一种单通道传输速率为100Gbps的光模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种单通道传输速率为100Gbps的光模块，包括壳体、PCB板和光连接器，PCB板上设有电源模块、微控制器、DSP处理器、EML驱动器和探测器，电源模块用于给整个光模块供电，微控制器分别与DSP处理器、EML驱动器电连接，探测器的输出端与接收侧DSP处理器的输入端电连接，接收侧DSP处理器的输出端与金手指电连接，发射侧DSP处理器的输出端与金手指电连接，发射侧DSP处理器的输出端与EML驱动器的输入端电连接，EML驱动器的输出端与EML激光器电连接；PCB板局部埋设有散热块，使发热元件直接贴装在散热块上，散热块的导热率高于PCB板材的导热率，壳体内壁设有散热凸台，PCB板与散热凸台接触，散热凸台与PCB板之间使用导热材料填充。本光模块降低了产品成本。本光模块降低了产品成本。本光模块降低了产品成本。

【技术实现步骤摘要】
一种单通道传输速率为100Gbps的光模块


[0001]本技术涉及光纤通信
，特别涉及一种单通道传输速率为100Gbps的光模块。

技术介绍

[0002]当前，全球信息技术创新进入新一轮加速期，5G、loT、AI、VR/AR等新一代信息技术和应用快速演进，对数据中心的规模、建设模式、性能各方面产生重要影响。5G和loT将带动数据量爆炸式增长，引领数据中心需求猛增，带动数据中心总体建设规模持续高速增长，并且集约化建设的大型数据中心比重将进一步增加。
[0003]为了实现楼宇间交换机或者路由器的高速互联，并且与现有QSF28封装接口的兼容，提高单通道的传输速率变得尤为重要。与目前的100G QSFP28光模块（四路25Gbps）相比，100G FR1仅仅使用一路光器件，可以大大节约光模块的成本，而基于QSFP28封装的100G FR1光模块可以和现有100G交换机接口完全兼容。
[0004]当前市场背景下，该产品一般采用以下关键技术，技术分析如下：
[0005]1、硅光方案，工艺成本高。
[0006]2、带制冷功能的EML器件方案，气密封装，封装成本高；同时，由于采用器件封装技术，光电芯片距离拉远，增加了电路设计的难度。
[0007]3、带制冷功能的DML器件方案，暂无满足要求的DML器件。

技术实现思路

[0008]本技术的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种单通道传输速率为100Gbps的光模块，旨在使用更成熟、低成本的方案，实现产品设计。
[0009]本技术的目的是采用下述方案实现的：本技术公开了一种单通道传输速率为100Gbps的光模块，包括壳体、PCB板和光连接器，PCB板设置于壳体内，PCB板的端部设置有金手指，金手指为光模块与交换机单板通信的电接口，所述光连接器设置于壳体的端部，用于与外接光纤对接，所述光连接器与金手指分别位于壳体的两端，所述PCB板上设有电源模块、微控制器、DSP处理器、EML驱动器和探测器，所述电源模块用于给整个光模块供电，所述微控制器分别与DSP处理器、EML驱动器电连接，所述探测器用于接收与第一光连接器对接的光纤发送的带调制的光信号，并将接收到的带调制的光信号转换成电信号，所述探测器的输出端与接收侧DSP处理器的输入端电连接，接收侧DSP处理器的输出端与金手指电连接，发射侧DSP处理器的输出端与金手指电连接，发射侧DSP处理器的输出端与EML驱动器的输入端电连接，所述EML驱动器的输出端与EML激光器电连接，用于控制EML激光器输出带调制的光信号，并传输给与第二光连接器对接的光纤；所述微控制器与金手指之间电连接；所述PCB板局部埋设有散热块，使发热元件直接贴装在散热块上，散热块的导热率高于PCB板材的导热率，热量通过散热块传导出去，所述壳体内壁设有散热凸台，所述PCB板与散热凸台接触，散热凸台与PCB板之间使用导热材料填充。
[0010]微控制器与金手指之间通过低速信号接口、I2C通信连接的目的是主机侧与模块通信，上报模块的状态及主机下发指令。
[0011]发热元件的发热量与功耗相关，主要有DSP芯片、EML驱动器、激光器和探测器，若热量没有散热路径，模块的性能会劣化更有甚者会导致模块工作不正常。
[0012]散热凸台与壳体是一体。
[0013]进一步地，所述散热块为铜块。
[0014]进一步地，散热凸台与PCB板之间填充的导热材料为硅脂导热凝胶。
[0015]进一步地，所述探测器包括PD芯片和TIA芯片，所述TIA芯片与微控制器电连接，所述PD芯片和TIA芯片使用导电银胶粘接在PCB板上，并使用金线键合技术将PD芯片的输出端与TIA芯片的输入端连接，TIA芯片的输出端与DSP处理器接收侧的输入端电连接。
[0016]进一步地，所述光连接器为LC适配器。
[0017]进一步地，DSP处理器为收发合一，且内嵌EML驱动器。
[0018]进一步地，微控制器选用WLCSP封装。
[0019]进一步地，所述EML激光器加载到SiN基板上并使用金线键合技术将EML激光器与EML驱动器进行电气连接。
[0020]进一步地，EML激光器中不包含TEC；EML激光器中设有光电监控二极管，所述光电监控二极管用于监控EML激光器的光功率，并根据不同温度条件下的P-I曲线即光功率-偏流曲线改变激光器偏流，稳定输出光功率。
[0021]本技术的有益效果为：本技术的光模块采用了将EML激光器加载到SiN基板上并使用金线键合技术将EML激光器与EML驱动器进行电气连接，所述PCB板局部埋设有散热块，使发热元件直接贴装在散热块上，散热块的导热率高于PCB板材的导热率，热量通过散热块传导出去，所述壳体内壁设有散热凸台，所述PCB板与散热凸台接触，散热凸台与PCB板之间使用导热材料填充，使本技术的EML激光器可以采用uncooled EML COC方案，一方面可减少温控电路，降低产品功耗；另一方面可省略TEC封装工艺，对于芯片封装，结合COC能力，可以采用非气密封装工艺。
[0022]且EML激光器中设有光电监控二极管，所述光电监控二极管用于监控EML激光器的光功率，并根据不同温度条件下的P-I曲线即光功率-偏流曲线改变激光器偏流，稳定输出光功率。
附图说明
[0023]图1为本技术的单通道传输速率为100Gbps的光模块的原理框图；
[0024]图2为本技术的单通道传输速率为100Gbps的光模块的PCB板的正面示意图；
[0025]图3为本技术的单通道传输速率为100Gbps的光模块的PCB板的反面示意图；
[0026]图4为本技术的单通道传输速率为100Gbps的光模块的PCB板的侧面示意图。
[0027]附图中，1为PCB板，2为EML激光器，3为DSP处理器，4为探测器，5为MCU。
具体实施方式
[0028]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描
述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0029]参见图1至图4，本实施例提供一种单通道传输速率为100Gbps的光模块，包括壳体、解锁装置、PCB板和光连接器，PCB板设置于壳体内。光模块的壳体包括底壳和上盖，所述底壳与上盖通过螺栓固定连接。解锁装置与底壳PCB板位于底壳与上盖之间。PCB板的端部设置有金手指，金手指为光模块与交换机单板通信的电接口，所述光连接器安装在底壳的端部，用于与外接光纤对接，所述光连接器与金手指分别位于壳体的两端，所述PCB板上设有电源模块、微控制器MCU、DSP处理器、EML驱动器和探测器，所述电源模块用于给整个光模块供电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单通道传输速率为100Gbps的光模块，包括壳体、PCB板和光连接器，PCB板设置于壳体内，PCB板的端部设置有金手指，金手指为光模块与交换机单板通信的电接口，所述光连接器设置于壳体的端部，用于与外接光纤对接，所述光连接器与金手指分别位于壳体的两端，其特征在于：所述PCB板上设有电源模块、微控制器、DSP处理器、EML驱动器和探测器，所述电源模块用于给整个光模块供电，所述微控制器分别与DSP处理器、EML驱动器电连接，所述探测器用于接收与第一光连接器对接的光纤发送的带调制的光信号，并将接收到的带调制的光信号转换成电信号，所述探测器的输出端与接收侧DSP处理器的输入端电连接，接收侧DSP处理器的输出端与金手指电连接，发射侧DSP处理器的输出端与金手指电连接，发射侧DSP处理器的输出端与EML驱动器的输入端电连接，所述EML驱动器的输出端与EML激光器电连接，用于控制EML激光器输出带调制的光信号，并传输给与第二光连接器对接的光纤；所述微控制器与金手指之间电连接；所述PCB板局部埋设有散热块，使发热元件直接贴装在散热块上，散热块的导热率高于PCB板材的导热率，热量通过散热块传导出去，所述壳体内壁设有散热凸台，所述PCB板与散热凸台接触，散热凸台与PCB板之间使用导热材料填充。2.根据权利要求1所述的单通道传输速率为100Gbps的光模块，其特征在于：所述散热块为铜块。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：田波，胡长飞，李梓文，许其建，杨颖，
申请(专利权)人：武汉华工正源光子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：