CN116936557A - 一种光电共封装结构及通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种光电共封装结构及通信设备，光电共封装结构包括承载电路板、光电转换模块、封装电路板和电芯片，光电转换模块和封装电路板分别位于承载电路板相对的第一侧面和第二侧面上，电芯片设置在封装电路板上，使光电转换模块与封装电路板分离，从而显著减小封装电路板的尺寸，降低封装电路板的加工难度和成本，同时也能够减小高速信号传输链路的损耗。并且在承载电路板上开设第一导电过孔，通过第一导电过孔使封装电路板和光电转换模块直接电连接，减少光电转换模块和封装电路板连接链路上的板间走线，缩短信号传输路径，显著降低高速链路损耗，同时免去高速板间走线，也有助于降低承载电路板的加工难度和成本。

Description

一种光电共封装结构及通信设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种光电共封装结构及通信设备。

背景技术

光通信技术已经成为一种大容量、低成本以及批量产品化的技术，广泛的应用于交换机互联以及服务器接口等应用中。在光通信技术中，需要实现承载数据的光纤至交换机等网络通信设备之间的连接，其中，光电共封装技术已成为了能够实现更高速率、更大带宽连接的技术热点之一。

目前，光电共封装是将光电转换模块和电芯片封装在同一个基板上，具体的，共封装的结构件可以包括有封装电路板，电芯片和光电转换模块设置在封装电路板的同一面上，光电转换模块通常为多个，多个光电转换模块环绕电芯片的外周设置，光电转换模块与电芯片连接。将共封装结构件应用于交换机等设备上时，封装电路板可以设置在交换机内的控制电路板上，并与控制电路板电连接，在交换机的面板上开设有光接口，光接口与光电转换模块电连接，外接的光纤可以与光接口连接，从而将外接的光纤与光电转换模块连接，进而使外接的光纤通过光电转换模块实现与电芯片的连接，这样就能够实现光缆与交换机等设备之间的连接。

然而，电芯片和光电转换模块位于封装电路板的同一面上，导致封装电路板尺寸增大，使封装成本较高，且具有较高的链路损耗。

发明内容

本申请提供一种光电共封装结构及通信设备，解决了现有的光电共封装结构使电芯片和光电转换模块位于封装电路板同一面上导致封装电路板尺寸增大，增加封装成本且增大链路损耗的问题。

本申请的第一方面提供一种光电共封装结构，包括：承载电路板、光电转换模块、封装电路板和电芯片；

所述承载电路板包括第一侧面和与所述第一侧面相对的第二侧面，所述封装电路板位于所述第一侧面上，所述电芯片设置在所述封装电路板上，且所述电芯片与所述封装电路板电连接，所述光电转换模块设置在所述第二侧面上，也即光电转换模块与封装电路板分离解耦，且光电转换模块与封装电路板分别设置在承载电路板相对的两侧面上，这样就能够保证光电转换模块的设置不会影响封装电路板的尺寸，从而显著减小封装电路板的尺寸，降低封装电路板的加工难度和成本，便于封装电路板的加工实现。封装电路板尺寸的减小也能够减小信号传输链路的损耗，提升传输效果，同时也能够减小对封装电路板上连接引脚尺寸等的限制，进一步减小封装电路板的加工难度，且有助于提升整个传输链路的连接可靠性。

所述承载电路板上开设有第一导电过孔，所述光电转换模块通过所述第一导电过孔与所述封装电路板电连接。通过第一导电过孔实现了光电转换模块和封装电路板间的直接电连接，减少了光电转换模块和封装电路板高速连接链路上的板间走线，缩短了信号传输的路径，显著的降低了高速链路损耗，提升信号传输质量，也即在减小封装电路板尺寸的同时，有效的降低了传输链路损耗，提升信号传输质量。而且免去板间的高速走线，避免使用昂贵的高速板材，有助于降低承载电路板的加工成本和加工难度。

在一种可能的实现方式中，所述光电转换模块在所述承载电路板上的垂直投影为第一投影，所述封装电路板在所述承载电路板上的垂直投影为第二投影，至少部分所述第一投影与所述第二投影重叠。也即光电转换模块与封装电路板在承载电路板上占用的空间至少部分重合，这样可以减小光电转换模块和封装电路板在承载电路板上的占用空间，有助于减小承载电路板的尺寸，便于降低承载电路板的加工难度和加工成本。而且还有助于拉近光电转换模块与封装电路板之间的距离，有利于减小两者之间的连接链路的路径，便于两者能够通过第一导电过孔实现电连接。

在一种可能的实现方式中，所述封装电路板面向所述承载电路板的一面上具有第一引脚，所述光电转换模块面向所述承载电路板的一面上具有第二引脚，所述第一导电过孔的两端分别与所述第一引脚和所述第二引脚电连接。从而使光电转换模块与封装电路板能够通过第一导电过孔实现电连接。

在一种可能的实现方式中，所述第一引脚在所述承载电路板上的垂直投影与所述第二引脚在所述承载电路板上的垂直投影相重合，所述第一导电过孔的延伸方向与所述承载电路板垂直。也就是说，第一导电过孔的延伸方向为过第一引脚和第二引脚且垂直承载电路板的方向，这样在保证光电转换模块和封装电路板通过第一导电过孔直接连接的同时，还能够减小第一导电过孔的延伸长度，有助于进一步减小光电转换模块和电芯片的连接链路的路径，降低高速链路损耗。

在一种可能的实现方式中，所述第一引脚在所述承载电路板上的垂直投影与所述第二引脚在所述承载电路板上的垂直投影相错位。这样就减小了对第一引脚和第二引脚的排布设置约束，增加了第一引脚和第二引脚设置的灵活性，丰富了光电共封装结构的应用场景。

在一种可能的实现方式中，所述承载电路板包括层叠设置的至少两层基板；

每层所述基板上开设有连接过孔，且至少其中两层所述基板上的所述连接过孔错位设置，相邻两层基板上的所述连接过孔电连接以形成所述第一导电过孔。通过使至少两层的连接过孔错位设置，相邻的连接过孔连接形成第一导电过孔，从而通过第一导电过孔实现在承载电路板上投影错位的第一引脚和第二引脚之间的电连接。

在一种可能的实现方式中，所述承载电路板还包括金属层，相邻两层基板上的所述连接过孔之间设置有所述金属层，所述连接过孔通过所述金属层连接。能够有效的增大两个连接过孔之间的电接触面积，减小或避免由于相邻两层基板的连接过孔错位设置而导致电连接的不稳定性，提升连接过孔间的电连接稳定性。

在一种可能的实现方式中，第一导电过孔包括通孔、盲孔或埋孔。

在一种可能的实现方式中，还包括供电模块，所述供电模块与所述光电转换模块电连接，所述供电模块设置在所述承载电路板上。供电模块用于给光电转换模块供电，有助于保证对光电模块的供电稳定性和灵活性。

在一种可能的实现方式中，所述承载电路板上还开设有第二导电过孔，所述供电模块设置在所述第一侧面上，所述供电模块通过所述第二导电过孔与所述光电转换模块电连接。也即供电模块与光电转换模块位于承载电路板相对的两侧面上，并且供电模块与光电转换模块能够通过第二导电过孔直接实现电连接，避免了通过板间走线(例如承载电路板走线)实现供电模块与光电转换模块的连接，有助于缩短连接链路的路径，进一步降低链路损耗。

在一种可能的实现方式中，所述光电转换模块面向所述承载电路板的一面上具有第三引脚，所述供电模块上具有第四引脚，所述第二导电过孔的两端分别与所述第三引脚和所述第四引脚连接。从而通过第二导电过孔实现供电模块与光电转换模块之间的电连接。

在一种可能的实现方式中，所述光电转换模块包括第一部分和第二部分，所述第一部分在所述承载电路板上的垂直投影与所述第二投影重叠，所述第二部分在所述承载电路板上的垂直投影位于所述第二投影外，所述第一引脚位于所述第一部分上，所述第三引脚位于所述第二部分上；

所述第三引脚在所述承载电路板上的垂直投影与所述第四引脚在所述承载电路板上的垂直投影相重合，所述第二导电过孔的延伸方向与所述承载电路板垂直。也即第二导电过孔的延伸方向为过第三引脚和第四引脚且垂直于承载电路板的方向，在保证光电转换模块和供电模块通过第二导电过孔直接连接的同时，还能够减小第二导电过孔的延伸长度，有助于进一步减小供电模块与光电转换模块间连接链路的路径，降低链路损耗，提升电源模块的供电效率。

本申请的第二方面提供一种通信设备，至少包括壳体和上述任一所述的光电共封装结构，所述光电共封装结构设置在所述壳体内。

所述壳体上开设有用于连接外接光纤的光接口，所述光接口与所述光电转换模块连接。该光电共封装结构中封装电芯片的封装电路板具有较小的尺寸，便于加工实现，有助于降低整个通信设备的加工难度和加工成本，且具有更高的连接稳定性。而且该光电共封装结构具有较低的高速传输链路损耗，能够有效的提升通信设备的传输性能。

在一种可能的实现方式中，还包括控制电路板，所述承载电路板设置在所述控制电路板上，且所述承载电路板和所述控制电路板电连接。也即在通信设备中另设控制板，与使用光电共封装结构中的承载电路板做控制板相比，有助于降低控制电路板的设计难度，便于控制电路板以及光电共封装结构的加工实现。

在一种可能的实现方式中，还包括位于所述壳体内的内接光纤，所述光接口通过所述内接光纤与所述光电转换模块连接。从而实现了外接光纤与光电转换模块的电连接，进而实现外接光纤与电芯片的电连接，实现通信设备与外接光纤的信号传输。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种通信设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种通信设备中的信号传输示意图；

图3为相关技术中一种光电共封装结构的正视示意图；

图4为相关技术中一种光电共封装结构与控制电路板的装配示意图；

图5为相关技术中一种光电共封装结构在通信设备中的连接场景示意图；

图6为相关技术中另一种光电共封装结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种光电共封装结构的正视示意图；

图8为本申请实施例提供的一种光电共封装结构的剖面示意图；

图9为本申请实施例提供的一种光电共封装结构中封装电路板的尺寸示意图；

图10为本申请实施例提供的一种通信设备的剖面结构示意图；

图11为本申请实施例提供的一种共封装结构与控制电路板的装配示意图；

图12为本申请实施例提供的另一种光电共封装结构的示意图；

图13为本申请实施例提供的又一种光电共封装结构与控制电路板的装配示意图；

图14为本申请实施例提供的又一种光电共封装结构的示意图。

附图标记说明：

100-通信设备； 10-光电共封装结构； 11-承载电路板；

111-第一侧面； 112-第二侧面； 113-第一导电过孔；

114-基板； 115-连接过孔； 116-金属层；

117-第二导电过孔； 12-光电转换模块； 12a-第一部分；

12b-第二部分； 121-第二引脚； 122-第三引脚；

13-封装电路板； 131-第一引脚； 14-电芯片；

15-供电模块； 16-保护件； 20-壳体；

21-面板； 211-光接口； 30-控制电路板；

40-内接光纤。

具体实施方式

本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。

本申请实施例提供的一种通信设备，可以是交换机、路由器、网络传送设备、宽带接入设备等用于信号交互的通信设备。以下以该通信设备为交换机为例进行说明。

交换机与外接光纤之间的信号传输多借助光电转换模块来实现，具体的，外接光纤与光电转换模块连接，光电转换模块与通信设备的电芯片电连接，光电转换模块用于实现光信号至电信号以及电信号至光信号的转换，从而实现通信设备的电芯片与外接光纤之间的信号传输。

具体的，外接光纤上的光信号经过光电转换模块后转换成电信号并传输至电芯片，实现信号从外接光纤至通信设备的传输。电芯片的电信号经过光电转换模块后转换成光信号并传输至外接光纤，实现信号从通信设备至外接光纤的传输。

随着光通信技术朝向高速大容量的方向演进，光电合封(Co-packaged Optics，简称CPO)技术受到了广泛的关注，光电合封技术就是将光引擎(Optical engine，简称OE，又称为光电转换模块)和电芯片进行共封装，并将封装结构应用于交换机等通信设备中，以实现通信设备与外接光纤的信号传输。

图1为本申请实施例提供的一种通信设备的结构示意图，图2为本申请实施例提供的一种通信设备中的信号传输示意图。

参见图1所示，通信设备100包括有壳体20，壳体20可以包括有面板21，面板21可以位于整个通信设备100的正面，也即位于整个通信设备100的外观正面上。在面板21上可以开设有光接口211，光接口211用于与外接光纤连接。

其中，光接口211的数量可以为一个，或者，光接口211的数量也可以为多个。当光接口211的数量为多个时，多个光接口211可以采用多行并列排布的方式设置在面板21上。

结合图2所示，光电共封装结构10设置在壳体20内，光电共封装结构10可以包括有光电转换模块12和电芯片14，电芯片14与光电转换模块12电连接。

在壳体20内还设置有内接光纤40，光电转换模块12可以通过内接光纤40与光接口211连接，光接口211与外接光纤连接，这样就使外接光纤与光电转换模块12连接，从而实现外接光纤与电芯片14的连接，也就实现了外接光纤与通信设备100之间的信号传输。

图3为相关技术中一种光电共封装结构的正视示意图，图4为相关技术中一种光电共封装结构与控制电路板的装配示意图。

常见的光电共封装结构多采用光电转换模块与电芯片封装于同一基板上，例如，参见图3所示，光电共封装结构1可以包括有封装电路板1a、电芯片1b和光电转换模块1c，其中，电芯片1b和光电转换模块1c设置在封装电路板1a的同一面上，光电转换模块1c为多个，多个光电转换模块1c围绕着电芯片1b的周向设置。

结合图4所示，光电转换模块1c通过封装电路板1a上的走线1e与电芯片1b电连接，从而实现电芯片1b与外接光纤之间的信号传输。

图5为相关技术中一种光电共封装结构在通信设备中的连接场景示意图。

参见图5所示，以将该光电共封装结构1应用于交换机中为例，封装电路板1a可以设置在交换机的控制电路板2a上，光电转换模块1c与控制电路板2a之间也可以电连接，以实现控制信号或电源信号等的传输。交换机壳体的面板2b上具有光接口2c，光接口2c通过内接光纤2d与光电转换模块1c电连接，交换机与外接光纤之间的传输链路为电芯片1b、封装电路板1a、光电转换模块1c、外接光纤。

但是由于光电转换模块1c与电芯片1b位于封装电路板1a的同一面上，光电转换模块1c占用较大的封装电路板1a空间，导致封装电路板1a的尺寸变大，增大了封装电路板1a的加工难度和加工成本。例如图3中为一个常用的51.2T容量的光电混合封装结构，在封装电路板上设置有16个3.2T的光电转换模块，封装电路板的长L11和宽L12的尺寸约为126mm*126mm，而当前电芯片1b的封装电路板1a的尺寸加工极限为110mm*100mm，超出当前的加工能力而无法实现加工。

同时随着封装电路板1a尺寸的增大，高速链路损耗也会有所增加，通常由于封装电路板1a尺寸增大而增加的链路损耗为0.14db/mm～0.18db/mm，链路损耗有待进一步降低。

而且，光电转换模块1c与控制电路板2a之间电源信号等的传输均需要经过封装电路板1a，封装电路板1a上连接引脚等的增加，也会导致封装电路板1a尺寸以及加工难度的增加。而为控制封装电路板1a的尺寸，通常通过压缩光电转换模块1c和连接引脚(如光电转换模块、电芯片与封装电路板之间实现连接的引脚)的尺寸，例如要求引脚小于0.5mm，小的引脚以及光电转换模块1c的加工难度也较高，接触可靠性风险也高，会降低整个链路的连接可靠性。

图6为相关技术中另一种光电共封装结构示意图。

为减小封装电路板的尺寸以便于实现封装电路板的加工，相关技术中采用了近光电封装技术(Near-packaged Optics，简称NPO)，将光电转换模块与电芯片设置于不同的基板上。具体的，参见图6所示，光电共封装结构3包括转接电路板3a、封装电路板3c、电芯片3b和光电转换模块3d，封装电路板3c和光电转换模块3d设置在转接电路板3a的同一面上，多个光电转换模块3d围绕封装电路板3c的周向设置，电芯片3b设置在封装电路板3c背向转接电路板3a的一面上，光电转换模块3d通过转接电路板3a上的走线3e与封装电路板3c电连接，进而实现与电芯片3b的电连接。这样就将光电转换模块3d从封装电路板3c上分离，光电转换模块3d的设置不占用封装电路板3c的空间，从而减小封装电路板3c的尺寸，便于封装电路板3c的加工实现。

将该光电共封装结构3应用于交换机中(参照图5)，转接电路板3a设置在交换机的控制电路板上，光接口通过内接光纤与光电转换模块3d电连接。交换机与外接光纤之间的传输链路为电芯片3b、封装电路板3c、转接电路板的走线3e、光电转换模块3d、外接光纤。

然而，光电转换模块3d与封装电路板3c之间通过转接电路板3a上的走线3e实现电连接，转接电路板的走线3e会增加高速连接链路的损耗，走线的链路损耗通常为0.05db/mm～0.08db/mm。而且转接电路板的走线3e为实现高速信号传输走线，使转接电路板3a需要使用高速板材，增加转接电路板3a的成本，而且走线的存在也会增加转接电路板3a的层数，增加转接电路板3a的加工难度。

基于此，本申请实施例提供一种光电共封装结构，有效的降低了封装电路板的尺寸，降低封装难度和成本，同时还有效的降低了高速信号传输链路的损耗，有助于信号传输向高速大容量的方向发展。

以下结合附图，对本申请实施例提供的一种光电共封装结构及其在通信设备中的设置进行详细的说明。

图7为本申请实施例提供的一种光电共封装结构的正视示意图。

参见图7所示，光电共封装结构10包括封装电路板13和电芯片14，其中，封装电路板13用于实现对电芯片14的封装，电芯片14设置在封装电路板13上，电芯片14为集成电路的载体，例如，电芯片14可以是硅芯片。

其中，电芯片14可以是裸芯片(Die)，或者，电芯片14也可以是集成有电子器件的芯片，例如电芯片14可以是集成了处理器、存储器等电子器件的硅芯片。电芯片14可以通过焊接等方式固定设置在封装电路板13上。

在封装电路板13上还设置有保护件16，保护件16围设在电芯片14的外周上，以对电芯片14起到封装以及保护作用。其中，保护件16可以是树脂或硅胶等绝缘的结构件，保护件16可以通过粘接等方式设置在封装电路板13上。

封装电路板13可以是印制电路板(Printed Circuit Board，简称PCB)或载板(Substrate)，例如，封装电路板13可以是具有刚性的印制电路板，能够起到一定的刚性支撑作用，以保证电芯片14的设置稳定性。

图8为本申请实施例提供的一种光电共封装结构的剖面示意图。

参见图8所示，该光电共封装结构10还包括有承载电路板11和光电转换模块12，其中，承载电路板11至少包括有第一侧面111和第二侧面112，第一侧面111和第二侧面112为承载电路板11上相对的两个侧面，封装电路板13设置在承载电路板11的第一侧面111上，电芯片14设置在封装电路板13上，具体的，电芯片14可以位于封装电路板13上背向承载电路板11的一面。

光电转换模块12设置在承载电路板11的第二侧面112上，也即光电转换模块12与封装电路板13分离解耦，且光电转换模块12与封装电路板13分别设置在承载电路板11相对的两侧面上，这样就能够保证光电转换模块12的设置不会影响封装电路板13的尺寸，从而显著减小封装电路板13的尺寸，降低封装电路板13的加工难度和加工成本，便于封装电路板13的加工实现。

封装电路板13尺寸的减小也能够减小电芯片与光电转换模块间高速信号传输链路的损耗，提升传输效果。同时也能够减小对封装电路板13上连接引脚尺寸等的限制，进一步减小封装电路板13的加工难度，且有助于提升整个传输链路的连接可靠性。而且尺寸的缩小还能够提升封装电路板13的平整度，改善封装电路板13与承载电路板11、电芯片14等的连接质量，提升封装的可靠性。

另外，电芯片14的周围通常还会设置散热模块等(图中未示出)，将封装电路板13及电芯片14与光电转换模块12设置在承载电路板11相对的两侧上，可以避免散热模块与光电转换模块12之间的干涉，提升光电共封装结构10布局的合理性。

继续参见图8所示，在承载电路板11上开设有第一导电过孔113，光电转换模块12和封装电路板13分别位于承载电路板11相对的两侧面上，光电转换模块12和封装电路板13可以通过第一导电过孔113实现电连接，从而实现光电转换模块12与电芯片14之间的电连接。

也即通过第一导电过孔113实现了光电转换模块12和封装电路板13间的直接电连接，与相关技术中采用转接电路板上走线实现两者之间的连接相比，减少光电转换模块12和封装电路板13高速连接链路上的板间走线，缩短了信号传输的路径，显著的降低了高速链路损耗，其链路损耗可以减少约2dB～3dB，有效的提升信号传输质量。也即本申请实施例提供的光电共封装结构10，在减小封装电路板13尺寸的同时，还能够有效的降低传输链路损耗，提升信号传输质量。

而且采用第一导电过孔113连接光电转换模块12和封装电路板13，能够免去板间的高速走线，避免使用昂贵的高速板材，降低承载电路板11的加工成本，同时还有助于简化承载电路板11的层数以及结构设计，降低承载电路板11的加工难度。

其中，封装电路板13可以通过焊接等方式固定设置在承载电路板11上，或者，光电共封装结构10还可以包括有插接连接器(Socket连接器)，封装电路板13可以通过插接连接器垂直插接在承载电路板11上，且封装电路板13通过插接连接器实现与承载电路板的电连接。

需要说明的是，本申请实施例中，光电共封装结构10包括的光电转换模块12的数量可以是一个，或者，光电转换模块12的数量也可以是多个，以满足通信设备的高密连接需求。具体的，当光电转换模块12的数量为多个时，多个光电转换模块12可以沿着封装电路板13的周向方向分布在承载电路板11上。

其中，光电转换模块12也可以通过焊接等方式固定设置在承载电路板11上，或者，光电转换模块12也可以通过插接连接器垂直插接在承载电路板11上，且光电转换模块12通过插接连接器实现与承载电路板11的电连接。

光电转换模块12可以是任何能够实现光信号与电信号间转换的结构件。例如，光电转换模块12可以是有源器件和无源器件的集成结构，具体的，有源器件可以包括驱动器、调制器、光探测器、跨阻放大器等。

其中，驱动器与调制器连接，驱动器用于放大电信号，使电信号摆幅满足驱动调制器的要求。调制器用于将电信号转换为光信号，光探测器用于将光信号转换为电信号。跨阻放大器用于将微弱的电信号转换为放大的电信号，满足后级信号处理电路(如电芯片14)的输入摆幅要求。

光电转换模块12的无源器件可以包括有光波导、光栅和光纤等，能够起到传输或增强光信号等功能。

参见图8所示，承载电路板11上的第一导电过孔113可以为多个，多个第一导电过孔113间隔设置，一个光电转换模块12可以通过多个第一导电过孔113与封装电路板13电连接。第一导电过孔113的数量可以根据实际连接需求选择设定。

承载电路板11上的第一导电过孔113可以为金属化过孔，第一导电过孔113可以是开设在承载电路板11上的通孔、盲孔或者埋孔等，能够实现电性导通功能即可。其金属化的方式可以是电镀填平、塞孔等，在本申请实施例中不作限制。

承载电路板11可以是PCB电路板，或者，承载电路板11也可以是仅起到承载支撑作用的承载板、有机基板、陶瓷板等，能够起到支撑作用并能在其上形成第一导电过孔113(以及第二导电过孔)以实现电性连接即可。

图9为本申请实施例提供的一种光电共封装结构中封装电路板的尺寸示意图。

对比于图3中封装电路板13的长L11与封装电路板13的宽L12的尺寸为126*126mm。本申请实施例中，同样为一个51.2T容量的光电共封装结构10，在承载电路板11上设置16个3.2T的光电转换模块12。参见图9所示，封装电路板13的长L1与封装电路板13的宽L2的尺寸只需要约为90mm*90mm即可实现，显著的减小了封装电路板13的长宽尺寸，使封装电路板13能够满足当前封装电路板的加工极限要求，降低了封装电路板13的加工难度和加工成本。

图10为本申请实施例提供的一种通信设备的剖面结构示意图。

将该光电共封装结构10应用于交换机等通信设备100中时，承载电路板11可以作为通信设备100的控制电路板使用，控制电路板用于对通信设备的整体运行实现控制。

或者，参见图10所示，也可以在通信设备100中另设置有控制电路板30，也即承载电路板11作为一个起到承载与转接作用的转接板使用，这样有助于降低控制电路板30的设计难度，便于控制电路板30以及光电共封装结构10的加工实现。

以下以承载电路板11应用于交换机中，在交换机内设置有控制电路板30，也即承载电路板11作为转接板为例进行说明。

承载电路板11设置在控制电路板30上，且承载电路板11与控制电路板30电连接，从而实现控制电路板30与电芯片14的电连接。光电转换模块12通过内接光纤40与面板21上的光接口211实现连接，每个光接口211对应连接有一个光电转换模块12，光接口211与外接光纤连接，从而实现外接光纤与光电转换模块12的连接，也就实现了外接光纤与电芯片14之间的连接，实现外接光纤与通信设备100的信号传输。

具体的，外接光纤上的光信号经过光接口211、内接光纤40传输至光电转换模块12，经过光电转换模块12实现光信号至电信号的转换，输出的电信号通过第一导电过孔113、封装电路板13传输至电芯片14，实现了信号从外接光纤至通信设备100的传输。相反的，电芯片14的电信号可以依次经过封装电路板13、第一导电过孔113传输至光电转换模块12，经过光电转换模块12转换为光信号输出，光信号经过内接光纤40、光接口211传输至外接光纤，实现了信号从通信设备100至外接光纤的传输。

其中，通信设备100还可以包括有支撑件50，支撑件50可以位于控制电路板30与承载电路板11之间，支撑件50可以是导电结构件，控制电路板30可以通过支撑件50实现与承载电路板11的电连接。

例如，支撑件50可以是金属的支撑结构件，或者，支撑件50也可以是板到板连接器(Board to Board，简称B2B连接器)。或者，支撑件50也可以是其他能够实现承载电路板11和控制电路板30间电连接的结构件。

或者，支撑件50也可以为绝缘件，设置在控制电路板30与承载电路板11之间，仅起到刚性支撑的作用。通信设备100还可以包括有线缆，承载电路板11可以通过线缆与控制电路板30电连接。

其中，需要说明的是，承载电路板11与控制电路板30电连接，以使控制电路板30与电芯片14连接，该连接链路用于传输低速信号，例如控制信号、电源信号等，连接方式较为简单。

图11为本申请实施例提供的一种共封装结构与控制电路板的装配示意图。

参见图11所示，以光电转换模块12在承载电路板11上的垂直投影(也即将光电转换模块12沿垂直承载电路板11的方向投到承载电路板11上)为第一投影，封装电路板13在承载电路板11上的垂直投影(也即将封装电路板13沿垂直承载电路板11的方向投到承载电路板11上)为第二投影，第一投影可以与第二投影至少部分重叠，也即光电转换模块12与封装电路板13在承载电路板11上占用的空间至少部分重合。这样可以减小光电转换模块12和封装电路板13在承载电路板11上的占用空间，有助于减小承载电路板11的尺寸，便于降低承载电路板11的加工难度和加工成本。

而且，使至少部分的第一投影与第二投影重叠，还有助于拉近光电转换模块12与封装电路板13之间的距离，有利于减小两者之间的高速连接链路的路径，便于两者能够通过第一导电过孔113实现电连接。

其中，为实现封装电路板13与光电转换模块12的电连接，继续参见图11所示，封装电路板13面向承载电路板11的一面上可以设置有第一引脚131，光电转换模块12面向承载电路板11的一面上可以设置有第二引脚121，第一引脚131和第二引脚121可以分别位于第一导电过孔113的两端，且第一引脚131和第二引脚121可以分别与第一导电过孔113的两端电接触连接，从而使光电转换模块12与封装电路板13能够通过第一导电过孔113实现电连接。

具体的，第一引脚131的数量可以为多个，第二引脚121的数量也可以为多个，第二引脚121的数量可以与第一引脚131的数量相对应，承载电路板11上的第一导电过孔113的数量也为多个。

需要说明的是，在电芯片14面向封装电路板13的一面上可以设置有第五引脚141，在封装电路板13上设置有板间走线132，第五引脚141可以通过板间走线132与第一引脚131电连接，从而实现电芯片14与封装电路板13的电连接，进而实现电芯片14与光电转换模块12的电连接。

其中，在一种可能的实施方式中，参见图11所示，第一引脚131和第二引脚121的设置位置可以相对应，换言之，第一引脚131在承载电路板11上的垂直投影可以与第二引脚121在承载电路板11上的垂直投影完全重合，也即第一引脚131和第二引脚121以承载电路板11为对称线呈镜像对称设置。

第一导电过孔113的两端分别与第一引脚131和第二引脚121电连接，这样第一导电过孔113的延伸方向就可以与承载电路板11保持垂直，也即第一导电过孔113的延伸方向为过第一引脚131和第二引脚121且垂直承载电路板11的方向，第一导电过孔113为连接第一引脚131和第二引脚121的竖直过孔。这样在保证光电转换模块12和封装电路板13通过第一导电过孔113实现直接连接的同时，还能够减小第一导电过孔113的延伸长度，有助于进一步减小光电转换模块12和电芯片14间连接链路的路径，降低高速链路损耗。

图12为本申请实施例提供的另一种光电共封装结构的示意图。

或者，在另一种可能的实施方式中，第一引脚131和第二引脚121可以错位设置，具体的，参见图12所示，第一引脚131在承载电路板11上的垂直投影可以与第二引脚121在承载电路板11上的垂直投影相错位，也即第一引脚131在承载电路板11上的垂直投影与第二引脚121在承载电路板11上的垂直投影不完全重合，第一引脚131可以和第二引脚121在承载电路板11上的垂直投影在位置上错开。这样就减小了对第一引脚131和第二引脚121的排布设置约束，增加了第一引脚131和第二引脚121设置的灵活性，丰富了光电共封装结构10的应用场景。

其中，为实现第一引脚131和第二引脚121的电连接，第一导电过孔113的延伸方向可以倾斜于承载电路板11设置，也即第一导电过孔113的延伸方向为过第一引脚131和第二引脚121并倾斜于承载电路板11的方向。或者，部分第一导电过孔113的延伸方向可以与承载电路板11垂直，部分第一导电过孔113的延伸方向可以与承载电路板11倾斜，第一导电过孔113具体的形状和延伸方向可以根据需求选择设定，能够通过第一导电过孔113将第一引脚131和第二引脚121导通即可。

例如，继续参见图12所示，承载电路板11可以包括有叠加设置的至少两层基板114，以承载电路板11上包括有多层基板114为例，其中一层基板面向封装电路板13，其中另一层基板面向光电转换模块12。可以在每层基板114上开设有连接过孔115，连接过孔115可以为金属化过孔，能够实现电性导通。

多层基板114中至少两层基板上的连接过孔115是错位设置的。其中，两个连接过孔115错位设置是指两个连接过孔115的中心线不重合，相互错开。相邻两层基板上的连接过孔115电连接，这样将多层基板114上的连接过孔115依次连接起来就形成了第一导电过孔113。而位于面向封装电路板13的基板114上的连接过孔115可以与第一引脚131电接触连接，位于面向光电转换模块12的基板114上的连接过孔115可以与第二引脚121电接触连接，从而通过第一导电过孔113可以实现在承载电路板11上投影错位的第一引脚131和第二引脚121的导通。

例如，参见图12所示，承载电路板11可以包括有五层层叠设置的基板114，每层基板114上均设置有连接过孔115，连接过孔115的延伸方向可以垂直于基板114，相邻两层基板114上的两个连接过孔115相互错位，且相邻两层基板114上的连接过孔115电连接以形成第一导电过孔113.邻近封装电路板13的基板上的连接过孔与第一引脚131电接触连接，邻近光电转换模块12的基板上的连接过孔与第二引脚121电接触连接，从而通过第一导电过孔113实现封装电路板13和光电转换模块12的电连接。

其中，连接过孔115的截面形状可以是梯形、四边形或三角形等规则或不规则图形，具体的形状可以根据实际需求选择设定。

其中，继续参见图12所示，在相邻两层基板114上的两个连接过孔115之间可以设置有金属层116，相邻两层基板114上的连接过孔115可以通过金属层116实现电连接，从而形成第一导电过孔113。由于相邻两层基板上的连接过孔错位设置，容易发生两连接过孔由于错位而导致的电连接的不稳定性，而使相邻两层基板上的连接过孔通过金属层116实现电连接，金属层能够有效的增大两个连接过孔之间的电接触面积，从而提升连接过孔115间的连接稳定性。

图13为本申请实施例提供的又一种光电共封装结构与控制电路板的装配示意图。

参见图13所示，光电共封装结构10还可以包括有供电模块15，供电模块15与光电转换模块12电连接，供电模块15用于给光电转换模块12供电，有助于保证对光电转换模块12的供电稳定性和灵活性。

其中，供电模块15可以设置在承载电路板11上，以提升整个光电共封装结构10的集成度。或者，供电模块15也可以设置在通信设备100的控制电路板30上。

当供电模块15设置在承载电路板11上时，具体的，供电模块15可以设置在承载电路板11的第一侧面111上，也即供电模块15与封装电路板13位于承载电路板11的同一面上。或者，供电模块15也可以设置在承载电路板11的第二侧面112上，也即供电模块15与光电转换模块12位于承载电路板11的同一面上。

参见图13所示，当供电模块15设置在承载电路板11的第一侧面111上，而光电转换模块12设置在承载电路板11的第二侧面112上，也即供电模块15与光电转换模块12位于承载电路板11相对的两侧面上。

承载电路板11上还可以开设有第二导电过孔117，这样供电模块15与光电转换模块12就能够通过第二导电过孔117直接实现电连接，避免了通过板间走线(例如承载电路板11的走线)实现供电模块15与光电转换模块12的连接，有助于缩短连接链路的路径，进一步降低链路损耗。

而且还有助于减少承载电路板11上有源层的设置，能够降低承载电路板11的层数，有利于降低承载电路板11的加工成本和加工难度。

第二导电过孔117也为金属化过孔，可以是开设在承载电路板11上的通孔、盲孔或者埋孔等，其金属化的方式也可以是电镀填平、塞孔等。

其中，在光电转换模块12面向承载电路板11的一面上还可以设置有第三引脚122，在供电模块15上可以设置有第四引脚(图中未示出)，第二导电过孔117的两端可以分别与第三引脚122和第四引脚电接触连接，从而使供电模块15和光电转换模块12通过第二导电过孔117电连接。

也就是说，光电转换模块12的第二引脚121用于传输高速信号，以实现光电转换模块12与电芯片14之间的高速连接。而光电转换模块12的第三引脚122可以用于传输低速信号，例如控制信号、电源信号等，其连接较为简单。

图14为本申请实施例提供的又一种光电共封装结构的示意图。

参见图14所示，其中，光电转换模块12可以分为第一部分12a和第二部分12b，其中，第一部分12a在承载电路板11上的垂直投影位于第二投影(也即封装电路板13在承载电路板11上的投影)内，也即第一部分12a在承载电路板11上的垂直投影与第二投影重叠。第二部分12b在承载电路板11上的垂直投影位于第二投影外，即第二部分12b在承载电路板11上的垂直投影与第二投影不重叠。

第一引脚131位于第一部分12a上，也就是说，第一引脚131在承载电路板11上的投影位于第二投影内，便于实现第一引脚131和第二引脚121在承载电路板11上的投影相重合，从而实现第一引脚131通过竖直的第一导电过孔113与第二引脚121的电连接。

第三引脚122位于第二部分12b上，也就是说，第三引脚122在承载电路板11上的投影位于第二投影外。第三引脚122的位置可以与第四引脚的位置相对应，也即第三引脚122在承载电路板11上的投影可以与第四引脚在承载电路板11上的投影相重合，第三引脚122和第四引脚以承载电路板11为对称线呈镜像对称设置。

这样第二导电过孔117的延伸方向就可以与承载电路板11保持垂直，也即第二导电过孔117的延伸方向为过第三引脚122和第四引脚且垂直于承载电路板11的方向。这样在保证光电转换模块12和供电模块15通过第二导电过孔117直接连接的同时，还能够减小第二导电过孔117的延伸长度，有助于进一步减小供电模块15与光电转换模块12间连接链路的路径，降低链路损耗，提升电源模块的供电效率。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者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申请实施例中的具体含义。术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请实施例进行了详细的说明，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申请实施例各实施例技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种光电共封装结构，其特征在于，包括：承载电路板、光电转换模块、封装电路板和电芯片；

所述承载电路板包括第一侧面和与所述第一侧面相对的第二侧面，所述封装电路板位于所述第一侧面上，所述电芯片设置在所述封装电路板上，且所述电芯片与所述封装电路板电连接，所述光电转换模块设置在所述第二侧面上；

且所述承载电路板上开设有第一导电过孔，所述光电转换模块通过所述第一导电过孔与所述封装电路板电连接。

2.根据权利要求1所述的光电共封装结构，其特征在于，所述光电转换模块在所述承载电路板上的垂直投影为第一投影，所述封装电路板在所述承载电路板上的垂直投影为第二投影，至少部分所述第一投影与所述第二投影重叠。

3.根据权利要求1或2所述的光电共封装结构，其特征在于，所述封装电路板面向所述承载电路板的一面上具有第一引脚，所述光电转换模块面向所述承载电路板的一面上具有第二引脚，所述第一导电过孔的两端分别与所述第一引脚和所述第二引脚电连接。

4.根据权利要求3所述的光电共封装结构，其特征在于，所述第一引脚在所述承载电路板上的垂直投影与所述第二引脚在所述承载电路板上的垂直投影相重合，所述第一导电过孔的延伸方向与所述承载电路板垂直。

5.根据权利要求3所述的光电共封装结构，其特征在于，所述第一引脚在所述承载电路板上的垂直投影与所述第二引脚在所述承载电路板上的垂直投影相错位。

6.根据权利要求5所述的光电共封装结构，其特征在于，所述承载电路板包括层叠设置的至少两层基板；

每层所述基板上开设有连接过孔，且至少其中两层所述基板上的所述连接过孔错位设置，相邻两层基板上的所述连接过孔电连接以形成所述第一导电过孔。

7.根据权利要求6所述的光电共封装结构，其特征在于，所述承载电路板还包括金属层，相邻两层基板上的所述连接过孔之间设置有所述金属层，所述连接过孔通过所述金属层连接。

8.根据权利要求1-7任一所述的光电共封装结构，其特征在于，所述第一导电过孔包括通孔、盲孔或埋孔。

9.根据权利要求2-8任一所述的光电共封装结构，其特征在于，还包括供电模块，所述供电模块与所述光电转换模块电连接，所述供电模块设置在所述承载电路板上。

10.根据权利要求9所述的光电共封装结构，其特征在于，所述承载电路板上还开设有第二导电过孔，所述供电模块设置在所述第一侧面上，所述供电模块通过所述第二导电过孔与所述光电转换模块电连接。

11.根据权利要求10所述的光电共封装结构，其特征在于，所述光电转换模块面向所述承载电路板的一面上具有第三引脚，所述供电模块上具有第四引脚，所述第二导电过孔的两端分别与所述第三引脚和所述第四引脚连接。

12.根据权利要求11所述的光电共封装结构，其特征在于，所述光电转换模块包括第一部分和第二部分，所述第一部分在所述承载电路板上的垂直投影与所述第二投影重叠，所述第二部分在所述承载电路板上的垂直投影位于所述第二投影外，所述第一引脚位于所述第一部分上，所述第三引脚位于所述第二部分上；

所述第三引脚在所述承载电路板上的垂直投影与所述第四引脚在所述承载电路板上的垂直投影相重合，所述第二导电过孔的延伸方向与所述承载电路板垂直。

13.一种通信设备，其特征在于，至少包括壳体和上述权利要求1-12任一所述的光电共封装结构，所述光电共封装结构设置在所述壳体内；

所述壳体上开设有用于连接外接光纤的光接口，所述光接口与所述光电转换模块连接。

14.根据权利要求13所述的通信设备，其特征在于，还包括控制电路板，所述承载电路板设置在所述控制电路板上，且所述承载电路板和所述控制电路板电连接。

15.根据权利要求14所述的通信设备，其特征在于，还包括位于所述壳体内的内接光纤，所述光接口通过所述内接光纤与所述光电转换模块连接。