CN102401946A - 小型高速光学模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学模块，其包括具有在第一表面上的第一电连接端子的载体基板和在第二表面上的电连接到第一电连接端子的第二电连接端子。第二电连接端子可连接到电路载体。光学模块进一步包括具有第一电连接端子的光学透明载体和电连接到光学透明载体的光学元件。光学透明载体通过相应的第一电连接端子机械地附连和电连接到载体基板，光学元件连接在光学透明载体的第一表面上，并适于通过所述光学透明载体发射光到面对所述光学透明载体的与所述第一表面相对的第二表面的光耦合元件，或者从所述光耦合元件接收光。

Description

小型高速光学模块

技术领域

本发明涉及光学模块，特别地，涉及用于高比特率场合的光学模块，其包括机械地附连并电连接到可连接到电路载体的载体基板的光学透明载体。

背景技术

光互连由于它们支持比传统的电缆互连高很多的带宽的能力而在最近几年中变得广泛用于电子器件。在这种情形下，用于将光信号转化为电信号以及将电信号转化为光信号的光学模块的发展在广泛的利用光互连的应用例如中板应用中扮演关键角色。

普通光学模块通过光学透明载体组件实现，其中所述光学透明载体组件包括多个光学元件。已知的光学模块的例子示出在图15中。光学模块2100包括对限定波长光学透明的载体2110，在载体2110的顶部安装有光学元件，例如光接收器和发射器2120以及各种集成电路2130。光发射器和接收器2120和集成电路2130通过连接迹线2112连接到安置在透明载体2110的表面上的连接端子2103。在当前市面上的应用中，光学透明载体组件2100例如通过焊接透明载体2110到电路载体而连接到电路载体，例如印刷电路板或者连接器插座。

在该应用中，光学模块2100可以设计来安装在电路载体上。在这样的构型中，有源光学元件将通过光学透明载体2110向着与电路载体相对的方向发光。光将通过光耦合元件聚焦并重定向，所述光耦合元件一般安置在光学透明载体的顶上以便对齐透镜和光学元件2120。在这种应用中，在电路载体中具有开口，通过该开口，热量通过热桥(未示出)消散以便传递由集成电路和光学元件产生的热。

其中光学模块通过焊接电连接端子在光学透明载体2110上和电连接端子在电路载体2200上而直接连接到电路载体2200的配置在图16中示出。进一步地，光学模块2100和印刷电路板2200可以组装到模块壳体2500中。该配置示出在图17中。壳体2500通过热桥的配置用作主散热器。

虽然在图15-17中描述的模块是相当紧凑的，但是，根据该设计，安装光学元件2120的透明载体直接安装在电路载体2200上，因此仅能够用于其中电路载体2200设计为以使得壳体2500能够用作散热器的场合。而且，根据现有设计，透明载体2110一般通过焊接块或者胶粘剂附着而固定在电路载体2200上，因为通过例如夹持元件等的方式进行的任何其它固定设计会损坏安装光学元件2120的透明载体2110。因此，光学模块2100仅能用在其机械连接要求能够通过焊接块或者胶粘剂连接得到满足的应用中。

但是，利用光学模块的不同的应用可以具有与产生的热量、热消散、机械和/或电连接、光的方向等有关的非常不同的要求。而且，一些应用会需要其中光学接口是固定的光学模块，而其它应用会要求具有可拆卸的光学接口的光学模块。最后，根据不同的固定设计，具有适于安装在电路载体例如印刷电路板上的光学模块，以使得相同的光学模块能够利用不同的安装方案用于不同应用中，这会是有利的。

发明内容

因此，通过本发明解决的根本问题是提供一种能够安装在电路载体上的小型光学模块，其是牢固的，并且保证与电路载体可靠的机械、电和光学连接，并且其可以在具有与光、电、热和机械连接有关的不同的要求的各种场合中工作。

本发明是基于提供适于安装在电路载体上的光学模块的构思，其中该光学模块能够用于各种场合，其符合与光、电、热和机械连接有关的特定要求，具有紧凑的尺度，并可以低成本地进行生产。本发明的光学模块包括载体基板，该载体基板包括在第一表面上的第一电连接端子和在第二表面上的电连接到第一电连接端子的第二电连接端子。第二电连接端子可连接到电路载体。光学模块进一步包括具有第一电连接端子的光学透明载体和电连接到光学透明载体的光学元件。光学透明载体通过相应的第一电连接端子机械地附连并电连接到载体基板，光学元件连接在光学透明载体的第一表面上，并适于通过光学透明载体将光发射到面对光学透明载体的与第一表面相对的第二表面的光耦合元件以及从面对光学透明载体的与第一表面相对的第二表面的光耦合元件接收光。

根据该构型，安装光学元件的光学透明载体连接到电路载体，但是不是直接地，而是通过基板载体。因此，光学模块可以连接到电路载体以满足特定应用的即与机械连接有关的特定要求。例如，光学透明载体可以焊接到电路载体以满足某些机械要求，从而避免在回流焊接过程中对光学元件和在光学透明载体上的电连接产生应力。或者，载体基板可以设计为通过例如夹持配置的方式可拆卸地安装到电路载体。而且，载体基板比普通的板到板连接器插头更紧凑，从而有利于减小光学模块的总尺寸。

而且，载体基板可包括在至少其第一表面上的第一开口。光学透明载体然后可以安置在第一开口内部。

相应地，安装光学元件的光学透明载体至少通过载体基板的侧面进行保护，从而增大整个光学模块的稳固性。

根据进一步的发展光学模块可进一步包括光耦合元件。光耦合元件可包括透镜组件，并可以安置在载体基板的第一开口中以面对光学透明载体的与第一表面相对的第二表面以使得透镜组件对齐光学元件。光耦合元件可以附着到光学透明载体的第二表面。

相应地，光学模块可以直接使用，而无需在客户端进行任何进一步的修改。

而且，光学透明载体可以安置为以使得光学元件安装在其上的第一表面向外面对载体基板。

根据进一步实施例，光耦合元件适于接收光导引装置并通过紧固件相对于透镜组件固定所述光导引装置，所述紧固件可以是夹持盖或者导引漏斗。

而且，载体基板包括第二开口，光耦合元件适于通过所述第二开口接收光传输装置。第二开口可以有利地形成在垂直于第一开口的平面的载体基板的表面上。

根据进一步发展，光学模块包括安置在光学透明载体的第一表面上方并安置为以消散光学元件的热的散热元件。

进一步，散热元件可以通过热密封胶附着到光学模块。

相应地，热密封胶可以有利于增大光学模块的散热特性，同时有利于通过从外面隔离光学模块而保护光学元件。

光学模块可进一步包括电连接到光学透明载体或者基板载体的至少一个表面安装装置。

该表面安装装置可以取决于模块打算用于的特定场合而安装在光学模块上。包括其它装置的可能性增大光学模块的灵活性。

光学模块可进一步包括适于安装在电路载体上并电连接载体基板到电路载体的内插器。而且，内插器可以设计为以可拆卸地连接到电路载体。内插器和载体基板之间的电连接可以通过第二电连接端子建立。

载体基板可以通过夹持力配置或者通过粘结层固定到插座。

相应地，基板载体不需要直接固定在电路载体上，也就是，通过回流焊接，从而降低破坏光学元件及光学模块的其他精密部件的可能性。此外，通过内插器，光学模块可以在客户端容易地附着到电路载体，而无需执行复杂的处理步骤，例如回流焊接等。

根据有利的实施例，载体基板可以由与光学透明载体热相容的材料制成。

如果载体基板是由与光学透明载体的材料热相容的材料制成，在操作和/或在焊接过程中，透明载体和载体基板将同样对温度变化作出反应，从而避免连接光学模块部分的电触头产生应力。相应地，光学模块的可靠性和性能可以增强。

有利地，光学模块的载体基板可以由多层陶瓷或者有机材料制成。

由多层陶瓷或者有机材料制成的载体基板具有与最常用的光学透明层相似的热学特性，并进一步地能够更好地经得起用来焊接光学模块到电路载体的焊接温度。而且，这样的载体基板足够刚性以在其中光学模块通过可拆卸的内插器连接到电路载体的设计中经得起连接光学模块到内插器所需的夹持力。

进一步，光学透明载体可以是由对850nm的波长大致透明的派热克斯玻璃制成。

附图说明

附图结合到说明书中，并作为说明书的一部分，以便解释本发明的原理的目的。附图不应理解为限制本发明到仅示出和描述的本发明如何被产生和使用的例子。进一步的特征和优点将从下面的在附图中示出的本发明的更具体的描述中变得明显，其中：

图1示出根据本发明的第一实施例的光学模块的剖视图；

图2示出用于本发明的光学透明载体的剖视图；

图3示出根据本发明的进一步的实施例的光学模块的剖视图；

图4示出根据本发明的进一步的实施例的光学模块的剖视图；

图5示出用于本发明的光耦合元件的剖视图；

图6示出用于本发明的光学模块的替代的光耦合元件的剖视图；

图7是根据本发明的进一步的实施例的连接到印刷电路板的光学模块的剖视图；

图8示出根据本发明的另一个实施例的连接到印刷电路板的光学模块的剖视图；

图9是根据本发明的进一步的实施例的连接到印刷电路板的光学模块的剖视图；

图10是根据本发明的实施例的光学模块的透视图；

图11示出根据本发明的实施例的用于光学模块的基板载体的平面视图；

图12示出根据本发明的进一步的实施例的光学模块的分解透视图；

图13和14示出图12的光学模块的两个不同的透视图；

图15示出根据现有技术的光学模块；

图16示出根据现有技术的包括光学模块的印刷电路板的透视图；

图17示出包括图16的印刷电路板的模块壳体的透视图。

具体实施方式

在以下描述中，出于解释的目的，阐述了具体细节，以便提供对其彻底的理解。但是，显然，本发明可以实施为没有这些具体细节。而且，熟知的结构与装置仅以更一般的形式进行描述，以便有利于其描述。

图1示出根据本发明的光学模块100的剖视图。光学模块100可以是光收发器，并可以连接到电路载体，例如印刷电路板(PCB)、连接插座等，然后用于在中板应用中的光纤互连，或者用作内板(intra-board)或者中间板模块。光学模块100包括光学透明载体110，在其上可以固定一个或多个集成电路130或者任何类型的表面安装部件。光学透明载体110进一步包括一个或多个光学元件120。光学元件120可以是发射器和接收器，例如竖直腔表面发射激光器(VCSEL)或者PIN二极管，更一般地，任何类型的光发射或者接收元件。集成电路130可例如包括驱动器和/或TIA。

光学透明载体110可以由对限定波长，也就是850nm的用于中板应用中的标准通信波长的光学透明的派热克斯(pyrex)玻璃制成。但是，透明载体可以根据光学模块的具体应用选择为对其它波长是透明的。而且，替代派热克斯玻璃，还可使用具有其它的光学特性的其它类型的光学透明材料。

透明载体110进一步包括金属缆线和在透明载体110的第一表面112上的第一电连接垫103。第一表面112将在下面也表示为透明载体110的顶部表面。光学元件120和集成电路130可以安装在所述第一表面112上并电连接到透明载体110。光学元件120和集成电路130可以通过能够传导电流的任何类型的已知装置，例如通过焊接块101，附着到透明载体110。包括在透明载体110中的金属迹线通过焊锡块连接光学元件120和集成电路130到第一电连接垫或者端子103。电连接端子103可以安置在透明载体110的周边上。透明载体110机械地附连和电连接到载体基板140。为了保证电连接，在载体基板140上的第一电连接端子143与在透明载体110上的相应的电连接垫103配合。载体基板140和透明载体110可以通过彼此固定配合电连接端子103和143机械地附连。配合电连接端子103和143可以例如通过回流焊接或者胶粘剂附着而被连接。

虽然在上面描述的特定实施例中，光学元件120和集成电路130安装在包括连接端子103的透明载体110的第一表面112上，光学元件120和集成电路130还可安装在透明载体110的任何的其它表面上。类似地，连接端子103也可以根据光学模块100设计用于的特定应用而安装在光学透明载体110的任何其它侧面上。

载体基板140可以是盒形状的，并可以具有从可连接到电路载体的底部表面146到与底部表面146相对的上表面145的第一开口144。上表面145向内突出到上表面的平面中的第一开口144中以形成凸出部或者突起147。相应地，在顶部表面145上的第一开口144的面积小于在底部表面146上的第一开口144的面积。面对载体基板140的底部表面146的突起147的表面包括电连接端子，该电连接端子可以安置在突起147的周边上。透明载体110通过电连接垫103附着到突起147以完全或者部分地位于载体基板140的开口内。而且，透明载体110可以安置为以使得光学元件120和集成电路130安装在其上的表面112面对载体基板140的顶部表面145的开口。

以这种方式，光学元件120和集成电路130安装在其上的透明载体110的顶部表面112面对或者弯曲或者部分地位于在载体基板140的顶部表面145上的第一开口144。因为顶部表面145与可安装在电路载体上的载体基板的表面146相对，光学元件120和集成电路130的至少一部分并不被任何装置或者基板围绕。换句话说，光学元件120和集成电路130仅部分地被基板或者线路部分围绕，因此能够更好地散发在光学模块100的操作过程中产生的热量。

虽然上面描述的特定实施例涉及盒形的基板载体，但是，应当理解，载体基板140可以设计为以根据特定应用和在客户端的特定需要而具有任何其它形状。

在光学模块100的操作过程中，由通过载体基板和光学透明载体的电信号馈送的光学元件120通过光学透明载体110向着载体基板140的底部表面146发光。发出的光然后可以由光耦合元件接收，并耦合到光导引元件例如波导等中。

类似地，光学元件120可通过光学透明载体110接收光，并将光束转换为电脉冲，电脉冲然后将通过电连接端子103和143传送到载体基板。电信号然后可以通过载体基板的底部电连接端子141从载体基板140传输到电路载体。

载体基板140能够处理高频信号以使得光学模块100能够用于高比特率纤维场合。而且，透明载体110和载体基板140根据倒装晶片设计进行连接。相应地，光学元件120和集成电路130通过已经沉积在晶片垫上的焊接块连接到透明载体110的线路。因此，光学模块100并不具有连接光学元件120和集成电路130到相应的连接垫的接合缆线，从而提供更紧凑的设计。而且，倒装晶片设计允许产生更牢固的光学模块100，因为这样的模块不包括外部接合缆线，而外部接合缆线如果暴露到机械或者热-机械应力会恶化和破坏。尽管载体基板140的特征关于图1的实施例进行了描述，但是，上面描述的载体基板140还可以用于在下面描述的实施例。

图2示出在操作中的光学元件120，并示出发出的光如何通过透明载体110。

图3示出本发明的实施例，其中光学模块110进一步包括光耦合元件300。光耦合元件300适于导向光到光学元件120或从光学元件120导向光。光耦合元件300可以附着到透明载体110的第二表面113。第二表面113是与光学元件120和集成电路130安装在其上的第一表面112相对的底部表面。光耦合元件300包括透镜组件310，该透镜组件对齐到光学元件120并适于聚焦从光导引装置(未示出)接收的光直接到光学元件120上。显然，透镜组件310还可以能够执行反向操作，并聚焦由光学元件120发出的光。

为了允许安装光导引装置到光耦合元件300，垂直于顶部和底部表面145和146的载体基板140的一个侧表面可以具有第二开口148。

在图4中，光学模块100包括安置在载体基板140的顶部表面145上并热连接到光学元件120和集成电路130的背部的散热元件400。散热元件400具有散热器的功能，并被安置为消散光学元件120和集成电路130的热量。例如，散热元件400可以由具有高热导率的材料例如铝制成，并可以包括肋或者突起以增大消散面积，以及通过强迫空气冷却改善冷却性能(同样参见图7和9)。散热元件300通过热混合物或者密封剂410附着到载体基板140。热密封剂410还可通过从外界环境密封光学元件120和集成电路130而具有保护光学元件120和集成电路130的进一步的功能。而且，热密封剂可以热连接到光学元件120和集成电路130。因此，如果热密封剂410是具有高热导率的混合物做成的，这将增大光学模块100在操作期间的散热特性。

图5表示根据本发明可与光学模块100结合使用的光耦合元件300的细节。光耦合元件300包括光导引元件320和透镜组件310。光导引元件320可包括例如标准型的纤维带MT套圈340和光导引元件321，例如波导管等。透镜组件310可以为例如具有MT界面的标准型的直角阵列透镜。透镜组件310可以通过胶粘剂固定到透明载体，而MT套圈可以胶粘或者夹持到透镜组件310。在有利的实施例中，套圈可以固定到透镜组件310，或者替代地，可拆卸地安置到后者。尽管光耦合元件300被描述为包括MT套圈和具有MT界面的透镜阵列，本发明并不限于上面描述的类型的套圈和连接器，并且光学模块100可以设计成用于任何类型的光导引元件320和透镜组件310。在操作过程中，透镜组件310可导向来自波导321的光直接到光学元件120，或者，替代地，可以从光学元件120接收光以聚焦到波导管321中。或则，光可以通过进一步的装置例如适于分开接收到的光为若干束以被反射到单独的光学元件120上的光束分裂器或者棱镜而在透镜组件310中进行反射。

图6表示光耦合元件300的替代的实施方式。在该实施例中，光耦合元件300包括锥形部分335，其中光耦合元件的波导管221可以被插入并固定，从而排除对MT套圈的需要。锥形部分335可以具有用于波导管321的导引漏斗的形式。对于前面的实施例，同样在这种情形中，透镜组件310进一步适于接收和/或发射来自光学元件120的光到波导管321中。特别地，透镜组件310可导向来自波导管321的光直接到光学元件120，或者，替代地，可以从光学元件120接收光以聚焦到波导管321中。此外，由透镜组件310接收的光然后可以通过光重定向装置例如镜子或者棱柱等进一步重定向到光学元件320上。进一步，来自波导管321的光可以通过光束分裂器分裂，并进一步发射到不同的光学元件120上。

在如图5和6所示的光耦合元件300中，透镜组件310设计来通过在空气/聚合物界面全反射光而使得光倾斜90度。

透镜组件310和光学元件120可以主动或者被动对齐。更确切地说，在第一种情形中，耦合的功率(也就是，到波导管321的激光)在对齐过程中被监测。波导管321的位置变化，并且功率被连续监测。波导管321固定在给出其中将使用光学模块100的特定应用需要的预定耦合水平的位置中。波导管321可以例如通过紫外线(UV)熟化胶粘剂进行固定。在被动对齐的情形中，耦合的功率在对齐工艺过程中并不被监测，其通过机械导引或者基准符号导引，其允许高精度地拾放波导管321的定位。

图7和8示出两个替代实施例，其中光学模块100进一步包括插入元件或者内插器700，800，其具有用于连接光学模块100到电路载体200例如印刷电路板等的连接插座的功能。内插器700，800可以是可拆卸的电连接器，例如接点栅格阵列(LDA)插座、连接块等。图7和8的光学模块包括已经参照图1-6描述的部件，其用相同的附图标记表示，并且不必再次描述。

图7示出光学模块100，其中插入元件700包括适于连接到电路载体200的第一表面或者底部表面710，和垂直于第一表面710的侧表面。插入元件700的第一表面710包括在其内和外面711，712上的通过贯穿连接件720例如竖直互连通路(VIAs)连接的电接触端子。载体基板140安置到插入元件700的底部表面710的内面711上以使得载体基板的第二电接触端子141配合插入元件700的电接触端子。插入元件700可在垂直于底部表面710的侧表面上包括侧开口730，波导管321可以通过该侧开口抵达光耦合元件300。插入元件700的侧开口730可至少部分地重合基板140的第二开口148以使得光耦合元件300可以通过第二开口148和侧开口730接收光导引元件320。插入元件700可进一步包括夹持元件750，例如夹持盖，其可以安置在插入元件700的侧表面的顶上，并固定到其上，以至少部分地覆盖载体基板140的上表面145。以这种方式，光学模块100可以牢固地固定在插入元件700的底部表面710和夹持导引件750之间。

如在图7中进一步示出的，光学模块100可包括至少一个进一步的表面安装装置150，例如集成电路、微控制器芯片、去耦电容器等。表面安装装置150可以安置在第二开口148内并向内安装在载体基板140的上表面145上以面对载体基板140的底部表面。内插器700可以具有用于连接光学模块100的线路到电路载体200的插座的功能。光学元件120和表面安装装置150和130之间的连接通过载体基板和光学透明载体110的第一和第二电接触端子103，143和141与插入元件700的电接触端子建立。

图8示出替代实施例，其中插入元件800具有大致板的形状以插入在载体基板140和电路载体200之间。在这个实施例中，用于配合载体基板140的相应的电端子141的插入元件800的电接触端子可以对应第二电接触端子141形成在沿着载体基板140的周边布置的一个或多个脚810上。

内插器700，800可以通过胶粘剂焊接或者固定附着在电路载体200上，或者可以通过夹持配置等可拆卸地安装在电路载体200上。

根据图7和8的实施例，基板载体140不需要直接固定在电路载体200上，也就是直接焊接触头端子141在电路载体200上，从而减小了在回流焊接工艺过程中破坏光学元件及光学模块的其他精密部件的可能性。在这些构型中，高频电信号从载体基板140导引到内插器700，800，并从内插器导引到电路载体200。有利地，载体基板140可以由能够经得起用于连接光学模块100到内插器700，800的夹持力的刚性材料制成。而且，载体基板可以选择为与光学透明载体110热-机械地相容。作为一例子，载体基板140和光学透明载体110可以选择为以具有相似的热-机械属性，例如热膨胀系数。具有上述属性的载体基板可以由多层陶瓷或者有机材料等制成。

虽然图7和8示出其中光学模块100通过内插器或者插座700，800连接到电路载体200的实施例，但是，在其它实施例中，光学模块100可以设计为能够直接连接在电路载体200上。在这种情况中，电路载体的电接触端子141将直接连接到电路载体200上的连接垫。该实施例示出在图9中。而且，图9示出夹持盖，其用作用于光导引装置320的紧固件340，例如以连接MT类型套圈到阵列透镜。

图10示出完全地组装的光学模块100的透视图，其包括散热元件400、载体基板140、光学透明载体110、其它表面安装装置150和光耦合元件300。由此视图，可以看到载体基板140的底部表面146的外面。而且，可以看到从底部表面通过载体基板140到顶部表面145的第一开口144，和在载体基板140的侧表面上的形成用于波导管321到光耦合元件300中的通道的第二开口148。而且由此图，还可以看到在由第二开口148形成的载体基板140的顶部表面的内面上的表面安装装置150的配置。

图11示出载体基板140的平面视图。特别地，图11示出载体基板140的底部表面146的外面。在底部表面146上的第二电接触端子141通过连接迹线142连接到安置在载体基板140的顶部表面145的内面上的第一电连接端子143。由此图，可以清楚看到，顶部表面145如何相对于底部表面146向内突出，以使得第一开口144的面积在顶部表面145上比在底部表面上更小。光学透明载体110可以附着到在第一开口144中向内突出的顶部表面145的内面的部分以使得光学透明载体110的电传导端子103接触载体基板140的相应的第一电接触端子143。进一步的连接端子149与第二开口148对应形成在上表面145的内面上。所述进一步的触头149可以被用来连接其它的表面安装元件。

虽然图1-11示出其中光学模块安置为以使得光学元件120和集成电路130的后部在与电路载体200相对的方向向外面对的实施例，但是，光学模块100可还配置为以使得以倒装方式进行连接。该构型示出在图12-14中。

特别地，图12示出根据进一步的实施例的光学模块100的分解透视图。相应地，载体基板包括适于接收光学元件120和集成电路130的后部的凹陷1144，其中术语“后部”意在表示元件120，130的与面对透明载体110的侧面相对的侧面。光学透明载体110固定在载体基板1140上以使得在光学透明载体110上的电连接端子103连接到载体基板1140上的连接端子143，以使得光学元件120和集成电路130配合到凹陷1144中。在这个构型中，载体基板1140的电连接端子143形成在顶部表面1145的外面上。载体基板1140的底部表面适于连接到电路载体200。光耦合元件1300可以固定在顶部表面1145上以使得透镜组件1310对齐光学元件120。光导引装置1320可以连接到光耦合元件1300，并通过夹持盖1350固定到其上。

在这个实施例中，光耦合元件1300位于载体基板1140的顶部，并位于其外侧。因此，载体基板1140还可设计为具有仅一个凹陷。

图13和14是从顶部和底部示出图12的光学模块的透视图。特别地，从图14，可以看到散热元件1400。根据这些实施例，散热元件1400形成在载体基板1140的底部表面上，对应于适于接收光学元件120和集成电路130的凹陷1144。当安装在电路载体200上时，载体基板1140可以固定为以使得可以是热垫的散热元件1400对应在电路载体200上用作散热器的热垫。

在上面描述的所有实施例中，载体基板可以是陶瓷材料的。虽然还可以替代陶瓷使用其它的塑料或者硅材料，但是使用陶瓷载体具有如下优点：载体能够更好地经得起用于焊接光学模块100到电路载体200上的焊接温度。而且，陶瓷具有与最常用的光学透明层110的相似的热学特性。因此，在操作过程中和/或在焊接过程中，透明载体110和载体基板140同样对温度变化作出反应，从而避免接合光学模块的部分的电触头产生应力。

总之，根据本发明，提供一种光学模块，其中安装光学元件120的光学透明载体机械地和电气地连接到载体基板140。相应地，光学模块可以容易地连接到电路载体200，例如印刷电路板，而无需利用包括板到板的连接器例如插座的中间电路载体。因为陶瓷载体可以设计为具有比常用的板到板连接器更小的尺度，光学模块100的总尺寸可以显著减小。而且，本发明的光学模块100能够适于各种操作情形。换句话说，本发明提出一种光学模块100，其能够符合各种场合，特别地，用于内板和中间板通讯装置的超高速的光学模块的设备的热、机械、电和光学的要求。

Claims (15)

1.一种用于安装在电路载体(200)上的光学模块(100)，所述光学模块(100)包括：

载体基板(140)，该载体基板包括在其第一表面(145)上的第一电连接端子(143)、在第二表面(146)上的电连接到所述第一电连接端子(143)的第二电连接端子(141)，所述第二电连接端子(141)能够连接到所述电路载体(200)；

光学透明载体(110)，该光学透明载体包括第一电连接端子(103)；和

光学元件(120)，该光学元件电连接到所述光学透明载体(110)，

其中所述光学透明载体(110)通过相应的第一电连接端子(103，143)机械地附连和电连接到所述载体基板(140)；和

其中所述光学元件(120)连接在所述光学透明载体(110)的第一表面(112)上并适于通过所述光学透明载体(110)发射光到面对所述光学透明载体(110)的与所述第一表面(112)相对的第二表面(113)的光耦合元件(300)，或者从面对所述光学透明载体(110)的与所述第一表面(112)相对的第二表面(113)的光耦合元件(300)接收光。

2.如权利要求1所述的光学模块(100)，其中，所述载体基板(140)包括在其至少第一表面(145，146)上的第一开口(144)，所述光学透明载体(110)至少部分地安置在所述第一开口(144)内部。

3.如权利要求1或者2所述的光学模块(100)，进一步包括光耦合元件(300)，所述光耦合元件(300)包括透镜组件(310)并安置在所述第一开口(144)中并面对所述光学透明载体(110)的第二表面(113)，以使得所述透镜组件(310)对齐所述光学元件(120)。

4.如权利要求3所述的光学模块(100)，其中，所述光耦合元件(300)附连到所述光学透明载体(110)的所述第二表面(113)。

5.如权利要求1-4之一所述的光学模块(100)，其中，所述光学透明载体(110)安置为以使得所述第一表面(112)向外面对所述载体基板(140)。

6.如权利要求3-5之一所述的光学模块(100)，其中，所述光耦合元件(300)适于接收光导引装置(320)，所述光导引装置(320)对齐到所述透镜组件(310)，并通过紧固件(340)进行安装。

7.如权利要求3-6之一所述的光学模块(100)，其中，所述载体基板(140)包括第二开口(148)，所述光耦合元件(300)适于通过所述第二开口(148)接收所述光导引装置(320)。

8.如权利要求1-7之一所述的光学模块(100)，进一步包括安置在所述光学透明载体(110)的所述第一表面(112)上方并安置为消散所述光学元件(120)的热量的散热元件(400)。

9.如权利要求8所述的光学模块(100)，其中，所述散热元件(400)通过热密封胶(410)附连到所述光学模块(100)。

10.如权利要求1-9之一所述的光学模块(100)，进一步包括电连接到光学透明载体(110)或者基板载体(140)的至少一个表面安装装置(150)。

11.如权利要求1-10之一所述的光学模块(100)，进一步包括适于安装在所述电路载体(200)上并电连接所述载体基板(140)到所述电路载体(200)的内插器(700，800)。

12.如权利要求11所述的光学模块(100)，其中，所述载体基板(140)能够通过紧固元件(750)固定到所述内插器(700，800)。

13.如权利要求1-12之一所述的光学模块(100)，其中，所述载体基板(140)由与所述光学透明载体(110)热相容的材料制成。

14.如权利要求1-13之一所述的光学模块(100)，其中，基板载体(140)是由多层陶瓷或者有机材料制成。

15.如权利要求1-14之一所述的光学模块(100)，其中，所述光学透明载体(110)是由对850纳米波长的大致透明的派热克斯玻璃制成。

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