[发明专利]一种基于SIP封装技术的小型化光电振荡器

说明书

本发明公开了一种基于SIP封装技术的小型化光电振荡器芯片，包括光电振荡器光模块、光电振荡器电模块和封装用的金属陶瓷壳体；光模块的器件通过垫片烧结在镀金的壳体底面，电模块的器件通过微带板挖孔方式烧结在镀金的壳体底面，并经微带板传输信号；光电振荡器芯片呈现模块化隔离，光模块与电模通过金属隔板隔离，隔板外分别涂敷吸光材料和吸波材料。光电振荡器芯片供电和输出等信号通过陶瓷四边引线扁平封装(CQFP)的引脚进行传输。本发明利用SIP封装技术实现低相位噪声光电振荡器的芯片化三维集成，实现一体化、轻小型、可调谐、电磁兼容设计，大幅降低光电振荡器系统体积和重量，满足未来雷达的频综系统模块化、高可靠、小型化等发展需求。

技术领域

本发明涉及射频收发领域，具体设计一种基于SIP封装技术的小型化光电振荡器，可以应用于通信系统、雷达、空间探测等领域。

背景技术

振荡器在雷达、导航制导、通信系统、仪器测量等领域发挥重要的作用，直接影响电子系统的各项性能。光电振荡器作为一种光路与电路结合的新型微波信号源，能产生高品质因素、高频谱纯净度和低相位噪声的光、电两种信号输出，在未来有望作为电子系统的优质微波信号源。

现有的光电振荡器一般采用多个模块化器件连接，尚未能实现小型化集成。

专利申请CN1111342332A“主动锁模光电振荡器”，公开日期2020年6月2日，介绍了一种采用了主动调制器模块调制光信号的方法实现的光电振荡器系统，该系统由多个模块构成环路，包含长光纤，通过滤波器模块的中心频率可以调节输出频率。相比于本发明，构成主动锁模光电振荡器均采用模块化器件连接而成，未能实现集成化，结构比较复杂，直接制约频率综合器和雷达系统的体积和灵活性。

相比于”主动锁模光电振荡器”实现的大型模块式光电振荡器，采用光学微腔等高Q值光延迟器件，可以大大提供系统集成度。专利申请CN106921106A“一种轻小型超低相噪光电振荡器及其光学微腔制作方法”，公开日期2017年7月4日，介绍了一种光电混合组件经过高Q值光学微腔进行光延迟、光储能。该光学微腔是一种回音壁模微球腔，由光腔输入耦合装置，微球腔和光腔输出耦合装置组成。电子器件也可由集成化MMIC芯片代替，以进一步实现小型化，相比于本发明，其系统体积大，未能达到封装形式的小型化和通用化，并且只能产生电信号输出，不能同时产生光信号输出。专利申请CN108183380A“集成光电振荡器”，公开日期2018年6月19日，介绍了一种由光电子芯片、电子芯片集成在磷化铟基上，通过金丝键合的方式将两者连接起来形成环路，再将电子器件集成于硅基或印制板，实现的小型化光电振荡器芯片。相比于本发明，其无法实现光信号与电信号的隔离，且未形成封装，成品率低，散热差，通用化较难实现。

由于光电振荡器产生任意频率和超低相噪频率的关键性作用，及进一步提高雷达系统集成度的目的，在现有工艺下实现片上集成、高密度金丝键合互联，直接的效果将是频率综合器及雷达系统的小型化。因此，本发明以SIP芯片封装为基础，通过将光模块器件与电器件芯片烧结在同一金属腔体中，将光模块与电模块的一体化集成与空间隔离，实现光电振荡器集成、一体化、轻小型、可扩展架构的设计，提高雷达系统小型化和集成化。

发明内容

本发明涉及一种基于SIP封装技术的小型化光电振荡器芯片，减小芯片的纵向尺寸，达到小型化的目标。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种基于SIP封装技术的小型化光电振荡器，包括光电振荡器光模块、光电振荡器电模块，和对其封装的金属陶瓷壳体，所述光电振荡器光模块与所述光电振荡器电模块通过壳体内的金属隔板隔离，所述隔板内开孔设置射频绝缘子，用以连接光电振荡器光模块与光电振荡器电模块的相应器件进行信号传输；

其中，所述光电振荡器光模块的器件通过垫片烧结在镀金的壳体内表面；

所述光电振荡器电模块的器件通过微带板上的开孔，烧结在镀金的壳体内表面，经微带板传输信号；射频绝缘子焊接在微带板的传输线上。