光模块工作温度改善装置的制作方法

本技术涉及光模块，涉及光模块工作温度改善装置。

背景技术：

1、在很多电子类应用场合中，我们经常需要采集产品工作的周围环境温度，一般采取的方式有两种：1)外加温度传感器；2)采用微控制单元mcu内部温度传感器。外加温度传感器会增加产品的成本以及布板空间，自带内部温度传感器efm32jg系列mcu内部温度传感器温度升高，会导致模块传输性能劣化。大多数mcu都有一项非常实用的功能，mcu内部集成了一个温度传感器,这个温度传感器产生一个随温度线性变化的电压vts. 因为是内置,测试的当然是芯片内部温度, 这对控制芯片发热和保障mcu健康运行非常重要。

2、近年来随着通信行业的飞速发展，光模块容量越来越大，模块功耗越来越大。光模块和通讯设备在工作时都会产生热量，工作温度作为光模块最重要的参数之一，它能影响其他各项参数。当光模块应用的环境温度发生变化时，其工作电流等其他参数也会随之发生变化，从而影响它的正常传输。光模块的工作温度一般在0℃~70℃之间，超出它的工作温度范围，可能造成光模块的各项工作性能和指标的恶化，严重的可能造成光模块的内部元器件的损坏。因此，不良内置设计会导致散热不良。由于光模块和通讯设备工作时受温度影响较大，如果光模块的工作温度过高或过低，光功率会降低，灵敏度会降低，眼图会变差。在严重的情况下，通信数据会出错，因为光模块的温度不在正常范围内，会发出警报，显示光模块处于不良状态，交换机会停止发送数据，直到光模块恢复正常工作。另外，还会加速内部设备的老化，降低光模块的使用寿命，甚至直接烧坏光模块。因此模块的温度监控一直是硬性指标，光模块是数据中心网络中的关键组件，它们在高温环境下可能会受到影响。如果光模块的温度超过正常范围，可能会导致网络故障和光模块损坏。

3、光模块的mcu内置温度传感器或者外置温度传感器芯片通常都是焊接在pcba上面。mcu内置温度传感器一般都要通过外壳或外壳组件housing来防护、隔离保护内部机构不受外界环境的影响。housing的材料和形状根据不同的使用场合和要求而有所不同，但其重要性和必要性是不可忽视的。目前对mcu的adc温度采集的精度要求比较高，至少12bi位，不然换算温度精度不够（温度精度要求一般是+/-3℃)。生产线不同的光模块自动监控系统ats测试机台差异比较大，在一台ats机台做完温度校准，另外一台ats机台测试也会存在温度精度超标问题（目前产线通过热流仪可以做到温度精度+/-3℃,但产线测试降成本会采用tec替代热流仪，温度精度需要放宽到+/5℃)；由于导热白胶抗震效果差，会出现housing外壳和mcu接触不良问题，尤其是低温0℃下面，白胶会变成固体，导热白胶和外壳之间就变成硬接触，这样就导致温度监控不准，目前还没有特别好的解决方案。mcu和外壳凸台通过导热白胶做软接触。mcu通过测试采集三温（0℃,25℃,7℃)不同温度下housing外壳上面测试点的温度，做三温拟合曲线，保存到mcu里面。

技术实现思路

1、为保证光模块的消光比和发光功率稳定性，确保光通信系统正常运行，本实用新型的目的针对现有技术存在的问题和不足之处，提供一种抗震性好，对mcu 的 adc 采集精度要求更低，能够反映当前光模块的工作情况的光模块工作温度改善装置。

2、本实用新型的上述目的可以通过下述技术方案予以实现：一种光模块工作温度改善装置，包括与模块壳内部紧密耦合的激光器，其特征在于：

3、fpc 柔性板温度传感器芯片一端通过银胶贴装到 housing 外壳上盖，另一端通过软线板排插或直接焊接到pcba上面，隔绝外部温度波动影响，微控制单元mcu接自带电压基准和温度传感器的模/数转换器adc 做温度采集，温度传感器芯片接光模块温度监控电路；温度传感器芯片直接探测外壳温度，感知设备的工作环境温度,并对采集的温度信号进行调理并馈入pid补偿放大器中放大， adc对放大的电压信号进行模数转换，将采集到的模拟量转换成电压信号，再将采样值换算成温度值温度显示；光模块温度监控电路监控光模块的工作温度，对采集的温度用数码管动态方式显示出来；模块中的电子元件产生的热量通过散热片将热量散发出去。

4、本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果：

5、本实用新型将温度传感器芯片贴装到 fpc 柔性板上面，然后通过银胶贴装到housing 外壳上盖上面，接 mcu 的 adc 做温度采集换算成温度显示。 fpc 柔性板另外一端焊接到 pcba 上面，接 mcu 的 adc 做温度采集换算成温度显示，对mcu 的 adc 采集精度要求更低。很好解决了温度监控问题，本实用新型fpc柔性板贴装温度传感器直接通过银胶焊接到housing外壳上面银胶焊接的牢固性非常好，不存在硬接触问题，抗震性也非常好。

6、本实用新型温度传感器直接探测到外壳温度，对温度adc采集的精度要求降低，10bit位的adc温度采集就可以满足。通过银胶贴装到 housing 外壳上盖上面，接 mcu 的adc 做温度采集换算成温度显示。从而解决了光模块对 mcu 的 adc 温度采集的精度要求比较高的技术问题。

7、本实用新型采用微控制单元mcu接自带电压基准和温度传感器的模/数转换器adc做温度采集，在这种结构下，adc片内激励电压源将其偏置到放大器线性范围以内，通过过噪声整形，有用带宽内的噪声被移到有用带宽以外，到达无用的频率范围。通过精确的温度监控能更好的反映了当前光模块的工作情况，为光模块自适应调节提高更准确的温度参考。

8、本实用新型用带有温控系统的半导体激光器的输出功率稳定性比没有温控系统的输出功率得到显著改善。

技术特征：

1.一种光模块工作温度改善装置，包括与模块壳内部紧密耦合的激光器，其特征在于：

2.如权利要求1所述的光模块工作温度改善装置，其特征在于：光模块温度监控电路包括温度传感器，a/d转换模块，温度监控模块，温度控制模块，数据传输模块，温度显示模块和进行温度监控的温度调节驱动电路，温度传感器和adcx输入通道相连接，此通道把传感器输出的电压转换成数字值，温度监控模块获取实际adc值。

3.如权利要求1所述的光模块工作温度改善装置，其特征在于：模数转换器adc有测量16 个外部和 2 个内部信号源的18 个通道，adc 的结果以左对齐或右对齐方式存储在 16位数据寄存器中。

4.如权利要求1所述的光模块工作温度改善装置，其特征在于：温度传感器固定的连接在adc的通道16上。

5.如权利要求1所述的光模块工作温度改善装置，其特征在于：mcu和外壳凸台通过导热白胶做软接触。

6.如权利要求1所述的光模块工作温度改善装置，其特征在于：mcu通过测试采集0℃,25℃,7℃三温不同温度下housing外壳上面测试点的温度，做三温拟合曲线，保存到mcu里面。

技术总结
本技术公开的一种光模块工作温度改善装置，涉及光模块技术领域，并通过下述技术方案实现：FPC柔性板温度传感器芯片一端通过银胶贴装到Housing外壳上盖，另一端通过软线板排插或直接焊接到PCBA上面，微控制单元MCU接自带电压基准和温度传感器的模/数转换器ADC做温度采集，温度传感器芯片接光模块温度监控电路；温度传感器芯片直接探测外壳温度，并对采集的温度信号进行调理并馈入PID补偿放大器中放大，ADC将采集到的模拟量转换成电压信号；光模块温度监控电路监控光模块的工作温度，对采集的温度用数码管动态方式显示出来；模块中的电子元件产生的热量通过散热片将热量散发出去。

技术研发人员：郭凡,朱都
受保护的技术使用者：泰瑞创通讯（成都）有限公司
技术研发日：20240402
技术公布日：2024/11/18