CN114935798A - 光模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光模块，包括：电路板、板端连接器、线端连接器和密封盖，所述板端连接器设有反射界面且固定于所述电路板上，所述线端连接器用于与所述板端连接器连接，所述密封盖设置于所述电路板上以盖住至少部分的所述板端连接器和至少部分的所述线端连接器，所述板端连接器上的反射界面完全容置于所述密封盖内，所述密封盖的端面均做密封处理。本方案的光模块具有密封方式简单、涂胶可量化、可重工的特点。

Description

光模块

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体的是一种光模块。

背景技术

光模块是进行光电和电光转换的光电子器件，其发送端把电信号转换为光信号，接收端把光信号转换为电信号。光模块在工作时会产生高温，随着光模块功耗越来越大，传统的风冷系统已经难以满足光模块的冷却需求。近年来，将光模块浸泡在绝缘液体中进行降温这一新技术已经成为一种发展趋势，随之而来的问题是，如何对光模块进行密封处理，避免冷却液从缝隙中进入而造成光传输中断。

公开号为CN110716269A的中国专利公开了一种可采用液体浸没式制冷的光模块及其制作方法，上述专利文献所公开的塑封管壳可将电路板、光电器件、光学透镜和光学连接器等元件全部包裹在内，可在液体浸没环境中长期使用，实现模块内部光电器件同外部液体的完全隔离，有效阻止了液冷环境中的制冷液对光模块光路部分的污染及对光学通路的干扰。但是，却也存无法重工的问题。另外，如图1所示，亦己知有设计是将防渗透膜22先对位、黏附在板端连接器2的反光介面21上的开口后，直接将大量密封胶5直接灌注在二连接器2、3上，以完全封闭二连接器2、3之间的各缝隙G从而达到防水的效果。但是，同样地，其亦具有无法重工的缺点。另外，将防渗透膜22黏附板端连接器2的反光介面21上方开口的作业由于涉及上胶、对位、按压平坦等对精度要求较高的程序，故必需以人工进行，造成成本无法降低。

明确地说，当采用注射成型法在光模块外部成型塑封管壳或灌注大量密封胶的设计时，电路板、光电器件、光学透镜和光学连接器上布满胶料，且胶料填满几者之间的缝隙，当光模块经过测试发现因光纤断裂等原因导致制品功能不良时，由于各元件的缝隙G均已被胶料所填满且已紧密连接，故将无法对注射制品进行更换光纤的重工工作，只能直接报废，不良成本高。

再者，组装车间与注射车间是两个相对独立的空间，因此，光模块组装后要进行注塑封装时，需要从组装车间运送至注射车间，且注塑封装需要投入注塑模具、机械手等高成本设备；加上防渗透膜的设置等设计，致导生产成本居高不下。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明的一实施例中，提供了一种光模块，其具有组装简易且可重工的特点外，兼具防水效果佳的优点。

本申请实施例公开了：

一种光模块，包括：

一电路板1；

一线端连接器3；

一板端连接器2，所述板端连接器2设有反射界面21且固定于所述电路板1上，所述线端连接器3与所述板端连接器2连接；以及

一密封盖4，所述密封盖4为一组装件，所述密封盖4包括一体成型的一主体部41及一延伸部42，所述主体部41被组装于所述线端连接器3的末端处，所述延伸部42从所述主体部41往所述板端连接器2方向延伸，所述延伸部42覆盖于所述反射界面21的上方，以将其从外界隔离。

具体地，所述密封盖4的所述主体部41呈一中空环状并设有一通道4D，所述通道4D设有一头端开口4B及一尾端开口4A，所述线端连接器3从所述尾端开口4A穿入所述主体部41并固定于所述通道4D中，所述线端连接器3与所述通道4D的所述尾端开口4A为过盈配合关系。

具体地，所述板端连接器2与所述电路板1之间外露于所述密封盖4外的接缝上均被密封胶5所完整密封。

具体地，所述密封盖4的所述头端开口4B处的二侧壁与所述板端连接器2之间的垂直介面上分别设有长条状的密封胶5。

具体地，所述密封盖4的所述主体部41与所述电路板1之间设有下空白区段，在所述下空白区段中，所述密封盖4抵持于所述电路板1且二者之间未被密封胶5所完整密封，所述板端连接器2与所述电路板1之间外露于所述密封盖4外的接缝上均被所述密封胶5所完整密封。

具体地，所述密封盖4为一体成型且所述密封盖4的材料硬度介于邵氏硬度55～95D之间。

具体地，所述密封盖4的所述头端开口4B的端面与所述板端连接器2的端面相抵。

具体地，所述延伸部42的外边上设有一上空白区段，在所述上空白区段中，所述密封盖4的所述延伸部42抵持于所述板端连接器2上且二者之间未被密封胶5所完整密封，所述密封盖4朝向所述电路板1的一侧设有下侧开口。

具体地，所述光模块还包括设置于所述密封盖4上方的夹持件，所述夹持件的一端与所述板端连接器2背离所述线端连接器3的一端相抵，所述夹持件的另一端与所述线端连接器3背离所述板端连接器2的一端相抵。

具体地，所述光模块包括设置于所述电路板1下方的下壳8和设置于所述密封盖4上方的上壳7，当所述上壳7和所述下壳8固定连接时，所述上壳7将对所述密封盖4施加一压力。

本发明至少具有如下有益效果：

本实施例的光模块具有易于制造及可重工的优点。更明确的说，本实施例的光模块中的密封盖用于对板端连接器2上反射界面21和线端连接器3进行密封，密封盖4通过与板端连接器2和电路板1之间设置软性密封胶5、与线端连接器3过盈配合的方式进行密封等设计，使之仅需少量涂胶即可达成防止冷冻液流入的功能，涂胶施工简单，可在组装线上直接进行，无需对组装品进行额外运输，节约生产工时、生产成本。而且藉由延伸部42的设计，可进一步省略防渗透膜22的对位及固定，只要配合密封盖4与板端连接器2之间所涂的少量软性密封胶5，即可确保其密封性，同时确保其易于完全清除。因此，当出现光纤断裂而导致光模块功能异常时，只需将密封胶5清除即可将密封盖4移除，待密封盖4移除后，线端连接器3和板端连接器2可非破坏性地插拔，如此，可对光模块进行重工，降低产品的报废率。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中直接将大量密封胶灌注在二连接器2、3上的示意图；

图2是本发明实施例中光模块的结构示意图；

图3是本发明实施例中线端连接器3、板端连接器2和电路板1连接的结构示意图；

图4是本发明实施例中密封盖4安装于电路板1时第一视角下的结构示意图；

图5是本发明实施例中密封盖4安装于电路板1时第二视角下的结构示意图；

图6是本发明实施例中密封盖4第一视角下的结构示意图；

图7是本发明实施例中密封盖4第二视角下的结构示意图；

图8是本发明实施例中密封盖4第三视角下的结构示意图；

图9是本发明实施例中夹持件6与板端连接器2、线端连接器3连接的结构示意图；

图10是本发明实施例中夹持件6的结构示意图。

以上附图的附图标记：

1、电路板； 414、右翼部；

2、板端连接器； 42、延伸部；

21、反射界面21； 4A、尾端开口；

22、防渗透膜； 4B、头端开口；

3、线端连接器 4C、下侧开口；

31、第一部； 4D、通道；

32、第二部； 5、密封胶；

4、密封盖； 6、夹持件；

41、主体部； 61、第一弯折部；

411、顶板； 62、第二弯折部；

412、底板； 7、上壳；

413、左翼部； 8、下壳；

G、缝隙。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，以便这里描述的本发明的实施例。本发明的说明书和权利要求书中所称“包括/包含/具有甲零件或甲部份”或“包括/包含/具有一甲零件或甲部份”，在未与原记载内容冲突的前提下，是定义为甲零件或甲部份的数量为仅一个或者是两个或以上的多个。

如图2至图5所示，本实施例的光模块为一种可采用于液体浸没式制冷的光模块，更明确的说，其为一种可采用于液体浸没式制冷的QSFP连接器。

于本例中，光模块主要包括电路板1、线端连接器3、板端连接器2、密封盖4、上壳7及下壳8等组装件。所谓组装件可理解为事先制作完毕，待组合时再以黏胶或机构方式与其他元件结合、组装者。而例如是涂胶、直接形成于各元件表面以固定各元件的射出成型外模层等由于并非事先制作完毕后，以组装方式组合者，故均不属组装件。

上壳7和下壳8用于配合连接以形成一个用于容置电路板1及其他元件的内腔；而上壳7及下壳8的二侧壁处分别设置有一水平凹槽，用于供把手、扣件等元件容置。需注意的是，于本例中，由于把手、扣件等设计不影响本发明的主要效果，故未见于图中，但实际应用时，本例中的光模块和CN110716269A专利所示者同样需设有握把、扣件等元件的。

电路板1固设于下壳8中且电路板1的一部份位于内腔外，电路板1的工作表面上设置有用于接收、发送光讯号的光感应晶片及光输出晶片。

板端连接器2固定于电路板1上，并同时覆盖光感应晶片及光输出晶片。板端连接器2的上表面设有一凹槽，凹槽内设有一反射界面21，反射界面21用于将来自线端连接器3的光线反射至光感应晶片；亦可以将来自光输出晶片的光线反射至线端连接器3中的光纤线缆中。前述的反射界面21可以为全反射(Total internal reflection)界面。

另外，线端连接器3的一端与板端连接器2连接，另一端装配一条光纤线穿出上壳7及下壳8的内腔外。

如图6所示，密封盖4为一预先成型且为一体成型的组装件。密封盖4可采用橡胶制成，具体来说，可采用硅橡胶制成，惟其不以此为限，其可采用其他能提供微量弹性变型以防水的材料来取代之亦可。另外，用于制成密封盖4的材料硬度介于邵氏硬度55～95D之间之间，更明确的说，密封盖4的材料硬度约为85D。确保密封盖4在被压缩的过程中可以填满各介面之间的间隙，避免过硬或过软的材料均可能会影响密封盖4的密封性能。

如图6和图7所示，密封盖4包括一体成型的主体部41及延伸部42。主体部41按其形状可分割为顶板411、底板412、左翼部413及右翼部414几部份。左翼部413及右翼部414分别设于顶板及底板之间。顶板及底板均从后端往前端方向延伸而成。惟顶板的长度方向(X方向)较长、反之底板中央部份较短。藉此，当主体部41设于一表面时(例如是电路板)，可以和表面共同组成一个贯穿其前、后方向的矩形通道4D。所述通道4D设有一头端开口4B及一尾端开口4A，头端开口4B靠近板端连接器2，尾端开口4A则较远离板端连接器2。通道4D靠近尾端开口4A的一侧较窄，靠近头端开口4B的一侧较宽，藉此形成一类似阶梯状的结构。

如图8所示，由于主体部41的底板较短，故其底侧具有一个下侧开口4C。换句话说，主体部41朝向表面(例如是电路板)的一侧(底部)上还可以设有下侧开口4C，该下侧开口4C可进一步减少密封盖4的材料，有利于节约成本并一并降低其制造难度。需要说明的是，下侧开口4C的大小需限制在一定的范围内，以确保密封盖4与电路板1之间具有足够的接触面积，避免密封盖4与电路板1之间的密封性能受到影响。更明确的说，若下侧开口4C的水平面积为A；而主体部41的上表面的最大水平面积为B，则A/B介于20％至80％之间时，其较可兼顾防水性能及制造性。

以下说明各元件的相对关系。本实施例的密封盖4的延伸部42从主体部41的顶板的末端往前端进一步延伸而成。延伸部42为一矩型薄片状。主体部41呈一后窄前宽的轮廓。后窄部份的外尺寸略大于线端连接器3的外尺寸，而前宽部份的端面的高度及宽度则仅略大于板端连接器2的外尺寸或为基本相同。

在组装时，将线端连接器3从密封盖4的通道4D的尾端开口(第一开口)4A压入并从头端开口(第二开口)4B露出。线端连接器3与尾端开口4A过盈配合，配合橡胶制的密封盖4具有一定的弹性，故通道4D可以抱紧线端连接器3，从而实现了密封盖4与线端连接器3的连接处之密封效果。而密封盖4的通道4D与线端连接器3之间可选择性地设置或省略密封胶5，于本例中，采用省略密封胶5的设计。

另外，组装后，线端连接器3经主体部41设置于电路板1上，且密封盖4盖住至少部分的板端连接器2和至少部分的线端连接器3，且密封盖4的所有端面均可选择性地以少量防水胶做密封处理。同时，板端连接器2上的反射界面21、板端连接器2和线端连接器3的连接处完全容置于密封盖4内，确保反射界面21的光学性能不受影响。相对前案需另外设置防渗透膜22的设计，密封盖的设计可省略人工装配防渗透膜22时的对准步骤，进一步降低了组装难度及成本。

如图5所示，于本例中，密封盖4的主体部41与电路板1之间可设有下空白区段，在该下空白区段中，密封盖4抵持于电路板1且二者之间未被密封胶5所完整密封。换句话说，在下空白区段中，密封盖4与电路板1之间即便没有设置密封胶5也能实现二者之间的密封、防水。于本例中，密封盖的延伸部42的外边与板端连接器2之间以密封胶5做密封处理。于其他例中，延伸部42的外边上可设有一上空白区段，在该上空白区段中，密封盖4的延伸部42抵持于板端连接器2上且二者之间未被密封胶5所完整密封。换句话说，在上空白区段中，密封盖4的延伸部42与板端连接器2之间即便没有设置密封胶5也能实现二者之间的密封、防水。

另外，密封盖4的底板412的厚度恰好填补线端连接器3与电路板1之间的空隙。亦即，底板412位于线端连接器3和电路板1之间。另外，如图3所示，本实施例的线端连接器3包括容置于密封盖4内的第一部31和设置于密封盖4外的第二部32，第二部32沿X和Z方向的尺寸分别大于密封盖4设有尾端开口4A一端沿X和Z方向的尺寸，如此，当密封盖4的尾端开口4A的尾端截面可与线端连接器3的第二部32的端部相抵，有利于提高线端连接器3与密封盖4连接处的密封性。

如图4、图5和图8所示，板端连接器2与电路板1之间的连接介面均可设置长条状的密封胶5。该密封胶5为密封性较佳的软胶。具体来说，左翼部413及右翼部414面对板端连接器2的端面413A、414A分别与板端连接器2朝向线端连接器3的端面相抵；又或者直接接触。所谓甲、乙元件相抵，是指甲、乙元件的一者对另一者施加压力之意，二者之间可设置其他材质(如密封胶5)而不以直接接触为限。而除了板端连接器2与电路板1之间外，两个端面413A、414A和板端连接器2之间的垂直介面亦可分别以长条状密封胶5密封防止液体进入，如图4所示。

而为了确保密封盖4能够覆盖住板端连接器2上的反射界面21，密封盖4背离电路板1的一侧上设有与头端开口4B的端面相接的延伸部42。采用上述方案，密封盖4在满足对板端连接器2的密封功能的前提下，减少了对板端连接器2的覆盖，一方面可以减少密封盖4的材料，另一方面也可以不影响板端连接器2的散热性能。

进一步地，如图9和图10所示，本实施例的光模块还可以包括设置于密封盖4上方的夹持件6，该夹持件6的一端设有第一弯折部61，另一端设有第二弯折部62。该第一弯折部61用于与板端连接器2背离线端连接器3的一端相抵，第二弯折部62用于与线端连接器3背离板端连接器2的一端相抵，如此，夹持件6一方面可提高密封盖4沿X轴方向的加压紧迫，有利于提高其密封性，另一方面，夹持件6还可以预防跳线脱落。

较佳地，密封盖4和上壳7之间得选择性的设置有一具有一定弹性的占位元件(Spacer)(未绘示)，用以连接上壳7及密封盖4，使上壳7与下壳8组装完成时，上壳7可将密封盖4施加一压力使其紧压在板端连接器2上。也即，上壳7对密封盖4进行压持，确保上壳7有做紧迫，防止冷却液等异物进入光口。然而，上述的占位元件可以整合于上壳7或者密封盖4中。亦即，上壳7面对密封盖4的一侧可设置一凸出结构，又或者，可将密封盖4的上侧一部份或全部加厚，以使上壳7和下壳8结合时，密封盖4不轻易松脱即可。亦即，由于密封盖4的上表面和线端连接器3及板端连接器2之间己被上壳7压紧，故密封盖4的上表面和线端连接器3及板端连接器2之间无需上密封胶5即可保持密封状态。采用此设计时，当光模块因重工而需要分开线端连接器3与板端连接器2时，工人可握持密封盖4的上表面并将密封盖4从线端连接器3及板端连接器2掀开并直接撕下。而撕下时，密封盖4和板端连接器2之间的的涂胶会从电路板1上一并被扯离，在大多数情况中，无需进一步清洁即可直接重工。由于胶为软质且为细长条状，故扯离时不会害伤其他元件，而即使有残胶，也只要使用工具直接刮除即可，极为简易。

另外，上壳7与电路板1之间和/或下壳8与电路板1之间具有开口，该开口可允许冷却液进入上壳7与外壳所形成的内腔中以与电路板1接触，提高电路板1的散热效率。

本实施例的光模块的制备方法大体如下：先将板端连接器2固定或焊接于电路板1上，在此步骤中，可对板端连接器2与电路板1之间的缝隙进行涂密封胶5处理；接着，将密封盖4安装于电路板1上，使密封盖4与板端连接器2对位良好，然后在密封盖4与板端连接器2的连接处涂密封胶5处理；接着，将线端连接器3自密封盖4上尾端开口4A穿入密封盖4内并连接到板端连接器2上。又或者，先将线端连接器3穿入密封盖4内，再将密封盖4与板端连接器2对位后固定于电路板1上亦可。

简而言之，本发明的一例中的重点之一在于密封盖4的设计。本发明的目标是设计出一种能防止液体渗入线端连接器3与板端连接器2之间的连接介面；及板端连接器2顶部的凹槽的连接器设计。针对连接介面部份，密封盖4套接在线端连接器3的末端外，当线端连接器3向板端连接器2推挤时，密封盖4的前侧端面会被夹在线端连接器3和板端连接器2之间，并构成防渗结构。而板端连接器的凹槽部份，密封盖4的延伸部42会覆盖板端连接器的凹槽的整体，并藉由上壳7的下压力来防止渗体渗入。同时，密封盖4被下压时，其会被紧压在电路板1上，进一步防止冷却液经电路板1和线端连接器3之间的介面渗入连接介面，藉此可省略习知的防渗透膜22的设计。

综上所述，本实施例的光模块至少具有以下优点：

1.本实施例的光模块具有用于对板端连接器2上反射界面21和线端连接器3进行密封的密封盖4，密封盖4的四周通过与板端连接器2和电路板1之间设置软性密封胶5、与线端连接器3过盈配合的方式进行密封，该方式仅需少量涂胶即可达成防止冷冻液流入的功能，涂胶量可量化且涂胶施工简单，可在组装线上直接进行，无需对组装品进行额外运输，节约生产工时、生产成本。

2.由于密封盖4与板端连接器2之间所涂为软性的密封胶5，易于完全清除，因此，当出现光纤断裂而导致光模块功能异常时，只需将密封胶5清除即可将密封盖4移除，待密封盖4移除后，线端连接器3和板端连接器2可非破坏性地插拔，如此，可对光模块进行重工，降低产品的报废率。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种光模块，其特征在于，包括：

一电路板1；

一线端连接器3；

一板端连接器2，所述板端连接器2设有反射界面21且固定于所述电路板1上，所述线端连接器3与所述板端连接器2连接；以及

一密封盖4，所述密封盖4为一组装件，所述密封盖4包括一体成型的一主体部41及一延伸部42，所述主体部41被组装于所述线端连接器3的末端处，所述延伸部42从所述主体部41往所述板端连接器2方向延伸，所述延伸部42覆盖于所述反射界面21的上方，以将其从外界隔离。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述密封盖4的所述主体部41呈一中空环状并设有一通道4D，所述通道4D设有一头端开口4B及一尾端开口4A，所述线端连接器3从所述尾端开口4A穿入所述主体部41并固定于所述通道4D中，所述线端连接器3与所述通道4D的所述尾端开口4A为过盈配合关系。

3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述板端连接器2与所述电路板1之间外露于所述密封盖4外的接缝上均被密封胶5所完整密封。

4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述密封盖4的所述头端开口4B处的二侧壁与所述板端连接器2之间的垂直介面上分别设有长条状的密封胶5。

5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述密封盖4的所述主体部41与所述电路板1之间设有下空白区段，在所述下空白区段中，所述密封盖4抵持于所述电路板1且二者之间未被密封胶5所完整密封，所述板端连接器2与所述电路板1之间外露于所述密封盖4外的接缝上均被所述密封胶5所完整密封。

6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述密封盖4为一体成型且所述密封盖4的材料硬度介于邵氏硬度55～95D之间。

7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述密封盖4的所述头端开口4B的端面与所述板端连接器2的端面相抵。

8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述延伸部42的外边上设有一上空白区段，在所述上空白区段中，所述密封盖4的所述延伸部42抵持于所述板端连接器2上且二者之间未被密封胶5所完整密封，所述密封盖4朝向所述电路板1的一侧设有下侧开口。

9.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光模块还包括设置于所述密封盖4上方的夹持件，所述夹持件的一端与所述板端连接器2背离所述线端连接器3的一端相抵，所述夹持件的另一端与所述线端连接器3背离所述板端连接器2的一端相抵。

10.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光模块包括设置于所述电路板1下方的下壳8和设置于所述密封盖4上方的上壳7，当所述上壳7和所述下壳8固定连接时，所述上壳7将对所述密封盖4施加一压力。

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