密封式光收发器制造技术

本公开将光互连组件中的光传播路径与外部污染物隔绝。光互连组件包括反射表面，该反射表面也可与外部污染物隔绝。其他新颖概念包括光互连组件的所有封闭密封区处于流体连通，以及用薄板对该光互连组件进行最终隔绝，该薄板可弯曲以减少周边环境与该光互连组件的密封内部体积之间的压差。封内部体积之间的压差。封内部体积之间的压差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】密封式光收发器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年1月18日提交的美国专利申请序列号62/794,353、于2019年9月6日提交的美国专利申请序列号62/897,105和于2019年11月8日提交的美国专利申请序列号62/933,158的优先权，上述每个专利申请的公开内容在此通过援引并入，就如同在本文中完整阐述一样。
[0003]背景
[0004]在对网络流量增长的持续需求中，ASIC(专用集成电路)开关、FPGA(现场可编程门阵列)或微处理器正在提升它们的IO(输入/输出)带宽能力和通道数。在各种高带宽电部件之间使用光互连来代替电互连在带宽和带宽密度(收发器所占表面积的Gb/s/m2)方面提供了显着的益处。具体而言，将电信号转换为光信号以及将光信号转换为电信号的光收发器，常用于在电部件之间传输高带宽信号。然而，随着互连密度的增加，从光互连组件内的部件中除去热量成为更大的挑战。一种冷却部件的解决方案是使用浸入式冷却，其中光互连组件以及系统中的其他电部件都浸没在液体中。与常用的强制风冷相比，与部件的直接液体接触导致较低的部件运行温度。这使得部件寿命的改善和系统可靠性的提高。此外，与使用风冷获得的封装密度相比，浸入式冷却允许更高的封装密度。
[0005]采用浸入式冷却的一个障碍是提供诸如光收发器之类的光互连组件在浸入液体中时的运行能力。大多数传统的光收发器通常设计为在风冷下运行，并且至少部分地由于液体干扰了收发器中的光传播而无法在浸入液体中时工作。虽然一些传统的光收发器能够在液体中运行，但由于它们将收发器组件封装在具有电馈通的密封金属包壳中，它们往往体积庞大且价格昂贵。因此，需要一种低成本光收发器，该低成本光收发器具有可兼容浸入在液体中运行的密封式光传播路径。

技术实现思路

[0006]一方面，光互连组件可以包括具有光传播路径的光学积木。光互连组件还可包括与光传播路径对准的电光组件。光互连组件还可包括部件腔。第二光传播路径经部件腔延伸并与光学积木中的第一光传播路径光学对准，并且第二光传播路径与周边环境隔绝，从而防止光学积木外部的环境污染物触及第二光传播路径。
[0007]附图的简要说明
[0008]当结合附图阅读时将更好地理解以下详细描述，其中出于说明的目的在附图中示出示例实施例。然而，应当理解，本公开不限于所示的精确布置和装置。在附图中：
[0009]图1是根据一个实施例的密封式光收发器的透视图；
[0010]图2是图1中所示的密封式光收发器的横截面图。
[0011]图3A是图2中所示的密封式光收发器的部分组装的光接收器的俯视图，示出了安装到基板的增高座；
[0012]图3B是图3A中所示的部分组装的光接收器的一部分的侧剖视图，示出了密封至基板的增高座；
[0013]图3C是基板的俯视图，示出了被配置成密封基板和增高座之间空隙的粘合剂；
[0014]图4A示出施加到图3A中所示的密封式光接收器的增高座上的胶珠；
[0015]图4B示出对图4A中所示的增高座密封的光学积木接收器的光学积木，示出了胶珠已经固化之后；
[0016]图5示出图3A中所示的密封式光接收器的第一腔密封；
[0017]图6示出浸入设置在容器的液体内的处于运行状态的密封式光收发器；以及
[0018]图7是与图2类似但根据替代实施例构造的收发器的横截面图。
[0019]详细描述
[0020]本公开涉及能够在浸入冷却液中时运行的光互连组件。在浸入冷却液中时运行改进了光互连组件的散热，从而使光互连组件能以较低温度运行或使具有多个光互连组件的系统的封装密度能增加。此外，密封式光互连组件可用在没有浸入式冷却的情况。它特别有利于在恶劣环境中的使用，诸如在多尘环境或可能存在淡水雾或盐雾的环境。光互连组件可以被配置为光收发器。因此，在本说明书中，通常使用术语光收发器；然而，本专利技术可以同样地应用于任何合适的光互连组件，诸如光发射器或光接收器。因此，光发射器和光接收器中的每一者通常可以被称为光互连组件，并且因此光收发器通常也可以被称为光互连组件。
[0021]如本文所用，术语“基本上”、“大致”、“大约”及其派生词以及本文所用的具有类似意义的词汇意味着所引用的尺寸、大小、形状、方向或其他参数可包括所述尺寸、大小、形状、方向或其他参数以及最高达
±
20％的范围，包括所述尺寸、大小、形状、方向或其他参数的
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10％、
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5％和
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2％的范围。此外，如本文所使用的术语“至少一个”所描述的结构可以指单个所述结构和多个所述结构之一或两者。此外，除非另有说明，否则本文对单数“一”、“一个”或“该”的引用同等有效适用于复数。类似地，本文中对复数的引用同等有效适用于单数“一”、“一个”或“该”。
[0022]本文对“一实施例”、“一个实施例”、“一个示例实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例可能不一定包括该特定的特征、结构或特性。此外，这些短语不一定指同一实施例。此外，当结合实施例进行描述特定特征、结构或特性时，应当认为本领域技术人员在其知识范围内能结合其他无论是否明确地描述实施例，使这类特征、结构或特性发挥效用。
[0023]参考图1至图2，密封式光收发器100包括可被配置为印刷电路板(PCB)的基板102、增高座108、光学积木110和多条光纤112。光纤112可以相对于彼此被固定在带状光缆116内。或者，光纤112可以松散地布置在松配合管内，并且可相对于彼此移动。因此，当光纤从带状光缆116伸出时，光纤112能相对于其他光纤112单独地定位。又或者，光纤112可被单体化而不被带状光缆116围绕。在一些示例中，光收发器100可以被配置为中板(mid
‑
board)光引擎。从下面的描述中可以理解，各种光学部件安装到基板102的增高座108。增高座108继而安装到基板102。收发器100包括发射器和接收器。发射器接收电信号，产生对应于电信号的光信号，并发射和传输最终行进至带状光缆116的光纤112的光。接收器接收光信号，产生对应于光信号的电信号，将电信号传输到电接口，该电接口可以与互补电部件对接。电接口可以被配置为基板102的电接触垫105。
[0024]发射器包括至少一个电光组件104，诸如至少一个光源。至少一个光源可以被布置
为多个光源。光源可以被设置成与控制器203处于电连通，控制器203可以被配置为微处理器。控制器302可以被安装到基板202，并且可以被编程以控制光发射器和光接收器之一或两者的运行。在一个示例中，可以通过调制驱动光源的电流来直接调制光源。在另一示例中，发射器可以包括至少一个光子集成电路，诸如多个光子集成电路。具体而言，光源可以发射被外部调制的稳定光束。外部调制可发生在光子集成电路中。因此，如果存在光子集成电路，那么光子集成电路可以被配置为从互补电部件接收至少一个电发射信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光互连组件，包括：具有内部光传播路径的光学积木；电光组件；以及部件腔，其中自由空间光传播路径经所述部件腔延伸，并与所述光学积木中的所述内部光传播路径和所述电光组件光学对准，并且所述自由空间光传播路径与周边环境隔绝，从而防止所述光互连组件外部的环境污染物触及所述第二光传播路径。2.根据权利要求1所述的光互连组件，其中所述光学积木包括反射表面，所述反射表面改变所述光学积木中所述第一光传播路径的方向。3.根据前述权利要求中任一项所述的光互连组件，其中所述光学积木包括与所述反射表面相邻的第一腔，并且封闭构件被安装到所述光学积木，以使得所述光学积木和所述封闭构件之间的空隙具有围绕所述第一腔的不可渗透的密封。4.根据权利要求3所述的光互连组件，其中所述封闭构件是柔性板，所述柔性板被配置为响应于所述周边环境和第一腔之间的压差而弯曲，从而减小所述周边环境和第一腔之间的压差。5.根据权利要求3至4中任一项所述的光互连组件，其中所述光学积木包括管道，所述管道使所述部件腔与所述周边环境处于流体连通。6.根据权利要求5所述的光互连组件，其中所述管道使所述部件腔和所述第一腔相互处于流体连通，以使得所述管道、部件腔和第一腔结合界定密封式液体不能渗透的封闭体积。7.根据权利要求5所述的光互连组件，其中所述管道使所述部件腔与所述周边环境处于流体连通但不通过所述第一腔。8.根据前述权利要求中任一项所述的光互连组件，还包括：基板；安装在所述基板上的增高座，所述增高座具有增高座孔，其中在所述增高座上邻近所述中央增高座孔处安装有所述电光组件；以及在所述增高座和所述基板之间延伸的密封，其中所述密封围绕所述增高座孔，以防止环境液体经所述空隙进入所述增高座孔。9.根据权利要求8所述的光互连组件，其中所述光学积木被安装到所述增高座，并且所述光学积木和所述增高座之间的空隙具有围绕所述部件腔的不可渗透的密封。10.根据前述权利要求中任一项所述的光互连组件，其中所述电光组件具有保形涂层，所述保形涂层覆盖所述光互连组件的大部分暴露的表面积。11.根据前述权利要求中任一项所述的光互连组件，其中所述光互连组件包括光收发器、光发射器和光接收器中的至少一者。12.根据前述权利要求中任一项所述的光互连组件，其中所述电光组件是激光二极管阵列或光电探测器阵列。13.根据前述权利要求中任一项所述的光互连组件，其中所述光互连组件还包括抗腐蚀润滑剂，所述抗腐蚀润滑剂涂覆所述光互连组件的外部金属结构。14.一种操作根据前述权利要求中任一项所述的互连组件的方法，所述方法包括步骤：将所述互连组件浸入在液体中；
使光沿所述内部光传播路径和所述自由空间光传播路径传播；以及防止所述液体进入到所述自由空间光传播路径。15.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括步骤：使所述互连组件经受盐雾；防止外部金属表面在有所述盐雾的情况下受腐蚀。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述外部金属表面涂覆有抗腐蚀润滑剂。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述抗腐蚀润滑剂是不导电的。18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其中所述外部金属表面包括电接触垫。19.一种组装光互连组件的方法，所述光互连组件具有带第一腔的光学积木，所述方法包括步骤：将电光组件安装到增高座；将所述增高座安装到基板；将所述光学积木安装到所述增高座；将封闭构件安装到所述光学积木，其中所述光学积木和所述封闭构件之间的空隙具有围绕所述第一腔的不可渗透的密封。20.根据权利要求19所述的方法，其中所述光学积木和所述增高座之间的空隙具有围绕部件腔的不可渗透的密封。21.根据权利要求19至20中任一项所述的方法，其中所述增高座与所述基板之间的空隙具有围绕中央增高座孔的不可渗透的密封。22.根据权利要求19至21中任一项所述的方法，还包括施加保形涂层的步骤，所述保形涂层覆盖所述光互连组件的大部分的暴露的表面积。23.根据权利要求19至22中任一项所述的方法，其中在所述光学积木已被安装到所述增高座后，安装所述封闭构件，以便对封闭构件的安装不干扰所述光学积木的光学对准。24.根据权利要求19至23中任一项所述的方法，其中所述光互连组件选自包括光收发器、光发射器和光接收器的组。25.根据权利要求19至24中任一项所述的方法，其中所述电光组件是激光二极管阵列或光电探测器阵列。26.一种光互连组件，包括：具有第一腔的光学积木；以及封闭构件；其中所述光学积木和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修，
申请(专利权)人：申泰公司，
类型：发明
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