板载收发器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子电路中的散热，具体地涉及光发射器的配置，更具体地涉及板载收发器，例如用于与如电光转换元件光通信。
【背景技术】
[0002]现在正存在对于更快速通信，更低电耗以及减少电子设备中的装置尺寸的需要。这会导致对于强度和成本需要的冲突。
[0003]电气元件可能会耗散大多数应该被除去的能量。对于电子或者光电元件的适当热控制会对它们的可靠性和性能带来直接影响。电子和光电元件对于最佳工况通常具有严格的温度要求。在(光)电控制系统中的电子或者光电元件的过热可能影响整个系统。
[0004]同样地，光学收发器需要被冷却以提高它们的性能。光学收发器通常被配置成通过有源光学器件，例如发光装置和光接受装置，来发送光信号至互补光连接器以及从互补光连接器接收光信号。
[0005]有效的并且可信赖的解决方案是利用导热基板，其能够高效地分布热量并且向壳体传送产生的热量。然而，特别是在元件被密集地组装并且元件会产生不同量值的热量的情况下，这种方案仍然存在问题。
[0006]因此需要进行改进。
【发明内容】
[0007]同此，根据所附权利要求的组件被提供。
[0008]因此，一种电气元件组件可以包括基板，以及附接至基板并且通过基板可操作地相互连接的第一和第二电气元件，
[0009]其中使用时第一电气元件产生第一量值的热量并且第二元件产生第二量值的热量，
[0010]其中第一元件沿着第一热路径与散热器热连接并且第二元件沿着不同的第二热路径与散热器连接，
[0011]使得第一和第二元件之间的热传导率比第一热路径和第二热路径的热传导率低。
[0012]因此，第一和第二元件的温度被分离，并且第一元件的高温不会影响第二元件，反之亦然。优选的是，基板具有低导热率以明显地隔开第一和第二元件。
[0013]光电元件组件可以包括基板，附接到基板上的光源和光源驱动器，以及散热器。光源可操作地连接至光源驱动器。光源驱动器与第一散热器热连接以提供第一热路径。光源沿着不同的第二热路径与第二散热器热连接，第二散热器尽可能地与第一散热器相同。因此，光源和光源驱动器可以独立地散热，并且光源和光源驱动器之间的热耦合被降低。因此，光源和该驱动器可被保持在不同的工作温度。
[0014]电气元件组件可以包括收发器或者是收发器。
[0015]这种收发器可以通过容纳收发器的插座与基板连接。在一些情况下，插座可以包括内插器，其可以是一个板，该板具有存在触点阵列的下侧面，通常是引脚栅阵列(PGA)或者球栅阵列(BGA)，以与基板上的触点连接，以及类似地具有触点阵列的上侧面，大体上不同类型的触点阵列，以与收发器的下侧面处的触点连接。为了得到高质量信号传输，触点应该被清洁，并且对于所有触点而言，收发器对触点的压力大体上应该相等。
【附图说明】
[0016]通过参考以举例方式示出本发明实施例的附图，上述描述的方面将被更详细地解释另外的特征和优点。
[0017]在附图中:
[0018]图1是收发器的透视图；
[0019]图2是从线I1-1I示出的图1的收发器的剖面图；
[0020]图3是图1的收发器的局部视图；
[0021]图4是从线IV-1V显示的图3的局部剖面图；
[0022]图5是图3中的收发器的热流图案的局部放大图；
[0023]图6是图1收发器的热设计的示意图；
[0024]图7是用于图6的设计的模拟值的表格；
[0025]图8是根据图6和7的模拟结果的图形表示。
【具体实施方式】
[0026]应当注意到附图是示意性的，而不必按比例绘制，而且为了理解本发明不是必须的细节可能已经被省略。
[0027]术语“向上”，“向下”，“之下”，“之上”，或类似描述涉及实施例在附图中的定位，除非另作说明。更进一步地，至少大体上相同的或者执行至少大体上相同功能的元件用相同的数字表示。
[0028]图1所示的是收发器形式的光电元件组件1。图2是收发器1的剖面图。收发器1被配置为通过连接器或者连接器组件，例如引脚栅阵列连接器组件或者球栅阵列连接器5，与电路板3连接。在所示实施例中，收发器1包括基板7，被接纳在插座9中，基板7与电路板3连接。
[0029]壳体部分11附接到插座9，并且至少部分地覆盖基板7。散热器13附接到壳体部分11，并且通过其附接到插座9。
[0030]插座9和壳体部分11提供通向收发器的容纳基板7的内部空间S的入口 15，该入口允许连接器(未示出)接入至空间S之内的和/或基板7上的元件。
[0031]图3所示的是没有散热器13和壳体部分11的收发器1，显示了具有相应元件的插座9和基板7。收发器1包括呈垂直腔面发射激光器(VCSEL) 17阵列形式的光信号发射器，其可操作地与VCSEL驱动器19连接，光电二极管21阵列形式的光信号接收器可操作地与放大器23连接，它们全部附接到基板7上。应当注意的是，可以使用不同的和/或不同设置的光信号发射器。这同样应用于信号接收器。
[0032]VCSEL驱动器19和放大器23消散大量的工作能量并且因此产生大量的热量。
[0033]传统上，人们认为这种热量应该被分配并且转移到插座和/或收发器壳体，并且已经花费了很大努力增加收发器基板的导热率，以及保持基底材料的电绝缘性。因此，收发器基板通常由陶瓷材料制成。这些材料是相对精密的，难以加工，并且非常昂贵。
[0034]目前发现，事实上，这种传统的方案是起反作用的，因为高导热率会导致靠近热源的所有组件的高温。其包括光源。
[0035]在基于固态光源的光学模块中，例如发光二极管(LED)，以及更特别是例如基于垂直腔面发射激光器(VCSEL)的光学模块，光源通常是对温度敏感的元件。对于VCSEL的最高工作温度可能被限制在大约85摄氏度，而适中的工作温度，例如大约65摄氏度或者以下，对使用寿命和可靠性有明显的好处。在光学模块中的其他元件，像驱动器集成电路(1C)，微控制器，电容器等等通常可以在高至大约120摄氏度下工作。
[0036]在典型的装置中，大约10%或者更少的能量被消耗在光源(LED，VCSEL)本身。这意味着隔离的热路径，即使对于光源具有高热阻，也会产生比普通的具有低热阻的热路径明显更低温的光源。
[0037]这里介绍的热路径的隔离产生了模块的更宽的温度应用。
[0038]图4所示的是包括VCSEL 17和VCSEL驱动器19的基板7的剖面图，在图3中用线IV表示。基板7是有机绝缘材料的普通多层印刷电路板(PCB)基板，具有包括导电材料的多个层25A-25E，例如具有图案化铜层的纤维增强聚合物基板。VCSEL 17和VCSEL驱动器19利用导电通孔27，29与一个或多个导电层(这里仅仅25B)电连接。VCSEL 17和VCSEL驱动器19借助在一个或多个导电层(这里仅仅是25B)上延伸的迹线31可操作地连接，以便由VCSEL驱动器19驱动VCSEL 17。VCSEL 17进一步利用通往其他导电层25C-25E上的通道33的通孔35，连接至电路板7的不同部分，这些通道33也与可选择的另外导电通孔37相互连接，以便降低那些部分中的电阻率和热阻率。
[0039]迹线31是具有相对小的宽度(例如十分之几毫米)的普通导电接线，并且相对于具有相对大的宽度和相对低的电阻和热阻的通道33 (例如是宽度和/或厚度为迹线的几倍大的导电路径，例如几毫米宽)具有相对高的电阻和热阻。
[0040]因为导电材料与电绝缘材料相比往往具有明显更高的导热率，电气元件之间的降至非常小以确保工作连接的隔离导电连接同样减小导热率。特别是，代替在电路板中共用接地面并且将电阻降至最小，由此提供的是紧密设置的例如相邻的元件之间的电连接被减小为最少的迹线和导电材料。
[0041]如图5中最佳地示出，来自不同元件17，19，23的热路径是不同的；具有相对表面面积的VCSEL驱动器19和放大器23，通过辐射和对流在空间S之内向空气发射热