一种可消除应力的光模块的制作方法

1.本实用新型涉及光通信技术领域，具体为一种可消除应力的光模块。


背景技术：

2.随着互联网的发展，对长距离大带宽的信号传输提出了新的要求，以前是电缆做传输介质，电缆受趋肤效应的影响，会导致信号损失增大，无法满足长距离的传输要求，而通过光纤传输光信号则不受趋肤效应的影响，可以满足长距离的传输要求。同时交换机内部的信号传输为电信号，目前技术无法支持全光传输。所以需要有一个光电信号转换的装置，一端与交换机连接，一端与光纤连接，这个装置就是光模块。
3.光模块在光电转换的过程中，会产生电磁信号，电磁信号会向外辐射，对周边设备的正常使用产生干扰，影响信号传输和处理的准确性。光模块在实际使用场景，会插入屏蔽笼，电磁辐射主要会通过光口侧向外辐射，光口侧的电磁屏蔽设计就非常关键。同时光口侧需要出光纤，这样外壳就无法避免需要开槽，外壳开槽会导致电磁波从光口侧泄漏。另外，上下壳匹配，硬碰硬无法完全接触，中间产生的狭缝，会导致光产生干涉效应，泄露出的电磁波还会放大。
4.另外，目前数据中心对光模块气密要求不高，且随着社会对带宽要求的持续增加，数据中心光模块在3-5年会有更新换代的需求，对使用寿命的要求也不高。所以低成本的cob(chip onboard)方案光模块成为了各厂家的主要选择。现有cob方案光模块主要结构如下，阻容感等电路元器件通过smt贴片在pcb上，光电芯片通过银胶粘接在pcb板上，透镜与光芯片耦合后点胶固定，再组装其它部件和外壳，完成光模块的组装过程。其中光电芯片为主要热源之一，且为热敏感器件，需要做相应的热设计，来确保光模块可靠性。目前光电芯片位置的常规热传导路径如下：芯片
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pcb顶面铜皮
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pcb过孔铜
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pcb反面铜皮
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导热垫
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外壳。然而，pcb与外壳的固定是通过外壳上下盖的凸台压紧，为硬连接。且导热垫在pcb和外壳之间必须要有压缩量，这个压缩量会造成对pcb向上的挤压力。常规pcb材质为fr4，受应力易变形，pcb变形会导致光芯片移位，光芯片精度为微米级，光芯片移位会导致光路偏移，严重的会导致光模块失效。且pcb一般设计为多层板，层压工艺，厚度公差只能控制在 /-10％。光模块常规pcb厚度定义为1mm，即普通厚度公差为 /-0.1mm，pcb板厚下公差时候板子会松动、歪斜，影响模块插拔可靠性，目前是通过加严外壳尺寸公差来降低插拔风险，但公差加严意味着成本提高。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种可消除应力的光模块，至少可以解决现有技术中的部分缺陷。
6.为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：一种可消除应力的光模块，包括由上盖和底座组成的壳体，所述底座上设有电路板，且所述电路板位于所述壳体内，所述电路板上朝向所述上盖的一侧设有若干软垫，所述上盖朝所述底座方向延伸出可
压在所述软垫上的凸柱，所述凸柱与各所述软垫一一对应，每一所述凸柱按压在于其对应的所述软垫上。
7.进一步，所述凸柱设在所述上盖的两侧，每侧有两个所述凸柱；每侧的两个所述凸柱之间具有避让位，所述上盖通过所述避让位与所述电路板之间具有间隔。
8.进一步，所述软垫为具有厚度的立方体结构，所述立方体结构与所述电路板接触的面为平面，且所述立方体结构上部的四个角为倒圆角。
9.进一步，所述软垫贴在所述电路板上。
10.进一步，所述软垫有四个，四个所述软垫分别设在所述电路板的四个角处。
11.进一步，所述电路板上设有光电芯片。
12.进一步，所述光电芯片通过导热垫将热量传递至所述底座，所述导热垫设于所述电路板背离所述上盖的一侧上。
13.进一步，所述电路板开孔，所述孔中塞有铜柱，所述光电芯片通过所述铜柱与所述导热垫连接。
14.进一步，所述光电芯片贴在所述电路板上。
15.进一步，在所述壳体和光纤的缝隙处设导电胶。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.1、通过设计的导电软胶，可以夹持住光纤，并与外壳接触，形成有效的导电密封，有效解决光口侧的电磁辐射问题。
18.2、通过将导电软胶设计成中空的结构，可以吸收过上盖和底座盖合的过盈配合产生的应力，避免应力过大损坏光纤。
19.3、通过导电软胶来填充外壳与光纤之间的缝隙，电接续效果好。
20.4、通过设计的安置位可以挡住软胶接续位置，还有通过卡槽和凸棱配合，可以避免电磁波穿过细长狭缝，产生干涉加强的问题。
21.5、通过在电路板上设软垫，减少电路板的形变；还可以吸收电路板厚公差，避免与连接器的适配问题，另外还可以降低外壳的加工精度要求，减少物料成本。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例提供的一种光模块的示意图；
23.图2为本实用新型实施例提供的一种光模块去掉上盖和钣金件后的第一视角示意图；
24.图3为图2的局部放大示意图；
25.图4为本实用新型实施例提供的一种光模块的光口适配器、光纤、导电软胶、光电芯片、电路板装配的示意图；
26.图5为本实用新型实施例提供的一种光模块的电路板和软垫的示意图；
27.图6为本实用新型实施例提供的一种光模块去掉底座和钣金件后的局部放大示意图；
28.图7为本实用新型实施例提供的一种光模块去掉上盖和钣金件后的第二视角示意图；
29.图8为图7的局部放大示意图；
30.图9图7的局部放大示意图(去掉导电软胶)；
31.图10为本实用新型实施例提供的一种光模块的上盖的示意图；
32.附图标记中：1-上盖；2-底座；3-电路板；4-软垫；5-凸柱；6-避让位；7-光电芯片；8-光口适配器；9-导热垫；10-孔；11-光纤；12-导电软胶；13-平台；14-挡墙；15-缺口；16-卡槽；17-凸棱；18-钣金件；19-拉手。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
34.请参阅图1至图6，本实用新型实施例提供一种光模块，包括由上盖1和底座2组成的壳体，所述底座2上设有电路板3，且所述电路板3位于所述壳体内，所述电路板3上朝向所述上盖1的一侧设有若干软垫4，所述上盖1朝所述底座2方向延伸出可压在所述软垫4上的凸柱5，所述凸柱5与各所述软垫4一一对应，每一所述凸柱5按压在于其对应的所述软垫4上。在本实施例中，通过在电路板3上设软垫4并通过凸柱5压在软垫4上，可以减少电路板3的形变；还可以吸收电路板3厚公差，避免与连接器的适配问题，另外还可以降低外壳的加工精度要求，减少物料成本。具体地，软垫4具有一定的形变能力，当上盖1盖合在底座2上后，上盖1的凸柱5压在软垫4上，软垫4受力变形吸收原本应该由电路板3承受的应力，如此即可减少电路板3的形变。设多个软垫4可以使电路板3受力均衡，优选的，所述软垫4有四个，四个所述软垫4分别设在所述电路板3的四个角处。优选的，本光模块还包括解锁结构，该解锁结构还包括拉手19和钣金件18，通过拉动拉手19驱使钣金件18移动从而完成解锁。
35.作为本实用新型实施例的优化方案，请参阅图1至图6，所述凸柱5设在所述上盖1的两侧，每侧有两个所述凸柱5；每侧的两个所述凸柱5之间具有避让位6，所述上盖1通过所述避让位6与所述电路板3之间具有间隔。在本实施例中，通过设计的避让位6，使得上盖1此处的位置不与电路板3接触，减小对电路板3的压迫。
36.作为本实用新型实施例的优化方案，请参阅图1至图6，所述软垫4为具有厚度的立方体结构，所述立方体结构与所述电路板3接触的面为平面，且所述立方体结构上部的四个角为倒圆角。在本实施例中，软垫4具有一定的厚度，可以起到更好的应力消除作用，所述软垫4贴在所述电路板3上，底部平面设计方便其更好地贴合电路板3，设计的倒圆角方便与凸柱5配合。
37.作为本实用新型实施例的优化方案，请参阅图1至图6，所述电路板3上设有光电芯片7。在本实施例中，光电芯片7包括发光芯片、收光芯片、驱动芯片、跨阻放大器，它们都是发热器件。因此需要对它们进行散热。散热的方式为：所述光电芯片7通过导热垫9将热量传递至所述底座2，所述导热垫9设于所述电路板3背离所述上盖1的一侧上。所述电路板3开孔10，所述孔10中塞有铜柱，所述光电芯片7通过所述铜柱与所述导热垫9连接。上述实施例中，通过采用了软垫4解决了此处散热方式带来的对电路板3的应力。
38.上述实施例是关于光模块消除应力的方式，下面再来介绍光模块提高电磁防护性能的方式。
39.请参阅图1、图7至图10，本实用新型实施例提供一种光模块，包括由上盖1和底座2组成的壳体以及设于所述壳体内的光纤11，所述光纤11的首尾两端分别连接光口适配器8和电路板3，且所述光纤11的中部由上下设置的导电软胶12夹持，两个所述导电软胶12背离所述光纤11的一侧分别与所述上盖1和所述底座2抵接。在本实施例中，通过设计的导电软胶12，可以夹持住光纤11，并与外壳接触，形成有效的导电密封，有效解决光口侧的电磁辐射问题。具体地，光纤11的两端分别连接光口适配器8和电路板3上的光电芯片7。光纤11具有一定的长度，本实施例巧妙地利用光纤11的长度，在其中部位置设导电软件，通过两块导电软胶12将光纤11夹住，那么只需要设计好导电软胶12的尺寸，例如其宽度、厚度，就可以确保其与壳体之间形成有效的导电密封，进而有效解决电磁辐射问题。优选的，所述光口适配器8和所述电路板3之间具有间隔，所述光纤11的中部悬空，两个所述导电软胶12夹持位于悬空位置的所述光纤11。将导电软胶12设在悬空位置，可以方便在其壳体内安置，不改变壳体内的标准空间。
40.作为本实用新型实施例的优化方案，请参阅图4，所述导电软胶12为立方体结构。具体可以为中空的立方体结构。中空的结构可以吸收过上盖1和底座2盖合的过盈配合产生的应力，避免应力过大损坏光纤11。这是由于中空的软胶在被压迫时，其空腔部位可以产生形变来吸收压力，从而保护光纤11。
41.作为本实用新型实施例的优化方案，请参阅图7、图8和图9，所述上盖1和所述底座2均设有供所述导电软胶12安置的安置位。所述安置位呈台阶状，台阶状的所述安置位包括供所述导电软胶12搁置的平台13以及用于挡住导电软胶12的挡墙14。在本实施例中，在底座2和上盖1上均形成安置位来供各自的导电软胶12安置，可以对导电软胶12的位置进行限定，平台13可以接触导电软胶12，挡墙14可以挡住导电软胶12，防止其移动位置。
42.作为本实用新型实施例的优化方案，请参阅图8和图9，位于所述底座2上的所述安置位开设有供所述光纤11穿过的缺口15。在本实施例中，在安置位，具体可以是挡墙14那一侧开设缺口15，方便光纤11穿过，不会干涉光纤11。优选的，所述缺口15的两侧设有卡槽16，所述上盖1具有可分别卡入两个所述卡槽16的两个凸棱17。通过设计的安置位可以挡住软胶接续位置，还有通过卡槽16和凸棱17配合，可以避免电磁波穿过细长狭缝，产生干涉加强的问题。
43.作为本实用新型实施例的优化方案，在所述壳体和光纤11的缝隙处设导电胶。通过设计的导电胶可以填充外壳与光纤11之间的缝隙，电接续效果好。
44.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。