[发明专利]具有安装核心的光学通信装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学通信装置。更具体地，本发明涉及用于在多个光学通道上同时地发送和/或接收多个光学信号的光学通信装置(诸如并行光学发射器、接收器和收发器)。

背景技术

存在用于在多个独立光学数据通道上同时地发送和/或接收多个光学数据信号的各种并行光学通信装置。并行光学发射器具有用于在多个独立光学波导(例如，光纤)上同时发送多个独立的光学数据信号的多个光学发射通道。并行光学接收器具有用于在多个独立光学波导(例如，光纤)上同时接收多个独立光学数据信号的多个光学接收通道。并行光学收发器具有用于在多个独立发射和接收光波导(例如，光纤)上同时发送和接收多个独立光学发射和接收数据信号的多个光学发射通道和多个光学接收通道。

对于这些不同类型的并行光学通信装置的每一者来说，存在各种不同设计和构造。并行光学通信装置的各种布局包括安装有多个有源光学器件(例如，激光二极管和/或光电二极管)的柔性电路，以及电连接到柔性电路的电路板(诸如印刷电路板(PCB)、球栅阵列(BGA)等)。在并行光学发射器的情况下，除了安装到柔性电路上的激光二极管之外，激光二极管驱动器集成电路(IC)通常也安装到柔性电路上。柔性电路具有贯穿其中的电导体，该电导体电连接到激光二极管和激光二极管驱动器IC的电触点焊盘。柔性电路所电连接的电路板上也具有穿过其中的电导体(即，电迹线和过孔)和电触点焊盘。通过柔性电路与电路板之间的电连接，激光二极管驱动器IC的电触点焊盘电连接到电路板的电导体。一个或多个电组件(诸如控制器IC和其他电学组件)通常安装到电路板上并与其电连接，由此提供安装到柔性电路上的一个或多个这种电组件与激光二极管驱动器IC之间的连接。一般的并行光学发射器的柔性电路通常具有安装到其上的额外组件，诸如，监控激光二极管以及用于监控和调整激光二极管的输出功率水平的相关电路。

除了并行光学接收器的柔性电路具有安装到其上的多个光电二极管而不是激光二极管并且具有接收器IC而不是激光二极管驱动器IC之外，类似的构造也用于并行光学接收器。虽然一个或多个器件可以集成到相同的IC上，以减小部件数并提供其他的优点，但是并行光学收发器通常具有安装到柔性电路上的激光二极管、光电二极管、激光器驱动器二极管IC和接收器IC。

在上述并行光学通信器件中，器件的电路板(例如，BGA)通常具有安装到具上表面上的散热器。控制器IC通常通过热传导性材料连接到散热器器件，以使得由控制器IC产生的热量传递到散热器器件并由其散失出去。安装有激光二极管驱动器IC或接收器IC的柔性电路部分通常与将这些IC产生的热量散失出去的一个或多个其他的散热器器件接触。

上述散热器器件具有各种形状或构造，但是具有接收由IC产生的热量并且将热量吸收和/或传播出去，以将热量从IC移出的相同的通用目的。由IC产生的热量可能不利地影响并行光学通信器件的性能。例如，在并行光学发射器和收发器中，激光二极管驱动器IC产生大量的热。如果没有采取足够的将这些热量散布出去的措施，热量可能不利地影响通常相对靠近激光二极管驱动器IC布置的激光二极管IC的性能。由于大量的通道以及相关的电路，在并行光学通信器件中热量散失的考虑甚至更加重要。

除了在散失热量上有效率之外，散热器器件应当在空间利用上也是有效率的。同样，因为散热器器件通常由电传导性材料(诸如铜)制成，它们可能影响光学通信器件的电磁特性。在并行光学通信器件中尤其如此，因为在柔性电路和电路板的电导体上承载了相当多的高速信号。如果散热器器件太靠近这些高速信号路径，可能产生使信号质量降低的电容。因此应当也以不使得信号质量降低的方式设计散热器器件。

对于减小并行光学通信器件的尺寸和增加并行光学通信器件的通道数目存在一直增加的需要。为了满足这种需要，并行光学通信器件的布局应当在空间利用上是有效率的，具有高效率的热散布特性并且保护信号完整性。因此，存在对于实现这些目标的并行光学通信器件的需要。

发明内容