CN114518624B - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光模块，包括设置有过孔的电路板及设置于电路板上的光电芯片，过孔包括第一过孔焊盘、金属柱、第二过孔焊盘与反焊盘，第一、第二过孔焊盘分别设置于电路板的不同层上，金属柱的两端分别与第一、第二过孔焊盘连接，反焊盘包裹于第二过孔焊盘的外侧；光电芯片的信号焊盘通过高速差分对走线与第一过孔焊盘连接，第二过孔焊盘与电路板内的走线连接；电路板上设置有多个贯穿第一过孔焊盘与反焊盘的空心孔组，空心孔组分别位于过孔的四周；每个空心孔组包括多个空心孔，空心孔内没有导电介质。本申请设置了多个贯穿过孔焊盘与反焊盘的空心孔，通过空心孔的介电常数降低了过孔周围介质的等效介电常数，从而达到了提升过孔阻抗的目的。

Description

一种光模块

技术领域

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

在云计算、移动互联网、视频等新型业务和应用模式，均会用到光通信技术，而在光通信中，光模块是实现光电信号相互转换的工具，是光通信设备中的关键器件之一。光模块主要用于光电、电光转换，其发射端将电信号转换为光信号并通过光纤传输出去，其接收端将接收到的光信号转换为电信号。

在光模块电路板中信号穿层通常用VIA过孔，过孔指电路板上钻的小孔，用于连接电路板的不同叠层，即把元件和走线连接起来。过孔是由金属柱、焊盘与反焊盘组成的，金属柱(barrel)是由填充过孔的导电材料构成的，是不同叠层之间的电气通路；焊盘(pad)用于将金属柱与元件或走线连接起来；反焊盘(antipad)则是焊盘与叠层上金属之间间隔的空白部分，用于隔离。随着光模块产品速率越来越高，通道越来越多，那么布局就会非常紧密，如此情况下载狭窄的区域布局VIA时，如VIA被用在阵列BGA(Ball Grid Array，球形封装)焊盘下方，并传输高速信号。

但是，在狭窄区域布局VIA时，VIA的阻抗低于典型的特征阻抗如50ohm、100ohm，很难通过修改物理结构提升阻抗，影响信号的完整性，恶化信号质量，导致光模块性能失效。

发明内容

本申请提供了一种光模块，以解决目前光模块通过过孔VIA连接电路板不同层的元件或走线时，因VIA阻抗低于典型的特征阻抗而影响信号的完整性，导致光模块性能失效的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

本申请实施例公开了一种光模块，包括：

电路板，包括表层与多个信号层，所述表层与所述信号层之间设置有过孔；

光电芯片，设置于所述电路板的表层上，所述光电芯片的信号焊盘与所述过孔的一端连接；

其中，所述过孔包括第一过孔焊盘、金属柱、第二过孔焊盘与反焊盘，所述第一过孔焊盘与所述第二过孔焊盘分别设置于所述电路板的不同层上，所述金属柱的两端分别与所述第一过孔焊盘、所述第二过孔焊盘连接，所述反焊盘包裹于所述第二过孔焊盘的外侧；所述光电芯片的信号焊盘通过高速差分对走线与所述第一过孔焊盘连接，所述第二过孔焊盘与电路板内的走线连接；所述电路板上设置有多个贯穿所述第一过孔焊盘与所述反焊盘的空心孔组，所述空心孔组分别位于所述过孔的四周；每个所述空心孔组包括多个空心孔，所述空心孔内没有导电介质。

本申请提供的光模块包括电路板与光电芯片，电路板包括表层与多个信号层，表层与信号层之间设置有过孔；光电芯片设置在电路板的表层上，且光电芯片的信号焊盘与过孔的一端连接；其中，过孔包括第一过孔焊盘、金属柱、第二过孔焊盘与反焊盘，第一过孔焊盘与第二过孔焊盘分别设置在电路板的不同层上，金属柱的两端分别与第一过孔焊盘、第二过孔焊盘连接，实现第一过孔焊盘与第二过孔焊盘的电连接；反焊盘包裹于第二过孔焊盘的外侧，以通过反焊盘隔离第二过孔焊盘与电路板的表层或信号层，从而避免连接第二过孔焊盘的走线与电路板连接出现短路的情况；光电芯片的信号焊盘通过高速差分对走线与第一过孔焊盘连接，第二过孔焊盘与电路板内的走线连接，实现光电芯片与电路板的信号传递；电路板上设置有多个贯穿第一过孔焊盘与反焊盘的空心孔组，空心孔组分别位于过孔的四周，每个空心孔组包括多个空心孔，每个空心孔内没有导电介质，即空心孔内部不填充任何导电介质，其内为空气，如此空心孔的介电常数为1，电路板的介电常数大于1，在过孔的四周设置空心孔，通过空心孔的介电常数来降低电路板过孔的介电常数，达到提升过孔阻抗的目的，从而保证信号的完整性及光模块的性能。

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示意图；

图5为本申请实施例提供的一种光模块中电路板与光电芯片的装配示意图；

图6为本申请实施例提供的一种光模块中电路板、光电芯片与过孔的装配示意图；

图7为本申请实施例提供的一种光模块中电路板上过孔的模型示意图；

图8为本申请实施例提供的一种光模块中电路板上过孔的等效电路示意图；

图9为本申请实施例提供的一种光模块中电路板上过孔与差分对走线的连接示意图；

图10为本申请实施例提供的一种光模块中电路板上过孔与差分对走线的另一角度连接示意图；

图11为本申请实施例提供的一种光模块中电路板上过孔与差分对走线的再一角度连接示意图；

图12为本申请实施例提供的一种光模块中电路板上过孔的阻抗对比示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

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第一凸台部。

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的光模块的分解示意图。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、光发射器件400与光接收器件500。

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位于光模块同一端的两端开口(204、205)，也可以是在光模块不同端的两处开口；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发射器件400与光接收器件500；电路板300、光发射器件400、光接收器件500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、光发射器件400、光接收器件500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203的末端可以在使解锁部件203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203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203，解锁部件203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用于提供信号电连接的信号电路，信号电路可以提供信号。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。

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。

图5为本申请实施例提供的一种光模块中电路板与光电芯片的装配示意图。如图5所示，为驱动光发射器件400与光接收器件500，电路板300上一般设置有光电芯片310，该光电芯片310可与电路板300上的MCU连接，与通过MCU通过该光电芯片310来驱动控制光发射器件400、光接收器件500；光电芯片310也可与电路板300一端的金手指连接，以将光电芯片310的信号传送至金手指，实现电信号的传输。

具体地，光电芯片310可为光发射驱动芯片，该光发射驱动芯片设置在电路板300上，且光发射驱动芯片的一端与光发射器件400的光发射器连接，用于驱动光发射器发射光束；光发射驱动芯片的另一端可与电路板300上的MCU连接，通过MCU控制光发射驱动芯片工作，从而驱动光发射器发射光束。

光电芯片310也可为光接收驱动芯片，该光接收驱动芯片设置在电路板300上，且光接收驱动芯片的一端与光接收器件500的光电探测器连接，用于驱动光电探测器接收外部光纤传输的信号光；光接收驱动芯片的另一端可与电路板300上的MCU连接，通过MCU控制光接收驱动芯片工作，从而驱动光电探测器接收信号光。

光电芯片310也可为跨阻放大芯片，该跨阻放大芯片设置在电路板300上，且跨阻放大芯片的一端与光接收器件500的光电探测器连接，用于接收光电探测器输出的电信号并对其进行放大；跨阻放大芯片的另一端可与电路板300一端的金手指连接，以将跨阻放大芯片输出的电信号传输至金手指，实现电信号的传输。

光电芯片310也可为限幅放大芯片，该限幅放大芯片设置在电路板300上，且限幅放大芯片的一端与光接收器件500的跨阻放大器连接，用于接收跨阻放大器输出的电信号并对其进行限幅放大；限幅放大芯片的另一端可与电路板300一端的金手指连接，以将限幅放大芯片输出的电信号传输至金手指，实现电信号的传输。

在本申请实施例中，光电芯片310可为BGA芯片，在光模块的电路板300中，高速率的光电芯片集成度高，基本采用BGA封装，BGA芯片的信号焊盘呈球状并排列成一个类似于格子的图案，其体积小，散热性能及电性能较佳，并且，内存容量大，能适应现在越来越复杂的功能集成以及越来越高的速率需求。

电路板300大多采用多层印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)，PCB包括上表层、下表层及设置于上表层与下表层之间的多个信号层，上表层、下表层、信号层上一般会采用差分对走线进行信号的传输，而不同层之间的信号传输，通常通过在电路板300不同层之间设置的VIA过孔来实现走线互连。

图6为本申请实施例提供的一种光模块中电路板、光电芯片与过孔的装配示意图，图7为本申请实施例提供的一种光模块中电路板上过孔的模型示意图。如图6、图7所示，光电芯片310设置在电路板300的表层上，电路板300的不同层之间设置有过孔320，光电芯片310的信号焊盘通过电路板300表层上的第一差分对走线600与过孔320的一端连接，光电芯片310的信号焊盘也可通过电路板300内信号层的第二差分对走线700与过孔320的一端连接，以实现光电芯片310与电路板300不同层之间的连接。

电路板300上的过孔320包括通孔、盲孔、埋孔以及BGA加通孔，通孔即为连接电路板300上、下表层的贯穿孔，这种孔穿过整个电路板，可用于实现内部互连；盲孔即位于电路板300的上表层与下表层之间，并不贯穿下表层，具有一定的深度，用于表层线路和信号层线路的连接；埋孔即位于电路板内层的连接孔，它不会延伸到电路板的表层，用于电路板300内信号层之间线路的连接；BGA加通孔即为芯片BGA封装通过将高速信号线从电路板300的上表层连接到下表层，或是从下表层连接到上表层的一种方式。

具体地，过孔320包括第一过孔焊盘321、金属柱322、第二过孔焊盘323与反焊盘324，第一过孔焊盘321与第二过孔焊盘323分别设置于电路板300的不同层上，金属柱322的两端分别与第一过孔焊盘321、第二过孔焊盘323连接，用于实现第一过孔焊盘321与第二过孔焊盘323的电连接。金属柱322是由填充过孔的导电材料构成的，是电路板300不同层之间的电气通路；过孔焊盘用于将金属柱322与元件或走线连接起来；反焊盘324与第二过孔焊盘323位于电路板300的同一层，且反焊盘324是第二过孔焊盘323与电路板300表层或信号层之间间隔的空白部分，用于隔离第二过孔焊盘323与电路板300的表层或信号层，避免连接第二过孔焊盘323的走线出现短路的情况。

当过孔320是通孔时，电路板300包括第一表层与第二表层，第一表层可为电路板300的上表层或下表层，第二表层可为电路板300的下表层或上表层。过孔320贯穿电路板300的第一表层与第二表层，过孔320的第一过孔焊盘321设置于第一表层上，第二过孔焊盘323设置于第二表层上，金属柱322连接第一表层的第一过孔焊盘321与第二表层的第二过孔焊盘323，反焊盘324设置于第二表层上，且反焊盘324包裹于第二过孔焊盘323的外侧。设置在电路板300第一表层上的光电芯片310，其信号焊盘通过高速差分对走线600与第一过孔焊盘321连接，第二过孔焊盘323与第二表层上的走线连接，从而电路板300第一表层上的光电芯片310通过通孔与电路板300第二表层上的走线连接，实现了电路板300不同表层之间的电连接。

当过孔320为盲孔时，电路板300包括第一表层、信号层与第二表层，信号层设置于第一表层与第二表层之间，第一表层可为电路板300的上表层或下表层，第二表层可为电路板300的下表层或上表层。过孔320贯穿电路板300的信号层与第二表层，信号层上设置第三过孔焊盘325(即为过孔320的第一过孔焊盘)，第二过孔焊盘323设置于第二表层上，金属柱322连接信号层的第三过孔焊盘325与第二表层的第二过孔焊盘323，反焊盘324设置于第二表层上，且反焊盘324包裹于第二过孔焊盘323的外侧。设置在电路板300第一表层上的光电芯片310，其信号焊盘通过高速差分对走线600与第三过孔焊盘325连接，第二过孔焊盘323与第二表层上的走线连接，从而电路板300第一表层上的光电芯片310通过盲孔与电路板300第二表层上的走线连接，实现了电路板300内部信号层与表层之间的电连接。

当过孔320为埋孔时，电路板300包括第一表层、第一信号层、第二信号层与第二表层，第一信号层与第二信号层依次设置于第一表层与第二表层之间，第一信号层靠近第一表层，第二信号层靠近第二表层，第一表层可为电路板300的上表层或下表层，第二表层可为电路板300的下表层或上表层。过孔320贯穿电路板300内的第一信号层与第二信号层，过孔320的第一过孔焊盘321设置于第一信号层上，第二过孔焊盘323设置于第二信号层上，金属柱322连接第一信号层的第一过孔焊盘321与第二信号层的第二过孔焊盘323，反焊盘324设置于第二信号层上，且反焊盘324包裹于第二过孔焊盘323的外侧。设置在电路板300第一表层上的光电芯片310，其信号焊盘通过高速差分对走线与第一过孔焊盘321连接，第二过孔焊盘323与第二信号层上的走线连接，从而电路板300第一表层上的光电芯片310通过第一信号层上的埋孔与第二信号层上的走线连接，实现了电路板300内不同信号层之间的电连接。

电路板300上设置过孔320后，由于过孔320的寄生参数较多，导致过孔320的阻抗低于典型的特征阻抗，影响电路板300的信号完整性。目前是通过增加反焊盘324的大小来增加过孔320的阻抗，但随着光模块产品速率越来越高，通道越来越多，布局就会非常紧密，如此情况下，过孔的特征阻抗通过传统方式如改变过孔焊盘、反焊盘、过孔直径等，仍然有可能低于典型的阻抗值。为了在狭窄区域布局过孔320，本申请实施例在过孔320的第一过孔焊盘321与反焊盘324之间设置多个空心无镀铜孔，通过多个空心孔来改变过孔320周围介质的等效介电常数，从而提升过孔320的阻抗。

图8为本申请实施例提供的一种光模块中电路板300的过孔320的等效电路示意图。如图8所示，过孔320的经典等效阻抗

其中，/>

C＝1.41*ε*D₁*T/(D₂-D₁),ε为等效介电常数，当ε越小时，其他参量不变，会使得阻抗Z变大。因此，本申请实施例可通过降低过孔320的ε来提升其阻抗Z。

图9为本申请实施例提供的一种光模块中电路板上过孔与差分对走线的连接示意图，图10为本申请实施例提供的一种光模块中电路板上过孔与差分对走线的另一角度连接示意图，图11为本申请实施例提供的一种光模块中电路板上过孔与差分对走线的再一角度连接示意图。如图9、图10、图11所示，本申请实施例提供的光模块中降低ε的具体方式为在电路板300上设置多个贯穿第一过孔焊盘321与反焊盘324的空心孔组326，空心孔组326分别位于过孔320的四周，每个空心孔组326包括多个空心孔，空心孔内没有导电介质，通过空心孔组326较低的ε来降低过孔320周围介质的ε。在本申请实施例中，空心孔组326分别位于过孔320的四周，具体是指空心孔组326中空心孔的一端位于过孔320的第一过孔焊盘321上，空心孔的另一端位于过孔320的反焊盘324上，贯穿第一过孔焊盘321与反焊盘324的空心孔围绕在金属柱322的外围，其与金属柱322的距离不超过预设距离，该预设距离可根据实际情况进行设定。

具体地，连接光电芯片310的高速差分对走线600包括第一信号线610与第二信号线620，电路板300的第一表层上设置有第一过孔3211与第二过孔3212，第一信号线610与第一过孔3211的第一过孔焊盘321连接，第一过孔3211的第二过孔焊盘323可位于电路板300的第二表层上，也可位于电路板300内的信号层上，即第一信号线610可通过通孔与电路板300第二表层上的信号走线连接，以与第二表层上的器件(如MCU)连接，也可通过盲孔与电路板300内的信号层上的信号走线连接，以通过信号层上的信号走线连接至金手指上；电路板300的第二信号线620与第二过孔3212的第一过孔焊盘321连接，第二过孔3212的第二过孔焊盘323可位于电路板300的第二表层上，也可位于电路板300内的信号层上，即第二信号线620可通过通孔与电路板300第二表层上的信号走线连接，以与第二表层上的器件(如MCU)连接，也可通过盲孔与电路板300内的信号层上的信号走线连接，以通过信号层上的信号走线连接至金手指上。

在本申请实施例中，可在第一过孔3211与第二过孔3212的四周设置多个空心孔组326，空心孔组326中空心孔的一端与第一过孔3211的第一过孔焊盘、第二过孔3212的第一过孔焊盘均位于同一平面上，空心孔的另一端与第一过孔3211的反焊盘、第二过孔3212的反焊盘均位于同一平面上。由于空心孔内没有导电介质，其内为空气，空气的介电常数为1，当第一过孔3211与第二过孔3212四周的空心孔的数量从1个到多个时，数量越多，过孔周围介质的介电常数越接近于1，降低了过孔周围介质的介电常数，从而可达到提升过孔阻抗的目的。

当过孔320是通孔时，该过孔320贯穿电路板300的第一表层与第二表层，空心孔组326同样贯穿第一表层与第二表层，空心孔组326中空心孔的一端设置于第一表层上、另一端设置于第二表层上，且空心孔组326分别位于第一过孔3211与第二过孔3212的四周。

当过孔320为盲孔时，该过孔320贯穿电路板300的信号层与第二表层，空心孔组326同样贯穿信号层与第二表层，空心孔组326中空心孔的一端设置于信号层上、另一端设置于第二表层上，且空心孔组326分别位于第一过孔3211与第二过孔3212的四周。

当过孔320为埋孔时，该过孔320贯穿电路板300的第一信号层与第二信号层，空心孔组326同样贯穿第一信号层与第二信号层，空心孔组326中空心孔的一端设置于第一信号层上、另一端设置于第二信号层上，且空心孔组326分别位于第一过孔3211与第二过孔3212的四周。

具体地，空心孔组326包括第一空心孔组3261、第二空心孔组3262与第三空心孔组3263，第一空心孔组3261设置于第一过孔3211的外周，第二空心孔组3262设置于第一过孔3211与第二过孔3212之间，第三空心孔组3263设置于第二过孔3212的外周；第一过孔3211的第一过孔焊盘与第二过孔3212的第一过孔焊盘为同一过孔焊盘，第一过孔3211的反焊盘与第二过孔3212的反焊盘为同一反焊盘，第一空心孔组3261、第二空心孔组3262与第三空心孔组3263中空心孔的一端均设置于过孔焊盘上、另一端均设置于反焊盘上，以通过第一空心孔组3261、第二空心孔组3262与第三空心孔组3263降低第一过孔3211、第二过孔3212周围介质的介电常数。

在本申请实施例中，第一空心孔组3261可包括两个空心孔，第二空心孔组3262可包括一个空心孔，第三空心孔组3263可包括两个空心孔，即第一过孔3211与第二过孔3212四周共设置有五个空心孔，通过五个空心孔来降低第一过孔3211与第二过孔3212周围介质的介电常数，从而达到提升第一过孔3211与第二过孔3212阻抗的目的。

在本申请实施例中，第一过孔3211与第二过孔3212四周的空心孔的数量不仅限于五个，可根据第一过孔3211与第二过孔3212四周的空间大小尽可量多地设置空心孔，空心孔的数量越多，第一过孔3211与第二过孔3212的阻抗越接近典型的特征阻抗。

图12为本申请实施例提供的一种光模块中电路板上过孔的阻抗对比示意图。如图12所示，m1为电路板300上的过孔四周设置多个空心孔时的过孔阻抗曲线图，m2为电路板300上的过孔四周没有设置空心孔时的过孔阻抗曲线图，从曲线图可以看出，引入了5个空心孔的过孔阻抗比未引入空心孔的过孔阻抗高5ohm。

根据该思路，可在400G LR8的DSP芯片BGA焊盘下方引入高速过孔VIA，该高速过孔的四周设置多个贯穿过孔焊盘与反焊盘的空心孔，通过空心孔的设计，改变过孔VIA周围介质的等效介电常数，有效的提升过孔VIA的阻抗，满足信号完整性的需求。

本申请提供的光模块包括电路板与光电芯片，电路板包括表层与多个信号层，表层与信号层之间设置有过孔；光电芯片设置在电路板的表层上，且光电芯片的信号焊盘与过孔的一端连接；其中，过孔包括第一过孔焊盘、金属柱、第二过孔焊盘与反焊盘，第一过孔焊盘与第二过孔焊盘分别设置在电路板的不同层上，金属柱的两端分别与第一过孔焊盘、第二过孔焊盘连接，实现第一过孔焊盘与第二过孔焊盘的电连接；反焊盘包裹于第二过孔焊盘的外侧，以通过反焊盘隔离第二过孔焊盘与电路板的表层或信号层，从而避免连接第二过孔焊盘的走线与电路板连接出现短路的情况；光电芯片的信号焊盘通过高速差分对走线与第一过孔焊盘连接，第二过孔焊盘与电路板内的走线连接，实现光电芯片与电路板的信号传递；电路板上设置有多个贯穿第一过孔焊盘与反焊盘的空心孔组，空心孔组分别位于过孔的四周，每个空心孔组包括多个空心孔，每个空心孔内没有导电介质，即空心孔内部不填充任何导电介质，其内为空气，如此空心孔的介电常数为1，电路板的介电常数大于1，在过孔的四周设置空心孔，通过空心孔的介电常数来降低电路板过孔的介电常数，达到了提升过孔阻抗的目的，从而既节省了空间，又保证了信号的完整性及光模块的性能。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (9)

1.一种光模块，其特征在于，包括：

电路板，包括表层与多个信号层，所述表层与所述信号层之间设置有过孔；

光电芯片，设置于所述电路板的表层上，所述光电芯片的信号焊盘与所述过孔的一端连接；

其中，所述过孔包括第一过孔焊盘、金属柱、第二过孔焊盘与反焊盘，所述第一过孔焊盘与所述第二过孔焊盘分别设置于所述电路板的不同层上，所述金属柱的两端分别与所述第一过孔焊盘、所述第二过孔焊盘连接，所述反焊盘包裹于所述第二过孔焊盘的外侧；所述光电芯片的信号焊盘通过高速差分对走线与所述第一过孔焊盘连接，所述第二过孔焊盘与电路板内的走线连接；所述电路板上设置有多个贯穿所述第一过孔焊盘与所述反焊盘的空心孔组，所述空心孔组分别位于所述过孔的四周，所述空心孔组与所述金属柱之间的距离不超过预设距离；每个所述空心孔组包括多个空心孔，所述空心孔的一端位于所述第一过孔焊盘上，所述空心孔的另一端位于所述反焊盘上，且所述空心孔内没有导电介质，以降低所述过孔周围的介电常数。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述高速差分对走线包括第一信号线与第二信号线，所述电路板上设置有第一过孔与第二过孔，所述第一信号线与所述第一过孔的第一过孔焊盘连接，所述第二信号线与所述第二过孔的第一过孔焊盘连接；

所述空心孔组中空心孔的一端与所述第一过孔的第一过孔焊盘、所述第二过孔的第一过孔焊盘均位于同一平面上，所述空心孔的另一端与所述第一过孔的反焊盘、所述第二过孔的反焊盘均位于同一平面上，且多个空心孔组分别设置在所述第一过孔与所述第二过孔的四周。

3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述空心孔组包括第一空心孔组、第二空心孔组与第三空心孔组，所述第一空心孔组设置于所述第一过孔的外周，所述第二空心孔组设置于所述第一过孔与所述第二过孔之间，所述第三空心孔组设置于所述第二过孔的外周；

所述第一过孔的第一过孔焊盘与所述第二过孔的第一过孔焊盘为同一过孔焊盘，所述第一过孔的反焊盘与所述第二过孔的反焊盘为同一反焊盘，所述第一空心孔组、所述第二空心孔组与所述第三空心孔组中空心孔的一端均设置于所述过孔焊盘上、另一端均设置于所述反焊盘上。

4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述第一空心孔组包括两个空心孔，所述第二空心孔组包括一个空心孔，所述第三空心孔组包括两个空心孔。

5.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述电路板包括第一表层与第二表层，所述过孔贯穿所述第一表层与所述第二表层；所述第一过孔焊盘设置于所述第一表层上，所述第二过孔焊盘设置于所述第二表层上，所述反焊盘设置于所述第二表层上；

所述空心孔组贯穿所述第一表层与所述第二表层，所述空心孔组中空心孔的一端设置于所述第一表层上、另一端设置于所述第二表层上，且所述空心孔组位于所述高速差分对走线与所述第一过孔焊盘连接处的四周。

6.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述电路板包括第一表层、信号层与第二表层，所述信号层设置于所述第一表层与所述第二表层之间；所述过孔贯穿所述信号层与所述第二表层，所述第一过孔焊盘设置于所述信号层上，所述第二过孔焊盘设置于所述第二表层上，所述反焊盘设置于所述第二表层上；

所述空心孔组贯穿所述信号层与所述第二表层，所述空心孔组中空心孔的一端设置于所述信号层上、另一端设置于所述第二表层上，且所述空心孔组位于所述高速差分对走线与所述第一过孔焊盘连接处的四周。

7.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述电路板包括第一表层、第一信号层、第二信号层与第二表层，所述第一信号层与所述第二信号层依次设置于所述第一表层与所述第二表层之间，所述第一信号层靠近所述第一表层，所述第二信号层靠近所述第二表层；所述第一过孔焊盘设置于所述第一信号层上，所述第二过孔焊盘设置于所述第二信号层上，所述反焊盘设置于所述第二信号层上；

所述空心孔组贯穿所述第一信号层与所述第二信号层，所述空心孔组中空心孔的一端设置于所述第一信号层上、另一端设置于所述第二信号层上，且所述空心孔组位于所述高速差分对走线与所述第一过孔焊盘连接处的四周。

8.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光电芯片包括光发射驱动芯片、光接收驱动芯片、跨阻放大芯片。

9.根据权利要求8所述的光模块，其特征在于，所述光电芯片为BGA芯片，所述BGA芯片的球形焊点通过所述高速差分对走线与所述过孔的第一过孔焊盘连接。

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