结构设置、光电芯片320的结构设置、等等，与前述实施例1基本相同，可参照附图予以理解。
72.具体地，前述实施例1中，如附图1和图2所示，电容110设置为上表面基本呈平面的单一电容单元。
73.而与之不同，在本实施例3中，参附图5，电容330包括分体设置(例如间隔开来)或者一体设置(例如连接为一体)的至少两个电容单元，图中示例为两个电容单元，即电容单元330a和电容单元330b，而电容单元的数量可以设置为更多个。
74.每个所述电容单元，例如图中电容单元330a和电容单元330b，其下表面贴装在电路板330的上表面上；并且，全部的电容单元的上表面设置为逐级降低的台阶，例如，图中电容单元330a的上表面高于电容单元330b的上表面，二者构成二级台阶。
75.其中，所述台阶的最高一级的焊盘，例如图中电容单元330a的焊盘3320a，通过键合引线343电连接光电芯片320的阴极322；所述台阶的最低一级的焊盘，例如图中电容单元330b的焊盘3320b，通过键合引线344电连接电路板310的接地线310b；同时，所述台阶的相邻两级的焊盘，例如图中电容单元330a的焊盘3320a和电容单元330b的焊盘3320b，通过键合引线345相互电连接。如此，本实施例相较于实施例1而言，将实施例1附图中的两条键合引线143、144，进一步变化为更多条键合引线343、344、345，进一步降低高速链路的回流损耗，阴极322的电感减小，进而解决谐振问题、提升带宽。
76.而可以理解的，每个所述电容单元的具体结构均可以采用与实施例1中相类似的结构，也即包括至少一层电介质层、在电介质层的下表面布设的下导电层以及在电介质层的上表面布设的上导电层，具体参实施例1，不予赘述。
77.另外，本实施例3的电容330是替代实施例1的电容130而予以实施，而在其它变化
实施例中，实施例3所示的电容330也可以替代实施例2的电容230而予以实施，同样未脱离本技术的技艺宗旨。
78.综上所述，本实用新型通过在电路板上增设电容，电容的上表面低于光电芯片的上表面，以电容作为过渡，光电芯片的阴极通过键合引线电连接电容，电容通过键合引线电连接于电路板的接地线，形成高频信号回流路径，使原本如背景技术中所述的从阴极直接连接至电路板接地线的单根长引线分为多段短引线，大大缩短单条键合引线的长度，降低高速链路的回流损耗，阴极的电感减小，进而解决谐振问题、提升带宽。
79.应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
80.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。