[发明专利]小型高速光学模块

说明书

技术领域

本发明涉及光学模块，特别地，涉及用于高比特率场合的光学模块，其包括机械地附连并电连接到可连接到电路载体的载体基板的光学透明载体。

背景技术

光互连由于它们支持比传统的电缆互连高很多的带宽的能力而在最近几年中变得广泛用于电子器件。在这种情形下，用于将光信号转化为电信号以及将电信号转化为光信号的光学模块的发展在广泛的利用光互连的应用例如中板应用中扮演关键角色。

普通光学模块通过光学透明载体组件实现，其中所述光学透明载体组件包括多个光学元件。已知的光学模块的例子示出在图15中。光学模块2100包括对限定波长光学透明的载体2110，在载体2110的顶部安装有光学元件，例如光接收器和发射器2120以及各种集成电路2130。光发射器和接收器2120和集成电路2130通过连接迹线2112连接到安置在透明载体2110的表面上的连接端子2103。在当前市面上的应用中，光学透明载体组件2100例如通过焊接透明载体2110到电路载体而连接到电路载体，例如印刷电路板或者连接器插座。

在该应用中，光学模块2100可以设计来安装在电路载体上。在这样的构型中，有源光学元件将通过光学透明载体2110向着与电路载体相对的方向发光。光将通过光耦合元件聚焦并重定向，所述光耦合元件一般安置在光学透明载体的顶上以便对齐透镜和光学元件2120。在这种应用中，在电路载体中具有开口，通过该开口，热量通过热桥(未示出)消散以便传递由集成电路和光学元件产生的热。

其中光学模块通过焊接电连接端子在光学透明载体2110上和电连接端子在电路载体2200上而直接连接到电路载体2200的配置在图16中示出。进一步地，光学模块2100和印刷电路板2200可以组装到模块壳体2500中。该配置示出在图17中。壳体2500通过热桥的配置用作主散热器。

虽然在图15-17中描述的模块是相当紧凑的，但是，根据该设计，安装光学元件2120的透明载体直接安装在电路载体2200上，因此仅能够用于其中电路载体2200设计为以使得壳体2500能够用作散热器的场合。而且，根据现有设计，透明载体2110一般通过焊接块或者胶粘剂附着而固定在电路载体2200上，因为通过例如夹持元件等的方式进行的任何其它固定设计会损坏安装光学元件2120的透明载体2110。因此，光学模块2100仅能用在其机械连接要求能够通过焊接块或者胶粘剂连接得到满足的应用中。

但是，利用光学模块的不同的应用可以具有与产生的热量、热消散、机械和/或电连接、光的方向等有关的非常不同的要求。而且，一些应用会需要其中光学接口是固定的光学模块，而其它应用会要求具有可拆卸的光学接口的光学模块。最后，根据不同的固定设计，具有适于安装在电路载体例如印刷电路板上的光学模块，以使得相同的光学模块能够利用不同的安装方案用于不同应用中，这会是有利的。

发明内容

因此，通过本发明解决的根本问题是提供一种能够安装在电路载体上的小型光学模块，其是牢固的，并且保证与电路载体可靠的机械、电和光学连接，并且其可以在具有与光、电、热和机械连接有关的不同的要求的各种场合中工作。

本发明是基于提供适于安装在电路载体上的光学模块的构思，其中该光学模块能够用于各种场合，其符合与光、电、热和机械连接有关的特定要求，具有紧凑的尺度，并可以低成本地进行生产。本发明的光学模块包括载体基板，该载体基板包括在第一表面上的第一电连接端子和在第二表面上的电连接到第一电连接端子的第二电连接端子。第二电连接端子可连接到电路载体。光学模块进一步包括具有第一电连接端子的光学透明载体和电连接到光学透明载体的光学元件。光学透明载体通过相应的第一电连接端子机械地附连并电连接到载体基板，光学元件连接在光学透明载体的第一表面上，并适于通过光学透明载体将光发射到面对光学透明载体的与第一表面相对的第二表面的光耦合元件以及从面对光学透明载体的与第一表面相对的第二表面的光耦合元件接收光。

根据该构型，安装光学元件的光学透明载体连接到电路载体，但是不是直接地，而是通过基板载体。因此，光学模块可以连接到电路载体以满足特定应用的即与机械连接有关的特定要求。例如，光学透明载体可以焊接到电路载体以满足某些机械要求，从而避免在回流焊接过程中对光学元件和在光学透明载体上的电连接产生应力。或者，载体基板可以设计为通过例如夹持配置的方式可拆卸地安装到电路载体。而且，载体基板比普通的板到板连接器插头更紧凑，从而有利于减小光学模块的总尺寸。

而且，载体基板可包括在至少其第一表面上的第一开口。光学透明载体然后可以安置在第一开口内部。