一種并行光組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光纖通信技術領域，特別是涉及一種并行光組件。
【背景技術】
[0002]隨著光纖通信領域中對通信帶寬的要求越來越高，多路并行光纖傳輸或并行光互連的應用越來越廣泛，為了實現多路并行光互連，通常采用多路并行光收發模塊進行多路并行光互連。
[0003]并行模塊與單路模塊相比要求更高的元器件密度，更小的封裝尺寸和重量、更低的能耗，同時對熱設計、電磁干擾屏蔽設計、封裝工藝設計、光電耦合設計和電路設計有較高的要求。并行光模塊完善的結構設計方案直接決定模塊性能和可靠性。因此，并行模塊中的光組件對各芯片、透鏡等部件的對準精度要求較高，誤差要小，從而保證盡可能高的光耦合效率。
[0004]現有技術中，并行光組件的耦合通常采用有源耦合，即耦合過程中需要光組件中各芯片帶電工作，耦合工藝復雜，效率低；另外，現有并行光模塊現有技術中的多路并行光收發模塊均采用符合國際標準的封裝形式，包括QSFP MSA, SNAP 12 MSA協議等，有些封裝形式為實現其自有的某些特定功能，往往做成的封裝尺寸較大，如SFF(49.56mmX13.59mmX9.8mm)、SFP (56.5mmX13.4mmX8.5mm)等，大都是由于其內部結構構造占用尺寸較大且各個部件之間結構設計不是很合理造成的。具體表現在，作為封裝中常用的系統主板結構往往大都是采用剛性電路板，為直板狀不能發生相應的彎曲，若彎曲則會損壞電路板上對應的元器件；另外，光組件的光部件裝配結構不夠緊湊，也會造成封裝尺寸加大。這些封裝光模塊因為其封裝尺寸較大使環境適應性較低，如果在比較惡劣環境中運行，由于其抗振性能低，可能會發生損壞或無法正常工作，并且在高可靠性系統中運行時其相應的可靠性也遠遠不能滿足高可靠性系統要求。
【發明內容】
[0005]本實用新型提出一種新型的并行光組件，可以解決現有標準并行光組件耦合工藝復雜，效率低，且封裝尺寸大，在高可靠性系統中運行時可靠性不能滿足要求的問題。
[0006]為達到上述技術目的，本實用新型的技術方案是，一種并行光組件，包括PCB板、內嵌有呈直線均勻排列的透鏡陣列的透鏡座、安裝在PCB板上的光連接器和電連接器，所述光連接器包括導針、呈直線均勻排列的激光器和/或探測器陣列及對應的驅動芯片，所述PCB板包括剛性PCB板部和柔性PCB板部，所述電連接器位于所述剛性PCB板部上；所述柔性PCB板部固連有一與其平行設置的金屬補強板，所述金屬補強板上具有一呈U字形軌跡彎曲的條形凸臺，所述條形凸臺中間圍成有第一定位槽，所述透鏡座卡設在所述第一定位槽內；所述第一定位槽內設有第二定位槽及導針安裝通孔，所述激光器和/或探測器陣列通過高精度貼片機粘貼在所述第二定位槽內，所述驅動芯片通過高精度貼片機粘貼在金屬補強板上；所述柔性PCB板部上對應設有將所述條形凸臺、激光器和/或探測器及驅動芯片露出的定位孔，所述透鏡陣列與所述激光器和/或探測器陣列對準耦合；所述透鏡座上與所述導針安裝通孔對應位置處設有導針裝配孔，所述導針的一端穿過所述導針安裝通孔、定位孔和導針裝配孔，且與所述導針裝配孔過渡配合，并與所述導針安裝通孔間由結構膠粘接固定。
[0007]與現有技術相比，本實用新型具有以下優點和積極效果:
[0008]1、本實用新型中激光器和/或探測器陣列通過高精度貼片機粘貼在第二定位槽內，同時驅動芯片也由高精度貼片機粘貼在金屬補強板上，可采用微米級的高精度貼片機拾取透鏡座，將透鏡座的各路透鏡光口中心分別與激光器和/或探測器陣列的光敏面中心進行對準，實現透鏡與激光器和/或探測器陣列在X軸和Y軸的光學尺寸對準，同時，透鏡座卡設在第一定位槽內，第一定位槽對透鏡座進行Z方向的限位，實現透鏡與激光器和/或探測器陣列在Z軸的光學尺寸對準，從而實現透鏡與激光器和/或探測器陣列的無源耦合，無源耦合效率高，精度高，操作簡單；
[0009]2、PCB板包括剛性PCB板部和柔性PCB板部，將光連接器設置在與柔性PCB板部固連的金屬補強板上，則在封裝過程中，光連接器及金屬補強板可隨柔性PCB板部彎曲或折疊，有利于減小封裝尺寸，形成了元器件的高密度分布，增強環境適應能力；
[0010]3、金屬補強板能夠彌補柔性PCB板部強度弱的缺點，保證PCB板的整體強度，且其與驅動芯片熱膨脹系數相近，便于芯片的裸片安裝，避免由于熱脹冷縮作用損壞芯片。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型實施例并行光組件的結構示意圖；
[0012]圖2為圖1的分解結構圖；
[0013]圖3為本實用新型實施例中金屬補強板的結構示意圖；
[0014]圖4為本實用新型實施例中透鏡蓋板一個視角的結構示意圖(朝向光連接安裝板的一側)；
[0015]圖5為本實用新型實施例中透鏡蓋板另一個視角的結構示意圖(背向光連接安裝板的一側)；
[0016]圖6為本實用新型實施例中PCB板的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細地描述。
[0018]參照圖1至圖3，本實施例并行光組件，包括PCB板1、內嵌有呈直線均勻排列的透鏡陣列3-1的透鏡座3、安裝在PCB板I上的光連接器和電連接器8，光連接器包括導針7、呈直線均勻排列的激光器和/或探測器陣列5及對應的驅動芯片6。其中，電連接器8采用可插拔的10 X 10 MEG-Array電接口，符合SNAP12 MSA協議要求；激光器和/或探測器陣列5為VCSEL激光器陣列和/或H)光電探測器陣列，VCSEL激光器陣列和/或H)光電探測器陣列5通過打金線與驅動芯片6相連，驅動芯片6通過打金線與PCB板I上焊盤相連；透鏡座3包含十二路并行雙球面透鏡陣列3-1，其中，透鏡兩端的球面分別與VCSEL激光器陣列和/或H)光電探測器陣列5和模塊外的MPO光纖連接器進行耦合，十二路透鏡呈直線等距排列，各透鏡間的中心距為0.25mm，透鏡的內端面各路光口分別與VCSEL激光器陣列和/或ro光電探測器陣列5的每一路光敏面進行光學耦合，透鏡的外端面光口與MPO標準的連接器接口兼容。為便于光連接器部分的封裝，減小封裝尺寸，PCB板I包括剛性PCB板部1-1和柔性PCB板部1-2，可由剛性電路板和柔性電路板拼接，或者直接采用整體的剛柔結合電路板，電連接器8位于剛性PCB板部1-1上；而柔性PCB板部1-2固連有一個金屬補強板4，其與柔性PCB板部1-2平行設置，金屬補強板4上具有一個條形凸臺4-2，其呈U字形軌跡彎曲延伸，中間圍成有第一定位槽4-3，透鏡座3卡設在第一定位槽4-3內并通過結構膠進行固定；第一定位槽4-3內設有第二定位槽4-1及導針安裝通孔4-4，激光器和/或探測器陣列5通過高精度貼片機粘貼在第二定位槽4-1內，驅動芯片6也由高精度貼片機粘貼在金屬補強板4上，位于激光器和/或探測器陣列5的一側，由于金屬補強板4與驅動芯片6的熱膨脹系數相近，即二者熱匹配性能良好，能夠便于與驅動芯片6的貼合安裝，防止由于熱脹冷縮拉壞或擠壓驅動芯片，其可選用鎢銅復合金屬板等；第二定位槽4-1在第一定位槽4-3內的具體設計位置以實現在保證透鏡陣列3-1與激光器和/或探測器陣列5在X軸和Y軸的光學尺寸對準的基礎上，透鏡座3正好卡設在第一定位槽后，透鏡陣列3-1與激光器和/或探測器陣列5能夠在Z軸上對準為準。同時參照圖6，柔性PCB板部1-2上對應設有將條形凸臺4-2、激光器和/或探測器陣列5及驅動芯片6露出的定位孔1-4，便于透鏡陣列3-1與激光器和/或探測器陣列5對準耦合，定位孔1-4的形狀優選與條形凸臺4-2及驅動芯片6在金屬補強板4上所占區域形狀相適配，以便對條形凸臺4-2及驅動芯片6進行定位，確保柔性PCB板部1-2與金屬補強板4裝配位置準確，提高裝配效率。另夕卜，在透鏡座3上與導針安裝通孔4-4對應位置處設有導針裝配孔3-2，導針7的一端穿過導針安裝通孔4-4、定位孔1-4和導針裝配孔3-2，且與導針裝配孔3-2過渡配合，并與導針安裝通孔4-4間由結構膠粘接固定，實現導針7的固定。
[0019]具體而言，本實施例并行光組件在制作過程中，由于激光器和/或探測器陣列5和驅動芯片6已由尚精度貼片機粘貼在金屬補強板4的相應位置上，然后米用微米級的尚精度貼片機拾取透鏡座3，使其各路透鏡光口中心分別與激光器和/或探測器陣列5的光敏面中心進行對準，微米級的高精度貼片機可以保證透鏡陣列3-1與激光器和/或探測器陣列5在X軸和Y軸的光學尺寸對準；同時，將透鏡座3卡設在第一定位槽4-3內，能夠對透鏡座3進行Z方向的限位，實現透鏡陣列3-1與激光器和/或探測器陣列5在Z軸的光學尺寸對準，從而實現透鏡陣列3-1與激光器和/或探測器陣列5的無源耦合對準，無源耦合效率高，精度高，操作簡單。另外，PCB板I的柔性PCB板部1-2可以彎曲或折疊，則安裝有光連接器的金屬補強板4可隨柔性PCB板部1-2彎曲或折疊，使光口封裝部的光連接器能夠達到最方便的裝配角度和位置，快速裝配，提高裝配效率，且有利于減小封裝尺寸，形成了元器件的高密度分布，增強環境適應能力。
[0020]另外，在圖6所示的PCB板結構中，在剛性PCB板部1_1上還設置有電路板定位孔
1-6、前端螺釘