一种光模块的制作方法

1.本发明涉及光电子器件封装技术领域，尤其涉及一种光模块。


背景技术：

2.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。
3.如图1、图2所示，常用技术中的光模块90包括电路板(pcb)91，电驱动芯片92设在电路板91上，在电路板91的一侧挖设凹槽容置硅光芯片93，所述硅光芯片93与所述电路板91设置在同一层且位于热沉94上。所述硅光芯片93在远离所述电路板91的一端与光纤组件95连接，光纤组件95连接一接口部96，在所述热沉94上对应所述硅光芯片93的位置设有多个光源97，所述光源97位于所述光纤组件95的一侧，实现光源97发出光至硅光芯片93加载调制信号后经过光纤组件95输出。一般光源97的热比较集中，对散热材料要求比较高，一般使用热沉94进行散热。所述硅光芯片93采用金线98连接至所述电路板91上，而硅光芯片93属于高速器件，对金线98连接长度非常敏感，要求金线98尽量短。所以一般都是在电路板91上挖空一定区域形成凹槽放置热沉94、硅光芯片93和光源97。但是导致电路板91资源浪费，并且热沉94散热面和电路板91上电驱动芯片92不在同一面，散热效果不理想。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。
4.而且硅光光模块90固定在一壳体内，若在电路板91的上下面均设置散热面，则会造成电路板91的温度升高，而且由于光源97通常集中设置在硅光芯片93上，导致热量集中而不易散热。


技术实现要素：

5.发明的目的在于，提供一种光模块，一方面通过将光源分离设置在光纤组件的两侧实现热量分散，并结合凸出部将电路板下方的热量传输至电路板上方，解决目前光模块内热量集中而不易散热的技术问题；另一方面，通过将热沉散热面和电路板上电驱动芯片设置在同一面，便于将热量都传输至主散热面进行散热，避免光模块内部热量集中堆积，解决目前光模块内热沉散热面和电路板上电驱动芯片不在同一面导致的散热效果不理想的技术问题以及在电路板上挖设凹槽放置热沉、硅光芯片及光源造成电路板利用率不高而导致资源浪费的技术问题；再一方面，通过设置热沉设于光源组件下方导热，并缩短金线长度，提升了传输速率。
6.为了实现上述目的，本发明其中一实施例中提供一种光模块，包括壳体和设于所述壳体内的电路板、电驱动芯片、硅光芯片、光源组件以及光纤组件；所述电路板包括彼此相背离的上表面和下表面；所述电驱动芯片设于所述电路板的上表面上；所述硅光芯片连接至所述电路板；所述光纤组件与所述硅光芯片光耦合连接；所述光源组件与所述硅光芯片对应设置，用于发出光并将发出的光传输至所述硅光芯片。
7.进一步地，所述光模块还包括热沉，所述热沉贴附固定于所述电路板的下表面；所述硅光芯片设置于所述电路板上邻近板边的位置，所述热沉邻近所述硅光芯片位置设置；所述光源组件设于所述热沉上。
8.进一步地，所述电路板的一侧边设有凹槽或开口，所述硅光芯片设于所述电路板的凹槽或开口内，所述热沉延伸至所述硅光芯片的下方。
9.进一步地，所述光源组件两侧的热沉设有凸出部，所述凸出部与所述壳体通过散热胶或散热垫导热连接，所述光源组件邻近所述凸出部设置，所述硅光芯片远离所述凸出部设置。
10.进一步地，所述凸出部邻近所述电路板的边缘设置，并凸出于所述电路板的上表面。
11.进一步地，所述硅光芯片与所述电路板通过金线电性连接，所述硅光芯片上与所述热沉相对的表面与所述电路板的上表面相齐平。
12.进一步地，所述热沉通过胶粘固定于所述电路板的下表面上。
13.进一步地，所述硅光芯片通过胶粘固定于所述热沉上，所述电路板上设有与所述硅光芯片电性连接的电性连接区域，所述电性连接区域与所述光源组件设于所述硅光芯片相对的两侧。
14.进一步地，所述光源组件包括多个激光器和多个透镜；所述透镜包括多个激光器设于所述热沉上；多个透镜设于所述热沉上；每一透镜与一激光器的发光面相对设置；所述激光器、所述透镜一一对应设置，形成多个光路通道。
15.进一步地，所述硅光芯片与所述电驱动芯片并排设于所述电路板的同一侧。
16.进一步地，所述光模块还包括设于所述壳体上的散热组件，所述散热组件设于与所述硅光芯片相邻位置的壳体上，并与所述热沉导热连接。
17.本发明的有益效果在于，提供一种光模块，一方面通过将光源分离设置在光纤组件的两侧实现热量分散，并结合凸出部将电路板下方的热量传输至电路板上方避免了光模块内热量集中而不易散热的问题；另一方面，通过将热沉散热面和电路板上电驱动芯片设置在同一面，便于热量都传输至主散热面进行散热，避免光模块内部热量集中堆积；而且此结构不用在电路板上挖设凹槽放置热沉，硅光芯片及光源组件，提高了电路板利用率，减少了制作成本；再一方面，通过设置热沉于光源组件下方导热，并缩短金线长度，提升了传输速率。
附图说明
18.下面结合附图，通过对本技术的具体实施方式详细描述，呈现本技术的技术方案及其它有益效果。
19.图1为常用技术中的光模块的立体结构示意图。
20.图2为常用技术中的光模块的截面结构示意图。
21.图3为本技术实施例1提供的光模块的部分结构示意图。
22.图4为本技术实施例1提供的光模块的部分结构截面示意图。
23.图5为本技术实施例1提供的硅光芯片的工作原理示意图。
24.图6为本技术实施例2提供的光模块的部分结构示意图。
25.图7为本技术实施例2提供的光模块的部分结构截面示意图。
26.图8为本技术实施例2提供的光模块的散热原理图。
27.图9为本技术实施例3提供的光模块在装配状态下的部分结构示意图。
28.图10为本技术实施例4提供的光模块的部分结构示意图。
29.图11为本技术实施例5提供的光模块的整体结构示意图。
30.图12为本技术实施例5提供的光模块的部分结构示意图。
31.图13为本技术实施例5提供的光模块的部分结构截面示意图。
32.图14为本技术实施例6提供的光模块在装配状态下的整体结构示意图。
33.图15为本技术实施例6提供的光模块的部分结构示意图。
34.图16为本技术实施例6提供的光模块的部分结构截面示意图。
35.图中部件标识如下：
36.图1至图2：光模块90，电路板91，电驱动芯片92，硅光芯片93，热沉94，光纤组件95，接口部96，光源97，金线98；
37.图3至图16：光模块100，电路板1，电驱动芯片2，硅光芯片3，光源组件4，光纤组件5，散热组件6，焊锡球7，热沉8，壳体9，小基板10，金线11，输入波导31，输出波导32，调制器33，波分复用器34，激光器41，透镜42，光隔离器43，转折棱镜44，承载部81，凸出部82，第一表面101，第二表面102，电口110，光口120，第一光源单元401，第二光源单元402，斜面441，第一直角面442，第二直角面443，第一侧边801，第二侧边802，下表面803，上表面804。
具体实施方式
38.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
39.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
40.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
41.实施例1
42.请参阅图3、图4，本技术实施例1中提供一种光模块100，在光通信中，光模块100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。
43.该光模块100包括壳体9以及位于壳体9内的电路板1、电驱动芯片2、硅光芯片3、光
源组件4及光纤组件5。所述电路板1的一端有金手指，电路板1在光模块电口110和光口120连线方向呈纵长排列，电口110位于图3中的右端，光口120位于图3的左端。电路板1除用于承载电驱动芯片2、热沉8外还用于承载其它芯片电容电阻等。所述电路板1也称印制板(pcb)，其主要材料是覆铜板，而覆铜板(敷铜板)是由基板、铜箔和粘合剂构成的。基板是由高分子合成树脂和增强材料组成的绝缘层板；在基板的表面覆盖着一层导电率较高、焊接性良好的纯铜箔；铜箔覆盖在基板一面的覆铜板称为单面覆铜板，基板的两面均覆盖铜箔的覆铜板称双面覆铜板；铜箔能否牢固地覆在基板上，则由粘合剂来完成。
44.所述电驱动芯片2设于所述电路板1上；所述硅光芯片3连接至所述电路板1；所述光纤组件5与所述硅光芯片3光耦合连接；所述光源组件4设于所述硅光芯片3远离所述电路板1的一侧，与所述硅光芯片3对应设置，用于发出不携带信号的光并传输至所述硅光芯片3。其中所述光源组件4分别位于所述光纤组件5的两侧形成的多个光路通道，这样有利于所述光源组件4产生的热量分散，避免热量集中，有利于散热。所述光纤组件5包括多根光纤和端部的光学连接头，光纤连接头用于与硅光芯片3耦合连接。所述硅光芯片3用于结合所述电驱动芯片2将所述光源组件4发出的光选择性通过从而形成具有数据信息的光信号，这些光信号传输至所述光纤组件5内进行传输。
45.如图4所示，所述硅光芯片3设于所述电路板1的上表面的一侧；所述光模块100还包括热沉8，所述热沉8的材质包括陶瓷、金属。此处电路板1上开设有容置孔，硅光芯片3设于容置孔中。热沉8固定在电路板1上，并延伸至硅光芯片3下方。这样热沉8可以用来承载硅光芯片3。硅光芯片与电路板之间可以通过金线连接。这样硅光芯片3的上表面和电路板1的上表面可以齐平，从而有利于高速信号的传输。所述热沉8设于所述硅光芯片3的下方可以将所述硅光芯片3产生的热量传输扩散。所述热沉8包括承载部81以及凸出部82。所述凸出部82用以将所述光源组件4和所述硅光芯片3产生的热量从下至上传输。所述凸出部82设于所述承载部81的一侧上表面，形成向上突出的结构，形成l形散热通道，从而所述热沉8整体呈u形。所述承载部81的上表面为所述热沉8整体的平面部，所述凸出部82为凸出平面部的台阶，从而利于将所述硅光芯片3下方的热量通过所述承载部81传输至所述凸出部82，再向上散热。所述硅光芯片3和所述光源组件4都设于所述热沉8上表面，有利于通过所述热沉8将所述硅光芯片3和所述光源组件4产生的热量向上扩散。实现了热量在所述电路板1的同一侧散热，从而有利于热量传输至主散热面迅速散发出去，避免光电器件温度过高而无法工作。
46.所述光纤组件5设于所述热沉8上方，并与硅光芯片3耦合连接。所述光纤组件5设于所述热沉8的中部，将所述光源组件4分布于所述光纤组件5的两侧，可以避免热量集中。热沉8包括两个凸出部82，两个凸出部82均设于所述光源组件4侧边远离所述光纤组件5的一侧。也就是说，所述热沉8具有u形结构，所述光纤组件5设于u形结构的中间位置，光源组件4设于光纤组件5的两侧，凸出部82设于光源组件5的两侧。这样，所述热沉8的u形结构的两侧均是一个l形散热通道。硅光芯片3与电驱动芯片2的热量均在所述电路板1的同一侧表面散热，这样可在电路板1的同一侧设置散热组件6，有利于实现光模块内部散热，避免光模块内部热量集中堆积；而且此结构不用在电路板1上挖设凹槽放置热沉8，提高了电路板1的利用率，减少了制作成本。
47.可理解的是凸出部82和承载部81两者呈台阶状设置，承载部81的高度低于电路板
1的上表面，承载部81同时承载硅光芯片3和光源组件4能够有效传输其热量，凸出部82的高度高于电路板1上表面的高度。当光源组件4设于承载部81上时，它们的高度和设于电路板1一侧的硅光芯片3的高度相当，例如，可以是稍低于、稍高于或等于硅光芯片3上表面的高度。硅光芯片3上表面的高度与电路板1上表面的高度齐平，以利于凸出部82凸出于硅光芯片3的上表面与壳体9接触进行散热。硅光芯片3及光源组件4产生的热量先从上向下传导至承载部81，然后由承载部81横向传输至凸出部82，再由凸出部82向上传输至壳体9，从而将热量散发出去。
48.值得注意的是，本实施例中，虽然所述承载部81、凸出部82与所述电驱动芯片2均位于所述电路板1的同侧，但通过设置了所述凸出部82实现了将所述硅光芯片3的热量通过所述承载部81传输至所述凸出部82并向上传输至壳体9，从而有利于实现光模块100内部散热，避免光模块100内部热量集中堆积。
49.本实施例中，所述光源组件4包括设置在热沉8上的多个激光器41和多个透镜42。所述多个激光器41贴装在所述热沉8上并与电路板1通过金线电性连接。所述多个透镜42与所述激光器41对应设置在一条直线上，贴装在所述热沉8上；在所述硅光芯片3上包括多个与所述透镜42对应设置的输入波导。其中，每一透镜42与相应一个激光器41的发光面相对设置，所述激光器41、所述透镜42分别一一对应设置，形成多个光路通道；所述光源组件4形成的多个光路通道分布于所述光纤组件5的两侧。此处的光模块具有四个通道，所述光源组件4形成的四个光路通道在硅光芯片3中会形成4个通道，光源组件4使用2个或4个激光器41，此处为四个激光器。在其它实施例中，光路通道的数量可根据实际需求调整为更多或更少通道，视需求而定，本技术不做限定。其中所述光源组件4还可以包括多个光隔离器；每一光隔离器包括一透光面，与一透镜相对设置。
50.如图5所示，为本实施例中硅光芯片3的工作原理示意图，硅光芯片3包含光波导，调制器，分路器，探测器，波分复用器，波分解复用器，出入口，电路，加热(电阻)，电路焊盘等。如图5是简化的结构，光波导包括位于同一侧的输入波导31以及输出波导32，一束光从输入波导31进入，在波导(图中用线条表示)内传输，经过调制器33、波分复用器34，再从输出波导32输出带有信号的光束。所述激光器41发射的多路光分别由对应透镜42汇聚进入多个所述输入波导31，每一光路通道与一所述输入波导31对应设置，并从所述输出波导32输出。
51.本实施例中，所述壳体9罩设在所述电路板1上，并与所述热沉8的所述凸出部82导热连接，用于保护所述光源组件4和所述硅光芯片3。所述壳体9抵接所述凸出部82以将所述凸出部82上的热量向上传输，在所述壳体9和所述热沉8之间可以加散热垫或者导热胶用以辅助散热。
52.如图4所示，本实施例中，所述光模块100还包括散热组件6，所述散热组件6导热连接所述壳体9的上表面。所述散热组件6包括散热片、散热柱中的任一种。尤其是所述光模块100只有在壳体9上面有散热组件6，因此尽量实现热量在所述电路板1的同一侧散热。其中所述散热组件6是设置在壳体9上的散热片，当然也可以没有散热组件6，只是将所述壳体9作为主散热面。所述凸出部82也可以与壳体9一体成型。或者壳体9是分为上壳体和下壳体两部分的，散热组件6是设置在上壳体上的散热片，激光器41产生的热量传导至热沉8然后通过热沉8传导至上壳体，通过散热组件6将热量散发出去。
53.实施例2
54.图6为本技术提供的一种光模块100的部分结构示意图。实施例2中设置所述电驱动芯片2、所述硅光芯片3、所述光纤组件5依次沿所述光模块100的延伸方向排布，其中所述光源组件4的部件设置方向平行于该轴线的延伸方向。所述光源组件4与所述光纤组件5并排设置。
55.具体的，请一并参考图7，所述电路板1包括彼此相背离的第一表面101和第二表面102。所述硅光芯片3与所述电驱动芯片2均电性连接和固定至所述电路板1的第一表面101。所述光纤组件5也设于所述电路板1的第一表面101上。本实施例中第一表面101为所述电路板1的上表面，第二表面102为所述电路板1的下表面。光源组件4设于所述硅光芯片3上背离所述电路板1的一侧，用于发出不携带信号的光并传输至所述硅光芯片3。也就是说，光源组件4设于硅光芯片3上。所述光纤组件5与所述硅光芯片3光耦合连接。所述光纤组件5包括多根光纤和端部的光学连接头，光纤连接头用于与硅光芯片3耦合连接。所述硅光芯片3用于结合所述电驱动芯片2将所述光源组件4发出的光选择性通过从而形成具有数据信息的光信号，这些光信号传输至所述光纤组件5内进行传输。
56.如图6所示，在所述光模块100中，所述电驱动芯片2对应设置在所述硅光芯片3连接所述光纤组件5的延伸方向上，所述光纤组件5与所述硅光芯片3的一侧连接。
57.请参阅图6、图7，本实施例中，所述光源组件4包括多个激光器41、多个透镜42、多个光隔离器43以及转折棱镜44。其中激光器41为主要的发热元件，所述激光器41、所述透镜42、所述光隔离器43设于所述硅光芯片3上，所述转折棱镜44设于硅光芯片3的侧边。具体的，所述多个激光器41贴装在所述硅光芯片3上，用于发出光线；透镜42、激光器41及光隔离器43对应设置在一条直线上，贴装在所述硅光芯片3上。所述电驱动芯片2用于驱动硅光芯片3工作。所述转折棱镜44与所述光隔离器43对应设置，贴装在所述硅光芯片3的侧壁上；其中，所述激光器41、所述透镜42、所述光隔离器43、所述转折棱镜44分别一一对应设置，形成多个光路通道。所述转折棱镜44将所述光源组件4发出的光导入所述硅光芯片3中，所述硅光芯片3用于对进入的光进行处理后将光传输至光纤组件5中。如图8所示，设置所述电驱动芯片2、所述硅光芯片3、所述光纤组件5依次沿所述光模块100的纵长方向(也就是光口和电口连接方向)排布。其中所述转折棱镜44与所述光纤组件5并排连接至所述硅光芯片3的同一侧。
58.更具体的，所述透镜42安装至所述硅光芯片3顶面；每一透镜42与相应一个激光器41的发光面相对设置，透镜42的中轴线与所述激光器41光源中心线在同一直线上；所述光隔离器43安装至所述硅光芯片3顶面；每一光隔离器43包括一透光面，与一透镜42相对设置。
59.所述转折棱镜44包括第一反射面11和第二反射面12，所述激光器41发出的光照射至所述第一反射面11，经所述第一反射面11反射至所述第二反射面12，由所述第二反射面12反射至所述硅光芯片3中。从而激光器41发出的一束光线依次穿过一透镜42、一光隔离件43、一转折棱镜44，反射至所述硅光芯片3的侧壁并进入到硅光芯片3中形成一个光路通道。另外，转折棱镜44也可以是光纤或其它元件。
60.在该实施例中，所述转折棱镜44为等腰直角棱镜。如图7所示，所述等腰直角棱镜包括一斜面13及两个直角面。所述两个直角面分别构成所述第一反射面11和所述第二反射
面12。斜面13的一部分与硅光芯片3的侧壁表面固定连接。例如，可以通过胶粘的方式将转折棱镜44固定在硅光芯片3上。所述第一反射面11和所述第二反射面12用于反射光线。所述转折棱镜44的入光面及出光面皆为所述斜面13的一部分。其中，由所述透镜42汇聚的光透过所述斜面13(入光面)射入所述转折棱镜44后，依次在所述第一反射面11和所述第二反射面12发生全反射，并透过所述斜面13(出光面)射出进入硅光芯片3中对应的输入波导。
61.本实施例中，所述光源组件4形成的多个光路通道均位于所述光纤组件5的同一侧。
62.所述硅光芯片3与所述电驱动芯片2并列设置。另外，可以通过增大所述硅光芯片3与所述电驱动芯片2的间距避免热源集中，例如，在所述硅光芯片3与所述电驱动芯片2之间存在间隙，且该间隙的宽度与所述电驱动芯片3的宽度的比值为0.5-2。这样来调整热量分布。
63.为了避免热源集中，将所述激光器41均匀分布于所述光纤组件5的同一侧，这样可避免激光器41产热集中。本技术实施例通过将所述激光器41与所述硅光芯片3并排设于所述电路板1的同一侧，而且所述转折棱镜44对应所述激光器41设置将所述激光器41发出的光导入所述硅光芯片3，从而产生热量的硅光芯片3、激光器41与电驱动芯片2位于电路板1的同一侧表面，这样可在电路板的同一侧位置进行散热，有利于实现光模块内部散热，避免光模块内部热量集中堆积。
64.所述激光器41在所述硅光芯片3上靠近光纤组件5一端的边缘处的距离，小于所述激光器41在所述硅光芯片3上靠近电驱动芯片2一端的边缘处的距离。也就是说，激光器41在硅光芯片3上的位置相对于电驱动芯片2更靠近光纤组件5(或转折棱镜44)。这样也可增大所述激光器41与所述电驱动芯片2的间距来避免热源集中。
65.请参阅图7、图8，为了减少成本，所述硅光芯片3与所述电路板1通过焊锡球7实现电性连接，这样也可适合现有锡焊工艺，实现大批量生产。
66.请参阅图8，本实施例中，所述壳体9为一盒体，所述电路板1、所述电驱动芯片2、所述硅光芯片3以及所述光源组件4位于所述盒体内，被所述壳体9保护。所述壳体9内可以加散热垫或者导热胶用以对电路板1、所述电驱动芯片2、所述硅光芯片3、所述激光器41等原件进行固定和散热。
67.本实施例中，所述光模块100还包括散热组件6，所述散热组件6导热连接于所述壳体9的外表面。所述散热组件6包括散热板61以及两个以上翅片62；所述散热板61导热连接于所述壳体9的外表面；两个以上翅片62突出于所述散热板61远离所述壳体9一侧的表面。尤其是所述光模块100只有在壳体9上面有散热组件6，因此尽量实现热量在所述电路板1的同一侧散热，避免在所述电路板1的上下表面均散热导致电路板1的温度过高，避免是光电器件等温度过高而无法工作。其中所述散热组件6是设置在壳体9上的散热片，当然也可以没有散热组件6。本实施例所述热沉8也可以与壳体9一体成型。壳体9也可是分为上壳体和下壳体两部分的，散热组件6是设置在上壳体上的散热片，激光器41产生的热量传导至热沉8然后通过热沉8传导至上壳体，通过散热组件6将热量散发出去。电驱动芯片2可以通过散热垫或散热胶与壳体9导热连接，驱动芯片2产生的热量通过散热垫也传导至上壳体并通过散热组件6散发出去。
68.实施例3
69.请参阅图9，该光模块100包括电路板1、电驱动芯片2、硅光芯片3、光源组件4以及光纤组件5。所述硅光芯片3与所述电驱动芯片2并排设于所述电路板1的同一侧；所述光源组件4设于所述硅光芯片3上远离所述电路板1的一侧，用于发出不携带信号的光并传输至所述硅光芯片3；所述光纤组件5与所述硅光芯片3连接。所述光纤组件5包括多根光纤和端部的光学连接头，光纤连接头用于与硅光芯片3耦合连接。所述硅光芯片3用于结合所述电驱动芯片2将所述光源组件4发出的光选择性通过从而形成具有数据信息的光信号，这些光信号传输至所述光纤组件5内进行传输。
70.电驱动芯片2对应设置在所述硅光芯片3连接所述光纤组件5的延伸方向上(也就是壳体9纵长方向上)，所述光源组件4设置在所述硅光芯片3的一侧，所述光源组件4位于所述硅光芯片3连接所述光纤组件5的延伸方向的轴线一侧，这样可利用所述硅光芯片3的侧部空间，压缩所述光纤组件5的延伸方向的长度，从而可减少在光纤组件5的延伸方向上的整体长度。其中所述光源组件4的部件设置方向垂直于该轴线的延伸方向，也就是设置在轴线的一侧。光源组件4和硅光芯片3下方可以设置热沉8以利于散热，热沉8可以固定在电路板1上。
71.在实施例3与实施例2相似，其区别在于，实施例3中设置所述光纤组件5与所述硅光芯片3的一侧连接，硅光芯片3为一个长方形形状。且所述转折棱镜44设置在所述硅光芯片3连接所述光纤组件5相邻的一侧，而不是实施例2中所述电驱动芯片2、所述硅光芯片3、所述光纤组件5依次沿所述光模块100的纵长方向排布，且所述转折棱镜44与所述光纤组件5并排连接至所述硅光芯片3的同一侧。所述转折棱镜44设置在所述硅光芯片3连接所述光纤组件5相邻的一侧，也就是说光源组件4射向转折棱镜44的出光方向和硅光芯片3射入光纤组件5的出光方向相互垂直，这样可利用所述硅光芯片3的侧部空间，压缩所述光纤组件5的延伸方向的长度，从而可减少在光纤组件5的延伸方向上的整体长度。
72.本技术实施例3与实施例2的差异在于所述转折棱镜44以及设于所述硅光芯片3上的光源组件4相对于光纤组件4的排布方向不同。本技术实施例3也是通过将所述激光器41与所述硅光芯片3并排设于所述电路板1的同一侧，而且所述转折棱镜44对应所述激光器41设置将所述激光器41发出的光导入所述硅光芯片3，从而产生热量的硅光芯片3、激光器41与电驱动芯片2位于电路板1的同一侧表面，这样可在电路板的同一侧位置进行散热，有利于实现光模块内部散热，避免光模块内部热量集中堆积。
73.实施例4
74.图10为本技术提供的一种光模块100的部分结构示意图。本实施例与实施例2的区别在于，在所述光纤组件5的两侧均设置所述光源组件4，所述光源组件4包括四个激光器41、四个透镜42和四个隔离器43，这些器件平均分布在所述光纤组件5的两侧，可避免在硅光芯片3的上下表面位置热量集中现象。在实施例4中，为了避免热源集中，将所述激光器41均匀分布于所述光纤组件4的两侧而不是同一侧。所述光源组件4形成的多个光路通道均匀分布于所述光纤组件5的两侧，相应的，与所述光源组件4对应设置的两个转折棱镜44也是分布于所述光纤组件5的两侧。本实施例能够进一步在所述电路板1的同一侧位置分散设置产热元件，避免热量集中，并且能够增加光路通道的数量。
75.实施例5
76.请参阅图11、图12，本实施例与实施例3类似，光源组件4、硅光芯片3与所述电驱动
芯片2并排设于所述电路板1的同一侧，从而产生热量的硅光芯片3、光源组件4与电驱动芯片2位于电路板1的同一侧，这样可在电路板1的同一侧设置散热组件6，有利于实现光模块100内部散热，避免光模块100内部热量集中堆积。而且此结构不用在电路板1上挖设凹槽放置热沉8、硅光芯片3及光源组件4，提高了电路板1的利用率，减少了制作成本。
77.本实施中光模块100包括壳体9、位于壳体9内的电路板1、硅光芯片3、热沉8、光纤组件5、光源组件4、小基板10和驱动芯片2。热沉8和小基板10设置在电路板1上，当然电路板1上还有其它电子器件和芯片，硅光芯片3设于热沉8上。也就是说，硅光芯片3与电路板1之间设置热沉8，以利于所述硅光芯片3的热量扩散。在其它实施例中，硅光芯片3也可以直接设置在电路板1上。另外，在该实施例中，热沉8具有承载硅光芯片3和光源组件4的承载部81和凸出于承载部81的凸出部82。凸出部82与壳体9导热连接以将热量散发出去。凸出部82和硅光芯片3位于电路板1的同一侧。硅光芯片3及所述光源组件4设于所述凸出部82旁。小基板10与硅光芯片3邻近设置，以方便金线连接。这样，光源组件4、硅光芯片3和小基板10在壳体9纵长方向上依次设置。光源组件4的发光面朝向所述小基板10的一侧，以将光射入至硅光芯片3。可理解的是凸出部82和承载部81两者呈台阶状设置，凸出部82在电路板上的高度高于承载部81在电路板上的高度。当光源组件4和硅光芯片3设于承载部81上时，它们的高度和凸出部82的高度相当，此处是低于凸出部82的高度，以利于凸出部82与壳体9接触进行散热。光纤组件5部分结构(光纤)延伸于所述凸出部82上。硅光芯片3及光源组件4产生的热量先从上向下传导至承载部81，然后由承载部81横向传输至凸出部82，再由凸出部82向上传输至壳体9，从而将热量散发出去。
78.进一步的，可在所述凸出部82上设置凹槽，用于容置所述光纤组件5的光纤结构，从而保持所述凸出部82的上表面可与所述壳体9良好地接触，从而利于热量从下而上传输至所述散热组件6进行散热。
79.请参阅图11、图12、图13，为了进一步提升信号传输速率和质量，所述光模块100的小基板10与硅光芯片3的上表面相互齐平。小基板10和硅光芯片之间通过金线11电性连接；所述小基板10的材质与所述电路板1的材质相同。在其它实施例中小基板10还可以是陶瓷基板、硅基板等。所述小基板10设于所述电路板1上并与所述电路板1电性连接，所述电驱动芯片2设于所述小基板10上并与小基板10电性连接。所述小基板10和所述热沉8的表面积均小于所述电路板1的表面积；所述小基板10的上下表面可以具有bga以实现与所述电驱动芯片2、所述电路板1的连接，上下表面可以导电通孔连接，也可以是通过打金线的方式与外部连接。所述金线11设于所述小基板10与所述硅光芯片3的相接位置，用于将所述小基板10与所述硅光芯片3电性连接。这样可以有效缩短所述金线11的长度，以此提升传输速率。电驱动芯片2可以通过散热垫或散热胶与壳体9导热连接。
80.所述小基板10能承载电驱动芯片2，且所述小基板10与设于所述电路板1上的硅光芯片3邻近设置并电性连接，使得缩短金线11长度，提升了传输速率，并能将上方的电驱动芯片2与硅光芯片3及光源组件4的上表面基本齐平形成主散热面，且邻近散热组件6设置，便于主散热面的热量从散热组件6进行散热。
81.本实施例中，所述小基板10与所述硅光芯片3的上表面齐平，并邻近设置，所述金线11在所述小基板10与所述硅光芯片3的上表面处电性连接。
82.本实施例中，所述光源组件4两侧的热沉8设有凸出部82，所述硅光芯片3及所述光
源组件4设于所述凸出部82朝向所述小基板10的一侧，可理解的是在所述凸出部82朝向所述小基板10的一侧具有相对于所述凸出部82为沉槽的承载部81，所述硅光芯片3及所述光源组件4设于承载部81上。所述凸出部82邻近所述电路板1的边缘设置，并凸出于所述电路板1的上表面。所述热沉8通过胶粘固定于所述电路板1的下表面上。所述硅光芯片3通过胶粘固定于所述热沉8上，所述硅光芯片3上设有与所述电路板1电性连接的电性连接区域，所述电性连接区域与所述光源组件4设于所述硅光芯片3相对的两侧。
83.请参阅图13，本实施例中，所述光模块100还包括壳体9，所述壳体9罩设在所述电路板1上，并与所述热沉8的所述凸出部82导热连接，用于保护所述光源组件4和所述硅光芯片3。所述壳体9抵接所述凸出部82以将所述凸出部82上的热量向上传输，在所述壳体9和所述热沉8之间可以加散热垫或者导热胶用以固定。所述凸出部82也可以与壳体9一体成型。
84.本实施例中，所述光模块100还包括散热组件6，所述散热组件6导热连接于所述壳体9的上表面。所述散热组件6包括散热片、散热柱中的任一种。尤其是所述光模块100只有在壳体9上面有散热组件6，因此尽量实现热量在所述电路板1的同一侧散热，避免在所述电路板1的上下侧面均散热导致电路板1的温度过高，避免是光电器件等温度过高而无法工作。本实施例将所述硅光芯片3与所述电驱动芯片2并排设于所述电路板1的同一侧，从而产生热量的硅光芯片3、光源组件4与电驱动芯片2位于电路板1的同一侧，这样可在电路板1的同一侧设置散热组件6，有利于实现光模块100内部散热，避免光模块100内部热量集中堆积；而且此结构不用在电路板1上挖设凹槽放置热沉8、硅光芯片3及光源组件4，提高了电路板1的利用率，减少了制作成本。其中所述散热组件6是设置在壳体9上的散热片，当然也可以没有散热组件6，只是将所述壳体9作为主散热面。其中在所述凸出部82上可设置凹槽，用于容置所述光纤组件5的光纤结构，从而保持所述凸出部82的上表面可与所述壳体9良好地接触，从而利于热量从下而上传输至所述散热组件6进行散热。壳体9是分为上壳体和下壳体两部分的，散热组件6是设置在上壳体上的散热片，激光器41产生的热量传导至热沉8然后通过热沉8传导至上壳体，通过散热组件6将热量散发出去，驱动芯片2产生的热量通过散热垫也传导至上壳体并通过散热组件6散发出去。
85.实施例6
86.请参阅图14、图15、图16，本实施例与实施例5不同的是，本实施例光模块100的热沉8呈楔形，而不是像实施例5那样在热沉8上设置相对凹陷的承载部81来使激光器41发出的光能够进入到硅光芯片3内，并在电路板1上设置小基板10来使硅光芯片3和外部的打线距离尽量短。本实施例的热沉8呈楔形的设置可以省略掉一个基板10的情况下实现金线11的缩短，有利于提升传输速率。
87.本实施中光模块100包括壳体9、位于壳体9内的电路板1、硅光芯片3、热沉8、光纤组件5、光源组件4和驱动芯片2。热沉8和驱动芯片2设置在电路板1上，当然电路板1上还有其它电子器件和芯片。光源组件4包括第一光源单元401和第二光源单元402，所述第一光源单元401和所述第二光源单元402分别位于所述光纤组件5的两侧。所述第一光源单元401和所述第二光源单元402分别形成的多个光路通道分布于所述光纤组件5的两侧，这样有利于所述光源组件4产生的热量分散，避免热量集中，有利于散热。
88.本实施例中的所述热沉8呈楔形，实现减少金线11长度的效果。所述热沉8的材质包括陶瓷或金属，利于散热。如图3所示，对于楔形的热沉8，所述光源组件4中的激光器41、
透镜42、光隔离器43对应设置在其上表面的倾斜区域内，硅光芯片3对应光隔离器43设置在热沉8的倾斜区域的楔形末端，在硅光芯片3的左侧对应设置所述光源组件4的光隔离器43，在硅光芯片3的右侧对应设置驱动芯片2。在硅光芯片3的右侧通过楔形的热沉8使得硅光芯片3可以与所述电路板1接触，并通过金线11与电路板1电性连接。这种排布方式可利用热沉8的中间部分对应设置所述光源组件4，使得激光器41的热量通过热沉8迅速传输，而且热沉8的倾斜区域的楔形末端设置硅光芯片3连接电路板1可充分利用所述热沉8呈楔形的结构方式使得连接硅光芯片3和电路板1的金线11的长度缩短，利于提升传输速率。
89.所述热沉8包括相对设置的第一侧边801和第二侧边802；所述第一侧边801和所述第二侧边802相互平行设置。热沉8凸出于所述电路板1高度即为所述热沉8的厚度，所述热沉8的厚度从所述第一侧边801至所述第二侧边802逐渐减小使得所述热沉8呈楔形。所述硅光芯片3的边缘与所述热沉8的第二侧边802齐平。所述热沉8包括彼此相背离的上表面804和下表面803。所述热沉8通过所述下表面803固定于所述电路板1上，所述硅光芯片3设于所述热沉8的上表面804上，所述光源组件4设于所述热沉8的上表面804上并与所述硅光芯片3并排设置。
90.具体的，所述热沉8的上表面804包括倾斜区域，所述倾斜区域厚度较小的一侧位于所述热沉8的边缘，所述硅光芯片3设于所述倾斜区域上。所述硅光芯片3上设有与所述电路板1电性连接的电性连接区域，所述电性连接区域(参考第二侧边802位置)位于所述倾斜区域厚度较小的一侧。所述电性连接区域与所述电路板1之间通过金线11电性连接。所述电性连接区域凸出于所述热沉8的边缘设置。位于所述电性连接区域位置的所述硅光芯片3的边缘抵靠所述电路板1，这样可有效减少金线11的长度。
91.本技术实施例采用楔形的热沉8的主要目的是为了使硅光芯片3打线的电性连接区域尽量贴近电路板1，以此在实现散热的同时打线的金线11最短。
92.本技术只要用于硅光芯片3贴装的区域为倾斜区域即可，光源组件4所在区域是否倾斜都可以。因此热沉8的上表面804设置光源组件4的位置的区域可以为倾斜区域或平坦区域。在当热沉8的上表面804设置光源组件4的位置的区域为平坦区域时，所述热沉8的上表面804上设有与所述电路板1所在平面平行的平坦区域，所述平坦区域邻近所述光源组件4设置，所述平坦区域与所述壳体9导热连接。
93.本技术实施例中，所述光源组件8设于所述硅光芯片3的与所述电性连接区域相对的一侧。另外光源组件4也不一定位于与设置金线11位置相对的一侧，其也可以位于硅光芯片3的侧边。当光源组件4设置在硅光芯片3的侧边位置时，光源组件4所在的区域可以是具有和硅光芯片3所在倾斜区域相同倾角的设置，也可以是不具有倾角的平面等方式。
94.本实施例中，所述热沉8在垂直于所述第一侧边801和所述第二侧边802方向的横截面呈直角三角形或直角梯形。亦即所述硅光芯片3邻近所述电性连接区域的位置具有一直线边缘(第二侧边802)，所述热沉8垂直于所述直线边缘的横截面呈直角三角形或直角梯形。当所述热沉8的横截面呈直角三角形时，所述第一侧边801与下表面803的夹角为直角，所述第二侧边802的长度为0，此时所述热沉8的第二侧边802与所述硅光芯片3邻近设置。当所述热沉8的横截面呈直角梯形时，所述第一侧边801和所述第二侧边802与下表面803的夹角均为直角，此时所述热沉8在所述第二侧边802处的后厚度小于在所述第一侧边801处的后厚度。所述热沉8的第二侧边802与所述硅光芯片3邻近设置，这样可使得尽量缩短连接所
述热沉8与所述硅光芯片3的金线11的长度。
95.进一步地，在所述热沉8的上表面804与下表面803的夹角的角度小于等于20
°
，可以为5
°
、6
°
、7
°
、8
°
、9
°
、10
°
、11
°
、12
°
、13
°
、14
°
、15
°
、16
°
、17
°
、18
°
、19
°
。
96.本实施例中，所述光源组件4位于所述热沉8靠近所述第一侧边801的一侧。
97.本实施例中，所述光源组件4包括多个激光器41、多个透镜42、多个光隔离器43；多个激光器41贴装在所述热沉8上；透镜42与激光器41及隔离器43对应设置在一条直线上，并贴装在所述热沉8上；所述输入波导与所述光隔离器43对应设置；其中，所述激光器41、所述透镜42、所述光隔离器43分别一一对应设置，形成多个光路通道；光源组件4形成的多个光路通道分布于所述光纤组件5的两侧。
98.请参阅图16，本实施例中，所述壳体9罩设在所述电路板1上，并与所述热沉8导热连接，用于保护所述光源组件4和所述硅光芯片3。所述壳体9通过散热垫或散热胶与热沉8抵接以将所述热沉8上的热量向上传输。
99.本实施例中，所述光模块100还包括散热组件6，所述散热组件6导热连接于所述壳体9的上表面。所述散热组件6包括散热片、散热柱中的任一种。尤其是所述光模块100只有在壳体9上面有散热组件6，因此尽量实现热量在所述电路板1的同一侧散热，避免在所述电路板1的上下侧面均散热导致电路板1的温度过高，避免使光电器件温度过高而无法工作。本实施例将所述硅光芯片3与所述电驱动芯片2并排设于所述电路板1的同一侧，从而产生热量的硅光芯片3、光源组件4与电驱动芯片2位于电路板1的同一侧，这样可在电路板1的同一侧设置散热组件6，有利于实现光模块100内部散热，避免光模块100内部热量集中堆积；而且此结构不用在电路板1上挖设凹槽放置热沉8、硅光芯片3及光源组件4，提高了电路板1的利用率，减少了制作成本。其中所述散热组件6是设置在壳体9上的散热片，当然也可以没有散热组件6，只是将所述壳体9作为主散热面。所述热沉8也可以与壳体9一体成型。壳体9是分为上壳体和下壳体两部分的，散热组件6是设置在上壳体上的散热片，激光器41产生的热量传导至热沉8然后通过热沉8传导至上壳体，通过散热组件6将热量散发出去。电驱动芯片2可以通过散热垫或散热胶与壳体9导热连接，电驱动芯片2产生的热量通过散热垫也传导至上壳体并通过散热组件6散发出去。
100.本实施例所述热沉8呈楔形的设置可以省略掉一个小基板10的情况下实现金线11的缩短，有利于提升传输速率。
101.可理解的是，本技术所有实施例中的输入波导以及输出波导可设置在硅光芯片的同一侧面或者设置在硅光芯片的不同侧面。
102.本发明的有益效果在于，提供一种光模块，一方面通过将光源分离设置在光纤组件的两侧实现热量分散，并结合凸出部将电路板下方的热量传输至电路板上方避免了光模块内热量集中堆积集中而不易散热的问题；另一方面，通过将热沉散热面和电路板上电驱动芯片设置在同一面，便于实现光模块内部散热，避免光模块内部热量集中堆积，而且此结构不用在电路板上挖设凹槽放置热沉，硅光芯片及光源组件，提高了电路板利用率，减少了制作成本；再一方面，通过设置热沉设于光源组件下方导热，并缩短金线长度，提升了传输速率。
103.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发
明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
104.以上对本技术实施例所提供的一种光模块进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的技术方案及其核心思想；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技术各实施例的技术方案的范围。

技术特征：
1.一种光模块，其特征在于，包括：壳体和设于所述壳体内的电路板，包括彼此相背离的上表面和下表面；电驱动芯片，设于所述电路板的上表面上；硅光芯片，连接至所述电路板；光纤组件，与所述硅光芯片光耦合连接；以及光源组件，与所述硅光芯片对应设置，用于发出光并将发出的光传输至所述硅光芯片。2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光模块还包括热沉，所述热沉贴附固定于所述电路板的下表面；所述硅光芯片设置于所述电路板上邻近板边的位置，所述热沉邻近所述硅光芯片位置设置；所述光源组件设于所述热沉上。3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述电路板的一侧边设有凹槽或开口，所述硅光芯片设于所述电路板的凹槽或开口内，所述热沉延伸至所述硅光芯片的下方。4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述光源组件两侧的热沉设有凸出部，所述凸出部与所述壳体通过散热胶或散热垫导热连接，所述光源组件邻近所述凸出部设置，所述硅光芯片远离所述凸出部设置。5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述凸出部邻近所述电路板的边缘设置，并凸出于所述电路板的上表面。6.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述硅光芯片与所述电路板通过金线电性连接，所述硅光芯片上与所述热沉相对的表面与所述电路板的上表面相齐平。7.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述热沉通过胶粘固定于所述电路板的下表面上。8.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述硅光芯片通过胶粘固定于所述热沉上，所述电路板上设有与所述硅光芯片电性连接的电性连接区域，所述电性连接区域与所述光源组件设于所述硅光芯片相对的两侧。9.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述光源组件包括：多个激光器，设于所述热沉上；多个透镜，设于所述热沉上；每一透镜与相应一个激光器的发光面相对设置；所述激光器与所述透镜一一对应设置，形成多个光路通道。10.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述硅光芯片与所述电驱动芯片并排设于所述电路板的同一侧。11.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光模块还包括设于所述壳体上的散热组件，所述散热组件设于与所述硅光芯片相邻位置的壳体上，并与所述热沉导热连接。

技术总结
本申请公开了一种光模块。光模块包括壳体和设于所述壳体内的电路板、电驱动芯片、硅光芯片、光源组件以及光纤组件。一方面通过将光源分离设置在光纤组件的两侧实现热量分散，并结合凸出部将电路板下方的热量传输至电路板上方避免了光模块内热量集中；另一方面，通过将热沉散热面和电路板上电驱动芯片设置在同一面，避免光模块内部热量集中堆积；而且此结构不用在电路板上挖设凹槽放置热沉，硅光芯片及光源组件，提高了电路板利用率，减少了制作成本；再一方面，通过设置热沉设于光源组件下方导热，并缩短金线长度，提升了传输速率。小基板可缩短金线长度，并能将其上方的电驱动芯片与硅光芯片及光源组件的上表面基本齐平利用散热。散热。散热。


技术研发人员：于登群 孙雨舟 李显尧 汪振中
受保护的技术使用者：苏州旭创科技有限公司
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2023/7/13