CN108196345A - 一种光学次模块及光模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光通信领域，公开了一种光学次模块及光模块：用于解决目前的封装方式中容易出现电串扰的现象，且没有有效的解决方案的问题。本发明实施例光学次模块中，第一FPC的延展面与第二FPC的延展面重叠分布，第一FPC接收端打线区域和第二FPC发送端打线区域通过所述开口伸入至所述壳体内，进而与所述光电收发功能组件连接，在第一FPC打线区域与第二FPC打线区域之间设有间隔材料，使得第一FPC打线区域与第二FPC打线区域电隔离，避免第一FPC与第二FPC之间的信号干扰。

Description

一种光学次模块及光模块

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，特别涉及一种光学次模块及光模块。

背景技术

光模块是由光电子器件、功能电路和光接口等组成的，其中光电子器件包括光的发射和接收两个部分。光模块的作用简单来说就是实现光电转换。在远距离信号传输过程中，当电信号传输到一个光模块的发送端时，电信号会被转换成光信号，光信号通过光纤传输到对端的光模块；光模块接收端通过光纤接收到其他光模块的光信号后，把光信号转换成电信号，这样就能实现信号的远距离传输。

光模块也有很多种分类方式。常见的光模块有SFP(小型可热插拔光收发一体模块)光模块、SPF+(小型可热插拔光收发一体模块的升级版)光模块、GBIC(10千兆位小型可插拔元件)光模块、XFP(10千兆位小型可插拔元件)光模块等。

在使用过程中，需要将光模块进行封装处理，实现内部芯片与外部电路之间的连接。现有的光模块封装方案中是将发送端与接收端同时封装于一个腔体内部，因为发送端的功率远远大于接收端，而且电路布线彼此相邻，所以电路串扰的问题极其容易发生。为了解决电路串扰的问题，普遍采用的方式是在串扰较严重的两条信号线之间***一根地线，减小两条线之间的耦合，进而减小信号线之间的串扰，但是这种方法取得的效果非常差。

综上所述，目前的封装方式中容易出现电串扰的现象，且没有有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供一种光学次模块及光学模块，用于解决目前的封装方式中容易出现电串扰的现象，且没有有效的解决方案的问题。

本发明实施例提供一种光学次模块，该光学次模块包括具有开口的壳体、柔板组件及安装于所述壳体内的光电收发功能组件；

所述柔板组件包括第一柔性电路板FPC和第二FPC，所述第一FPC的延展面与所述第二FPC的延展面重叠分布；

所述第一FPC打线区域和所述第二FPC打线区域通过所述开口伸入至所述壳体内，进而与所述光电收发功能组件连接；

所述第一FPC打线区域与所述第二FPC打线区域之间具有实现电隔离的间隔材料。

本发明实施例提供一种光模块，包括如权利要求1-9任一项所述的光学次模块。

本发明实施例光学次模块中，第一FPC的延展面与第二FPC的延展面重叠分布，第一FPC接收端打线区域和第二FPC发送端打线区域通过所述开口伸入至所述壳体内，进而与所述光电收发功能组件连接，在第一FPC打线区域与第二FPC打线区域之间设有间隔材料，使得第一FPC打线区域与第二FPC打线区域电隔离，避免第一FPC与第二FPC之间的信号干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例光学次模块的组成结构示意图；

图2为本发明实施例柔板组件的侧视图；

图3为本发明实施例柔板上层示意图；

图4为本发明实施例柔板上层结构示意图；

图5为本发明实施例双层台阶状FPC结构侧视示意图；

图6为本发明实施例实现信号线与DC线之间错开分布的方式示意图；

图7A为本发明实施例第一FPC实现信号线与DC线错开分布示意图；

图7B为本发明实施例第二FPC实现信号线与DC线错开分布示意图；

图8A为本发明实施例另一种第一FPC实现信号线与DC线错开分布示意图；

图8B为本发明实施例另一种第二FPC实现信号线与DC线错开分布示意图；

图9为本发明实施例双层独立台阶状结构示意图；

图10为本发明实施例双层台阶状独立FPC结构上视示意图；

图11为本发明实施例双层台阶状独立FPC结构侧视叠层结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1至图5，其中，图1为本发明实施例光学次模块的组成结构示意图，图2为本发明实施例柔板组件12的侧视图，图3为本发明实施例柔板上层示意图，图4为本发明实施例柔板上层结构示意图，图5为本发明实施例双层台阶状FPC结构侧视示意图。

如图1所示，本发明提供一种光学次模块，该光学次模块包括具有开口的壳体10、柔板组件12及安装于所述壳体内的光电收发功能组件11(如图2所示)；

所述柔板组件包括第一柔性电路板FPC123和第二FPC122，所述第一FPC123的延展面与所述第二FPC122的延展面重叠分布；

所述第一FPC123打线区域和所述第二FPC122打线区域通过所述开口101伸入至所述壳体10内，进而与所述光电收发功能组件11连接；

所述第一FPC123打线区域与所述第二FPC122打线区域之间具有实现电隔离的间隔材料121。

需要说明的是，图1中的柔板组件12的形状是不固定的，可以根据具体信号线的多少，等实际情况确定柔板组件12的形状。

本发明实施例光学次模块中，第一FPC的延展面与第二FPC的延展面重叠分布，第一FPC接收端打线区域和第二FPC发送端打线区域通过所述开口伸入至所述壳体内，进而与所述光电收发功能组件连接，在第一FPC打线区域与第二FPC打线区域之间设有间隔材料，使得第一FPC打线区域与第二FPC打线区域电隔离，避免第一FPC与第二FPC之间的信号干扰。

并且，如图2所示，光电收发功能组件11包括光电发送器件112和光电接收器件111，由于第一FPC123和第二FPC122相互交叠，为了实现柔板组件12占用的面积小，进而使得器件整体尺寸小；且第一FPC123和第二FPC122之间形成有隔离间隙，能够防止光电发送器件112与光电接收器件111之间的信号串扰，从而进一步减小光模块工作时电路之间的信号串扰。

可选的，所述第一FPC123上设有缺口，且所述发送端打线区域设置于所述缺口在所述第二FPC122的正投影覆盖的区域内。

图9中虚线框C处，表示缺口；并且第二FPC122上发送端的打线区域和第一FPC123上接收端的打线区域是错开分布，有效的避免信号线之间的串扰。

可选的，所述缺口设置于所述第一FPC123的边缘，且所述发送端打线区域与所述第一FPC123配合形成台阶状结构。

如图9所示，图9为本发明实施例双层独立台阶状结构示意图，从图中虚线框C中可以看出：第一FPC123与第二FPC122之间配合形成台阶状结构，第一FPC123与第二FPC122中形成台阶状结构的部位在沿柔板组件12***壳体10方向的尺寸是不一样的，明显的看出来，在虚线框C所示的台阶状结构处，第一FPC123沿柔板组件12***壳体10方向的尺寸要小于第二FPC122沿柔板组件***壳体方向的尺寸。

这种方式使得露出的部分是第二FPC122发送端的打线区域；使得在保证第一FPC123和第二FPC122能够设置打线区域的同时，又不需要加长第二FPC122沿柔板组件12***壳体10方向的尺寸。

可选的，所述光电收发功能组件11包括安装于所述壳体10内的光电接收器件111和光电发送器件112，所述光电接收器件111通过接收电路与所述接收端打线区域信号连接，且所述光电发送器件112通过发送电路与所述发送端打线区域信号连接；其中：

所述接收电路包括与所述第一FPC123垂直的印刷电路板，所述印刷电路板的第一表面B1与所述第一FPC123垂直且朝向所述光电接收器件111，且所述印刷电路板的第二表面B2与所述第一FPC123平行，所述印刷电路板设有多个触点A，每一个触点A中：

所述触点A的第一部分A1位于所述第一表面B1；

所述触点A的第二部分A2位于所述第二表面B2以用于与所述FPC电连接。

如图3所示，A表示触点，A1表示触点A的第一部分，A2表示触点A的第二部分，B1表示印刷电路板的第一表面，B2表示印刷电路板的第二表面。

触点A的第一部分A1与第一表面B1连接，触点A的第二部分A2与第二表面B2连接，是为了实现接收电路与光电接收器件111之间的电路连接。

可选的，所述接收端打线区域在所述第二FPC122上的正投影位于所述间隔材料在所述第二FPC122上的正投影内。这样，间隔材料121可以对接收端打线区域进行支撑，提高了接收端打线区域与发送端打线区域保持空间隔离的稳定性。

本发明实施例的间隔材料121的材质包括但不限于下列一种：

柔性高分子聚合物(例如聚乙烯亚胺)、铝块、钢块。

如图9，虚线框D中所示：

第一FPC123上的接收端打线区域在第二FPC122上的正投影与间隔材料121在第二FPC122上的正投影相同；

间隔材料121是为了实现第二FPC122上发送端打线区域与第一FPC123上接收端打线区域之间信号线的隔离，从而减小电串扰的影响。未加入间隔材料121的部分是在封装时吸收公差。

也就是说，假设第一FPC123沿柔板组件***壳体方向的尺寸设为a，第二FPC122沿柔板组件***壳体方向的尺寸长度设为b，间隔材料121沿柔板组件***壳体方向的尺寸设为c；

那么，a/b＝d，a/c＝f，b/c＝e；并且d、e、f为固定值；

相同条件下，第一FPC123沿柔板组件***壳体方向的尺寸若为g，那么第二FPC122沿柔板组件12***壳体10方向的尺寸h只需满足g/h＝d即可，间隔材料121沿柔板组件12***壳体10方向的尺寸j只需满足设为g/j＝f即可。

可选的，所述第一FPC123还设有接收端走线区域，所述第二FPC122还设有发送端走线区域；其中：

所述接收端走线区域包括信号线区域和直流DC线区域，所述发送端走线区域包括信号线区域和DC线区域；

所述接收端的信号线区域在所述第二FPC122的投影与所述发送端的信号线区域不重叠；

所述接收端的DC线区域在所述第二FPC122的投影与所述发送端的DC线区域不重叠。

其中，走线区域是指信号线与DC线的布线区域。

实现信号线与DC线之间错开分布的方式如图6所示；

图6为本发明实施例双层台阶状FPC结构主视示意图，图中61区域表示第一FPC123上接收端DC布线区，62表示第一FPC123上接收端信号线区，63表示第二FPC122上发送端信号线区，64表示第二FPC122上发送端DC线区。

由图6可以简单直观的看出第一FPC123、第二FPC122与间隔材料121之间的关系，并且能简单直观的看出来第一FPC123上接收端信号线与DC线与发送端信号线与D线是错开分布的。

图9中可以看出：

第一FPC123沿柔板组件***壳体方向的尺寸和第二FPC122沿柔板组件***壳体方向的尺寸，要比间隔材料沿柔板组件***壳体方向的尺寸长，并且间隔材料位于第一FPC123接收端走线区域和第一FPC123接收端打线区域各一部分。

其中，光电收发功能组件11包括一个光电发送器件112和一个光电接收器件111，主要是为了防止光电发送器件112和光电接收器件111之间的光电干扰。

也就是说，所述第一FPC123上接收端的信号线区域与所述发送端的信号线区域错开分布；所述第一FPC123上接收端的DC线区域与所述发送端的DC线区域错开分布；所述第一FPC123上接收端的信号线与所述发送端的信号线错开分布。这种设计可以使第一FPC123上接收端信号线与第二FPC122上发送端信号线实现水平方向上的空间分离，进一步减小电串扰的影响。

在实施中，为了实现第一FPC123接收端打线区域设置在第一FPC123接收端走线区域外，第二FPC122发送端打线区域设置在第二FPC122发送端走线区域错开分布；

区域错开分布的排布方式有很多，如图7A、7B和8A、8B所示；

排布方式1、如图7A和图7B所示；

图7A表示第一FPC123上接收端打线区域与第一FPC123上接收端走线区域的布线区域示意图；

图7B表示第二FPC122上发送端打线区域与第二FPC122上发送端走线区域的布线区域示意图；

并且，图7A中61表示第一FPC123上接收端DC布线区域，62表示第一FPC123上接收端信号线区域；

图7B中63表示第二FPC122上发送端信号线区域，64表示第二FPC122上发送端DC布线区域。

从图7A中可以看出接收端的DC布线区域位于信号线区域上方，从图7B中可以看出第二FPC122上的DC布线区域位于信号线区域下方。

上述方式中也可以将信号线与DC线区域互换，即：第一FPC123上接收端的DC线区域位于信号线区域下方，第二FPC122上发送端的DC线区域位于信号线区域上方。

排列方式2、如图8A和8B所示；

图8A表示第一FPC123上接收端打线区域与第一FPC123上接收端走线区域的布线区域示意图；图8B表示第二FPC122上发送端打线区域与第二FPC122上接收端走线区域的布线区域示意图；

并且，图8A中61表示第一FPC123上接收端DC布线区域，62表示第一FPC123上接收端信号线区域；

图8B中63表示第二FPC122上发送端信号线区域，64表示第二FPC122上发送端DC布线区域。

从图8A中可以看出第一FPC123上接收端的DC布线区域位于信号线右侧，从图8B中可以看出第一FPC123上接收端的DC线位于信号线左侧。

显而易见的，也可以是第一FPC123上接收端的DC线区域位于信号线左侧，第一FPC123上接收端的DC线位于信号线右侧。

上面附图中列举的是信号线区域与DC布线区域相接触。在实施中，也可以根据光模块设计需要将两个区域分开设置。

需要说明的是，上面几种信号线区域与DC布线区域的位置关系只是举例说明，根据光模块应用场景等情况，可以更改信号线区域与DC布线区域的位置关系。信号线区域与DC布线区域的其他位置关系同样在本发明实施例的保护范围内。

可选的，沿所述柔板组件12出入所述开口101的方向，所述间隔材料121的尺寸大于所述发送端打线区域的尺寸；沿所述开口101的长度方向，所述间隔材料121的尺寸与所述柔板组件12伸入所述开口部位的尺寸相同，且所述第一FPC123与所述开口配合的部位在所述第二FPC122上的正投影位于所述间隔材料在所述第一FPC123上的正投影之内。

如图10所示，图中虚线框E表示第二FPC122发送端打线区域，虚线框F表示第一FPC123接收端打线区域，柔板组件出入所述开口的方向就是箭头G所指的方向，所述开口的长度方向是箭头H所示的方向；

图10中可以很明显的看出：

沿箭头G的方向间隔材料121的尺寸大于第二FPC122发送端打线区域的尺寸；

沿箭头H的方向间隔材料121的尺寸与所述柔板组件12伸入所述开口部位的尺寸相同；

将尺寸这样的设计的优点在于：提高第一FPC123与第二FPC122之间的稳定性。

比如：将柔板组件12***至壳体10内部时，如果只有第一FPC123与第二FPC122将没有办法固定柔板组件。

可选的，所述柔板组件12与所述壳体10开口之间密封配合。

由图10的尺寸关系，将柔板组件12***至壳体10内部时就可以实现柔板组件12与壳体10之间的密封组合。

这样设计主要是为了防止柔板组件12与外部环境的接触，避免柔板组件12受到环境的侵蚀，提高器件的寿命。

可选的，所述第一FPC123包括第一基底，所述第一基底朝向第二FPC122的一面设有地线金属层，所述第一基底背离第二FPC122的一面设有所述第一FPC123上接收端打线区域；

所述第二FPC122包括第二基底，所述第二基底朝向第一FPC123的一面设有地线金属层，所述第二基底背离第一FPC123的一面设有所述发送端打线区域。

具体可以参见图11。

如图11所示，第一FPC123上第一基底布电路信号线11A，第二基底地线金属层11B；第二FPC122第一基底地线金属层11B，第二基底布电路信号线11C；

这种设计方式使第一FPC123上接收端电路信号线与第二FPC122上发送端电路信号线之间通过双层地线隔离，有效的消除第二FPC122上发送端与第一FPC123上接收端的电串扰。

除了上述排列方式外，只要实现第一FPC123上接收端电路信号线与第二FPC122上发送端电路信号线之间的隔离的排布方式都适用本发明实施例。比如可以采用第一FPC123第一基底布电路信号线，第二FPC122第二基底用于布电路信号线；第一FPC123的第二基底与第二FPC122的第一基底依然是地线金属层的方式。

可选的，本发明实施例还提供一种光模块，该光模块包括本发明实施例上述的任一光学次模块。

以上参照示出根据本申请实施例的方法、装置(***)和/或计算机程序产品的框图和/或流程图描述本申请。应理解，可以通过计算机程序指令来实现框图和/或流程图示图的一个块以及框图和/或流程图示图的块的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机的处理器和/或其它可编程数据处理装置，以产生机器，使得经由计算机处理器和/或其它可编程数据处理装置执行的指令创建用于实现框图和/或流程图块中所指定的功能/动作的方法。

相应地，还可以用硬件和/或软件(包括固件、驻留软件、微码等)来实施本申请。更进一步地，本申请可以采取计算机可使用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，其具有在介质中实现的计算机可使用或计算机可读程序代码，以由指令执行***来使用或结合指令执行***而使用。在本申请上下文中，计算机可使用或计算机可读介质可以是任意介质，其可以包含、存储、通信、传输、或传送程序，以由指令执行***、装置或设备使用，或结合指令执行***、装置或设备使用。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种光学次模块，其特征在于，该光学次模块包括具有开口的壳体、柔板组件及安装于所述壳体内的光电收发功能组件；

所述柔板组件包括第一柔性电路板FPC和第二FPC，所述第一FPC的延展面与所述第二FPC的延展面重叠分布；

所述第一FPC打线区域和所述第二FPC打线区域通过所述开口伸入至所述壳体内，进而与所述光电收发功能组件连接；

所述第一FPC打线区域与所述第二FPC打线区域之间具有实现电隔离的间隔材料。

2.如权利要求1所述的光学次模块，其特征在于，所述第一FPC上设有缺口，且所述发送端打线区域设置于所述缺口在所述第二FPC的正投影覆盖的区域内。

3.如权利要求2所述的光学次模块，其特征在于，所述缺口设置于所述第一FPC的边缘，且所述发送端打线区域与所述第一FPC配合形成台阶状结构。

4.如权利要求3所述的光学次模块，其特征在于，所述光电收发功能组件包括安装于所述壳体内的光电接收器件和光电发送器件，所述光电接收器件通过接收电路与所述接收端打线区域信号连接，且所述光电发送器件通过发送电路与所述发送端打线区域信号连接；其中：

所述接收电路包括与所述第一FPC垂直的印刷电路板，所述印刷电路板的第一表面与所述第一FPC垂直且朝向所述光电接收器件，且所述印刷电路板的第二表面与所述第一FPC平行，所述印刷电路板设有多个触点，每一个触点中：

所述触点的第一部分位于所述第一表面；

所述触点的第二部分位于所述第二表面以用于与所述FPC电连接。

5.如权利要求3所述的光学次模块，其特征在于，所述接收端打线区域在所述第二FPC上的正投影位于所述间隔材料在所述第二FPC上的正投影内。

6.如权利要求2所述的光学次模块，其特征在于，所述第一FPC还设有接收端走线区域，所述第二FPC还设有发送端走线区域；其中：

所述接收端走线区域包括信号线区域和直流DC线区域，所述发送端走线区域包括信号线区域和DC线区域；

所述接收端的信号线区域在所述第二FPC的投影与所述发送端的信号线区域不重叠；

所述接收端的DC线区域在所述第二FPC的投影与所述发送端的DC线区域不重叠。

7.如权利要求6所述的光学次模块，其特征在于，所述第一FPC中，所述接收端打线区域位于所述接收端走线区域的信号线区域内；且

所述第二FPC中，所述发送端打线区域位于所述发送端走线区域的信号线区域内。

8.如权利要求1所述的光学次模块，其特征在于，沿所述柔板组件出入所述开口的方向，所述间隔材料的尺寸大于所述发送端打线区域的尺寸；沿所述开口的长度方向，所述间隔材料的尺寸与所述柔板组件伸入所述开口部位的尺寸相同，且所述第一FPC与所述开口配合的部位在所述第二FPC上的正投影位于所述间隔材料在所述第一FPC上的正投影之内。

9.如权利要求1～8任一所述的光学次模块，其特征在于，所述第一FPC包括第一基底，所述第一基底朝向第二FPC的一面设有地线金属层，所述第一基底背离第二FPC的一面设有所述接收端打线区域；

所述第二FPC包括第二基底，所述第二基底朝向第一FPC的一面设有地线金属层，所述第二基底背离第一FPC的一面设有所述发送端打线区域。

10.一种光模块，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的光学次模块。