CN106970445A - 一种并行光收发模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种并行光收发模块，包括上盖、底座、设置在所述上盖与底座之间的并行光收发组件、与并行光收发组件连接的并行光接口以及卡爪，底座与所述上盖可拆卸连接，上盖内具有用于容置并行光收发组件的容置槽和用于容置并行光接口的接口定位槽，上盖内在所述接口定位槽的前端还具有第一卡爪定位槽，底座内具有第二卡爪定位槽，第一卡爪定位槽与第二卡爪定位槽配合将所述卡爪夹持固定，卡爪为矩形框，所述卡爪的两侧对称设置有弹性爪，所述并行光接口延伸至所述矩形框内。本发明的并行光收发模块，结构简洁且紧凑，元器件密度高，模块内部空间利用率高，制造工艺简单，有利于产品批量化生产，以及提高生产效率。

Description

一种并行光收发模块

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模块。

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模块，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：

一种并行光收发模块，包括上盖、底座、设置在所述上盖与所述底座之间的并行光收发组件、与所述并行光收发组件连接的并行光接口以及卡爪，所述底座与所述上盖可拆卸连接，所述上盖内具有用于容置所述并行光收发组件的容置槽和用于容置所述并行光接口的接口定位槽，所述上盖内在所述接口定位槽的前端还具有第一卡爪定位槽，所述底座内具有第二卡爪定位槽，所述第一卡爪定位槽与所述第二卡爪定位槽配合将所述卡爪夹持固定，所述卡爪为矩形框，所述卡爪的两侧对称设置有弹性爪，所述并行光接口延伸至所述矩形框内。

进一步的，所述并行光收发组件包括PCB电路板、柔性电路板，所述并行光接口包括第一并行光接口和第二并行光接口，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，所述第二并行光接口设置在所述接口定位槽内，且所述第二并行光接口的前端部延伸至所述矩形框内。

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，所述刚性板固定在所述容置槽内。

进一步的，所述刚性板通过导热胶粘贴在所述容置槽内。

进一步的，所述并行光收发模块还包括端塞，所述端塞与所述卡爪可插拔连接。

进一步的，还包括支架，所述支架与所述上盖可拆卸连接，所述支架的外侧面上形成有用于与外部结构固定安装的安装柱。

进一步的，所述上盖的尾部开有螺钉孔，所述支架的内侧面上形成有与所述螺钉孔相对应的支架固定柱，所述支架固定柱内具有内螺纹，且支架固定柱插入至所述螺钉孔内，通过螺钉固定。

进一步的，所述上盖上开有带有内螺纹的第一螺纹孔，所述PCB电路板上开有固定通孔，所述上盖通过螺钉与所述PCB电路板固定。

进一步的，所述上盖上开有带有内螺纹的第二螺纹孔，所述底座上开有安装孔，所述上盖通过螺钉与所述底座固定。

进一步的，所述上盖上位于所述第二螺纹孔的一侧还开设有定位孔，所述底座上与所述定位孔相对应的位置处形成有定位凸起，上盖与所述底座装配时，所述定位凸起插入至所述定位孔内。

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模块，结构简洁且紧凑，元器件密度高，模块内部空间利用率高，制造工艺简单，有利于产品批量化生产，以及提高生产效率。

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模块的一种实施例结构分体图；

图2是图1中上盖的外部结构示意图；

图3是图2中上盖的内部结构示意图；

图4是图1中底座的外部结构示意图；

图5是图4中底座的内部结构示意图；

图6是本发明所提出的并行光收发模块的一种实施例装配结构示意图；

图7是图1中并行光收发组件的分体图；

图8是图7中并行光收发组件的装配结构示意图；

图9是图7中透镜的局部结构示意图；

图10是图7中透镜的局部结构示意图。

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模块，如图1所示，包括上盖11、底座12、设置在上盖11与底座12之间的并行光收发组件13、与并行光收发组件13连接的并行光接口14以及卡爪15，底座12与上盖11可拆卸连接，如图1、图3所示，图3为上盖的内侧结构示意图，上盖11内具有用于容置并行光收发组件13的容置槽110和用于容置并行光接口14的接口定位槽111，上盖11内在接口定位槽111的前端还具有第一卡爪定位槽112，如图5所示，为底座12的内部结构示意图，底座12内具有第二卡爪定位槽121，第一卡爪定位槽112与第二卡爪定位槽121配合将卡爪15夹持固定，如图1所示，卡爪15为矩形框，卡爪15的两侧对称设置有弹性爪151，并行光接口14延伸至矩形框内。本实施例的并行光收发模块，结构简洁且紧凑，元器件密度高，模块内部空间利用率高，制造工艺简单，有利于产品批量化生产，以及提高生产效率。

作为一个优选的实施例，如图7所示，并行光收发组件13包括PCB电路板131、柔性电路板132，并行光接口14包括第一并行光接口141和第二并行光接口142，柔性电路板132的一端与PCB电路板131的一端连接，PCB电路板131的下表面上设置有电接口133，柔性电路板朝132向PCB电路板131的上表面的上方进行180°翻折，如图8所示，为装配好的并行光收发组件结构示意图，柔性电路板132面向PCB电路板131的表面上设置有光收发器件134以及透镜135，如图9所示，为透镜135的结构示意图，光收发器件134的光口134a与透镜135的第一光口135a对准，第一并行光接口141与第二并行光接口142设置在PCB电路板131与柔性电路板132之间所形成的U形槽内，第一并行光接口141的其中一端与第二并行光接口142通过光纤136连接，如图10所示，为透镜135的底部结构示意图，第一并行光接口141的另外一端与透镜135的第二光口135b连接，PCB电路板131上的电路与柔性电路板132上的电路电连接，第二并行光接口142提供用于连接外部连接器的光接口142a，第二并行光接口142设置在接口定位槽111内，且第二并行光接口142的前端部延伸至矩形框内。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134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、透镜、并行光接口相配合，比如，若并行光接口具有24通道光路，则相应光收发器件应该也具有24路通道光路，以及透镜具有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。

PCB电路板131与柔性电路板132通过连接器电连接。作为一个优选的实施例，如图7所示，PCB电路板131的上表面上设置有连接器母头131-1，柔性电路板132面向PCB电路板131的表面上设置有连接器公头132-1，连接器母头131-1与连接器公头132-1插接连接，当然连接器母头与连接器公头的位置也可以对调实现，也即PCB电路板131的上表面上设置有连接器公头，柔性电路板132上设置有连接器母头，同样可以实现将PCB电路板131与柔性电路板132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131的上表面上设置连接器母头，柔性电路板132上设置连接器公头，连接器母头与连接器公头插接连接的方式，连接好的方案如图8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。

电接口133实现模块的上电及通信，优选采用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8所示，为了提高柔性电路板固定时的强度，方便将本光组件与上盖固定安装，优选在柔性电路板132背向PCB电路板131的表面上固定有刚性板137，刚性板137固定在容置槽110内。

刚性板137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通过热压工艺与柔性电路板压合在一起，为了进一步提高光组件的散热能力，刚性板137通过导热胶粘贴在容置槽110内。

其中上盖11优选采用导热性好的金属材料制作，具有较高的散热效率。并行光收发组件13产生的热量直接通过刚性板137和导热胶传递到上盖11上，同时上盖11与外部的液冷板接触，因此并行光收发模块具有最短的导热路径，模块在-55℃~95℃的温度范围内正常工作，远超常规模块的工作温度-45℃~85℃，实现产品的宽温区工作和耐恶劣环境的能力。

由于上盖11采用金属材料，还同时具有良好的屏蔽性能和抗电磁干扰的能力。

如图1所示，并行光收发模块还包括端塞16，端塞16与卡爪15可插拔连接。如图6所示，在并行光收发模块未使用状态时，将端塞16与卡爪16插接，用来保护模块光口免受灰尘等污染，端塞16优选采用柔性的橡胶材料，当然，本发明不限于橡胶材料。

如图1所示，并行光收发模块还包括支架17，支架17与上盖11可拆卸连接，支架17的外侧面上形成有用于与外部结构固定安装的安装柱171。

如图1、图2、图3所示，上盖11的尾部开有螺钉孔113，支架17的内侧面上形成有与螺钉孔113相对应的支架固定柱172，支架固定柱172内具有内螺纹，且支架固定柱172插入至螺钉孔113内，通过螺钉20固定，螺钉孔113优选采用沉孔结构，螺钉20相应采用十字槽沉头螺钉，螺钉20的端部可以位于螺钉孔113内，起到保护螺钉20的作用，同时，还可以使得上盖11的外表面保持整洁。

为了提高固定的稳固性，优选螺钉孔113和支架固定柱172分别具有两个，装配时，两个支架固定柱172分别位于并行光收发组件13的两侧。支架17与上盖11固定后，支架17还可以起到将PCB电路板131与上盖11压紧的作用。进一步提高，并行光收发组件13的安装稳固性。

如图1、图3所示，上盖11上开有带有内螺纹的第一螺纹孔114，PCB电路板131上开有固定通孔131a，上盖11通过螺钉18与PCB电路板131固定。第一螺纹孔114优选采用盲孔结构设计，螺钉18穿过固定通孔131a然后插入至第一螺纹孔114，与第一螺纹孔114通过螺纹连接，进而实现上盖11与PCB电路板131的固定，第一螺纹孔114采用盲孔结构设计，可以起到保护螺钉18的作用，同时可以保证上盖11外表面整洁。

如图3所示，上盖11上开有带有内螺纹的第二螺纹孔115，如图4、图5所示，底座12上开有安装孔122，上盖11通过螺钉19与底座12固定。螺钉19穿过安装孔122然后插入至第二螺纹孔115内，通过螺纹与第二螺纹孔115连接，进而实现上盖11与底座12的固定连接，第二螺纹孔115优选采用盲孔结构设计，一方面可以保护螺钉19，另外一方面可以保证上盖11外表面整洁。此外，安装孔122优选采用沉孔实现，同样可以起到保护螺钉19的作用。

上盖11上位于第二螺纹孔115的一侧还开设有定位孔116，底座12上与定位孔116相对应的位置处形成有定位凸起123，上盖11与底座12装配时，定位凸起123插入至定位孔116内进行预定位，用于将底座与上盖对齐，方便插入螺钉19。同样道理的，定位孔116优选采用盲孔实现。

如图4所示，底座12的外侧面上还形成有模块安装固定螺纹孔124，用于将本并行光收发模块与外部结构安装。

如图5所示，第二卡爪定位槽121内还设置有卡接爪，用于将卡爪15限位

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)

1.一种并行光收发模块，其特征在于：包括上盖、底座、设置在所述上盖与所述底座之间的并行光收发组件、与所述并行光收发组件连接的并行光接口以及卡爪，所述底座与所述上盖可拆卸连接，所述上盖内具有用于容置所述并行光收发组件的容置槽和用于容置所述并行光接口的接口定位槽，所述上盖内在所述接口定位槽的前端还具有第一卡爪定位槽，所述底座内具有第二卡爪定位槽，所述第一卡爪定位槽与所述第二卡爪定位槽配合将所述卡爪夹持固定，所述卡爪为矩形框，所述卡爪的两侧对称设置有弹性爪，所述并行光接口延伸至所述矩形框内。

2.根据权利要求1所述的并行光收发模块，其特征在于：所述并行光收发组件包括PCB电路板、柔性电路板，所述并行光接口包括第一并行光接口和第二并行光接口，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，所述第二并行光接口设置在所述接口定位槽内，且所述第二并行光接口的前端部延伸至所述矩形框内。

3.根据权利要求2所述的并行光收发模块，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，所述刚性板固定在所述容置槽内。

4.根据权利要求3所述的并行光收发模块，其特征在于：所述刚性板通过导热胶粘贴在所述容置槽内。

5.根据权利要求1所述的并行光收发模块，其特征在于：所述并行光收发模块还包括端塞，所述端塞与所述卡爪可插拔连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的并行光收发模块，其特征在于：还包括支架，所述支架与所述上盖可拆卸连接，所述支架的外侧面上形成有用于与外部结构固定安装的安装柱。

7.根据权利要求6所述的并行光收发模块，其特征在于：所述上盖的尾部开有螺钉孔，所述支架的内侧面上形成有与所述螺钉孔相对应的支架固定柱，所述支架固定柱内具有内螺纹，且支架固定柱插入至所述螺钉孔内，通过螺钉固定。

8.根据权利要求2-5任一项所述的并行光收发模块，其特征在于：所述上盖上开有带有内螺纹的第一螺纹孔，所述PCB电路板上开有固定通孔，所述上盖通过螺钉与所述PCB电路板固定。

9.根据权利要求1-5任一项所述的并行光收发模块，其特征在于：所述上盖上开有带有内螺纹的第二螺纹孔，所述底座上开有安装孔，所述上盖通过螺钉与所述底座固定。

10.根据权利要求9所述的并行光收发模块，其特征在于：所述上盖上位于所述第二螺纹孔的一侧还开设有定位孔，所述底座上与所述定位孔相对应的位置处形成有定位凸起，上盖与所述底座装配时，所述定位凸起插入至所述定位孔内。