專利名稱：多模qsfp 并行光收發(fā)模塊的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多模QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable,四通道小型封裝可熱插拔)并行光收發(fā)模塊的封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
通信網(wǎng)干線傳輸容量的不斷擴(kuò)大及速率的不斷提高使得光纖通信成為現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)的主要傳輸手段，對(duì)于現(xiàn)有的光通信網(wǎng)絡(luò)來說，例如廣域網(wǎng)(WAN)、城域網(wǎng)(MAN)、局域網(wǎng)(LAN)等，其中所需要的作為核心光電子器件之一的光收發(fā)模塊的種類越來越多，要求也越來越高，復(fù)雜程度也以驚人的速度發(fā)展。目前市場(chǎng)上銷售的光收發(fā)模塊按照封裝類型不同有“IX9，，、SFF(Small Form Factor，小型封裝)、SFP (Small Form-factor Pluggable, 小型封裝可熱插拔)、GBIC、XENPAK, XFP (10Gb SFP, IOGb小型化封裝可熱插拔)、SFP+ (SFP 的升級(jí)版)等等。光收發(fā)模塊除了向熱插拔、低成本、低功耗等幾個(gè)方向發(fā)展外，更明顯的趨勢(shì)是小型化和高速率。傳統(tǒng)的光收發(fā)模塊多是一個(gè)模塊獨(dú)立地傳輸兩路信號(hào)，速率從最初的 155Mbit/s，發(fā)展到了現(xiàn)今主流的10(ibit/S，目前正向40(ibit/S的速率進(jìn)軍。從現(xiàn)階段電路技術(shù)來說，40(ibit/S已接近“電子瓶頸”的極限，如果超出這一瓶頸，引起的信號(hào)損耗、功率耗散、電磁輻射干擾和阻抗匹配等問題都難以解決。在這種情況下，并行光收發(fā)模塊的發(fā)展引起了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。并行光收發(fā)模塊通過采用高密度的多通道設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)超高速率、大容量數(shù)據(jù)的傳輸，在短距離數(shù)據(jù)通信方面更具優(yōu)勢(shì)。近幾年來世界著名光模塊供應(yīng)商分別提供了 SNAP 12、POP 4、QSFP, CXP等幾種封裝形式的并行光收發(fā)模塊，其中QSFP通過采用8通道(發(fā)送、接收分別占4通道)的設(shè)計(jì)，利用比SFP僅多出30%的PCB(Printed Circuit Board, 印刷電路板)空間可以實(shí)現(xiàn)比SFP多10倍的累積傳輸數(shù)據(jù)帶寬，因此QSFP的相關(guān)研制技術(shù)越來越受到業(yè)內(nèi)的重視。與傳統(tǒng)的雙信道光收發(fā)模塊相比，并行光收發(fā)模塊的器件密度要高出許多，因此在模塊的光電耦合設(shè)計(jì)、散熱、電磁干擾屏蔽設(shè)計(jì)和電路設(shè)計(jì)方面都要更縝密的考慮，選用合理的模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是模塊性能保證的關(guān)鍵。目前，業(yè)內(nèi)相關(guān)技術(shù)開發(fā)人員都在致力于研究符合QSFP MSA(Multisource Agree-ment，多源協(xié)議)規(guī)范且性能優(yōu)良、成本低廉、易于操作的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例旨在提供一種符合QSFP MSA協(xié)議且性能優(yōu)良、成本低廉、易于操作的多模QSFP并行光收發(fā)模塊封裝結(jié)構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種多模QSFP并行光收發(fā)模塊的封裝結(jié)構(gòu)，包括芯片組、光學(xué)組件、電路板、墊片及管殼，其中，所述芯片組包括光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組、功能電路芯片組及微控制器芯片；
所述電路板上設(shè)有電路板固定孔和第一陣列定位圓孔，還設(shè)有光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組貼片標(biāo)記、功能電路芯片組貼片標(biāo)記和墊片粘貼位置標(biāo)記以分別用于粘接所述光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組、所述功能電路芯片組和所述墊片，所述電路板上還焊接有所述微控制器芯片；所述墊片上設(shè)有第二陣列定位圓孔；所述光學(xué)組件包括依次固連的陣列透鏡組件、光纖陣列連接件、陣列透鏡架及光纖連接器內(nèi)適配器；所述陣列透鏡組件包括相互垂直的第一陣列微透鏡和第二陣列微透鏡，并在所述第一陣列微透鏡對(duì)應(yīng)的端面上設(shè)有陣列定位圓柱，在所述第二陣列微透鏡對(duì)應(yīng)的另一端面上設(shè)有連接件定位圓孔；所述光纖陣列連接件縱向貫通地設(shè)置有多根多模光纖，并在與所述多模光纖兩端對(duì)應(yīng)的兩個(gè)端面上分別設(shè)置有連接件定位圓柱和透鏡架定位圓孔；所述陣列透鏡架上設(shè)有矩形孔，所述矩形孔內(nèi)鑲嵌有第三陣列微透鏡，所述陣列透鏡架的兩側(cè)端面上分別設(shè)置有透鏡架定位圓柱和光纖帶定位圓柱；所述光纖連接器內(nèi)適配器具有用于與所述陣列透鏡架貼合的突緣，所述光纖連接器內(nèi)適配器還設(shè)有用于供光纖帶插入的凹槽；所述陣列透鏡架通過將所述透鏡架定位圓柱插入所述透鏡架定位圓孔而與所述光纖陣列連接件固連，所述光纖陣列連接件通過將所述連接件定位圓柱插入所述連接件定位圓孔而與所述陣列透鏡組件固連；所述光纖連接器內(nèi)適配器通過使所述突緣與所述陣列透鏡架的邊緣對(duì)齊粘合而與所述陣列透鏡架固連；所述光學(xué)組件通過將所述陣列透鏡組件的陣列定位圓柱穿過所述墊片的第二陣列定位圓孔并插入所述第一陣列定位圓孔而固定至所述電路板；所述管殼包括底座、上蓋及插框；所述電路板通過所述電路板固定孔固定在所述底座上；所述底座及所述上蓋設(shè)有對(duì)應(yīng)的卡槽位，用于將所述陣列透鏡架及所述光纖連接器內(nèi)適配器卡設(shè)于所述底座與所述上蓋之間；所述插框連接并固定所述底座和所述上蓋。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明實(shí)施例提供的多模QSFP并行光收發(fā)模塊的封裝結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)光路有源耦合時(shí)的靈活調(diào)節(jié)，保證光學(xué)組件之間的光路合理轉(zhuǎn)換，從而提高光路耦合的效率，增加數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸距離；并且能夠避免由于外部光纖帶的插拔對(duì)光學(xué)組件產(chǎn)生應(yīng)力而導(dǎo)致的耦合偏差。


圖1為本發(fā)明QSFP并行光收發(fā)模塊的封裝結(jié)構(gòu)實(shí)施例的分解示意圖；圖2為圖1實(shí)施例中光學(xué)組件與電路板組裝后的正面狀態(tài)示意圖；圖3為圖1實(shí)施例中光學(xué)組件與電路板組裝后的背面狀態(tài)示意圖；圖4和圖5分別為圖1實(shí)施例中陣列透鏡組件的立體圖和截面圖；圖6和圖7分別為圖1實(shí)施例中光纖陣列連接件的后視和前視立體圖；圖8為圖1實(shí)施例中陣列透鏡架的立體示意圖；圖9為圖1實(shí)施例中光纖連接器內(nèi)適配器的立體示意圖；圖10為圖1實(shí)施例中墊片的立體示意圖。
圖中各附圖標(biāo)記如下芯片組 101光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組 102功能電路芯片組103微控制器芯片
電路板200201電路板固定孔202第一陣列定位圓孔
203光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組貼片標(biāo)記
204功能電路芯片組貼片標(biāo)記
205墊片粘貼位置標(biāo)記206金手指電極端
207鍍金焊盤
墊片300301第二陣列定位圓孔
光學(xué)組件41陣列透鏡組件
411第一陣列微透鏡412第二陣列微透鏡
413端面414端面
415陣列定位圓柱416連接件定位圓孔
42光纖陣列連接件
421多模光纖422透鏡架定位圓孔
423連接件定位圓柱
43陣列透鏡架
431矩形孔432第三陣列微透鏡
433透鏡架定位圓柱434光纖帶定位圓柱
44光纖連接器內(nèi)適配器
441突緣442凹槽
443突出部分
A-A- 菅冗51底座511卡槽位
52上蓋
53插框
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合各附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說明，并不用于限制本發(fā)明。另外，各附圖之間的尺寸比例關(guān)系并不一致，以便于清楚顯示實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的實(shí)施例提出一種多模QSFP并行光收發(fā)模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其由芯片組、 電路板200、墊片300、光學(xué)組件及管殼等五個(gè)部分組成，圖1為本發(fā)明多模QSFP并行光收發(fā)模塊的封裝結(jié)構(gòu)實(shí)施例的分解示意圖，如圖所示，其中，芯片組包括光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組 101、功能電路芯片組102及微控制器芯片103。電路板200上設(shè)有電路板固定孔201和第一陣列定位圓孔202，還設(shè)有光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組貼片標(biāo)記203、功能電路芯片組貼片標(biāo)記 204和墊片粘貼位置標(biāo)記205以分別用于粘接光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組101、功能電路芯片組 102和墊片300，此外，電路板200上還焊接有微控制器芯片103。墊片300上設(shè)有第二陣列定位圓孔301，在將墊片300粘貼到電路板200上的墊片粘貼位置標(biāo)記205時(shí)，該第二陣列定位圓孔301與電路板200上的第一陣列定位圓孔202重疊且邊緣對(duì)齊。
繼續(xù)如圖1所示，光學(xué)組件包括依次固連的陣列透鏡組件41、光纖陣列連接件42、 陣列透鏡架43及光纖連接器內(nèi)適配器44。其中，結(jié)合圖4和圖5所示，陣列透鏡組件41包括相互垂直的第一陣列微透鏡411和第二陣列微透鏡412，并在第一陣列微透鏡411對(duì)應(yīng)的端面413上設(shè)有陣列定位圓柱415，在第二陣列微透鏡412對(duì)應(yīng)的另一端面414上設(shè)有連接件定位圓孔416 ；在一個(gè)實(shí)施例中，第一陣列微透鏡411和第二陣列微透鏡412與各自對(duì)應(yīng)的端面413、414之間的距離分別等于第一陣列微透鏡411和第二陣列微透鏡412的焦距；另外，在一個(gè)實(shí)施例中，第一陣列微透鏡411和第二陣列微透鏡412均為IX 12的陣列微透鏡。繼續(xù)，結(jié)合圖6和圖7所示，光纖陣列連接件42縱向貫通地設(shè)置有多根(本實(shí)施例中為12根)多模光纖421，并在與多模光纖421兩端對(duì)應(yīng)的兩個(gè)端面上分別設(shè)置有透鏡架定位圓孔422和連接件定位圓柱423。結(jié)合參考圖8所示，上述陣列透鏡架43上設(shè)有矩形孔431，且矩形孔431內(nèi)鑲嵌有第三陣列微透鏡432，陣列透鏡架43的兩側(cè)端面上分別設(shè)置有透鏡架定位圓柱433和光纖帶定位圓柱434 ；在一個(gè)實(shí)施例中，光纖陣列連接件42設(shè)有12根多模光纖421，從而與以上實(shí)施例1X12的陣列微透鏡對(duì)應(yīng)；相應(yīng)地，第三陣列微透鏡432也為1X12的陣列微透鏡，且第三陣列微透鏡432與陣列透鏡架43所固連的光纖陣列連接件42的對(duì)應(yīng)端面(如圖6所示，即為透鏡架定位圓孔422所在的端面)之間的距離等于第三陣列微透鏡432的焦距。接續(xù)，結(jié)合參考圖9所示，光纖連接器內(nèi)適配器44 具有用于與陣列透鏡架43貼合的突緣441。此外，光纖連接器內(nèi)適配器44還設(shè)有用于供 MPO (Multi-fiber Push 0η，多芯插拔)光纖帶插入的凹槽442，此處光纖帶插入光纖連接器內(nèi)適配器44的凹槽442后，進(jìn)一步可以通過其自身前端的定位圓孔來與陣列透鏡架43端面上的光纖帶定位圓柱434相配合。接續(xù)，結(jié)合參考圖1至圖3所示，陣列透鏡架43通過將透鏡架定位圓柱433插入透鏡架定位圓孔422而與光纖陣列連接件42固連，光纖陣列連接件42通過將連接件定位圓柱423插入連接件定位圓孔416而與陣列透鏡組件41固連；光纖連接器內(nèi)適配器44通過使突緣442與陣列透鏡架43的邊緣對(duì)齊后進(jìn)行粘合而與陣列透鏡架43固連，并保證光纖連接器內(nèi)適配器44的突出部分443朝上放置。完成以上各步驟固連的光學(xué)組件整體通過將陣列透鏡組件41的陣列定位圓柱415穿過墊片300的第二陣列定位圓孔301并插入第一陣列定位圓孔202而固定至電路板200，相應(yīng)地，第一陣列定位圓孔202與第二陣列定位圓孔301的直徑相等，并大于陣列定位圓柱415的直徑。在一個(gè)實(shí)施例中，在將光學(xué)組件固定至電路板200時(shí)，墊片300位于光纖陣列連接件42和陣列透鏡組件41的結(jié)合體與電路板200之間，且電路板200與墊片300之間、墊片300與陣列透鏡組件41、以及墊片300 與光纖陣列連接件42之間均通過點(diǎn)膠固定；并且陣列透鏡組件41的陣列定位圓柱415與墊片300的第二陣列定位圓孔301以及電路板200的第一陣列定位圓孔202之間的空隙也通過點(diǎn)膠固定。相應(yīng)地，在陣列透鏡組件41、光纖陣列連接件42、陣列透鏡架43以及光纖連接器內(nèi)適配器44彼此相鄰的端面之間也通過點(diǎn)膠固定。在一個(gè)實(shí)施例中，上述的點(diǎn)膠可以使用UV膠(無影膠)來進(jìn)行。結(jié)合以上所述要說明的是，在本實(shí)施例中，墊片300主要起到支撐保護(hù)光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組101的作用，從而用于防止陣列透鏡組件41在安裝至電路板200時(shí)(可參考圖 2所示的狀態(tài)，此時(shí)光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組101位于陣列透鏡組件41與電路板200之間而不可見)，會(huì)因其與光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組101的距離過近對(duì)芯片造成擠壓而影響芯片的正常工作。另外，在一個(gè)實(shí)施例中，墊片300的寬度可以比陣列透鏡組件41要窄，以便于在二者之間進(jìn)行上述的點(diǎn)膠固定，并且這種設(shè)計(jì)可以增大點(diǎn)膠的有效面積，從而使電路板200與墊片300之間、墊片300與陣列透鏡組件41、以及墊片300與光纖陣列連接件42之間的固定更為牢固。最后，繼續(xù)參考圖1所示，管殼包括底座51、上蓋52及插框53 ；電路板200通過電路板固定孔201固定在底座51上；并且，底座51設(shè)有卡槽位511，上蓋52設(shè)有與其對(duì)應(yīng)的卡槽位(圖中未示出)，從而在上蓋52合于底座51之上時(shí)將陣列透鏡架43及光纖連接器內(nèi)適配器44卡設(shè)于底座51與上蓋52之間；插框53則用于連接并固定底座51和上蓋52。在一個(gè)實(shí)施例中，在電路板200上對(duì)照光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組貼片標(biāo)記203和功能電路芯片組貼片標(biāo)記204分別將光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組101和功能電路芯片組102貼片并在電路板200上焊接微控制器芯片103時(shí)，光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組101與功能電路芯片組102 各自的焊盤之間、以及功能電路芯片組102的焊盤與電路板200的鍍金焊盤207之間是采用金絲焊接的方式實(shí)現(xiàn)電連接，而微控制器芯片103則是采用回流焊工藝直接焊接在電路板200上。并且，此處微控制器芯片103是用于控制及檢測(cè)光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組101的工作狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，上述的光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組101包括分開設(shè)置的兩組光電轉(zhuǎn)換芯片陣列，每組包括4個(gè)光電轉(zhuǎn)換芯片(兩組共8個(gè)，即對(duì)應(yīng)QFSP的8通道設(shè)計(jì))，且在每組光電轉(zhuǎn)換芯片陣列內(nèi)相鄰的光電轉(zhuǎn)換芯片之間的中心距為250微米。進(jìn)一步，對(duì)應(yīng)于此處光電轉(zhuǎn)換芯片的間距，在上述陣列透鏡組件41所包括的第一陣列微透鏡411和第二陣列微透鏡412以及陣列透鏡架43的第三陣列微透鏡432各自的微透鏡陣列中相鄰微透鏡之間的中心距，以及光纖陣列連接件42的12根多模光纖421中相鄰光纖之間的中心距，均一致保持為上述的250微米，從而保證形成完整的光通路。另外，從以上所述可以看出，光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組101僅設(shè)有8個(gè)光電轉(zhuǎn)換芯片，但第一、第二、第三陣列微透鏡411-413以及多模光纖421卻均設(shè)置有12路，這是因?yàn)檫@些透鏡及光纖中間的4路設(shè)定為閑置，實(shí)際中使用到的是與上述兩組4個(gè)光電轉(zhuǎn)換芯片一一對(duì)應(yīng)的外圍8路透鏡及光纖。具體而言， 在一個(gè)實(shí)施例中，上述光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組101例如為兩組1X4陣列的光電探測(cè)器芯片或兩組1X4陣列的垂直腔面發(fā)射激光器芯片。在一個(gè)實(shí)施例中，上述的電路板300采用六層疊置結(jié)構(gòu)，且該六層疊置結(jié)構(gòu)的頂層和底層均采用羅杰斯(Rogers)材料。結(jié)合上文多模QSFP并行光收發(fā)模塊封裝結(jié)構(gòu)實(shí)施例的詳細(xì)說明，以下將對(duì)該實(shí)施例封裝結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的工序流程加以具體描述。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明多模QSFP并行光收發(fā)模塊封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)過程具體包括貼片、打線、光學(xué)組件組裝、耦合和裝配等五個(gè)部分的步驟。貼片過程的執(zhí)行步驟如下首先在電路板200上焊接微控制器芯片103，并在光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組貼片標(biāo)記203和功能電路芯片組貼片標(biāo)記204的位置上分別粘貼光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組101和功能電路芯片組102 ；然后按照墊片粘貼位置標(biāo)記205將墊片300粘貼在電路板200上，尤其注意使電路板200上的兩個(gè)第一陣列定位圓孔202與墊片300上的兩個(gè)第二陣列定位圓孔301重疊并保證邊緣對(duì)齊。打線過程的執(zhí)行步驟如下采用金絲焊接的方式在光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組101與功能電路芯片組102各自的焊盤之間、以及功能電路芯片組102的焊盤與電路板200的鍍金焊盤207之間連接起來，使得在電路板200通電工作的情況下，光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組101保持正常工作狀態(tài)。光學(xué)組件組裝過程的執(zhí)行步驟如下先將陣列透鏡架43上的透鏡架定位圓柱433 分別插入光纖陣列連接件42上的兩個(gè)透鏡架定位圓孔422中，并在陣列透鏡架43和光纖陣列連接件42相連接的端面間點(diǎn)少量的膠，使二者結(jié)合牢固；然后將光纖陣列連接件42上的連接件定位圓柱423分別插入陣列透鏡組件41上的兩個(gè)連接件定位圓孔416中，并在光纖陣列連接件42和陣列透鏡組件41相連接的端面間點(diǎn)少量的膠，使二者結(jié)合牢固；接著保持光纖連接器內(nèi)適配器44的突出部分443向上，在光纖連接器內(nèi)適配器44的突緣441上涂膠，使光纖連接器內(nèi)適配器44與陣列透鏡架43對(duì)齊，將光纖連接器內(nèi)適配器44和陣列透鏡架43粘接起來；最后將一根母頭MPO扇出光纖帶緊密的插入光纖連接器內(nèi)適配器44 中，并且光纖帶前端設(shè)有定位圓孔，從而用來與陣列透鏡架43上的光纖帶定位圓柱434相配合。耦合過程的執(zhí)行步驟如下將組裝好的光學(xué)組件置于電路板200上的墊片300之上，并將陣列透鏡組件41上的陣列定位圓柱415分別貫穿插入墊片300上的兩個(gè)第二陣列定位圓孔301，并插入電路板200的兩個(gè)第一陣列定位圓孔202中；將電路板200的金手指電極端206插入測(cè)試電路板的SMT (Surface Mount Technology，表面貼裝技術(shù))電連接器，控制微控制器芯片103使光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組101正常工作，在四路發(fā)射端的光通路端相應(yīng)的MPO光纖帶的扇出端連接光功率計(jì)以監(jiān)測(cè)光功率，并且在與四路接收端的光通路端相應(yīng)的MPO光纖帶的扇出端連接多模光源，監(jiān)測(cè)與之相應(yīng)的反饋光電流大?。辉隈詈线^程中，邊微調(diào)組裝好的光學(xué)組件的位置，邊監(jiān)測(cè)光功率和光電流的大小，在二者都處于最大值時(shí)的光學(xué)組件與電路板200的相對(duì)位置即為最佳位置；保持該最佳位置，在光纖陣列連接件42、墊片300和電路板200三者之間的間隙處點(diǎn)膠將光學(xué)組件與電路板200之間的相對(duì)位置固定下來；此外，在將陣列透鏡組件41上的陣列定位圓柱415與墊片300上的兩個(gè)第二陣列定位圓孔301和電路板200的兩個(gè)第一陣列定位圓孔202之間的空隙內(nèi)點(diǎn)膠固定， 進(jìn)一步固定耦合好的光學(xué)組件與電路板200之間的相對(duì)位置。裝配過程的執(zhí)行步驟如下先拔掉與陣列透鏡架43相連的MPO光纖帶，然后將粘接好光學(xué)組件的電路板200放在管殼的底座51上，注意要將陣列透鏡架43和光纖連接器內(nèi)適配器44的突緣441相結(jié)合的部分卡在底座51的卡槽位511中；接著用螺絲旋入電路板200上的電路板固定孔201，將電路板200與底座51固定起來；最后將管殼上蓋52的卡槽位與陣列透鏡架43和光纖連接器內(nèi)適配器44的突緣441結(jié)合的部分對(duì)齊，再用插框53 插入配合好的底座51和上蓋52的側(cè)面從而將二者連接固定。由此便完成了本實(shí)施例多模 QSFP并行光收發(fā)模塊封裝結(jié)構(gòu)的組裝過程。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的多模QSFP并行光收發(fā)模塊的封裝結(jié)構(gòu)，通過配套的定位圓孔與定位圓柱實(shí)現(xiàn)各光學(xué)組件之間以及光學(xué)組件與電路板之間的固連，從而便于光路有源耦合時(shí)的靈活調(diào)節(jié)，保證光學(xué)組件之間的光路合理轉(zhuǎn)換，從而提高光路耦合的效率，增加數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸距離；另外，陣列透鏡架與光纖連接器內(nèi)適配器的端面緊密貼合， 同時(shí)卡設(shè)到管殼底座和上蓋的卡槽之間，從而避免由于外部光纖帶的插拔對(duì)光學(xué)組件產(chǎn)生應(yīng)力而導(dǎo)致耦合偏差。
雖然已參照幾個(gè)典型實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語是說明和示例性、而非限制性的術(shù)語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種多模四通道小型封裝可熱插拔QSFP并行光收發(fā)模塊的封裝結(jié)構(gòu)，包括芯片組、 光學(xué)組件、電路板、墊片及管殼，其中，所述芯片組包括光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組、功能電路芯片組及微控制器芯片； 所述電路板上設(shè)有電路板固定孔和第一陣列定位圓孔，還設(shè)有光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組貼片標(biāo)記、功能電路芯片組貼片標(biāo)記和墊片粘貼位置標(biāo)記以分別用于粘接所述光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組、所述功能電路芯片組和所述墊片，所述電路板上還焊接有所述微控制器芯片； 所述墊片上設(shè)有第二陣列定位圓孔；所述光學(xué)組件包括依次固連的陣列透鏡組件、光纖陣列連接件、陣列透鏡架及光纖連接器內(nèi)適配器；所述陣列透鏡組件包括相互垂直的第一陣列微透鏡和第二陣列微透鏡，并在所述第一陣列微透鏡對(duì)應(yīng)的端面上設(shè)有陣列定位圓柱，在所述第二陣列微透鏡對(duì)應(yīng)的另一端面上設(shè)有連接件定位圓孔；所述光纖陣列連接件縱向貫通地設(shè)置有多根多模光纖，并在與所述多模光纖兩端對(duì)應(yīng)的兩個(gè)端面上分別設(shè)置有連接件定位圓柱和透鏡架定位圓孔；所述陣列透鏡架上設(shè)有矩形孔，所述矩形孔內(nèi)鑲嵌有第三陣列微透鏡，所述陣列透鏡架的兩側(cè)端面上分別設(shè)置有透鏡架定位圓柱和光纖帶定位圓柱；所述光纖連接器內(nèi)適配器具有用于與所述陣列透鏡架貼合的突緣，所述光纖連接器內(nèi)適配器還設(shè)有用于供光纖帶插入的凹槽；所述陣列透鏡架通過將所述透鏡架定位圓柱插入所述透鏡架定位圓孔而與所述光纖陣列連接件固連，所述光纖陣列連接件通過將所述連接件定位圓柱插入所述連接件定位圓孔而與所述陣列透鏡組件固連；所述光纖連接器內(nèi)適配器通過使所述突緣與所述陣列透鏡架的邊緣對(duì)齊粘合而與所述陣列透鏡架固連；所述光學(xué)組件通過將所述陣列透鏡組件的陣列定位圓柱穿過所述墊片的第二陣列定位圓孔并插入所述第一陣列定位圓孔而固定至所述電路板；所述管殼包括底座、上蓋及插框；所述電路板通過所述電路板固定孔固定在所述底座上；所述底座及所述上蓋設(shè)有對(duì)應(yīng)的卡槽位，用于將所述陣列透鏡架及所述光纖連接器內(nèi)適配器卡設(shè)于所述底座與所述上蓋之間；所述插框連接并固定所述底座和所述上蓋。
2.如權(quán)利要求1所述的多模QSFP并行光收發(fā)模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其中，所述陣列透鏡組件中的所述第一陣列微透鏡和所述第二陣列微透鏡與各自對(duì)應(yīng)的端面之間的距離分別等于所述第一陣列微透鏡和所述第二陣列微透鏡的焦距；所述陣列透鏡架中的所述第三陣列微透鏡與所述陣列透鏡架所固連的所述光纖陣列連接件的對(duì)應(yīng)端面之間的距離等于所述第三陣列微透鏡的焦距。
3.如權(quán)利要求1所述的多模QSFP并行光收發(fā)模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其中，所述光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組的焊盤與所述功能電路芯片組的焊盤之間以及所述功能電路芯片組的焊盤與所述電路板上的鍍金焊盤之間均采用金絲焊接進(jìn)行電連接。
4.如權(quán)利要求3所述的多模QSFP并行光收發(fā)模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其中，所述光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組包括兩組光電轉(zhuǎn)換芯片陣列，且每組光電轉(zhuǎn)換芯片陣列內(nèi)相鄰的光電轉(zhuǎn)換芯片之間的中心距為250微米。
5.如權(quán)利要求4所述的多模QSFP并行光收發(fā)模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其中，所述光電轉(zhuǎn)換陣列芯片組包括一組1X 4陣列的光電探測(cè)器芯片和一組1X 4陣列的垂直腔面發(fā)射激光器芯片。
6.如權(quán)利要求1所述的多模QSFP并行光收發(fā)模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其中，所述電路板采用六層疊置結(jié)構(gòu)，且所述六層疊置結(jié)構(gòu)的頂層和底層均采用羅杰斯材料。
7.如權(quán)利要求1所述的多模QSFP并行光收發(fā)模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其中，所述光學(xué)組件固定至所述電路板時(shí)，所述墊片位于所述光纖陣列連接件與所述電路板之間，且所述電路板與所述墊片之間以及所述墊片與所述光纖陣列連接件之間通過點(diǎn)膠固定；并且所述陣列透鏡組件的陣列定位圓柱與所述墊片的第二陣列定位圓孔以及所述電路板的第一陣列定位圓孔之間的空隙也通過點(diǎn)膠固定。
8.如權(quán)利要求1所述的多模QSFP并行光收發(fā)模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其中，所述第一陣列定位圓孔與所述第二陣列定位圓孔的直徑相等，并大于所述陣列定位圓柱的直徑。
9.如權(quán)利要求1所述的多模QSFP并行光收發(fā)模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其中，所述第一陣列微透鏡、第二陣列微透鏡和第三陣列微透鏡均為1X12陣列微透鏡，所述光纖陣列連接件設(shè)置有12根所述多模光纖。
10.如權(quán)利要求9所述的多模QSFP并行光收發(fā)模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其中，相鄰的所述多模光纖之間的中心距為250微米，且每根所述多模光纖兩端都經(jīng)過研磨處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多模QSFP(四通道小型封裝可熱插拔)并行光收發(fā)模塊的封裝結(jié)構(gòu)，包括芯片組、光學(xué)組件、電路板、墊片及管殼。本發(fā)明提供的多模QSFP并行光收發(fā)模塊的封裝結(jié)構(gòu)，通過配套的定位圓孔與定位圓柱實(shí)現(xiàn)各光學(xué)組件之間以及光學(xué)組件與電路板之間的固連，從而便于光路有源耦合時(shí)的靈活調(diào)節(jié)，保證光學(xué)組件之間的光路合理轉(zhuǎn)換，從而提高光路耦合的效率，增加數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸距離；另外，陣列透鏡架與光纖連接器內(nèi)適配器的端面緊密貼合，同時(shí)卡設(shè)到管殼底座和上蓋的卡槽之間，從而避免由于外部光纖帶的插拔對(duì)光學(xué)組件產(chǎn)生應(yīng)力而導(dǎo)致耦合偏差。
文檔編號(hào)G02B6/42GK102520494SQ20121000955
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者劉超 申請(qǐng)人:河北華美光電子有限公司