CN220983573U - 一种光模块 - Google Patents
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Abstract
本公开提供的光模块中,第一芯片和第二芯片位于电路板表层,电路板除了包括表层外还包括第一内层及第二内层。本申请通过在第一内层分别对第一过孔焊盘、第三过孔焊盘进行转向,转向至第二过孔焊盘与第四过孔焊盘之间的连线与第三差分引脚与第四差分引脚之间的连线平齐且长度相同,此时根据转向后的过孔焊盘朝向第二内层经第二内层垂直朝向第二芯片所在的表层打孔时,可保证在第二芯片所在表层的差分信号走线之间平行且长度相同,且可避免走线出现弧度,从而提高高频信号传输性能。同时,在第一过孔焊盘与第二过孔焊盘间的第一走线、第三过孔焊盘与第四过孔焊盘间的第二走线均起到电感效果,进而可补偿阻抗,从而进一步提高高频信号传输性能。
Description
技术领域
本公开涉及光通信技术领域,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的发展,光通信技术的进步变的愈加重要。在光通信技术中,光模块作为光通信设备中的关键器件之一,可以实现光电信号转换;在光通信技术的发展过程中,要求光模块的数据传输速率不断提高。
实用新型内容
本公开提供了一种光模块,优化高频信号传输性能。
本公开提供的光模块,包括:
第一芯片,包括第一差分引脚焊盘与第二差分引脚焊盘;
第二芯片,包括第三差分引脚焊盘与第四差分引脚焊盘,用于接收所述第一芯片输出的电信号;
电路板,包括表层、第一内层及第二内层,第一芯片与第二芯片设于电路板的不同表层;
其中,表层与第一内层之间形成有第一过孔段,第一内层朝向第二内层形成有第二过孔段,第一过孔段与第二过孔段错开设置,第一过孔段与第二过孔段用于向第二芯片传输第一差分信号;
表层与第一内层间形成有第三过孔段,第一内层朝向第二内层形成有第四过孔段,第三过孔段与第四过孔段错开设置;第三过孔段与第四过孔段用于向第二芯片传输第二差分信号;
第一过孔段一端与第一差分引脚焊盘电连接,另一端在第一内层表面形成有第一过孔焊盘;第二过孔段一端在第一内层表面形成有第二过孔焊盘,另一端与第三差分引脚焊盘电连接;第二过孔焊盘与第一过孔焊盘之间连接有第一走线;
第三过孔段一端与第二差分引脚焊盘电连接,另一端在第一内层表面形成有第三过孔焊盘;第四过孔段一端在第一内层表面形成有第四过孔焊盘,另一端与第四差分引脚焊盘电连接;第四过孔焊盘与第三过孔焊盘之间连接有第二走线;
第二过孔焊盘与第四过孔焊盘之间的连线与第三差分引脚焊盘与第四差分引脚焊盘之间的连线平行且长度相同。
本公开提供的光模块中,包括第一芯片、第二芯片、电路板。第一芯片和第二芯片位于电路板的不同表层。电路板除了包括表层外还包括第一内层及第二内层。表层与第一内层之间形成有第一过孔段,第一内层朝向第二内层形成有第二过孔段,第一过孔段与第二过孔段错开设置。第一过孔段与第二过孔段构成第一差分过孔,第一差分过孔的两端分别与第一差分引脚焊盘与第三差分引脚焊盘电连接,从而将第一芯片输出的电信号通过第一差分过孔传输至第二芯片。表层与第一内层之间还形成有第三过孔段,第一内层朝向第二内层还形成有第四过孔段,第三过孔段与第四过孔段错开设置。第三过孔段与第四过孔段构成第二差分过孔,第二差分过孔的两端分别与第二差分引脚焊盘与第四差分引脚焊盘电连接,从而将第一芯片输出的电信号通过第二差分过孔传输至第二芯片。本申请中,从表层与第一差分引脚焊盘电连接的位置处垂直朝向第一内层打孔形成第一过孔段,从第一内层垂直朝向第二内层打孔分别形成第二过孔段;从表层与第二差分引脚焊盘电连接的位置处垂直朝向第二内层打孔形成第三过孔段,从第一内层垂直朝向第二内层打孔分别形成第四过孔段。本申请中,第一过孔段的一端与第一差分引脚焊盘电连接,另一端在第一内层表面形成有第一过孔焊盘;第二过孔段的一端在第一内层表面形成有第二过孔焊盘,另一端与第三差分引脚焊盘电连接,第二过孔焊盘与第一过孔焊盘之间连接有第一走线,使得第一过孔段与第二过孔段的错开设置。第三过孔段的一端与第二差分引脚焊盘电连接,另一端在第一内层表面形成有第三过孔焊盘;第四过孔段的一端在第一内层表面形成有第四过孔焊盘,另一端与第四差分引脚焊盘电连接,第四过孔焊盘与第三过孔焊盘之间连接有第二走线,使得第三过孔段与第四过孔段的错开设置。本申请将原本在表层朝向第二芯片所在表层连续垂直打孔形成的过孔拆分为两个过孔段,并在第一内层进行过孔焊盘的转向,将原本的第一过孔焊盘进行转向形成第二过孔焊盘,将原本的第三过孔焊盘进行转向形成第四过孔焊盘,使得第二过孔焊盘与第四过孔焊盘之间的连线与第三差分引脚焊盘与第四差分引脚焊盘之间的连线平行且长度相同。由于第二过孔焊盘与第四过孔焊盘之间的连线与第三差分引脚焊盘与第四差分引脚焊盘之间的连线平行且长度相同,则根据转向后的第二过孔焊盘及第四过孔焊盘经第二内层垂直朝向第二芯片所在的表层打孔时,过孔在第二芯片所在表层上所形成的过孔焊盘与第三差分引脚焊盘之间的差分信号走线与过孔在第二芯片所在表层上所形成的过孔焊盘与第四差分引脚焊盘之间的差分信号走线之间间距相等、长度相等,从而减少差分信号走线之间的电磁耦合效应,提高高频信号传输性能;同时可避免走线出现弧度,保证差分信号走线长度较短,进一步提高高频信号传输性能。同时,本申请中,在第一过孔焊盘与第二过孔焊盘之间的第一走线、第三过孔焊盘与第四过孔焊盘之间的第二走线均起到电感效果,增加过孔焊盘与过孔焊盘之间的电感,从而增加阻抗,补偿过孔所造成的阻抗降低,从而进一步提高高频信号传输性能。
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,并非是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为根据本公开一些实施例提供的一种光通信系统局部架构图;
图2为根据本公开一些实施例提供的一种上位机的局部结构图;
图3为根据本公开一些实施例提供的一种光模块的结构图;
图4为根据本公开一些实施例提供的一种光模块的分解图;
图5为根据本公开一些实施例提供的一种过孔的结构图;
图6为根据本公开一些实施例提供的一种电路板表层的结构图;
图7为根据本公开一些实施例提供的一种电路板的局部结构图一;
图8为根据本公开一些实施例提供的一种电路板的局部结构图二;
图9为根据本公开一些实施例提供的一种电路板的局部结构图三;
图10为根据本公开一些实施例提供的一种电路板内层结构图;
图11为根据本公开一些实施例提供的一种电路板表层结构图。
具体实施方式
在光通信技术中,为了在信息处理设备之间建立信息传递,需要将信息加载到光上,利用光的传播实现信息的传递。这里,加载有信息的光就是光信号。光信号在信息传输设备中传输时可以减少光功率的损耗,因此可以实现高速度、远距离、低成本的信息传递。信息处理设备能够识别和处理的信号是电信号。信息处理设备通常包括光网络终端(Optical Network Unit,ONU)、网关、路由器、交换机、手机、计算机、服务器、平板电脑、电视机等,信息传输设备通常包括光纤及光波导等。
光模块可以实现信息处理设备与信息传输设备之间的光信号与电信号的相互转换。例如,光模块的光信号输入端或光信号输出端中的至少一个连接有光纤,光模块的电信号输入端或电信号输出端中的至少一个连接有光网络终端;来自光纤的第一光信号传输至光模块,光模块将该第一光信号转换为第一电信号,并将该第一电信号传输至光网络终端;来自光网络终端的第二电信号传输至光模块,光模块将该第二电信号转换为第二光信号,并将该第二光信号传输至光纤。由于多个信息处理设备之间可以通过电信号进行信息传输,因此,需要多个信息处理设备中的至少一个信息处理设备直接与光模块连接,而无需所有的信息处理设备直接与光模块连接。这里,直接连接光模块的信息处理设备被称为光模块的上位机。另外,光模块的光信号输入端或光信号输出端可被称为光口,光模块的电信号输入端或电信号输出端可被称为电口。
图1为根据本公开一些实施例提供的一种光通信系统的部分结构图。如图1所示,光通信系统主要包括远端信息处理设备1000、本地信息处理设备2000、上位机100、光模块200、光纤101以及网线103。
光纤101的一端向远端信息处理设备1000的方向延伸,且光纤101的另一端通过光模块200的光口与光模块200连接。光信号可以在光纤101中全反射,且光信号在全反射方向上的传播几乎可以维持原有光功率,光信号在光纤101中发生多次的全反射,以将来自远端信息处理设备1000的光信号传输至光模块200中,或将来自光模块200的光信号传输至远端信息处理设备1000,从而实现远距离、低功率损耗的信息传递。
光通信系统可以包括一根或多根光纤101,且光纤101与光模块200可拆卸连接,或固定连接。上位机100被配置为向光模块200提供数据信号,或从光模块200接收数据信号,或对光模块200的工作状态进行监测或控制。
上位机100包括大致呈长方体的壳体(housing),以及设置在该壳体上的光模块接口102。光模块接口102被配置为接入光模块200,以使上位机100与光模块200建立单向或双向的电信号连接。
上位机100还包括对外电接口,该对外电接口可以接入电信号网络。例如,该对外电接口包括通用串行总线接口(Universal Serial Bus,USB)或网线接口104,网线接口104被配置为接入网线103,以使上位机100与网线103建立单向或双向的电信号连接。网线103的一端连接本地信息处理设备2000,且网线103的另一端连接上位机100,以通过网线103在本地信息处理设备2000与上位机100之间建立电信号连接。例如,本地信息处理设备2000发出的第三电信号通过网线103传入上位机100,上位机100根据该第三电信号生成第二电信号,来自上位机100的该第二电信号传输至光模块200,光模块200将该第二电信号转换为第二光信号,并将该第二光信号传输至光纤101,该第二光信号在光纤101中传输至远端信息处理设备1000。例如,来自远端信息处理设备1000的第一光信号通过光纤101传播,来自光纤101的第一光信号传输至光模块200,光模块200将该第一光信号转换为第一电信号,光模块200将该第一电信号传输至上位机100,上位机100根据该第一电信号生成第四电信号,并将该第四电信号传入本地信息处理设备2000。需要说明的是,光模块是实现光信号与电信号相互转换的工具,在上述光信号与电信号的转换过程中,信息并未发生变化,信息的编码和解码方式可以发生变化。
上位机100除了包括光网络终端之外,还包括光线路终端(Optical LineTerminal,OLT)、光网络设备(Optical Network Terminal,ONT)、或数据中心服务器等。
图2为根据本公开一些实施例提供的一种上位机的局部结构图。为了清楚地显示光模块200与上位机100的连接关系,图2仅示出了上位机100的与光模块200相关的结构。如图2所示,上位机100还包括设置于壳体内的PCB电路板105、设置在PCB电路板105的表面的笼子106、设置于笼子106上的散热器107、以及设置于笼子106内部的电连接器。该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结构。
光模块200插入上位机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,从而使光模块200与上位机100建立双向的电信号连接。此外,光模块200的光口与光纤101连接,从而使得光模块200与光纤101建立双向的光信号连接。
图3为根据本公开一些实施例提供的一种光模块的结构图,图4为根据本公开一些实施例提供的一种光模块的分解图。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、光发射部件400和光接收部件500。但本公开并不局限于此,在一些实施例中,光模块200包括光发射部件400和光接收部件500之一。
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204和205的上述壳体;壳体的外轮廓一般呈现方形体。
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,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100的电连接器中;开口205为光口,被配置为接入外部的光纤101,以使光纤101连接光模块200中的光发射部件400与光接收部件500。
采用上壳体201、下壳体202结合的装配方式,便于将电路板300、光发射部件400、光接收部件500等安装到上述壳体中,由上壳体201、下壳体202可以对上述器件进行封装保护。此外,在装配电路板300、光发射部件400与光接收部件500等时,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600。解锁部件600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。
例如,解锁部件600位于下壳体202的两个下侧板2022的外侧,包括与上位机100的笼子106匹配的卡合部件。当光模块200插入笼子106中时,由解锁部件600的卡合部件将光模块200固定在笼子106中;拉动解锁部件600时,解锁部件600的卡合部件随之移动,从而改变卡合部件与上位机的连接关系,以解除光模块200与上位机的固定,从而可以将光模块200从笼子106中抽出。
电路板300包括电路走线、电子元件及芯片等,通过电路走线将电子元件和芯片按照电路设计连接,以实现供电、电信号传输及接地等功能。电子元件例如可以包括电容、电阻、三极管、金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor,MOSFET)。芯片例如可以包括微控制单元(Microcontroller Unit,MCU)、激光驱动芯片、跨阻放大器(Transimpedance Amplifier,TIA)、限幅放大器(limitingamplifier)、时钟数据恢复芯片(Clock and Data Recovery,CDR)、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的承载上述电子元件和芯片;硬性电路板还可以插入上位机100的笼子106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。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,以提供更多数量的引脚,从而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、二线制同步串行(Inter-Integrated Circuit,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。
光发射部件400或光接收部件500中的至少一个位于电路板300的远离金手指的一侧。
在一些实施例中,光发射部件400及光接收部件500分别与电路板300物理分离,然后分别通过相应的柔性电路板或电连接件与电路板300电连接。
在一些实施例中,光发射部件或光接收部件中的至少一个可以直接设置在电路板300上。例如,光发射部件或光接收部件中的至少一个可以设置在电路板300的表面或电路板300的侧边。
电路板300大多采用多层印制电路板(Printed Circuit Board,PCB),电路板300包括表层及内层。示例性地,电路板300包括上表层、下表层及设置于上表层与下表层之间的多个内层,在同一层上采用差分信号走线进行信号传输,然后在不同层之间设置过孔300a来实现走线互连。
在一些实施例中,电路板300的表层分别设有第一芯片、第二芯片,第一芯片向第二芯片传输电信号,第二芯片用于接收第一芯片输出的电信号。示例性地,第一芯片与第二芯片设于电路板300的同一表层,如第一芯片为光接收芯片,第二芯片为TIA。示例性地,第一芯片与第二芯片分别设于电路板300的不同表层,如第一芯片为DSP芯片,设于电路板300的上表层;第二芯片为光发射驱动芯片,设于电路板300的下表层。
图5为根据本公开一些实施例提供的一种过孔的结构图。如图5所示,在一些实施例中,过孔300a包括分别设于两端的过孔焊盘301a及过孔焊盘302a。过孔300a贯穿于电路板300的不同层,过孔300a在贯穿的起始层表面形成有过孔焊盘301a,过孔300a在贯穿的终止层表面形成有过孔焊盘302a。过孔焊盘301a及过孔焊盘302a之间形成有金属柱303a。金属柱303a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301a及过孔焊盘302a用于将金属柱303a与元件或走线连接起来。
图6为根据本公开一些实施例提供的一种电路板表层的结构图。在一些实施例中,电路板300的表层上分别设有第一差分信号焊盘311、第二差分信号焊盘312。为了进行第一芯片与第二芯片之间的信号传输,第一芯片包括第一差分引脚焊盘与第二差分引脚焊盘;第二芯片包括第三差分引脚焊盘与第四差分引脚焊盘。在一些实施例中,在电路板300的表层,第一芯片与电路板300之间连接有差分信号线,以传输电信号。为此,第一芯片的第一差分引脚焊盘与第一差分信号焊盘311之间连接有第一差分走线,第一芯片的第二差分引脚焊盘与第二差分信号焊盘312之间连接有第二差分走线,从而将第一芯片输出的电信号传输至电路板300的表层。
在一些实施例中,分别沿第一差分信号焊盘311、第二差分信号焊盘312向下垂直打过孔,通过过孔将第一芯片输出的电信号输出至第二芯片内。示例性地,当第一芯片与第二芯片设于电路板300的同一表层时,分别沿第一差分信号焊盘311、第二差分信号焊盘312向内层打孔,将电信号传输至该内层,然后从该内层通过过孔将电信号反传至第二芯片内。示例性地,当第一芯片与第二芯片设于电路板300的不同表层时,分别沿第一差分信号焊盘311、第二差分信号焊盘312向第二芯片所在的表层打过孔,从而通过该过孔将电信号传输至第二芯片内。分别沿第一差分信号焊盘311、第二差分信号焊盘312向第二芯片所在的表层打过孔时,在第二芯片所在的表层上分别形成两个过孔焊盘,其中一个过孔焊盘与第二芯片的第三差分引脚焊盘之间连接有第三差分走线,另一个过孔焊盘与第二芯片的第四差分引脚焊盘之间连接有第四差分走线。根据电路板差分信号布线要求,第三差分走线与第四差分走线之间应尽量保持等长、等间距,以保证两个差分信号时刻保持相反极性,减少差分信号之间的电磁耦合效应,从而保证高频信号传输性能。
第一芯片的第一差分引脚焊盘、第二差分引脚焊盘分布位置分别决定第一差分信号焊盘311、第二差分信号焊盘312的分布位置,第一差分信号焊盘311、第二差分信号焊盘312的分布位置又决定在第二芯片所在的表层上分别形成的两个过孔焊盘的分布位置。然而,在一些实施例中,由于电路板空间有限,且贴片公差等,导致第一芯片与第二芯片的贴片位置不适当,即第一差分信号焊盘、第二差分信号焊盘分布,与第二芯片的第三差分引脚焊盘、第四差分引脚焊盘位置分布可能会使走线出现弯曲、不等长、不等间距等情形,从而降低高频信号传输性能。另外,通过差分信号传输高频信号时,过孔会降低差模传输的效果而引入共模噪声等,从而降低高频信号传输信号;同时,过孔会由于引入寄生参数,而降低阻抗,使得阻抗低于典型的特征阻抗如50ohm、100ohm,而且很难通过修改物理结构提升阻抗,影响信号的完整性。
在本公开的一些实施例中,电路板300的内层包括第一内层、第二内层。示例性地,第一芯片与第二芯片位于电路板300的不同表层。为了保证上述第三差分走线、第四差分走线尽量满足电路板差分信号的布线要求,本申请将原本在第一芯片所在表层贯穿至第二芯片所在表层所打的过孔,拆分成两段,即两个过孔段,在电路板300的其中一个内层进行过孔焊盘的转向,则两个过孔段相对错开。示例性地,根据第二芯片的第三差分引脚焊盘及第四差分引脚焊盘对从第一芯片所在表层打过来的过孔焊盘进行转向。然后根据转向后的过孔焊盘向第二芯片所在表层进行打过孔,该过孔在第二芯片所在表层形成的过孔焊盘之间的连线与第二芯片的第三差分引脚焊盘及第四差分引脚焊盘之间的连线平行且长度相等,从而使得第三差分走线与第四差分走线等间距且等长,减少差分信号之间的电磁耦合效应,从而保证高频信号传输性能。
图7为根据本公开一些实施例提供的一种电路板的局部结构图一,图8为根据本公开一些实施例提供的一种电路板的局部结构图二,图9为根据本公开一些实施例提供的一种电路板的局部结构图三。在一些实施例中,电路板300包括第一内层301、第二内层302。示例性地,第一芯片与第二芯片分别位于电路板300的不同表层。将原本从第一芯片所在表层贯穿至第二芯片所在表层所打的一个差分过孔,拆分成两段,即两个过孔段,过孔段为附图7中虚线所圈出的结构。
在一些实施例中,沿第一差分信号焊盘311朝向第一内层301形成有第一过孔段310,第一内层301朝向第二内层302形成有第二过孔段320,第一过孔段310、第二过孔段320错开设置。
在一些实施例中,沿第二差分信号焊盘312朝向第一内层301形成有第三过孔段330,第一内层301朝向第二内层302形成有第四过孔段340,第三过孔段330、第四过孔段340错开设置。
第一过孔段310、第二过孔段320、第三过孔段330、第四过孔段340分别在第一内层301形成过孔焊盘。示例性地,第一过孔段310的一端通过第一差分信号焊盘311与第一差分引脚焊盘电连接,另一端在第一内层301表面形成有第一过孔焊盘321;第二过孔段320的一端在第一内层301表面形成有第二过孔焊盘322,另一端与第三差分引脚焊盘电连接;第三过孔段330的一端通过第二差分信号焊盘312与第二差分引脚焊盘电连接,另一端在第一内层301表面形成有第三过孔焊盘323;第四过孔段340的一端在第一内层301表面形成有第四过孔焊盘324,另一端与第四差分引脚焊盘电连接。
对于第一内层301而言,通过第一过孔焊盘321接收传输过来的第一差分信号,然后通过第二过孔焊盘322朝向第二芯片传输第一差分信号;通过第三过孔焊盘323接收传输过来的第二差分信号,然后通过第四过孔焊盘324朝向第二芯片传输第二差分信号。则第一内层301接收到的第一差分信号或第二差分信号所采用的过孔焊盘,与继续进行输出的第一差分信号或第二差分信号所采用的过孔焊盘为不同的过孔焊盘,过孔焊盘被进行了转向后,继续输出第一差分信号或第二差分信号。
在一些实施例中,第二过孔焊盘322设于第一过孔焊盘321的一侧,二者错开设置,从而使得第一过孔段310与第二过孔段320错开设置。如将第一过孔焊盘321所在位置进行转向得到第二过孔焊盘322,转向的方向及角度取决于第二芯片中第三差分引脚焊盘所在的分布方向及角度。第二过孔焊盘322与第一过孔焊盘321之间连接有第一走线,以使二者接力式传输电信号,如第一差分信号。示例性地,第一过孔焊盘321通过第一过孔段310接收从第一内层301的上方传输过来的第一差分信号,然后经第一走线传输至第二过孔焊盘322,此时通过第二过孔段320继续传输第一差分信号,以将第一差分信号经第三差分走线传输至第二芯片。
在一些实施例中,同样地,第四过孔焊盘324设于第三过孔焊盘323的一侧,二者错开设置,从而使得第三过孔段330与第四过孔段340错开设置。如将第三过孔焊盘323所在位置进行转向得到第四过孔焊盘324,转向的方向及角度取决于第二芯片中第四差分引脚焊盘所在的分布方向及角度。第四过孔焊盘324与第三过孔焊盘323之间连接有第一走线,以使二者接力式传输电信号,如第二差分信号。示例性地,第三过孔焊盘323通过第三过孔段330接收从第一内层301的上方传输过来的第二差分信号,然后经第二走线传输至第四过孔焊盘324,此时通过第四过孔段340继续传输第二差分信号,以将第二差分信号经第三差分走线传输至第二芯片。
在一些实施例中,将原本在表层朝向第二内层连续垂直打孔形成的过孔拆分为两个过孔段,并在第一内层301进行过孔焊盘的转向,对于第一内层301而言,将接收信号的第一过孔焊盘321进行转向形成输出信号的第二过孔焊盘322;将接收信号的第三过孔焊盘323进行转向形成输出信号的第四过孔焊盘324。
为了保证较高的高频信号传输性能,转向后的第二过孔焊盘322与第四过孔焊盘324满足:第二过孔焊盘322与第四过孔焊盘324之间的连线与第三差分引脚焊盘与第四差分引脚焊盘之间的连线平行且长度相同。当第二过孔焊盘322与第四过孔焊盘324之间的连线与第三差分引脚焊盘与第四差分引脚焊盘之间的连线平行且长度相同时,则根据转向后的第二过孔焊盘322及第四过孔焊盘324经第二内层垂直朝向第二芯片所在的表层打孔时,分别在第二芯片所在表层上形成第五过孔焊盘及第六过孔焊盘,第五过孔焊盘与第三差分引脚焊盘之间的差分信号走线与第六过孔焊盘与第四差分引脚焊盘之间的差分信号走线之间间距相等、长度相等,减少差分信号走线之间的电磁耦合效应,提高高频信号传输性能;同时可避免走线出现弧度,保证差分信号走线长度较短,进一步提高高频信号传输性能。
本公开中,第一差分信号焊盘311在第一内层301上的投影与第一过孔焊盘321重合,第二过孔焊盘322在第二芯片所在表层上的投影与第五过孔焊盘重合;第二差分信号焊盘312在第一内层上的投影与第三过孔焊盘323重合,第三过孔焊盘323在第二芯片所在表层上的投影与第六过孔焊盘重合。因此,第二过孔焊盘322与第四过孔焊盘324所在的方向及角度分别决定第五过孔焊盘及第六过孔焊盘所在的方向及角度。当第二过孔焊盘322与第四过孔焊盘324之间的连线与第三差分引脚焊盘与第四差分引脚焊盘之间的连线平行且长度相同,则第五过孔焊盘与第六过孔焊盘之间的连线与第三差分引脚焊盘与第四差分引脚焊盘之间的连线平行且长度相同,此时这两个连线、第三差分走线、第四差分走线围成平行四边形,从而保证第三差分走线与第四差分走线等长且等间距,从而保证高频信号传输性能。示例性地,第二过孔焊盘322相对于第一过孔焊盘321的转向、第四过孔焊盘324相对于第三过孔焊盘323的转向满足第五过孔焊盘与第六过孔焊盘之间的连线与第三差分引脚焊盘与第四差分引脚焊盘之间的连线平行且长度相同即可。
图10为根据本公开一些实施例提供的一种电路板内层结构图,图11为根据本公开一些实施例提供的一种电路板表层结构图;图10所展示的为电路板300的第一内层301结构图,图11所展示的为电路板300中第二芯片所在表层的结构图。
如图10所示,在第一内层301上分别形成有第一过孔焊盘321、第二过孔焊盘322、第三过孔焊盘323及第四过孔焊盘324。
第二过孔焊盘322相对于第一过孔焊盘321转向而形成,第四过孔焊盘324相对于第三过孔焊盘323转向而形成。在一些实施例中,第二过孔焊盘322位于第一过孔焊盘321的顺时针方向上,第四过孔焊盘324位于第三过孔焊盘323的顺时针方向上。在一些实施例中,第二过孔焊盘322位于第一过孔焊盘321的逆时针方向上,第四过孔焊盘324位于第三过孔焊盘323的逆时针方向上。
在一些实施例中,结合图6、图10、图11,图6中的第一差分信号焊盘311与第二差分信号焊盘312之间呈竖直关系,而图10中第二芯片的第三差分引脚焊盘331与第四差分引脚焊盘332之间呈水平关系。根据第一差分信号焊盘311向下打孔形成有第一过孔焊盘321,根据第二差分信号焊盘312向下打孔形成有第三过孔焊盘323,由于第一差分信号焊盘311与第二差分信号焊盘312之间呈竖直关系,则第一过孔焊盘321与第三过孔焊盘323之间呈竖直关系,若在第一内层301不进行过孔焊盘的转向,则在第二芯片所在表层所形成的第五过孔焊盘333与第六过孔焊盘334之间同样呈竖直关系,但是第三差分引脚焊盘与第四差分引脚焊盘之间呈水平关系,则此时会造成第三差分走线与第四差分走线之间不等长、或者不等距、或者出现弯曲等情形,从而降低高频信号传输性能。若在第一内层301进行过孔焊盘的转向,并根据第三差分引脚焊盘331与第四差分引脚焊盘332之间的位置关系,对过孔焊盘进行转向,转向后形成的过孔焊盘分别为第二过孔焊盘322及第四过孔焊盘324,此时根据第二过孔焊盘322及第四过孔焊盘324向下打过孔,在第二芯片所在表层上分别形成的第五过孔焊盘333与第六过孔焊盘334之间呈水平关系,且第五过孔焊盘333与第六过孔焊盘334之间的连线与第三差分引脚焊盘331与第四差分引脚焊盘332之间的连续长度相同,则第三差分走线与第四差分走线等长且等距,减少差分信号之间的电磁耦合效应,从而保证高频信号传输性能。
在一些实施例中,第二过孔焊盘322与第四过孔焊盘324之间的连线相对于第一过孔焊盘321与第一过孔焊盘321与第三过孔焊盘323之间的连线倾斜,转向时以第一过孔焊盘321与第三过孔焊盘323之间的连线的中点为支点进行转向。示例性地,当第三差分引脚焊盘331与第四差分引脚焊盘332呈竖直关系时,由于此时第一过孔焊盘321与第三过孔焊盘323呈竖直关系,则此时无需进行转向即可。示例性地,当第三差分引脚焊盘331与第四差分引脚焊盘332之间的连线与水平线之间的夹角呈锐角α,则第二过孔焊盘322与第四过孔焊盘324之间的连线与水平线之间的夹角呈锐角α,且连线长度相同,此时,第二过孔焊盘322与第四过孔焊盘324之间的连线相对于第一过孔焊盘321与第三过孔焊盘323的连线倾斜。
在一些实施例中,为了使得电信号传输更连续,示例性地,第一过孔焊盘321与第二过孔焊盘322之间连接有第一走线325;第三过孔焊盘323与第四过孔焊盘324之间连接有第二走线326。第一走线325的直径小于第一过孔焊盘321的直径,第二走线326的直径小于第三过孔焊盘323的直径,从而使得第一走线325、第二走线326较细,呈现出电感效果,电感正比于阻抗,则过孔焊盘处的阻抗也提高,从而补偿过孔所降低的阻抗。示例性地,第一走线325呈弧线,以增加第一走线325的长度,从而提高阻抗补偿值;同样地,第二走线326呈弧线,以增加第二走线326的长度,从而提高阻抗补偿值。
为了减少差分信号之间的耦合,第一走线325的弯曲方向应远离第三过孔焊盘323,即第一走线325的弧度朝向外侧弯曲,从而避免第一走线325靠近于第三过孔焊盘323及第四过孔焊盘324,从而避免差分信号之间的耦合。同样地,第二走线326的弯曲方向应远离第一过孔焊盘321,即第二走线326的弧度朝向外侧弯曲,从而避免第二走线326靠近于第一过孔焊盘321及第二过孔焊盘322,从而避免差分信号之间的耦合。
在一些实施例中,电路板300还包括第三内层。示例性地,第三内层为电源层,第一内层301位于电源层的下方,第二内层302位于第一内层301的下方。由于电源层会产生耦合噪声,因此在电源层的下一层,即第一内层301进行过孔焊盘的转向,以避免耦合噪声影响差分信号的质量。示例性地,电源层表面具有电源焊盘,电源焊盘在第一内层301表面的投影与第一过孔焊盘321、第二过孔焊盘322、第三过孔焊盘323及第四过孔焊盘324均不重叠。
在上述实施例中,第一芯片与第二芯片分别位于电路板300的不同表层,本申请将原本在第一芯片所在表层贯穿至第二芯片所在表层所打的过孔,拆分成两个过孔段,两个过孔段相对错开,并且在电路板300其中一个内层上进行过孔焊盘的转向,第二过孔焊盘322相对于第一过孔焊盘321的转向、第四过孔焊盘324相对于第三过孔焊盘323的转向满足第五过孔焊盘与第六过孔焊盘之间的连线与第三差分引脚焊盘与第四差分引脚焊盘之间的连线平行且长度相同即可,减少差分信号之间的电磁耦合效应,进而提高高频信号传输性能。
在本公开的一些实施例中,第一芯片与第二芯片位于电路板300的同一表层,电路板包括第一内层。表层与第一内层之间形成有第一过孔段,第一内层与表层之间形成有第二过孔段,第一过孔段与第二过孔段错开设置,第一过孔段与第二过孔段用于向第二芯片传输第一差分信号;表层与第一内层之间形成有第三过孔段,第一内层与表层之间形成有第四过孔段,第三过孔段与第四过孔段错开设置;第三过孔段与第四过孔段用于向所述第二芯片传输第二差分信号。
第一过孔段一端与第一差分引脚焊盘电连接,另一端在第一内层表面形成第一过孔焊盘。
第二过孔段一端在第一内层表面形成有第二过孔焊盘,另一端与第三差分引脚焊盘电连接。第二过孔焊盘与第一过孔焊盘之间连接有第一走线。同样地,为了减少差分信号之间的耦合,第一走线的弯曲方向应远离第三过孔焊盘,即第一走线的弧度朝向外侧弯曲,从而避免第一走线靠近于第三过孔焊盘及第四过孔焊盘,从而避免差分信号之间的耦合。
第三过孔段一端与第二差分引脚焊盘电连接,另一端在第一内层表面形成第三过孔焊盘。
第四过孔段一端在第一内层表面形成有第四过孔焊盘,另一端与第四差分引脚焊盘电连接;第四过孔焊盘与第三过孔焊盘之间连接有第二走线。同样地,第二走线的弯曲方向应远离第一过孔焊盘,即第二走线的弧度朝向外侧弯曲,从而避免第二走线靠近于第一过孔焊盘及第二过孔焊盘,从而避免差分信号之间的耦合。
本公开中,第一过孔段与第二过孔段均设于表层与第一内层之间,第三过孔段与第四过孔段均设于表层与第一内层之间。
为了提高高频信号传输性能,同样在第一内层进行过孔焊盘的转向,转向后的第二过孔焊盘与四过孔焊盘之间的连线与第二芯片的第三差分引脚焊盘与第四差分引脚焊盘之间的连线平行且长度相同。
第一芯片与第二芯片位于电路板300的同一表层的实施例中,未尽示意参考第一芯片与第二芯片位于电路板300的不同表层的实施例相关描述。
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:
第一芯片,包括第一差分引脚焊盘与第二差分引脚焊盘;
第二芯片,包括第三差分引脚焊盘与第四差分引脚焊盘,用于接收所述第一芯片输出的电信号;
电路板,包括表层、第一内层及第二内层,所述第一芯片与所述第二芯片设于所述电路板的不同表层;
其中,所述表层与所述第一内层之间形成有第一过孔段,所述第一内层朝向所述第二内层形成有第二过孔段,所述第一过孔段与所述第二过孔段错开设置,所述第一过孔段与所述第二过孔段用于向所述第二芯片传输第一差分信号;
所述表层与所述第一内层之间形成有第三过孔段,所述第一内层朝向所述第二内层形成有第四过孔段,所述第三过孔段与所述第四过孔段错开设置;所述第三过孔段与所述第四过孔段用于向所述第二芯片传输第二差分信号;
所述第一过孔段一端与所述第一差分引脚焊盘电连接,另一端在所述第一内层表面形成有第一过孔焊盘;所述第二过孔段一端在所述第一内层表面形成有第二过孔焊盘,另一端与所述第三差分引脚焊盘电连接;所述第二过孔焊盘与所述第一过孔焊盘之间连接有第一走线;
所述第三过孔段一端与所述第二差分引脚焊盘电连接,另一端在所述第一内层表面形成有第三过孔焊盘;所述第四过孔段一端在所述第一内层表面形成有第四过孔焊盘,另一端与所述第四差分引脚焊盘电连接;所述第四过孔焊盘与所述第三过孔焊盘之间连接有第二走线;
所述第二过孔焊盘与所述第四过孔焊盘之间的连线与所述第三差分引脚焊盘与所述第四差分引脚焊盘之间的连线平行且长度相同。
2.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述第一走线的直径小于所述第一过孔焊盘的直径,所述第二走线的直径小于所述第三过孔焊盘的直径;
所述第一走线为弧线,所述第二走线为弧线;所述第一走线的弯曲方向远离所述第三过孔,所述第二走线的弯曲方向远离所述第一过孔。
3.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述电路板还包括第三内层,所述第三内层为电源层,所述第一内层位于所述第三内层下方,所述第二内层位于所述第一内层下方;
所述电源层表面设有电源焊盘;所述电源焊盘在所述第一内层表面的投影与所述第一过孔焊盘、第二过孔焊盘、第三过孔焊盘及第四过孔焊盘均不重叠。
4.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述电路板的表层分别形成有第一差分信号焊盘与第二差分信号焊盘;
所述第一差分信号焊盘与所述第一差分引脚焊盘电连接,所述第二差分信号焊盘与所述第二差分引脚焊盘电连接。
5.根据权利要求4所述的光模块,其特征在于,所述第一差分信号焊盘与所述第一差分引脚焊盘之间形成有第一差分信号走线,所述第二差分信号焊盘与所述第二差分引脚焊盘之间形成有第二差分信号走线;
沿所述第二过孔焊盘垂直朝向所述第二芯片所在的表层打孔,在所述第二芯片所在的表层形成第五过孔焊盘,沿所述第四过孔焊盘垂直朝向所述第二芯片所在的表层打孔,在所述第二芯片所在的表层形成第六过孔焊盘;
所述第五过孔焊盘与所述第三差分引脚焊盘之间形成有第三差分信号走线,所述第六过孔焊盘与所述第四差分引脚焊盘之间形成有第四差分信号走线,所述第三差分信号走线与所述第四差分信号走线平行且长度相同。
6.根据权利要求5所述的光模块,其特征在于,所述第一差分信号焊盘在所述第一内层上的投影与所述第一过孔焊盘重合,所述第二过孔焊盘在所述第二芯片所在表层上的投影与所述第五过孔焊盘重合;
所述第二差分信号焊盘在所述第一内层上的投影与所述第三过孔焊盘重合,所述第三过孔焊盘在所述第二芯片所在表层上的投影与所述第六过孔焊盘重合。
7.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述第二过孔焊盘位于所述第一过孔焊盘的顺时针方向上,所述第四过孔焊盘位于所述第三过孔焊盘的顺时针方向上;
或者,所述第二过孔焊盘位于所述第一过孔焊盘的逆时针方向上,所述第四过孔焊盘位于所述第三过孔焊盘的逆时针方向上。
8.一种光模块,其特征在于,包括:
第一芯片,包括第一差分引脚焊盘与第二差分引脚焊盘;
第二芯片,包括第三差分引脚焊盘与第四差分引脚焊盘,用于接收所述第一芯片输出的电信号;
电路板,包括表层、第一内层,所述第一芯片与所述第二芯片设于所述电路板的同一表层;
其中,所述表层与所述第一内层之间形成有第一过孔段,所述第一内层与所述表层之间形成有第二过孔段,所述第一过孔段与所述第二过孔段错开设置,所述第一过孔段与所述第二过孔段用于向所述第二芯片传输第一差分信号;
所述表层与所述第一内层之间形成有第三过孔段,所述第一内层与所述表层之间形成有第四过孔段,所述第三过孔段与所述第四过孔段错开设置;所述第三过孔段与所述第四过孔段用于向所述第二芯片传输第二差分信号;
所述第一过孔段一端与所述第一差分引脚焊盘电连接,另一端在所述第一内层表面形成有第一过孔焊盘;所述第二过孔段一端在所述第一内层表面形成有第二过孔焊盘,另一端与所述第三差分引脚焊盘电连接;所述第二过孔焊盘与所述第一过孔焊盘之间连接有第一走线;
所述第三过孔段一端与所述第二差分引脚焊盘电连接,另一端在所述第一内层表面形成有第三过孔焊盘;所述第四过孔段一端在所述第一内层表面形成有第四过孔焊盘,另一端与所述第四差分引脚焊盘电连接;所述第四过孔焊盘与所述第三过孔焊盘之间连接有第二走线;
所述第二过孔焊盘与所述第四过孔焊盘之间的连线与所述第三差分引脚焊盘与所述第四差分引脚焊盘之间的连线平行且长度相同。
9.根据权利要求8所述的光模块,其特征在于,所述第一走线的直径小于所述第一过孔焊盘的直径,所述第二走线的直径小于所述第三过孔焊盘的直径。
10.根据权利要求8所述的光模块,其特征在于,所述第一走线为弧线,所述第二走线为弧线;所述第一走线的弯曲方向远离所述第三过孔,所述第二走线的弯曲方向远离所述第一过孔。
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