光模块(optical module)是一种包括发送端和接收端的光电转换模块。其中,发送端可以将电信号转换成光信号并通过光纤传送;接收端可以将通过光纤接收的光信号转换成电信号。随着信号传输功率的上升,光模块散热至关重要。
相关技术中,通过风冷方式实现光模块散热。具体的,在光模块上安装风冷散热器,发热器件将热量传递给光模块上盖,光模块的上盖将热量传递给风冷散热器。这样,热量需要流过两个相接触的固体的交界面,导致热阻过大,散热效果不佳。因此,需要提供散热效果更佳的方案。
高速光模块应用
要加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度,无疑将更进一步加速推动光通信新技术及产业应用发展。
光模块散热问题
可插拔光收发模块插入面板之后,内部产生的热量一小部分由周围空气的自然对流散热,大部分则是通过传导的方式散热,热量总是由温度高的一端传递到温度低的一端,模块热量向上传递至封装外壳,向下传递至主板。下图光模块的封装结构整体示意图,分析模块的主要散热路径。
内部散热
光模块内部发热部件包括PCB芯片和光器件(TOSA和ROSA),通过导热界面材料将内部的热量传导至外壳部分。
• 光器件附近
光器件(TOSA/ROSA)与上下外壳之间填充导热材料
选用低热阻、对器件压力小的材料
•芯片部位
选用柔软可压缩的高导热材料和吸波材料
•在PCB板下表面与模块封装外壳之间填充一层薄的绝缘导热物质,将热量向下传导等。
主要有高压铸铝和拉伸铝合金焊接两种。其优点主要有:铝的散热性较好,节能的特点十分明显,在同样的房间里,如果用同样规格的暖气片,铝铸的片数要比钢制少;铝的耐氧化腐蚀性能好,不用添加任何添加剂,其原理是,铝一旦遇到空气中氧,便生成一层氧化膜,这层膜既坚韧又致密,防止了进一步对本体材料的腐蚀。