CN111239935A - 光模块 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供的光模块中，驱动芯片驱动光发射芯片发光，由透镜组件将光发射芯片的光反射向光功率监控芯片，形成光功率监控光路；电路板上的金属焊盘、第一金属走线及第二金属走线对外提供电连接，第一金属走线位于金属焊盘的凹陷区，第二金属走线位于金属焊盘的凸出区外侧，进而使得第一金属走线及第二金属走线呈前后交错设置，驱动芯片位于凸出区的内侧，这使得驱动芯片可以使用金属焊盘、第一金属走线及第二金属走线获得电连接；金属焊盘用于接地，不需要对外引出走线，由此可以使得前后交错设置的第一金属走线及第二金属走线均可以向外引出，增加了打线点的数量，可以为驱动芯片以及光功率监控芯片提供足够多的电连接线。

Description

光模块

技术领域

本申请涉及光通信领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

光模块中的电芯片，主要通过电路板提供电连接。电路板以焊盘或金属走线的形态对外提供打线点，以实现对外的电连接，由于电芯片电连接需求的增多，电路板表面无法提供足够多的打线点。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案。

本申请实施例一方面提供一种光模块，包括：电路板，其表面设置有金属焊盘、第一金属走线及第二金属走线； 所述金属焊盘包括两个凸出区及位于所述两个凸出区中间的凹陷区；所述凸出区上设置有接地打线点；所述凹陷区中设置有向外引出的第一金属走线；所述凸出区的外侧设置有向外引出的第二金属走线；驱动芯片，设置在所述电路板的上表面，位于所述凸出区的内侧，其上表面设置有多个电连接点；所述接地打线点、所述第一金属走线及所述第二金属走线分别与所述多个电连接点电连接；光发射芯片，与所述驱动芯片电连接，可在所述驱动芯片的供电下发光；光功率监控芯片，设置在所述驱动芯片上方，可接收来自所述光发射芯片的光；透镜组件，设置在所述光发射芯片及所述光功率监控芯片的上方，可将来自所述光发射芯片的光反射向所述光功率监控芯片。

本申请实施例另一方面提供一种光模块，包括：电路板，其表面设置有金属焊盘、第一金属走线及第二金属走线；所述金属焊盘包括两个凸出区及位于所述两个凸出区中间的凹陷区，所述凸出区上设置有接地打线点；所述凹陷区中设置有向外引出的第一金属走线；所述凸出区的外侧设置有向外引出的第二金属走线；驱动芯片，设置在所述电路板的上表面，位于所述凸出区的内侧；光发射芯片阵列，与所述驱动芯片电连接，可在所述驱动芯片的供电下发光；光功率监控芯片阵列，设置在所述驱动芯片上方，可接收来自所述光发射芯片阵列的光，其上表面设置有多个电连接点；所述接地打线点、所述第一金属走线及所述第二金属走线分别与所述光功率监控芯片阵列的多个电连接点电连接；透镜组件，设置在所述光发射芯片阵列及所述光功率监控芯片阵列的上方，可将来自所述光发射芯片阵列的光反射向所述光功率监控芯片。

本申请实施例还提供一种光模块，包括：

电路板，其表面设置有金属焊盘、第一金属走线及第二金属走线；所述金属焊盘包括两个凸出区及位于所述两个凸出区中间的凹陷区；所述凸出区上设置有接地打线点；

所述凹陷区中设置有向外引出的第一金属走线；所述凸出区的外侧设置有向外引出的第二金属走线；驱动芯片，设置在所述电路板的上表面，位于所述凸出区的内侧，其上表面设置有多个第一电连接点；光发射芯片，与所述驱动芯片电连接，可在所述驱动芯片的供电下发光；光功率监控芯片，设置在所述驱动芯片上方，可接收来自所述光发射芯片的光，其上表面设置有多个第二电连接点；所述接地打线点、所述第一金属走线及所述第二金属走线分别与所述第一电连接点和/或所述第二电连接点电连接；透镜组件，设置在所述光发射芯片及所述光功率监控芯片的上方，可将来自所述光发射芯片的光反射向所述光功率监控芯片。

本申请实施例提供的光模块中，驱动芯片驱动光发射芯片发光，由透镜组件将光发射芯片的光反射向光功率监控芯片，形成光功率监控光路；光功率监控芯片设置在驱动芯片上方，这增加了驱动芯片周围的电路板提供电连接点的数量；电路板上的金属焊盘、第一金属走线及第二金属走线对外提供电连接，第一金属走线位于金属焊盘的凹陷区，第二金属走线位于金属焊盘的凸出区外侧，进而使得第一金属走线及第二金属走线呈前后交错设置，驱动芯片位于凸出区的内侧，这使得驱动芯片可以使用金属焊盘、第一金属走线及第二金属走线获得电连接；金属焊盘用于接地，不需要对外引出走线，由此可以使得前后交错设置的第一金属走线及第二金属走线均可以向外引出，不会发生位置冲突，金属焊盘、第一金属走线及第二金属走线上均可以设置打线点，增加了打线点的数量，可以为驱动芯片以及光功率监控芯片提供足够多的电连接线。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，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为光网络终端结构示意图；

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；

图5为本申请实施例提供的光模块局部剖面图；

图6为本申请实施例提供的光模块局部分解图；

图7为本申请实施例中透镜组件实现的光路示意图；

图8为本申请实施例提供的电路板俯视图；

图9为本申请实施例提供的电路板局部放大图；

图10为本申请实施例提供的光功率监控芯片连线设计示意图；

图11为本申请实施例提供的光功率监控芯片连线局部放大图；

图12为本申请实施例提供的电路板局部侧视图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

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、数据信号以及接地等；光模块通过光接口实现与外部光纤的光连接，外部光纤的连接方式有多种，衍生出多种光纤接口类型；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；采用光接口与光纤接口实现的光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，光纤接口也形成了多种行业标准，如LC接口、SC接口、MPO接口等，光模块的光接口也针对光纤接口做了适配性的结构设计。

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的光接口对外接入光纤101，与光纤101建立双向的光信号连接；光模块200的电接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双向相互转换，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101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101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（一般为以太网协议的电信号，与光模块使用的电信号属于不同的协议/类型）；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。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，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。

常见的本地信息处理设备包括路由器、交换机、电子计算机等；常见的光网络终端包括光网络单元ONU、光线路终端OLT、数据中心服务器等。

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，用于接入光模块的电接口（如金手指等）；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插入光网络终端中，光模块的电接口插入笼子106内部的电连接器，光模块的光接口与光纤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、透镜组件400、光纤阵列500及光纤插座501。

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，以实现上壳体盖合在下壳体上。

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；其中一个开口为电接口204，电路板的金手指从电接口204伸出，插入光网络终端等上位机中；另一个开口为光接口205，光模块内部的光纤插座501位于此处以用于与外部光纤连接；电路板300、透镜组件400、光纤阵列500及光纤插座501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、透镜组件400、光纤阵列500及光纤插座501等器件安装到壳体中，由上壳体、下壳体形成光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，利于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，一体化的壳体不利于壳体内部器件的装配。

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上设置有光发射芯片115LD、驱动芯片114LDD、光接收芯片PD、跨阻放大芯片TIA、限幅放大芯片LA及微处理器芯片MCU，其中光发射芯片115与光接收芯片直接贴装在光模块的电路板上，此种形态业内称为COB（chip on board）封装。

电路板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；当透镜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，在硬性电路板的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。常见的硬性电路板为印制电路板PCB。

光模块有时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。

透镜组件400设置在电路板300上，采用罩扣式的方式罩设在光芯片的上方（光芯片主要包括光发射芯片115、驱动芯片114、光接收芯片、跨阻放大芯片、限幅放大芯片等与光电转换功能相关的芯片），透镜组件400与电路板300形成包裹光发射芯片115、光接收芯片等光芯片的腔体，透镜组件400与电路板300一起形成了封装光芯片的结构。光发射芯片115发出的光经透镜组件400反射后进入光纤阵列400中，来自光纤阵列400的光经透镜组件400反射后进入光接收芯片中，透镜组件在光发射芯片115及光纤阵列之间建立了相互的光连接。透镜组件不仅起到密封光芯片的作用，同时也建立了光芯片与光纤阵列之间的光连接。

光纤阵列500一端与透镜组件400之间建立光连接，另一端与光纤插座501建立光连接。光纤阵列由多根光纤组成，其将来自透镜组件的光传输至光纤插座，实现对外发出光信号，其将来自光纤插座的光传输至透镜组件，实现从光模块外部接收光信号。光纤阵列与透镜组件之间具有良好的光耦合结构设计，来自透镜组件的多路汇聚光入射到光纤阵列的多路光纤中，利用透镜组件的光学结构实现与光发射芯片115的光连接；将来自光纤阵列的多路光入射到透镜组件中，利用透镜组件的光学结构实现与光接收芯片的光连接。光纤阵列与透镜组件之间具有良好的固定结构设计，可以实现光纤阵列与透镜组件之间的相对固定，从而形成透镜组件与电路板相对固定，光纤阵列与透镜组件相对固定。

光纤插座501位于上、下壳体形成的光接口处，是光模块与光模块外部的光纤实现连接的连接件；此外，为了与外部的光纤接口实现连接，往往还需要在上、下壳体上、光接口处设置匹配的结构。光纤插座一般具有标准形状及尺寸，便于外部光纤接口/插头插入，其内部具有多个光纤对接口，包括传出光信号的接口及传入光信号的接口。常见的光纤插头为MT插头（如MPO(Multi-fiber Push On)光纤跳线连接器）。通过光纤插头插入光模块的光纤插座，使得光模块内部的光信号可以传入外部光纤中，使得光模块外部的光信号可以传入光模块内部。

图5为本申请实施例提供的光模块局部剖面图，图6为本申请实施例提供的光模块局部分解图。如图5、图6所示，透镜组件400与电路板300结合在一起，透镜组件朝向电路板的下表面形成具有开口的开放腔体，开放腔体与电路板结合形成密封腔体，光发射芯片115、驱动芯片114、光功率监控芯片112、光接收芯片111、跨阻放大芯片113等芯片设置在该密封腔体中、位于电路板的表面。

高速率数据传输要求光发射芯片115及其驱动/匹配芯片之间近距离设置，以缩短芯片之间的连线、减小连线造成的信号损失，而透镜组件400罩设在光发射芯片115的上方，所以透镜组件一般将光芯片及其驱动/匹配芯片同时罩设住，具体地，透镜组件400下方罩扣着光发射芯片115、驱动芯片114及光功率监控芯片112。光发射芯片115与驱动芯片114近距离设置，透镜组件罩设光发射芯片115与驱动芯片114；光接收芯片与跨阻放大芯片近距离设置，透镜组件罩设光接收芯片与跨阻放大芯片。

透镜组件400在光发射芯片115、光功率监控芯片112及光纤阵列之间建立了相互的光连接。具体地，光发射芯片115发出的光经过透镜组件分光后，大部分的光进入了光纤阵列，小部分特定比例的光进入光功率监控芯片112中，透镜组件上具有实现上述光路的光学结构。同时透镜组件还具有与电路板一起密封芯片的作用。

图7为本申请实施例中透镜组件实现的光路示意图。如图7所示，驱动芯片114和光发射芯片115沿着光模块的出光方向依次布设。Y方向(箭头指的方向)为光模块的出光方向，光发射芯片115设置于驱动芯片114的右侧(如图7所示)。

透镜组件400上设置有第一反射面403、第二反射面402和第三反射面401。其中，第二反射面402位于光发射芯片115的上方，以使光发射芯片115发出的光线中的第一部分出射光线经第二反射面402反射后射向第一反射面403、以及光发射芯片115发出的光线中的第二部分出射光线经第三反射面401反射后朝向光模块的出光方向射出，作为光模块的出射光线。

第一反射面403位于光功率监控芯片112的上方，以使第一部分出射光线经过第一反射面403反射后射向光功率监控芯片112。第二反射面402和第三反射面401之前呈设定角度，该设定角度为80°至100°。第二反射面72和第三反射面73具体可呈图8中所示的“V”形。

光芯片的尺寸一般很小，而光芯片的驱动/匹配芯片的尺寸一般很大，特别是实现100G以上速率的驱动/匹配芯片，而透镜组件的尺寸有限，光芯片及其驱动/匹配芯片的设置位置存在一定的限制，没有太多的空间自由度。

图8为本申请实施例提供的电路板俯视图。如图8所示，本申请实施例提供的光模块中，位于电路板表面的芯片包括光发射芯片115、驱动芯片114及光功率监控芯片112。驱动芯片114需要向光发射芯片115提供高速率的电信号，而光功率监控芯片112需要接收来自光发射芯片115的部分光以进行功率监控，所以驱动芯片114以及光功率监控芯片112一般设置在光发射芯片115的周围。

光发射芯片115，在某些具体实施例中存在多个芯片已形成阵列排布，在（光发射芯片）驱动芯片114提供的电信号驱动下，发出携带信息的光信号；COB封装的产品中一般采用垂直腔面半导体激光芯片（vcsel），该激光芯片的出光面位于芯片的上表面，该激光芯片的下表面贴装在电路板表面，该激光芯片的出光方向朝向电路板表面的上方。

驱动芯片114，位于电路板表面，与电路板的电连接器/金手指直接或间接电连接，以接收通过电连接器/金手指传来的上位机信号，将来自上位机的信号转换为驱动光发射芯片115的电信号，该电信号一般以电流形式体现，光发射芯片115在该电流的驱动下发光。

驱动芯片114一般采用打线方式与电路板电连接。打线工艺采用的引线可以采用导电性能较好的材料制成，例如：铝线、铜线、金线等。本实施例中，采用金线作为引线，其导电性能较好，能够提高信号传输的准确率，避免产生信号畸变。具体地，电路板表面设置有金属走线以及金属焊盘，金属走线可用于传输电信号/高速电信号，金属焊盘用于设置接地。电路板表面在驱动芯片114的周围设置有金属焊盘301，从电路板的俯视角度来看，金属焊盘301位于驱动芯片114的周围/外侧，金属走线（304、305、306、307）位于金属焊盘远离驱动芯片114的一侧，即金属焊盘位于驱动芯片114与金属走线之间。驱动芯片114的下表面设置在电路板表面，驱动芯片114的多个电连接点位于驱动芯片114的上表面，其中的接地电连接点与金属焊盘打线连接，以实现接地；其中的数据电连接点与金属走线打线连接，以实现数据电信号的连接。

金属焊盘包括两个凸出区及位于两个凸出区中间的凹陷区，凹陷区中设置有向外引出的第一金属走线；凸出区的外侧设置有向外引出的第二金属走线；

根据金属走线的布设位置不同，金属走线可分为第一金属走线及第二金属走线，第一金属走线及第二金属走线可传输的电信号类型并没有限制，第一金属走线可用于传输电源、电信号、控制信号、监测信号等多种电信号，第二金属走线也可用于传输电源、电信号、控制信号、监测信号等多种电信号类型。

在一种具体的实施例中，电路板表面设置有较大面积的金属层，该金属层通过过孔与电路板中间层中的地层导通，过孔位于金属层下方；驱动芯片114设置在该金属层上，从电路板的俯视图来看，金属层从驱动芯片114的下方延伸出来以形成金属焊盘301，驱动芯片114上表面的接地点通过打线连接到该金属焊盘301。在金属层的外围设置有金属走线，驱动芯片114上表面的数据电连接点通过打线连接到该金属走线。

光功率监控芯片112，在某些具体实施例中存在多个芯片以形成阵列排布，用于接收来自光发射芯片115的部分光，将光转换为电流以计算光的功率，以对光发射芯片115的出光功率进行监控。发射光功率监控是光模块行业协议要求的一种数字诊断信息，其反应光发射芯片115发出的光功率大小，以实现对光发射芯片115出光功率的监控或调整。

由于电路板的尺寸有限，透镜组件的尺寸有限，而相关芯片的尺寸较大，导致透镜组件下方没有足够的平面空间，以将光发射芯片115、驱动芯片114以及光功率监控芯片112同时设置在电路板的表面。而考虑到驱动芯片114需要与光发射芯片115近距离设置，以满足电连接的阻抗匹配要求，所以将光发射芯片115与驱动芯片114设置在电路板表面，而将光功率监控芯片112设置在驱动芯片114的上表面，并未将光功率监控芯片112直接设置在电路板表面。光功率监控芯片112的光接收面/光敏面位于芯片的上表面，该芯片的下表面贴装在驱动芯片114的上表面。

金属焊盘用于接地，第一金属走线可以与驱动芯片连接，也可以与光功率监控芯片连接；第二金属走线可以与驱动芯片连接，也可以与光功率监控芯片连接。

在本申请实施例提供的一种光模块中，在驱动芯片114与光功率监控芯片112之间设置绝缘基板116。绝缘基板116设置于驱动芯片114的上表面，绝缘基板116的下表面设置在驱动芯片114的上表面，光功率监控芯片112设置在绝缘基板116的上表面，且光功率监控芯片112与绝缘基板116之间通过打线电连接。

如图7所示，电路板300、驱动芯片114、绝缘基板116和光功率监控芯片112由下而上依次层叠设置。具体地，绝缘基板116可以是陶瓷板，在陶瓷板表面铺设电路，光功率监控芯片112与陶瓷板表面的电路打线连接。

绝缘基板116不仅实现了驱动芯片114与光功率监控芯片112之间的隔离，也为光功率监控芯片112提供了电连接的中转。

光功率监控芯片112设置在驱动芯片114的上表面，这种改变使得光功率监控芯片112与驱动芯片114共用电路板表面的电连接面积，但光功率监控芯片112对外所需的连接线数量并没有减少，这使得驱动芯片114周围的电路板表面没有足够的面积设置焊盘/走线（的末端），无法提供更多的打线点。

对于驱动芯片114而言，其所需的电连接类型主要包括供电电连接、数据电连接以及接地电连接。驱动芯片114的电连接点位于芯片的上表面，驱动芯片114的下表面贴装在电路板表面，电连接点采用打线工艺与电路板表面电连接，这使得仅能通过电路板表面的走线/焊盘与驱动芯片114进行打线连接。

驱动芯片114的供电电连接源自电路板金手指上的电源引脚，电源引脚接入上位机中以获得来自上位机的供电，电源引脚通过电路板中的走线将电能引导至驱动芯片114附近，在电路板位于驱动芯片114周围的区域形成供电金属走线末端。具体地，可以是电源引脚与电源管理芯片连接，电源管理芯片通过走线连接至该供电金属走线末端；连接电源管理芯片与供电金属走线末端之间的走线，可以直接在电路板表面布设，也可以部分走线位于通过电路板的内层，内层与表层之间通过过孔连接。具体地，也可以是电源引脚的形成多个供电分支，其中一个供电分支未通过电源管理芯片直接连接至该供电金属走线末端，连接电源引脚与供电金属走线末端之间的走线，可以直接在电路板表面布设，也可以部分走线位于通过电路板的内层，内层与表层之间通过过孔连接。

由于驱动芯片114的供电引导自电路板金手指中的电源引脚，所以供电金属走线需要在电路板表面从驱动芯片114周围辐射出去。

同样的，驱动芯片114的电信号连接源自电路板金手指上的信号引脚，信号引脚接入上位机中以获得来自上位机的信号，信号引脚通过电路板中的走线将信号引导至驱动芯片114附近，在电路板位于驱动芯片114周围的区域形成信号金属走线末端。具体地，可以是信号引脚直接连接至该信号金属走线末端，连接信号引脚与信号金属走线末端之间的走线，一般直接在电路板表面布设，避免走线的阻抗变化导致信号传输的衰弱；当然，结合实际阻抗匹配的设计，也可以部分走线位于通过电路板的内层，内层与表层之间通过过孔连接。

具体地，信号以差分信号的形态进行传输，需要两根信号金属走线，这需要占用更多的电路板面积。

由于驱动芯片114的信号引导自电路板金手指中的信号引脚，所以信号金属走线需要在电路板表面从驱动芯片114周围辐射出去。

光模块中具有多个接地电连接的布局，而且接地电连接没有过高的连接质量要求，驱动芯片114的接地电连接相对于信号电连接、供电电连接具有更灵活的设置方式。

具体地，在一般的差分信号信号线布局规则下，一对差分信号线由一堆接地线包裹，即四根走线从左向右依次是接地、差分正、差分负、接地，使得接地为差分信号形成电磁屏蔽结构，利于为差分信号屏蔽干扰，保障差分信号的低损耗传输。

图9为本申请实施例提供的电路板局部放大图。如图9所示，在驱动芯片114的周围、电路板的表面设置有金属走线（304、305、306、307）及金属焊盘301，金属走线的末端以及金属焊盘形成接地线包裹信号线的形态；打线工艺采用金属导线（通常为金线）连接驱动芯片114上表面的电连接点及金属走线末端/金属焊盘，在金属走线末端及金属焊盘上形成打线点。

金属焊盘与光模块中的其他接地设置导通，连接到金属焊盘上可以实现接地连接；金属焊盘与驱动芯片114上表面的接地电连接点通过打线连接。

驱动芯片114的信号电连接点通过打线落在金属走线的末端，即信号打线点位于金属走线的末端；该金属走线用于传输信号，称之为信号金属走线；金属焊盘形成凹陷区，由凹陷区的两侧相对凹陷区突出而形成凸出区；信号金属走线的末端（起端）位于该凹陷区中，由金属焊盘对金属走线的末端形成半包围形态。

图10为本申请实施例提供的光功率监控芯片连线设计示意图。驱动芯片114的接地电连接点通过打线落在金属焊盘上、凹陷区的两侧，即金属焊盘的凸出区；这样使得金属焊盘上的接地打线点可以与金属走线的末端可以位于同一行，进而形成接地打线点包裹信号打线点的结构。

驱动芯片114的供电电连接点通过打线落在金属走线的末端，即供电打线点位于金属走线的末端；该金属走线用于传输电能，称之为供电金属走线；供电金属走线的末端位于金属焊盘凸出区的外侧，相对金属焊盘远离驱动芯片114。供电打线点与信号打线点/接地打线点位于不同的行。

如图10所示，打线409与打线408位于不同的行，其中打线409用于接地连接，打线4085用于非接地连接；根据实际需要，打线408可以是信号连接，也可以是供电连接。

具体地，驱动芯片的第一接地电连接点通过打线在金属焊盘的第一凸出区303上形成第一接地打线点313，驱动芯片的第二接地电连接点通过打线在金属焊盘的第二凸出区314上形成第二接地打线点312；

驱动芯片的第一信号电连接点通过打线在第一信号金属走线304的末端上形成第一信号打线点308，驱动芯片的第二信号电连接点通过打线在第二信号金属走线305的末端上形成第二信号打线点309，第一接地打线点313、第二接地打线点312、第一信号打线点308及第二信号打线点309位于同一行L1，第一接地打线点313、第二接地打线点312包裹第一信号打线点308及第二信号打线点309，形成包裹屏蔽结构；

驱动芯片的第一供电电连接点通过打线在第一供电金属走线306上形成第一供电打线点310，驱动芯片的第二供电电连接点通过打线在第二供电金属走线307上形成第二供电打线点311。

由于第一信号打线点308及第二信号打线点309位于金属焊盘的凹陷区，所以可以实现第一接地打线点313、第二接地打线点312、第一信号打线点308及第二信号打线点309位于同一行L1；而供电金属走线的末端位于金属焊盘凸出区的外侧，相对金属焊盘远离驱动芯片114，所以第一供电打线点310及第二供电打线点311位于远离驱动芯片的另一行L2，行L1与行L2属于不同的行，行L1相对与行L2更靠近驱动芯片。

由于接地走线不需要向驱动芯片的外围方向辐射，而是通过金属焊盘接入驱动芯片下方的接地过孔中，所以可以在金属焊盘的外围设置金属走线，这些金属走线需要向驱动芯片的外围方向辐射，这样使得金属焊盘与金属走线之间不存在位置设置的冲突，而且可以形成两行设置，增加了驱动芯片周围的打线点，可以满足光功率监控芯片设置在驱动芯片上表面带来的增多打线点的需求。金属焊盘与金属走线多行设置，围绕在驱动芯片周围，可以为驱动芯片提供更多的打线点，金属焊盘与金属走线之间多行设置不会造成对外连线的冲突，是因为金属焊盘不需要对外辐射走线，金属焊盘不需要穿过金属走线而实现对外连接。

在本申请提供的另一实施例中，光功率监控芯片的连线设计也进行了优化。如图10所示，电路板300表面设置有驱动芯片114，在驱动芯片114的外围、电路板的表面设置有金属焊盘301，与金属焊盘301打线连接可以实现接地。在电路板300的上表面设置有绝缘基板116，在绝缘基板116的上表面设置有电路及光功率监控芯片112，光功率监控芯片的正负两极分别与绝缘基板上的电路打线连接，然后由绝缘基板上的电路打线连接到电路板表面。

具体地，如图10所示，光功率监控芯片为4个，需要8根打线对外连接，包括4根正极打线以及4根接地打线，由于都需要接地，所以将接地打线连接在一起，然后由一个单端打线到电路板表面，如此可以减少电路板表面提供的接地打线点数量。

图11为本申请实施例提供的光功率监控芯片连线局部放大图。如图11所示，具体地，绝缘基板116上表面设置有一根延伸到绝缘基板边缘的接地走线405，光功率监控芯片的负极通过打线（以打线411为例）连接到该接地走线405上形成接地打线点（以接地打线点407为例），由该接地走线的末端通过打线连接到金属焊盘上301上；绝缘基板116上表面设置有多根延伸到绝缘基板边缘的正极走线（以正极走线404为例），光功率监控芯片的正极分别通过打线（以打线410为例）连接到正极走线上形成正极打线点（以正极打线点406为例），由正极走线的末端通过打线连接到电路板表面的非金属焊盘区域。

由此，光功率监控芯片在绝缘基板上表面的打线点形成两行设置，其中连接在接地走线405上的打线点为一行L3，连接在各正极走线的打线点为另一行L4，这种双行设置主要是因为多个光功率监控芯片的负极需要统一打线到接地走线405上，所以由接地走线405形成一行，而正极打线连接到其他走线上，所以形成另一行。

图12为本申请实施例提供的电路板局部侧视图。如图12所示，电路板300上自下而上依次设置有驱动芯片114、绝缘基板116及光功率监控芯片112，光发射芯片同样设置在电路板表面，光发射芯片通过打线与驱动芯片连接，驱动芯片上通过多根打线与电路板表面连接。具体地，打线408及打线409形成不同列（在图10 的视角中为行），打线410及打线411也形成不同列。图12从另一视角对图8、图9、图10、图11的结构进行了展示。

光接收芯片将接收的光信号转化为电流信号，并将电流信号传送至跨阻放大芯片。跨阻放大芯片将接收的电流信号转换为电压信号，并将电压信号传送至限幅放大器30，限幅放大器30将接收的电压信号进行限幅放大，增大电压信号的幅值，方便后续电路处理。

跨阻放大芯片(Trans-impedance Amplifier，TIA)具有两个差分电信号输出端，限幅放大芯片(Limiter Amplifier，LIA)具有两个差分电信号输入端，跨阻放大芯片的一个差分电信号输出端与限幅放大芯片的一个差分电信号输入端连接，跨阻放大芯片的另一个差分电信号输出端与限幅放大芯片的另一个差分电信号输入端连接，从而将跨阻放大芯片输出的电压信号以交流耦合的方式传送至限幅放大芯片。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (10)

1.一种光模块，其特征在于，包括：

电路板，其表面设置有金属焊盘、第一金属走线及第二金属走线；

所述金属焊盘包括两个凸出区及位于所述两个凸出区中间的凹陷区；

所述凸出区上设置有接地打线点；

所述凹陷区中设置有向外引出的第一金属走线；

所述凸出区的外侧设置有向外引出的第二金属走线；

驱动芯片，设置在所述电路板的上表面，位于所述凸出区的内侧，其上表面设置有多个电连接点；

所述接地打线点、所述第一金属走线及所述第二金属走线分别与所述多个电连接点电连接；

光发射芯片，与所述驱动芯片电连接，可在所述驱动芯片的供电下发光；

光功率监控芯片，设置在所述驱动芯片上方，可接收来自所述光发射芯片的光；

透镜组件，设置在所述光发射芯片及所述光功率监控芯片的上方，可将来自所述光发射芯片的光反射向所述光功率监控芯片。

2.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述金属焊盘的凸出区通过所述驱动芯片下方的过孔接地，所述第一金属走线及所述第二金属走线分别通过打线进行电连接，所述第一金属走线上的打线点与所述接地打线点处于同一行，所述第二金属走线上的打线点处于另一行。

3.一种光模块，其特征在于，包括：

电路板，其表面设置有金属焊盘、第一金属走线及第二金属走线；

所述金属焊盘包括两个凸出区及位于所述两个凸出区中间的凹陷区，

所述凸出区上设置有接地打线点；

所述凹陷区中设置有向外引出的第一金属走线；

所述凸出区的外侧设置有向外引出的第二金属走线；

驱动芯片，设置在所述电路板的上表面，位于所述凸出区的内侧；

光发射芯片阵列，与所述驱动芯片电连接，可在所述驱动芯片的供电下发光；

光功率监控芯片阵列，设置在所述驱动芯片上方，可接收来自所述光发射芯片阵列的光，其上表面设置有多个电连接点；

所述接地打线点、所述第一金属走线及所述第二金属走线分别与所述光功率监控芯片阵列的多个电连接点电连接；

透镜组件，设置在所述光发射芯片阵列及所述光功率监控芯片阵列的上方，可将来自所述光发射芯片阵列的光反射向所述光功率监控芯片。

4.如权利要求3所述的光模块，其特征在于，还包括绝缘基板，所述绝缘基板位于所述光功率监控芯片阵列与所述驱动芯片之间，所述绝缘基板上具有电路，所述接地打线点、所述第一金属走线及所述第二金属走线分别与所述电路打线连接，所述光功率监控芯片阵列的多个电连接点分别与所述电路打线连接。

5.如权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述电路包括接地走线，所述电连接点中的多个接地电连接点与同一个所述接地走线打线连接，所述接地走线与所述电路板接地电连接。

6.如权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述金属焊盘通过所述驱动芯片下方的过孔接地，所述第一金属走线及所述第二金属走线分别通过打线对外电连接，所述第一金属走线上的打线点与所述接地打线点处于同一行，所述第二金属走线上的打线点处于另一行。

7.一种光模块，其特征在于，包括：

电路板，其表面设置有金属焊盘、第一金属走线及第二金属走线；

所述金属焊盘包括两个凸出区及位于所述两个凸出区中间的凹陷区；

所述凸出区上设置有接地打线点；

所述凹陷区中设置有向外引出的第一金属走线；

所述凸出区的外侧设置有向外引出的第二金属走线；

驱动芯片，设置在所述电路板的上表面，位于所述凸出区的内侧，其上表面设置有多个第一电连接点；

光发射芯片，与所述驱动芯片电连接，可在所述驱动芯片的供电下发光；

光功率监控芯片，设置在所述驱动芯片上方，可接收来自所述光发射芯片的光，其上表面设置有多个第二电连接点；

所述接地打线点、所述第一金属走线及所述第二金属走线分别与所述第一电连接点和/或所述第二电连接点电连接；

透镜组件，设置在所述光发射芯片及所述光功率监控芯片的上方，可将来自所述光发射芯片的光反射向所述光功率监控芯片。

8.如权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述金属焊盘通过所述驱动芯片下方的过孔接地，所述第一金属走线及所述第二金属走线分别通过打线对外电连接，所述第一金属走线上的打线点与所述接地打线点处于同一行，所述第二金属走线上的打线点处于另一行。

9.如权利要求7所述的光模块，其特征在于，还包括绝缘基板，所述绝缘基板位于所述光功率监控芯片阵列与所述驱动芯片之间，所述绝缘基板上具有电路，所述接地打线点、所述第一金属走线及所述第二金属走线分别与所述电路打线连接，所述光功率监控芯片阵列的多个电连接点分别与所述电路打线连接。

10.如权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述电路包括接地走线，所述电连接点中的多个接地电连接点与同一个所述接地走线打线连接，所述接地走线与所述电路板接地电连接。

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