[發(fā)明專利]供在光學(xué)通信模塊中使用的熱耗散裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410054139.4
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN104010473A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳星權(quán)
• 申請（專利權(quán)）人: 安華高科技通用IP(新加坡)公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;G02B6/42
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)通信模塊。更特定來說，本發(fā)明涉及一種供在例如并行光學(xué)發(fā)射器、接收器或收發(fā)器模塊等光學(xué)通信模塊中使用的熱耗散裝置及方法。

背景技術(shù)

存在用于在多個相應(yīng)光學(xué)數(shù)據(jù)信道上同時發(fā)射及/或接收多個光學(xué)數(shù)據(jù)信號的多種并行光學(xué)通信模塊。并行光學(xué)發(fā)射器具有用于在多個相應(yīng)光學(xué)波導(dǎo)(例如，光纖)上同時發(fā)射多個相應(yīng)光學(xué)數(shù)據(jù)信號的多個光學(xué)發(fā)射信道。并行光學(xué)接收器具有用于在多個相應(yīng)光學(xué)波導(dǎo)上同時接收多個相應(yīng)光學(xué)數(shù)據(jù)信號的多個光學(xué)接收信道。并行光學(xué)收發(fā)器具有用于在多個相應(yīng)發(fā)射及接收光學(xué)波導(dǎo)上同時發(fā)射及接收多個相應(yīng)光學(xué)發(fā)射及接收數(shù)據(jù)信號的多個光學(xué)發(fā)射及接收信道。

針對這些不同類型的并行光學(xué)通信模塊中的每一者，存在多種設(shè)計(jì)及配置。用于并行光學(xué)通信模塊的典型布局包含：電子組合件(ESA)，其包括具有球柵陣列(BGA)的電路板(例如印刷電路板(PCB))以及安裝于電路板的上部表面上的各種電及光電組件；及光學(xué)子組合件(OSA)，其包括光學(xué)元件(例如，折射、反射或衍射透鏡)，機(jī)械耦合到所述ESA。在并行光學(xué)發(fā)射器的情況中，激光二極管及一個或一個以上激光二極管驅(qū)動器集成電路(IC)安裝于所述電路板上。所述電路板具有延續(xù)穿過其的電導(dǎo)體(即，電跡線及通孔)以及其上的電接觸墊。激光二極管驅(qū)動器IC的電接觸墊電連接到電路板的電導(dǎo)體。舉例來說，一個或一個以上其它電組件(例如，控制器IC)通常也安裝于電路板上且電連接到所述電路板。

類似配置用于并行光學(xué)接收器，只不過并行光學(xué)接收器的電路板在其上安裝有多個光電二極管而非激光二極管且在其上安裝有接收器IC而非激光二極管驅(qū)動器IC。并行光學(xué)收發(fā)器通常在其上安裝有激光二極管、光電二極管、一個或一個以上激光二極管驅(qū)動器IC及接收器IC，但這些裝置中的一者或一者以上可集成到相同IC中以減少部件計(jì)數(shù)并提供其它益處。

電路板通常具有安裝于其上部表面上的一個或一個以上散熱裝置。所述散熱裝置可具有各種形狀。電及光電組件通常通過導(dǎo)熱材料附接到這些散熱裝置以使得由其產(chǎn)生的熱能夠向下傳遞到散熱裝置中，在所述散熱裝置中，所述熱通過某一其它手段經(jīng)由電路板的底部耗散或移除。散熱裝置均具有接收由相應(yīng)組件產(chǎn)生的熱且吸收及/或散布熱以使其移動遠(yuǎn)離組件的相同的一般用途。由所述組件產(chǎn)生的熱可不利地影響并行光學(xué)通信模塊的性能及壽命。

在一些設(shè)計(jì)中，經(jīng)由電路板的底部移除熱為不可能或不實(shí)際的。舉例來說，在BGA的情況下，所述BGA的底部上的導(dǎo)電球陣列與外部裝置(例如主電路板)的電觸點(diǎn)陣列接觸。由于這些電連接，可能不存在用于經(jīng)由BGA的底部向下的熱耗散路徑的空間。在此些情況中，已知通過將外部熱耗散裝置附接到模塊的頂部而經(jīng)由模塊的頂部移除熱。在一些情況中，經(jīng)由電路板的底部及模塊的頂部兩者耗散熱。

在一些并行光學(xué)通信模塊中，電路板的上部表面在機(jī)械上極易碎且為電敏感的。在此些情況中，將外部熱耗散裝置放置成與電路板的上部表面接觸可能損壞電路板且/或不利地影響模塊的電性能。舉例來說，由熱耗散裝置施加的機(jī)械力可使電路板破裂或翹曲且/或損壞電路板的電跡線，而熱耗散裝置與電路板之間的接觸可改變電跡線的電容，從而導(dǎo)致電性能問題。

因此，需要提供熱耗散的改善且允許經(jīng)由并行光學(xué)通信模塊的頂部耗散熱而不會潛在地?fù)p壞電路板或不利地影響模塊的性能的方法及系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供在光學(xué)通信模塊中用于耗散熱的方法及系統(tǒng)。所述光學(xué)通信模塊包括ESA、與所述ESA機(jī)械耦合的OSA及安置于形成于所述OSA中的空隙中的熱耗散塊。所述ESA包括具有至少頂部表面及底部表面的第一電路板、安裝于所述第一電路板的上部表面上的至少第一電組件及安裝于所述第一電路板的所述上部表面上的至少第一光電組件。所述第一電組件及所述第一光電組件中的至少一者構(gòu)成至少第一熱源。所述OSA包括用于在所述光學(xué)通信模塊的至少一個光纖的一端與第一光電裝置之間光學(xué)耦合光學(xué)信號的多個光學(xué)元件。安置于所述OSA的所述空隙中的熱耗散塊包括高導(dǎo)熱率材料且具有至少頂部表面及底部表面。所述熱耗散塊的頂部表面大體在實(shí)質(zhì)上平行于所述OSA的頂部表面大體所處的平面的平面中。所述熱耗散塊的底部表面大體在實(shí)質(zhì)上平行于所述OSA的底部表面的平面中。所述熱耗散塊的底部表面通過小的氣隙與第一熱源的頂部表面間隔開。由于熱耗散塊的底部表面與第一熱源的頂部表面的緊密接近，由所述第一熱源產(chǎn)生的熱的至少一部分橫跨所述氣隙且傳遞到所述熱耗散塊中。