CN115327716A - 一种用于光模块的pcb组件及光模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于光模块的PCB组件及光模块，属于光模块结构技术领域，其包括第一主板和第二主板，并且第一主板和第二主板在第一方向上至少部分重叠，该第一主板和第二主板之间连有第一软板和第二软板，第一软板用于信号传输，第二软板用于电能传输，并且第一软板和第二软板的至少其中一端分别连接第一主板或第二主板的其中两侧边。本申请中的用于光模块的PCB组件在不增加原有主板长度和宽度的情况下，通过叠层设置，增加其整体布置面积，并分别采用第一软板和第二软板单独传输信号和电能，避免光电传输过程中的相互干扰问题，进一步提高其整体传输速率。
Description
技术领域
本发明属于光模块结构技术领域，具体涉及一种用于光模块的PCB组件及光模块。
背景技术
光模块通常由光电子器件、功能电路和光接口等组成，其中光电子器件包括发射和接收部分，其通常的作用就是发送端把电信号转换为光信号，再通过光纤传送后，通过接收端再把光信号转换成电信号。
目前光模块传输速率越来越高，并要求光模块的小型化设计，要求在小型封装内模块的速率翻倍，而现有的光模块无法同时满足小型化和高传输速率的要求。
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，本发明提供了一种用于光模块的PCB组件及光模块，用以解决现有光模块内部小型化封装和高传输速率问题。
为实现上述目的，本发明提供一种用于光模块的PCB组件，其包括：
第一主板和第二主板，所述第一主板和所述第二主板间隔设置；
所述第一主板和所述第二主板之间连有第一软板和第二软板；
所述第一软板和所述第二软板分别用于所述第一主板和所述第二主板之间的信号传输和电能传输；
且所述第一软板和所述第二软板的其中一端均与所述第一主板的至少一个侧边相连，其另一端均与所述第二主板的至少一个侧边相连。
作为本发明的进一步改进，所述第一主板和所述第二主板分别连接所述第一软板两端的两侧边；
所述第二软板包括互成倾角设置的连接部和弯折部，所述连接部一端连接所述第二主板，其另一端沿第二方向延伸，所述弯折部一端连接所述连接部，其另一端连接所述第一主板；
所述第一软板的弯折半径与所述弯折部的弯折半径相同。
作为本发明的进一步改进，还包括电源板，所述电源板与所述第一主板间隔设置；所述电源板与所述第一主板之间通过第三软板和至少一个导电针相连；
所述第三软板用于所述电源板与所述第一主板之间的信号传输；
所述导电针用于所述电源板与所述第一主板之间的电能传输。
作为本发明的进一步改进，所述导电针为铍铜材质，且所述导电针外周设置有镀金层。
作为本发明的进一步改进，所述导电针包括支撑段和设置在所述支撑段两端的插接段，所述电源板和所述第一主板上分别设有插接孔，两所述插接段插接在两所述插接孔内，且所述支撑段两端分别抵接所述电源板和所述第一主板。
作为本发明的进一步改进，所述导电针的轴向长度为1.5～1.7mm。
本申请还包括一种光模块，其包括第一盖体和第二盖体，所述第一盖体与所述第二盖体之间形成有容置空间，所述容置空间内设有所述用于光模块的PCB组件。
作为本发明的进一步改进，所述第一主板和所述第二主板之间还设有支撑组件，所述支撑组件沿第一方向的两端分别至少部分抵接所述第一主板和所述第二主板。
作为本发明的进一步改进，所述第一盖体朝向所述第二盖体设置有至少一个定位柱，所述第二主板上对应开设有定位孔，所述定位柱一端穿过所述定位孔且抵接所述第一主板侧壁。
作为本发明的进一步改进，所述支撑件抵接所述第二主板的一侧设有散热片。
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)本发明的用于光模块的PCB组件，其通过将原有光模块中的一块主板设置为第一主板和第二主板的双主板形式，并通过将两主板叠层设置，在不增加原有主板的长度和宽度的同时，增加光模块内主板的布置面积，提高传输速率；并且分别利用第一软板和第二软板分别进行二者的信号和电能传输，防止信号与电流的串扰问题；同时可通过调整主板上的电子元件布置，两软板通过与主板连接位置的不同，解决主板上电子元件工作发热集中的问题。
(2)本发明的用于光模块的PCB组件，其通过将第二软板设置为互成倾角设置的连接部与弯折部，利用连接部与弯折部的连接形式对第二软板的连接方向进行转向，便于第二软板端部与第一主板的连接，同时控制第一软板与第二软板的弯折部的弯折半径，使得第一主板与第二主板叠层放置时，两主板处于平行设置状态，并且第一软板和第二软板不会出现拉扯问题，确保两软板与两主板之间的连接稳定性。
(3)本发明的用于光模块的PCB组件，其通过单独设置电源板，将原本直接设置在主板上的电源板与主板进行分离，进一步降低电源板工作对主板带来的散热负荷，并分别通过第三软板和导电针进行信号传输和电能传输，确保电源板与第一主板之间的信号传输稳定和电流传输稳定。同时，本申请通过选用铍铜材质的导电针，并在导电针外设置镀金层，使得导电针在具备较小半径的情况下，具备高效的电流传输以及支撑强度，确保了电源板对第一主板的稳定供电，以及电源板与第一主板叠层架设的稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例中用于光模块的PCB组件的整体结构示意图；
图2是本发明实施例中用于光模块的PCB组件的平面展开示意图；
图3是本发明实施例中光模块剖面结构示意图；
图4是本发明实施例中光模块拆解示意图。
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、第一主板；2、第二主板；3、第一软板；4、第二软板；5、电源板；6、第三软板；7、导电针；8、第一盖体；9、第二盖体；10、支撑组件；11、定位柱；12、散热片；13、螺钉；14、限位槽；15、限位柱；16、环形孔台。
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。
请参阅图1～4，本发明优选实施例中的用于光模块的PCB组件包括有第一主板1和第二主板2，且第一主板1与第二主板2在第一方向上至少部分重叠，该第一主板1和第二主板2之间还连有第一软板3和第二软板4。其中，第一软板3和第二软板4分别用于第一主板1和第二主板2之间的信号传输与电能传输，并且第一软板3和第二软板4的其中一端与第一主板1的至少一个侧边相连，其另一端与第二主板2的至少一个侧边相连。
本方案中所称软板即柔性电路板(Flexible Printed Circuit Board，FPC)，业内俗称FPC，是用柔性的绝缘基材制成的印刷电路板。柔性电路板可以自由弯曲、卷绕、折叠，可以承受数百万次的动态弯曲而不损坏导线，可依照空间布局要求任意安排，并在三维空间任意移动和伸缩。
在一些领域或应用环境中，例如QSFP封装的800G光模板，由于需要高密度封装和/或高速率数据传输，对模块中的用于光模块的PCB组件提出了更高要求，往往需要更大规模的处理电路、更高效率的散热环境等。用于光模块的PCB组件常规的单个主板结构已经无法满足这种高密度封装和高传输速率的要求。基于此，本申请设置第一主板1和第二主板2的双主板结构，并将第一主板1与第二主板2进行叠层设置，在符合原有布置条件的基础上增加主板的实际使用面积，以满足大幅提高其传输速率的要求。并且，为了维持两主板间的数据传输的可靠性以及稳定性，同时能够满足封装要求，通过设置柔性电路板即软板进行两者的通讯连接，而且本方案是设置两个软板即第一软板3和第二软板4进行两者的通讯连接，并分别用于两主板之间的信号与电能的传输。这样，一方面可以将层叠设置的两主板能够有效连接，不会由于层叠主板之间进行硬连接导致的PCB板尺寸加大、连接工艺复杂导致的封装尺寸增大或封装工艺难度加大，从而满足小型化封装要求；另一方面，采用柔性电路板这种线路均匀性好、空间灵活性好的连接元件可以使得元器件装配和导线连接高度一体化，其数据传输稳定性和可任意配置性可以极大满足高密度封装和/或高速率数据传输的要求；而且，通过两软板分开连接，一个软板用于进行数据或信息传输，另一个软板进行供电电能传输，能够避免信号与电流传输过程中相互干扰的问题，提升产品性能。
优选地，上述第一软板3和第二软板4与其中一个主板例如第一主板1的一个侧边相连，第一软板3和第二软板4与另一个主板即第二主板2的两个侧边相连。侧边是指相对于主板正面区域而言的主板边侧区域，例如对于光模块而言可以是沿光模块长边方向的两个侧边中一个或两个，当然也可以是沿短边方向上的两个侧边中一个或两个。通过将两软板分别连接在第二主板2的两个侧边，可方便第二主板2上各电子元件的布置，通过改变第二主板2上电子元件的布置位置，可显著降低其发热集中问题。
进一步地，作为本发明的可选实施例，本申请中的第一软板3连接第一主板1和第二主板2的两侧边平行设置，且第二软板4包括互成倾角设置的连接部和弯折部，连接部一端连接第二主板2，其另一端沿第二方向延伸，弯折部的一端连接该连接部，其另一端连接第一主板1，并且上述第一软板3和第二软板4的弯折部的弯折半径相同。优选地，在利用第一软板3和第二软板4将第一主板1和第二主板2进行连接时，第一软板3和第二软板4连接在第一主板1的同一侧边处，而第一软板3和第二软板4分别连接在第二主板2的不同方向的两个侧边处。第一软板3和第二软板4连接第二主板2的两个侧边分互成直角设置，第一软板3直接将第一主板1和第二主板2直连，第二软板4需要转向后将两主板相连。为此，将第二软板4设置为连接部和弯折部的形式，连接部为从第二主板2沿第二方向引出，然后与弯折部相连，连接部与弯折部互成倾角设置，以此实现转向，完成两主板的连接。
当然，也可以采用其他连接方式，例如第一软板3和第二软板4连接第一主板1的两个不同方向的侧边处，而第一软板3和第二软板4连接第二主板2的两个不同方向的侧边，或者第一软板3和第二软板4连接第二主板2的同一侧边处。以上述连接形式进行设置时，同样需要对应调整第一软板3和第二软板4的对应设置形式，以节省第一软板3和第二软板4的设置长度，避免第一软板3和第二软板4连接时的过度弯折。
进一步优选地，上述第一主板1和第二主板2沿第一方向叠层设置，即第一主板1和第二主板2在长度方向部分重叠，使得双主板结构相较于常规单主板结构在相同长度范围内具备更大的布置面积。
进一步地，上述第二软板4中连接部和弯折部的划分仅为形式上的区分，即连接部用于沿第二方向伸长，方便弯折部与该连接部的连接，而弯折部则起到与第一软板3相同的弯折作用。优选地，第二软板4的连接部与弯折部垂直设置，且连接部与弯折部的连接部位呈弧形设置。
优选地，上述记载中提及的第一方向优选为第一主板1和第二主板2的叠设方向，第二方向优选为第一主板1和第二主板2的长度方向，第一主板1的侧边和第二主板2的第一侧边为二者的长边，第二主板2的第二侧边为其宽边。
进一步地，第一主板1与第二主板2沿第一方向叠层设置，因此第一软板3和第二软板4均弯折设置，为了确保第一软板3和第二软板4在连接第一主板1和第二主板2后，两主板不会因两软板连接长度不同而出现互相拉扯状况，造成软板与主板之间的连接不稳定问题，设定第一软板3的弯折半径与第二软板4的弯折部的弯折半径相同，使得两软板同步弯折，确保两主板的同步平行设置。
进一步优选地，上述第一软板3用于信号传输，第二软板4用于电能传输，并且第一软板3的长度较第二软板4要短，即确保信号传输用的第一软板3直连第一主板1和第二主板2，通过尽可能减少第一软板3的设置长度，可有效减少信号通过第一软板3传输过程的损耗。
进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的用于光模块的PCB组件还包括有单独设置的电源板5，该电源板5与第一主板1在空间上间隔设置，该电源板5和第一主板1之间通过第三软板6和至少一个导电针7进行连接。其中，第三软板6用于电源板5与第一主板1之间的信号传输，导电针7用于电源板5与第一主板1之间的电能传输。电源作为用于光模块的PCB组件的主要发热元件，其通常设置在主板上，这导致主板需要较高的散热需求。本申请通过将电源板5单独设置，其优选设置为与第二主板2相类似的叠层结构，即电源板5与第一主板1在第一方向上叠层设置。电源板5的单独设置可方便电源板5的散热同时可降低电源板5的热量传递至第一主板1，影响第一主板1的散热性能。
进一步地，电源板5单独设置后，在电源板5和第一主板1之间还设有第三软板6和导电针7结构，其中第三软板6用于电源板5和第一主板1之间的信号传输，导电针7用于电源板5和第一主板1之间的电能传输。本申请同样将电源板5与第一主板1之间的电信号传输和电流传输进行分隔，以避免二者相互干扰。
进一步优选地，上述导电针7为铍铜材质，并且在该导电针7的外周设置有镀金层。本申请中的导电针7相较于其他光模块结构内的导电结构并不相同，其设置在电源板5与第一主板1之间，其除了起到导电的作用外，还需要起到支撑作用，需要维持导电板与第一主板1之间的固定连接关系，使得两板之间预留处散热间隙。因此，此处导电针7需要具备良好的导电能力和支撑强度，基于此，此处导电针7选用铍铜材质，并在其外周设置镀金层，以确保其强度和导电能力。
优选地，电源板5和第一主板1之间设置有4根导电针7，4根导电针7沿宽度方向布置，并在电源板5的两端分别设置2根与第一主板1进行连接。
进一步优选地，上述导电针7的轴向长度为1.5mm～1.7mm，其优选为1.54mm、1.58mm、1.62mm、1.66mm。导电针7的轴向长度决定了电源板5和第一主板1之间的间距，当导电针7长度过长时，会造成电源板5与光模块的盖体相互干涉；当导电针7的长度过短时，电源板5与第一主板1之间会发生信号干涉问题。基于此，本申请严格限定导电针7的轴向长度，使得电源板5与第一主板1之间的间距处于适当位置，使得电源板1和第一主板1能够容置在光模块内，且二者不会发生信号干扰问题。
进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的导电针7包括支撑段和设置在支撑段两端的插接段，并且电源板5和第一主板1上分别设置插接孔，导电针7两端的插接段分别插设在插接孔内，并且支撑段的外径大于插接孔的内径，使得导电针7两端插设在电源板5和第一主板1上后，支撑段分别抵接在电源板5和第一主板1上，以起到支撑作用。
优选地，上述插接段的外径为0.4mm～0.6mm，优选为0.44mm、0.48mm、0.52mm、0.56mm，该插接段的外径尺寸可根据实际电流传输需求进行选择调整，且此处插接段外径尺寸为满足电源板5和第一主板1之间的支撑效果和导电效果的最佳尺寸。可选地，支撑段的外径为0.8～1.0mm，优选为0.84mm、0.88mm、0.92mm、0.96mm。
本发明还提供了一种光模块，其包括有第一盖体8和第二盖体9，第一盖体8和第二盖体9之间形成有容置空间，该容置空间内设有上述用于光模块的PCB组件。
并且，由于第一主板1和第二主板2叠层设置，二者在竖向上具有一定间距，为了维持第一主板1和第二主板2在空间上的分隔，在第一主板1和第二主板2之间设有支撑组件10，支撑组件10沿第一方向的两端分别至少部分抵接第一主板1和第二主板2。
优选地，上述支撑组件10为TOSA组件(光发射次组件)，其正好在第一主板1和第二主板2起到支撑作用。
可选地，TOSA组件沿第一方向的两端分别抵接在第二盖体9内壁和第二主板2侧壁上，TOSA组件上留置有供第一主板1插设的槽口，用于对第一主板1进行夹持定位。
进一步地，由于支撑组件10与第二主板2为贴设形式，为了提高二者连接的稳固性，在支撑组件10贴设第二主板2的一侧还设有散热片12，散热片12本身具备粘黏性，用于将支撑组件10与第二主板2进行粘连，并且其可以起到热传递作用，将第二主板2上产生的热量通过支撑组件10传递并散发出去，提高第二主板2的散热能力。
进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请第一盖体8朝向第二盖体9设置有至少一个定位柱11，并且第二主板2上对应开设有定位孔，该定位柱11对应穿设在定位孔内，且其穿过定位孔的一端抵接在第一主板1的侧壁上。第一软板3和第二软板4仅具备连接特性，为了避免第一主板1和第二主板2相对位移，造成对第一软板3和第二软板4的拉扯，造成接触不良问题，需要设置定位柱11将第一主板1和第二主板2进行相对固定，因此在第二主板2上开设定位孔，通过定位柱11穿设定位孔并抵接第一主板1，使得第一主板1与第二主板2相对固定。
进一步优选地，在第二主板2背离第一软板3和第二软板4连接部位一端的两侧还留有两限位槽14，第一盖体8或第二盖体9上对应设置限位柱15，限位柱15对应卡接在限位槽14处，以对第二主板2的两端进行限位。
进一步优选地，第二主板2背离第一软板3和第二软板4连接部位的一端还设有螺钉13，螺钉13用于对该第二主板2进行定位固定，并通过配合定位柱11实现对该第二主板2的固定。
优选地，上述第一主板1在与电源板5固定处同样设置螺钉13，电源板5与第一主板1上留有供螺钉13穿过的槽口，螺钉13用于对电源板5和第一主板1的两端进行限位固定。同时，螺钉13连接第一盖体8和第二盖体9的两端留有环形孔台16，第一盖体8和第二盖体9上的环形孔台16用于在第一方向上夹持第一主板1，使得第一主板1在光模块内相对固定。
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)
1.一种用于光模块的PCB组件，其特征在于，包括：
第一主板和第二主板，所述第一主板和所述第二主板间隔设置；
所述第一主板和所述第二主板之间连有第一软板和第二软板；
所述第一软板和所述第二软板分别用于所述第一主板和所述第二主板之间的信号传输和电能传输；
且所述第一软板和所述第二软板的其中一端均与所述第一主板的至少一个侧边相连，其另一端均与所述第二主板的至少一个侧边相连。
2.根据权利要求1所述的用于光模块的PCB组件，其中，所述第一主板和所述第二主板分别连接所述第一软板两端的两侧边；
所述第二软板包括互成倾角设置的连接部和弯折部，所述连接部一端连接所述第二主板，其另一端沿第二方向延伸，所述弯折部一端连接所述连接部，其另一端连接所述第一主板；
所述第一软板的弯折半径与所述弯折部的弯折半径相同。
3.根据权利要求1或2所述的用于光模块的PCB组件，其中，还包括电源板，所述电源板与所述第一主板间隔设置；所述电源板与所述第一主板之间通过第三软板和至少一个导电针相连；
所述第三软板用于所述电源板与所述第一主板之间的信号传输；
所述导电针用于所述电源板与所述第一主板之间的电能传输。
4.根据权利要求3所述的用于光模块的PCB组件，其中，所述导电针为铍铜材质，且所述导电针外周设置有镀金层。
5.根据权利要求3所述的用于光模块的PCB组件，其中，所述导电针包括支撑段和设置在所述支撑段两端的插接段，所述电源板和所述第一主板上分别设有插接孔，两所述插接段插接在两所述插接孔内，且所述支撑段两端分别抵接所述电源板和所述第一主板。
6.根据权利要求3所述的用于光模块的PCB组件，其中，所述导电针的轴向长度为1.5～1.7mm。
7.一种光模块，其特征在于，包括第一盖体和第二盖体，所述第一盖体与所述第二盖体之间形成有容置空间，所述容置空间内设有权利要求1～6任一项中所述的用于光模块的PCB组件。
8.根据权利要求7所述的光模块，其中，所述第一主板和所述第二主板之间设有支撑组件，所述支撑组件沿第一方向的两端分别至少部分抵接所述第一主板和所述第二主板。
9.根据权利要求7所述的光模块，其中，所述第一盖体朝向所述第二盖体设置有至少一个定位柱，所述第二主板上对应开设有定位孔，所述定位柱一端穿过所述定位孔且抵接所述第一主板侧壁。
10.根据权利要求8所述的光模块，其中，所述支撑组件抵接所述第二主板的一侧设有散热片。
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- 2022-09-22 CN CN202211157432.4A patent/CN115327716A/zh active Pending
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