CN214795314U - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本申请提供的光模块中，电路板上表面设置盲槽，盲槽表面设有铜层，铜层表面设有过桥基板、第一导热垫块和第二导热垫块，第一导热垫块上设置有硅光芯片，硅光芯片通过过桥基板与电路板打线连接，第二导热垫块上设置有激光组件，第二导热垫块和过桥基板的上方罩设有金属上盖；本申请设置盲槽，这样对于电子元件数量较多的高传输速率光模块而言，可以将电子元件设计在盲槽处对应的电路板下表面，且盲槽底部至电路板下表面之间可以用于电路板内层之间的线路走线；同时，第一导热垫块和第二导热垫块的设置可以将硅光芯片和激光组件产生的热量传递至铜层，然后铜层表面的热量通过金属上盖传递至光模块的壳体上，进而便于实现光模块内部的散热。

Description

一种光模块

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

在云计算、移动互联网、视频等新型业务和应用模式，均会用到光通信技术。而在光通信中，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。其中，采用硅光芯片实现光电转换功能已经成为高速光模块采用的一种主流方案。

在硅光光模块中，硅光芯片设置在电路板上，通过打线与电路板实现电连接；硅光芯片通过光纤带与光模块的光接口连接，实现光信号进出硅光芯片。而硅光芯片采用的硅材料不是理想的激光芯片发光材料，不能在硅光芯片制作过程集成发光单元，所以硅光芯片需要由外部光源提供光。

因此在硅光光模块中，通常还包括激光盒(LB)、跨阻放大器(TIA)、驱动器(DRIVER)等电器件。但随着光通信的发展，光模块的集成度越来越高，光模块的功率密度也不断增大，致使光模块在工作过程中其内部产生大量的热。而若是光模块内部产生的热量不能及时散出，将严重影响光模块的工作性能。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种光模块，便于实现光模块内部散热，避免光模块内部热量集中堆积。

本申请提供的光模块包括：

电路板，上表面设有盲槽，所述盲槽表面镀有铜层和过桥基板、第一导热垫块和第二导热垫块；激光组件，设置于所述第二导热垫块上并嵌设于所述盲槽内，用于发出不携带信号的光；

硅光芯片，通过所述过桥基板与所述电路板电连接，设置于所述第一导热垫块上并嵌设于所述盲槽内，用于接收所述激光组件发出的不携带信号的光；

所述过桥基板，设置于所述硅光芯片的一侧，一端与所述硅光芯片电连接，另一端与所述电路板电连接；

金属上盖，包括腔体和过桥基板覆盖板，具有用于避让所述过桥基板两端的相应缺口，所述腔体罩设在所述激光组件上方，所述过桥基板覆盖版设于所述过桥基板上方且与所述过桥基板之间具有间隙。

有益效果：

由上述方案可见，本申请提供的光模块中，电路板上表面设置盲槽，盲槽表面设有铜层，铜层表面设有过桥基板、第一导热垫块和第二导热垫块，第一导热垫块上设置有硅光芯片，硅光芯片通过过桥基板与电路板打线连接，第二导热垫块上设置有激光组件，第二导热垫块和过桥基板的上方罩设有金属上盖，具体地，金属上盖包括腔体和过桥基板覆盖板，腔体罩设在激光组件上方，过桥基板覆盖版设于过桥基板上方且与过桥基板之间具有间隙。

一方面，本申请设置盲槽，这样对于电子元件数量较多的高传输速率光模块而言，可以将电子元件设计在盲槽处对应的电路板下表面，且盲槽底部至电路板下表面之间可以用于电路板内层之间的线路走线；另一方面，第一导热垫块和第二导热垫块的设置可以将硅光芯片和激光组件产生的热量传递至铜层，然后铜层表面的热量通过金属上盖传递至光模块的壳体上，进而便于实现光模块内部散热，避免光模块内部热量集中堆积；另一方面，过桥基板的设置可以既可以实现硅光芯片和电路板之间的电连接，同时还具有散热作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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1为光通信终端连接关系示意图；

图2为光网络单元结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种光模块结构示意图；

图4为本申请实施例提供的光模块的分解结构示意图；

图5为本申请实施例提供的光模块的电路板的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的光模块的电路板上设置各结构的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的光模块的过桥基板的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的光模块的电路板导热垫块上设置各器件的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的光模块的电路板上各结构的呈现结构示意图；

图10为本申请实施例提供的光模块金属上盖与其他结构在一角度下的位置关系示意图；

图11为本申请实施例提供的光模块金属上盖与其他结构在另一角度下位置关系示意图；

图12为本申请实施例提供的光模块金属上盖与其他结构在另一角度下的位置关系示意图；

图13为本申请实施例提供的金属上盖的立体结构示意图一；

图14为本申请实施例提供的金属上盖的立体结构示意图二；

图15为本申请实施例提供的光模块金属上盖与过桥基板在一角度下的位置关系示意图；

图16为本申请实施例提供的光模块的金属上盖与过桥基板在另一角度下的位置关系示意图；

图17为本申请实施例提供的光模块的金属上盖与过桥基板在另一角度下的位置关系示意图；

图18为本申请实施例提供的光模块的金属上盖、过桥基板与电路板三者之间的位置关系示意图；

图19为本申请实施例提供的光模块通过过桥基板打线的示意图。

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。

光通信的核心环节之一是光、电信号的相互转换。光通信使用携带信息的光信号在光纤/光波导等信息传输设备中传输，利用光在光纤/光波导中的无源传输特性可以实现低成本、低损耗的信息传输；而计算机等信息处理设备使用的是电信号，为了在光纤/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，就需要实现电信号与光信号的相互转换。

光模块在光纤通信技术领域中实现上述光、电信号的相互转换功能，光信号与电信号的相互转换是光模块的核心功能。光模块通过其内部电路板上的金手指实现与外部上位机之间的电连接，主要的电连接包括供电、I2C信号、数据信号以及接地等；采用金手指实现的电连接方式已经成为光模块行业的主流连接方式，以此为基础，金手指上引脚的定义形成了多种行业协议/规范。

图1为光通信终端连接关系示意图。如图1所示，光通信终端的连接主要包括光网络单元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，网线103的一端连接本地信息处理设备，本地信息处理设备与远端服务器的连接由光纤101与网线103的连接完成；而光纤101与网线103之间的连接由具有光模块200的光网络单元100完成。

光模块200的光口与光纤101连接，与光纤建立双向的光信号连接。光模块200的电口接入光网络单元100中，与光网络单元建立双向的电信号连接。光模块实现光信号与电信号的相互转换，从而实现在光纤101与光网络单元100之间建立连接。

具体地，来自光纤的光信号由光模块转换为电信号后输入至光网络单元100中，来自光网络单元100的电信号由光模块转换为光信号输入至光纤101中。光模块200是实现光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，信息的载体在光与电之间变换，但信息本身并未发生变化。

光网络单元100具有光模块接口102，用于接入光模块200，与光模块200建立双向的电信号连接。光网络单元具有网线接口104，用于接入网线103，与网线103建立双向的电信号连接；光模块200与网线103之间通过光网络单元建立连接。具体地，光网络单元将来自光模块的信号传递给网线，将来自网线的信号传递给光模块，光网络单元作为光模块的上位机监控光模块的工作。

至此，远端服务器依次通过光纤101、光模块200、光网络单元100及网线103，与本地信息处理设备之间建立双向的信号传递通道。

常见的信息处理设备包括路由器、交换机、电子计算机等；光网络单元是光模块的上位机，向光模块提供数据信号，并接收来自光模块的数据信号，常见的光模块上位机还有光线路终端OLT等。

图2为光网络单元结构示意图。如图2所示，在光网络单元100中具有电路板105，在电路板105的表面设置笼子106；在笼子106中设置有与电路板105连接的电连接器，用于接入金手指等光模块电口；在笼子106上设置有散热器107，散热器107具有增大散热面积的翅片等凸起结构。

光模块200插入光网络单元100中，具体为光模块的电口插入笼子106中的电连接器，光模块的光口与光纤101连接。

笼子106位于光网络单元100的电路板105上，将电路板105上的电连接器包裹在笼子中；光模块插入笼子中，由笼子固定光模块，光模块产生的热量通过光模块壳体传导给笼子，最终通过笼子上的散热器107进行扩散。

图3为本申请实施例提供的一种光模块结构示意图，图4为该光模块结构爆炸示意图；下面结合图3、图4对前述实施例中光通信终端中的光模块进行说明。如图3、图4所示，本实用新型实施例提供的光模块200包括上壳体201、下壳体202、解锁手柄203、电口204、光口205、电路板300、硅光芯片500、及激光组件(被罩设住)、第一光纤带600、第二光纤带700及光纤接口400，其中硅光芯片500及激光组件设置在电路板300的同侧表面。

如图3所示，上壳体201与下壳体202形成两个开口的包裹腔体，具体可以是在同一方向的两端开口(204、205)，也可以是在不同方向上的两处开口；其中一个开口为电口204，用于插入光网络单元等上位机中，另一个开口为光口205，用于外部光纤接入以连接内部光纤，电路板300、硅光芯片500及激光组件等光电器件位于包裹腔体中。

上壳体201与下壳体202一般采用金属材料，利于实现电磁屏蔽及扇热；采用上壳体、下壳体组合的装配方式，便于将电路板等器件安装在壳体中，一般不会将光模块的壳体做成一体结果，这样在装配电路板等器件时，定位部件、扇热以及电磁屏蔽结构无法安装，也不利于生产自动化。

解锁手柄203位于包裹腔体/下壳体202的外壁，拉动解锁手柄的末端可以在使解锁手柄在外壁表面相对移动；光模块插入上位机时由解锁手柄将光模块固定在上位机的笼子里，通过拉动解锁手柄以解除光模块与上位机的卡合关系，从而可以将光模块从上位机的笼子里抽出。

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芯片；当光收发器件位于电路板上时，硬性电路板也可以提供平稳的承载；硬性电路板还可以插入上位机笼子中的电连接器中，具体地，在硬性电路板的一侧末端表面形成金属引脚/金手指，用于与电连接器连接；这些都是柔性电路板不便于实现的。

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

电路板300端部表面具有金手指，金手指由相互独立的一根根引脚组成的，电路板插入笼子中的电连接中，由金手指与电连接器中的卡接弹片导通连接，可以仅在电路板的一侧表面设置金手指，考虑到引脚数量需求较大，一般会在在电路板上下表面均设置金手指；金手指用于与上位机建立电连接，具体的电连接可以是供电、接地、I2C信号、通信数据信号等。

电路板300上设置有电路走线、电子元件(如电容、电阻、三极管、MOS管)及芯片(如MCU、激光驱动器、限幅放大芯片、时钟数据恢复CDR、电源管理芯片、数据处理芯片DSP)等。

硅光芯片500自身没有光源，激光组件用作硅光芯片500的外置光源。激光组件可选用激光盒，激光盒内部封装激光芯片，激光芯片发光产生激光束，激光组件用于向硅光芯片500提供发射激光，激光以较好的单波长特性及较佳的波长调谐特性成为光模块乃至光纤传输的首选光源，而其他类型的光如LED光等，常见的光通信系统一般不会采用，即使特殊的光通信系统中采用了这种光源，其光源的特性及芯片部件与激光存在较大的差别，使得采用激光的光模块与采用其他光源的光模块存在较大的技术差别，本领域技术人员一般不会认为这两种类型的光模块可以相互给与以技术启示。

硅光芯片500的底面与激光组件的底面分别设置在衬底上，硅光芯片与光源之间具有光连接，光路对硅光芯片及光源之间的位置关系非常敏感，不同膨胀系数的材料对导致不同程度的形变，不利于预设光路的实现；在本申请实施例中，将硅光芯片及光源设置在同一衬底上，同一材料的衬底发生形变，将等同的影响硅光芯片及光源的位置，避免对硅光芯片与光源的相对位置产生较大的改变；将衬底材料的膨胀系数与硅光芯片和和/或光源材质的膨胀系数相近为优选，硅光芯片的主材料是硅，光源可以采用可伐金属，衬底一般选用硅或玻璃等。

衬底与电路板300的关系有很多种，其中一种方式如图4所示，电路板300具有贯穿上下表面的开口，硅光芯片和/或光源设置在开口中，如此，硅光芯片和/或光源可以向电路板上表面及电路板下表面方式同时进行扇热，衬底设置在电路板的一侧，硅光芯片和/或光源穿过电路板的开口进而放置在散热衬底上，衬底起到承托及散热效果；另一种方式中，电路板不设置开口，衬底设置在电路板上，具体可以是衬底设置在电路板表面或嵌入电路板中，硅光芯片和光源设置在衬底表面。

激光组件的底面设置在衬底上，激光组件通过侧面出光，其发出的光进入硅光芯片500中。硅光芯片采用硅为主要的基材，而硅不是理想的发光材料，硅光芯片500内无法集成光源，需要外部的光源如激光组件提供光源。激光组件向硅光芯片提供的光为波长单一、功率稳定的发射光，不携带任何数据，由硅光芯片500对该发射光进行调制，以实现将数据加载到发射光中。

硅光芯片500的底面设置在衬底上，硅光芯片500的侧面接收来自光源的发射光；发射光的调制以接收光的解调由硅光芯片完成，硅光芯片的表面设置有与电路板打线电连接的焊盘；具体地，电路板向硅光芯片提供来自上位机的数据信号，由硅光芯片将数据信号调制到发射光中，来自外部的接收光经硅光芯片解调成电信号后，通过电路板输出至上位机中。

如图4所示，第一光纤带600和第二光纤带700均是由多根光纤合并而成，并且由光纤阵列所罩设住；在本申请实施例中，第一光纤带600为发射光纤带，第二光纤带700为接收光纤带；第一光纤带600的一端与硅光芯片500连接，另一端与光纤接口400连接；第二光纤带700的一端与硅光芯片500连接，另一端与光纤接口400连接；光纤接口400与外部光纤连接。可以看出，硅光芯片500与光纤接口400之间是通过第一光纤带600、第二光纤带700实现光连接，光纤接口400实现与光模块外部光纤的光连接。

激光组件将不携带信号的发射光传输至硅光芯片500中，硅光芯片500对不携带信号的发射光进行调制，具体是将数据加载到不携带信号的发射光中，进而将不携带信号的发射光调制为携带数据信号的发射光，该携带数据信号的发射光经过第一光纤带600传输至光纤接口400处，通过光纤接口400传输至外部光纤中，从而将携带数据信号的光传输至光模块外部光纤中，实现将电信号转换为光信号。

来自外部光纤的光信号传输至光纤接口400处，然后通过第二光纤带700将该光信号传输至硅光芯片500中，硅光芯片500将该光信号解调为电信号，通过电路板输出至上位机中，实现将光信号转换为电信号。

本申请实施例提供的设计方案不仅仅适用于400G光模块，还适用于800G光模块等高速率传输模块。

图5为本申请实施例提供的电路板300的结构示意图，如图5所示，电路板300的上表面设有第一盲槽310和第二盲槽320，本申请实施例提供的设计方案不仅仅适用于400G光模块，还适用于800G光模块等高速率传输模块，当适用于400G光模块时，适应性地电路板300表面设置一盲槽即可，当适用于800G光模块时，适应性地电路板300表面设置第一盲槽310和第二盲槽320即可。

需要说明的是，本申请中提及的盲槽即未贯穿电路板上下表面，仅仅贯穿电路板纵向的部分，俯视可以看出盲槽的底端。

电路板300的表面设置盲槽，来代替现有在电路板300表面设置通槽的方案，本申请中盲槽的设置这样对于电子元件数量较多的高传输速率光模块而言，可以将电子元件设计在盲槽处对应的电路板下表面，且盲槽底部至电路板下表面之间可以用于电路板内层之间的线路走线。

图6为本申请实施例提供的电路板300表面设置导热垫块的结构示意图，具体地，如图7所示，第一盲槽310和第二盲槽320的表面均铺设有铜层，第一盲槽310的铜层表面通过导热胶粘贴有第一导热垫块311、第二导热垫块312、第三导热垫块313、第四导热垫块314和过桥基板315；相应地，第二盲槽320的铜层表面通过导热胶设有同样地结构。其中过桥基板315的结构如图7所示，如图7所示，过桥基板315表面布设有金属走线。电路板包括接地层和信号层，所述铜层通过过孔与所述接地层连接，所述过桥基板通过过孔与所述信号层连接。

本申请实施例中的盲槽可容纳硅光芯片和激光组件，其中硅光芯片的上表面与电路板的上表面平齐，激光组件的上表面与电路板的上表面平齐，这样设置可缩短硅光芯片和激光组件的打线长度。

下述以第一导热垫块311、第二导热垫块312、第三导热垫块313、第四导热垫块314和过桥基板315为例进行说明；第一导热垫块311、第二导热垫块312、第三导热垫块313和第四导热垫块314表面均设置有相应结构，各结构工作时产生的热量可以通过导热垫块传递至铜层上。

图8为本申请实施例中提供的电路板导热垫块上设置各结构的结构示意图；如图8所示，第一导热垫块311的表面设置有硅光芯片500，硅光芯片500的表面设置有TIA(跨阻放大器)芯片510和Driver(驱动)芯片520，Driver芯片520用于驱动激光组件发出光信号，TIA芯片510用于放大传输至硅光芯片500处的光信号；第二导热垫块312上依次设有激光组件801、准直透镜802、隔离器803和汇聚透镜804；第三导热垫块313上设有用于罩设第一光纤带600的第一光纤阵列610，第一光纤带从该光纤阵列下穿过；第三导热垫块313上同样设有用于罩设第二光纤带700的第二光纤阵列710，第二光纤带从该光纤阵列下穿过。其中，如，在激光组件801的出光方向设置一个透镜，具体为聚焦透镜，位于激光组件801及硅光芯片500之间，用于将激光芯片发出的光汇聚以便后续耦合；或者在激光芯片的出光方向设置两个透镜，具体分别为准直透镜和汇聚透镜，激光芯片发出的光经准直透镜变为准直光，准直光可以在较长距离的光传输过程中保持较小的光功率衰减，汇聚透镜接收准直光，以将光汇聚耦合进硅光芯片中。隔离器用于防止激光芯片发出的光经发射后回到激光芯片中，所以隔离器设置在激光芯片出光方向上。

第一导热垫块311表面设有硅光芯片500，第二导热垫块312表面设有激光组件801，第三导热垫块供第一光纤带600穿过，第四导热垫块供第二光纤带700穿过，这样硅光芯片500、激光组件801、第一光纤带600和第二光纤带700的热量通过相应的导热垫块传递至铜层上。基于此，第一导热垫块311、第二导热垫块312、第三导热垫块313和第四导热垫块314的作用之一为导热，因此其导热系数要高，便于传递相应器件产生的热量。同时，由于电路板与硅光芯片500、激光组件801、第一光纤带600和第二光纤带700的热膨胀系数均不匹配导致光路稳定性较差，因此本申请实施例中第一导热垫块311、第二导热垫块312、第三导热垫块313和第四导热垫块314的热膨胀系数分别与硅光芯片500、激光组件801、第一光纤带600和第二光纤带700的热膨胀系数匹配，进而可以确保光路在不同温度下的稳定性。本申请实施例中，各导热垫块的材料优选但不限于氮化铝陶瓷或钨铜材质。

本申请实施例中通过过桥基板315实现硅光芯片500与电路板之间的电连接，过桥基板315的一端与硅光芯片500打线实现电连接，另一端与电路板300打线实现电连接，进而实现硅光芯片500与电路板之间的电连接。

本申请实施例中硅光芯片500设置在盲槽的导热垫块上，而非电路板上表面上，这样可以缩短硅光芯片500的高频信号与电路板300之间的金线长度，进而优化高频信号传输性能。

图9为本申请实施例提供的光模块的电路板上各结构的呈现结构示意图；本申请实施例中通过各导热垫块将相应器件的热量传递至铜层表面，为了将铜层表面的热量传递至光模块外部，避免内部热量集中，本申请实施例中在第二导热垫块312和过桥基板315的上方罩设有金属上盖900。图9中示出了在电路板300表面罩设金属上盖900后所最终呈现出的结构示意图。

为了清楚示出金属上盖900在电路板300表面设置的位置关系，图10中将第二光纤阵列710及第二光纤带700移除后的结构示意图，从图10中可以清楚看出，图10中正对我们的一面定义为金属上盖900的正面，与正面相对的一面定义为金属上盖900的背面，在正面和背面之间的两侧分别定义为金属上盖900的左侧和金属上盖900的右侧，其中背面一侧向下伸入第二导热垫块和第三导热垫块之间的间隙内，此间隙内具有铜层，即金属上盖900的背面底部直接与铜层相接触且尽可能大面积地接触以保证金属上盖900与铜层之间的散热效果；金属上盖900的右侧直接垂直置于电路板表面，此时电路板表面支撑金属上盖900；在金属上盖900的正面和金属上盖900的左侧交接的地方挖空形成第一缺口以避让过桥基板315一端的金线键合区域，在金属上盖900的正面和金属上盖900的右侧交接的地方挖空形成第二缺口以避让过桥基板315另一端的金线键合区域，在第一缺口和第二缺口之间的正面的下方挖空以放置过桥基板，挖空后的结构定义为过桥基板覆盖板，在过桥基板和过桥基板覆盖版之间存在一定间隙。

图11示出了金属上盖900上的第一缺口避让过桥基板315一端的示意图，图12示出了金属上盖900上的第二缺口避让过桥基板315另一端的示意图，从图11和图12中可以看出，在金属上盖900的正面和金属上盖900的左侧交接的地方挖空形成第一缺口以避让过桥基板315一端的金线键合区域，在金属上盖900的正面和金属上盖900的右侧交接的地方挖空形成第二缺口以避让过桥基板315另一端的金线键合区域。

金属上盖900的底端向下深入至电路板表面直至与铜层相接触，具体地，第二导热垫块与第三导热垫块之间具有第一间隙，第二导热垫块与第四导热垫块之间具有第二间隙；金属上盖900向下深入至所述第一间隙和所述第二间隙且与所述铜层相接触，且为了达到更好的散热效果，金属上盖900与铜层的接触面积越大越有利于散热。

金属上盖900采用高导热金属材料，包括但不限于钨铜、钼铜等。

同时，金属上盖900可以用来保护激光组件801、准直透镜802、隔离器803和汇聚透镜804，避免被污染或被破坏。

第一导热垫块和第二导热垫块的设置可以将硅光芯片和激光组件产生的热量传递至铜层，然后铜层表面的热量通过金属上盖传递至光模块的壳体上，进而便于实现光模块内部散热，避免光模块内部热量集中堆积。

金属上盖900的设置可以避免热量过多地集中在铜层上而得不到散热，通过金属上盖900可以将光模块内部的热量传递至光模块的外部。

图13和图14分别为金属上盖900的立体图，如图13和图14所示，金属上盖900包括第一缺口901、第二缺口902、腔体903和过桥基板覆盖板904，其中第一缺口901用于让过桥基板315靠近硅光芯片一端的金线键合区域裸露出来，第二缺口902用于让过桥基板315远离硅光芯片一端的金线键合区域裸露出来，腔体903为空腔，用于罩设和保护激光组件801、准直透镜802、隔离器803和汇聚透镜804，过桥基板覆盖板904下方放置过桥基板315，过桥基板覆盖板904用于保护过桥基板315及其表面的金线走线；腔体903两侧的底部均直接与盲槽表面的铜层相接触，且尽可能面积大的接触以保证金属上盖900的散热效果。

过桥基板覆盖板904和过桥基板315之间留有一定间隙防止短路，然后间隙后用导热不导电材料进行填充，如导热凝胶等材料进行填充以实现散热且保证金线正常的走线。

本申请实施例中为了实现硅光芯片500与电路板300的电气连接，在盲槽的铜层表面设置过桥基板315，过桥基板315用于硅光芯片500和电路板300之间的金线键合连接，具体地，过桥基板315的一端通过金线与硅光芯片500实现电连接，过桥基板315的另一端通过金线与电路板300实现电连接，进而实现硅光芯片500和电路板300之间的金线键合连接。

本申请实施例中各设计为了避让过桥基板315的金线键合区域，金属上盖900靠近过桥基板315的一端开设有第一缺口901，另一端设有第二缺口902，第一缺口901和第二缺口902恰好使过桥基板315两端的金线键合区域裸露出来而不被覆盖，便于硅光芯片500和电路板300之间的金线键合连接。

图15、图16和图17从不同角度示出了金属上盖900与过桥基板315之间的位置关系，如图所示，过桥基板315、过桥基板覆盖板904及二者之间的间隙统一起来的高度与金属上盖900的背面的面板的高度一致，且过桥基板覆盖板904可以保护过桥基板315和过桥基板315表面的金线走线，同时第一缺口901和第二缺口902恰好使过桥基板315两端的金线键合区域裸露出来而不被覆盖，便于硅光芯片500和电路板300之间的金线键合连接。

其中，金属上盖900的部分截面与盲槽表面的铜层直接相接触以将铜层处的热量传递至光模块外部，同时，由于过桥基板315同样直接与铜层相接触，因此过桥基板315也可以用来将铜层处的热量传递至光模块外部；因此，本申请中过桥基板315的作用有：一，用于实现硅光芯片500和电路板300之间的金线键合连接，二，用于辅助散热。

图18示出了金属上盖900、过桥基板315与电路板300之间的位置关系，从图18中可以看出，在靠近金属上盖900的第二缺口902处的右侧面板直接垂直设置在电路板表面，也就是电路板支撑着金属上盖900的一端。

图19示出了本申请实施例中硅光芯片500与电路板300之间的打线示意图，如图19所示，本申请实施例中通过过桥基板315实现硅光芯片500与电路板之间的电连接，过桥基板315的一端与硅光芯片500打线实现电连接，另一端与电路板300打线实现电连接，进而实现硅光芯片500与电路板之间的电连接。

综上所述，本申请实施例中提供过桥基板315供硅光芯片500与电路板300之间的电气连接；本申请实施例中电路板表面设有盲槽，盲槽表面设有铜层，铜层表面设有各导热垫块及过桥基板，各导热垫块表面设有硅光芯片、激光组件等结构，同时在第二导热垫块和过桥基板的上方还设有金属上盖，这样硅光芯片、激光组件等结构在工作时产生的热量通过导热垫块传递至铜层表面，铜层表面的热量通过金属上盖传递至光模块的外部，进而将光模块内部的热量散发出去，避免热量的堆积从而保证光模块的正常工作。其中过桥基板315的作用有：一，用于实现硅光芯片500和电路板300之间的金线键合连接，二，用于辅助散热。

另一方面，本申请实施例中由于TIA芯片510和Driver芯片520倒装焊接在硅光芯片500上，即TIA芯片510和Driver芯片520放置电子元件一面朝向硅光芯片500，我们将TIA芯片510和Driver芯片520放置电子元件一面定义为TIA芯片510和Driver芯片520的正面，与正面相对的一面定义为背面，则TIA芯片510和Driver芯片520的背面与光模块的壳体之间紧邻，具体地是光模块的上壳体，本申请实施例中为了实现TIA芯片510和Driver芯片520的散热，本申请中TIA芯片510与光模块上壳体之间可以通过导热柱进行热量传递，也可以在TIA芯片510与光模块上壳体缝隙之间填充导热胶进行热量传递，Driver芯片520同样可以通过导热柱或导热胶进行热量传递。

由上述方案可见，本申请提供的光模块中，电路板上表面设置盲槽，盲槽表面设有铜层，铜层表面设有过桥基板、第一导热垫块和第二导热垫块，第一导热垫块上设置有硅光芯片，硅光芯片通过过桥基板与电路板打线连接，第二导热垫块上设置有激光组件，第二导热垫块和过桥基板的上方罩设有金属上盖。

一方面，本申请设置盲槽，这样对于电子元件数量较多的高传输速率光模块而言，可以将电子元件设计在盲槽处对应的电路板下表面，且盲槽底部至电路板下表面之间可以用于电路板内层之间的线路走线。

同时，第一导热垫块和第二导热垫块的设置可以将硅光芯片和激光组件产生的热量传递至铜层，然后铜层表面的热量通过金属上盖传递至光模块的壳体上，进而便于实现光模块内部散热，避免光模块内部热量集中堆积；且由于过桥基板315同样直接与铜层相接触，因此过桥基板315也可以用来将铜层处的热量传递至光模块外部。

同时，本申请中TIA芯片与光模块上壳体之间可以通过导热柱进行热量传递，也可以在TIA芯片与光模块上壳体缝隙之间填充导热胶进行热量传递，Driver芯片同样可以通过导热柱或导热胶进行热量传递。

同时，本申请实施例中第一导热垫块、第二导热垫块、第三导热垫块和第四导热垫块的热膨胀系数分别与硅光芯片、激光组件、第一光纤带和第二光纤带的热膨胀系数匹配，进而可以确保光路在不同温度下的稳定性。

因此，本申请提供的光模块散热性能和光路稳定性能均较好。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型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，上表面设有盲槽，所述盲槽表面镀有铜层和过桥基板、第一导热垫块和第二导热垫块；激光组件，设置于所述第二导热垫块上并嵌设于所述盲槽内，用于发出不携带信号的光；

硅光芯片，通过所述过桥基板与所述电路板电连接，设置于所述第一导热垫块上并嵌设于所述盲槽内，用于接收所述激光组件发出的不携带信号的光；

所述过桥基板，设置于所述硅光芯片的一侧，一端与所述硅光芯片电连接，另一端与所述电路板电连接；

金属上盖，包括腔体和过桥基板覆盖板，具有用于避让所述过桥基板两端的相应缺口，所述腔体罩设在所述激光组件上方，所述过桥基板覆盖版设于所述过桥基板上方且与所述过桥基板之间具有间隙。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述盲槽容纳所述硅光芯片和所述激光组件，所述硅光芯片的上表面与所述电路板的上表面平齐，所述激光组件的上表面与所述电路板的上表面平齐。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述电路板包括接地层和信号层，所述铜层通过过孔与所述接地层连接，所述过桥基板通过过孔与所述信号层连接。

4.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述过桥基板为陶瓷过桥基板，所述过桥基板的上表面镀有金属层。

5.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述金属上盖包括第一缺口和第二缺口，所述第一缺口用于使所述过桥基板一端的键合区域裸露，所述第二缺口用于使所述过桥基板另一端的键合区域裸露；

所述过桥基板覆盖板设于所述第一缺口和所述第二缺口之间。

6.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述过桥基板覆盖板和所述过桥基板之间的间隙内填充有导热且不导电材料。

7.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述盲槽表面还设有第三导热垫块和第四导热垫块，所述第三导热垫块上设有第一光纤阵列，所述第四导热垫块上设有第二光纤阵列；

所述光模块还包括：

第一光纤带，穿过所述第一光纤阵列；

第二光纤带，穿过所述第二光纤阵列。

8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述金属上盖的一端向下伸入至所述第二导热垫块和所述第三导热垫块之间的间隙内，另一端向下伸入至所述过桥基板的上方。

9.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述第一导热垫块、所述第二导热垫块、所述第三导热垫块和所述第四导热垫块的热膨胀系数分别与所述硅光芯片、所述激光组件、所述第一光纤带和所述第二光纤带的热膨胀系数匹配。

10.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述硅光芯片表面设有TIA芯片和Driver芯片，所述TIA芯片与所述光模块的壳体之间填充有导热胶，所述Driver芯片与所述光模块的壳体之间填充有导热胶。

Images