光收发合一模块的热设计技术研究.pdf

研报客 研报客 研究报告要点 本研究报告对光收发合一模块所涉及的热设计技术进行了研究，内容包括：  热设计技术应用背景；  光收发合一模块热设计关键技术;  光收发合一模块热设计技术的技术指标；  光收发合一模块热设计技术未来发展趋势 (传送网与接入网技术工件委员会光器件工作组) 研究单位：烽火科技集团有限公司、中兴通讯股份有限公司、武汉 华工正源光子技术有限公司、深圳新飞通光电子技术有限公司、海信 集团有限公司 项目负责人：杨明冬、江毅 项目参加人：何万晖、杨宇翔、全本庆、武成宾、刘王来、陈悦、 张华 完成日期: 2017 年8 月20 日 研报客 目 录 1 引言 1 2 缩略语 1 3 光收发合一模块热设计技术应用背景 2 4 光收发合一模块热设计关键技术 3 4.1 热传导技术 3 4.2 热仿真分析及优化技术 5 4.3 热测试技术9 5 光收发合一模块热设计技术指标 10 5.1 光收发合一模块的功率及功率密度等级 10 5.2 热界面区域 12 5.3 界面热阻及界面热阻等级 12 5.4 光收发合一模块的热设计参数 13 6 热设计技术未来发展趋势 14 7 总结 16 研报客 光收发合一模块的热设计技术研究 1 引言 随着通信设备的迅速发展，通信设备的集成度和组装密度不断提高，在提供强大的使用 功能的同时，也导致设备功耗和发热量的急剧增加。而在通信设备的所有元器件中，光模块 的温度规格相对较低，通常情况下商用光模块的壳温限制在70℃或75℃以内，空间的紧缩、 可插拔性要求和低温度规格为光模块的散热带来了挑战，甚至成为整个通信产品开发的散热 瓶颈。 据统计，电子设备的失效有55%因高温导致，随着温度的升高，其失效率成指数形式增 长。热失效是电子设备的主要失效形式，高温会导致焊点和焊料连接界面的热应力增加，加 速焊点及连接的疲劳破坏；影响材料的绝缘性能、加速老化；高温还会影响器件的电性能， 增加芯片 P-N 结的电流放大系数，降低电容的绝缘电阻等。因此，对电子设备进行热设计， 采取有效的散热措施对提高产品可靠性意义重大。由于光收发模块一般要求长期不间断工作， 热量大、持续时间长，需要达到电信运营商级别99.999% 的可靠性，因此，对光收发模块的 散热设计提出了更高的要求。 目前国际上OIF 完成了可插拔光模块散热管理的最新可实施协议，但是对于光收发模块 热设计技术的国际标准还未建立，应及时开始国内标准的制定，促进该技术的发展和成熟。 2 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 ACO ：模拟相干光（Analogue Coherent Optics ） ASHRAE ：美国采暖、制冷与空调工程师学会（American Society of Heating,