CN106908917A - 一种并行光收发组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种并行光收发组件，包括第一并行光接口、第二并行光接口、PCB电路板、柔性电路板，所述柔性电路板的一端与所述PCB电路板的一端连接，所述PCB电路板的下表面上设置有电接口，所述柔性电路板朝向所述PCB电路板的上表面的上方进行180°翻折，所述柔性电路板面向所述PCB电路板的表面上设置有光收发器件以及透镜，所述第一并行光接口的其中一端与所述第二并行光接口通过光纤连接，所述第一并行光接口的另外一端与所述透镜的第二光口连接。本发明的并行光收发组件，通过硬质的PCB电路板与柔性电路板结合的方式，可以在有限的空间内布设更多的元器件，结构紧凑，可靠性高，组件的封装尺寸小，重量轻。

Description

一种并行光收发组件
技术领域
本发明涉及光模块技术领域，具体地说，是涉及一种并行光收发组件。
背景技术
在民用领域，随着超算数据中心和互联网的大力发展，高速、低功耗、宽温区、超大容量的并行光模块得到快速发展。在军用领域，数字相控阵雷达正在大力发展，其中光收发模块是数字阵列雷达中数字发射/接收（T/R）组件的核心器件，而西方国家对耐恶劣环境、高速率的并行光收发模块实行严密封锁和禁运。
并行光模块与单路模块相比要求更高的元器件密度，更小的封装尺寸和重量、更低的能耗，同时对热设计、电磁干扰屏蔽设计、封装工艺设计、光电耦合设计和电路设计有较高的要求，并行模块完善的结构设计方案直接决定模块性能和可靠性。
发明内容
本发明为了解决现有并行光模块对元器件密度、封装尺寸等具有较高的要求的技术问题，提出了一种并行光收发组件，可以解决上述问题。
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：
一种并行光收发组件，包括第一并行光接口、第二并行光接口、PCB电路板、柔性电路板，所述柔性电路板的一端与所述PCB电路板的一端连接，所述PCB电路板的下表面上设置有电接口，所述柔性电路板朝向所述PCB电路板的上表面的上方进行180°翻折，所述柔性电路板面向所述PCB电路板的表面上设置有光收发器件以及透镜，所述光收发器件的光口与所述透镜的第一光口对准，所述第一并行光接口与所述第二并行光接口设置在所述PCB电路板与所述柔性电路板之间所形成的U形槽内，所述第一并行光接口的其中一端与所述第二并行光接口通过光纤连接，所述第一并行光接口的另外一端与所述透镜的第二光口连接，所述PCB电路板上的电路与所述柔性电路板上的电路电连接，所述第二并行光接口提供用于连接外部连接器的光接口。
进一步的，所述柔性电路板背向所述PCB电路板的表面上固定有刚性板。
进一步的，所述PCB电路板与所述柔性电路板通过连接器电连接。
进一步的，所述PCB电路板的上表面上设置有连接器母头，所述柔性电路板面向所述PCB电路板的表面上设置有连接器公头，所述连接器母头与所述连接器公头插接连接。
进一步的，所述第二并行光接口与所述PCB电路板的上表面固定。
进一步的，所述透镜的第二光口至少其中一侧开有导针孔，所述第一并行光接口上设置有与所述导针孔相对应的定位导针，所述第一并行光接口与所述透镜的第二光口连接时，所述定位导针插入至所述导针孔内。
进一步的，所述透镜的第二光口所在的端面上形成有与所述第一并行光接口的本体相配合的凹槽，所述第一并行光接口与所述透镜的第二光口连接后，所述第一并行光接口的本体与所述凹槽固定。
进一步的，所述透镜的第一光口所在的端面上形成有固定框，所述透镜通过所述固定框与所述柔性电路板固定。
进一步的，所述固定框为闭合的框体结构，所述第一光口位于所述固定框所围成的区间内。
进一步的，所述第一并行光接口和/或所述第二并行光接口的至少其中一端面上还设置有用于加持导针的导针夹。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的并行光收发组件，通过硬质的PCB电路板与柔性电路板结合的方式，可以在有限的空间内布设更多的元器件，结构紧凑，可靠性高，组件的封装尺寸小，重量轻。采用两个并行光接口的连接形式，一方面解决了接口位置设置灵活的问题，另外一方面对光收发器件的位置不限制，可以通过灵活调整光纤的长度实现，再者，未与透镜连接的并行光接口用于对外提供方便插拔的光接口，可以被广泛应用于可插拔的并行光学收发模块。
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或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是本发明所提出的并行光收发组件的一种实施例结构示意图；
图2是图1中的光组件封装状态示意图；
图3是图1中的透镜局部结构示意图；
图4是图3中的透镜倒置状态结构示意图；
图5是图1中两个并行光接口连接状态示意图；
图6是图2中刚性板局部结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一，本实施例提出了一种并行光收发组件，如图1所示，包括第一并行光接口1a、第二并行光接口1b、PCB电路板3、柔性电路板4，柔性电路板4的一端与PCB电路板3的一端连接，PCB电路板3的下表面上设置有电接口5，柔性电路板4朝向PCB电路板3的上表面的上方进行180°翻折，形成如图2所示结构，柔性电路板4面向PCB电路板3的表面上设置有光收发器件6以及透镜7，如图4所示，为透镜的底面结构示意图，透镜具有第一光口7-1，透镜与光收发器件6装配时，光收发器件6的光口6-1与透镜7的第一光口7-1对准，第一并行光接口1a与第二并行光接口1b设置在PCB电路板3与柔性电路板4之间所形成的U形槽内，第一并行光接口1a的其中一端与第二并行光接口1b通过光纤8连接，如图3所示，为透镜7的正面视图，其透镜7的侧端面上设置有第二光口7-2，第一并行光接口1a的另外一端与透镜7的第二光口7-2连接，PCB电路板3上的电路与柔性电路板4上的电路电连接，第二并行光接口1b从PCB电路板3与柔性电路板4之间所形成的U形槽的槽口部伸出，第二并行光接口1b提供用于连接外部连接器的光接口1-1。本实施例的并行光收发组件，通过硬质的PCB电路板与柔性电路板结合的方式，并且柔性电路板进行180°翻折，形成能够容纳更多元器件的U形槽结构，因此可以在有限的空间内布设更多的元器件，结构紧凑，可靠性高，组件的封装尺寸小，重量轻。采用两个并行光接口的连接形式，一方面解决了接口位置设置灵活的问题，另外一方面对光收发器件的位置不限制，可以通过灵活调整光纤的长度实现，再者，未与透镜连接的并行光接口用于对外提供方便插拔的光接口，可以被广泛应用于可插拔的并行光学收发模块。
其中，光收发器件6至少包括接收驱动芯片、PD探测器、激光器、发射驱动芯片，本实施例光路的路数需要光收发器件6、透镜7、并行光接口相配合，比如，若并行光接口具有24通道光路，则相应光收发器件6应该也具有24路通道光路，以及透镜7具有24路光口，实验证明，本方案的光组件的封装密度足够实现24通道的并行光路，而且整体封装尺寸小，当然，对于12通道光路，采用本结构更容易实现。
并行光接口采用具有并行光口的透镜与光收发器件6的激光器或探测器进行无源耦合，并行传输的光收发器件光路方案采用无源耦合，使用微米精度的贴片设备拾取透镜，将透镜7的每一路光口中心与激光器或探测器的光敏面进行对准，施行无源耦合工艺，耦合工艺简单，耦合效率高，可靠性高。
电接口5采用10x10 MEG-Array可插拔连接器，方便光组件的安装和拆卸。并行光接口与MPO标准的连接器接口兼容，符合SNAP12 MSA协议要求。产品外形尺寸兼容SNAP12模块，方便客户原位替代，同时增大光路的密度。
如图2所示，为了提高柔性电路板固定时的强度，方便将本光组件与外壳固定安装，优选在柔性电路板4背向PCB电路板3的表面上固定有刚性板9，刚性板9优选采用导热性好的金属材料制作，利于光收发器件散热，解决在高封装密度的环境内快速散热的问题。
本实施例中优选刚性板9通过热压工艺与柔性电路板4压合在一起，为了进一步提高光组件的散热能力，将光收发器件6固定在刚性板9上，柔性电路板4上与光收发器件6相对应的位置处开槽（图中未示出），不影响光收发器件6与并行光接口连接。光收发器件6直接与散热性好的刚性板9接触，芯片产生的热量可以快速散发，产品具有-55℃~95℃宽温区工作能力。
为了方便柔性电路板4与刚性板9的准确对准，如图6所示，刚性板9上形成有用于安装光收发器件6的凸台2，凸台2用于和柔性电路板4的开槽进行配合，凸台2上还可以设置分别用于固定接收驱动芯片、PD探测器、激光器、发射驱动芯片等电路的标识。光收发器件6可以通过导热胶粘贴在刚性板9上。本实施例中采用贴片机进行粘贴芯片的方式，位置精度高，贴片工艺简单、贴片效率高。
PCB电路板3与柔性电路板4通过连接器电连接。作为一个优选的实施例，如图1所示，PCB电路板3的上表面上设置有连接器母头3-1，柔性电路板4面向PCB电路板3的表面上设置有连接器公头4-1，连接器母头3-1与连接器公头4-1插接连接，当然连接器母头3-1与连接器公头4-1的位置也可以对调实现，也即PCB电路板3的上表面上设置有连接器公头，柔性电路板4上设置有连接器母头，同样可以实现将PCB电路板3与柔性电路板4中的电路实现电连接。所述连接器优选采用高速连接器，数据传输效率高。PCB电路板3的上表面上设置连接器母头3-1，柔性电路板4上设置连接器公头4-1，连接器母头3-1与连接器公头4-1插接连接的方式，连接好的方案如图2所示，实现产品的三维封装，本封装方式提高产品了的封装密度，解决电路了布线空间局限问题，同时有利于高度电路的设计，满足并行光组件高速率传输性能。
为了方便第二并行光接口1a与外部光连接器插拔，第二并行光接口1a与PCB电路板3的上表面固定。
如图3所示，透镜7的第二光口7-2至少其中一侧开有导针孔7-3，如图5所示，为第一并行光接口1a与第二并行光接口1b连接状态示意图，第一并行光接口1a上设置有与导针孔7-3相对应的定位导针1a-1，第一并行光接口1a与透镜的第二光口7-2连接时，定位导针1a-1插入至导针孔7-3内。
如图3所示，透镜7的第二光口所在的端面上形成有与第一并行光接口1a的本体相配合的凹槽7-4，第一并行光接口1a与透镜7的第二光口7-2连接后，第一并行光接口1a的本体与凹槽7-4固定。第一并行光接口1a的本体优选通过结构胶与凹槽7-4进行粘接固定，实现第一并行光接口1a与透镜的固定，保证光路可靠。
如图4所示，透镜7的第一光口7-1所在的端面上形成有固定框7-5，透镜7通过固定框7-5与柔性电路板4固定。
固定框7-5优选为闭合的框体结构，第一光口7-1位于所述固定框所围成的区间内，闭合的框体结构用于在光收发器件与透镜之间进行传递光时，防止光泄露。
如图5所示，第一并行光接口1a和/或所述第二并行光接口1b的至少其中一端面上还设置有用于加持导针的导针夹1-2。导针夹1-2能够保证导针与并行光接口可靠固定，避免使用过程中导针松脱。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种并行光收发组件，其特征在于：包括第一并行光接口、第二并行光接口、PCB电路板、柔性电路板，所述柔性电路板的一端与所述PCB电路板的一端连接，所述PCB电路板的下表面上设置有电接口，所述柔性电路板朝向所述PCB电路板的上表面的上方进行180°翻折，所述柔性电路板面向所述PCB电路板的表面上设置有光收发器件以及透镜，所述光收发器件的光口与所述透镜的第一光口对准，所述第一并行光接口与所述第二并行光接口设置在所述PCB电路板与所述柔性电路板之间所形成的U形槽内，所述第一并行光接口的其中一端与所述第二并行光接口通过光纤连接，所述第一并行光接口的另外一端与所述透镜的第二光口连接，所述PCB电路板上的电路与所述柔性电路板上的电路电连接，所述第二并行光接口提供用于连接外部连接器的光接口。
2.根据权利要求1所述的并行光收发组件，其特征在于：所述柔性电路板背向所述PCB电路板的表面上固定有刚性板。
3.根据权利要求1所述的并行光收发组件，其特征在于：所述PCB电路板与所述柔性电路板通过连接器电连接。
4.根据权利要求3所述的并行光收发组件，其特征在于：所述PCB电路板的上表面上设置有连接器母头，所述柔性电路板面向所述PCB电路板的表面上设置有连接器公头，所述连接器母头与所述连接器公头插接连接。
5.根据权利要求1-4任一项所述的并行光收发组件，其特征在于：所述第二并行光接口与所述PCB电路板的上表面固定。
6.根据权利要求1-4任一项所述的并行光收发组件，其特征在于：所述透镜的第二光口至少其中一侧开有导针孔，所述第一并行光接口上设置有与所述导针孔相对应的定位导针，所述第一并行光接口与所述透镜的第二光口连接时，所述定位导针插入至所述导针孔内。
7.根据权利要求6所述的并行光收发组件，其特征在于：所述透镜的第二光口所在的端面上形成有与所述第一并行光接口的本体相配合的凹槽，所述第一并行光接口与所述透镜的第二光口连接后，所述第一并行光接口的本体与所述凹槽固定。
8.根据权利要求1-4任一项所述的并行光收发组件，其特征在于：所述透镜的第一光口所在的端面上形成有固定框，所述透镜通过所述固定框与所述柔性电路板固定。
9.根据权利要求8所述的并行光收发组件，其特征在于：所述固定框为闭合的框体结构，所述第一光口位于所述固定框所围成的区间内。
10.根据权利要求1-4任一项所述的并行光收发组件，其特征在于：所述第一并行光接口和/或所述第二并行光接口的至少其中一端面上还设置有用于加持导针的导针夹。
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