光模块结构的制作方法
1.本实用新型涉及一种光模块结构，特别是一种1.6t光收发模块。
背景技术：
2.随着通信系统的升级和对通信带宽需求的快速增长，现有通信系统面临着容量和能耗两大挑战。由昔日的低速率光模块至目前的400g、800g光模块，1.6t作为更高速率的光模块是日后发展的必然方向，应用铌酸锂芯片作为光模块中应用的新型调制器，可实现cwdm并行，使其块能在更小的空间、更低的能耗占用下提供更大的带宽，关于其研究日益增多，且应用铌酸锂芯片调制的方案在功耗及成本上远远优于eml调制。
3.由于1.6t作为应用更高速率的光模块，其本身附带的光学元件及电子元件数量更多，线路布局所需占用空间更大，所以在电路板的空间有限的情况下，现有osfp光模块封装在线路布局上碰到困难。因此，本领域研究人员正致力于解决前述的问题。
技术实现要素：
4.本实用新型在于提供一种光模块结构，能解决现有光模块在实现更高速时线路布局不易的问题。
5.本实用新型所揭露的一种光模块结构，包含主电路板、光发射次模块、次电路板及数位信号处理器。主电路板具有上表面。光发射次模块设置于主电路板并自主电路板的上表面显露。光发射次模块包含光发射单元以及薄膜铌酸锂调制器，光发射单元与薄膜铌酸锂调制器光耦合。次电路板设置于主电路板的上表面且电性连接于薄膜铌酸锂调制器。数位信号处理器设置于次电路板，并通过次电路板电性连接于薄膜铌酸锂调制器。
6.根据本实用新型揭露的光模块结构，藉由次电路板设置于主电路板的上表面且电性连接于薄膜铌酸锂调制器，及数位信号处理器设置于次电路板并通过次电路板电性连接于薄膜铌酸锂调制器的配置，可让光模块结构不仅有主电路板可供光发射次模块布设之外，还额外有次电路板可供数位信号处理器布设，故有利于光模块结构的线路布局，来实现更高速的光模块结构。
7.以上关于本实用新型内容的说明及以下实施方式的说明系用以示范与解释本实用新型的精神与原理，并且为本实用新型的保护范围提供更进一步的解释。
附图说明
8.图1为根据本实用新型一实施例的光模块结构的部分分解示意图。
9.图2为图1的主电路板与次电路板的分解示意图。
10.图3为图1的省略壳体的光模块结构的俯视示意图。
11.图4为图1的省略壳体的光模块结构的仰视示意图。
12.图5为根据本实用新型一实施例的光模块结构的俯视示意图。
13.图6为根据本实用新型一实施例的光模块结构的俯视示意图。
14.【附图标记说明】
15.1,1a,1b：光模块结构
16.10,10a,10b：主电路板
17.11,11b：插接端部
18.12,12a,12b：上表面
19.13：下表面
20.14：容置槽
21.30,30a,30b：光发射次模块
22.31：光发射单元
23.32：耦合透镜
24.33：光隔离器
25.34,34b：薄膜铌酸锂调制器
26.341：光接收端
27.342：光输出端
28.35：输入波导
29.36：输出波导
30.37：光纤
31.40,40a,40b：次电路板
32.50,50a,50b：数位信号处理器
33.60：壳体
34.61：底座
35.611：拉柄
36.62：盖体
37.63：容置空间
38.70,70a,70b：光接收次模块
39.71,71a,71b：解多工器
40.72：光纤
具体实施方式
41.以下在实施方式中详细叙述本实用新型的详细特征以及优点，其内容足以使本领域普通技术人员了解本实用新型的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、保护范围及附图，本领域普通技术人员可轻易地理解本实用新型相关的目的及优点。以下的实施例系进一步详细说明本实用新型的观点，但非以任何观点限制本实用新型的范畴。
42.请参照图1至图4，其中图1为根据本实用新型一实施例的光模块结构的部分分解示意图。图2为图1的主电路板与次电路板的分解示意图。图3为图1的省略壳体的光模块结构1的俯视示意图。图4为图1的省略壳体的光模块结构的仰视示意图。
43.在本实施例中，光模块结构1包含一个主电路板10、二个光发射次模块30、一个次电路板40及二个数位信号处理器50。此外，光模块结构1还可包含一壳体60。
44.壳体60包含一底座61及一盖体62，底座61及盖体62相组装而共同形成容置空间
63。主电路板10的其中一部分、光发射次模块30及次电路板40位于容置空间63内。主电路板10具有插接端部11，插接端部11位于容置空间63外，并用以插接于对应的连接器上。底座61具有拉柄611，拉柄611及主电路板10的插接端部11分别位于壳体60的相对二侧。拉柄611供操作人员握持，来移动光模块结构1。
45.应注意的是，壳体60为选用的元件，在其他实施例中，光模块结构可无壳体。此外，主电路板10的插接端部11为选用的结构，而在其他实施例中可进行省略。
46.主电路板10具有一上表面12及一下表面13及二个容置槽14。主电路板10的上表面12背对于下表面13，且二个容置槽14自上表面12凹陷形成且相分离。
47.二个光发射次模块30分别设置于主电路板10的二个容置槽14，且自主电路板10的上表面12显露。二个光发射次模块30为相同的结构，故以下仅介绍其中一个光发射次模块30。光发射次模块30包含光发射单元31、耦合透镜32、光隔离器33、薄膜铌酸锂(linbo3)调制器34、输入波导35、输出波导36及光纤37。每个光发射次模块30的光发射单元31例如但不限于包含四个激光发射器，且此激光发射器例如可以是激光二极管激光器。薄膜铌酸锂调制器34可具有位于同侧的光接收端341和光输出端342。耦合透镜32与光隔离器33可设置于光发射单元31和薄膜铌酸锂调制器34的光接收端341之间。输入波导35和输出波导36可分别与薄膜铌酸锂调制器34的光接收端341及光输出端342光耦合，其中输入波导35和输出波导36各自可为独立于薄膜铌酸锂调制器34的外置型波导，或是整合于薄膜铌酸锂调制器34内的内置型波导。光发射单元31通过输入波导35与薄膜铌酸锂调制器34的光接收端341光耦合。光纤37例如但不限于为fa-sn光纤。光纤37和输出波导36与薄膜铌酸锂调制器34的光输出端342光耦合。
48.次电路板40设置于主电路板10的上表面12。详细来说，次电路板40是通过bga锡球以焊接的方式设置在主电路板10的上表面12上。二个数位信号处理器50设置于次电路板40，且二个次电路板40具有与二个数位信号处理器50电性连接ac高速信号线(未绘示)。二个薄膜铌酸锂调制器34分别经由打线接合(wire bonding)的方式与ac高速信号线电性连接，进而电性连接二个数位信号处理器50。二个薄膜铌酸锂调制器34与次电路板40保持相同水平高度，以缩短讯号传输的距离，而确保讯号传输的质量。
49.光模块结构1的发射讯号过程来说，二个光发射单元31输出光讯号给薄膜铌酸锂调制器34，具体来说是，各光发射单元31发射的四路光讯号经过耦合透镜32和光隔离器33后进入四通道输入波导35，从而被薄膜铌酸锂调制器34接收。数位信号处理器50控制薄膜铌酸锂调制器34对光讯号进行分光及讯号调制，并且薄膜铌酸锂调制器34输出的调制后的光讯号汇聚为二路通过输出波导36射出。所输出的调制后的光讯号经过光纤37传递至外部的光通讯器件。
50.在本实施例中，光模块结构1还可包含个二个光接收次模块70。二个光接收次模块70分别设置于主电路板10的下表面13。二个光接收次模块70为相同的结构，故以下仅介绍其中一个光接收次模块70。光接收次模块70包含解多工器71、光接收器(未绘示)及光纤72。解多工器71及光接收器设置于主电路板10的下表面13，解多工器71通过光接收器电性连接于次电路板40。光接收器通过打线接合(wire bonding)及过孔的方式与次电路板40的ac高速信号线电性连接。光纤72例如但不限于为fa-sn光纤。光纤72与解多工器71光耦合。
51.就光模块结构1的接收讯号过程来说，光分别由四路光纤72输入，经过2个8通道解
多工器71分解为16路光后分别输入到光接收器中，接着数位信号处理器50控制薄膜铌酸锂调制器34对所接收光讯号进行处理。
52.在本实施例中，藉由次电路板40设置于主电路板10的上表面12且电性连接于薄膜铌酸锂调制器34，及数位信号处理器50设置于次电路板40并通过次电路板40电性连接于薄膜铌酸锂调制器34的配置，可让光模块结构1不仅有主电路板10可供光发射次模块30布设之外，还额外有次电路板40可供数位信号处理器50布设，故有利于光模块结构1的线路布局，来实现更高速的光模块结构1。也就是说，藉由次电路板40设置于主电路板10的上表面12，可让光模块结构1能设有二个薄膜铌酸锂调制器34、二个数位信号处理器50及与前述二者相关的线路，而能实现更高速的光模块结构1。在本实施例中，二个薄膜铌酸锂调制器34、次电路板40及二个数位信号处理器50共同支持1.6t的光模块。
53.此外，藉由光发射次模块30及光接收次模块70分别位于主电路板10的上表面12及下表面13的设置，可分散热源，而具有更好的散热效果。
54.应注意的是，光发射次模块30、数位信号处理器50及光接收次模块70的数量并非用以限制本实用新型。在其他实施例中，光发射次模块、数位信号处理器及光接收次模块的数量可皆仅有一个。如此，可实现800g或400g的光模块。
55.此外，光模块结构1并不限于包含光接收次模块70。在其他实施例中，光模块结构可无光接收次模块。
56.接着，请参照图5，图5为根据本实用新型一实施例的光模块结构的俯视示意图。本实施例中的光模块结构1a亦包含一个主电路板10a、二个光发射次模块30a、一个次电路板40a、二个数位信号处理器50a及二个光接收次模块70a。本实施例中的光模块结构1a与上述参照图1至4所述的光模块结构1类似，故以下仅针对二者差异之处进行说明，相同之处则不再赘述。
57.在本实施例中，二个光接收次模块70a的解多工器71a皆设置在位于主电路板10a的上表面12a的次电路板40a上。藉此，可缩短解多工器71a与数位信号处理器50a的距离，使得光讯号的传输品质更好。
58.接着，请参照图6，图6为根据本实用新型一实施例的光模块结构的俯视示意图。本实施例中的光模块结构1b包含一个主电路板10b、二个光发射次模块30b、二个次电路板40b、二个数位信号处理器50b及二个光接收次模块70b。本实施例中的光模块结构1b与上述参照图1至4所述的光模块结构1类似，故以下仅针对二者差异之处进行说明，相同之处则不再赘述。
59.在本实施例中，二个次电路板40b皆设置于主电路板10b的上表面12b上，且其中一次电路板40b较另一次电路板40b靠近主电路板10b的插接端部11b。二个数位信号处理器50b分别设置于二个次电路板40b。二个数位信号处理器50b分别通过二个次电路板40b电性连接于二个薄膜铌酸锂调制器34b。二个光接收次模块70b的解多工器71b分别设置于二次电路板40b上。
60.在本实施例中，藉由二个次电路板40b设置于主电路板10b的上表面12b，可让光模块结构1b能设有二个薄膜铌酸锂调制器34b、二个数位信号处理器50b及与前述二者相关的线路，而能实现更高速的光模块结构。在本实施例中，光模块结构1b有二组的薄膜铌酸锂调制器34b、次电路板40b及数位信号处理器50b，各组可支持800g的光模块，故光模块结构1b
总体可支持1.6t的光模块，且灵活性更强。
61.根据本实用新型一实施例的光模块结构，藉由次电路板设置于主电路板的上表面且电性连接于薄膜铌酸锂调制器，及数位信号处理器设置于次电路板并通过次电路板电性连接于薄膜铌酸锂调制器的配置，可让光模块结构不仅有主电路板可供光发射次模块布设之外，还额外有次电路板可供数位信号处理器布设，故有利于光模块结构的线路布局，来实现更高速的光模块结构。也就是说，藉由至少一个次电路板设置于主电路板的上表面，可让光模块结构能设有二个薄膜铌酸锂调制器、二个数位信号处理器及与前述二者相关的线路，而能实现更高速的光模块结构。
技术特征：
1.一种光模块结构，其特征在于，包含：主电路板，具有上表面；光发射次模块，设置于该主电路板并自该主电路板的上表面显露，包含光发射单元以及薄膜铌酸锂调制器，该光发射单元与该薄膜铌酸锂调制器光耦合；次电路板，设置于该主电路板的该上表面，且电性连接于该薄膜铌酸锂调制器；以及数位信号处理器，设置于该次电路板，并通过该次电路板电性连接于该薄膜铌酸锂调制器。2.如权利要求1所述的光模块结构，其特征在于，更包含解多工器，该主电路板具有背对于该上表面的下表面，该解多工器设置于该主电路板的该下表面，并电性连接于该次电路板。3.如权利要求1所述的光模块结构，其特征在于，更包含解多工器，该解多工器设置于该次电路板，并电性连接于该次电路板。4.如权利要求1所述的光模块结构，其特征在于，该光发射次模块及该数位信号处理器的数量皆为二个，二个该数位信号处理器皆设置于该次电路板，二个该数位信号处理器通过该次电路板分别电性连接于二个该薄膜铌酸锂调制器。5.如权利要求4所述的光模块结构，其特征在于，二个该薄膜铌酸锂调制器、该次电路板及二个该数位信号处理器共同支持1.6t的光模块。6.如权利要求1所述的光模块结构，其特征在于，该光发射次模块的数量、该次电路板的数量及该数位信号处理器的数量皆为二个，二个该数位信号处理器分别设置于二个该次电路板，二个该数位信号处理器分别通过二个该次电路板电性连接于二个该薄膜铌酸锂调制器。7.如权利要求6所述的光模块结构，其特征在于，电性连接的其中一该薄膜铌酸锂调制器、其中一该次电路板及其中一该数位信号处理器共同支持800g的光模块。8.如权利要求6所述的光模块结构，其特征在于，该主电路板具有一插接端部，其中一该次电路板较另一该次电路板靠近该插接端部。9.如权利要求8所述的光模块结构，其特征在于，更包含壳体，该壳体具有容置空间及拉柄，该主电路板的其中一部分、该光发射次模块及该次电路板位于该容置空间内，该主电路板的该插接端部位于该容置空间外，该拉柄及该主电路板的该插接端部分别位于该壳体的相对二侧。10.如权利要求1所述的光模块结构，其特征在于，该主电路板具有容置槽，该容置槽自该主电路板的该上表面凹陷形成，该光发射单元与该薄膜铌酸锂调制器设置于该主电路板的该容置槽。
技术总结
关于一种光模块结构，包含主电路板、光发射次模块、次电路板及数位信号处理器。主电路板具有上表面。光发射次模块设置于主电路板并自主电路板的上表面显露。光发射次模块包含光发射单元以及薄膜铌酸锂调制器，光发射单元与薄膜铌酸锂调制器光耦合。次电路板设置于主电路板的上表面且电性连接于薄膜铌酸锂调制器。数位信号处理器设置于次电路板，并通过次电路板电性连接于薄膜铌酸锂调制器。板电性连接于薄膜铌酸锂调制器。板电性连接于薄膜铌酸锂调制器。
