一种多模光模块的制作方法

本技术属于光通信，具体涉及一种多模光模块。

背景技术：

1、光模块作为光通信的核心部分，在发送端和接收端分别实现信号的电-光转换和光-电转换，其性能的优劣直接影响光通信的信号质量，与光模块设计有关的技术是该领域的研发重点。

2、在传统的多通道多模光模块cob(chip on board)封装方案中，多模方案的电芯片一般包括时钟数据恢复器(clock and data recovery，cdr)或数字信号处理器(digitalsignal processing，dsp)，例如rx cdr和tx cdr，内部可以分别集成跨阻放大器(trans-impedance amplifier，tia)和驱动器(driver，drv)，然后通过键合引线(wire-bonding，wb)的方式与pd(光电探测器)或者vcsel(vertical cavity surface emitting laser，vcsel，简称面射型激光器或垂直腔面发射激光器)电连接。或者如图1所示，电芯片为数字信号处理器(digital signal processing，dsp)或cdr，采用外置的tia和drv，tia和drv采用wb的方式分别与pd和vcsel电连接，tia和drv再分别通过wb的方式电连接pcb传输线，经pcb传输线分别电连接到dsp或cdr。

3、在上述现有技术中激光器需要driver芯片来提供稳定的bias(偏置)电流。driver芯片不管是外置还是集成到dsp内，都难以进一步缩小芯片体积且保障性能，一定程度上限制了多通道多模光模块的电路设计。此外，在降成本的需求下，行业内提出了免驱动设计，即采用dsp/cdr直接驱动激光器工作。使用免驱的方式设计，一方面电路板可以省出更多布线空间，另一方面省掉了driver芯片的成本，可有效降低光模块成本。但是省略了driver芯片难以避免影响产品性能，例如，在多通道多模光模块中，激光器芯片一般采用较低成本的vcsel阵列芯片，受限vcsel阵列间距及引脚焊盘设计问题，vcsel阵列芯片无法采用传统的差分驱动，一般采用dsp/cdr直接单端驱动vcsel阵列芯片，但是多通道同时工作时，各通道间就容易产生串扰问题，即单端驱动抗串扰能力较低等缺陷。采用现有技术的多模光模块在应用中不能完全满足需求，应用场景受到限制。

4、因此需要研究一种多模光模块，以此进一步推动光模块的深层次应用及光通信技术的发展。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术的至少一个问题，本实用新型一方面提供了一种多模光模块，以解决传统单端驱动方式实现电芯片直接驱动激光器时通道间串扰较大的问题。

2、本实用新型提供的一种多模光模块，包括：

3、电路板、电芯片和激光器模组，所述电芯片和激光器模组设于所述电路板上，所述电芯片为数字信号处理芯片或时钟数据恢复芯片的其中一种，并直接对所述激光器模组进行驱动；

4、所述电芯片包括至少两个差分信号通道，每一所述差分信号通道包括正差分输出和负差分输出；

5、所述激光器模组包括至少两个激光器芯片，每一所述激光器芯片具有正极和负极；

6、所述电路板上设有至少两个通道的差分信号线，每一通道的所述差分信号线包括第一信号线和第二信号线，所述第一信号线一端电连接所述电芯片的正差分输出，另一端延伸至临近所述激光器芯片并电连接所述激光器芯片的正极，所述第二信号线一端电连接所述电芯片的负差分输出，另一端接地；

7、所述电路板上临近所述激光器模组一侧的每一路所述第一信号线均匹配一路接地线，使每两路相邻的第一信号线之间均有一路所述接地线，所述接地线一端电连接激光器芯片的负极，另一端于远端接地，形成伪差分接地；

8、每一路第一信号线上均设有偏置电流加载端，分别连接一外挂偏置信号线路，用于向所述激光器芯片施加偏置电流。

9、在一些实施例中，多路所述接地线与多路所述第一信号线交错排布做伪差分扇出。

10、在一些实施例中，所述第一信号线和所述接地线扇出至相邻通道的第一信号线之间的间距大于或等于5倍所述第一信号线的线宽。

11、在一些实施例中，所述第一信号线连接所述激光器模组的一端为第一端，连接所述电芯片的一端为第二端；所述第二端与所述偏置电流加载端之间的一段第一信号线的阻抗与所述第二信号线的阻抗均按第一预设值控制；所述偏置电流加载端与所述第一端之间的一段第一信号线的阻抗按第二预设值设置；所述第一预设值与第二预设值相等。

12、在一些实施例中，所述电路板的表面设有接地焊盘、多个所述第一信号线和所述接地线交错布置于所述接地焊盘的一侧，所述接地线的一端与所述接地焊盘连接，所述第一信号线与所述接地焊盘绝缘；激光器模组焊接于所述接地焊盘上，每一激光器芯片的正级和负极分别电连接第一信号线和接地线；第一信号线和接地线临近激光器模组的端部向所述激光器模组聚集，并由该端部向两侧扇出，扇出端的相邻通道的第一信号线之间的间距大于所述激光器模组的各激光器芯片之间的间距。

13、在一些实施例中，所述接地焊盘的两端沿所述第一信号线的扇出方向延伸至至少与所述接地线等长，以将与所述激光器模组连接的所有第一信号线和接地线包围在中间，形成屏蔽包地。

14、在一些实施例中，所述第二信号线接地的一端经一匹配电阻接地；所述匹配电阻的阻值与所述第二信号线的阻值一致。

15、在一些实施例中，所述激光器芯片的负极、正极与所述第一信号线和所述接地线之间通过键合引线电连接，所述引线的长度范围在380μm至450μm。

16、在一些实施例中，所述偏置电流加载端与所述第二端之间的所述第一信号线上对应设置有ac耦合电容，用于通过所述电芯片输出的高频信号，并隔离直流电流防止所述偏置电流加载端输入的偏置电流流入所述电芯片。

17、在一些实施例中，所述激光器模组倒装于所述电路板上，所述激光器芯片的正极和负极分别倒装焊于所述第一信号线和所述接地线上，以分别电连接所述第一信号线和所述接地线。

18、在一些实施例中，所述激光器模组倒装于一导电基板上，所述导电基板焊接于所述电路板上，所述激光器芯片的正极和负极分别通过所述导电基板的导电线路电连接所述第一信号线和所述接地线。

19、在一些实施例中，所述导电基板具有相对的上表面和下表面，上表面具有与激光器芯片的正极和负极相对的多个第一焊盘，下表面具有与各第一信号线和接地线端部相对的多个第二焊盘，多个第一焊盘分别与多个第二焊盘一一对应相电连接，各第二焊盘之间的间距大于各第一焊盘之间的间距。

20、在一些实施例中，所述激光器芯片为垂直腔面发射激光器。

21、在一些实施例中，所述多模光模块还包括光电探测器阵列和跨阻放大器，所述跨阻放大器电连接所述电芯片，所述光电探测器阵列电连接所述跨阻放大器。

22、与现有技术相比，本实用新型的主要有益效果：

23、本实用新型提供的多模光模块，相比dsp直驱的单端驱动，设计了伪差分走线，以解决通道串扰的问题，进而提高了多通道多模光模块的高频性能；拓展了更为灵活的pcba装配方式，且进一步提高了电路板面积利用率，为多模光模块整体工艺和性能的优化提供了可行的方案。