CN106802455B - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种光模块，包括贴装在电路板上的驱动芯片和光电芯片，所述驱动芯片用以驱动所述光电芯片发射高速率的调光信号，所述驱动芯片上表面配置有若干用于与所述电路板的地线连接的接地引脚，以及与所述光电芯片连接的信号引脚，其中，所述若干接地引脚串行连接至位于所述驱动芯片至少一侧的所述电路板的地线上，以使所述电路板上位于所述驱动芯片和所述光电芯片之间部分不设置用于与所述驱动芯片连接的接地引线，可减少所述驱动芯片和所述光电芯片之间所述电路板的布设宽度，以缩短所述驱动芯片和所述光电芯片之间信号引脚之间连线，进而削弱多路并行通道在传输高速调光信号时所产生的干扰，提升光模块的高频传输性能。

Description

一种光模块

技术领域

本申请实施例涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

为提高光模块的传输容量和速率，目前的40G、100G产品采用多路并行封装技术，即4×10G、4×25G的多通道阵列的封装形式，因此芯片的集成度较高。在相关技术中，用于高速传输的多路并行光组件或模块通常包括，驱动芯片（驱动器IC芯片或放大器IC芯片）和光电芯片（VCSEL芯片阵列，即多路并行激光器阵列；或PD芯片阵列，即并行光电二极管阵列），由驱动芯片并行输出4路或12路的高速差分信号通道，并与相应的光电芯片通过金线键合的方式电气连接，以传输高速信号。其中，以光模块接收端为例，芯片间具体的连接方式参照图1a所示，贴装在电路板110上的放大器IC芯片120与PD芯片阵列130之间的信号引脚通过进行相连，以实现芯片之间高速信号的传输，在放大器IC芯片120和PD芯片阵列130相连接的一侧上，放大器IC芯片120上用于连接地线的接地引脚通过金线140分别键合到两芯片之间的电路板110上。

发明人在实施相关技术时发现：驱动芯片与光电芯片之间的并行传输通道相离较近，若芯片之间相连的金线过长，会增加金线自身电感并加剧各并行通道之间的信号串扰，影响高频传输性能。而在相关技术中，请参照图1b所示，在芯片边缘的电路板上键合金线时，为防止因焊接工具的瓷嘴150碰触到芯片边缘而导致芯片的位置发生偏移，应在芯片边缘预留出0.25mm以上的安全距离以键合金线。这样，因用于接地的金线键合在芯片之间的电路板上，使得电路板所占空间范围会增大驱动芯片与光电芯片的间距，进而增加两芯片之间键合相连的金线的长度，使得高速信号在芯片间通过金线传输时易受干扰并发生畸变，降低光模块的高频传输性能。

因此，在保证驱动芯片与电路板、光电芯片之间的引脚正确键合相连的基础上，如何减少位于驱动芯片和光电芯片之间的电路板的布设宽度，以缩短驱动芯片和光电芯片之间信号引脚的连线，进而降低高速率调光信号在通道间传输时所受干扰，是本领域的技术人员亟待解决的问题。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种光模块，通过优化驱动芯片上引脚的打线方式，减少驱动芯片和光电芯片之间电路板的布设宽度，并缩短驱动芯片和光电芯片之间信号引脚的连线，进而降低高速率调光信号在传输通道间所受干扰，提升光模块的信号传输性能。

一种光模块，包括贴装在电路板上的驱动芯片和光电芯片，所述驱动芯片用以驱动所述光电芯片发射高速率调光信号，所述驱动芯片上表面配置有若干用于与所述电路板的地线连接的接地引脚，以及与所述光电芯片连接的信号引脚，其中，所述若干接地引脚串行连接至位于所述驱动芯片至少一侧的所述电路板的地线上，以使所述电路板上位于所述驱动芯片和所述光电芯片之间部分不设置用于与所述驱动芯连接的接地引线。

进一步的，所述光电芯片上表面还配置有若干信号引脚，且与所述驱动芯片的信号引脚通过金线相连，以传输所述高速率调光信号。

进一步的，所述若干接地引脚至少配置在贴近于所述的光电芯片一侧的所述驱动芯片的上表面。

进一步的，与所述若干接地引脚连接的所述电路板地线至少包括：所述驱动芯片与所述光电芯片相连侧以外的所述电路板的地线。

进一步的，所述若干接地引脚与所述电路板的地线通过金线连接。

进一步的，所述若干接地引脚间通过金线串行连接。

进一步的，所述驱动芯片包括驱动器IC芯片或放大器IC芯片，所述光电芯片包括VCSEL芯片阵列或PD芯片阵列，其中，所述驱动器IC芯片和所述VCSEL芯片阵列通过所述金线相连，所述放大器IC芯片和所述PD芯片阵列通过所述金线相连。

进一步的，所述金线采用金丝球焊的加工方式键合连接。

进一步的，所述驱动芯片通过银胶贴装在所述电路板上。

与相关技术相比，本申请实施所提出的技术方案的有益效果包括：

将配置在驱动芯片表面上的若干接地引脚串行连接至位于驱动芯片至少一侧的电路板的地线上，以使电路板上位于驱动芯片和光电芯片之间的部分不设置用于与驱动芯片连接的接地引线，可减少驱动芯片和光电芯片之间电路板的布设宽度，以缩短驱动芯片和光电芯片之间信号引脚之间连线。这样，通过优化驱动芯片上金线的键合方式，使得位于两芯片连接侧之间的电路板因无需键合金线，减小电路板在芯片之间所占用的空间范围，进而缩小驱动芯片与光电芯片的间距，降低芯片间所键合的金线的长度，削弱高速率调光信号在传输通道间所受干扰，提升光模块的高频传输性能。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为相关技术中驱动芯片与光电芯片的连接示意图；

图1b为相关技术中键合金线的加工示意图；

图2a为本申请实施例中光模块的电路板的整体结构示意图；

图2b为图2a中M处的局部放大俯视图；

图2c为驱动芯片上各接地引脚间键合金线的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、 “竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方法或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明或者隐含的包括一个或者更若干该技术特征。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更若干该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是两个或两个以上。

本申请实施例提供一种光模块200，请参照图2a所示，包括贴装在电路板210上的驱动芯片220和光电芯片230，驱动芯片220用以驱动光电芯片230发射高速率调光信号，驱动芯片220上表面配置有若干用于与电路板210的地线连接的接地引脚221，以及与光电芯片230连接的信号引脚222，其中，若干接地引脚221串行连接至位于驱动芯片220至少一侧的电路板210的地线上，以使电路板210上位于驱动芯片220和光电芯片230之间的部分无需设置用于与驱动芯片220连接的接地引线。

具体地，请参照光模块200在M处的局部放大俯视图2b，驱动芯片220的上表面沿周侧配置若干个接地引脚221，接地引脚221用于与电路板210上的地线相连，以构成驱动芯片220侧的接地回路。驱动芯片220与光电芯片230相对设置，在贴近于光电芯片230的一侧，驱动芯片220的上表面还配置有若干个信号引脚222，在与驱动芯片220相对侧，光电芯片230的上表面配置有若干个信号引脚231，其中，配置在驱动芯片220上的信号引脚222与配置在光电芯片230上的信号引脚231对应相连，形成多路信号传输通道，以实现驱动芯片220和光电芯片230之间高速率调光信号的传输。

具体的，驱动芯片220与光电芯片230之间的信号传输是由驱动芯片220将一定码率的电信号处理后，多路信号传输通道传输至光电芯片230，以驱动光电芯片230发射出相应速率的调制光信号。其中，驱动芯片220包括驱动器IC芯片或放大器IC芯片，光电芯片230包括VCSEL芯片阵列或PD芯片阵列，进一步的，PD芯片阵列芯片与受放大器IC芯片通过金线240电气相连，共同构成光模块的接收端，VCSEL芯片阵列与驱动器IC芯片通过金线240电气相连，共同构成光模块的发射端。

可选的，为实现的信号引脚222与信号引脚231的连接、以及接地引脚221与电路板210上地线的连接，可在各引脚之间键合连接金线240，以实现各引脚之间的电连接。其中，金线240可通过金丝球焊的加工方式键合到各引脚上，以实现各引脚之间的电连接，而金丝球焊的加工方式是现有技术，此处不再赘述。

在相关技术中，因金线键合在驱动芯片与光电芯片间的电路板上，使得芯片之间因布设用于连接地线的电路板而增大芯片间距，进而增加驱动芯片芯片和光电芯片之间信号引脚的连线长度，导致高速信号在传输通道间传输时，易受干扰且传输性能低。为解决此问题，参照图2b和图2c所示，在本实施例中，将配置在驱动芯片220上表面的若干接地引脚221串行连接至位于驱动芯片220至少一侧的电路板210的地线上，以使电路板210上位于驱动芯片220和光电芯片230之间的部分无需设置用于与接地引脚221连接的接地引线。这样，在驱动芯片220与光电芯片230相连接的一侧，各具有相同电气属性接地引脚221相串行连接，并将所串行连接的接地引脚221中位于两端的接地引脚分别与电路板210相连，由此构成在驱动芯片220侧的接地回路。

具体的，驱动芯片220上沿四周配置有若干用于连接地线的接地引脚221，为缩短驱动芯片220与光电芯片230之间的用于引接地线的电路板210的布设宽度，将贴近于光电芯片230一侧的接地引脚221串行连接，并将所串行连接的接地引脚221引接至位于驱动芯片至少一侧的电路板上，其中，与接地引脚221相连接的电路板210的地线至少包括：驱动芯片220与光电芯片230相连接侧以外的电路板210的地线。

进一步的，由于驱动芯片220是呈四边形，沿驱动芯片220周侧布置的电路板210可分为四侧区域，为缩短驱动芯片220与光电芯片230之间的电路板210的布设宽度，请参照图2b中的区域D或区域E，可将所串行连接的接地引脚221引接至与芯片连接侧相垂直的两侧的电路板210上，也就是说，将接地引脚221与位于驱动芯片220与光电芯片230连接侧两旁的电路板210上的地线相连。

可选的，各接地引脚221之间可依次通过金线串行相连，以实现各接地引脚221之间的电气连接。需要说明的是，用于实现各引脚之间电连接的方式不限于本实施例所提供的金线连接，此处不做具体限定。

下面对各接地引脚221由金线240依次电连接的连接方式进行解释说明，请参照图2c所示，首先将焊接工具的瓷嘴250对准接地引脚221a后，压向接地引脚221a，在接地引脚221a上制得第一焊点a之后，将瓷嘴提升并对准下个接地引脚221b，压向接地引脚221b制得第二焊点b后，提升瓷嘴250，待瓷嘴250内的金球烧制完成后，对准的所制得的第二焊点b并下压，在第二焊点b上再次制得第一焊点a，将瓷嘴250提升并对准下个接地引脚，并按上述步骤在各接地引脚上依次制得焊点，实现各接地引脚之间的串行连接。其中，此处只是示例性地给出各接地引脚由金线进行串行连接，本申请在此不做限定，若本领域技术人员在未作出任何创造性劳动的情况下，根据本申请的技术方案和发明构思，对各接地引脚采用其他的串行连接方式也属于本申请的保护范围内。

需要说明的是，由于驱动芯片220上表面的接地引脚221和信号引脚222之间交替配置，请参照图2c所示，若在相连的两个接地引脚221之间设置有信号引脚222，由于金线240在键合过程中可保持一定的弯曲弧度，可将用于连接的引脚的金线240从信号引脚222的上方绕过，连接两侧的接地引脚221a和接地引脚221b。

这样，将配置在驱动芯片220上表面的若干接地引脚221串行连接至位于驱动芯片220至少一侧的电路板210的地线上，使得驱动芯片220与光电芯片230之间的电路板210无需引接与接地引脚221相连的地线，由此可缩短驱动芯片220与光电芯片230之间所布设的电路板210的宽度，降低芯片间距，进而缩短驱动芯片220与光电芯片230之间的信号引脚的连线长度，削弱高速率光信号在各通道间传输时所受干扰和阻抗，提升光模块对高频信号的传输性能。

本实施例中所提供的一种光模块，包括贴装在电路板上的驱动芯片和光电芯片，驱动芯片用以驱动光电芯片发射高速率调光信号，驱动芯片上表面配置有若干用于与电路板的地线连接的接地引脚，以及与光电芯片连接的信号引脚，其中，若干接地引脚串行连接至位于驱动芯片至少一侧的电路板的地线上，以使电路板上位于驱动芯片和光电芯片之间部分无需设置用于与驱动芯片连接的接地引线，可减少驱动芯片和光电芯片之间的电路板的布设宽度，以使缩短驱动芯片和光电芯片之间信号引脚之间连线，进而削弱多路并行通道在传输高速率信号时所产生的串扰和阻抗，提升光模块的高频传输性能。

尽管已经相对于一个或若干实现方式示出并描述了本申请，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本申请包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本说明书的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。此外，尽管本说明书的特定特征已经相对于若干实现方式中的仅一个被公开，但是这种特征可以与如可以对给定或特定应用而言是期望和有利的其他实现方式的一个或若干其他特征组合。而且，就术语“包括”、“具有”、“含有”或其变形被用在具体实施方式或权利要求中而言，这样的术语旨在以与术语“包含”相似的方式包括。

以上仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种光模块，包括贴装在电路板上的驱动芯片和光电芯片，所述驱动芯片用以驱动所述光电芯片发射高速率调光信号，其特征在于，所述驱动芯片上表面配置有若干用于与所述电路板的地线连接的接地引脚，以及与所述光电芯片连接的信号引脚，其中，所述若干接地引脚串行连接至位于所述驱动芯片至少一侧的所述电路板的地线上，以使所述电路板上位于所述驱动芯片和所述光电芯片之间部分不设置用于与所述驱动芯片连接的接地引线。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光电芯片上表面还配置有若干信号引脚，且与所述驱动芯片的信号引脚通过金线相连，以传输所述高速率调光信号。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述若干接地引脚至少配置在贴近于所述的光电芯片一侧的所述驱动芯片的上表面。

4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，与所述若干接地引脚连接的所述电路板的地线至少包括：所述驱动芯片与所述光电芯片相连侧以外的所述电路板的地线。

5.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述若干接地引脚与所述电路板的地线通过金线连接。

6.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述若干接地引脚间通过金线串行连接。

7.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述驱动芯片包括驱动器IC芯片或放大器IC芯片，所述光电芯片包括VCSEL芯片阵列或PD芯片阵列，其中，所述驱动器IC芯片和所述VCSEL芯片阵列通过金线相连，所述放大器IC芯片和所述PD芯片阵列通过金线相连。

8.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述金线采用金丝球焊的加工方式键合连接。

9.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述驱动芯片通过银胶贴装在所述电路板上。