封装结构及光模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光通信元件制造技术领域，具体涉及一种封装结构以及应用该封装结构的光模块。
【背景技术】
[0002]随着4G通信的飞速发展和云计算需求的日益旺盛，市场对高速光模块的需求与日俱增。以100G光模块为例，其相对于40G光模块的功耗有大幅度的上升，但若需要采用与40G光模块相同的封装尺寸，则单位面积内产生的热量也相应剧增。在这样的情况下，如果不能保证良好的散热效果，则光模块中对于温度敏感的电光/光电转换器件的性能会受到影响，甚至失效。
[0003]传统的40G光模块的封装方式中，通常使用COB (chip on board)的贴片打线工艺以减少封装成本。由于裸芯片上表面用于打金线，不能用于散热，故只能通过PCB的下表面进行散热。而为了保证高速信号质量，通常裸芯片周围设计为打线焊盘，使得散热面面积受限。并且，在由于需要采用密集填铜过孔导热方式，将PCB板上功率器件产生的热量传导至PCB板的背面，并粘接散热金属块进行热量耗散。由此进一步带来的缺陷是:1)目前工艺的公差能力要求过孔设计需要保证钻孔单边至少3-4mil以上的焊环，最小钻孔0.15mm，即有效的散热截面积与占用PCB面积之比不到1/4 ;2)填铜采用铜浆，而铜浆中含有一定比例的粘合剂，其导热系数小于纯铜，故而会影响散热效果。基于上述原因，在高速光模块的封装中，需要采用更为高效的散热结构，以保证器件的稳定运行。
【发明内容】
[0004]本申请一实施例提供一种封装结构，该封装结构包括:
印刷电路板，其具有中空设置的收容部；
设置于所述印刷电路板下方的散热基板，其具有彼此相对的第一表面和第二表面，所述散热基板的第二表面包括第一散热面和与第一散热面不共面的第二散热面；
收容所述散热基板和印刷电路板的散热壳体，所述散热基板的第二表面与所述散热壳体导热连接，散热壳体具有与第一散热面、第二散热面分别导热连接的第一吸热面、第二吸热面；
通过所述收容部直接设置于所述散热基板第一表面上的功率器件，所述功率器件与所述散热基板导热连接。
[0005]一实施例中，所述散热基板的第一表面上凸出设置有与印刷电路板上收容部形状相匹配的安装部，所述功率器件直接安装于所述安装部上。
[0006]一实施例中，所述散热基板和安装部为一体成型设置。
[0007]一实施例中，所述第一散热面和第二散热面直接相连或通过第三散热面相连，所述第一吸热面和第二吸热面直接相连或通过第三吸热面相连。
[0008]一实施例中，所述第二散热面相较于第一散热面为凸出或凹陷设置，所述第二吸热面相较于第一吸热面相应地为凹陷或凸出设置，所述第二散热面与第二吸热面、第一散热面和第一吸热面为全部或部分贴合安装。
[0009]一实施例中，所述散热基板的第二表面上包括凸出部，所述凸出部位于功率器件的正下方，所述散热壳体底部包括收容所述凸出部的凹陷部。
[0010]本申请一实施例还提供一种封装结构，所述封装结构包括:
印刷电路板，其具有中空设置的收容部；
设置于所述印刷电路板下方的散热基板，其具有彼此相对的第一表面和第二表面，所述散热基板的第二表面包括第一散热面和与第一散热面不共面的第二散热面；
设置于所述散热基板下方的散热介质；
收容所述散热介质、散热基板和印刷电路板的散热壳体，所述散热基板的第二表面通过所述散热介质与所述散热壳体导热连接，散热壳体具有与第一散热面、第二散热面分别通过散热介质导热连接的第一吸热面、第二吸热面；
通过所述收容部直接设置于所述散热基板第一表面上的功率器件，所述功率器件与所述散热基板导热连接。
[0011]—实施例中，所述散热介质具有彼此相对的第三表面和第四表面，所述第三表面和散热基板的第二表面相对应设置，第四表面和散热壳体的底面相对应设置。
[0012]一实施例中，所述第一散热面和第二散热面直接相连或通过第三散热面相连，所述第一吸热面和第二吸热面直接相连或通过第三吸热面相连。
[0013]本申请一实施例还提供一种应用上述封装结构的光模块。
[0014]与现有技术相比，本申请的技术方案中，功率器件通过印刷电路板上中空设置的收容部，直接固定于下方的散热基板上，与现有技术中电路板密集过孔塞铜浆方式相比，本申请热传导效果更佳；同时，散热基板与散热壳体的接触面为非平面，增加了散热基板和散热壳体间的散热面积，大大提高了封装结构和光模块的散热能力；同时，在散热基板和散热壳体之间设置散热介质，散热介质将散热基板上的热量传导至散热壳体上，保证了封装结构和光模块的散热效果；另，在散热基板和散热壳体上对应设置凸出部和凹陷部，在增加散热面积、提高散热效果的同时，可以进一步提高封装结构的安装稳定性，保证了器件的稳定运行。
【附图说明】
[0015]图1是本申请第一实施方式中封装结构的爆炸示意图；
图2是本申请第一实施方式中封装结构的散热壳体的立体结构示意图；
图3a、3b分别是本申请第一实施方式中封装结构的散热基板上方和下方两个视角的立体结构示意图；
图4是本申请第一实施方式中封装结构封装后的剖面结构示意图；
图5是本申请第二实施方式中封装结构的爆炸示意图；
图6是本申请第二实施方式中封装结构的散热壳体的立体结构示意图；
图7a、7b分别是本申请第二实施方式中封装结构的散热基板上方和下方两个视角的立体结构示意图；
图8是本申请第二实施方式中封装结构封装后的剖面结构示意图； 图9是本申请第三实施方式中封装结构的爆炸示意图；
图10a、10b分别是本申请第三实施方式中封装结构的散热基板上方和下方两个视角的立体结构示意图；
图lla、llb分别是本申请第三实施方式中封装结构的散热介质上方和下方两个视角的立体结构示意图；
图12是本申请第三实施方式中封装结构封装后的剖面结构示意图；
图13是本申请第四实施方式中封装结构的爆炸示意图；
图14a、14b分别是本申请第四实施方式中封装结构的散热基板上方和下方两个视角的立体结构示意图；
图15a、15b分别是本申请第四实施方式中封装结构的散热介质上方和下方两个视角的立体结构示意图；
图16是本申请第四实施方式中封装结构封装后的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]以下将结合附图所示的【具体实施方式】对本申请进行详细描述。但这些实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。
[0017]在本申请的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分扩大，因此，仅用于图示本申请的主题的基本结构。
[0018]本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。
[0019]当元件或层被称为在另一部件或层“上”、与另一部件或层“连接”时，其可以直接在该另一部件或层上、连接到该另一部件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当部件被称为“直接在另一部件或层上”、“直接连接在另一部件或层上”时，不能存在中间部件或层O
[0020]并且，应当理解的是尽管术语第一、第二等在本文中可以被用于描述各种元件或结构，但是这些被描述对象不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将这些描述对象彼此区分开。例如，第一基板可以被称为第二基板，并且类似地第二基板也可以被称为第一基板，这并不背离本申请的保护范围。
[0021]参图1所示，介绍本申请封装结构100的第一【具体实施方式】。在本实施方式中，该封装结构100包括印刷电路板11、散热基板12、散热壳体13、以及功率器件14。
[0022]其中，印刷电路板11包括柔性电路板和硬质电路板，本实施方式中以柔性