Pcb基板及具有其的光模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電路板技術領域，具體涉及一種PCB基板及具有其的光模塊。
【背景技術】
[0002]QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable，四通道小型可插拔光模塊)，具有四個獨立的全雙工收發(fā)通道，可以把更多的發(fā)射器和接收器集中在更小的空間中，為帶寬的快速增長提供了硬件支持，滿足了超大型數(shù)據(jù)中心不斷增加傳輸速率及傳輸距離的需求。
[0003]采用COB (chip On board，板上芯片封裝)工藝的QSFP光模塊可以實現(xiàn)光電\電光轉換元件與PCB的電氣連接，其功耗主要由COB區(qū)域的電光/光電轉換元件及其驅動的放大電路產(chǎn)生，這些元件集中在尺寸例如是4mmX4mm的極小面積內(nèi)?，F(xiàn)有技術中，MSA (Mult1-Source Agreement，多元協(xié)議)要求高速率的QSFP光模塊必須采用與低速率QSFP相同的封裝尺寸，但傳輸速率的成倍增加使得光模塊的功耗大大上升。如果采用現(xiàn)有的QSFP光模塊的導熱方式，存在散熱不足的問題，而且PCB板表面會產(chǎn)生高度公差，使表面不平整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請的目的在于提高散熱效率的同時，避免PCB板表面高度差。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本申請一實施例提供一種PCB基板，包括彼此相對的第一表面和第二表面，以及連接第一表面和第二表面的側表面，第一表面和第二表面之間設有第一金屬內(nèi)層，第一金屬內(nèi)層與第一表面和所述第二表面之間設有絕緣層，所述第一表面與所述第一金屬內(nèi)層之間設有將第一表面與第一金屬內(nèi)層導熱連接第一導熱金屬，所述第一金屬內(nèi)層與所述第二表面之間設有將所述第一金屬內(nèi)層與所述第二表面導熱連接的第二導熱金屬。
[0006]作為本申請一實施方式的進一步改進，PCB基板的側表面設有與第一金屬內(nèi)層導熱連接的金屬層。
[0007]作為本申請一實施方式的進一步改進，第一導熱金屬為連接所述第一表面和所述第一金屬內(nèi)層的孔銅。
[0008]作為本申請一實施方式的進一步改進，PCB基板還包括位于第二表面和第一金屬內(nèi)層之間的第二金屬內(nèi)層，第二金屬內(nèi)層與所述第二表面之間及所述第二金屬內(nèi)層與所述第一金屬內(nèi)層之間均設有絕緣層，所述第二導熱金屬與第一金屬內(nèi)層、第二金屬內(nèi)層及第二表面導熱連接，所述第二金屬內(nèi)層與所述PCB基板的側表面的金屬層導熱連接。
[0009]作為本申請一實施方式的進一步改進，第二導熱金屬為所述PCB基板內(nèi)連接第一金屬內(nèi)層和第二表面的散熱塊。
[0010]作為本申請一實施方式的進一步改進，第二導熱金屬包括位于所述第一金屬內(nèi)層與第二金屬內(nèi)層之間的散熱塊及位于第二金屬內(nèi)層與第二表面之間的孔銅。作為本申請一實施方式的進一步改進，第二導熱金屬包括位于所述第一金屬內(nèi)層與第二金屬內(nèi)層之間的孔銅及位于第二金屬內(nèi)層與第二表面之間的孔銅或散熱塊。
[0011]作為本申請一實施方式的進一步改進，第一金屬內(nèi)層的銅厚大于PCB基板內(nèi)其它金屬內(nèi)層的銅厚。
[0012]本申請的另一方面提供一種光模塊，包括外殼、容納于外殼中的PCB基板及配置于PCB基板上的電子元件，PCB基板如上任一所述，電子元件配置于PCB基板的第一表面，PCB基板的第二表面和側表面與所述外殼導熱連接。
[0013]作為本申請一實施方式的進一步改進，光模塊還包括散熱層，散熱層位于外殼與PCB基板之間以實現(xiàn)PCB基板的第二表面和側表面至少部分與所述外殼導熱連接。
[0014]本申請采用孔銅導熱連接PCB基板上表面與金屬內(nèi)層以提高第一表面平整度，結合使用第二導熱金屬導熱連接金屬內(nèi)層與下表面，構成導熱性能良好的導熱體，提高了散熱效率。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明光模塊第一實施方式的側面剖視圖；
圖2是本發(fā)明光模塊第二實施方式的側面剖視圖；
圖3是本發(fā)明光模塊第三實施方式的側面剖視圖。
【具體實施方式】
[0016]以下將結合附圖所示的【具體實施方式】對本申請進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本申請，本領域的普通技術人員根據(jù)這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本申請的保護范圍內(nèi)。下面將以光模塊為例介紹一下本申請的PCB基板。
[0017]請參考圖1至圖3，本申請光模塊包括PCB基板、電子元件、使光路彎折的光學鏡組、用于信號輸入及輸出的光纖陣列，以及外殼15。
[0018]其中，電子元件包括但不限于用于發(fā)射光信號的驅動芯片、用于發(fā)射和接收光信號的光電芯片，以及用于光電/電光轉換的光電轉換元件。驅動芯片、光電芯片及光電轉換元件均配置于PCB基板的器件面110上，器件面110還布設線路，供各電子元件實現(xiàn)電連接。器件面I1為銅層，為PCB基板的上表面，其下方設置一個或多個內(nèi)銅層，相鄰內(nèi)銅層間以絕緣層相間隔。
[0019]外殼15由連接為一體的側面150及底面151圍合成一收容腔，并具有活動連接的上蓋(圖未示)。外殼15與PCB基板適配，此處，術語“適配”是指形狀相配合且留有適當?shù)目沼嗫臻g供設置散熱層17。外殼15收容PCB基板，而且具有散熱功能。其側面150及底面151的內(nèi)表面150a、151a通過散熱層17與PCB基板熱連接，側面150及底面151的外表面至少部分與光模塊外部設備的散熱面接觸。外殼15通常為金屬材質，以利于散熱。
[0020]散熱層17是由導熱介質填充PCB基板與外殼15側面150及底面151之間的空隙所形成。導熱介質為絕緣且導熱系數(shù)高的材料，包括但不限于導熱膠。散熱層17構成立體、半圍合結構，從底面及至少一個側面將PCB板包圍。在散熱的同時，散熱層17還具有固定PCB基板并使PCB基板各層與外殼15絕緣的功能，防止側壁銅層19與外殼側面150相接觸而引起短路。
[0021]外殼15和散熱層17被如此設置，以使PCB基板的熱量可以通過多個表面向外傳Q
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[0022]PCB基板側壁設置側壁銅層19，通常以電鍍方式實現(xiàn)。
[0023]圖1示出本發(fā)明第一實施例中光模塊的側面剖視圖。
[0024]電子元件(圖未示)設置于PCB基板的器件面110。器件面110是PCB基板的第一表面。器件面110下方設置第一內(nèi)銅層114，器件面110與第一內(nèi)銅層114之間以絕緣層112分隔。器件面110與第一內(nèi)銅層114之間以填銅過孔的方式導熱連接。具體地，絕緣層112設置至少一個通孔1120，器件面110構成通孔1120的頂，第一內(nèi)銅層114構成通孔1120的底。進一步地，通孔1120設置在電子元件安裝位點正下方。通孔1120以激光打孔或者機械鉆孔方式制造，其內(nèi)填以銅漿，形成孔銅。這樣第一表面可以具有較好的平整度，以方便電子元件的安裝。且孔銅制造工藝成熟，可以保證第一表面的品質。
[0025]應當理解的是，圖1僅示例性示出通孔1120的形狀及排列方式，其他可實現(xiàn)器件面110與第一內(nèi)銅層114貫通的構造也應包含在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。例如，以狹長槽或其他類似構造替換通孔1120的結構，或者為陣列排布，并不超出本發(fā)明的保護范圍。
[0026]按照多層PCB板排布的一般原則，第一內(nèi)銅層114為地平面，屏蔽電子干擾以及為器件面110布線提供參考平面。地平面的銅層厚度不會對阻抗產(chǎn)生影響。因此，進一步地，將第一內(nèi)銅層114厚度加厚至2-3盎司(OZ)，以增加第一內(nèi)銅層114的側壁與散熱層17的接觸面積，提高散熱效果。
[0027]PCB基板可以包含多個內(nèi)銅層。通常，緊鄰下表面的內(nèi)銅層(即自下向上的第一個內(nèi)銅層)，此處定義為第二內(nèi)銅層118，通常也作為地平面?？梢詫⒃搶油瑯蛹雍裰?-3盎司，以增大側壁與散熱層17的接觸表面，或者該層也可維持常規(guī)厚度。
[0028]在PCB基板側壁至少局部電鍍形成側壁銅層19。側壁銅層19連接第一內(nèi)銅層114。側壁銅層19被如此設置以使第一內(nèi)銅層114的熱量可以經(jīng)側壁銅層19被傳導至散