CN112147745B - 一种光发射组件的塑胶结构适配器及其制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光传输领域，特别涉及一种光发射组件的塑胶结构适配器及其制造工艺，其中适配器包括有适配器塑胶件、陶瓷插芯、金属件，适配器塑胶件自其前端到后端依次分为对接部、卡环部、镶嵌部，对接部、卡环部、镶嵌部三者注塑一体成型，适配器塑胶件自其前端对接部到其后端镶嵌部贯穿有孔径与外部光纤插芯直径相同的贯穿孔，陶瓷插芯通过所述注塑熔接固定于所述贯穿孔中；所述金属件的外形得以嵌入外部调节环，金属件具有通孔，通孔分为AB两段，其中A段通孔可供外部隔离器嵌入，B段通孔镶到所述镶嵌部上。本发明在保证产品质量下，能降低光发射组件中适配器的生产成本，提高其生产效率及可靠性。

Description

一种光发射组件的塑胶结构适配器及其制造工艺
技术领域
本发明涉及光传输领域，特别涉及一种光发射组件的塑胶结构适配器及其制造工艺。
背景技术
在信息化时代的高速发展，同时5G网络的接入网、承载网、核心网大量光模块需求，光通信市场前所未有的火爆，伴随着光通信市场竞争的日益增加，降低产品生产成本、提高产品质量，成为以技术求得创新并持续发展的一个方向。
光通信系统中主要通过光模块来完成光电转换传递信息，光模块包括有光接收组件ROSA(Receiving Optical Sub-Assembly)和光发射组件TOSA(Transmitting OpticalSub-Assembly)。
对于光发射组件TOSA，在光模块作用为将电信号转换为光信号，如图1所示，主要结构包括TO-can封装的光发射激光器A1(简称发射TO-can)、封焊管体A2、调节环A3和适配器A4，如10G以上速率，还需增加隔离器A5，主要目的为保证长距离传输质量。其中，适配器A4，主要包括有两个机加工金属件A41、A42、陶瓷套筒A43和陶瓷插芯A44，其生产工艺为：将陶瓷插芯A44过盈配合压到一个机加工金属件A41内，将陶瓷套筒A43压到陶瓷插芯A44上面，最后两个金属件A41、A42过盈配合压配完成组装。
适配器A4组装好后，用其完成光发射组件TOSA的组装，生产工艺为：1、点353ND胶将隔离器A5组装在适配器A4的APC端高温烘烤固定；2、将封焊管体A2采用电阻封焊工艺封焊到发射激光器A1上，完成封焊管体A2与激光器A1的组装；3、用镭射耦合焊接机下夹头夹紧已经封焊好封焊管体A2的激光器A1，给激光器A1提供固定大小的工作电流，激光器A1受击发光，上夹手夹紧适配器A4，耦合机台通过对上夹手的X、Y、Z轴的位置调节，将激光器A1受击发出的大小光通过适配器A4传输出去，待镭射机台大面积PD监控到要求功率时，将调节环A3与适配器A4的机加工金属件A41进行穿透焊完成固定，然后上夹手对焊接在适配器A4上的调节环A3底部平面与封焊管体A2平面进行压平动作，继续耦合到最大功率后进行搭接焊，产品完成焊接固定。
上述结构的适配器，主要有以下问题点：1、四件套结构，产品生产工序多，加工复杂，降低了产品生产效率，提高了生产成本；2、金属件为机加工件，需过盈配合，因此金属件公差要求严，产品加工成本高；3、插芯在过盈配合压配中，容易产生纤芯裂和陶瓷套筒裂，提高产品的可靠性风险；4、光发射组件光功率测试，光纤与插芯适配器组件配合部分只有光口尺寸的大约一半，产品插拔重复性差导致误判比例高，降低了生产效率；5、C型环陶瓷套筒由于陶瓷材质容易裂化，提高了产品失效风险。
发明内容
本发明之目的是在保证产品质量下，降低光发射组件中适配器的生产成本，提高其生产效率及可靠性。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种光发射组件的塑胶结构适配器，包括有适配器塑胶件、陶瓷插芯、金属件，适配器塑胶件自其前端到后端依次分为用于嵌入至光纤插头的对接部、用于限位适配器嵌入光纤插头深度的卡环部、用于嵌入金属件的镶嵌部，对接部、卡环部、镶嵌部三者注塑一体成型，适配器塑胶件自其前端对接部到其后端镶嵌部贯穿有孔径与外部光纤插芯直径相同的贯穿孔，陶瓷插芯通过所述注塑熔接固定于所述贯穿孔中；所述金属件的外形得以嵌入外部调节环，金属件具有通孔，通孔分为AB两段，其中A段通孔可供外部隔离器嵌入，B段通孔镶到所述镶嵌部上。
进一步地，所述A段通孔的孔径比B段通孔的孔径小从而使AB两段交界形成用于限制镶嵌部嵌入深度的阶梯。
进一步地，所述B段通孔的孔径等于镶嵌部的外周长，且两者结构相仿从而得以对置相嵌。
进一步地，所述陶瓷插芯APC端的端面与镶嵌部的侧端面平齐。
进一步地，陶瓷插芯的PC端光口与对接部前端面存在距离。
进一步地，所述陶瓷插芯的PC端光口距离对接部的前端面4.05mm。
进一步地，所述金属件经高温胶固定在适配器塑胶件上。
进一步地，金属件的底面与卡环部之间具有缝隙从而形成注胶槽，高温胶注于注胶槽中从而将金属件固定。
进一步地，对接部与卡环部毗邻衔接，且卡环部外周大于对接部外周。
还提供上述塑胶结构适配器的制造工艺，包括：
采用高温注塑工艺，模具模胚内增加陶瓷插芯与适配器塑胶件一起注塑成型；
使用压配机台将金属件过盈配合压配到适配器塑胶件的镶嵌部上。
本发明为应对激烈的市场环境，以低成本、高质量的产品赢取市场，为应对激烈的市场环境，以低成本、高质量的产品赢取市场，新塑胶结构适配器，取消了C型陶瓷套筒，通过优化无插芯塑胶结构适配器，塑胶件在注塑模具模胚内增加陶瓷插芯件，塑胶件注塑成型后，塑胶件插芯APC端增加金属件，金属件采用压配方式压配进去，同时点高温胶粘接，提高产品可靠性；新塑胶结构适配器，产品减少了陶瓷套筒和金属件，大大降低了生产成本，提高了生产效率；插芯无需压配，保证了插芯无纤芯裂的风险，提高了产品质量；新塑胶结构适配器，卡环为塑胶结构，与模块外壳不导通，满足模块组装发射组件与模块外壳不导通的要求。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的台件。
图1示出了现有的光发射组件TOSA的剖面图。
图2示出了本发明光发射组件TOSA的适配器的剖面图。
图3示出了本发明光发射组件TOSA的适配器的爆炸图。
图4示出了本发明光发射组件TOSA的适配器的结构图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本实施例的光发射组件TOSA的适配器如图2-4所示，包括有适配器塑胶件1、陶瓷插芯2、金属件3、高温胶4。
适配器塑胶件1的前端为用于嵌入至光纤插头的对接部11，中部为卡环部12，对接部11与卡环部12毗邻衔接，且卡环部12外周大于对接部11外周，从而使对接部11与卡环部12的交界形成阶梯，用于限位适配器塑胶件1嵌入至光纤插头的深度。
适配器塑胶件1的后端朝外伸出形成镶嵌部13，镶嵌部13与卡环部12毗邻衔接且外周小于对接部11的外周。
对接部11、卡环部12、镶嵌部13三者由半透明塑胶一体制成，形成适配器塑胶件1。适配器塑胶件1自其前端对接部11到其后端镶嵌部13贯穿有用于容纳陶瓷插芯2的贯穿孔，贯穿孔的孔径与外部光纤插芯直径相同，陶瓷插芯2位于贯穿孔中，陶瓷插芯2的后端为APC端22，APC端22的端面与镶嵌部13的侧端面平齐。
由于适配器需焊接在外部调节环上，因此设计金属件3，金属件3为管套结构，其外形得以嵌入外部的调节环，其中部具有自左到右贯穿的通孔，通孔分AB两段，其中B段的孔径恰好等于镶嵌部13的外周长，使两者结构相仿从而得以对置相嵌，A段的孔径比B段的孔径小，使AB两段交界形成阶梯，用于限制镶嵌部13的嵌入深度。
进一步地，为便于装配隔离器，A段设计为与隔离器外周相仿，以便于供隔离器嵌入。
为进一步固定金属件3，设计金属件3套至镶嵌部13后，金属件3的底面与卡环部12之间具有缝隙从而形成注胶槽，将高温胶4注于注胶槽中后烘烤固定金属件3，固定后，形成如图4所示适配器。
见图2，控制陶瓷插芯2的PC端光口距离对接部11前端面4.05mm，如此，光纤插头中的光纤插芯与光口4.05mm尺寸几乎完全接触，存在更大的接触面积，保证光纤插芯的垂直度更好，同时也很好的保证了产品的插拔重复性和wiggle四向性差异，提高了产品质量。
进一步地，为便于光纤插芯嵌入，贯穿孔的前端设置成前宽后窄的倒角状开口。
本实施例中，上述适配器采用以下生产工艺制造：
采用高温注塑工艺，模具模胚内增加陶瓷插芯2，与适配器塑胶件1一起注塑成型，其中，陶瓷插芯2的PC端光口距离4.05mm由模胚内尺寸保证；
使用压配机台，将金属件3过盈配合压配到适配器塑胶件1的镶嵌部13上；
使用点胶工艺，将金属件3与适配器塑胶件1之间点胶水粘接高温烘烤后完成组装。
本实施例的光发射组件TOSA的适配器与传统适配器相比，具有以下优势：
1、传统的光发射组件适配器，采用陶瓷套筒、陶瓷插芯和两个金属件组成，金属件与插芯、金属件与金属件过盈配合组装，产品加工工序多、加工复杂，同时机加工金属件要求精度高，这些都增加了适配器生产成本，降低生产效率；本实施例的塑胶结构适配器，无陶瓷套筒，适配器塑胶件与陶瓷插芯热缩成型，无需压配，成品只有一个金属件，降低了生产成本，同时提高了产品的生产效率；
2、本实施例的塑胶结构适配器，通过金属件3，保证了光发射组件的焊接要求，同时降低了产品成本，提高了生产效率；
3、本实施例的塑胶结构适配器，塑胶件注塑工艺将陶瓷插芯熔接进去，可更好的保证插芯与塑胶件的稳定性，提高了光发射组件的可靠性；
4、传统金属件陶瓷套筒，采用C型环结构，适配器厂商控制光纤插拔力范围只能保证在2N以内，陶瓷套筒重复插拔一致性差，套筒边缘碎末容易损坏光纤和陶瓷插芯；本实施例的适配器，光口插拔重复性更好，插拔力范围可以控制在1N以内，可更好的提高光发射组件的产品质量；
5、传统金属陶瓷套筒结构插芯适配器，产品应用过程中光纤插芯与陶瓷套筒接触部分只有光口内侧尺寸4.05mm的大约一半，而本实施例的适配器，光纤插芯与光口内侧几乎完全接触，更大的接触面积，光纤插芯的垂直度更好，可更好的保证产品质量；
6、传统金属件陶瓷套筒结构插芯适配器，因金属件和陶瓷插芯是过盈配合，采用气动压配机台压配，在插芯压配进去之前已经做好角度研磨和镀膜工艺，过盈配合压配容易产生纤芯裂和插芯PC或APC面压坏；本实施例的塑胶结构适配器，无需压配陶瓷插芯，避免裂纤问题发生，提高了产品质量；
7、本实施例的塑胶结构适配器插芯，卡环部12所形成的适配器卡环为塑胶结构，满足光发射组件与模块外壳的不导通状态，无需在光发射组件增加复杂的绝缘结构设计，降低了光发射组件的物料成本。
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种光发射组件的塑胶结构适配器，其特征在于：
包括有适配器塑胶件、陶瓷插芯、金属件，适配器塑胶件自其前端到后端依次分为用于嵌入至光纤插头的对接部、用于限位适配器嵌入光纤插头深度的卡环部、用于嵌入金属件的镶嵌部，对接部、卡环部、镶嵌部三者注塑一体成型，适配器塑胶件自其前端对接部到其后端镶嵌部贯穿有孔径与外部光纤插芯直径相同的贯穿孔，陶瓷插芯通过所述注塑熔接固定于所述贯穿孔中；所述金属件的外形得以嵌入外部调节环，金属件具有通孔，通孔分为AB两段，其中A段通孔可供外部隔离器嵌入，B段通孔镶到所述镶嵌部上。
2.如权利要求1所述的塑胶结构适配器，其特征在于：所述A段通孔的孔径比B段通孔的孔径小从而使AB两段交界形成用于限制镶嵌部嵌入深度的阶梯。
3.如权利要求2所述的塑胶结构适配器，其特征在于：所述B段通孔的孔径等于镶嵌部的外周长，且两者结构相仿从而得以对置相嵌。
4.如权利要求1所述的塑胶结构适配器，其特征在于：所述陶瓷插芯APC端的端面与镶嵌部的侧端面平齐。
5.如权利要求1所述的塑胶结构适配器，其特征在于：陶瓷插芯的PC端光口与对接部前端面存在距离。
6.如权利要求5所述的塑胶结构适配器，其特征在于：所述陶瓷插芯的PC端光口距离对接部的前端面4.05mm。
7.如权利要求1所述的塑胶结构适配器，其特征在于：所述金属件经高温胶固定在适配器塑胶件上。
8.如权利要求7所述的塑胶结构适配器，其特征在于：金属件的底面与卡环部之间具有缝隙从而形成注胶槽，高温胶注于注胶槽中从而将金属件固定。
9.如权利要求1所述的塑胶结构适配器，其特征在于：对接部与卡环部毗邻衔接，且卡环部外周大于对接部外周。
10.如权利要求1-9任一项所述塑胶结构适配器的制造工艺，其特征在于，包括：
采用高温注塑工艺，模具模胚内增加陶瓷插芯与适配器塑胶件一起注塑成型；
使用压配机台将金属件过盈配合压配到适配器塑胶件的镶嵌部上。
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