CN105137554A - 一种光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光模块，属于光通信领域。本发明实施例提供的光模块包括电路板、光发射器/光接收器以及透镜组件，光发射器/光接收器位于电路板的表面；透镜组件罩设在光发射器/光接收器的上方，透镜组件改变光的传播方向；透镜组件的边缘具有第一金属层，电路板的表面具有第二金属层，第一金属层与第二金属层以焊接的方式连接，使得透镜组件固定在电路板上。光经过透镜组件后，其传播方向发生改变，此外，焊接减小了实际安装位置与预设的安装位置之间的偏移量。

Description

一种光模块
技术领域
本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种光模块。
背景技术
实现光电转换功能的光模块是光通信领域中的核心器件。
光发射器/光接收器作为有源器件，其发光/接收光需要电路板为其供电，由于电路板与光发射器/光接收器的连接方式限制，使得光发射器/光接收器的发光/接收光方向与光纤的进出光方向往往不一致，因此需要通过改变光发射器/光接收器发出的光的传播方向，使光的传播方向与光纤的进出光方向一致，同时，光发射器/光接收器发出/接收的光，其光斑直径较小，光纤的直径也较小，需要确保光的传播方向稳定，才能保证光发射器发出的光进入光纤或光纤传来的光被光接收器接收。
与光模块适配的光纤孔径较细，通常仅有9微米，因此对光模块中光线传播路径的精度要求较为严格。应用在光模块上最常用的一种封装方式是直接将光发射器/光接收器贴在电路板上，然后将透镜组件罩设在光发射器/光接收器的上方，并通过胶水固定在电路板上。由于胶水的初始状态为液体，涂覆在透镜组件与电路板之间，胶水表面的张力会对透镜组件施加一定的作用力，使得透镜组件的实际安装位置与预设的安装位置之间会存在一定的偏移量，在5微米左右。对于光模块而言，这个偏移量会导致光线实际的传播路径严重偏离设定路径，以致于光不能射入光纤中或光无法被接收。
发明内容
本发明实施例提供了一种光模块，不仅改变了光的传播方向，同时确保光的传播方向稳定，降低光线实际传播路径与设定路径之间的偏移量。
为了实现上述发明目的，本发明实施例采用如下技术方案：
本发明实施例提供一种光模块，包括电路板、光发射器/光接收器以及透镜组件，光发射器/光接收器位于电路板的表面；透镜组件罩设在光发射器/光接收器的上方，透镜组件改变光的传播方向；透镜组件的边缘具有第一金属层，电路板的表面具有第二金属层，第一金属层与第二金属层以焊接的方式连接，使得透镜组件固定在电路板上。
本发明实施例提供的光模块，透镜组件罩设在光发射器/光接收器的上方，光经过透镜组件后，其传播方向发生改变，此外，透镜组件边缘的第一金属层与电路板表面的第二金属层以焊接的方式连接，焊接减小了实际安装位置与预设的安装位置之间的偏移量，与现有技术相比，不仅改变了光的传播方向，同时确保光的传播方向稳定，降低光线实际传播路径与设定路径之间的偏移量。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种光模块结构示意图；
图2为本发明实施例提供的光模块结构立体图；
图3为本发明实施例中透镜组件的结构示意图；
图4为本发明实施例中电路板结构示意图；
图5为本发明实施例提供的光模块截面图。
具体实施方式
图1为本发明实施例提供的一种光模块结构示意图。如图1所示，本发明实施例提供的光模块包括电路板1、光发射器/光接收器2以及透镜组件3，光纤4插入透镜组件3中，由光发射器/光接收器2发出的光，经透镜组件3改变光路后，进入光纤4。光发射器/光接收器2位于电路板1的表面，光发射器/光接收器2一般采用贴片工艺与电路板1实现固定连接，透镜组件3罩设在光发射器/光接收器2的上方，光发射器/光接收器2发出的光经过透镜组件3，其传播方向发生改变。
光模块中不仅具有光发射功能，还具有光接收功能。光模块中实现光接收功能的结构与上述光发射的结构很相似，不同点在于光发射结构中的光发射器的位置放置的是光探测器。由于光路可逆，上述本发明实施例提供的技术方案中，光发射器可以是光接收器。
在具体实施例中，光模块中可以仅包括光发射器，或者仅包括光接收器，或者同时包括光发射器及光接收器。
光发射器可以是边发光型激光器，如法布里-珀罗型激光器（FP激光器），也可以是面发光型激光器，如垂直腔面激光器（VCSEL激光器）。
光接收器可以是PIN型光探测器，也可以是雪崩光电二极管，也可以是光敏电阻。
透镜组件3的出光方向与光纤4的进光方向一致。光发射器发出的光经透镜组件3改变其传播方向后，由透镜组件3的出光方向传出，从而进入光纤4。
也可以是，透镜组件3的进光方向与光纤4的出光方向一致。光纤传出的光经透镜组件3改变其传播方向后，由透镜组件的进光方向传出，从而进入光接收器。
图2为图1所示透镜组件的结构图。如图2所示，透镜组件3由透光材料制成，常见的透光材料包括树脂、玻璃。
透镜组件具有反光面，光经反光面反射，其传播方向变为透镜组件的出光方向。
透镜组件的边缘具有第一金属层31，常见的第一金属层为铜层或金层。
图3为图1所示电路板的结构图。如图3所示，电路板1的表面具有光发射器/光接收器2及第二金属层11，第二金属层11围绕光发射器/光接收器2形成图案，第二金属层形成的图案与透镜组件底面的形状相同。常见的第二金属层为铜层或金层。
透镜组件安装在电路板表面时，透镜组件罩设在光发射器/光接收器的上方，透镜组件边缘的第一金属层与电路板表面的第二金属层通过焊接的方式固定，实现透镜组件固定在电路板上。
具体地，如图2所示，第一金属层位于透镜组件的外侧面。透镜组件的底面朝向电路板的表面，透镜组件的外侧面与电路板的表面垂直，第一金属层并没有完全覆盖透镜组件的外侧面，第一金属层自透镜组件的外侧面与底面交界线起，向背离电路板表面的方向覆盖透镜组件的外侧面。
焊接完成后，透镜组件的底面可以与电路板的表面直接接触，也可以不与电路板的表面直接接触。
也可以是，如图2所示，第一金属层位于透镜组件的底面。透镜组件的底面朝向电路板的表面，透镜组件的外侧面与电路板的表面垂直。焊接完成后，第一金属层位于透镜组件的底面与第二金属层之间。第一金属层可以完全覆盖透镜组件的底面，也可以不完全覆盖透镜组件的底面。
在第一金属层和第二金属层的连接处涂覆密封胶，相当于在透镜组件与电路板接触位置的外围涂覆密封胶。虽然第二金属层和第一金属层之间通过焊接固定在一起，但第二金属层和第一金属层之间仍然存在间隙，通过密封胶将第二金属层和第一金属层之间的连接处涂覆密封胶，将二者之间的间隙均密封起来，防止外部的水汽、空气或杂质等进入透镜组件与电路板之间而影响内部元件的工作性能。
如图1及图3所示，透镜组件包括空腔区8及光学区。透镜组件与电路板配合固定后，透镜组件的空腔区与电路板形成空腔，光发射器/光接收器位于透镜组件与电路板形成的空腔中。光发射器/光接收器发出的光由透镜组件的空腔区进入光学区，光学区具有光反射面5，光反射面改变光的传播方向，使光的传播方向与透镜组件发出光的方向或接收光的方向一致。
透镜组件还可以包括光纤连接区9，光纤连接区不改变光的传播方向，光纤安装在透镜组件的光纤连接区，经透镜组件光学区出射的光，由透镜组件的光纤连接区进入光纤，或者由光纤传入的光，经透镜组件的光学区进入空腔区。
透镜组件的外侧面连接有第一金属层。第一金属层与透镜组件之间通常采用钛铂金镀层工艺实现连接。具体地，第一金属层包围透镜组件的空腔区，由于透镜组件的光学区需要实现光的传播，第一金属层不会完全包围透镜组件光学区，以免对光的传播造成影响。
透镜组件外侧面的第一金属层与电路板表面的第二金属层通过激光焊实现固定。
电路板、光发射器/光接收器以及透镜组件的安装固定位置根据产品实现需要进行了预先设计。如图4所示，电路板表面预设光发射器/光接收器安装位置，电路板表面的第二金属层铺设在光发射器/光接收器安装位置的周围。安装过程中，光发射器/光接收器安装在电路板表面后，使用透镜组件的空腔区罩扣光发射器/光接收器，使光发射器/光接收器位于透镜组件空腔区与电路板形成的空腔中，透镜组件外侧面的第一金属层与电路板表面的第二金属层接触，使用激光焊将第一金属层与第二金属层焊接固定。
本发明实施例提供的光模块，透镜组件罩设在光发射器/光接收器的上方，光发射器/光接收器发出的光经过透镜组件后，其传播方向发生改变，此外，透镜组件边缘的第一金属层与电路板表面的第二金属层以焊接的方式连接，实现了透镜组件固定在电路板的表面，透镜组件的固定实现了光发射器/光接收器传播方向的稳定。
光发射器/光接收器发出的光的光斑面积极小，其直径通常在之间，光纤的直径也极小，这使得光发射器/光接收器、透镜组件以及光纤之间需要具备高精度位置关系，才能实现光高效率地耦合进光纤。
在与光纤直径处于同一数量级的视角下，在实现透镜组件与电路板表面之间的固定连接过程中，透镜组件最终的固定位置与预先设计的固定位置存在偏差。透镜组件采用激光焊接的方式与电路板实现固定连接，其产生的位置偏移在之间。这种程度的位移能够满足光高效率的耦合进光纤。
激光焊接会在透镜组件的第一金属层以及电路板的第二金属层形成焊点，焊点形成的过程中，不仅会将透镜组件的第一金属层以及电路板的第二金属层连接在一起，同时也会使透镜组件在电路板表面发生距离的位移。
在完成透镜组件与电路板的固定连接过程中，需要在多个透镜组件与电路板的结合位置处进行激光焊接，每次激光焊接都会形成一个焊点。单个焊点造成的位移可以通过其他焊点进行纠正，进一步降低透镜组件最终固定在电路板上的位移。第一金属层与第二金属层采用激光焊接，焊接形成的焊点数量范围为2至10。优选的焊点数量为4个至8个。
透镜组件的光学区具有反射面，光发射器/光接收器发出的光经过反射面改变传播方向后进入光纤。具体地，透镜组件的光学区还包括聚光面，经过反射面后的光由聚光面会聚后进入光纤。
具体地，如图3所示，透镜组件的光学区还包括通孔6，通孔6将透镜组件的外部与透镜组件的空腔区8连通，当透镜组件与电路板采用激光焊接进行固定连接时，激光焊接产生的高温使得透镜组件与电路板形成的空腔中的空气膨胀，通孔可以将膨胀的空气排出，以免膨胀的空气致使透镜组件从电路板表面脱落或致使透镜组件与电路板之间发生相对移位。
具体地，如图3所示，透镜组件还具有凹槽7，凹槽7便于光模块装配时，吸附透镜组件。
具体地，如图1所示，VCSEL光发射器/光接收器贴装于电路板的表面，其出光方向垂直于电路板的表面，光发射器/光接收器发出的光经反光面反射，其传播方向变为透镜组件的出光方向，在透镜组件的出光方向上，透镜组件中设置聚光面，光经过聚光面后会聚。

Claims (9)

1.一种光模块，其特征在于，包括电路板、光发射器/光接收器以及透镜组件，
所述光发射器/光接收器位于所述电路板的表面；
所述透镜组件罩设在所述光发射器/光接收器的上方，所述透镜组件改变光的传播方向；
所述透镜组件的边缘具有第一金属层，所述电路板的表面具有第二金属层，所述第一金属层与所述第二金属层以焊接的方式连接，使得所述透镜组件固定在所述电路板上。
2.如权利要求1所述的光模块，其特征在于所述第一金属层位于所述透镜组件的外侧面。
3.如权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述第二金属层外边界围设的面积大于透镜组件底面的面积。
4.如权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述透镜组件的底面与所述电路板的表面接触。
5.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一金属层位于所述透镜组件的底面。
6.如权利要求4或5所述的光模块，其特征在于，所述透镜组件包括空腔区及光学区，所述空腔区与所述电路板形成腔体，所述光发射器/光接收器位于所述腔体中，所述光学区具有光反射面。
7.如权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述透镜组件的光学区还包括通孔，所述通孔将所述透镜组件的外部与透镜组件的空腔区连通。
8.如权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述第一金属层与所述第二金属层采用激光焊接，焊接形成的焊点数量范围为2至10。
9.如权利要求1至5任一所述的光模块，其特征在于，所述第一金属层与所述第二金属层的连接处涂设有密封胶。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017049880A1 (zh) * 2015-09-24 2017-03-30 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块
CN109298497A (zh) * 2018-10-30 2019-02-01 菲尼萨光电通讯(上海)有限公司 一种适用于液冷系统的光模块结构
CN109683218A (zh) * 2018-01-25 2019-04-26 苏州旭创科技有限公司 光学元件、光学组件、光模块及其制造方法
CN112911824A (zh) * 2019-12-04 2021-06-04 菲尼萨公司 用于光纤印刷电路板组件的表面安装技术

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112011103942B4 (de) * 2010-12-24 2019-02-14 Autonetworks Technologies, Ltd. Optische Baugruppe
US9066456B2 (en) * 2011-02-28 2015-06-23 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Lens device attachment to printed circuit board
US20130202256A1 (en) * 2012-02-03 2013-08-08 Universal Microelectronics Co., Ltd. Optical interconnnection transceiver module
CN203705698U (zh) * 2014-02-14 2014-07-09 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 光组件
CN203941321U (zh) * 2014-07-02 2014-11-12 苏州旭创科技有限公司 光学组件
CN105137554A (zh) * 2015-09-24 2015-12-09 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块
CN105259622B (zh) * 2015-09-24 2017-09-26 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 光模块的装配方法及光模块

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017049880A1 (zh) * 2015-09-24 2017-03-30 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块
CN109683218A (zh) * 2018-01-25 2019-04-26 苏州旭创科技有限公司 光学元件、光学组件、光模块及其制造方法
CN109683218B (zh) * 2018-01-25 2022-02-15 苏州旭创科技有限公司 光学元件、光学组件、光模块及其制造方法
CN109298497A (zh) * 2018-10-30 2019-02-01 菲尼萨光电通讯(上海)有限公司 一种适用于液冷系统的光模块结构
CN112911824A (zh) * 2019-12-04 2021-06-04 菲尼萨公司 用于光纤印刷电路板组件的表面安装技术

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