CN204116655U - 光通信装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光通信装置(1)，包括光通信模块(20)，该光通信模块(20)具备用于与电路基板(10)进行光信号通信的连接端子(212，222)。所述光通信装置(1)进一步包括：软性印刷电路基板(30)，其与所述连接端子(212，222)电连接的同时与所述电路基板(10)电连接，由此进行所述光通信模块(20)和所述电路基板(10)之间的光信号通信；以及固定部件(40)，其将所述光通信模块(20)机械地固定在所述电路基板(10)上。

Description

光通信装置

技术领域

本实用新型涉及一种包括光通信模块的光通信装置。

背景技术

现在，利用光纤进行光通信的技术已经非常普及。在光通信系统中，需要将外部的光线路终端(OLT：Optical Line Terminal)连接至设置在室内的光纤网路单元(ONU：Optical Network Unit)。作为连接OLT和ONU的光通信装置，已知有例如专利文献1所公开的包含单纤双向光接发组件(BOSA：Bi-Directional Optical Sub-Assembly)的装置。BOSA具有光发送部和光接收部，能够实现光信号的发送和接收。

专利文献

专利文献1日本特开2007-121498号公报

在专利文献1公开的BOSA的光发送部和光接收部上，分别设有连接端子，BOSA通过这些连接端子直接连接在ONU的电路基板上。由于连接端子与电路基板的连接具有一定的机械强度，所以BOSA整体也通过连接端子与电路基板的连接而被固定在电路基板上。

在采用这种BOSA通过连接端子直接与电路基板的连接并被固定在电路基板上的结构时，BOSA的连接端子需要具有一定的长度。然而随着通信流量的增大，较长的连接端子会造成光信号通信中的抗组不匹配。而且，这种抗组不匹配的情况并不是只在具备BOSA的光通信装置中发生，在例如进行单向光信号通信的其他光通信装置中也会发生。

实用新型的内容

本实用新型的目的为，提供一种即使在大流量光信号通信系统中也可以防止光信号通信中的抗组不匹配的光通信装置。

本实用新型的一个形态为一种光通信装置，包括光通信模块，该光通信模块具备用于与电路基板进行光信号通信的连接端子，其中，所述光通信装置进一步包括：软性印刷电路基板，其与所述连接端子电连接的同时与所述电路基板电连接，由此进行所述光通信模块和所述电路基板之间的光信号通信；以及固定部件，其将所述光通信模块机械地固定在所述电路基板上。

优选地，所述光通信模块和所述电路基板以能够进行热传导的形式结合。

优选地，在所述光通信模块和所述电路基板之间设置有使所述光通信模块和所述电路基板能够进行热传导的导热部件。

所述光通信模块的传送速度可以为10Gbps级以上。

优选地，所述光通信模块为具备光发送部和光接收部的单纤双向光接发组件。

优选地，所述固定部件具有天顶部，所述光通信模块被夹在所述电路基板和所述天顶部之间。

优选地，在所述天顶部上与所述光发送部的光轴和所述光接收部的光轴的交叉点对应的部位形成有将所述单纤双向光接发组件向所述电路基板按压的板弹簧部。

优选地，所述固定部件包含被安装在所述电路基板上的2个安装部，所述2个安装部配置在以所述光发送部的光轴和所述光接收部的光轴的交叉点为中心对称的部位上。

优选地，所述固定部件包含被安装在所述电路基板上的第1安装部、第2安装部以及第3安装部，所述第1安装部和所述第2安装部配置为将所述光接收部夹在中间，所述第3安装部配置在所述天顶部的、与所述第1安装部及所述第2安装部的相反的一侧并与所述光接收部对应的位置。

优选地，所述软性印刷电路基板具备：绝缘层；设置在所述绝缘层的一侧表面上的接地图案；以及设置在所述绝缘层的另一侧表面上的信号图案。

优选地，所述绝缘层的厚度和所述信号图案的线宽被设置为使光信号通信中的阻抗匹配的值。

实用新型的效果

通过软性印刷电路基板将光通信模块与电路基板电连接，并且通过固定部件将所述光通信模块机械地固定在所述电路基板上，所以可以大大地缩短用于光信号通信的连接端子的长度从而防止光信号通信中的抗组不匹配的同时，将光通信模块稳定地固定在电路基板上。

附图说明

图1是本实用新型的第1实施方式所涉及的光通信装置的组装立体图。

图2是该光通信装置的分解立体图。

图3是上述光通信装置中的光通信模块的立体图。

图4是上述光通信装置中的FPC基板展开为平面状态下的平面图。

图5是上述光通信装置中的固定部件的立体图。

图6是本实用新型的第2实施方式所涉及的光通信装置的组装立体图。

图7是该光通信装置的分解立体图。

图8是上述光通信装置中的固定部件的立体图。

具体实施方式

(第1实施方式)

图1为本实用新型的第1实施方式所涉及的光通信装置1的组装立体图，图2为该光通信装置1的分解立体图。如图1及图2所示，本实施方式的光通信装置1包括：光通信模块20；将光通信模块20连接至电路基板10的软质印刷电路基板(以下称为FPC基板)30；将光通信模块20机械地固定在电路基板10上的固定部件40；以及设置在光通信模块20和电路基板10之间的导热部件50。

以下，对光通信装置1的各个部件进行详细说明。

首先，参照图2及图3对光通信模块20进行说明。图3为光通信模块20的立体图。如图2及图3所示，光通信模块20为所谓的单纤双方向光接发组件(BOSA：Bi-Directional Optical Sub-Assembly)，信号传送速度为10Gbps级以上。这里的10Gbps级是指大约为10Gbps，如9.5Gbps这样四舍五入之后变为10Gbps的传送速度均包含在内。如上所述，在采用以前那样将光通信模块通过连接端子直接连接在电路基板的构造的情况下，随着通信流量的增大，较长的连接端子会造成光信号通信中的抗组不匹配。在这样的抗组不匹配发生的情况下，例如在通信传送速度超过2.5Gbps时波形的品质就很难保证。所以，在具备信号传送速度为10Gbps级以上的单纤双方向光接发组件的光通信装置中，这个问题尤为突出。然而在本实施方式中，通过采用了后述的结构，可以很好的解决这个问题。

光通信模块20具备：包含作为发光元件的LD(Laser Diode)的光发送部21、和包含作为受光元件的PD(Photo Diode)的光接收部22。光通信模块20是将光发送部21和光接收部22连接设置而成的、进行光信号和电信号的相互转换的接发一体型转换模块。光通信模块20具备大致为长方体的主体部23，光发送部21和光信号接收部22从主体部23的相邻的2个表面沿互相垂直的方向突出构成。在主体部23的与光发送部21相反一侧，插入有作为光纤导入部的光纤引线24。

光发送部21具备未予图示的LD以及设置LD的基板，还具备外壳211和4个连接端子212。外壳211为有底的圆筒形，上述LD以及设置LD的基板被设置在外壳211内部靠近其底部211a侧的部位。外壳211的与底部211a相反一侧的端部被固装在主体部23上，并且在该端部内嵌设有透镜(未予图示)，来自外壳211内的LD的光信号通过该透镜被输出。光发送部21内的LD的光轴(光发送部21的光轴)、外壳211的轴、主体部23以及光纤引线24的光轴基本一致。由此，光发送部21的LD的光轴和光纤引线24、即光纤的光轴重合。连接端子212包括用于在LD上施加电压的端子、输入发送用的通信信号的端子、以及与底部211a导通的外壳端子。除了外壳端子以外，其他连接端子212均与外壳211内的基板连接，并以与外壳211不接触的状态从底部211a露出。

光接收部22具备：未予图示的基板、外壳221、以及5个连接端子222，在所述基板上设置有未予图示的PD以及对来自该PD的信号进行增幅的增幅电路。外壳221为有底的圆筒形，上述PD以及用于设置LD的基板被设置在外壳221内部靠近其底部221a侧的部位。外壳221的与底部221a相反一侧的端部被固装在主体部23上，并且在该端部内嵌设有透镜(未予图示)，被该透镜进行了聚光的光信号被PD接收。光接收部22的PD的光轴(光接收部22的光轴)与光发送部21的LD的光轴(光发送部21的光轴)、即与光通信模块20连接的光纤的光轴大致垂直，并且相交于主体部23的中心部。连接端子222包括与设置在基板上的增幅电路以及PD连接并在其上施加电压的端子、将接收的通信信号输出的端子、以及与底部221a导通的外壳端子。除了外壳端子以外，其他连接端子222均与外壳221内的基板连接，并以与外壳221不接触的状态从底部211a露出。

如后文所述，在本实施方式中，光发送部21和光接收部22上设置的连接端子212，222不需要直接连接在电路基板10上，而是通过FPC基板30与电路基板10电连接，所以这些连接端子212，222的长度可以被大大地缩短。

在主体部23内设置有未予图示的滤光器，该滤光器以光发送部21以及光接收部22的光轴的交点为中心，与光纤、光发送部21以及光接收部22的光轴之间均呈45度夹角。滤光器将接收到的用于通信信号的光信号反射，并使发送的用于通信信号的光信号透过，由此实现接发一体型的光通信模块20。光发送部21的外壳211的底部211a和光接收部22的外壳221的底部221a相互电连接，外壳端子的电位全部相同。外壳端子与外壳地线连接。

以下，参照图2及图4对FPC基板30进行详细说明。

图4为FPC基板30展开为平面状态下的平面图。如图2及图4所示，FPC基板30具备：与基板10的通信端子连接的连接部31；从连接部31延出，并与光发送部21连接的第1部分32；同样从连接部31延出，并与光接收部22连接的第2部分33；以及从第2部分延出形成的绝缘部34。在连接部31上形成有与基板10的发送端子相连接的发送用连接端子311、与基板10的接收端子相连接的接收用连接端子312。在第1部分32上形成有与光发送部21的连接端子212结合的连接端子321，在第2部分33上形成有与光接收部22的连接端子222结合的连接端子331。

更详细地讲，如图4所示，在FPC基板30展开为平面状态下，第1部分32从连接部31的发送用连接端子311向光发送部21侧延出，并且具有向接收用连接端子312靠近斜向延出的形状。在第1部分32的顶端，形成有与光发送部21的4个连接端子分别对应的环状的连接端子321。第2部分33从固定部的接收用连接端子312向光通信模块20侧延出，并且沿着第1部分32延伸并超出第1部分32。在第2部分33的顶端，形成有与光接收部22的5个连接端子222分别对应的环状的连接端子331。在第2部分33的顶端部安装有包含例如电容和电感器的芯片部件，其用于光接收部22的PD及增幅电路的电源过滤器。从第2部分33的顶端向第1部分32侧进一步延出形成有绝缘部34。绝缘部34具有覆盖安装在第2部分33顶端的芯片部件的作用。

另外，本实施方式的FPC基板30为所谓的微带基板，具备绝缘层、设置在绝缘层的一侧表面上的接地图案、以及设置在绝缘层的另一侧表面上的信号图案。绝缘层的厚度和信号图案的线宽被设置为使光信号通信中的阻抗匹配的值。

图2所示的FPC基板30是通过将该FPC基板30从图4所示的展开平面状态按照以下的方法折曲而成。

首先沿图4所示的折曲线31a将FPC基板3中除连接部31以外的主体部分朝与纸面垂直并向外的方向折曲，再沿折曲线31b将主体部分折曲为与连接部31大致平行。接着，沿图4所示的折曲线32a将第1部分32朝与纸面垂直并向内的方向折曲，使得其顶端与光发送部21的外壳底部211a大致平行并对置。

进一步，沿与折曲线32a大致垂直的折曲线33a将第2部分33朝与纸面垂直并向内的方向折曲，使得第2部分33与主体部23的侧面、即光纤及光发送部11的光轴大致平行，并且其顶端与光接收部22的外壳底部221a相对置。

以下，参照图2及图5对本实施方式的固定部件40进行说明。图5是本实施方式的固定部件40的立体图。固定部件40全体由板状材料构成，包含大致长方形的天顶部41和2个与天顶部41一体形成的安装部42。

在天顶部41的大致中央形成有与主体部23的上表面对应的、大致方形的限制部41a。从限制部41a的与光接收部22相反一侧的边向下方延伸形成有下延部41b。在限制部41a的四角分别一体形成有用于限制主体部23的位移的爪部41c，这些爪部41c通过将限制部41a的一部分折曲形成。在限制部41的中心位置一体形成有大致长方形的板弹簧部411，该板弹簧部411通过将周围的材料切去而形成。板弹簧部411具有与天顶部41相连的固定端411a和能够上下位移的自由端411b。板弹簧部411在处于中立状态时，越向自由端411b侧推移，越向下侧、即光通信模块20侧靠近。

2个安装部42的断面呈L字形，分别配置在天顶部41的长度方向两端，并处在天顶部41宽度方向的不同侧、并且以板弹簧部411为中心对称的部位上。各个安装部42包含基端421和远端422，基端421与天顶部41连接为一体并与该天顶部41大致垂直，远端422从基端421折曲形成，与基端421大致垂直。在各个安装部42的远端422上分别形成有可以插通螺栓45的通孔423。

上述的光通信装置1以如下形式组装。

即，首先将光发送部21的连接端子212与FPC基板30的第1部分32上形成的连接端子321结合的同时，将光接收部22的连接端子222与FPC基板30的第2部分33上形成的连接端子331结合。将光通信模块20隔着导热部件50放置在电路基板10上。接着将固定部件40从上方罩在光通信模块20上，并将2个螺栓分别插通固定部件40上形成的通孔423并与电路基板10上形成的螺孔进行螺合。

通过这样的组装，光通信模块20被固定部件40机械地固定在电路基板10上。并且FPC基板30通过连接端子321，331与光通信模块20的连接端子212，222电连接的同时，通过连接部31与电路基板10电连接，由此实现光通信模块20和电路基板10之间的光信号通信。

如上进行组装之后，固定部件40的板弹簧部411被主体部23向上方推压而处于向上方变形的状态，所以该板弹簧部411将主体部23、即光通信模块20向下方按压。通过板弹簧部411的按压，光通信模块20被向电路基板10侧弹压，使得光通信模块20通过导热部件50与电路基板10以能够进行热传导的形式结合。

另外由于板弹簧部411形成在限制部41a的中心位置，光发送部21的光轴和光接收部22的光轴的交叉点在主体部23的中心位置，所以板弹簧部411处于与光发送部21的光轴和光接收部22的光轴的交叉点对应的部位。而且，由于2个安装部42处于以板弹簧部411为中心对称的部位，所以在光通信装置1被组装好的状态下，2个安装部42配置在以光发送部21的光轴和光接收部22的光轴交叉点为中心对称的部位上。

进一步，在被组装好的状态下，固定部件40的限制部41a上形成的爪部41c与主体部23的上表面的四个角相对应，并且下延部41b与主体部23的外表面对应，由此限制了光通信模块20沿电路基板10的平面的位移。

本实施方式具有以下效果。

(1)由于光通信模块20通过FPC基板30与电路基板10电连接，所以可以大大地缩短用于光信号通信的连接端子的长度。通过采用这样的结构，即使是在大流量的光信号通信系统中也可以防止光信号通信中的抗组不匹配。另外，由于FPC基板30为软质，所以如果仅通过FPC基板30将光通信模块20连接在电路基板10上的话，会出现光通信模块20不稳定的问题。而本实施方式的光通信装置1具备将光通信模块20机械地固定在电路基板10上的固定部件40，所以可以有效地防止光信号通信中的抗组不匹配的同时，将光通信模块20稳定地固定在电路基板10上。

(2)由于在光通信模块20和电路基板10之间设置了可以使其之间进行热传导的导热部件50，所以可以有效地将光通信模块20中产生的热量通过导热部件50传至电路基板10并进一步排至外界，从而防止光通信模块20在工作过程中温度过高。

(3)所述固定部件40具有天顶部41，光通信模块20被夹在天顶部41和电路基板10之间。这样可以使光通信模块20的固定结构更加稳定。

(4)由于本实施方式中的光通信模块20为单纤双向光接发组件，并且信息传送速度超过10Gpbs，所以如果采用以前的结构、即将光通信模块通过连接端子直接安装到电路基板的结构的话，和其他种类的光通信模块相比抗组不匹配的问题更加显著。而通过采用本实施方式的构造，即使光通信模块20为单纤双向光接发组件而且信息传送速度超过10Gpbs，也可以有效地抑制抗组不匹配的问题。

(5)由于在固定部件40的天顶部41上与光发送部21的光轴和光接收部22的光轴的交叉点对应的部位形成有将光通信模块20向电路基板10按压的板弹簧部411，这样可以对光通信模块20的中心位置直接进行固定，从而可以很好地提高LD、PD以及滤光器等元件的稳定性。

(6)由于固定部件40的两个安装部42配置在以光发送部21的光轴和光接收部22的光轴的交叉点为中心对称的部位上，所以可以使固定光通信模块20的力更加均衡，从而能进一步提高光通信模块20的稳定性。

(7)由于FPC基板30采用微带基板构造，并且绝缘层的厚度和信号图案的线宽被设置为使光信号通信中的阻抗匹配的值，所以可以进一步防止阻抗不匹配的发生。

(第2实施方式)

以下，根据图6-图8对本实用新型的第2实施方式进行说明。

图6为第2实施方式所涉及的光通信装置1的组装立体图，图7为该光通信装置1的分解立体图，图8为第2实施方式涉及的固定部件的立体图。如图6及图7所示，第2实施方式涉及的光通信装置1的基本构造与第1实施方式相同，只有用于固定光通信模块20的固定部件的构造与第1实施方式不同。所以，在此只对此不同点进行说明，而省略其他构造的说明。

如图6-8所示，本实施方式涉及的固定部件40具有3个安装部、即第1安装部42A、第2安装部42B、以及第3安装部42C。3个安装部42A-42C的断面均呈L字形，其构造与第1实施方式中的安装部42基本相同。第1安装部42A和第2安装部42B配置为将光接收部22夹在中间，第3安装部63C配置在主体部23的、与第1安装部42A和第2安装部42B的相反的一侧并与光接收部22对应的位置。

本实施方式除了第1实施方式的效果(1)-(5)、(7)，还具有以下效果。

(8)由于第1安装部42A和第2安装部42B配置为将光接收部22夹在中间，并且第3安装部配置在第1安装部42A和第2安装部42B的相反侧与光接收部22对应的位置，所以形成了3个安装部将主体部23包围在中间的构造。这样的构造能够极大提高收纳有LD、PD以及滤光器等元件的主体部23的稳定性，从而进一步有效地将光通信模块20固定在电路基板10上。

(其他实施方式)

另外，本实用新型并不仅限于上面说明的方式，例如也可以变更为以下说明的方式来实施。

在上述实施方式中，在光通信模块20和电路基板10之间设置了导热部件50。在光通信模块20的发热肯以通过空气流动等充分被排至外界的情况下，也可以不设置导热部件50，而使光通信模块20直接接触电路基板10。另外，根据固定部件的形状，也可以采用光通信模块20与电路基板10之间有空隙的结构。

在上述实施方式中，采用了用固定部件40的天顶部41从上方盖住光通信模块20将其夹在电路基板10和固定部件40的天顶部41之间，并利用爪部41c等限制光通信模块20在水平方向上的位移。然而在光通信模块20在上下方向不会产生位移的情况下，也可以采用不具备从上方盖住光通信模块20的主体部的固定部件，而只从侧面固定光通信模块20。

在上述实施方式中，将本实用新型适用于具备单纤双向光接发组件并且信息传送速度超过10Gbps的光通信装置中。由于如果像以前那样采用将光通信模块直接通过连接端子连接至电路基板的构造的话，即使具备其他种类的光通信模块、信息传送速度小于10Gpbs的光通信装置也同样会发生抗组不匹配的问题，所以本实施方式也可以适用于其他光通信装置。

只要可以稳定地将光通信模块20固定在电路基板10上，在第1及第2实施方式中也可以适宜地改变安装部的配置位置以及数量。

Claims (11)

1.一种光通信装置，包括光通信模块，该光通信模块具备用于与电路基板进行光信号通信的连接端子，

其中，所述光通信装置进一步包括：软性印刷电路基板，其与所述连接端子电连接的同时与所述电路基板电连接，由此进行所述光通信模块和所述电路基板之间的光信号通信；以及固定部件，其将所述光通信模块机械地固定在所述电路基板上。

2.根据权利要求1所述的光通信装置，其中，

所述光通信模块和所述电路基板以能够进行热传导的形式结合。

3.根据权利要求2所述的光通信装置，其中，

在所述光通信模块和所述电路基板之间设置有使所述光通信模块和所述电路基板能够进行热传导的导热部件。

4.根据权利要求1所述的光通信装置，其中，

所述光通信模块的传送速度为10Gbps级以上。

5.根据权利要求1-4的任意一项所述的光通信装置，其中，

所述光通信模块为具备光发送部和光接收部的单纤双向光接发组件。

6.根据权利要求5所述的光通信装置，其中，

所述固定部件具有天顶部，所述光通信模块被夹在所述电路基板和所述天顶部之间。

7.根据权利要求6所述的光通信装置，其中，

在所述天顶部上与所述光发送部的光轴和所述光接收部的光轴的交叉点对应的部位形成有将所述单纤双向光接发组件向所述电路基板按压的板弹簧部。

8.根据权利要求6所述的光通信装置，其中，

所述固定部件包含被安装在所述电路基板上的2个安装部，所述2个安装部配置在以所述光发送部的光轴和所述光接收部的光轴的交叉点为中心对称的部位上。

9.根据权利要求6所述的光通信装置，其中，

所述固定部件包含被安装在所述电路基板上的第1安装部、第2安装部以及第3安装部，所述第1安装部和所述第2安装部配置为将所述光接收部夹在中间，所述第3安装部配置在所述天顶部的、与所述第1安装部及所述第2安装部的相反的一侧并与所述光接收部对应的位置。

10.根据权利要求1-4的任意一项所述的光通信装置，其中，

所述软性印刷电路基板具备：绝缘层；设置在所述绝缘层的一侧表面上的接地图案；以及设置在所述绝缘层的另一侧表面上的信号图案。

11.根据权利要求10所述的光通信装置，其中，

所述绝缘层的厚度和所述信号图案的线宽被设置为使光信号通信中的阻抗匹配的值。