CN105676350A - 一种阵列波导光栅模块的封装结构及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阵列波导光栅模块的封装结构，包括模块盒，模块盒的侧面设置有输入端、输出端和电接口窗口；模块盒内固定有印制电路板，印制电路板上设有固定安装位，固定安装位上安置有阵列波导光栅芯片；印制电路板边缘焊接有电接口；输入光纤穿过输入端后在模块盒内绕圈与阵列波导光栅芯片的输入端相连，阵列波导光栅芯片的输出端的阵列光纤分散为多根单根光纤在模块盒内绕圈后穿过输出端并以尾纤的形式直接出纤。本发明还涉及上述封装结构的制备方法。本发明能够方便批量化生产以及提高产品的光纤防护能力。

Description

一种阵列波导光栅模块的封装结构及制备方法
技术领域
本发明涉及光网络密集型波分复用(DenseWavelengthDivisionMultiplexing，简称DWDM)技术领域，特别是涉及一种阵列波导光栅模块的封装结构及制备方法。
背景技术
DWDM技术以其单纤高容量的传输能力极大地满足了通信数据高速增长的需求，发展成为当前光通信的主要传送技术手段。阵列波导光栅(ArrayedWaveguideGratings，简称AWG)以其信道间隔小、体积小、性能稳定、易与其他器件集成等优点，已成为DWDM网络中实现合波/分波的关键器件。
传统的AWG模块输出端出纤方式是根据多源协议(Multi-SourceAgreement，简称MSA)里定义的输出端出纤5为带状阵列光纤(图1和图4)，出纤后再增加光纤分支器分散为尾纤。电接口4采用插针式在模块盒1的底部(图2和图3)。这种结构加工工艺较为复杂，带状光纤在制造及后续使用过程中由于扭曲容易造成并带胶破损而露出裸纤甚至阵列光纤全部散开，很容易造成光纤损伤.
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种阵列波导光栅模块的封装结构及制备方法，能够方便批量化生产以及提高产品的光纤防护能力。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种阵列波导光栅模块的封装结构，包括模块盒，所述模块盒的侧面设置有输入端、输出端和电接口窗口；所述模块盒内固定有印制电路板，所述印制电路板上设有固定安装位，所述固定安装位上安置有阵列波导光栅芯片；所述印制电路板边缘焊接有电接口，当印制电路板固定在模块盒内时，所述电接口位于电接口窗口处；输入光纤穿过所述输入端后在模块盒内绕圈与所述阵列波导光栅芯片的输入端相连，所述阵列波导光栅芯片的输出端的阵列光纤分散为多根单根光纤在模块盒内绕圈后穿过所述输出端并以尾纤的形式直接出纤。
所述输出端设置有带多孔的橡胶帽，所述阵列光纤分散为多根单根光纤在模块盒内绕圈后按照通道顺序一一穿过所述橡胶帽上的孔形成尾纤。
所述印制电路板上还设有用于使所述阵列波导光栅芯片保持在工作温度点的加热装置。
所述加热装置和阵列波导光栅芯片均安置在所述固定安装位中，并形成一个整体。
所述电接口为贴片式电接口，安装完成后与所述模块盒侧面平齐。
所述输入端和输出端位于所述模块盒的同一侧。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：还提供一种上述的阵列波导光栅模块的封装结构的制备方法，包括以下步骤：
(1)将加热装置和阵列波导光栅芯片安置在印制电路板的固定安装位上，使加热装置、阵列波导光栅芯片和印制电路板形成一个整体；
(2)将电接口焊接在印制电路板的边缘；
(3)将印制电路板固定在模块盒内，使得电接口位于电接口窗口处；
(4)输入光纤穿过所述输入端后在模块盒内绕圈与所述阵列波导光栅芯片的输入端相连；
(5)阵列波导光栅芯片的输出端阵列的带状光纤经过分纤为多根单根光纤后在模块盒内绕圈后穿过所述输出端并以尾纤的形式直接出纤。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明采用输出端阵列光纤直接以尾纤的形式出纤，减少了分支器的使用使得成本降低，也使得整个工序流程简化；加热装置和AWG芯片直接封装在印制电路板(PrintedCircuitBoard，简称PCB)上作为一个整体；电接口设计在侧面与模块侧面平齐。整个发明工艺操作简单，可靠性有保障，工艺过程质量也容易控制，同时也方便了客户的操作使用，适宜批量生产，而且更有益于保障产品的性能及长期可靠使用。
附图说明
图1是现有技术中AWG模块的正视图；
图2是现有技术中AWG模块的侧视图；
图3是现有技术中AWG模块电接口结构图；
图4是现有技术中AWG模块输出端出纤结构图；
图5是本发明的结构示意图；
图6是本发明中封装结构图；
图7是本发明中电接口结构图；
图8是本发明中输出端出纤方式结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种阵列波导光栅模块的封装结构，如图5和图6所示，包括模块盒1，所述模块盒1的侧面设置有输入端、输出端和电接口窗口；所述模块盒1内固定有印制电路板3，所述印制电路板3上设有固定安装位，所述固定安装位上安置有阵列波导光栅芯片7；所述印制电路板3边缘焊接有电接口4，当印制电路板3固定在模块盒1内时，所述电接口4位于电接口窗口处；输入光纤6穿过所述输入端后在模块盒1内绕圈与所述阵列波导光栅芯片7的输入端相连，所述阵列波导光栅芯片7的输出端的阵列光纤分散为多根单根光纤在模块盒1内绕圈后穿过所述输出端并以尾纤5的形式直接出纤。其中，所述印制电路板3上还设有用于使所述阵列波导光栅芯片7保持在工作温度点的加热装置8。所述加热装置8和阵列波导光栅芯片7均安置在所述固定安装位中，并形成一个整体。所述输出端设置有带多孔的橡胶帽2，所述阵列光纤分散为多根单根光纤在模块盒1内绕圈后按照通道顺序一一穿过所述橡胶帽2上的孔形成尾纤5。所述电接口4为贴片式电接口，安装完成后与所述模块盒1侧面平齐。所述输入端和输出端位于所述模块盒1的同一侧。
本实施方式中模块盒结构与PCB的结构以及输出橡胶帽的结构在几何尺寸上是完全匹配的，PCB和橡胶帽全部安装在模块盒上。
PCB的结构包含但不限于PCB上电接口位置和加热装置位置，输入电流通过电接口导入到PCB，经过PCB中电路传输到加热装置，保持使AWG正常工作需要的加热电流；PCB电接口位置，包含但不限于设计在模块盒的侧面；电接口的设计(如图7)，包含但不限于采用贴片式电接口直接焊接在PCB上，安装到模块盒后与模块盒侧面平齐，电接口管脚数量可以包含但不限于是4pin、8pin、10pin等。
PCB结构上固定安装位包含但不限于设计在PCB中间，该固定安装位用于固定加热装置以及AWG芯片。加热装置和AWG芯片可以直接封装在PCB上作为一个整体，安装在模块盒内。
输出端橡胶帽的结构设计为多孔(如图8)，数量为包含但不限于16、32、40、44、48、80、88、96孔等，孔径大小包含但不限于0.9mm、1.8mm、2.0mm、3.0mm等。
光纤输入输出的形式包含但不限于设计在同侧出纤，输出端直接以尾纤的形式出纤，输出端阵列光纤分散为单根光纤后按通道顺序一一穿过输出端套管和橡胶帽形成尾纤，与输入端光纤一起在同侧出纤。套管直径包含但不限于是0.9mm、1.8mm、2.0mm、3.0mm等；连接器类型包含但不限于LC/UPC、LC/APC、SC/UPC、SC/APC、FC/UPC、FC/APC、MU等。
在进行制备时，具体包括以下步骤：
(1)将加热装置和阵列波导光栅芯片安置在印制电路板的固定安装位上，使加热装置、阵列波导光栅芯片和印制电路板形成一个整体；
(2)将电接口焊接在印制电路板的边缘；
(3)将印制电路板固定在模块盒内，使得电接口位于电接口窗口处；
(4)输入光纤穿过所述输入端后在模块盒内绕圈与所述阵列波导光栅芯片的输入端相连；
(5)阵列波导光栅芯片的输出端阵列的带状光纤经过分纤为多根单根光纤后在模块盒内绕圈后穿过所述输出端并以尾纤的形式直接出纤。
与现有技术相比可知，本发明的输出端阵列带状光纤分散为单根光纤在模块盒内绕圈后按通道顺序一一穿过输出端的套管形成尾纤形式出纤，而现有技术的AWG模块输出端出纤为带状阵列光纤、出纤后再增加一个分支器把带状光纤一一分散为尾纤；本发明把加热装置和AWG芯片直接封装在PCB上作为一个整体安装在模块盒内，而现有技术的AWG模块没有把PCB把加热装置和AWG芯片集成到一起；本发明中的电接口采用贴片式电接口设计直接焊接到PCB上并安装在模块盒侧面，大大方便了加工和测试以及客户使用操作，而现有技术的AWG模块电接口采用插针式排针，设计在模块底部，加工、测试以及使用操作不方便。
下面以一个具体的实施例进一步说明本发明。本实施例中涉及一种输出端直接尾纤出纤有热型AWG模块的制备方法及其封装结构，包括机械结构、输出端出纤的形式、电接口的设计和封装工艺。
1、机械结构
机械结构由模块盒结构、PCB的结构以及输出端橡胶帽的结构组成：
模块盒结构尺寸大小为100*65*15mm；输出端橡胶帽的结构设计为40孔，孔径大小0.9mm，0.9mm的松套管穿过橡胶帽的孔，起到固定和保护裸光纤的作用，同时方便客户的操作使用。
2、输出端出纤的形式
输入输出光纤设计在同侧出纤，输出端直接以尾纤的形式出纤，输出端阵列带状光纤经过分纤为多根直径为250μm的单根光纤，按通道顺序一一穿过输出橡胶帽中0.9mm的套管形成尾纤，连接器类型为LC/UPC。
3、电接口的设计
电接口的设计在模块盒的侧面，采用贴片式电接口直接焊接在PCB上，安装到模块盒后与模块盒边平齐，电接口为8pin。
4、封装工艺
封装工艺方面，加热装置以及AWG芯片直接封装在PCB上作为一个整体，安装在模块盒内，输出端阵列带状光纤经过分纤为250μm的单根光纤后在模块内绕一圈半通过输出橡胶帽以0.9mm尾纤形式在与输入端光纤的同侧出纤。
不难发现，本发明以输入输出光纤在同侧出纤的形式，实现一种输出端以尾纤形式出纤的AWG模块的制备方法及其封装结构。本发明最大限度的简化了工艺步骤，降低了模块的制作成本，产品使用方便，可靠性好。

Claims (7)

1.一种阵列波导光栅模块的封装结构，包括模块盒，其特征在于，所述模块盒的侧面设置有输入端、输出端和电接口窗口；所述模块盒内固定有印制电路板，所述印制电路板上设有固定安装位，所述固定安装位上安置有阵列波导光栅芯片；所述印制电路板边缘焊接有电接口，当印制电路板固定在模块盒内时，所述电接口位于电接口窗口处；输入光纤穿过所述输入端后在模块盒内绕圈与所述阵列波导光栅芯片的输入端相连，所述阵列波导光栅芯片的输出端的阵列光纤分散为多根单根光纤在模块盒内绕圈后穿过所述输出端并以尾纤的形式直接出纤。
2.根据权利要求1所述的阵列波导光栅模块的封装结构，其特征在于，所述输出端设置有带多孔的橡胶帽，所述阵列光纤分散为多根单根光纤在模块盒内绕圈后按照通道顺序一一穿过所述橡胶帽上的孔形成尾纤。
3.根据权利要求1所述的阵列波导光栅模块的封装结构，其特征在于，所述印制电路板上还设有用于使所述阵列波导光栅芯片保持在工作温度点的加热装置。
4.根据权利要求3所述的阵列波导光栅模块的封装结构，其特征在于，所述加热装置和阵列波导光栅芯片均安置在所述固定安装位中，并形成一个整体。
5.根据权利要求1所述的阵列波导光栅模块的封装结构，其特征在于，所述电接口为贴片式电接口，安装完成后与所述模块盒侧面平齐。
6.根据权利要求1所述的阵列波导光栅模块的封装结构，其特征在于，所述输入端和输出端位于所述模块盒的同一侧。
7.一种如权利要求1-6中任一权利要求所述的阵列波导光栅模块的封装结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将加热装置和阵列波导光栅芯片安置在印制电路板的固定安装位上，使加热装置、阵列波导光栅芯片和印制电路板形成一个整体；
(2)将电接口焊接在印制电路板的边缘；
(3)将印制电路板固定在模块盒内，使得电接口位于电接口窗口处；
(4)输入光纤穿过所述输入端后在模块盒内绕圈与所述阵列波导光栅芯片的输入端相连；
(5)阵列波导光栅芯片的输出端阵列的带状光纤经过分纤为多根单根光纤后在模块盒内绕圈后穿过所述输出端并以尾纤的形式直接出纤。
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