CN117991459A - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本申请提供的一种光模块中，光收发组件包括光发射器件，光发射器件包括管座、激光组件和柔性电路板，管座包括：管座本体，顶部设置激光组件；高频管脚，嵌设设置在管座本体上与管座本体绝缘，一端凸出于管座本体的顶面并电连接激光组件；第一接地管脚和第二接地管脚，设置在高频管脚的两侧，第一接地管脚与管座本体的连接处设置第一凸台，第二接地管脚与管座本体的连接处设置第二凸台；柔性电路板上设置高频连接孔、第一接地连接孔和第二接地连接孔，第一凸台嵌设在第一接地连接孔内、第二凸台嵌设在第二接地连接孔内第一接地管脚、高频管脚和第二接地管脚，形成GSG管脚设计，组成GSG传输线，便于充分接地，保证光发射器件的高频性能。

Description

一种光模块

技术领域

本申请涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

随着云计算、移动互联网、视频等新型业务和应用模式发展，光通信技术的发展进步变的愈加重要。而在光通信技术中，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，并且随着光通信技术发展的需求光模块的传输速率不断提高。

半导体激光器芯片是光模块的关键器件，它以半导体材料做工作物质而产生激光,而随着光通信技术发展的需求光模块的传输速率不断提高,对半导体激光器芯片高频性能的要求越来越高。半导体激光器芯片的高频调制性能由有源区和高速传输结构的高频响应共同决定,因此高速传输结构对于高带宽及超高带宽的性能至关重要,任何的阻抗失配或谐振效应都会严重恶化整个产品的性能，导致半导体激光器芯片不能实现高速应用。

TO封装为半导体激光器芯片的一种常见封装使用形式，具有制作工艺简单、成本低、使用灵活方便等特点。在当前光模块中，TO通常通过柔性电路板电连接光模块内部的电路板，由于TO内部的高速信号走同轴线结构、柔性电路板上的高速信号走微带线结构，因而在TO与柔性电路板之间的连接处高信号传输会引起阻抗失配，而且当回流路径处理不当还会引起谐振效应，进而将会耗损半导体激光器芯片的高速信号的质量，导致半导体激光器芯片的3dB带宽降低。

发明内容

本申请实施例提供了一种光模块，用于保证光发射器件的高频性能。

本申请提供的一种光模块，包括：

电路板；

光收发组件，电连接所述电路板，所述光收发组件包括光发射器件，所述光发射器件用于接收光信号；

其中，所述光发射器件包括管座、激光组件和柔性电路板，所述管座包括：

管座本体，顶部设置所述激光组件；

高频管脚，嵌设设置在所述管座本体上与所述管座本体绝缘，一端凸出于所述管座本体的顶面并电连接所述激光组件；

第一接地管脚和第二接地管脚，一端嵌设连接所述管座本体且设置在所述高频管脚的两侧，所述第一接地管脚与所述管座本体的连接处设置第一凸台，所述第二接地管脚与所述管座本体的连接处设置第二凸台；

所述柔性电路板上设置高频连接孔、第一接地连接孔和第二接地连接孔，所述高频管脚、所述第一接地管脚和所述第二接地管脚对应嵌设连接所述高频连接孔、所述第一接地连接孔和所述第二接地连接孔，且所述第一凸台嵌设在所述第一接地连接孔内、所述第二凸台嵌设在所述第二接地连接孔内。

本申请提供的光模块中，高频管脚两侧设置第一接地管脚和第二接地管脚，第一接地管脚、高频管脚和第二接地管脚，形成GSG管脚设计，组成GSG传输线，便于实现光发射器件充分接地，保证光发射器件的高频性能。且第一接地管脚与管座本体的连接处设置第一凸台，第二接地管脚与管座本体的连接处设置第二凸台，第一凸台和第二凸台嵌设连接柔性电路板。当光发射器件通过柔性电路板连接电路板时，通过高频管脚的两侧设置第一接地管脚和第二接地管脚，以及第一凸台设设置在第一接地连接孔内、第二凸台嵌设设置在第二接地连接孔内，避免使用渗锡焊工艺焊接连接柔性电路板，进而有助于减少设计柔性电路板的难度。

附图说明

为了更清楚地说明本公开中的技术方案，下面将对本公开一些实施例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公开的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。此外，以下描述中的附图可以视作示意图，并非对本公开实施例所涉及的产品的实际尺寸、方法的实际流程、信号的实际时序等的限制。

图1为光通信系统的连接关系图；

图2为光网络终端的结构图；

图3为根据一些实施例提供的一种光模块的结构示意图；

图4为根据一些实施例提供的一种光模块的分解图示意；

图5为根据一些实施例提供的一种光发射器件的外形结构图；

图6为根据一些实施例提供的一种光发射器件的局部结构示意图一；

图7为根据一些实施例提供的一种光发射器件的局部结构示意图二；

图8为图6的分解示意；

图9为根据一些实施例提供的一种激光组件的结构示意图；

图10为根据一些实施例提供的一种激光组件的分解示意图；

图11为根据一些实施例提供的一种基板的结构示意图；

图12为根据一些实施例提供的一种基板的分解示意图；

图13为根据一些实施例提供的一种激光组件的电连接关系图；

图14为根据一些实施例提供的一种S11曲线的仿真结果示意图；

图15为根据一些实施例提供的一种S21曲线的仿真结果示意图；

图16为根据一些实施例提供的一种管座的结构示意图一；

图17为根据一些实施例提供的一种管座的结构示意图二；

图18为根据一些实施例提供的一种管座的剖视图一；

图19为根据一些实施例提供的一种转接板与管座本体的分解示意图；

图20为根据一些实施例提供的一种管座的剖视图二；

图21为根据一些实施例提供的一种柔性电路板的结构示意图；

图22为根据一些实施例提供的一种光发射器件与柔性电路板的装配示意图一；

图23为根据一些实施例提供的一种光发射器件与柔性电路板的装配示意图二；

图24为根据一些实施例提供的一种光发射器件与柔性电路板的装配示意图三；

图25为根据一些实施例提供的一种光发射器件与柔性电路板的装配示意图四；

图26为根据一些实施例提供的一种转接板的结构示意图一；

图27为根据一些实施例提供的一种转接板的结构示意图二；

图28为根据一些实施例提供的一种转接板的结构示意图三；

图29为根据一些实施例提供的一种光发射器件的局部结构的正视图；

图30为根据一些实施例提供的一种光发射器件的局部结构示意图三。

具体实施方式

下面将结合附图，对本公开一些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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开所提供的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

光通信系统中，使用光信号携带待传输的信息，并使携带有信息的光信号通过光纤或光波导等信息传输设备传输至计算机等信息处理设备，以完成信息的传输。由于光通过光纤或光波导传输时具有无源传输特性，因此可以实现低成本、低损耗的信息传输。此外，光纤或光波导等信息传输设备传输的信号是光信号，而计算机等信息处理设备能够识别和处理的信号是电信号，因此为了在光纤或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，需要实现电信号与光信号的相互转换。

光模块在光通信技术领域中实现上述光信号与电信号的相互转换功能。光模块包括光口和电口，光模块通过光口实现与光纤或光波导等信息传输设备的光通信，通过电口实现与光网络终端(例如，光猫)之间的电连接，电连接主要用于供电、I2C信号传输、数据信息传输以及接地等；光网络终端通过网线或无线保真技术(Wi-Fi)将电信号传输给计算机等信息处理设备。

图1为光通信系统的连接关系图。如图1所示，光通信系统包括远端服务器1000、本地信息处理设备2000、光网络终端100、光模块200、光纤101及网线103。

光纤101的一端连接远端服务器1000，另一端通过光模块200与光网络终端100连接。光纤本身可支持远距离信号传输，例如数千米(6千米至8千米)的信号传输，在此基础上如果使用中继器，则理论上可以实现无限距离传输。因此在通常的光通信系统中，远端服务器1000与光网络终端100之间的距离通常可达到数千米、数十千米或数百千米。

网线103的一端连接本地信息处理设备2000，另一端连接光网络终端100。本地信息处理设备2000可以为以下设备中的任一种或几种：路由器、交换机、计算机、手机、平板电脑、电视机等。

远端服务器1000与光网络终端100之间的物理距离大于本地信息处理设备2000与光网络终端100之间的物理距离。本地信息处理设备2000与远端服务器1000之间的连接由光纤101与网线103完成；而光纤101与网线103之间的连接由光模块200和光网络终端100完成。

光模块200包括光口和电口，光口被配置为接入光纤101，从而使得光模块200与光纤101建立双向的光信号连接；电口被配置为接入光网络终端100中，从而使得光模块200与光网络终端100建立双向的电信号连接。光模块200实现光信号与电信号的相互转换，从而使得光纤101与光网络终端100之间建立信息连接。示例地，来自光纤101的光信号由光模块200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200转换为光信号输入至光纤101中。由于光模块200是实现光信号与电信号相互转换的工具，不具有处理数据的功能，在上述光电转换过程中，信息并未发生变化。

光网络终端100包括大致呈长方体的壳体(housing)，以及设置在壳体上的光模块接口102和网线接口104。光模块接口102被配置为接入光模块200，从而使得光网络终端100与光模块200建立双向的电信号连接；网线接口104被配置为接入网线103，从而使得光网络终端100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。示例地，光网络终端100将来自光模块200的电信号传递给网线103，将来自网线103的电信号传递给光模块200，因此光网络终端100作为光模块200的上位机，可以监控光模块200的工作。光模块200的上位机除光网络终端100之外还可以包括光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)等。

远端服务器1000通过光纤101、光模块200、光网络终端100及网线103，与本地信息处理设备2000之间建立了双向的信号传递通道。

图2为光网络终端的结构图，为了清楚地显示光模块200与光网络终端100的连接关系，图2仅示出了光网络终端100的与光模块200相关的结构。如图2所示，光网络终端100还包括设置于壳体内的电路板105，设置在电路板105表面的笼子106，设置在笼子106上的散热器107，以及设置在笼子106内部的电连接器。电连接器被配置为接入光模块200的电口；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100的笼子106中，由笼子106固定光模块200，光模块200产生的热量传导给笼子106，然后通过散热器107进行扩散。光模块200插入笼子106中后，光模块200的电口与笼子106内部的电连接器连接，从而光模块200与光网络终端100建议双向的电信号连接。此外，光模块200的光口与光纤101连接，从而光模块200与光纤101建立双向的光信号连接。

图3为根据一些实施例提供的一种光模块的结构图，图4为根据一些实施例提供的一种光模块的分解图。如图3和4所示，光模块200包括壳体(shell)，设置于壳体内的电路板206及光收发组件207。

壳体包括上壳体201和下壳体202，上壳体201盖合在下壳体202上，以形成具有两个开口的上述壳体；壳体的外轮廓一般呈现方形体。

在本公开的一些实施例中，下壳体202包括底板2021以及位于底板2021两侧、与底板2021垂直设置的两个下侧板2022；上壳体201包括盖板2011，盖板2011盖合在下壳体202的两个下侧板2022上，以形成上述壳体。

在一些实施例中，下壳体202包括底板2021以及位于底板2021两侧、与底板2021垂直设置的两个下侧板2022；上壳体201包括盖板2011以及位于盖板2011两侧、与盖板2011垂直设置的两个上侧板，由两个上侧板与两个下侧板2022结合，以实现上壳体201盖合在下壳体202上。

两个开口204和205的连线所在的方向可以与光模块200的长度方向一致，也可以与光模块200的长度方向不一致。例如，开口204位于光模块200的端部(图3的右端)，开口205也位于光模块200的端部(图3的左端)。或者，开口204位于光模块200的端部，而开口205则位于光模块200的侧部。开口204为电口，电路板206的金手指从电口204伸出，插入上位机(例如，光网络终端100)中；开口205为光口，被配置为接入外部光纤101，以使外部光纤101连接光模块200内部的光收发组件207。

采用上壳体201、下壳体202结合的装配方式，便于将电路板206、光收发组件207等器件安装到壳体中，由上壳体201、下壳体202对这些器件形成封装保护。此外，在装配电路板206和光收发组件207等器件时，便于这些器件的定位部件、散热部件以及电磁屏蔽部件的部署，有利于自动化地实施生产。

在一些实施例中，上壳体201及下壳体202一般采用金属材料制成，利于实现电磁屏蔽以及散热。

在一些实施例中，光模块200还包括位于其壳体外部的解锁部件203，解锁部件203被配置为实现光模块200与上位机之间的固定连接，或解除光模块200与上位机之间的固定连接。

示例地，解锁部件203位于下壳体202的两个下侧板2022的外壁上，具有与上位机笼子(例如，光网络终端100的笼子106)匹配的卡合部件。当光模块200插入上位机的笼子里，由解锁部件的卡合部件将光模块200固定在上位机的笼子里；拉动解锁部件203时，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200与上位机的卡合关系，从而可以将光模块200从上位机的笼子里抽出。

电路板206包括电路走线、电子元件及芯片，通过电路走线将电子元件和芯片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功能。电子元件例如包括电容、电阻、三极管、金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，MOSFET)。芯片例如包括微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)、激光驱动芯片、限幅放大器(limiting amplifier)、时钟数据恢复(Clock and Data Recovery，CDR)芯片、电源管理芯片、数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)芯片。

电路板206一般为硬性电路板，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地承载上述电子元件和芯片；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地承载；硬性电路板还可以插入上位机笼子中的电连接器中。

电路板206还包括形成在其端部表面的金手指，金手指由相互独立的多个引脚组成。电路板206插入笼子106中，由金手指与笼子106内的电连接器导通连接。金手指可以仅设置在电路板206一侧的表面(例如图4所示的上表面)，也可以设置在电路板206上下两侧的表面，以适应引脚数量需求大的场合。金手指被配置为与上位机建立电连接，以实现供电、接地、I2C信号传递、数据信号传递等。

当然，部分光模块中也会使用柔性电路板。柔性电路板一般与硬性电路板配合使用，以作为硬性电路板的补充。例如，硬性电路板与光收发组件之间可以采用柔性电路板连接。

光收发组件207包括光发射器件300及光接收器件，光发射器件300被配置为实现光信号的发射，光接收器件被配置为实现光信号的接收。示例地，光发射器件300及光接收器件结合在一起，形成一体地光收发组件，当然本申请实施例中还可以将光发射器件300及光接收器件分开，即光发射器件300及光接收器件不共用壳体。

图5根据一些实施例提供的一种光发射器件的外形结构图。如图5所示，本实施例提供的光发射器件300包括管座310和管帽320，管帽320连接管座310并与管座310形成相对密封的空间，该空间内设置用于产生光信号以及传输光信号的器件，如激光组件、透镜、TEC(Thermo Electric Cooler，半导体致冷器)等。

管座310包括管座本体311和若干管脚，管座本体311的顶部连接管帽320，若干管脚连接管座本体311，且部分管脚的一端伸入到管座310与管帽320形成的空间内，若干管脚包括但不限于用于传输高频信号的高频管脚、用于接地的接地管脚以及用于向TEC供电的第一管脚和第二管脚等。管脚用于方便光发射器件300与电路板206实现电连接。示例地，管脚连接柔性电路板，以通过柔性电路板电连接电路板206。如此，实现光发射器件300与电路板206的电连接，进而实现光发射器件300内其他电学器件与电路板206的电连接，当然本申请实施例中光发射器件300不局限于通过柔性电路板电连接电路板206。管帽320上通常设置光窗，光窗用于透过光发射器件300内产生的光。

图6为根据一些实施例提供的一种光发射器件的局部结构示意图一，图7为根据一些实施例提供的一种光发射器件的局部结构示意图二，图8为图6的分解示意图，图6-图8展示出了光发射器件300摘除管帽320后的结构。如图6-图8所示，在一些实施例中，光发射器件300包括激光组件400，激光组件400用于发射光。当然在本申请一些实施例中，光发射器件300的使用形式不局限于图6所展示的结构，即光发射器件300的内部结构还可以为其他形式。

在本申请一些实施例中，管座本体311的顶部设置TEC330，激光组件400设置在TEC330上。激光组件400通常包括薄片状的基板以及封装设置在基板上器件，进而不便于直接设置在TEC330上，因此为方便激光组件400的设置，TEC330的顶部设置底座340；底座340的底面连接TEC330、底座340的第一侧面用于设置激光组件400，以方便激光组件400在TEC330上的设置且使激光组件400发射的光能够从管帽320的光窗透过。底座340采用热的良导体材料制成，如铜、陶瓷等，进而TEC330能够通过底座340调整激光组件400的温度。

在本申请一些实施例中，管座本体311的顶部还设置转接板350，转接板350上设置金属层以形成电路走线，用于管座310上管脚或管座本体311到激光组件400的电路转接。在本申请实施例中，为了保证激光器芯片420能够正常工作，激光组件400设置在TEC330的上方，进而抬高了激光组件400在管座310上的高度，转接板350用于实现位于管座310上不同高度之间的电连接。转接板350可采用形成有电路图案的陶瓷基板，如AlN陶瓷基板，但不局限于陶瓷基板。示例地，激光组件400打线连接转接板350。

在本申请一些实施例中，管座本体311的顶面上设置立柱，立柱的侧面支撑连接转接板350，用于方便转接板350在管座本体311上的固定，以及保证转接板350在管座本体311上的固定牢固度。

图9为根据一些实施例提供的一种激光组件的结构示意图，图10为根据一些实施例提供的一种激光组件的分解示意图。如图9和10所示，激光组件400包括基板410和设置在基板410上的激光器芯片420。基板410包括非金属化区域和金属化区域，金属化区域用于承载或连接芯片等电器件；如金属化区域用于承载设置激光器芯片420、方便向激光器芯片420供电以及输入高频信号，同时便于使激光器芯片420高频信号线上的阻抗匹配。示例地，激光器芯片420为电吸收调制激光器(Electro-absorption Modulated Maser,EML)，包括电吸收调制器(Electro Absorption Modulator，EAM)和分散式回馈激光二极管(Distributed Feed Back，DFB)，进而激光器芯片420的顶部包括EA正极和DFB正极。

在本申请一些实施例中，激光组件400还包括电容430、匹配电阻440和热敏电阻450，电容430、匹配电阻440和热敏电阻450设置在基板410上。电容430与激光器芯片420中的DFB并联，用于DFB供电电路中的滤波；匹配电阻440与激光器芯片420中的EA并联，用于EA终端匹配；热敏电阻450用于激光组件400的温度采集。

图11为根据一些实施例提供的一种基板的结构示意图，图12为根据一些实施例提供的一种基板的分解示意图。如图11和12所示，在本申请一些实施例中，基板410包括基板本体411以及设置在基板本体411顶面上的第一金属层412、第二金属层413、第三金属层414、第四金属层415、第五金属层416和第六金属层417。第一金属层412、第二金属层413、第三金属层414并列设置在基板本体411顶面上且第二金属层413位于第一金属层412和第三金属层414之间、与第一金属层412和第三金属层414绝缘；第一金属层412、第二金属层413和第三金属层414位于第四金属层415的一侧，第六金属层417位于第四金属层415的另一侧，且第一金属层412、第三金属层414和第六金属层417连接第四金属层415；第五金属层416位于第四金属层415的下方，第五金属层416与第四金属层415绝缘。

图13为根据一些实施例提供的一种激光组件的电连接关系图。如图13所示，在本申请实施例中，激光器芯片420贴装设置在第四金属层415上，即激光器芯片420的负极电连接第四金属层415，激光器芯片420的EA正极打线连接第二金属层413的一端，激光器芯片420的DFB正极打线连接第五金属层416；电容430和热敏电阻450贴装设置在第六金属层417上，即电容430的第一端和热敏电阻450的第一端分别电连接第六金属层417，电容430的第二端打线连接第五金属层416。

在本申请一些实施例中，基板本体411顶面上还设置第一焊盘418和第二焊盘419，第一焊盘418和第二焊盘419设置在第四金属层415和第六金属层417连接区域的上方。第一焊盘418和第二焊盘419之间绝缘，第一焊盘418和第二焊盘419分别与第四金属层415和第六金属层417绝缘。匹配电阻440的第一端电连接第一焊盘418，匹配电阻440的第二端电连接第二焊盘419，第一焊盘418打线连接激光器芯片420的EA正极，第二焊盘419打线连接第四金属层415和第六金属层417连接区域，匹配电阻440、第一焊盘418、第二焊盘419以及打线用于构成激光器芯片420的匹配电路，以便于基于激光器芯片420实际性能参数进行匹配电路的调整。实例地，第二焊盘419通过金线441连接第四金属层415或第六金属层417。

示例地，如图9-图13所示，第四金属层415设置基板本体411顶面上靠近中央的位置，第二金属层413自基板本体411的侧边向第四金属层415倾斜式延伸，便于实现第二金属层413长度的调整以及控制第二金属层413另一端在基板本体411上方的高度，以便于第二金属层413的另一端与转接板350的打线连接。当然本申请实施例中，第二金属层413的倾斜角度不局限于图中所示，具体可根据与转接板350的打线位置以及第四金属层415的设置位置进行选择。

示例地，如图9-图13所示，第五金属层416的一端靠近第六金属层417、另一端靠近第三金属层414和第四金属层415的连接处。结合基板本体411上的空间，第五金属层416为异形结构，靠近第六金属层417的一端宽度相对比较小，靠近第三金属层414和第四金属层415的连接处的另一端宽度相对较大，既能实现第五金属层416与电容430的第二端打线连接，又能控制第五金属层416另一端的面积使第五金属层416能够尽量靠近激光器芯片420的DFB正极，还能方便实现进行激光器芯片420老化实验测试等。当然在本申请实施例中，第五金属层416的布局形状不局限于图9-图11中所展示的形态，还可以结合第三金属层414以及第四金属层415的形态进行适应的变形，如增加第五金属层一端的宽度、减少第五金属层另一度的宽度。

在一些实施例中，如图13所示，第二焊盘419通过三根金线441打线连接第四金属层415和第六金属层417的连接处，三根金线441用于实现激光器芯片420输出端电感调制，即三根金线441等效于电感。在本申请实施例中，通过调整控制金线441的条数、长度以及所连接金属层的形状可调整激光器芯片420输出端的电感，进而通过金线441的条数、长度以及所连接金属层的形状的仿真可获得与实际激光器芯片420相匹配的电感。

图14为根据一些实施例提供一种S11曲线仿真结果示意图，图15为根据一些实施例提供的一种S21曲线的仿真结果示意图。在本申请一些实施例中，激光器芯片420输出端电感调制可在保证S11性能的基础上，保证S21曲线的趋势实现先升高再下降的趋势，高出起始点约0.8～2dB区间内，且3dB带宽满足规格要求，以便于提升激光器芯片420性能。

在一些实施例中，第二焊盘419与第四金属层415通过一根、两根、三根等金线441打线连接，金线441的长度以及金线的根数将影响激光器芯片420输出端的电感，进而影响激光器芯片420带宽。如图14和15所示，根据图14中-10dB以下的发射量以及图15中3dB带宽所达到的量可知，使用3根金线与使用1根金线激光器芯片420的性能稍好，但相差不大，但两者较使用2倍长度的一根金线性能要优秀的多。当使用3根金线，若其中有脱落或线长控制精度不高时，总体的电感影响不大，因此使用3根金线可靠性高。金线441的长度可通过DOE(Design of Experiment，实验设计)找到适合的长度。

图16为根据一些实施例提供的一种管座的结构示意图一，图17为根据一些实施例提供的一种管座的结构示意图二。如图16和17所示，管座310上的管脚包括高频管脚312、接地管脚313、第一管脚314、第二管脚315、第三管脚316和第四管脚317等，高频管脚312、第一管脚314、第二管脚315、第三管脚316和第四管脚317连接管座本体311且与管座本体311绝缘，高频管脚312、第一管脚314、第二管脚315、第三管脚316和第四管脚317的端部凸出于管座本体311的顶面。示例地，管座本体311上设置用于嵌设高频管脚312、第一管脚314、第二管脚315、第三管脚316和第四管脚317的通孔，通孔内设置绝缘物质，如绝缘玻璃胶、黑玻璃等，使高频管脚312、第一管脚314、第二管脚315、第三管脚316和第四管脚317嵌设固定在管座本体311上相应的通孔内；示例地，高频管脚312、第一管脚314等通过黑玻璃粘结固定在管座本体311上相应的通孔内。在本申请一些实施例中，管座310上设置多个接地管脚313，两个或两个以上接地管脚313靠近高频管脚312。

目前TO封装的器件中通常只有一个接地管脚，在具体使用中为保证充足的接地面积，通过渗锡焊连接柔性电路板，然而渗锡焊需要长时间高温焊接柔性板，且容易导致光路偏移、光功率跌落，进而对柔性电路板的设计要求比较高。因此本申请实施例中，通过设置多个接地管脚313以增强管座310的接地，还能在一定程度上减少设计柔性电路板的难度。

在本申请一些实施例中，接地管脚313包括第一接地管脚3131和第二接地管脚3132，第一接地管脚3131和第二接地管脚3132位于高频管脚312的两侧，以便于实现管座310上设置多个接地管脚的布局，增强管座310的接地以保证激光器芯片420的高频性能。示例地，第一接地管脚3131和第二接地管脚3132轴对称的设置在高频管脚312的两侧，当然第一接地管脚3131和第二接地管脚3132还可以不对称的设置在高频管脚312的两侧。

在本申请实施例中，第一接地管脚3131和第二接地管脚3132设置在高频管脚312的两侧，形成GSG管脚设计，进而在高频管脚312用于传输高频信号时，形成GSG传输线形式；且设置第一接地管脚3131和第二接地管脚3132用于连接参考地，如连接柔性电路板上的地，便于实现充分接地以保证管座310的接地性能，进而保证激光器芯片420的高频性能。

图18为根据一些实施例提供的一种管座的剖视图一。如图18所示，在本申请一些实施例中，第一接地管脚3131与管座本体311底面连接处设置第一凸台3133，第二接地管脚3132与管座本体311底面连接处设置第二凸台3134。第一凸台3133和第二凸台3134用于连接柔性电路板，以保证第一接地管脚3131和第二接地管脚3132与柔性电路板的接触面积，使第一接地管脚3131和第二接地管脚3132充分接地，进而保证光发射器件300与柔性电路板焊接连接时的阻抗连续性。示例地，第一凸台3133和第二凸台3134分别为圆形凸台，当然本申请实施例中不局限于圆形凸台。

在本申请一些实施例中，当焊接连接光发射器件300和柔性电路板时，第一凸台3133和第二凸台3134分别穿设在柔性电路板上，以充分地与柔性电路板上的地连接，进而使光发射器件300焊接连接柔性电路板时的阻抗不连续对光发射器件300的高频性能影响最小。

在本申请一些实施例中，管座本体311上设置第一通孔3111以及若干第二通孔3112，高频管脚312嵌设固定在第一通孔3111内，第一管脚314、第二管脚315、第三管脚316和第四管脚317分别通过嵌设固定在对应的第二通孔3112内。在一些实施例中，为便于通过调整高频管脚312的粗细以适应激光组件400的阻抗匹配需求，第一通孔3111的内径应相对偏大。示例地，第一通孔3111的内径大于第二通孔3112的内径。

在本申请实施例中，激光器芯片420为高速激光器，激光器芯片420的高频信号通路上的特征阻抗将直接影响激光器芯片420高频性能。而高频管脚312的直径、长度以及第一通孔3111内黑玻璃等固定高频管脚312所用材料的厚度等影响激光器芯片420的高频信号通路上的特征阻抗，因此本申请中通过将第一通孔3111的内径大于第二通孔3112的内径，以便于进行激光器芯片420的高频信号通路上的特征阻抗的调整控制。

激光器芯片420的高频信号通路上的特征阻抗其中，L表述电感，C表示电容。电感与高频管脚312的直径和长度相关；高频管脚312的直径越小、长度越长，电感越大；高频管脚312的直径越大、长度越短，电感越小。电容与黑玻璃等固定高频管脚312所用材料的厚度d(从高频管脚312表面到第一通孔3111内壁之间的厚度)、介电常数ε以及与高频管脚312的接触面积A相关。示例地，电容C＝(εA)/d，当使用黑玻璃固定高频管脚312时，介电常数ε相对固定，因此影响电容C的是黑玻璃与高频管脚312的接触面积A以及第一通孔3111中黑玻璃的厚度。如此，当高频管脚312的直径越大、第一通孔3111的内径越小，激光器芯片420的高频信号通路上的特征阻抗越小，即高频管脚312的直径和第一通孔3111的内径直接影响激光器芯片420的高频信号通路上的特征阻抗。进而本申请实施例中，通过将第一通孔3111的内径设置相对大些，如第一通孔3111的内径大于第二通孔3112的内径，便于进行黑玻璃与高频管脚312的接触面积A以及第一通孔3111中黑玻璃的厚度调整控制。

图19为根据一些实施例提供一种转接板与管座本体的分解示意图，图20为根据一些实施例提供的一种管座的剖视图二。如图19和20所示，在本申请一些实施例中，管座本体311的顶面上设置立柱318，立柱318电连接管座本体311，立柱318的侧面支撑连接转接板350的背面；立柱318在管座本体311底面上的投影与第二接地管脚3132与管座本体311的连接处有重叠。示例地，立柱318在管座本体311底面上的投影部分覆盖第二凸台3134上，使立柱318的横截面积大于或等于第二凸台3134的横截面积，以便于保证阻抗匹配的连续性。立柱318用于支撑且电连接转接板350的地。在一些实施例中，立柱318和管座本体311一体成型，第一接地管脚3131、第二接地管脚3132和管座本体311一体成型。

在本申请实施例中，转接板350包括转接板本体351以及设置在转接板本体351表面并形成一定图案的金属层，上设置的金属层包括高频金属层352，高频金属层352设置在转接板本体351的正面，远离立柱318。转接板350正面靠近高频管脚312突出于管座本体311顶面的一端，高频金属层352焊接连接高频管脚312。示例地，高频金属层352的下端焊接连接高频管脚312顶部的侧面。焊接可使用金锡焊料，如金、锡比为7：3，当然本申请实施例中不局限于使用金锡焊料，还可以使用其他焊料。在通过焊接连接高频金属层352和高频管脚312时，可根据阻抗匹配要求控制焊接连接处焊料的体积，相较于常规使用打线连接高频金属层352和高频管脚312，使用焊料焊接连接高频金属层352和高频管脚312更加便于实现阻抗匹配。

如图18-图20所示，高频管脚312、第一管脚314、第二管脚315、第三管脚316和第四管脚317凸出于管座本体311顶面的高度可以不同，高频管脚312、第一管脚314、第二管脚315、第三管脚316和第四管脚317凸出于管座本体311顶面的高度具体可根据对应连接的器件的位置进行选择设置。

图21为根据一些实施例提供的一种柔性电路板的结构示意图。如图21所示，本申请实施例提供的光发射器件300还包括柔性电路板370，柔性电路板370设置有用于电连接管座310上各管脚与电路板206的电路图案，以通过柔性电路板370实现管座310上各管脚与电路板206的电连接。

如图21所示，柔性电路板370的一端设置若干连接孔，连接孔内镀金属层，用于嵌设连接对应的管座310上的各管脚。示例地，柔性电路板370上设置有高频连接孔371、第一接地连接孔372、第二接地连接孔373、第一连接孔374、第二连接孔375、第三连接孔376和第四连接孔377等；高频连接孔371位于第一接地连接孔372和第二接地连接孔373之间。

在本申请实施例中，高频连接孔371、第一接地连接孔372、第二接地连接孔373、第一连接孔374、第二连接孔375、第三连接孔376和第四连接孔377均可为圆形通孔，但不局限于圆形通孔，如图21所示，第一接地连接孔372和第二接地连接孔373为椭圆形孔。在一些实施例中，为了便于保证第一凸台3133和第二凸台3134与柔性电路板370接触面积，第一接地连接孔372和第二接地连接孔373的尺寸大于高频连接孔371等的尺寸。

图22为根据一些实施例提供的一种光发射器件与柔性电路板的装配示意图一，图23为根据一些实施例提供的一种光发射器件与柔性电路板的装配示意图二，图24为根据一些实施例提供的一种光发射器件与柔性电路板的装配示意图三，图22-24展示出了管座310与柔性电路板370的装配过程以及装配形态。

如图22-图24所示，管座310上的管脚对应插入柔性电路板370上的连接孔中，如高频管脚312插入高频连接孔371、第一接地管脚3131插入第一接地连接孔372、第二接地管脚3132插入第二接地连接孔373等，使管座310上的管脚与柔性电路板370定位配合；管座310与柔性电路板370装配到位，使柔性电路板370紧贴管座本体311的底部，各连接孔与相应管脚连接管座本体311的根部连接，并通过焊接连接。

图25为根据一些实施例提供的一种光发射器件与柔性电路板的装配示意图四。如图25所示，当将管座310与柔性电路板370装配到位，柔性电路板370紧贴管座310的底部时，第一凸台3133位于第一接地连接孔372中，第二凸台3134位于第二接地连接孔373中。在一些实施例中，第一凸台3133的顶面突出于第一接地连接孔372，第二凸台3134的顶面突出于第二接地连接孔373，即第一凸台3133穿设在第一接地连接孔372中、第二凸台3134穿设在第二接地连接孔373中，以便于使第一接地管脚3131和第二接地管脚3132充分接触连接柔性电路板370上的地。

在本申请一些实施例中，柔性电路板370上的地设置在柔性电路板370远离管座本体311底部的一面，焊接连接第一凸台3133、第二凸台3134和柔性电路板370，使第一接地管脚3131和第二接地管脚3132既能充分接地，又能接地管脚313焊接时的阻抗连续性。

图26为根据一些实施例提供的一种转接板的结构示意图一，图27为根据一些实施例提供的一种转接板的结构示意图二，图28为根据一些实施例提供的一种转接板的结构示意图三，图26-图28展示出了一种转接板各个部分的结构形态。如图26-图28所示，转接板350包括转接板本体351，转接板本体351的正面设置高频金属层352、第一接地金属层353和第二接地金属层354，转接板本体351的第一侧面设置第三接地金属层355，转接板本体351的第二侧面设置第四接地金属层356，转接板本体351的背面设置第五接地金属层357。示例地，高频金属层352、第一接地金属层353、第二接地金属层354、第三接地金属层355、第四接地金属层356和第五接地金属层357采用转接板本体351上镀金形成。

高频金属层352从转接板本体351底部延伸至靠近顶部的侧边位置，以通过高频金属层352实现位于不同高度器件之间的电连接；高频金属层352形状弯折，以方便高频金属层352实现与其他结构或部件的电连接。示例地，高频金属层352包括第一连接部3521、第二连接部3522以及用于平滑连接第一连接部3521和第二连接部3522的第三连接部3523；第一连接部3521位于靠近转接板本体351顶部的侧边，第一连接部3521的端部靠近转接板本体351的第一侧面，用于电连接激光器芯片420；第二连接部3522位于转接板本体351的底部，用于电连接高频管脚312；第三连接部3523用于第一连接部3521和第二连接部3522的延伸。在一些实施例中，为方便高频金属层352与高频管脚312的焊接连接以及保证阻抗匹配的连续性，第二连接部3522的宽度大于第一连接部3521的宽度。

高频金属层352的一侧设置第一接地金属层353、高频金属层352的另一侧设置第二接地金属层354，即高频金属层352位于第一接地金属层353和第二接地金属层354之间，高频金属层352与第一接地金属层353、高频金属层352与第二接地金属层354分别绝缘。

第一接地金属层353电连接第三接地金属层355，并通过第三接地金属层355电连接第五接地金属层357；第二接地金属层354的一侧边电连接第三接地金属层355，第二接地金属层354的另一侧边电连接第四接地金属层356，并通过第四接地金属层356电连接第五接地金属层357，如此使转接板350上的参考地为同一参考地。转接板350的背面用于连接立柱318,且使第五接地金属层357电连接立柱318，使转接板350与管座310共参考地，有助于增强转接板350接地效果。

在申请一些实施例中，转接板本体351的顶部设置半孔3511，半孔3511内设置金属层3512，金属层3512的一端连接第二接地金属层354、另一端第五接地金属层357；当转接板350设置在立柱318上时，金属层3512的另一端连接立柱318。在一些实施例中，半孔3511设置在转接板本体351顶部的中部。通常立柱318的高度小于或等于转接板350的高度，且立柱318成型的边缘具有圆弧面，进而将使第五接地金属层357与立柱318的接触位于多集中在第五接地金属层357的中央，如此将使转接板本体351正面的接地金属层到立柱318距离相对较大，开设半孔3511以及半孔3511内设置金属层3512便于增强第二接地金属层354接地以及有助于缩短有助于第二接地金属层354到立柱318的电连接距离，将进一步增强转接板350接地效果且有效控制转接板350上高频回流地的回流距离，保证转接板350的接地性能。同时，由于转接板本体351通常采用陶瓷材料，相对于在转接板本体351上设置过孔以及通过过孔电连接转接板本体351正面和背面的接地金属层，转接板本体351的顶部设置半孔3511、半孔3511内设置金属层3512更容易被实现。

在本申申请实施例中，为了能够有效控制转接板350到激光器芯片420的打线距离，第一连接部3521的一端延伸至转接板本体351正面与第一侧面的交界处；为保证第一连接部3521与第三接地金属层355的绝缘效果，转接板本体351的第一侧面上设置挖空区域358，挖空区域358位于第一连接部3521一端的侧边，挖空区域358用于第一连接部3521与第三接地金属层355的绝缘。

图29为根据一些实施例提供的一种光发射器件的局部结构的正视图，图30为根据一些实施例提供的一种光发射器件的局部结构示意图三，图29和30示出了光发射器件中的一种电连接关系。如图29和30所示，第一管脚314和第二管脚315打线连接TEC330的两极，用于向TEC330供电；电容430贴装设置在第六金属层417上，使电容430的第一端电连接第六金属层417，电容430的第二端打线连接第三管脚316；热敏电阻450贴装设置在第六金属层417上，使热敏电阻450的第一端电连接第六金属层417，热敏电阻450的第二端打线连接第四管脚317；第二金属层413的另一端打线连接高频金属层352一端的第一连接部3521；第一金属层412的端部打线连接第二接地金属层354，第三金属层414的端部打线连接第一接地金属层353；高频金属层352的第二连接部3522通过焊料359焊接连接高频管脚312。

如图29和30所示，本申请实施例提供的光发射器件300还包括背光探测器360，背光探测器360设置在TEC330的顶部且位于激光器芯片420的下方，用于激光器芯片420的反射光功率检测；管座310上的管脚还包括第五管脚319，第五管脚319设置在管座本体311支撑TEC330位置处的侧边，用于打线连接背光探测器360。示例地，如图29和30所示方向，第五管脚319位于第一管脚314和第二管脚315之间。

如图30所示，背光探测器360倾斜的设置在TEC330的顶部，即背光探测器360的顶面与TEC330顶面不平行，以使背光探测器360的接收光轴与激光器芯片420的光轴不平行，有助于避免背光探测器360发射的光信号串扰影响激光器芯片420发射的光信号。示例地，背光探测器360在TEC330顶部的倾斜角度可设置为3-7°，如背光探测器360在TEC330顶部的倾斜角度为4°，既能保证背光探测器360能够充分接收激光器芯片420的背光，又能保证防串扰的效果。

在本申请一些实施例中，背光探测器360的焊盘朝向第五管脚319，方便背光探测器360打线连接第五管脚319。示例地，背光探测器360的侧边不与TEC330侧边平行或垂直，即正放的背光探测器360旋转一定的角度后设置在TEC330的顶部。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种光模块，其特征在于，包括：

电路板；

光收发组件，电连接所述电路板，所述光收发组件包括光发射器件，所述光发射器件用于接收光信号；

其中，所述光发射器件包括管座、激光组件和柔性电路板，所述管座包括：

管座本体，顶部设置所述激光组件；

高频管脚，嵌设设置在所述管座本体上与所述管座本体绝缘，一端凸出于所述管座本体的顶面并电连接所述激光组件；

第一接地管脚和第二接地管脚，一端嵌设连接所述管座本体且设置在所述高频管脚的两侧，所述第一接地管脚与所述管座本体的连接处设置第一凸台，所述第二接地管脚与所述管座本体的连接处设置第二凸台；

所述柔性电路板上设置高频连接孔、第一接地连接孔和第二接地连接孔，所述高频管脚、所述第一接地管脚和所述第二接地管脚对应嵌设连接所述高频连接孔、所述第一接地连接孔和所述第二接地连接孔，且所述第一凸台嵌设在所述第一接地连接孔内、所述第二凸台嵌设在所述第二接地连接孔内。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述管座本体上设置第一通孔，所述高频管脚嵌设在所述第一通孔内且通过绝缘物质固定，根据所述激光组件高频信号通路上所需的阻抗确定所述第一通孔的内径大小，所述第一通孔的内径大小与所述高频管脚的直径以及所述第一通孔中绝缘物质的厚度相关。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一接地管脚和所述第二接地管脚对称设置在所述高频管脚的两侧；

所述光发射器件还包括转接板，所述转接板包括转接板本体，所述转接板本体的正面设置高频金属层、第一接地金属层和第二接地金属层，所述第一接地金属层位于所述高频金属层的一侧，所述第二接地金属层位于所述高频金属层的另一侧；

所述激光组件包括基板和激光器芯片，所述基板包括基板本体，所述基板本体上设置第一金属层、第二金属层、第三金属层、第四金属层和第五金属层，所述第二金属层位于所述第一金属层和所述第三金属层之间，所述第四金属层位于所述第二金属层的一端且连接所述第一金属层和所述第三金属层；

所述激光器芯片贴装设置在所述第四金属层上，所述激光器芯片的EA正极打线连接所述第二金属层，所述激光器芯片的LD正极打线连接所述第五金属层；

所述转接板设置在所述基板的侧边，所述第一金属层打线连接所述第二接地金属层，所述第二金属层打线连接所述高频金属层，所述第三金属层打线连接所述第一接地金属层，所述高频金属层焊接连接所述高频管脚。

4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述管座本体的顶部还设置立柱，所述立柱电连接所述管座本体；

所述转接板本体的第一侧面设置第三接地金属层，所述转接板的第二侧面设置第四接地金属层，所述转接板的背面设置第五接地金属层，所述第一接地金属层通过所述第三接地金属层电连接所述第五接地金属层，所述第二接地金属层通过所述第四接地金属层电连接所述第五接地金属层；

所述转接板通过所述第五接地金属层连接所述立柱。

5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述转接板的高度大于或等于所述立柱的高度，所述转接板的顶部设置半孔，所述半孔内设置金属层，所述金属层的一端电连接所述第二接地金属层、另一端电连接所述立柱。

6.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述高频金属层包括第一连接部、第二连接部和第三连接部；所述第一连接部的端部靠近所述转接板本体的第一侧面，所述第二连接部位于所述转接板本体的底部，所述第三连接部连接所述第一连接部和所述第二连接部；

所述第一连接部打线连接所述第二金属层，所述第二连接部焊接连接所述高频管脚；

所述第二连接部的宽度大于所述第一连接部的宽度。

7.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述基板本体上还设置有第六金属层，所述第六金属层电连接所述第四金属层；

所述激光组件还包括热敏电阻和电容，所述热敏电阻和所述电容贴装设置在所述第六金属层上，且所述热敏电阻的第一端电连接所述第六金属层以及所述电容的第一端电连接第六金属层，所述电容的第二端打线连接所述第五金属层。

8.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光发射器件还包括TEC和底座，所述TEC设置在所述管座本体的顶部，所述底座设置在所述TEC的顶部，所述激光组件设置所述底座的侧面上。

9.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述管座还包括第三管脚和第四管脚，所述第三管脚和所述第四管脚分别嵌设连接所述管座本体且所述第三管脚和所述第四管脚的一端分别凸出于所述管座本体的顶面；

所述热敏电阻的第二端打线连接所述第四管脚，所述电容的第二端打线连接所述第三管脚。

10.根据权利要求8所述的光模块，其特征在于，所述光发射器件还包括背光探测器，所述背光探测器倾斜设置在所述TEC的顶部，所述背光探测器的焊盘靠近所述TEC的侧边；

所述管座还包括第一管脚、第二管脚和第五管脚，所述第一管脚、所述第二管脚和所述第五管脚分别嵌设连接所述管座本体且所述第一管脚、所述第二管脚和所述第五管脚的一端分别凸出于所述管座本体的顶面；

所述第五管脚位于所述第一管脚和所述第二管脚之间，所述第一管脚和所述第二管脚分别打线连接所述TEC的电极，所述第五管脚打线连接所述背光探测器的焊盘。