CN110488431A - 一种光模块 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种光模块，包括：光电组件和管壳组件，所述光电组件设置在所述管壳组件内部；其中，所述光电组件包括：光发射次模块TOSA组件和光接收次模块ROSA组件；所述TOSA组件包括至少具备屏蔽电磁波功能的TOSA保护盖；所述ROSA组件包括至少具备屏蔽电磁波功能的ROSA保护盖。
Description
技术领域
本申请涉及光通信技术领域，特别是指一种光模块。
背景技术
随着近年来光通信及互联网络的高速发展，市场对网络需求也日益剧增，从而导致电信骨干网的流量飞速增长。为适应市场对高速率数据传输的需求，光模块的传输速度也在迅速提高，目前，光模块正从100G逐渐演变到400G，然而，与100G光模块相比，400G光模块需要数字信号处理(DSP，Digital Signal Processing)以及各种复杂的附属电路。因此，如何应对光模块传输速度的提高所带来的散热、小型化和电磁干扰等问题，成为了亟待解决的问题。
发明内容
为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供一种光模块，包括：光电组件和管壳组件，所述光电组件设置在所述管壳组件内部；其中，
所述光电组件包括：光发射次模块(Transmitter Optical Subassembly，TOSA)组件和光接收次模块(Receiver Optical Subassembly，ROSA)组件；所述TOSA组件包括至少具备屏蔽电磁波功能的TOSA保护盖；所述ROSA组件包括至少具备屏蔽电磁波功能的ROSA保护盖。
在一种可选的实施方式中，所述TOSA组件还包括TOSA光电元件，其中，所述TOSA保护盖包覆所述TOSA光电元件，用于保护所述TOSA光电元件以及屏蔽所述TOSA光电元件的电磁波。
在一种可选的实施方式中，所述ROSA组件还包括ROSA光电元件，其中，所述ROSA保护盖包覆所述ROSA光电元件，用于保护所述ROSA光电元件以及屏蔽所述ROSA光电元件的电磁波。
在一种可选的实施方式中，所述TOSA组件和所述ROSA组件为带尾纤型器件，所述TOSA组件还包括第一尾纤卡套，所述ROSA组件还包括第二尾纤卡套；其中，
所述TOSA保护盖用于约束所述第一尾纤卡套对应的盘纤路径，所述ROSA保护盖用于约束所述第二尾纤卡套对应的盘纤路径。
在一种可选的实施方式中，所述光电组件还包括：PCB板和热沉铜板；其中，
所述热沉铜板作为所述TOSA组件的散热基板，设置在所述PCB板的下表面。
在一种可选的实施方式中，所述管壳组件包括：上盖和底座，所述上盖设置在所述光电组件的上部；所述底座设置在所述光电组件的下部；其中，
所述上盖与所述底座通过连接件固定在一起，形成一容纳空间，所述容纳空间用于设置所述光电组件。
在一种可选的实施方式中，所述底座底面上设有第一凹槽，所述第一凹槽用于避让所述PCB板下表面的电子器件。
在一种可选的实施方式中，所述底座底面上设有第二凹槽，所述第二凹槽用于避让所述PCB板下表面的热沉铜板。
在一种可选的实施方式中，在所述上盖与所述底座所形成的容纳空间的一个侧面设置有光接口，所述光接口的水平中心轴高于所述PCB板的上表面。
在一种可选的实施方式中，所述上盖包括：用于屏蔽电磁波的电磁屏蔽圈；
其中，所述电磁屏蔽圈设置在所述上盖与所述底座的连接处。
在一种可选的实施方式中，所述电磁屏蔽圈包括：
用于阻断电磁波的传输通道的环壁止口；
用于使所述上盖与所述底座紧密贴合的屏蔽胶槽。
在一种可选的实施方式中，所述ROSA保护盖上设置有通气孔，所述ROSA组件通过所述通气孔进行散热。
本申请实施例所提供的一种光模块，包括：光电组件和管壳组件，所述光电组件设置在所述管壳组件内部；其中，所述光电组件包括：光发射次模块TOSA组件和光接收次模块ROSA组件；所述TOSA组件包括至少具备屏蔽电磁波功能的TOSA保护盖；所述ROSA组件包括至少具备屏蔽电磁波功能的ROSA保护盖。本申请实施例实现了对TOSA组件和ROSA组件元件的保护、电磁屏蔽和散热，同时还实现了对光模块内部盘纤的约束和保护。
附图说明
图1为本申请实施例提供的光模块的立体图；
图2为本申请实施例提供的光模块中光电组件的立体图；
图3为本申请实施例提供的光模块中光电组件的结构爆炸图；
图4为本申请实施例提供的光模块中管壳组件的结构爆炸图；
图5为本申请实施例提供的光模块中底座的立体图；
图6为本申请实施例提供的光模块中上盖的立体图；
图7为本申请实施例提供的光模块的侧面剖视图；
图8为本申请实施例提供的光模块中拉环的立体图；
附图标记说明：
100-光模块；200-光电组件；210-TOSA组件；211-TOSA保护盖；212-TOSA光电元件；213-第一尾纤卡套；220-ROSA组件；221-ROSA保护盖；222-ROSA光电元件；223-第二尾纤卡套；230-PCB板；231-U型通孔；240-IC芯片；250-热沉铜板；300-管壳组件；310-上盖；311-电磁屏蔽圈；3111-环壁止口；3112-屏蔽胶槽；312-第一凸台；313-第二凸台；314-第三凸台；315-第三圆弧凹槽；316-第四圆弧凹槽；320-底座；321-第一凹槽；322-第二凹槽；323-光接口；324-PCB板支撑柱；325-通孔；326-螺孔；327-第一圆弧凹槽；328-第二圆弧凹槽；329-第四凸台；330-拉环；331-制动片；332-拉环手柄；341-第一螺钉；342-第二螺钉；343-第三螺钉；344-第四螺钉。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本申请实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本申请实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本申请实施例。
随着近年来光通信及互联网络的高速发展，市场对网络需求也日益剧增，从而导致电信骨干网的流量飞速增长。为适应市场对高速率数据传输的需求，光模块的传输速度也在迅速提高，目前，光模块正从100G逐渐演变到400G，然而，与100G光模块相比，400G光模块需要DSP以及各种复杂的附属电路。因此，如何应对光模块传输速度的提高所带来的散热、小型化和电磁干扰等问题，成为了亟待解决的问题。
现有的高速光模块从光学、硬件、工艺和结构等方面都有考虑散热和电磁兼容的问题，然而在整体方案和器件选型确定后，光学、硬件和工艺方面很难再进行改动，因此，在结构设计上，如何尽可能在保证高速光模块的封装尺寸的小型化的情况下，在光模块壳体内布局更多的光学元件的同时兼顾散热和电磁兼容等问题，成为了行业内的一大挑战。
为此，提出了本申请实施例的以下技术方案。
本申请实施例提供的一种光模块，包括：光电组件和管壳组件，所述光电组件设置在所述管壳组件内部；其中，所述光电组件包括：光发射次模块TOSA组件和光接收次模块ROSA组件；所述TOSA组件包括至少具备屏蔽电磁波功能的TOSA保护盖；所述ROSA组件包括至少具备屏蔽电磁波功能的ROSA保护盖。
图1为本申请实施例提供的光模块的立体图，如图1所示，本申请实施例提供的光模块，包括：光电组件200和管壳组件300，所述光电组件200设置在所述管壳组件300内部；其中，所述光电组件200(如图2所示)包括：TOSA组件210和ROSA组件220；所述TOSA组件210(如图3所示)包括至少具备屏蔽电磁波功能的TOSA保护盖211；所述ROSA组件220包括至少具备屏蔽电磁波功能的ROSA保护盖221。
图2为本申请实施例提供的光模块中光电组件的立体图，图3为本申请实施例提供的光模块中光电组件的结构爆炸图，如图2和3所示，本申请实施例的提供的光模块中光电组件200，包括：TOSA组件210、ROSA组件220、PCB板230和IC芯片240。所述TOSA组件210包括：TOSA保护罩211、TOSA光电元件212和第一尾纤卡套213。所述ROSA组件220包括：ROSA保护罩221、ROSA光电元件222和第二尾纤卡套223。
这里，所述TOSA保护盖211包覆所述TOSA光电元件212，用于保护所述TOSA光电元件212以及屏蔽所述TOSA光电元件212的电磁波。
这里，所述TOSA组件210为带尾纤型器件，所述TOSA组件210包括第一尾纤卡套213，其中，所述TOSA保护盖211用于约束所述第一尾纤卡套213对应的盘纤路径。
这里，所述光电组件200还包括：热沉铜板250；其中，所述热沉铜板250作为所述TOSA组件210的散热基板，设置在所述PCB板230的下表面。
具体实施时，所述热沉铜板250可以作为所述TOSA光电元件212的散热支撑基板，所述热沉铜板250可以通过胶水粘接或表面贴装技术(Surface Mounted Technology，SMT)的方式固定在所述PCB板230的下表面，其中，所述PCB板230与所述热沉铜板250的粘贴处设有一定形状的通孔(图3中未示出)，所述TOSA光电元件212通过所述通孔进行散热。具体实施时，所述TOSA光电元件212(如激光器、陶瓷垫板、透镜、滤光片等)可以通过所述通孔，贴装在所述热沉铜板250上，所述TOSA光电元件212通过金丝键合与所述PCB板230建立电气连接。
具体实施时，所述TOSA保护盖211可以通过胶水粘接的方式固定在所述PCB板230上表面。所述TOSA保护罩211上设置有销钉和凸起特征(图3中未示出)，所述PCB板230上对应设置有孔槽特征(图3中未示出)，所述TOSA保护罩211上的销钉和凸起特征与所述PCB板230上对应的孔槽特征粘接时，确保了所述TOSA保护罩211在所述PCB板230上的精准定位。
这里，所述ROSA保护盖221包覆所述ROSA光电元件222，用于保护所述ROSA光电元件222以及屏蔽所述ROSA光电元件222的电磁波。
这里，所述ROSA组件220为带尾纤型器件，所述ROSA组件220包括第二尾纤卡套223；其中，所述ROSA保护盖221用于约束所述第二尾纤卡套223对应的盘纤路径。
这里，所述ROSA保护盖221上还设置有通气孔，所述ROSA组件220通过所述通气孔进行散热。
具体实施时，ROSA保护罩221采用特殊的结构设计，ROSA保护罩221上设有通气孔，还用于防止光电二极管(Photo-Diode，PD)和跨阻放大器(Trans-Impedance Amplifier，TIA)芯片工作时产生的水汽凝结影响光模块的光学性能指标。
图4为本申请实施例提供的光模块中管壳组件的结构爆炸图，如图4所示，本申请实施例的提供的光模块的管壳组件300，包括：上盖310、底座320和拉环330，所述上盖310设置在所述光电组件200的上部；所述底座320设置在所述光电组件200的下部；其中，
所述上盖310与所述底座320通过连接件固定在一起，形成一容纳空间，所述容纳空间用于设置所述光电组件200。
图5为本申请实施例提供的光模块中底座的立体图，如图5所示，所述底座320底面上设有第一凹槽321，所述第一凹槽321用于避让所述PCB板230下表面的电子器件。
这里，所述底座320底面上设有第二凹槽322，所述第二凹槽322用于避让所述PCB板230下表面的热沉铜板250。
这里，在所述上盖310与所述底座320所形成的容纳空间的一个侧面设置有光接口323，如图5所示，在所述底座320的右端是光接口323。所述光接口323的水平中心轴高于所述PCB板230的上表面；其中，所述光接口的水平中心轴与所述PCB板的上表面的高度差为固定高度，所述固定高度可以设置为2mm，但不限于2mm。这样的设置可以给PCB板230提供了更大的布板面积(PCB板230的轮廓端面最大限度的靠近光接口323)，同时也便于光模块内部光纤的盘纤。
如图3和图5所示，所述光电组件200，用于将所述光模块接收到的光信号转换为电信号或者将电信号转换为光信号。所述光电组件200包括第一尾纤卡套213和第二尾纤卡套223；所述底座320包括光接口323；其中，所述第一尾纤卡套213和第二尾纤卡套223的一端通过光纤分别与TOSA组件210和ROSA组件220连接，所述第一尾纤卡套213和第二尾纤卡套223的另一端与所述光接口323连接。需要说明的是，所述光接口323中设有对应于所述第一尾纤卡套213和第二尾纤卡套223的两个接口，以分别与所述第一尾纤卡套213和第二尾纤卡套223进行连接。具体实施时，所述光接口323用于与光连接器进行接插适配。
如图5所示，所述底座320上设有六个PCB板支撑柱324，所述六个PCB板支撑柱324沿所述底座320两侧对称分布，用于对所述PCB板230进行支撑限位。所述底座320上设有两个U型凸台，所述两个U型凸台上设有两个通孔325，所述底座320上还设有两个螺孔326；相应地，所述PCB板230上在与U型凸台上的两个通孔325对应的位置设有两个U型通孔231(如图2所示)。所述螺钉，包括第一螺钉341、第二螺钉342、第三螺钉343和第四螺钉344(如图4所示)。所述PCB板230通过第一螺钉341、第二螺钉342、第三螺钉343和第四螺钉344固定在所述六个PCB板支撑柱324上。相应地，所述上盖310上在与第三螺钉343和第四螺钉344对应的位置(同时也是与所述底座320上两个螺孔326对应的位置)设有两个通孔(如图4所示)。同时，所述上盖310也通过第一螺钉341、第二螺钉342、第三螺钉343和第四螺钉344与所述底座320进行固定连接。其中，所述U型凸台用于对所述PCB板230进行横向(平行于所述PCB板230的方向)限位。在具体实施时，在MSA协议的允许范围内，在所述底座320上的U型凸台和所述PCB板230上的U型通孔321之间可以留出±0.18mm的活动余量，以便工作人员进行光模块的光学调节，待光模块调整完毕后，可以对该活动余量的缝隙进行填胶，以确保所述PCB板230牢固固定在所述管壳组件300内部。
如图5所示，所述底座320上还设有两个圆弧凹槽，分别为第一圆弧凹槽327和第二圆弧凹槽328；相应地，所述上盖310上在第一圆弧凹槽327和第二圆弧凹槽328对应的位置设有第三圆弧凹槽315和第四圆弧凹槽316(如图6所示)。所述第一尾纤卡套213通过所述底座320上的第一圆弧凹槽327和所述上盖310上的第三圆弧凹槽315固定在所述上盖310与所述底座320形成的容纳空间中，也就是所述管壳组件300的内部；所述第二尾纤卡套223通过所述底座320上的第二圆弧凹槽328和所述上盖310上的第四圆弧凹槽316固定在所述上盖310与所述底座320形成的容纳空间中，也就是所述管壳组件300的内部。所述第一圆弧凹槽327、第二圆弧凹槽328、第三圆弧凹槽315和第四圆弧凹槽316用于对所述第一尾纤卡套213和所述第二尾纤卡套223进行限位，以保证所述第一尾纤卡套213和所述第二尾纤卡套223与光连接器的正常接插。
图6为本申请实施例提供的光模块中上盖的立体图，如图6所示，所述上盖310包括：用于屏蔽电磁波的电磁屏蔽圈311；其中，所述电磁屏蔽圈311设置在所述上盖310与所述底座320的连接处。所述电磁屏蔽圈311包括：用于阻断电磁波的传输通道的环壁止口3111；用于使所述上盖310与所述底座320紧密贴合的屏蔽胶槽3112。
具体实施时，所述上盖310两侧(平行于所述光接口323的中心线的方向上的两侧)的环壁止口3111设置的越高，与所述底座320两侧的侧壁(平行于所述光接口323的中心线的方向上的侧壁)配合的越紧密，其电磁屏蔽的效果越好。
如图6所示，所述上盖310上设有第一凸台312，所述第一凸台312用于对所述PCB板230进行纵向(垂直于所述PCB板230的方向)限位。具体实施时，所述第一凸台312的表面与所述PCB板230的上表面为非刚性接触，即所述第一凸台312的表面与所述PCB板230的上表面之间保留有一定距离的间隙，该距离可以为0.1mm(该距离满足MSA协议即可，本申请实施例不对其进行限定)，所述PCB板230在纵向上最大的浮动距离为0.1mm，从而实现了对所述PCB板230在纵向上的限位。
这里，所述上盖310上设有第二凸台313，所述第二凸台313上贴装有导热垫片(图6中未示出)，所述第二凸台313设置在所述上盖310上与所述IC芯片240对应的位置上，从而，所述IC芯片240通可以过所述第二凸台313上贴装的导热垫片进行散热。
图7为本申请实施例提供的光模块的侧面剖视图，如图7所示，本申请实施例提供的光模块100，包括：所述上盖310、所述光电组件200和所述底座320；其中，所述上盖310设置在所述光电组件200的上部；所述底座320设置在所述光电组件200的下部；所述上盖310与所述底座320通过连接件固定在一起，形成一容纳空间，所述容纳空间用于设置所述光电组件200。
如图6和图7所示，所述上盖310上还设有第三凸台314，所述第三凸台314用于与所述底座320对应位置上的第四凸台329进行配合，以保证所述管壳组件300内部的电子器件在外电口方向(靠向金手指的方向)上与外界隔离。
如图7所示，所述上盖310与所述底座320连接，将所述光电组件200包覆在内；所述底座320上的圆弧凹槽(第一圆弧凹槽327和第二圆弧凹槽328)与所述上盖310上的圆弧凹槽(第三圆弧凹槽315和第四圆弧凹槽316)相互配合，对所述尾纤卡套(第一尾纤卡套213和第二尾纤卡套223)进行完全限位；所述上盖310上的第一凸台312与所述底座320相互配合，对所述PCB板230进行纵向限位。
图8为本申请实施例提供的光模块中拉环的立体图，如图8所示，所述拉环330包括：制动片331和拉环手柄332，所述制动片331的端部包胶在所述拉环手柄332内；所述拉环330用于实现光模块的解锁和锁定。
这里，实际应用时，所述拉环手柄332的材质可以为塑胶材质。
本申请实施例所提供的一种光模块，包括：光电组件和管壳组件，所述光电组件设置在所述管壳组件内部；其中，所述光电组件包括：光发射次模块TOSA组件和光接收次模块ROSA组件；所述TOSA组件包括至少具备屏蔽电磁波功能的TOSA保护盖；所述ROSA组件包括至少具备屏蔽电磁波功能的ROSA保护盖。本申请实施例实现了对TOSA组件和ROSA组件的元件保护、电磁屏蔽和散热，同时还实现了对光模块内部盘纤的约束和保护。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
本申请所提供的几个设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的设备实施例。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种光模块，其特征在于，包括：光电组件和管壳组件，所述光电组件设置在所述管壳组件内部；其中，
所述光电组件包括：光发射次模块TOSA组件和光接收次模块ROSA组件；所述TOSA组件包括至少具备屏蔽电磁波功能的TOSA保护盖；所述ROSA组件包括至少具备屏蔽电磁波功能的ROSA保护盖。
2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述TOSA组件还包括TOSA光电元件，其中，所述TOSA保护盖包覆所述TOSA光电元件，用于保护所述TOSA光电元件以及屏蔽所述TOSA光电元件的电磁波。
3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述ROSA组件还包括ROSA光电元件，其中，所述ROSA保护盖包覆所述ROSA光电元件，用于保护所述ROSA光电元件以及屏蔽所述ROSA光电元件的电磁波。
4.根据权利要求2或3所述的光模块，其特征在于，所述TOSA组件和所述ROSA组件为带尾纤型器件，所述TOSA组件还包括第一尾纤卡套，所述ROSA组件还包括第二尾纤卡套；其中，
所述TOSA保护盖用于约束所述第一尾纤卡套对应的盘纤路径，所述ROSA保护盖用于约束所述第二尾纤卡套对应的盘纤路径。
5.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光电组件还包括：PCB板和热沉铜板；其中，
所述热沉铜板作为所述TOSA组件的散热基板，设置在所述PCB板的下表面。
6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述管壳组件包括：上盖和底座，所述上盖设置在所述光电组件的上部；所述底座设置在所述光电组件的下部；其中，
所述上盖与所述底座通过连接件固定在一起，形成一容纳空间，所述容纳空间用于设置所述光电组件。
7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述底座底面上设有第一凹槽，所述第一凹槽用于避让所述PCB板下表面的电子器件。
8.根据权利要求6或7所述的光模块，其特征在于，所述底座底面上设有第二凹槽，所述第二凹槽用于避让所述PCB板下表面的热沉铜板。
9.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，在所述上盖与所述底座所形成的容纳空间的一个侧面设置有光接口，所述光接口的水平中心轴高于所述PCB板的上表面。
10.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述上盖包括：用于屏蔽电磁波的电磁屏蔽圈；
其中，所述电磁屏蔽圈设置在所述上盖与所述底座的连接处。
11.根据权利要求10所述的光模块，其特征在于，所述电磁屏蔽圈包括：
用于阻断电磁波的传输通道的环壁止口；
用于使所述上盖与所述底座紧密贴合的屏蔽胶槽。
12.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述ROSA保护盖上设置有通气孔，所述ROSA组件通过所述通气孔进行散热。
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