[發(fā)明專利]一種光模塊

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111572607.3
• 申請(qǐng)日: 2021-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN114252965A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王久成;李威;李季;許利偉;左朋莎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中航光電科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G02B6/42
• 分類號(hào): G02B6/42
• 代理公司: 洛陽華和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41203
• 代理人: 李世鵬

本發(fā)明涉及一種光模塊，包括：外殼體，包括相連接的頂蓋和底殼；高速印制板，位于外殼體內(nèi)并安裝在底殼上；電連接器，通過底殼的底面設(shè)置的開槽安裝在高速印制板上；裸芯片，用于實(shí)現(xiàn)多通道高速電信號(hào)與光信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換，其貼裝于散熱板頂面，所述裸芯片通過金絲鍵合方式與高速印制板電性連接，散熱板固定在底殼上；光纖陣列，一端與裸芯片耦合，另一端連接光接口。本發(fā)明通過優(yōu)化散熱路徑，綜合抗振設(shè)計(jì)和易于維護(hù)的優(yōu)勢(shì)，采用微組裝工藝，設(shè)計(jì)了一款高帶寬、寬溫區(qū)、耐振動(dòng)且易于維護(hù)的等優(yōu)點(diǎn)的光模塊，以滿足下一代武器裝備系統(tǒng)的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)字光模塊技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種100G高可靠的特種數(shù)字光模塊。

背景技術(shù)

現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭(zhēng)條件下，武器裝備的可靠性越來越重要，隨著近幾年武器裝備采用光鏈路系統(tǒng)，光模塊在系統(tǒng)中大量應(yīng)用，而商用光模塊的高低溫性能和耐振動(dòng)性遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代化武器的要求。

目前武器裝備中大數(shù)據(jù)的主流傳輸速率在單通道10.3125Gbps以下，通過12通道或者更多通道來實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的傳輸，主要缺點(diǎn)有以下幾方面：1)集成化低、體積和重量大：現(xiàn)有的光模塊，采用不同的封裝形式(SFF、SFP、LCC等)、接口互連、處理單元，使得整個(gè)系統(tǒng)集成化極低，從而導(dǎo)致產(chǎn)品封裝多樣，體積和重量大；2)單通道速率低，采用多通道占系統(tǒng)更多空間：現(xiàn)有的光模塊，單通道速率最高10Gbps，整個(gè)系統(tǒng)需要采用多個(gè)或多路光模塊，占用印制板空間，也會(huì)采用大量光纖，不利于系統(tǒng)小型化設(shè)計(jì)；3)電接口形式多樣：現(xiàn)有的光模塊，采用SFP或LCC封裝居多，SFP維護(hù)方便，但耐振動(dòng)性很差，LCC封裝耐振動(dòng)很好，但該結(jié)構(gòu)散熱性差、拆卸維護(hù)困難。

未來武器裝備由于傳輸速率提高，光模塊功耗變大，若用現(xiàn)有的光模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，無法滿足系統(tǒng)的高溫性能要求，也無法滿足耐振動(dòng)及良好的維修性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決下一代武器裝備系統(tǒng)中高可靠性、高帶寬和易維護(hù)的系統(tǒng)光模塊應(yīng)用，通過優(yōu)化散熱路徑，綜合抗振設(shè)計(jì)和易于維護(hù)的優(yōu)勢(shì)，采用微組裝工藝，設(shè)計(jì)了一款高帶寬、寬溫區(qū)、耐振動(dòng)且易于維護(hù)的等優(yōu)點(diǎn)的光模塊，以滿足下一代武器裝備系統(tǒng)的要求。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種光模塊，包括：

外殼體，包括相連接的頂蓋和底殼；

高速印制板，位于外殼體內(nèi)并安裝在底殼上；

電連接器，通過底殼的底面設(shè)置的開槽安裝在高速印制板上；

裸芯片，用于實(shí)現(xiàn)多通道高速電信號(hào)與光信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換，其貼裝于散熱板頂面，所述裸芯片通過金絲鍵合方式與高速印制板電性連接，散熱板固定在底殼上；

光纖陣列，一端與裸芯片耦合，另一端連接光接口。

進(jìn)一步的，裸芯片貼裝在散熱板后，裸芯片的上表面與高速印制板的上表面齊平，散熱板的平面尺寸與裸芯片的尺寸相當(dāng)，以此來保證裸芯片與高速印制板間金絲鍵合時(shí)無明顯的高度落差且水平距離不會(huì)太遠(yuǎn)。

進(jìn)一步的，所述裸芯片包括激光驅(qū)動(dòng)器芯片、限放芯片、VCSEL芯片陣列、PD芯片陣列，各芯片為現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)現(xiàn)電信號(hào)與光信號(hào)相互轉(zhuǎn)換的芯片，其連接關(guān)系不再贅述。

進(jìn)一步的，為了保證裸芯片良好的散熱性能以及能夠保證裸芯片在寬溫區(qū)下膨脹應(yīng)力，同時(shí)保證散熱板與外殼體之間的焊接可靠性，散熱板采用WCu板。

進(jìn)一步的，外殼體上設(shè)有固定孔，光模塊安裝使用時(shí)，通過安裝螺釘與固定孔配合實(shí)現(xiàn)與主板的固定連接，從而便于拆卸、維護(hù)。

進(jìn)一步的，電連接器的邊緣涂膠實(shí)現(xiàn)與高速印制板的粘接固定。