DE102013223966A1

DE102013223966A1 - Verfahren und Systeme zum Dissipieren von Wärme in optischen Kommunikationsmodulen

Info

Publication number: DE102013223966A1
Application number: DE102013223966.1A
Authority: DE
Inventors: Laurence R. McColloch; David J. K. Meadowcroft; Seng-Kum Chan
Original assignee: Avago Technologies General IP Singapore Pte Ltd
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2033-11-23
Also published as: TW201436491A; US20140147127A1; TWI514794B; CN103837947A; DE102013223966B4; US9063305B2; CN103837947B

Abstract

Eine Wärmedissipation Lösung wird bereitgestellt, welche für eine Verwendung in CXP Modulen geeignet ist, aber nicht auf eine Verwendung in CXP Modulen limitiert ist. Die Wärmedissipation Lösung erlaubt es der Performanz eines CXP Moduls, signifikant verbessert zu werden, ohne die Größe der Wärmedissipation Vorrichtung, welche gegenwärtig mit bekannten CXP Modulen verwendet wird, vergrößern zu müssen. Die Wärmedissipation Lösung entkoppelt thermisch den Wärmedissipation Pfad, welcher mit den Laserdioden assoziiert ist, von dem Wärmedissipation Pfad, welcher mit anderen wärmegenerierenden Komponenten des Moduls assoziiert ist, wie zum Beispiel der Laserdioden Treiber IC und der Empfänger IC. Ein Entkoppeln dieser Wärmedissipation Pfade erlaubt es der Temperatur der Laserdioden, kühler gehalten zu werden, wenn sie bei höheren Geschwindigkeiten betrieben werden, während es den Temperaturen der anderen Komponenten erlaubt, wärmer zu laufen, falls es erwünscht oder notwendig ist.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf optische Kommunikationsmodule. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Wärmedissipation Systeme und Verfahren, welche in optischen Kommunikationsmodulen wie zum Beispiel parallele optische Sender, Empfänger und Transceivermodule verwendet werden.
Hintergrund der Erfindung
Eine Vielzahl von parallelen optischen Kommunikationsmodulen existiert für ein simultanes Senden und/oder Empfangen von mehreren optischen Datensignalen über mehrere entsprechende optische Datenkanäle. Parallele optische Sender (transmitters) haben mehrere optische Sendekanäle zum simultanen Senden von mehreren entsprechenden optischen Datensignalen über mehrere entsprechende optische Wellenleiter (z.B. optische Fasern). Parallele optische Empfänger haben mehrere optische Empfangskanäle zum simultanen Empfangen von mehreren entsprechenden optischen Datensignalen über mehrere entsprechende optische Wellenleiter. Parallele optische Transceiver haben mehrere optische Sende- und Empfangskanäle zum simultanen Senden und Empfangen von mehreren entsprechenden optischen Sende- und Empfang-Datensignalen über mehrere entsprechende optische Sende- und Empfang-Wellenleiter.
Für jeden dieser unterschiedlichen Typen von parallelen optischen Kommunikationsmodulen existiert eine Vielzahl von Designs und Konfigurationen. Ein typisches Layout für ein paralleles optisches Kommunikationsmodul beinhaltet einer Platine, wie zum Beispiel eine Leiterplatine (printed circuit board) (PCB), ein Ball Grid Array (BGA) oder Ähnliches, auf welchem verschiedene elektrische Komponenten und opto-elektronische Komponenten (d.h. Laserdioden und/oder Photodioden) montiert sind. In dem Fall eines parallelen optischen Senders sind Laserdioden und ein oder mehr Laserdioden Treiber integrierte Schaltkreise (integrated circuiuts) (ICs) auf der Platine montiert. Die Platine hat elektrische Leiter, welche durch sie hindurch laufen (d.h. elektrische Spuren (traces) und Vias), und elektrische Kontaktpads auf ihr. Die elektrischen Kontaktpads des oder der Laserdioden Treiber IC(s) sind elektrisch mit den elektrischen Leitern der Platine verbunden. Eine oder mehr andere elektrische Komponenten, wie beispielsweise ein Steuer IC, sind typischerweise ebenfalls auf der Platine montiert und elektrisch mit der Platine verbunden.
Ähnliche Konfigurationen werden für parallele optische Empfänger verwendet mit der Ausnahme, dass die Platine des parallelen optischen Empfängers auf ihr eine Mehrzahl von Photodioden anstelle der Laserdioden montiert hat und ein Empfänger IC auf ihr anstelle eines Laserdioden Treiber IC montiert ist. Der Empfänger IC beinhaltet typischerweise eine Verstärkungsschaltung und manchmal beinhaltet er eine Takt- und Datenwiederherstellung (clock and data recovery) (CDR)-Schaltung zum Wiederherstellen des Takts und der Datenbits. Parallele optische Transceiver haben typischerweise Laserdioden, Photodioden, einen oder mehr Laserdioden Treiber ICs und einen Empfänger IC auf ihnen montiert, obwohl eine oder mehr von diesen Vorrichtungen in dem gleichen IC integriert sein mag oder mögen, um eine Stückanzahl (part count) zu reduzieren und andere Vorteile bereitzustellen.
1 illustriert eine perspektivische Ansicht eines parallelen optischen Kommunikationsmoduls 2, welches als ein CXP Modul bekannt ist. Das CXP Modul 2 ist ein steckbares (pluggable) Modul, welches typischerweise zwölf Sendekanäle und zwölf Empfangskanäle hat. Das CXP Modul 2 ist relativ kompakt in der Größe und ist konfiguriert, um in eine Anschlussbuchse (receptacle) gesteckt zu werden, welche in einer Frontplatte einer 1U Box (nicht gezeigt) angeordnet ist. Typischerweise werden mehrere CXP Module des Typs, welcher in der 1 gezeigt ist, in jeweilige Seite an Seite Anschlussbuchsen einer 1U Box gesteckt. Die Wärme, welche mittels der elektrischen und opto-elektronischen Komponenten, wie beispielsweise die ICs und Laserdioden, generiert wird, wird durch das metallene Modulgehäuse 2a hindurch in eine externe Wärmedissipation Vorrichtung 3 transferiert, welche die Wärme dissipiert.
Die Größe einer Wärmedissipation Vorrichtung ist direkt proportional zu dem Wärmeanstieg (heat rise) und ihrer Wärmelast. Es kann aus der 1 gesehen werden, dass die Größe der externen Wärmedissipation Vorrichtung 3 groß im Vergleich zu der Größe des CXP Moduls 2 ist. Aus diesem Grund konsumiert die Wärmedissipation Vorrichtung 3 eine relativ große Menge des Raums innerhalb der 1U Box. Spezifikationen für das CXP Modul 2 setzen eine obere Grenze bei der Temperatur des Modulgehäuses 2a bei 80 °Celsius (C) und eine obere Grenze bei der Temperatur der Luft innerhalb der 1U Box bei 70° C. Die Wärmedissipation Vorrichtung 3 ist ausgebildet, um Wärme in einer Art und Weise zu dissipieren, welche es diesen Grenzen erlaubt, erfüllt zu werden.
Die Laserdioden des CXP Moduls 2 sind sehr empfindlich auf Anstiege in der Temperatur. Im Allgemeinen muss, um die Geschwindigkeit der Laserdioden ohne ein Opfern der Performanz zu erhöhen, die Betriebstemperatur der Laserdioden gesenkt werden. Eine Lösung würde sein, welche für einen signifikanten Anstieg in der Datenrate der Laserdioden des Moduls 2 ohne ein Degradieren deren Performanz erlauben würde, die Größe der Wärmedissipation Vorrichtung 3 signifikant zu erhöhen. Jedoch ist, weil die Wärmedissipation Vorrichtung 3 bereits relativ groß ist, ein weiteres Erhöhen deren Größe keine wünschenswerte Lösung aus einer Vielzahl von Gründen. Zum Beispiel könnte ein Erhöhen der Größe der Wärmedissipation Vorrichtung 3 eine Modul Montierdichte verringern und Kosten erhöhen.
Entsprechend existiert ein Bedarf für Verfahren und Systeme, welche verbesserte Wärmedissipationslösungen bereitstellen und welche in einem Sinne der Raumausnutzung effizient sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung ist auf Verfahren und Systeme für eine Verwendung in optischen Kommunikationsmodulen zum Dissipieren von Wärme gerichtet. Ein optisches Kommunikationsmodul, welches ein Wärmedissipation System und ein Verfahren einbezieht, weist auf (a) ein Modulgehäuse, (b) zumindest eine erste elektrische Unter-Anordnung (electrical subassembly) (ESA), (c) zumindest ein erstes Wärmedissipation Interface, (d) zumindest eine erste Wärmedissipation Vorrichtung und (e) zumindest eine zweite Wärmedissipation Vorrichtung. Das Modulgehäuse weist einen vorderen Gehäuseabschnitt und einen hinteren Gehäuseabschnitt auf, so dass, falls das optische Kommunikationsmodul in eine Anschlussbuchse eingesteckt ist, welche in einer Frontplatte gebildet ist, der vordere Gehäuseabschnitt vorne an der Frontplatte angeordnet ist und der hintere Gehäuseabschnitt hinten an der Frontplatte angeordnet ist. Die ESA beinhaltet zumindest eine erste Platine, zumindest einen ersten IC, welcher auf der ersten Platine montiert ist, und zumindest ein erstes Array von Laserdioden, welche auf der ersten Platine montiert sind. Das Wärmedissipation Interface ist mechanisch mit dem hinteren Gehäuseabschnitt und mit zumindest dem ersten IC gekoppelt. Die erste Wärmedissipation Vorrichtung ist mechanisch mit dem hinteren Gehäuseabschnitt gekoppelt und thermisch mit dem Wärmedissipation Interface gekoppelt. Zumindest ein Anteil der Wärme, welche mittels des ersten IC generiert wird, wird thermisch in die erste Wärmedissipation Vorrichtung über die thermische Kopplung zwischen der ersten Wärmedissipation Vorrichtung und dem Wärmedissipation Interface gekoppelt. Die zweite Wärmedissipation Vorrichtung ist mechanisch mit dem vorderen Gehäuseabschnitt gekoppelt und thermisch mit zumindest dem ersten Array von Laserdioden gekoppelt. Ein Anteil der Wärme, welche mittels der Laserdioden generiert wird, wird thermisch in die zweite Wärmedissipation Vorrichtung über die thermische Kopplung zwischen der zweiten Wärmedissipation Vorrichtung und dem ersten Array von Laserdioden gekoppelt.
Das Verfahren weißt auf:
Bereitstellen eines optischen Kommunikationsmoduls, welches aufweist (a) ein Modulgehäuse, welches zumindest ein erstes ESA hat, welches in dem Modulgehäuse angeordnet ist, (b) zumindest eine erste Wärmedissipation Vorrichtung, welche mechanisch mit einem hinteren Gehäuseabschnitt des Modulgehäuses gekoppelt ist und thermisch mit einem Wärmedissipation Interface gekoppelt ist, welches an dem hinteren Gehäuseabschnitt angeordnet ist, und (c) zumindest eine zweite Wärmedissipation Vorrichtung, welche mechanisch mit einem vorderen Gehäuseabschnitt des Modulgehäuses gekoppelt ist;
Dissipieren zumindest eines Anteils oder Abschnitts (portion) der Wärme, welche mittels eines ersten IC des ersten ESA generiert wird, mit der ersten Wärmedissipation Vorrichtung über die thermische Kopplung zwischen der ersten Wärmedissipation Vorrichtung und dem Wärmedissipation Interface; und
Dissipieren zumindest eines Anteils oder Abschnitts der Wärme, welche mittels der Laserdioden generiert wird, mit der zweiten Wärmedissipation Vorrichtung über die thermische Kopplung zwischen der zweiten Wärmedissipation Vorrichtung und dem ersten Array von Laserdioden.
Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung, den folgenden Zeichnungen und den folgenden Ansprüchen offensichtlich werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 illustriert eine perspektivische Ansicht eines bekannten parallelen optischen Kommunikationsmoduls, welches gemeinhin als ein CXP Modul bezeichnet wird, und einer Wärmedissipation Vorrichtung, welche an dem Modulgehäuse befestigt ist.
2 illustriert eine perspektivische Ansicht eines Hoch-Performanz (high-performance) CXP Moduls in Übereinstimmung mit einem illustrativen Ausführungsbeispiel, welches einen vorderen und einen hinteren Gehäuseabschnitt, ein Wärmedissipation Interface, welches an dem hinteren Gehäuseabschnitt angeordnet ist, und eine Wärmedissipation Vorrichtung hat, welche in dem vorderen Gehäuseabschnitt angeordnet ist.
3 illustriert eine perspektivische Querschnittsansicht des CXP Moduls, welches in der 2 gezeigt ist, welches in einer Anschlussbuchse eingesteckt ist, welche in einer Frontplatte einer 1U Box gebildet ist.
4 illustriert eine perspektivische Draufsicht auf einen Abschnitt des CXP Moduls, welches in der 2 gezeigt ist, wobei das CXP Modulgehäuse entfernt ist, um interne Merkmale des CXP Moduls offen zu legen, einschließlich einer ersten Platine, einer Kunststoff Abdeckung (plastic cover), einem ersten und einem zweiten Wärmedissipation Block, welche auf der ersten Platine montiert sind und welche durch jeweilige Öffnungen hindurch hervorstehen, welche in der Kunststoff Abdeckung gebildet sind, und einem optischen Verbinder (connector), welcher mit einer Anschlussbuchse zusammenpasst, welche in der Kunststoff Abdeckung gebildet ist.
5 illustriert eine perspektivische Draufsicht auf einen Abschnitt des CXP Moduls, welches in der 4 gezeigt ist, wobei die Kunststoff Abdeckung und der optische Verbinder entfernt sind, um andere Komponenten des CXP Moduls offen zu legen, einschließlich Abschnitten der ersten Platine, des ersten und des zweiten Wärmedissipation Blocks, der ersten und zweiten ICs und einen Array von VCSELs.
6 illustriert eine obere Draufsicht des Abschnitts der ersten Platine, welche in der 5 gezeigt ist, wobei die ICs und das VCSEL Array entfernt sind, um eine strukturierte Wärmedissipation Schicht offen zu legen, welche auf der oberen Oberfläche der ersten Platine gebildet ist.
7 illustriert eine obere Draufsicht des Abschnitts der ersten Platine, welche in der 6 gezeigt ist, wobei die ICs und das VCSEL Array auf bestimmten Abschnitten der strukturierten Wärmedissipation Schicht montiert sind.
8A und 8B illustrieren perspektivische vordere bzw. hintere Ansichten des Wärmedissipation Interface und der Wärmedissipation Vorrichtung des CXP Moduls, welches in den 2 und 3 gezeigt ist.
9 illustriert eine perspektivische hintere Ansicht des hinteren Gehäuseabschnitts, welche die Konfiguration des Wärmedissipation Interface und des thermischen Pfads zeigt, welchen es bereitstellt.
Ausführliche Beschreibung eines illustrativen Ausführungsbeispiels
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird eine Wärmedissipation Lösung bereitgestellt, welche für eine Verwendung in CXP Modulen des Typs, welcher in der 1 gezeigt ist, geeignet ist, aber nicht auf eine Verwendung in CXP Modulen des Typs limitiert ist, welcher in der 1 gezeigt ist. Die Wärmedissipation Lösung erlaubt es der Performanz eines CXP Moduls, signifikant verbessert zu werden, ohne die Größe der Wärmedissipation Vorrichtung 3 erhöhen zu müssen, und könnte es der Größe der Wärmedissipation Vorrichtung 3 erlauben, verringert zu werden. Die Wärmedissipation Lösung entkoppelt thermisch den Wärmedissipation Pfad, welcher mit den Laserdioden assoziiert ist, von dem Wärmedissipation Pfad, welcher mit anderen wärmegenerierenden Komponenten des Moduls assoziiert ist, wie zum Beispiel der Laserdioden Treiber IC und der Empfänger IC. Ein Entkoppeln dieser Wärmedissipation Pfade erlaubt es der Temperatur der Laserdioden, kühler gehalten zu werden, wenn sie bei höheren Geschwindigkeiten betrieben werden, während es den Temperaturen der anderen Komponenten erlaubt, wärmer zu laufen, falls es erwünscht oder notwendig ist.
In Übereinstimmung mit Ausführungsbeispielen, welche hierin beschrieben sind, dissipiert die Wärmedissipation Vorrichtung 3 im Inneren der 1U Box nur Wärme, welche mit den ICs und anderen elektrischen Komponenten des Moduls assoziiert ist. Die Wärmedissipation Vorrichtung 3 wird nicht verwendet, um Wärme, welche mittels der Laserdioden produziert wird, zu dissipieren. Eine separate Wärmedissipation Vorrichtung, welche außerhalb der 1U Box ist, wird verwendet, um die Wärme, welche mittels der Laserdioden produziert wird, zu dissipieren. Die zwei Wärmedissipation Vorrichtungen sind thermisch voneinander entkoppelt. Illustrative oder exemplarische Ausführungsbeispiele der Wärmedissipation Lösung der Erfindung werden unten mit Bezug auf die Figuren beschrieben.
Eines der Ziele der Erfindung ist, ein CXP Modul bereitzustellen, welches eine sehr hohe Performanz hat, ohne die Größe der Wärmedissipation Vorrichtung 3 erhöhen zu müssen. Das Hoch-Performanz CXP Modul des illustrativen Ausführungsbeispiels nutzt vertikal Kavität Oberflächen emittierende Laserdioden (vertical cavity surface emitting laser diodes) (VCSELs), welche bei einer hohen Geschwindigkeit (z.B. 20 bis 25 Gigabits pro Sekunde (Gbps)) betrieben werden, nichts desto trotz ist die Erfindung nicht mit Bezug auf die Typen der Laserdioden, welche in dem Modul verwendet werden, oder mit Bezug auf die Geschwindigkeit der Laserdioden limitiert. Während die thermische Leistung, welche mittels der VCSELs erzeugt wird, nur ein kleiner Anteil der gesamten thermischen Last ist und relativ konstant ist, erhöht sich die thermische Leistung, welche mittels der ICs produziert wird, stärker wenn sich die Bitrate erhöht. Zum Beispiel werden für Hochgeschwindigkeit Daten, welche in dem Hoch-Performanz CXP Modul empfangen werden, ein oder mehr der ICs typischerweise eine CDR Schaltung beinhalten, welche genutzt wird, um den Takt und die Datenbits wiederherzustellen. Die CDR Schaltung konsumiert und dissipiert eine relativ große Menge von Leistungen. Im Gegensatz zu dem bekannten CXP Modul 2, welches in der 1 gezeigt ist, welches ungefähr 2 bis 3 Watt von Leistung für die VCSELs und die ICs kombiniert dissipiert, dissipiert das Hoch-Performanz CXP Modul des illustrativen Ausführungsbeispiels typischerweise ungefähr 4 bis 9 Watt von Leistung für die VCSELs und die ICs kombiniert. Von den 4 bis 9 Watt der gesamten Leistung, welche dissipiert wird, sind die VCSELs nur für ungefähr 10 % (d.h. 0,4 bis 0,9 Watt) verantwortlich.
Daher sollte, angenommen dass die Wärmedissipation Vorrichtung 3, welche in der 1 gezeigt ist, in dem Hoch Performanz CXP Modul des illustrativen Ausführungsbeispiels verwendet wird, die Wärmedissipation Vorrichtung 3 zum Dissipieren von irgendwas von ungefähr 3,6 bis ungefähr 8,1 Watt geeignet sein. Wie ebenfalls oben angedeutet ist, setzen existierende CXP Standards die maximale Temperatur des CXP Gehäuses 2a bei 80° C und die maximale Temperatur der umgebenden Luft im Inneren der U1 Box bei 70° C, was zu einer Temperaturdifferenz von 10° C korrespondiert. Jedoch sind die ICs geeignet, zufriedenstellend bei einer Temperatur von so hoch wie ungefähr 125° C betrieben zu werden. Weil die ICs geeignet sind, zufriedenstellend bei einer höheren Betriebstemperatur betrieben zu werden, wird in Übereinstimmung mit einem illustrativen Ausführungsbeispiel der Temperatur des CXP Modulgehäuses 2a erlaubt, sich auf 90° C zu erhöhen, was zu einer Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur der Luft im Inneren der Box (70° C) und der Temperatur des Modulgehäuse 2a von 20° C korrespondiert. Folglich hat sich die Temperaturdifferenz nun von 10° C auf 20 °C verdoppelt. Das Verdoppeln dieser Temperaturdifferenz bedeutet, dass die Wärmedissipation Vorrichtung 3 nun doppelt so viel Wärme absorbieren kann, ohne in der Größe erhöht werden zu müssen.
Auf der anderen Seite können VCSELs, welche zum Betrieben werden bei höherer Geschwindigkeit geeignet sind, dies oft nur bei niedrigeren Temperaturen tun. In dem bekannten CXP Modul 2, welches in der 1 gezeigt ist, wurden die Laserdioden bei niedrigeren Geschwindigkeiten betrieben und es war ihnen daher erlaubt, bei einer Temperatur von näherungsweise 90° C betrieben zu werden. Jedoch, um die VCSELs des Hoch-Performanz CXP Moduls bei höheren Datenraten (z.B. 20 bis 25 Gbps) zu betreiben, ohne eine Degradierung der Performanz zu erleiden, ist es bestimmt worden, dass sie bei einer Temperatur von ungefähr 70° gehalten werden sollten. CXP Standards limitieren die maximale Temperatur der Umgebungsluft vor der 1U Box auf 55° C. In Übereinstimmung mit dem illustrativen Ausführungsbeispiel ist die Wärmedissipation Vorrichtung, welche zum Dissipieren der Wärme verwendet wird, welche mittels der VCSELs produziert wird, auf einem Abschnitt des Modulgehäuses angeordnet, welcher auf der vorderen Seite der Box lokalisiert ist, so dass sie mittels der Umgebungsluft vor der Box gekühlt wird. Diese Wärmedissipation Vorrichtung ist ausgebildet, um sicherzustellen, dass sie die Wärme adäquat dissipiert, welche mittels der VCSELs erzeugt wird, so dass deren Betriebstemperaturen nicht über 70° C hinausgehen. Ein illustratives Ausführungsbeispiel der Konfiguration dieser Wärmedissipation Vorrichtung und der Art und Weise, in welcher die Wärmedissipation Pfade der ICs und der VCSELs thermisch entkoppelt sind, wird nun mit Bezug auf die 2–9 beschrieben werden, in welchen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Komponenten, Elemente oder Merkmale repräsentieren.
2 illustriert eine perspektivische Ansicht eines Hoch-Performanz CXP Moduls 100 in Übereinstimmung mit einem illustrativen Ausführungsbeispiel, welches einen vorderen und einen hinteren Gehäuseabschnitt 101 bzw. 102, ein Wärmedissipation Interface 103, welches an dem hinteren Gehäuseabschnitt 102 angeordnet ist, und eine Wärmedissipation Vorrichtung 110 hat, welche in dem vorderen Gehäuseabschnitt 101 angeordnet ist. 3 illustriert eine perspektivische Querschnittsansicht des CXP Moduls 100, welches in der 2 gezeigt ist, welches in einer Anschlussbuchse 121 eingesteckt ist, welche in einer Frontplatte 122 einer 1U Box 123 gebildet ist, von welcher nur ein Abschnitt in der 3 für die Zwecke der Klarheit gezeigt ist. In der Querschnittsansicht von 3 können Abschnitte der ersten und zweiten Platine 104a bzw. 104b und Abschnitte des Wärmedissipation Interface 103 und der Wärmedissipation Vorrichtung 110 des Moduls 100 gesehen werden.
4 illustriert eine perspektivische Draufsicht auf einen Abschnitt des CXP Moduls 100, welches in der 2 gezeigt ist, wobei das CXP Modulgehäuse 101/102 entfernt ist, um interne Merkmale des CXP Moduls 100 offen zu legen, einschließlich der ersten Platine 104a, einer Kunststoff Abdeckung 105, einem ersten und einem zweiten Wärmedissipation Block 106 bzw. 107, welche auf der ersten Platine 104a montiert sind und welche durch jeweilige Öffnungen hindurch hervorstehen, welche in der Kunststoff Abdeckung 105 gebildet sind, und einem optischen Verbinder 108, welcher mit einer Anschlussbuchse zusammenpasst, welche in der Kunststoff Abdeckung 105 gebildet ist. 5 illustriert eine perspektivische Draufsicht auf einen Abschnitt des CXP Moduls 100, welches in der 4 gezeigt ist, wobei die Kunststoff Abdeckung 105 und der optische Verbinder 108 entfernt sind, um andere Komponenten des CXP Moduls 100 freizulegen, einschließlich Abschnitten der ersten Platine 104a, des ersten und des zweiten Wärmedissipation Blocks 106 und 107, der ersten und zweiten ICs 111 bzw. 112 und einen Array von VCSELs 113. Die Kunststoff Abdeckung 105 (4) hat ein Optiksystem (nicht gezeigt), welches darin für ein optisches Koppeln von optischen Signale gebildet ist, welche aus den Enden von optischen Fasern 109 (4), welche in dem optischen Verbinder 108 (4) gehalten sind, auf jeweilige VCSELs des VCSEL Arrays 113 austreten.
6 illustriert einen obere Draufsicht des Abschnitts des ersten Platine 104a, welche in der 5 gezeigt ist, wobei die ICs 111 und 112 und das VCSEL Array 113 entfernt sind, um eine strukturierte Wärmedissipation Schicht 115 freizulegen, welche auf der oberen Oberfläche der ersten Platine 104a gebildet ist. 7 illustriert eine obere Draufsicht des Abschnitts der ersten Platine 104a, welche in der 6 gezeigt ist, wobei die ICs 111 und 112 und das VCSEL Array 113 auf bestimmten Abschnitten der strukturierten Wärmedissipation Schicht 115 montiert sind.
8A und 8B illustrieren perspektivische vordere bzw. hintere Ansichten des Wärmedissipation Interface 103 und der Wärmedissipation Vorrichtung 110 des CXP Moduls 100, welches in den 2 und 3 gezeigt ist. 9 illustriert eine perspektivische hintere Ansicht des hinteren Gehäuseabschnitts 102, welche die Konfiguration des Wärmedissipation Interface 103 und des thermischen Pfads zeigt, welchen es bereitstellt. Das Hoch-Performanz CXP Modul 100 und die verbesserte Wärmedissipation Lösung, welche darin eingesetzt wird, wird nun mit Bezug auf die 2–9 beschrieben werden.
Mit Bezug zuerst auf die 3 hat das CXP Modul 100 einen vorderen Modulabschnitt 100a und einen hinteren Modulabschnitt 100b, welche vor bzw. hinter der Frontplatte 122 der 1U Box 123 angeordnet sind, wenn das CXP Modul 100 in die Anschlussbuchse 121 eingesteckt ist, welche in der Frontplatte 122 gebildet ist. Der vordere Modulabschnitt 100a beinhaltet den vorderen Gehäuseabschnitt 101 und Komponenten des CXP Moduls 100, welche in dem vorderen Gehäuseabschnitt 101 untergebracht sind, einschließlich der vorderen Abschnitte der ersten und zweiten Platine 104a und 104b, auf welchen verschiedene Komponenten (welche nicht für die Zwecke der Klarheit gezeigt sind) montiert sind. Der hintere Modulabschnitt 100b beinhaltet den hinteren Gehäuseabschnitt 102 und Komponenten des CXP Moduls 100, welche in dem hinteren Gehäuseabschnitt 102 untergebracht sind, einschließlich der hinteren Abschnitte der ersten und zweiten Platine 104a und 104b und verschiedene Komponenten, welche darauf montiert sind. Der vordere und der hintere Gehäuseabschnitt 101 und 102 sind typischerweise integral in einem einzelnen Gehäuse gebildet, aber sie könnten separate Teile sein, welche mechanisch miteinander gekoppelt sind. In Übereinstimmung mit diesem illustrativen Ausführungsbeispiel sind der vordere und der hintere Gehäuseabschnitt 101 und 102 aus einem thermisch isolierenden Material, wie beispielsweise Kunststoff, hergestellt.
Das Wärmedissipation Interface 103 ist auf und in dem hinteren Gehäuseabschnitt 102 (2) angeordnet. Das Wärmedissipation Interface 103 ist aus einem Material von einer hohen thermischen Leitfähigkeit, wie beispielsweise Kupfer, hergestellt und ist mechanisch und thermisch mit der Wärmedissipation Vorrichtung 3 (3) gekoppelt. Wie unten detaillierter beschrieben werden wird, wird die Wärme, welche mittels der ICs (5) des Moduls 100, aber nicht mittels des VCSEL Arrays 113 (5) generiert wird, über das Interface 103 an die Wärmedissipation Vorrichtung 3 transferiert, wo die Wärme dissipiert wird.
Die Wärmedissipation Vorrichtung 110 ist an dem vorderen Gehäuseabschnitt 101 (2 und 3) in einer festen, vorgegebenen Position gesichert. Wie in der 3 gezeigt ist, ist die Wärmedissipation Vorrichtung 110 an der vorderen Seite der Frontplatte 122 angeordnet, wenn das CXP Modul 100 in die Anschlussbuchse 121 eingesteckt ist. Wie unten detaillierter beschrieben werden wird, wird die Wärme, welche mittels des VCSEL Arrays 113 (5) generiert wird, an die Wärmedissipation Vorrichtung 110 transferiert, welche mittels der Luft gekühlt ist, welche die Wärmedissipation Vorrichtung 110 auf der vorderen Seite der Platte 122 umgibt. Die thermischen Pfade, entlang welcher die Wärme an die Wärmedissipation Vorrichtungen 3 und 110 transferiert wird, sind thermisch voneinander entkoppelt, wie unten detaillierter beschrieben werden wird.
Mit Bezug auf die 6, welche die strukturierte Wärmedissipation Schicht 115 zeigt, wobei die ICs 111, 112 und die VCSELs 113 entfernt sind, wird ein Abschnitt 115a der strukturierten Wärmedissipation Schicht 115 zum Dissipieren von Wärme verwendet, welche mittels des Arrays von VCSELs 113 (5 und 7) generiert wird. Die Wärmedissipation Schicht 115 ist aus einem Material von hoher thermischer Leitfähigkeit, wie beispielsweise Kupfer, hergestellt. Der Abschnitt 115b (6) der Wärmedissipation Schicht 115 agiert als ein Wärmedissipation Pfad für eine Platzierung des Arrays von VCSELs 113 (5 und 7) auf der Platine 104. Die Wärme, welche mittels des VCSEL Arrays 113 generiert wird, wird zunächst nach unten in den Abschnitt 115b (6) der Wärmedissipation Schicht 115 transferiert und bewegt sich dann entlang eines thermischen Pfads, welcher mittels des Pfeils 116 (6) repräsentiert wird, in einen Abschnitt 115a (6 und 7) der Wärmedissipation Schicht 115. Der Wärmedissipation Block 106 (5) ist so auf dem Abschnitt 115a montiert, dass die Wärme, welche in den Abschnitt 115a fließt, dann in den Wärmedissipation Block 106 fließt, welcher aus einem Material von hoher thermischer Leitfähigkeit, wie beispielsweise Kupfer, hergestellt ist. Die Wärme, welche in den Wärmedissipation Block 106 fließt, wird letztlich in die Wärmedissipation Vorrichtung 110 (2 und 3) mittels eines thermischen Pfads transferiert, welcher detaillierter unten beschrieben werden wird.
Der Abschnitt 115c (6 und 7) der Wärmedissipation Schicht 115 wird zum Dissipieren von Wärme verwendet, welche mittels der ICs 111 von 112 generiert wird. In Übereinstimmung mit diesem illustrativen Ausführungsbeispiel beinhalten die ICs 111 und 112 (5 und 7) eine VCSEL Treiber Schaltung zum Treiben der VCSELs des Arrays 113 und eine CDR Schaltung zum Durchführen einer Takt- und Datenwiederherstellung von Signalen, welche in den Empfangskanälen des CXP Moduls 100 empfangen werden. Die Abschnitte 115d und 115e (6) der Wärmedissipation Schicht 115 agieren als Wärmedissipation Pads zum Platzieren der ICs 111 und 112 (5 und 7) auf der ersten Platine 104a. Die Wärme, welche mittels der ICs 111 und 112 generiert wird, wird zunächst nach unten in die Abschnitte 115d und 115e (6) der Wärmedissipation Schicht 115 transferiert und bewegt sich dann entlang thermischen Pfade, welcher mittels der Pfeile 117a bzw. 117b (6) repräsentiert werden, in den Abschnitt 115c der Wärmedissipation Schicht 115. Der Wärmedissipation Block 107 (5) ist so auf dem Abschnitt 115c montiert, dass die Wärme, welche in den Abschnitt 115c fließt, dann in den Wärmedissipation Block 107 fließt, welcher aus einem Material von hoher thermischer Leitfähigkeit, wie beispielsweise Kupfer, hergestellt ist. Die Wärme, welche in den Wärmedissipation Block 107 fließt, wird in das Wärmedissipation Interface 103 (2 und 3) mittels eines thermischen Pfads transferiert, welcher detaillierter unten beschrieben werden wird. Die Wärme, welche in das Wärmedissipation Interface 103 transferiert wird, wird letztlich über das Interface 103 in die Wärmedissipation Vorrichtung 3 (3) transferiert.
Mit Bezug auf die 8A kann die Beziehung zwischen der ersten Platine 104a, den Komponenten, welche darauf montiert sind, und der Wärmedissipation Vorrichtung 110 klar gesehen werden. Für die Zwecke der Klarheit sind der erste und der zweite Modulgehäuse Abschnitt 101 und 102 und die zweite Platine 104b nicht gezeigt, um es dem thermischen Pfad von dem Wärmedissipation Block 106 zu der Wärmedissipation Vorrichtung 110 zu erlauben, klar gesehen zu werden. Die Wärmedissipation Vorrichtung 110 ist aus einem thermischen leitenden Material hergestellt. In Übereinstimmung mit diesem illustrativen Ausführungsbeispiel ist die Wärmedissipation Vorrichtung 110 im Allgemeinen U-förmig, wie mittels eines horizontalen Abschnitts 110a und vertikalen Seitenabschnitten 110b und 110c definiert ist, welche mittels des horizontalen Abschnitt 110a verbunden sind. In Übereinstimmung mit diesem illustrativen Ausführungsbeispiel ist jeder der Seitenabschnitte 110b und 110c in einen U-förmigen Seitenabschnitt gefaltet, um die Größe der Oberflächenfläche zu erhöhen, über welche die Wärme transferiert wird. Eine Lasche (tab) 110d ist in einem direkten Kontakt mit dem Wärmedissipation Block 106, um den thermischen Pfad für die Wärme bereitzustellen, um von dem Wärmedissipation Block 106 in die Wärmedissipation Vorrichtung 110 zu fließen.
Weil die Wärmedissipation Vorrichtung 110 auf der vorderen Seite der Frontplatte 122 der 1U Box 123 (3) angeordnet ist, ist die umgebende Luft typischerweise ungefähr 55° C. Die Wärmedissipation Vorrichtung 110 dissipiert die Wärme adäquat, welche mittels des Arrays von VCSELs 113 (5) erzeugt wird, so dass deren Betriebstemperaturen nicht über 70° C hinausgehen. Dies erlaubt es den VCSELs des Arrays 113, bei höheren Geschwindigkeiten (z. B. 20 bis 25 Gbps) betrieben zu werden. Jedoch mag sie, weil die Wärmedissipation Vorrichtung 110 auf der vorderen Seite der Frontplatte 122 angeordnet ist, für Personen zugänglich sein. Daher ist es nicht wünschenswert, der Wärmedissipation Vorrichtung 110 zu erlauben, so heiß zu werden, dass sie eine Verbrennungsgefahr für Personen darstellt. Aus diesem Grund hat in Übereinstimmung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Wärmedissipation Vorrichtung 110 eine ausreichend hohe thermische Leitfähigkeit, um die VCSELs des Arrays 113 bei ungefähr 70° C zu halten, aber eine ausreichend geringe thermische Leitfähigkeit, dass die Wärmedissipation Vorrichtung 110 keine Verbrennungsgefahr für Personen darstellt. Mit anderen Worten ist die Wärmedissipation Vorrichtung 110 bevorzugt ausgebildet und hergestellt, eine limitierte thermische Leitfähigkeit zu haben, welche ausreichend ist, um beide diese Ziele zu erreichen.
Ein Weg, diese beiden Ziele zu erreichen, ist, die Wärmedissipation Vorrichtung 110 aus einem rostfreien Stahl (stainless steel) herzustellen und dann mit einer thermisch isolierenden Pulverfarbe zu beschichten. Die fertige Wärmedissipation Vorrichtung 110 ist bevorzugt, aber nicht notwendigerweise schwarz in der Farbe, weil Schwarz die effizienteste Farbe im Sinne einer Wärmestrahlung (heat radiation) ist. Mittels Verwendens von einem rostfreien Stahl, welcher mit einer thermisch isolierenden Pulverfarbe bedeckt ist, anstelle von, zum Beispiel Kupfer, welches eine sehr hohe thermische Leitfähigkeit hat, wird die Wärmedissipation Vorrichtung 110 mit einer ausreichend hohen thermischen Leitfähigkeit, um das VCSEL Array 113 bei ungefähr 70° C zu halten, aber einer ausreichend niedrigen thermischen Leitfähigkeit bereitgestellt, um es zu hindern, eine Verbrennungsgefahr zu sein.
Um diese Ziele zu erreichen, sollte die Wärmedissipation Vorrichtung 110 eine thermische Leitfähigkeit haben, welche von einem Minimum von ungefähr 2,0 Watt pro Meter-Kelvin (W/m-K) bis zu einem Maximum von ungefähr 50,0 W/m-K reicht. Die Wärmedissipation Vorrichtung 110 kann mit dieser limitierten thermischen Leitfähigkeit in einer Vielzahl von Wegen bereitgestellt werden, wie es von Personen mit Fachwissen bei Durchsicht der Beschreibung verstanden werden wird, welche hierin bereitgestellt ist. Zum Beispiel mag eine Vielzahl von Materialien und Behandlungen für diese Zwecke verwendet werden, einschließlich einer Vielzahl von keramischen Materialien. Ebenfalls mögen verschiedene Abschnitte der Wärmedissipation Vorrichtung 110 unterschiedliche thermische Leitfähigkeiten haben. Zum Beispiel mag die Lasche 110d und die inneren Abschnitte der U-förmigen Seiten 110b und 110c aus einem Material hergestellt sein, welches eine hohe thermische Leitfähigkeit hat, wie zum Beispiel Kupfer, während der horizontale Abschnitt 110a und die äußeren Abschnitte der U-förmigen Seiten 110b und 110c aus einem Material hergestellt sein mögen, welches eine niedrigere thermische Leitfähigkeit hat, um keine Verbrennungsgefahr darzustellen, wie zum Beispiel der zuvor genannte rostfreie Stahl, welcher mit einer thermisch isolierenden Pulverfarbe bedeckt ist. Dieser letzte Ansatz ist ähnlich zu einem Ausstatten einer metallenen Bratpfanne (frying pan) mit einem hölzernen Griff. Personen mit Fachwissen werden bei Ansicht der hierin bereitgestellten Beschreibung verstehen, wie die Wärmedissipation Vorrichtung 110 zu konfigurieren ist, um diese Ziele zu erreichen.
Mit Bezug auf die 8B kann der thermische Pfad von dem Wärmedissipation Block 107 zu dem Wärmedissipation Interface 103 klar gesehen werden. Es sollte beachtet werden, dass die Wärmedissipation Vorrichtung 110 und das Wärmedissipation Interface 103 nicht in einen physikalischen Kontakt miteinander kommen. Mit anderen Worten sind sie mechanisch und thermisch voneinander isoliert. Das Wärmedissipation Interface 103 ist aus einem thermisch leitfähigen Material hergestellt und bevorzugt aus einem Material von hoher thermischer Leitfähigkeit, wie beispielsweise Kupfer. Weil das Wärmedissipation Interface 103 hinter der Frontplatte 122 angeordnet ist, ist es im Allgemeinen nicht für Personen zugänglich und daher ist es keine Sorge für eine Verbrennungsgefahr.
In Übereinstimmung mit diesem illustrativen Ausführungsbeispiel hat das Wärmedissipation Interface 103 vertikalen Seitenwände 103a und 103b, einen im Allgemeinen horizontalen Abschnitt 103c, welcher die Seitenwände 103a und 103b verbindet, und erste, zweite bzw. dritte Lasche 103d, 103e und 103f, welche mit einer der Seitenwände 103a und 103b verbunden sind. Die erste Lasche 103d ist in einem Kontakt mit dem zweiten Wärmedissipation Block 107, um es der Wärme zu ermöglichen, welche in den zweiten Wärmedissipation Block 107 transferiert wird, dann in das Wärmedissipation Interface 103 transferiert zu werden. Die Wärme, welche in das Wärmedissipation Interface 103 transferiert wird, wird nachfolgend in die Wärmedissipation Vorrichtung 3 (3) transferiert.
In der 9 können die erste und die zweite Platine 104a und 104b und die Komponenten, welche auf ihnen montiert sind, gesehen werden. Die erste Platine 104a und die Komponenten, welche auf ihr montiert sind (5 und 8A) weisen die elektrische Unteranordnung (ESA) der Senderseite des CXP Moduls 100 auf. Die zweite Platine 104b und die Komponenten, welche auf ihr montiert sind (9A) weisen die ESA der Empfängerseite des CXP Moduls 100 auf. Die ESA für die Empfängerseite beinhaltet einen oder mehr Empfänger ICs (welche nicht für die Zwecke der Klarheit gezeigt sind) und ein Array von Photodioden 130. Die Empfänger ICs und das Photodioden Array 130 sind auf einer strukturierten Wärmedissipation Schicht 131 in derselben Art und Weise montiert, in welcher die ICs 111 und 112 und das VCSEL Array 113 auf der strukturierten Wärmedissipation Schicht 115 montiert sind, welche in der 7 gezeigt ist. Ein dritter und ein vierter Wärmedissipation Block 132 bzw. 133 sind auf der strukturierten Wärmedissipation Schicht 131 in derselben Art und Weise montiert, in welcher der erste und der zweite Wärmedissipation Block 106 bzw. 107 auf der strukturierten Wärmedissipation Schicht 115 montiert sind, wie oben mit Bezug auf die 7 beschrieben ist. Ein optischer Verbinder 138, welcher identisch zu dem optischen Verbinder 108 (4) sein mag, ist mit einer Anschlussbuchse zusammengepasst, welche in einer Kunststoff Abdeckung 139 gebildet ist, welche identisch zu der Kunststoff Abdeckung 105 (4) sein mag.
Der dritte und der vierte Wärmedissipation Block 132 und 133 sind in einem Kontakt mit der zweiten und der dritten Lasche 103e bzw. 103f des Wärmedissipation Interface 103, wie es in der 9 gezeigt ist. Die Wärme, welche mittels der ICs (nicht gezeigt) der Empfänger ESA generiert wird, wird in den dritten Wärmedissipation Block 132 transferiert und wird dann über die zweite Lasche 103e in die anderen Abschnitte des Wärmedissipation Interface 103 transferiert. Die Wärme, welche mittels des Photodioden Arrays 130 der Empfänger ESA generiert wird, wird in den vierten Wärmedissipation Block 133 transferiert und wird dann über die dritte Lasche 103f in die anderen Abschnitte des Wärmedissipation Interface 103 transferiert. Wie oben angedeutet ist, wird die Wärme, welche in das Wärmedissipation Interface 103 transferiert wird, nachfolgend in die Wärmedissipation Vorrichtung 3 (3) transferiert.
Es sollte beachtet werden, dass das Hoch-Performanz CXP Modul 100 mit Bezug auf illustrative Ausführungsbeispiele für die Zwecke des Beschreibens der Prinzipien und Konzepte der Erfindung beschrieben worden ist. Viele Variationen können an dem CXP Modul 100 ohne ein Abweichen von der Erfindung vorgenommen werden. Zum Beispiel können die Sender- und Empfänger-ESAs eine Vielzahl von Konfigurationen haben, während dennoch die Ziele der Erfindung erreicht werden, wie von Personen mit Fachwissen bei Ansicht der Beschreibung verstanden werden wird, welche hierin bereitgestellt ist. Ähnlich können das Wärmedissipation Interface 103 und die Wärmedissipation Vorrichtung 110 eine Vielzahl von Konfigurationen haben, während dennoch die Ziele der Erfindung erreicht werden, wie von Personen mit Fachwissen bei Ansicht der Beschreibung verstanden werden wird, welche hierin bereitgestellt ist.
Auch ist, obwohl die Erfindung mit Bezug auf eine Verwendung in einem CXP Modul beschrieben worden ist, die Erfindung nicht limitiert auf ein Verwendet werden in einem CXP Modul, sondern kann in irgendeinem Typ von optischen Kommunikationsmodul verwendet werden, in welchem gleiche oder ähnliche Ziele zu denen, welche hierin beschrieben sind, erreicht werden müssen. Wie von jenen mit Fachwissen bei Ansicht der Beschreibung, welche hierin bereitgestellt wird, verstanden werden wird, mögen viele zusätzliche Modifikationen an den Ausführungsbeispielen, welche hierin beschrieben sind, vorgenommen werden, während dennoch die Ziele der Erfindung erreicht werden, und alle solche Modifikationen sind innerhalb des Umfangs der Erfindung.

Claims

Ein optisches Kommunikationsmodul, welches aufweist: ein Modulgehäuse, welches einen vorderen Gehäuseabschnitt und einen hinteren Gehäuseabschnitt aufweist, wobei, falls das optische Kommunikationsmodul in eine Anschlussbuchse eingesteckt ist, welche in einer Frontplatte gebildet ist, der vordere Gehäuseabschnitt vorne an der Frontplatte angeordnet ist und der hintere Gehäuseabschnitt hinten an der Frontplatte angeordnet ist; zumindest eine erste elektrische Unteranordnung (ESA), welche in dem Modulgehäuse angeordnet ist, wobei das ESA zumindest eine erste Platine, zumindest einen ersten integrierten Schaltkreis (IC), welcher auf der ersten Platine montiert ist, und zumindest ein erstes Array von Laserdioden beinhaltet, welche auf der ersten Platine montiert sind; ein Wärmedissipation Interface, welches mechanisch mit dem hinteren Gehäuseabschnitt und mit dem zumindest einen ersten IC gekoppelt ist; zumindest eine erste Wärmedissipation Vorrichtung, welche mechanisch mit dem hinteren Gehäuseabschnitt gekoppelt ist und thermisch mit dem Wärmedissipation Interface gekoppelt ist, wobei zumindest ein Anteil der Wärme, welche mittels des zumindest einen ersten IC generiert wird, thermisch in die erste Wärmedissipation Vorrichtung über die thermische Kopplung zwischen der ersten Wärmedissipation Vorrichtung und dem Wärmedissipation Interface gekoppelt ist; und zumindest eine zweite Wärmedissipation Vorrichtung, welche mechanisch mit dem vorderen Gehäuseabschnitt gekoppelt ist und thermisch mit dem zumindest einen ersten Array von Laserdioden gekoppelt ist, wobei zumindest ein Anteil der Wärme, welche mittels der Laserdioden generiert wird, thermisch in die zweite Wärmedissipation Vorrichtung über die thermische Kopplung zwischen der zweiten Wärmedissipation Vorrichtung und dem ersten Array von Laserdioden gekoppelt ist.
Das optische Kommunikationsmodul gemäß Anspruch 1, welches ferner aufweist: zumindest eine zweite ESA, welche in dem Modulgehäuse angeordnet ist, wobei die zweite ESA zumindest eine zweite Platine, zumindest einen zweiten IC, welcher auf der zweiten Platine montiert ist, und zumindest ein erstes Array von Photodioden beinhaltet, welche auf der zweiten Platine montiert sind, und wobei das Wärmedissipation Interface ebenfalls mit dem zumindest einen zweiten IC und mit dem zumindest einen ersten Array von Photodioden thermisch gekoppelt ist, so dass zumindest ein Anteil der Wärme, welche mittels des zweiten IC und der Photodioden generiert ist, thermisch in die erste Wärmedissipation Vorrichtung über die thermische Kopplung zwischen der ersten Wärmedissipation Vorrichtung und dem Wärmedissipation Interface gekoppelt ist.
Das optische Kommunikationsmodul gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die zweite Wärmedissipation Vorrichtung eine thermische Leitfähigkeit hat, welche von ungefähr 2,0 Watt pro Meter-Kelvin (W/m-K) bis zu einem Maximum von ungefähr 50,0 W/m-K reicht.
Das optische Kommunikationsmodul gemäß Anspruch 3, wobei die zweite Wärmedissipation Vorrichtung aus einem rostfreien Stahl hergestellt ist.
Das optische Kommunikationsmodul gemäß Anspruch 4, wobei der rostfreie Stahl mit einer thermisch isolierenden Pulverfarbe beschichtet ist.
Das optische Kommunikationsmodul gemäß Anspruch 3, wobei die zweite Wärmedissipation Vorrichtung aus einem keramischen Material hergestellt ist.
Das optische Kommunikationsmodul gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Wärmedissipation Interface und die zweite Wärmedissipation Vorrichtung thermisch voneinander entkoppelt sind.
Das optische Kommunikationsmodul gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Modulgehäuse ein thermisch isolierendes Material zumindest an Orten aufweist, wo das Wärmedissipation Interface und die zweite Wärmedissipation Vorrichtung mechanisch mit dem hinteren bzw. dem vorderen Gehäuseabschnitt gekoppelt sind.
Das optische Kommunikationsmodul gemäß Anspruch 8, wobei das thermisch isolierende Material Kunststoff ist.
Das optische Kommunikationsmodul gemäß Anspruch 8, wobei das thermisch isolierende Material eine Keramik ist.
Das optische Kommunikationsmodul gemäß irgendeinem der Ansprüche 1bis 10, wobei das optische Kommunikationsmodul ein CXP Modul ist.
Das optische Kommunikationsmodul gemäß Anspruch 11, wobei das erste Array von Laserdioden zumindest zwölf Laserdioden aufweist, und wobei jede Laserdiode bei einer Geschwindigkeit von zumindest 20 Gigabits pro Sekunde (Gbps) betrieben wird.
Das optische Kommunikationsmodul gemäß Anspruch 12, wobei die zweite Wärmedissipation Vorrichtung genug Wärme dissipiert, um die Laserdioden bei einer Temperatur von ungefähr 70 °Celsius (C) zu halten.
Ein Verfahren zum Dissipieren von Wärme in einem optischen Kommunikationsmodul, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines optischen Kommunikationsmoduls, welches ein Modulgehäuse aufweist, welches zumindest eine erste elektrische Unteranordnung (ESA) hat, welche in dem Modulgehäuse angeordnet ist, wobei das Modulgehäuse einen vorderen Gehäuseabschnitt und einen hinteren Gehäuseabschnitt aufweist, wobei die erste ESA zumindest eine erste Platine, zumindest einen ersten integrierten Schaltkreis (IC), welcher auf der ersten Platine montiert ist, und zumindest ein erstes Array von Laserdioden beinhaltet, welche auf der ersten Platine montiert sind, wobei der hintere Gehäuseabschnitt ein Wärmedissipation Interface beinhaltet, welches thermisch mit zumindest dem ersten IC und mit einer ersten Wärmedissipation Vorrichtung gekoppelt ist, welche mechanisch mit dem hinteren Gehäuseabschnitt gekoppelt ist, und wobei der vordere Gehäuseabschnitt zumindest eine zweite Wärmedissipation Vorrichtung hat, welche mechanisch daran gekoppelt ist, welche thermisch mit dem zumindest einen ersten Array von Laserdioden gekoppelt ist, und wobei das optische Kommunikationsmodul in eine Anschlussbuchse eingesteckt ist, welche in einer Frontplatte gebildet ist, so dass der vordere Gehäuseabschnitt vorne an der Frontplatte angeordnet ist und der hintere Gehäuseabschnitt hinten an der Frontplatte angeordnet ist; Dissipieren zumindest eines Anteils der Wärme, welche mittels des zumindest einen ersten IC generiert wird, mit der ersten Wärmedissipation Vorrichtung, der thermische Kopplung zwischen der ersten Wärmedissipation Vorrichtung und dem Wärmedissipation Interface; und Dissipieren zumindest eines Anteils der Wärme, welche mittels der Laserdioden generiert wird, mit der zweiten Wärmedissipation Vorrichtung über die thermische Kopplung zwischen der zweiten Wärmedissipation Vorrichtung und dem ersten Array von Laserdioden.
Das Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei zumindest eine zweite ESA in dem Modulgehäuse angeordnet ist, wobei die zweite ESA zumindest eine zweite Platine, zumindest einen zweiten IC, welcher auf der zweiten Platine montiert ist, und zumindest ein erstes Array von Photodioden beinhaltet, welche auf der zweiten Platine montiert sind, und wobei das Wärmedissipation Interface ebenfalls thermisch mit dem zumindest einen zweiten IC und mit dem zumindest einen ersten Array von Photodioden gekoppelt ist, wobei das Verfahren ferner aufweist: Dissipieren zumindest eines Anteils der Wärme, welche mittels des zweiten IC und den Photodioden generiert wird, mit der ersten Wärmedissipation Vorrichtung über die thermische Kopplung zwischen der ersten Wärmedissipation Vorrichtung und dem Wärmedissipation Interface.
Das Verfahren gemäß Anspruch 14 oder Anspruch 15, wobei die zweite Wärmedissipation Vorrichtung eine thermische Leitfähigkeit hat, welche von ungefähr 2,0 Watt pro Meter-Kelvin (W/m-K) zu einem Maximum von ungefähr 50,0 W/m-K reicht.
Das Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei die zweite Wärmedissipation Vorrichtung aus einem rostfreien Stahl hergestellt ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei der rostfreie Stahl mit einer thermisch isolierenden Pulverfarbe beschichtet ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei die zweite Wärmedissipation Vorrichtung aus einem keramischen Material hergestellt ist.
Das Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 14 bis 19, wobei das Wärmedissipation Interface und die zweite Wärmedissipation Vorrichtung thermisch voneinander entkoppelt sind.
Das Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 14 bis 20, wobei das Modulgehäuse ein thermisch isolierendes Material zumindest an Orten aufweist, wo das Wärmedissipation Interface und die zweite Wärmedissipation Vorrichtung mechanisch mit dem hinteren bzw. dem vorderen Gehäuseabschnitt gekoppelt sind.
Das Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei das thermisch isolierende Material Kunststoff ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei das thermisch isolierende Material eine Keramik ist.
Das Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 14 bis 23, wobei das optische Kommunikationsmodul ein CXP Modul ist.
Das Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 14 bis 24, wobei das erste Array von Laserdioden zumindest zwölf Laserdioden aufweist, und wobei jede Laserdiode bei einer Geschwindigkeit von zumindest 20 Gigabits pro Sekunde (Gbps) betrieben wird.
Das Verfahren gemäß Anspruch 25, wobei die zweite Wärmedissipation Vorrichtung genug Wärme dissipiert, um die Laserdioden bei einer Temperatur von ungefähr 70 °Celsius (C) zu halten.