[发明专利]具有部件散热系统的并行光学收发器模块

说明书

技术领域

本发明涉及光学通信系统。更具体地，本发明涉及具有散热系统的并行光学收发器模块，该散热系统提供改善的散热，而同时保护模块的部件免于微粒和由对模块的机械操控(mechanical handling)而引起的外力影响。

背景技术

并行光学收发器模块通常包括用于产生光学数据信号的多个激光二极管、用于驱动激光二极管的激光二极管驱动器电路、用于控制收发器模块的操作的控制器、用于接收光学数据信号的接收器光电二极管、用于对接收到的光学数据信号进行解调和解码的接收器电路以及用于监视激光二极管的输出功率级别的监视器光电二极管。并行光学收发器模块通常还包括具有光学元件的光学子组件，这些光学元件将激光二极管所产生的光学数据信号引导至光纤的末端上并且将通过光纤接收到的光学数据信号引导至接收器光电二极管上。

激光二极管驱动器电路通常包含在集成电路(IC)中，该集成电路具有的电接触焊盘通过电导体(例如，接合线)耦合到激光二极管的电接触焊盘。并行光学收发器模块中包括的激光二极管的数目依赖于模块的设计。一种典型的并行光学收发器模块可包含6个激光二极管和6个接收器光电二极管，以提供6个发送通道和6个接收通道。一种不具有接收器光电二极管的典型的并行光学收发器模块(即，光学发送器模块)例如可以具有12个激光二极管以用于提供12个发送通道。这些类型的并行光学收发器或发送器模块中通常使用的激光二极管驱动器IC产生大量热能，这些热能必须被耗散以防止热能不利地影响激光二极管。由于产生的大量热能，与设计和实现合适的散热系统相关联的任务是挑战性的。

另外，在一种典型的并行光学收发器或发送器模块中，激光二极管驱动器IC通常与激光二极管非常接近地放置，以使得能将激光二极管的接触焊盘耦合到驱动器IC的接触焊盘的接合线保持相对较短。长的接合线可能引起相邻接合线之间的电磁耦合，这可能降低信号完整性，从而不利地影响模块的性能。使驱动器IC与激光二极管接近地放置和使用相对短的接合线使得为模块设计和实现合适的热沉方案更加富有挑战性。

现有的并行光学收发器和发送器模块中使用的散热系统通常包括热沉结构，该热沉结构与模块的引线框的下表面机械耦合并热耦合。激光二极管和激光二极管驱动器IC安装在引线框的上表面。热沉结构与引线框下表面的耦合为散热提供了热路径，即：从激光二极管和驱动器IC向下到引线框的上表面；从引线框的上表面经引线框到引线框的下表面；然后从引线框的下表面到与之固定的热沉装置。热沉结构通常是导热材料(诸如铜或铝)的一般为平面的薄片。导热材料或装置用于将热沉结构固定到引线框的下表面。作为对使用固定到引线框下表面的一般为平面的热沉结构的替换，一个或多个热沉装置可耦合到引线框的其他位置，例如耦合到引线框的侧边。在后一种情况下，传送到引线框中的热能被传送到引线框的侧边并被传送到热沉装置中。在这种类型的布置中，引线框部分地用作散热器装置，以将激光二极管和激光二极管驱动器IC产生的热能从这些器件移走，然后通过耦合到引线框侧边的热沉装置移出引线框。

与上面描述的散热系统相关联的问题之一在于它们不保护激光二极管和激光二极管驱动器IC免于微粒，例如灰尘。实际上，将散热系统固定到引线框的过程可能使得灰尘或其他微粒沉积在激光二极管上，这可降低它们的性能。另外，在将模块安装在PCB过程中通常发生一定量的操控，这可能导致模块的激光二极管、激光二极管驱动器IC、接合线和其他部件受损。因此，虽然客户的散热系统在散热方面可能是有效的，但是其通常不保护模块的激光二极管和IC免于灰尘和其他微粒，或者免于可能损害这些部件的机械操控力。

因此，存在对具有如下散热系统的并行光学收发器模块的需要：该散热系统能够耗散大量热能并且保护模块的激光二极管和其他部件免于微粒(例如灰尘)并免于机械操控力影响。

发明内容