CN109672476A - 一种光模块装置 - Google Patents

一种光模块装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109672476A
CN109672476A CN201910113887.8A CN201910113887A CN109672476A CN 109672476 A CN109672476 A CN 109672476A CN 201910113887 A CN201910113887 A CN 201910113887A CN 109672476 A CN109672476 A CN 109672476A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control module
tec
temperature control
optical module
circuit board
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910113887.8A
Other languages
English (en)
Inventor
陈奔
李量
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henton Rockley Technology Co Ltd
Original Assignee
Henton Rockley Technology Co Ltd
Jiangsu Hengtong Optical Network Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henton Rockley Technology Co Ltd, Jiangsu Hengtong Optical Network Technology Co Ltd filed Critical Henton Rockley Technology Co Ltd
Priority to CN201910113887.8A priority Critical patent/CN109672476A/zh
Publication of CN109672476A publication Critical patent/CN109672476A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/40Transceivers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/04Arrangements for thermal management
    • H01S3/0405Conductive cooling, e.g. by heat sinks or thermo-electric elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

本发明涉及一种光模块装置,包括:框架,具有底部;设置于所述框架的底部上的PCB电路板;位于所述PCB电路板上,并与PCB电路板电性连接的MCU控制模块;设置于所述框架的底部并位于所述PCB电路板一侧的TEC控制模块,所述TEC控制模块与PCB电路板电性连接;设置于所述TEC温控模块一侧的激光器,所述TEC温控模块与MCU控制模块形成温控电路,以检测并控制所述激光器的工作温度。上述实施方式将TEC温控模块直接设置于框架的底部上,这样提升了TEC温控模块的散热环境,降低了光模块装置的功耗。

Description

一种光模块装置
技术领域
本发明涉及光模块封装技术领域,特别是涉及一种光模块装置。
背景技术
随着数据中心的急剧发展,相应地对光模块的需求,无论从性能和成本等都有了巨大变化。光模块快速的朝着高速化、小型化、低功耗,低成本的路线前进,这对光模块的发明和制造提出了非常严酷的要求。光模块高速化,随着400G应用逐渐走入市场,PAM4技术已经逐渐走向成熟,直接调制已出现瓶颈,外调(EA调制和MT调制)具有容易实现高速率调制(大于50G波特率),容易实现集成化及小型化,低调制电压,高消光比,高调制速率等优点,因此外调具有更好的演进路径。
传统外部调制都需要TEC(Thermo Electric Cooler,半导体致冷器)温控模块,这就会导致光模块装置的整体功耗上升,很难满足数据中心的功耗要求。
发明内容
基于此,有必要针对目前传统的光模块装置的整体功耗升高的问题,提供一种能够整体降低功耗的光模块装置及其封装方法。
一种光模块装置,包括:
框架,具有底部;
设置于所述框架的底部上的PCB电路板;
位于所述PCB电路板上,并与PCB电路板电性连接的MCU控制模块;
设置于所述框架的底部并位于所述PCB电路板一侧的TEC控制模块,所述TEC控制模块与PCB电路板电性连接;
设置于所述TEC温控模块一侧的激光器,所述TEC温控模块与MCU控制模块形成温控电路,以检测并控制所述激光器的工作温度。
上述实施方式将TEC温控模块直接设置于框架的底部上,这样提升了TEC温控模块的散热环境,降低了光模块装置的功耗。
在其中一个优选实施方式中,在所述TEC温控模块与所述框架的底部之间具有散热层。
在其中一个优选实施方式中,所述散热层为钨铜散热结构。
在其中一个优选实施方式中,所述温控电路还包括:
热传感器,用以探测所述激光器的温度。
在其中一个优选实施方式中,所述热传感器具有热敏电阻。
在其中一个优选实施方式中,所述MCU控制模块用以接收所述热传感器所探测的温度,当所述热传感器所探测的温度低于低温阈值,控制所述TEC温控模块升温处理;当所述热传感器所探测的温度高度高温阈值,控制所述TEC温控模块降温处理。
上述实施方式利用MCU控制模块检测激光器的温度,并对TEC温控模块进行控制,这样便降低了整体光模块的封装装置的功耗。
在其中一个优选实施方式中,所述光模块装置还包括:
金丝导电线,电性连接于所述PCB电路板与激光器之间。
上述PCB电路板与激光器之间通过金丝键合实现电连接,减弱了大功率散热对激光器的热串扰。
在其中一个优选实施方式中,所述TEC温控模块的表面经过半导体颗粒镀层处理。
在其中一个优选实施方式中,所述TEC温控模块的周边经过RTV硅胶密封处理。
上述实施方式中对TEC温控模块的表面经过半导体颗粒镀层处理或RTV硅密封处理,防止TEC温控模块受到外界的水汽的侵蚀。
附图说明
图1为本发明一优选实施方式的光模块装置的结构示意图;
图2为本发明一优选实施方式的光模块装置的TEC模块结构原理示意图;
图3为本发明一优选实施方式的光模块装置的温控电路的电路示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要说明的是,当元件被称为“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示,本发明一优选实施方式公开了一种光模块装置100,该光模块装置100包括框架110、PCB电路板120、MCU控制模块130、TEC温控模块150以及激光器170。
上述框架110可以为方形结构,也可以为其他形状的结构,本发明对此不作限定。该框架110为开放性结构。
上述PCB电路板120设置于上述框架110内,并位于该PCB电路板120的底部上。
上述MCU控制模块130设置于PCB电路板120上,并与该PCB电路板120电性连接,同时本实施方式中,上述MCU控制模块130也封装在上述框架110内,达到上述MCU控制模块130与外界环境隔离的效果。
上述TEC温控模块150设置于上述框架110的底部上,并位于PCB电路板120的一侧,所述MCU控制模块130与TEC温控模块150电性连接以形成温控电路。
具体地,TEC温控模块150通过散热层与框架110接触,换言之,在上述TEC温控模块150与上述框架110之间具有散热层,本实施方式中,该散热层为钨铜散热结构。这样可有效加快TEC温控模块150的散热效率。
上述将TEC温控模块150设置于上述框架110的底部上,这样改善了TEC温控模块150的散热环境,降低了光模块装置的功耗,空气流动能够很大程度帮助散热,避免造成热累积。
结合图2及图3所示,上述温控电路主要用以通过TEC温控模块150的制冷与制热的功能,达到整个光模块外接激光器等的温控的效果。如图2所示,上述TEC温控模块150具有第一基板151及第二基板152,这两块基板分别为制冷面及制热面、及位于第一基板151及第二基板152之间为半导体颗粒串行153,该第一基板151、第二基板152及半导体颗粒串行153通过电极154连在一起。利用半导体材料的珀尔帖效应,当有电流从TEC温控模块150流过时,电流产生热量会从一侧传到另一侧,在TEC温控模块150的第一基板151及第二基板152的其中一个基板上产生冷侧,而其中另一个基板则为热侧,例如,若电流从电极154的正极流入,第一基板151制冷,而第二基板152则制热;相反,若电流从电极154的负极流入,第一基板151制热,而第二基板151则制冷。TEC温控模块150的制热或制冷效率则由经过TEC温控模块150的电流决定,电流越大,TEC温控模块150的制冷或制热效率越快。
而上述MCU控制模块140则控制经过TEC温控模块150的电流。详细地说,上述温控电路还具有热传感器180,用以探测激光器170的温度。具体地,该热传感器具有一热敏电阻,所述MCU控制模块140用以接收所述热传感器所探测的温度,当所述热传感器180所探测的温度低于低温阈值,控制所述TEC温控模块150升温处理;当所述热传感器所探测的温度高度高温阈值,控制所述TEC温控模块降温处理。
更详细地说,例如激光器的工作温度T0为初始值,假设该激光器内置的热敏电阻阻值为R0,热敏电阻探测到激光器的温度发生变化转换为自身阻值的变化,温控电路将阻值的变化转换为电压的变化,转换后电压值的大小决定了TEC温控模块150电流的方向及大小。
本实施方式中的MCU控制模块采用Semi-cooled控制算法,假设激光器在T1~T2(T1<T2)工作温度范围内都可以正常工作并满足指标特性要求,预留δ的裕量,得到温控范围为T1+δ~T2-δ,T1+δ对应的热敏电阻阻值为R2,T2-δ对应的热敏电阻阻值R1,与参考电阻RREF分压后对应的采样电压值为V1和V2。MCU控制模块通过ADC获取热敏电阻的采样电压后,控制经过TEC温控模块150的电流,进而控制TEC控制模块制冷或制热的效率等。
这样通过MCU控制模块140来判断TEC温控模块150按需工作,而不是时刻都在闭环控温,很大程度上降低了TEC的主动负载和被动负载,实现低功耗。
上述实施方式利用MCU控制模块检测激光器的温度,并对TEC温控模块进行控制,这样便降低了整体光模块的封装装置的功耗。
本实施方式中,上述光模块装置100还包括金属电极140,该金属电极140设置PCB电路板120的另一侧,一般地,该金属电极140用以外接光模块控制装置或光模块供电装置,本实施方式中该金属电极140部分或全部封装于上述框架110内。
上述光模块装置100还包括金丝导电线,与PCB电路板120电性连接,并用以接激光器170。上述PCB电路板与激光器之间通过金丝键合实现电连接,减弱了大功率散热对激光器的热串扰。
优选地,上述TEC温控模块150的表面经过半导体颗粒镀层处理,或者所述TEC温控模块150的周边经过RTV硅胶密封处理。
上述实施方式中对TEC温控模块的表面经过半导体颗粒镀层处理或RTV硅密封处理,防止TEC温控模块受到外界的水汽的侵蚀。
上述实施方式将TEC温控模块设置于PCB电路板120上,这样提升了TEC温控模块的散热环境,降低了光模块装置的功耗。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种光模块装置,其特征在于,包括:
框架,具有底部;
设置于所述框架的底部上的PCB电路板;
位于所述PCB电路板上,并与PCB电路板电性连接的MCU控制模块;
设置于所述框架的底部并位于所述PCB电路板一侧的TEC控制模块,所述TEC控制模块与PCB电路板电性连接;
设置于所述TEC温控模块一侧的激光器,所述TEC温控模块与MCU控制模块形成温控电路,以检测并控制所述激光器的工作温度。
2.根据权利要求1所述的光模块装置,其特征在于,在所述TEC温控模块与所述框架的底部之间具有散热层。
3.根据权利要求2所述的光模块装置,其特征在于,所述散热层为钨铜散热结构。
4.根据权利要求1所述的光模块装置,其特征在于,所述温控电路还包括:
热传感器,用以探测所述激光器的温度。
5.根据权利要求4所述的光模块装置,其特征在于,所述热传感器具有热敏电阻。
6.根据权利要求4所述的光模块装置,其特征在于,所述MCU控制模块用以接收所述热传感器所探测的温度,当所述热传感器所探测的温度低于低温阈值,控制所述TEC温控模块升温处理;当所述热传感器所探测的温度高度高温阈值,控制所述TEC温控模块降温处理。
7.根据权利要求1所述的光模块装置,其特征在于,所述光模块装置还包括:
金丝导电线,电性连接于所述PCB电路板与所述激光器之间。
8.根据权利要求1所述的光模块装置,其特征在于,所述TEC温控模块的表面经过半导体颗粒镀层处理。
9.根据权利要求1所述的光模块装置,其特征在于,所述TEC温控模块的周边经过RTV硅胶密封处理。
CN201910113887.8A 2019-02-14 2019-02-14 一种光模块装置 Pending CN109672476A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910113887.8A CN109672476A (zh) 2019-02-14 2019-02-14 一种光模块装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910113887.8A CN109672476A (zh) 2019-02-14 2019-02-14 一种光模块装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109672476A true CN109672476A (zh) 2019-04-23

Family

ID=66151231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910113887.8A Pending CN109672476A (zh) 2019-02-14 2019-02-14 一种光模块装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109672476A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110095155A (zh) * 2019-05-21 2019-08-06 深圳洲斯移动物联网技术有限公司 一种控制方法、温湿度检测装置和温湿度检测系统
CN112563341A (zh) * 2020-12-11 2021-03-26 江苏奥雷光电有限公司 一种扩展光模块工作温度窗口的cob封装方法
CN112902492A (zh) * 2021-02-02 2021-06-04 中国科学院空间应用工程与技术中心 一种基于tec的机电集成气液冷却装置

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001196690A (ja) * 2000-01-11 2001-07-19 Lucent Technol Inc レーザモジュール
CN101159489A (zh) * 2007-10-26 2008-04-09 中兴通讯股份有限公司 一种光发送模块的安装装置
CN101592762A (zh) * 2009-06-05 2009-12-02 中兴通讯股份有限公司 一种光模块及其控制方法
CN102570293A (zh) * 2012-02-13 2012-07-11 苏州华必大激光有限公司 高热负载大功率半导体激光器
CN103281132A (zh) * 2013-05-24 2013-09-04 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 应用于宽温度范围中的光模块及其工作温度调节方法
CN106292787A (zh) * 2015-06-09 2017-01-04 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 光模块及其激光器温度控制方法
CN107861197A (zh) * 2017-10-31 2018-03-30 深圳市易飞扬通信技术有限公司 光发射组件、封装工艺及光模块
CN207397130U (zh) * 2017-11-16 2018-05-22 武汉光迅科技股份有限公司 一种基于tec的光模块温度扩展结构
CN108387980A (zh) * 2018-03-14 2018-08-10 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 光学次模块及光模块
CN108873196A (zh) * 2018-08-08 2018-11-23 江苏奥雷光电有限公司 一种多通道光组件
CN209844969U (zh) * 2019-02-14 2019-12-24 亨通洛克利科技有限公司 一种光模块低功耗封装

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001196690A (ja) * 2000-01-11 2001-07-19 Lucent Technol Inc レーザモジュール
CN101159489A (zh) * 2007-10-26 2008-04-09 中兴通讯股份有限公司 一种光发送模块的安装装置
CN101592762A (zh) * 2009-06-05 2009-12-02 中兴通讯股份有限公司 一种光模块及其控制方法
CN102570293A (zh) * 2012-02-13 2012-07-11 苏州华必大激光有限公司 高热负载大功率半导体激光器
CN103281132A (zh) * 2013-05-24 2013-09-04 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 应用于宽温度范围中的光模块及其工作温度调节方法
CN106292787A (zh) * 2015-06-09 2017-01-04 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 光模块及其激光器温度控制方法
CN107861197A (zh) * 2017-10-31 2018-03-30 深圳市易飞扬通信技术有限公司 光发射组件、封装工艺及光模块
CN207397130U (zh) * 2017-11-16 2018-05-22 武汉光迅科技股份有限公司 一种基于tec的光模块温度扩展结构
CN108387980A (zh) * 2018-03-14 2018-08-10 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 光学次模块及光模块
CN108873196A (zh) * 2018-08-08 2018-11-23 江苏奥雷光电有限公司 一种多通道光组件
CN209844969U (zh) * 2019-02-14 2019-12-24 亨通洛克利科技有限公司 一种光模块低功耗封装

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110095155A (zh) * 2019-05-21 2019-08-06 深圳洲斯移动物联网技术有限公司 一种控制方法、温湿度检测装置和温湿度检测系统
CN110095155B (zh) * 2019-05-21 2021-08-10 深圳洲斯移动物联网技术有限公司 一种控制方法、温湿度检测装置和温湿度检测系统
CN112563341A (zh) * 2020-12-11 2021-03-26 江苏奥雷光电有限公司 一种扩展光模块工作温度窗口的cob封装方法
CN112563341B (zh) * 2020-12-11 2024-03-29 江苏奥雷光电有限公司 一种扩展光模块工作温度窗口的cob封装方法
CN112902492A (zh) * 2021-02-02 2021-06-04 中国科学院空间应用工程与技术中心 一种基于tec的机电集成气液冷却装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109672476A (zh) 一种光模块装置
US7348665B2 (en) Liquid metal thermal interface for an integrated circuit device
EP1573807B1 (en) Electro-osmotic pumps and micro-channels
CN103824826A (zh) 一种微流道散热方法
CN107247312A (zh) Cxp光模块及其通信设备
CN108807313A (zh) 一种微电子器件散热装置
CN106814422A (zh) 一种基于tec的光子芯片温控结构
CN107180805B (zh) 芯片封装结构
CN209844969U (zh) 一种光模块低功耗封装
CN206638852U (zh) 一种基于tec的光子芯片温控结构
CN107818952A (zh) 一种单芯片半桥igbt功率模块的热网络模型
CN103606546B (zh) 光器件
CN208385396U (zh) 中央处理器组件、电子设备、手机
CN212587489U (zh) 一种具有良好散热性能的功率模块及电子产品
CN109152310A (zh) 一种多圆弧微通道散热装置
CN212587490U (zh) 一种具有良好散热性能的功率模块及电子产品
CN103531703A (zh) 一种自测温半导体制冷片
CN207051542U (zh) Cxp光模块及其通信设备
CN209328895U (zh) 一种倒装双色led光源
CN202443971U (zh) 高集成高可靠工作温度可控薄膜混合集成电路
CN209150122U (zh) 用于to封装apd管的导热均衡的制冷固定结构及其制冷装置
CN110345663A (zh) 热电半导体制冷器及热电制冷器模块
CN206250183U (zh) 一种集成电路增强散热型封装结构
CN105072748A (zh) 一种基于低噪声放大器的led灯管散热控制系统
CN215578521U (zh) 一种芯片封装散热的结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20190428

Address after: 215200 Hengdao 88, Wujiang Economic and Technological Development Zone, Suzhou City, Jiangsu Province

Applicant after: Henton Rockley Technology Co., Ltd.

Address before: 215200 Hengdao 88, Wujiang Economic and Technological Development Zone, Suzhou City, Jiangsu Province

Applicant before: Henton Rockley Technology Co., Ltd.

Applicant before: JIANGSU HENGTONG OPTICAL NETWORK TECHNOLOGY CO., LTD.

TA01 Transfer of patent application right