TW202227864A - 通訊系統之光電組件 - Google Patents

Abstract

一種光電組件（102），包含一光學模組組件（104），該光學模組組件包含一光纖連接件（300）以及一光學引擎（302），該光學引擎設置在一光學引擎基板（304）上。該光纖連接件具有一套圈（320），以套住光學耦接到該光學引擎的多個光纖（322）。該光學引擎基板包含多個光學引擎接觸點（334）的一接觸點陣列，該接觸點陣列設置在該光學引擎基板的一底部（368）處。該光學模組組件包含一熱轉換元件（306），熱耦合到該光學引擎。該光學模組組件具有一背殼（308），經配置以耦接到一電路板（110）。該背殼托住該熱轉換元件，該熱轉換元件熱接觸該光學引擎。該光電組件包含一中介組件（108），電性耦接到該等光學引擎接觸點的該接觸點陣列，該等光學引擎接觸點具有多個可壓縮中介接觸點（200），該等可壓縮接觸點具有多個分離的匹配介面（226、228）。

Description

通訊系統之光電組件

本發明係關於一種通訊系統。

目前有一種朝向更小、更輕以及更高效能之通訊元件以及更高密度系統的趨勢，例如用於乙太網路開關或其他系統元件。通常，該系統包含一電子封裝，耦接到一電路板，例如經由一插座連接件進行耦接。電子訊號在該電子封裝和電路板之間發送。然後，多個電子訊號沿著在該電路板上的多個跡線而發送到其他元件，例如一收發器連接器。經過該主電路板的多個長電子路徑降低該系統的電子效能。此外，損耗發生在多個連接器介面之間，並沿著該等收發器的該等電子訊號路徑。習知的系統努力符合來自該電子封裝的訊號及功率輸出。

仍然需求一種可靠之通訊系統。

依據本發明，係提供一種光電組件。該光電組件包含一光學模組組件，該光學模組組件具有一光纖連接件以及一光學引擎，該光學引擎設置在一光學引擎基板上。該光纖連接件具有一套圈，以套住光學耦接到該光學引擎的至少一個光纖。該光學引擎基板包含多個光學引擎接觸點的一接觸點陣列，該接觸點陣列設置在該光學引擎基板的一底部處。該等光學引擎接觸點耦接到該光學引擎。該光學模組組件包含一熱轉換元件，熱耦合到該光學引擎。該光學模組組件具有一背殼，經配置以耦接到一電路板。該背殼具有一腔室，以容納該熱轉換元件、該光學引擎以及光學引擎基板。該背殼托住該熱轉換元件，該熱轉換元件熱接觸該光學引擎。該光電組件包含一中介組件，電性連接到該等光學引擎接觸點的該接觸點陣列。該中介組件具有多個中介接觸點的一陣列。該等中介接觸點是可壓縮的。每一個中介接觸點具有一上匹配介面以及一下匹配介面。該光電組件包含多個分離的匹配介面，該等匹配介面電性連接到相對應的該等光學引擎接觸點。該等中介接觸點的該等下匹配介面經配置以電性連接到該電路板。

圖1是依據一示例性實施例之具有一光電組件102的一通訊系統100的頂視示意圖。光電組件102包含一或多個光學模組組件104，其藉由多個中介組件108（如圖2所示）而電性連接到一電路板110。一電子封裝106電性連接到電路板110。在一示例性實施例中，使用壓縮硬體對著該等中介組件108裝載該等光學模組組件104，以將該等光學模組組件104電性連接到該等中介組件108，並將該等中介組件108電性連接到電路板110。舉例來說，例如多個彈簧裝載螺紋固定件的壓縮硬體可耦接到設置在電路板110下方的多個支撐板或是其他支撐結構。在一示例性實施例中，通訊系統100包含一散熱片（圖未示），其提供來對電子封裝106及/或該等光學模組組件104進行散熱。

在不同實施例中，電子封裝106可為一積體電路組件，例如一ASIC。然而，電子封裝106可為其他類型的通訊元件。電子封裝106可安裝到一主電路板，例如電路板110。在其他不同實施例中，電路板110可為一封裝基板，其可耦接到一主電路板（圖未示）。可選擇地，該等光學模組組件104可設置在電路板110的多個側邊上。在所述的實施例中，該等光學模組組件104設置在電子封裝106的多個側邊上，例如電子封裝106的所有四個側邊上。其他配置可能在多個供選擇的實施例中。在不同實施例中，該等光學模組組件104個別地夾住或壓縮該等中介組件108，也因此個別地可供使用並可個別地從電路板110移除。

圖2是依據一示例性實施例之該光電組件102的後視分解示意圖。圖3是依據一示例性實施例之該光電組件102的前視分解示意圖。光電組件102包含光學模組組件104以及中介組件108。中介組件108用於將光學模組組件104電性連接到電路板110。光電組件102包含一加固板112，其用於將光學模組組件104固定到電路板110。

電路板110包含一安裝區114，設置在電路板110的一上表面116上。安裝區114可位在鄰近電子封裝106（如圖1所示）處。電路板110包含多個電路板接觸點120，設置在安裝區114處。該等電路板接觸點120配置成一陣列，例如配置成多行及多列。該等電路板接觸點120可為電路板110的多個焊墊或多個跡線。該等電路板接觸點120可為多個高速訊號接觸點、多個旁波帶訊號接觸點、多個接地接觸點或是多個電源接觸點。在一示例性實施例中，電路板110包含多個對準開口122，設置在鄰近安裝區114處。中介組件108耦接到該等對準開口122，以相對於電路板110而朝向中介組件108。該等對準開口122可為嵌進的，例如不同尺寸的，以對於電路板110而朝向中介組件108。在一示例性實施例中，電路板110包含多個安裝開口124，鄰近安裝區114設置。光學模組組件104及/或加固板112耦接到在該等安裝開口124處的電路板110。

加固板112經配置以耦接到電路板110的一下表面118。加固板112包含一主體130以及多個凸起132，該等凸起132從主體130的一頂部延伸。該等凸起132容置在該等安裝開口124中。在所述的實施例中，該等凸起132呈圓筒形。在其他實施例中，該等凸起132可具有其他形狀。該等凸起132對於與電路板110嵌進匹配而可具有不同尺寸或不同形狀。在一示例性實施例中，該等凸起132具有多個鑽孔134，其延伸經過該等凸起132。該等鑽孔134可螺紋耦接光學膜組組件104的多個螺紋固定件。

圖4是依據一示例性實施例之中介組件108的頂視示意圖。圖5是依據一示例性實施例之中介組件108的底視示意圖。中介組件108包含多個中介接觸點200的一陣列，藉由一支撐板202而將其托住在一起。中介組件108包含一中介框架204，以承托住支撐板202與該等中介接觸點200。

在一示例性實施例中，中介框架204為一多片的框架，具有一上框架部件206以及一下框架部件208。支撐板202夾置在上框架部件206與下框架部件208之間。在所述的實施例中，中介框架204圍繞中介組件108的周圍而延伸，例如沿著支撐板202的所有四個側邊。在其他實施例中，中介框架204可具有其他形狀。

在一示例性實施例中，中介框架204包含多個上定位銷212以及多個下定位銷214。該等上定位銷212從上框架部件206而朝上延伸。該等上定位銷212用於相對於中介組件108而定位光學模組組件104（如圖2所示）。該等上定位銷212容置在光學模組組件104的多個對準特徵中，例如開口，以相對於中介框架204與該等中介接觸點200而定位光學模組組件104。該等上定位銷212可藉由一干涉配合而固定在光學模組組件104中。可選擇地，該等上定位銷212對於與光學模組組件104嵌進匹配而可為不同尺寸或形狀。該等下定位銷214從下框架部件208而朝下延伸。該等下定位銷214用於相對於電路板110（如圖2所示）而定位中介組件108。該等下定位銷214容置在該等對準開口122中，以相對於電路板110而定位中介框架204與該等中介接觸點200。不同於該等定位銷212、214之其他類型的定位特徵可使用在不同實施例中。該等下定位銷214可藉由一干涉配合而固定在該等對準開口122中。可選擇地，該等下定位銷214對於與該等對準開口122的嵌進匹配而可為不同尺寸或形狀。

在一示例性實施例中，支撐板202為一片膜，具有一上表面220以及一下表面222。支撐板202包含多個開口224，將其穿經而支承相對應的該等中介接觸點200。支撐板202由一絕緣材料所製，例如一聚醯亞胺材料，以與該等中介接觸點200相互電性絕緣。

該等中介接觸點200藉由支撐板202而托住。在一示例性實施例中，該等中介接觸點200為多個可壓縮的接觸點，例如多個導電聚合物圓柱。每一個中介接觸點200包含一上匹配介面226以及一下匹配介面228。上匹配介面226設置在支撐板202的上表面220上方，且下匹配介面228設置在支撐板202的下表面222下方。該等中介接觸點200在該等上匹配介面226與該等下匹配介面228之間為可壓縮。可選擇地，該等上匹配介面226與該等下匹配介面228可為相互平行定向的多個平面介面。可選擇地，該等中介接觸點200的多個上側邊230以及多個下側邊232可呈錐形。舉例來說，該等側邊230、232可非平行於該等上匹配介面226與該等下匹配介面228而定向。該等中介接觸點200的各上部與各下部可呈圓錐形，例如呈截頭圓錐形。其他類型的中介接觸點200可應用在其他實施例中。

圖6是依據一示例性實施例之該光學模組組件104的分解示意圖。光學模組組件104包含一光纖連接件300，設置在一光學引擎基板304上的一光學引擎302，熱耦合到光學引擎302的一熱轉換元件306，以及將其他元件固定在一起的一背殼308。背殼308經配置以使用安裝硬體310而耦接到電路板110（如圖2所示）。在一示例性實施例中，安裝硬體310為壓縮硬體，其具有多個偏置元件312，例如彈簧，其耦接到安裝硬體310。安裝硬體310經配置可螺紋耦接到加固板112（如圖2所示）。

光纖連接件300包含一套圈320，將至少一光纖322套在一起。光纖連接件300經配置以耦接到光學引擎302，以使該等光纖322光學耦合到光學引擎302。在一示例性實施例中，光纖連接件300包含一光纖應變釋放元件324。光纖應變釋放元件324提供對於該等光纖322的應變釋放。光纖應變釋放元件324可包覆成型在該等光纖322上。

光學引擎302耦接到光學引擎基板304，例如光學引擎基板304的一頂部330。光學引擎302包含一光電轉換器332，以在多個光學訊號與多個電子訊號之間進行轉換。在一示例性實施例中，光學引擎基板304包含多個光學引擎接觸點334的一接觸點陣列（如圖8所示），其設置在光學引擎基板304的一底部335處。該等光學引擎接觸點334耦接到光學引擎302。該等光學引擎接觸點334經配置以耦接到該等中介接觸點200（如圖4所示）。該等光學引擎接觸點334可界定與該中介組件108鄰接的一可分離的匹配介面。在一示例性實施例中，光學引擎基板304包含多個對準特徵336，經配置以對準光學引擎基板304與中介組件108。舉例來說，該等對準特徵336可為多個開口，其穿經光學引擎基板304。該等對準特徵336容納該等上定位銷212（如圖4所示），以將光學引擎基板304與中介組件108進行定向。該等對準特徵336對於與該等上定位銷212的嵌進匹配可具有不同尺寸。

熱轉換元件306經配置以熱耦合到光學引擎302，以對光學引擎302進行散熱。在一示例性實施例中，熱轉換元件306包含一熱橋。熱轉換元件306包含多個板體的一堆疊，其個別地相互相對可移動，以與光學引擎302一致。該等板體固定在一起而呈一框架340。在一示例性實施例中，熱轉換元件306可為一散熱片，經配置以進行氣體冷卻。舉例來說，熱轉換元件306可包含多個散熱鰭片，其在該等散熱鰭片之間具有多個氣流通道。在其他不同實施例中，熱轉換元件306可熱耦接到其他元件，例如一液體冷卻模組或其他散熱片。

在一示例性實施例中，背殼308由一金屬材料所製。可選擇地，背殼308可為壓鑄。背殼308包含一主體350，其形成一腔室352。背殼308具有一開口360，設置在背殼308的一頂部處。主體350圍繞開口360設置。腔室352容納熱轉換元件306、光學引擎302、光學引擎基板304以及光纖連接件300。在一示例性實施例中，背殼308包含一凸出物354，圍繞腔室352設置。凸出物354佔據熱轉換元件306及/或光學引擎基板304。凸出物354可朝下壓抵熱轉換元件306及/或光學引擎基板304。背殼308包含多個安裝凸片356，其具有多個開口358。該等安裝凸片356可安裝到電路板110。該等開口358容納安裝硬體310。該等偏置元件312耦接到該等安裝凸片356，且朝下壓抵該等安裝凸片356以托住與光學引擎302熱接觸的熱轉換元件306。該等偏置元件312可朝下壓抵該等安裝凸片356以壓縮該等中介接觸點200。在一示例性實施例中，背殼308包含多個散熱鰭片362，在其間具有多個氣流通道364。該等散熱鰭片362對背殼308進行散熱。

圖7是依據一示例性實施例之該光學模組組件104的頂視示意圖。圖8是依據一示例性實施例之該光學模組組件104的底視示意圖。圖7及圖8例示在一組裝狀態下的光學模組組件104。熱轉換元件306、光學引擎302、光學引擎基板304以及光纖連接件300容置在背殼308的腔室352中。光纖連接件300從背殼308延伸。熱轉換元件306經過開口360而延伸到背殼308的一外部。

在一示例性實施例中，背殼308包含一開口366，設置在背殼308的一底部368處。光學引擎基板304暴露在底部368以鄰接中介組件108（如圖4所示）。該等光學引擎接觸點334提供在光學引擎基板304的底部335處。該等光學引擎接觸點334可為光學引擎基板304的多個焊墊或多個跡線。該等光學引擎接觸點334配置成一陣列，例如多行及多列。該等光學引擎接觸點334可為多個高速訊號接觸點、多個旁波帶訊號接觸點、多個接地接觸點以及多個電源接觸點。在一示例性實施例中，腔室352的下部經配置以容納中介組件108，進而匹配該等光學引擎接觸點334。

圖9是光學模組組件104耦接到電路板110的頂視示意圖。圖10是光學模組組件104耦接到電路板110的端視示意圖。圖11是光學模組組件104耦接到電路板110的側視示意圖。加固板112設置在電路板110下方。光學模組組件104耦接到電路板110的頂部。安裝硬體310穿經電路板110以螺紋耦接加固板112。當安裝硬體變緊時，該等偏置元件312即被壓縮。該等偏置元件312朝下壓抵背殼308，以將背殼308朝下壓到電路板110。該等偏置元件312將背殼308朝下壓抵熱轉換元件306，以將熱轉換元件306壓抵光學引擎302。在一示例性實施例中，該等偏置元件312將背殼308朝下壓，以壓縮該等中介接觸點200（如圖4所示）。

100:通訊系統 102:光電組件 104:光學模組組件 106:電子封裝 108:中介組件 110:電路板 112:加固板 114:安裝區 116:上表面 118:下表面 120:電路板接觸點 122:對準開口 124:安裝開口 130:主體 132:凸起 134:鑽孔 200:中介接觸點 202:支撐板 204:中介框架 206:上框架部件 208:下框架部件 212:上定位銷 214:下定位銷 220:上表面 222:下表面 224:開口 226:上匹配介面 228:下匹配介面 230:上側邊 232:下側邊 300:光纖連接件 302:光學引擎 304:光學引擎基板 306:熱轉換元件 308:背殼 310:安裝硬體 312:偏置元件 320:套圈 322:光纖 324:光纖應變釋放元件 330:頂部 332:光電轉換器 334:光學引擎接觸點 335:底部 336:對準特徵 340:框架 350:主體 352:腔室 354:凸出物 356:安裝凸片 358:開口 360:開口 362:散熱鰭片 364:氣流通道 366:開口 368:底部

圖1是依據一示例性實施例之具有一光電組件的一通訊系統的頂視示意圖。

圖2是依據一示例性實施例之該光電組件的後視分解示意圖。

圖3是依據一示例性實施例之該光電組件的前視分解示意圖。

圖4是依據一示例性實施例之該中介組件的頂視示意圖。

圖5是依據一示例性實施例之該中介組件的底視示意圖。

圖6是依據一示例性實施例之該光學模組組件的分解示意圖。

圖7是依據一示例性實施例之該光學模組組件的頂視示意圖。

圖8是依據一示例性實施例之該光學模組組件的底視示意圖。

圖9是依據一示例性實施例之該光學模組組件耦接到該電路板的頂視示意圖。

圖10是依據一示例性實施例之該光學模組組件耦接到該電路板的端視示意圖。

圖11是依據一示例性實施例之該光學模組組件耦接到該電路板的側視示意圖。

102:光電組件

104:光學模組組件

108:中介組件

110:電路板

112:加固板

114:安裝區

116:上表面

118:下表面

120:電路板接觸點

122:對準開口

124:安裝開口

130:主體

132:凸起

134:鑽孔

Claims (14)

1. 一種光電組件（102），包含： 一光學模組組件（104），包含一光纖連接件（300）以及一光學引擎（302），該光纖連接件與該光學引擎設置在一光學引擎基板（304）上，該光纖連接件具有一套圈（320），套住至少一個光纖（322），該至少一光纖光學耦合到該光學引擎，該光學引擎基板包含多個光學引擎接觸點（334）的一接觸點陣列，該接觸點陣列設置在該光學引擎基板的一底部（368）處，該等光學引擎接觸點耦接到該光學引擎，該光學模組組件包含一熱轉換元件（306），熱耦合到該光學引擎，該光學模組組件包含一背殼（308），經配置以耦接到一電路板（110），該背殼包含一腔室（352），以容納該熱轉換元件、該光學引擎以及該光學引擎基板，該背殼容納該熱轉換元件，且該熱轉換元件與該光學引擎熱耦合；以及 一中介組件（108），電性連接到該等光學引擎接觸點的該接觸點陣列，該中介組件包含多個中介接觸點（200）的一陣列，該等中介接觸點是可壓縮的，每一個中介接觸點具有一上匹配介面（226）以及一下匹配介面（228），該等上匹配介面界定多個可分離的匹配介面，該等匹配介面電性連接到相對應的該等光學引擎接觸點，該等中介接觸點的該等下匹配介面經配置以電性連接到該電路板。
2. 如請求項1所述之光電組件（102），其中當該背殼（308）耦接到該電路板（110）時，該背殼壓縮該等中介接觸點（200）。
3. 如請求項1所述之光電組件（102），其中該光學模組組件（104）包含壓縮硬體，經配置以耦接到該電路板（110），該壓縮硬體具有多個偏置元件（312），將該背殼（308）朝下擠壓而朝向該電路板。
4. 如請求項3所述之光電組件（102），其中該等偏置元件（312）將該背殼（308）朝下擠壓而靠抵該熱轉換元件（306），進而將該熱轉換元件擠壓以靠抵該光學引擎（302）。
5. 如請求項1所述之光電組件（102），其中該熱轉換元件（306）包含一熱介面，以接合該光學引擎（302）的一上表面。
6. 如請求項1所述之光電組件（102），其中該光學引擎基板（304）包含多個對準特徵（336），該中介組件（108）包含多個對準特徵，以與該光學引擎基板的該等對準特徵連接，進而使該等光學引擎接觸點（334）朝該等中介接觸點（200）定向。
7. 如請求項1所述之光電組件（102），其中該光學引擎（302）包含一光電轉換器（332）。
8. 如請求項1所述之光電組件（102），其中該光學模組組件（104）還包含一光纖應變釋放元件（324），以對該至少一光纖（322）提供應變釋放，該光纖應變釋放元件容置在該腔室（352）中並耦接到該光學引擎基板（304）。
9. 如請求項1所述之光電組件（102），其中該中介組件（108）包含一中介框架（204），容置在該腔室（352）中，該中介框架耦接到該光學引擎基板（304）。
10. 如請求項9所述之光電組件（102），其中該中介框架（204）包含多個定位銷（212、214），該光學引擎基板（304）包含多個對準開口（122），該等對準開口接收該等定位銷以將該中介組件（108）相對應該光學引擎基板進行定位。
11. 如請求項1所述之光電組件（102），還包含一加固板（112），經配置以耦接到該電路板（110）的一下表面（118），該背殼（308）使用安裝硬體而耦接到該加固板，該電路板（110）佔據在該加固板與該背殼之間。
12. 如請求項1所述之光電組件（102），其中該熱轉換元件（306）包含一熱橋，該熱橋具有複數個板體，配置成一盤體堆疊，該等盤體可個別地移動以與該光學引擎相一致。
13. 如請求項1所述之光電組件（102），其中該熱轉換元件（306）包含多個熱轉換鰭片，在該等熱轉換鰭片之間具有多個氣流通道。
14. 如請求項1所述之光電組件（102），其中該背殼（308）包含多個熱轉換鰭片，從該背殼的一外表面延伸，該等熱轉換鰭片之間具有多個氣流通道。

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