一种光模块封装结构的制作方法

本申请涉及光通信，尤其涉及一种光模块封装结构。

背景技术：

1、如图1和2所示，光模块一般包括壳体10’和封装于壳体10’内的光电组件。光电组件一般包括电路板20’、高速电芯片40’、控制芯片30’、光电芯片50’和光学元件60’。壳体10’一般分成上下两个壳体：第一壳体11’和第二壳体12’，而其中第一壳体11’更靠近光笼的散热区域，散热速度更快，其外表面为壳体10’的主散热面111’。第二壳体12’的散热速度较慢，其外表面为副散热面121’。上述高速电芯片40’和控制芯片30’设于电路板20’上，光电芯片50’一般设于高导热率的热沉70’上面，再通过键合引线等方式与电路板20’电连接。

2、随着模块的密度越来越高，从原来的单路，到4路，再到8路，元器件也是成倍增加。需要放在电路板20’上的元器件越来越多，电路板20’内的高速信号线21’也越多，很多需要走线内层，而内层走线需要两个参考地(gnd)和一个信号层，对走线占用很大的空间。对于主要的高速电芯片40’，功耗会很高，从而一般都是放在电路板20’上靠近模块壳体10’主散热面111’的一侧，散热路径如图中虚线箭头所示。但是随着器件的增加，功耗高的芯片都放在同一面，会大大增加走线的复杂程度，需要大量的导电过孔22’，而高速互连中，导电过孔22’走线容易劣化信号质量，降低高频性能。同样，高速信号线21’在电路板20’靠近壳体10’主散热面111’(第一壳体11’)的一侧时，光电芯片50’打线的一面需要朝向主散热面111’，才能通过打线与高速信号线21’电连接，从而热沉70需要设在光电芯片50’和壳体10’的副散热面121’(第二壳体12’)之间，将光电芯片50’的热量传导到副散热面121’，从副散热面121’散热，使得光电芯片50’的散热速度较慢。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种光模块封装结构，可有效提高光模块的散热性能和高频性能。

2、为了实现上述目的之一，本申请提供了一种光模块封装结构，包括壳体和封装于所述壳体内的电路板和至少一个第一器件，所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体的外表面为主散热面；所述壳体内还设有子板，所述第一器件通过所述子板电连接所述电路板；

3、所述电路板的表面设有第一信号线，所述子板的表面设有所述第一信号线的延伸段；所述子板设有所述第一信号线延伸段的表面与所述电路板上设有所述第一信号线的表面部分重叠连接，所述电路板上的所述第一信号线与所述子板上的所述延伸段相电性连接；所述延伸段所在的所述子板的表面与所述第一信号线所在的所述电路板的表面朝向相反的方向，所述第一器件电连接所述子板上的所述延伸段；

4、所述第一器件具有散热面，所述散热面朝向并导热连接所述第一壳体。

5、作为实施方式的进一步改进，所述电路板包括背相对的第一表面和第二表面，所述电路板的第一表面朝向所述第一壳体，第二表面朝向所述第二壳体；所述第一信号线位于所述第二表面上；

6、所述子板具有相背对的第三表面和第四表面，所述延伸段位于所述第三表面上，所述第三表面与所述第二表面部分重叠连接；

7、所述第三表面还设有焊盘，所述焊盘电连接所述延伸段，所述第一器件焊接于所述焊盘上。

8、作为实施方式的进一步改进，所述第一器件的散热面与所述第一壳体的内表面之间设有导热垫，所述导热垫导热连接所述第一器件和所述第一壳体。

9、作为实施方式的进一步改进，所述电路板包括背相对的第一表面和第二表面，所述电路板的第一表面朝向所述第一壳体，第二表面朝向所述第二壳体；所述第一信号线位于所述第一表面上；

10、所述子板具有相背对的第三表面和第四表面，所述延伸段位于所述第四表面上，所述第四表面与所述第一表面部分重叠；

11、所述第一器件通过键合引线或导电基板电连接所述延伸段。

12、作为实施方式的进一步改进，所述壳体内还设有热沉，所述热沉与所述第一壳体的内表面导热连接；所述第一器件的散热面与所述热沉导热连接。

13、作为实施方式的进一步改进，所述第一器件安装于所述热沉上。

14、作为实施方式的进一步改进，所述热沉固定于所述第一壳体的内表面上；或者，所述热沉与所述第一壳体一体成型。

15、作为实施方式的进一步改进，所述子板至少部分设于所述热沉上。

16、作为实施方式的进一步改进，所述电路板的一端设有电接口，所述第一信号线一端电连接所述电接口，所述第一信号线的另一端与所述子板上的所述延伸段焊接连接。

17、作为实施方式的进一步改进，所述电路板为硬质电路板；所述子板为硬质导电基板。

18、作为实施方式的进一步改进，所述第一信号线用于传输高频信号，所述第一器件为高频器件。

19、作为实施方式的进一步改进，所述第一器件包括激光器、光探测器、驱动器、信号放大器或硅光芯片中的一种或几种的组合。

20、作为实施方式的进一步改进，所述壳体内还设有第二器件和电子元件；

21、所述电路板的第一表面还设有第二信号线，所述第二器件设于所述第一表面上，所述第二器件电连接所述第二信号线；

22、所述电子元件设于所述电路板的第一表面和/或第二表面，或者所述电子元件设于所述子板上。

23、本申请的有益效果：通过增加子板与电路板互联，一方面使得大部分器件都可通过光模块壳体的主散热面散热，有效提高了模块的散热性能；另一方面，改善了电路板的走线空间，减少了过孔走线，提高了模块的高频性能。

技术特征：

1.一种光模块封装结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光模块封装结构，其特征在于：所述子板背向所述电路板的一侧至少部分与所述热沉重叠。

3.根据权利要求1所述的光模块封装结构，其特征在于：所述子板与所述电路板叠置的部分通过球栅阵列技术或表面贴装技术与所述电路板焊接固定，以使所述子板上的第一信号线的延伸段电连接所述电路板上的第一信号线。

4.根据权利要求1所述的光模块封装结构，其特征在于：所述第一器件为激光器，所述第一信号线和所述延伸段用于传输高频信号。

5.根据权利要求4所述的光模块封装结构，其特征在于：所述激光器设于一基板上，所述基板固定于所述热沉上或所述基板通过一绝缘导热垫固定于所述热沉上。

6.根据权利要求4所述的光模块封装结构，其特征在于：还包括第二器件，所述第二器件设于所述电路板的第一表面；所述电路板的第一表面还设有第二信号线，所述第二器件电连接所述第二信号线。

7.根据权利要求1所述的光模块封装结构，其特征在于：所述电路板的第一表面还设有控制芯片和/或高速电芯片。

8.根据权利要求7所述的光模块封装结构，其特征在于：还包括壳体，所述壳体具有电口和光口，所述电路板、所述子板、所述热沉和所述第一器件均设于所述壳体内，所述电路板的一端设有电接口，所述电接口延伸出所述壳体的电口，以与外部电连接；所述光口用于传输光信号。

9.根据权利要求8所述的光模块封装结构，其特征在于：所述第一器件与所述光口之间设有光学元件，所述光学元件包括耦合透镜、准直透镜、波分复用器、光插座或光纤中的一种或几种的组合。

10.根据权利要求8所述的光模块封装结构，其特征在于：所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述电路板的第一表面朝向所述第一壳体，所述控制芯片、高速电芯片和所述热沉与所述第一壳体导热连接。

11.根据权利要求1-10任一项所述的光模块封装结构，其特征在于：所述第一表面的第一信号线包括并行设计的多路第一信号线，所述第一器件包括并排布置的多个第一器件，所述子板上的所述延伸段包括并行的多路延伸段，多个所述第一器件、多路所述延伸段分别与多路所述第一信号线一一对应。

12.根据权利要求1-10任一项所述的光模块封装结构，其特征在于：所述电路板为硬质电路板；所述子板为硬质导电基板。

13.一种光模块封装结构，其特征在于，包括：

14.根据权利要求13所述的光模块封装结构，其特征在于：

15.根据权利要求13所述的光模块封装结构，其特征在于：还包括热沉，所述热沉位于所述第二子板背向所述电路板的一侧，所述热沉的部分与所述第二子板重叠固定，部分延伸出所述第二子板，用于安装位于所述第二子板旁的所述第一器件。

16.根据权利要求15所述的光模块封装结构，其特征在于：还包括壳体，所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述电路板、所述第一子板、所述第二子板、所述第一器件和所述热沉均位于所述壳体内；所述电路板的第一表面朝向所述第一壳体，所述热沉与所述第一壳体导热连接，安装于所述热沉上的所述第一器件与所述热沉导热连接。

17.根据权利要求16所述的光模块封装结构，其特征在于：焊接于所述第一子板上的所述第一器件焊接于所述第一子板设有所述延伸段的表面，且具有背向所述第一子板的散热面，所述散热面与所述第一壳体导热连接。

18.根据权利要求16所述的光模块封装结构，其特征在于：所述电路板的一端设有电接口，所述壳体具有电口和光口，所述电路板的所述电接口延伸出所述壳体的电口，以与外部电连接；所述光口用于传输光信号。

19.根据权利要求16所述的光模块封装结构，其特征在于：所述电路板的第一表面还设有控制芯片和/或高速电芯片，所述控制芯片和/或高速电芯片与所述第一壳体导热连接。

20.根据权利要求18所述的光模块封装结构，其特征在于：所述热沉上的所述第一器件与所述光口之间设有光学元件，所述光学元件包括耦合透镜、准直透镜、波分复用器、光插座或光纤中的一种或几种的组合。

21.根据权利要求13-20任一项所述的光模块封装结构，其特征在于：所述电路板为硬质电路板；所述子板为硬质导电基板。

技术总结
本申请公开了一种光模块封装结构，包括壳体和封装于壳体内的电路板、第一器件和子板；其中，壳体包括第一壳体和第二壳体，第一壳体的外表面为主散热面；第一器件通过子板电连接电路板；电路板的表面设有第一信号线，子板的表面设有延伸段；子板与电路板部分重叠连接，将电路板上的第一信号线延伸到子板上的延伸段；上述部分重叠的子板的表面与电路板的表面朝向相反的方向，第一器件电连接子板上的延伸段；第一器件具有散热面，该散热面朝向并导热连接第一壳体。本申请通过增加子板与电路板互联，一方面使得大部分器件都可通过主散热面散热，有效提高了模块的散热性能；另一方面，改善了电路板的走线空间，减少了过孔走线，提高了模块的高频性能。

技术研发人员：孙雨舟,汪振中,于登群
受保护的技术使用者：苏州旭创科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14