[发明专利]一种差分MZM芯片的倒装焊封装结构

说明书

本发明提供一种差分MZM芯片的倒装焊封装结构，包括：差分MZM芯片和基板；差分MZM芯片的电极侧朝下，正对基板；基板的上表面铺设有金属，金属的面积超出预设值；基板的上表面通过倒装焊的焊点与差分MZM芯片电极侧的地电极互连，基板上表面金属形成有效的交流信号地结构，使得差分MZM芯片电极与上表面金属之间形成等效的微带线结构；当差分MZM芯片工作时，差分MZM芯片电极侧的正电极产生微带线效应，使得差分MZM芯片的性能得到优化。本发明的基板铺地倒装焊方案综合考虑了倒装焊工艺与芯片之间的寄生，并利用这种寄生，使MZM的电极形成微带线效应，从而达到降低微波损耗、提高阻抗匹配和速度匹配的效果。

技术领域

本发明属于光通信技术领域，更具体地，涉及一种差分马赫曾德调制器(Mach-Zehnder Modulator，MZM)芯片的倒装焊封装结构。

背景技术

信息技术的快速发展导致对网络容量的需求越来越大，作为下一代互连技术，光互连比电互连具有更大的带宽和更强的抗干扰性。出于带宽、尺寸、功耗的考量，需要将电芯片、光芯片以及控制芯片封装到一起，组成光模块。这就意味着，封装对光模块的性能具有重要的影响。

传统封装采用金丝打线的方式实现芯片之间的互连，这种互连成本低，且比较稳定，但是寄生效应较大，互连密度低，带宽被限制。为了改善带宽，倒装焊的封装方式被采用，它具有高带宽、高互联密度、低损耗的特点。相比单端链路，差分链路具有高共模抑制的优点，因此广泛被光模块采用。但是对于光模块中的差分MZM芯片，中间电极缺少地平面，其等效为双线传输线，具有辐射损耗大、带宽低的缺点。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种差分马赫曾德调制器芯片倒装焊封装结构，旨在解决现有差分MZM芯片辐射损耗大且带宽低的问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种差分MZM芯片倒装焊封装结构，包括：差分MZM芯片和基板；

所述差分MZM芯片的电极侧朝下，正对基板；

所述基板的上表面铺设有金属，所述金属的面积超出预设值；所述基板的上表面通过倒装焊的焊点与差分MZM芯片电极侧的地电极互连，基板上表面金属形成有效的交流信号地结构，使得差分MZM芯片电极与上表面金属之间形成等效的微带线结构；当所述差分MZM芯片工作时，差分MZM芯片电极侧的正电极产生微带线效应，使得差分MZM芯片的性能得到优化。

在一个可选的示例中，所述基板的上表面金属的面积可超出或偏离MZM芯片电极的投影范围，以能够使所述正电极产生微带线效应为准。

在一个可选的示例中，所述基板的上表面金属的图案为整片金属、网格、密集互连的格栅、偏离MZM电极投影范围的金属条或其他能够让正电极产生微带线效应所需的等效交流信号地结构的图案。

在一个可选的示例中，所述基板为高频且低损耗的基板。

在一个可选的示例中，所述基板为微波PCB板、陶瓷基板或者硅基板。

在一个可选的示例中，当所述差分MZM芯片工作时，所述正电极的微带线效应使微波折射率下降，随之微波折射率与光折射率保持一致，使得微波速度与光波速度匹配；此外，所述正电极的微带线效应使微波损耗降低，在高频下差分MZM芯片正电极和负电极的特征阻抗与预设目标阻抗均依然保持接近，高频阻抗匹配度提升，相应的高频带宽提高。

在一个可选的示例中，所述差分MZM芯片倒装焊封装结构适用于100GHz及以上带宽的高速光通信封装链路。

第二方面，本发明提供了一种差分MZM芯片的倒装焊封装方法，包括如下步骤：

在基板上铺设一层金属，所述金属的面积超出预设值；