TWI387411B - 印刷電路板及捲帶系統 - Google Patents

Description

印刷電路板及捲帶系統

本發明係關於電子模組，例如電子或光電子收發器或轉發器模組。特別是關於一種用於電子模組的印刷電路板(PCB)定位裝置。

電子模組，例如電子或光電收發器或轉發器模組，日益應用於電子或光電子通訊中。電子模組通常包含有一內部印刷電路板(PCB)，該內部印刷電路板配設為與一主設備相通訊。

一與電子模組相關的通常之難題在於模組之組裝。舉例而言，由於尺寸及空間的限制，有時難以在一電子模組中精確地固定一內部印刷電路板。也難以調整印刷電路板結構中之公差。因此需要一種定位裝置，其可在一電子模組中精確固定一內部電路板。

鑒於以上的問題，本發明之實施例係關於一種印刷電路板(PCB)定位裝置，其能應用至一電子模組，例如一電子或光電收發器或轉發器模組中。在此揭露之印刷電路板定位裝置能完全自動定位且將一印刷電路板固定於一電子模組中。

本發明之一實施例係關於一種印刷電路板定位裝置，此印刷電路板定位裝置係包含有一可焊接板及一可壓縮結構，可壓縮結 構係附着於該可焊接板上。

本發明之另一實施例係關於一種印刷電路板定位系統，此印刷電路板定位系統係包含有一印刷電路板，以及複數個印刷電路板定位裝置，這些印刷電路板定位裝置係焊接至印刷電路板上。各印刷電路板定位裝置分別包含有一可焊接板及一可壓縮結構，可壓縮結構係附着於該可焊接板上。

本發明之再一實施例係關於一種光電收發器模組，此光電收發器模組係包含有一多件外罩，一印刷電路板，此印刷電路板係至少部份地定位在該多件外罩中，一光發射次模組(TOSA)，係與該印刷電路板電連接，以及一光接收次模組(ROSA)，係與該印刷電路板電連接。該多件外罩之第一件定義有複數個柱體。光電收發器模組還包含有複數個焊接至印刷電路板的印刷電路板定位裝置。各印刷電路板定位裝置包含有一可焊接板及一可壓縮結構，此可壓縮結構係附着於該可焊接板上。複數個柱體分別對應於印刷電路板定位裝置其中之一，以使得當多件外罩之第一件與多件外罩之第二件相結合時，複數個柱體壓縮複數個印刷電路板定位裝置，以使得該印刷電路板在光電收發器模組中之y方向上結實地固定。

本發明之實施例的這些和其他目的可以透過本發明所記載的說明書和所附之申請專利範圍得以實現和獲得。

本發明之實施例係關於一種印刷電路板(PCB)定位裝置，其能應用在一電子模組，例如一電子或光電收發器或轉發器模組中。在此揭露之印刷電路板定位裝置能夠完全自動定位且將一印刷電路板固定於一電子模組中。該印刷電路板定位裝置也能省略用以固定印刷電路板的螺釘或其他緊固件，因此降低了組裝成本、組裝時間、以及組裝的複雜性。同時，在此揭露之印刷電路板定位裝置還有助於避免產生與電子模組之元件之間的公差及累積公差相關的組裝問題。

以下，將結合圖式部份對本發明的不同實施方式作詳細說明，可以理解的是，本發明之圖式僅為不同實施例的代表性及示例性之圖式，而不是為了限製本發明，並且不一定要按照圖式比例繪製。

1.光電收發器模組之實施例

「第1A圖」至「第1C圖」係為一光電收發器模組100之示意圖，光電收發器模組100用以發送及接收與一主設備(圖未示)相關之光信號。首先，請參閱「第1A圖」及「第1B圖」，光電收發器模組100包含有不同之元件，包含有一外罩102，係具有一可旋轉之頂罩104及一底罩106。可旋轉之頂罩104可相對於底罩106旋轉。一輸出埠108及一輸入埠110，係定義於該底罩106中。可旋轉之頂罩104及底罩106能使用一壓鑄方法、機械加工、或 任何其他適合之方法形成。可旋轉之頂罩104及底罩106的壓鑄材料之一為鋅(Zn)，當然可旋轉之頂罩104及底罩106也可選擇其他壓鑄材料或由其他適合材料，例如鋁(Al)、或任何其他適合之材料形成。

請參閱「第1C圖」，光電收發器模組100還包含有一光發射次模組(Transmitter Optical Sub-Assembly,TOSA)112、一光接收次模組(Receiver Optical Sub-Assembly,ROSA)114、電介面116及118、以及一具有一邊接頭122的印刷電路板120。這兩個電介面116及118用於分別將光發射次模組112及光接收次模組114與印刷電路板120電連接。

光電收發器模組100的光發射次模組112包含有一圓筒126，圓筒126中配設有一光收發器，例如一雷射(圖未示)。光收發器配設為將通過印刷電路板120從一主設備(圖未示)接收之電信號轉化為相對應之光信號。光發射次模組112還包含有一凸緣128及一管殼130。管殼130定義一埠132。埠132配設為將配設於圓筒126中的光發送器與配設於輸出埠108中的一光纖套管(圖未示)進行光學連接。

類似地，光電收發器模組100之光接收次模組114包含有一圓筒134、一凸緣136、以及一管殼138。管殼138定義有一埠140。埠140將圓筒134中的一光收發器，例如一光電二極體(圖未示)與輸入埠110中之一光纖套管(圖未示)進行光學連接。該光接 收器配設為將從光纖套管接收之光信號轉化為相對應之電信號，用以通過印刷電路板120傳送至一主設備(圖未示)。

光電收發器模組100可配設為以不同的每秒資料速率發射及接收光信號，包含但不限制於：1G比特、2G比特、2.5G比特、4G比特、8G比特、10G比特、17G比特、40G比特、100G比特或者更高。而且，光電收發器模組100可配設為以不同的波長發射及接收光信號，包含但不限制於：850奈米(nm)、1310奈米(nm)、1470奈米(nm)、1490奈米(nm)、1510奈米(nm)、1530奈米(nm)、1550奈米(nm)、1570奈米(nm)、1590奈米(nm)或1610奈米(nm)。進一步而言，光電收發器模組100可支援不同的通訊標準，包含但不限制於：快速乙太網(Fast Ethernet)、千兆位乙太網(Gigabit Ethernet)、萬兆位乙太網(10 Gigabit Ethernet)，以及1倍速、2倍速、4倍速及10倍速光纖通道。此外，儘管光電收發器模組100之實施例具有一大致符合於SFP+(IPF)複合源協定(MSA)之形狀因數，但是光電收發器模組100可配設為具有大致符合於其他複合源協定(MSA)的不同之形狀因數，這些其他的複合源協定(MSA)包含但不限制於：小尺寸架構(SFF)複合源協定(MSA)、萬兆位小尺寸可插件(XFP)複合源協定(MSA)、或小型可插式(SFP)複合源協定(MSA)。

請參閱「第1C圖」，光電收發器模組100還包含有一閉鎖機構141，係具有一卡環142及一閂鎖144。光電收發器模組100更 包含有一光學次模組(OSA)定位板146、一環夾148、一聯鎖縫150、一角縫152、以及四個印刷電路板定位裝置200。以下將結合「第1C圖」、「第1D圖」及「第2C圖」詳細描述印刷電路板定位裝置200之實施例。

2.印刷電路板定位裝置之一實施例

以下將參閱「第1C圖」及「第1D圖」，「第1D圖」係為印刷電路板定位裝置200之一實施例之示意圖，請參閱「第1C圖」，四個印刷電路板定位裝置200焊接於印刷電路板120上且四個柱體154形成於光電收發器模組100之可旋轉之頂罩104中(「第1C圖」中僅兩個可見)。如「第1C圖」所示，各柱體154對應於印刷電路板定位裝置200其中之一。請參閱「第1C圖」，四個支架結構156定義於底罩106之底面中(「第1C圖」中僅兩個可見)。

請參閱「第1D圖」，在組裝光電收發器模組100期間，在頂罩104備旋轉且靠近底罩106之後形成光電收發器模組100。如「第1D圖」所示，隨著柱體154壓縮印刷電路板定位裝置200，印刷電路板定位裝置200面向支架結構156偏壓，以致印刷電路板120固定於光電收發器模組100中之y方向。由於印刷電路板定位裝置200為可壓縮的，因此印刷電路板定位裝置200能調整印刷電路板120中之公差變化。當將印刷電路板120固定在底罩106中時，印刷電路板定位裝置200還可省略螺釘或其他緊固件。因此 印刷電路板定位裝置200能夠將印刷電路板120快速安裝於光電收發器模組100中，並且印刷電路板120能從光電收發器模組100中快速抽出。

請參閱「第1C圖」，底罩106還可包含有一對半柱體158，半柱體158係定義於底罩106之側壁中，此一對半柱體158係配設為與印刷電路板120中形成之一對凹槽160相結合。如「第1D圖」所示，當印刷電路板120定位在底罩106中時，半柱體158與凹槽160之結合有助於在光電收發器模組100中之一x方向及一z方向上固定該印刷電路板。

「第2圖」係為印刷電路板定位裝置200之示意圖，請參閱「第2圖」，一般來說，本實施例之印刷電路板定位裝置200包含有一可焊接板202及一可壓縮結構204，可壓縮結構204係附着於可焊接板202上。可焊接板202可由任何可焊接之材料形成，包含但不限制於：鎳(Ni)、銅(Cu)、或鍍錫(Sn)鋼板。可壓縮結構204包含有一金屬彈簧。

本實施例之印刷電路板定位裝置200能夠利用表面黏着技術(surface mount technology,SMT)，以使得將印刷電路板定位裝置200焊接至印刷電路板120且將印刷電路板120固定在光電收發器模組100中之x方向、y方向、以及z方向上的過程可完全自動化。本實施例之印刷電路板定位裝置200可封裝至一捲帶系統(類似於以下揭露之與「第4A圖」及「第4B圖」相關之捲帶系統)中， 利用一拾取及放置系統，印刷電路板定位裝置200從該捲帶系統中備選取且焊接至印刷電路板120。

印刷電路板定位裝置200之可壓縮結構204不限制於如「第2圖」所示之菱形之金屬彈簧，而是可實現為任意的焊接固裝彈簧或其他的彈簧之等效裝置，這些彈簧或裝置即能夠封裝至捲帶系統中又可附着至可焊接板202與/或可使用一拾取及放置系統直接焊接至印刷電路板120。這些可選擇之彈簧及其他的彈簧之等效裝置包含但不限制於：螺旋彈簧、s形彎曲彈簧、金屬上可壓縮聚合物、懸臂、或者任何具有可壓縮功能之其他結構。此外，可壓縮結構204能夠由可附着至可焊接板202與/或直接可焊接至印刷電路板120的任何可壓縮性材料與/或金屬之結合形成。因此，可以理解的是，在可壓縮結構204自身能直接焊接至印刷電路板120之情況下，可焊接板202係為可選擇的。

本實施例之印刷電路板定位裝置200能夠完全自動定位且將印刷電路板120固定至光電收發器模組100中。本實施例之印刷電路板定位裝置200也可省略固定印刷電路板120之螺釘或其他緊固件，因此降低了組裝成本、組裝時間、以及組裝的複雜性。本實施例之印刷電路板定位裝置200也有助於避免產生與製造公差及光電收發器模組100之元件之間的公差疊加相關之組裝問題。舉例而言，透過收緊印刷電路板120與柱體154之間的任何間隙，本實施例之印刷電路板定位裝置200還有助於避免產生與 印刷電路板120之厚度相關之組裝問題。

3.印刷電路板定位裝置之另一實施例

「第3A圖」至「第3E圖」係為另一實施例之印刷電路板定位裝置200'之示意圖，請參閱「第3A圖」，印刷電路板定位裝置200'類似於如「第1C圖」至「第2圖」所示之印刷電路板定位裝置200，印刷電路板定位裝置200'一般包含有一可焊接板202及一可壓縮結構204'，可壓縮結構204'係附着於可焊接板202上。然而，與「第1C圖」至「第2圖」所示之印刷電路板定位裝置200不同之處在於，「第3A圖」中之可壓縮結構204'包含有一電介質橡膠。在一些實施例中，電介質矽橡膠包含有矽橡膠KE-5620W-U。由電介質形成使得可壓縮結構204'用於機械地固定一印刷電路板，而不與印刷電路板之電路產生電氣干擾。可壓縮結構204'可由類似於矽橡膠的具有彈性及介電性的其他材料形成。「第3B圖」及「第3C圖」係為印刷電路板定位裝置200'在鬆弛狀態下之側視圖及主視圖。「第3D圖」及「第3E圖」係為印刷電路板定位裝置200'在壓縮狀態下之側視圖及主視圖。

4.捲帶系統之實施例

「第4A圖」及「第4B圖」係為捲帶系統300之實施例之示意圖，請參閱「第4A圖」，捲帶系統300之實施例通常包含有一 條帶302、複數個定義於條帶302中的穿孔304、以及多個如「第3A圖」至「第3E圖」所示之印刷電路板定位裝置200'，印刷電路板定位裝置200'係嵌入於條帶302中。穿孔304使得條帶302在印刷電路板之拾取及放置的元件填充作業過程中與自動表面黏着技術相聯繫。

請參閱「第4B圖」，本實施例之捲帶系統300中之各印刷電路板定位裝置200'嵌入於條帶302中，可焊接板202相比較於可壓縮結構204'嵌入更深。可以理解的是，本實施例之捲帶系統300並不限制於印刷電路板定位裝置200'，也可使用印刷電路板定位裝置200，或在此揭露之任何其他印刷電路板定位裝置。

除了在此揭露之電子模組環境之外，在此揭露之本實施例之印刷電路板定位裝置可使用於需要固定電子元件位置的任何其他環境。

而且，一些實施例之印刷電路板定位裝置可使用非焊接的連接方法。舉例而言，可使用黏合劑，用以將在此揭露之一可壓縮結構連接至印刷電路板120與/或連接至可旋轉之頂罩104(如「第1C圖」所示)中定義之柱體154。使用黏合劑在印刷電路板120的其他元件，例如跡線或導孔上定位可壓縮之結構是可行的，並且這樣不會產生電氣短路。也可選擇使用機械連接方法。舉例而言，請參閱「第2圖」，可壓縮之結構204可包含有一接頭，該接頭係與可旋轉之頂罩104之柱體154(如「第1C圖」所示)互 鎖，用以將可壓縮之結構204保持到位。

100‧‧‧光電收發器模組

102‧‧‧外罩

104‧‧‧頂罩

106‧‧‧底罩

108‧‧‧輸出埠

110‧‧‧輸入埠

112‧‧‧光發射次模組

114‧‧‧光接收次模組

116、118‧‧‧電介面

120‧‧‧印刷電路板

122‧‧‧邊接頭

126、134‧‧‧圓筒

128、136‧‧‧凸緣

130、138‧‧‧管殼

132、140‧‧‧埠

141‧‧‧閉鎖機構

142‧‧‧卡環

144‧‧‧閂鎖

146‧‧‧定位板

148‧‧‧環夾

150‧‧‧聯鎖縫

152‧‧‧角縫

154‧‧‧柱體

156‧‧‧支架結構

158‧‧‧半柱體

160‧‧‧凹槽

200、200'‧‧‧印刷電路板定位裝置

202‧‧‧可焊接板

204、204'‧‧‧可壓縮結構

300‧‧‧捲帶系統

302‧‧‧條帶

304‧‧‧穿孔

第1A圖係為光電收發器模組之一實施例之頂部透視圖；第1B圖係為第1A圖中之光電收發器模組之實施例之底部透視圖；第1C圖係為第1A圖中之光電收發器模組之實施例之分解透視圖；第1D圖係為第1A圖中之光電收發器模組之實施例之橫截面圖；第2圖係為印刷電路板定位裝置之一實施例之透視圖；第3A圖係為印刷電路板定位裝置之另一實施例之透視圖；第3B圖係為第3A圖之印刷電路板定位裝置在鬆弛狀態下之側視圖；第3C圖係為第3A圖之印刷電路板定位裝置在鬆弛狀態下之主視圖；第3D圖係為第3A圖之印刷電路板定位裝置在壓縮狀態下之側視圖；第3E圖係為第3A圖之印刷電路板定位裝置在鬆弛狀態下之主視圖；第4A圖係為捲帶系統之一實施例之俯視圖；以及第4B圖係為第4A圖中之捲帶系統一實施例之橫截面側視 圖。

200‧‧‧印刷電路板定位裝置

202‧‧‧可焊接板

204‧‧‧可壓縮結構

Claims (20)

1. 一種印刷電路板(PCB)定位裝置，係包含有：一可焊接板；以及一可壓縮結構，係附着於該可焊接板上，其中該可焊接板直接焊接至該印刷電路板。
2. 如申請專利範圍第1項所述之印刷電路板定位裝置，其中該可焊接板包含有鎳(Ni)。
3. 如申請專利範圍第1項所述之印刷電路板定位裝置，其中該可壓縮結構包含有電介質矽橡膠。
4. 如申請專利範圍第3項所述之印刷電路板定位裝置，其中該電介質矽橡膠包含有矽橡膠KE-5620W-U。
5. 如申請專利範圍第1項所述之印刷電路板定位裝置，其中該可壓縮結構包含有一金屬彈簧。
6. 一種捲帶系統，係包含有：一穿孔帶；以及複數個如申請專利範圍第1項所述之印刷電路板定位裝置，其中該等印刷電路板定位裝置分別嵌入至該穿孔帶中。
7. 如申請專利範圍第6項所述之捲帶系統，其中該等印刷電路板定位裝置分別嵌入於該穿孔帶中，並且該可焊接板相比較於該可壓縮結構嵌入更深。
8. 如申請專利範圍第6項所述之捲帶系統，其中該捲帶系統能夠利用表面黏着技術(surface mount technology,SMT)，以使得 該等印刷電路板定位裝置能夠在使用自動印刷電路板拾取及放置元件的填充作業中分別焊接至一印刷電路板上。
9. 一種印刷電路板定位系統，係包含有：一印刷電路板；以及複數個印刷電路板定位裝置，係焊接至該印刷電路板上，該等印刷電路板定位裝置分別包含有：一可焊接板；以及一可壓縮結構，係附着於該可焊接板上。
10. 如申請專利範圍第9項所述之印刷電路板定位系統，其中各可焊接板包含有鎳(Ni)。
11. 如申請專利範圍第9項所述之印刷電路板定位系統，其中該可壓縮結構包含有電介質矽橡膠。
12. 如申請專利範圍第11項所述之印刷電路板定位系統，其中該電介質矽橡膠包含有矽橡膠KE-5620W-U。
13. 如申請專利範圍第9項所述之印刷電路板定位系統，其中該可壓縮結構包含有一金屬彈簧。
14. 一種光電收發器模組，係包含有：一多件外罩，該多件外罩之第一件定義有複數個柱體；一印刷電路板，係至少部份地定位於該多件外罩中；一光發射次模組(TOSA)，係與該印刷電路板電連接；一光接收次模組(ROSA)，係與該印刷電路板電連接；以 及複數個印刷電路板定位裝置，係焊接至該印刷電路板，該等印刷電路板定位裝置分別包含有：一可焊接板；以及一可壓縮結構，係附着於該可焊接板上，其中該等柱體對應於該等印刷電路板定位裝置其中之一，以致當該多件外罩之該第一件與該多件外罩之一第二件相接合時，該等柱體壓縮該等印刷電路板定位裝置，以使得該印刷電路板在該光電收發器模組中之y方向上結實地固定。
15. 如申請專利範圍第14項所述之光電收發器模組，其中該可焊接板包含有鎳(Ni)。
16. 如申請專利範圍第14項所述之光電收發器模組，其中該可壓縮結構包含有電介質矽橡膠KE-5620W-U。
17. 如申請專利範圍第14項所述之光電收發器模組，其中該可壓縮結構係包含有一金屬彈簧。
18. 如申請專利範圍第14項所述之光電收發器模組，其中該光電收發器模組大致符合於SFP+複合源協定(MSA)。
19. 如申請專利範圍第14項所述之光電收發器模組，其中該光電收發器模組大致符合於萬兆位小尺寸可插件(XFP)複合源協定(MSA)。
20. 如申請專利範圍第14項所述之光電收發器模組，其中該等印 刷電路板定位裝置係包含有四個印刷電路板定位裝置。