一种光模块的制作方法

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术：

eml激光器包括电吸收调制区和发光区，电吸收调制区和发光区分别通过ea调制器和dfb激光器实现，现有的光模块中调制器驱动器通常放置在电路板上，然后通过柔性电路板与封装壳体连接，这样会导致调制器驱动器与ea调制器之间的距离较远，增加通道链路损耗；且调制器驱动器外围电路和ea调制器外围电路需要置于调制器驱动器附近，在这种前提下，对于多通道的光模块，会导致电路板上预留出很大区域放置调制器驱动器外围电路和ea调制器外围电路，导致电路板布局更加紧张进而可利用空间更小。因此，需要一种方案实现多通道光模块的外围电路器件的布设。

技术实现要素：

本申请提供了一种光模块，使实现多通道光模块的驱动外围电路和eml外围电路等各器件的布设。

一种光模块，包括：

电路板；

光发射器件，与所述电路板电连接，用于将电信号转换为光信号；

所述光发射器件包括：

陶瓷基板，用于承载器件；

eml激光器组件，包括eml激光器芯片；

若干通道，由所述陶瓷基板承载，其中一个通道包括：

驱动组件，设置于所述陶瓷基板表面，包括驱动芯片；

驱动复用焊盘，设置于所述陶瓷基板表面，用于将所述驱动芯片的信号焊盘和第一磁珠的一端电连接，所述第一磁珠的另一端接入第一电压；

还用于将隔直电容的一端与所述第一磁珠的一端电连接；

eml复用焊盘，设置于所述陶瓷基板表面，用于将所述隔直电容的另一端和第二磁珠的另一端电连接；

还用于将eml激光器组件和第二磁珠的另一端电连接，所述第二磁珠的一端接入所述eml激光器芯片的供电电压。

有益效果：本申请提供了一种光模块，包括电路板和光发射器件，光发射器件包括陶瓷基板，陶瓷基板表面承载若干通道，相邻通道之间屏蔽隔离，通道均包括驱动组件、eml激光器组件、驱动复用焊盘、驱动供电焊盘和eml复用焊盘，其中驱动组件包括驱动芯片和第一基板，eml激光器组件包括eml激光器芯片和第二基板，驱动复用焊盘设置在驱动芯片附近以保证驱动芯片的正常工作，驱动复用焊盘的主要功能是向驱动芯片提供第一电压和实现向eml激光器芯片传输信号，驱动供电焊盘的主要功能是向驱动芯片提供第二电压，eml复用焊盘的主要功能是向eml激光器芯片提供电压和保证eml激光器芯片接收来自驱动芯片的信号。具体的连接方式为：驱动芯片的一端与驱动复用焊盘电连接，驱动复用焊盘与第一磁珠电连接，第一磁珠与电路板上的供电引脚电连接以向驱动芯片提供第一电压，驱动芯片的一端与驱动复用焊盘电连接，驱动复用焊盘与隔直电容电连接，隔直电容与eml复用焊盘电连接实现驱动芯片和eml激光器芯片之间的通信；驱动芯片的一端与驱动供电焊盘的一端电连接，驱动供电焊盘的另一端与滤波电容的一端电连接，滤波电容的另一端与电路板上的供电引脚电连接以向驱动芯片输入第二电压；eml复用焊盘通过与第二磁珠相连向eml激光器芯片提供电压，通过与隔直电容相连以接收来自驱动芯片的信号。通过上述过程可以在陶瓷基板上布设多通道的驱动外围电路和eml外围电路等并保证驱动芯片和eml激光器芯片的正常工作。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为光通信终端连接关系示意图；

图2为光网络单元结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种光模块的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种光模块的分解结构示意图；

图5为本申请实施例中电路板的结构图；

图6为本申请实施例中电路板的分解结构示意图；

图7为本申请实施例提供的光发射器件的外观结构示意图；

图8为本申请实施例提供的光发射器件的分解结构示意图；

图9为本申请实施例提供的光发射器件的内部各结构的连接示意图；

图10本申请实施例提供的光发射器件的内部各结构的局部示意图；

图11为本申请实施例提供的光发射器件中各组件连接的等效电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

光纤通信的核心环节之一是光、电信号的相互转换。光纤通信使用携带信息的光信号在光纤/光波导等信息传输设备中传输，利用光在光纤/光波导中的无源传输特性可以实现低成本、低损耗的信息传输；而计算机等信息处理设备使用的是电信号，为了在光纤/光波导等信息传输设备与计算机等信息处理设备之间建立信息连接，就需要实现电信号与光信号的相互转换。

光模块在光纤通信技术领域中实现上述光、电信号的相互转换功能，光信号与电信号的相互转换是光模块的核心功能。光模块通过其内部电路板上的金手指实现与外部上位机之间的电连接，主要的电连接包括供电、i2c信号、数据信息以及接地等；采用金手指实现的电连接方式已经成为光模块行业的主流连接方式，以此为基础，金手指上引脚的定义形成了多种行业协议/规范。

图1为光通信终端连接关系示意图。如图1所示，光通信终端的连接主要包括光网络终端100、光模块200、光纤101及网线103之间的相互连接。

光纤101的一端连接远端服务器，网线103的一端连接本地信息处理设备，本地信息处理设备与远端服务器的连接由光纤101与网线103的连接完成；而光纤101与网线103之间的连接由具有光模块200的光网络终端100完成。

光模块200的光口对外接入光纤101，与光纤101建立双向的光信号连接；光模块200的电口对外接入光网络终端100中，与光网络终端100建立双向的电信号连接；在光模块内部实现光信号与电信号的相互转换，从而实现在光纤与光网络终端之间建立信息连接。具体地，来自光纤的光信号由光模块转换为电信号后输入至光网络终端100中，来自光网络终端100的电信号由光模块转换为光信号输入至光纤中。

光网络终端具有光模块接口102，用于接入光模块200，与光模块200建立双向的电信号连接；光网络终端具有网线接口104，用于接入网线103，与网线103建立双向的电信号连接；光模块200与网线103之间通过光网络终端100建立连接。具体地，光网络终端将来自光模块的信号传递给网线，将来自网线的信号传递给光模块，光网络终端作为光模块的上位机监控光模块的工作。

至此，远端服务器通过光纤、光模块、光网络终端及网线，与本地信息处理设备之间建立双向的信号传递通道。

常见的信息处理设备包括路由器、交换机、电子计算机等；光网络终端是光模块的上位机，向光模块提供数据信号，并接收来自光模块的数据信号，常见的光模块上位机还有光线路终端等。

图2为光网络终端结构示意图。如图2所示，在光网络终端100中具有电路板105，在电路板105的表面设置笼子106；在笼子106内部设置有电连接器，用于接入金手指等光模块电口；在笼子106上设置有散热器107，散热器107具有增大散热面积的翅片等凸起部。

光模块200插入光网络终端100中，具体为光模块的电口插入笼子106内部的电连接器，光模块的光口与光纤101连接。

笼子106位于电路板上，将电路板上的电连接器包裹在笼子中，从而使笼子内部设置有电连接器；光模块插入笼子中，由笼子固定光模块，光模块产生的热量传导给笼子106，然后通过笼子上的散热器107进行扩散。

图3为本申请实施例提供的一种光模块结构示意图，图4为本申请实施例提供光模块分解结构示意图。如图3、图4所示，本申请实施例提供的光模块200包括上壳体201、下壳体202、解锁部件203、电路板300及光收发组件400。

上壳体201盖合在下壳体202上，以形成具有两个开口的包裹腔体；包裹腔体的外轮廓一般呈现方形体。具体地，下壳体202包括主板以及位于主板两侧、与主板垂直设置的两个侧板；上壳体包括盖板，盖板盖合在上壳体的两个侧板上，以形成包裹腔体；上壳体还可以包括位于盖板两侧、与盖板垂直设置的两个侧壁，由两个侧壁与两个侧板结合，以实现上壳体201盖合在下壳体202上。

两个开口具体可以是在同一方向的两端开口(204、205)，也可以是在不同方向上的两处开口；其中一个开口为电口204，电路板的金手指从电口204伸出，插入光网络终端等上位机中；另一个开口为光口205，用于外部光纤接入以连接光模块内部的光收发组件400；电路板300、光收发组件400等光电器件位于包裹腔体中。

采用上壳体、下壳体结合的装配方式，便于将电路板300、光收发组件400等器件安装到壳体中，由上壳体、下壳体形成模块最外层的封装保护壳体；上壳体及下壳体一般采用金属材料，利用实现电磁屏蔽以及散热，一般不会将光模块的壳体做成一体部件，这样在装配电路板等器件时，定位部件、散热以及电磁屏蔽部件无法安装，也不利于生产自动化。

解锁部件203位于包裹腔体/下壳体202的外壁，用于实现光模块与上位机之间的固定连接，或解除光模块与上位机之间的固定连接。

解锁部件203具有与上位机笼子匹配的卡合部件；拉动解锁部件的末端可以在使解锁部件在外壁的表面相对移动；光模块插入上位机的笼子里，由解锁部件的卡合部件将光模块固定在上位机的笼子里；通过拉动解锁部件，解锁部件的卡合部件随之移动，进而改变卡合部件与上位机的连接关系，以解除光模块与上位机的卡合关系，从而可以将光模块从上位机的笼子里抽出。

电路板300上设置有电路走线、电子元件(如电容、电阻、三极管、mos管)及芯片(如mcu、激光驱动芯片、限幅放大芯片、时钟数据恢复cdr、电源管理芯片、数据处理芯片dsp)等。

电路板300通过电路走线将光模块中的用电器件按照电路设计连接在一起，以实现供电、电信号传输及接地等电功能。

电路板一般为硬性电路板，硬性电路板由于其相对坚硬的材质，还可以实现承载作用，如硬性电路板可以平稳的承载芯片；当光收发组件位于电路板上时，硬性电路板也可以提供平稳的承载；硬性电路板还可以插入上位机笼子中的电连接器中，具体地，在硬性电路板一侧末端表面形成金属引脚/金手指，用于与电连接器连接；这些都是柔性电路板不便于实现的。

部分光模块中也会使用柔性电路板，作为硬性电路板的补充；柔性电路板一般与硬性电路板配合使用，如硬性电路板与光收发组件之间可以采用柔性电路板连接。

光收发组件包括光发射器件及光接收组件两部分，分别用于实现光信号的发射与光信号的接收。附图5为本申请实施例提供的一种电路板300的结构示意图，附图6为本申请实施例提供的一种电路板300的分解结构示意图。如图5、图6所示，光模块200包括至少两个光发射器件与光接收组件402，至少两个光发射器件分别通过第一柔性板与电路板300电连接，光接收组件402通过第二柔性板500与电路板300电连接，且光发射器件与光接收组件402层叠设置，而不是将光发射器件与光接收组件设置在电路板300表面上，如此可不增加电路板300的空间需求，从而减小光模块的体积尺寸，实现光模块的小型化封装。

本示例中，至少两个光发射器件可包括第一光发射器件401与第二光发射器件403，第一光发射器件401通过第一柔性板700与电路板300电连接，第二光发射器件403通过第三柔性板800与电路板300电连接，实现多路光发射芯片的布局。

光发射器件一般包括壳体、光发射器与透镜组件，光发射器固定于壳体的内部，用于发射光束；透镜组件位于光发射器发光光路上，且固定在壳体的内部，用于改变光束的传输方向，使得激光光束进入外部光纤。即，光发射器发出的光经透镜组件反射后进入光纤中。

需要说明的是，上述是以双发射结构和双接收结构为例进行说明，单发射结构和单接收结构也在本申请保护范围内。

图7为本申请实施例提供的光发射器件的外观结构示意图；图8为本申请实施例提供的光发射器件的分解结构示意图；如图7和图8所示，本申请提供的光发射器件401包括盖板401a和腔体401b，盖板401a和腔体401b盖合连接，腔体401b内设有陶瓷基板601、驱动芯片602和eml激光器芯片603等结构。

图9为本申请实施例提供的光发射器件的内部各结构的连接示意图；图9中以集成八通道为例，光发射器件包括陶瓷基板、eml激光器组件和若干通道，其中一个通道包括驱动组件、驱动复用焊盘和eml复用焊盘，下面结合图9和图10对各结构进行具体说明。

图9为本申请实施例提供的光发射器件的内部各结构的连接示意图；图10本申请实施例提供的光发射器件的内部各结构的局部示意图；本申请实施例中，陶瓷基板601表面设有驱动组件，驱动组件包括驱动芯片602和第一基板，第一基板上设有正极连接区域和负极连接区域，驱动芯片602的正极与正极连接区域电连接，负极与负极连接区域电连接。在驱动芯片602的附近设置有驱动复用焊盘6042和驱动供电焊盘6044，驱动复用焊盘6042用于将驱动芯片602的信号焊盘和第一磁珠606的一端电连接，第一磁珠606的另一端接入第一电压；还用于将隔直电容608的一端与第一磁珠606的一端电连接。

其中驱动复用焊盘6042主要集成供电和向eml激光器芯片603传输信号功能，驱动复用焊盘6042可以为驱动芯片602提供第一电压，驱动供电焊盘6044可以为驱动芯片602提供第二电压，第一电压和第二电压不同，其可以向驱动芯片602提供不同的电压保证其正常工作。具体地，驱动芯片602的正极与第一基板上的正极连接区域电连接，正极连接区域与驱动复用焊盘6042打线连接，驱动复用焊盘6042与第一磁珠606电连接，第一磁珠606与电路板300上的供电引脚电连接，因此，供电引脚上的电压经过第一磁珠、驱动复用焊盘6042输送至驱动芯片602上，为驱动芯片602提供第一电压；驱动芯片602的正极与第一基板上的正极连接区域电连接，正极连接区域与驱动复用焊盘6042打线连接，驱动复用焊盘6042与滤波电容609电连接，滤波电容609与电路板300上的供电引脚电连接，因此，供电引脚上的电压经过滤波电容609、驱动复用焊盘6042输送至驱动芯片602上，为驱动芯片602提供第二电压；其中第一电压和第二电压的电压值不同。

陶瓷基板601表面还设有eml激光器组件，eml激光器组件包括eml激光器芯片603和第二基板，第二基板上同样设有正极连接区域和负极连接区域，eml激光器芯片603的正极与正极连接区域电连接，负极与负极连接区域电连接。在eml激光器芯片603的附近设置有eml复用焊盘6052，eml复用焊盘6052用于将隔直电容608的另一端和第二磁珠607的另一端电连接；还用于将eml激光器组件和第二磁珠607的另一端电连接，第二磁珠607的一端接入eml激光器芯片603的供电电压。

eml复用焊盘6052主要集成向eml激光器芯片603提供电压和接收来自驱动芯片602的驱动信号两个功能。具体地，eml激光器芯片603的正极与第二基板上的正极连接区域电连接，正极连接区域与eml复用焊盘6052打线连接，eml复用焊盘6052与第二磁珠607电连接，第二磁珠607与电路板300上的供电引脚电连接，因此，供电引脚上的电压经过二磁珠607、eml复用焊盘6052输送至eml激光器芯片603上，为eml激光器芯片603提供电压。

驱动芯片602的正极与第一基板上的正极连接区域电连接，正极连接区域与驱动复用焊盘6042打线连接，驱动复用焊盘6042与隔直电容608的一端电连接，隔直电容608的另一端与eml复用焊盘6052电连接，eml复用焊盘6052与第二基板的正极连接区域电连接，第二基板的正极连接区域与eml激光器芯片603的正极电连接，从而实现将驱动芯片602产生的驱动信号传输至eml激光器芯片603上，eml激光器芯片603根据该驱动信号进行正常工作。

以图7中的左右方向为例，驱动复用焊盘6042一是使驱动芯片602向右传递驱动信号，二是向左为驱动芯片602提供电压，两条支路方向相反且并行工作。

eml复用焊盘6052一是接收来自驱动芯片602的信号，二是向右为eml激光器芯片603提供电压，两条支路并行工作。

在本申请实施例中，滤波电容609一端与电路板300上的供电引脚电连接，另一端接地。

在本申请实施例中，第一磁珠606的一端与电路板300上的供电引脚电连接，另一端与隔直电容608电连接，第二磁珠607的一端与电路板300上的供电引脚电连接，另一端与隔直电容608电连接。以图7中的左右方向为例，驱动芯片602位于左侧，eml激光器芯片603位于右侧，第一磁珠传递电压的方向是向左传递为驱动芯片602提供电压，而第二磁珠传递电压的方向是向右传递为eml激光器芯片603提供电压，为了避免相互电流的干扰，第一磁珠606和第二磁珠607均与隔直电容608电连接，隔直电容608的作用为隔直流通交流，以避免流经第一磁珠606和第二磁珠607的电流的干扰。

在本申请实施例中，陶瓷基板601的表面还设有第一接地焊盘6041，与驱动芯片602相邻设置，用于电连接驱动芯片602的负极和陶瓷基板601以实现驱动芯片602负极接地；具体地，驱动芯片602的负极与第一基板的负极连接区域电连接，第一基板的负极连接区域打线连接至第一接地焊盘6041，第一接地焊盘6041打线至陶瓷基板601上，陶瓷基板601与电路板300上的接地引脚电连接从而实现驱动芯片602负极接地。

第二接地焊盘6043与驱动芯片602相邻设置，用于电连接驱动芯片602的负极和所述eml激光器芯片的负极以实现通道之间的隔离。具体地，驱动芯片602的负极打线连接至第二接地焊盘6043上，第二接地焊盘6043与第四接地焊盘6053电连接，第四接地焊盘6053与第二基板的负极连接区域连接，第二基板的负极连接区域与eml激光器芯片603电连接，从而实现驱动芯片602的负极与eml激光器芯片603电连接以实现通道之间的隔离。

第三接地焊盘6051与eml激光器芯片603相邻设置，用于电连接eml激光器芯片603的负极和所述陶瓷基板以所述eml激光器芯片的负极接地；具体地，eml激光器芯片603的负极与第二基板的负极连接区域电连接，第二基板的负极连接区域打线连接至第三接地焊盘6051，第三接地焊盘6051打线至陶瓷基板601上，陶瓷基板601与电路板300上的接地引脚电连接从而实现驱动芯片602负极接地。

图11为本申请实施例提供的光发射器件中各组件连接的等效电路示意图，如图11所示，驱动芯片602的外围电路包括串联在电源线上的第一支路6061和并联在电源线上的第二支路6062，第一支路包括第一磁珠607，经过第一磁珠607为驱动芯片602提供第一电压；eml激光器芯片603的外围电路包括串联在电源线上的第三支路6071和并联在电源线上的第四支路6072，第三支路6071具有第二磁珠608，经过第二磁珠608为eml激光器芯片603提供电压。驱动芯片602的外围电路和eml激光器芯片603的外围电路之间通过隔直电容608进行直流电流的隔断，从而保证驱动芯片602的外围电路和eml激光器芯片603的外围电路之间电压互不干扰。

本申请提供了一种光模块，包括电路板和光发射器件，光发射器件包括陶瓷基板，陶瓷基板表面承载若干通道，相邻通道之间屏蔽隔离，通道均包括驱动芯片、eml激光器驱动芯片、驱动复用焊盘、驱动供电焊盘和eml复用焊盘，其中驱动复用焊盘设置在驱动芯片附近以保证驱动芯片的正常工作，驱动复用焊盘的主要功能是向驱动芯片提供第一电压和实现向eml激光器芯片传输信号，驱动供电焊盘的主要功能是向驱动芯片提供第二电压，eml复用焊盘的主要功能是向eml激光器芯片提供电压和保证eml激光器芯片接收来自驱动芯片的信号。具体的连接方式为：驱动芯片的一端与驱动复用焊盘电连接，驱动复用焊盘与第一磁珠电连接，第一磁珠与电路板上的供电引脚电连接以向驱动芯片提供第一电压，驱动芯片的一端与驱动复用焊盘电连接，驱动复用焊盘与隔直电容电连接，隔直电容与eml复用焊盘电连接实现驱动芯片和eml激光器芯片之间的通信；驱动芯片的一端与驱动供电焊盘的一端电连接，驱动供电焊盘的另一端与滤波电容的一端电连接，滤波电容的另一端与电路板上的供电引脚电连接以向驱动芯片输入第二电压；eml复用焊盘通过与第二磁珠相连向eml激光器芯片提供电压，通过与隔直电容相连以接收来自驱动芯片的信号。通过上述过程可以在陶瓷基板上布设多通道的驱动外围电路和eml外围电路等并保证驱动芯片和eml激光器芯片的正常工作。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。