一种800G光模块机构

技术领域

本发明涉及光模块结构的技术领域，具体为一种800G光模块机构。

背景技术

目前光通信行业进入飞速发展阶段，光模块在光通信行业中起到中枢的作用，其不断发展也是必然。当前光模块的发展主要表现在速率上，从昔日的1.25G到后来的10G、25G、100G，再到现在的400G、800G，光模块从低端到高端，发展不可谓不迅速。

由于光模块速率越来越高，所需的光芯片不仅需要本身速率的提高，其数量也需要提高，当前比较高端的800G光模块就需要8通道的激光器来保证传输速率。而8通道的激光器，除了要保证良好的散热性能，更要保证其高速传输可靠性，其封装技术一直是行业中的难题。

为了简化设计并满足高速传输性能，许多光模块采用Chip On Board的方式进行设计，如图1所示，即将光芯片直接贴在PCB上或者间接贴在与PCB预先固定的钨铜热沉上，然后与PCB之间金线键合，达到高速传输的目的。但当前800G光模块由于配套电路较为复杂，电子元件种类和数量较多，光芯片若采用COB方案，势必造成配套电路和元件空间不足。

目前800G光模块基本无法采用COB的封装工艺，部分采用了Box加柔性板的封装机构，但柔性板基本与PCB通过焊锡的方式实现电连接。然而800G光模块由于传输量较大，电接口数量多，光模块PCB空间有限，焊锡所需的焊盘宽度尺寸不能低于0.2mm，故PCB若要满足焊锡需求，焊接良率极低，焊接质量也无法保证。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种800G光模块机构，其不仅保证了光模块元器件及配套电路足够的布板空间，还保证了光芯片散热良好，并且封装结构简易可靠，具有很高的量产性。

一种800G光模块机构，其特征在于：其包括第一壳、第二壳、光器件、PCB,所述第一壳、第二壳组合拼装后的腔体内布置PCB，所述PCB板上布置有所述光器件，所述PCB的两端分别设置有光口、电口，所述光器件具体包括激光器、光学透镜、光隔离器、光纤阵列、热电制冷器、柔性板、金属热沉，所述光口的输出端设置有若干光纤，所述光纤的输出端接入所述光纤阵列，所述光纤阵列、热电制冷器、光隔离器、柔性板均通过粘胶结构固定于所述金属热沉的对应定位槽，所述激光器贴片贴装于所述热电制冷器的对应表面布置，所述激光器的对应输出端通过金线键合连接所述柔性板的对应接头部分，所述柔性板的外露于所述金属热沉的的另一端通过金线键合连接所述PCB的对应连接触点，所述激光器与所述光纤阵列之间设置有光学透镜、光隔离器，其通过透镜聚焦的方式实现光连接。

其进一步特征在于：

所述金属热沉的非安装光器件的外露表面贴合所述第一壳体的对应主散热面布置，所述金属热沉的另一表面贴合所述PCB板的对应表面布置，确保散热可靠充分；

所述激光器的键合焊盘与所述柔性板相应的键合焊盘贴近对齐、在同一平面布置、对位形成键合槽，金丝键合连接对应的键合槽、形成整体结构；

所述PCB的对应于所述柔性板的连接触点的位置排布设置有对应的矩形内凹卡槽，所述矩形内凹卡槽内用于键合连接对应的金线的另一端，所述金线的一端键合连接于所述柔性板的对应键合焊盘的焊点位置，矩形内凹卡槽使得柔性板与PCB之间键合对齐、且保障金线足够短并具有更优越的高速传输性能；

所述金属热沉为导热系数较高且热膨胀系数较低的金属材料；

所述柔性板以结构胶的方式固定于所述金属热沉的第一表面，所述热电制冷器通过贴片和粘胶的结构固定于金属热沉的对应安装槽内，所述热电制冷器的贴合于金属热沉的表面涂有导热胶，从而确保热电制冷器的散热面与钨铜热沉之间导热良好。

采用本发明后，激光器和柔性板共同集成在金属热沉上，保证了贴片、打线工艺可靠性，并提高了PCB元件及电路布板空间；且将柔性板另一端与PCB之间采用槽口定位，其占用PCB面积小，且柔性板与PCB之间通过金线键合的方式连接，节省了焊接所需空间，金线键合可靠性更高，信号传输质量更好；其不仅保证了光模块元器件及配套电路足够的布板空间，还保证了光芯片散热良好，并且封装结构简易可靠，具有很高的量产性。

附图说明

图1为现有的光模块芯片组合结构示意图；

图2为本发明的光模块机构的爆炸图结构示意图；

图3为本发明的光器件的立体图结构示意图

图4为本发明的柔性板与PCB之间通过金线键合的局部放大结构示意图；

图5为本发明的PCB板对应于柔性板的定位槽、矩形内凹卡槽的立体图结构示意图；

图中序号所对应的名称如下：

第一壳1、第二壳2、光器件3、PCB4、光口5、电口6、激光器7、光学透镜8、光隔离器9、光纤阵列10、热电制冷器11、柔性板12、金属热沉13、上热沉131、下热沉132、光纤14、键合槽15、矩形内凹卡槽16、主散热面17、第一金线18、第二金线19、内凹定位槽20。

具体实施方式

一种800G光模块机构，见图2-图5：其包括第一壳1、第二壳2、光器件3、PCB4,第一壳1、第二壳2组合拼装后的腔体内布置PCB4，PCB4上布置有光器件3，PCB4的两端分别设置有光口5、电口6，光器件3具体包括激光器7、光学透镜8、光隔离器9、光纤阵列10、热电制冷器11、柔性板12、金属热沉13，光5口的输出端设置有若干光纤14，光纤14的输出端接入光纤阵列10，光纤阵列10、热电制冷器11、光隔离器9、柔性板12均通过黏胶结构固定于金属热沉13的对应定位槽，激光器7贴片贴装于热电制冷器11的对应表面布置，激光器7的对应输出端通过第一金线18键合连接柔性板12的对应接头部分，柔性板12的外露于金属热沉13的另一端通过第二金线19键合连接PCB的对应连接触点，激光器7与光纤阵列10之间设置有光学透镜8、光隔离9器，其通过透镜聚焦的方式实现光连接。

金属热沉13的非安装光器件的外露表面贴合第一壳体1的对应主散热面17布置，金属热沉13的另一表面贴合PCB4的对应表面布置，确保散热可靠充分；

激光器7的键合焊盘与柔性板12相应的键合焊盘贴近对齐、在同一平面布置、对位形成键合槽15，第一金丝14键合连接对应的键合槽15、形成整体结构；

PCB4的对应于柔性板12的连接触点的位置排布设置有对应的矩形内凹卡槽16，矩形内凹卡槽16内用于键合连接对应的第二金线19的另一端，第二金线19的一端键合连接于柔性板12的对应键合焊盘的焊点位置，矩形内凹卡槽16使得柔性板12与PCB4之间键合对齐、且保障第二金线19足够短并具有更优越的高速传输性能；

PCB板12对应于柔性板的端部设置有内凹定位槽20，内凹定位槽20用于准确定位柔性板12的安装位置；

金属热沉13为导热系数较高且热膨胀系数较低的金属材料、其包括上热沉131、下热沉132，上热沉131、下热沉132形成的腔体定位贴合布置有光纤阵列10、热电制冷器11、光隔离器9、柔性板12；

柔性板12以结构胶的方式固定于金属热沉的第一表面；

热电制冷器11通过贴片和粘胶的结构固定于金属热沉13的对应安装槽内，热电制冷器11的贴合于金属热沉13的表面涂有导热胶，从而确保热电制冷器11的散热面与金属热沉13之间导热良好。

具体实施时，第一壳1为上壳，第二壳2为下壳，上壳上设置有主散热面17，金属热沉13具体为钨铜热沉。

采用本发明后，激光器和柔性板共同集成在金属热沉上，保证了贴片、打线工艺可靠性，并提高了PCB元件及电路布板空间；且将柔性板另一端与PCB之间采用槽口定位，其占用PCB面积小，且柔性板与PCB之间通过金线键合的方式连接，节省了焊接所需空间，金线键合可靠性更高，信号传输质量更好；其不仅保证了光模块元器件及配套电路足够的布板空间，还保证了光芯片散热良好，并且封装结构简易可靠，具有很高的量产性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。