一种多路并行光组件封装结构及多路并行光组件

摘要

本发明公开了提供一种多路并行光组件封装结构及具有该封装结构的多路并行光组件，封装结构包括顶板、中间壳体、底板。中间壳体包括环形框、尾管：环形框用于与顶板和底板形成气密腔室，尾管与环形框一体成型并连通于气密腔室。底板包括基板、金属板：基板设有位于气密腔室内部的内接线端子、芯片装载孔和位于气密腔室外部的外接线端子，金属板焊接于基板的底面并密封芯片装载孔。其中，在多路并行光纤带一端的光接头穿过尾管进入环形框内后，尾管、多路并行光纤带之间通过焊料密封。本发明通过气密腔室实现了对关键元器件的有效密封处理，而焊料密封尾管的方式在确保光信号可靠传输的同时避免了产品的大型化，有利于满足市场需求。

权利要求

1.一种多路并行光组件封装结构，其特征在于，包括：顶板；

中间壳体，包括：

环形框，用于与所述顶板和底板形成气密腔室，

尾管，与所述环形框一体成型并连通于所述气密腔室；

所述底板，包括：

基板，其设有位于所述气密腔室内部的内接线端子、芯片装载孔和位于所述气密腔室外部的外接线端子，所述外接线端子位于所述基板的顶面，金属板，所述金属板焊接于所述基板的底面并密封所述芯片装载孔；

其中，在多路并行光纤带一端的光接头穿过所述尾管进入所述环形框内后，多路并行光纤带中光纤处于尾管内的部分为金属化光纤，所述尾管、多路并行光纤带之间通过焊料密封。

2.根据权利要求1所述的多路并行光组件封装结构，其特征在于，所述金属板设有与所述芯片装载孔适配插装的凸台。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的多路并行光组件封装结构，其特征在于，所述基板的顶面设有与所述环形框的底面焊接用的环形金属带。

4.根据权利要求3所述的多路并行光组件封装结构，其特征在于，所述环形金属带呈矩形，其包括呈相对位置关系的四个焊接面。

5.根据权利要求4所述的多路并行光组件封装结构，其特征在于，四个所述焊接面分别为第一焊接面、第二焊接面、第三焊接面以及与所述尾管的管口相邻的第四焊接面，所述第一焊接面、第二焊接面、第三焊接面的外侧均设有所述外接线端子，所述第四焊接面延伸至所述基板的端面。

6.根据权利要求1至2中任一项所述的多路并行光组件封装结构，其特征在于，所述焊料为金属焊料或玻璃焊料。

7.根据权利要求1至2中任一项所述的多路并行光组件封装结构，其特征在于，所述芯片装载孔具有多个，所述芯片装载孔与所述尾管之间预留有设定的元器件装配区。

8.一种多路并行光组件，包括多路并行光纤带,其特征在于，还包括权利要求1至7中任一项所述的多路并行光组件封装结构，所述多路并行光纤带的光纤为金属化光纤，用于实现所述尾管、多路并行光纤带之间的焊料密封。

说明书

一种多路并行光组件封装结构及多路并行光组件

技术领域

[0001] 本发明涉及光通信技术领域，具体来说，涉及一种多路并行光组件封装结构的改进。

背景技术

[0002] 随着光通信的推广及深入应用，光电转换器件的需求与日剧增，市场需求也不断朝着小型化、多通道、高气密性、高可靠性等要求方向发展，由此产生了将光电转换器件中的关键元器件密封在壳体内的市场需求。

[0003] 为此，光信号穿过密封的壳体的方式主要有两种：一、壳体自带密封玻璃光窗，外部的金属套筒通过高精度的对位与壳体焊接固定，外部光纤插入金属套筒即可同内部的光信号进行传输；二、在光纤上装配密封环，密封环穿过壳体的尾管，之后将密封环同壳体上的尾管进行密封。

[0004] 目前，两种方式更适配于单根光纤的同轴封装方案，对于多通道传输光模块（即多路并行光模块），自带玻璃光窗的壳体受限于壳体内、外光路对准难的问题，无法实现光信号的有效传输，而在多路并行光纤带上焊接装配密封环，则需要大幅度地扩大尾管的尺寸，无法满足产品的小型化需求。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种多路并行光组件封装结构，在保证产品小型化的前提下，实现对光模块中关键元器件的有效气密封装，有利于通过配合不同外围电路形成多种光模块。

[0006] 为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

[0007] 一种多路并行光组件封装结构，包括顶板、中间壳体、底板。所述中间壳体包括环形框、尾管：所述环形框用于与所述顶板和底板形成气密腔室，所述尾管与所述环形框一体成型并连通于所述气密腔室。所述底板包括基板、金属板：所述基板设有位于所述气密腔室内部的内接线端子、芯片装载孔和位于所述气密腔室外部的外接线端子，所述金属板焊接于所述基板的底面并密封所述芯片装载孔。其中，在多路并行光纤带一端的光接头穿过所述尾管进入所述环形框内后，所述尾管、多路并行光纤带之间通过焊料密封。

[0008] 进一步的，所述金属板设有与所述芯片装载孔适配插装的凸台。

[0009] 进一步的，所述外接线端子位于所述基板的顶面。

[0010] 进一步的，所述基板的顶面设有与所述环形框的底面焊接用的环形金属带。

[0011] 进一步的，所述环形金属带呈矩形，其包括呈相对位置关系的四个焊接面。

[0012] 进一步的，四个所述焊接面分别为第一焊接面、第二焊接面、第三焊接面以及与所述尾管的管口相邻的第四焊接面，所述第一焊接面、第二焊接面、第三焊接面的外侧均设有所述外接线端子，所述第四焊接面延伸至所述基板的端面。

[0013] 进一步的，所述焊料为金属焊料或玻璃焊料。

[0014] 进一步的，所述芯片装载孔具有多个，所述芯片装载孔与所述尾管之间预留有设定的元器件装配区。

[0015] 基于上述的多路并行光组件封装结构，本发明在另一方面还提供了一种多路并行光组件，其包括多路并行光纤带以及上述的多路并行光组件封装结构，所述多路并行光纤带的光纤为金属化光纤，用于实现所述尾管、多路并行光纤带之间的焊料密封。

[0016] 与现有技术相比，本发明的优点及有益效果是：

[0017] 本发明多路并行光组件封装结构，通过顶板、中间壳体、底板形成的气密腔室满足了高气密性、高可靠性的市场需求，可实现对光模块中关键元器件的气密封装，从而耐水汽以及恶劣环境的能力较强。在将多路并行光纤带一端的光接头穿过尾管设于气密腔室内后，通过焊料(可根据尾管材料选择金属焊料、玻璃焊料等)密封的方式将是尾管与多路并行光纤带之间的缝隙密封，既可以有效保证气密腔室内、外的光信号传输，还能确保气密腔室的高气密性、高可靠性，同时，由于避免了密封环的使用，使得封装尺寸小，即保证了产品小型化的设计需求。此外，本发明通过基板上位于气密腔室内部的内接线端子和位于气密腔室外部的外接线端子则有效实现了气密腔室内、外的电信号传输 。

[0018] 结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

[0019] 图1是本发明一实施例多路并行光组件封装结构的分解示意图；

[0020] 图2是图1中中间壳体、底板装配有多路并行光纤带的结构示意图；

[0021] 图3是图2中A-A处的剖视图；

[0022] 图4是图2中B-B处的剖视图；

[0023] 图5是图1中基板的顶面方向的结构示意图；

[0024] 图6是图1中基板的底面方向的结构示意图；

[0025] 图7是图1中中间壳体的底面方向的结构示意图；

[0026] 图8是本发明另一实施例多路并行光组件封装结构的分解示意图；

[0027] 图9是图8中基板的底面方向的结构示意图。

具体实施方式

[0028] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

[0029] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，另外，术语“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0030] 针对现有多路并行传输光模块中关键元器件密封方式不合理，而导致光信号传输效果不理想或者产品尺寸过大等问题，参考图1至图7所示，本实施例示出了一种多路并行光组件封装结构，包括有顶板10、中间壳体20、底板，其中，中间壳体20包括有环形框21，环形框用来与顶板10、底板形成气密腔室，气密腔室的设置用于对多路并行光组件中的芯片（附图未示出）、多路并行光纤带50一端的光接头51以及其他关键元器件进行有效地气密封装，如图2所示。为了达到可靠地气密性，在本发明有多种可选方案，例如，顶板10与环形框21一体成型，并根据环形框21、底板的材料选择粘结或焊接密封形成气密腔室；或者底板与环形框21一体成型，并根据环形框21、顶板10的材料选择粘结或焊接密封形成气密腔室，而在本实施例中，为了方便装配人员对气密腔室内元器件的安装，特别采用金属材料（例如铝、铜、铁、镍、钴等或几种金属的合金）制成顶板10、底板，并设计顶板10、环形框21、底板三者之间通过焊接的形成上述的气密腔室。

[0031] 为了实现气密腔室内元器件与气密腔室外部的通信，底板包括有基板30，可采用常用的PCB基板作为本发明的基板，也可具体采用具有高热导率、化学稳定性佳、耐热、耐压的陶瓷基板，在基板30设有位于气密腔室内部的芯片装载区，为了实现电信号的可靠传输，在基板30还设有位于气密腔室内部、连接芯片用的内接线端子31以及位于气密腔室外部的外接线端子32。本发明多路并行光组件封装结构在将气密腔室内元器件有效封装后，再配以不同的外围电路，便可开发出不同结构与功能的多路并行光模块，以便于应用在对可靠性要求、气密性要求较高的环境中。

[0032] 为了实现对多路并行光纤带50一端的光接头51的可靠封装，中间壳体20还包括有与环形框21一体成型并连通于气密腔室的尾管22，在多路并行光纤带50一端的光接头51穿过尾管22进入环形框内后，尾管22、多路并行光纤带50之间的缝隙通过焊料封堵密封，以确保顶板10、环形框21、底板三者焊接之后形成的气密腔室的高气密性、高可靠性，如图3、图4所示，具体可根据尾管的材料采用金属焊料密封或者玻璃焊料密封，在本实施例具体采用了熔点较低的焊锡60作为密封尾管22与多路并行光纤带50之间缝隙的焊料，当然，此方案下多路并行光纤带50的光纤需有金属外层，此为现有技术不再详述。因无需在多路并行光纤带50的外部焊接密封环，因此本实施例相比现有技术还减少了一定的加工工序、降低了制造成本，而且还避免了尾管22尺寸过大而带来的封装结构尺寸较大的问题。而为了便于在气密腔室内安装除芯片外所需的元器件，本实施例在芯片装载区与尾管22之间预留有设定的元器件装配区。

[0033] 须知在本发明的另一些实施例中可利用基板90本身直接作为底板，为简化基板结构，芯片装载区可以是与内接线端子平齐的预留平面，而为了便于与内接线端子之间的接线，芯片装载区还可以呈凹槽结构，如图8、图9所示，由于凹槽结构未贯通基板，顶板70、中间壳体80同基板90焊接后同样可形成气密腔室。

[0034] 而由于芯片在工作过程易产生热量，当热量达到一定极限将会影响芯片的正常运行，因此，为了提高封装结构的散热效率、延长其使用周期，本实施例底板还包括有助于导热、散热用的金属板40，为了达到较好的散热效果，本实施例在基板30上开设了形成上述的芯片装载区的芯片装载孔33，设计金属板40焊接于基板30的底面，并同时密封芯片装载孔33以确保气密腔室的气密性。显然，为了实现金属板40与基板30的底面之间焊接，在基板30的底面需设有相应的金属可焊接层。在芯片装载孔33内安装有芯片时，芯片直接坐落在金属板40上，从而可以使芯片发出的热量更有效地传导到金属板40上，再经金属板40散发到外部媒介中。由于多路并行光模块中往往需要设置多种芯片，例如，驱动芯片、光收发芯片等，故本实施例芯片装载孔33具有多个，以适配安装不同的芯片，如图5、图6所示。

[0035] 为了便于芯片与内接线端子31之间的接线操作，本实施例还在金属板40上设有与芯片装载孔33适配插装的凸台41，在安装芯片时，为避免芯片移位，可直接将芯片粘贴在凸台41上，凸台41的高度依据所对应的芯片高度来定，以便于接线操作为宜。

[0036] 在本发明的一些实施例中外接线端子既可以位于基板的端面，也可以位于基板的底面，而本实施例中则具体将外接线端子32设于基板30的顶面，这样不仅便于装配人员将其与外围电路连接以实现电信号的可靠传输，还可避免外接线端子32干涉到或影响到基板30与金属板40之间的焊接。

[0037] 为了确保环形框21与基板30之间的焊接达到可靠地密封效果，本实施例在基板30的顶面设有与环形框21的底面焊接用的环形金属带。环形金属带具体呈矩形，其包括呈相对位置关系的四个焊接面：第一焊接面34、第二焊接面35、第三焊接面36以及第四焊接面37，如图5所示，在本发明的其他实施例中环形金属带并不仅限于矩形，只要为封闭的环形即可，本实施例中焊接面具体可通过焊料熔焊等工艺加工而成。为了减小环形框21的尺寸，本实施例环形框21具体为与环形金属带相适配的矩形框，如图7所示，当然，在本发明的其他实施例中环形框21还可为圆形框或椭圆形框等，只要其底面的表面积足够与环形金属带形成连续的焊接面即可。对于四个焊接面，设定第四焊接面37与尾管22的管口相邻，为了充分地利用除第四焊接面37外的其他三个焊接面，本实施例在第一焊接面34、第二焊接面35、第三焊接面36的外侧均设有外接线端子32，由于第四焊接面37的外侧与尾管22相邻，为了便于焊接，本实施例设计第四焊接面37延伸至基板30的端面。

[0038] 基于上述的多路并行光组件封装结构，本实施例在另一方面还提供了一种多路并行光组件，包括多路并行光纤带50以及本实施例所提供的多路并行光组件封装结构，为了通过焊料密封的方式实现尾管22、多路并行光纤带50之间封堵密封，多路并行光纤带50中光纤处于尾管内的部分为金属化光纤，以便通过上述锡焊的方式密封尾管22与多路并行光纤带50之间的缝隙。

[0039] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。