CN106443913B - 一种光模块封装结构及光模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光模块封装结构及光模块，包括顶盖、底板和由金属材料一体成型的中间壳体；在所述底板上开设有用于插装电连接器的空腔；所述中间壳体包括四周外壳、横板和芯片载体；所述横板从四周外壳的左侧壁的内侧延伸至右侧壁的内侧，并沿所述延伸方向形成两条呈相对位置关系的长条形装配孔；所述芯片载体位于横板的顶面，用于承载光模块中工作时发热的芯片。本发明通过构建一条从芯片载体到光模块外壳的纯金属散热通道，从而使芯片产生的热量可以经由所述散热通道传导扩散至整个外壳，由于整个散热通道没有空气隙和导热胶，因此消除了热传导路径中的散热瓶颈，有效减小了芯片与外壳之间的热阻，从封装结构上有效解决了光模块的散热问题。

Description

一种光模块封装结构及光模块

技术领域

本发明属于光电转换器件技术领域，具体地说，是涉及一种光模块的封装结构。

背景技术

随着光通信技术的快速推广和深入应用，光电转换模块的需求与日剧增，市场需求也朝着不断小型化、高速率、高密度、大功率方向发展，但随之带来的模块封装散热问题，就成了影响大功率光电转换模块产品性能及使用寿命的瓶颈。

大功率光电转换模块工作时所产生的热量主要来自于内部的芯片，例如光收发芯片、驱动芯片等。目前，市场上出现的此类小型化大功率光电转换模块，虽然已经关注到了封装散热问题，并在设计时着力进行解决，但是散热效果远不够理想。究其原因是，现有的光模块封装结构普遍存在芯片的载体与光模块的壳体分离的问题，从芯片到壳体的散热通道中包含空气隙或者导热胶，由此增加了热阻，导致散热的长期稳定性与产品一致性都不好，光路电路密封与芯片散热不能兼顾。

公开号为US2015/0362686 A1美国专利申请，公开了一种可插式连接器，其散热方式采用将连接器内部的发热芯片以及PCB板贴装到导热板上，经由导热板传递到外壳上，再由外壳进行散热。此导热方法，其芯片载体与散热壳体相互独立且分离，整个热传导路径中存在多个接触界面，界面间存在空气隙或者导热胶，这些瓶颈严重阻碍了热传导，热量难以高效地传导至散热外壳上，因此，散热效果不够理想，散热的长期稳定性与产品一致性都不好。而且该连接器的下部开放，未能实现整体密封。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光模块的封装结构，以有效解决光模块内部芯片的散热问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明在一个方面提出了一种光模块封装结构，包括顶盖、底板和中间壳体；在所述底板上开设有用于插装电连接器的空腔；所述中间壳体包括四周外壳、横板和芯片载体；所述四周外壳包括呈相对位置关系的左侧壁和右侧壁以及呈相对位置关系的前侧壁和后侧壁，所述顶盖安装在所述四周外壳的顶部，所述底板位于所述四周外壳的底部；所述横板从所述四周外壳的左侧壁的内侧延伸至所述右侧壁的内侧，并沿所述延伸的方向形成两条呈相对位置关系的长条形装配孔，所述装配孔用于在光模块的PCB板装配到所述横板的底面上时，使PCB板的两个侧柔板得以穿过，进而从所述横板的底面延伸至所述横板的顶面；所述芯片载体位于所述横板的顶面，用于承载光模块中工作时发热的芯片；其中，所述四周外壳、横板和芯片载体由金属材料一体成型。

优选的，所述横板的前后两个侧边与所述四周壳体的前侧壁和后侧壁分离，形成前后两条间隙，优选将所述的两条间隙作为两条所述的长条形装配孔。

为了便于所述芯片与PCB板连接，本发明优选设计所述芯片载体凸出于所述横板的顶面，且包括前载体、后载体和中间载体；其中，所述中间载体用于承载光模块中的光收发芯片，位于所述前载体和后载体之间，且凸出于所述横板的顶面的高度大于所述前载体和后载体凸出于所述横板的顶面的高度；所述前载体用于承载光模块中的驱动芯片，从所述中间载体向所述四周外壳的前侧壁的方向延伸；所述后载体用于承载光模块中的驱动芯片，从所述中间载体向所述四周外壳的后侧壁的方向延伸；所述前载体和后载体凸出于所述横板的顶面的高度优选满足以下要求：当所述驱动芯片安装到所述前载体和后载体上时，所述驱动芯片的接线口与延伸到所述横板的顶面上的所述PCB板的两个侧柔板的引线端正对。

为了便于限定侧柔板以及透镜组件在所述横板上的安装位置，本发明在所述横板的顶面还设置有多个立柱，所述立柱沿垂直于所述横板的顶面的方向向上延伸，用于与开设在所述PCB板的两个侧柔板上插装孔以及光模块中的透镜组件上的插装孔插装定位。

为了进一步扩大散热面积，本发明在所述光模块封装结构中还设置有左台面和右台面；所述左台面的底面与所述横板的顶面结合，左台面的左侧面与所述四周外壳的左侧壁结合，左台面的顶面在所述顶盖安装到所述四周外壳上时与所述顶盖贴合；所述右台面的底面与所述横板的顶面结合，右台面的右侧面与所述四周外壳的右侧壁结合，右台面的顶面在所述顶盖安装到所述四周外壳上时与所述顶盖贴合；其中，所述左台面、右台面和顶盖均由金属材料制成，由此可以将芯片产生的热量除了通过四周外壳散发出去外，还可以通过左、右台面传导至顶盖，经由顶盖辅助散热，从而实现了散热面积的进一步扩大，加快了导热速度。

优选的，所述左台面、右台面与所述四周外壳以及横板一体成型，以避免出现空气隙，导致散热性能的下降。

优选的，所述左台面的顶面和右台面的顶面分别通过导热胶与所述顶盖粘合，以对上部腔体进行密封处理。

为了实现散热面积的进一步扩大，以进一步提高散热效率，本发明在所述四周外壳的左侧壁的外侧和右侧壁的外侧还分别设置有散热翅片，以进一步加快散热速度。

本发明在另一个方面提出了一种光模块，设置有顶盖、底板、中间壳体、PCB板、工作时产生热量的芯片、透镜组件和光纤带；在所述底板上开设有用于插装电连接器的空腔；所述中间壳体包括四周外壳、横板和芯片载体；所述四周外壳包括呈相对位置关系的左侧壁和右侧壁以及呈相对位置关系的前侧壁和后侧壁，所述顶盖安装在所述四周外壳的顶部，所述底板位于所述四周外壳的底部；所述横板从所述四周外壳的左侧壁的内侧延伸至所述右侧壁的内侧，并沿所述延伸的方向形成两条呈相对位置关系的长条形装配孔；所述芯片载体位于所述横板的顶面，所述芯片安装在所述的芯片载体上；所述PCB板包括PCB刚板和分别沿所述PCB刚板的前后两个侧边向外延伸的两个侧柔板，所述PCB刚板位于所述横板的下方，所述的两个侧柔板分别从两条所述的长条形装配孔中自下而上穿过，并弯折贴合到所述横板的顶面上；所述透镜组件安装在所述横板的上方，且罩住所述的芯片；所述光纤带连接所述的透镜组件，用于传输光信号，并从所述四周外壳环绕形成的腔室中延伸到外部；其中，所述四周外壳、横板和芯片载体由金属材料一体成型；所述PCB板、透镜组件和所述芯片封装在由所述顶盖、四周外壳和底板所形成的外壳内。

为了方便所述芯片与PCB板接线，本发明在所述的两个侧柔板上朝向所述芯片的侧边上分别形成有一个内凹区，所述芯片至少部分地位于所述的内凹区中，形成所述内凹区的三个侧边作为侧柔板的引线端，通过引线与芯片上的接线口对应连接。

进一步的，在所述PCB刚板上设置有至少一个凸出于PCB刚板的顶面的电子元器件，为了实现PCB刚板与所述横板的紧密贴合，本发明在所述横板的底面还形成有与所述电子元器件的顶面形状相匹配的凹槽；当所述PCB板安装到所述横板上时，所述PCB刚板上的所述电子元器件伸入到所述凹槽中，且所述电子元器件的顶面贴合所述凹槽的底面。由此一来，对于电子元器件产生的少部分热量也可以通过所述的中间壳体迅速地散发出去。

为了保证封装结构的牢固性，并改善对所述芯片、PCB板以及透镜组件的密封性，本发明优选将所述芯片通过导热贴片胶粘接在所述的芯片载体上；所述PCB刚板的顶面与所述横板的底面通过导热胶粘接；所述PCB刚板的底面与所述底板粘接；在所述透镜组件的底面形成有凹槽，所述芯片位于所述凹槽内，所述透镜组件环绕所述凹槽的底壁与所述PCB板的侧柔板粘接。

为了对PCB板和电连接器在光模块中的安装位置进行限位，以使电连接器上的导电触点能够准确地与PCB板上的相应导电触点接触导通，同时，对光模块在外部主板上的插装位置进行限位，本发明在所述横板的底面上还进一步设置有定位柱，所述定位柱沿垂直于所述横板的底面的方向向下延伸超出所述四周外壳的底部所在的平面，并穿过PCB刚板上开设的定位孔，经由所述底板上的所述空腔伸出。对于安装有电连接器的光模块来说，可以将所述的电连接器置于所述底板的所述空腔内，在所述电连接器上开设有定位用通孔，所述定位柱穿过所述定位用通孔，对电连接器在光模块中的安装位置进行限位。为了避免电连接器从光模块上脱落，本发明设计所述定位柱与所述定位用通孔过盈配合，以便于电连接器在光模块上的拆装操作。

进一步的，在所述PCB基板的底面设置有导电触点，所述导电触点与设置在所述电连接器的顶面上的导电触点相接触，以实现电信号的有效传输。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明通过对光模块的外壳进行特殊的结构设计，使芯片载体与光模块的外壳形成一体式的金属结构，从而构建出了一条从芯片载体到光模块外壳的纯金属散热通道。将光模块中的发热芯片安装在芯片载体上，使芯片产生的热量经由所述散热通道传导扩散至整个外壳，由于整个散热通道没有空气隙和导热胶，因此消除了热传导路径中的散热瓶颈，有效减小了芯片与外壳之间的热阻，提高了热传导效率，增大了对外散热面积，从封装结构上有效解决了光模块的散热问题。此外，由于光模块的芯片和PCB板内置于外壳内，因此密封性好，耐恶劣环境的能力强，使高效散热与电路密封达到了完美结合，而且抗振性能好，零部件少，装配简单。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所提出的光模块的一种实施例的整体结构爆炸图；

图2是图1中的中间壳体的顶面结构视图；

图3是图1中的中间壳体的底面结构视图；

图4是图1中的中间壳体与PCB板的组装分解图；

图5是图1中的中间壳体与PCB板的组装图；

图6是图1中组装有PCB板的中间壳体与底板、电连接器的组装分解图；

图7是图1中组装有PCB板的中间壳体与透镜组件、光纤带的组装分解图；

图8是图1中组装有PCB板的中间壳体与透镜组件、光纤带的组装图；

图9是图8所示组装图与顶板的组装分解图；

图10是本发明所提出的光模块组装后的整体结构顶面视图；

图11是本发明所提出的光模块组装后的整体结构底面视图；

图12是图10所示的光模块沿A-A方向的截面剖视图；

图13是图10所示的光模块沿B-B方向的截面剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。

本实施例针对光模块在工作过程中易产生热量的芯片（例如光收发芯片、驱动芯片等，这类芯片在工作过程中温升较快，且温度到达极限值时，芯片性能会变差或者直接停止运行，影响光模块的正常工作）的散热问题，提出了一种导热效果显著的光模块封装结构，如图1所示，包括顶盖100、中间壳体200、底板300等主要组成部分，用于对光模块中的发热芯片800、PCB板400、透镜组件600以及光纤带700的一部分进行封装。封装后的光模块可以根据设计需要，在其底部进一步加装电连接器500，以便于与系统主板插接，实现电信号的可靠传输。

在本实施例，中间壳体200作为发热芯片800、PCB板400以及透镜组件600的主要承载部件，兼具有散热通道的双重作用，如图2所示，主要包括四周外壳210、横板220、芯片载体230等组成部分。其中，所述四周外壳210、横板220、芯片载体230均由金属材料制成，且采用一体成型的加工工艺制造而成，由此可以形成从芯片载体到光模块外壳的纯金属散热通道。由于整个散热通道没有空气隙和导热胶，因此可以消除现有技术中的散热瓶颈问题，以达到更好的散热效果。

具体来讲，在本实施例的中间壳体200中，其四周外壳210构成中间壳体200的外周框架，包括左侧壁211、右侧壁212、前侧壁213和后侧壁214，如图2所示。本实施例定义的前、后、左、右四个方位是以图2所示的视图方向关系确定的，并不是对本实施例的限制，只是为了清楚地反映各侧壁之间的相对位置关系而已。横板220位于四周外壳210所围成的空腔内，且从四周外壳210的左侧壁211延伸至其右侧壁212。在横板220的前后两侧形成两条长条形的装配孔240，以用于将光模块中的PCB板400安装到所述横板220上。作为本实施例的一种优选设计方案，可以设计所述横板220的前后两个侧边与所述四周壳体210的前侧壁213和后侧壁214分离，从而形成前后两条间隙，如图2所示，利用两条所述的间隙即可形成所需的两条长条形装配孔240。设计横板220的左右两个侧边的长度与四周外壳210的左侧壁211、右侧壁212的长度仅相差所述两条间隙的宽度，通过尽量加大横板220与左、右侧壁211、212之间的结合面积，以尽可能地加快热量向外界的传递速度。当然，所述长条形装配孔240也可以直接形成在横板220上，即采用在横板220上开设长条形通孔的方式形成，本实施例对此不进行具体限制。

将所述芯片载体230设计在横板220的顶面221，如图2所示，优选位于居中的位置，以便于PCB板400在所述横板220上的装配。具体来讲，所述芯片载体230优选凸出于横板220的顶面221，以便于其承载的芯片800与PCB板400的接线操作。本实施例的芯片载体230与横板220一体成型，形成中间高、前后两边低的“凸”字型结构，具体包括前载体233、后载体232和中间载体231。其中，所述前载体233用于承载发热芯片800中的驱动芯片802，结合图5所示，从中间载体231向四周外壳210的前侧壁213的方向延伸；所述后载体232用于承载发热芯片800中的驱动芯片803，从中间载体231向四周外壳210的后侧壁214的方向延伸；所述中间载体231用于承载发热芯片800中的光收发芯片801，对于24通道的光模块来说，可以将光收发芯片801形成前后两排，每排12个光口，以支持24路光信号的收发。将前排光收发芯片801与安装在前载体233上的驱动芯片802连接，将后排光收发芯片801与安装在后载体232上的驱动芯片803连接，通过驱动芯片802、803对光收发芯片801进行驱动控制。设计所述中间载体231位于前载体233和后载体232之间，且凸出于横板顶面221的高度大于前载体233和后载体232凸出于横板顶面221的高度，以便于光收发芯片801与驱动芯片802、803之间的接线操作。

在本实施例中，所述芯片800优选通过导热贴片胶粘贴在所述芯片载体230上，以使芯片800产生的热量能够快速地传导至芯片载体230，进而通过芯片载体230快速地扩散至横板220，继而经由四周外壳210迅速地散发至外界。由于本实施例的芯片载体230、横板220和四周外壳210是一体成型的金属架构，且四周外壳210的外侧开放，因此构成了一个具有较大散热面积的散热器，即，光模块的外壳和散热器统一成了一个整体。由于芯片800直接贴合在所述散热器上，因此去除了芯片到散热器之间的中间环节，消除了热传导路径的交接界面瓶颈，减少了热传导路径的热阻，增强了热传导的效果。

为了进一步扩大散热面积，提高散热效率，本实施例在所述四周外壳210的左侧壁211的外侧和右侧壁212的外侧还分别设置有散热翅片270，如图2所示。所述散热翅片270与四周外壳210一体成型，以将传导至四周外壳210的热量通过其增加的散热面迅速地扩散到外界，以进一步加快散热速度。

此外，为了使光模块的顶盖100起到辅助散热的作用，本实施例优选在所述横板220的顶面221上增设左台面250和右台面260，如图2所示。所述左台面250和右台面260也由导热快的金属材料制成，且优选与所述横板220一体成型，以进一步减小热传导路径中的空气隙和导热胶。

具体来讲，可以将所述左台面250设置在横板220的左边，且其底面与所述横板220的顶面221结合，将左台面250的左侧面与所述四周外壳210的左侧壁211的内侧结合，并使左台面250的顶面在所述顶盖100安装到所述四周外壳210上时，刚好与所述顶盖100贴合。同理，可以将所述右台面260设置在横板220的右边，且其底面与所述横板220的顶面221结合，将右台面260的右侧面与所述四周外壳210的右侧壁212的内侧结合，并使右台面260的顶面在所述顶盖100安装到所述四周外壳210上时，刚好与所述顶盖100贴合。在本实施例中，可以采用四周外壳210与左台面250和右台面260一体成型的方式，实现四周外壳210与左台面250之间以及四周外壳210与右台面260之间的结合。

对于顶盖100与四周外壳210之间的安装方式，可以采用螺纹连接的形式，结合图1、图2所示。即，可以在顶盖100的四个边角位置开设通孔110，并在四周外壳210的四个边角位置开设螺纹孔280，利用四个螺钉120对应穿过顶盖100上的四个通孔110，并与四周外壳210上的四个螺纹孔280螺纹连接，由此可以实现顶盖100在所述中间壳体200上的装配固定。

在本实施例中，所述顶盖100采用导热性能好的金属材料制成，优选将其底面通过导热胶分别与左台面250的顶面以及右台面260的顶面粘接，以消除空气隙。采用这种结构设计，对于芯片800产生的热量在经由芯片载体230扩散到横板220上后，可以传导至左台面250和右台面260，并经左台面250和右台面260向上传导至顶盖100，以借助顶盖100达到辅助散热的效果。结合图12所示，芯片800的散热路径如图12中箭头所指示的方向。

在本实施例中，由于顶盖100采用螺纹连接和胶粘的方式与中间壳体200进行装配，由此可以对中间壳体200与顶盖100围成的上部腔室实现密封处理，继而使顶盖100具备了散热+封装的双重功能。

下面结合图4、图5，对PCB板400在中间壳体200上的安装固定方式进行详细阐述。

如图4所示，本实施例的PCB板400为刚柔一体PCB板，包括一块硬的PCB刚板410和两块软的侧柔板420、430。所述的两块侧柔板420、430分布在PCB刚板410的前后两侧，且分别沿PCB刚板410的前后两个侧边向外延伸。首先，将所述的两块侧柔板420、430向上弯折，以垂直于PCB刚板410所在的平面。然后，将PCB板400置于横板220的下方，并将两个侧柔板420、430从下而上对应穿过两个长条形装配孔240，即，使两个侧柔板420、430伸入到横板220的上方。而后，将两个侧柔板420、430向平行于横板顶面221的方向弯折，以包裹住所述的横板220，如图5所示。

在所述横板220的顶面221上，还可以进一步设置立柱223，结合图2所示。所述立柱223优选设置四个，沿垂直于所述横板顶面221的方向向上延伸。在每一个侧柔板420、430上优选开设两个插装孔421、431，在将两个侧柔板420、430弯折，以贴附到横板220的顶面221上时，使四个立柱223刚好对应插入到两个侧柔板420、430上的四个插装孔421、431中，由此可以对PCB板400在横板220上的安装位置起到定位的作用。

由于驱动芯片802、803的接线口大多分布在芯片的四周，为了方便驱动芯片802、803的接线口与侧柔板420、430上的引线端连接，本实施例优选在两个侧柔板420、430的其中一个侧边422、432上分别形成一个内凹区423、433，如图4所示。所述侧边422、432为朝向所述芯片800的侧边。设计所述侧柔板420、430的长度，使其包裹在横板220上后，其内凹区423、433刚好对应环绕驱动芯片802、803的三个周边，如图5所示。将形成所述内凹区423、433的三个侧边作为侧柔板420、430的引线端，通过引线与芯片800上的接线口对应连接。在本实施例的侧柔板420、430中分布有多条与PCB刚板410连接的软引线，所述软引线通过侧柔板420、430的引线端与芯片800上对应的接线口连接后，便可实现芯片800与PCB刚板410的电连接。

为了进一步简化侧柔板420、430与芯片800之间的接线操作，本实施例对所述芯片载体230中的前载体233和后载体232凸出于横板顶面221的高度进行了如下设计，即，满足以下要求：

当所述驱动芯片802、803安装到所述前载体233和后载体232上时，所述驱动芯片802、803的接线口刚好与所述侧柔板420、430的引线端正对。

在所述PCB刚板410的顶面411可能会焊接有多个电子元器件440，如图4所示，这些电子元器件440均高于PCB刚板410的顶面，为了使PCB板400包裹装配到所述横板220上后，PCB刚板410的顶面411能够与横板220的底面222相贴合，本实施例优选在所述横板220的底面222开设多个凹槽224，结合图3所示。所述凹槽224的形状与所述电子元器件440的顶面形状相适配，在将所述PCB板400安装到所述横板220上时，所述PCB刚板410上的电子元器件440刚好伸入到所述的凹槽224中，且电子元器件440的顶面刚好与所述凹槽224的底面相贴合。由此一来，不仅可以实现PCB刚板410与横板底面222的贴合，而且对于电子元器件440工作过程中可能产生的少部分热量也可以传导至横板220，并进而快速地扩散至四周外壳210，经四周外壳释放到外界，以 实现迅速散热。

为了增强PCB板400与中间壳体200装配的牢固性，本实施例优选在PCB刚板410的顶面411与横板220的底面222之间涂覆导热胶，并将两块侧柔板420、430粘接在所述横板220的顶面221上，以确保光模块在使用过程中PCB板400不会从横板220上脱落下来。

本实施例使用刚柔结合的PCB板400并采用弯折包裹的方式实现PCB板400与横板220的装配固定，由此可以实现小空间的电路转接，以有效减小光模块的整体封装尺寸。

此外，在所述横板220的底面222上还设置有定位柱225，如图2所示。所述定位柱225优选设置两个，分布在底面222的左右两侧，沿垂直于所述横板底面222的方向向下延伸，并超出所述四周外壳210的底部所在的平面，结合图6所示。在所述PCB刚板410上开设有两个定位孔413，如图4所示。在所述PCB板400装配到所述横板220上后，两个定位柱225对应穿过两个定位孔413，并向下延伸。在四周外壳210底部的四个边角位置对应开设有螺纹孔290，用于在光模块安装到外部设备的主板上时，与所述主板装配固定。

作为本实施例的一种优选设计方案，对于形成中间壳体200的所有部件优选采用金属材料一体成型的加工方式制作而成。即，所述的四周外壳210、横板220、芯片载体230、左台面250、右台面260、散热翅片270、立柱223和定位柱225均采用相同的金属材料一体成型，形成一个整体结构，既用于封装，又可作为散热器对光模块内部的发热芯片进行有效地散热。

在所述PCB刚板410的底面412上设置有导电触点450（例如焊盘），在所述底板300上开设有空腔310，所述空腔310的开设位置和大小应根据所述导电触点450和定位柱225的位置和尺寸确定，即，当底板300安装到所述四周外壳210的底部后，所述导电触点450和定位柱310均通过所述空腔310外露。此外，所述空腔310的尺寸也与电连接器500的尺寸相关，如图6所示。优选设计所述空腔310的尺寸略大于所述电连接器500的外形尺寸，以使得电连接器500可以嵌装在所述的空腔310内。

在电连接器500上开设有两个定位用通孔510，结合图1、图6所示。设计所述定位用通孔510与所述定位柱225过盈配合，将所述定位柱225穿过所述定位用通孔510，以使电连接器500固定到所述PCB刚板410的下方，如图11所示。利用底板300和电连接器500便可对光模块的下部腔体实现封装。

在所述电连接器500的顶面可以设置导电触点520（例如金属弹片），底面可以设置与所述导电触点520电连通的导电触点530（例如焊盘或者金属弹片），结合图1、图6所示。在将电连接器500装配到位后，其顶面的导电触点520刚好与PCB刚板410底面的导电触点450接触导通，电连接器500底面的导电触点530用于在光模块安装到外部设备的主板上时，与主板上设置的相应触点接触，以实现光模块与主板之间电信号的可靠交互。

图7-图9示出了透镜组件600和光纤带700在光模块中的具体封装结构。如图7所示，将PCB板400在横板220上安装到位后，可以在芯片800的上方安装透镜组件600，并使透镜组件600能够完全罩扣住所述的芯片800，以便四周固定及密封，并对其内部的激光器和驱动器裸芯片进行防护。具体来讲，可以在透镜组件600的底部开设尺寸略大于芯片800外形尺寸的凹槽610，结合图12、图13所示。将透镜组件600环绕所述凹槽610的底壁620固定到所述PCB板400的侧柔板420、430上，具体可以采用粘接的方式将透镜组件600的底壁620与PCB板400的两块侧柔板420、430粘接固定。对于两块侧柔板420、430在贴合到所述横板顶面221上后，仍有部分横板220外露的情况，可以在横板220外露部分与透镜组件600的底壁620之间点胶固定，以增强透镜组件600装配的牢固性，并确保密封。

将光纤带700的其中一个光接头720插接到透镜组件600上，并置于四周外壳210所围成的腔体内，如图8所示。在四周外壳210的后侧壁214上开设一个缺口215，结合图7所示，所述缺口215的宽度与光纤带700中的光纤710宽度基本一致，以使光纤710能够从四周外壳210所围成的腔体内伸出，并延伸到光纤带700的另外一个光接头730处，并与所述的光接头730连接。

如图9所示，在将透镜组件600和光纤带700安装到位后，将顶盖100通过螺钉120固定到四周外壳210的顶部，以完成光模块的封装。

图10和图11分别示出了封装完成后的光模块的顶面视图和底面视图。通过采用顶盖100和底板300对光模块的腔体进行密封，由此可以将电路元件密封在壳体内，使得封装后的光模块具有耐恶劣环境能力强、运行可靠性好等显著优势。

当然，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种光模块封装结构，其特征在于，包括：

顶盖；

底板，其上开设有用于插装电连接器的空腔；

中间壳体，其包括：

四周外壳，其包括呈相对位置关系的左侧壁和右侧壁以及呈相对位置关系的前侧壁和后侧壁，所述顶盖安装在所述四周外壳的顶部，所述底板位于所述四周外壳的底部；

横板，其从所述四周外壳的左侧壁的内侧延伸至所述右侧壁的内侧，并沿所述延伸的方向形成两条呈相对位置关系的长条形装配孔，所述长条形装配孔用于在光模块的PCB板装配到所述横板的底面上时，使PCB板的两个侧柔板得以穿过，进而从所述横板的底面延伸至所述横板的顶面；

芯片载体，其位于所述横板的顶面，用于承载光模块中工作时发热的芯片；

其中，所述四周外壳、横板和芯片载体由金属材料一体成型。

2.根据权利要求1所述的光模块封装结构，其特征在于，所述横板的前后两个侧边与所述四周外壳的前侧壁和后侧壁分离，形成前后两条间隙，所述两条间隙即形成两条所述的长条形装配孔。

3.根据权利要求1所述的光模块封装结构，其特征在于，所述芯片载体凸出于所述横板的顶面，包括前载体、后载体和中间载体；

所述中间载体用于承载光模块中的光收发芯片，位于所述前载体和后载体之间，且凸出于所述横板的顶面的高度大于所述前载体和后载体凸出于所述横板的顶面的高度；

所述前载体用于承载光模块中的驱动芯片，从所述中间载体向所述四周外壳的前侧壁的方向延伸；

所述后载体用于承载光模块中的驱动芯片，从所述中间载体向所述四周外壳的后侧壁的方向延伸；

所述前载体和后载体凸出于所述横板的顶面的高度满足以下要求：

当所述驱动芯片安装到所述前载体和后载体上时，所述驱动芯片的接线口与延伸到所述横板的顶面上的所述PCB板的两个侧柔板的引线端正对。

4.根据权利要求1所述的光模块封装结构，其特征在于，在所述横板的顶面还设置有多个立柱，所述立柱沿垂直于所述横板的顶面的方向向上延伸，用于与开设在所述PCB板的两个侧柔板上的插装孔以及光模块中的透镜组件上的插装孔插装定位。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光模块封装结构，其特征在于，还包括：

左台面，其底面与所述横板的顶面结合，其左侧面与所述四周外壳的左侧壁结合，其顶面在所述顶盖安装到所述四周外壳上时与所述顶盖贴合；

右台面，其底面与所述横板的顶面结合，其右侧面与所述四周外壳的右侧壁结合，其顶面在所述顶盖安装到所述四周外壳上时与所述顶盖贴合；

其中，所述左台面、右台面和顶盖均由金属材料制成。

6.根据权利要求5所述的光模块封装结构，其特征在于，所述左台面、右台面与所述四周外壳以及横板一体成型；所述左台面的顶面和右台面的顶面分别通过导热胶与所述顶盖粘合。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的光模块封装结构，其特征在于，在所述四周外壳的左侧壁的外侧和右侧壁的外侧分别设置有散热翅片。

8.一种光模块，其特征在于，采用如权利要求1至7中任一项所述的光模块封装结构，且还设置有：

PCB板，其包括PCB刚板和分别沿所述PCB刚板的前后两个侧边向外延伸的两个侧柔板，所述PCB刚板位于所述横板的下方，所述的两个侧柔板分别从两条所述的长条形装配孔中自下而上穿过，并弯折贴合到所述横板的顶面上；

芯片，其工作时产生热量，安装在所述的芯片载体上；

透镜组件，其安装在所述横板的上方，且罩住所述的芯片；

光纤带，其连接所述的透镜组件，用于传输光信号，并从所述四周外壳环绕形成的腔室中延伸到外部；

其中，所述PCB板、透镜组件和所述芯片封装在由所述顶盖、四周外壳和底板所形成的外壳内。

9.根据权利要求8所述的光模块，其特征在于，在所述的两个侧柔板上朝向所述芯片的侧边上分别形成有一个内凹区，所述芯片至少部分地位于所述的内凹区中，形成所述内凹区的三个侧边作为侧柔板的引线端，通过引线与芯片上的接线口对应连接。

10.根据权利要求8所述的光模块，其特征在于，在所述PCB刚板上设置有至少一个凸出于PCB刚板的顶面的电子元器件，在所述横板的底面上形成有与所述电子元器件的顶面形状相匹配的凹槽；当所述PCB板安装到所述横板上时，所述PCB刚板上的所述电子元器件伸入到所述凹槽中，且所述电子元器件的顶面贴合所述凹槽的底面。

11.根据权利要求10所述的光模块，其特征在于，所述芯片通过导热贴片胶粘接在所述的芯片载体上；所述PCB刚板的顶面与所述横板的底面通过导热胶粘接；所述PCB刚板的底面与所述底板粘接；在所述透镜组件的底面形成有凹槽，所述芯片位于所述凹槽内，所述透镜组件环绕所述凹槽的底壁与所述PCB板的侧柔板粘接。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的光模块，其特征在于，在所述横板的底面还设置有定位柱，所述定位柱沿垂直于所述横板的底面的方向向下延伸超出所述四周外壳的底部所在的平面，并穿过PCB刚板上开设的定位孔，经由所述底板上的所述空腔伸出。

13.根据权利要求12所述的光模块，其特征在于，还设置有：

电连接器，其位于所述底板的所述空腔内，在所述电连接器上开设有定位用通孔，所述定位柱穿过所述定位用通孔，所述定位柱与所述定位用通孔过盈配合。

14.根据权利要求13所述的光模块，其特征在于，在所述PCB刚板的底面设置有导电触点，所述导电触点与设置在所述电连接器的顶面上的导电触点相接触。