TWI829550B - 光通訊連接裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明有關於一種光通訊連接裝置,用以設置在一電腦的主機板上,並包括一光接收單元、一光發射單元、一控制電路板及一連接介面。光接收單元及光發射單元透過控制電路板與連接介面相連接,而連接介面則用以連接一外接電路板。連接介面具有複數個第一連接端子及複數個第二連接端子,其中第一連接端子連接該控制電路板,而第二連接端子則用以連接外接電路板。本發明的第二連接端子約略平行外接電路板,並透過表面黏著技術連接外接電路板,不僅有利於進一步縮小光通訊連接裝置的體積,同時具有較好的高頻特性。
Description
本發明有關於一種光通訊連接裝置,不僅有利於進一步縮小光通訊連接裝置的體積,同時具有較好的高頻特性。
光通訊是一種利用光來攜帶資訊的通訊技術,也稱為遠程光通訊,其中光纖通訊是目前最常使用的光通訊技術。光纖通訊(Fiber-optic communication)主要是光在光纖(Optical Fiber)內傳遞資訊的一種方式,屬於有線通訊的一種。由於光纖通訊具有傳輸容量大、保密性好等許多優點,光纖通訊已經成為當今最主要的有線通訊方式。
在光通訊領域中,光連接裝置是一個重要的元件,用以接收及發射光訊號,例如高速乙太網路介面轉換器(Gigabit Interface Converter,GBIC)。光連接裝置主要設置在主機裝置上,主要包括一光發射器及一光接收器,其中光發射器用以將電訊號轉換成光訊號,並透過光纖傳輸光訊號,而光接收器則是用以將接收的光訊號轉換為電訊號,並傳輸到主機裝置。
目前市面上的光連接裝置的體積較大,而不利於整合在微型化系統或小型化電腦中。為此本發明提出一種光通訊連接裝置,其中光通訊連接裝置的連接介面透過表面黏著技術連接一外部電路板,有利於進一步縮小光通訊連接裝置的體積。
本發明所述的光通訊連接裝置的一連接端子與外接電路板的表面約略平行,並可透過表面黏著技術連接光通訊連接裝置的連接端子與外接電路板上的電路,可使得光通訊連接裝置具有較好的高頻特性。
為了達到上述的目的,本發明提出一種光通訊連接裝置,包括:一控制電路板;一光接收單元,電性連接控制電路板,並用以接收一光訊號;一光發射單元,電性連接控制電路板,並用以發射一光訊號;一連接介面,包括複數個第一連接端子及複數個第二連接端子,其中複數個第一連接端子及複數個第二連接端子之間存在一夾角,夾角介於45至135度之間,複數個第一連接端子連接控制電路板,而複數個第二連接端子則透過一表面黏著技術連接一外部電路板;及一支撐架,位於連接介面與控制電路板之間,並用以支撐控制電路板。
本發明提出另一種光通訊連接裝置,包括:一控制電路板;至少一晶片,設置於控制電路板上;至少一第一散熱層,設置於晶片的表面;一光接收單元,電性連接控制電路板,並用以接收一光訊號;一光發射單元,電性連接控制電路板,並用以發射一光訊號;一連接介面,包括複數個第一連接端子及複數個第二連接端子,其中複數個第一連接端子及複數個第二連接端子之間存在一夾角,夾角介於45至135度之間,複數個第一連接端子連接控制電路板,而複數個第二連接端子則透過一表面黏著技術連接一外部電路板;及一支撐導熱柱,連接第一散熱層,並經由第一散熱層連接控制電路板上的晶片。
在本發明至少一實施例中,包括:一底座,包括兩個光連接孔,其中光接收單元及光發射單元分別朝向兩個光連接孔;及一蓋體,用以連接底座,其中控制電路板、連接介面及支撐架位於底座及蓋體之間。
在本發明至少一實施例中,其中底座包括至少一倒U形凸出部,並於倒U形凸出部與底座之間形成一連接孔,連接介面包括一主體部,複數個第一連接端子及複數個第二連接端子連接主體部,主體部包括兩個凹槽及一凸部,其中凸部位於兩個凹槽之間,並用以插入倒U形凸出部與底座之間的連接孔。
在本發明至少一實施例中,其中底座上設置複數個第一定位凸部,主體部上設置複數個定位孔,第一定位凸部用以設置在定位孔內,以定位連接介面的主體部及底座。
在本發明至少一實施例中,其中支撐架包括複數個第二定位凸部,用以設置在主體部的複數個定位孔內,以定位支撐架及主體部。
在本發明至少一實施例中,其中控制電路板包括一第一電路板及一第二電路板,第一電路板經由一導電部連接第二電路板,第一電路板與第二電路板之間具有一夾角,夾角介於45至135度之間,在本發明至少一實施例中,其中支撐架包括兩個承載凸部,用以承載控制電路板的第一電路板。
在本發明至少一實施例中,包括:一底座,包括兩個光連接孔,其中光接收單元及光發射單元分別朝向兩個光連接孔,而支撐導熱柱則設置在底座上;及一蓋體,用以連接底座,其中控制電路板、支撐導熱柱及連接介面位於底座及蓋體之間。
10:光通訊連接裝置
111:光接收單元
113:光發射單元
131:第一導電片
133:第二導電片
15:控制電路板
151:第一電路板
153:第二電路板
155:導電部
157:晶片
16:支撐架
161:承載凸部
163:承載凹部
165:第二定位凸部
17:連接介面
171:主體部
172:第一連接端子
173:第二連接端子
174:錫膏
175:凹槽
177:凸部
179:定位孔
18:外部電路板
191:底座
1911:光連接孔
1913:倒U形凸出部
1915:連接孔
1917:第一定位凸部
193:蓋體
20:光通訊連接裝置
241:第一散熱層
243:第二散熱層
26:支撐導熱柱
[圖1]為本發明光通訊連接裝置一實施例的立體分解示意圖。
[圖2]為本發明光通訊連接裝置的底座、連接介面及外部電路板一實施例的連接示意圖。
[圖3]為本發明光通訊連接裝置一實施例的立體示意圖。
[圖4]為本發明光通訊連接裝置又一實施例的立體分解示意圖。
[圖5]為本發明光通訊連接裝置部分構造一實施例的剖面示意圖。
圖1及圖3分別為本發明光通訊連接裝置一實施例的立體分解示意圖及立體示意圖。如圖所示,光通訊連接裝置10主要包括一光接收單元111、一光發射單元113、一控制電路板15、一支撐架16及一連接介面17,其中光接收單元111及光發射單元113經由控制電路板15與連接介面17相連接,而該連接介面17則連接一外部電路板18。
本發明實施例的控制電路板15包括一第一電路板151及一第二電路板153,其中第一電路板151經由一導電部155連接第二電路板153,例如導電部155可以是導電線。此外,第一電路板151與第二電路板153之間存在一夾角,其中夾角介於45至135度,並以90度為較佳,使得第一電路板151及第二電路板153的剖面近似L型。
光接收單元111用以接收一光訊號,並可透過第一導電片131連接控制電路板15,例如光接收單元111電性連接第一電路板151,並位於第一電路板151下方,而連接介面17則連接第二電路板153。具體而言,光接收單元111可包括至少一光偵測器(photodetector),並透過光電效應將接收的光訊號轉換為電
訊號,而連接介面17為一電連接介面,其中光接收單元111轉換的電訊號會經由控制電路板15傳送至連接介面17。
光發射單元113用以產生及發射一光訊號,並透過第二導電片133連接控制電路板15,例如光接收單元111電性連接第一電路板151,並位於第一電路板151下方。具體而言,光發射單元113可包括至少一發光二極體(light-emitting diode、LED)或至少一雷射二極體(laser diode),其中光發射單元113會依據連接介面17傳送的電訊號產生光訊號。
控制電路板15除了用以電性連接光接收單元111及光發射單元113與連接介面17外,亦可進一步在控制電路板15的第一電路板151的上表面及/或下表面設置複數個晶片157,例如晶片157包括驅動電路、放大電路、比較器及/或鎖相迴路等。驅動電路電性連接光接收單元111及/或光發射單元113,例如用以驅動光發射單元113內的發光二極體發出光訊號。放大電路、比較器及鎖相迴路電性連接光接收單元111,例如轉阻放大器(Transimpedance Amplifier;TIA)可將光電流轉換為電壓訊號,經由限制放大器(Limiting Amplifier;LA)放大電壓信號,再透過數據時脈回復電路(Clock and Data Recovery;CDR)處理電壓訊號,並產生一固定時脈的方波訊號,使得後級的數位電路可以使用這個轉換出來的訊號。
在本發明一實施例中,通常需要對光通訊連接裝置10提供一驅動電源,以驅動光通訊連接裝置10進行光訊號及電訊號之間的轉換。一般而言,光通訊連接裝置10通常會設置在一電子裝置(例如電腦)上,電子裝置經由連接介面17提供一供電電源給光通訊連接裝置10,例如連接介面17可包括一電源腳位,以驅動光通訊連接裝置10接收或發射光訊號。
連接介面17連接控制電路板15,例如連接控制電路板15的第二電路板153。在本發明一實施例中,連接介面17包括一主體部171、複數個第一連
接端子172及複數個第二連接端子173,其中第一連接端子172及第二連接端子173之間存在一夾角,夾角介於45至135度之間。第一連接端子172用以連接控制電路板15,而第二連接端子173則用以連接一外部電路板18,其中外部電路板18為設置在光通訊連接裝置10外部的電路板。
具體而言,第一連接端子172的延伸方向約略平行第二電路板153的表面,而第二連接端子173的延伸方向則約略平行外部電路板18的表面。第二連接端子173可透過表面黏著技術(Surface Mount Technology,SMT)連接外部電路板18,不僅有利於進一步縮小光通訊連接裝置10的體積,亦可使得光通訊連接裝置10具有較好的高頻特性。此外,第一連接端子172亦可透過表面黏著技術連接第二電路板153。
在本發明一實施例中,主體部171的外觀可近似長方體或板狀體,其中第一連接端子172及第二連接端子173分別設置在主體部171相鄰的兩個表面上,例如第一連接端子172設置在主體部171的上表面,而第二連接端子173則設置在主體部171的側表面,其中第一連接端子172約略與第二連接端子173垂直。
光通訊連接裝置10可包括一底座191及一蓋體193,其中光接收單元111及光發射單元113設置於底座191上。具體而言,底座191的一端或一側表面上可設置兩個光連接孔1911,而光接收單元111及光發射單元113則分別朝向底座191的兩個光連接孔1911。在實際應用時,可分別將一光連接頭插入底座191的兩個光連接孔1911內,使得光連接頭對準光連接孔1911內的光接收單元111及光發射單元113,並可透過光通訊連接裝置10接收及/或傳送光訊號。
底座191上的光連接孔1911可以是一般常見的光連接座(母連接單元),例如ST連接座、SC連接座、FC連接座或LC連接座等,並可將對應的光連
接頭插入光連接孔191,例如可將ST連接頭、SC連接頭、FC連接頭或LC連接頭插入ST連接座、SC連接座、FC連接座或LC連接座。
在本發明一實施例中,底座191可包括一倒U形凸出部1913,並於倒U形凸出部1913與底座191之間形成一連接孔1915,例如倒U形凸出部1913及光連接孔1911分別設置在底座191相對的兩端。
此外,連接介面17的主體部171可設置兩個凹槽175及一凸部177,其中凸部177位於兩個凹槽175之間。具體而言,主體部171的一端或一側表面設置第二連接端子173,而主體部171的另一端或另一側表面則設置兩個凹槽175,並於兩個凹槽175之間形成凸部177,其中第二連接端子173及凹槽175分別設置在主體部171相面對的兩端或兩個側表面。在實際應用時可將連接介面17的凸部177插入倒U形凸出部1913與底座191之間的連接孔1915,而倒U形凸出部1913的兩個側邊則分別位於兩個凹槽175內,以定位底座191及連接介面17,並連接及固定底座191與連接介面17。
在本發明一實施例中,連接介面17的主體部171上可設置複數個定位孔179,例如定位孔179的數量為兩個,並分別設置在兩個凹槽175的外側。底座191則設置複數個第一定位凸部1917,其中第一定位凸部1917的位置及數量對應主體部171的定位孔179,例如第一定位凸部1917的數量可為兩個,並分別位於倒U形凸出部1913的兩側。當主體部171的凸部177插入底座191與倒U形凸出部1913之間的連接孔1915後,可進一步將第一定位凸部1917設置在定位孔179內,透過定位孔179及第一定位凸部1917定位連接介面17及底座191。
蓋體193用以連接底座191,使得光接收單元111、光發射單元113、控制電路板15、支撐架16及/或連接介面17位於底座191及蓋體193之間的容置空間內,並以底座191及蓋體193保護上述的元件。
如圖2所示,底座191可設置在外部電路板18上,例如外部電路板18可以是電腦的主機板或網路介面轉換器,而連接介面17的第二連接端子173則經由底座191底部連接外部電路板18上的電路,其中第二連接端子173與外部電路板18的表面平行,並可透過表面黏著技術連接第二連接端子173及電腦的主機板,例如透過錫膏174連接第二連接端子173與外部電路板18上的電路。
在本發明一實施例中,可進一步在連接介面17及控制電路板15之間設置支撐架16,並透過支撐架16支撐及固定控制電路板15的位置,例如支撐架16可用以支撐控制電路板15的第一電路板151,以避免第一電路板151受到重力的作用而朝連接介面17移動。
具體而言,支撐架16可為板狀,例如H形支撐架,其中支撐架16的頂部或頂表面的兩側可設置兩個承載凸部161,並於兩個承載凸部161之間形成一承載凹部163。控制電路板15的第一電路板151可放置在支撐架16的承載凹部163內,而承載凸部161則位於第一電路板151的兩側,使得支撐架16可用以固定及支撐第一電路板151。此外,支撐架16的側表面則與第二電路板153相鄰,並可用以限制第二電路板153的設置位置。
在本發明一實施例中,支撐架16的底部可設置兩個第二定位凸部165,其中兩個第二定位凸部165用以設置在連接介面17的兩個定位孔179內,以將支撐架16定位及設置在連接介面17的主體部171上,例如定位孔179可以是貫穿主體部171上下表面的穿孔。
請參閱圖4,為本發明光通訊連接裝置又一實施例的立體分解示意圖。如圖所示,本發明實施例的光通訊連接裝置20主要包括一光接收單元111、一光發射單元113、一控制電路板15、一支撐導熱柱26、至少一散熱層及一連接介面17,其中光接收單元111及光發射單元113經由控制電路板15與連接介面17相連接,而該連接介面17則連接一外部電路板18。
本發明實施例的光通訊連接裝置20與圖1的光通訊連接裝置10的構造相近,本發明實施例的光通訊連接裝置20以支撐導熱柱26取代圖1的光通訊連接裝置10的支撐架16。
如圖5所示,支撐導熱柱26可為設置在底座191上的柱狀體,並位於光連接孔1911與連接孔1915之間。控制電路板15的第一電路板151可放置在支撐導熱柱26上,並透過支撐導熱柱26支撐第一電路板151。
在本發明一實施例中,控制電路板的15第一電路板151的上表面及/或下表面可設置至少一晶片157,其中設置在第一電路板151下表面的晶片157的表面可設置一第一散熱層241。支撐導熱柱26則經由第一散熱層241連接位於第一電路板151下表面上的晶片157,例如第一散熱層241可以是金屬片或散熱膠等具良好導熱特性的構件。
支撐導熱柱26可由具導熱特性的材質所製成,例如支撐導熱柱26可以是金屬,使得設置在第一電路板151下表面的晶片157可經由第一散熱層241將熱量傳遞至支撐導熱柱26,以降低晶片157的工作溫度。
在本發明一實施例中,底座191可由具導熱特性的材質所製成,例如底座191可以是金屬,使得設置在第一電路板151下表面的晶片157可將熱量依序經由第一散熱層241及支撐導熱柱26傳遞至底座191,並經由底座191將熱量傳遞至外部,以進一步降低晶片157的溫度。
在本發明另一實施例中,設置在第一電路板151上表面的晶片157的表面可設置一第二散熱層243。蓋體193在連接底座191後,蓋體193會透過第二散熱層243連接設置在第一電路板151上表面的晶片157。在實際應用時,蓋體193可由具散熱特性的材質所製成,例如蓋體193可以是金屬材質,使得設置在第一電路板151上表面的晶片157可經由第二散熱層243將熱量傳遞至蓋體193,並經由蓋體193將熱量傳遞至外部,以降低晶片157的溫度。
在本發明一實施例中,連接介面17的主體部171可為梯形狀的板體,當連接介面17的一端插入倒U形凸出部1913後,連接介面17或主體部171的底部會與底座191的底部保持在同一平面上,以利於將底座191及連接介面17設置在外部電路板18的表面。而後可以透過表面黏著技術連接外部電路板18及連接介面17的第二連接端子173,不僅有利於進一步縮小光通訊連接裝置20的體積,亦可使得光通訊連接裝置20具有較好的高頻特性。
以上所述者,僅為本發明之一較佳實施例而已,並非用來限定本發明實施之範圍,即凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾,均應包括於本發明之申請專利範圍內。
10:光通訊連接裝置
111:光接收單元
113:光發射單元
131:第一導電片
133:第二導電片
15:控制電路板
151:第一電路板
153:第二電路板
155:導電部
157:晶片
16:支撐架
161:承載凸部
163:承載凹部
165:第二定位凸部
17:連接介面
171:主體部
172:第一連接端子
173:第二連接端子
175:凹槽
177:凸部
179:定位孔
18:外部電路板
191:底座
1911:光連接孔
1913:倒U形凸出部
1915:連接孔
1917:第一定位凸部
193:蓋體
Claims (6)
- 一種光通訊連接裝置,包括:一控制電路板;一光接收單元,電性連接該控制電路板,並用以接收一光訊號;一光發射單元,電性連接該控制電路板,並用以發射一光訊號;一連接介面,包括複數個第一連接端子及複數個第二連接端子,其中該複數個第一連接端子及該複數個第二連接端子之間存在一夾角,該夾角介於45至135度之間,該複數個第一連接端子連接該控制電路板,而該複數個第二連接端子則透過一表面黏著技術連接一外部電路板;一支撐架,位於該連接介面與該控制電路板之間,並用以支撐該控制電路板;一底座,包括兩個光連接孔,其中該光接收單元及該光發射單元分別朝向該兩個光連接孔;其中,該底座包括至少一倒U形凸出部,並於該倒U形凸出部與該底座之間形成一連接孔,該連接介面包括一主體部,該複數個第一連接端子及該複數個第二連接端子連接該主體部,該主體部包括兩個凹槽及一凸部,其中該凸部位於該兩個凹槽之間,並用以插入該倒U形凸出部與該底座之間的該連接孔;及一蓋體,用以連接該底座,其中該控制電路板、該連接介面及該支撐架位於該底座及該蓋體之間。
- 如請求項1所述的光通訊連接裝置,其中該底座上設置複數個第一定位凸部,該主體部上設置複數個定位孔,該第一定位凸部用以設置在該定位孔內,以定位該連接介面的該主體部及該底座。
- 如請求項2所述的光通訊連接裝置,其中該支撐架包括複數個第二定位凸部,用以設置在該主體部的該複數個定位孔內,以定位該支撐架及該主體部。
- 如請求項1所述的光通訊連接裝置,其中該控制電路板包括一第一電路板及一第二電路板,該第一電路板經由一導電部連接該第二電路板,該第一電路板與該第二電路板之間具有一夾角,該夾角介於45至135度之間。
- 如請求項4所述的光通訊連接裝置,其中該支撐架包括兩個承載凸部,用以承載該控制電路板的該第一電路板。
- 一種光通訊連接裝置,包括:一控制電路板;至少一晶片,設置於該控制電路板上;至少一第一散熱層,設置於該晶片的表面;一光接收單元,電性連接該控制電路板,並用以接收一光訊號;一光發射單元,電性連接該控制電路板,並用以發射一光訊號;一連接介面,包括複數個第一連接端子及複數個第二連接端子,其中該複數個第一連接端子及該複數個第二連接端子之間存在一夾角,該夾角介於45至135度之間,該複數個第一連接端子連接該控制電路板,而該複數個第二連接端子則透過一表面黏著技術連接一外部電路板;一支撐導熱柱,連接該第一散熱層,並經由該第一散熱層連接該控制電路板上的該晶片;一底座,包括兩個光連接孔,其中該光接收單元及該光發射單元分別朝向該兩個光連接孔,而該支撐導熱柱則設置在該底座上;其中,該底座包括至少 一倒U形凸出部,並於該倒U形凸出部與該底座之間形成一連接孔,該連接介面包括一主體部,該複數個第一連接端子及該複數個第二連接端子連接該主體部,該主體部包括兩個凹槽及一凸部,其中該凸部位於該兩個凹槽之間,並用以插入該倒U形凸出部與該底座之間的該連接孔。及一蓋體,用以連接該底座,其中該控制電路板、該支撐導熱柱及該連接介面位於該底座及該蓋體之間。
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TW112107840A TWI829550B (zh) | 2022-03-10 | 2023-03-03 | 光通訊連接裝置 |
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-
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- 2023-03-03 TW TW112107840A patent/TWI829550B/zh active
- 2023-03-09 US US18/119,302 patent/US20230291477A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US20200073052A1 (en) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | Applied Optoelectronics, Inc. | Transmitter optical subassembly with hermetically-sealed light engine and external arrayed waveguide grating |
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