[发明专利]一种高速光模块的散热结构

说明书

【技术领域】

本发明涉及光模块技术领域，特别是涉及一种高速光模块的散热结构。

【背景技术】

如图1所示，现有高速光模块100一般结构如下：目前分为发射端和接收端，接口单元101接收到系统发出的NRZ信号或PAM4信号，通过PAM电芯片102将NRZ信号转换为PAM4型号并进行编码，如果接收到的直接是PAM4信号，则直接进行编码后，输送到发射驱动器103，发射驱动器103输出电流信号或电压信号给激光器104，激光器104受激发光，发射出调制光信号。光信号通过发射端光学透镜105和发射光纤端口106传送出去，给系统网络传送出带有调制波形的光信号。

对于接收端则是逆向的，模块中的接收光纤端口107收到系统传入进来带有调制波形的光信号，通过接收端光学透镜108入射到光电探测器芯片109上，光电探测器芯片109通过光电转换，将收到的光信号转换为具有调制波形的电流信号，该电流型号通过跨阻放大器芯片和限幅放大器芯片110后进行放大并转换为电压信号，然后此电压型号输送给PAM芯片102，如果接口单元101接的是PAM4信号，则PAM芯片102直接进行解码然后输出，如果接口单元101接的是NRZ信号，则PAM芯片102解码后还需转换为NRZ信号再输出。

整个模块经控制单元111通过I2C通信对PAM芯片102、激光器驱动器103和跨阻放大器/限幅放大器110进行访问和控制，来实现模块的功能。现有的模块功能示意框架图如下图1，现有的模块结构框图见图2和图3所示，现有的散热结构如图4所示，其中，主要发热的芯片集中在PAM芯片102，激光器驱动器芯片103，和跨阻放大器芯片/限幅放大器110。以单一发射模块为例，如图5所示，目前的模块布局都是将此发热较大，功耗较高的电芯片封装在PCB板101的顶层，因为顶层空间较大，比较利于光电元件的贴装。但根据协议要求，该模块在实际应用中，外部系统的散热区域也分布在顶层，如图4所示，而针对目前PAM芯片102，激光器驱动器芯片103，和跨阻放大器芯片/限幅放大器110大部分均为正装芯片(即：芯片顶层用来金丝键合，实现电气连接，芯片底层用来贴片，固定于载板上，并通过底层接触传导散热)，也就是说此类电芯片需要从底层散热出去，而底层是靠近测试电路板方向，且是悬空的，因此现有模块的散热设计不利于模块在高温环境下的迅速散热，模块的主要热量先散到外壳的底层，再通过外壳的边壁上传到外壳顶层，然后再通过外部系统的散热区域散发出去。此散热路径不够科学，影响到模块的高温性能。当模块总功耗较低时，影响不明显，但对于功耗较高的基于PAM4的光模块而言，散热是个主要问题了。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是目前的模块布局设计都是将发热较大，功耗较高的电芯片封装在PCB板的顶层。因为顶层空间较大，比较利于光电元件的贴装。但根据协议要求，该模块在实际应用中，外部系统的散热区域也分布在顶层，而针对目前这些电芯片大部分均为正装芯片，也就是说此类电芯片需要从底层散热出去，因此，现有模块的散热设计不够科学，模块的主要热量先散到外壳的底层，再通过外壳的边壁上传到外壳顶层，然后再通过外部系统的散热区域散发出去。此散热路径不利于模块在高温环境下的迅速散热，影响到模块的高温性能。当模块总功耗较低时，影响不明显，但对于功耗较高的高速率高密度光模块而言，散热是个主要问题。

本发明采用如下技术方案：

一种高速光模块的散热结构，包括管壳底座214、盖板215和光引擎，散热结构还包括PCB底板213、第一Z型过渡板212和金手指副板201，具体的：

所述PCB底板213与金手指副板201之间通过所述第一Z型过渡板212建立电气信号连接；其中，所述第一Z型过渡板212使得所述PCB底板213在固定到所述管壳底座214后，PCB底板213的第一表面2131与管壳底座214的底部相邻，并且PCB底板213上设置有光引擎的第二表面2132朝向所述光模块的盖板215侧；

其中，金手指副板201的长度根据所述金手指副板201能够被管壳底座214和盖板215之间的耦合结构固定而设定。

优选的，所述散热结构还包括第二Z型过渡板218，所述第二Z型过渡板218与PCB底板213的另一端连接；