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CN104536102B - 光电转换模组 - Google Patents

光电转换模组 Download PDF

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Abstract

一种光电转换模组，其固定于基板上，该光电转换模组包括一个封闭的壳体及光电转换器，该壳体只在下方和前方设有开口，壳体具有至少由一个分隔肋分隔开的收容腔，每个收容腔定义了一个前端开口；光电转换器分别收容于对应的收容腔内，各光电转换器包括光学引擎模块、光传输接口及电传输接口；光传输接口遮蔽了壳体的前端开口，当光电转换模组安装到基板上时，壳体容纳并封闭光电转换器，电传输接口电性连接基板。壳体可以防止异物进入光电转换模组，同时减少外界的电磁干扰，而分隔肋则可减少各光电转换器之间的串扰。

Description

光电转换模组
本申请为发明专利申请第201110086886.2号，发明名称为「光电转换模组」的分案申请。
本发明涉及一种光电转换模组。
大多数计算器和通讯网路都使用铜导线作为网络数据传输的载体。铜线及节点之间都是以电信号的形式传输数据的，或许不同于其它的变化或信号放大，通过铜导线传输数据需要在节点处解码。铜导线的缺点是带宽较小，而且铜相对于光纤，传输信号的能力较弱。故，很多计算机和通讯网路包括因特网，都在用光纤代替铜作为传输介质。
光纤系用光波代替电信号来传输信号。譬如说，一种逻辑信号“1”可以描述成一段区间内的光脉冲，而另一种逻辑信号“0”则可以描述为这段区间内没有光脉冲。另外，同一光纤可以同时传输多种颜色的光线，每种光线描述一个独立的信号束。由于光线在光纤内占用的空间相对于电线号在铜线的空间来说要小得多，所以光纤传输的带宽要远大于铜线。
尽管光纤的传输效率很高，但传输程序数据时还是会遇到实际的问题。信号在传输到计算器之前、期间以及之后，是存放于不同的介质中。由于现在还没有技术来存放数据包，不久的将来，网络通讯公司可能会在集成芯片与网络节点之间使用光纤传输。要建立这样的网络，就需要光电转换器，以实现光信号与电信号之间的相互转换。
理论上来说，这样的光电转换器需要使不同装置间可以稳定可靠地连接，同时要求其体积较小。稳定的连接可以保证不会因中断连接而导致转换失败的问题。光电转换器体积小，则可以使高密集度的光纤安装于印刷电路板上，从而提高更大的带宽。
这种光电转换器的设计虽然可以保障电学装置和光学装置连接稳定，但是各装置的组装将会很复杂。
如前所述，迫切需要提供一种简单而紧凑的光电转换模组，以实现光信号与电信号之间的转换。
本发明要解决的技术问题在于提供一种封闭的整合式光电转换模组。
为解决上述技术问题，本发明提供一种光电转换模组，其固定于基板上；所述光电转换模组包括光电转换器，所述光电转换器包括光传输接口、光学引擎模块及电插座，所述光学引擎模块具有子电传输接口；所述电插座包括绝缘座及固定于绝缘座的呈矩阵排列的端子，每一端子包括相对设置的接触端及用来连接于基板的固定端；所述电路板可拆卸地安装在电插座，在电路板安装在电插座时，所述电路板接触电插座端子的接触端。
与现有技术相比，本发明光电转换模组有如下功效：电路板可拆卸地安装在电插座，方便更换零组件。
图1是本发明光电转换模组安装于电路板的立体图。
图2是本发明光电转换模组的分解图。
图3是本发明光学引擎的立体图。
图4是本发明光学引擎另一角度的立体图。
图5是本发明电插座的立体图。
图6是本发明两光电转换器的立体分解图。
请参照图1及图2，本发明揭示了一种固定于基板(包括但不限于电路板)200的光电转换模组100，其包括壳体1及若干光电转换器2a(本实施例包括4个光电转换器)。每个光电转换器2a包括一光学引擎模块2、适用于BGA(球栅排列)的电插座3及光传输接口210。光学引擎模块2可拆卸地安装于电插座3，两者形成光电转换器2a而一并收容于壳体1中间被分隔肋14b隔开的若干收容腔11内。因此，壳体1与基板200配合以将光电转换器2a封闭在其中，只将一用于光传输之光传输接口210暴露于壳体之前端，从而防止灰尘沾染灵敏的光学引擎模块2及电插座3。电插座3则形成跟基板200电性连接的电传输接口。
如图2所示，本实施方式中，壳体1系由金属材料压铸制成的，其具有4个相同的收容腔11。壳体包括一水平的上壁12、一后壁13及两侧壁14a。壳体1还包括两平行且相似于侧壁14a的三个一体成型的分隔肋14b，从而形成4个平行排列的收容腔11，每一个收容腔向前贯穿，各收容腔11的侧壁14a与分隔肋14b或相邻分隔肋14b分别向内相对凸设有间隔壁15，各对间隔壁15之间形成一狭长的开槽113，各收容腔11被对应间隔壁15分为前腔111与后腔112。每个收容腔11的前腔111与后腔112通过开槽113相连通，收容腔11定义了一个前端开口。光学引擎模块2前端的光纤模块21及光传输接口210收容于前腔111，后端光学引擎22及电插座3则收容于后腔112。因此，各光电转换器2a收容并保持于对应收容腔11内，以形成一个整体。光传输接口210遮蔽了收容腔11的前端开口，基板200则遮盖壳体1之底面开口，这样光电转换器2a就容纳并封闭于壳体1内。在下文中，将要阐述光学引擎模块2、电插座3及光电转换器2a的组合。
如图3所示，光学引擎模块2包括光纤模块21、光学引擎22及电路板24，其中光学引擎22组装于电路板24的上表面，电路板24与光学引擎22一并收容于后腔112。光纤模块21内设置了若干光波导管211，并通过具有弹性的光纤212与光学引擎22相连。光纤模块21还包括还具有一对突伸出光波导管211前端面之导引柱213。光学引擎22中设置了发射-接收装置及实现光-电相互转换之集成电路模块(未图示)。光纤末端214(参看图4)收容并固定于“V”字形之凹槽226内，以将光纤212固定于光学引擎22。光学引擎22连接电路板24，以通过设置于电路板24底面之若干导电片241输出信号。在较佳实施方式中，光学引擎22通过低热膨胀材料242与电路板24永久性连接。低热膨胀材料242可使光学引擎22与电路板24形成稳定的电性连接。所述电路板24进一步包括插座保持部及壳体保持部，插座保持部由四个纵向设置于电路板侧面的半圆形切口243构成，三个圆孔244a、244b则构成了壳体保持部，其中一个圆孔244a位于电路板24之远离光纤模块21的一端，而另外一对圆孔244b设置于电路板之靠近光纤模块21的一端。前述具有弹性之光 纤212亦位于电路板24。光学引擎22、光纤模块21及电路板24形成一体，图2最为清楚。光学引擎22是控制中心，而光纤212则作为与其它印刷电路板上的光电转换装置交换数据的被动传输媒介，并具有上述光传输接口210，电路板24则作为与电插座电性连接的子电传输接口。
请参照图5，电插座3具有方形绝缘座31及固定于绝缘座31的若干BGA端子32。该BGA端子32的接触端321暴露于电插座的上表面301上，与接触端321相对的固定端322(标示在图2)则突出于绝缘座的下表面。四个锁持臂33自绝缘座31的四角垂直延伸出来。每个锁持臂33均具有一四分之三圆柱331及一90度缺口334。该缺口334位于绝缘座的对角线上。锁持臂33还具有一直角内表面332及圆柱的外表面333。四个直角内表面332围设形成方形收容空间35，外表面333则向外突出于绝缘座31。一四分之一扇形柱34位于缺口334内且与四分之三圆柱一体成型，该扇形柱34的半径小于四分之三圆柱331。扇形柱34具有一锥形顶部341及突伸于收容空间35内的凸部342。结合图6，将电路板24向下按压，切口243穿过凸部342，由此，凸部342抵压于电路板24的上表面，以将电路板24锁持于电插座3。这样电路板24就实现了固定于收容空间35内。一旦电路板24被夹住，电插座3的端子接触端321与设置在电路板24下表面的导电片241接触，以实现电插座3与光学引擎模块2的电连接，可提供足够的保持力以形成稳定的子电传输接口，同时固定端连接基板200并作为电传输接口。使用者施加于锁持臂33向外的力，可以方便地把光学引擎模块2移出收容空间35。
请参看图2及图6，金属壳体1的后腔112相对侧壁具有四个半圆形切槽16来收容圆柱331，同时后壁13及间隔壁15还设有三个圆孔17。三个螺栓27穿过电路板24的圆孔244a、244b，并插入金属壳体1的圆孔17以将光学引擎22固定于后腔112内。一对可变形的导引柱18设置于前腔111的前侧，且两个导引柱18之间的距离略小于光纤模块21的宽度，这样光纤模块21就可以牢固地夹持于两个导引柱18之间。螺栓27可以在光学引擎模块2组装到电插座3之前装入，也可以在该工序后装入。绝缘座31自其底面对角向下延伸出一对定位柱36，而分隔肋14b 则自其底面向下延伸出两个保持部19。该定位柱36及保持部19安装到基板200相对应的圆孔内。组装时，定位柱36有助于引导光电转换器2a与基板200对齐。保持部19设有螺纹孔，通过螺钉(未图示)向下拧紧以安装到印刷电路板上。电插座3的端子连接端322与基板200上对应的导电片对齐。金属壳体1是一坚固的遮蔽体，可将所有组件包覆于其中，防止灰尘或水分进入而影响灵敏的光电组件的性能。所述将光电转换模组100安装到基板200的过程简单、容易、可靠，并且减少了焊接及熔接等工序。此外，金属壳体可以直接将更多的光电组件固定于内部宽松的收容腔内。
参看图1最佳，壳体1还可以用作散热器，吸收集成电路生成的热量并散到空气中。壳体1在背离下方的一侧凹设形成矩阵式且互相间隔的凸板121及凸板121之间的可用于散热的若干凹部122。金属壳体1还设有连接到印刷电路板的接地底架，以防止外界对光电转换模组的电磁干扰和射频干扰。而分隔肋14b则可以用作遮蔽壳体，减少各光电转换器2a之间的电磁干扰和射频干扰。

Claims (10)

1.一种光电转换模组，其固定于基板上，其特征在于：所述光电转换模组包括光电转换器，所述光电转换器包括光传输接口、光学引擎模块及电插座，所述光学引擎模块具有作为子电传输接口的电路板；所述电插座包括绝缘座及固定于绝缘座的呈矩阵排列的端子，每一端子包括相对设置的接触端及用来连接于基板的固定端；所述电路板可拆卸地安装在电插座，在电路板安装在电插座时，所述电路板接触电插座端子的接触端。
2.如权利要求1所述的光电转换模组，其特征在于：所述光学引擎模块包括光纤及光学引擎，所述电路板设置有呈矩阵的复数导电片，所述电插座的端子接触端与设置在电路板下表面的导电片接触。
3.如权利要求2所述的光电转换模组，其特征在于：所述电插座设有四个锁持臂，锁持臂自绝缘座的四角分别垂直延伸出来；所述电路板设有与所述锁持臂相扣持的插座保持部。
4.如权利要求3所述的光电转换模组，其特征在于：所述插座保持部为设置在电路板两个侧面的两对半圆形切口。
5.如权利要求3或4所述的光电转换模组，其特征在于：每个所述锁持臂具有一个呈四分之三状的圆柱及一个呈四分之一状的缺口并定义出一个直角内表面，所述四个锁持臂的直角内表面围设形成方形收容空间，以收容前述电路板。
6.如权利要求5所述的光电转换模组，其特征在于：所示锁持臂设有一个呈四分之一形状的扇形柱，所述扇形柱位于缺口内。
7.如权利要求6所述的光电转换模组，其特征在于：所述扇形柱与圆柱一体成型。
8.如权利要求7所述的光电转换模组，其特征在于：所述扇形柱的半径小于所述圆柱的半径。
9.如权利要求8所述的光电转换模组，其特征在于：所述扇形柱具有一个锥形顶部及突伸于收容空间内的凸部，所述凸部可以抵压在电路板上。
10.如权利要求2所述的光电转换模组，其特征在于：所述光电转换模组还包括壳体，所述壳体与基板配合以将光电转换器封闭在其中，所述电路板还设有壳体保持部。
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