光模块和通信装置

文档序号:1963210 发布日期:2021-12-14 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 光模块和通信装置 (Optical module and communication device ) 是由 刘慧� 陈小丹 谭祖炜 陈小鹏 郑启飞 魏丹 符小东 沈一春 于 2021-08-25 设计创作,主要内容包括:本申请提供一种光模块,包括外壳、光器件和电路板,光器件设于外壳内,电路板电连接光器件,且设于外壳内。外壳包括相互连接的盖体和底座,盖体的端面上沿第一方向间隔设置多个第一凸起,底座的端面上设置多个第二凹槽,第一凸起收容于第二凹槽。光器件包括金属壳和设于金属壳内的光芯片及光电芯片,光电芯片连接电路板,且电路板与光电芯片的连接处收容于所述金属壳内。上述光模块通过多个第一凸起和第二凹槽切割盖体和底座之间的缝隙长度,同时在光器件中设置金属壳,仅利用结构特征来实现电磁屏蔽效果,无需在外壳中设置导电胶等材料,有利于维持光模块的稳定性,延长光模块的使用寿命。本申请还提供一种具有上述光模块的通信装置。(The application provides an optical module, including shell, optical device and circuit board, in the shell was located to the optical device, the optical device was just located in the shell to the circuit board electricity connection. The shell comprises a cover body and a base which are connected with each other, a plurality of first bulges are arranged on the end surface of the cover body at intervals along a first direction, a plurality of second grooves are arranged on the end surface of the base, and the first bulges are contained in the second grooves. The optical device comprises a metal shell, and an optical chip and a photoelectric chip which are arranged in the metal shell, wherein the photoelectric chip is connected with the circuit board, and the connection part of the circuit board and the photoelectric chip is contained in the metal shell. According to the optical module, the gap length between the cover body and the base is cut through the first bulges and the second grooves, the metal shell is arranged in the optical device, the electromagnetic shielding effect is achieved only by using structural characteristics, materials such as conductive adhesive do not need to be arranged in the shell, the stability of the optical module is maintained, and the service life of the optical module is prolonged. The application also provides a communication device with the optical module.)

光模块和通信装置

技术领域

本申请涉及通信设备技术领域,尤其涉及一种光模块和具有所述光模块的通信装置。

背景技术

随着通信技术的发展,光模块的工作频率越来越高,传输距离越来越远,功率也随之增大,光模块内部的复杂电路在光电转换及各种数据处理时会对外发射大量的电磁辐射,这些电磁辐射会通过光模块壳体之间的缝隙对外泄漏,对通信系统中其他设备构成不同程度的电磁干扰。现有技术中,通常采用在光模块的金属上下盖之间点导电胶或者开槽装导电胶条的方式来将外壳连接成一个连续导电的法拉第笼,屏蔽电磁辐射。然而,导电胶在长时间使用后,容易出现老化、形变、脱落等问题,影响光模块的使用寿命。

发明内容

鉴于上述状况,本申请提供一种光模块和具有该光模块的通信装置,通过盖体和底座的连接端面上设置相互配合的多个第一凸起和第二凹槽,以切割盖体和底座之间的缝隙长度,实现电磁波的反射衰减损耗,同时在光器件中设置金属壳,以屏蔽功率器件产生的辐射,从根本上减少电磁波,无需在外壳中设置导电胶等材料,仅利用结构特征来实现电磁屏蔽效果,有利于维持光模块的稳定性,延长光模块的使用寿命。

本申请的实施例提供一种光模块,包括外壳、光器件和电路板,所述光器件设于所述外壳内,所述电路板电连接所述光器件,且所述电路板部分设于所述外壳内。所述外壳包括相互连接的盖体和底座,所述盖体朝向所述底座的一侧设有第一连接部,所述第一连接部的端面上沿第一方向间隔设置多个第一凸起,所述底座朝向所述盖体的一侧设有第二连接部,所述第二连接部与所述第一连接部扣合,所述第二连接部的端面上设置多个第二凹槽,所述第一凸起收容于所述第二凹槽。所述光器件包括金属壳和设于所述金属壳内的光芯片及光电芯片,所述光电芯片连接所述电路板,且所述电路板与所述光电芯片的连接处收容于所述金属壳内。

在一些实施例中,所述第一连接部包括第一抵持面和第一台阶侧壁,所述第一台阶侧壁凸出于所述第一抵持面,所述第二连接部包括第二抵持面和第二台阶侧壁,所述第二台阶侧壁凸出于所述第二抵持面,所述第一抵持面抵接所述第二台阶侧壁,所述第一台阶侧壁抵接所述第二抵持面。

在一些实施例中,所述第一凸起设于所述第一抵持面和所述第一台阶侧壁的端面,所述第二凹槽设于所述第二抵持面和所述第二台阶侧壁的端面,且所述第二凹槽与所述第一凸起一一对应。

在一些实施例中,相邻所述第一凸起之间的距离小于所述光器件发射电磁波长的1/10。

在一些实施例中,沿第二方向,所述底座朝向所述盖体的一侧还设有第二凸起,所述盖体朝向所述底座的一侧设有第一凹槽,所述第二凸起收容于所述第一凹槽,所述第二方向与所述第一方向垂直。

在一些实施例中,所述第二凸起包括多个弯曲部,相邻所述弯曲部的顶点之间的距离小于所述光器件发射电磁波长的1/10。

在一些实施例中,所述光器件包括连接端子,所述连接端子的一端连接所述光芯片,且所述连接端子与所述光芯片的连接处收容于所述金属壳内,所述连接端子的另一端沿所述第一方向伸出所述金属壳。

在一些实施例中,沿所述第一方向,所述盖体朝向所述底座的一侧还间隔设置第一挡片和第二挡片,所述第一挡片上设第一定位槽,所述第二挡片上设第二定位槽,所述第一定位槽与所述第二定位槽同轴设置,所述连接端子的周侧设有凸缘,所述凸缘部分设于所述第一挡片和所述第二挡片之间,所述连接端子部分设于所述第一定位槽和所述第二定位槽。

在一些实施例中,所述光模块还包括一垫片,所述垫片套设于所述连接端子并抵持所述凸缘,所述垫片部分设于所述第一挡片和所述第二挡片之间,且所述垫片位于所述凸缘背离所述第一挡片的一侧。

本申请的实施例还提供一种通信装置,所述通信装置包括上述实施例所述的光模块。

本申请提供的光模块通过盖体和底座的连接端面上设置相互配合的多个第一凸起和第二凹槽,以切割盖体和底座之间的缝隙长度,实现电磁波的反射衰减损耗,同时在光器件中设置金属壳,以屏蔽功率器件产生的辐射,从根本上减少电磁波,无需在外壳中设置导电胶等材料,仅利用结构特征来实现电磁屏蔽效果,有利于维持光模块的稳定性,延长光模块的使用寿命。

附图说明

图1为光模块在一实施例中的结构示意图。

图2为图1所示光模块在另一方向的结构示意图。

图3为图1所示光模块的分解结构示意图。

图4为图1所示光模块移除盖体后的结构示意图。

图5为图1所示光模块中盖体的结构示意图。

图6为图1所示光模块中底座的结构示意图。

图7为图5所示盖体与图6所示底座扣合后的局部结构剖面图。

图8为图5所示盖体与图6所示底座扣合后的另一局部结构剖面图。

图9为盖体和底座之间出现缝隙时的局部结构简图。

图10为图5所示盖体与图6所示底座扣合后的另一局部结构剖面图。

图11为图1所示光模块中光器件与电路板的结构示意图。

图12为图11所示结构中移除金属壳的盖板后的结构示意图。

图13为图12所示结构的局部放大图。

图14为通信装置在一实施例中的结构简图。

主要元件符号说明:

光模块 100

通信装置 200

外壳 10

盖体 11

第一连接部 111

第一抵持面 112

第一台阶侧壁 113

第一挡片 114

第一定位槽 1141

第二挡片 115

第二定位槽 1151

底座 12

第二连接部 121

第二抵持面 122

第二台阶侧壁 123

第三挡片 124

第三定位槽 1241

第四挡片 125

第四定位槽 1251

第一收容槽 126

第二收容槽 127

第一凸起 13

第二凹槽 14

第二凸起 15

弯曲部 151

第一凹槽 16

紧固件 17

光器件 20

金属壳 21

第一壳 211

第二壳 212

凹陷部 213

光芯片 22

光电芯片 23

连接端子 24

凸缘 241

电路板 30

垫片 40

拉环 50

端部 51

抵持部 52

弹性件 60

导热垫片 71

散热翅片 72

第一方向 A

第二方向 B

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件,它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请提供一种光模块,包括外壳、光器件和电路板,所述光器件设于所述外壳内,所述电路板电连接所述光器件,且所述电路板设于所述外壳内。所述外壳包括相互连接的盖体和底座,所述盖体朝向所述底座的一侧设有第一连接部,所述第一连接部的端面上沿第一方向间隔设置多个第一凸起,所述底座朝向所述盖体的一侧设有第二连接部,所述第二连接部与所述第一连接部扣合,所述第二连接部的端面上设置多个第二凹槽,所述第一凸起收容于所述第二凹槽。所述光器件包括金属壳和设于所述金属壳内的光芯片及光电芯片,所述光电芯片连接所述电路板,且所述电路板与所述光电芯片的连接处收容于所述金属壳内。

上述光模块通过盖体和底座的连接端面上设置相互配合的多个第一凸起和第二凹槽,以切割盖体和底座之间的缝隙长度,实现电磁波的反射衰减损耗,同时在光器件中设置金属壳,以屏蔽功率器件产生的辐射,从根本上减少电磁波,无需在外壳中设置导电胶等材料,仅利用结构特征来实现电磁屏蔽效果,有利于维持光模块的稳定性,延长光模块的使用寿命。

本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

请参阅图1、图3和图12,在一实施方式中,光模块100包括外壳10、光器件20和电路板30。所述外壳10由金属材料制成。所述光器件20设于所述外壳10内,所述电路板30电连接所述光器件20,且所述电路板30部分设于所述外壳10内。所述外壳10包括相互连接的盖体11和底座12。所述盖体11朝向所述底座12的一侧设有第一连接部111,所述第一连接部111的端面上沿第一方向A间隔设置多个第一凸起13。在本申请的实施例中,所述第一方向A为所述光模块100的长度方向。所述底座12朝向所述盖体11的一侧设有第二连接部121,所述第二连接部121与所述第一连接部111扣合。所述第二连接部121的端面上设置多个第二凹槽14,所述第一凸起13收容于所述第二凹槽14。所述光器件20包括金属壳21和设于所述金属壳21内的光芯片22及光电芯片23。所述光芯片22用于处理光信号,所述光电芯片23用于将光信号转换为电信号。所述光电芯片23连接所述电路板30,且所述电路板30与所述光电芯片23的连接处收容于所述金属壳21内。

具体地,请参阅图3至图8,所述第一连接部111包括第一抵持面112和第一台阶侧壁113,所述第一台阶侧壁113凸出于所述第一抵持面112。所述第二连接部121包括第二抵持面122和第二台阶侧壁123,所述第二台阶侧壁123凸出于所述第二抵持面122。所述盖体11与所述底座12连接时,所述第一抵持面112抵接所述第二台阶侧壁123,所述第一台阶侧壁113抵接所述第二抵持面122,且所述第一台阶侧壁113与所述第二台阶侧壁123过盈配合,一方面使得盖体11与底座12的连接端面成为凹凸起伏的连接结构,在盖体11和底座12的连接处形成曲折缝隙,电磁波可以在曲折缝隙内多次反射转折,进一步实现电磁波的大幅度衰减损耗,另一方面还可以增加外壳10的刚性,减少外壳10变形的问题。

所述第一凸起13设于所述第一抵持面112和所述第一台阶侧壁113的端面,所述第二凹槽14设于所述第二抵持面122和所述第二台阶侧壁123的端面,且所述第二凹槽14与所述第一凸起13一一对应。通过将第一凸起13和第二凹槽14分别设置在第一连接部111和第二连接部121的端面,可以避免第一凸起13和第二凹槽14占用外壳10的内腔空间,保证光器件20和电路板30在外壳10内腔的安装空间,有利于光模块100的小型化发展。在本申请的实施例中,第一凸起13设于部分第一抵持面112和部分第一台阶侧壁113的端面,在其他实施例中,第一凸起13还可以设置于全部第一抵持面112和第一台阶侧壁113的端面,第一凸起13的设置位置可以根据实际需求进行定制,满足设计需要即可。多个第一凸起13和第二凹槽14可以将第一连接部111和第二连接部121之间的缝隙分割成若干个不连续的小缝隙,如图9所示,能够对波长远大于小缝隙长度的电磁波实现大幅衰减,进一步减少电磁波的泄露。

进一步地,相邻所述第一凸起13之间的距离小于所述光器件20发射电磁波长的1/10。所述第一凸起13的形状大致为半球形,所述第二凹槽14的形状与所述第一凸起13匹配。在其他实施例中,所述第一凸起13还可以是圆柱形、锥形、多棱柱形等,本申请不对此进行限定。

请再次参阅图5、图6和图10,沿第二方向B,所述底座12朝向所述盖体11的一侧还设有第二凸起15,所述盖体11朝向所述底座12的一侧设有第一凹槽16。所述盖体11与所述底座12扣合时,所述第二凸起15收容于所述第一凹槽16。在本申请的实施例中,所述第二方向B为所述光模块100的宽度方向,所述第二方向B与所述第一方向A垂直。进一步地,所述第二凸起15包括多个弯曲部151,使所述第二凸起15大致呈波浪形,相邻所述弯曲部151的顶点之间的距离小于所述光器件20发射电磁波长的1/10。所述第二凸起15和第一凹槽16将盖体11与底座12在第二方向B的缝隙转化为曲折的狭小缝隙,电磁波一旦进入将无法被原路反射,电磁波会在波浪形的小缝隙内多次反射,最终消耗殆尽,从而减少电磁波外泄的问题。所述第二凸起15和第一凹槽16也设置于盖体11和底座12的连接端面,且为上下扣合的结构,不需要占用外壳10的内腔空间,同时还能够增加外壳10的刚性和屏蔽性能。

所述盖体11和所述底座12通过若干个紧固件17连接固定,所述紧固件17包括但不限于螺钉等工件,用于维持盖体11与底座12之间的连接强度。理论上,盖体11和底座12在紧固件17锁紧后是平面接触,盖体11和底座12之间不存在缝隙,但由于制造误差和内部应力可能导致盖体11和底座12之间存在微观间隙。采用本申请的设计结构后,这些微观间隙的最大长度为模块发射电磁波长的1/10,根据空隙的屏蔽效能公式:Se=20lg(λ/2d),其中Se为屏蔽效能,λ为电磁波波长,d为空隙最大直线尺寸。由上式可知,使用本申请的结构后,任意空隙的最大直线尺寸d减小,相应屏蔽效能Se提高。以10G光模块为例,工作频率10G赫兹,电磁波的波长λ=30mm,外壳侧壁直线边空隙长度大于30mm时,外壳的屏蔽效能Se为0,采用本申请的结构后,外壳10侧壁直线边空隙长度小于3mm,其最小屏蔽效能Se=20lg(λ/2d)=20lg(30/(2*3))=13.98DB。同理,对于100G模块,工作频率25G,电磁波的波长λ=12mm,采用本申请的结构后,外壳10的侧壁直线边空隙长度小于1.2mm,其最小屏蔽效能Se=20lg(λ/2d)=20lg(12/(2*1.2))=13.98DB。叠加第一台阶侧壁113和第二台阶侧壁123的对扣结构,电磁波能够被多次换向反射损耗,总屏蔽效能大于20DB。

本申请中,台阶侧壁、第一凸起13及第二凸起15的配套设计,不占用外壳10内部空间,在盖体11被内部材料顶起时,外壳10任意方向都不会出现连续缝隙,盖体11与底座12之间的间隙最大尺寸为相邻第一凸起13之间的距离,该尺寸小于工作波长的1/10,不会出现屏蔽失效或减小的情况。

请再次参阅图3至图6及图11,所述光器件20还包括连接端子24,用于连接外部光纤。所述连接端子24的一端连接所述光芯片22,且所述连接端子24与所述光芯片22的连接处收容于所述金属壳21内,所述连接端子24的另一端沿所述第一方向A伸出所述金属壳21。沿所述第一方向A,所述盖体11朝向所述底座12的一侧还间隔设置第一挡片114和第二挡片115。所述第一挡片114上设第一定位槽1141,所述第二挡片115上设第二定位槽1151,所述第一定位槽1141与所述第二定位槽1151同轴设置。所述连接端子24的周侧设有凸缘241。所述盖体11和所述底座12扣合时,所述凸缘241部分设于所述第一挡片114和所述第二挡片115之间,所述连接端子24部分设于所述第一定位槽1141和所述第二定位槽1151。所述光模块100还包括一垫片40,所述垫片40套设于所述连接端子24并抵持所述凸缘241,所述垫片40部分设于所述第一挡片114和所述第二挡片115之间,且所述垫片40位于所述凸缘241背离所述第一挡片114的一侧。所述垫片40用于防潮、防尘、并减少连接端子24与外壳10之间的缝隙,一定程度上起屏蔽作用。

沿所述第一方向A,所述底座12上还间隔设置第三挡片124和第四挡片125,所述第三挡片124的位置与所述第一挡片114对应,所述第四挡片125的位置与所述第二挡片115对应。所述第三挡片124上设有对应所述第一定位槽1141的第三定位槽1241,所述第四挡片125上设有对应所述第二定位槽1151的第四定位槽1251。所述盖体11和所述底座扣合时,所述连接端子24定位于所述第一定位槽1141与第三定位槽1241之间,且定位于所述第二定位槽1151与所述第四定位槽1251之间。所述凸缘241和所述垫片40设于所述第一挡片114、第二挡片115、第三挡片124和第四挡片125组成的空间内。

请参阅图11、图12和图13,所述金属壳21包括第一壳211和第二壳212,所述第一壳211和所述第二壳212均由金属材料制成。在本申请的实施例中,所述第一壳211与所述第二壳212的连接端面设粘接件(图未示),所述粘接件包括但不限于导电结构胶等,导电结构胶固化成型后可以牢固连接第一壳211和第二壳212,且不会发生变形,将光芯片22、光电芯片23、部分连接端子24和部分电路板30包裹在金属壳21内,从根本上减少光器件的电磁波发射。

进一步地,所述第二壳212的侧壁还设有凹陷部213,所述第一壳211和所述第二壳212连接后,所述凹陷部213用于插入工具以分离第一壳211和第二壳212,方便维修光器件20。可以理解,在其他实施例中,所述第一壳211和所述第二壳212也可以是一体成型结构,金属件通过热压成型的方式包裹光芯片22、光电芯片23、部分连接端子24和部分电路板30,从而形成一体化的金属壳21,提高屏蔽效果。

在本申请的实施例中,芯片与电路板的连接处包裹在金属壳21中,使得芯片可以直接焊接与电路板上,让光器件20与电路板30结合为一体,缩短电路长度,有利于减少辐射强度。

请再次参阅图3和图4,所述光模块100还包括拉环50,所述底座12的侧壁上设有第一收容槽126,所述拉环50部分包覆所述底座12的侧壁,且所述拉环50的端部51可移动地设于所述第一收容槽126,所述拉环50用于从解锁所述光模块100,让光模块100脱离安装位置。

所述光模块100还包括弹性件60,所述底座12的侧壁上还设有第二收容槽127,所述第二收容槽127与所述第一收容槽126间隔设置,弹性件60设于所述第二收容槽127。所述拉环50上还设有抵持部52,所述抵持部52设于所述第二收容槽127,且所述弹性件60抵顶所述抵持部52,所述弹性件60用于带动所述拉环50复位。

请参阅图2和图3,所述光模块100还包括散热组件,所述散热组件包括导热垫片71和散热翅片72。所述导热垫片71设于所述外壳10与所述电路板30之间,用于将热量导出至外壳10。所述散热翅片72设于所述底座12背离所述盖体11的一侧,用于增大外壳10的散热面积,提升外壳10的散热效果。

本申请的光模块100采用金属壳21包覆光器件20的功率元件,同时在外壳10上设置对扣式的台阶侧壁,并在盖体11和底座12的连接端面对扣式第一凸起13及第二凸起15,第一凸起13与盖体11一体成型,第二凸起15与底座12第一成型,使模块的电磁屏蔽性全部由特殊的结构特征实现,强度高,寿命长。无需使用额外的材料和二次加工,成本低,性能稳定。利用特殊的结构对电磁波进行反射衰减,对内减小了内部的电磁干扰,起到了吸波材料的作用,不会因为材料老化而导致模块损坏。对外,全部为金属材料,导电性和屏蔽性都优于导电胶材料,不会因为导电胶的老化、变形等问题而导致模块变形屏蔽失效。本申请的光模块100使用方便,成本低,性能稳定可靠,完全用结构特征来替代现在使用的电磁屏蔽材料和吸波材料,避免了二者的缺点。

请参阅图14,本申请的实施例还提供一种通信装置200,所述通信装置包括上述实施例所述的光模块100。

以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

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