阅读说明：本技术 一种400g lr4光接收次组件结构及其制造方法 (400G LR4 light receiving subassembly structure and manufacturing method thereof ) 是由 黃劲威 周书刚 陈正刚 赵永成 黄敏华 陈斌 于 2021-01-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种400G LR4光接收次组件结构及其制造方法,该结构包括光分波器、可对光进行设定角度反射的阵列式耦合透镜、阵列式光电二极管、键合金丝、跨阻放大器和装配印刷电路板,所述光分波器将合束在一起的LR4平行光,分为独立的四路平行光,四路平行光经过所述阵列式耦合透镜,光转过设定角度并汇聚到所述阵列式光电二极管的光敏面,所述阵列式光电二极管将光信号转化为电信号,所述电信号通过所述键合金丝传输到所述跨阻放大器,所述跨阻放大器将小电流信号转化为差分电压信号输出到所述装配印刷电路板上。该结构不仅有利于优化信号,而且简化了制造过程。(The invention relates to a 400G LR4 light receiving subassembly structure and a manufacturing method thereof, the structure comprises an optical branching filter, an array coupling lens capable of reflecting light at a set angle, an array photodiode, a gold bonding wire, a transimpedance amplifier and an assembly printed circuit board, wherein the optical branching filter divides LR4 parallel light bundled together into four independent paths of parallel light, the four paths of parallel light pass through the array coupling lens, the light passes through the set angle and is converged on a photosensitive surface of the array photodiode, the array photodiode converts an optical signal into an electrical signal, the electrical signal is transmitted to the transimpedance amplifier through the gold bonding wire, and the transimpedance amplifier converts a small current signal into a differential voltage signal to be output to the assembly printed circuit board. This configuration not only facilitates signal optimization, but also simplifies the manufacturing process.)

一种400G LR4光接收次组件结构及其制造方法

技术领域

本发明属于光纤通信领域，具体涉及一种400G LR4光接收次组件结构及其制造方法。

背景技术

在现有技术中，光接收次器件主要由光分波器Demux、阵列式耦合透镜LensArray、阵列式光电二极管PD Array、键合金丝Golden Wire、光电二极管垫片PD Submount、跨阻放大器TIA和装配印刷电路板PCBA组成，其结构如图1所示。现有技术存在的问题是：基于400G 信号传输，每个通道需要传输的信号带宽接近53GHZ，PD Submount的电信号转接，会引入较多的寄生电容和电感，导致信号带宽下降和杂讯引入，对应的接收端灵敏度会下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种400G LR4光接收次组件结构及其制造方法，该结构不仅有利于优化信号，而且简化了制造过程。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种400G LR4光接收次组件结构，包括光分波器、可对光进行设定角度反射的阵列式耦合透镜、阵列式光电二极管、键合金丝、跨阻放大器和装配印刷电路板，所述光分波器将合束在一起的LR4平行光，分为独立的四路平行光，四路平行光经过所述阵列式耦合透镜，光转过设定角度并汇聚到所述阵列式光电二极管的光敏面，所述阵列式光电二极管将光信号转化为电信号，所述电信号通过所述键合金丝传输到所述跨阻放大器，所述跨阻放大器将小电流信号转化为差分电压信号输出到所述装配印刷电路板上。

进一步地，所述阵列式耦合透镜为可对光进行90°反射的阵列式耦合透镜，所述阵列式耦合透镜将四路平行光耦合成汇聚光，并反射90°，入射到阵列式光电二极管上。

进一步地，所述阵列式耦合透镜为直角三棱镜结构，所述阵列式耦合透镜的宽度L的取值范围为2.5＜L＜4.5mm，水平边长度M的取值范围为1mm＜M＜2mm，竖直边长度N的取值范围为1mm＜N＜2mm，斜边与水平面夹角β的取值范围为40°＜β＜50°。

进一步地，所述光分波器将LR4合束在一起的四种不同波长的平行光分为四路独立波长的平行光。

进一步地，所述四路平行光的波长分别为1295.56nm、1300.05nm、1304.58nm、1309.14nm，四路平行光的间隔为750um。

进一步地，所述阵列式光电二极管将光信号转化为小电流信号，通过焊盘输出。

进一步地，所述键合金丝将阵列式光电二极管与跨阻放大器进行电气连接。

本发明还提供了所述400G LR4光接收次组件结构的制造方法，包括以下步骤：

1）贴片：使用银胶将阵列式光电二极管贴附在装配印刷电路板上并烘烤固定；使用银胶将跨阻放大器贴附在装配印刷电路板上并烘烤固定；

2）金丝键合：利用翻转打线，使用键合金丝焊接，从阵列式光电二极管焊盘焊接跨阻放大器焊盘上；使用键合金丝焊接，从跨阻放大器焊盘焊接到装配印刷电路板焊盘上；

3）阵列式耦合透镜耦合：阵列式耦合透镜对四路平行光进行耦合，耦合时对四路光进行均衡，并耦合到最大，然后使用胶水将阵列式耦合透镜固定。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明减少了一步贴装动作，不用贴成COC再贴到PCBA上，而是直接PD贴附在PCBA上，同时减少了一步金丝焊接动作，PD直接焊接在TIA上。本发明减少了一次电气转接，信号传输的寄生电容和电感减少，信号会更加优化。

附图说明

图1是现有技术的结构示意图。

图2是本发明实施例的结构示意图。

图3是本发明实施例中阵列式耦合透镜的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图2所示，本实施例提供了一种400G LR4光接收次组件结构，包括光分波器1、可对光进行90°反射的阵列式耦合透镜2、阵列式光电二极管3、键合金丝4、跨阻放大器5和装配印刷电路板6，所述光分波器1将合束在一起的LR4平行光，分为独立的四路平行光，四路平行光经过所述阵列式耦合透镜2，光转过90°并汇聚到所述阵列式光电二极管3的光敏面，所述阵列式光电二极管3将光信号转化为电信号，所述电信号通过所述键合金丝4传输到所述跨阻放大器5，所述跨阻放大器5将小电流信号转化为差分电压信号输出到所述装配印刷电路板6上。

所述阵列式耦合透镜2将四路平行光耦合成汇聚光，并反射90°，入射到阵列式光电二极管3上。如图3所示，所述阵列式耦合透镜2为直角三棱镜结构，所述阵列式耦合透镜的宽度L的取值范围为2.5＜L＜4.5mm，水平边长度M的取值范围为1mm＜M＜2mm，竖直边长度N的取值范围为1mm＜N＜2mm，斜边与水平面夹角β的取值范围为40°＜β＜50°。所述阵列式耦合透镜2与阵列式光电二极管3对接的镜面圆21的各参数取值范围为：0.5＜Radius＜0.6mm，0.13＜Thickness＜0.14mm，1.51＜Index＜1.52，-0.5＜Conic＜-0.49mm。

所述光分波器1将LR4合束在一起的四种不同波长的平行光分为四路独立波长的平行光。在本实施例中，所述四路平行光的波长分别为1295.56nm、1300.05nm、1304.58nm、1309.14nm，四路平行光的间隔为750um。

所述阵列式光电二极管3将光信号转化为小电流信号，通过焊盘输出。

所述键合金丝4将阵列式光电二极管3与跨阻放大器5进行电气连接。

本发明还提供了上述400G LR4光接收次组件结构的制造方法，包括以下步骤：

1）贴片：使用银胶把阵列式光电二极管贴附在装配印刷电路板上，放进烤箱中烘烤固定；使用银胶把跨阻放大器贴附在装配印刷电路板上，放进烤箱中烘烤固定。

2）金丝键合：利用翻转打线，使用键合金丝焊接，从阵列式光电二极管焊盘焊接跨阻放大器焊盘上；使用键合金丝焊接，从跨阻放大器焊盘焊接到装配印刷电路板焊盘上。

3）阵列式耦合透镜耦合：阵列式耦合透镜对四路平行光进行耦合，耦合时对四路光进行均衡，并耦合到最大，然后使用胶水把阵列式耦合透镜固定。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。