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光模塊
5G推動5G基站專用光模塊市場不斷提高。特別是國內市場對5G基站專用光模塊的需求量很大。并且10G以下低速光器件的需求正在漸漸的減少,其中25G、50G、100G、400G光模塊的使用量是正逐漸提升。
光模塊

大數據中心的建設也將帶動光模塊需求。一場突如其來的疫情催熱了云辦公、云游戲、云教育等產業,也讓大數據中心的建設炙手可熱。數據中心在當前新基建中有著舉足輕重的作用。數據中心發展不起來,5G就發展不起來。在數據中心里,關鍵部件就是光模塊,作用是光電轉換,通過它們實現萬物互聯。

光模塊

光模塊是光收發一體模塊的簡稱,是光通信的核心器件,完成對光信號的光-電/電-光轉換,主要由接收和發射兩部分組成,接收部分實現光電轉換,發射部分實現電光轉換。

光模塊作為核心光學電子設備,其重要的兩個發展方向:高速率和小型化,但是很容易帶來負面影響,即EMI和散熱問題。

現代電子技術的迅猛發展與熱控制技術的不斷進步有著密切的關系,熱設計目前成為光電子組件、器件與模塊設計的重要組成部分。

光模塊熱傳遞原理圖

現在光模塊生產廠商將400G光模塊列為重點研發對象,光模塊在提供強大功能的同時,其自身的功耗以及與之相關的發熱量也急劇增加。加上空間的緊湊性、可多次插拔的要求,以及可控的溫度管理,給光模塊的散熱帶來了挑戰。

光模塊熱源主要在PCB芯片和TOSA和ROSA。

為了確保光模塊的散熱問題,除了整體的設計工藝外,導熱材料的選取也是極其重要的因素。眾所周知,光模塊的核心器件為光芯片,而當前光模塊處于飛速發展的階段,隨著傳輸速率越來越高,要保證光模塊在一定傳輸距離及諸多惡劣工況條件下仍保持穩定工作性能,光芯片就需要工作在一定的溫度范圍內。主板上芯片散熱主要難點在于子母板或單板時,發熱量大的元件在Bottom面,芯片熱量無法及時傳到主散熱面;想要解決光模塊散熱問題,導熱和散熱都必須要滿足條件。這時候需要使用柔軟可壓縮的高導熱材料,將熱量快速的傳導到外殼上。

光模塊散熱結構示意圖

另一個發熱量大的部位,光器件(TOSA和ROSA)根據不同的封裝方式也需要使用低出油低熱阻的導熱硅膠片和導熱凝膠,避免長期工作狀態下硅油溢出導致光模塊性能下降。此外,為了使熱量能夠快速從光模塊外殼傳導至籠子,可以在插拔的位置選用導熱復合材料(相變材料加PI膜復合)。

光模塊應用導熱硅膠墊片

而且400g光模塊多數采用電吸收調制激光器(eml激光器),此種激光器的特點為對溫度極其敏感,只能在指定的工作溫度范圍內才能發揮其有效的性能,因此此種激光器通常需要加熱電制冷器來控制其溫度。
光模塊應用導熱凝膠
諾豐科技的熱管理材料能夠很好的解決光模塊PCB芯片,TOSA和ROSA器件在復雜環境的可靠性和電磁兼容性問題。鑒于光模塊對導熱材料的高導熱需求,諾豐科技主要推薦的材料有NF150系列低出油高導熱硅膠片,導熱凝膠等其它復合導熱材料。
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