CN113985540A - 一种800g光模块及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种800G光模块及其制备方法，属于光通信技术领域，包括第一壳体和第二壳体，第一壳体与第二壳体可相互拼合形成800G光模块的主体框架，并在其内部形成容纳空腔，该容纳空腔内设有电路板，电路板的其中一侧设有光发射组件，其另一侧设有光接收组件。本发明的800G光模块，其通过将光发射组件与光接收组件分别设置在电路板的两侧，其能够在一定程度上降低光发射组件与光接收组件之间的干扰问题，同时节省光模块内部布置空间，并且第一保护腔与第二保护腔一侧开口的设计还能够减少光发射组件与光接收组件安装腔体的成本。

Description

一种800G光模块及其制备方法

技术领域

本发明属于光通信技术领域，具体涉及一种800G光模块及其制备方法。

背景技术

随着我国光通信行业的持续高速发展，通信技术的更新与升级，光模块作为构建现代高速信息网络的基础，在光通信行业中起到不可替代的作用。当前的光模块主要集中在高速率和高密度上，传输速率也由以往的1.25G到10G、25G、100G，再到现在的200G、400G、800G，光模块的传输速率越来越高，并且要求的尺寸也越来越小。

随着光模块的高速发展，在不增大其实际尺寸的前提下，越来越高的传输速率也会造成光模块内部组件热量集中，散热效率不够，同时高频线路也会出现如串扰、线路损耗等各种问题。

为了解决狭小空间内电路之间的串扰问题，通常采用地线等屏蔽部件来分隔电路板上的发射芯片与接收芯片，但是这又会造成光模块内部布置空间拥挤，造成电路板内部元器件安装空间紧张，并且会进一步加剧光模块内部的热量集中的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种800G光模块，用以解决现有光模块散热慢，各电路易串扰、内部布置空间狭小的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种800G光模块，其包括

第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体相互拼合并形成容纳空腔；

所述容纳空腔内设有电路板，所述电路板的其中一侧设有光发射组件，其另一侧设有光接收组件；

所述光发射组件包括第一保护腔，其内设有光发射子组件，所述第一保护腔朝向所述电路板的一侧开口，其另一侧抵接所述第一壳体内壁；

所述光接收组件包括第二保护腔，其内设有光接收子组件，所述第二保护腔朝向所述电路板的一侧开口，其另一侧抵接所述第二壳体内壁。

作为本发明的进一步改进，所述第一保护腔和所述第二保护腔朝向所述电路板的一侧贴设于所述电路板上并通过所述电路板进行固定。

作为本发明的进一步改进，所述电路板上开设有贯穿所述电路板的槽口，所述第一保护腔和所述第二保护腔均嵌设于所述槽口内，且两所述保护腔相互抵接设置。

作为本发明的进一步改进，所述第一保护腔和所述第二保护腔背离所述电路板的一侧均设有导热层，

所述第一保护腔与所述第一壳体之间通过所述导热层相连，所述第二保护腔与所述第二壳体之间通过所述导热层相连。

作为本发明的进一步改进，所述光发射子组件设于所述第一保护腔背离所述电路板的一侧，其包括第一光纤阵列和第一陶瓷基板；

所述第一陶瓷基板上设有芯片，并在芯片一端设有透镜，所述透镜背离所述芯片一侧设有隔离器，所述第一陶瓷基板背离所述芯片的一侧设有热电制冷器；

所述第一陶瓷基板背离所述第一光纤阵列的一侧还设有第一柔性电路板，所述第一柔性电路板一端与所述第一陶瓷基板相连，其另一端与所述电路板相连。

作为本发明的进一步改进，所述光接收子组件设于所述第二保护腔背离所述电路板的一侧，其包括第二光纤阵列和第二陶瓷基板；

所述第二陶瓷基板上设有光芯片和跨阻放大器；

所述第二陶瓷基板背离所述跨阻放大器的一侧设有第二柔性电路板，所述第二柔性电路板与所述电路板电性连接。

作为本发明的进一步改进，所述容纳空腔内还设有光接口，所述光发射组件和所述光接收组件分别通过所述光接口与外部设备相连。

本申请还提供一种800G光模块制备方法，其包括如下步骤：

分别制备电路板、光发射组件、光接收组件、第一壳体与第二壳体；

核对光发射组件与电路板上元件的位置，将光发射组件安装在电路板的一侧，将胶水滴加至光发射组件与电路板的接触面，完成光发射组件与电路板的固定；

核对光接收组件与电路板上元件的位置，将光接收组件安装在电路板的另一侧，将胶水滴加至光接收组件与电路板的接触面，完成光接收组件与电路板的固定；

夹取电路板并将其放置到第二壳体内，夹取第一壳体并盖在第二壳体上，完成模块整体装配。

作为本发明的进一步改进，所述光发射组件的制备包括如下步骤：

用胶水将芯片、透镜与隔离器粘接在第一陶瓷基板的一侧，将热点制冷器粘接第一陶瓷基板的另一侧，将热电制冷器粘接在第一保护腔的内壁上，将第一光纤阵列粘接在第一保护腔内壁上。

作为本发明的进一步改进，所述光接收组件的制备包括如下步骤：

用胶水将光芯片与跨阻放大器粘接在第二陶瓷基板上，用胶水将第二陶瓷基板粘接到第二保护腔上，将第二光纤阵列粘接在第二保护腔上。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

(1)本发明的800G光模块，其通过将光发射组件与光接收组件分别设置在电路板的两侧，其能够在一定程度上降低光发射组件与光接收组件之间的干扰问题，同时节省光模块内部布置空间，并且第一保护腔与第二保护腔一侧开口的设计还能够减少光发射组件与光接收组件安装腔体的成本。

(2)本发明的800G光模块，其通过将光接收组件中的光芯片设于第二保护腔内，使得光模块中的光发射组件、光接收组件、电路板三个发热器件分立设置，降低了电路板对光发射组件和光接收组件的热干扰，增加了光模块的整体散热能力。

(3)本发明的800G光模块，其通过将光接收组件中的光芯片设于第二保护腔内，并通过将光发射组件与光接收组件设置在电路板的两侧，相较于原本光芯片设置在电路板上，本申请中的设置方式能够为电路板上预留更多的布置空间，方便了其他元器件的设计和布置。

附图说明

图1是本发明实施例中800G光模块的整体结构组装示意图；

图2是本发明实施例中光发射组件与电路板装配结构示意图；

图3是本发明实施例中光接收组件与电路板装配结构示意图；

图4是本发明实施例中光发射组件拆分结构示意图；

图5是本发明实施例中光接收组件拆分结构示意图；

图6是本发明实施例中800光模块另一种装配结构示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1、第一壳体；2、第二壳体；3、电路板；4、光发射组件；5、光接收组件；6、光接口。

401、第一保护腔；402、第一光纤阵列；403、第一陶瓷基板；404、芯片；405、透镜；406、隔离器；407、热电制冷器；408、第一柔性电路板；

501、第二保护腔；502、第二光纤阵列；503、第二陶瓷基板；504、光芯片；505、跨阻放大器；506、第二柔性电路板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指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”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

请参阅图1～6所示，本发明优选实施例中的800G光模块包括第一壳体1和第二壳体2，第一壳体1与第二壳体2可相互拼合形成800G光模块的主体框架，并在其内部形成容纳空腔，该容纳空腔内设有电路板3，电路板3的其中一侧设有光发射组件4，其另一侧设有光接收组件5；其中，该光发射组件4包括第一保护腔401，其内设有光发射子组件，该第一保护腔401朝向电路板3的一侧开口，其另一侧与第一壳体1的内壁相抵；该光接收组件5包括第二保护腔501，其内设有光接收子组件，第二保护腔501朝向电路板3的一侧开口，其另一侧抵接第二壳体2内壁。

在常规设计中，为了保护光器件以及避免光路受到污染，光模块内部的光发射组件4和光接收组件5均采用盖板或者屏蔽罩，其材料通常为金属或者塑料。并且在生产过程中，一般都是最后安装盖板或者屏蔽罩，这造成了光器件的散热路径长，散热效果差的问题。

光模块常规设置形式中，光发射组件4与光接收组件5设置在电路板3同侧，且盖板或者屏蔽罩处在背离电路板3的一侧，其内部发热模块全部集中于电路板3周边区域。而本申请将光发射组件4与光接收组件5分体设置在电路板3的两侧，使得电路板3对光发射组件4与光接收组件5进行了分隔，其极大程度降低了光发射组件4与光接收组件5之间的干扰。也正是基于此设置结构，本申请通过将光发射组件4的第一保护腔401朝向电路板3的一侧开口，其减少了对第一保护腔401一侧的封闭结构，其能降低第一保护腔401的制造成本，并且第一保护腔401一侧紧贴第一壳体1能够显著缩短散热路径，降低热阻，并提高散热能力。同样地，本申请中的光接收组件5的第二保护腔501设置形式与第一保护腔401设置形式相同，并能达到与之相同的效果。

进一步地，本发明中的第一壳体1与第二壳体2分别为800G光模块的上下端盖，上下端盖设置形式不同，通常情况下，光发射组件4、光接收组件5、电路板3等全部设置于第二壳体2当中，再通过第一壳体1将内部元器件进行封装，完成整个800G光模块的装配。此处，光发射组件4与光接收组件5的设置位置可相互改变，即两组件均可与第一壳体1或第二壳体2进行贴合设置。通常布置过程中，光发射组件4与光接收组件5的设置位置与设置形式与数字信号处理器的引脚分布密切相关，其位置关系的改变主要取决于数字信号处理器的引脚分布情况。

进一步地，作为本发明的优选实施例，如图2、图3所示，本申请中的光发射子组件贴合设置于第一保护腔401背离电路板3的一侧，光接收子组件贴合设置于第二保护腔501背离电路板3的一侧。在利用第一保护腔401和第二保护腔501安装放置光发射子组件与光接收子组件时，通过将光发射子组件与光接收子组件设置在第一保护腔401与第二保护腔501背离电路板3的一侧，可使得光发射子组件与光接收子组件尽可能相互远离，以此使得两元件进行工作时，其产生干涉的情况尽可能小，以此维持两元件的正常工作和运行。同时，常规光发射组件4与光接收组件5采用壳体密封，其整体的散热路径长，且显著增加壳体的制备成本。而本申请通过一侧开口的保护腔进行放置，此处光发射子组件与光接收子组件通过采用胶粘工艺与第一保护腔401和第二保护腔501固定，同时其内部元件之间的配合连接等也可通过胶粘工艺实现。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的第一保护腔401和第二保护腔501朝向电路板3的一侧贴设在电路板3上，并通过该电路板3可实现光发射组件4与光接收组件5的固定。在将光发射组件4与光接收组件5设置在电路板3的两侧时，由于二者朝向电路板3的一侧开口，为了维持光发射组件4与光接收组件5本身在光模块内部的位置稳定，通过将第一保护腔401与第二保护腔501直接胶粘固定在电路板3上，以此确保其内部子组件的工作运行。

进一步地，作为本发明的优选实施例，如图6所示，本申请中的电路板3上开设有贯穿该电路板3的槽口，并且该第一保护腔401与第二保护腔501均嵌设于该槽口内，且两保护腔在槽口内相互抵接。在对第一保护腔401和第二保护腔501进行固定时，我们通过采用电路板3对两保护腔进行固定外，也可通过两保护腔自身进行固定，即两保护腔相对设置，通过其封闭的端面将两个保护腔形成一个整体的封装腔体。此时，由于其内部的光发射组件4与光接收组件5均贴设在第一保护腔401和第二保护腔501相对背离的一端，二者具备足够的距离，使得二者工作不会相互干涉，并能够通过增大其空间距离，使得散热更为容易。并且，此处只需要确保光发射子组件与光接收子组件不会凸出于第一保护腔401与第二保护腔501的开口端，即光发射子组件与光接收子组件不会出现相互抵触的情况，则光发射子组件与光接收子组件均可正常工作。

优选地，在电路板3上开设槽口，并将第一保护腔401与第二保护腔501设置在槽口内时，可根据电路板3上槽口的开设位置调整光模块内部其他元件的布置位置。作为其中一种可选方案，电路板3上的槽口开设于电路板3的中间位置，两保护腔嵌设于该槽口内。此时，光发射组件4与光接收组件5之间的设置位置基本不变，两组件与电路板3两端的光口部和电口部之间距离适中，此时能够最大程度避免光发射组件4与光接收组件5与光口部和电口部之间的干扰。作为另一可选方案，本申请中电路板3上的槽口开设于电路板3靠近光口部的一端，两保护腔嵌设于该槽口内。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的第一保护腔401与第二保护腔501背离电路板3的一侧设有导热层。由于第一保护腔401与第二保护腔501背离电路板3的一侧分别贴设在第一壳体1与第二壳体2上，此时光发射子组件与光接收子组件工作产生的热能可通过两壳体散发到外面，以此避免光发射子组件与光接收子组件在工作过程中过热的情况。为此，为了保证两保护腔与两壳体之间的连接紧密性和良好的传热性，可通过在保护腔与壳体之间设置导热层，导热层既起到将二者连接的作用，又起到导热的作用。

进一步地，作为本发明的优选实施例，如图4所示，本申请中的光发射子组件均设置在第一保护腔401背离电路板3的一侧，其包括第一光纤阵列402和第一陶瓷基板403，且第一陶瓷基板403上设置有芯片404，芯片404一端设有透镜405，透镜405背离芯片404一侧还设置有隔离器406。第一陶瓷基板403背离芯片404、透镜405和隔离器406的一侧设置有热电制冷器407，热电制冷器407通过胶粘工艺固定在第一保护腔401上。同时本申请中第一陶瓷基板403上芯片404通过发光耦合到光纤阵列上，光纤阵列再通过光纤等将光信号传递至外部结构。与此同时，该第一陶瓷基板403背离第一光纤阵列402的一侧还设有第一柔性电路板408，第一柔性电路板408穿设在第一保护腔401侧壁上，其一端连接第一陶瓷基板403并与第一陶瓷基板403上的器件电性连接，其另一端直接连接电路板3。

进一步地，作为本发明的优选实施例，如图5所示，本申请中的光接收子组件同样设置在第二保护腔501背离电路板3的一侧，其包括第二光纤阵列502与第二陶瓷基板503，第二陶瓷基板503上设有光芯片504和跨阻放大器505，并且光芯片504通过发光耦合到第二光纤阵列502上。同样地，第二陶瓷基板503背离第二光纤阵列502的一侧还设有第二柔性电路板506，第二柔性电路板506同样穿设在第二保护腔501侧壁上，其一端连接第二陶瓷基板503并与第二陶瓷基板503上的器件电性连接，其另一端直接连接电路板3。在常规的光接收组件5的设置中，光芯片504通常集成设置在电路板3上，而光芯片504与电路板3同作为发热元件，这会导致光模块内部热量集中，不便于散热。而本申请中将光芯片504与电路板3进行分离，并将其设置在光接收组件5中，通过将二者分离设置，更利于光芯片504本身的散热，并且能够为电路板3预留更多的空间，以用于安装布置其他元器件。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中第一壳体1与第二壳体2形成的容纳空腔内还设有光接口6，该光接口6主要通过光纤将光发射组件4与光接收组件5与外部设备相连，以达到与外部设备交互的功能。

本申请还提供一种800G光模块的制备方法，其主要包括如下步骤：

进行光发射组件4与光接收组件5、电路板3、第一壳体1、第二壳体2的制备；

具体地，光发射组件4的制备过程如下，采用胶粘工艺分别将芯片404、透镜405与隔离器406粘接在第一陶瓷基板403上，在第一陶瓷基板403背离芯片404、透镜405与隔离器406的一端粘接热电制冷器407，最后将热电制冷器407粘接在第一保护腔401的内壁上，在第一陶瓷基板403的一侧胶粘连接第一光纤阵列402。

光接收组件5的制备过程如下，采用胶粘工艺分别将光芯片504与跨阻放大器505粘接在第二陶瓷基板503上，再将第二陶瓷基板503与第二光纤阵列502粘接在第二保护腔501上。

将光发射组件4和光接收组件5安装于电路板3上；通过定位工装将光发射组件4和光接收组件5上的子组件与电路板3上的元件位置一一对应设置，将光发射组件4与光接收组件5装配到电路板3上。

采用胶粘工艺将电路板3、光发射组件4、光接收组件5进行粘接；

将粘接完成的电路板3、光发射组件4、光接收组件5放置到第二壳体2内，第一壳体1与第二壳体2对正封装，完成800G光模块的整体装配。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种800G光模块，其特征在于，包括：

第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体相互拼合并形成容纳空腔；

所述容纳空腔内设有电路板，所述电路板的其中一侧设有光发射组件，其另一侧设有光接收组件；

所述光发射组件包括第一保护腔，其内设有光发射子组件，所述第一保护腔朝向所述电路板的一侧开口，其另一侧抵接所述第一壳体内壁；

所述光接收组件包括第二保护腔，其内设有光接收子组件，所述第二保护腔朝向所述电路板的一侧开口，其另一侧抵接所述第二壳体内壁。

2.根据权利要求1所述的800G光模块，其特征在于，所述第一保护腔和所述第二保护腔朝向所述电路板的一侧贴设于所述电路板上并通过所述电路板进行固定。

3.根据权利要求1所述的800G光模块，其特征在于，所述电路板上开设有贯穿所述电路板的槽口，所述第一保护腔和所述第二保护腔均嵌设于所述槽口内，且两所述保护腔相互抵接设置。

4.根据权利要求1所述的800G光模块，其特征在于，所述第一保护腔和所述第二保护腔背离所述电路板的一侧均设有导热层，

所述第一保护腔与所述第一壳体之间通过所述导热层相连，所述第二保护腔与所述第二壳体之间通过所述导热层相连。

5.根据权利要求1所述的800G光模块，其特征在于，所述光发射子组件设于所述第一保护腔背离所述电路板的一侧，其包括第一光纤阵列和第一陶瓷基板；

所述第一陶瓷基板上设有芯片，并在芯片一端设有透镜，所述透镜背离所述芯片一侧设有隔离器，所述第一陶瓷基板背离所述芯片的一侧设有热电制冷器；

所述第一陶瓷基板背离所述第一光纤阵列的一侧还设有第一柔性电路板，所述第一柔性电路板一端与所述第一陶瓷基板相连，其另一端与所述电路板相连。

6.根据权利要求1所述的800G光模块，其特征在于，所述光接收子组件设于所述第二保护腔背离所述电路板的一侧，其包括第二光纤阵列和第二陶瓷基板；

所述第二陶瓷基板上设有光芯片和跨阻放大器；

所述第二陶瓷基板背离所述跨阻放大器的一侧设有第二柔性电路板，所述第二柔性电路板与所述电路板电性连接。

7.根据权利要求1所述的800G光模块，其特征在于，所述容纳空腔内还设有光接口，所述光发射组件和所述光接收组件分别通过所述光接口与外部设备相连。

8.一种800G光模块制备方法，用于权利要求1～7中任意一项所述的800G光模块的制备，其特征在于，包括如下步骤：

分别制备电路板、光发射组件、光接收组件、第一壳体与第二壳体；

核对光发射组件与电路板上元件的位置，将光发射组件安装在电路板的一侧，将胶水滴加至光发射组件与电路板的接触面，完成光发射组件与电路板的固定；

核对光接收组件与电路板上元件的位置，将光接收组件安装在电路板的另一侧，将胶水滴加至光接收组件与电路板的接触面，完成光接收组件与电路板的固定；

夹取电路板并将其放置到第二壳体内，夹取第一壳体并盖在第二壳体上，完成模块整体装配。

9.根据权利要求8所述的800G光模块制备方法，其特征在于，所述光发射组件的制备包括如下步骤：

用胶水将芯片、透镜与隔离器粘接在第一陶瓷基板的一侧，将热点制冷器粘接第一陶瓷基板的另一侧，将热电制冷器粘接在第一保护腔的内壁上，将第一光纤阵列粘接在第一保护腔内壁上。

10.根据权利要求8所述的800G光模块制备方法，其特征在于，所述光接收组件的制备包括如下步骤：

用胶水将光芯片与跨阻放大器粘接在第二陶瓷基板上，用胶水将第二陶瓷基板粘接到第二保护腔上，将第二光纤阵列粘接在第二保护腔上。

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