本申請涉及光通訊技術領域，尤其涉及一種光學次模塊及光模塊。

背景技術：

光模塊是光纖通信系統中實現光電轉換或電光轉換的重要器件，可包括光接收次模塊，光發射次模塊或者光收發一體模塊。光組件是光學次模塊的核心部件之一，圖1是一種典型的40g/100g的tosa(光發射次模塊)的光路示意圖。由圖1可見，光發射次模塊中的光組件自光發射端依次包括包含4個激光器、與激光器分別對應的4個準直透鏡、將4路光合成1路光的光復用組件以及1個聚焦透鏡。光發射次模塊外部的pcb板能夠通過柔性板連接激光器，并控制激光器發射光信號，此光信號沿著激光器以外的其他光學元件組成的透鏡陣列傳播，最終通過光纖適配器傳遞至外接光纖，從而實現電光轉變。

目前，光模塊多應用于光網絡通信設備(如匯聚交換機、核心路由器、數字用戶線路接入復用器dslam以及光線路終端olt等)，光網絡通信設備所處的外界環境能夠對光模塊的光電轉換性能產生較大影響，因此，光模塊中的光電元件需要封裝在一個相對密閉的結構中，以降低濕度、溫度、電磁干擾等環境因素的不利影響。圖2為一種常見的tosa的封裝結構示意圖。由圖2可見，該封裝結構包括上表面敞開的殼體1以及與殼體1相配合的蓋板2，殼體1的內側四周設有托板11，蓋板2可以固定在托板11上，以蓋合殼體1。tosa中的光組件采用有源或無源耦合的方式固定于殼體1與蓋板2形成的腔體內，具體的，光組件固定在腔體內的基板(圖中未示出)上。在殼體1相對的兩個側壁上還分別設置有適配器焊接座3和柔性板焊接座4，分別用于固定適配器和柔性板。適配器焊接座3內還設有密閉的光窗31，tosa中的光信號能夠通過光窗31傳播至光纖。目前，適配器焊接座3和柔性板焊接座4通常以焊接的方式固定在殼體1上，蓋板則以膠封或焊封的方式固定在殼體1上，殼體1、蓋板2、適配器焊接座3和柔性板焊接座4共同形成了一個密閉的封裝結構，使得光組件能夠在復雜的外部環境下長期正常穩定地工作。

蓋板2的膠封過程通常為：先在托板11上涂覆一層膠黏劑，將蓋板2覆蓋在涂有膠黏劑的托板11上，壓合后再在蓋板2的側壁與殼體1側壁之間的縫隙中注膠，最后，通過高溫加熱的方式，使液態的膠黏劑固化，從而將蓋板2固定在殼體1的上表面，并與殼體1形成密閉腔體。但是，在膠黏劑固化的過程中，腔體內部的空氣容易受熱膨脹，使得蓋板2同時受到熱空氣向上的推力和膠黏劑的粘合力，膠黏劑在完全固化之前的粘合力較弱，這樣，就使得蓋板2很容易被內部熱空氣的氣壓頂起，影響tosa的密閉性能。

技術實現要素：

本申請提供了一種光學次模塊及光模塊，以解決膠黏劑的高溫固化導致蓋板側壁與殼體側壁粘合不牢固的技術問題。

第一方面，本申請提供一種光學次模塊，所述光學次模塊包括：

殼體，其包括一個底面和垂直于所述底面的四個側壁，在所述側壁的內表面設有高度相同的托板，所述殼體的其中一個側壁的高度與所述托板的高度相同，另外三個側壁的高度大于所述托板的高度；

光組件，其排布于所述殼體內部；

柔性板，其一端與所述光組件相連接，另一端設置在所述殼體的外部，所述柔性板與所述殼體的側壁密封連接；

光窗，其設置于側壁上，所述光組件能夠通過所述光窗與外部光纖傳遞光信號；

蓋板，其與所述托板密封連接。

第二方面，本申請還提供了一種光模塊，所述光模塊包括上述的光學次模塊。

本申請的有益效果如下：

本申請提供的光學次模塊包括殼體、蓋板、光組件、柔性板以及光窗，其中，殼體包括一個底面和垂直于所述底面的四個側壁，在所述側壁的內表面設置高度相同的托板，其中一個側壁的高度與所述托板的高度相同，另外三個側壁的高度大于所述托板的高度，蓋板與所述托板密封連接。柔性板為光組件提供電連接，光組件通過光窗與外部實現光連接。本申請中，殼體一個側壁的高度與所述托板的高度相同，另外三個側壁的高度大于所述托板的高度。封裝本光學次模塊時，在較高的側壁的托板上涂膠，將蓋板蓋合在托板上以后，將膠黏劑固化。膠黏劑固化過程中產生的熱空氣將從較低的側壁與蓋板之間的縫隙中排出。因此，殼體內部熱空氣的作用力不會對蓋板側壁的固定產生不利影響，從而確保蓋板側壁與殼體側壁的粘合性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為一種典型的40g/100g的tosa的光路示意圖；

圖2為一種常見的tosa的封裝結構示意圖；

圖3為本申請實施例提供的一種光學次模塊的拆分結構示意圖；

圖4為本申請實施例提供的一種光學次模塊的封裝結構示意圖；

圖5為本申請實施例提供的一種殼體的俯視圖；

圖6為本申請實施例提供的一種光學次模塊的封裝方法的方法流程圖。

具體實施方式

針對膠黏劑固化過程中，腔體內部的空氣容易受熱膨脹，使得蓋板2容易被內部熱空氣頂起，而影響光模塊密閉性能的技術問題，本申請提出了一種光學次模塊，其核心思想是：通過殼體1其中一個側壁與其他三個側壁之間的高度差，在殼體1的上端面構成一個一面開口的u型結構。封裝本光學次模塊時，可以在上述三個側壁的托板11上涂膠，將蓋板2蓋合在殼體1的上表面以后，將膠黏劑固化。膠黏劑固化過程中產生的熱空氣將從另外一個側壁與蓋板2之間的縫隙中排出。因此，殼體1內部熱空氣的作用力不會對蓋板2的固定產生不利影響，從而確保光學次模塊的密閉性能。

參見圖3至圖5，所示分別為本申請實施例一提供的一種光學次模塊的拆分結構示意圖、本申請實施例一提供的一種光學次模塊的封裝結構示意圖以及本申請實施例一提供的一種殼體的俯視圖。如圖3至圖5所示，本實施例提供一種光學次模塊，包括：殼體1、蓋板2、光組件5、柔性板6以及光窗7，其中，柔性板6和光窗7分別設置在殼體1上相對的兩端，光組件5排布于殼體1的內部，蓋板2蓋合在托板11上，與殼體1構成閉合的封裝結構。本實施例中，光學次模塊可以是光接收次模塊，或者光發射次模塊。當然，本申請其他實施例中，柔性板6以及光窗7也可以根據實際需求，設置在殼體1相鄰的兩個側壁上。

殼體1包括一個底面和垂直于所述底面的四個側壁，在所述側壁的內表面設有高度相同的托板11，所述殼體1的其中一個側壁的高度與所述托板11的高度相同，所述殼體1的另外三個側壁的高度大于所述托板11的高度。托板11與側壁可以為一體結構，實際產品中可能無法從視覺上明顯區分托板與側壁，具體的，承托蓋板的部分為托板，非承托蓋板的部分為側壁。本實施例中，至少有一組相對的兩個側壁的內表面設有托板11，且托板11高度相同，以使蓋板2在膠黏劑的作用下穩固的蓋合在托板11上。本實施例中，殼體1的四個側壁及托板11共同在殼體1的上端面構成了一個一面開口的u型結構，開口的面即四個側壁中高度較低的面。

本實施例中，殼體1為長方體結構，光組件5排布于長方體殼體1的內部。光學次模塊可包括激光器(和/或光探測器)、準直透鏡、光復用組件以及聚焦透鏡等光學元件，以上光學元件根據光學次模塊功能和類型的不同，按照預定的方向和順序排布于殼體1內部。

光組件5中具有光電轉換功能或電光轉換功能的光學元件為光組件5的光電轉換端。例如，在光發射次模塊中，光組件5的光電轉換端為激光器，激光器與外部pcb板相連，并將pcb板發送電信號轉化為光信號，此光信號沿著其他光學元件傳輸至外部光纖；在光接收次模塊中，光組件5的光電轉換端為光探測器，外部光纖輸入的光信號通過光組件5中其他光學元件傳輸至光探測器，光探測器將接收到的光信號轉化為電信號，并將此電信號傳輸至pcb板。根據以上信號的轉化和傳輸過程可知，光組件5兩端的光學元件需要與外部元件通信，因此，在殼體1寬度方向(垂直于光信號的傳播方向)上相對的兩個側壁還分別固定有光組件5與外部元件的連接部件。

柔性板6作為光組件5與pcb板的連接部件，能夠實現pcb板與光組件5的通信。柔性板6的一端與外部的pcb板相連，另一端穿過殼體1的側壁與光組件5相連，具體為與光組件5的光電轉換端相連接，并與殼體1的交界處密封連接，以確保光學次模塊的密閉性。

光窗7為允許光通過的玻璃片，為了增強光窗7的透射度，防止光反射現象影響光轉換元件的性能，通常將玻璃片傾斜一個預設角度(通常為8度)，并玻璃片的表面鍍上對應波長的增透膜。光窗7作為光組件5與外部光纖的通訊部件，通常設置于與柔性板6相對的側壁上，光組件5能夠通過所述光窗與外部光纖傳遞光信號。

另外，本實施例中，蓋板2為與殼體1相匹配的長方體金屬板，蓋板2的長度和寬度略小于殼體1相對應的側壁之間的距離，使之能夠嵌入殼體1內部，并蓋合在托板11上表面。蓋板2與殼體1需要密封連接，以確保光學次模塊的密閉性。為了簡化光學次模塊的加工工藝，節約光學次模塊的加工成本，本實施例通過膠黏劑將蓋板2與殼體1相連接。進一步的，蓋板2的下表面可通過膠黏劑與托板11相連接，蓋板2的側壁可通過膠黏劑與殼體1側壁的上邊沿相連接。通過以上雙層膠黏的方式，能夠增強光學次模塊的密閉性。

目前，光學次模塊在數據中心的數據傳輸領域應用越來越廣泛，其工作環境相較于傳統的移動電信傳輸的工作環境要好很多，因此，對光學次模塊中光學元件的密封性要求也有所下降，加之一些光學元件自身的防水氣性能也有所提高，使得采用膠黏劑密封光學次模塊的封裝技術成為了可能。本申請基于實施例一提出的光學次模塊的結構，提供了一種利用膠黏劑密封光組件的封裝方法。參見圖6，所示為本申請實施例一提供的一種光學次模塊封裝方法的方法流程圖。如圖6所示，該方法包括：

步驟s100：將光組件5按照預設順序排布于殼體1的內部。

例如，在常見的光發射次模塊中，光組件5自光電轉換端的排布順序可以依次為激光器、準直透鏡、光復用組件以及聚焦透鏡；在常見的光接收次模塊中，光組件5自光電轉換端的排布順序可以依次為光探測器以及透鏡組件等。

步驟s200：將柔性板6的一端與光組件5相連接，另一端設置在所述殼體1的外部，并將柔性板6與殼體1的側壁密封連接。

步驟s300：在高度低于側壁的托板11上涂覆一層膠黏劑，將蓋板2蓋合在托板11上，利用高溫加熱的方式，將涂覆在所述托板11上的膠黏劑固化。

本實施例中使用膠黏劑可以為以氰基丙烯酸乙酯為主要成分的金屬膠水、紫外固化膠以及其他能夠粘結金屬材料的膠水。在對光學次模塊組件上涂覆的金屬膠水進行固化時，通常將直接組裝好的光學次模塊組件或者部分組件放入加熱箱內進行高溫加熱，使液態的金屬膠水轉化為固態；在對紫外固化膠進行固化時，通常需要先通過紫外光照射的方式進行預固化，對光學次模塊中的組件起到一個定位作用。預固化后的膠黏劑粘合力不強，此時如果相互連接的組件出現連接不適的情況，可以及時調整，以便提高光學次模塊各組件組裝的精度。在膠黏劑預固化以后，還需要進行高溫加熱，以提高膠黏劑的粘合力，從而確保光學次模塊的密封效果。

步驟s400：向所述蓋板2的側壁與所述殼體1的側壁之間形成的縫隙內注入膠黏劑，利用高溫加熱的方式，將注入所述縫隙的膠黏劑固化。

步驟s500：向高度等于側壁的托板11與蓋板2下表面之間形成的縫隙內注入膠黏劑，利用高溫加熱的方式，將注入所述縫隙的膠黏劑固化。

本實施例通過殼體1其中一個側壁與其他三個側壁之間的高度差，在殼體1的上端面構成一個一面開口的u型結構。封裝本光學次模塊時，可以在上述三個側壁的托板11上涂膠，將蓋板2蓋合在托板11以后，將膠黏劑固化。膠黏劑固化過程中產生的熱空氣將從另外一個側壁與蓋板2之間的縫隙中排出。待上述三個側壁上的膠黏劑完全固化之后，再用膠黏劑封堵另外一個側壁(即u型結構的開口面)上的縫隙并固化。此時，蓋板2與殼體1已具有相當強度的粘合力，因此，殼體1內部熱空氣的作用力不會對蓋板2的固定產生不利影響，從而確保光學次模塊的密閉性能。

本申請可以按照傳統的焊接封裝方式，通過柔性板焊接座將柔性板6固定在殼體1上，以實現pcb板與光組件5的連接。但是，由于激光器或光探測器為精密度較高的光學元件，很容易受到外界環境的影響，柔性板焊接座與殼體1的焊接過程容易導致其性能方面的劣化。因此，本實施例在殼體1的側壁上設置一開孔12，該開孔12通常為長方形或者長條狀開孔，可以設置在殼體1的任意一個側壁上。但通常情況下，柔性板6和光窗7分別設置在殼體1相對的兩個側壁上，考慮到光組件5的排布需要一定的空間，因此，本實施例可將開孔12設置在殼體1垂直于光組件5排布方向的側壁上，并且開孔12的位置與所述光組件5光電轉換端的位置相對應，使柔性板6能夠穿過開孔12并延伸至所述殼體1的內部，并與殼體1內部光組件5的光電轉換端相連接，另一端留在殼體1的外部，以便在光學次模塊應用時，與pcb板相連接。

為了避免高精密度的光學元件降低使用性能，本實施例采用膠封的方式固定柔性板6，即在柔性板6與開孔12之間的縫隙處注膠入膠黏劑，并利用加熱或者紫外線照射的方式，將注入所述縫隙的膠黏劑固化，以將柔性板6與光組件5相連接的一端密封在光學次模塊的殼體內部，從而確保光學次模塊的密閉性。

本申請中，殼體1的任意一個側壁均可以設置為高度較低的側壁，但為了便于封裝，本實施例將高度較低的側壁設置在柔性板6或光窗7所在的側壁上。由于光窗7通常設置于適配器焊接座3內部，而適配器焊接座3的體積較大，其最上端的設置位置通常高于柔性板6的設置位置，因此，為了能夠為光窗7的傳輸光信號預留足夠的空間，而不影響光信號的傳輸效果，本申請優選實施例中，可將高度較低的側壁設置在柔性板6所在的側壁上。

通常情況下，蓋板2與殼體1的尺寸相匹配，因此，封裝光學次模塊時，蓋板2將完全蓋合在殼體1高度較低的側壁上方，使得二者之間形成的縫隙的注膠位置難以把控，注膠后的封裝效果難以保證。

基于以上原因，本實施例中，蓋板的長度小于兩相對側壁之間的距離，其中，一個側壁為與所述托板高度相同的側壁。本實施例中，柔性板6所在的側壁上設有托板11，并且蓋板2的長度小于殼體1的長度。在組裝蓋板2時，將蓋板2沿靠近光窗的位置固定，由于蓋板2的長度較小，在柔性板6所在側壁的托板11與蓋板2的交界處會形成一個臺階結構，在對蓋板2進行膠封時，可沿著此臺階結構向蓋板2與托板11之間形成的縫隙中注膠并固化，能夠使得膠黏劑更為順利的流入縫隙中；或者，沿著此臺階結構點膠，膠黏劑沿著臺階結構流至托板11的上表面，從而封堵蓋板2與托板11之間形成的縫隙，第二種膠封方式有利于提高密閉效果和質檢效果。當然，本申請其他實施例中，高度較低的側壁也可以設置在與柔性板6所在的側壁相連接的側壁上，在這種情況下，蓋板2的寬度應小于殼體1的寬度。

為了進一步提高注膠的可操作性，本申請實施例中，蓋板2的厚度大于較高的三個側壁與托板11的高度差值。具體的，本實施例中，上述三個側壁為除柔性板所在側壁之外的三個側壁。當蓋板2蓋合在托板11上時，若以水平地面為基準面，則蓋板2高于殼體1，蓋板2的側壁與殼體1上述三個側壁的上表面可形成一個臺階結構。在對蓋板2進行膠封時，可沿著此臺階結構向蓋板2的側壁與殼體1側壁之間形成的縫隙中注膠，能夠使得膠黏劑更為順利的流入縫隙中，從而進一步提高封裝效率。

為了確保光學次模塊的密封性，對殼體1實施的檢漏測試是必不可少的。檢漏測試裝置通常為顯微鏡，通過顯微鏡觀察凝固狀態下的膠黏劑有無明顯的通孔，即可判斷光學次模塊的密封程度。然而，蓋板2側壁與殼體1側壁之間的縫隙是相對較小的，通過顯微鏡觀測該縫隙內的通孔具有一定難度。因此，本實施例也可以沿著此臺階結構點膠，膠黏劑沿著臺階結構流至側壁的上表面，從而封堵蓋板2與托板11之間形成的縫隙。通過這種膠封方式封堵的縫隙，顯微鏡很容易觀測到縫隙中溢出的膠黏劑的形態特征，從而簡化檢漏工藝，降低檢漏難度。

另外，本實施例殼體1的加工方式為機械加工，與常用的開模加工方式相比，機械加工的方式有利于降低殼體1的加工成本，并且提高殼體結構設計的靈活性。另外，傳統開模制造殼體的方式，其尺寸公差通常在100um左右，而機械加工的方式能夠在滿足殼體封裝技術要求同時，將殼體的尺寸公差能控制到20um以內，從而提高殼體1的加工精度。

本申請還提供一種光模塊，所述光模塊包括以上實施例所述的光學次模塊。

本說明書中各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。以上所述的本發明實施方式并不構成對本發明保護范圍的限定。