CN111736278A - 光模块 - Google Patents
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Abstract
本申请揭示了一种光模块,光模块包括:光学组件,包括光接收组件和/或光发射组件;印刷电路板,光学组件贴装于印刷电路板上;适配器,用于与外部连接器相对接,适配器与光学组件配合设置,且与印刷电路板相互固定,适配器包括金属件及塑胶件;导电外壳,用于收容印刷电路板、光学组件及适配器,导电外壳与适配器的金属件电性连接,印刷电路板为一个整体的刚性印刷电路板。本申请光学组件中的光学器件直接贴装于印刷电路板上,安装结构简单,降低了制造成本;适配器与印刷电路板直接粘接,安装时以光学组件为定位基准,提高了适配器的安装精度;适配器中的金属件与导电外壳电性连接,提高了整个光模块的电磁屏蔽性能。
Description
技术领域
本申请属于光通信技术领域,具体涉及一种光模块。
背景技术
光模块包括光学部分、电学部分、机械结构部分,其中,光学部分包括光发射组件和光接收组件等,电学部分包括电路板等,机械结构部分包括壳体及适配器。光模块的主要功能就是实现光电转换,在发送端将电信号转换成光信号,在接收端再将光信号转换成电信号,从而实现信息的传输。
参图1a、1b所示,相关技术中的一种光模块100,其包括外壳110、设于外壳内的PCBA电路板121和柔性电路板122、位于柔性电路板上的光学组件130、以及与光学组件配合设置的塑胶适配器140,塑胶适配器140和光学组件130之间设有用于电磁屏蔽的金属弹片150。该光模块具有以下缺点:
光学部分(光学组件)与电学部分(PCBA电路板)通过柔性电路板或者光纤跳线的方式连接,导致光模块结构强度弱,软硬结合电路板成本高,同时光学制程较复杂,良率低。
柔性电路板具有的柔性形变会影响光学器件在整个外壳接口处的位置精度,影响模块的光学、电学性能;
利用薄的金属弹片做电磁屏蔽,其结构复杂,与外壳接触效果差,结构强度弱,导致电磁屏蔽效果不佳。
参图2所示,另一相关技术中的一种光模块200,包括外壳210、设于外壳210内的印刷电路板220、以及设于印刷电路板220上的光学组件230,光学组件230直接贴装在印刷电路板220上,整体组装到外壳210里,外壳210上设有固定印刷电路板210的相应元件。然而该光模块中,由于光学组件贴装的精度与印刷电路板的外形及厚度等尺寸精度问题,会导致带有光学组件的印刷电路板整体装配到外壳内时产生错位,光学组件会受力,使光学组件形变,影响模块的性能。
发明内容
因此针对上述问题,有必要提供一种光模块。
本申请一实施例提供一种光模块,所述光模块包括:
光学组件,包括光接收组件和/或光发射组件;
印刷电路板,所述光学组件贴装于所述印刷电路板上;
适配器,用于与外部连接器相对接,所述适配器与所述光学组件配合设置,且与所述印刷电路板相互固定,所述适配器包括金属件及塑胶件;
导电外壳,用于收容所述印刷电路板、光学组件及适配器,所述导电外壳与适配器的金属件电性连接;
所述印刷电路板为一个整体的刚性印刷电路板。
一实施例中,所述金属件包括金属底座及位于金属底座上的金属框体,所述金属框体与金属底座围设形成有透光口,所述金属底座和金属框体全部或部分与导电外壳电性连接。
一实施例中,所述金属底座包括第一金属底座和第二金属底座,金属框体固定设置于第一金属底座上,所述塑胶件与第一金属底座和金属框体固定安装,所述第二金属底座与印刷电路板粘接固定。
一实施例中,所述塑胶件固定于所述金属底座上,所述塑胶件前端设有用于与外部连接器相对接的若干对接部,所述对接部为塑胶材质。
一实施例中,所述金属底座与所述光学组件分别固定于所述电路板相对的两个表面上。
一实施例中,所述塑胶件部分收容于所述金属框体内,塑胶件底部设有与金属底座配合的第一限位部,塑胶件侧边设有与金属框体配合的第二限位部。
一实施例中,所述金属件与塑胶件固定安装后,塑胶件的底部和金属底座的底部位于同一平面,塑胶件的侧面和金属框体的侧面位于同一平面。
一实施例中,所述塑胶件的顶部设有纵长型的凸出部,所述金属框体内侧设有收容槽,所述塑胶件与金属件安装时所述凸出部与所述收容槽相互配合安装。
一实施例中,所述适配器由金属件和塑胶件通过嵌件注塑成型工艺形成。
一实施例中,所述适配器外侧设有一个或多个电磁屏蔽件。
一实施例中,所述导电外壳的底面设有若干高度相等的支撑部,所述印刷电路板固定安装于导电外壳底面的支撑部上。
一实施例中,所述适配器与所述电路板采用粘接或焊接的方式固定在一起。
与现有技术相比,本申请的技术方案中:
光学组件中的光学器件直接贴装于印刷电路板上,无需通过柔性电路板或光纤跳线的安装方式,安装结构简单,降低了制造成本;适配器与印刷电路板直接粘接,安装时以光学组件为定位基准,提高了适配器的安装精度;适配器中的金属件与导电外壳电性连接,导电外壳形成的金属腔具有抗EMI的特性,提高了整个光模块的电磁屏蔽性能;在适配器外侧增加电磁屏蔽件,可进一步提升光模块的电磁屏蔽性能。
附图说明
图1a、1b是一相关技术中光模块的立体结构示意图及分解结构示意图;
图2是另一相关技术中光模块的分解结构示意图;
图3是本申请第一实施方式中光模块的分解结构示意图;
图4a、4b是本申请第一实施方式中适配器的立体结构示意图及分解结构示意图;
图5是本申请第一实施方式中导电外壳的分解结构示意图;
图6是本申请第一实施方式中光模块的分解结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本申请进行详细描述。但这些实施方式并不限制本申请,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。
在本申请的各个图示中,为了便于图示,结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分扩大,因此,仅用于图示本申请的主题的基本结构。
本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如,如果将图中的设备翻转,则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此,示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向),并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。
当元件或层被称为在另一部件或层“上”、与另一部件或层“连接”时,其可以直接在该另一部件或层上、连接到该另一部件或层,或者可以存在中间元件或层。相反,当部件被称为“直接在另一部件或层上”、“直接连接在另一部件或层上”时,不能存在中间部件或层。
参图3并结合图4a、4b所示,介绍本申请第一实施方式中的光模块300,其包括:
光学组件310,可以包括光接收组件和光发射组件;
印刷电路板320,光学组件310贴装于印刷电路板320上,且印刷电路板320与光学组件310电性连接;
适配器330,用于与外部连接器相对接,适配器330与光学组件310配合设置,且与印刷电路板320相互固定,适配器330包括金属件331及塑胶件332。其中,适配器330与电路板320可以采用粘接、或焊接等方式进行固定;
导电外壳340,用于收容印刷电路板320、光学组件310及适配器330,导电外壳340与适配器的金属件331电性连接。
具体地,光学组件310中的光接收组件包括光接收元件、波分解复用器、耦合透镜等光学器件,光发射组件包括光发射元件、波分复用器、耦合透镜等光学器件。光学组件中的光学器件直接贴装于印刷电路板320上,无需通过柔性电路板或光纤跳线的安装方式,安装结构简单,降低了制造成本。
应当理解的是,本申请光模块中的光学组件并不限于包括上述实施方式中的光学器件,在其他实施方式中还可以在光模块内增加其他光学件,如反射镜、环形器等。
参图4a、4b所示,本实施方式中的适配器330包括金属件331及塑胶件332,其由金属件331和塑胶件332通过嵌件注塑(insert molding)成型工艺形成。其中,金属件331包括金属底座3311及位于金属底座上的金属框体3312,金属框体3312呈“∏”型设置,金属框体3312与金属底座3311围设形成有透光口,金属底座3311和金属框体3312全部与导电外壳电性连接。
进一步地,金属底座3311包括第一金属底座33111和第二金属底座33112,第一金属底座33111的高度低于第二金属底座33112的高度,金属框体3312固定设置于第一金属底座33111上且邻近于第二金属底座33112的位置处。塑胶件332与第一金属底座33111和金属框体3312固定安装。第二金属底座33112的上表面与印刷电路板320的下表面粘接固定。另外,金属框体3312内侧设有收容槽33121,金属框体3312的中空部分大致呈凸字型,收容槽33121位于金属框体内侧中空部分的顶端。
塑胶件332用于和外部接口相互插接,其固定于金属底座3311上,且塑胶件332部分收容于金属框体3312内。具体地,塑胶件332底部设有与金属底座3311配合的第一限位部3321,塑胶件332侧边设有与金属框体3312配合的第二限位部3322,塑胶件332的顶部还设有与金属框体3312内收容槽33121配合的凸出部3323,塑胶件332的前端设有用于与外部连接器相对接的对接部3324。
其中,本实施方式中的塑胶件332全部为塑胶材质,在其他实施方式中也可以仅仅对接部3324为塑胶材质,而塑胶件332除对接部3324之外的的部分为金属材质或塑胶件332仅仅具有对接部3324。进一步地,在其他实施方式中也可以不包括第一限位部3321、第二限位部3322、凸出部3323等。
第一限位部3321的形状与第一金属底座33111的形状对应设置,第一限位部3321在沿安装方向上的长度等于第一金属底座33111在安装方向上的长度,第一限位部3321的深度等于第一金属底座33111的高度,金属件与塑胶件固定安装后,塑胶件的底部和金属底座的底部位于同一平面。
第二限位部3322的形状与金属框体3312配合设置,第二限位部3322的沿安装方向上的深度等于金属框体3312的厚度,同时,塑胶件332顶部的凸出部3323的形状与金属框体3312内收容槽33121形状对应设置,金属框体3312的中空部分大致呈凸字型,塑胶件332的截面也呈与金属框体3312对应的凸字型,塑胶件332的端部可以安装于金属框体3312内。金属件与塑胶件固定安装后,塑胶件的侧面和金属框体的侧面位于同一平面,同时,塑胶件的顶端抵接于第二金属底座33112上。
本实施方式中的塑胶件通过嵌件注塑成型工艺形成,首先将金属件放入模腔中,并注入熔融的塑胶材质,熔融的塑胶材料在模腔中通过预设的塑胶件模具与金属件接合固化,从而制成一体化的适配器。塑胶件上的第一限位部、第二限位部、凸出部以及金属件上对应的第一金属底座、金属框体及收容槽相配合保证了塑胶件和金属件的安装强度。
参图3并结合图5所示,本实施方式中的导电外壳340由金属材料制成,其包括相互卡合的第一导电外壳341和第二导电外壳342,第一导电外壳341和第二导电外壳342上设有若干对应配合的固定装置,如本实施方式中固定装置包括设于第二导电外壳上的卡扣3431及设于第一导电外壳上的卡槽3432,在其他实施方式中还可以为其他固定装置。
第一导电外壳341和第二导电外壳342固定安装用于形成收容适配器330、印刷电路板320及光学组件310的收容空间,适配器330位于导电外壳的端部,印刷电路板320位于导电外壳的底部。
具体地,第二导电外壳342的底面形成有第一支撑部3421、以及若干第二支撑部3422,第二支撑部3422同时与第二导电外壳342的侧面固定安装,适配器330位于第二导电外壳342的端部。本实施方式中第一支撑部3421、第二支撑部3422及适配器中的第二金属底座33112的高度相等,防止印刷电路板320在安装及使用过程中的翘曲,保证了印刷电路板的稳定性。
另外,第二导电外壳的侧面设有限位部3423,印刷电路板的侧边对应设有限位槽321,印刷电路板安装在第二导电外壳内时,通过限位部3423和限位槽321进行限位,以保证印刷电路板的安装位置,进而可以提高印刷电路板的安装精度。
本实施方式中光模块的组装方法包括以下步骤:
首先在印刷电路板上贴装光学组件;
通过嵌件注塑成型工艺形成适配器,将适配器中金属件的第二金属底座与印刷电路板的端部下表面进行固定,以光学组件为定位基准固定安装适配器与印刷电路板;
最后将第一导电外壳和第二导电外壳固定,形成光模块。
应当理解的是,通过嵌件注塑成型工艺形成适配器是一个单独的组装步骤,其可以在贴装光学组件贴装之前,也可以在光学组件贴装之后。如在上述组装步骤中,也可以先将印刷电路板与适配器粘接固定,再在印刷电路板上以适配器为基准贴装光学组件。
本实施方式中的适配器中的金属件的底部与第二导电外壳电性连接,第一导电外壳和第二导电外壳固定安装后可以形成一个密闭的金属腔,整个金属腔具有抗EMI的特性,提高了整个光模块的电磁屏蔽性能。
应当理解的是,本实施方式中的印刷电路板320可以为一个整体的刚性印刷电路板,在其他实施方式中也可以为多个电性连接的柔性印刷电路板和/或刚性电路板,如图1a、1b中的PCBA电路板121和柔性电路板122,此处不再一一举例进行详细说明。
参图6所示,介绍本申请第二实施方式中的光模块400,其包括:
光学组件410,包括光接收组件和光发射组件;
印刷电路板420,光学组件410贴装于印刷电路板420上,且印刷电路板420与光学组件410电性连接;
适配器430,用于与外部连接器相对接,适配器430与光学组件410配合设置,且与印刷电路板420相互固定,适配器430包括金属件431及塑胶件432;
电磁屏蔽件450,电磁屏蔽件450设于适配器430的外侧;
导电外壳440,用于收容印刷电路板420、光学组件410、适配器430及电磁屏蔽件450,导电外壳440与适配器的金属件431电性连接。
本实施方式中的光学组件、印刷电路板、适配器及导电外壳的结构及安装于第一实施方式相同,在此不再进行赘述。与第一实施方式不同的是,本实施方式中在适配器外侧增加了电磁屏蔽件450,电磁屏蔽件450采用抗EMI材料,如导电胶、导电泡棉等,如此可以进一步提升光模块的电磁屏蔽性能。另外,电磁屏蔽件450也能起到固定金属件与塑胶件的固定效果,提高适配器的安装稳定性。
本申请通过上述实施方式,具有以下有益效果:
光学组件中的光学器件直接贴装于印刷电路板上,无需通过柔性电路板或光纤跳线的安装方式,安装结构简单,降低了制造成本;
适配器与印刷电路板直接粘接,安装时以光学组件为定位基准,提高了适配器的安装精度;
适配器中的金属件与导电外壳电性连接,导电外壳形成的金属腔具有抗EMI的特性,提高了整个光模块的电磁屏蔽性能;
在适配器外侧增加电磁屏蔽件,可进一步提升光模块的电磁屏蔽性能。
应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施方式中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本申请的保护范围,凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种光模块,其特征在于,所述光模块包括:
光学组件,包括光接收组件和/或光发射组件;
印刷电路板,所述光学组件贴装于所述印刷电路板上;
适配器,用于与外部连接器相对接,所述适配器与所述光学组件配合设置,且与所述印刷电路板相互固定,所述适配器包括金属件及塑胶件;
导电外壳,用于收容所述印刷电路板、光学组件及适配器,所述导电外壳与适配器的金属件电性连接;
所述印刷电路板为一个整体的刚性印刷电路板。
2.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述金属件包括金属底座及位于金属底座上的金属框体,所述金属框体与金属底座围设形成有透光口,所述金属底座和金属框体全部或部分与导电外壳电性连接。
3.根据权利要求2所述的光模块,其特征在于,所述金属底座包括第一金属底座和第二金属底座,金属框体固定设置于第一金属底座上,所述塑胶件与第一金属底座和金属框体固定安装,所述第二金属底座与印刷电路板粘接固定。
4.根据权利要求2所述的光模块,其特征在于,所述塑胶件固定于所述金属底座上,所述塑胶件前端设有用于与外部连接器相对接的若干对接部,所述对接部为塑胶材质。
5.根据权利要求2所述的光模块,其特征在于,所述金属底座与所述光学组件分别固定于所述电路板相对的两个表面上。
6.根据权利要求4所述的光模块,其特征在于,所述塑胶件部分收容于所述金属框体内,塑胶件底部设有与金属底座配合的第一限位部,塑胶件侧边设有与金属框体配合的第二限位部。
7.根据权利要求4所述的光模块,其特征在于,所述金属件与塑胶件固定安装后,塑胶件的底部和金属底座的底部位于同一平面,塑胶件的侧面和金属框体的侧面位于同一平面。
8.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述塑胶件的顶部设有纵长型的凸出部,所述金属框体内侧设有收容槽,所述塑胶件与金属件安装时所述凸出部与所述收容槽相互配合安装。
9.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述适配器由金属件和塑胶件通过嵌件注塑成型工艺形成。
10.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述适配器外侧设有一个或多个电磁屏蔽件。
11.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述导电外壳的底面设有若干高度相等的支撑部,所述印刷电路板固定安装于导电外壳底面的支撑部上。
12.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述适配器与所述电路板采用粘接或焊接的方式固定在一起。
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