专利名称：具有用于对准光学端口的定位器的光电通信模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及光电通信模块，它具有用于把光学端口对准的定位器(retainer)。
背景技术：
在光学通信系统中，通常需要将光纤连接到光电发射器、接收器或收发器装置，并进而将该装置连接到电子系统(例如切换系统或处理系统) 。可以通过将发射器、接收器或收发器装置模块化来便于这些连接。光电收发器模块通常包括光电子的光源(例如激光器)和光电的光接收器(例如光电二极管)，并且还可以包括与激光器和光电二极管相关的各种电子电路。例如，可以包括驱动电路来响应于从电子系统接收到的电子信号来驱动激光器。类似地，可以包括接收器电路来处理由光电二极管产生的信号并且向电子系统提供输出信号。也可以包括诸如透镜和反射器的光学兀件。在光电收发器模块中，前述光电、电子和光学元件被包括在壳体中。壳体例如可以具有与通常被称作小形状因素(SFF)或小形状因素可插拔(SFP)的标准构造相关联的纵长的、矩形的形状。光电收发器模块壳体通常包括光学端口，光纤线缆的连接器末端可以被插入到插头中。在这种光纤线缆末端处的连接器可以例如具有在本领域中通常被称作为LC的形式(来自于Lucent Connector的缩写)。LC连接器一般具有方形轮廓,其中保持在套圈中的光纤的末端出于其中央。LC连接器可以被插入到收发器模块中的光学端口中。这种收发器模块的每个光学端口由具有对应于LC连接器的基本方形轮廓的收发器模块壳体中的开口限定。光学端口进一步由光电组件的从壳体的内部延伸到壳体的光学端口开口中的末端来限定。光电组件的延伸到壳体的光学端口开口中的末端可以被称作为套圈末端，因为其在LC连接器被插入光学端口中时接收LC连接器的套圈。注意，在光电收发器模块中，存在两个上述光学端口 一个用于发射路径并且一个用于接收路径。具有发射部分和接收部分的LC有时候被称作为双工LC连接器。光电组件的套圈末端与光学端口开口或套圈末端延伸进入其中的开口的壁精确地对准是很重要的，使得当标准LC连接器被插入到光学端口中时，光纤的末端与光学路径通过光电组件精确地光学对准。精确度(即，光学端口中的各个基准点之间的公差)可以由已知的标准(诸如光纤连接器互配性标准(FOCIS))限定。这种标准和其他手段(例如，多源协议或MSA)有助于确保由各方制造的光电收发器模块与LC连接器或由各种其他方制造的其他光学连接器可共同使用。将光电组件的套圈末端与光学端口开口的内壁对准的一种一般方法涉及使用对准夹具。用于收发器模块的对准夹具具有两个柱，每个柱具有对应于单个LC连接器的形状或轮廓。为了将光电组件的套圈末端与光学端口开口的内部对准，对准夹具的柱被插入到模块壳体中的光学端口开口中。端口与光电组件的套圈末端配合，并且保持套圈末端与模块壳体的光学开口部分的固定关系。在夹具被布置到位的同时，被涂布在光电组件的其他部分(例如，印刷电路板)与模块壳体的其他部分之间的环氧树脂被通过将模块和对准夹具一同放置在硬化炉中硬化。硬化处理可以进行足够的时间量，诸如数小时以上。此外，在典型的制造操作中，该处理可以在许多模块上并行进行，从而需要并行提供许多对准夹具。大量对准夹具以及数小时以上的硬化时间的需要促使制造处理的对准步骤无效率。
发明内容
本发明的实施例涉及光电通信模块，该光电通信模块包括壳体、光电组件和帮助保持光学端口的对准的定位器。在示例性实施例中，电光组件包括电路衬底、安装在电路衬底上的光电通信装置和包括延伸到壳体的开口中的光学连接部分以限定光学端口的光学模块。定位器接触壳体和光学模块的光学连接部分，该定位器在示例性实施例中可以包括有诸如金属片的材料制成的夹子状元件。在示例性实施例中，定位器将光学连接部分朝向壳体的一部分弹性地偏置，以将它们保持彼此对准。对于本领域技术人员，其他的系统、方法、特征和优点将会在研究以下的附图和具 体描述之后变得清楚。期望全部这种附加的系统、方法、特征和优点被包括在本说明书中，在说明书的范围内并且由权利要求保护。
可以参照附图进一步了解本发明。附图中的组件不一定成比例，反而强调清楚地示出本发明的原理。图I是根据本发明的示例性实施例的光电收发器模块的立体图。图2是沿着图I的线2-2取的截面图。图3是图I的光电收发器模块的立体图，其上盖被移除以示出内部。图4与图3类似，但是被放大并示出了夹子被插入模块壳体中。图5是图I-图4的光电收发器模块的电光组件的侧视图，其示出了夹子将组件偏置为与壳体的部分接触。
具体实施例方式如图I所示，在本发明的示意性或示例性实施例中，光电收发器模块100包括壳体102，该壳体102在其前端处具有光信号端口 104和106。在示例性实施例中，壳体102具有纵长的形状以及特征为小形状因素(SFF)或小形状因素可插拔(SFP)型模块的光信号端口布置。壳体102包括上壳体部分108和下壳体部分110。收发器模块100也包括在其前端处的把手112，其可以帮助从电子系统(未示出)移除或拔出该收发器模块100。如本领域技术人员可以理解的，壳体102的后端可以被插入到电子系统(未示出)的基座中并且与这种系统电连接。收发器模块100可以与具有能够被插入到光信号端口 104和106中的插头的光纤线缆对光学连接。收发器模块100可以经由光信号端口 104接收光信号并且经由光信号端口 106发射光信号，如之后进一步描述的。在壳体102的前端附近的电磁干扰(EMI)屏蔽114有助于当收发器模块100被插入到电子系统的基座中时，屏蔽壳体102内的电子电路，使其免受EMI。在图2中进一步具体示出收发器模块100的区域116的截面。电光组件118被安装到壳体102内(包括上壳体部分108和110)。电光组件118包括光学模块120和印刷电路板122。光电二极管124被安装到印刷电路板122上。虽然为了清楚而未示出，但是诸如垂直腔表面发射激光器(VCSEL)的激光器和一个或多个集成电路芯片也被安装在印刷电路板122上。电互连部将上述光电和电子元件电互连，该电互连部诸如是在印刷电路板122上的焊盘和电迹(为了清楚而未示出)。可以由光学透明塑料材料制成的光学模块120在光电二极管124上方被安装在印刷电路板122上。光学模块120具有延伸到壳体102中的开口内以限定光信号端口 104的光学连接部分130或者套圈末端。类似的光学模块128(图3到图4)被安装在激光器上。在操作中，从插入到光信号端口 104的光纤线缆发射的光基本沿着轴132进入光学模块120的光学连接部分130。光或光信号被光学模块120中的反射表面134以约90度的角重新定向。经重新定向的光信号入射到光电二极管124上，其将光信号转换为电信号。光学模块120可以包括能够聚焦和/或准直光信号的各种透镜136和138。安装在印刷电路板122上的一个或多个集成电路芯片中的电路可以处理电信号并且将一个或多个经处理的信号提供给印刷电路板122的后端140 (图3)上的电触点(未示出)。光学模块128 (图3-图4)与光学模块120的相似处在于其具有将由激光器发射 的光以约90度角反射的反射表面。重新定向的光束被通过光信号端口 106的光连接部分沿着与轴132平行的轴(未示出)发射。注意，上述轴都基本彼此平行并且与沿着壳体102的长度延伸的轴(即壳体102的纵轴)平行。光信号端口 104由光学模块120的光学连接部分130与下壳体部分110的内壁140、142等的组合来限定，该内壁限定了可以将光学连接器(未示出)插入其中的空间或插座区域。光信号端口 106被类似地限定。在示例性实施例中，光信号端口 104和106具有适合于接收标准双工LC光学连接器的形状和尺寸。如本领域中可以理解的，双工LC连接器具有可以被同时插入到光信号端口 104和106中的两个平行插头部分。插头部分因此具有基本方形的轮廓，其能够安装到光信号端口 104和106中由内壁140、142等限定的基本方形轮廓内。插头部分具有安装到例如光学连接部分130中的套圈开口 141内的套圈(未示出)。应当注意光信号端口 104和106中的各个基准点(包括内壁140、142等上的点)之间的尺寸(及其公差窗口)由已知的标准限定，例如，用于LC连接器的FOCIS IOA规范。例如，标准可以定义内壁142与光学连接部分130的外表面上的电之间的尺寸(“D”)144。如本领域中公知的，这种规范中的尺寸也通常参照基准平面定义。应当理解，这里描述的尺寸、基准点或平面等仅为示例。同样，虽然在图示实施例中收发器模块100是接收双工LC连接器的SFF模块，但是在其他实施例中，这种光电模块可以具有用于接收任何其他合适类型的光学连接器的任何其他合适的类型。在组装收发器模块100的过程中，首先通过将上述电子、光学和光电元件安装在印刷电路板122上来组装电光组件118。之后，电光组件118被安装在下壳体部分110中，其中光学模块120的光学连接部分130延伸通过下壳体部分110的壁145中的开口并且光学模块128的光学连接部分(未示出)延伸通过壁145中的相邻开口。光学连接部分也可以被称作为示例性实施例中的电光组件118的套圈末端，因为在LC连接器被插入时其接收LC连接器的套圈。如图3到图4所示，包括诸如夹子146的定位器以辅助光学连接部分130与一个或多个内壁140、142等或者光信号端口 104和106中的其他点或平面之间的对准。夹子146可以辅助对准以促进与诸如上述FOCIS标准的适应性或者用于任何其他合适的目的。在示例性实施例中，夹子146由金属片制成并且具有一同限定两个U形槽的三个爪148、150和152。在爪148与150之间的槽的上端处，凸片154以倾斜的角度(即，除了 90度之外的角度)延伸离开爪148-152基本所在的平面。类似地，在爪150与152之间的上端处，另一个凸片156以倾斜的角度延伸离开该平面。四个钩子158、160、162和164形成在夹子146的上端处，并且三个钩子166、168和170分别形成在爪148、150和152的下端处。如图4中的虚线所示，夹子146可以通过将光学模块120的一部分接合到U形槽之一并且将光学模块128的一部分接合到另一个U形槽来安装。可以以此方式接合的光学模块的部分包括在光学连接部分与光学模块的保持部分(即，容纳一个或多个光电装置的部分)之间的颈区域。当以此方式安装夹子146时，钩子158、160、162和164分别与壁145的顶部中的孔172、174、176和178接合。同样，当夹子146被以此方式安装时，钩子166、168和170与下壳体部分110的底部中的类似特征(在图4中未示出)接合。此外，当夹 子146被以此方式安装时，在U形槽的接合了光学模块120的颈区域的相反侧上的爪148和150分别接触光学模块120的颈区域的一对略微凸起的肩部180和182。类似地，在U形槽的接合了光学模块128的颈区域的相反侧上的爪150和152分别接触光学模块128的颈区域的一对略微凸起的肩部184和186。此外，当夹子146被以此方式安装时，凸片154和156分别接触光学模块120和128的颈区域的顶部上的接触表面188和190。如图5所示，夹子146将力施加到光学模块120的颈区域，从而将光学模块120的光学连接部分130推动到上文中大致描述的对准状态。类似地，夹子146将力施加到光学模块128的颈区域，从而将光学模块128的光学连接部分(在图5中未示出)推动到上文中大致描述的对准状态。更具体地，因为略微凸起的肩部180-186(见图4)将爪148-152移位到其中它们略微向外(向后)弯曲的位置，爪148-152朝向光学模块120和128施加相应弹性偏置力。(夹子146的弓形或柔性形状在该阶段为了清楚而不被反映在图5中。)该弹性偏置力沿着由箭头192表示的方向并且向着下壳体部分110的壁145推动光学模块120和128的颈区域。为了图5中的清楚，壁145的部分和其他壳体元件被以概念性或概括性的方式示出，如虚线所示。此外，由上壳体部分108沿着箭头194表示的方向施加到夹子146的顶部上的力将凸片154和156朝向光学模块120和128的颈区域的顶部上的各个表面188和190推动。由凸片154和156施加的力由另一个箭头196表示。表面188和190是斜面状的或者以相对于轴132的倾斜角度取向。箭头196表示由于以倾斜角度施加的力，该力具有在轴132的方向上以及沿着轴198与轴132垂直的方向上的分量。已经如上所述描述为相对壳体102的纵向轴的轴132可以定义3轴基准系统的Z轴。轴198可以定义这种基准系统的Y轴。由此也确定这种基准系统的X轴200。由凸片154和156施加的力的沿着Z轴方向(S卩，沿着轴132)的分量由此将光学模块120和128沿着向前方向(即，朝向壳体102中限定了光信号端口 104和106的开口)推动并且与壁145相接触。该力由此帮助光学模块120和128的光学连接部分相对于壳体102的限定了光信号端口 104和106的开口(沿着Z轴方向)保持固定关系，并且因此与内壁140、142等或光信号端口 104和106中的其他点或基准平面(沿着Z轴方向)保持固定关系。类似地，由凸片154和156施加的力的沿着Y轴方向(即，沿着轴198)的成分由此将光学模块120和128沿着向下方向推动并且与下壳体部分110的内壁202相接触。该力由此帮助光学模块120和128的光学连接部分相对于壳体102的限定了光信号端口 104和106的开口(沿着Y轴方向)保持固定关系，并且因此与内壁140、142等或光信号端口104和106中的其他点或基准平面(沿着Y轴方向)保持固定关系。虽然在示例性实施例中没有存在特别朝向X轴方向的对准力，但是在其他实施例中，定位器可以提供X轴、Y轴和Z轴方向中一者或多者的任何合适组合的一个或多个力，以将电光组件的光学连接部分推动为与模块壳体的开口建立固定关系。上文中已经描述了本发明的一个或多个示意性实施例。然而，应当理解本发明由
权利要求限定并且不局限于所描述的具体实施例。
权利要求
1.一种光电通信模块，包括 壳体，其具有多个壁以及相对于所述多个壁处于固定关系的开口； 电光组件，其具有电路衬底、光电通信装置和光学模块，所述电路衬底给安装在所述电路衬底上的电路提供电互连，所述光电通信装置被安装在所述电路衬底上，所述光学模块包括光学连接部分，所述光学连接部分延伸到所述壳体的所述开口中以限定光学端口 ；以及 定位器，其以相对于所述壳体的开口而固定的关系接触所述壳体的一部分，并且接触所述光学模块的所述光学连接部分，所述定位器将所述光学连接部分朝向所述壳体的一部分弹性地偏置，并使其与所述壳体的所述开口形成固定关系。
2.根据权利要求I所述的光电通信模块，其中，所述定位器具有第一部分和第二部分，所述第一部分将所述光学连接部分沿着第一方向朝向所述壳体的第一部分弹性地偏置，所述第二部分将所述光学连接部分沿着第二方向朝向所述壳体的第二部分弹性地偏置。
3.根据权利要求2所述的光电通信模块，其中，所述第一方向和所述第二方向彼此基本垂直。
4.根据权利要求I所述的光电通信模块，其中，所述定位器包括夹子。
5.根据权利要求4所述的光电通信模块，其中，所述壳体在第一端与第二端之间具有以第一方向为纵长方向的纵长矩形形状，并且所述光学连接部分沿着所述第一方向延伸。
6.根据权利要求5所述的光电通信模块，其中，所述夹子具有第一部分，所述第一部分在所述光学模块的所述光学连接部分上延伸并且将所述光学连接部分沿着所述第一方向朝向所述壳体的所述开口偏置。
7.根据权利要求6所述的光电通信模块，其中，所述夹子具有第二部分，所述第二部分将所述光学连接部分沿着第二方向弹性地偏置。
8.根据权利要求7所述的光电通信模块，其中，所述第一方向和所述第二方向彼此基本垂直。
9.根据权利要求4所述的光电通信模块，其中 所述电路衬底包括印刷电路板； 所述光电通信装置具有沿着所述电路衬底的第一表面的法线方向的光轴；并且 所述光学模块在所述光电通信装置上被安装在所述电路衬底上，并且所述光学连接部分沿着与所述印刷电路板的表面平行的第一方向延伸。
10.根据权利要求9所述的光电通信模块，其中，所述夹子具有第一部分和第二部分，所述第一部分将所述光学连接部分沿着第一方向朝向所述壳体的第一部分弹性地偏置，所述第二部分将所述光学连接部分沿着第二方向朝向所述壳体的第二部分弹性地偏置。
11.根据权利要求I所述的光电通信模块，其中，所述第一方向和所述第二方向彼此基本垂直。
12.—种操作光电通信模块的方法,所述光电通信模块包括壳体、光电组件和定位器，所述壳体具有多个壁以及相对于所述多个壁处于固定关系的开口，所述电光组件具有电路衬底、光电通信装置和光学模块，所述电路衬底给安装在所述电路衬底上的电路提供电互连，所述光电通信装置被安装在所述电路衬底上，所述光学模块包括光学连接部分，所述光学连接部分延伸到所述壳体的所述开口中以限定光学端口，所述方法包括所述定位器将所述光学连接部分朝向所述壳体的一部分弹性地偏置，并使其与所述壳体的所述开口处于固定关系。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述定位器具有第一部分和第二部分，所述第一部分将所述光学连接部分沿着第一方向朝向所述壳体的第一部分弹性地偏置，所述第二部分将所述光学连接部分沿着第二方向朝向所述壳体的第二部分弹性地偏置。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一方向和所述第二方向彼此基本垂直。
15.根据权利要求12所述的方法，其中 所述定位器包括夹子，所述夹子具有在所述光学模块的所述光学连接部分上延伸的第一部分；并且 所述夹子的第一部分将所述光学连接部分沿着第一方向朝向所述壳体的所述开口偏置。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述夹子具有第二部分，所述第二部分将所述光学连接部分沿着第二方向弹性地偏置。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第一方向和所述第二方向彼此基本垂直。
全文摘要
本发明涉及具有用于对准光学端口的定位器的光电通信模块。光电通信模块包括壳体、光电组件和帮助保持光学端口的对准的定位器。电光组件具有电路衬底、安装在电路衬底上的光电通信装置和包括延伸到壳体的开口中的光学连接部分以限定光学端口的光学模块。定位器例如可以是夹子，其接触壳体并且安装到光学模块的光学连接部分上方以将光学连接部分保持与壳体的开口对准。
文档编号G02B6/42GK102890316SQ20121022991
公开日2013年1月23日 申请日期2012年6月28日 优先权日2011年7月21日
发明者保罗·于, 罗伯特·伊 申请人:安华高科技光纤Ip(新加坡)私人有限公司