CN113552675B - 光学模块 - Google Patents
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Abstract
光学模块包括壳体、封闭壳体的开口的盖部、布置在壳体内部的光学组件以及布置在壳体外部的盖部的前表面上以便于用作其上安装有控制光学组件的控制电路的板的印刷电路板。光学模块还包括:侧电极,其被设置在壳体的侧表面上,并且被配置为电连接到光学组件的电极;以及柔性基板,其提供侧电极和控制电路的电极之间的电连接。通过集成光学组件和控制电路可以使光学模块小型化。
Description
技术领域
本文讨论的实施方式涉及光学模块。
背景技术
传统的模块使用其中主电路被布置在树脂外壳内部并且电源板被布置在树脂外壳外部并被固定的结构。此外,典型的光学模块使用其中光学组件和控制光学组件的控制电路被并行布置的配置。
日本公开专利公报第2001-36003号
然而,不幸的是,由于光学组件和控制电路被平行布置的这种配置,光学模块需要用于平行布置光学组件和控制组件的空间,使得难以使整个模块小型化。
发明内容
根据实施方式的一方面,一种光学模块包括壳体、盖部、印刷电路板、侧电极和柔性基板。盖部封闭壳体的开口。光学组件被布置在壳体内部。印刷电路板被布置在壳体外部的盖部的前表面上。控制光学组件的控制电路被安装在印刷电路板上。侧电极被设置在壳体的侧表面上并且被电连接到光学组件的电极。柔性基板提供侧电极和控制电路的电极之间的电连接。
附图说明
图1是例示第一实施方式的光学模块的示例的立体图;
图2是例示光学模块的示例的平面图;
图3是沿着图2的线A-A截取的局部截面图;
图4是例示光学模块的示例的分解立体图;
图5是例示第二实施方式的光学模块的示例的分解立体图;
图6是例示光学模块的示例的分解立体图;以及
图7是示出光学模块的示例的截面图。
具体实施方式
将参照附图说明本发明的优选实施方式。本公开的技术不限于本实施方式。此外,可以在彼此不冲突的范围内适当地组合每个实施方式。
[a]第一实施方式
图1是例示第一实施方式的光学模块1的示例的立体图。图2是例示光学模块1的示例的平面图。图3是沿着图2的线A-A截取的局部截面图。图4是例示光学模块1的示例的分解立体图。
图1至图4所示的光学模块1包括壳体2、封闭壳体2的开口的盖部3、布置在壳体2内部的光学组件4以及布置在壳体2外部的盖部3的前表面上以便于用作其上安装有控制光学组件4的控制电路5的板的印刷电路板6。光学模块1还包括:侧电极7,其被设置在壳体2的侧表面上,并且被配置为电连接到光学组件4的电极;以及柔性基板8,其提供侧电极7和控制电路5的电极之间的电连接。此外,光学模块1在一端侧包括光学输出单元9和光学输入单元10,并且在另一端侧包括低速接口11和高速接口12。
例如,壳体2由诸如陶瓷之类的材料形成,并且具有容纳光学组件4的结构。盖部3由诸如Fe-Ni-Co合金之类的金属材料形成。盖部3由阻挡电噪声的材料形成。当壳体2的开口被盖部3封闭时,内部空间被气密地密封在壳体2的结构中。
光学组件4是相干光学通信所需的组件。光学组件4包括光源21、光学发射电路22、光学接收电路23、高速LSI 24、光学波导25、散热块26和珀尔帖元件(Peltier element)27。光源21是发出光学信号的激光二极管。光学发射电路22连接到光学输出单元9并使用来自光源21的光学信号将光学信号(第一信号)输出到光学输出单元9。光学接收电路23连接到光学输入单元10并使用来自光源21的光学信号接收从光学输入单元10输入的光学信号(第二信号)。高速LSI 24连接在光学发射电路22和高速接口12之间,并且执行关于从高速接口12到光学发射电路22的光学信号的信号处理。此外,高速LSI 24连接在光学接收电路23和高速接口12之间,并且执行从光学接收电路23到高速接口12的光学信号的信号处理。
光学波导25是连接高速LSI 24和光学接收电路23并且将光学信号从光学接收电路23发送到高速LSI 24的波导。此外,光学波导25是连接在高速LSI 24和光学发射电路22之间并且将光学信号从高速LSI 24发送到光学发射电路22的波导。散热块26是冷却高速LSI 24的冷却组件。珀尔帖元件27是冷却光源21、光学发射电路22和光学接收电路23的冷却组件。
印刷电路板6是其上安装有控制电路5的基板。控制电路5控制光学组件4。控制电路5具有执行来自包括在光学组件4中的光学发射电路22和光源21的光学输出的稳定性控制的功能,控制珀耳帖元件27的温度的功能等。控制电路5连接到控制与CPU(未示出)的通信接口的低速接口11。印刷电路板6被布置在封闭壳体2的开口的盖部3上,由此印刷电路板6和壳体2经由盖部3层叠。这使得可以使印刷电路板6的外部尺寸基本上等于壳体2的外部尺寸,在设计上尺寸最大达22mm×14mm。
此外,使用各向异性导电粘合剂电连接侧电极7和柔性基板8。使用柔性基板8,在壳体2的左侧和右侧的侧电极7与控制电路5的左侧和右侧的电极之间提供电连接。此时,例如在侧电极7在壳体2的一侧上具有60个端子的情况下,可以使用壳体2的两侧上的侧电极7上的120个端子实现电连接。例如,在壳体2的底表面上附接有由铜钨形成的散热板13。
光学组件4被气密地密封在壳体2内部,而其上安装有控制电路5的印刷电路板6被布置在封闭壳体2的开口的盖部3的前表面上。
第一实施方式的光学模块1具有其中光学组件4被布置在壳体2内部,通过使用盖部3封闭壳体2的开口,光学组件4被气密地密封在壳体2内部的结构。此外,光学模块1具有其中其上安装有控制电路5的印刷电路板6被布置在盖部3的前表面上,并且柔性基板8用于在被设置在壳体2的侧表面上并且被配置为电连接到光学组件4的电极的侧电极7和控制电路5的电极之间进行电连接的配置。这导致经由盖部3垂直层叠光学组件4和控制电路5的配置,从而实现整个光学模块1的小型化。
此外,利用其中通过使用盖部3将光学组件4气密地密封在壳体2内部的结构,可以在制造过程中抑制诸如来自控制电路5的排气和通量之类的异物对光学组件4的影响。此外,由于控制电路5被设置在壳体2的外部,因此即使在控制电路5处发生故障时也可以容易地维修或更换控制电路5。
此外,由于控制电路5被布置在壳体2的盖部3侧上,因此可以实现简单的散热结构,而不受来自光学组件4的热的影响。
所采用的结构是使用金属盖部3将光学组件4气密地密封在壳体2内部的结构,该结构是通过盖部3在控制电路5和光学组件4之间进行屏蔽的结构。结果,盖部3阻挡从控制电路5生成的高频噪声,这也将抑制从控制电路5生成的高频噪声干扰壳体2内部的光学组件4的情况,从而抑制信号质量的劣化。
此外,由于其中壳体2内部的光学组件4,特别是高速LSI 24和壳体2外部的控制电路5经由盖部3层叠的结构,可以获得基本上等于壳体2的面积的电路安装面积。这导致在电路设计中获得更高的自由度。这将扩大组件选择范围,并且还使得能够应用低成本组件,从而使关于光学模块1的总成本降低。
利用将光学组件4的散热表面与控制电路5的散热表面分离的配置,可以有助于散热设计。此外,壳体2内部的光学组件4的热量可以从壳体2的底表面上的散热板13消散,而控制电路5的热量可以从控制电路5的顶表面消散。
此外,光学组件4中的高速LSI 24的热量通过散热块26消散,而光源21、光学发射电路22、光学接收电路23和光学波导25的热量由例如珀耳帖元件27消散。这就避免了热对光学组件4的影响。
第一实施方式的光学模块1使用其中通过使用盖部3气密地密封布置在壳体2中的光学组件4的结构。然而,结构不限于气密地密封的结构,并且可以使用除了气密结构之外的结构,这意味着可以适当地改变结构。
以上是盖部3由金属形成的示例性情况。然而,该材料不限于金属,并且还可以使用由阻挡在控制电路5中生成的高频噪声的材料形成的无线电波吸收体,这意味着可以适当地改变盖部3的材料。
盖部3的材料的示例可以包括可伐合金(Kovar)(Fe-29Ni-17Co)、不锈钢(SUS304)或42合金(Fe-42Ni)。此外,无线电波吸收体的材料的示例可以包括含碳的氧化铝陶瓷(Al2O3)、铁氧体陶瓷(Fe2O3)等。无线电波吸收体的材料可以是可用于代替壳体2的盖部3的硬质材料(不包括片状或膜状可变形材料)。
第一实施方式的光学模块1是其中控制电路5被安装在印刷电路板6的一侧的示例性情况。然而,光学模块1也适用于控制电路5被安装在印刷电路板6的两侧的情况。下面将作为第二实施方式描述这种用例的实施方式。将与第一实施方式中的光学模块1相同的配置给出相同的附图标记,并且将省略重复配置和操作的描述。
[b]第二实施方式
图5是例示第二实施方式的光学模块1A的示例的分解立体图。图6是例示光学模块1A的示例的分解立体图。图7是例示光学模块1A的示例的截面图。图5至图7所示的控制电路5包括安装在印刷电路板6的前表面上的第一控制电路5A和安装在印刷电路板6的后表面上的第二控制电路5B。印刷电路板6是第一控制电路5A和第二控制电路5B安装在其两侧上的双面板。盖部3A具有形成在其前表面上的凹部31。凹部31被配置为在其中印刷电路板6被布置在盖部3A的前表面上的情况下容纳第二控制电路5B。
第二实施方式的光学模块1A具有形成在盖部3A的前表面上的凹部31。在第一控制电路5A和第二控制电路5B被安装在其两侧的印刷电路板6被布置在盖部3A的前表面上的情况下,第二控制电路5B被容纳在凹部31中。结果,可以支撑双面印刷电路板6,从而使电路安装区域的进一步扩大,并在电路设计中实现更高的自由度。另外,利用将组件布置在盖部3A侧的配置,可以确保散热表面,有利于散热器结构的形成。
每个部分中所示的组件不需要如图所示进行物理配置。也就是说,针对每个部分的分布和集成的特定形式不限于所示的形式,而是部分的全部或一部分可以被配置为物理地或功能性地分布或集成在任何单元中以适合于各种负载和使用条件。
根据一个方面,可以通过集成光学组件和控制电路来使光学模块小型化。
Claims (7)
1.一种光学模块,该光学模块包括:
壳体;
盖部,所述盖部封闭所述壳体的开口;
光学组件,所述光学组件被布置在所述壳体内部;
印刷电路板,所述印刷电路板被布置在所述壳体外部的所述盖部的前表面上,并且控制所述光学组件的控制电路被安装在所述印刷电路板上;
侧电极,所述侧电极设置在所述壳体的侧表面上并且电连接到所述光学组件的电极;以及
柔性基板,所述柔性基板提供所述侧电极和所述控制电路的电极之间的电连接,
其中,所述壳体内部的所述光学组件被布置在所述盖部的下方,并且所述壳体外部的所述控制电路被布置在所述盖部的上方,所述光学模块是通过所述盖部在所述控制电路和所述光学组件之间进行电屏蔽的结构。
2.根据权利要求1所述的光学模块,
其中,所述控制电路包括:
第一控制电路,所述第一控制电路安装在所述印刷电路板的前表面上;以及
第二控制电路,所述第二控制电路被安装在所述印刷电路板的后表面上,
所述印刷电路板被布置在所述盖部的所述前表面上,以使得所述第二控制电路被容纳在形成在所述盖部的所述前表面上的凹部中,并且使得所述光学模块为通过所述盖部在所述光学组件和所述第二控制电路之间进行电屏蔽的结构。
3.根据权利要求1所述的光学模块,
其中,所述光学组件包括:
光源,所述光源发出光学信号;光学发射电路,所述光学发射电路使用来自所述光源的所述光学信号发送第一信号;以及光学接收电路,所述光学接收电路使用来自所述光源的所述光学信号接收第二信号。
4.根据权利要求1所述的光学模块,其中,通过使用所述盖部将所述光学组件气密地密封在所述壳体内部。
5.根据权利要求1所述的光学模块,
所述盖部是由金属材料形成的。
6.根据权利要求1所述的光学模块,
其中,所述盖部是由阻挡电噪声的材料形成的。
7.根据权利要求1所述的光学模块,其中,所述柔性基板和所述侧电极是通过各向异性导电粘合剂电连接的。
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