[发明专利]一种具有内部散热通道的光模块组件级复合散热结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种光模块通信技术，尤其是涉及一种具有内部上下两端散热通道的光模块组件级复合散热结构。

背景技术

随着数据和网络传输的快速发展，光网络信息容量激增，高速宽带光模块成为当前光通信领域的一大研究热点。电信运营商竞相部署100G、乃至400G的网络建设，对光路由器线卡和40G/100G光模块需求激增。高速光模块是实现光信号处理、构成各类小型化高集成度片上光子系统和光网络的核心部件。下一代光网络体系架构需满足超大容量路由交换设备、相关核心芯片和高端光电器件的需求，因此对模块工作在高速数据码流传输状态下的内部热场分布研究以及对光模块封装组件、元部件布局进行热设计和热管理都具有重要的科学意义。

现代电子技术的迅猛发展与热控制技术的不断进步有着密切的关系，热设计已成为光电子组件、器件与模块设计的重要组成部分。热控制方案的选择对其性能、可靠性和成本具有深远影响，随着多芯片组件向更高层次发展，热状态分析和热设计重要性更加突出。构成模块的多芯片组件的热设计技术必须与其高集成度、立体化、微小型化技术同步发展。

现有技术的一种光模块散热装置包括光模块、电路板和散热器等，主要是通过在模块上方加散热器进行自然散热，散热器固定在模块顶部，使得光模块与散热器接触，带走模块产生的热量，但随着40G、100G乃至400G光网络的推行，工作距离为40km，功耗水平在24W以上的100GBASE-ER4/10光模块尚处于研发阶段，其发射功率和整体功耗更大，对光模块的温度要求相对更加严格，传统的散热方案已无法满足高速宽带光模块的散热要求，影响光网络的正常工作。

如中国发明专利申请号为:CN102612302A，发明名称为：光模块散热装置及通信设备，该专利在光模外壳增加散热装置，提高了其外层的散热效果，但是其内部散热路径没有现成散热通道，导致无法满足散热使用效果。

发明内容

本发明的目的是针对现有产品的不足，而提供一种模块内部组件之间、组件与模块封装外壳之间以及模块封装外壳与外部结构件之间均设置导热单元，形成上下两条散热通道，模块内部产生的热量通过导热单元分别从内部向顶部和底部进行传导的一种具有内部散热通道的光模块组件级复合散热结构。

本发明的一种具有内部散热通道的光模块组件级复合散热结构，所述复合散热结构包括光模块封装外壳、TOSA发射组件、ROSA接收组件、内部电路板，所述TOSA发射组件和ROSA接收组件固定安装在内部电路板上，所述TOSA发射组件、ROSA接收组件和内部电路板固定安装在光模块封装外壳内，所述TOSA发射组件和ROSA接收组件通过导热垫形成向上的散热通道；所述TOSA发射组件和ROSA接收组件通过内部电路板形成向下的散热通道。

所述向上的散热通道由导热垫和模块顶部散热片组成，所述TOSA发射组件和ROSA接收组件的上方均设置有导热垫，所述导热垫的上表面和光模块封装外壳紧密接触，所述光模块封装外壳上方固定安装有模块顶部散热片，所述光模块封装外壳和模块顶部散热片之间设置有金属垫片a，所述金属垫片a和模块顶部散热片之间涂敷一层导热硅脂。

所述向下的散热通道由内部电路板和外部大PCB板组成，所述TOSA发射组件和ROSA接收组件通过插针和内部电路板连接，所述内部电路板上镀有金属铜箔，所述TOSA发射组件，ROSA接收组件的下表面和电路板之间设置有绝缘导热胶，所述内部电路板底部和光模块封装外壳之间设置有导热粘合剂，所述光模块封装外壳下表面和外部大PCB板连接。

所述光模块封装外壳对应TOSA发射组件和ROSA接收组件位置的上表面开设有蜂窝阵列通孔。

所述内部电路板在没有走线的位置开孔，形成若干金属孔阵列。

所述光模块封装外壳的下表面和外部大PCB板设置有金属垫片b，所述金属垫片b上涂敷有导热介质。

所述模块顶部散热片采用铝制成。

本发明的有益效果是：通过设置模块内部组件散热的上下两个通道，在模块内热源处增加导热单元，其上表面与模块封装外壳接触，经过打孔阵列板再由上方的散热片带走模块产生的热量，而下表面与电路板紧密接触，通过导热介质和金属孔阵列由电路板向下传递热量，由底部散热。