CN211043738U - 一种多路光模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种多路光模块，由核心电路单元和光纤阵列耦合单元组成。透镜组件的下边缘处增设有定位支撑罩；该定位支撑罩呈倒扣且贯通的喇叭形，定位支撑罩的缩口端与透镜组件的下边缘固连，定位支撑罩的扩口端朝下。电芯片阵列和光芯片阵列四周的印制电路板上设有3个以上的定位点；这些定位点的数量与定位支撑罩的扩口端的顶角数量相同且位置相对，当透镜组件带着定位支撑罩覆盖在电芯片阵列和光芯片阵列的上方时，定位支撑罩的扩口端的各个顶角恰好与各个定位点正对重叠。本实用新型能够提高组装效率，使其能够满足批量生产的要求；同时也能够对核心电路单元进行保护。

Description

一种多路光模块

技术领域

本实用新型涉及光纤通信技术领域，具体涉及一种多路光模块。

背景技术

随着大容量、高速率光通信的推广及深入应用，光模块的需求与日剧增，市场需求也不断朝着多通道、小型化、高可靠性等方向发展，由此产生了对多路光模块的市场需求，同时对多路光模块进行封装中涉及到的光耦合工艺提出了新的要求。

现有的多路光模块由核心电路单元和光纤阵列耦合单元两部分组成。在生产的过程中，由于核心电路单元和光纤阵列耦合单元属于两个相对独立的部件，因此需要将光纤阵列耦合单元的透镜组件覆盖在核心电路单元的光芯片阵列上，并保证光芯片阵列所发出的多路光信号能经由透镜组件准确耦合入光纤阵列，或由光纤阵列输入的外部多路光信号能经由透镜组件准确耦合入光芯片阵列，是实现多路光模块正常工作的关键。

目前实现核心电路单元和光纤阵列耦合单元耦合所采用的方法是通过耦合测试装置给多路光模块通电，并监控耦合测试装置输出光信号大小或者接收光电流大小来判断核心电路单元和光纤阵列耦合单元是否实现耦合对准。然而这种方法在每次耦合时都需要将核心电路单元夹持到耦合测试装置上，依靠人工凭感觉将透镜组件覆盖在光芯片阵列上，且需要多次移动透镜组件才能实现耦合对准，存在着极大的随机性，效率低下，难以满足批量生产的时间进度要求。

此外，当实现核心电路单元和光纤阵列耦合单元的耦合对准后并需要将透镜组件粘合到核心电路单元上，但是由于透镜组件、电芯片阵列和光芯片阵列之间理论上需要保持一个透镜组件焦距的距离，直接粘合需要较多胶水，使用量不容易掌控，胶水容易沾污光芯片阵列，且直接粘合不仅容易出现胶水形变现象而导致耦合对准失效，而且还会压坏电芯片阵列和光芯片阵列之间的金丝。

实用新型内容

本实用新型所要解决的是现有多路光模块难以实现耦合对准的问题，提供一种多路光模块。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种多路光模块，由核心电路单元和光纤阵列耦合单元两部分组成。所述核心电路单元主要由印制电路板、BGA焊盘阵列、电芯片阵列和光芯片阵列组成；BGA焊盘阵列焊接在印制电路板的下表面；电芯片阵列和光芯片阵列焊接在印制电路板的上表面；BGA焊盘阵列通过印制电路板上的过孔与电芯片阵列连接，电芯片阵列通过金丝与光芯片阵列连接。所述光纤阵列耦合单元主要由透镜组件、光纤阵列和光纤接口组成；透镜组件覆盖在电芯片阵列和光芯片阵列的上方；光纤阵列的一端连接透镜组件，另一端连接光纤接口。透镜组件的下边缘处增设有定位支撑罩；该定位支撑罩呈倒扣且贯通的喇叭形，定位支撑罩的缩口端与透镜组件的下边缘固连，定位支撑罩的扩口端朝下。电芯片阵列和光芯片阵列四周的印制电路板上设有3个以上的定位点；这些定位点的数量与定位支撑罩的扩口端的顶角数量相同且位置相对，当透镜组件带着定位支撑罩覆盖在电芯片阵列和光芯片阵列的上方时，定位支撑罩的扩口端的各个顶角恰好与各个定位点正对重叠。

上述方案中，定位支撑罩的扩口端呈四边形，此时定位点的数量为4个，并呈四边形分布。

上述方案中，定位支撑罩的扩口端的各个顶角与各个定位点之间通过树脂胶固定。

上述方案中，定位支撑罩由绝缘不透光材料制成。

与现有技术相比，本实用新型具有如下特征：

1、通过在核心电路单元和光纤阵列耦合单元上分别增设定位支撑罩和定位点，使得核心电路单元和光纤阵列耦合单元在组装时，无需其他外部测试设备的辅助即能够容易地实现耦合对准，从而使得多路光模块整个组装过程变得更为简便和有效率，并能够满足批量生产的时间进度要求；

2、由于定位支撑罩的顶角能够与定位点直接接触，因此只需利用少量树脂胶对核心电路单元和光纤阵列耦合单元进行固定，能够避免单一依靠胶水固定出现的胶水形变现象所导致的耦合对准失效的问题；

3、由于定位支撑罩的存在，使得透镜组件与电芯片阵列和光芯片阵列之间能够保留有一定的间隙，这样透镜组件在耦合操作时不会直接压在电芯片阵列和光芯片上，因此能够有效保护电芯片阵列和光芯片之间的金丝，进而保证整个多路光模块的耦合成功率。

附图说明

图1为多路光模块的结构示意图(核心电路单元和光纤阵列耦合单元未胶合时)。

图2为多路光模块的结构示意图(核心电路单元和光纤阵列耦合单元胶合后)。

图3为核心电路单元的结构示意图。

图4为光纤阵列耦合单元的结构示意图。

图5为将多路光模块夹持在耦合测试装置上进行测试的示意图。

图中标号：1、核心电路单元；1-1、印制电路板；1-2、BGA焊盘阵列；1-3、电芯片阵列；1-4、光芯片阵列；1-5、定位点；2、光纤阵列耦合单元；2-1、透镜组件；2-2、光纤阵列；2-3、光纤接口；2-4、定位支撑罩；3、耦合测试装置。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实例，对本实用新型进一步详细说明。需要说明的是，实例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“中”、“左”“右”、“前”、“后”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向仅是用来说明并非用来限制本实用新型的保护范围。

参见图1-4，一种多路光模块，由核心电路单元1和光纤阵列耦合单元2两部分组成。所述核心电路单元1主要由印制电路板1-1、BGA焊盘阵列1-2、电芯片阵列1-3和光芯片阵列1-4组成。BGA焊盘阵列1-2焊接在印制电路板1-1的下表面。电芯片阵列1-3和光芯片阵列1-4焊接在印制电路板1-1的上表面。BGA焊盘阵列1-2通过印制电路板1-1上的过孔与电芯片阵列1-3实现连接，电芯片阵列1-3通过金丝与光芯片阵列1-4实现键合连接。所述光纤阵列耦合单元2主要由透镜组件2-1、光纤阵列2-2和光纤接口2-3组成。透镜组件2-1覆盖在电芯片阵列1-3和光芯片阵列1-4的上方。光纤阵列2-2的一端连接透镜组件2-1，另一端连接光纤接口2-3。

为了能够方便地实现核心电路单元1和光纤阵列耦合单元2的耦合对准，所述透镜组件2-1的下边缘处增设有定位支撑罩2-4。在本实用新型优选实施例中，定位支撑罩2-4由绝缘不透光材料制成。该定位支撑罩2-4呈倒扣且贯通的喇叭形，定位支撑罩2-4的缩口端与透镜组件2-1的下边缘固连，定位支撑罩2-4的扩口端朝下。与之相对应地是，电芯片阵列1-3和光芯片阵列1-4四周的印制电路板1-1上开设有3个以上的定位点1-5。这些定位点1-5的数量与定位支撑罩2-4的扩口端的顶角数量相同且位置相对，当透镜组件2-1带着定位支撑罩2-4覆盖在电芯片阵列1-3和光芯片阵列1-4的上方时，定位支撑罩2-4的扩口端的各个顶角恰好与各个定位点1-5正对重叠。考虑到透镜组件2-1多为立方体，在本实用新型优选实施例中，定位支撑罩2-4的缩口端和扩口端均呈四边形，此时定位点1-5的数量为4个，并呈四边形分布。

在进行多路光模块的组装时，首先将核心电路单元1放置在组装平台上，并让核心电路单元1的电芯片阵列1-3和光芯片阵列1-4朝上；接着将光纤阵列耦合单元2的透镜组件2-1覆盖在电芯片阵列1-3和光芯片阵列1-4的上方，并保证透镜组件2-1上的定位支撑罩2-4的扩口端的各个顶角与核心电路单元1上的各个定位点1-5正对；最后在定位支撑罩2-4的扩口端的各个顶角和边缘涂上树脂胶，使得透镜组件2-1能够固定在电芯片阵列1-3和光芯片的上方。由于在设计时，已经预先考虑到核心电路单元1和光纤阵列耦合单元2之间的耦合对准问题，当支撑罩的扩口端的顶角与定位点1-5一一对应时，核心电路单元1和光纤阵列耦合单元2能够实现耦合对准，即能够保证光芯片阵列1-4所发出的多路光信号能经由透镜组件2-1准确耦合入光纤阵列2-2，或光纤阵列2-2发出的多路光信号能经由透镜组件2-1准确耦合入光芯片阵列1-4，这样便无需任何外部测试设备即可实现多路光模块的组装，从而使得多路光模块的组装过程更为简便和快速，且更适于大批量生产。

当然为了能够进一步保障核心电路单元1和光纤阵列耦合单元2的耦合对准，本实用新型还可以利用耦合测试装置3，通过通电方式来保证多路光模块更精准地地耦合对准，参见图5。此时，在进行多路光模块的组装时，首先将核心电路单元1夹持在耦合测试装置3上，核心电路单元1的BGA焊盘阵列1-2朝下并与耦合测试装置3上的BGA焊盘阵列1-2接触，核心电路单元1的电芯片阵列1-3和光芯片阵列1-4朝上；接着将光纤阵列耦合单元2的透镜组件2-1覆盖在电芯片阵列1-3和光芯片阵列1-4的上方，并保证透镜组件2-1上的定位支撑罩2-4的扩口端的各个顶角与核心电路单元1上的各个定位点1-5正对；之后将耦合测试装置3与监控设备连接，通过监控设备观察输出光信号大小或者接收光电流大小来判断核心电路单元1和光纤阵列耦合单元2是否达到预定的耦合对准要求，若未达到耦合对准要求，通过微调透镜组件2-1的位置，让支撑罩的扩口端的顶角与定位点1-5更为精准地对应，并使得核心电路单元1和光纤阵列耦合单元2达到预定的耦合对准要求；最后在定位支撑罩2-4的扩口端的各个顶角和边缘涂上树脂胶，使得透镜组件2-1能够固定在电芯片阵列1-3和光芯片的上方。

需要说明的是，尽管以上本实用新型所述的实施例是说明性的，但这并非是对本实用新型的限制，因此本实用新型并不局限于上述具体实施方式中。在不脱离本实用新型原理的情况下，凡是本领域技术人员在本实用新型的启示下获得的其它实施方式，均视为在本实用新型的保护之内。

Claims (4)

1.一种多路光模块，由核心电路单元(1)和光纤阵列耦合单元(2)组成；

核心电路单元(1)主要由印制电路板(1-1)、BGA焊盘阵列(1-2)、电芯片阵列(1-3)和光芯片阵列(1-4)组成；BGA焊盘阵列(1-2)焊接在印制电路板(1-1)的下表面；电芯片阵列(1-3)和光芯片阵列(1-4)焊接在印制电路板(1-1)的上表面；BGA焊盘阵列(1-2)通过印制电路板(1-1)上的过孔与电芯片阵列(1-3)连接，电芯片阵列(1-3)通过金丝与光芯片阵列(1-4)连接；

光纤阵列耦合单元(2)主要由透镜组件(2-1)、光纤阵列(2-2)和光纤接口(2-3)组成；透镜组件(2-1)覆盖在电芯片阵列(1-3)和光芯片阵列(1-4)的上方；光纤阵列(2-2)的一端连接透镜组件(2-1)，另一端连接光纤接口(2-3)；

其特征是，

光纤阵列耦合单元(2)的透镜组件(2-1)的下边缘处增设有定位支撑罩(2-4)；该定位支撑罩(2-4)呈倒扣且贯通的喇叭形，定位支撑罩(2-4)的缩口端与透镜组件(2-1)的下边缘固连，定位支撑罩(2-4)的扩口端朝下；

核心电路单元(1)的电芯片阵列(1-3)和光芯片阵列(1-4)四周的印制电路板(1-1)上设有3个以上的定位点(1-5)；这些定位点(1-5)的数量与定位支撑罩(2-4)的扩口端的顶角数量相同且位置相对，当透镜组件(2-1)带着定位支撑罩(2-4)覆盖在电芯片阵列(1-3)和光芯片阵列(1-4)的上方时，定位支撑罩(2-4)的扩口端的各个顶角恰好与各个定位点(1-5)正对重叠。

2.根据权利要求1所述的一种多路光模块，其特征是，定位支撑罩(2-4)的扩口端呈四边形，此时定位点(1-5)的数量为4个，并呈四边形分布。

3.根据权利要求1或2所述的一种多路光模块，其特征是，定位支撑罩(2-4)的扩口端的各个顶角与各个定位点(1-5)之间通过树脂胶固定。

4.根据权利要求1所述的一种多路光模块，其特征是，定位支撑罩(2-4)由绝缘不透光材料制成。

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