光模塊的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種光模塊，包括光模塊殼體、光纖連接器、發(fā)射端光組件、接收端光組件以及印刷電路板，其中：所述發(fā)射端光組件、所述接收端光組件以及所述印刷電路板設(shè)置在所述光模塊殼體的內(nèi)部；所述發(fā)射端光組件和所述接收端光組件與所述光纖連接器光耦合，并與所述印刷電路板電連接；所述印刷電路板在所述光模塊殼體的內(nèi)部形成水平布置；所述發(fā)射端光組件和所述接收端光組件在垂直于所述印刷電路板的方向上形成層疊布置。本發(fā)明通過(guò)層疊布置發(fā)射端光組件和接收端光組件以實(shí)現(xiàn)其二者對(duì)光模塊的寬度的充分利用，從而有助于提高光路和電路的設(shè)計(jì)靈活性，利于減少或消除高速器件之間及高速信號(hào)之間的串?dāng)_，以及提高光模塊的散熱效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】光模塊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種光模塊。

【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)目前光模塊行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如SFP、SFP+、QSFP+、CFP、CFP2、CFP4等)中對(duì)光纖連接器的信號(hào)規(guī)定，發(fā)射端和接收端光接口和電接口都分別設(shè)計(jì)成在模塊結(jié)構(gòu)的X方向上左右排列，光纖連接器的發(fā)射接口和接收接口設(shè)計(jì)成位于同一個(gè)與X軸平行的水平面中左右排列(請(qǐng)參考圖1所示，圖1是現(xiàn)有技術(shù)中QSFP+模塊中光纖連接器的發(fā)射接口和接收接口左右排列的結(jié)構(gòu)圖，其中T表示發(fā)射接口，R表示接收接口)，印制電路板電氣接口的發(fā)射端高速信號(hào)和接收端高速信號(hào)也設(shè)計(jì)成在印刷電路板上左右分開(kāi)排列。
[0003]相應(yīng)地，現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)射端光組件與接收端光組件在光模塊內(nèi)部采用左右并排的方式進(jìn)行布置，即發(fā)射端光組件與接收端光組件與光纖連接器的發(fā)射接口和接收接口相對(duì)應(yīng)。仍以現(xiàn)有技術(shù)中QSFP+模塊的結(jié)構(gòu)為例說(shuō)明。請(qǐng)參考圖2，圖2是現(xiàn)有技術(shù)中QSFP+膜塊中發(fā)射端光組件和接收端光組件左右排列的結(jié)構(gòu)圖。如圖所示，QSFP+模塊包括殼體1、以及位于該殼體1內(nèi)的光纖連接器2、發(fā)射端光組件3、接收端光組件4和印刷電路板5，發(fā)射端光組件3和接收端光組件4與光纖連接器2光耦合，并與印刷電路板5電連接。其中，發(fā)射端光組件3和接收端光組件4以左右排列的方式布置在殼體1內(nèi)。這種布置方式限制了發(fā)射端光組件和接收端光組件只能分別利用模塊寬度的一半，從而導(dǎo)致光模塊具有如下不足之處:
[0004]第一、由于發(fā)射端光組件和接收端光組件只能分別利用模塊寬度的一半，因此，發(fā)射端光組件、接收端光組件、印刷電路板及其之間電氣連接裝置所涉及的高速器件與高速信號(hào)的布局都受到空間的限制。也就是說(shuō)，現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)射端光組件和接收端光組件左右并排的布置方式會(huì)給光模塊中電路和光路的設(shè)計(jì)帶來(lái)一定的限制。此外，空間的限制也會(huì)導(dǎo)致光模塊中信號(hào)通道之間的間隔受限，從而容易導(dǎo)致信號(hào)通道之間產(chǎn)生串?dāng)_。
[0005]第二、由于發(fā)射端光組件一般比接收端光組件產(chǎn)生的熱量多，因此，發(fā)射端光組件和接收端光組件的左右并排的布置方式將導(dǎo)致熱量主要集中在光模塊的一側(cè)，從而不利于發(fā)射端光組件的散熱，進(jìn)而影響整個(gè)光模塊的散熱效果。
[0006]此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，典型的印刷電路板包括基板、發(fā)射端光組件接口、接收端光組件接口以及電氣接口，其中，電氣接口進(jìn)一步包括發(fā)射端數(shù)據(jù)接口和接收端數(shù)據(jù)接口。印刷電路板的發(fā)射端光組件接口和接收端光組件接口布置在基板的一個(gè)表面上，其中，發(fā)射端光組件接口用于與光模塊中的發(fā)射端光組件連接，接收端光組件接口用于與光模塊中的接收端光組件連接。在現(xiàn)有技術(shù)中，由于光模塊中的發(fā)射端光組件和接收端光組件在模塊結(jié)構(gòu)的X方向上采用左右并排的布置方式，因此發(fā)射端光組件接口和接收端光組件接口以左右并排的方式相應(yīng)地布置在基板的表面上。印刷電路板的發(fā)射端數(shù)據(jù)接口和接收端數(shù)據(jù)接口也布置在基板的表面上，其中，發(fā)射端數(shù)據(jù)接口和接收端數(shù)據(jù)接口根據(jù)目前光模塊行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如SFP、SFP+、QSFP+、CFP、CFP2、CFP4等)的規(guī)定設(shè)計(jì)成在基板上左右分開(kāi)排列。請(qǐng)參考圖3，圖3是現(xiàn)有技術(shù)中QSFP+模塊中印刷電路板的電氣接口的定義圖。如圖所示，電氣接口采用38接點(diǎn)的設(shè)計(jì)形式，其中，電氣接口中的發(fā)射端數(shù)據(jù)接口布置在基板的上下兩個(gè)表面(下文分別稱(chēng)為第一表面和第二表面)上，電氣接口中的接收端數(shù)據(jù)接口布置在基板的上下兩個(gè)表面上，并且發(fā)射端數(shù)據(jù)接口和接收端數(shù)據(jù)接口在基板上左右排列，即發(fā)射端數(shù)據(jù)接口中的部分接點(diǎn)位于基板的第一表面上而其余接點(diǎn)位于基板的第二表面上、并且第一表面上的接點(diǎn)和第二表面上的接點(diǎn)均位于基板的左側(cè)(或右側(cè))，接收端數(shù)據(jù)接口中的部分接點(diǎn)位于基板的第一表面上而其余接點(diǎn)位于基板的第二表面上、并且第一表面上的接點(diǎn)和第二表面上的接點(diǎn)均位于基板的右側(cè)(或左側(cè))。印刷電路板的發(fā)射端光組件接口和發(fā)射端數(shù)據(jù)接口之間通過(guò)電路板連線(xiàn)形成發(fā)射端數(shù)據(jù)傳輸路徑，接收端光組件接口和接收端數(shù)據(jù)接口之間通過(guò)電路板連線(xiàn)形成接收端數(shù)據(jù)傳輸路徑。
[0007]上述現(xiàn)有技術(shù)中的印刷電路板的不足之處在于:第一、由于發(fā)射端數(shù)據(jù)傳輸路徑和接收端數(shù)據(jù)傳輸路徑布置在印刷電路板的同一個(gè)表面上，因此，在發(fā)射端數(shù)據(jù)傳輸路徑和接收端數(shù)據(jù)傳輸路徑之間存在信號(hào)串?dāng)_的現(xiàn)象；第二、由于發(fā)射端光組件接口和接收端組件接口布置在印刷電路板的一個(gè)表面上，而發(fā)射端數(shù)據(jù)接口和接收端數(shù)據(jù)接口布置在印刷電路板的兩個(gè)表面上，因此在形成發(fā)射端數(shù)據(jù)傳輸路徑和接收端數(shù)據(jù)傳輸路徑時(shí)，部分電路板連線(xiàn)需要從印刷電路板的一個(gè)表面通過(guò)一個(gè)或多個(gè)過(guò)孔連接到印刷電路板的另一個(gè)表面，從而導(dǎo)致信號(hào)完整性變差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種光模塊，包括光模塊殼體、光纖連接器、發(fā)射端光組件、接收端光組件以及印刷電路板，其中:
[0009]所述發(fā)射端光組件、所述接收端光組件以及所述印刷電路板設(shè)置在所述光模塊殼體的內(nèi)部；
[0010]所述發(fā)射端光組件和所述接收端光組件與所述光纖連接器光耦合，并與所述印刷電路板電連接；
[0011]所述印刷電路板在所述光模塊殼體的內(nèi)部形成水平布置；
[0012]所述發(fā)射端光組件和所述接收端光組件在垂直于所述印刷電路板的方向上形成層疊布置。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述光模塊中，所述發(fā)射端光組件包括發(fā)光器件組、第一光路耦合裝置和第一印刷電路板信號(hào)連接器，所述發(fā)光器件組通過(guò)所述第一光路耦合裝置光耦合至所述光纖連接器，以及所述發(fā)光器件組通過(guò)所述第一印刷電路板信號(hào)連接器電連接至所述印刷電路板；所述接收端光組件包括受光器件組、第二光路耦合裝置和第二印刷電路板信號(hào)連接器，所述受光器件組通過(guò)所述第二光路耦合裝置光耦合至所述光纖連接器，以及所述受光器件組通過(guò)所述第二印刷電路板信號(hào)連接器電連接至所述印刷電路板。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述光模塊中，所述第一印刷電路板信號(hào)連接器和第二印刷電路板信號(hào)連接器是柔性電路板。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，所述光模塊中，所述光模塊殼體包括上殼體與下殼體；所述發(fā)射端光組件還包括發(fā)射端光組件殼體，所述發(fā)光器件組布置在該發(fā)射端光組件殼體內(nèi)，該發(fā)射端光組件殼體與所述上殼體直接接觸或通過(guò)導(dǎo)熱材料形成熱交換接觸；所述接收端光組件還包括接收端光組件殼體，所述受光器件組布置在該接收端光組件殼體內(nèi)，該接收端光組件殼體與所述下殼體直接接觸或通過(guò)導(dǎo)熱材料形成熱交換接觸。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，所述光模塊中，所述第一光路耦合裝置包括用于光平面轉(zhuǎn)換和對(duì)接的第一光平面轉(zhuǎn)換器，該第一光平面轉(zhuǎn)換器設(shè)置在所述發(fā)光器件組和所述光纖連接器之間；和/或所述第二光路耦合裝置包括用于光平面轉(zhuǎn)換和對(duì)接的第二光平面轉(zhuǎn)換器，該第二光平面轉(zhuǎn)換器設(shè)置在所述受光器件組和所述光纖連接器之間。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，所述光模塊中，所述印刷電路板包括基板、發(fā)射端光組件接口、接收端光組件接口、電氣接口、第一電路板連線(xiàn)以及第二電路板連線(xiàn)，所述電氣接口包括發(fā)射端數(shù)據(jù)接口和接收端數(shù)據(jù)接口 ；所述基板具有第一表面以及與該第一表面相對(duì)的第二表面；所述發(fā)射端光組件接口連接至所述第一印刷電路板信號(hào)連接器以形成所述電連接，所述發(fā)射端光組件接口和所述發(fā)射端數(shù)據(jù)接口布置在所述第一表面上并通過(guò)所述第一電路板連線(xiàn)連接形成發(fā)射端數(shù)據(jù)傳輸路徑；所述接收端光組件接口連接至所述第二印刷電路板信號(hào)連接器以形成所述電連接，所述接收端光組件接口和所述接收端數(shù)據(jù)接口布置在所述第二表面上并通過(guò)所述第二電路板連線(xiàn)連接形成接收端數(shù)據(jù)傳輸路徑。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，所述光模塊中，所述第一電路板連線(xiàn)布置在所述第一表面上；和/或所述第二電路板連線(xiàn)布置在所述第二表面上。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，所述光模塊中，所述基板采用多層壓合疊層結(jié)構(gòu)。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，所述光模塊中，所述印刷電路板還包括:發(fā)射信號(hào)處理芯片，該發(fā)射信號(hào)處理芯片布置在所述第一表面上，其通過(guò)所述第一電路板連線(xiàn)分別與所述發(fā)射端光組件接口和所述發(fā)射端數(shù)據(jù)接口連接；和/或接收信號(hào)處理芯片，該接收信號(hào)處理芯片布置在所述第二表面上，其通過(guò)所述第二電路板連線(xiàn)分別與所述接收端光組件接口和所述接收端數(shù)據(jù)接口連接。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，所述光模塊中，所述發(fā)射信號(hào)處理芯片是數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)芯片、激光驅(qū)動(dòng)芯片和/或復(fù)用解復(fù)用芯片；所述接收信號(hào)處理芯片是數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)芯片、后置放大器芯片和/或復(fù)用解復(fù)用芯片。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的光模塊具有以下優(yōu)點(diǎn):通過(guò)在光模塊內(nèi)部上下層疊布置發(fā)射端光組件和接收端光組件，使得發(fā)射端光組件和接收端光組件均可以充分利用光模塊的寬度。相較于現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)射端光組件和接收端光組件左右并排布置的光模塊，本發(fā)明所提供的光模塊一方面可以容納更多的信號(hào)通道或者增加信號(hào)通道的間距，從而提高光模塊中光路和電路的設(shè)計(jì)靈活性；另一方面可以形成大面積的導(dǎo)熱路徑，有利于發(fā)射端光組件和接收端光組件的散熱，從而提高光模塊的散熱效果。此外，通過(guò)將發(fā)射端光組件連接口和電氣接口中的發(fā)射端數(shù)據(jù)接口布置在印刷電路板的一個(gè)表面并相應(yīng)形成發(fā)射端數(shù)據(jù)傳輸路徑、以及將接收端光組件連接口和電氣接口中的接收端數(shù)據(jù)接口布置在印刷電路板的另一個(gè)表面并相應(yīng)形成接收端數(shù)據(jù)傳輸路徑，使得發(fā)射端數(shù)據(jù)傳輸路徑和接收端數(shù)據(jù)傳輸路徑分別形成在印刷電路板的兩個(gè)表面上或分別形成在靠近兩個(gè)表面的信號(hào)層中，以保證發(fā)射端數(shù)據(jù)傳輸路徑和接收端數(shù)據(jù)傳輸路徑之間不會(huì)發(fā)生交叉，一方面可以有效減小甚至基本消除發(fā)射端數(shù)據(jù)傳輸路徑和接收端數(shù)據(jù)傳輸路徑之間的信號(hào)串?dāng)_，另一方面可以有效地減少印刷電路板上過(guò)孔的高度和個(gè)數(shù)，甚至消除過(guò)孔，極大地提高了信號(hào)的完整性。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0024]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中QSFP+模塊中光纖連接器的發(fā)射接口和接收接口左右排列的結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中QSFP+膜塊中發(fā)射端光組件和接收端光組件左右排列的結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖3是現(xiàn)有技術(shù)中QSFP+模塊中印刷電路板的電氣接口的定義圖；
[0027]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的光模塊的分解結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的光平面轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的光模塊內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的印刷電路板的第一表面和第二表面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖8是圖7所示印刷電路板的剖面示意圖；
[0032]圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的印刷電路板的電氣接口定義圖；
[0033]圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的印刷電路板的第一表面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的印刷電路板的第二表面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖12是圖10和圖11所示印刷電路板的剖面示意圖。
[0036]附圖中相同或相似的附圖標(biāo)記代表相同或相似的部件。

【具體實(shí)施方式】
[0037]為了更好地理解和闡釋本發(fā)明，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0038]以一個(gè)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所提供的光模塊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。請(qǐng)結(jié)合地參考圖4至圖6，其中，圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的光模塊的分解結(jié)構(gòu)圖，圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的光平面轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖，圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的光模塊內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖。如圖所示，該光模塊包括光模塊殼體10、光纖連接器20、發(fā)射端光組件30、接收端光組件40以及印刷電路板50，其中:所述發(fā)射端光組件30、所述接收端光組件40以及所述印刷電路板50設(shè)置在所述光模塊殼體10的內(nèi)部；所述發(fā)射端光組件30和所述接收端光組件40與所述光纖連接器20光耦合，并與所述印刷電路板50電連接；所述印刷電路板50在所述光模塊殼體10的內(nèi)部形成水平布置；所述發(fā)射端光組件30和所述接收端光組件40在垂直于所述印刷電路板50的方向上形成層疊布置。
[0039]具體地，發(fā)射端光組件30包括發(fā)光器件組310、第一光路耦合裝置和第一印刷電路板信號(hào)連接器330。其中，發(fā)光器件組310用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。在一個(gè)具體實(shí)施例中，發(fā)光器件組310可以是高速激光陣列，也可以是多個(gè)單通道激光器組合。第一光路耦合裝置用于將發(fā)光器件組310光耦合至光纖連接器20。第一印刷電路板信號(hào)連接器330用于將發(fā)光器件組310電連接至所述印刷電路板50，其中，第一印刷電路板信號(hào)連接器330優(yōu)選采用柔性電路板。在其他實(shí)施例中，根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需求，發(fā)射端光組件30還可以進(jìn)一步包括發(fā)光器件組的驅(qū)動(dòng)芯片等，為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，在此不再對(duì)發(fā)射端光組件30可能包括的所有裝置進(jìn)行一一列舉。
[0040]接收端光組件40包括受光器件組410、第二光路耦合裝置(未示出)和第二印刷電路板信號(hào)連接器430。其中，受光器件組410用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，在一個(gè)具體實(shí)施例中，受光器件組410可以是高速光電二極管陣列，也可以是多個(gè)單通道光電二極管組合。第二光路耦合裝置用于將受光器件組410光耦合至光纖連接器20。第二印刷電路板信號(hào)連接器430用于將受光器件組410電連接至印刷電路板50，其中，第二印刷電路板信號(hào)連接器430優(yōu)選采用柔性電路板。在其他實(shí)施例中，根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需求，接收端光組件40還可以進(jìn)一步包括放大器芯片等，為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，在此不再對(duì)接收端光組件40可能包括的所有裝置進(jìn)行一一列舉。
[0041]印刷電路板50在光模塊殼體10的內(nèi)部形成水平布置，即印刷電路板50與光模塊殼體10的上表面和下表面平行。發(fā)射端光組件30和接收端光組件40在垂直于印刷電路板50的方向上形成層疊布置。也就是說(shuō)，印刷電路板50、發(fā)射端光組件30以及接收端光組件40之間形成平行布置(或基本平行布置，本發(fā)明允許存在一定的誤差范圍)，或者印刷電路板50與發(fā)射端光組件30或接收端光組件40共面。其中，在一個(gè)具體實(shí)施例中，印刷電路板50與發(fā)射端光組件30位于同一平面內(nèi)，而與接收端光組件40位于不同的平面內(nèi)；在另一個(gè)具體實(shí)施例中，印刷電路板50與接收端光組件40位于同一平面內(nèi)，而與發(fā)射端光組件30位于不同的平面內(nèi)；在又一個(gè)具體實(shí)施例中，印刷電路板50與發(fā)射端光組件30以及接收端光組件40均位于不同的平面內(nèi)。優(yōu)選地，將發(fā)射端光組件30中的發(fā)光器件組310布置在第一平面上，將接收端光組件40中的受光器件組410布置在第二平面上，其中，令所述第一平面和所述第二平面與印刷電路板50所在的平面平行或基本平行。
[0042]在一個(gè)典型的實(shí)施例中，如圖4所不，光模塊殼體10進(jìn)一步包括上殼體110和下殼體120。發(fā)射端光組件30、接收端光組件40以及印刷電路板50設(shè)置在光模塊殼體10的內(nèi)部，即設(shè)置在該上殼體110和下殼體120之間。通常情況下，上殼體110的表面作為光模塊的主散熱面。由于發(fā)射端光組件30 —般比接收端光組件40產(chǎn)生的熱量多，因此，在對(duì)發(fā)射端光組件30和接收端光組件40進(jìn)行布置的時(shí)候，優(yōu)選將發(fā)射端光組件30布置在靠近上殼體110 —側(cè)，以及將接收端光組件40布置在靠近下殼體120 —側(cè)，也就是說(shuō)，沿上殼體110至下殼體120的方向上，布置次序依次是上殼體110、發(fā)射端光組件30、接收端光組件40以及下殼體120。另外，為了利于發(fā)射端光組件30散熱，上殼體110可以進(jìn)行加厚設(shè)計(jì)，或者在上殼體110上加裝散熱裝置等。
[0043]進(jìn)一步地，發(fā)射端光組件30還包括發(fā)射端光組件殼體340，發(fā)光器件組310布置在該發(fā)射端光組件殼體340內(nèi)(例如通過(guò)基板將發(fā)光器件組310與發(fā)射端光組件殼體340的內(nèi)側(cè)連接)。接收端光組件40還包括接收端光組件殼體440，受光器件組410布置在該接收端光組件殼體440內(nèi)(例如通過(guò)基板將受光器件組410與接收端光組件殼體440的內(nèi)側(cè)連接)。優(yōu)選地，可以設(shè)置發(fā)射端光組件殼體340與光模塊殼體10中的上殼體110的內(nèi)側(cè)直接接觸或通過(guò)導(dǎo)熱材料形成熱交換接觸，以及設(shè)置接收端光組件殼體440與光模塊殼體10中的下殼體120的內(nèi)側(cè)直接接觸或通過(guò)導(dǎo)熱材料形成熱交換接觸，以形成大面積導(dǎo)熱路徑，最大限度地減小發(fā)射端光組件30到上殼體110表面的熱阻以及最大限度地減小接收端光組件40到下殼體120表面的熱阻，從而以達(dá)到良好的散熱效果。
[0044]需要說(shuō)明的是，在一些實(shí)施例中，發(fā)射端光組件30和接收端光組件40可以各自具有獨(dú)立的殼體，即發(fā)射端光組件殼體340和接收端光組件殼體440是相互獨(dú)立的，在另一些實(shí)施例中，發(fā)射端光組件30和接收端光組件40也可以共用同一個(gè)殼體，即發(fā)射端光組件殼體340和接收端光組件殼體440是一體化的。
[0045]所述光纖連接器20包括與所述發(fā)射端光組件30光耦合的發(fā)射接口以及與所述接收端光組件40光耦合的接收接口。
[0046]發(fā)射端光組件30中的發(fā)光器件組310通過(guò)第一光路耦合裝置光耦合至光纖連接器20中的發(fā)射接口。其中，發(fā)光器件組310可以與光纖連接器20中的發(fā)射接口設(shè)置在同一平面上，也可以設(shè)置在不同平面上。針對(duì)于發(fā)光器件組310與光纖連接器20中的發(fā)射接口設(shè)置在不同平面上的情況，第一光路耦合裝置進(jìn)一步包括第一光平面轉(zhuǎn)換器，該第一光平面轉(zhuǎn)換器設(shè)置在發(fā)光器件組310和光纖連接器20之間，用于實(shí)現(xiàn)發(fā)光器件組310和光纖連接器20之間光平面的轉(zhuǎn)換和對(duì)接。其中，針對(duì)于單束激光對(duì)接的情況，第一光平面轉(zhuǎn)換器可以采用棱鏡的方式實(shí)現(xiàn)。請(qǐng)參考圖5，圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的光平面轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖，如圖5所不，第一光平面轉(zhuǎn)換器由分光棱鏡321以及光路轉(zhuǎn)換棱鏡322構(gòu)成。針對(duì)于多纖耦合的情況，第一光平面轉(zhuǎn)換器可以采用跳線(xiàn)的方式實(shí)現(xiàn)。
[0047]接收端光組件40中的受光器件組410通過(guò)第二光路耦合裝置光耦合至光纖連接器20中的接收接口。同樣地，受光器件組410可以與光纖連接器20中的接收接口設(shè)置在同一平面上，也可以設(shè)置在不同平面上。針對(duì)于受光器件組410與光纖連接器20中的接收接口設(shè)置在不同平面上的情況，第二光路耦合裝置進(jìn)一步包括第二光平面轉(zhuǎn)換器，該第二光平面轉(zhuǎn)換器設(shè)置在受光器件組410和光纖連接器20之間，用于實(shí)現(xiàn)受光器件組410和光纖連接器20之間光平面的轉(zhuǎn)換和對(duì)接。針對(duì)于單束激光對(duì)接的情況，第二光平面轉(zhuǎn)換器可以采用棱鏡的方式實(shí)現(xiàn)；針對(duì)于多纖耦合的情況，第二光平面轉(zhuǎn)換器可以采用跳線(xiàn)的方式實(shí)現(xiàn)。
[0048]下面對(duì)印刷電路板50的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。請(qǐng)結(jié)合地參考圖7和圖8，其中，圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的印刷電路板的第一表面和第二表面的結(jié)構(gòu)示意圖，圖8是圖7所示印刷電路板的剖面示意圖。如圖所示，所述印刷電路板50包括基板510、發(fā)射端光組件接口 520、接收端光組件接口 530、電氣接口 540、第一電路板連線(xiàn)550以及第二電路板連線(xiàn)560，所述電氣接口 540包括發(fā)射端數(shù)據(jù)接口 541和接收端數(shù)據(jù)接口 542，其中:
[0049]所述基板510具有第一表面511以及與該第一表面511相對(duì)的第二表面512 ；
[0050]所述發(fā)射端光組件接口 520連接至所述第一印刷電路板信號(hào)連接器330以形成所述電連接，所述發(fā)射端光組件接口 520和所述發(fā)射端數(shù)據(jù)接口 541布置在所述第一表面511上并通過(guò)所述第一電路板連線(xiàn)550連接形成發(fā)射端數(shù)據(jù)傳輸路徑；
[0051]所述接收端光組件接口 530連接至所述第二印刷電路板信號(hào)連接器430以形成所述電連接，所述接收端光組件接口 530和所述接收端數(shù)據(jù)接口 542布置在所述第二表面512上并通過(guò)所述第二電路板連線(xiàn)560連接形成接收端數(shù)據(jù)傳輸路徑。
[0052]具體地，如圖8所示，基板510采用多層壓合疊層結(jié)構(gòu)。一般情況下，基板510中的層數(shù)為6層至10層。需要說(shuō)明的是，基板510的具體結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，在此不再對(duì)基板510中的每一層結(jié)構(gòu)進(jìn)行贅述。基板510具有相對(duì)的兩個(gè)表面，下文中分別用第一表面511和第二表面512表不。
[0053]發(fā)射端光組件接口 520連接至發(fā)射端光組件30中的第一印刷電路板信號(hào)連接器330以實(shí)現(xiàn)與光模塊中的發(fā)射端光組件30電連接，接收端光組件接口 530連接至接收端光組件40中的第二印刷電路板信號(hào)連接器430以實(shí)現(xiàn)與光模塊中的接收端光組件40電連接。其中，發(fā)射端光組件接口 520布置在基板510的第一表面511上，接收端光組件接口 530位于基板510的第二表面512上，并且發(fā)射端光組件接口 520在基板510的第一表面511上的位置與接收端光組件接口 530在基板第二表面512上的位置相對(duì)應(yīng)。在本實(shí)施例中，如圖7和圖8所示，發(fā)射端光組件接口 520布置在基板510第一表面511靠近邊緣(該邊緣位于基板510的一端，將其稱(chēng)為第一邊緣，位于基板510另一端的邊緣相應(yīng)稱(chēng)為第二邊緣)的位置上，接收端光組件接口 530布置在基板510第二表面512靠近同一邊緣(即第一邊緣)的位置上。發(fā)射端光組件接口 520和接收端光組件接口 530均采用多接點(diǎn)的形式，至于接點(diǎn)的具體數(shù)目、每一接點(diǎn)的功能定義、接點(diǎn)的材料尺寸等需要根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，在此不做任何限定。
[0054]所述電氣接口 540包括發(fā)射端數(shù)據(jù)接口 541和接收端數(shù)據(jù)接口 542。其中，發(fā)射端數(shù)據(jù)接口 541布置在基板510的第一表面511上，接收端數(shù)據(jù)接口 542布置在基板510的第二表面512上，也就是說(shuō)，發(fā)射端數(shù)據(jù)接口 541和發(fā)射端光組件接口 520布置在基板510的同一個(gè)表面上，接收端數(shù)據(jù)接口 542和接收端光組件接口 530布置在基板510的同一個(gè)表面上。發(fā)射端數(shù)據(jù)接口 541在基板510的第一表面511上的位置與接收端數(shù)據(jù)接口 542在基板第二表面512上的位置相對(duì)應(yīng)。在本實(shí)施例中，如圖7和圖8所示，發(fā)射端數(shù)據(jù)接口541布置在基板510第一表面511靠近第二邊緣的位置上，接收端數(shù)據(jù)接口 542布置在基板510第二表面512靠近同一邊緣(即第二邊緣)的位置上。發(fā)射端數(shù)據(jù)接口 541和接收端數(shù)據(jù)接口 542均采用多接點(diǎn)的形式。在一個(gè)具體實(shí)施例中，印刷電路板50的電氣接口 540采用38點(diǎn)接點(diǎn)的形式，每一接點(diǎn)的功能定義如圖9所示，其中，圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的印刷電路板的電氣接口定義圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，圖9所示的印刷電路板的電氣接口的定義僅為舉例，接點(diǎn)的具體數(shù)目、每一接點(diǎn)的功能定義、接點(diǎn)的材料尺寸等需要根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，在此不做任何限定。
[0055]發(fā)射端光組件接口 520通過(guò)第一電路板連線(xiàn)550及其參考地平面(請(qǐng)參考圖8中的GND1)與發(fā)射端數(shù)據(jù)接口 541連接，在發(fā)射端光組件接口 520和發(fā)射端數(shù)據(jù)接口 541之間形成發(fā)射端數(shù)據(jù)傳輸路徑，用于發(fā)射信號(hào)的傳輸。其中，如果發(fā)射端數(shù)據(jù)接口 541是單通道數(shù)據(jù)接口，則僅形成一條發(fā)射端數(shù)據(jù)傳輸路徑，如果發(fā)射端數(shù)據(jù)接口 541是多通道數(shù)據(jù)接口，則可以形成多條發(fā)射端數(shù)據(jù)傳輸路徑。如圖7所示，在發(fā)射端光組件接口 520和發(fā)射端數(shù)據(jù)接口 541之間形成4條發(fā)射端數(shù)據(jù)傳輸路徑。在一個(gè)具體實(shí)施例中，第一電路板連線(xiàn)550布置在基板510的第一表面511上。在另一個(gè)具體實(shí)施例中，第一電路板連線(xiàn)550也可以布置在靠近基板510第一表面511的信號(hào)層中。
[0056]接收端光組件接口 530通過(guò)第二電路板連線(xiàn)560及其參考地平面(請(qǐng)參考圖8中的GND2)與接收端數(shù)據(jù)接口 542連接，在接收端光組件接口 530和接收端數(shù)據(jù)接口 542之間形成接收端數(shù)據(jù)傳輸路徑，用于接收信號(hào)的傳輸。其中，如果接收端數(shù)據(jù)接口 542是單通道數(shù)據(jù)接口，則僅形成一條接收端數(shù)據(jù)傳輸路徑，如果接收端數(shù)據(jù)接口 542是多通道數(shù)據(jù)接口，則可以形成多條接收端數(shù)據(jù)傳輸路徑。如圖7所示，在接收端光組件接口 530和接收端數(shù)據(jù)接口 542之間形成4條接收端數(shù)據(jù)傳輸路徑。在一個(gè)具體實(shí)施例中，第二電路板連線(xiàn)560布置在基板510的第二表面512上。在另一個(gè)具體實(shí)施例中，第二電路板連線(xiàn)560也可以布置在靠近基板510第二表面512的信號(hào)層中。
[0057]進(jìn)一步地，所述印刷電路板50還可以包括發(fā)射信號(hào)處理芯片570和/或接收信號(hào)處理芯片580，其中，發(fā)射信號(hào)處理芯片570用于對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理，接收信號(hào)處理芯片580用于對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理。下面以印刷電路板50同時(shí)包括發(fā)射信號(hào)處理芯片570和接收信號(hào)處理芯片580為例進(jìn)行說(shuō)明。請(qǐng)結(jié)合地參考圖10至圖12，其中，圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的印刷電路板的第一表面的結(jié)構(gòu)示意圖，圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的印刷電路板的第二表面的結(jié)構(gòu)示意圖，圖12是圖10和圖11所示印刷電路板的剖面示意圖。如圖10和圖12所示，發(fā)射信號(hào)處理芯片570布置在所述第一表面511上，該發(fā)射信號(hào)處理芯片570具有信號(hào)輸入端口(未不出)和信號(hào)輸出端口(未示出)，分別通過(guò)第一電路板連線(xiàn)550與發(fā)射端數(shù)據(jù)接口 541和發(fā)射端光組件接口 520和連接，成為發(fā)射端數(shù)據(jù)傳輸路徑的一部分。在本實(shí)施例中，發(fā)射信號(hào)處理芯片570可以是數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)芯片、激光驅(qū)動(dòng)芯片和/或復(fù)用解復(fù)用芯片。在其他實(shí)施例中，根據(jù)實(shí)際需求發(fā)射信號(hào)處理芯片570還可以是其他用于對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行處理的芯片，為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，在此不再列舉。如圖11和圖12所不，接收信號(hào)處理芯片580布置在所述第二表面512上，該接收信號(hào)處理芯片580具有信號(hào)輸入端口(未示出)和信號(hào)輸出端口(未示出)，其通過(guò)所述第二電路板連線(xiàn)560分別與接收端光組件接口 530和接收端數(shù)據(jù)接口 542連接，成為接收端數(shù)據(jù)傳輸路徑的一部分。接收信號(hào)處理芯片580可以是數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)芯片、后置放大器芯片和/或復(fù)用解復(fù)用芯片。在其他實(shí)施例中，根據(jù)實(shí)際需求接收信號(hào)處理芯片580還可以是其他用于對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行處理的芯片，為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，在此不再一一列舉。針對(duì)于印刷電路板50僅包括發(fā)射信號(hào)處理芯片570或者僅包括接收信號(hào)處理芯片580的情況，可以參考上述對(duì)印刷電路板50同時(shí)包括該二者的說(shuō)明中的相應(yīng)內(nèi)容，在此不再重復(fù)說(shuō)明。
[0058]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化涵括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。此夕卜，顯然“包括” 一詞不排除其他部件、單元或步驟，單數(shù)不排除復(fù)數(shù)。系統(tǒng)權(quán)利要求中陳述的多個(gè)部件、單元或裝置也可以由一個(gè)部件、單元或裝置通過(guò)軟件或者硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0059]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的光模塊具有以下優(yōu)點(diǎn):通過(guò)在光模塊內(nèi)部上下層疊布置發(fā)射端光組件和接收端光組件，使得發(fā)射端光組件和接收端光組件均可以充分利用光模塊的寬度。相較于現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)射端光組件和接收端光組件左右并排布置的光模塊，本發(fā)明所提供的光模塊一方面可以容納更多的信號(hào)通道或者增加信號(hào)通道的間距，從而提高光模塊中光路和電路的設(shè)計(jì)靈活性；另一方面可以形成大面積的導(dǎo)熱路徑，有利于發(fā)射端光組件和接收端光組件的散熱，從而提高光模塊的散熱效果。此外，通過(guò)將發(fā)射端光組件連接口和電氣接口中的發(fā)射端數(shù)據(jù)接口布置在印刷電路板的一個(gè)表面并相應(yīng)形成發(fā)射端數(shù)據(jù)傳輸路徑、以及將接收端光組件連接口和電氣接口中的接收端數(shù)據(jù)接口布置在印刷電路板的另一個(gè)表面并相應(yīng)形成接收端數(shù)據(jù)傳輸路徑，使得發(fā)射端數(shù)據(jù)傳輸路徑和接收端數(shù)據(jù)傳輸路徑分別形成在印刷電路板的兩個(gè)表面上或分別形成在靠近兩個(gè)表面的信號(hào)層中，以保證發(fā)射端數(shù)據(jù)傳輸路徑和接收端數(shù)據(jù)傳輸路徑之間不會(huì)發(fā)生交叉，一方面可以有效減小甚至基本消除發(fā)射端數(shù)據(jù)傳輸路徑和接收端數(shù)據(jù)傳輸路徑之間的信號(hào)串?dāng)_，另一方面可以有效地減少印刷電路板上過(guò)孔的高度和個(gè)數(shù)，甚至消除過(guò)孔，極大地提高了信號(hào)的完整性。
[0060]以上所揭露的僅為本發(fā)明的一些較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種光模塊，包括光模塊殼體、光纖連接器、發(fā)射端光組件、接收端光組件以及印刷電路板，其中: 所述發(fā)射端光組件、所述接收端光組件以及所述印刷電路板設(shè)置在所述光模塊殼體的內(nèi)部； 所述發(fā)射端光組件和所述接收端光組件與所述光纖連接器光耦合，并與所述印刷電路板電連接； 所述印刷電路板在所述光模塊殼體的內(nèi)部形成水平布置； 所述發(fā)射端光組件和所述接收端光組件在垂直于所述印刷電路板的方向上形成層疊布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊，其中: 所述發(fā)射端光組件包括發(fā)光器件組、第一光路耦合裝置和第一印刷電路板信號(hào)連接器，所述發(fā)光器件組通過(guò)所述第一光路耦合裝置光耦合至所述光纖連接器，以及所述發(fā)光器件組通過(guò)所述第一印刷電路板信號(hào)連接器電連接至所述印刷電路板； 所述接收端光組件包括受光器件組、第二光路耦合裝置和第二印刷電路板信號(hào)連接器，所述受光器件組通過(guò)所述第二光路耦合裝置光耦合至所述光纖連接器，以及所述受光器件組通過(guò)所述第二印刷電路板信號(hào)連接器電連接至所述印刷電路板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光模塊，其中，所述第一印刷電路板信號(hào)連接器和第二印刷電路板信號(hào)連接器是柔性電路板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊，其中: 所述光模塊殼體包括上殼體與下殼體； 所述發(fā)射端光組件還包括發(fā)射端光組件殼體，所述發(fā)光器件組布置在該發(fā)射端光組件殼體內(nèi)，該發(fā)射端光組件殼體與所述上殼體直接接觸或通過(guò)導(dǎo)熱材料形成熱交換接觸； 所述接收端光組件還包括接收端光組件殼體，所述受光器件組布置在該接收端光組件殼體內(nèi)，該接收端光組件殼體與所述下殼體直接接觸或通過(guò)導(dǎo)熱材料形成熱交換接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光模塊，其中: 所述第一光路耦合裝置包括用于光平面轉(zhuǎn)換和對(duì)接的第一光平面轉(zhuǎn)換器，該第一光平面轉(zhuǎn)換器設(shè)置在所述發(fā)光器件組和所述光纖連接器之間；和/或 所述第二光路耦合裝置包括用于光平面轉(zhuǎn)換和對(duì)接的第二光平面轉(zhuǎn)換器，該第二光平面轉(zhuǎn)換器設(shè)置在所述受光器件組和所述光纖連接器之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光模塊，其中: 所述印刷電路板包括基板、發(fā)射端光組件接口、接收端光組件接口、電氣接口、第一電路板連線(xiàn)以及第二電路板連線(xiàn)，所述電氣接口包括發(fā)射端數(shù)據(jù)接口和接收端數(shù)據(jù)接口 ； 所述基板具有第一表面以及與該第一表面相對(duì)的第二表面； 所述發(fā)射端光組件接口連接至所述第一印刷電路板信號(hào)連接器以形成所述電連接，所述發(fā)射端光組件接口和所述發(fā)射端數(shù)據(jù)接口布置在所述第一表面上并通過(guò)所述第一電路板連線(xiàn)連接形成發(fā)射端數(shù)據(jù)傳輸路徑； 所述接收端光組件接口連接至所述第二印刷電路板信號(hào)連接器以形成所述電連接，所述接收端光組件接口和所述接收端數(shù)據(jù)接口布置在所述第二表面上并通過(guò)所述第二電路板連線(xiàn)連接形成接收端數(shù)據(jù)傳輸路徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光模塊，其中: 所述第一電路板連線(xiàn)布置在所述第一表面上；和/或 所述第二電路板連線(xiàn)布置在所述第二表面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光模塊，其中，所述基板采用多層壓合疊層結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光模塊，其中，所述印刷電路板還包括: 發(fā)射信號(hào)處理芯片，該發(fā)射信號(hào)處理芯片布置在所述第一表面上，其通過(guò)所述第一電路板連線(xiàn)分別與所述發(fā)射端光組件接口和所述發(fā)射端數(shù)據(jù)接口連接；和/或 接收信號(hào)處理芯片，該接收信號(hào)處理芯片布置在所述第二表面上，其通過(guò)所述第二電路板連線(xiàn)分別與所述接收端光組件接口和所述接收端數(shù)據(jù)接口連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光模塊，其中: 所述發(fā)射信號(hào)處理芯片是數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)芯片、激光驅(qū)動(dòng)芯片和/或復(fù)用解復(fù)用芯片； 所述接收信號(hào)處理芯片是數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)芯片、后置放大器芯片和/或復(fù)用解復(fù)用芯片。
【文檔編號(hào)】G02B6/43GK104503044SQ201410851476
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】王祥忠, 孫雨舟, 王克武, 徐曉明 申請(qǐng)人:蘇州旭創(chuàng)科技有限公司