CN106785886A - 一种高速微带线装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高速微带线装置，包括激光器正极微带线和激光器负极微带线，激光器正极微带线包括激光器正极微带线一区、激光器正极微带线二区和激光器正极微带线三区，激光器正极微带线三区位于激光器正极微带线一区的右斜下方，并通过激光器正极微带线二区连接，激光器负极微带线包括激光器负极微带线一区、激光器负极微带线二区和激光器负极微带线三区，激光器负极微带线三区位于激光器负极微带线一区的左斜下方，并通过激光器负极微带线二区连接。本发明实现了微带线的等效线宽约为230微米、阻抗约为49欧姆，这与普通光模块的50欧姆输入阻抗基本匹配，减少了高速信号的反射系数，改善了信号的传输质量。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种高速微带线装置。
背景技术
10G激光器同轴封装(TO)中热沉所用的材料是氮化铝(AlN)，现有工艺所用热沉的厚度通常是0.22毫米，在0.22毫米厚的AlN材料表面上的金属微带线的等效线宽约为0.5毫米。可通过电磁学计算，对于0.22毫米厚的AlN材料，其表面上0.5毫米线宽的金属微带线的特征阻抗为30欧姆左右，而与其连接的普通光模块的输入阻抗为50欧姆，这两者的阻抗并不匹配，从而会引起一定的高速信号的反射。
发明内容
本发明提供一种高速微带线装置，用于解决10G激光器同轴封装(TO)中热沉用微带线的阻抗与普通光模块的阻抗不匹配以及信号反射系数高的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高速微带线装置，包括：激光器正极微带线和激光器负极微带线；
所述激光器正极微带线包括激光器正极微带线一区、激光器正极微带线二区和激光器正极微带线三区；
所述激光器正极微带线三区位于所述激光器正极微带线一区的右斜下方，并通过位于所述激光器正极微带线的正中间的所述激光器正极微带线二区连接；
所述激光器正极微带线一区设有第一金丝键合区；
所述激光器正极微带线三区设有第三金丝键合区；
所述激光器负极微带线包括激光器负极微带线一区、激光器负极微带线二区和激光器负极微带线三区；
所述激光器负极微带线三区位于所述激光器负极微带线一区的左斜下方，并通过位于所述激光器负极微带线的正中间的所述激光器负极微带线二区连接；
所述激光器负极微带线一区设有第二金丝键合区。
本发明的有益效果是：本发明通过对激光器正极微带线的几何结构和激光器负极微带线的几何结构的重新设计，使得第一金丝键合区和第二金丝键合区的宽度在足够宽(大于400微米)的情况下，可以分别对激光器正极微带线的等效线宽和激光器负极微带线的等效线宽进行调节，以得到实际所需要的激光器正极微带线的特征阻抗和激光器负极微带线的特征阻抗。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述第一金丝键合区和所述第二金丝键合区的宽度大于400微米，所述激光器正极微带线二区的等效线宽和所述激光器负极微带线二区的等效线宽均为210～250微米，特征阻抗均为48～52欧姆。
本发明的进一步有益效果是：调整激光器正极微带线的等效线宽和激光器负极微带线的等效线宽分别在0.23毫米左右，实现了激光器正极微带线的特征阻抗和激光器负极微带线的特征阻抗分别约为49欧姆，这与普通光模块的50欧姆输入阻抗基本匹配，从源头上减少了高速信号的反射系数，改善了信号的传输质量。
进一步，所述第一金丝键合区的面积和所述第二金丝键合区的面积均大于所述第三金丝键合区的面积。
进一步，所述激光器正极微带线三区的水平宽度和所述激光器正极微带线一区的水平宽度的差值小于30微米；所述激光器负极微带线三区的水平宽度和所述激光器负极微带线一区的水平宽度的差值小于30微米。
进一步，所述第一金丝键合区和所述第二金丝键合区均外接于同轴封装底座的接线柱。
进一步，所述第三金丝键合区外接于激光器芯片。
本发明的进一步有益效果是：激光器芯片上焊盘面积较小，最多只能键合两根金丝，因而在激光器正极微带线上可以只预留较小面积的第三金丝键合区域。为了降低芯片封装时金丝键合的附加阻抗(主要是金丝电感)，需要在激光器正极(LD+)微带线上和激光器负极(LD-)微带线上预留面积较大的区域，以便键合3～6根金丝，以满足高速信号传输的需求。
进一步，所述激光器正极微带线位于所述激光器负极微带线的左侧。
进一步，所述第一金丝键合区位于所述激光器正极微带线的左侧，所述第二金丝键合区位于所述激光器负极微带线的右侧。
进一步，所述第一金丝键合区和所述第二金丝键合区左右对称。
附图说明
图1为本发明实施例所述的一种高速微带线装置的示意性结构图；
图2为图1所示的高速微带线装置的高频结构仿真图；
图3为现有微带线装置的高频结构仿真图；
图4为图1所示的高速微带线装置和现有微带线装置的反射系数表。
附图中，各标号所代表的元件列表如下：1、激光器正极微带线，11、激光器正极微带线一区，12、激光器正极微带线二区，13、激光器正极微带线三区，2、激光器负极微带线，21、激光器负极微带线一区，22、激光器负极微带线二区，23、激光器负极微带线三区，3、第一金丝键合区，4、第二金丝键合区，5、第三金丝键合区。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种高速微带线装置，包括：激光器正极微带线1和激光器负极微带线2。其中，
激光器正极微带线1包括激光器正极微带线一区11、激光器正极微带线二区12和激光器正极微带线三区13，激光器正极微带线三区13位于激光器正极微带线一区11的右斜下方，并通过位于激光器正极微带线1的正中间的激光器正极微带线二区12连接，激光器正极微带线一区11设有第一金丝键合区3，激光器正极微带线三区13设有第三金丝键合区5，激光器负极微带线2包括激光器负极微带线一区21、激光器负极微带线二区22和激光器负极微带线三区23，激光器负极微带线三区23位于激光器负极微带线一区21的左斜下方，并通过位于激光器负极微带线2的正中间的激光器负极微带线二区22连接，激光器负极微带线一区21设有第二金丝键合区4。
具体的，在该实施例中，第一金丝键合区3和第二金丝键合区4的宽度大于400微米，激光器正极微带线二区12的等效线宽L1和激光器负极微带线二区22的等效线宽L2均约为230微米，特征阻抗均约为49欧姆，其中，位于激光器正极微带线一区11的第一金丝键合区3和位于激光器负极微带线一区21的第二金丝键合区4均外接于同轴封装底座的接线柱，位于激光器正极微带线三区13的第三金丝键合区5外接于激光器芯片，由于激光器芯片上焊盘面积较小，最多只能键合两根金丝，因而在激光器正极微带线上可以只预留较小面积的第三金丝键合区域。为了降低芯片封装时金丝键合的附加阻抗(主要是金丝电感)，需要在激光器正极微带线上和激光器负极微带线上预留面积较大的区域，以便键合3～6根金丝，以满足高速信号传输的需求，因此，第一金丝键合区3的面积和第二金丝键合区4的面积均大于第三金丝键合区5的面积。但是，需要说明的是，激光器正极微带线三区13的水平宽度和激光器正极微带线一区11的水平宽度的差值小于30微米，激光器负极微带线三区23的水平宽度和激光器负极微带线一区21的水平宽度的差值小于30微米。
另外，需要说明的是，该高速微带线还经过工作频率为10G赫兹的高频结构仿真(HFSS)来计算反射系数S11，本发明高速微带线装置的高频结构仿真图如图2所示，现有微带线装置的高频结构仿真图如图3所示，本发明高速微带线装置的反射系数和现有微带线装置的反射系数如图4所示，其中，现有微带线中，激光器正极微带线的等效线宽和激光器负极微带线的等效线宽均约为500微米，特征阻抗均约为30欧姆。经过HFSS仿真计算得到本发明高速微带线装置表现出的每个高速信号反射系数均比现有微带线装置表现出反射系数减少至少3db。
激光器正极可以用LD+表示，激光器负极可以用LD-表示，通过对激光器正极(LD+)微带线的几何结构和激光器负极(LD-)微带线的几何结构的重新设计，使得第一金丝键合区和第二金丝键合区的宽度在足够宽(大于400微米)的情况下，调整激光器正极(LD+)微带线的等效线宽和激光器负极(LD-)微带线的等效线宽分别在0.23毫米左右，实现了激光器正极(LD+)微带线的特征阻抗和激光器负极(LD-)微带线的特征阻抗分别约为49欧姆，这与普通光模块的50欧姆输入阻抗基本匹配，从源头上减少了高速信号的反射系数，改善了信号的传输质量。
在一个实施例中，如图1所示，激光器正极微带线1位于激光器负极(LD-)微带线2的左侧，第一金丝键合区3位于激光器正极(LD+)微带线1的左侧，第二金丝键合区4位于激光器负极(LD-)微带线2的右侧，第一金丝键合区3和第二金丝键合区4左右对称。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高速微带线装置，其特征在于，包括：激光器正极微带线(1)和激光器负极微带线(2)；
所述激光器正极微带线(1)包括激光器正极微带线一区(11)、激光器正极微带线二区(12)和激光器正极微带线三区(13)；
所述激光器正极微带线三区(13)位于所述激光器正极微带线一区(11)的右斜下方，并通过位于所述激光器正极微带线(1)的正中间的所述激光器正极微带线二区(12)连接；
所述激光器正极微带线一区(11)设有第一金丝键合区(3)；
所述激光器正极微带线三区(13)设有第三金丝键合区(5)；
所述激光器负极微带线(2)包括激光器负极微带线一区(21)、激光器负极微带线二区(22)和激光器负极微带线三区(23)；
所述激光器负极微带线三区(23)位于所述激光器负极微带线一区(21)的左斜下方，并通过位于所述激光器负极微带线(2)的正中间的所述激光器负极微带线二区(22)连接；
所述激光器负极微带线一区(21)设有第二金丝键合区(4)。
2.根据权利要求1所述的一种高速微带线装置，其特征在于，所述第一金丝键合区(3)和所述第二金丝键合区(4)的宽度大于400微米，所述激光器正极微带线二区(12)的等效线宽和所述激光器负极微带线二区(22)的等效线宽均为210～250微米，特征阻抗均为48～52欧姆。
3.根据权利要求2所述的一种高速微带线装置，其特征在于，所述第一金丝键合区(3)的面积和所述第二金丝键合区(4)的面积均大于所述第三金丝键合区(5)的面积。
4.根据权利要求3所述的一种高速微带线装置，其特征在于，所述激光器正极微带线三区(13)的水平宽度和所述激光器正极微带线一区(11)的水平宽度的差值小于30微米；所述激光器负极微带线三区(23)的水平宽度和所述激光器负极微带线一区(21)的水平宽度的差值小于30微米。
5.根据权利要求4所述的一种高速微带线装置，其特征在于，所述第一金丝键合区(3)和所述第二金丝键合区(4)均外接于同轴封装底座的接线柱。
6.根据权利要求5所述的一种高速微带线装置，其特征在于，所述第三金丝键合区(5)外接于激光器芯片。
7.根据权利要求4所述的一种高速微带线装置，其特征在于，所述激光器正极微带线(1)位于所述激光器负极微带线(2)的左侧。
8.根据权利要求7所述的一种高速微带线装置，其特征在于，所述第一金丝键合区(3)位于所述激光器正极微带线(1)的左侧，所述第二金丝键合区(4)位于所述激光器负极微带线(2)的右侧。
9.根据权利要求8所述的一种高速微带线装置，其特征在于，所述第一金丝键合区(3)和所述第二金丝键合区(4)左右对称。
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