具有一个或多个无源部件的模制引线架连接器的制作方法

专利名称：具有一个或多个无源部件的模制引线架连接器的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及光收发器模块。具体而言，本发明涉及光收发器模块 中用来将光学子组件连接到印刷电路板的模制引线架连接器。
背景技术：
光收发器用来发送和接收来自光网络的光信号以及使电网络部件能 够与光网络接口和通过光网络通信。许多光收发器是模块化的并且才艮据工 业标准来设计，这些标准规定收发器的机喊方面、外形尺寸、光学和电气要求以及收发器的其它特征和要求。例如，小外形尺寸模块多源协议(SFF MSA )、小外形尺寸可插入^=莫块多源协议(SFP MSA )和10吉比特小外 形尺寸可插入模块多源协议(XFPMSA)修订版3.1规定了这样的标准。常规收发器的基本光部件包括发送器光学子组件(TOSA)和接收器 光学子组件(ROSA)。 TOSA经由^器模块的电路从主机设备接收电 信号并且生成然后被发送到光网络中远程节点的相应光信号。相反， ROSA接收传入光信号并且输出然后能够由主机设^使用或处理的相应 电信号。此外，多数M器包括刚性印刷电路板(PCB),该PCB除了包 含其它部分之外，还包括用于TOSA和ROSA的控制电路。在M器模块中的光学子组件与PCB之间的连接具有各种电气和机 械要求。例如，希望匹配TOSA、 ROSA和/或PCB的阻抗以减少和/或消 除信号反射和损耗。常规光收发器模块中所用的最常见的电连接部件之一 是柔性印刷电路板或"柔性电路"，该电路将刚性印刷电路板连接到与 TOSA或ROSA相关联的引线。柔性电路具有数个优点，包括良好的电 气性能和射频响应。有利地，柔性电路也具有在模块中处理公差以A^受 在模块的制造和操作过程中出现的应力的能力。尽管在光收发器模块中近年来已经广泛使用柔性电路，但是柔性电路 代表了制造收发器模块所需要的成本和劳力的显著部分。随着收发器模块 的价格下降，与柔性电路相关联的成本继续代表收发器模块总成本中的增 加比例。由于柔性电路的性质，生产柔性电路的成本通常高于执行相同功4 能的PCB的成本。近年来已经引入用以将光学子组件连接到印刷电路板的其它方式。例 如，从TOSA和ROSA伸出的引线能够弯曲成如下配置该配置4吏引线 能够直接焊接或以别的方式连接到印刷电路板。这一技术常常比使用柔性 电路板^i:价，但是可能由于无法仔细控制阻抗而造成不利的射频(RF) 响应。此外，弯曲TOSA和ROSA的引线由于可能破坏TOSA和ROSA 中分别封闭激光器和光电检测器的头组件的玻璃密封或其它易碎部分而 引入可靠性风险。由于可能损坏TOSA和ROSA以及不良的电性能，所以弯曲TOSA 和ROSA的引线以使它们能够直接连接到印刷电路板对于许多M器模 块而言不适合。这一方式对于导体的RF响应更重要、相对高速的收发器 模块而言尤其不适合。除了与连接OSA和PCB相关联的一般问题之夕卜，连接OSA和PCB 的结构也有必要与OSA和PCB阻抗匹配。虽然有可能在它们的相应接口 中设计出OSA、连接器(如柔性电路)以及PCB,但是有必要以不同的 信号速率操作OSA。利用与阻抗有关的信号的频率，OSA操作频率的变 化造成匹配阻抗的变化。这能够使信号降级，因为不匹配的阻抗造成信号 反射和信号损耗。现有技术难以在没有成本昂贵和耗费时间地重新设计 OSA、 PCB和柔性电路的情况下适应OSA使用的变化。发明内容本发明的实施例涉及光收发器模块中用来电气和机械连接光学子组 件(OSA)到印刷电路板的引线架连接器。引线架连接器使得能够在维持 模块的期望射频(RF)响应的同时，以既可靠又廉价的方式在光学M 器模块中将光学子组件连接到印刷电路板。使用这样的引线架连接消除了 对于已经在常规^器模块中使用的柔性印刷电路板的需要。引线架连接 器消除了与在OSA与因素电路板之间的连接的失配阻抗所造成的信号反 射相关联的问题。才艮据一个实施例，引线架导体包括能够"壳内的导电结构。该壳为 引线架中的导体提供电绝缘，以及为完成的部件提供机械支撑。在一个实 施例中，壳能够是嵌件注射模制(insert injection molding)塑料壳。一 个或多个无源部件安装到引线架连接器的导体以有助于导体与OSA和印
刷电路板阻抗匹配。引线架连接器连接到与光学子组件相关联的引线。引 线架连接器也能够表面安装到印刷电路板上以建立光学子组件与印刷电 路板之间的连通性。引线架连接器能够适用于发送器光学子组件和接收器 光学子组件，并且能够具有任何数目的引线。本发明的可选实施例包括能够^两个壳内的导电结构。导电结构和 两个壳在模制过程中能够共面。这使得生产引线架连接器所需要的加工的 设计比先前设计容易得多。在一个实施例中，壳能够是嵌件注射模制塑料 壳。壳为引线架中的导体提供电绝缘，以及为完成的部件提供 支持。一个或多个无源部件安装到引线架连接器的导体以有助于导体与OSA和 印刷电路板阻抗匹配。引线架连接器的导电引线结构连接到与光学子组件 相关联的引线。在这一实施例中，两个壳允许在模制过程之后弯曲导电引 线。这有助于简单表面安装到印刷电路板上以建立光学子组件与印刷电路 板之间的连通性。本发明的这些以及其它目的和特征通过从如下描述和附图会变得更 加明白，或可以通过实施如下文阐述的本发明来领会。


为了理解获得本发明的上述以及其它优点和特征的方式，将参照在附 图中图示的本发明具体实施例来呈现对上文简略描述的本发明的更具体 描述。理解到这些附图仅描绘了本发明的典型实施例，因此并不被认为限 制了本发明的范围，将通过使用附图来更细致和具体地描述和说明本发 明，在附图中图1图示了根据本发明的一个示例性实施例来构造的引线架连接器 的透视图；图2图示了在支撑架中安装的图1的引线架连接器的引线的顶视图；图3图示了在支撑架中安装的图1的引线架连接器的顶视图；图4图示了根据本发明的示例性实施例能够构造的TOSA和对应引 线架连接器的透视图；图5是附接有图1-3的引线架连接器的印刷电路板的一侧的透视图；以及图6是附接有图1-3的引线架连接器的图5的印刷电路板的相对侧的 透视图。
具体实施方式
本发明涉及用来在光收发器模块中电气和机械连接光学子组件到印 刷电路板的引线架连接器。引线架连接器能够包^i殳置有模制壳(如单件 或多件壳或外壳)的多个导体。围绕导体的壳或外壳的模制能够可选地在 导体平放在单个平面时进行，由此使得更易于制作引线架连接器。在壳或 外壳内设置并且安装到 一个或多个导体的是一个或多个无源部件，例如但 不限于电阻器、电容器和电感器，这些部件有助于终结导体以及防止导体 末端处以及光学子组件与印刷电路板之间发生信号反射。本发明的引线架连接器提供与使用柔性电路或其它常规技术相比而 言的数个优点。较柔性电路而言，引线架连接器的部件明显更廉价。此夕卜， 使用引线架连接器来制造收发器的过程能够通过增加的自动化程度而需要更少劳力。较简单地弯曲光学子组件的引线以允许直接连接到PCB而 言，引线架连接器具有明显更好的电气性能和RF响应。另外，在将光学 子组件连接到印刷电路板的过程中能够没有损坏光学子组件易碎部分的 明显风险。此外，在沿着引线架连接器传播的信号的电路径内包含无源部 件有助于终结信号路径以及限制光学子组件和印刷电路板处的信号^Jt。 另外，包含无源部件允许以简单方式以适应阻抗变化的各种不同数据速率 来操作OSA。图1图示了根据本发明的引线架连接器10。如图所示，引线架连接 器10被安装到光学子组件如TOSA 60。另一配置的引线架连接器10也 能够安装到ROSA，例如图5和图6中所示ROSA110。如图1中所示， 引线架连接器10能够包括第一壳12和笫二壳14。第一壳12和第二壳14 共同形成引线架连接器10的外壳。笫一壳12和笫二壳16均能够支撑能够传送高频信号、低频信号和偏 置电流到TOSA60的一个或多个导体16a-16e的一部分。例如，导体16a 能够用来传送低频信号，导体16b和16c能够用来传送高频信号，而导体 16d能够用来传送低频信号和/或用以搮作TOSA60的偏置电流。一个或多个无源部件30被安装到导体16a-16e中的一个或多个导体 并且利用外壳的一个或多个凹陷28来接纳。在这一所示配置中，无源部 件30能够是电阻器30a、电容器30b和导体30c。这些无源部件30终结
导体16b-16c并且限制和控制光学子组件和印刷电路板之间的信号反射， 这一点将在下文中具体加以讨论。例如，为了终结导体16b-16c， TOSA 60 所表现的阻抗应当匹配于导体16b和16c所表现的阻抗，即导体16b和 16c的差分阻抗。导体16b和16c所表现的阻抗能够通过改变电阻器30a 的电阻来变化。在所示配置中，电阻器30a能够用来终结导体16ba陽16c。如果假i殳导 体16b和16c的差分阻抗是50欧姆，则为了终结导体16b和16c，将横 跨导体16b和16c放置50欧姆电阻。对于提供某一电阻如10欧姆的TOSA 60，电阻器30a能够提供其余40欧姆电阻。至于电容器30b和电感器30，这些部件能够用来控制引线架连接器 10所呈现的总电感和电容。在所示配置中，偏置电流能够沿着导体16d 通过电感器30c来传送。电感器30c能够在允许偏置电流传送到TOSA 60 的同时防止沿着导体16d传送高频信号。为了调整或补偿任何过量电感， 能够可选地包括电容器30b。类似地，能够变化电感的值以调整或补偿任 何过量电容。虽然参照的是电阻器、电容器和电感器，但是能够理解到，可以使用 除电阻器、电容器和电感器之外的结构。例如，取代电感器30c，可以使 用铁氧体材料来对导体16-16e提供期望的电感。如图所示，在第一壳12内包^^每个导体16a-16d的第一端，导体16a 和16b的第一端具有能够与光学子组件如TOSA 60的引线配合的接触22。 导体16e也包括能够与TOSA 60的引线配合的接触22。电接触22通过第 一壳12在位置上相对于彼此固定，然而能够理解到，电接触22可以在没 有完全地容纳于第一壳12中的情况下通过第一壳12来保持于固定位置。 可选地，这些接触22与导体16a-16e相分离但是电连接到导体16a-16e, 即RF信号能够从导体16a-16e中的一个或多个导体传递到接触22中的一 个或多个接触。例如，导体16c和16d能够与和导体16e相关联的接触 22相分离，但是通过无源部件30电连接到该接触22。每个导体16a-16d的第二端20能够包括接触24，该接触能够用来附 接印刷电路板(如图5的印刷电路板100)以及与该电路板进行电接触。 换而言之并且如图1中所示，每个第二端20能够充当或用作尺寸被定为 以及被配置为连接到例如印刷电路板100 (图5)的接触或点。如图所示， 每个导体16a-16d的第二端20具有一般为弯曲的配置以利于高效和容易 地附接到印刷电路板100 (图5)。然而将理解到，第二端20的其它配
是可能的。引线架连接器10的这一配置的一个优点在于第一壳12和第二壳14 能够在制造过程中共面。两个壳12、 14以及导体16a-16e —般能够在制 造过程中在平行平面中对准，可选为共面，而在装配过程中(例如在将引 线架连接器10附接到光学子组件如TOSA 60和ROSA 110之前或之后)， 第二壳14相对于第一壳12定向(图5)。在任一情况下，作为装配过程 的一部分，于是能够在第一壳12与第二壳14之间的位置和/或在邻近于 第二壳14的位置将每个导体16a-16d操纵或弯曲成期望配置。当然，根 据光学子组件和印刷电路板100在任何特定光收发器模块中的位置(图 5 )，能够按任何必要取向弯曲导体16a-16e。虽然所示引线架连接器10包括用于连接到光学子组件如TOSA 60的 四个导体和三个电接触，但是能够认识到，其它引线架连接器能够包括更多或更少导体和电接触。例如，当光学子组件包括四个引线时，引线架连 接器能够包括四个或更多电接触和四个或更多导体。类似地，当光学子组 件包括六个引线时，引线架连接器能够包括六个或更多电接触和六个或更 多导体。在示例性实施例中，引线架连接器10的第一壳12和第二壳和14能 够使用注射模制过程、传送模制过程或本领域技术人员已知的其它模制过 程来制作。壳12和14能够通常由聚合物制成，该聚合物包括但不限于热 塑性塑料、合成材料或能够用作电介质或绝缘体的其它材料。就聚合物的 使用而言，能够使用具有足够机械强度以承受弯曲过程的任何聚合物。各 种类型的塑料例如有但不限于液晶聚合物(LCP)和聚醚酰亚胺(PEI)。 LCP的一个例子是Ticona Engineering Polymers制造的Vectra . PEI的 一个例子是来自General Electric ( GE ) Plastics的Ultem PEI树脂。在一些实施例中，希望使用一种具有美国保险商实验室 (Underwriter's Laboratories( UL ) )1940可燃性等级的最小等级的材料。在又一实施例中，希望利用满足在此整个引为参考的欧盟有害物质限制 (Reduction of Hazardous Substances( ROHS ))指令2002/95/EC的材料。除了其它事项之外，ROHS指令消除了对卣化物阻火剂的使用以;sj t数种重金属如铅和镉的使用以便保护环境。上文讨论的LCP材料表现出这两种期望的性质。图1的引线架连接器10产生期望的性能和RF响应。能够实现这些 结果是因为能够通过变化导体的尺寸和/或包含一个或多个无源部件30以
终结导体16a-16e，来控制与引线架连接器相关联的阻抗。由于引线架连 接器10的电气性能对于例如以1Gbit/s、 2 Gbit/s、 4Gbh/s或多达10Gbit/s 或更高的速率进行操作的收发器模块这样的相对高速收发器模块而言尤 为重要，所以能够仔细地控制导体16a-16e的宽度和形状、导体16a-16e 之间的间隙以及无源部件30的值，以获得期望阻抗和信号传输特征。例 如，用于TOSA的引线架连接器10能够被设计为利用25欧姆单端阻抗 或50欧姆差分阻抗。可选地，用于ROSA的引线架连接器能够被设计为 利用50欧姆单端阻抗或100欧姆差分阻抗。沿着两个邻近导体如高速导 体传播的差分信号失相180°。由于沿着接近的路径传送信号，所以相移 有助于减轻或甚至消除信号之间的串扰和干扰。通过基于在任何特定应用中将要经历的电气和RF条件来调整引线架 连接器10中每个导体16a-16e的形状、位置和尺寸，能够控制阻抗。此 外，通过包括用以终结导体16a-16e的一个或多个无源部件30，能够控制 导体阻抗。在制造引线架连接器IO之前，能够执行各种设计的计算机仿 真以识别哪个引线架连接器设计产生期望的和可接受的RF响应，即提供 上述阻抗。在计算机仿真过程中能够将各种因素考虑进来。这些因素有时 能够分解成对物理设计影响最大的因素以及对电气^殳计影响最大的因素。 物理设计因素能够包括引线架连接器的布局、连接器如何连接到OSA和 印刷电路板、最终产品经受住正常处理的能力如何以及形成壳12和14 的材料的介电常数。也能够选择用来模制引线架连接器10的塑性材料以 具有被选择为有助于获得期望阻抗的介电常数。至于电气设计因素，这些因素能够包括选择用于引线的材料、基于完 成的组件将工作在的期望频率范围来确定引线的确切尺寸、确定PCB上 电路的尺寸和间隔、无源部件30的数目和位置等以获得期望阻抗。例如， 由于导体16a-16e能够可选地用作传输线，所以视OSA的工作速度而定， 希望终结每个导体16a-16e以防止信号^Jt。根据一个实施例，物理和电气设计因素能够用来设计引线架连接器的 连接器以及实现期望阻抗特征。在一个阶段中，能够配置初始引线架连接 器设计。这一阶段能够通过计算机辅助设计或通过其它适当方式来人工执 行，并且作为引线架连接器设计的起始点。初始的引线架连接器设计常常 基于最容易制造的设计。在下一阶段中，能够在计算机环境中对初始引线架连接器设计的结构 进行仿真或模拟，该环境例如是使用一个或多个计算机可执行应用程序的
环境，这些应用程序例如是商业或专用软件应用程序。在一个实施例中，能够使用三维("3-D")结构模拟应用程序(如SOLIDWORKS )将初始 连接器设计的结构细节输入计算设备(如桌面型计算机)中，由此创建初 始连接器i殳计的计算机化4莫型。以这一方式，能够在计算环境中分别地定 义包括导体、第一壳和第二壳等的连接器的各种部件。在下一阶段中，能够将期望特征分配给模拟的初始引线架连接器设 计。在一个实施例中，这能够通过将计算机化模型从3-D模拟应用程序(如 SOLID WORKS )导入到仿真应用程序(如HFSS )来实现，HFSS是"高 频结构仿真器"的缩写，该仿真器是Ansoft Corporation生产的3-D EM场求解器产品。虽然这是一种仿真应用程序，但是本领域技术人员将理解 到，各种其它应用程序能够用来仿真所提出的配置。在一个实施例中，公共文件类型能够被用来实现3-D结构化应用程序 与仿真应用程序之间的文件传送。例如，在一个实施例中能够在将计算机 模拟的引线架连接器设计从SOLID WORKS导出到HFSS时使用具有文 件扩展名".sat"的ACIS文件。然而除此之外，在执行这里描述的阶段时 业能够l吏用各种其它文件格式。一旦将初始连接器设计导入到仿真应用程序中，能够为引线架连接器 中所含各个部件分配电气特征。这能够包括根据材料组成将介电值 (dielectric value)分配给引线架连接器的绝缘部分，如第一壳和第二壳，而 将导电率值分配给导体。这一阶段也能够包括限定各种端口，电信号通过 这些端口进入和退出引线架连接器，例如导体的第一端和第二端。在一个 实施例中，认识到能够结合单个软件应用程序或其它适当计算机可执行应 用程序来将引线架连接器仿真的结构仿真以及引线架连接器部件的特征 分配的阶段作为单个阶段来执行。以上特征分配阶段也能够进一步包括限 定引线架连接器的输入和输出端口处的边界^K以上阶段还能够包括简化计算机模拟的引线架连接器结构以在节省 例如时间、计算能力等资源的同时提供适当的仿真结果。在下一阶段中，能够限定仿真的参数集，并JU^行仿真以确定期望参 数是否满足在可接受的预定范围内。例如在一个实施例中，能够针对具有 如在上述阶段中初始设计的指定厚度和间隔的引线架连接器的导体来测 量电信号的反射或回波损耗。由此，能够限定回波损糾目对导体间隔、厚 度等的预定义参数的可接受范围。然后能够执行仿真，从而对具有预定频 率的信号(通常为吉赫范围的高频信号)通过如刚才描述的那样配置的初
始连接器设计进行仿真。仿真软件然后产生能够用若干可接受的方式，包 括图形、图表和图示来查看的结果。如果仿真的结果落入^lt的范围内，则无需针对限定的参数来执行进 一步模拟。然而如果仿真结果不令人满意，则能够修改初始的引线架连接 器设计并且重新运行仿真。初始引线架连接器设计的修改能够涉及到上述 阶段的一个或多个阶段。在例如通过单个应用程序来执行计算机才莫拟和仿 真阶段的情况下，能够执行引线架连接器设计的所需部分的重新设计而无 需从另一应用程序导入重新设计。可重复该方法，直至就作为目标的参数 而言，针对引线架连接器传输路径的所有指定部分遇到可接受的范围，在这一点就无需进一步的^:计改变。鉴于这些结果，也应当考虑最终的引线 架连接器设计是否符合可制造标准。如果不是这样，则能够进行进一步的 设计改变以使得能够作为制造过程的一部分来生产引线架连接器。使用上述过程，能够确定引线架连接器10中的引线能够具有约0.2mm的厚度、约0.5111111的宽度和约0.3111111的分隔距离。根据用于引线 和壳的材料，以及根据引线架/光学子组件组合的设计所针对的具体频率， 不同尺寸也是可能的，并且落入这里讨论的实施例的范围内。提供的上述 尺寸仅作为引线的一个可能尺寸集的例子。类似地，在一个配置中，电阻 器30a能够是约40欧姆的电阻器，电容器30b能够是O.l皮法的电容器， 而电感器30c能够是O.l微亨的电感器。提供的上述无源部件仅作为可能 值的举例，对此应理解为无源部件能够具有大于或小于上述值的值。针对 制作或制造引线架连接器10的方法和过程，将在下文中提供关于无源部 件的附加信息。为了遵守上文提到的ROHS标准，能够选择和测试一些特定材料以 保证引线架连接器以及模块整体的可接受电气和RF性能。在一个实施例 中，引线能够由在半导体封装引线架中常用的铜铁合金(C194-Spring Hard)制成。尤其由于其优良机械性质和可镀性，选择这种材料。例如， 该材料能够柔韧到足以允许在模块内发生热膨胀和收缩，而不影响引线架 的电气性质。此外，这种柔韧性允许将引线架机械连接到光学子組件和 PCB，而不会在部件中引入不期望的应力。通过4吏PCB上的垫在某种程 度上大于待连接的实际引线，能够调整引线在PCB上的物理布置，以允 许OSA、引线架和PCB的机械对准，而无损于电气性能。本领域技术人 员将认识到，各种其它金属和/或金属合金也能够使用于本发明的引线架 中。
在一个实施例中，导体能够在经受塑料模制过程之前接连镀上镍、钯 和金的相继的层。这种电镀系统具有优良的可焊性并且能够被选择，因为题。也能够使用其它镀料。在讨论制造或制作引线架连接器10以及将引线架连接器IO安装到光架家连接器;o的其它细节。本发明的引线架连接器的示^J性实施例的;点之一在于能够以比已经在光收发器模块中使用的常规柔性电路低得多 的成本来制造它们。根据一个实施例，能够使用巻到巻(red to reel)嵌件注射模制过程来 执行制造引线架连接器10的一个示例性方法。巻到巻嵌件注射模制过程 在本领域是众所周知的，但是先前未曾应用于制造能够用来将光学子组件 连接到光收发器模块的印刷电路板的连接器。制造引线架连接器10的这种示例性过程能够包括在导电材料如铜、 钢或其它导电材料的带中压印导体结构和构造。虽然压印是例如当需要大 巻导体时形成引线架导体的一种方式，但是其它4支术也能够用来制作引线 架导体，例如但不限于光化学技术。压印结构的示例性配置在图2中图示为由可在巻到巻制作过^f呈中4吏 用的带40的一部分压印。虽然在图2中只描绘了一个结构，但是能够理 解，可以在导电材料巻或片上压印一个或多个结构。如图2中所示，每个 导体16a-16e连接到带40的一部分。在定位导体16a-16e使得每个接触将 在继壳12和壳14的模制之后引线架连接器的切割(singulation)之后相 互电隔离的同时，这种带40在注射模制过程中支撑导体16a-16e。能够容 易地选择导体配置以符合如上所述已经被确定具有可接受电气性能的导 体设计。在这种特定配置中，每个导体16a-16e基于上述指出的仿真过程和/ 或一个或多个无源部件30的附接而具有不同配置。如图所示，导体16a 能够在它的笫一端包括接触22,而在它的第二端包括接触24。类似地， 导体16b能够在它的第一端包括接触22，而在它的第二端包括接触24。 如图所示，第二导体16b在它的第一端与它的第二端之间具有阶式配置。 这种配置有助于定位用于安装到光学子組件的接触22和用于安装到印刷 电路板的接触24。这种配置也增加了外壳与导体16b之间表面接触的量， 由此更牢固地将导体16b保持于外壳的壳12(图1)内。另外，具有所示13 配置使得防止导体16b容易地从壳12 (图1)退出，因为壳12的一部分 (图1)将在注射模制之后设置于转变点42和44处。壳12 (图1)的布 置以及导体16b的阶式配置锁定导体16b相对于壳12 (图1)的位置以及 防止相对于彼此的移动。类似于导体16b，导体16c能够具有与导体16b的配置互补的配置并 且包括转变46和转变48。然而与导体16b不同，导体16c在它的第一端 不包括接触，仅在它的第二端包括接触24。为了有助于导体16b与光学子组件的引线之间的电连接而包括导体 16e。这种导体16e能够包括可以电接触光学子组件的引线的接触22，以 及帮助将导体16c和16d电连接到接触22的两个延伸50和52。具体而 言， 一个或多个无源部件30 (图1)能够附接到每个延伸50和52并且将 导体16c和16d电连接到接触22。一旦如图2中描绘的那样进行压印，能够在执行嵌件注射模制过程以 形成外壳，即第一壳12和第二壳14时从一个巻到另一巻缠绕所压印导体 的带。图3图示了第一壳12和第二壳14形成于导体16a-16e周围的带40 的一部分。巻到巻的处理是通常用于大批量应用的低成本过程。将理解到， 能够在单条中制作较小批量，这种条包含之后被加载到模制机器中的一个 或多个引线架。能够通过加工成本、部件成本和批量之间的最优权衡来驱 动对具体制造过程的选择，而不会明显改变该部件的设计。在形成第一壳12和第二壳之后， 一个或多个无源部件30 (图1)能 够被装配到导体16a-16e上。这能够通过直接用本领域技术人员已知的任 何焊接过程焊接无源部件30 (图1)来实现。可选地，能够用环氧树脂或 其它材料来覆盖安装的无源部件30 (图1)以防止对无源部件30 (图1) 和/或导体16a-16e的不利接触或损害。在又一配置中，也能够在将引线架 连接器10安装到TOSA 60的同时或在将引线62安装到接触22之前或之 后，执行无源部件30到导体16a-16e的安装。 一旦安装无源部件30 (图 1 )，安装到带40的引线架导体10的组合能够经过切割模具，该模具将带 40切分成其中之一在图4中示出的单独引线架连接器IO。例如，切分过 程能够将导体16a-16e从带40分离，可选地与第一壳12齐平地切割延伸 52。一旦切割导体16a-16e，能够将引线架连接器10附接到光学子组件如 TOSA 60。 TOSA 60具有在末端66从基部64延伸的三个引线62。如上 文所讨论的，引线架连接器10具有能够接纳引线62的三个对应电接触22。例如通过焊接或其它附接技术，能够将电接触22对准并然后安装到 TOSA60的引线62。由于基部64从末端66的外沿凹陷，所以第一壳12 包括适配到该凹陷中并且有助于将接触22与引线62对准的凸出物26。一个或多个无源部件30限制和控制光学子组件如TOSA60与图6中 所示印刷电路板之间的信号反射。为了减少或消除在不同电部件或光电部 件之间传播的信号的信号反射，希望不同部件的阻抗匹配或相等。例如， TOSA 60所呈现的阻抗应当匹配或等于引线架连接器10所呈现的阻抗， 而引线架连接器10所呈现的阻抗应当匹配或等于印刷电路板100 (图5) 或印刷电路板100上的接触(图1)所呈现的阻抗。当设计光学才莫块如收 发器模块时，可设计每个部件以实现期望阻抗匹配。遗憾的是，当以与初 始设计部件时所针对方式不同的方式来4吏用现有部件时，新的4吏用能造成 初始设计的阻抗的改变。这种阻抗改变能造成失配或不等的阻抗，并且因 此造成信号反射和损耗。为了使阻抗匹配或相等，无源部件3能够被附接 到一个或多个导体16。在本发明的示例性配置中，针对2吉比特环境设计了 TOSA 60，并 且随后在4吉比特环境中使用TOSA60。由于TOSA60所表现的阻抗是 传播信号的频率的函数，所以在更高频率上操作TOSA 60将造成失配或 不等的引线架连接器阻抗和ROSA阻抗。为了使阻抗匹配或相等，无源 部件30被连接到连接器16。如图所示，无源部件30包括电阻器30a、电 容器30b和电感器30c。对于针对2吉比特环境来设计TOSA 60而该TOSA 60具有10欧姆阻抗并且随后在4吉比特环境中使用的情形，电阻器30a 能够是约40欧姆的电阻器，电容器30b能够是O.l皮法的电容器，而电 感器30c能够是O.l微亨电感器。能够根据OSA以及引线架连接器10的 导体16a-16e和外壳所表现的特定电阻、电容和电感来使用电阻、电容和 电感的各种其它值。通过在导体16a-16e中的一个或多个导体上安装无源部件30，除了任 何焊接之夕卜，还可以通过用环氧树脂或其它材料覆盖无源部件以保护无源 部件，将一个或多个无源部件30固定就位。各种材料能够用来在外壳的 第一壳12内保护无源部件。通过安装无源部件30以及连接TOSA 60和引线架连接器10，制造 过程能够包括连接器16a-16d的弯曲部分以实现图5中所示的配置。导体 16的末端20然后能够弯曲任何期望角度以产生用来与印刷电路板上的垫 M的接触24。如图5中所示，在一个示例性实施例中，末端20被赋予 在相反方向上的两个90。弯曲以形成接触24。根据具体应用，其它角度也 是可能的。在可选实施例中，能够在模制过程和/或附接到TOSA60之前 弯曲末端20。除了弯曲末端20之外，还通过在壳12和壳14中间的位置弯曲导体 16来相对于壳12对壳14进行定向。通过这样做，壳14 一般垂直于壳12 来定向。导体16的弯曲程度能够基于TOSA60以及它的相关的具有^ 器模块的印刷电路板的位置而变化。能够理解，可以将类似过程和i殳备用于其它光学子组件，包括但不限 于TOSA。本发明的方法和设备的示例性实施例具有相对现有系统而言的许多 优点。由于壳在制造过程中能够共面，所以更容易制造为生产注射模制部 分而需要的加工设备。此外，能够消除打孔步骤，由此节省附加制造成本。 最后，能够在它们的末端保持引线架连接器10，由此使得更易于在制造 过程中把握连接器。既不要外部金手指、凸出物或支线，也不需要作为装 配过程的一部分去除这样的金手指、凸出物或支线。此外，在将引线架附 接到OSA时，变平的配置提供了对焊接点的无障碍接入。除了上述优点之外，这种示例性实施例的另一优点在于，在用来将导 体或？ I线设置于壳内之后，而不是在将导体或引线设置于壳内的过程期间 或作为该过程的一部分，能够作为装配过程的一部分将引线架连接器10 操纵到它的工作配置。现在参照图5和图6，图示了 OSA,例如安装到印刷电路板100的 TOSA 60。图5和图6图示了附接有引线架连接器10的印刷电路板100的相对侧。本发明的示例性实施例在这里也a使用引线架连接器10来制造或装配光收发器模块的方法。根据一个实施例，制造M器模块的方 法包括连接对应光学子组件60的引线架连接器10的步骤。由于该过程对 于ROSA和TOSA而言能够基本上相同，所以下文仅具体描述TOSA 60 的处理。如上文所讨论的，引线架连接器10能够与从TOSA60的后端突出的 引线62对准。引线62能够通过与引线架连接器10的接触22相关联的对 应孔，并且引线62能够焊接到引线架连接器10的导体16。例如通过4吏 引线72穿过接触22中的孔而将引线62安装到接触22的方式能够造成引 线架连接器10与TOSA 60基本上自对准， 一旦已经执行焊接，组合的 TOSA60和引线架连接器10变成然后能够安装到印刷电路板100的表面 安装设备。将组合的TOSA 60和引线架连接器10表面安装到印刷电路板100的 过程能够用各种方式中的任何方式来执行。如图6中所示，引线架连接器 10能够具有以允许它们接触印刷电路板100上的对应垫阵列102的方式 来弯曲的连接器阵列16。由于引线架连接器10的导体16设置为与垫102 相接触，所以能够通过手工焊接、通过印刷电路板100上形成的焊膏的回 流、通过热压过程或通过任何其它适当技术来进行物理连接。另一选择是 使用有助于使引线架连接器10与印刷电路板100相接触并且将引线架连 接器10焊接到印刷电路板100的过程的固定装置。注意到，根据本发明的某些实施例，将组合的TOSA 60和引线架连 接器10连接到印刷电路板100的过程不需要环氧树脂加固并JLi^免了在 例如使用柔性电路来连接光学子组件到PCB的常规方法中已经经历的对 准处理问题。本发明可以用其它特定形式来实施而不脱离它的精神或实质特征。所 示实施例将在所有方面仅被认为是说明性而不是限制性的。
权利要求
1.一种用于将光电设备连接到印刷电路板的引线架连接器，所述引线架连接器包括电绝缘壳；通过所述电绝缘壳相互电隔离的多个导体；以及连接到所述多个导体中一个或多个导体的至少一个无源部件。
2. 如权利要求l所述的引线架连接器，其中所述至少一个无源部件 包括电阻器、电容器和电感器中的至少一个。
3. 如权利要求l所述的引线架连接器，其中该壳包括接纳所述至少 一个无源部件的至少一个凹陷。
4. 如权利要求1所述的引线架连接器，其中所述多个导体中的一个 或多个导体包括电接触。
5. 如权利要求l所述的引线架连接器，其中所述电绝缘壳包括电介质。
6. 如权利要求l所述的引线架连接器，其中所述多个导体的每个包 括接触点，所述接触点无需使用引线焊接即可连接到所述印刷电路板。
7. 如权利要求1所述的引线架连接器，其中该壳包括第一部分和第 二部分。
8. —种用于将光学子组件连接到印刷电路板的引线架连接器，所述 引线架连接器包括具有第一部分和第二部分的电绝缘壳；通过所述电绝缘壳相互电隔离的多个导体，所述多个导体中的每个导 体具有设置于所述第 一部分中的第 一端和从所述第二部分延伸的第二端； 以及连接到所述多个导体中 一个或多个导体的至少 一个无源部件。
9. 如权利要求8所述的引线架连接器，其中所述电绝缘壳还包括从 所述第一部分延伸的凸出物，所述凸出物能与所述光学子组件的凹陷端接合。
10. 如权利要求8所述的引线架连接器，其中所述多个导体还包括具有能连接到所述光学子组件的第 一接触的第 一导体，以及通过所述至少一 个无源部件中的至少 一个无源部件电连接到所述第 一导体的第二导体。
11. 如权利要求8所述的引线架连接器，其中所述第一导体是接收偏 置信号的导体。
12. 如权利要求8所述的引线架连接器，其中所述第一导体是接收高 速信号的导体。
13. 如权利要求8所述的引线架连接器，其中所述至少一个无源部件 包括电阻器、电容器和电感器中的至少一个。
14. 一种用于将光学子组件连接到印刷电路板的引线架连接器，所述 引线架连接器包括具有第一部分和第二部分的电绝缘壳；通过所述电绝缘壳相互电隔离的多个导体，所述多个导体中的每个导 体具有第 一端以及从第二部分延伸的第二端，所述第 一端具有用以接纳所 述光学子组件的一部分的孔；以及连接到所述多个导体中一个或多个导体的至少一个无源部件，所述至 少一个无源部件包括电阻器、电容器和电感器中的至少一个。
15. 如权利要求14所述的引线架连接器，还包括至少一个连接器导 体，所述至少 一个连接器导体具有接纳所述光学子组件的引线的孔。
16. 如权利要求15所述的引线架连接器，其中所述多个导体中的至 少 一个导体在所述第 一端与所述第二端之间具有阶式配置。
17. 如权利要求14所述的引线架连接器，其中所述电绝缘壳包括聚 合物。
18. 如权利要求13所述的引线架连接器，其中所述多个导体中的至 少 一个导体在所述光电设备的装配期间被弯曲。
19. 如权利要求18所述的引线架连接器，其中所述多个导体中的一 个或多个导体具有第一端和第二端，所述第二端形成为接触所述印刷电路 板的电接触。
20. 如权利要求18所述的引线架连接器，其中所述引线架利用无铅 引线焊接连接到所述印刷电路板。
全文摘要
本发明的示例性实施例说明了用于在光收发器模块中将光学子组件连接到印刷电路板的引线架连接器。引线架连接器包括装入多个聚合物壳中的导电引线结构。聚合物壳为引线架中的导体提供电绝缘以及为完成的部件提供机械支撑。一个或多个无源部件能够安装到引线架连接器的导体上以有助于光学子组件、引线架连接器与印刷电路板之间的阻抗匹配。引线架连接器连接到与光学子组件相关联的引线并且被表面安装到印刷电路板上以建立光学子组件与印刷电路板之间的连接。
文档编号H01L23/495GK101167185SQ200680013967
公开日2008年4月23日 申请日期2006年5月1日 优先权日2005年4月29日
发明者D·J·都马, 唐纳德·A·爱斯, 菲利普·安托尼·凯利 申请人:菲尼萨公司