【经验】光模块中各导热材料的应用及优缺点

时间： 2021-05-04 来源：世强

导热垫片、导热凝胶、U形金属块,源阳热能,鸿富诚,Parker Chomerics

世界上最好的导热材料是石墨烯，其次是钻石，然后是金属，再就是石墨，导热垫片和凝胶，最后是空气。光模块中导热材料的使用不仅要考虑导热性能，还要考虑成本，所以光模块中优先使用的是空气，其次是导热垫片和凝胶，然后是普通金属，石墨，再就是贵金属，最后是钻石和石墨烯。

光模块中发热源主要是芯片和TOSA等地方，这些地主的热量则需要通过导热材料散出去。

1、空气：

空气的导热系数只有0.023W/mK，模块高温工作时，如果仅依靠空气对流则内部激光器芯片温度会非常高，下面是某款未加散材料的模块设计，模块75度，内部激光器芯片温度则高达在92.8度，很影响长期可靠性。

通常光模块内部，热量不高的地方用空气散热，热量高的地方需要考虑其他导热材料。

2、导热垫片

导热垫片的导热系数约1～10W，鸿富诚，莱尔德等都有常用于光模块的导热垫片，导热垫片是片状的，具有一定的压缩性，为的是方便介质之间的充分接触。没接触好，就意味着用空气导热，充分接触，一般要施加外力，有压力，就会导致形变，厚度被压缩，压力越大一般热阻越小，导热效果也就越好（如下图），但如果压力太大导致形变剧烈的话，有可能会导致光路的耦合效率出现偏离。不过导热垫片使用简单方便，性价比高，为大部分客户首选。

3、导热凝胶

导热凝胶的导热系数约1～8W，世强有代理固美丽和莱尔德等常用于光模块的导热凝胶，导热凝胶是牙膏状的，材质很软，所以不需要太大的外界压力，不会对光路造成影响。其对界面的浸润效果非常好，而且可以压缩至非常低的厚度，使传热效率显著提升。另外导热凝胶可以任意成型成想要的形状，对于不平整的PCB板和规格器件均能保证良好的接触，同时导热凝胶可以自动化操作，节省人工同时提升生产效率。

4、U形金属块（铜块或铝块）

金属铜块或铝块导热系数237～401W/mK，世强有代理源阳热能的金属块，光模块上用金属导热的不多，有一个地方一般会用到金属，从TOSA到管壳是个U型的金属块，来贴合TOSA与光模块外壳。

TOSA一般是圆弧形的，如果不加U型金属块，则与外壳接触面积太小，散热不充分，热量聚集，激光器上的温度会非常高，加了金属铜块或铝块则温度能迅速降下来。像这种金属块一般重量会比较大，而且需要开模，成本会比较高一些。

5、高导热石墨

石墨的原子是碳，钻石的原子也是碳，只是他们的排列方式不同。石墨的排列，是一层层的，每层之间很容易分离。

所以石墨的水平方向，与垂直方向的导热能力不同

水平方向的石墨，单层石墨就叫石墨烯，导热系数能达到5300W/mK，导热效果非常好，但高导热的石墨烯技术，目前发展还不够成熟，成本也比较贵。光模块外壳是锌合金，导热系数一般不到100W/mK，如果外壳上贴一层高导热的石墨，则可以把局部集中的热量迅速的传导至温度低的地方，实现均温效果。

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产品型号	品类	材质	材料厚度（英寸）	宽度（英寸）	表面保护	长度（英寸）	簧片宽度（英寸）	螺距（英寸）
56-61001T100-01600	Edge Mount Fingerstock	Beryllium Copper	0.002	0.3	Zinc Chromate (Clear)	16	0.141	0.188

选型表 - PARKER CHOMERICS 立即选型

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型号- SN3LW-7NL3N-XX,SNALW-N7LNA-3X,SNAP-TTLED-CX,CN5T-N3A31-4H V00,CNNL-44L3A-MX,SNRF-N53NA-FB-00,SNVLS-TTLXX8-MX,SN3LV-77DCA-XX,SN3L-776CA-XX,SN3L-44DAA-XX,SNCL-44ZC4-XX,SNBTW-N7L35-MX,SNVL-TT2XX-MX,SNHG9X-DDB24-CX,SNVL-TTLXX-MX,SN2L-66F88-XX,SNNL-TTLXX-CX,SNAP-77AC3-3X,CN4L-4423A-MX,SN2L-44DAA-XX,SNUL-TTLDE-MX,SN3LV-77L3A-XX,SNVL-TTLAA-MX,SN3L-77DXX-XX,SNNP-99ACA-SX,SNVL-TT6XX-MX,SN3LV-77ZCA-XX,SNVLD-TTDCXX-MX,SN3L-11ZXX-XX,SN3L-4413A-XX,SN2L-LLB3A-CX,SN3L-1113A-XX,CNVL-TTF88-MX,SNNL-992XX-CX,SN3LW-7NLAN-XX,SNVLV-N9LNA-MX,SNCL-662C3-XX,SNVL-99F88-MX,SNNL-66DXX-CX,SNNLD-TTDCXX-MX,SNUL-TT6DE-MX,SNAX-TTLDE-SX,CH1T-1412 V03,SN3LV-7N2AN-XX,SN3L-66F88-XX,SNSX-LLL35-CX,SNAX-44235-SX,CNDS-11235-SX,SNCL-11ZC4-XX,SNNL-TTF88-CX,SN1T-1412 V03,SNR4-5N3AN-5B-00,SNCL-66ZB5-XX,SNCL-44235-XX,SN1T-1412 V01,SNQL-UUL30-MB,CNUL-TT2ED-MX,SN3L-66DCA-XX,SNCL-66DC4-XX,SNPL-NTLNA-3B,SNAP-99AED-SX,SNCL-11EB5-XX,SNB5W-7NLCA-MX,SNAFW-N7L35-MX,SN3L-66DXX-XX,CN1F-11ECA-3X,SNCL-44DC3-XX,SNVL-TT6AP-MX,SN3L-66A3A-XX,SNNL-88F88-SX,SN2L-4413A-XX,SNAX-11D35-SX,SNA3W-N7ANA-3X,SNQM-UUM88-MB,CNNL-TTLAA-MX,SN3L-66LXX-XX,SN2L-22ZCA-XX,SNCL-44LC3-XX,SN3L-44DXX-XX,SNCL-44L35-XX,SNHG9X-DNB48-CX,SNNL-TTLAA-MX,SNNL-44L3A-3X,SN3LV-7NL3N-XX,CNDS-11253-SX,SN3LW-N7DNA-XX,SNVL-TTF88-MX,SN3L-22ZCA-XX,SNHG9X-NDB48-CX,SNVLD-TTZCXX-MX,SNNLD-TTZCXX-MX,SNCL-66LC3-XX,SNPL-TNLAN-3B,SNPL-1TL53-3B,SNNLD-LLLXX-3X,SN2L-44ZCA-XX,SNCL-44ZB5-XX,SN1T-LL6AA-DX,CNCL-11EC4-MX,SNUL-TT6ED-MX,SN2L-11ZCA-XX,SN3LV-77DXX-XX,SNNL-44ECP-3X,SN3LW-N7LNA-XX,SN3L-44LXX-XX,CN1F-662AA-3X,SNVLV-NALNA-MX,SNQL-VVL30-NB,SN3L-77LXX-XX,SNAX-11DC3-SX,SN2L-22D3A-XX,SN2L-LL23A-CX,SN3L-77L3A-XX,SNQM-UUF88-MB,CNVL-TTDAA-MX,CN5T-3NAF3-4H V00,SNNL-44S88-SX,SNQM-VVM88-NB,SNAX-662A5-SX,SN3LV-7NZCN-XX,SNCL-442C3-XX,SN3LV-N7ZNA-XX,SNPL-T1LA5-3B,SNCL-11D35-XX,SNAP-TTLDE-CX,SNCL-44DA5-XX,SN3L-22D3A-XX,SN3L-44ECP-XX,SNVLV-ANLAN-MX,SNALW-7NLAC-3X,SNCL-11ZB5-XX,SNCL-66LA5-XX,SN1X-LL23A-CX,SNVLV-9NLAN-MX,SNCL-11EC4-XX,SNQM-UUAAA-MB,SNVL-TTDAA-MX,SNAX-TTLED-SX,SNCL-66DB5-XX,SNNLD-LLZXX-3H,SN3LV-77ZXX-XX,SNBTW-7NLCA-MX,SNVLV-AALAA-MX,SN3L-11EXX-XX,SNUL-TT2ED-MX,SNNLD-LLZXX-3B,SNVL-TTZCP-MX,SN3LW-7NLCN-XX,SNAX-662C3-SX,SNR4-5N3CN-5B-00,SNAP-99ADE-SX,SN1T-2412 V03,SN1T-2412 V01,SNCL-662A5-XX,SNCL-11235-XX,SNNL-TTZCP-MX,SN3L-11D3A-XX,CN3L-11B3A-MX,SNVLV-99LAA-MX,SNAFW-7NLCA-MX,SNAX-442C3-SX,CNCL-11EB5-MX,SNCL-11253-XX,SN2L-661AA-XX,CN1F-LL23A-CX,SN2L-66A3A-XX,SNB5W-N7L35-MX,SN2L-44S88-XX,SNUL-TT2DE-MX,CNFS-44235-MX,CNNL-TTF88-CX,SN3L-44S88-XX,SNVL-99LAA-MX,SN3LV-772AA-XX,SN3L-661AA-XX,SN2L-11D3A-XX,CN2L-4423A-SX,SN1S-LLB88-DX,SNNL-99F88-CX,SN3LV-N7LNA-XX,SNA3W-7NA3C-3X,SNUL-TTLED-MX,SNAP-77A35-3X,SN3L-11ZCA-XX,SNCL-11DC3-XX,SN3L-66ZCP-XX,SN3LV-7NDXX-XX,SNVL-TTDXX-MX,CNFS-442C3-MX,SN3LW-7NLXX-XX,SN2L-1113A-XX,SN2L-776CA-XX,SNCL-66ZC4-XX,CNUL-TT2DE-MX

2021/9/23 - 尚宁 - 选型指南代理服务技术支持采购服务

鸿富诚导热垫片选型表

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选型表 - 鸿富诚立即选型

Parker Chomerics Twist Series Fingerstock Gaskets选型表

本表提供Parker Chomerics弯曲系列电磁屏蔽指型簧片选型，包含材质、是否带背胶、表面保护、螺距、长度、宽度、厚度等八项参数可供选型。

产品型号	品类	材料	材料厚度（英寸）	背胶	宽度（英寸）	表面保护	长度（英寸）	簧片宽度（英寸）	螺距（英寸）
55-45000-02400	Twist Series Fingerstock	Beryllium Copper	0.003	With PSA	0.23	Bright Finish	24	0.08	0.095

选型表 - PARKER CHOMERICS 立即选型

鸿富诚导电泡棉选型表

鸿富诚导电泡棉提供选型：包含多种材质及半包型、全方位、SMT贴片导电泡棉，可根据客户需求制作各种形状与规格，包含但不限于矩形、帽型、凹型、T型、L型、P型、圆型；可调整指定具体原材料（包含泡棉芯如PU泡棉芯或硅胶泡棉芯，包含胶带如3M胶或日东胶等。）

产品型号	品类	半包类型	表面电阻(Ω/inch²)	可压缩率(%)	永久变形率(%)	屏蔽效能(dB) (100MHz~5GHz)	耐温性(℃)	尺寸(mm)	颜色
HFC-GB	半包型导电泡棉	C 型	≤0.03	10~90%	<20%	>85	-40~85	宽度:2-60mm 厚度:0.2~10mm	灰色/银色

选型表 - 鸿富诚立即选型

详解光模块的工作原理和应用

光模块（Optical Module）是用于光纤通信系统中的重要组件，主要用于将电信号转换为光信号，或将光信号转换为电信号。光模块通常用于数据中心、通信基站、企业网络等场合，以支持高速、长距离的数据传输。本文中TOPPOWER来给大家介绍光模块的工作原理和应用。

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PARKER CHOMERICS SPRING-LINE D型连接器垫圈选型表

本表提供PARKER CHOMERICS SPRING-LINE D型连接器垫圈选型，包含连接方式、材料、电镀类型、高度（英寸）、宽度（英寸）五项参数可供选择。

产品型号	品类	连接方式	材料	电镀	高度（英寸）	宽度（英寸）
81-D-09A1-2000	SPRING-LINE D 型连接器垫圈	9-pin	不锈钢合金	洁净明亮（无镀层）	0.69	1.41

选型表 - PARKER CHOMERICS 立即选型

全面了解光模块通信产业链

AI算力的发展导致高性能交换芯片、高速率SerDes及光模块的渗透率加速提升，带来数据中心网络设备的功耗大幅提升。设备厂商Cisco的数据显示，2010-2022年全球数据中心的网络交换带宽提升了80倍，背后的代价是交换芯片功耗提升约8倍，光模块功耗提升26倍，交换芯片SerDes功耗提升25倍。

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鸿富诚导热凝胶选型表

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选型表 - 鸿富诚立即选型

Parker Chomerics CHO-SEAL®导电弹性EMI垫片选型表

本表提供Parker Chomerics CHO-SEAL®导电弹性EMI垫片选型，包含十二项参数可供选择：Material Type、Adhesive Type、Length (inch)、Width (inch)、Material Thickness (inch)、Filler Material、Elastomer、Noise Shielding Level、Specifications Met、Electrical Requirements、For Fluid Type、Operating Environment。

产品型号

品类

Specifications Met

Electrical Requirements

For Fluid Type

Operating Environment

Material Thickness (inch)

Filler Material