CN114488436A - 一种垂直出纤的小型化高速光模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垂直出纤的小型化高速光模块，涉及高速数据通信技术领域。本发明包括钣金上壳、光器件支撑、模块下壳、光器件组件；钣金上壳设置在光器件组件、光器件支撑、模块下壳之上，光器件组件设置在光器件支撑、模块下壳之上，光器件支撑设置在模块下壳之上。本发明通过结构上光器件放置PCB板下的叠层结构整体装配到模块下壳上，电路上采用高度集成芯片方案简化电路，缩小PCB板设计共同实现光模块体积最小化，比现有工艺生产的光模块体积更小；光模块的垂直装配形式，大大减小了用户使用的板载面积，方便系统集成和小型化设计。

Description

一种垂直出纤的小型化高速光模块

技术领域

本发明属于高速数据通信技术领域，特别是涉及一种垂直出纤的小型化高速光模块。

背景技术

通信技术由电信号传输数据进化到由光信号传输数据，传输媒介也由电缆变成了光缆，传输距离变的更远，信号损耗小，成本低。所以光纤通信技术得到通信行业内认可并快速推广应用。现在电信网络、移动网络、数据中心都能看到光纤，光模块是光纤通信的硬件接口。随着光纤通信在通讯行业领域应用不断的成熟，慢慢的开始向其他行业领域扩展，比如工业自动化领域、医学、军工、交通等领域也得到广泛运用。

光纤通讯技术包括传输媒介光纤和光模块构成。虽然光纤通讯技术技在不断发展成熟，但它还是由它的缺点，限制了它的使用领域。光纤通讯技术中的光模块，体积偏大问题。因为现在数据交换机体积普遍设计的比较大，所以对光模块的体积大小要求不高，都是适配交换机使用。但应用到其他领域比如工业自动化领域，与光模块适配设备没有交换机那么大体积，必会让传统光模块使用受限，需要更小体积、更低功耗、更小板载面积、更高速率的光模块，满足自动化高密度集成需要。

另外，传统光模块因需支持热插拔，光模块的PCB上需要有金手指，高速电连接通过高速压片式连接器连接，抗震性能一般。有的使用领域不需要热插拔，对于运动设备，抗震性能差影响设备的整体可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种垂直出纤的小型化高速光模块，解决了传统光模块的体积偏大导致传统光模块使用受限的问题和传统光模块抗震性能一般的技术问题。

为达上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种垂直出纤的小型化高速光模块，包括钣金上壳、光器件支撑、模块下壳、光器件组件；

钣金上壳设置在光器件组件、光器件支撑、模块下壳之上，光器件组件设置在光器件支撑、模块下壳之上，光器件支撑设置在模块下壳之上。

可选的，模块下壳一端设置有裙摆。

可选的，模块下壳远离裙摆一端设有三根铜柱。

可选的，光器件组件包括的TOSA、ROSA、光器件压块、高速电接口，PCB板在TOSA、ROSA、光器件压块之上，柔性电路板焊接在PCB板上，高速电接口焊接在PCB板之上，光器件压块设置在光器件组件中的TOSA、ROSA之上。

可选的，模块下壳将跳线光口设计成LC端口，采用LC端口光纤进行传输。

可选的，TOSA、ROSA通过柔性电路板与PCB板连接。

可选的，光器件压块和光器件支撑上下夹住光器件TOSA和ROSA装在模块下壳上。

可选的，PCB板一端设有用于信号输入和输出的双排针。

可选的，光器件压块与光器件支撑相对内侧均设有与TOSA、ROSA相对应的弧形缺口。

可选的，钣金上壳、模块下壳均为金属材质。

本发明的实施例具有以下有益效果：

通过多方面设计，结构上光器件放置PCB板下的叠层结构整体装配到模块下壳上，电路上采用高度集成芯片方案简化电路，缩小PCB板设计共同实现光模块体积最小化，比现有工艺生产的光模块体积更小；

光模块的垂直装配形式，大大减小了用户使用的板载面积，方便系统集成和小型化设计；

在静电防护更全面，有两道防护措施是裙摆和模块下壳底面的铜柱，将静电引到大地能力更强，大大提高了产品整体的抗ESD性能；

用双排针设计替代现有工艺生产模块的金手指作为电信号输出/输入端，可以简化PCB板制程工艺，降低PCB板成本，缩短生产周期，另一方面，简化与客户端连接方式，提高光模块抗震性能；

高速电接口采用双排针的共面波导结构设计，解决了万兆信号传输的信号完整性，保证产品的高速传输性能；

光模块采用万兆速率驱动方案,传输总容量达到每秒10Gbit,可高密度安装，对大数据传输非常方便。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一实施例的结构示意图；

图2为本发明一实施例的仰视图；

图3为本发明一实施例的电接口布局设计图；

图4为本发明一实施例的模块使用安装图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

钣金上壳1、光器件压块2、光器件支撑3、模块下壳4、裙摆5、光器件组件6；

PCB板601、柔性电路板602、TOSA603、ROSA604、排针605。

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，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

为了保持本发明实施例的以下说明清楚且简明，本发明省略了已知功能和已知部件的详细说明。

请参阅图1-4所示，在本实施例中提供了一种垂直出纤的小型化高速光模块，包括：钣金上壳1、光器件支撑3、模块下壳4、光器件组件6；

钣金上壳1设置在光器件组件6、光器件支撑3、模块下壳4之上，光器件组件6设置在光器件支撑3、模块下壳4之上，光器件支撑3设置在模块下壳4之上，光器件组件6包括的TOSA603、ROSA604、光器件压块2、高速电接口，PCB板601在TOSA603、ROSA604、光器件压块2之上，柔性电路板602焊接在PCB板601上，高速电接口焊接在PCB板601之上，光器件压块2设置在光器件组件6中的TOSA603、ROSA604之上，光器件压块2与光器件支撑3相对内侧均设有与TOSA603、ROSA604相对应的弧形缺口。

通过多方面设计，见图1所示，结构上光器件放置PCB板601下的叠层结构整体装配到模块下壳4上，电路上采用高度集成芯片方案简化电路，缩小PCB板601设计共同实现光模块体积最小化，比现有工艺生产的光模块体积更小；

光模块的垂直装配形式，大大减小了用户使用的板载面积，方便系统集成和小型化设计；

在静电防护更全面，有两道防护措施是裙摆5和模块下壳4底面的铜柱，将静电引到大地能力更强，大大提高了产品整体的抗ESD性能；

用双排针605设计替代现有工艺生产模块的金手指作为电信号输出/输入端，可以简化PCB板601制程工艺，降低PCB板601成本，缩短生产周期，另一方面，简化与客户端连接方式，提高光模块抗震性能；

高速电接口采用双排针605的共面波导结构设计，解决了万兆信号传输的信号完整性，保证产品的高速传输性能；

光模块采用万兆速率驱动方案,传输总容量达到每秒10Gbit,可高密度安装，对大数据传输非常方便。

本实施例的模块下壳4一端设置有裙摆5，模块下壳4远离裙摆5一端设有三根铜柱，光模块光口有裙摆5和模块下壳4上的三根铜柱共同起到防静电设计，同时铜柱起到支撑和减少排针605受力，提高产品的整体抗机械冲击性能。

本实施例的模块下壳4将跳线光口设计成LC端口，采用LC端口光纤进行传输。

本实施例的TOSA603、ROSA604通过柔性电路板602与PCB板601连接，然后将光器件压块2放置在PCB板601下方，最后整体安装在模块下壳4之上，光器件PCB层叠装配结构达到缩短模块长度，让光模块体积最小化目的。

本实施例的光器件压块2和光器件支撑3上下夹住光器件TOSA603和ROSA604装在模块下壳4上，起到一方面固定光器件不让其在外壳中上下左右晃动，另一方面固定光的基准面，使光模块稳定出光，其光功率稳定目的；

光器件用柔性电路板602与PCB板601连接，为解决光信号和电信号传输完整性，因采用双层柔性电路板602设计，在满足柔性电路板602可折弯性能前提下可以满足高速信号传输线的阻抗结构，保证信号完整性，所以在装配中可以任意折叠也不会对信号产生损耗。同时简化光模块生产工艺，柔性电路板602一头锡焊接在PCB板601，另一头锡焊接在光器件就可以方便实现连接；

此光模块电路上采用高度集成化驱动芯片简化电路，一颗发射/接收集成驱动芯片加上一颗存储器实现光电信号转化光信号从光纤传输出去，也能将从光纤接收下来的光信号转化电信号传给客户终端。同时也能实现PCB板601设计最小化，解决光模块体积最小化的问题；

光模块的信号输入和输出端采用双排针605连接方式，简化与客户端高速信号连接工艺，本发明只要将排针605插进客户端载板的安装孔中然后用锡焊接完成，不需要额外插座之类的东西进行辅助，达到方便和坚固牢靠和抗震的目的；

光模块采用系统板上垂直安装方式见图4所示，占用系统板载面积只是普通模块的五分之一，大大节约了系统板的PCB面积，方便系统集成和小型化；

排针605焊接在光模块PCB板601上，替代工艺繁琐的金手指作为信号输入/输出端口。简化PCB板601的制作工艺，降低成本，缩短PCB板601的制作周期；

高速电接口采用双排针605设计，针脚排序见图3所示，高速差分信号周围放置包围回流地G-S-S-G排列，设计成共面波导结构，保证光模块PCB上的高速信号和客户PCB间传输悬空路径的高速电磁场可靠回流，降低阻抗阶跃，改善S参数，保证高速信号完整性。

本实施例的PCB板601一端设有用于信号输入和输出的双排针605，光模块的信号输入和输出端采用双排针605连接方式，简化与客户端高速信号连接工艺，本发明只要将排针605插进客户端载板的安装孔中然后用锡焊接完成，不需要额外插座之类的东西进行辅助，达到方便和坚固牢靠和抗震的目的。

本实施例的钣金上壳1、模块下壳4均为金属材质，本发明所涉及的上壳、下壳、支撑块、压块、可以通过模具成型，保证其一致性。且外壳部分都使用金属材料，不易变形，可以保护光器件组件6，可靠性强。

上述实施例可以相互结合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

Claims (10)

1.一种垂直出纤的小型化高速光模块，其特征在于，包括：钣金上壳(1)、光器件支撑(3)、模块下壳(4)、光器件组件(6)；

钣金上壳(1)设置在光器件组件(6)、光器件支撑(3)、模块下壳(4)之上，光器件组件(6)设置在光器件支撑(3)、模块下壳(4)之上，光器件支撑(3)设置在模块下壳(4)之上。

2.如权利要求1所述的一种垂直出纤的小型化高速光模块，其特征在于，模块下壳(4)一端设置有裙摆(5)。

3.如权利要求2所述的一种垂直出纤的小型化高速光模块，其特征在于，模块下壳(4)远离裙摆(5)一端设有三根铜柱。

4.如权利要求1所述的一种垂直出纤的小型化高速光模块，其特征在于，光器件组件(6)包括的TOSA(603)、ROSA(604)、光器件压块(2)、高速电接口，PCB板(601)在TOSA(603)、ROSA(604)、光器件压块(2)之上，柔性电路板(602)焊接在PCB板(601)上，高速电接口焊接在PCB板(601)之上，光器件压块(2)设置在光器件组件(6)中的TOSA(603)、ROSA(604)之上。

5.如权利要求4所述的一种垂直出纤的小型化高速光模块，其特征在于，模块下壳(4)将跳线光口设计成LC端口，采用LC端口光纤进行传输。

6.如权利要求4所述的一种垂直出纤的小型化高速光模块，其特征在于，TOSA(603)、ROSA(604)通过柔性电路板(602)与PCB板(601)连接。

7.如权利要求4所述的一种垂直出纤的小型化高速光模块，其特征在于，光器件压块(2)和光器件支撑(3)上下夹住光器件TOSA(603)和ROSA(604)装在模块下壳(4)上。

8.如权利要求4所述的一种垂直出纤的小型化高速光模块，其特征在于，PCB板(601)一端设有用于信号输入和输出的双排针(605)。

9.如权利要求4所述的一种垂直出纤的小型化高速光模块，其特征在于，光器件压块(2)与光器件支撑(3)相对内侧均设有与TOSA(603)、ROSA(604)相对应的弧形缺口。

10.如权利要求1所述的一种垂直出纤的小型化高速光模块，其特征在于，钣金上壳(1)、模块下壳(4)均为金属材质。

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