【技术实现步骤摘要】
一种光模块的硬连接实现方法及光模块
[0001]本专利技术属于光通信
，具体涉及一种光模块的硬连接实现方法及光模块。
技术介绍
[0002]对于很多小型化光模块，如SFP+光模块、QSFP+光模块、QSFP28光模块等，光器件在模块内的组装方式是通过软带或者光器件的TO管脚弯折之后，与PCBA组装在一起的，这种方式在气密性光器件的应用中常见，如申请号为CN201711243548.9、CN201710833529.5、CN201921371832.9的专利等；对于非气密性光器件的应用，特别是光模块非常小型的光模块，如SFP DD、QSFP DD等封装的光模块，由于单速率达到100Gpbs及以上，相应的PCBA配备了更高速率的电芯片，如DSP芯片、driver芯片以及其他辅助性的电路，如TEC控制电路等，导致PCBA的布局非常紧凑，占用空间相比SFP+的PCBA增大了50%以上，严重的压缩了光器件的几何空间，光器件无法采用常规的软带与PCBA进行电互连。有一种解决的方法是电接口采用硬连接，而光接口采用软连接，即光接口采用尾纤型等弯曲不敏感的光纤型接口。所谓的软连接，就是在光口或者电口处采用可相对自由弯曲的物料，如尾纤、软带、可弯曲的金属引脚等等，当连接的两个部件存在较大错位量时，可以通过自由弯曲的物料进行空间补偿，其特点是空间灵活，两个部件存在的错位量余量较大，达mm量级，缺点是软连接物料会占用较大的空间，特别是尾纤，因为尾纤有最小弯曲半径的要求，现有弯曲不敏感光纤的弯曲半径仅5mm，那么即使绕1周，也意味着要预...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光模块的硬连接实现方法，其特征在于，包括如下步骤：在器件管壳内相应位置分别固定部分发射端光学元件以及部分接收端光学元件，形成第一组件；通过光斑耦合在第一组件上固定发射光接口组件、接收光接口组件，形成第二组件；将PCBA与第二组件的器件管壳组装后固定连接，形成第三组件；在第三组件的器件管壳以及PCBA上分别对应贴装关键电子元件，再将关键电子元件与PCBA电连接，形成第四组件；将第四组件进行剩余接收端光学元件耦合、固定以及剩余发射端光学元件耦合、固定，形成第五组件。2.如权利要求1所述的光模块的硬连接实现方法，其特征在于：形成第五组件后还包括如下步骤：在第五组件的器件管壳上方固定防护盖，然后将固定有防护盖的第五组件安装在模块管壳内部，贴装散热片，固定盖板，形成光模块。3.如权利要求1所述的光模块的硬连接实现方法，其特征在于：第一组件内初始固定的部分发射端光学元件包括波分复用组件；通过光斑耦合在第一组件上固定发射光接口组件、接收光接口组件，形成第二组件，具体包括：将第一组件放入光斑耦合机台工装中相应位置并固定；另外将发射光接口和接收光接口分别装入光接口标准具夹头内的第一卡槽、第二卡槽处，并固定；相应位置分别安装发射端可调滑动环、接收端可调滑动环；在发射光接口和接收光接口分别外接光源，将光接口标准具夹头位移到初始标定耦合位置；从发射光接口输入的光耦合进入第一组件的器件管壳内的部分发射端光学元件，经波分复用组件后输出多个发射端光斑，从接收光接口输入的光耦合进入第一组件的器件管壳内的部分接收端光学元件，经第一组件的部分接收端光学元件后输出一个接收端光斑，通过光斑探测仪器探测从第一组件输出的多个发射端光斑以及一个接收端光斑；调节光接口标准具夹头的位置进行光斑耦合，当发射端光斑、接收端光斑满足设定要求时，停止调节光接口标准具夹头的位置，并将发射光接口与发射端可调滑动环一端固定连接，接收光接口与接收端可调滑动环一端固定连接，以及将发射端可调滑动环另一端、接收端可调滑动环另一端分别与第一组件的器件管壳固定连接，形成第二组件。4.如权利要求3所述的光模块的硬连接实现方法，其特征在于：当光接口的光轴方向竖直设置时，水平调节光接口标准具夹头，当发射端光斑满足设定要求时，停止调节光接口标准具夹头的水平面方向的二维运动，发射端光斑满足设定要求需要发射端光斑的角度满足设定范围，并且发射端光斑之间的间距满足设定条件；沿竖直方向上下调节光接口标准具夹头，观察接收端光斑的光束质量，当接收端光斑的直径和椭圆度达到设定目标时，停止光接口标准具夹头沿上下方向的位移；当发射端光斑、接收端光斑均满足设定要求时，将发射端可调滑动环与发射光接口进行焊接，将接收端可调滑动环与接收光接口进行焊接；重新水平调节光接口标准具夹头的位置进行光斑耦合，当发射端光斑满足设定要求
时，将发射端可调滑动环、接收端可调滑动环分别与第一组件的器件管壳进行焊接；水平调节光接口标准具夹头，当发射端光斑满足设定要求时，停止调节光接口标准具夹头的水平面方向的二维运动，具体包括：取两个发射端光斑的中心点连线或采用线性趋势拟合法将多个发射端光斑的中心点拟合成一条线，该线所在直线与参考水平线存在角度
△
θ，计算该角度
△
θ是否位于产品需求的角度标准范围内，如果该角度
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θ超出产品需求的角度标准范围，则移动光接口标准具夹头的水平位置，发射端光斑的位置及分布会随光接口标准具夹头的位置变化，每移动一次，计算一次角度
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θ是否变小，若角度
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θ变大，表明光接口标准具夹头移动的方向错误，改为向反方向移动，若角度
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θ变小，表明光接口标准具夹头移动的方向正确，继续移动光接口标准具夹头，直到该角度
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θ位于产品需求的角度标准范围内为止；判断间距是否满足设定条件，如果发现间距不满足条件，则移动光接口标准具夹头的水平位置，直至发射端光斑之间的间距满足设定条件。5.如权利要求1所述的光模块的硬连接实现方法，其特征在于：将PCBA与第二组件的器件管壳组装后固定连接，形成第三组件，具体包括：将PCBA的右端部嵌入到第二组件的器件管壳的开口槽内，并一同安装在工装内，在器件管壳底面与工装接触的区域做真空吸孔，以吸附住器件管壳，打开真空吸附，此时器件管壳被固定，将工装的PCBA压板下压到位，使得PCBA被固定，关闭真空吸附；此时辅助地在器件管壳与PCBA接触的表面点涂固化胶进行预固化，之后进行热固化以固定器件管壳与PCBA，形成第三组件；之后将固定有第三组件的工装放入贴片平台，进行贴片工艺；贴片后将整个工装放入金丝键合平台，进行金丝键合工艺，形成第四组件；所述器件管壳上设置有用于物料贴装以及物料对位的标识点；所述PCBA上也设置有用于物料贴装以及物料对位的标识点；将PCBA的右端部嵌入到第二组件的器件管壳的开口槽时，移动及旋转PCBA使得PCBA上的第一标识点与器件管壳的第一标识点对齐；在第三组件的器件管壳以及PCBA上分别对应贴装关键电子元件，再将关键电子元件与PCBA金丝键合，具体包括：在第三组件的器件管壳内分别贴装TEC、COC组件、热敏电阻，在第三组件的PCBA上分别贴装PD芯片、TIA芯片；将COC组件、热敏电阻、TEC与PCBA进行金丝键合，将TIA芯片与PCBA进行金丝键合，将PD芯片与TIA芯片进行金丝键合。6.如权利要求1所述的光模块的硬连接实现方法，其特征在于：第一组件内初始固定的部分发射端光学元件包括发射端光口透镜、发射端棱镜和波分复用组件，第一组件内初始固定的部分接收端光学元件包括接收端光口透镜、接收端棱镜；剩余接收端光学元件包括三角反射棱镜、阵列透镜、波分解复用组件；剩余接收端光学元件耦合步骤，具体包括：通过耦合工装分别夹持三角反射棱镜、阵列透镜、波分解复用组件进行耦合，通过XYZ三维坐标位置的扫描找到满足多个通道的功率需求的位置；剩余发射端光学元件包括准直透镜组；剩余发射端光学元件耦合步骤，具体包括：将各个发射端光路通道按单通道的方式，依次耦合，每次耦合一个准直透镜。7.如权利要求6所述的光模块的硬连接实现方法，其特征在于：剩余接收端光学元件耦
合步骤，具体包括：设定沿平行光接口的光轴方向即光模块的长度方向为Y轴方向，设定沿光模块的宽度方向为X轴方向，设定沿光模块的高度方向为Z轴方向，形成XYZ三维坐标；给PCBA供电，此时PCBA以及PCBA上贴装的PD、TIA正常工作，接收光接口组件的接收光接口连接光源，光源输入多个波长的光信号，当有光信号到达PD时，会产生光生电流，光生电流的数值通过PCBA传输到电脑端显示出来；将波分解复用组件、三角反射棱镜、阵列透镜分别作为待耦合光学元件在XYZ三维坐标里根据需要分别进行X轴、Y轴、Z轴方向耦合,波分解复用组件、三角反射棱镜、阵列透镜均耦合后，第一次耦合步骤完成，观察PD的光生电流的大小变化，当PD的光生电流的大小满足产品的需求时，波分解复用组件、三角反射棱镜、阵列透镜耦合结束，当PD的光生电流的大小不满足产品的需求时，开始第二次耦合步骤，如此重复，直到PD的光生电流的大小满足产品的需求时，波分解复用组件、三角反射棱镜、阵列透镜耦合结束；沿X轴方向耦合时，根据需要沿X轴方向移动待耦合光学元件时，观察PD的光生电流的大小，当沿X轴正方向移动时，每移动一次记录一个光生电流的数值，并比较该光生电流的数值与上一个光生电流的数值，若光生电流变小，说明移动方向错误，改为沿X轴负方向移动，若光生电流变大，说明移动方向正确，沿此正确方向继续移动，通过比较光生电流的数值，找到最大光生电流值及对应的X轴坐标，确定该待耦合光学元件的X轴坐标；沿Y轴方向耦合时，根据需要沿Y轴方向移动待耦合光学元件时，观察PD的光生电流的...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡百泉，林雪枫，李林科，吴天书，杨现文，张健，
申请(专利权)人：武汉联特科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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