CN215418958U - 一种用于光模块的同轴光器件及光模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于光模块的同轴光器件及光模块，同轴光器件，包括：光器件本体，设置于光器件本体上的第一管脚(12)和第二管脚(18)，所述第一管脚(12)和第二管脚(18)之间设置有PD和支撑PD的第一垫块；所述第一垫块中与PD电连接的第一区域与第一垫块中其他区域绝缘，且所述第一垫块中其他区域的表面为导电体，且导电体的电位与所述光器件本体的电位相同。本申请中对第一垫块的尺寸进行了优化，可以给突出的高速引脚一个参考地平面，形成更短的信号回流路径，进而降低该高速阻抗的阻抗突变，提高了同轴光器件的传输带宽。

Description

一种用于光模块的同轴光器件及光模块

技术领域

本实用新型涉及光通信技术领域，尤其涉及一种用于光模块的同轴光器件及光模块。

背景技术

光模块作为光通信领域的重要有源器件，随着技术的发展，信号的传输速率从几百M/bps到几十G/bps演变，其中光器件也演变出不同的封装形式，同轴光器件因为其成熟的制造工艺，全自动的封装平台，巨大的成本优势和更高的产品可靠性，在光模块中得到广泛的应用。因为同轴封装的诸多的优点和产业链的成熟的，行业内也在设法将低速类已经海量生产的同轴管座封装运用到更高速率的产品中去，降低模块成本，如何提升低速类同轴封装器件的信号传输带宽是目前面临的巨大挑战。

如图1所示，是传统的2.5G/bps及10G/bps同轴封装的光器件。高速信号由同轴器件的管壳1的输出引脚(如高速引脚3和同轴管座引脚9)，通过绑线(如第一绑线4和第二绑线8)连接到激光器6的正极和负极。

由于激光器6的低阻抗特性，高速链路中需要采用差分50ohm的传输线设计，同轴管壳1内部的高速引脚3通过填充低损耗的玻璃材质能够控制到50ohm传输线要求的±5ohm的公差范围内，但是突出于管壳1的高速引脚3和同轴管座引脚9，第一绑线4、第二绑线8的阻抗是很难控制在要求的范围内，整个器件的链路反射会比较大。

此外，在当前同轴光器件中，高速引脚3和同轴管座引脚9突出的部分没有一个参考平面进行信号回流，会导致此处的阻抗非常大。针对10G及以下的速率的信号，由于信号的上升沿时间比较缓慢，对阻抗的要求不高，通过驱动(Driver)的一些信号补偿功能，能够满足信号的要求，但是对于25Gbps或以上的高速信号，这种连接方式无法满足当前的带宽要求。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种用于光模块的同轴光器件及光模块。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

第一方面，本实用新型实施例提供一种用于光模块的同轴光器件，包括：

光器件本体，设置于光器件本体上的第一管脚和第二管脚，所述第一管脚和第二管脚之间设置有PD和支撑PD的第一垫块；所述第一垫块中与PD电连接的第一区域与第一垫块中其他区域绝缘，且所述第一垫块中其他区域的表面为导电体，且导电体的电位与所述光器件本体的电位相同。

可选地，所述第一垫块为长方体结构或正方体结构，且所述第一垫块的上表面为与PD电连接的第一区域，所述第一垫块中其他区域为除上表面之外的其他五个表面。

可选地，所述第一垫块为导体，所述导体的第一表面设置有绝缘层，所述绝缘层的上方设置有导电层，所述导电层为与所述PD电连接的第一区域，所述导体与所述光器件本体导通。

可选地，所述第一垫块包括：绝缘本体、位于绝缘本体上表面的第一镀金层，位于绝缘本体其他五个表面的第二镀金层；

所述第一镀金层和第二镀金层绝缘，且所述第二镀金层与所述光器件本体导通。

可选地，所述第一垫块与第一管脚之间的距离为0.15至0.20mm；

所述第一垫块与第二管脚之间的距离为0.15至0.20mm；

所述第一垫块的厚度为0.40至0.55mm。

可选地，所述第一管脚和激光器的第二垫块之间设置有至少三根以上的第一绑线，且每一第一绑线的长度小于0.5mm；

所述第二管脚和激光器的第二垫块之间设置有至少三根以上的第二绑线，且每一第二绑线的长度小于0.5mm；

所述第二垫块与第一垫块绝缘。

可选地，所述第一绑线的数量和第二绑线的数量相同，且长度相同。

可选地，所述第一垫块的下表面通过导电银胶固定在所述光器件本体上。

第二方面，本实用新型还提供一种光模块，包括：上述第一方面任一所述的用于光模块的同轴光器件。

可选地，所述同轴光器件实现所述光模块传输25G/bps及以上的光信号。

(三)有益效果

本实用新型中针对管壳突出部分的高速引脚，通过改变监控PD下的第一垫块(如图1中的监控PD 5下方的第一垫块2)的结构，并优化垫块的尺寸，实现给突出的高速引脚一个参考地平面，形成更短的信号回流路径，降低此位置的阻抗突变，进一步优化同轴光器件的传输带宽。

进一步地，本实用新型改变激光器下的第二垫块(如图1中的激光器6下方的第二垫块7)的结构，使其表层存在两个镀金焊盘，并将两个镀金焊盘设计成单端25ohm的阻抗，并且扩大激光器下方第二垫块的长度和宽度，以增加绑线的数量，缩短绑线的长度，极大改善绑线的感性分量，优化同轴光器件的传输带宽。

附图说明

图1为现有技术中低速同轴光器件的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的同轴光器件的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的同轴光器件的第一垫块的侧视图；

图4为本实用新型实施例的第一垫块的爆炸图；

图5为三种封装SDD21带宽对比的示意图；

图6为三种封装链路阻抗测试对比的示意图。

附图标记说明：

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本实用新型提出一种基于现有海量生产，成本低廉的同轴光器件，通过封装设计的优化，提升整个组件的带宽，能够应用于单通道25G/bps类的光模块应用，极大的降低了光模块成本。

本施例提供一种用于光模块的同轴光器件，包括：光器件本体(即同轴光器件的管壳10)，设置于光器件本体上的第一管脚(即用于连接激光器负极的高速引脚12)和第二管脚(即用于连接激光器正极的同轴管座引脚18)，所述第一管脚和第二管脚之间设置有PD14和支撑PD的第一垫块11；所述第一垫块11中与PD 14电连接的第一区域(如第一垫块的上表面23)与第一垫块中其他区域(如下表面26、前表面25、后表面24、侧壁22等)绝缘，且所述第一垫块中其他区域的表面为导电体(例如可为镀金表面等)，且导电体的电位与所述光器件本体的电位相同。通常，可第一垫块的下表面通过导电银胶固定在所述光器件本体上，实现导电体的电位与所述光器件本体的电位相同，即均为GND电位。

图2中示出的第一垫块为长方体结构或正方体结构，如图3和图4所示，且所述第一垫块的上表面23为与PD电连接的第一区域，所述第一垫块中其他区域为除上表面之外的其他五个表面即侧壁22、后表面24、前表面25、下表面26，如图3所示。

在具体实现过程中，第一垫块11可为导体材质制备的，该导体的第一表面设置有绝缘层，所述绝缘层的上方设置有导电层，所述导电层为与所述PD电连接的第一区域，所述导体与所述光器件本体导通。

在另一可能的实现方式中，第一垫块包括：绝缘本体、位于绝缘本体上表面的第一镀金层，位于绝缘本体其他五个表面的第二镀金层；

所述第一镀金层和第二镀金层绝缘，且所述第二镀金层与所述光器件本体导通。

为更好的进行仿真测试，本实施例中对第一垫块和第一管脚之间的距离进行多次调整和测试，其仿真测试结果显示第一垫块的厚度19为0.40至0.55mm，且第一垫块11分别与第一管脚、第二管脚之间的距离20为0.15至0.20mm，为此可增加引脚容性分量，降低此位置的阻抗突变，进一步优化同轴光器件的传输带宽。

需要说明的是，本实施例中，所述第二垫块16与第一垫块11绝缘，第一垫块11是和光器件本体导通，实现同电位。

由此，针对管壳突出部分的高速引脚，通过改变监控PD 14下的第一垫块11的结构(如表面镀金处理或者材质更改为导体等)，并优化垫块的尺寸，实现给突出的高速引脚一个参考地平面，形成更短的信号回流路径，降低此位置的阻抗突变，进一步优化同轴光器件的传输带宽。

进一步地，为了更好的优化同轴光器件的传输带宽，本实施例中对激光器下方的第二垫块16进行了优化设计，使其表层存在两个镀金焊盘(该焊盘用于与两个管脚实现电连接)，并将两个镀金焊盘设计成单端25ohm的阻抗，并且扩大激光器下方第二垫块16的长度和宽度，以增加绑线的数量，缩短绑线的长度，极大改善绑线的感性分量，优化同轴光器件的传输带宽。

具体地，在本实施例中，所述第一管脚和激光器15的第二垫块16之间设置有至少三根以上的第一绑线13，且每一第一绑线13的长度小于0.5mm；

所述第二管脚和激光器的第二垫块16之间设置有至少三根以上的第二绑线17，且每一第二绑线17的长度小于0.5mm。

在实际应用中，所述第一绑线13的数量和第二绑线17的数量相同，且长度相同。

上述改进后的同轴光器件，通过使用3D电磁仿真软件优化，相对于传统的封装形式，如果只优化激光器垫块及绑线设计，3dB带宽可以优化到32GHz左右，优化激光器下方的第二垫块和监控PD下方的第一垫块后，3dB带宽可以继续提升4GHz，同轴光器件带宽也得到明显提升，能够更好的提升产品的良率，其显示性能的数据如图5和图6，图5中示出了SDD21性能的变化过程，其中最下方的实线为现有图1所示结构的测试数据，中间的虚线为仅仅优化了激光器下方第二垫块的结构的测试数据，最顶端的点状虚线为本实施例中的优化第一垫块和第二垫块之后的结构的测试数据，由此可知，本实施例中的结构的SDD21的性能最优。

图6中最顶端的点状虚线为现有图1所示结构的封装链路阻抗测试数据，中间线段性虚线为仅仅优化了激光器下方第二垫块的结构的封装链路阻抗测试数据，最下端的实线为本实施例中的优化第一垫块和第二垫块之后的结构的封装链路阻抗测试数据，从图6的比对中可知，本申请的阻抗最低，且性能最优。

另一方面，本实用新型实施例还提供一种光模块，该光模块包括：上述任意实施例所述的用于光模块的同轴光器件，该同轴光器件实现所述光模块传输25G/bps及以上的光信号。

本实用新型的光模块提升了应用中发射端的性能，较好的应用于中高端的器件中。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何附图标记理解成对权利要求的限制。词语“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。词语第一、第二、第三等的使用，仅是为了表述方便，而不表示任何顺序。可将这些词语理解为部件名称的一部分。

此外，需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种修改和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也应该包含这些修改和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于光模块的同轴光器件，包括：光器件本体，设置于光器件本体上的第一管脚(12)和第二管脚(18)，所述第一管脚(12)和第二管脚(18)之间设置有PD和支撑PD的第一垫块；其特征在于，所述第一垫块中与PD电连接的第一区域与第一垫块中其他区域绝缘，且所述第一垫块中其他区域的表面为导电体，且导电体的电位与所述光器件本体的电位相同。

2.根据权利要求1所述的用于光模块的同轴光器件，其特征在于，所述第一垫块为长方体结构或正方体结构，且所述第一垫块的上表面为与PD电连接的第一区域，所述第一垫块中其他区域为除上表面之外的其他五个表面。

3.根据权利要求1或2所述的用于光模块的同轴光器件，其特征在于，

所述第一垫块为导体，所述导体的第一表面设置有绝缘层，所述绝缘层的上方设置有导电层，所述导电层为与所述PD电连接的第一区域，所述导体与所述光器件本体导通。

4.根据权利要求2所述的用于光模块的同轴光器件，其特征在于，

所述第一垫块包括：绝缘本体、位于绝缘本体上表面的第一镀金层，位于绝缘本体其他五个表面的第二镀金层；

所述第一镀金层和第二镀金层绝缘，且所述第二镀金层与所述光器件本体导通。

5.根据权利要求1所述的用于光模块的同轴光器件，其特征在于，

所述第一垫块与第一管脚(12)之间的距离为0.15至0.20mm；

所述第一垫块与第二管脚(18)之间的距离为0.15至0.20mm；

所述第一垫块的厚度为0.40至0.55mm。

6.根据权利要求1所述的用于光模块的同轴光器件，其特征在于，

所述第一管脚和激光器的第二垫块之间设置有至少三根以上的第一绑线，且每一第一绑线的长度小于0.5mm；

所述第二管脚和激光器的第二垫块之间设置有至少三根以上的第二绑线，且每一第二绑线的长度小于0.5mm；

所述第二垫块与第一垫块绝缘。

7.根据权利要求6所述的用于光模块的同轴光器件，其特征在于，

所述第一绑线的数量和第二绑线的数量相同，且长度相同。

8.根据权利要求1所述的用于光模块的同轴光器件，其特征在于，

所述第一垫块的下表面通过导电银胶固定在所述光器件本体上。

9.一种光模块，包括：上述权利要求1至8任一所述的用于光模块的同轴光器件。

10.根据权利要求9所述的光模块，其特征在于，所述同轴光器件实现所述光模块传输25G/bps及以上的光信号。

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