CN115097582B - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光模块，包括壳体和设于壳体内的电路板模组、光纤插座模组及光电芯片，所述壳体包括光口，所述光电芯片与所述电路板模组相电性连接，所述光纤插座模组包括若干光纤插座，其特征在于：所述若干光纤插座相互连接在一起；相互连接在一起的所述若干光纤插座安装于所述光口处。本申请改进了光模块光纤插座的组装结构，先将各光纤插座组成一个模组，再将整个模组安装到壳体上，便于光纤插座的组装，有效提高了装配效率。

Description

一种光模块

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

随着人们对信息量的需求越来越大，对光通讯网络的要求也是越来越高。光模块的尺寸越做越小，通道也越密集，需要更多的光接口进行光信号传输。目前多光接口的光模块组装，特别是采用光纤跳线连接模块内的pcba(Printed Circuit Board Assembly，电路板装配件)和光接口的结构中，一般是将多个光纤插座依次组装到壳体的光接口内，组装工作复杂，装配效率低。

发明内容

本申请的目的在于提供一种光模块，光纤插座组装方便，装配效率高。

为了实现上述目的之一，本申请提供了一种光模块，包括壳体和设于壳体内的电路板模组、光纤插座模组及光电芯片，所述壳体包括光口，所述光电芯片与所述电路板模组相电性连接，所述光纤插座模组包括若干光纤插座，其特征在于：所述若干光纤插座相互连接在一起；相互连接在一起的所述若干光纤插座安装于所述光口处。

作为实施方式的进一步改进，所述光纤插座包括套管和设于套管内的光纤插芯。

作为实施方式的进一步改进，所述光口包括与所述光纤插座的套管相对应的若干通孔，所述套管的前端穿过所述通孔。

作为实施方式的进一步改进，还包括限位卡，设于所述光纤插座模组后面，将所述光纤插座模组向所述光口卡紧。

作为实施方式的进一步改进，所述限位卡的两侧分别设有第一卡合部，所述壳体内设有第二卡合部；所述限位卡通过所述第一卡合部与所述第二卡合部配合安装于所述壳体内。

作为实施方式的进一步改进，所述限位卡包括若干避让口，以避让所述光纤插座末端或与所述光纤插座连接的光纤。

作为实施方式的进一步改进，所述光纤插座模组上设有第一外定向结构，所述壳体上设有第二外定向结构；所述第二外定向结构与所述第一外定向结构相互配合，限定所述光纤插座模组的安装方向。

作为实施方式的进一步改进，所述光纤插座模组通过粘胶、焊接或螺丝锁定安装于所述壳体的光口处。

作为实施方式的进一步改进，所述光纤插座模组还包括一主板，所述若干光纤插座固定于所述主板上。

作为实施方式的进一步改进，所述主板包括前板面和后板面；所述前板面临近所述光口，所述后板面远离所述光口；所述主板上设有贯穿所述前面板和后板面的若干插孔；

所述光纤插座穿过所述插孔，穿设于所述光口内；所述光纤插座后端部设有限位台阶，所述限位台阶的台阶面抵靠于所述后板面上；

所述主板上设有向后延伸的卡爪，所述卡爪的末端设有爪钩，所述爪钩卡于所述光纤插座的后端面，将所述光纤插座固定在所述主板上。

作为实施方式的进一步改进，所述插孔内设有第一内定向结构，所述光纤插座外壁设有第二内定向结构；所述第二内定向结构与所述第一内定向结构相互配合，限定所述光纤插座的方向。

作为实施方式的进一步改进，所述光纤插座模组的若干光纤插座为一体成型结构，或者所述光纤插座模组的若干光纤插座焊接或胶粘在一起。

作为实施方式的进一步改进，所述光口与所述壳体为一体成型结构，或者所述光口固定安装于所述壳体上。

作为实施方式的进一步改进，所述光口与所述光纤插座模组之间设有电磁屏蔽板。

作为实施方式的进一步改进，所述电磁屏蔽板为一导电弹性板，所述导电弹性板具有若干穿孔，所述光纤插座的前端穿过所述穿孔，与所述穿孔过盈配合。

本申请还提供了一种光模块的组装方法，包括如下步骤：

提供一电路板模组、光电芯片、光纤插座模组和壳体，所述光纤插座模组包括若干连接在一起的光纤插座，所述壳体包括下壳体和上盖，所述壳体具有光口和电口；

将所述光电芯片与所述电路板模组电性连接，将所述光纤插座模组光学耦合到所述光电芯片，将所述电路板模组安装到所述下壳体靠近电口一端，将所述若干连接在一起的光纤插座插入所述光口处，并将所述光纤插座固定在所述光口处；

将所述上盖盖到所述下壳体上。

作为实施方式的进一步改进，所述若干连接在一起的光纤插座的连接方法包括：提供一具有若干插孔的主板，将若干所述光纤插座穿过所述插孔；

所述主板上设有向后延伸的卡爪，所述卡爪的末端设有爪钩，所述爪钩卡于所述光纤插座的后端面，将若干所述光纤插座固定在所述主板上。

本申请的有益效果：改进了光模块光纤插座的组装结构，先将各光纤插座组成一个模组，再将整个模组安装到壳体上，便于光纤插座的组装，有效提高了装配效率；也便于采取电磁屏蔽措施，有效提高了组件的电磁密封性能。

附图说明

图1是本申请光模块结构示意图；

图2是本申请光模块实施例1分解结构示意图；

图3是本申请实施例1中光纤组件结构示意图；

图4是图3中光纤插座模组分解结构示意图；

图5是光纤插座连接方式示意图；

图6是光纤插座和卡爪结构示意图；

图7是光纤插座的另一种连接方式示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本申请进行详细描述。但这些实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。

在本申请的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本申请的主题的基本结构。

另外，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。当元件或层被称为在另一部件或层“上”、与另一部件或层“连接”时，其可以直接在该另一部件或层上、连接到该另一部件或层，或者可以存在中间元件或层。

如图1所示，本申请的光模块包括壳体10和设于壳体10内的电路板模组(PrintedCircuit Board Assembly，电路板装配件)和光学元件。壳体10具有光口13和电口14，包括下壳体11和上盖12，下壳体11包括两个相对的侧壁。光学元件包括设于电路板20上的光电芯片和设于光路中的透镜和/或波分复用器30，以及传输信号光的光纤组件40。

实施例1

如图2和3所示的光模块，该实施例中上述光纤组件主要包括若干光纤41以及分别设于光纤41两端的耦合端42和光纤插座43。耦合端42与安装于电路板20上的光电芯片光学耦合，例如通过设于光路中的透镜和/或波分复用器30等与光电芯片耦合，光纤插座43安装在壳体光口13处，以在光电芯片和光口13之间传输光信号。该实施例中，若干光纤41的耦合端42集成在一MPO(Multi Push On)连接器上，直接与集成在一起的透镜和/或波分复用器30对接；若干光纤41相应的若干光纤插座43相互连接在一起组成光纤插座模组，该光纤插座模组安装在壳体的光口13处。这里，光纤插座43包括套管和设于套管内的光纤插芯，具体的，如图6所示，套管包括插座前端部431和插座末端部432，以及设于套管内的套筒435和光纤插芯436。如图2所示，壳体的光口13包括与上述光纤插座43的套管相对应的若干通孔131，上述相互连接在一起的若干光纤插座43作为一个整体一起插入壳体光口13处，各光纤插座43套管的插座前端部431分别穿过光口13上的各通孔131，用于跟外部的光纤接头对接。上述光口13与下壳体11为一体成型结构，在其它实施例中，光口13可以与下壳体11分离，通过卡扣扣合、焊接、粘胶或螺丝锁定等方式固定安装于下壳体11上。该光模块改进了光纤插座的组装结构，先将各光纤插座组成一个模组，再将整个模组安装到壳体上，便于光纤插座的组装，有效提高了装配效率。

如图2所示，该实施例中，光纤插座模组安装到壳体的光口13之后，通过采用一限位卡45卡设在光纤插座模组后面，将光纤插座模组向光口13卡紧，以将光纤插座43固定在光口13处。具体的，该限位卡35的两侧分别设有第一卡合部，壳体内设有第二卡合部；限位卡通过第一卡合部与第二卡合部配合安装于壳体内。如图2-4所示，这里，第一卡合部为设于限位卡45上的凸缘451，第二卡合部为设于下壳体11侧壁15内的导槽151，光纤插座模组的前端插入壳体光口13之后，将限位卡45插入，通过限位卡45的凸缘451与下壳体11侧壁15内的导槽151配合，对限位卡45进行限位，将光纤插座模组向光口13卡紧，最终将光纤插座模组限制在壳体光口13与限位卡45之间，完成光纤插座模组的安装固定。为了便于卡入限位卡45，可在限位卡45的凸缘451下端和下壳体11侧壁15内的导槽151上端分别设置倒角，以引导限位卡45顺利卡入壳体内。或者，在其它实施例中也可以在限位卡上设置导槽，在壳体侧壁内设置凸缘，通过导槽与凸缘的配合卡入限位卡。通过限位卡对光纤插座模组进行限位，组装方式简便快捷，进一步提高了装配效率，而且便于更换维修。当然，在其它实施例中，光纤插座模组也可以通过粘胶、焊接或螺丝锁定等其它方式固定安装在壳体的光口处，而不需要限位卡限位。

如图3-6所示，该实施例中，光纤插座模组还包括一主板44，通过将上述若干光纤插座43固定于主板44上，从而将各光纤插座43并排或矩阵连接在一起。这里，如图6所示，主板44包括前板面441和后板面442，前板面441临近光口，后板面442远离光口，主板44上设有贯穿该前面板441和后板面442的若干插孔443。若干光纤插座43的插座前端部431穿过相应的若干插孔443，穿设于光口内，插座后端部432设有限位台阶433，该限位台阶433的台阶面抵靠于后板面442上。如图5和6所示，主板44上设有向后延伸的卡爪46，卡爪46的末端设有爪钩461，该爪钩461卡于光纤插座43的后端面437，从而将光纤插座43固定在主板44上，使各光纤插座43并排或矩阵连接在一起。当然，在其它实施例中，各光纤插座也可以通过焊接或粘胶等方式固定在主板上。

如图3和4所示，上述限位卡45包括若干避让口452，以避让和光纤插座43连接的光纤41。各避让口452之间的支撑臂453向前凸出，抵靠在各光纤插座43的后端面437，从而将光纤插座模组向壳体光口处卡紧。为了便于卡入限位卡45，支撑臂453向前凸出部分的下端可设置倒角，以引导限位卡45顺利卡到光纤插座模组后面。

在一些光模块封装中，光纤插座里的光纤插芯的端面可能设为倾斜面，以减少光回波损耗等，所以安装在光口内的光纤插座模组里的光纤插座需要定向插入光口内，且不允许光纤插座转动。因此，该实施例中，上述光纤插座模组的主板的各插孔内设有第一内定向结构；相应的，光纤插座外壁设有第二内定向结构；该第二内定向结构与第一内定向结构相互配合，以限定光纤插座的方向，防止光纤插座转动。具体的，如图4和6所示，可以在主板44的插孔443内设置一凸起444，在光纤插座43外壁设置一凹槽434，即上述第一内定向结构为一凸起444，第二内定向结构为一凹槽434，将光纤插座43插入插孔443内时，只有凹槽434对准凸起444，才能将光纤插座43插入插孔443内，也只有凹槽434对准凸起444，光纤插芯436的端面斜面方向才是需要的角度方向，光纤插座43插入插孔443之后便不能再转动，以将光纤插芯436的斜面锁定在指定方向。当然，在其它实施例中，也可以将上述凹槽设置在插孔内，凸起设置在光纤插座外壁上，也可以是其它形状的相互配合的定向结构。

在多路并行的光模块中，各光纤插座可能分别与光接收芯片和光发射芯片连接，所以各光纤插座分别用于输出光信号和输入光信号，其排列位置不可置换，即各光纤插座在光纤插座模组上是按一定顺序排列，光纤插座模组插入光口时的左右方向也是一定的，不能左右置换。为了便于组装，该实施例中光纤插座模组上设有第一外定向结构，相应的，壳体上设有第二外定向结构，该第二外定向结构与第一外定向结构相互配合，限定光纤插座模组的安装方向，以保证光纤插座模组上下左右方向正确地插入光口内，避免将光纤插座模组内的光纤插座位置装错。这里，第一外定向结构和第二外定向结构同样可以是凸起与凹槽的配合(图中未示出)，例如可以在壳体底部或侧壁设置凹槽，在光纤插座模组的底面或侧壁设置凸起等。

如图2-5所示，为了提高光模块的EMI(Electromagnetic Interference)性能，光口与光纤插座模组之间设有电磁屏蔽板，在上盖12和下壳体11侧壁15之间的组装缝隙内填满导电胶之类的电磁屏蔽条。如此，下壳体11、上盖12、电磁屏蔽板和电磁屏蔽条一起使得光模块内部形成一个小型密封腔，能够有效地防护和减少电磁泄漏，提供光模块的EMI性能。该实施例中，电磁屏蔽板为一导电弹性板50，如导电泡棉或导电橡胶等。该导电弹性板50具有若干穿孔51，组装时，将该导电弹性板50套到光纤插座43的插座前端部431上，使导电弹性板50贴紧光纤插座模组的主板44前板面441，再跟光纤插座模组一起组装到壳体的光口13处。该导电弹性片50具有一定的伸缩性或可压缩性，且导电弹性片50的尺寸略大于下壳体11与上盖12组装之后内部空间的横截面尺寸，使得该弹性导电片50与壳体过盈配合，充满光纤插座模组与光口13、下壳体11、上盖12之间的间隙。另外，导电弹性片50上的穿孔51尺寸略小于光纤插座前端部43的尺寸，使的该弹性导电片50的穿孔51与光纤插座43过盈配合，以充分填满光纤插座43与主板44插孔443之间的间隙，使得光模块前端光口13位置的所有缝隙都被填满，有效提高了光模块的EMI性能。

常用的多路并行的光模块中，通过上盖与下壳体配合夹持光纤插座的结构，不便于在光纤插座前端增加电磁屏蔽，组装不方便，而且不能做到很好的密封性能。本申请先将各光纤插座组成一个模组，再将整个模组安装到壳体上结构，可以在光纤插座模组组装完成后方便地将整片的电磁屏蔽板套到光纤插座模组的前面，再跟光纤插座模组一起组装到壳体的光口处，电磁屏蔽结构组装方便，同时可以做到很好的电磁密封性能。

实施例2

如图7所示，为光模块内的光纤组件示意图，与实施例1不同的是，该实施例的光模块中光纤插座模组的若干光纤插座是一体成型的结构。光纤插座模组各光纤插座的插座前端部431依然是各自分离的空心圆柱结构，或者也可以是连在一起的并排的多个空心圆柱结构。各插座后端部47为一体结构，形成一长方体，该长方体上设有若干通孔，各光纤插座的插座前端部431分别与该若干通孔配合，将光纤插座的套筒和光纤插芯组装在该通孔内。组装时该一体结构的光纤插座模组作为一个整体一起组装到壳体的光口处，然后通过粘胶、焊接或螺丝锁定等其它方式固定安装在壳体的光口处。或者，也可以采用限位卡将该光纤插座模组固定安装在壳体的光口处。

同样，也可以在该光纤插座模组的前板面套入电磁屏蔽板，再将套设了电磁屏蔽板的光纤插座模组安装到壳体光口处，以在光口处提供很好的电磁屏蔽性能。

在该光纤插座模组的一体成型的结构底面或侧面也可以设置第一外定向结构，相应的，在壳体上设置第二外定向结构，该第二外定向结构与第一外定向结构相互配合，限定光纤插座模组的安装方向，以保证光纤插座模组上下左右方向正确地插入光口内，避免将光纤插座模组内的光纤插座位置装错。

在其它实施例中，光纤插座模组的若干光纤插座也可以通过焊接或胶粘等方式相互连接在一起。

实施例3

本申请的光模块的组装方法，包括如下步骤：

提供一电路板模组、光电芯片、光纤插座模组和壳体；其中，光纤插座模组包括若干连接在一起的光纤插座，壳体包括下壳体和上盖，壳体具有光口和电口；

将上述光电芯片与电路板模组电性连接，将上述光纤插座模组光学耦合到光电芯片，将上述电路板模组安装到下壳体靠近电口一端，将若干连接在一起的光纤插座插入光口处，并将光纤插座固定在光口处；

将上盖盖到下壳体上，完成光模块封装。

上述步骤“将上述光电芯片与电路板模组电性连接，将上述光纤插座模组光学耦合到光电芯片，将上述电路板模组安装到下壳体靠近电口一端，将若干连接在一起的光纤插座插入光口处，并将光纤插座固定在光口处”中，各模组或部件的组装顺序可以根据实际需要调整，没有限定组装顺序。

该实施例中，上述若干连接在一起的光纤插座的连接方法包括：提供一具有若干插孔的主板，将若干光纤插座穿过相应的若干插孔，以将若干光纤插座固定在主板上。这里，在主板上设有向后延伸的卡爪，该卡爪的末端设有爪钩，爪钩卡于上述光纤插座的后端面，以将若干光纤插座固定在主板上，形成光纤插座模组。

上述将光纤插座模组固定在光口处的固定方法包括：提供一限位卡，将限位卡卡入壳体内，从而将光纤插座模组向壳体光口处卡紧，使光纤插座模组固定在光口处。该限位卡的两侧设有第一限位部，上述下壳体两侧壁内设有第二限位部，该第二限位部与第一限位部配合，限制限位卡的位置，使其将光纤插座模块卡紧。

上述光模块的组装方法中，在光纤插座模组安装到光口之前，还可在光纤插座模组的前端套入一电磁屏蔽板，再将光纤插座模组安装到光口处，以将电磁屏蔽板安装到光口与光纤插座模组之间，使其填满光口与光纤插座模组之间的所有缝隙，在光模块前端实现很好的电磁屏蔽性能。

上述各实施例的结构或方法适用于小型可插拔的QSFP封装的光模块，光口与光纤模组的组装方式适用于CS光接口，当然也适用于其它型号的光模块和光接口。

上述各实施例以光纤插座通过光纤耦合到光电芯片的光纤组件为例进行说明，在其它实施例中，光纤插座也可以是直接耦合到光电芯片上，即光纤插座与光电芯片组装成插拔式光学次模块，再通过FPC(Flexible Printed Circuit Board，柔性电路板)软板连接光电芯片与上述电路板，实现光电芯片与电路板之间的电性连接。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种光模块，其特征在于，包括：

壳体，包括下壳体和上盖；所述下壳体设有光口，所述光口具有若干通孔；

电路板模组，设于所述壳体内；

光电芯片，设于所述壳体内并电性连接所述电路板模组；

光纤插座模组，设于所述壳体内，所述光纤插座模组包括若干光纤插座和主板，所述若干光纤插座固定于所述主板上使所述若干光纤插座相互连接在一起，各所述光纤插座的前端部穿过对应的所述通孔用以与所述光模块外部的光纤接头对接；

若干光纤，所述若干光纤的一端与所述光电芯片光学耦合，另一端分别保持于所述若干光纤插座内；

限位卡，设于所述壳体内，所述限位卡位于所述光纤插座模组后面，将所述光纤插座模组向所述光口卡紧。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于：所述限位卡的两侧分别设有第一卡合部，所述下壳体内设有第二卡合部；所述限位卡通过所述第一卡合部与所述第二卡合部配合安装于所述壳体内。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于：所述限位卡包括若干避让口，以避让所述光纤插座末端或与所述光纤插座连接的光纤。

4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于：所述限位卡还包括位于各所述避让口之间的支撑臂，所述支撑臂抵靠于所述光纤插座模组的后面，将所述光纤插座模组向所述光口卡紧。

5.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于：支撑臂具有朝向所述光纤插座凸出于所述限位卡的凸出部分，所述凸出部分抵靠于各所述光纤插座的后端面。

6.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于：所述光纤插座模组上设有第一外定向结构，所述壳体上设有第二外定向结构；所述第二外定向结构与所述第一外定向结构相互配合，限定所述光纤插座模组的安装方向。

7.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于：所述光纤插座包括套管和设于套管内的光纤插芯。

8.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于：

所述主板设有若干插孔和向后延伸的卡爪，所述光纤插座的前端穿过所述插孔，所述卡爪设有爪钩，所述爪钩卡于所述光纤插座的后端面，以将所述若干光纤插座固定于所述主板上。

9.根据权利要求8所述的光模块，其特征在于：

所述主板包括前板面和后板面；所述前板面临近所述光口，所述后板面远离所述光口；所述若干插孔贯穿所述前板面和后板面；

所述光纤插座的前端穿过所述插孔，穿设于所述光口内；所述光纤插座后端部设有限位台阶，所述限位台阶的台阶面抵靠于所述后板面上。

10.根据权利要求9所述的光模块，其特征在于：所述插孔内设有第一内定向结构，所述光纤插座外壁设有第二内定向结构；所述第二内定向结构与所述第一内定向结构相互配合，限定所述光纤插座的方向。

11.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于：所述光纤插座模组的若干光纤插座的套管与所述主板为一体成型结构。

12.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于：所述光口与所述下壳体为一体成型结构，或者所述光口固定安装于所述下壳体上。

13.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于：所述光口与所述光纤插座模组之间设有电磁屏蔽板。

14.根据权利要求13所述的光模块，其特征在于：所述电磁屏蔽板为一导电弹性板，所述导电弹性板具有若干穿孔，所述光纤插座的前端穿过所述穿孔，与所述穿孔过盈配合。

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