CN113835169B - 有源光电模块及其制造方法和光电转换单元及其封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有源光电模块及其制造方法和光电转换单元及其封装方法，光电转换单元包括光电信号转换件、光组件和光纤连接部件；光组件和光纤连接部件具有用于背向光电信号转换件布置的上表面；在光组件和光纤连接部件的上表面密封并覆盖有第一密封结构，在所述光组件的侧面和所述光纤连接部件的侧面的对接处设有第二密封结构，以避免注塑成型有源光电模块的保护壳时注塑材料进入光耦合结构内部。利用第一密封结构和第二密封结构，可有效避免注塑成型有源光电模块的保护壳时注塑材料进入光耦合结构内部，避免对光耦合结构内部的光路造成影响。

Description

有源光电模块及其制造方法和光电转换单元及其封装方法

技术领域

本发明一般地涉及有源光电转换技术领域。更具体地，本发明涉及一种有源光电模块及其制造方法和光电转换单元及其封装方法。

背景技术

目前，市场常用有源光缆组件实现光电信号转换并与集成电路配套使用，此类有源光缆组件的核心在于有源光电模块，有源光电模块包括光电转换单元，该光电转换单元作为耦合器件用于实现光电信号转换，光电转换单元包括光纤连接部件和光组件，光纤连接部件用于连接光纤，光组件包括反射面和相应透镜，光组件与光纤连接部件前后对接以形成光耦合结构，光耦合结构整体上用于在光纤与相应光电信号转换件之间传递光信号，也就是由反射面将光纤输送过来的光信号传递至光电信号转换件上，或者由反射面将光电信号转换件输送过来的光信号传递至光纤。光电信号转换件由驱动芯片驱动以实现光电信号转换，光电信号转换件连接在电路板上，以实现光电信号转换件与电路板之间的电信号交互，可由光电信号转换件向电路板输出电信号，或者由电路板向光电信号转换件输出电信号。

上述光电转换单元在生产制作过程中，多采用注塑工艺，也就是直接一体注塑成型保护壳。这种注塑成型工艺成型方式简单，成型效率较高。但是在实际制作过程中发现，在注塑之前进行相应测试正常的光电转换单元，在注塑成型后反而出现信号异常。分析这种异常情况，发现是有注塑胶料进入光组件和光纤连接部件的对接耦合区，因为光纤连接部件和光组件对接装配存在对接缝隙，注塑过程中注塑胶料容易从光纤连接部件和光组件上表面的对接处以及光组件侧面和光纤连接部件侧面的对接处进入对接耦合区而影响光路，进而造成信号异常。对应于该问题，需要设计新的结构和对应地制造方法。

发明内容

本发明提供一种有源光电模块的光电转换单元，以解决现有技术中在注塑成型外壳时出现注塑胶料经光纤连接部件和光组件上表面对接处及侧面对接处进入对接耦合区的技术问题。同时，本发明还提供一种使用上述光电转换单元的有源光电模块和光电转换单元封装方法及有源光电模块制造方法。

为解决上述问题，本发明所提供的光电转换单元的技术方案是：一种有源光电模块的光电转换单元，包括光电信号转换件、光组件和用于装配光纤的光纤连接部件；所述光组件和光纤连接部件对接装配以形成光耦合结构，该光耦合结构用于在所述光纤和所述光电信号转换件之间传递光信号；所述光组件和光纤连接部件具有用于背向所述光电信号转换件布置的上表面；在在所述光组件和光纤连接部件的上表面上密封并覆盖有第一密封结构，所述光组件和光纤连接部件具有与所述上表面邻接的侧面，在所述光组件的侧面和所述光纤连接部件的侧面的对接处设有第二密封结构，以避免注塑成型有源光电模块的保护壳时注塑材料进入光耦合结构内部。

有益效果是：本发明所提供的光电转换单元中，对于对接装配的光组件和光纤连接部件，在光组件和光纤连接部件的上表面密封并覆盖有第一密封结构，并在光组件的侧面和光纤连接部件的侧面的相应对接处设有第二密封结构，形成对光组件和光纤连接部件对接缝隙的密封，可有效避免注塑成型有源光电模块的保护壳时注塑材料进入光耦合结构内部，避免对光耦合结构内部的光路造成影响。

作为光电转换单元方案地改进，所述第一密封结构包括密封件和压接件，密封件密封并覆盖在所述光组件和光纤连接部件的上表面，所述压接件压接在所述密封件上且与所述密封件密封配合。

作为光电转换单元方案地改进，所述密封件为双面胶密封件，所述双面胶密封件的一面与所述压接件粘接密封设置，另一面与所述光组件和所述光纤连接部件的上表面粘接密封设置。

作为光电转换单元方案地改进，所述压接件在与所述光纤和所述光纤连接部件连接处相对应地位置开设有让位口。

作为光电转换单元方案地改进，所述压接件为压盖，所述压盖的沿所述光组件和光纤连接部件的对接方向的两端分别设置弹性爪，两端的弹性爪向所述光组件和光纤连接部件施加沿所述对接方向延伸的压紧作用力，以使所述压盖在所述对接方向上夹紧光组件和光纤连接部件。

作为光电转换单元方案地改进，所述光组件和/或所述光纤连接部件为定位部件，并且该定位部件的左右两侧面分别设有凹陷，所述压盖上对应所述凹陷的位置处设有弹性臂，各所述弹性臂插入对应凹陷中并在左右方向上压紧相应所述定位部件。

作为光电转换单元方案地改进，所述第二密封结构由封堵胶固化形成，所述封堵胶沿所述光组件的侧面和光纤连接部件的侧面的对接处延伸设置。

作为光电转换单元方案地改进，所述封堵胶的粘度值为80-350Pa.s，封堵胶的硬度值为30~80D。

作为光电转换单元方案地改进，光电转换单元包括电路板，电路板上连接有所述光电信号转换件，所述光组件压装固定在所述电路板上，所述光纤连接部件和所述电路板胶粘固定。

本发明所提供的有源光电模块的技术方案是：一种有源光电模块，包括：光电转换单元和通过注塑包裹在光电转换单元外的保护壳，光电转换单元可采用上述任一光电转换单元方案。

本发明所提供的光电转换单元封装方法的技术方案是：一种光电转换单元封装方法，包括：将光组件和预接有光纤的光纤连接部件对接固定装配，以形成光耦合结构；以及，在所述光组件和光纤连接部件的上表面上密封并覆盖第一密封结构；所述光组件和光纤连接部件具有与所述上表面邻接的侧面，于在所述光组件的侧面和光纤连接部件的侧面的对接处设置第二密封结构。

作为制造方法的改进，所述第一密封结构包括密封件和压接件，在光组件和光纤连接部件的上表面上密封并覆盖第一密封结构时，先将密封件密封并覆盖在所述光组件和光纤连接部件的上表面，再将压接件压接在所述密封件上并与所述密封件密封配合。

作为制造方法的改进，所述密封件为双面胶密封件，先将双面胶密封件胶粘固定在所述光组件和光纤连接部件的上表面，再将压接件胶粘固定在所述双面胶密封件上。

作为制造方法的改进，先在所述光组件和光纤连接部件的上表面上密封并覆盖所述的第一密封结构，后于所述光组件的侧面和光纤连接部件的侧面在所述对接处设置所述第二密封结构。

作为制造方法的改进，所述第二密封结构由封堵胶固化形成。

作为制造方法的改进，在将光组件和光纤连接部件对接固定装配以形成光耦合结构后，将光电转换单元的电路板和光纤连接部件点胶固定，实现光纤连接部件和光组件的预固定。

本发明所提供的有源光电模块制造方法的技术方案是：一种有源光电模块制造方法，包括：使用上述光电转换单元任一制造方法来制造光电转换单元；以及，采用注塑工艺形成保护壳，以包裹所述光电转换单元。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应地标号表示相同或对应地部分，其中：

图1为本发明所提供的有源光电模块的实施例1的结构示意图；

图2为图1所示有源光电模块去除注塑成型的保护壳后的结构示意图；

图3为图2中光电转换单元的结构示意图（去除上屏蔽件）；

图4为图3中压盖的结构示意图；

图5为图3中去除下屏蔽件和压盖时的结构示意图；

图6为图3中光纤连接部件和光组件对接形成光耦合结构时的结构示意图；

图7为图5中压盖、密封件、光组件及光纤连接部件在上下方向上的局部装配示意图。

附图标记说明：

1、电连接器；2、保护壳；3、电路板；4、屏蔽罩；41、下屏蔽件；42、上屏蔽件；5、压盖；51、前端弹性爪；52、弹性臂；53、后端弹性爪；54、让位口；6、光纤连接部件；61、凹槽；62、凹陷；7、光组件；8、上侧接缝；9、左右旁侧接缝；10、密封件；11、第二密封结构；12、预固定胶粘结构；20、光缆。

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，本领域技术人员应知，下面所描述的实施例是本公开一部分实施例，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。

本发明所提供的有源光电模块的实施例1：

有源光缆技术在应用过程中，使用有源光缆组件传输信号。如图1所示，有源光缆组件包括光缆20和两端连接有的相应有源光电模块，利用有源光电模块实现光电信号转换，传递信息。

有源光电模块的结构如图1和图2所示，包括光电转换单元、屏蔽罩4及保护壳2。光电转换单元作为光电耦合器件使用，不仅与光缆20的内部光纤连接实现光信号传递，还通过电连接器1与适配连接器连通传递电信号。屏蔽罩4通常包括上屏蔽件42和下屏蔽件41，两屏蔽件对扣形成对光电转换单元的屏蔽防护。保护壳2利用注塑工艺成型，可根据产品的实际情况，采用单层保护壳，或者是采用双层保护壳。单层保护壳指的是注塑成型单层保护壳。对于双层保护壳，通常是先注塑成型保护内壳，再注塑成型保护外壳。

有源光电模块的功能核心部件是光电转换单元，光电转换单元用于实现光电信号的转换，可以将光纤输送来的光信号转换为电信号并从电连接器处输出，也可以将从电连接器输送来的电信号转换为光信号并从光纤处输出。

如图2至图7所示，光电转换单元主要包括电路板3、光组件7和光纤连接部件6，其中，光组件7和光纤连接部件6固定在电路板3上。光纤连接部件6连接光纤以传输光信号。电路板3上设置光电信号转换件和电连接器1，光电信号转换件用于实现光电信号的转换，并与电路板3之间电连接以传递电信号，电连接器1与电路板3连接，使得电路板3可通过电连接器1与其他设备实现电信号传递。光组件7用于实现光电信号转换件和光纤之间的光信号传递。

光电信号转换件和电连接器1固定安装在电路板3上，并且，对应光电信号转换件还配置相应驱动芯片，驱动光电信号转换件实现光信号和电信号转换。

光组件7内部设置45°反射面、第一透镜和第二透镜，第一透镜与光纤连接部件6对应，第二透镜与光电信号转换件对应，两透镜呈90°布置以与45°反射面对应，45°反射面可将光纤经第一透镜发出的水平光信号反射形成传递至第二透镜的竖直光信号，并最终传递至光电信号转换件，也可将光电信号转换件经第二透镜发出的竖直光信号反射形成传递至第一透镜的水平光信号，并最终输入光纤。

如图6所示，光组件7固定安装在电路板3上，光纤连接部件6在连接好光纤后与光组件7前后对接以形成光耦合结构，光组件7位于光纤连接部件6前侧。光耦合结构用于在光纤和光电信号转换件之间传递光信号。

为保证光纤连接部件6和光组件7按照设定位置对接，在光组件和光纤连接部件的相向侧面上设置凹凸插接结构，凹凸插接结构包括至少两组插接配合组，各插接配合组包括分开布置的凸柱和凹孔，凸柱与凹孔均沿前后方向延伸，同一组的凸柱与凹孔吻合插配，可引导光组件7和光纤连接部件6对接。

对于光纤连接部件6而言，装配时，先将光缆剥皮，将光缆20的光纤按照电路设计的序列穿入光纤连接部件中并胶粘固定，修整光纤端部，然后将光纤连接部件6与光组件7前后对接固定，并进行相应误码率测试（即BERT测试）。测试合格后，采用点胶固定的方式将光纤连接部件6和电路板3固定装配，实现光纤连接部件和光组件的预固定。

对于光耦合结构来讲，光纤连接部件6和光组件7对接，会在光耦合区形成对接缝，为避免后续注塑保护壳2时出现注塑材料经对接缝进入光耦合结构内部的情况，在光组件和光纤连接部件的上表面密封并覆盖有第一密封结构，光组件和光纤连接部件具有与上表面邻接的侧面，在光组件的侧面和光纤连接部件的侧面的对接处设有第二密封结构，该对接处为光组件和光纤连接部件的对接处，利用第一密封结构和第二密封结构有效密封光组件和光纤连接部件的对接缝隙，具体利用第一密封结构密封遮挡上侧接缝8，利用第二密封结构密封左右旁侧接缝9，避免注塑成型有源光电模块的保护壳时注塑材料进入光耦合结构内部。光组件和光纤连接部件的对接缝隙在光组件和光纤连接部件的上表面处显示成上述的上侧接缝8，组件和光纤连接部件的对接缝隙在光组件和光纤连接部件的左右侧面处的显示成上述的左右旁侧接缝9。

第一密封结构包括密封件10和压接件，密封件密封并覆盖在光组件和光纤连接部件的上表面以形成一层密封，压接件密封压接在密封件上再形成又一层密封，使得此处的第一密封结构具有两层密封。

此处密封件10为双面胶密封件，双面胶密封件具体为双面胶带，采用设定尺寸的双面胶带胶粘密封覆盖在光组件和光纤连接部件的上表面，不仅可有效覆盖遮挡上侧接缝8，还可起到在前后方向上固定光组件和光纤连接部件的作用。而且，对应于双面胶密封件而言，压接件可以下压双面胶密封件，使双面胶密封件展开的更为平顺，可有效加强双面胶密封件与光组件和光纤连接部件的上表面的密封性能。

需要特别说明的是，密封件10可为透明材质，也可为非透明材质，具体可根据实际情况选用，满足实际需求即可。

此处双面胶带的左右宽度要具有足够尺寸，保证能够覆盖上侧接缝8，从而避免注塑材料经上侧接缝8进入光耦合结构内部。

双面胶带在长度方向上可与光纤连接部件6、光组件7的前后长度对应。如图5所示，密封件10对应光纤连接部件上的凹槽61设置有避让结构，避免受到凹槽处填胶影响，但是依然是完全覆盖光纤连接部件6和光组件7的上表面，此时不仅可保证封挡效果，还可使密封件10向光组件和光纤连接部件提供相向的拉紧作用力，提高光组件和光纤连接部件对接固定装配强度。

作为另一种应用场景，密封件10也可不完全覆盖光纤连接部件6、光组件7的上表面，而是仅覆盖部分上表面，但是需要有效密封覆盖上侧接缝。

对于第一密封结构来讲，先将双面胶密封件胶粘固定在光组件和光纤连接部件的上表面，再将压接件胶粘固定在双面胶密封件上。此处的压接件具体为压盖5，在粘贴完双面胶带后，将压盖5向下扣装在光组件和光纤连接部件上时，向光组件和光纤连接部件施加前后夹紧作用力，此处的前后方向与光组件和光纤连接部件的对接方向一致。

压盖5的结构如图3和图4所示，包括上盖体，上盖体与密封件10的上表面胶粘连接，上盖体的前后两端分别设置弹性爪，两端弹性爪包括前端弹性爪51和后端弹性爪53，前端弹性爪51由上盖体的前端向下弯折形成，前端弹性爪51与上盖体的内角为锐角，以使得前端弹性爪51在顶压于光组件7的前端后，可提供较大的单侧顶推作用力。后端弹性爪53设置在上盖体后侧延伸布置的两个支臂的后端，后端弹性爪53也向下弯折延伸，且后端弹性爪53与相应支臂的夹角也为锐角，使得后端弹性爪53在顶压于光纤连接部件6的后端时，可提供较大的单侧顶推作用力。这样一来，在前端弹性爪51和后端弹性爪53的配合下，使得压盖5可在前后方向上向光组件和光纤连接部件施加前后压紧作用力，以使压盖在对接方向上夹紧光组件和光纤连接部件。

而且，后端弹性爪53的下端向后弯曲，以在后端弹性爪53的下部形成向前凸起的弧形顶压部，既能向前顶压光纤连接部件6，也能有效避免在扣装过程中对光纤连接部件6造成刮擦。

本实施例中，光纤连接部件6为定位部件，该定位部件用于在左右方向上对压盖5进行定位，提高压盖稳定性。光纤连接部件6的左右侧面上分别设有凹陷62，该凹陷62由光纤连接部件6的上表面向下贯通延伸至光纤连接部件6的下侧面。对应两侧凹陷62，压盖5上设有两侧弹性臂52，各弹性臂52向下插入对应凹陷62中并在左右方向上压紧光纤连接部件6，从而在左右方向上实现对压盖5的定位。

本实施例中，凹陷上下贯通，在另一应用场景中，凹陷也可不延伸至光纤连接部件的下端面，此时，在光纤连接部件的左右两侧面形成台阶结构，此处台阶结构的台阶面朝上布置。注意，为避免形成干扰，需要设计弹性臂长度与凹陷深度，两侧弹性臂的下端不要顶压在台阶结构的朝上台阶面上。

为保证弹性爪和弹性臂52的强度，压盖5具体可采用不锈钢材料。

在本实施例中，由于光组件和光纤连接部件具有与光组件和光纤连接部件的上表面邻接的侧面，在光组件的侧面和光纤连接部件的侧面的对接处形成左右旁侧接缝9，左右旁侧接缝9处设置第二密封结构11，用于避免注塑材料经左右旁侧接缝9进入光耦合结构内部。此处的第二密封结构具体由封堵胶固化形成，此处的封堵胶沿光组件的侧面和光纤连接部件的侧面的对接处延伸设置。制作时，可利用点胶枪直接在左右旁侧接缝9处加注封堵胶，封堵胶固化可以形成第二密封结构11。

为提高封堵效果，对应于左右旁侧接缝9的第二密封结构11，在光纤连接部件6和光组件7左右两侧点胶固化时，也对左右旁侧接缝9和上侧接缝8过渡连接处进行覆盖密封。

另外，在本实施例中，在光纤连接部件6和电路板3之间设置垫片（图中未显示），垫片朝向光组件7的前端与光组件7密封配合，在将光纤连接部件6固定在电路板3上时，电路板3会向下压紧垫片，以由垫片封挡光组件和光纤连接部件对接处的下侧接缝。

有源光电模块中，为避免注塑成型保护壳时注塑材料经接缝进入光耦合结构内部，利用双面胶密封件和压盖配合形成第一密封结构以密封覆盖上侧接缝8，利用两侧点胶固化形成的第二密封结构密封覆盖左右旁侧接缝9，对应于下侧接缝，利用垫片进行密封遮挡。在注塑成型保护壳2时，具有设定压力的注塑材料会被遮挡在外，不会经对接缝隙进入光耦合结构内部，内部光路不受任何影响，产品质量稳定可靠。

在生产制造上述有源光电模块时，先组装光电转换单元，将光纤与光纤连接部件6对接，并将上屏蔽件42和下屏蔽件41对扣形成屏蔽罩4，然后采用注塑工艺形成保护壳以包裹光电转换单元。

在组装光电转换单元时，可参考下述步骤：

1、固定光纤

将光缆的若干根光纤分好，根据电路设计按照设定的颜色及纤序穿装入光纤连接部件6的穿孔中，在光纤连接部件6的相应凹陷62处点胶，将光纤与光纤连接部件6固定在一起。

2、激光切纤

对光纤的耦合端进行激光切纤，切纤后端面平整，无脏污等不良情况。

3、铜线焊接

将光缆中的铜线按照电路设计线序放置于焊接治具中，焊接后无线序错误等不良情况。

4、耦合装配

将光纤连接部件6与光组件7对接固定装配以形成光耦合结构，使光纤与光电信号转接件正常进行信号传输。

5、BERT测试

对光路和电路通信进行测试，确保正常。

6、预点胶固定

将紫外线固化胶（即UV胶）通过点胶工艺涂在光纤连接部件6和电路板3之间，形成如图3所示的预固定胶粘结构12，对光纤连接部件6进行快速预固定。

对于UV胶的胶水粘度而言，粘度值过低的胶水流动性好，会造成胶水还未固化就流进光耦合区，会遮挡光路通信造成不良，粘度值过高的胶水无法快速有效进行涂敷，点胶操作所需时间太长。本实例中优选胶水的粘度值可为80~100Pa.s，或者为100~180Pa.s，亦或者为180~350Pa.s。

另外，为保证固化后的连接强度，胶水的硬度值优选为30~80D，此处对应邵氏硬度。

对于紫外线固化胶而言，目前市面上的光纤连接部件的材料普遍为PEI材料（即聚醚酰亚胺材料），不透紫外线，而胶水具有虹吸效应，当少量胶水流入光纤连接部件的底部时，紫外光无法对光纤连接部件的底部胶水进行固化，会有光路不良的风险。因此，本实施例中，采用紫外线照射UV胶并结合湿气固化工艺，实现点胶固化。优选点胶针头的孔径为0.6mm-0.8 mm，点胶气压为0.06~0.15mPa，点胶用量为0.01~0.012ml，均匀在光纤连接部件四周点薄薄一层胶水。需注意，选用孔径过大且气压过大时，会导致点胶量过多，造成胶水未固化前就流至光学耦合区挡住光路。

另外优选要求胶水固化前后的颜色不一样，实现防呆。

7、粘贴双面胶带

在光纤连接部件6和光组件7的上表面胶粘作为密封件10的双面胶带，形成对光纤连接部件和光组件的上表面的密封覆盖，进而密封光组件和光纤连接部件对接处的上侧接缝8，且双面胶带可起到相向拉紧光组件和光纤连接部件的作用。

选用双面胶带，可以根据实际情况选择将光组件和光纤连接部件的上表面完全覆盖，提高密闭封严的效果。当然，在另一种应用场景下，双面胶带也可不完全覆盖，而仅是局部密封覆盖上侧接缝，同样可达到密闭封严的效果。

在选用双面胶带时，双面胶带厚度优选为0.05~0.08mm，当双面胶带过薄时，无法适应光电转换单元高温高湿可靠性要求，而双面胶带厚度过大时，容易超出产生设计尺寸，导致注塑工艺无法饱膜。

优选，离型纸的一侧超出双面胶带3~5mm，即要使离型纸的宽度大于双面胶带的宽度，相较于常规方式，此方式利于操作易撕除。

8、扣装压盖

将压盖5向下扣装在光纤连接部件6和光组件7上，利用压盖5上的前后弹性爪向光组件和光纤连接部件施加夹紧作用力，同时，压盖5与双面胶带的上表面粘接固定，可提高双面胶带的平顺形。

需要说明的是，在光纤连接部件6上的与光纤相连接的一端设置有凹槽61，当光纤穿过61时，在凹槽61中填充胶料以将光纤粘接固定在光纤连接部件上。对于压盖而言，压盖在与光纤和所述光纤连接部件连接处相对应地位置开设有让位口54，供凹槽61处填充的固定光纤的胶料释放应力，避免此处胶料对密封件及压盖装配造成影响，避免影响到压盖对密封件的压接密封。

实际上，压盖5的结构可根据光纤连接部件6和光组件7的具体结构进行设计，能够较为吻合地扣装在光组件和光纤连接部件上侧即可。

9、封堵左右旁侧接缝

选用紫外线固化胶作为封堵胶，并采用点胶工艺，在光纤连接部件6和光组件7对接处的左右旁侧接缝9处点胶，封堵胶沿左右旁侧接缝延伸布置，并固化形成第二密封结构，避免后续注塑加工保护壳时注塑材料经旁侧接缝进入光耦合结构内部，达到保护效果。此处的封堵胶可采用与预点胶固定步骤所用胶水相同。

作为上述光电转换单元封装方法的一个对照例，下述提供另一种光电转换单元封装方法，可参考如下步骤：

1、固定光纤

将光缆的若干根光纤分好，根据电路设计按照设定的颜色及纤序穿装入光纤连接部件的穿孔中，在光纤连接部件的相应凹陷处点胶，将光纤与光纤连接部件固定在一起。

2、激光切纤

对光纤的耦合端进行激光切纤，切纤后端面平整，无脏污等不良情况。

3、铜线焊接

将光缆中的铜线按照电路设计线序放置于焊接治具中，焊接后无线序错误等不良情况。

4、耦合装配

将光纤连接部件与光组件对接固定装配以形成光耦合结构，使光纤与光电信号转接件能正常进行信号传输。

5、BERT测试

对光路和电路通信进行测试，确保正常。

6、预点胶固定

将紫外线固化胶（即UV胶）通过点胶工艺涂在光纤连接部件和电路板之间，形成预固定胶粘结构，对光纤连接部件进行快速预固定。

7、扣装压盖

将压盖向下扣装在光纤连接部件和光组件上，对光纤连接部件和光组件所形成的光耦合区进行保护，以抵抗后续注塑成型保护壳时带来的不良影响。

8、四周贴铜箔以包裹光组件和光纤连接部件

围绕光组件和光纤连接部件粘贴铜箔，将光耦合结构完全封住，形成对光耦合结构的进一步保护，避免后续注塑成型保护壳时压力冲击导致进胶料不良。

9、围绕铜箔四周点胶

在光耦合结构外轮廓四周点一圈胶水，包裹外侧的铜箔，形成有效密封。

使用上述四周贴铜箔且四周封胶的方法封装光电转换单元，除了围绕光组件和光纤连接部件粘贴铜箔外，还要在围绕光组件和光纤连接部件四周的区域处点胶，以包裹封堵外侧铜箔。这种封装方法要求员工高度注意铜箔是否贴好，而且需要使用大量胶水，胶水过多时，不仅成本较高，而且容易出现进胶、胶水不干的风险。

相比于四周封胶的封装方法，上述使用密封件、压盖及在左右旁侧接缝处点胶的方法封装光电转换单元，仅需在光组件和光纤连接部件的左右旁侧接缝处点胶，搭配密封覆盖在光组件和光纤连接部件的密封件和压盖，即可形成对光耦合结构的全方位封严，可以在注塑过程中避免压力等因素导致进胶、冲胶、压坏电路风险，在保证产品良率可靠性基础上，节约了人力物资成本，利于自动化操作。

结合下述5个对比例，对两种不同的封装方法并结合不同的胶水参数及固化参数等工艺条件进行比较，通过评价指标1-3评价对应方案的优劣。

对比例1：

关键封装步骤：

先预点胶固定，再扣装压盖，然后四周贴铜箔以包裹光组件和光纤连接部件，最后围绕铜箔四周点胶。

胶水参数及固化工艺：

胶水粘度值<80Pa.s，胶水硬度值>30D（对应邵氏硬度），固化工艺为紫外线照射搭配湿气固化。

评价指标1：

胶水未固化前流进光耦合区，直接造成光路异常。

评价指标2：

在光组件和光纤连接部件四周包裹铜箔时，需要使用镊子将四周边角完全封严，无法进行防呆，完全依赖人工操作保证良率。

评价指标3：

围绕四周铜箔进行点胶，胶水必须完全封严不可点漏，无法使用自动化点胶等设备进行防呆，完全依赖人工保证良率。

对比例2：

关键封装步骤：

先预点胶固定，再扣装压盖，然后在光组件的侧面和光纤连接部件的侧面对接处点胶以封堵左右旁侧接缝。

胶水参数及固化工艺：

胶水粘度值>350Pa.s，胶水硬度值>30D（对应邵氏硬度），固化工艺为：紫外线照射并搭配热固化。

评价指标1：

使用UV与热固化，需要增加设备与人力，效率低。

评价指标2：

胶水粘度过高无法均匀流动到需要固定的区域，会有耦合松动风险，光路不能正确传输。

评价指标3：

光组件和光纤连接部件的上表面缺乏有效密封防护，无法将光学区域完全保护。

对比例3：

关键封装步骤：

先预点胶固定，再粘贴双面胶带，然后在光组件的侧面和光纤连接部件的侧面对接处点胶以封堵左右旁侧接缝。

胶水参数及固化工艺：

胶水粘度值为80-350Pa.s，胶水硬度值<30D（对应邵氏硬度），固化工艺为紫外线照射。

评价指标1：

使用UV固化时，目前市面胶水单纯使用UV固化30s，胶水无法完全照干。

评价指标2：

胶水硬度过低，在流转过程中有损坏脱落风险，无法有效保护光学耦合区。

评价指标3：

贴双面胶工艺后，在上端无保护，不能达到保护光学区域效果。

对比例4：

关键封装步骤：

先预点胶固定，再粘贴双面胶带，再扣装压盖。

胶水参数及固化工艺：

胶水粘度值为80-350Pa.s，胶水硬度值为30D（对应邵氏硬度），固化工艺为热固化。

评价指标1：

固化工艺仅使用热固化，无法短时间内固化。市面上热固化时间一般为30min、1H、2H，胶水未固化前，就已流至光学耦合区，并且也将直接降低生产效率。

评价指标2：

胶水初始固化后硬度值过低，没有湿气固化胶水无法完全固化有效保护光学区域。

评价指标3：

贴双面胶工艺后上端无保护不能达到保护光学区域效果。

光组件的侧面和光纤连接部件的侧面对接处无保护不能达到完全保护光学区域效果。

对比例5：

关键封装步骤：

先预点胶固定，粘贴双面胶带，然后扣装压盖，再于光组件的侧面和光纤连接部件的侧面对接处点胶以封堵左右旁侧接缝。

胶水参数及固化工艺：

胶水粘度值为80-350Pa.s，胶水硬度值为30~80D（对应邵氏硬度），固化工艺为紫外线照射固化+湿气固化。

评价指标1：

胶水粘度适中、硬度适中，选用UV与湿气双固化，胶水快速固定光学区，易固化。

评价指标2：

四道工艺顺序将四周快速固定，有效完全封住对接缝隙。

评价指标3：

整体效果达到耦合区无进胶。

可将封装方法认为是一种注塑加工前的点胶保护工艺，通过上述对比说明，可以看出上述采用贴双面胶带和两侧点胶的封装方法的优势，整个操作过程主要集中在预点胶固定、贴双面胶带、扣装压盖及两侧点胶，方便实现自动化操作，而且，整个过程采用点胶工艺，胶水用量较少，在有效保证注塑胶料不会经上侧接缝及左右旁侧接缝进入光耦合结构内部的基础上，整体成本相对低廉。

本发明所提供的有源光电模块的实施例2：

其与实施例1的区别主要在于：

实施例1中，采用双面胶带作为双面胶密封件，既覆盖封挡了光组件和光纤连接部件对接处的上侧接缝，又方便与压盖粘接固定。

在本实施例中，密封件可采用单面胶带，直接粘接固定在光组件和光纤连接部件的上表面，只要能够有效封挡光组件和光纤连接部件对接处的上侧接缝即可。

当然，在其他实施例中，密封件也可不采用单面胶带，而是采用粘接固定的盖板，利用盖板形成对光组件和光纤连接部件上侧接缝的覆盖封挡。为提高封挡效果，盖板要具备相应尺寸。此时，可以根据实际情况判断是否要在光组件和光纤连接部件上扣装实施例1中的压盖。当不配置压盖时，上述的盖板可作为第一密封结构密封并覆盖在光组件和光纤连接部件的上表面，形成对上侧接缝的密封封堵。

在不扣装压盖的情况下，如果想使光组件和光纤连接部件紧密装配，可在光组件和光纤连接部件外套装环形箍带。

或者也可在光组件上设置多个弹性悬伸臂，在弹性悬伸臂的自由端设置倒刺，对应地，在光纤连接部件上设置与倒刺结构钩挂配合的凹坑或者利用光纤连接部件的背向光组件的相应端面与倒刺结构顶压配合，以向光组件和光纤对接部件提供相向作用力。

本发明所提供的有源光电模块的实施例3：

其与实施例1的区别主要在于：

实施例1中，压盖前后两端分别设置弹性爪，向光组件和光纤连接部件施加前后相向的夹紧作用力，以使光组件和光纤连接部件相向夹紧。

在本实施例中，压盖的前后两端可设置向下延伸的口沿，在光组件和光纤连接部件的相背两端分别设置外弹性爪，外弹性爪向外张开，在将压盖扣装在光组件和光纤连接部件上时，口沿内侧与外弹性爪顶压配合，使得压盖通过两端的外弹性爪向光组件和光纤连接部件施加相向作用力。

此时，可在压盖的左右两侧也布置向下延伸的口沿，利用左右两侧的口沿与光组件和光纤连接部件在左右方向上配合，同样可压盖与光组件和光纤连接部件的稳定装配。

本发明所提供的有源光电模块的实施例4：

其与实施例1的区别主要在于：

实施例1中，对于光组件和光纤连接部件对接处的左右旁侧接缝，点胶固化以形成第二密封结构。

在本实施例中，采用单面胶带粘贴在光组件和光纤连接部件的左右侧面上，此处单面胶带形成第二密封结构，形成对光组件的侧面和光纤连接部件的侧面在对接处的密封，能够有效封堵左右旁侧接缝。在粘贴单面胶带时，如果光组件和光纤连接部件的对接处存在过渡台阶，单面胶带可以稍厚，以避免高度相差太大而影响密封性能。

本发明所提供的有源光电模块的实施例5：

其与实施例1的区别主要在于：

实施例1中，光纤连接部件作为定位部件，其上设置凹陷，用于与压盖上的相应弹性臂配合，实现对压盖的左右定位。

在本实施例中，也可将光组件作为定位部件，或者是将光组件和光纤连接部件均作为定位部件，同样的，在定位部件的左右两侧面分别设置凹陷，并在压盖上对应相应凹陷的位置处设置弹性臂，利用凹陷和弹性臂的插接定位，在左右方向上对压盖进行定位。

需要说明的是，同样的，对于定位部件上设置的凹陷，可以如图5所示上下贯通整个定位部件，即从定位部件的上表面延伸至光纤连接部件的下侧满，也可不延伸至下侧门，形成台阶结构，对应相应弹性臂的长度设计即可。

本发明所提供的有源光电模块的实施例6：

其与实施例1的区别主要在于：

实施例1中，在电路板和光纤连接部件之间设置垫片，利用垫片封挡光组件和光纤连接部件对接处的下侧接缝，垫片可在装配光纤连接部件之间预装在电路板和光组件处，在将光纤连接部件与光组件对接且将光纤连接部件与电路板预固定装配时，压紧垫片以实现下侧接缝的封挡。

在本实施例中，也可将光纤连接部件直接压装固定在电路板上以由电路板封挡光组件和光纤连接部件对接处的下侧接缝，利用点胶工艺实现光纤连接部件与电路板的固定装配，可强化光纤连接部件和电路板的压紧强度，提高对下侧接缝的密封性能。

本发明所提供的有源光电模块的实施例7：

其与实施例1的区别主要在于：

实施例1中，密封件采用双面胶带，其覆盖面较大，能够覆盖光纤连接部件和光组件的上表面，不仅可覆盖封挡上侧接缝，同时可提高光组件和光纤连接部件与胶带的结合力，进而利用胶带提高对光组件和光纤连接部件的相向作用力。

在本实施例中，密封件的前后尺寸可以设计的稍小一些，保证能够足够覆盖封挡光组件和光纤连接部件对接处的上侧接缝即可。

在制作其他有源光电模块实施例中的光电转换单元时，无论是何种结构，均包括下述步骤：

将光组件和预接有光纤的光纤连接部件对接固定装配，以形成光耦合结构；以及，在光组件和光纤连接部件的上表面上密封并覆盖第一密封结构；光组件和光纤连接部件具有与上表面邻接的侧面，于光组件的侧面和光纤连接部件的侧面的对接处设置第二密封结构。

相应步骤中用到的结构或工艺可参考上述有源光电模块实施例中的方案，在此不再赘述。

本发明所提供的有源光电模块的光电转换单元的实施例1：

该实施例中的光电转换单元的结构与上述有源光电模块实施例1中的光电转换单元的结构相同，在此不再赘述。

在其他实施例中，光电转换单元的结构也可采用上述有源光电模块实施例2至7中任一实施例中的光电转换单元，在此也不再赘述。

根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“水平”及“竖直”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，特别是“上下”、“前后”及“左右”仅用于表示空间内的相对位置关系，其仅是为了便于阐述本发明的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本发明方案的限制。

另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

虽然本说明书已经示出和描述了本发明的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本发明思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本发明的过程中，可以采用本文所描述的本发明实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本发明的保护范围，并因此覆盖这些权利要求保护范围内的模块组成、等同或替代方案。

Claims (14)

1.一种有源光电模块的光电转换单元，其特征在于，包括光电信号转换件、光组件和用于装配光纤的光纤连接部件；

所述光组件和光纤连接部件对接装配以形成光耦合结构，该光耦合结构用于在所述光纤和所述光电信号转换件之间传递光信号；

所述光组件和光纤连接部件具有用于背向所述光电信号转换件布置的上表面；

在所述光组件和光纤连接部件的上表面上密封并覆盖有第一密封结构；

所述光组件和光纤连接部件具有与所述上表面邻接的侧面，在所述光组件的侧面和所述光纤连接部件的侧面的对接处设有第二密封结构，以避免注塑成型有源光电模块的保护壳时注塑材料进入光耦合结构内部。

2.根据权利要求1所述的光电转换单元，其特征在于，所述第一密封结构包括密封件和压接件，密封件密封并覆盖在所述光组件和光纤连接部件的上表面，所述压接件压接在所述密封件上且与所述密封件密封配合。

3.根据权利要求2所述的光电转换单元，其特征在于，所述密封件为双面胶密封件，所述双面胶密封件的一面与所述压接件粘接密封设置，另一面与所述光组件和所述光纤连接部件的上表面粘接密封设置。

4.根据权利要求2所述的光电转换单元，其特征在于，所述压接件在与所述光纤和所述光纤连接部件连接处相对应地位置开设有让位口。

5.根据权利要求2所述的光电转换单元，其特征在于，所述压接件为压盖，所述压盖的沿所述光组件和光纤连接部件的对接方向的两端分别设置弹性爪，两端的弹性爪向所述光组件和光纤连接部件施加沿所述对接方向延伸的压紧作用力，以使所述压盖在所述对接方向上夹紧光组件和光纤连接部件。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光电转换单元，其特征在于，所述第二密封结构由封堵胶固化形成，所述封堵胶沿所述光组件的侧面和光纤连接部件的侧面的对接处延伸设置。

7.根据权利要求6所述的光电转换单元，其特征在于，所述封堵胶的粘度值为80-350Pa.s，封堵胶的硬度值为30~80D。

8.一种有源光电模块，其特征在于，包括：

如权利要求1至7中任一项所述的光电转换单元；以及，

保护壳，其通过注塑包裹所述光电转换单元。

9.一种光电转换单元封装方法，其特征在于，包括：

将光组件和预接有光纤的光纤连接部件对接固定装配，以形成光耦合结构；以及，

在所述光组件和光纤连接部件的上表面上密封并覆盖第一密封结构；

所述光组件和光纤连接部件具有与所述上表面邻接的侧面，在所述光组件的侧面和光纤连接部件的侧面的对接处设置第二密封结构。

10.根据权利要求9所述的光电转换单元封装方法，其特征在于，所述第一密封结构包括密封件和压接件，在光组件和光纤连接部件的上表面上密封并覆盖第一密封结构时，先将密封件密封并覆盖在所述光组件和光纤连接部件的上表面，再将压接件压接在所述密封件上并与所述密封件密封配合。

11.根据权利要求10所述的光电转换单元封装方法，其特征在于，所述密封件为双面胶密封件，先将双面胶密封件胶粘固定在所述光组件和光纤连接部件的上表面，再将压接件胶粘固定在所述双面胶密封件上。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的光电转换单元封装方法，其特征在于，先在所述光组件和光纤连接部件的上表面上密封并覆盖所述的第一密封结构，后于所述光组件的侧面和光纤连接部件的侧面在所述对接处设置所述第二密封结构。

13.根据权利要求12所述的光电转换单元封装方法，其特征在于，所述第二密封结构由封堵胶固化形成。

14.一种有源光电模块制造方法，其特征在于，包括：

使用如权利要求9至13中任一项所述的光电转换单元封装方法来制造光电转换单元；以及，

采用注塑工艺形成保护壳，以包裹所述光电转换单元。

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