專利名稱：具有一個或多個無源部件的模制引線架連接器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及光收發(fā)器模塊。具體而言，本發(fā)明涉及光收發(fā)器模塊 中用來將光學子組件連接到印刷電路板的模制引線架連接器。
背景技術：
光收發(fā)器用來發(fā)送和接收來自光網絡的光信號以及使電網絡部件能 夠與光網絡接口和通過光網絡通信。許多光收發(fā)器是模塊化的并且才艮據工 業(yè)標準來設計，這些標準規(guī)定收發(fā)器的機喊方面、外形尺寸、光學和電氣要求以及收發(fā)器的其它特征和要求。例如，小外形尺寸模塊多源協(xié)議(SFF MSA )、小外形尺寸可插入^=莫塊多源協(xié)議(SFP MSA )和10吉比特小外 形尺寸可插入模塊多源協(xié)議(XFPMSA)修訂版3.1規(guī)定了這樣的標準。常規(guī)收發(fā)器的基本光部件包括發(fā)送器光學子組件(TOSA)和接收器 光學子組件(ROSA)。 TOSA經由^器模塊的電路從主機設備接收電 信號并且生成然后被發(fā)送到光網絡中遠程節(jié)點的相應光信號。相反， ROSA接收傳入光信號并且輸出然后能夠由主機設^使用或處理的相應 電信號。此外，多數M器包括剛性印刷電路板(PCB),該PCB除了包 含其它部分之外，還包括用于TOSA和ROSA的控制電路。在M器模塊中的光學子組件與PCB之間的連接具有各種電氣和機 械要求。例如，希望匹配TOSA、 ROSA和/或PCB的阻抗以減少和/或消 除信號反射和損耗。常規(guī)光收發(fā)器模塊中所用的最常見的電連接部件之一 是柔性印刷電路板或"柔性電路"，該電路將剛性印刷電路板連接到與 TOSA或ROSA相關聯(lián)的引線。柔性電路具有數個優(yōu)點，包括良好的電 氣性能和射頻響應。有利地，柔性電路也具有在模塊中處理公差以A^受 在模塊的制造和操作過程中出現(xiàn)的應力的能力。盡管在光收發(fā)器模塊中近年來已經廣泛使用柔性電路，但是柔性電路 代表了制造收發(fā)器模塊所需要的成本和勞力的顯著部分。隨著收發(fā)器模塊 的價格下降，與柔性電路相關聯(lián)的成本繼續(xù)代表收發(fā)器模塊總成本中的增 加比例。由于柔性電路的性質，生產柔性電路的成本通常高于執(zhí)行相同功4 能的PCB的成本。近年來已經引入用以將光學子組件連接到印刷電路板的其它方式。例 如，從TOSA和ROSA伸出的引線能夠彎曲成如下配置該配置4吏引線 能夠直接焊接或以別的方式連接到印刷電路板。這一技術常常比使用柔性 電路板^i:價，但是可能由于無法仔細控制阻抗而造成不利的射頻(RF) 響應。此外，彎曲TOSA和ROSA的引線由于可能破壞TOSA和ROSA 中分別封閉激光器和光電檢測器的頭組件的玻璃密封或其它易碎部分而 引入可靠性風險。由于可能損壞TOSA和ROSA以及不良的電性能，所以彎曲TOSA 和ROSA的引線以使它們能夠直接連接到印刷電路板對于許多M器模 塊而言不適合。這一方式對于導體的RF響應更重要、相對高速的收發(fā)器 模塊而言尤其不適合。除了與連接OSA和PCB相關聯(lián)的一般問題之夕卜，連接OSA和PCB 的結構也有必要與OSA和PCB阻抗匹配。雖然有可能在它們的相應接口 中設計出OSA、連接器(如柔性電路)以及PCB,但是有必要以不同的 信號速率操作OSA。利用與阻抗有關的信號的頻率，OSA操作頻率的變 化造成匹配阻抗的變化。這能夠使信號降級，因為不匹配的阻抗造成信號 反射和信號損耗。現(xiàn)有技術難以在沒有成本昂貴和耗費時間地重新設計 OSA、 PCB和柔性電路的情況下適應OSA使用的變化。發(fā)明內容本發(fā)明的實施例涉及光收發(fā)器模塊中用來電氣和機械連接光學子組 件(OSA)到印刷電路板的引線架連接器。引線架連接器使得能夠在維持 模塊的期望射頻(RF)響應的同時，以既可靠又廉價的方式在光學M 器模塊中將光學子組件連接到印刷電路板。使用這樣的引線架連接消除了 對于已經在常規(guī)^器模塊中使用的柔性印刷電路板的需要。引線架連接 器消除了與在OSA與因素電路板之間的連接的失配阻抗所造成的信號反 射相關聯(lián)的問題。才艮據一個實施例，引線架導體包括能夠"殼內的導電結構。該殼為 引線架中的導體提供電絕緣，以及為完成的部件提供機械支撐。在一個實 施例中，殼能夠是嵌件注射模制(insert injection molding)塑料殼。一 個或多個無源部件安裝到引線架連接器的導體以有助于導體與OSA和印
刷電路板阻抗匹配。引線架連接器連接到與光學子組件相關聯(lián)的引線。引 線架連接器也能夠表面安裝到印刷電路板上以建立光學子組件與印刷電 路板之間的連通性。引線架連接器能夠適用于發(fā)送器光學子組件和接收器 光學子組件，并且能夠具有任何數目的引線。本發(fā)明的可選實施例包括能夠^兩個殼內的導電結構。導電結構和 兩個殼在模制過程中能夠共面。這使得生產引線架連接器所需要的加工的 設計比先前設計容易得多。在一個實施例中，殼能夠是嵌件注射模制塑料 殼。殼為引線架中的導體提供電絕緣，以及為完成的部件提供 支持。一個或多個無源部件安裝到引線架連接器的導體以有助于導體與OSA和 印刷電路板阻抗匹配。引線架連接器的導電引線結構連接到與光學子組件 相關聯(lián)的引線。在這一實施例中，兩個殼允許在模制過程之后彎曲導電引 線。這有助于簡單表面安裝到印刷電路板上以建立光學子組件與印刷電路 板之間的連通性。本發(fā)明的這些以及其它目的和特征通過從如下描述和附圖會變得更 加明白，或可以通過實施如下文闡述的本發(fā)明來領會。


為了理解獲得本發(fā)明的上述以及其它優(yōu)點和特征的方式，將參照在附 圖中圖示的本發(fā)明具體實施例來呈現(xiàn)對上文簡略描述的本發(fā)明的更具體 描述。理解到這些附圖僅描繪了本發(fā)明的典型實施例，因此并不被認為限 制了本發(fā)明的范圍，將通過使用附圖來更細致和具體地描述和說明本發(fā) 明，在附圖中圖1圖示了根據本發(fā)明的一個示例性實施例來構造的引線架連接器 的透視圖；圖2圖示了在支撐架中安裝的圖1的引線架連接器的引線的頂視圖；圖3圖示了在支撐架中安裝的圖1的引線架連接器的頂視圖；圖4圖示了根據本發(fā)明的示例性實施例能夠構造的TOSA和對應引 線架連接器的透視圖；圖5是附接有圖1-3的引線架連接器的印刷電路板的一側的透視圖；以及圖6是附接有圖1-3的引線架連接器的圖5的印刷電路板的相對側的 透視圖。
具體實施方式
本發(fā)明涉及用來在光收發(fā)器模塊中電氣和機械連接光學子組件到印 刷電路板的引線架連接器。引線架連接器能夠包^i殳置有模制殼(如單件 或多件殼或外殼)的多個導體。圍繞導體的殼或外殼的模制能夠可選地在 導體平放在單個平面時進行，由此使得更易于制作引線架連接器。在殼或 外殼內設置并且安裝到 一個或多個導體的是一個或多個無源部件，例如但 不限于電阻器、電容器和電感器，這些部件有助于終結導體以及防止導體 末端處以及光學子組件與印刷電路板之間發(fā)生信號反射。本發(fā)明的引線架連接器提供與使用柔性電路或其它常規(guī)技術相比而 言的數個優(yōu)點。較柔性電路而言，引線架連接器的部件明顯更廉價。此夕卜， 使用引線架連接器來制造收發(fā)器的過程能夠通過增加的自動化程度而需要更少勞力。較簡單地彎曲光學子組件的引線以允許直接連接到PCB而 言，引線架連接器具有明顯更好的電氣性能和RF響應。另外，在將光學 子組件連接到印刷電路板的過程中能夠沒有損壞光學子組件易碎部分的 明顯風險。此外，在沿著引線架連接器傳播的信號的電路徑內包含無源部 件有助于終結信號路徑以及限制光學子組件和印刷電路板處的信號^Jt。 另外，包含無源部件允許以簡單方式以適應阻抗變化的各種不同數據速率 來操作OSA。圖1圖示了根據本發(fā)明的引線架連接器10。如圖所示，引線架連接 器10被安裝到光學子組件如TOSA 60。另一配置的引線架連接器10也 能夠安裝到ROSA，例如圖5和圖6中所示ROSA110。如圖1中所示， 引線架連接器10能夠包括第一殼12和笫二殼14。第一殼12和第二殼14 共同形成引線架連接器10的外殼。笫一殼12和笫二殼16均能夠支撐能夠傳送高頻信號、低頻信號和偏 置電流到TOSA60的一個或多個導體16a-16e的一部分。例如，導體16a 能夠用來傳送低頻信號，導體16b和16c能夠用來傳送高頻信號，而導體 16d能夠用來傳送低頻信號和/或用以搮作TOSA60的偏置電流。一個或多個無源部件30被安裝到導體16a-16e中的一個或多個導體 并且利用外殼的一個或多個凹陷28來接納。在這一所示配置中，無源部 件30能夠是電阻器30a、電容器30b和導體30c。這些無源部件30終結
導體16b-16c并且限制和控制光學子組件和印刷電路板之間的信號反射， 這一點將在下文中具體加以討論。例如，為了終結導體16b-16c， TOSA 60 所表現(xiàn)的阻抗應當匹配于導體16b和16c所表現(xiàn)的阻抗，即導體16b和 16c的差分阻抗。導體16b和16c所表現(xiàn)的阻抗能夠通過改變電阻器30a 的電阻來變化。在所示配置中，電阻器30a能夠用來終結導體16ba陽16c。如果假i殳導 體16b和16c的差分阻抗是50歐姆，則為了終結導體16b和16c，將橫 跨導體16b和16c放置50歐姆電阻。對于提供某一電阻如10歐姆的TOSA 60，電阻器30a能夠提供其余40歐姆電阻。至于電容器30b和電感器30，這些部件能夠用來控制引線架連接器 10所呈現(xiàn)的總電感和電容。在所示配置中，偏置電流能夠沿著導體16d 通過電感器30c來傳送。電感器30c能夠在允許偏置電流傳送到TOSA 60 的同時防止沿著導體16d傳送高頻信號。為了調整或補償任何過量電感， 能夠可選地包括電容器30b。類似地，能夠變化電感的值以調整或補償任 何過量電容。雖然參照的是電阻器、電容器和電感器，但是能夠理解到，可以使用 除電阻器、電容器和電感器之外的結構。例如，取代電感器30c，可以使 用鐵氧體材料來對導體16-16e提供期望的電感。如圖所示，在第一殼12內包^^每個導體16a-16d的第一端，導體16a 和16b的第一端具有能夠與光學子組件如TOSA 60的引線配合的接觸22。 導體16e也包括能夠與TOSA 60的引線配合的接觸22。電接觸22通過第 一殼12在位置上相對于彼此固定，然而能夠理解到，電接觸22可以在沒 有完全地容納于第一殼12中的情況下通過第一殼12來保持于固定位置。 可選地，這些接觸22與導體16a-16e相分離但是電連接到導體16a-16e, 即RF信號能夠從導體16a-16e中的一個或多個導體傳遞到接觸22中的一 個或多個接觸。例如，導體16c和16d能夠與和導體16e相關聯(lián)的接觸 22相分離，但是通過無源部件30電連接到該接觸22。每個導體16a-16d的第二端20能夠包括接觸24，該接觸能夠用來附 接印刷電路板(如圖5的印刷電路板100)以及與該電路板進行電接觸。 換而言之并且如圖1中所示，每個第二端20能夠充當或用作尺寸被定為 以及被配置為連接到例如印刷電路板100 (圖5)的接觸或點。如圖所示， 每個導體16a-16d的第二端20具有一般為彎曲的配置以利于高效和容易 地附接到印刷電路板100 (圖5)。然而將理解到，第二端20的其它配
是可能的。引線架連接器10的這一配置的一個優(yōu)點在于第一殼12和第二殼14 能夠在制造過程中共面。兩個殼12、 14以及導體16a-16e —般能夠在制 造過程中在平行平面中對準，可選為共面，而在裝配過程中(例如在將引 線架連接器10附接到光學子組件如TOSA 60和ROSA 110之前或之后)， 第二殼14相對于第一殼12定向(圖5)。在任一情況下，作為裝配過程 的一部分，于是能夠在第一殼12與第二殼14之間的位置和/或在鄰近于 第二殼14的位置將每個導體16a-16d操縱或彎曲成期望配置。當然，根 據光學子組件和印刷電路板100在任何特定光收發(fā)器模塊中的位置(圖 5 )，能夠按任何必要取向彎曲導體16a-16e。雖然所示引線架連接器10包括用于連接到光學子組件如TOSA 60的 四個導體和三個電接觸，但是能夠認識到，其它引線架連接器能夠包括更多或更少導體和電接觸。例如，當光學子組件包括四個引線時，引線架連 接器能夠包括四個或更多電接觸和四個或更多導體。類似地，當光學子組 件包括六個引線時，引線架連接器能夠包括六個或更多電接觸和六個或更 多導體。在示例性實施例中，引線架連接器10的第一殼12和第二殼和14能 夠使用注射模制過程、傳送模制過程或本領域技術人員已知的其它模制過 程來制作。殼12和14能夠通常由聚合物制成，該聚合物包括但不限于熱 塑性塑料、合成材料或能夠用作電介質或絕緣體的其它材料。就聚合物的 使用而言，能夠使用具有足夠機械強度以承受彎曲過程的任何聚合物。各 種類型的塑料例如有但不限于液晶聚合物(LCP)和聚醚酰亞胺(PEI)。 LCP的一個例子是Ticona Engineering Polymers制造的Vectra . PEI的 一個例子是來自General Electric ( GE ) Plastics的Ultem PEI樹脂。在一些實施例中，希望使用一種具有美國保險商實驗室 (Underwriter's Laboratories( UL ) )1940可燃性等級的最小等級的材料。在又一實施例中，希望利用滿足在此整個引為參考的歐盟有害物質限制 (Reduction of Hazardous Substances( ROHS ))指令2002/95/EC的材料。除了其它事項之外，ROHS指令消除了對卣化物阻火劑的使用以;sj t數種重金屬如鉛和鎘的使用以便保護環(huán)境。上文討論的LCP材料表現(xiàn)出這兩種期望的性質。圖1的引線架連接器10產生期望的性能和RF響應。能夠實現(xiàn)這些 結果是因為能夠通過變化導體的尺寸和/或包含一個或多個無源部件30以
終結導體16a-16e，來控制與引線架連接器相關聯(lián)的阻抗。由于引線架連 接器10的電氣性能對于例如以1Gbit/s、 2 Gbit/s、 4Gbh/s或多達10Gbit/s 或更高的速率進行操作的收發(fā)器模塊這樣的相對高速收發(fā)器模塊而言尤 為重要，所以能夠仔細地控制導體16a-16e的寬度和形狀、導體16a-16e 之間的間隙以及無源部件30的值，以獲得期望阻抗和信號傳輸特征。例 如，用于TOSA的引線架連接器10能夠被設計為利用25歐姆單端阻抗 或50歐姆差分阻抗?？蛇x地，用于ROSA的引線架連接器能夠被設計為 利用50歐姆單端阻抗或100歐姆差分阻抗。沿著兩個鄰近導體如高速導 體傳播的差分信號失相180°。由于沿著接近的路徑傳送信號，所以相移 有助于減輕或甚至消除信號之間的串擾和干擾。通過基于在任何特定應用中將要經歷的電氣和RF條件來調整引線架 連接器10中每個導體16a-16e的形狀、位置和尺寸，能夠控制阻抗。此 外，通過包括用以終結導體16a-16e的一個或多個無源部件30，能夠控制 導體阻抗。在制造引線架連接器IO之前，能夠執(zhí)行各種設計的計算機仿 真以識別哪個引線架連接器設計產生期望的和可接受的RF響應，即提供 上述阻抗。在計算機仿真過程中能夠將各種因素考慮進來。這些因素有時 能夠分解成對物理設計影響最大的因素以及對電氣^殳計影響最大的因素。 物理設計因素能夠包括引線架連接器的布局、連接器如何連接到OSA和 印刷電路板、最終產品經受住正常處理的能力如何以及形成殼12和14 的材料的介電常數。也能夠選擇用來模制引線架連接器10的塑性材料以 具有被選擇為有助于獲得期望阻抗的介電常數。至于電氣設計因素，這些因素能夠包括選擇用于引線的材料、基于完 成的組件將工作在的期望頻率范圍來確定引線的確切尺寸、確定PCB上 電路的尺寸和間隔、無源部件30的數目和位置等以獲得期望阻抗。例如， 由于導體16a-16e能夠可選地用作傳輸線，所以視OSA的工作速度而定， 希望終結每個導體16a-16e以防止信號^Jt。根據一個實施例，物理和電氣設計因素能夠用來設計引線架連接器的 連接器以及實現(xiàn)期望阻抗特征。在一個階段中，能夠配置初始引線架連接 器設計。這一階段能夠通過計算機輔助設計或通過其它適當方式來人工執(zhí) 行，并且作為引線架連接器設計的起始點。初始的引線架連接器設計常常 基于最容易制造的設計。在下一階段中，能夠在計算機環(huán)境中對初始引線架連接器設計的結構 進行仿真或模擬，該環(huán)境例如是使用一個或多個計算機可執(zhí)行應用程序的
環(huán)境，這些應用程序例如是商業(yè)或專用軟件應用程序。在一個實施例中，能夠使用三維("3-D")結構模擬應用程序(如SOLIDWORKS )將初始 連接器設計的結構細節(jié)輸入計算設備(如桌面型計算機)中，由此創(chuàng)建初 始連接器i殳計的計算機化4莫型。以這一方式，能夠在計算環(huán)境中分別地定 義包括導體、第一殼和第二殼等的連接器的各種部件。在下一階段中，能夠將期望特征分配給模擬的初始引線架連接器設 計。在一個實施例中，這能夠通過將計算機化模型從3-D模擬應用程序(如 SOLID WORKS )導入到仿真應用程序(如HFSS )來實現(xiàn)，HFSS是"高 頻結構仿真器"的縮寫，該仿真器是Ansoft Corporation生產的3-D EM場求解器產品。雖然這是一種仿真應用程序，但是本領域技術人員將理解 到，各種其它應用程序能夠用來仿真所提出的配置。在一個實施例中，公共文件類型能夠被用來實現(xiàn)3-D結構化應用程序 與仿真應用程序之間的文件傳送。例如，在一個實施例中能夠在將計算機 模擬的引線架連接器設計從SOLID WORKS導出到HFSS時使用具有文 件擴展名".sat"的ACIS文件。然而除此之外，在執(zhí)行這里描述的階段時 業(yè)能夠l吏用各種其它文件格式。一旦將初始連接器設計導入到仿真應用程序中，能夠為引線架連接器 中所含各個部件分配電氣特征。這能夠包括根據材料組成將介電值 (dielectric value)分配給引線架連接器的絕緣部分，如第一殼和第二殼，而 將導電率值分配給導體。這一階段也能夠包括限定各種端口，電信號通過 這些端口進入和退出引線架連接器，例如導體的第一端和第二端。在一個 實施例中，認識到能夠結合單個軟件應用程序或其它適當計算機可執(zhí)行應 用程序來將引線架連接器仿真的結構仿真以及引線架連接器部件的特征 分配的階段作為單個階段來執(zhí)行。以上特征分配階段也能夠進一步包括限 定引線架連接器的輸入和輸出端口處的邊界^K以上階段還能夠包括簡化計算機模擬的引線架連接器結構以在節(jié)省 例如時間、計算能力等資源的同時提供適當的仿真結果。在下一階段中，能夠限定仿真的參數集，并JU^行仿真以確定期望參 數是否滿足在可接受的預定范圍內。例如在一個實施例中，能夠針對具有 如在上述階段中初始設計的指定厚度和間隔的引線架連接器的導體來測 量電信號的反射或回波損耗。由此，能夠限定回波損糾目對導體間隔、厚 度等的預定義參數的可接受范圍。然后能夠執(zhí)行仿真，從而對具有預定頻 率的信號(通常為吉赫范圍的高頻信號)通過如剛才描述的那樣配置的初
始連接器設計進行仿真。仿真軟件然后產生能夠用若干可接受的方式，包 括圖形、圖表和圖示來查看的結果。如果仿真的結果落入^lt的范圍內，則無需針對限定的參數來執(zhí)行進 一步模擬。然而如果仿真結果不令人滿意，則能夠修改初始的引線架連接 器設計并且重新運行仿真。初始引線架連接器設計的修改能夠涉及到上述 階段的一個或多個階段。在例如通過單個應用程序來執(zhí)行計算機才莫擬和仿 真階段的情況下，能夠執(zhí)行引線架連接器設計的所需部分的重新設計而無 需從另一應用程序導入重新設計。可重復該方法，直至就作為目標的參數 而言，針對引線架連接器傳輸路徑的所有指定部分遇到可接受的范圍，在這一點就無需進一步的^:計改變。鑒于這些結果，也應當考慮最終的引線 架連接器設計是否符合可制造標準。如果不是這樣，則能夠進行進一步的 設計改變以使得能夠作為制造過程的一部分來生產引線架連接器。使用上述過程，能夠確定引線架連接器10中的引線能夠具有約0.2mm的厚度、約0.5111111的寬度和約0.3111111的分隔距離。根據用于引線 和殼的材料，以及根據引線架/光學子組件組合的設計所針對的具體頻率， 不同尺寸也是可能的，并且落入這里討論的實施例的范圍內。提供的上述 尺寸僅作為引線的一個可能尺寸集的例子。類似地，在一個配置中，電阻 器30a能夠是約40歐姆的電阻器，電容器30b能夠是O.l皮法的電容器， 而電感器30c能夠是O.l微亨的電感器。提供的上述無源部件僅作為可能 值的舉例，對此應理解為無源部件能夠具有大于或小于上述值的值。針對 制作或制造引線架連接器10的方法和過程，將在下文中提供關于無源部 件的附加信息。為了遵守上文提到的ROHS標準，能夠選擇和測試一些特定材料以 保證引線架連接器以及模塊整體的可接受電氣和RF性能。在一個實施例 中，引線能夠由在半導體封裝引線架中常用的銅鐵合金(C194-Spring Hard)制成。尤其由于其優(yōu)良機械性質和可鍍性，選擇這種材料。例如， 該材料能夠柔韌到足以允許在模塊內發(fā)生熱膨脹和收縮，而不影響引線架 的電氣性質。此外，這種柔韌性允許將引線架機械連接到光學子組件和 PCB，而不會在部件中引入不期望的應力。通過4吏PCB上的墊在某種程 度上大于待連接的實際引線，能夠調整引線在PCB上的物理布置，以允 許OSA、引線架和PCB的機械對準，而無損于電氣性能。本領域技術人 員將認識到，各種其它金屬和/或金屬合金也能夠使用于本發(fā)明的引線架 中。
在一個實施例中，導體能夠在經受塑料模制過程之前接連鍍上鎳、鈀 和金的相繼的層。這種電鍍系統(tǒng)具有優(yōu)良的可焊性并且能夠被選擇，因為題。也能夠使用其它鍍料。在討論制造或制作引線架連接器10以及將引線架連接器IO安裝到光架家連接器;o的其它細節(jié)。本發(fā)明的引線架連接器的示^J性實施例的;點之一在于能夠以比已經在光收發(fā)器模塊中使用的常規(guī)柔性電路低得多 的成本來制造它們。根據一個實施例，能夠使用巻到巻(red to reel)嵌件注射模制過程來 執(zhí)行制造引線架連接器10的一個示例性方法。巻到巻嵌件注射模制過程 在本領域是眾所周知的，但是先前未曾應用于制造能夠用來將光學子組件 連接到光收發(fā)器模塊的印刷電路板的連接器。制造引線架連接器10的這種示例性過程能夠包括在導電材料如銅、 鋼或其它導電材料的帶中壓印導體結構和構造。雖然壓印是例如當需要大 巻導體時形成引線架導體的一種方式，但是其它4支術也能夠用來制作引線 架導體，例如但不限于光化學技術。壓印結構的示例性配置在圖2中圖示為由可在巻到巻制作過^f呈中4吏 用的帶40的一部分壓印。雖然在圖2中只描繪了一個結構，但是能夠理 解，可以在導電材料巻或片上壓印一個或多個結構。如圖2中所示，每個 導體16a-16e連接到帶40的一部分。在定位導體16a-16e使得每個接觸將 在繼殼12和殼14的模制之后引線架連接器的切割(singulation)之后相 互電隔離的同時，這種帶40在注射模制過程中支撐導體16a-16e。能夠容 易地選擇導體配置以符合如上所述已經被確定具有可接受電氣性能的導 體設計。在這種特定配置中，每個導體16a-16e基于上述指出的仿真過程和/ 或一個或多個無源部件30的附接而具有不同配置。如圖所示，導體16a 能夠在它的笫一端包括接觸22,而在它的第二端包括接觸24。類似地， 導體16b能夠在它的第一端包括接觸22，而在它的第二端包括接觸24。 如圖所示，第二導體16b在它的第一端與它的第二端之間具有階式配置。 這種配置有助于定位用于安裝到光學子組件的接觸22和用于安裝到印刷 電路板的接觸24。這種配置也增加了外殼與導體16b之間表面接觸的量， 由此更牢固地將導體16b保持于外殼的殼12(圖1)內。另外，具有所示13 配置使得防止導體16b容易地從殼12 (圖1)退出，因為殼12的一部分 (圖1)將在注射模制之后設置于轉變點42和44處。殼12 (圖1)的布 置以及導體16b的階式配置鎖定導體16b相對于殼12 (圖1)的位置以及 防止相對于彼此的移動。類似于導體16b，導體16c能夠具有與導體16b的配置互補的配置并 且包括轉變46和轉變48。然而與導體16b不同，導體16c在它的第一端 不包括接觸，僅在它的第二端包括接觸24。為了有助于導體16b與光學子組件的引線之間的電連接而包括導體 16e。這種導體16e能夠包括可以電接觸光學子組件的引線的接觸22，以 及幫助將導體16c和16d電連接到接觸22的兩個延伸50和52。具體而 言， 一個或多個無源部件30 (圖1)能夠附接到每個延伸50和52并且將 導體16c和16d電連接到接觸22。一旦如圖2中描繪的那樣進行壓印，能夠在執(zhí)行嵌件注射模制過程以 形成外殼，即第一殼12和第二殼14時從一個巻到另一巻纏繞所壓印導體 的帶。圖3圖示了第一殼12和第二殼14形成于導體16a-16e周圍的帶40 的一部分。巻到巻的處理是通常用于大批量應用的低成本過程。將理解到， 能夠在單條中制作較小批量，這種條包含之后被加載到模制機器中的一個 或多個引線架。能夠通過加工成本、部件成本和批量之間的最優(yōu)權衡來驅 動對具體制造過程的選擇，而不會明顯改變該部件的設計。在形成第一殼12和第二殼之后， 一個或多個無源部件30 (圖1)能 夠被裝配到導體16a-16e上。這能夠通過直接用本領域技術人員已知的任 何焊接過程焊接無源部件30 (圖1)來實現(xiàn)?？蛇x地，能夠用環(huán)氧樹脂或 其它材料來覆蓋安裝的無源部件30 (圖1)以防止對無源部件30 (圖1) 和/或導體16a-16e的不利接觸或損害。在又一配置中，也能夠在將引線架 連接器10安裝到TOSA 60的同時或在將引線62安裝到接觸22之前或之 后，執(zhí)行無源部件30到導體16a-16e的安裝。 一旦安裝無源部件30 (圖 1 )，安裝到帶40的引線架導體10的組合能夠經過切割模具，該模具將帶 40切分成其中之一在圖4中示出的單獨引線架連接器IO。例如，切分過 程能夠將導體16a-16e從帶40分離，可選地與第一殼12齊平地切割延伸 52。一旦切割導體16a-16e，能夠將引線架連接器10附接到光學子組件如 TOSA 60。 TOSA 60具有在末端66從基部64延伸的三個引線62。如上 文所討論的，引線架連接器10具有能夠接納引線62的三個對應電接觸22。例如通過焊接或其它附接技術，能夠將電接觸22對準并然后安裝到 TOSA60的引線62。由于基部64從末端66的外沿凹陷，所以第一殼12 包括適配到該凹陷中并且有助于將接觸22與引線62對準的凸出物26。一個或多個無源部件30限制和控制光學子組件如TOSA60與圖6中 所示印刷電路板之間的信號反射。為了減少或消除在不同電部件或光電部 件之間傳播的信號的信號反射，希望不同部件的阻抗匹配或相等。例如， TOSA 60所呈現(xiàn)的阻抗應當匹配或等于引線架連接器10所呈現(xiàn)的阻抗， 而引線架連接器10所呈現(xiàn)的阻抗應當匹配或等于印刷電路板100 (圖5) 或印刷電路板100上的接觸(圖1)所呈現(xiàn)的阻抗。當設計光學才莫塊如收 發(fā)器模塊時，可設計每個部件以實現(xiàn)期望阻抗匹配。遺憾的是，當以與初 始設計部件時所針對方式不同的方式來4吏用現(xiàn)有部件時，新的4吏用能造成 初始設計的阻抗的改變。這種阻抗改變能造成失配或不等的阻抗，并且因 此造成信號反射和損耗。為了使阻抗匹配或相等，無源部件3能夠被附接 到一個或多個導體16。在本發(fā)明的示例性配置中，針對2吉比特環(huán)境設計了 TOSA 60，并 且隨后在4吉比特環(huán)境中使用TOSA60。由于TOSA60所表現(xiàn)的阻抗是 傳播信號的頻率的函數，所以在更高頻率上操作TOSA 60將造成失配或 不等的引線架連接器阻抗和ROSA阻抗。為了使阻抗匹配或相等，無源 部件30被連接到連接器16。如圖所示，無源部件30包括電阻器30a、電 容器30b和電感器30c。對于針對2吉比特環(huán)境來設計TOSA 60而該TOSA 60具有10歐姆阻抗并且隨后在4吉比特環(huán)境中使用的情形，電阻器30a 能夠是約40歐姆的電阻器，電容器30b能夠是O.l皮法的電容器，而電 感器30c能夠是O.l微亨電感器。能夠根據OSA以及引線架連接器10的 導體16a-16e和外殼所表現(xiàn)的特定電阻、電容和電感來使用電阻、電容和 電感的各種其它值。通過在導體16a-16e中的一個或多個導體上安裝無源部件30，除了任 何焊接之夕卜，還可以通過用環(huán)氧樹脂或其它材料覆蓋無源部件以保護無源 部件，將一個或多個無源部件30固定就位。各種材料能夠用來在外殼的 第一殼12內保護無源部件。通過安裝無源部件30以及連接TOSA 60和引線架連接器10，制造 過程能夠包括連接器16a-16d的彎曲部分以實現(xiàn)圖5中所示的配置。導體 16的末端20然后能夠彎曲任何期望角度以產生用來與印刷電路板上的墊 M的接觸24。如圖5中所示，在一個示例性實施例中，末端20被賦予 在相反方向上的兩個90。彎曲以形成接觸24。根據具體應用，其它角度也 是可能的。在可選實施例中，能夠在模制過程和/或附接到TOSA60之前 彎曲末端20。除了彎曲末端20之外，還通過在殼12和殼14中間的位置彎曲導體 16來相對于殼12對殼14進行定向。通過這樣做，殼14 一般垂直于殼12 來定向。導體16的彎曲程度能夠基于TOSA60以及它的相關的具有^ 器模塊的印刷電路板的位置而變化。能夠理解，可以將類似過程和i殳備用于其它光學子組件，包括但不限 于TOSA。本發(fā)明的方法和設備的示例性實施例具有相對現(xiàn)有系統(tǒng)而言的許多 優(yōu)點。由于殼在制造過程中能夠共面，所以更容易制造為生產注射模制部 分而需要的加工設備。此外，能夠消除打孔步驟，由此節(jié)省附加制造成本。 最后，能夠在它們的末端保持引線架連接器10，由此使得更易于在制造 過程中把握連接器。既不要外部金手指、凸出物或支線，也不需要作為裝 配過程的一部分去除這樣的金手指、凸出物或支線。此外，在將引線架附 接到OSA時，變平的配置提供了對焊接點的無障礙接入。除了上述優(yōu)點之外，這種示例性實施例的另一優(yōu)點在于，在用來將導 體或？ I線設置于殼內之后，而不是在將導體或引線設置于殼內的過程期間 或作為該過程的一部分，能夠作為裝配過程的一部分將引線架連接器10 操縱到它的工作配置?，F(xiàn)在參照圖5和圖6，圖示了 OSA,例如安裝到印刷電路板100的 TOSA 60。圖5和圖6圖示了附接有引線架連接器10的印刷電路板100的相對側。本發(fā)明的示例性實施例在這里也a使用引線架連接器10來制造或裝配光收發(fā)器模塊的方法。根據一個實施例，制造M器模塊的方 法包括連接對應光學子組件60的引線架連接器10的步驟。由于該過程對 于ROSA和TOSA而言能夠基本上相同，所以下文僅具體描述TOSA 60 的處理。如上文所討論的，引線架連接器10能夠與從TOSA60的后端突出的 引線62對準。引線62能夠通過與引線架連接器10的接觸22相關聯(lián)的對 應孔，并且引線62能夠焊接到引線架連接器10的導體16。例如通過4吏 引線72穿過接觸22中的孔而將引線62安裝到接觸22的方式能夠造成引 線架連接器10與TOSA 60基本上自對準， 一旦已經執(zhí)行焊接，組合的 TOSA60和引線架連接器10變成然后能夠安裝到印刷電路板100的表面 安裝設備。將組合的TOSA 60和引線架連接器10表面安裝到印刷電路板100的 過程能夠用各種方式中的任何方式來執(zhí)行。如圖6中所示，引線架連接器 10能夠具有以允許它們接觸印刷電路板100上的對應墊陣列102的方式 來彎曲的連接器陣列16。由于引線架連接器10的導體16設置為與墊102 相接觸，所以能夠通過手工焊接、通過印刷電路板100上形成的焊膏的回 流、通過熱壓過程或通過任何其它適當技術來進行物理連接。另一選擇是 使用有助于使引線架連接器10與印刷電路板100相接觸并且將引線架連 接器10焊接到印刷電路板100的過程的固定裝置。注意到，根據本發(fā)明的某些實施例，將組合的TOSA 60和引線架連 接器10連接到印刷電路板100的過程不需要環(huán)氧樹脂加固并JLi^免了在 例如使用柔性電路來連接光學子組件到PCB的常規(guī)方法中已經經歷的對 準處理問題。本發(fā)明可以用其它特定形式來實施而不脫離它的精神或實質特征。所 示實施例將在所有方面僅被認為是說明性而不是限制性的。
權利要求
1.一種用于將光電設備連接到印刷電路板的引線架連接器，所述引線架連接器包括電絕緣殼；通過所述電絕緣殼相互電隔離的多個導體；以及連接到所述多個導體中一個或多個導體的至少一個無源部件。
2. 如權利要求l所述的引線架連接器，其中所述至少一個無源部件 包括電阻器、電容器和電感器中的至少一個。
3. 如權利要求l所述的引線架連接器，其中該殼包括接納所述至少 一個無源部件的至少一個凹陷。
4. 如權利要求1所述的引線架連接器，其中所述多個導體中的一個 或多個導體包括電接觸。
5. 如權利要求l所述的引線架連接器，其中所述電絕緣殼包括電介質。
6. 如權利要求l所述的引線架連接器，其中所述多個導體的每個包 括接觸點，所述接觸點無需使用引線焊接即可連接到所述印刷電路板。
7. 如權利要求1所述的引線架連接器，其中該殼包括第一部分和第 二部分。
8. —種用于將光學子組件連接到印刷電路板的引線架連接器，所述 引線架連接器包括具有第一部分和第二部分的電絕緣殼；通過所述電絕緣殼相互電隔離的多個導體，所述多個導體中的每個導 體具有設置于所述第 一部分中的第 一端和從所述第二部分延伸的第二端； 以及連接到所述多個導體中 一個或多個導體的至少 一個無源部件。
9. 如權利要求8所述的引線架連接器，其中所述電絕緣殼還包括從 所述第一部分延伸的凸出物，所述凸出物能與所述光學子組件的凹陷端接合。
10. 如權利要求8所述的引線架連接器，其中所述多個導體還包括具有能連接到所述光學子組件的第 一接觸的第 一導體，以及通過所述至少一 個無源部件中的至少 一個無源部件電連接到所述第 一導體的第二導體。
11. 如權利要求8所述的引線架連接器，其中所述第一導體是接收偏 置信號的導體。
12. 如權利要求8所述的引線架連接器，其中所述第一導體是接收高 速信號的導體。
13. 如權利要求8所述的引線架連接器，其中所述至少一個無源部件 包括電阻器、電容器和電感器中的至少一個。
14. 一種用于將光學子組件連接到印刷電路板的引線架連接器，所述 引線架連接器包括具有第一部分和第二部分的電絕緣殼；通過所述電絕緣殼相互電隔離的多個導體，所述多個導體中的每個導 體具有第 一端以及從第二部分延伸的第二端，所述第 一端具有用以接納所 述光學子組件的一部分的孔；以及連接到所述多個導體中一個或多個導體的至少一個無源部件，所述至 少一個無源部件包括電阻器、電容器和電感器中的至少一個。
15. 如權利要求14所述的引線架連接器，還包括至少一個連接器導 體，所述至少 一個連接器導體具有接納所述光學子組件的引線的孔。
16. 如權利要求15所述的引線架連接器，其中所述多個導體中的至 少 一個導體在所述第 一端與所述第二端之間具有階式配置。
17. 如權利要求14所述的引線架連接器，其中所述電絕緣殼包括聚 合物。
18. 如權利要求13所述的引線架連接器，其中所述多個導體中的至 少 一個導體在所述光電設備的裝配期間被彎曲。
19. 如權利要求18所述的引線架連接器，其中所述多個導體中的一 個或多個導體具有第一端和第二端，所述第二端形成為接觸所述印刷電路 板的電接觸。
20. 如權利要求18所述的引線架連接器，其中所述引線架利用無鉛 引線焊接連接到所述印刷電路板。
全文摘要
本發(fā)明的示例性實施例說明了用于在光收發(fā)器模塊中將光學子組件連接到印刷電路板的引線架連接器。引線架連接器包括裝入多個聚合物殼中的導電引線結構。聚合物殼為引線架中的導體提供電絕緣以及為完成的部件提供機械支撐。一個或多個無源部件能夠安裝到引線架連接器的導體上以有助于光學子組件、引線架連接器與印刷電路板之間的阻抗匹配。引線架連接器連接到與光學子組件相關聯(lián)的引線并且被表面安裝到印刷電路板上以建立光學子組件與印刷電路板之間的連接。
文檔編號H01L23/495GK101167185SQ200680013967
公開日2008年4月23日 申請日期2006年5月1日 優(yōu)先權日2005年4月29日
發(fā)明者D·J·都馬, 唐納德·A·愛斯, 菲利普·安托尼·凱利 申請人:菲尼薩公司