CN218675384U - 一种光模块 - Google Patents
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Abstract
本申请提供的光模块中,包括电路板和光接收器件,光接收器件包括管壳,管壳内设有基板,基板表面设有光电探测器和TIA;光接收器件还包括电连接件,电连接件伸入管壳内的一端设有第一焊盘区,第一焊盘区表面设有第一接地焊盘,第一接地焊盘与第一供电焊盘相邻设置,且第一接地焊盘表面设有滤波电容;由于第一接地焊盘与第一供电焊盘相邻设置,则第一供电焊盘与滤波电容之间的打线较短,进而避免高频噪声耦合到TIA的输入端;由于滤波电容直接设置在第一接地焊盘表面,滤波电容与第一接地焊盘之间无需打金线连接,则高频噪声通过滤波电容回流至GND的回流路径电感较小,进而高频噪声顺利地回流至GND上,保证对高频噪声的滤波效果。
Description
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
在一些结构的光模块中,光发射器件和光接收器件相邻设置在同一金属管壳内;由于光发射器件中的驱动芯片摆幅通常较大,进而光发射器件会产生高频电磁辐射;由于光发射器件和光接收器件相邻设置,光发射器件对光接收器件造成串扰,产生的高频电磁辐射被光接收器件接收,高频电磁辐射对光接收器件而言为高频噪声,较大的高频噪声会光接收器件造成串扰。
光接收器件包括光电探测器和跨阻放大器(TIA),光发射器件端发出的高频噪声通过光接收器件的电源网络耦合至光接收器件内部,光接收器件的电源网络主要指TIA的电源网络;高频噪声通过光接收器件的电源网络耦合至光接收器件内部,被TIA的输入端接收,可增大TIA的底噪,降低TIA输入信号和输出信号的信噪比,进而降低光接收器件的光接收灵敏度。
通过电源网络耦合至光接收器件内部的高频噪声还可能通过较长的打线在光接收器件内部进行辐射,造成二次辐射,造成更多的高频噪声被TIA的输入端接收;同时由于高频噪声回流至GND的回流是通过TIA和管壳之间的打线回流,这种回流由于打线较长导致回流路径上存在较大的电感,仅有部分高频噪声回流至GND上,滤波效果不好。
实用新型内容
本申请实施例提供的光模块,通过提供抗干扰能力较强的陶瓷管壳,降低光发射器件对光接收器件的干扰,进而保证光接收器件的灵敏度。
本申请实施例提供的光模块,包括:
电路板;
光接收器件,与所述电路板电连接,包括:
管壳,侧壁设有开口;
基板,设于所述管壳内;
光电探测器,设于所述基板表面,用于将光信号转换为电流信号;
TIA,设于所述基板表面,与所述光电探测器电连接,用于将所述电流信号转换为电压信号,且对所述电压信号进行放大;
电连接件,嵌入所述开口内,与所述基板相邻设置,伸入所述管壳内的一端设有第一焊盘区;
所述第一焊盘区,表面设有:
第一接地焊盘,两侧分别设有第一供电焊盘,面积大于滤波电容尺寸;
所述第一供电焊盘,设于所述第一接地焊盘的一侧,且与所述第一接地焊盘相邻设置,与所述TIA电连接,用于为所述TIA供电;
所述滤波电容,设于所述第一接地焊盘表面,且与所述第一供电焊盘电连接。
本申请提供的光模块中,包括电路板和光接收器件,光接收器件包括管壳,管壳内部设有基板,基板表面分别设有光电探测器和TIA;光接收器件还包括电连接件,电连接件镶嵌至管壳侧壁的开口内;电连接件伸入管壳内的一端设有第一焊盘区,第一焊盘区表面设有第一接地焊盘,第一接地焊盘两侧分别设有第一供电焊盘,第一接地焊盘与第一供电焊盘相邻设置,同时,第一接地焊盘表面设有滤波电容;本申请提供的管壳具有较强的抗干扰能力,具体地,由于第一接地焊盘与第一供电焊盘相邻设置,则第一供电焊盘与滤波电容之间的打线较短,避免滤波电容对高频噪声进行滤波之前高频噪声通过打线进行辐射,即避免二次辐射,进而避免更多地高频噪声耦合到TIA的输入端;由于滤波电容直接设置在第一接地焊盘表面,滤波电容与第一接地焊盘之间无需打金线连接,则高频噪声通过滤波电容回流至GND的回流路径电感较小,进而高频噪声较大程度地回流至GND上,提高滤波电容对高频噪声的滤波效果。本申请通过提供抗干扰能力较强的管壳,降低光发射器件对光接收器件的串扰,进而保证光接收器件的光接收灵敏度。
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为根据一些实施例的一种光通信系统的连接关系图;
图2为根据一些实施例的一种光网络终端的结构图;
图3为根据一些实施例的一种光模块的结构图;
图4为根据一些实施例的一种光模块的分解图;
图5为根据一些实施例的一种光模块的光接收器件的结构图;
图6为根据一些实施例的一种光模块的光接收器件内部的结构图;
图7为根据一些实施例的一种光模块的光接收器件的分解图;
图8为根据一些实施例的一种光模块的光接收器件的截面剖面图;
图9为根据一些实施例的一种光模块的光接收器件的局部结构图;
图10为根据一些实施例的一种光模块的光接收器件的局部结构图;
图11为根据一些实施例的一种光模块的光接收器件的局部分解图;
图12为根据一些实施例的一种光模块的光接收器件的基板、TIA与光电探测器的结构图;
图13为根据一些实施例的一种光模块的光接收器件的基板、TIA与光电探测器的俯视图;
图14为根据一些实施例的一种光模块的光接收器件的电连接件的结构图;
图15为根据一些实施例的一种光模块的光接收器件的局部剖面图;
图16为根据一些实施例的一种光模块的光接收器件的电连接件的焊盘区设置图;
图17为根据一些实施例的一种光模块的光接收器件的电连接件的焊盘区设置俯视图;
图18为根据一些实施例的一种光模块的光接收器件的电连接件的焊盘区打线图;
图19为根据一些实施例的一种光模块的光接收器件的电连接件的焊盘区打线图;
图20为根据一些实施例的一种光模块的光接收器件的整体打线示意图。
具体实施方式
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300,设置在电路板300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为根据一些实施例的一种光模块的结构图,图4为图3的分解图,如图3和图4所示,光模块200包括壳体(shell),设置于壳体内的电路板300及光收发组件400。
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300的金手指从开口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400。
采用上壳体201、下壳体202结合的装配方式,便于将电路板300、光收发组件400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300和光收发组件400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;拉动解锁部件时,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300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300一般为硬性电路板,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300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300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300一侧的表面(例如图4所示的上表面),也可以设置在电路板300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。
光收发组件包括光发射器件410及光接收器件420,光发射器件410被配置为实现光信号的发射,光接收器件420被配置为实现光信号的接收。示例地,光发射器件410及光接收器件420结合在一起,形成一体地光收发组件。由于光发射器件410及光接收器件420相邻设置,光发射器件410对光接收器件420造成串扰,串扰以高频噪声形式存在,光发射器件端发出的高频噪声通过光接收器件的电源网络耦合至光接收器件内部,降低光接收器件的光接收灵敏度。
如图5所示,本申请实施例,光接收器件420包括管壳500,管壳500为陶瓷管壳,本申请实施例提供的管壳500具有较强的抗干扰能力,以降低光发射器件对光接收器件电源网络的干扰,进而保证光接收器件的光接收灵敏度。管壳500包括盖板和底板,管壳500上端设有盖板,管壳500下端设有底板,盖板与管壳500的本体从上端盖合连接,底板与管壳500的本体从底端盖合连接;光接收器件420通过柔性电路板300a与电路板300电连接;柔性电路板300a一端与光接收器件420电连接,另一端与电路板300电连接,具体地,柔性电路板300a的两端分别设有焊盘,通过相应焊盘分别与光接收器件420、电路板300电连接;光接收器件420产生的电信号经柔性电路板300a传递至电路板300表面,光接收器件420通过柔性电路板300a与电路板300建立电连接。管壳500的侧壁设有开口,电连接件900嵌入开口内,电连接件900中的支撑凸台960相对于管壳500突出,支撑凸台960的顶表面设有第三焊盘区,第三焊盘区与设于管壳500内部的第一焊盘区电连接,支撑凸台960的底表面设有第四焊盘区,第四焊盘区与设于管壳500内部的第二焊盘区电连接。为了实现光接收器件420与电路板300的电连接,本申请实施例中,柔性电路板300a设置两个,一柔性电路板300a(第一柔性电路板)一端与支撑凸台960的顶表面电连接,另一端与电路板300电连接,另一柔性电路板300a(第二柔性电路板)一端与支撑凸台的底表面电连接,另一端与电路板300电连接。通过一柔性电路板300a(第一柔性电路板)实现管壳500内部的第一焊盘区电连接至电路板300,通过另一柔性电路板300a(第二柔性电路板)实现管壳500内部的第二焊盘区电连接至电路板300。
本申请实施例中,通过将滤波电容设置在第一接地焊盘的表面,减小高频噪声信号回流路径上的电感,进而使高频噪声顺利回流至GND,保证滤波电容对高频噪声的滤波效果;同时,通过将第一供电焊盘设于第一接地焊盘的一侧,进而缩短滤波电容与第一供电焊盘之间的打线长度,避免高频噪声在光发射器件内部发生二次辐射。最终可以使管壳具有较强的抗干扰能力,降低光发射器件对光接收器件的串扰,以保证光接收器件的光接收灵敏度。
具体地,如图6所示,本申请实施例,光接收器件420包括管壳500,拆除上端的盖板后显示出内部结构,光接收器件420还包括基板600、基板600表面设置的光电探测器700和TIA800、电连接件900。如图7所示,管壳500的侧壁设有开口,如图8所示,电连接件900嵌入开口中;电连接件900与管壳500密封设置,电连接件900可增加管壳500的气密性,实现光接收器件420的气密性封装。基板600为氮化铝基板,氮化铝材质可以增加基板600的导热性能,因此基板600具有良好的散热能力;基板600表面设有光电探测器700和TIA800。由于TIA800为光接收器件420中主要的有供电需求的芯片,且TIA800可为光电探测器700提供电源,因此,光接收器件420的电源网络主要指TIA800端的电源网络。
本申请实施例中,光电探测器700为PD,其将接收到的光信号转换为光电流信号;TIA800设于光电探测器700的侧边,二者近距离设置且打金线连接,TIA800接收光电探测器700产生的光电流信号,并将光电流信号转换为电压信号,并将电压信号进行放大处理。由于光电探测器700产生的光电流信号较小,通常为十几μA级别,即使存在一点点的高频噪声,也会降低光电流信号的信噪比,且TIA800在放大电压信号的同时,会连同高频噪声同步放大,放大后的高频噪声进一步对光接收器件420产生串扰。
光电探测器700表面设有各焊盘,如信号焊盘、供电焊盘、接地焊盘等;TIA表面设有各焊盘,如信号焊盘、供电焊盘、接地焊盘等;电连接件900表面设有各焊盘,如信号焊盘、供电焊盘、接地焊盘等。通过相应焊盘的打金线连接,实现接地或信号的传递。
如图12和图13所示,光电探测器700和TIA800通过打线实现电连接;光电探测器700表面设有第三供电焊盘710和第一信号焊盘720,TIA表面设有第二供电焊盘810和第二信号焊盘820,光电探测器700与TIA800之间的电连接方式为电源-信号-电源形式,第一信号焊盘720两侧分别设有第三供电焊盘710,第二信号焊盘820的两侧分别设有第二供电焊盘810,则相应地第三供电焊盘710与第二供电焊盘810打线以实现电连接,相应地第一信号焊盘720与第二信号焊盘820打线以实现电连接,则光电探测器700和TIA800之间实现信号的传递,且实现通过TIA800为光电探测器700供电。
TIA800表面还设有第四接地焊盘830。
如图9-11所示,基板600与电连接件900近距离设置,基板600表面的光电探测器700产生的光电流信号,经过TIA800的处理后产生的电压信号,通过电连接件900将电压信号传递至柔性电路板300a表面,进而通过柔性电路板300a与电路板300的电连接,将电压信号传递至电路板300表面。基板600与电连接件900近距离设置,则二者之间的打线较短,有利于高频信号及GND信号的传输。
如图14所示,电连接件900包括C型基座和支撑凸台960,支撑凸台960设于C型基座的侧壁上;C型基座的顶端逐级向下凹陷形成第一凹槽940和第二凹槽950,第一凹槽940相对于第二凹槽950更靠近支撑凸台960,则第一凹槽940和第二凹槽950呈台阶设置,第一凹槽940的设置高度相对第二凹槽950更高。C型基座嵌入至管壳500侧壁的开口内,可以使管壳500的气密性增强;支撑凸台960设于管壳500外部,相对于管壳500暴露出来。
电连接件900为陶瓷电路板,且为多层电路板,其内部可设有接地层,电连接件900内部的接地层与柔性电路板300a上的接地焊盘电连接,柔性电路板300a上的接地焊盘与电路板300上的接地焊盘电连接。
如图15所示,第一凹槽940、第二凹槽950、支撑凸台960的上下表面分别设有第一焊盘区910、第二焊盘区920、第三焊盘区930、第四焊盘区;第四焊盘区设于第三焊盘区930的对端;第一焊盘区910及第三焊盘区930处于同一水平面,第二焊盘区920与第一焊盘区910同样呈台阶设置,第二焊盘区920的设置高度小于第一焊盘区910的设置高度。第一焊盘区910与第二焊盘区920呈台阶设置,则第一焊盘区910与第二焊盘区920表面的焊盘相对错开,使得第二焊盘区920上的各焊盘相对第一焊盘区910上的各焊盘相对错开,实现各焊盘之间的避让,这样可方便打线,且打线之间更具层次。本申请实施例中,伸入管壳500内部的结构中设置第一焊盘区910和第二焊盘区920,以设置较多的焊盘,满足打线需要;当然也可以根据实际需要设置更多的焊盘区,各焊盘区同样分层、错开,即呈台阶式设置。
第一焊盘区910与第三焊盘区930电连接,然后经一柔性电路板300a(第一柔性电路板)电连接至电路板300;第二焊盘区920与第四焊盘区电连接,然后经另一柔性电路板300a(第二柔性电路板)电连接至300。
如图16-图18所示,第一焊盘区910包括第一接地焊盘911、第一供电焊盘913;第一接地焊盘911表面设有滤波电容912。第一接地焊盘911一侧设有第一金属过孔9111,另一侧设有滤波电容912;第一金属过孔9111与电连接件900内部的接地层电连接,电连接件900内部的接地层与柔性电路板300a上的接地焊盘电连接,柔性电路板300a上的接地焊盘与电路板300上的接地焊盘电连接,进而实现第一接地焊盘911与电路板300上的接地焊盘电连接,将第一接地焊盘911电连接至GND。由于滤波电容912设置在第一接地焊盘911表面,因此第一接地焊盘911用于为滤波电容912提供信号回流路径,以保证滤波电容912将高频噪声回流至GND。滤波电容912用于将光发射器件410产生的高频噪声通过信号回流路径回流至GND,将高频噪声转换为热噪声,降低高频噪声对光接收器件420的干扰。第一供电焊盘913用于为TIA800供电,具体地,第一供电焊盘913与TIA800表面设置的第二供电焊盘810电连接,以向TIA800供电。
进一步,第一接地焊盘911的设置尺寸大于第一供电焊盘913的尺寸,且第一接地焊盘911的面积大于滤波电容912的尺寸以承载滤波电容912,为滤波电容912提供信号回流路径;相关现有技术中,第一接地焊盘911所处的位置通常设有焊盘,这些焊盘可根据用户需要自定义为接地焊盘或信号焊盘,当用户根据需要将这些焊盘设置为信号焊盘时,则其表面不可设置滤波电容,为此,本申请实施例中,将这些焊盘确定为接地焊盘,用于放置滤波电容。
第一接地焊盘911、第一供电焊盘913之间的设置方式可以为,从第一焊盘区910的一端至另一端分别设有:一第一接地焊盘911、连续设置的两个第一供电焊盘913、一第一接地焊盘911、连续设置的两个第一供电焊盘913、一第一接地焊盘911、连续设置的两个第一供电焊盘913、一第一接地焊盘911、连续设置的两个第一供电焊盘913、一第一接地焊盘911;即第一焊盘区910设置的第一接地焊盘911数量为5,设置的第一供电焊盘913数量为8;两个第一接地焊盘911之间设有连续两个第一供电焊盘913,则保证任一第一供电焊盘913都可打金线连接至第一接地焊盘911,且保证二者之间的打线长度较短。以本申请为400G光模块为例,则TIA包括4个传输通道,此时TIA所需的供电焊盘为中间设置的4个第一供电焊盘913;其余的第一供电焊盘913可以为光电探测器为APD(雪崩光电二极管)时,为APD提供所需要的电源电压;其余的第一供电焊盘913相应位置处的焊盘也可设置为非供电焊盘,比如设置于直流的信号焊盘。
滤波电容912用于将高频噪声通过信号回流路径回流至GND,将高频噪声转换为热噪声传递出去,以降低高频噪声对光接收器件420的串扰。具体地,滤波电容912的滤波效果受信号回流路径电感大小的影响,信号回流路径电感大小与滤波电容与GND之间的打线长度有关系,当打线长度较长时,信号回流路径电感较大,则导致仅有部分高频噪声回流至GND;因此,为了保证高频噪声回流效率,需减小滤波电容与GND之间的打线长度。相关现有技术中,通过将滤波电容设置在基板600表面,然后通过TIA800表面的接地焊盘进行信号回流,由于滤波电容与TIA800表面的接地焊盘具有一定距离,导致信号回流路径存在一定电感,导致GND的阻抗较大,引起GND的地弹噪声,导致滤波失效。为此本申请实施例中,通过将滤波电容912设于第一接地焊盘911表面,则滤波电容与第一接地焊盘911之间避免打线,进而信号回流路径中电感很小,GND的阻抗较小,这样高频噪声可顺利抵回流至GND,更多的高频噪声回流至GND,避免地弹噪声,进而增强滤波电容912对高频噪声的滤波效果,避免光发射器件410对光接收器件420的串扰,保证光接收器件420的光接收灵敏度。
本申请实施例中,第一供电焊盘913设于第一接地焊盘911的一侧,第一接地焊盘911与第一供电焊盘913相邻设置,第一接地焊盘911与第一供电焊盘913打金线连接,由于二者近距离设置,则第一接地焊盘911与第一供电焊盘913的打线长度较短;滤波电容912设于第一接地焊盘911表面,则滤波电容912与第一供电焊盘913的打线长度较短。由于高频噪声通过光接收器件420的电源网络进行传输,而由于TIA800为光接收器件420的主要芯片,因此光接收器件420的电源网络主要为TIA800的电源网络,即第一供电焊盘913。进一步,滤波电容912与第一供电焊盘913之间的打线距离可能会噪声高频噪声的二次辐射。相关现有技术中,将滤波电容912设于基板600表面,滤波电容912与第一供电焊盘913之间的打线长度较长,超过4000μm,而4000μm的打线对高频信号而言,是一个比较容易发生辐射的天线,因此,导致高频噪声沿着滤波电容912与第一供电焊盘913之间的打线发生二次辐射,该二次辐射发生在对高频噪声滤波之前,二次辐射产生的噪声被TIA800的输入端接收,进而干扰到光电探测器700产生的光电流信号的信噪比,进而降低光接收器件420的光接收灵敏度。为此本申请实施例中,将第一供电焊盘913设于第一接地焊盘911的一侧,然后将滤波电容912设于第一接地焊盘911的表面,则滤波电容912与第一供电焊盘913的打线长度较短,进而避免发生二次辐射。
从上述可得,本申请实施例中,通过将滤波电容912设于第一接地焊盘911表面,为滤波电容912提供电感较小的信号回流路径,提高滤波电容912对高频噪声的过滤效果;通过将第一供电焊盘913设于第一接地焊盘911的一侧,然后将滤波电容912设于第一接地焊盘911的表面,避免二次辐射的发生,降低高频噪声对光接收器件420的进一步干扰。因此,本申请实施例提供的管壳500具有较强的抗干扰能力,以保证光接收器件420的灵敏度。
本申请实施例中,通过优化信号回流路径及避免二次辐射,降低高频噪声对光接收器件420的干扰。本申请实施例中,高频噪声刚进入管壳500内部,即可对电源网络进行滤波处理。
第二焊盘区920,设于第一焊盘区910的下方,且与第一焊盘区910错开设置,包括第二接地焊盘921、第一高频信号焊盘922;第二接地焊盘921表面设有第二金属过孔9211,第二金属过孔9211与电连接件900内部的接地层电连接,电连接件900内部的接地层与柔性电路板300a上的接地焊盘电连接,柔性电路板300a上的接地焊盘与电路板300上的接地焊盘电连接,进而实现第二接地焊盘921与电路板300上的接地焊盘电连接,将第二接地焊盘921电连接至GND;然后第二接地焊盘921与TIA表面的第四接地焊盘830电连接,以实现TIA的接地;第一高频信号焊盘922用于传输高频信号,具体地,TIA800转换出来的电压信号经第一高频信号焊盘922传递至柔性电路板300a,进而将电压信号传递至电路板300。
第三焊盘区930,与第一焊盘区910电连接,设于支撑凸台960的顶表面,相对于管壳500突出出来,与第一焊盘区910处于同一水平高度上,用于实现电连接件900与柔性电路板300a一端的电连接,包括第三接地焊盘931、第四供电焊盘932,第一接地焊盘911、第二接地焊盘921分别通过第一金属过孔9111、第二金属过孔9211与电连接件900内部的接地层电连接,然后电连接件900内部的接地层与第三接地焊盘931电连接,第三接地焊盘931与柔性电路板300a一端的接地焊盘电连接,柔性电路板300a另一端的接地焊盘与电路板300表面的接地区域GND(如接地焊盘)电连接,进而分别将第一接地焊盘911、第二接地焊盘921电连接至电路板上的GND,以分别实现为滤波电容912提供回流路径、TIA800的接地。第四供电焊盘932的侧边与第一供电焊盘913电连接,顶面与柔性电路板300a(第一柔性电路板)一端的供电焊盘电连接,然后经柔性电路板300a(第一柔性电路板)另一端的供电焊盘电连接,进而与电路板300上的供电焊盘电连接。
第四焊盘区,与第二焊盘区920电连接,设于支撑凸台960的底表面;即第三焊盘区930与第四焊盘区分别设于支撑凸台960的上下两个表面;一柔性电路板300a与第三焊盘区930电连接,实现与第三焊盘区930电连接的第一焊盘区910,电连接至电路板300;另一柔性电路板300a与第四焊盘区电连接,实现与第四焊盘区电连接的第二焊盘区920,电连接至电路板300。进一步,第四焊盘区设有第二高频信号焊盘,第二高频信号焊盘与第一高频信号922电连接,第二高频信号焊盘与另一柔性电路板300a(第二柔性电路板)一端设置的高频信号焊盘电连接,然后经柔性电路板300a(第二柔性电路板)另一端设置的高频信号焊盘电连接,进而与电路板300上的高频信号焊盘电连接。第四焊盘区还设有第五接地焊盘,第五接地焊盘与第二接地焊盘921电连接,第五接地焊盘与与另一柔性电路板300a(第二柔性电路板)一端设置的接地焊盘电连接,然后经柔性电路板300a(第二柔性电路板)另一端设置的接地焊盘电连接,进而与电路板300上的接地焊盘电连接。
如图19-20所示,滤波电容912设于第一接地焊盘911表面,以减小高频噪声信号回流路径上的电感;滤波电容912与相邻的第一供电焊盘913打金线连接,以避免二次辐射的发生;第二接地焊盘921与TIA表面的第四接地焊盘830打金线连接,以实现TIA的接地;第一信号焊盘720两侧分别设有第三供电焊盘710,第二信号焊盘820的两侧分别设有第二供电焊盘810,则相应地第三供电焊盘710与第二供电焊盘810打线以实现电连接,相应地第一信号焊盘720与第二信号焊盘820打线以实现电连接,则光电探测器700和TIA800之间实现信号的传递,且实现通过TIA800为光电探测器700供电。
本申请实施例中,第一供电焊盘913、滤波电容912设于同一区域(第一焊盘区),与传统技术中将第一供电焊盘913、滤波电容912设于不同区域相比较,将第一供电焊盘913、滤波电容912设于同一区域可以明显缩短二者之间的打线距离,以避免高频噪声沿着二者之间的金线发生二次辐射,对光接收器件造成影响。
本申请实施例中,滤波电容设于第一接地焊盘911的表面,与传统技术中GND的回流通过TIA的打线回流相比较,将滤波电容设于第一接地焊盘911的表面,滤波电容与第一接地焊盘之间无需打金线连接,则高频噪声通过滤波电容回流至GND的回流路径电感较小,进而高频噪声较大程度地回流至GND上,保证对高频噪声的滤波效果。
本申请实施例中,由于第一接地焊盘与第一供电焊盘相邻设置,则第一供电焊盘与滤波电容之间的打线较短,避免滤波电容对高频噪声进行滤波之前高频噪声通过打线进行辐射,即避免二次辐射,进而避免更多地高频噪声耦合到TIA的输入端;由于滤波电容直接设置在第一接地焊盘表面,滤波电容与第一接地焊盘之间无需打金线连接,则高频噪声通过滤波电容回流至GND的回流路径电感较小,进而高频噪声较大程度地回流至GND上,保证对高频噪声的滤波效果。因此,本申请实施例提供的管壳500具有较强的抗干扰能力,以保证光接收器件420的灵敏度。
本申请实施例中,一方面,通过将滤波电容设置在第一接地焊盘的表面,减小高频噪声信号回流路径上的电感,进而使高频噪声顺利回流至GND,保证滤波电容对高频噪声的滤波效果;另一方面,通过将第一供电焊盘设于第一接地焊盘的一侧,进而缩短滤波电容与第一供电焊盘之间的打线长度,避免高频噪声在光发射器件内部发生二次辐射。最终可以使管壳具有较强的抗干扰能力,降低光发射器件对光接收器件的串扰,以保证光接收器件的光接收灵敏度。
以上所述,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,想到变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种光模块,其特征在于,包括:
电路板;
光接收器件,与所述电路板电连接,包括:
管壳,侧壁设有开口;
基板,设于所述管壳内;
光电探测器,设于所述基板表面,用于将光信号转换为电流信号;
TIA,设于所述基板表面,与所述光电探测器电连接,用于将所述电流信号转换为电压信号,且对所述电压信号进行放大;
电连接件,嵌入所述开口内,与所述基板相邻设置,伸入所述管壳内的一端设有第一焊盘区;
所述第一焊盘区,表面设有:
第一接地焊盘,两侧分别设有第一供电焊盘,面积大于滤波电容尺寸;
所述第一供电焊盘,设于所述第一接地焊盘的一侧,且与所述第一接地焊盘相邻设置,与所述TIA电连接,用于为所述TIA供电;
所述滤波电容,设于所述第一接地焊盘表面,且与所述第一供电焊盘电连接。
2.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述电连接件包括C型基座和第三支撑台面,支撑凸台设于所述C型基座的侧边;
所述C型基座,设于所述管壳内部,包括呈台阶设置的第一凹槽和第二凹槽;
所述第一凹槽,为所述C型基座本体凹陷而成,表面设有所述第一焊盘区;
所述第二凹槽,为所述C型基座本体凹陷而成,设于所述第一凹槽下方,表面设有第二焊盘区;
第一焊盘区,设于所述第一凹槽表面;
第二焊盘区,设于所述第二凹槽表面,包括第二接地焊盘,所述第二接地焊盘通过与所述TIA的接地焊盘电连接,以实现所述TIA的接地;
第三焊盘区,设于所述支撑凸台的顶表面,一端与所述第一焊盘区电连接,另一端与第一柔性电路板电连接,通过所述第一柔性电路板电连接至所述电路板;
第四焊盘区,设于所述支撑凸台的底表面,一端与所述第二焊盘区电连接,另一端与第二柔性电路板电连接,通过所述第二柔性电路板电连接至所述电路板。
3.根据权利要求2所述的光模块,其特征在于,
所述第一焊盘区,设有所述第一接地焊盘、所述第一供电焊盘;
所述第三焊盘区,与所述第一焊盘区电连接,设有第三接地焊盘、第四供电焊盘;
所述第一接地焊盘,与所述第三接地焊盘电连接;
所述第一供电焊盘,与所述第四供电焊盘电连接。
4.根据权利要求3所述的光模块,其特征在于,
所述第二焊盘区,设有所述第二接地焊盘、第一高频信号焊盘;
所述第四焊盘区,与所述第二焊盘区电连接,设有第五接地焊盘、第二高频信号焊盘;
所述第二接地焊盘,与所述第五接地焊盘电连接;
所述第一高频信号焊盘,与所述第二高频信号焊盘电连接。
5.根据权利要求3所述的光模块,其特征在于,所述电连接件的内部设有接地层;
所述第一接地焊盘,设有第一金属过孔,通过所述第一金属过孔与所述接地层电连接;
所述第二接地焊盘,设有第二金属过孔,通过所述第二金属过孔与所述接地层电连接;
所述接地层与所述第三接地焊盘电连接,所述第三接地焊盘与所述第一柔性电路板一端的接地焊盘电连接,然后经所述第一柔性电路板另一端的接地焊盘,电连接至所述电路板的GND。
6.根据权利要求4所述的光模块,其特征在于,所述TIA表面设有第四接地焊盘和第二供电焊盘;
所述第四接地焊盘,与所述第二接地焊盘电连接,所述第二接地焊盘与所述第五接地焊盘电连接,然后通过所述第二柔性电路板电连接至所述电路板的GND,以实现所述TIA的接地;
所述第二供电焊盘,与所述第一供电焊盘电连接,所述第一供电焊盘与所述第四供电焊盘电连接,然后通过所述第一柔性电路板电连接至所述电路板的供电焊盘,以实现向所述TIA供电;
所述光电探测器表面设有第三供电焊盘;
所述第三供电焊盘,与所述第二供电焊盘电连接,以实现通过所述TIA向所述光电探测器供电。
7.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述第一供电焊盘包括第一供电焊盘阵列和第二供电焊盘阵列;
第一供电焊盘阵列的两侧分别设有第一滤波电容和第二滤波电容;
第二供电焊盘阵列的两侧分别设有所述第二滤波电容和第三滤波电容。
8.根据权利要求6所述的光模块,其特征在于,所述第四接地焊盘与所述第二接地焊盘之间的距离相对于所述第四接地焊盘与所述第一接地焊盘之间的距离更近。
9.根据权利要求2所述的光模块,其特征在于,所述第一凹槽的表面与所述支撑凸台的表面处于同一水平面。
10.根据权利要求6所述的光模块,其特征在于,所述滤波电容与所述第一供电焊盘之间打金线连接;
所述第一供电焊盘与所述第二供电焊盘打金线连接。
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