Pcb基板及具有其的光模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电路板技术领域，具体涉及一种PCB基板及具有其的光模块。
【背景技术】
[0002]QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable，四通道小型可插拔光模块)，具有四个独立的全双工收发通道，可以把更多的发射器和接收器集中在更小的空间中，为带宽的快速增长提供了硬件支持，满足了超大型数据中心不断增加传输速率及传输距离的需求。
[0003]采用COB (chip On board，板上芯片封装)工艺的QSFP光模块可以实现光电\电光转换元件与PCB的电气连接，其功耗主要由COB区域的电光/光电转换元件及其驱动的放大电路产生，这些元件集中在尺寸例如是4mmX4mm的极小面积内。现有技术中，MSA (Mult1-Source Agreement，多元协议)要求高速率的QSFP光模块必须采用与低速率QSFP相同的封装尺寸，但传输速率的成倍增加使得光模块的功耗大大上升。如果采用现有的QSFP光模块的过孔导热方式，导热效率低下，对于温度敏感的电光/光电转换电路，其电性能将大大降低，甚至失效。
[0004]常用的解决办法是在PCB对应发热芯片的位置打孔，然后在孔内填铜。这样发热芯片产生的热量就能够通过孔内的铜块散热至发热芯片下面的壳体上。然而这样的散热方式会占用较大的内层空间，从而不利于内层布线。
【发明内容】
[0005]本申请的目的在于解决不占用内部空间的前提下提高电子元件散热效率的技术冋题。
[0006]为实现上述目的，本申请一实施例提供一种PCB基板，包括第一表面、与第一表面相背的第二表面以及连接第一表面和第二表面的侧表面，第一表面与第二表面设有金属层，侧表面上设有金属层，第一表面上设有电子元件，电子元件产生的热量通过所述侧表面的金属层传导至第二表面的金属层。
[0007]作为本申请一实施方式的进一步改进，基板的第一表面和第二表面的金属层通过侧表面的金属层连接为一个整体，电子元件产生的热量依次通过第一表面的金属层和侧表面的金属层传导至第二表面的金属层。
[0008]作为本申请一实施方式的进一步改进，基板的内层设有金属层，第一表面的金属层与基板内层的金属层之间设有至少一通孔，通孔内设有将第一表面的金属层与基板内层的金属层相导热连接的导热金属，基板内层的金属层与侧表面的金属层相导热连接。
[0009]作为本申请一实施方式的进一步改进，基板内层设有金属层，基板内层的金属层与侧表面的金属层导热连接，基板的第一表面上开设有与基板内层的金属层相联通的槽，电子元件至少部分设于槽中，并与内层的金属层导热连接。
[0010]作为本申请一实施方式的进一步改进，基板的至少两个侧表面上设有与第二表面相连的金属层。
[0011]作为本申请一实施方式的进一步改进，侧表面设置向基板内凹陷的第一凹槽，侧表面的金属层位于第一凹槽内。
[0012]作为本申请一实施方式的进一步改进，基板侧表面的金属层，其散热表面至少部分为非平面结构。
[0013]作为本申请一实施方式的进一步改进，侧表面金属层的外表面设置绝缘层。
[0014]本申请的另一方面提供一种光模块，包括如上的PCB基板及配置于PCB基板上的电子元件，电子元件配置于PCB基板的第一表面。
[0015]作为本申请一实施方式的进一步改进，电子元件为发热芯片。
[0016]现有技术中PCB散热结构需占用布件及布线空间，本申请采用基板侧壁铜层将PCB基板安装面与导热面铜层连接，构成导热性能良好的导热体，占用较少的内层空间，利于内层布线。
【附图说明】
[0017]图1是本发明光模块第一实施方式的俯视图；
图2是图1沿A-A方向的剖视图；
图3是本发明光模块第二实施方式的结构示意图；
图4是本发明光模块第三实施方式的结构示意图；
图5是本发明光模块第四实施方式的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]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。下面将以光模块为例介绍一下本申请的PCB基板。
[0019]请参考图1和图2，本申请光模块包括PCB基板11、电子元件13、使光路弯折的光学镜组、用于信号输入及输出的光纤阵列，以及外壳15。
[0020]其中，电子元件13包括但不限于用于发射光信号的驱动芯片、用于发射和接收光信号的光电芯片，以及用于光电/电光转换的光电转换元件。驱动芯片、光电芯片及光电转换元件均配置于PCB基板11的安装面Ila上，并通过PCB基板11上排布的电路电连接。
[0021]PCB基板11上与安装面Ila相背的表面为导热面11b，其通过散热层17与光模块外壳15连接。
[0022]外壳15具有一散热面151，该散热面151的外表面151b与光模块外部设备的散热面接触，内表面151a与所述PCB基板11的导热面Ilb以散热层17相连。光模块内电子元件13产生的热量被传导至该散热面151，以实现快速散热的目的。
[0023]图1示出本发明第一实施例中光模块的俯视图，此处略去外壳15的上盖。从俯视方向上看，外壳散热面151位于光模块底部，其上设置PCB基板11及其它部件。外壳15通常为金属材质，以利于散热。
[0024]图2示出该实施例中光模块的侧面剖视图。光模块外壳15定义一个围合的容纳空间，其中，外壳散热面151构成该容纳空间的底部。散热面内表面151a的至少一部分设置散热层17。散热层17由散热介质构成，散热介质例如可为树脂，也可为其它绝缘且导热系数高的材料。PCB基板11设置于散热层17上方，其与散热层17相邻的表面定义为导热面lib。PCB基板11在竖直方向上的投影面积不小于散热层17在竖直方向上的投影面积，且从俯视方向上看，PCB基板11的至少一部分与散热层17的位置重合。电子元件13设置于PCB基板11的安装面11a，该安装面Ila与导热面Ilb相背，所述安装面Ila及导热面Ilb均覆有铜层以利于散热。
[0025]参考图1及图2，在PCB基板11侧壁接近电子元件13的区域设置向板内凹陷的凹槽20，凹槽20沿基板11厚度方向贯通安装面Ila与导热面lib。应当理解的是，凹槽20的宽度以超出电子元件13的边界为宜，但受限于光模块内部的空间条件，并不以此为必要。
[0026]凹槽20内填充铜，如此，基板安装面Ila的铜层与导热面Ilb的铜层通过凹槽20内的铜层19实现连通，电子元件13产生的热量依次通过安装面Ila的铜层和凹槽20内的铜层19传导至导热面Ilb的铜层。凹槽20内的铜层19 (也就是侧壁铜层)可以位于PCB基板11的一个侧壁，也可以为两个侧壁、三个侧壁，甚至是四个侧壁均设有铜层。
[0027]具体的，在PCB基板11侧壁上距离电子元件13较近的位置铣出向基板内凹进的凹槽20，使得基板安装面I Ia铜层和导热面I Ib铜层通过该槽连接。在电镀孔铜的工序中，同时在凹槽20内电镀与孔铜厚度相同的铜层19。
[0028]优选的，在空间允许的情况下，增加凹槽20内的铜厚度，使凹槽20的至少一部分凸出于PCB基板11侧表面，以提高散热能力。具体的，通过局部电镀法，增加凹槽20内铜层19厚度。
[0029]由于本申请所采用的PCB基板不占用PCB内部的空间，这样PCB内部的布线就不受影响，从而有利于PCB的内部走线。
[0030]图3示出本发明第二实施例中光模块的侧面剖视图。此例中，电子元件13四周的部分可以进行表层的线路布线，电子元件13正下方的基