專利名稱：用于在電信號處理裝置處設(shè)置光電變換器的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在電信號處理裝置處設(shè)置光電變換器的裝置。
背景技術(shù)：
在有線電視系統(tǒng)(CATV系統(tǒng))中，電視信號是經(jīng)由或通過同軸電纜或包括玻璃纖維的光纜從有線電視供應(yīng)者或提供者那里傳送到一個社區(qū)的許多不同的TV用戶。為了得到一個大的帶寬，經(jīng)由光纜或光纖的光學(xué)傳輸變得越來越普遍。但在CATV社區(qū)自身之內(nèi)，仍然在使用建筑物中已經(jīng)安裝好的同軸電纜。因此，通過光纜傳輸?shù)恼{(diào)幅(AM)光學(xué)電視信號必須通過光電(或光電，光電子的)變換器(或轉(zhuǎn)換器)如PIN光電探測器二極管或其它光電探測器轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的射頻(高頻)電視信號。
光電變換器固定地連接到玻璃纖維的末端上，用于把光學(xué)信號傳送到變換器的光輸入端。光電變換器的電輸出電連接到一個電CATV放大器上，用于在變換器的輸出處將轉(zhuǎn)變后的電信號放大。CATV放大器包括若干有源和無源電子元件與一個金屬托架主體及一個保護蓋或外殼，上述有源和無源的電子元件設(shè)置在一個襯底，如一種厚膜或薄膜陶瓷襯底或一塊印刷電路板(PCB)上，襯底安裝到上述金屬托架主體上，而上述保護蓋或外殼用于保護襯底及襯底上的電子元件。金屬托架主體通常是根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)SOT115設(shè)計，并因此具有基本上是矩形形狀和標(biāo)準(zhǔn)化的尺寸。
光電變換器通過一種變換器托架直接或間接地安裝到襯底上，并且只由襯底機械式支承。另外，變換器的電輸出電連接到襯底上的電子電路上。連接到變換器上的玻璃纖維用一種剛性橡膠套保護，上述剛性橡膠套固定式和非剛性地保持在保護性外殼的一個開口內(nèi)。包括電放大器和安裝好的光電變換器的整個單元也叫做光接收器組件。
US5,627,531A公開了一種用于CATV光學(xué)接收器組件的光電變換器。這種已知的光電變換器包括一種固定到陶瓷材料制的一種光電器件托架上的光電器件，如一個光電二極管或發(fā)光二極管或激光器，并且還包括一個具有溝槽的光纖托架，一種單模或多模光纖的一個端部通過焊劑或粘合劑安裝和固定在上述溝槽中。光纖托架具有一個反射表面，并以這種方式連接到光電器件托架上，以使反射表面與光纖和光電器件對準(zhǔn)。
這種已知的光電器件可以在常規(guī)有線電視應(yīng)用中將光信號轉(zhuǎn)變成電信號，或是用于在現(xiàn)代互動或雙向有線電視系統(tǒng)中將電信號轉(zhuǎn)變成光信號，上述互動或雙向有線電視系統(tǒng)允許從電視用戶到電視提供者的反向信號傳輸，封裝的光電器件的類型根據(jù)所要求的信號方向而定。
已知在該技術(shù)中有許多方法和裝置能將一種光電變換器安裝到一個CATV放大器的襯底上。
已知通過將光電變換器焊接到一個作為變換器托架的機械金屬夾具上將所述光電變換器安裝到襯底上，上述變換器托架又焊接到襯底上。
另一種將光電變換器安裝到襯底上的特殊方法包括用一種粘合劑，如UV可固的或熱固樹脂中的一種，將變換器黏合到一個塑料托架上并將托架黏合到襯底上。
兩種已知的方法不需要或是只需要一個額外的部件來將變換器安裝到CATV放大器上，它們價格便宜并遵守標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，因此，在本領(lǐng)域的技術(shù)人員中得到了充分肯定。
發(fā)明概述然而，本發(fā)明的目的是提供一種可供選擇的方案，用于將一種光電變換器設(shè)置在一個電信號處理裝置處，尤其是設(shè)置在一個CATV或有線電視放大器處，所述電信號處理裝置包括承載用于信號處理的電子元件和/或電路的襯底，以及一個用于承載所述襯底的襯底托架。
根據(jù)本發(fā)明，這一目的和其它目的是通過權(quán)利要求1的特征實現(xiàn)的。根據(jù)權(quán)利要求1的用于將一個光電變換器設(shè)置在一個電信號處理裝置處的裝置包括一個變換器承載裝置，所述光電變換器可安裝或安裝到上述變換器承載裝置之中或之上，而變換器承載裝置可直接安裝或者可安裝到上述襯底托架上，該襯底托架承載著信號處理裝置的襯底，并最好作為減少襯底及其的電子元件的散熱器。
換句話說，根據(jù)本發(fā)明，借助于與襯底托架相連的變換器承載裝置，光電變換器只由襯底托架機械地支撐，而不由承載著用于信號處理的電子元件和/或電路的襯底支撐。變換器承載裝置作為變換器和襯底托架間的“機械接口”。與所有的現(xiàn)有技術(shù)解決方案相反，襯底一點也沒有對光電變換器的機械支撐功能。
由于光電變換器承載裝置被安裝在襯底托架，而不是像現(xiàn)有技術(shù)那樣安裝在襯底上，與現(xiàn)有技術(shù)相比，大大減少了在將光電變換器組裝到信號處理裝置上或處的過程中損壞襯底的危險。
而且，盡管在現(xiàn)有技術(shù)中，在襯底上必須提供相當(dāng)大的空間用于將變換器或變換器托架連接到襯底上和通常也使玻璃纖維與變換器連接，上述空間對電子電路或元件來說是損失，但根據(jù)本發(fā)明所述的組件可在襯底上提供額外的空間，上述額外的空間可供用于信號處理的電子元件和其它電子功能使用。
現(xiàn)在，在技術(shù)發(fā)展中，信號處理裝置包括越來越多的功能，另一方面，在襯底托架上可供襯底用的面積及因此襯底的尺寸在許多應(yīng)用中仍然受限制，尤其是必須遵守像SOT115標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)時。這些有點矛盾的目的通過本發(fā)明所述的特點達到，與先有技術(shù)相比，本發(fā)明能增加信號處理裝置及其電子元件的容量，而同時在襯底上不用任何另外的空間。
即使沒有附加的電子元件或電路集成在襯底上，電路的設(shè)計還是變得與光電變換器完全無關(guān)，使得在信號處理裝置的電器部分內(nèi)能有更高的自由度，和/或允許在純粹電放大器及光學(xué)接收器中的襯底的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和/或某些不同的襯底設(shè)計，比如用于不同的頻帶。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是變換器本身定位的自由度，它也不取決于襯底的實際設(shè)計，并且可以只根據(jù)對變換器設(shè)置它的電氣連接及與玻璃纖維的最佳光連接的需要進行選擇。簡單地通過成形并因此設(shè)置變換器承載裝置，光電變換器可以安放或定位在信號處理裝置處或其附近任何所希望的位置中。
此外，光電變換器尤其是當(dāng)裝備有光纖時，對機械應(yīng)力和熱應(yīng)力二者都十分敏感。根據(jù)本發(fā)明的組件減少了損壞靈敏的變換器的危險，因為變換器在其裝配期間不必經(jīng)受像現(xiàn)有技術(shù)中黏合或焊接過程那樣的熱波動。
當(dāng)涉及術(shù)語“光電的”時，它包括光或光學(xué)信號變換成電流或電信號，及電流或電信號變換成光或光學(xué)信號。術(shù)語“光學(xué)的”或“光”不僅包括可見了光譜，而且還包括紅外光譜。
本發(fā)明裝置的優(yōu)選實施例和應(yīng)用在權(quán)利要求1的從屬權(quán)利要求中陳述。
一般來說，光電變換器是利用電氣連接，優(yōu)選的是通過焊接或?qū)Ь€連接，電連接或可連接到襯底上。這些電氣連接不完成對變換器的任何機械支承功能。光電變換器僅是通過變換器承載裝置被襯底托架機械地支承，而不是通過與其電連接被襯底機械地支承。換句話說，即使除去電氣連接，變換器也牢牢地保持在它與襯底的相對位置中。
在一個有利的實施例中，襯底被設(shè)置或固定在襯底托架的中央部分之上或之中，變換器承載裝置在襯底托架的一部分中連接或可連接到襯底托架上，上述一部分位于中央部分的外部或鄰近該中央部分。
為了自對準(zhǔn)至少一對待連接的元件，尤其是變換器承載裝置或頂蓋和襯底托架及變換器承載裝置和光電變換器，一對元件中的兩個元件都裝備有調(diào)節(jié)裝置和/或自對準(zhǔn)連接裝置。因此，在這個實施例中的裝置不需要用另外的處理或?qū)?zhǔn)工具。
在一個優(yōu)選實施例中，變換器承載裝置利用下列連接裝置之一或一種組合被安裝到襯底托架上，亦即銷-孔連接，碰鎖裝置和夾緊裝置。這些類型的連接裝置尤其是能使變換器與襯底精確對準(zhǔn)。
在另一個優(yōu)選實施例中，變換器承載裝置包括一個變換器托架和一個托架座，光電變換器可安裝或安裝到上述變換器之中或之上，而變換器托架優(yōu)選的是可拆卸式(或可松脫式，可取出式)，可固定(或可附著，可安裝，可連接)或者固定(或附著，安裝，連接)到上述托架座上。托架座與電信號處理裝置的襯底托架連接或可連接，或是連接或可連接到電信號處理裝置襯底托架上或上方。因此，引入兩個附加的部分，亦即用于承載變換器的變換器托架和用于夾持變換器托架的托架座，以便將變換器設(shè)置在信號處理裝置處。
這可用于靈活的安裝變換器和尤其是靈活的安裝與變換器連接的光導(dǎo)，因為變換器和/或光導(dǎo)可以從變換器托架中拆卸，或是例如用膠永久地固定到變換器托架上或甚至還固定到托架座上，而不將光學(xué)元件永久固定到襯底托架上。
變換器托架和安放好或安裝好的變換器形成一個變換器單元，該單元被安裝在托架座上或托架座中，并且在一個實施例中，可以很容易從托架座中卸下。在永久裝配好的變換器單元的情況下，在另一個實施例中，托架座設(shè)計成可從襯底托架中取出。因此，在兩個實施例中，變換器在有或沒有其變換器托架的情況下，都可以從信號處理裝置中取出，托架座安裝到或安裝在上述信號處理裝置上。由于變換器被變換器托架，尤其是托架座保持并且優(yōu)選的被保護，所以在拆卸變換器單元和/或托架座期間大大減少了損壞變換器的危險。
在無論是信號處理裝置還是光電變換器由于故障或損壞而必須更換的情況下，可以將待更換的單元與完好無損的單元分開并用新的單元更換。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解，光電變換器單獨和甚至更多的與通常集成于其中的光纖和光纖的連接器一起的材料成本通常比典型的電子信號處理裝置的材料成本高，尤其是高于整個電CATV放大器材料成本的1.5倍。因此，根據(jù)這個優(yōu)選實施例的設(shè)計對從一個壞的電信號處理裝置中很方便地取出和重新使用(或再循環(huán))一個良好的變換器顯然是有利的。
另外，如果必須處理掉包括電信號處理裝置和光電變換器單元的整個光電裝置，則可以很容易將不同部件分開用于重復(fù)利用的目的。
在一個優(yōu)選實施例中，變換器尤其是通過卡扣或夾緊裝置可拆卸地固定或可固定到變換器托架上。另外，變換器托架優(yōu)選的是通過卡扣或夾緊裝置固定或可固定到托架座上。
另外，變換器承載裝置或尤其是變換器托架可以包括幾個夾持部分(或保持部分或固定、止動或限制部分)，變換器設(shè)置在上述夾持部分之間，并且通過所述夾持部分基本上防止變換器移動或掉落。
優(yōu)選的是，為了利用襯底上的所有空間，并通過那樣做來增加信號處理裝置電氣部分內(nèi)的自由度，光電變換器，變換器托架和托架座的設(shè)計可使待安裝的變換器與襯底或信號處理裝置分開一個預(yù)定的最小距離，上述最小距離足夠?qū)⒏麟娮釉O(shè)置在襯底上變換器下面。
在一個有利的和優(yōu)選的實施例中，裝置包括一個頂蓋，所述頂蓋安裝或可安裝到或安裝在托架座或變換器承載裝置上。在安裝之后，頂蓋和托架座或變換器承載裝置一起形成一個保護性外殼，上述保護性外殼至少封閉變換器或帶有安裝好的變換器的變換器托架，并且優(yōu)選的是還封閉電子電路或襯底。頂蓋優(yōu)選的是可從變換器承載裝置或托架座中拆卸。
尤其是，托架座或變換器承載裝置可以設(shè)置一個變換器平臺和一個側(cè)壁，上述變換器平臺用于安裝變換器托架或變換器，上述側(cè)壁包圍變換器平臺，并且優(yōu)選的是當(dāng)托架座或變換器承載裝置安裝在襯底托架上時，還包圍襯底。這個側(cè)壁可以提供一個外殼壁的下部分，而，例如盒形頂蓋的外壁可以構(gòu)成外殼壁的上部分。
在一個有利的實施例中，托架座或變換器承載裝置，尤其是平臺部分延伸過襯底，在不用襯底上任何空間的情況下，能使安裝好的光電變換器很容易導(dǎo)電連接到信號處理裝置上。
在一個有利的實施例中，頂蓋也固定或連接到襯底托架上，優(yōu)選的是尤其通過非剛性連接和/或銷-孔連接將托架座或變換器承載裝置固定或夾持到或頂著襯底托架上。
為了從電信號處理裝置中取出變換器，可以例如通過在不損壞頂蓋內(nèi)部變換器的情況下，對銷釘鉆孔使頂蓋和襯底托架之間的連接中斷或破壞，并在此后可以取出頂蓋(并拋棄)并可以從襯底托架中取出變換器承載裝置，重新使用或重復(fù)利用。
當(dāng)光電變換器裝配并在光學(xué)上與一光導(dǎo)尤其是光纖連接時，變換器承載裝置和/或變換器托架和/或托架座和/或頂蓋可以包括一個用于光導(dǎo)的通道，上述通道具有一個機械地保護光導(dǎo)的通道壁。
如上所述，在一個特定的實施例中，光導(dǎo)可以尤其是用黏合劑固定在變換器承載裝置或變換器托架內(nèi)，以便減少尤其是從變換器施加到光導(dǎo)上的拉應(yīng)力。為此，變換器托架優(yōu)選的是設(shè)置一個孔，優(yōu)選的是在通道壁中，可以穿過或進入上述孔施加黏合劑，以便在該處將光導(dǎo)固定到變換器托架上，并且也能同時固定到托架座上。
為了導(dǎo)向光導(dǎo)并保護其免受機械應(yīng)力和彎曲的影響，頂蓋和托架座或變換器承載裝置包括兩個相應(yīng)的切口部分，當(dāng)安裝時，上述切口部分形成一個用于光導(dǎo)的開口。在這個開口中或每個切口部分中，優(yōu)選的是設(shè)置一個像一種高彈性、軟嵌入體那樣的彈性支承部分，上述支承部分或兩個支承部分形成一個基本上是環(huán)形或圓形的支承件，用于開口內(nèi)的光導(dǎo)。優(yōu)選的是彈性支承件提供一個用于光導(dǎo)的旋轉(zhuǎn)中心。該實施例允許玻璃纖維的最大彎曲，而不會在裝配變換器和信號處理裝置期間引起損壞玻璃纖維。
根據(jù)本發(fā)明裝置的優(yōu)選應(yīng)用是用于或用在一種光電“混合”裝置，如光電接收器或發(fā)射器或組合式光電收發(fā)器中。電信號處理裝置優(yōu)選的是包括一個電放大器，尤其是CATV或閉路電視放大器，其中，襯底托架優(yōu)選的是按SOT115標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。


通過下面結(jié)合附圖所作的詳細說明，將更好地理解本發(fā)明的各種特點和優(yōu)點，其中圖1用部件分解透視(或等軸)后視圖示出了用于在CATV放大器處安裝光電變換器的安裝示意圖；圖2用側(cè)視圖示出用于將圖1光電變換器安裝到其變換器托架中的安裝步驟順序；圖3用后視透視圖示出了在實施圖2的安裝步驟之后具有安裝好變換器的變換器托架；圖4用部件分解后視圖示出了在實施圖2的安裝步驟之后圖1的整個安裝示意圖；圖5以透視前視圖示出了在沒有托架座的側(cè)壁的情況下，根據(jù)圖3安裝到托架上的變換器單元，；圖6用透視后視圖示出了在沒有頂蓋情況下，根據(jù)圖2-4變換器單元安裝到托架座中和托架座安裝到CATV放大器上之后，從圖4開始的安裝示意圖或組件，圖7示出了通過安裝頂蓋由圖5和6的組件所形成的整個組件，及圖8更詳細示出了具有用于玻璃纖維的彈性支承件的頂蓋和托架座的側(cè)視圖。
在圖1至圖8中，相同的部件用相同的標(biāo)號表示。值得注意的是，在本文中任何涉及“一個實施例”或“一實施例”的意思是指在本發(fā)明的至少一個實施例中，包括說明與實施例有關(guān)的特定特點、結(jié)構(gòu)或特性。在說明書各個不同地方出現(xiàn)的短語“在一個實施例中”不一定全都涉及相同的一種常規(guī)的光電變換器(或光電探測器)由標(biāo)號20表示并包括一個主體或外殼，上述主體或外殼內(nèi)裝有一個光電二極管(或光電探測器二極管)22，尤其是一種PIN光電二極管，一個套管(或夾持套)24和一個玻璃纖維(或任何其它光導(dǎo))26的一端，上述玻璃纖維26用于把光學(xué)或光信號傳送到光電二極管22上，該光電二極管22把這些信號轉(zhuǎn)換成電信號。具有包括在其中的光電二極管22的主體可以用陶瓷制造，并且優(yōu)選的是垂直于套管24和玻璃纖維26延伸，以便得到一種T形或錘形的光電變換器20的結(jié)構(gòu)。在具有光電二極管22的陶瓷主體頂部上，相互間隔一定距離設(shè)置兩個電接觸部分22A和22B，可以檢測光電二極管22的光電壓或光電流。作為一種專用信號處理裝置，示出了一種常規(guī)的閉路電視放大器或CATA放大器并用標(biāo)號10表示，上述閉路電視放大器或CATV放大器10包括一個通常是扁平的和經(jīng)常是矩形的襯底11和一個襯底托架主體17，上述襯底托架主體17承載襯底11并具有根據(jù)SOT115國際標(biāo)準(zhǔn)所述的尺寸。
電子或電信號處理和/或放大電路12被設(shè)置在襯底11上，上述電路12可以以厚膜或薄膜技術(shù)形成為一種印刷電路板或其它印刷式襯底，或是通過一種印刷電路板或其它印刷式襯底形成。放大電路通常包括裝備有Si或GaAs半導(dǎo)體器件的差分共射-共基級放大器(differential cascode stageamplifier)，和/或集成電路。另外，在襯底11上設(shè)置有導(dǎo)線，使電子電路12與襯底12上的兩個電接觸點11A和11B連接，用于連接到光電變換器20的相應(yīng)觸點20A和20B及一些其它的電觸點11C-11K上，上述其它電觸點11C-11K在襯底托架主體的一側(cè)處向下引出，用于信號輸入，信號輸出，電池(電源)和接地連接。
襯底托架主體17通常由金屬或其它具有良好熱導(dǎo)率的材料組成，以便將工作的電子元件或電路12所產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)離開襯底11，并因此不僅用作一個支承件，而且還用作用于襯底11的散熱片或冷卻體。SOT 115形襯底托架主體17具有一種對稱的形狀，其兩個末端部分較高且分別具有一個螺孔13和14，用于螺紋連接到一個放大器外殼(未示出)上，其中央部分上安裝襯底11。在兩個末端部分和中央部分之間，形成兩個中間區(qū)，上述兩個中間區(qū)各包含一個內(nèi)連接孔15A和15B及兩個外連接孔16A與16B和16C與16D。兩個螺孔13和14之間的距離由SOT115標(biāo)準(zhǔn)確定。
在圖1中，以還未組裝的形式示出了一種裝置優(yōu)選實施例的所有部件，上述裝置用于將光電變換器20設(shè)置在信號處理裝置，亦即方大器10的襯底11或電路12處。該裝置包括一個用于承載和夾持光電變換器20的變換器托架3，一個用于承載和固定變換器托架3的托架座5(或框架蓋，下外殼部分)，一個頂蓋(或頂部外殼部分)6和一個用于玻璃纖維26的彈性支承件70，上述彈性支承件70包括一個上支承部分71和一個下支承部分72。
變換器托架3具有一個前面區(qū)域30和一個后面區(qū)域31，上述前面區(qū)域30用于安放帶光電二極管22的陶瓷主體，而后面區(qū)域31用于封閉和保護玻璃纖維26。變換器托架3的前面區(qū)具有一個底部分32，兩個側(cè)面部分(或側(cè)壁)33作為夾持和/或調(diào)節(jié)裝置，套管24穿過上述兩個側(cè)面部分引出并在側(cè)向上受兩個側(cè)面部分33的限制，帶有光電二極管22的陶瓷主體位于上述底部部分32上，一個鉤形卡扣元件34在前面處卡入并牢牢夾持帶光電二極管22的陶瓷主體，而一個開口35用于將變換器20插入變換器托架3中。變換器托架3的后面區(qū)域31具有一個用于玻璃纖維26的通道，上述通道具有一個在底部處閉合的壁，并設(shè)置兩個用于玻璃纖維26的開口，另外，在頂部處設(shè)置一個黏合劑孔用于任意地膠合，并因此將引入的玻璃纖維26永久地固定到變換器托架3中，另外優(yōu)選的是當(dāng)安裝時也固定到托架座5上。
為了將光電變換器20安裝到變換器托架3中，首先正如圖2中可以看出的，將光電變換器20從下面引入底部部分32的開口35中，先將包含光電二極管22的陶瓷主體因入并使光軸垂直于底部部分32定向。然后，將光電變換器20與陶瓷主體和光電二極管22一起在它的頭部處朝底部部分32旋轉(zhuǎn)?？墼?4向后彎曲或變形，接著，在變換器20通過了它之后，卡扣元件通過彈性彈簧力鎖回到一個位置，通常用某種留下的彈簧壓力靠在帶光電二極管22的陶瓷主體上。同時，在這種旋轉(zhuǎn)運動情況下，光學(xué)玻璃纖維26在變換器托架3的后面區(qū)域31中從下面引入到它的通道內(nèi)。
卡扣元件34還用作用于制動帶光電二極管22的陶瓷主體的制動凸塊，并因此阻止整個變換器20移動到前面或向上移動。變換器托架3側(cè)面部分33的前面部分用作防止帶光電二極管22的陶瓷主體并因此防止變換器20向后運動的制動件?？墼?4和側(cè)面部分33一起，形成用于防止變換器20朝任何方向掉落的保持或夾持部分。因此，將光電變換器20牢牢地保持在變換器托架3中，并可以在任何時候通過反向?qū)嵤﹫D2所示的步驟取出。
圖3以等軸前視圖形式示出了由根據(jù)圖2的具有安裝在變換器托架3中的變換器3的組件所形成的變換器單元。
回到圖1，托架座(或框架蓋)5被成形為一種矩形框架，具有一個封閉式側(cè)壁50和一個變換器平臺54并且是敞開的，亦即在頂部處沒有蓋或頂板，上述變換器平臺54供變換器托架3用，它在底部處并且靠近側(cè)壁50。在變換器平臺54與側(cè)壁50分開的內(nèi)側(cè)處，一個鉤形卡扣元件53被設(shè)置成從托架座5的底部向上延伸到頂部。在變換器平臺54的一端處，一個橫擋或桿件55在與變換器平臺同樣長的側(cè)壁50一側(cè)處，從側(cè)壁50朝垂直方向上延伸。
在側(cè)壁50的垂直于較長側(cè)邊的較短側(cè)邊中，軸向上或平行于長側(cè)邊，形成一個切開部分或開口(或通道)51。在這個開口51后面的內(nèi)側(cè)處，在托架座5內(nèi)形成一個接收部分52，它是由兩個垂直的槽和一個用于接收下面支承部分72的底部部分形成的。在開口51的下方，形成一個第一調(diào)節(jié)裝置56，該第一調(diào)節(jié)裝置56從側(cè)壁50向外并垂直地伸出，而在同一短側(cè)邊處大約中間處，形成一個與第一調(diào)節(jié)裝置56類似的第二調(diào)節(jié)裝置57。
在側(cè)壁50的兩個較短側(cè)邊處，形成兩個銷釘5A和5B(只有5B在圖1中可見)，上述兩個銷釘5A和5B平行于側(cè)壁50向下延伸并從托架座5的其余部分突出。這兩個銷釘5A和5B形成一定直徑并以這種方式間隔開，以使它們能同時插入襯底托架主體17中的相應(yīng)內(nèi)孔15A和15B中，以便將托架座5安裝到襯底托架主體17上，并因此安裝到放大器10上。
頂蓋6主要是形成為一種待安裝到托架座5上和/或圍繞托架座5的矩形盒，因此，形成一個封閉式外殼用于保護變換器3，其中頂蓋6形成外殼的上面部分，托架座5形成外殼的下面部分。頂蓋6的較長側(cè)邊具有一個凹槽式邊緣38，用于擱在托架座5較長側(cè)邊處側(cè)壁50外部相應(yīng)底座58上。為了調(diào)節(jié)頂蓋6和托架座5的相對位置，頂蓋6具有一個較長的開口61和一個較短的開口67，上述較長的開口61用于安放和導(dǎo)向托架座5的第一調(diào)節(jié)裝置56，而上述較短的開口67用于安放和導(dǎo)向第二調(diào)節(jié)裝置57。在頂蓋6的封閉式平頂或頂壁處，在頂蓋6內(nèi)形成一個與托架座5的接收部分類似的接收部分(看不到)，用于接收上支承部分71。
在頂蓋6的兩個較短側(cè)邊處，分邊設(shè)置兩個銷釘6A和6B及6C和6D，上述銷釘6A和6B及6C和6D全都向下延伸，并意味著分別插入襯底托架主體17的外部連接孔16A-16D，用于使頂蓋6與襯底托架主體17連接或連接到襯底托架主體17上。
在圖4中，用后視圖示出組裝好的變換器單元。另外，在圖4中，與圖1所示的初始狀態(tài)相比，下支承部分71已經(jīng)安裝在托架座5內(nèi)的相應(yīng)接收部分51中，而另一個支承部分72安裝在開口61后面頂蓋6內(nèi)的相應(yīng)接收部分(看不到)中。
安裝在變換器托架3中的光電變換器20現(xiàn)在可以利用卡扣元件53和用作夾持裝置的桿件55活動式安裝在托架座5的變換器平臺54之中或之上。為此，卡扣元件53向后彎曲，同時讓變換器托架3快速壓緊并向后急速返回并借助某種留下的彈簧力靠在側(cè)壁33的其中之一上。因此，變換器托架3在側(cè)向上固定在側(cè)壁50和卡扣元件54之間，并在縱向上或軸向上固定在側(cè)壁50和桿件55之間。
圖5和圖6示出了以這種方式保持在托架座5中的變換器托架3。
變換器平臺54的夾持裝置(50，53和55)及變換器托架3的夾持裝置(33，34)使變換器20保持和固定，不論用或不用黏合劑。如果不用黏合劑，則后面的固化過程可以避免，然而如果用黏合劑，則通過黏合劑孔36涂布黏合劑，不需要額外的工具用于變換器對準(zhǔn)，亦即在固化過程時間間隔中使變換器20保持在它的位置中。
最后，如圖6所示，通過將銷釘5A和5B插入相應(yīng)的連接孔(或盲孔)15A和15B中，并使托架座5用其凸緣部分靠在襯底托架主體17的上表面上，將帶有安裝好變換器托架3的托架座5安裝到襯底托架主體17上。銷釘5A和5B具有比相應(yīng)連接孔15A和15B稍小的直徑，以便它們剛好裝配到相應(yīng)的孔15A和15B中，并因此使托架座5適當(dāng)?shù)貙?zhǔn)到散熱片或襯底托架主體17和襯底11上。并因此，適當(dāng)?shù)厥雇屑茏?對準(zhǔn)到散熱片或襯底托架主體17和襯底11上。因此，如果放大器10有缺陷并且必需去掉，則托架座5可以很容易從襯底托架主體17取出或卸下。在這種情況下，帶有最有價值的光電變換器20的托架座5是從襯底托架主體17中拉開，并可以在另一個良好的放大器中重新使用。
如圖6所示，現(xiàn)在光電變換器20保持在襯底12上方尤其是在電觸點11A和11B上方一定距離處，上述距離由托架座5確定，以便這些觸點11A和11B可以很容易連接到光電二極管22的觸點22A和22B上。光電變換器20的玻璃纖維26被保持在下支承部分72中，并被導(dǎo)向穿過托架座5中的開口51。
參見圖7，圖7示出了帶有頂蓋6的完成的安裝裝置組件100，頂蓋6安裝在托架座5的頂部或框架蓋上。托架座5包括裝配在變換器托架3中的光電變換器20(二者在圖7中都看不到)，上述變換器托架3鎖合到托架座5的變換器平臺54(圖7中看不到)上，而且整個組件安裝到襯底托架主體17上，因此，根據(jù)本發(fā)明，在襯底11上的放大器10尤其是放大電路12處。
在圖8中，以側(cè)視圖形式示出了這種根據(jù)圖7的組件。
根據(jù)圖7的安裝好的頂蓋6提供對襯底11上放大器10和電路12的機械保護。
根據(jù)圖7和圖8的頂蓋6被安裝到托架座5上并且部分在其上方。頂蓋6將托架座5緊緊地固定到襯底托架主體17上，并利用四個銷釘16A-16D將上述托架座5按下或釘住，與托架座5的兩個銷釘5A和5B相反，上述銷釘16A-16D緊緊地或非剛性地壓入襯底托架主體17內(nèi)的相應(yīng)盲孔16A-16D。
在另一個實施例中，托架座5的銷釘5A和5B還可以直徑更大并壓入襯底托架主體17的盲孔或連接孔15A和15B中，用于“固定”托架座5。
銷釘5A，5B和6A到6D優(yōu)選的是空心的，以便得到一種彈簧力或足夠的變形，尤其是對于與相應(yīng)盲孔的非剛性連接。
為了松開非剛性銷-孔連接之一，方便的是利用一種鉆孔工具或類似工具破壞銷釘5A和5B和/或6A到6D，及然后拉出整個部件，亦即拉出托架座5或頂蓋6。
因此，圖7組件可以通過鉆開銷釘6A-6D很容易按相反的順序拆卸，取下頂蓋6并再達到圖6所示的狀態(tài)等。
根據(jù)權(quán)利要求1-7的裝置或器件提供很容易從放大器10中取出或重復(fù)利用變換器20的能力，同時使在這個過程中損壞變換器20和/或玻璃纖維26的危險減至最小。這是特別有利的，因為變換器20和玻璃纖維26通常比放大器10的其余部分價格貴得多(約貴2～3倍)。因此，如果發(fā)現(xiàn)光學(xué)接收器組件的放大器部分10有缺陷，則可以將變換器20與框架蓋或托架座5一起從有缺陷的放大器10中取出，并且可以在另一個放大器中重新使用。
在圖7和圖8所示的實施例中，托架座5和頂蓋6中的切口部分或“凹槽”或開口51和61共同形成一種用于玻璃纖維26的封閉式開口或通道，亦即纖維出口的閘門。
在這個開口或纖維出口閘門內(nèi)，兩個彈性支承部分71和72共同形成一個用于玻璃纖維26的軟的或撓性的環(huán)形或封閉式支承件70。兩個彈性支承部分71和72可以成形為互補的兩個半環(huán)，他們一起形成一個玻璃纖維26的開口，如圖8中所示，或是兩個支承部分之一，尤其是下支承部分72，可以安放光纖26，而另一個支承部分71支承或補充第一支承部分72。沿著玻璃纖維26的光軸測得的支承件70和玻璃纖維26之間連接區(qū)或表面的長度尤其是小于玻璃纖維26的直徑，優(yōu)選的是小至少2倍。
如果將一個彎曲應(yīng)力從頂蓋6的外部加到玻璃纖維26上而同時彎曲在頂蓋6內(nèi)部持續(xù)，則支承件70的封閉式彈性環(huán)給玻璃纖維26導(dǎo)向并且是玻璃纖維的旋轉(zhuǎn)中心。因此，在纖維出口處橡膠支承件70的兩半或兩個支承部分71和72配合工作，以便提供纖維的撓性固定，使得如果玻璃纖維彎曲離開，例如襯底托架主體17，則在纖維出口閘門處提供旋轉(zhuǎn)作用的中心。
在組裝光電混合器件過程中，這種撓性支承件70為玻璃纖維彎曲提供最大的容限。換句話說，支承件70的彈性或軟度是如此之高，以致如果在頂蓋6外部將任何彎曲應(yīng)力加到玻璃纖維26上，玻璃纖維26都圍繞支承件70內(nèi)和附近旋轉(zhuǎn)。因此，纖維不被支承件70緊緊地固定，而只是在旋轉(zhuǎn)中心中對準(zhǔn)。因此，在蓋5或6外部玻璃纖維26的每次彎曲都能使玻璃纖維26以一種方式在蓋5和6內(nèi)部移動，以使彎曲半徑在任何情況下都減至最小，這樣在組裝光學(xué)接收器組件過程中，大大減少損壞玻璃纖維26的危險。
理想的是，可以選擇一種很軟的材料作為支承件70的彈性材料，尤其是選擇一種橡膠或其它具有彈性模量通常在1和10N/mm2之間和/或肖氏硬度A值通常為20的彈性體，因而，使得通過支承部分71和72的兩個橡膠瓣或橡膠導(dǎo)向件將一個小的力加到玻璃纖維26上。
在所有的實施例中，變換器托架3、托架座5和/或頂蓋6都可以用整體塑料部件，尤其是注塑部件形成，使得可用價低生產(chǎn)并在形狀和功能上有很大的靈活性。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計，尤其是圖1至圖8所示實施例中的設(shè)計，提供了不需要使用額外處理工具就能將變換器20與襯底11精確對準(zhǔn)的能力。
在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，可以對圖1至圖8所示的實施例進行許多改變。例如，除了光電二極管22之外，可以使用不同的光電探測器或?qū)㈦娦盘栟D(zhuǎn)變成光或光學(xué)信號的光電變換器，例如一種激光器或激光二極管或LED，并可以用與光電二極管22相同的方式設(shè)置在信號處理裝置處。這個實施例可以用于，例如一種雙向CATV系統(tǒng)中。
標(biāo)號明細表3 變換器托架5 托架座5A，5B銷釘6 頂蓋6A-6D 銷釘10放大器11襯底11A，11B 觸點11C-11K 觸點12信號處理電路13，14螺孔15A，15B 連接孔16A-16D 連接孔17襯底托架主體20光電變換器2122光電二極管22A，22B 觸點24套管26玻璃纖維30前面區(qū)31后面區(qū)32底部分段33側(cè)面分段34卡扣元件35開口
36膠合孔37邊緣50側(cè)壁51開口53卡扣元件54變換器平臺55桿件56，57調(diào)節(jié)裝置58底座61開口67開口70支承件71，72支承部分
權(quán)利要求
1.一種用于將光電變換器(20)設(shè)置在電信號處理裝置(10)處的裝置，所述電信號處理裝置具有一個襯底(11)和一個襯底托架(17)，上述襯底(11)承載用于信號處理的電子元件和/或電路，上述襯底托架(17)承載襯底并優(yōu)選的是用作襯底的散熱片，所述裝置包括一個變換器承載裝置(3，5)，光電變換器(20)可安裝或安裝到上述變換器承載裝置(3，5)之中或之上，并且上述變換器承載裝置(3，5)直接安裝或可安裝到襯底托架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中光電變換器通過電氣連接(11A，11B，22A，22B)，優(yōu)選的是通過焊接和/或?qū)Ь€連接電連接或是可連接到襯底上。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的裝置，其中變換器承載裝置(3，4)利用至少種銷-孔連接(5A，15A；5B，15B)和/或通過卡扣裝置和/或通過夾緊裝置安裝到襯底托架上。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的裝置，其中變換器承載裝置可拆卸地安裝到襯底托架上，和/或光電變換器可拆卸地安裝到變換器承載裝置之中或之上。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的裝置，其中襯底設(shè)置在襯底托架中央部分之上或之中，變換器承載裝置在襯底托架的外面部分或在鄰近襯底托架中央部分的一部分中連接或者可連接到襯底托架上。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的裝置，其中變換器承載裝置(3，4)包括a)一個變換器托架(3)，光電變換器(20)尤其是可拆卸地可安裝或安裝到上述變換器托架(3)之中或之上，及b)一個托架座(5)，變換器托架(3)尤其是可拆卸地可安裝或安裝到上述托架座(5)之中或之上，c)其中上述托架座可與或與襯底托架(17)連接，或者可連接或連接到上述襯底托架(17)上。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的裝置，其中變換器承載裝置或變換器托架包括幾個夾持部分(32，33，34)，變換器安放在這些夾持部分(32，33，34)之間，并且通過這些夾持部分防止變換器移動或掉落。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的裝置，其中變換器承載裝置或托架座包括一個變換器平臺(54)和一個側(cè)壁(50)，上述變換器平臺(54)用于安裝變換器托架或變換器，上述側(cè)壁(50)圍繞變換器平臺，并且當(dāng)托架座或變換器承載裝置安裝在襯底托架上時還優(yōu)選地圍繞襯底。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的裝置，其中變換器承載裝置或托架座在襯底上方延伸并與襯底間隔開，和/或光電變換器設(shè)置在襯底上方并與襯底間隔開。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的裝置，還包括一個頂蓋(6)，上述頂蓋(6)安裝或可安裝到托架座和/或變換器承載裝置之上或是安裝或可安裝在托架座和/或變換器承載裝置上方，當(dāng)安裝時，頂蓋和托架座或變換器承載裝置分別在一起形成一個外殼，上述外殼至少用于光電變換器或帶安裝好變換器的變換器托架并且優(yōu)選的是還用于襯底。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其中頂蓋優(yōu)選的是非剛性地尤其是利用至少一個銷-孔連接(6A-6D，16A-16D)與襯底托架連接或可連接，或是連接或可連接到襯底托架上，其中頂蓋優(yōu)選的是將托架座或變換器承載裝置固定到襯底托架上。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的裝置，其中為了自對準(zhǔn)至少一對待連接的元件，尤其是變換器承載裝置或頂蓋與襯底托架和變換器承載裝置與光電變換器，各元件都設(shè)置有調(diào)節(jié)裝置(如，56和61，57和67)和/或自對準(zhǔn)連接裝置(如6C和16C)。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的裝置，其中光電變換器與一光導(dǎo)(26)光學(xué)連接，上述光導(dǎo)(26)優(yōu)選的是被導(dǎo)向或可導(dǎo)向穿過變換器承載裝置，變換器托架，托架座和/或頂蓋中至少一個通道或開口(51，61)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其中頂蓋和變換器承載裝置或托架座包括兩個對應(yīng)的切口部分(51，61)，當(dāng)安裝時，上述兩個對應(yīng)的切口部分(56，61)一起形成一個用于光導(dǎo)的開口。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的裝置，其中在至少一個用于光導(dǎo)(26)的通道或開口(51，61)內(nèi)，設(shè)置一個用于光導(dǎo)的彈性支承件(70)，同時優(yōu)選的是提供一個用于光導(dǎo)的旋轉(zhuǎn)中心。
16.光電裝置包括a)至少一個光電變換器(20)，用于將光信號轉(zhuǎn)變成電信號和/或?qū)㈦娦盘栟D(zhuǎn)變成光信號，b)一個電信號處理裝置(10)，具有b1)一個襯底(11)，承載用于電信號處理的電子元件和/或電路(12)，并且與或可與光電變換器導(dǎo)電連接，上述光電變換器用于把電信號從變換器傳輸各電子元件或電路上和/或從各電子元件或電路傳輸?shù)阶儞Q器上，及b2)一個襯底托架(17)，承載襯底并優(yōu)選的是用作襯底的散熱片，并且還包括d)至少一種根據(jù)權(quán)利要求1-15之一的裝置，用于將至少一個光電變換器(20)設(shè)置在電信號處理裝置(10)處，其中每個變換器承載裝置(3，5)承載至少一個光電變換器，并且每個變換器承載裝置都直接安裝到襯底托架上。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的光電裝置，其中光電變換器與或可與一個光導(dǎo)(26)連接，用于傳送待由光電變換器轉(zhuǎn)換或已由光電變換器轉(zhuǎn)換的光學(xué)信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17的光電裝置，其中電信號處理裝置包括一個電放大器(10)，尤其是一個閉路電視或CATV放大器，并且其中襯底托架(17)優(yōu)選的是根據(jù)SOT115國際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。
全文摘要
用于將光電變換器(20)設(shè)置在電信號處理裝置，尤其是CATV放大器(10)處的裝置，具有一個襯底(11)和一個襯底托架(17)，上述襯底(11)承載用于信號處理的電子元件和/或電路(12)，而上述襯底托架(17)承載襯底和優(yōu)選的是用作襯底的散熱片，上述裝置包括一個變換器承載裝置(3，5)，光電變換器(20)可安裝或安裝到上述變換器承載裝置(3，5)之中或之上，并且該變換器承載裝置(3，5)優(yōu)選的是可拆卸式，直接安裝或可安裝到襯底托架上。
文檔編號H01L31/0232GK1507575SQ02809698
公開日2004年6月23日 申請日期2002年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月16日
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