具有用於對準光學埠的定位器的光電通信模塊的製作方法
2023-05-31 21:27:06 1
專利名稱：具有用於對準光學埠的定位器的光電通信模塊的製作方法
技術領域：
本發明涉及光電通信模塊，它具有用於把光學埠對準的定位器(retainer)。
背景技術：
在光學通信系統中，通常需要將光纖連接到光電發射器、接收器或收發器裝置，並進而將該裝置連接到電子系統(例如切換系統或處理系統) 。可以通過將發射器、接收器或收發器裝置模塊化來便於這些連接。光電收發器模塊通常包括光電子的光源(例如雷射器)和光電的光接收器(例如光電二極體)，並且還可以包括與雷射器和光電二極體相關的各種電子電路。例如，可以包括驅動電路來響應於從電子系統接收到的電子信號來驅動雷射器。類似地，可以包括接收器電路來處理由光電二極體產生的信號並且向電子系統提供輸出信號。也可以包括諸如透鏡和反射器的光學兀件。在光電收發器模塊中，前述光電、電子和光學元件被包括在殼體中。殼體例如可以具有與通常被稱作小形狀因素(SFF)或小形狀因素可插拔(SFP)的標準構造相關聯的縱長的、矩形的形狀。光電收發器模塊殼體通常包括光學埠，光纖線纜的連接器末端可以被插入到插頭中。在這種光纖線纜末端處的連接器可以例如具有在本領域中通常被稱作為LC的形式(來自於Lucent Connector的縮寫)。LC連接器一般具有方形輪廓,其中保持在套圈中的光纖的末端出於其中央。LC連接器可以被插入到收發器模塊中的光學埠中。這種收發器模塊的每個光學埠由具有對應於LC連接器的基本方形輪廓的收發器模塊殼體中的開口限定。光學埠進一步由光電組件的從殼體的內部延伸到殼體的光學埠開口中的末端來限定。光電組件的延伸到殼體的光學埠開口中的末端可以被稱作為套圈末端，因為其在LC連接器被插入光學埠中時接收LC連接器的套圈。注意，在光電收發器模塊中，存在兩個上述光學埠 一個用於發射路徑並且一個用於接收路徑。具有發射部分和接收部分的LC有時候被稱作為雙工LC連接器。光電組件的套圈末端與光學埠開口或套圈末端延伸進入其中的開口的壁精確地對準是很重要的，使得當標準LC連接器被插入到光學埠中時，光纖的末端與光學路徑通過光電組件精確地光學對準。精確度(即，光學埠中的各個基準點之間的公差)可以由已知的標準(諸如光纖連接器互配性標準(FOCIS))限定。這種標準和其他手段(例如，多源協議或MSA)有助於確保由各方製造的光電收發器模塊與LC連接器或由各種其他方製造的其他光學連接器可共同使用。將光電組件的套圈末端與光學埠開口的內壁對準的一種一般方法涉及使用對準夾具。用於收發器模塊的對準夾具具有兩個柱，每個柱具有對應於單個LC連接器的形狀或輪廓。為了將光電組件的套圈末端與光學埠開口的內部對準，對準夾具的柱被插入到模塊殼體中的光學埠開口中。埠與光電組件的套圈末端配合，並且保持套圈末端與模塊殼體的光學開口部分的固定關係。在夾具被布置到位的同時，被塗布在光電組件的其他部分(例如，印刷電路板)與模塊殼體的其他部分之間的環氧樹脂被通過將模塊和對準夾具一同放置在硬化爐中硬化。硬化處理可以進行足夠的時間量，諸如數小時以上。此外，在典型的製造操作中，該處理可以在許多模塊上並行進行，從而需要並行提供許多對準夾具。大量對準夾具以及數小時以上的硬化時間的需要促使製造處理的對準步驟無效率。
發明內容
本發明的實施例涉及光電通信模塊，該光電通信模塊包括殼體、光電組件和幫助保持光學埠的對準的定位器。在示例性實施例中，電光組件包括電路襯底、安裝在電路襯底上的光電通信裝置和包括延伸到殼體的開口中的光學連接部分以限定光學埠的光學模塊。定位器接觸殼體和光學模塊的光學連接部分，該定位器在示例性實施例中可以包括有諸如金屬片的材料製成的夾子狀元件。在示例性實施例中，定位器將光學連接部分朝向殼體的一部分彈性地偏置，以將它們保持彼此對準。對於本領域技術人員，其他的系統、方法、特徵和優點將會在研究以下的附圖和具 體描述之後變得清楚。期望全部這種附加的系統、方法、特徵和優點被包括在本說明書中，在說明書的範圍內並且由權利要求保護。
可以參照附圖進一步了解本發明。附圖中的組件不一定成比例，反而強調清楚地示出本發明的原理。圖I是根據本發明的示例性實施例的光電收發器模塊的立體圖。圖2是沿著圖I的線2-2取的截面圖。圖3是圖I的光電收發器模塊的立體圖，其上蓋被移除以示出內部。圖4與圖3類似，但是被放大並示出了夾子被插入模塊殼體中。圖5是圖I-圖4的光電收發器模塊的電光組件的側視圖，其示出了夾子將組件偏置為與殼體的部分接觸。
具體實施例方式如圖I所示，在本發明的示意性或示例性實施例中，光電收發器模塊100包括殼體102，該殼體102在其前端處具有光信號埠 104和106。在示例性實施例中，殼體102具有縱長的形狀以及特徵為小形狀因素(SFF)或小形狀因素可插拔(SFP)型模塊的光信號埠布置。殼體102包括上殼體部分108和下殼體部分110。收發器模塊100也包括在其前端處的把手112，其可以幫助從電子系統(未示出)移除或拔出該收發器模塊100。如本領域技術人員可以理解的，殼體102的後端可以被插入到電子系統(未示出)的基座中並且與這種系統電連接。收發器模塊100可以與具有能夠被插入到光信號埠 104和106中的插頭的光纖線纜對光學連接。收發器模塊100可以經由光信號埠 104接收光信號並且經由光信號埠 106發射光信號，如之後進一步描述的。在殼體102的前端附近的電磁幹擾(EMI)屏蔽114有助於當收發器模塊100被插入到電子系統的基座中時，屏蔽殼體102內的電子電路，使其免受EMI。在圖2中進一步具體示出收發器模塊100的區域116的截面。電光組件118被安裝到殼體102內(包括上殼體部分108和110)。電光組件118包括光學模塊120和印刷電路板122。光電二極體124被安裝到印刷電路板122上。雖然為了清楚而未示出，但是諸如垂直腔表面發射雷射器(VCSEL)的雷射器和一個或多個集成電路晶片也被安裝在印刷電路板122上。電互連部將上述光電和電子元件電互連，該電互連部諸如是在印刷電路板122上的焊盤和電跡(為了清楚而未示出)。可以由光學透明塑料材料製成的光學模塊120在光電二極體124上方被安裝在印刷電路板122上。光學模塊120具有延伸到殼體102中的開口內以限定光信號埠 104的光學連接部分130或者套圈末端。類似的光學模塊128(圖3到圖4)被安裝在雷射器上。在操作中，從插入到光信號埠 104的光纖線纜發射的光基本沿著軸132進入光學模塊120的光學連接部分130。光或光信號被光學模塊120中的反射表面134以約90度的角重新定向。經重新定向的光信號入射到光電二極體124上，其將光信號轉換為電信號。光學模塊120可以包括能夠聚焦和/或準直光信號的各種透鏡136和138。安裝在印刷電路板122上的一個或多個集成電路晶片中的電路可以處理電信號並且將一個或多個經處理的信號提供給印刷電路板122的後端140 (圖3)上的電觸點(未示出)。光學模塊128 (圖3-圖4)與光學模塊120的相似處在於其具有將由雷射器發射 的光以約90度角反射的反射表面。重新定向的光束被通過光信號埠 106的光連接部分沿著與軸132平行的軸(未示出)發射。注意，上述軸都基本彼此平行並且與沿著殼體102的長度延伸的軸(即殼體102的縱軸)平行。光信號埠 104由光學模塊120的光學連接部分130與下殼體部分110的內壁140、142等的組合來限定，該內壁限定了可以將光學連接器(未示出)插入其中的空間或插座區域。光信號埠 106被類似地限定。在示例性實施例中，光信號埠 104和106具有適合於接收標準雙工LC光學連接器的形狀和尺寸。如本領域中可以理解的，雙工LC連接器具有可以被同時插入到光信號埠 104和106中的兩個平行插頭部分。插頭部分因此具有基本方形的輪廓，其能夠安裝到光信號埠 104和106中由內壁140、142等限定的基本方形輪廓內。插頭部分具有安裝到例如光學連接部分130中的套圈開口 141內的套圈(未示出)。應當注意光信號埠 104和106中的各個基準點(包括內壁140、142等上的點)之間的尺寸(及其公差窗口)由已知的標準限定，例如，用於LC連接器的FOCIS IOA規範。例如，標準可以定義內壁142與光學連接部分130的外表面上的電之間的尺寸(「D」)144。如本領域中公知的，這種規範中的尺寸也通常參照基準平面定義。應當理解，這裡描述的尺寸、基準點或平面等僅為示例。同樣，雖然在圖示實施例中收發器模塊100是接收雙工LC連接器的SFF模塊，但是在其他實施例中，這種光電模塊可以具有用於接收任何其他合適類型的光學連接器的任何其他合適的類型。在組裝收發器模塊100的過程中，首先通過將上述電子、光學和光電元件安裝在印刷電路板122上來組裝電光組件118。之後，電光組件118被安裝在下殼體部分110中，其中光學模塊120的光學連接部分130延伸通過下殼體部分110的壁145中的開口並且光學模塊128的光學連接部分(未示出)延伸通過壁145中的相鄰開口。光學連接部分也可以被稱作為示例性實施例中的電光組件118的套圈末端，因為在LC連接器被插入時其接收LC連接器的套圈。如圖3到圖4所示，包括諸如夾子146的定位器以輔助光學連接部分130與一個或多個內壁140、142等或者光信號埠 104和106中的其他點或平面之間的對準。夾子146可以輔助對準以促進與諸如上述FOCIS標準的適應性或者用於任何其他合適的目的。在示例性實施例中，夾子146由金屬片製成並且具有一同限定兩個U形槽的三個爪148、150和152。在爪148與150之間的槽的上端處，凸片154以傾斜的角度(即，除了 90度之外的角度)延伸離開爪148-152基本所在的平面。類似地，在爪150與152之間的上端處，另一個凸片156以傾斜的角度延伸離開該平面。四個鉤子158、160、162和164形成在夾子146的上端處，並且三個鉤子166、168和170分別形成在爪148、150和152的下端處。如圖4中的虛線所示，夾子146可以通過將光學模塊120的一部分接合到U形槽之一併且將光學模塊128的一部分接合到另一個U形槽來安裝。可以以此方式接合的光學模塊的部分包括在光學連接部分與光學模塊的保持部分(即，容納一個或多個光電裝置的部分)之間的頸區域。當以此方式安裝夾子146時，鉤子158、160、162和164分別與壁145的頂部中的孔172、174、176和178接合。同樣，當夾子146被以此方式安裝時，鉤子166、168和170與下殼體部分110的底部中的類似特徵(在圖4中未示出)接合。此外，當夾 子146被以此方式安裝時，在U形槽的接合了光學模塊120的頸區域的相反側上的爪148和150分別接觸光學模塊120的頸區域的一對略微凸起的肩部180和182。類似地，在U形槽的接合了光學模塊128的頸區域的相反側上的爪150和152分別接觸光學模塊128的頸區域的一對略微凸起的肩部184和186。此外，當夾子146被以此方式安裝時，凸片154和156分別接觸光學模塊120和128的頸區域的頂部上的接觸表面188和190。如圖5所示，夾子146將力施加到光學模塊120的頸區域，從而將光學模塊120的光學連接部分130推動到上文中大致描述的對準狀態。類似地，夾子146將力施加到光學模塊128的頸區域，從而將光學模塊128的光學連接部分(在圖5中未示出)推動到上文中大致描述的對準狀態。更具體地，因為略微凸起的肩部180-186(見圖4)將爪148-152移位到其中它們略微向外(向後)彎曲的位置，爪148-152朝向光學模塊120和128施加相應彈性偏置力。(夾子146的弓形或柔性形狀在該階段為了清楚而不被反映在圖5中。)該彈性偏置力沿著由箭頭192表示的方向並且向著下殼體部分110的壁145推動光學模塊120和128的頸區域。為了圖5中的清楚，壁145的部分和其他殼體元件被以概念性或概括性的方式示出，如虛線所示。此外，由上殼體部分108沿著箭頭194表示的方向施加到夾子146的頂部上的力將凸片154和156朝向光學模塊120和128的頸區域的頂部上的各個表面188和190推動。由凸片154和156施加的力由另一個箭頭196表示。表面188和190是斜面狀的或者以相對於軸132的傾斜角度取向。箭頭196表示由於以傾斜角度施加的力，該力具有在軸132的方向上以及沿著軸198與軸132垂直的方向上的分量。已經如上所述描述為相對殼體102的縱向軸的軸132可以定義3軸基準系統的Z軸。軸198可以定義這種基準系統的Y軸。由此也確定這種基準系統的X軸200。由凸片154和156施加的力的沿著Z軸方向(S卩，沿著軸132)的分量由此將光學模塊120和128沿著向前方向(即，朝向殼體102中限定了光信號埠 104和106的開口)推動並且與壁145相接觸。該力由此幫助光學模塊120和128的光學連接部分相對於殼體102的限定了光信號埠 104和106的開口(沿著Z軸方向)保持固定關係，並且因此與內壁140、142等或光信號埠 104和106中的其他點或基準平面(沿著Z軸方向)保持固定關係。類似地，由凸片154和156施加的力的沿著Y軸方向(即，沿著軸198)的成分由此將光學模塊120和128沿著向下方向推動並且與下殼體部分110的內壁202相接觸。該力由此幫助光學模塊120和128的光學連接部分相對於殼體102的限定了光信號埠 104和106的開口(沿著Y軸方向)保持固定關係，並且因此與內壁140、142等或光信號埠104和106中的其他點或基準平面(沿著Y軸方向)保持固定關係。雖然在示例性實施例中沒有存在特別朝向X軸方向的對準力，但是在其他實施例中，定位器可以提供X軸、Y軸和Z軸方向中一者或多者的任何合適組合的一個或多個力，以將電光組件的光學連接部分推動為與模塊殼體的開口建立固定關係。上文中已經描述了本發明的一個或多個示意性實施例。然而，應當理解本發明由
權利要求限定並且不局限於所描述的具體實施例。
權利要求
1.一種光電通信模塊，包括 殼體，其具有多個壁以及相對於所述多個壁處於固定關係的開口； 電光組件，其具有電路襯底、光電通信裝置和光學模塊，所述電路襯底給安裝在所述電路襯底上的電路提供電互連，所述光電通信裝置被安裝在所述電路襯底上，所述光學模塊包括光學連接部分，所述光學連接部分延伸到所述殼體的所述開口中以限定光學埠 ；以及 定位器，其以相對於所述殼體的開口而固定的關係接觸所述殼體的一部分，並且接觸所述光學模塊的所述光學連接部分，所述定位器將所述光學連接部分朝向所述殼體的一部分彈性地偏置，並使其與所述殼體的所述開口形成固定關係。
2.根據權利要求I所述的光電通信模塊，其中，所述定位器具有第一部分和第二部分，所述第一部分將所述光學連接部分沿著第一方向朝向所述殼體的第一部分彈性地偏置，所述第二部分將所述光學連接部分沿著第二方向朝向所述殼體的第二部分彈性地偏置。
3.根據權利要求2所述的光電通信模塊，其中，所述第一方向和所述第二方向彼此基本垂直。
4.根據權利要求I所述的光電通信模塊，其中，所述定位器包括夾子。
5.根據權利要求4所述的光電通信模塊，其中，所述殼體在第一端與第二端之間具有以第一方向為縱長方向的縱長矩形形狀，並且所述光學連接部分沿著所述第一方向延伸。
6.根據權利要求5所述的光電通信模塊，其中，所述夾子具有第一部分，所述第一部分在所述光學模塊的所述光學連接部分上延伸並且將所述光學連接部分沿著所述第一方向朝向所述殼體的所述開口偏置。
7.根據權利要求6所述的光電通信模塊，其中，所述夾子具有第二部分，所述第二部分將所述光學連接部分沿著第二方向彈性地偏置。
8.根據權利要求7所述的光電通信模塊，其中，所述第一方向和所述第二方向彼此基本垂直。
9.根據權利要求4所述的光電通信模塊，其中 所述電路襯底包括印刷電路板； 所述光電通信裝置具有沿著所述電路襯底的第一表面的法線方向的光軸；並且 所述光學模塊在所述光電通信裝置上被安裝在所述電路襯底上，並且所述光學連接部分沿著與所述印刷電路板的表面平行的第一方向延伸。
10.根據權利要求9所述的光電通信模塊，其中，所述夾子具有第一部分和第二部分，所述第一部分將所述光學連接部分沿著第一方向朝向所述殼體的第一部分彈性地偏置，所述第二部分將所述光學連接部分沿著第二方向朝向所述殼體的第二部分彈性地偏置。
11.根據權利要求I所述的光電通信模塊，其中，所述第一方向和所述第二方向彼此基本垂直。
12.—種操作光電通信模塊的方法,所述光電通信模塊包括殼體、光電組件和定位器，所述殼體具有多個壁以及相對於所述多個壁處於固定關係的開口，所述電光組件具有電路襯底、光電通信裝置和光學模塊，所述電路襯底給安裝在所述電路襯底上的電路提供電互連，所述光電通信裝置被安裝在所述電路襯底上，所述光學模塊包括光學連接部分，所述光學連接部分延伸到所述殼體的所述開口中以限定光學埠，所述方法包括所述定位器將所述光學連接部分朝向所述殼體的一部分彈性地偏置，並使其與所述殼體的所述開口處於固定關係。
13.根據權利要求12所述的方法，其中，所述定位器具有第一部分和第二部分，所述第一部分將所述光學連接部分沿著第一方向朝向所述殼體的第一部分彈性地偏置，所述第二部分將所述光學連接部分沿著第二方向朝向所述殼體的第二部分彈性地偏置。
14.根據權利要求13所述的方法，其中，所述第一方向和所述第二方向彼此基本垂直。
15.根據權利要求12所述的方法，其中 所述定位器包括夾子，所述夾子具有在所述光學模塊的所述光學連接部分上延伸的第一部分；並且 所述夾子的第一部分將所述光學連接部分沿著第一方向朝向所述殼體的所述開口偏置。
16.根據權利要求15所述的方法，其中，所述夾子具有第二部分，所述第二部分將所述光學連接部分沿著第二方向彈性地偏置。
17.根據權利要求16所述的方法，其中，所述第一方向和所述第二方向彼此基本垂直。
全文摘要
本發明涉及具有用於對準光學埠的定位器的光電通信模塊。光電通信模塊包括殼體、光電組件和幫助保持光學埠的對準的定位器。電光組件具有電路襯底、安裝在電路襯底上的光電通信裝置和包括延伸到殼體的開口中的光學連接部分以限定光學埠的光學模塊。定位器例如可以是夾子，其接觸殼體並且安裝到光學模塊的光學連接部分上方以將光學連接部分保持與殼體的開口對準。
文檔編號G02B6/42GK102890316SQ20121022991
公開日2013年1月23日 申請日期2012年6月28日 優先權日2011年7月21日
發明者保羅·於, 羅伯特·伊 申請人:安華高科技光纖Ip(新加坡)私人有限公司