CN104898307A - 光模块 - Google Patents

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Abstract

一种光模块包括RF引脚、在FPC上的下面行中的多个DC引脚、在上面行中的多个DC引脚、以及多个布线。在上面行中的多个DC引脚被布置成比FPC上的下面行中的多个DC引脚更靠近DC电极。多个布线从下面行中的多个DC引脚延伸穿过与RF引脚相对的侧面并到达DC电极。

Description

光模块
技术领域
本文中讨论的实施方式涉及光模块。
背景技术
近年来，随着光传输系统的规模的增大，已经要求构成该系统的光模块的尺寸减小。虽然光模块包括光调制器芯片和电接口，但是随着光调制器芯片尺寸的减小，电接口尺寸变成了决定光模块尺寸的因素。电接口被分类为待连接到用于高速信号的射频(RF)电极的RF引脚和待连接到用于控制光调制器芯片的直流(DC)电极的DC引脚。更具体地，RF信号从设置在封装(package)的侧面或底面上的RF引脚输入，并经由中继板输入到光调制器芯片的RF电极。类似地，DC信号从设置在封装的侧面或底面上的DC引脚输入，并经由中继板输入到光调制器芯片的DC电极。
专利文献1：日本特开专利公布No.2012-048121和专利文献2：日本特开专利公布No.2001-083908被引入作为相关技术文献。
因为四个32Gbps信号被输入到电接口的RF引脚，所以在封装中设置了四个RF引脚。然而，如果为了减小光模块尺寸而减小这四个RF引脚之间的间距，则RF引脚(信道)之间的串扰会增加。因此，为了实现电接口尺寸的减小，在使RF引脚之间的间距保持在满足特性阻抗的水平的同时能够减少DC引脚之间的多少间距变得重要。
例如，在设置在封装中的柔性印刷电路(FPC)上将12个DC引脚水平地布置成一行。这变成了将光模块尺寸减小复杂化的因素。鉴于此，通过将DC引脚布置成两行来减小FPC的水平宽度在减小光模块尺寸方面是有效的。然而，在从外侧行中的DC引脚延伸的布线(wiring)从在中心侧(DC电极侧)行中的DC引脚之间经过的配置中，需要将DC引脚之间的间距设置得大。这强加了对光模块尺寸减小的限制。
鉴于此，如果将从外侧行中的DC引脚延伸的布线设置成绕过(circumvent)在中心侧(DC电极侧)行中的两个端部处的DC引脚的外侧，则光模块能够将DC引脚连接到相应的DC电极，而不增加DC引脚之间的间距。然而，根据这种配置，DC电极的布置不同于DC引脚的布置。因此，不能保证与相关DC电极布置的兼容性。此外，因为其上布置有DC引脚的FPC由于布线的上述绕行而朝向RF引脚延伸，所以产生了DC信号与RF信号之间的串扰。
因此，本发明的实施方式的一个方面的目的在于提供一种能够抑制串扰的光模块。
发明内容
根据实施方式的方面，一种光模块包括：基板；第一端子；多个第二端子，其在所述基板上；多个第三端子，其被布置成比所述基板上的所述多个第二端子更靠近电极；以及多个布线，其从所述多个第二端子延伸穿过与所述第一端子相对的侧面并到达所述电极。
附图说明
图1A是例示了根据本实施方式的光模块的配置的俯视图；
图1B是例示了根据本实施方式的光模块的配置的侧视图；
图2是例示了根据第一修改实施方式的光模块的配置的侧视图；
图3是沿图2的线A-A'截取的截面图；
图4A是例示了根据第二修改实施方式的光模块的配置的俯视图；
图4B是例示了根据第二修改实施方式的光模块的配置的侧视图；以及
图5是例示了其中安装了根据上述实施方式和修改实施方式的光模块的发射器的配置的图。
具体实施方式
将参照附图解释优选实施方式。要注意的是，本申请公开的光模块不受以下实施方式限制。
首先将对根据本申请公开的实施方式的光模块的配置进行描述。图1A是例示了根据本实施方式的光模块10的配置的俯视图。如图1A所示，光模块10包括封装11和PBC(偏振光束耦合器)12。电极15和16被设置在形成在封装11内的晶体基板13上的光波导14的附近。晶体基板13由电光晶体(诸如LiNbO3(LN)或LiTaO2)制成。通过形成金属膜(诸如Ti)并使该金属膜经受热扩散或者通过执行构图(patterning)并随后在苯甲酸(benzoic acid)中执行质子交换来形成光波导14。光波导14构成了Mach-Zehnder干涉系统，并且在该Mach-Zehnder干涉系统的平行波导上设置了电极15和16。
由于电极15和16利用了由z轴方向上的电场所导致的折射率变化，因此电极15和16被直接设置在光波导14上方。电极15和16是共面电极，它们都通过在光波导14上对信号电极和接地电极进行构图来形成。为了防止通过光波导14传播的光被信号电极和接地电极吸收，光模块10包括在晶体基板13与电极15和16之间的缓冲层。该缓冲层由SiO2等制成，具有约0.2至2μm的厚度。晶体基板13可以是III-V族半导体(诸如InP或GaAs)。
当光模块10被高速驱动时，信号电极和接地电极的端子(termination)使用电阻器相互连接以形成行波电极，并且从其输入侧施加微波信号。此时，构成Mach-Zehnder干涉系统的两个光波导14(例如，光波导14a和14b)的折射率由于电场而被分别改变了诸如+△na和-△nb。随着这种变化，光波导14之间的相位差也被改变。因此，由于Mach-Zehnder干涉而从光波导14输出了相位调制的信号光。光模块10能够通过借助于改变电极15和16的横截面形状而控制微波的有效折射率来获得高速光响应特性，以使得光和微波的速度相匹配。
TEC(热电冷却器)17是利用Peltier结的小冷却装置。TEC 17调节容纳晶体基板13、光波导14以及电极15和16的封装11中的温度。封装11通过中继板18设置有FPC 19。如果在FPC 19上的电极中高频波传播损失大，则调制带宽变窄，从而增大了其驱动电压。因此，在处理高频信号的光模块10中，期望FPC 19具有尽可能最短的长度以减小高频波损耗。
如图1A所示，中继板18包括四个RF引脚18a至18d，这些RF引脚连接到封装11的输入侧侧面的后部部分中的电极15。此外，FPC 19包括12个DC引脚19a至19l，这些DC引脚连接到封装11的输入侧侧面的前部部分中的电极16。
图1B是例示了根据本实施方式的光模块10的配置的侧视图。如图1B所示，这12个DC引脚19a至19l在FPC 19上被布置成两行。更具体地，DC引脚19a、19c、19e、19g、19i和19k被布置在上面的行中，并且DC引脚19b、19d、19f、19h、19j和19l被布置在下面的行中。此外，形成从下面的行中的DC引脚19b、19d、19f、19h、19j和19l延伸到DC电极19b-1、19d-1、19f-1、19h-1、19j-1和19l-1的布线，以便绕过上面的行中的左端部上的DC引脚19a的左侧。因此，抑制了由来自RF引脚18a至18d的干涉所导致的RF信号与DC信号之间的串扰。
要注意的是，可以在FPC 19的前表面或后表面上形成覆盖材料(例如，覆盖膜(coverlay))，以防止DC电极19a-1至19l-1或布线图案的分离。
如上所述，光模块10包括RF引脚18a、在FPC 19上的多个DC引脚19b和19d、多个DC引脚19a和19c以及多个布线。多个DC引脚19a和19c被布置成在FPC 19上比多个DC引脚19b和19d更靠近电极19a-1至19d-1。多个布线从多个DC引脚19b和19d延伸穿过与RF引脚18a相对的侧面并到达电极19b-1至19d-1。例如，多个布线形成在光模块10中，以便绕过多个DC引脚19a和19c当中的离RF引脚18a最远的DC引脚(DC引脚19a)。这使得从多个DC引脚19b和19d流过的DC信号远离从RF引脚18a流过的RF信号，从而抑制了这些信号间的串扰。
第一修改实施方式
接下来将描述第一修改实施方式。除了FPC 19中的布线以外，根据第一修改实施方式的光模块具有与根据上述实施方式的光模块10的配置相似的配置。因此，在第一修改实施方式中，将使用相同的附图标记来表示与上述实施方式的组件相同的组件，并且将省略对其的详细描述。
图2是例示了根据第一修改实施方式的光模块10的配置的侧视图。在图2中，FPC 19中的实线表示其前表面上的布线，而虚线表示其后表面(更靠近封装11的表面)上的布线。如图2所示，上面的行中的DC引脚19a、19c、19e、19g、19i和19k经由形成在FPC 19的前表面上的布线分别连接到DC电极19a-1、19c-1、19e-1、19g-1、19i-1和19k-1。另一方面，下面的行中的DC引脚19b、19d、19f、19h、19j和19l经由形成在FPC 19的两个表面上的布线分别连接到DC电极19b-1、19d-1、19f-1、19h-1、19j-1和19l-1。此外，在下面的行中，仅DC引脚19b、19d、19f、19h、19j和19l当中的DC引脚19d、19h和19l的布线形成在FPC 19的后表面上，使得相邻信道在FPC 19的相反表面上被布线。这使得能够增大相邻DC引脚的布线之间的间距，并且从而减小了从DC引脚19b、19d、19f、19h、19j和19l流经布线的信号之间的串扰。
然而要注意的是，如果连接在下面的行中的DC引脚19b、19d、19f、19h、19j和19l与DC电极19b-1、19d-1、19f-1、19h-1、19j-1和19l-1之间的所有布线都形成在FPC 19的后表面上，则在FPC 19的左端部(光输出侧)会出现布线交叉。鉴于此，FPC 19设置有用于连接在其前表面上的布线与其后表面上的布线之间的通孔T1至T5。根据需要将布线改变到相反表面上。在图2中例示的示例中，形成例如从DC引脚19d在后表面上形成的布线，以便经由通孔T4一次转移至前表面并借助于通孔T2再次返回到后表面。这防止了连接在DC引脚19d与DC电极19d-1之间的布线与FPC19的后表面上的连接在DC引脚19f和19h与DC电极19f-1和19h-1之间的布线交叉。因此，防止出现布线之间的短路。
图3是沿图2的线A-A'截取的截面图。如图3所示，在DC引脚19b的两侧上在前表面和后表面上交替形成绕过DC引脚19a的左侧的布线W1至W5。与当仅在一个表面上设置布线时相比，这增大了相邻前表面布线W1与W2之间的间距和后表面布线W3至W5中的相邻布线之间的间距。因此，如上所述，减小了FPC 19上的布线之间的串扰。
根据第一修改实施方式的光模块10，减小了用于在向左方向上引导来自下面的行中的DC引脚19b、19d、19f、19h、19j和19l的布线的FPC 19的下面部件中的空间。因此，不再需要采取诸如在向下方向上扩大FPC 19或将DC引脚19a至19l布置在更高的位置处的措施，从而使得能够实现光模块10尺寸的减小。此外，如图2所示，由于DC电极19a-1至19l-1的布置与DC引脚19a至19l的布置一致，因此保持了与相关的DC电极布置的兼容性。
要注意的是，由于绕过了用于作为输出源的DC引脚19a至19l的布线，因此在根据第一修改实施方式的光模块10中，FPC 19的左端部比封装11的输出侧接口端部更向左突出，因为。然而，由于FPC 19的左端突出部分位于与输出侧光纤F1平行的位置(未用空间)处，因此当安装时，FPC 19将不会干扰其它接口。换句话说，光模块10能够在通过有效利用封装11中的有限空间来抑制DC信号与RF信号之间的串扰的同时实现其尺寸的减小。
第二修改实施方式
接下来将描述第二修改实施方式。除了在FPC 19上包括电源线以外，根据第二修改实施方式的光模块具有与根据上述实施方式的光模块10的配置相似的配置。因此，在第二修改实施方式中，将用相同的附图标记来表示与上述实施方式的组件相同的组件，并且将省略对其的详细描述。
图4A是例示了根据第二修改实施方式的光模块10的配置的俯视图。如图4A所示，FPC 19设置有与上述12个DC引脚19a至19l平行的TEC引脚19m和19n。TEC引脚19m和19n是用于从外部向安装在封装11中的温度调节TEC 17供应电力的引脚。图4B是例示了根据第二修改实施方式的光模块10的配置的侧视图。如图4B所示，分别连接在TEC引脚19m和19n与TEC电极19m-1和19n-1之间的电源线P1和P2形成在FPC 19的前表面上。要注意的是，电源线P1和P2可以形成在FPC 19的后表面(更靠近封装11的表面)上。
电源线P1和P2具有根据待流过电源线P1和P2的电流的量和镀层厚度的线宽(例如，比布线W1至W5的宽度更大的宽度)。电源线P1和P2的宽度例如约为300至500μm，而其它布线的宽度例如约为100μm。然而要注意的是，电源线P1和P2在借助于通孔布线方面具有难度，尤其当其电流量大时。因此，希望电源线P1和P2仅形成在FPC 19的一个表面(例如，前表面)上。
要注意的是，由于电源线P1和P2设置在FPC 19的右端部部分中，因此在根据第二修改实施方式的光模块10中，存在对流经电源线P1和P2的电流与RF信号之间的串扰的关注。然而，与RF信号对DC信号的干扰相比，RF信号对电流的干扰小。因此，限制了上述串扰的产生。
应用示例
采用上述光模块10的光调制器可以被有效地应用于例如发射器，因为这样的光调制器能够同时实现串扰减小和高可安装性。图5是例示了其中安装了根据上述实施方式和修改实施方式中的任一个的光模块10的发射器100的配置的图。如图5所示，发射器100包括数据生成电路101、光调制器102和光纤103。此外，数据生成电路101包括驱动器101a，并且光调制器102包括LD(激光二极管)102a。这些组件单向或双向地彼此连接，以使得能够输入和输出各种信号或数据。由数据生成电路101生成的数据通过光调制器102从电信号转换成光信号。这些数据随后通过用作传输介质的光纤103被发送到装置外部。
具体地，光模块10能够被有效地应用于能够使用FPC 19将DC引脚连接到大量DC电极的光调制器。这种光调制器的示例可以包括I/Q(同相/正交)光调制器、偏振复用光调制器、ITXA、ICR、光发射器和接收器集成装置等。要注意的是，光模块10可以被应用于接收器，而不限于发射器。
在根据上述实施方式和修改实施方式中的任一个的光模块10中，RF引脚18a至18d、DC引脚19a至19l以及TEC引脚19m和19n被布置在封装11的相同侧面上，以减小其安装面积。然而要注意的是，RF引脚18a至18d、DC引脚19a至19l以及TEC引脚19m和19n可以例如被布置在不同的表面上(诸如在左侧表面和右侧表面上)。此外，其上布置有DC引脚19a至19l以及TEC引脚19m和19n的基板可以是例如PCB，而不限于FPC。
此外，在根据上述实施方式和修改实施方式的光模块10中，DC引脚19a至19l被布置在FPC 19上的上面部件和下面部件的两行中。然而，行的数量可以是三个或更多个，而不限于两个。例如，当DC引脚19a至19l形成三行时，形成来自第二行(中间部件)和第三行(最下面部件)中的DC引脚的布线，以绕过在第一行(最上面部件)中的最左侧端部上的DC引脚的左侧。这进一步减少了FPC 19的水平宽度，从而使得能够实现光模块10尺寸的进一步减小。
此外，根据第二修改实施方式的光模块10具有布线，使得DC电极19a-1至19l-1的布置与DC引脚19a至19l的布置一致。然而，并不必需使得上述布置彼此一致(按顺序布置)，因为只要在FPC 19的前表面和后表面上交替形成下面行中的布线，尺寸减小就是可能的。
此外，在以上所述的描述中，已经分别针对本实施方式和修改实施方式描述了各自的配置和操作。然而，根据上述实施方式和修改实施方式的光模块10各个还可以具有其它修改实施方式的组件特性。此外，本实施方式和修改实施方式的组合能够采取任何配置(诸如三个或更多个实施方式的组合，而不限于两个实施方式)。例如，根据上述实施方式的光模块10可以在FPC 19的前表面上具有根据第二修改实施方式的TEC引脚19m和19n、电源线P1和P2以及TEC电极19m-1和19n-1。此外，单个光模块10可以在可兼容的范围内具有在上述实施方式以及第一修改实施方式和第二修改实施方式中描述的所有组件。
根据本申请中所讨论的光模块的一个方面，能够抑制串扰。

Claims (6)

1.一种光模块，所述光模块包括：
基板；
第一端子；
多个第二端子，其在所述基板上；
多个第三端子，其被布置成比所述基板上的所述多个第二端子更靠近电极；以及
多个布线，其从所述多个第二端子延伸穿过与所述第一端子相对的侧面并到达所述电极。
2.根据权利要求1所述的光模块，其中，所述多个布线被形成为绕过所述多个第三端子当中的离所述第一端子最远的第三端子。
3.根据权利要求1所述的光模块，其中
所述第一端子是用于射频RF信号的输入端子，并且
所述多个第二端子和所述多个第三端子是用于直流DC信号的输入端子。
4.根据权利要求1所述的光模块，其中，所述多个布线交替形成在所述基板的前表面和后表面上。
5.根据权利要求1所述的光模块，所述光模块还包括第四端子，所述第四端子在所述基板上并位于所述第一端子与所述多个第二端子之间。
6.根据权利要求5所述的光模块，其中，来自所述第四端子的布线被形成为具有比所述多个布线的宽度更大的宽度。
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