CN108333694A - 一种光学次模块和光模块 - Google Patents

Abstract

本发明所提供的光学次模块包括底座、绝缘板和穿设于所述底座且用于传输信号的第一管脚，所述第一管脚位于所述绝缘板在所述底座上的投影区域内，所述绝缘板朝向所述底座的表面上设置导电通路，所述导电通路的一端与所述第一管脚电连接，其另一端与设置在所述绝缘板上的芯片电连接。位于绝缘板在底座投影区域内的第一管脚与设置在绝缘板上的导电通路相连，并经由导电通路实现第一管脚与芯片的电连接，以实现信号传输，由此，通过绝缘板为芯片提供因底座上因增设管脚所占据的安装空间，并通过设置在绝缘板上的导电通路实现管脚与芯片的通信电连接，使得光学次模块在满足增设管脚的前提下，可保证芯片等电子器件在光学次模块上的安装空间。

Description

一种光学次模块和光模块

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，特别涉及一种光模块和光模块。

背景技术

光通信产品例如光学次模块等采用的封装技术主要有两种，一种是COB（Chip-on-Borad）封装技术，即板上芯片封装；另一种是TO（Transistor-Outline）封装技术，即同轴TO封装。由于同轴TO封装具有封装简单、通用性好、生产效率快等多种优势，在光通信产品中得到广泛应用。

目前，同轴封装的底座通常包括底座本体和设置在底座本体上的管脚，底座本体的顶面用于安装光电芯片等光学通信器件。随着光通信产品的传输速率的不断提高，为了满足光通信产品高传输速率的要求，需在底座的顶面安装更多的芯片等电子器件，如：驱动芯片或制冷器，必须在底座上设置更多的管脚以连接芯片等电子器件，进而完成信号传输。传统的底座包括的管脚数量一般在7~8个，管脚沿底座的外缘设置，由管脚围设形成的中间区域用于安装芯片，然而，对于设置较多管脚的光学次模块，例如，超过10个管脚的光通信产品，底座无法留出足够的空间区域安装芯片等电子器件。

发明内容

为了解决上述的问题，本发明提供了一种光学次模块，采用同轴TO封装技术的光学次模块在满足增设管脚的前提下，可保证芯片等电子器件在光学次模块上的安装空间。本发明另提供一种光模块，该光模块包括上述的光学次模块。

本发明实施例提供一种光学次模块，包括底座和穿设于所述底座且用于传输信号的第一管脚，还包括设置在所述底座上的绝缘板，所述第一管脚位于所述绝缘板在所述底座上的投影区域内，所述绝缘板朝向所述底座的表面上设置导电通路，所述导电通路的一端与所述第一管脚电连接，其另一端与设置在所述绝缘板上的芯片电连接。

本发明实施例还提供一种光模块，该光模块包括上述的光学次模块。

本发明实施例所提供的光学次模块包括底座、绝缘板和穿设于所述底座且用于传输信号的第一管脚，所述第一管脚位于所述绝缘板在所述底座上的投影区域内，所述绝缘板朝向所述底座的表面上设置导电通路，所述导电通路的一端与所述第一管脚电连接，其另一端与设置在所述绝缘板上的芯片电连接。位于绝缘板在底座投影区域内的第一管脚与设置在绝缘板上的导电通路相连，并经由导电通路实现第一管脚与芯片的电连接，以实现第一管脚与芯片之间的信号传输，由此，通过绝缘板为芯片提供因底座上增设管脚所占据的安装空间，并通过设置在绝缘板上的导电通路实现管脚与芯片的通信电连接，使得光学次模块在满足增设管脚的前提下，可保证芯片等电子器件在光学次模块上的安装空间。

本发明还提供一种光模块，该光模块包括上述的光学次模块。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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为本发明实施例光学次模块的结构示意图；

图2为本发明实施例光学次模块的爆炸示意图；

图3为本发明实施例光学次模块中底座的结构示意图；

图4a为本发明实施例光学次模块中绝缘板的结构示意图；

图4b为本发明实施例光学次模块中绝缘板底面的示意图；

图4c为本发明实施例光学次模块中绝缘板底面的另一示意图；

图4d为本发明实施例光学次模块中绝缘板顶面的示意图；

图4e为本发明实施例光学次模块中绝缘板A-A剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如前所述，传统的光学次模块的同轴封装的底座包含的管脚数量一般为7~8个，当管脚超过一定数量（如10个）时，底座上的大部分空间就会被管脚占用，进而无法留出供光通信电子器件安装的空间。特别是对于传输速率较高的光通信产品，其涉及的电子器件多，所需的管脚数量也较多，因此，传统结构形式的底座已无法适应于目前高传输速率的光通信产品，使同轴封装技术在高传输速率的光通信产品上的应用受到了限制。针对此问题，本发明提供了一种光学次模块和光模块，采用同轴TO封装技术的光学次模块在满足增设管脚的前提下，可保证芯片等电子器件在光学次模块上的安装空间。

该光学次模块可以是光发射次模块（transmitting optical sub-assembly，简称TOSA），也可以是光接收次模块（receiving optical sub-assembly，简称ROSA），也可以是光发射接收一体的光发射接收次模块（Bi-Directional optical sub-assembly，简称BOSA）。

请参照图1-4b所示，本发明实施例所提供的光学次模块包括：底座10和穿设于底座10且用于传输信号的第一管脚21，底座10上设置有绝缘板30，第一管脚21位于绝缘板30在底座10上的投影区域内，绝缘板30朝向底座10的表面上设置导电通路40，导电通路40的一端与第一管脚21电连接，其另一端与设置在绝缘板30上的芯片50电连接。

具体的，为实现光学次模块的信号传输并保证光学次模块的传输速率，请参照图3所示底座10上穿设有第一管脚21，底座10上开设有供第一管脚21穿设的第一通孔11，第一通孔11的直径尺寸大于第一管脚21的直径尺寸，以保证第一管脚21可穿设于第一通孔11的内部。为防止封焊漏气的发生，在第一管脚21与第一通孔11内壁之间填充设置密封材料，可选的，该密封材料为玻璃材料。

为满足光通信产品高传输速率和传输容量的需求，需在底座上增设管脚进行信号传输，在不改变现有底座结构形式的基础上，在底座上原先设置芯片的附近区域增添设置管脚，以使所增设的管脚满足产品信号传输的要求。在此增设管脚的布设方式下，为芯片或其他电子器件提供安装放置空间并保证管脚与芯片之间的信号传输，本发明实施例提供绝缘板30以实现上述作用。

具体的，绝缘板30设置在底座10上，可选的，绝缘板30可由设置在底座10上的支撑部件所支撑固定，或，绝缘板30与底座10所贴合并由底座10支撑绝缘板，本发明实施例在此不做具体限定。可选的，绝缘板30为陶瓷板。

第一管脚21位于绝缘板30在底座10上的投影区域内，其中，请参见图2所示，该投影区域（虚线示出）是指绝缘板30沿底座10中心轴线的方向（请参见图中Z向）在底座10上的投影区域。

绝缘板30包括朝向底座10的底面31和与底面31相对，也就是远离底座10的顶面32，可选的，芯片50设置在顶面32上。由绝缘板30为芯片50提供安装放置空间。

为实现位于投影区域内的第一管脚21与设置在绝缘板30上的芯片50进行电连接，以使第一管脚21与芯片50进行信号传输，请参见图4a-4e所示，在绝缘板30朝向底座10的底面31上设置导电通路40，导电通路40的第一端41与第一管脚21电连接，导电通路40的另一端，既，第二端42与设置在绝缘板30上的芯片50电连接，以此通过导电通路40实现第一管脚21与芯片50的信号传输。

具体的，导电通路40是沿由第一端41指向绝缘板30外缘的方向所设置，其靠近绝缘板30外缘的一端为第二端42，由第二端42与芯片50电连接。也就是说，导电通路40包括两端，既第一端41和第二端42，第二端42较第一端41靠近于绝缘板30的外缘所设置。其中，绝缘板30的外缘是指绝缘板30的边缘或缘部。

在绝缘板30的底面31上设置导电通路40，第一管脚21的端部与导电通路40的第一端41电连接，安装布设在绝缘板30上的芯片50与导电通路40的第二端42电连接，将靠近于底座10或绝缘板30中心所设置的第一管脚21与沿朝向绝缘板30外缘的方向所设置的导电通路40电连接，芯片50与导电通路40上靠近绝缘板30外缘的一端电连接，以将第一管脚21与芯片50的信号传输通路沿由绝缘板30中心指向其外缘的方向所设置，进而绝缘板30上避让出用于容纳安装芯片50的空间区域，在满足增设管脚的前提下，保证芯片等电子器件在光学次模块上的安装空间，满足光通信产品高传输速率和传输容量的需求。需要说明的是，导电通路40可通过在底面31上电镀导电金属层的形式所形成。

进一步的，在绝缘板30上且与导电通路40的第二端42相对应的位置设置有第一过孔33，第一过孔33与第二端42电连接且芯片50与第一过孔33电连接，进而实现第二端42与芯片50的电连接，完成第一管脚21与芯片50之间的信号传输的。其中，第一过孔33贯穿绝缘板30的底面31和顶面32所设置，以便与位于底面31下方的第一管脚21与位于顶面32上的芯片50通过贯穿顶面32和底面31设置的第一过孔33电连接。

为实现第一过孔33的导电性，保证第一管脚21与芯片50之间的电连接和信号传输，在第一过孔33的内壁设置导电金属层，可选的，导电金属层为金材料层、银材料层或其他金属材料层，进一步的，导电金属层可通过电镀的加工方式设置在第一过孔33的内壁上。为方便第一过孔33与导电通路40的第二端42和芯片50的电连接，在第一过孔33位于底面31和顶面32的端部的设置有导电金属层，以提高电气连接稳定性。

进一步的，设置在绝缘板30上的芯片50通过金线与第一过孔33相连，由金线、第一过孔33和导电通路40实现芯片50和第一管脚21之间的信号传输。其中，可选的，芯片50可为激光芯片、光探测芯片、驱动芯片或TEC芯片，本发明实施例在此不做具体限定。需要说明的是，本发明实施例中的绝缘板30也可为其他电子器件提供安装区域，以满足产品相应的功能需求，可选的，设置在绝缘板30上的电子器件包括光发射器、光接收器、二极管、电阻、电容、电感等（部分电子元器件未图示），所设置的电子器件与第一管脚21电连接，以实现二者之间的信号传输。

底座10上还穿设有用于传输信号的第二管脚22，其中，第二管脚22位于投影区域之外，或是在投影区域（图中虚线所示）的边界上，第二管脚22较第一管脚21靠近于底座10的边缘所设置，也就是说，第二管脚22在第一管脚21的外围所布设。在绝缘板30上设置与第二管脚22所对应的第二过孔34，第二过孔34贯穿绝缘板30的底面31和顶面32所设置，以便与位于底面31下方的第二管脚22与位于顶面32上的芯片50通过贯穿顶面32和底面31设置的第二过孔34电连接。为实现第二过孔34的导电性，保证第二管脚22与芯片50之间的电连接和信号传输，在第二管脚22的内壁设置导电金属层，其中，在第二管脚22内壁所设置的导电金属层的材料和加工方式与第一管脚21内壁相同，本发明实施例在此不做赘述。第二管脚22与芯片50通过金线连接，以实现信号传输。

需要说明的是，在绝缘板30上所开设的第一过孔33和第二过孔34可沿绝缘板30的外缘所设置，由此，第一过孔33和第二过孔34以呈半圆或圆弧状的过孔形式，具体请参见图4b所示，此种开设方式可将第一过孔33和第二过孔34靠近于绝缘板30的外缘部所设置，由此可为芯片50在绝缘板30的顶面32上提供更大的安装区域。可选的，第一过孔33和第二过孔34可以圆形过孔形式开设在绝缘板30上，具体请参见图4c所示。

底座10上还穿设有用于传输信号的第三管脚23，其中，第三管脚23对信号的传输速率大于第一管脚21和第二管脚22，通过设置在底座10上的第三管脚23可满足光学次模块对高频信号的传输需求，为保证第三管脚23的高频信号的传输质量，将第三管脚23直接与芯片50进行电连接，其中，为使得第三管脚23对芯片50在绝缘板30上的安装空间不产生干涉，在绝缘板30上且对应于第三管脚23的设置位置处开设缺口35，第三管脚23穿设于所对应开设的缺口35，且第三管脚23直接与芯片50电连接，可选的，第三管脚23与芯片50通过金线实现电连接，进而可保证由第三管脚23所传输的高频信号的传输质量。其中，第三管脚23较第一管脚21靠近于底座10的边缘所设置，也就是说，第二管脚22在第一管脚21的外围所布设，由此，可将在绝缘板30上与第三管脚23对应开设的缺口35靠近绝缘板30的外缘所设置，在绝缘板30上为芯片50提供更大的安装区域。

本发明的另一实施例还提供一种光模块，该光模块包括本发明前一实施例中所提供的光学次模块。

综上所述，本发明实施例所提供的光学次模块包括底座、绝缘板和穿设于所述底座且用于传输信号的第一管脚，所述第一管脚位于所述绝缘板在所述底座上的投影区域内，所述绝缘板朝向所述底座的表面上设置导电通路，所述导电通路的一端与所述第一管脚电连接，其另一端与设置在所述绝缘板上的芯片电连接。位于绝缘板在底座投影区域内的第一管脚与设置在绝缘板上的导电通路相连，并经由导电通路实现第一管脚与芯片的电连接，以实现第一管脚与芯片之间的信号传输，由此，通过绝缘板为芯片提供因底座上增设管脚所占据的安装空间，并通过设置在绝缘板上的导电通路实现管脚与芯片的通信电连接，使得光学次模块在满足增设管脚的前提下，可保证芯片等电子器件在光学次模块上的安装空间。

以上仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种光学次模块，包括底座和穿设于所述底座且用于传输信号的第一管脚，其特征在于，还包括设置在所述底座上的绝缘板，所述第一管脚位于所述绝缘板在所述底座上的投影区域内，所述绝缘板朝向所述底座的表面上设置导电通路，所述导电通路的一端与所述第一管脚电连接，其另一端与设置在所述绝缘板上的芯片电连接。

2.如权利要求1所述的光学次模块，其特征在于，所述导电通路沿与所述第一管脚电连接的一端指向所述绝缘板外缘的方向所设置，所述导电通路靠近所述绝缘板外缘的另一端与所述芯片电连接。

3.如权利要求2所述的光学次模块，其特征在于，所述导电通路靠近所述绝缘板外缘的另一端与设置在所述绝缘板上的第一过孔电连接，所述芯片与所述第一过孔电连接。

4.如权利要求3所述的光学次模块，其特征在于，还包括穿设于所述底座且用于传输信号的第二管脚，所述第二管脚位于所述投影区域外且靠近所述底座外缘，所述第二管脚与设置在所述绝缘板上的第二过孔电连接，所述芯片与所述第二过孔电连接。

5.如权利要求1所述的光学次模块，其特征在于，穿设于所述底座且用于传输信号的第三管脚，所述第三管脚穿设于设置在所述绝缘板上的缺口内，所述第三管脚与所述芯片电连接，所述第三管脚的传输速率大于所述第一管脚的传输速率。

6.如权利要求1所述的光学次模块，其特征在于，所述芯片为激光芯片、光探测芯片、驱动芯片或TEC芯片。

7.如权利要求1所述的光学次模块，其特征在于，所述芯片设置在所述绝缘板上远离于所述底座的表面。

8.如权利要求4所述的光学次模块，其特征在于，所述芯片通过金线与所述第一过孔和所述第二过孔电连接。

9.如权利要求4所述的光学次模块，其特征在于，所述第一过孔和所述第二过孔的内壁设置导电金属层。

10.一种光模块，其特征在于，包括至少一权利要求1-9任一项所述的光学次模块。