CN100593366C

CN100593366C - 用于光学分组件的散热片

Info

Publication number: CN100593366C
Application number: CN200510002735A
Authority: CN
Inventors: 玛瑞安·C.·哈吉斯; 迈克尔·弗朗西斯·汉雷; 詹姆斯·罗伯特·穆恩
Original assignee: JDS Uniphase Corp
Current assignee: Lumentum Operations LLC
Priority date: 2004-01-26
Filing date: 2005-01-26
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2025-01-26
Also published as: US7365923B2; CN1652677A; US20050162761A1

Abstract

本发明涉及一种散热片，这种散热片用于将热量直接从光学分组件(OSA)散到收发器外壳，所述光学分组件位于该收发器外壳中。所述散热片包括用于安装在晶体管外形(TO)罐的后端上的安装板，和用于伸出并与所述收发器外壳接触或接近所述收发器外壳的指状物。所述安装板也为柔性导体提供加强板，这种柔性导体用于将所述OSA导线连接到收发器印刷电路板(PCB)。

Description

用于光学分组件的散热片

交叉引用的相关申请

[1]本发明主张于2004年1月26日提交的美国专利申请60/539,217的优先权，通过参考将该专利申请合并到本发明中。

技术领域

[2]本发明涉及一种用于光学分组件(OSA)的散热片，特别地，本发明涉及一种在OSA与外壳之间形成直接热导通路的散热片。

发明背景

[3]常规的收发器包括一对OSA，即发送器光学分组件(TOSA)(未示出)和接收器光学分组件(ROSA)1，如图1所示。所述OSA通过金属导线3或由OSA金属导线3和柔性电路(软线)电缆4与印刷电路板(PCB)2进行电气连接。所述OSA 1和PCB 2安装在一个收发器模块外壳中，该收发器模块外壳一般用6表示，包括较低的壳7和较高的壳8。散热翅片9或其它适当的散热元件，如针，从所述较高的壳8延伸以从所述模块外壳6中将热散去。

[4]最新的光学收发器所要求的不断增加的数据速度，如超过10Gb，由于其主动元件导致功率消耗的增加，从而导致并不希望的热量增加，这种热量必须散去。本行业使用低成本包装造成了对热量散去的阻碍，如晶体管外形(TO)罐，这种低成本包装是采用热导率差于可选的较昂贵的陶瓷包装的材料制成。而且，本行业转而使用软电缆来连接OSA1和PCB2已省去了由连接到所述PCB3的导线3的热传递所提供的热量散发。

[5]本发明的目的之一是通过在OSA和模块外壳之间提供直接热导通路而并不干扰OSA的RF性能且并不占据太多的有用空间来克服现有技术中的缺陷。

发明概述

[6]相应地，本发明涉及一种光电子装置，该光电子装置包括：

[7]用于将光学信号转换成电信号或将电信号转换成光学信号的光学分组件；

[8]用于支撑所述光学分组件的、包括散热盖的外壳；和

[9]用于将热量从所述光学分组件传递到所述散热盖的热导散热片。

本发明的技术方案如下：

一种光电子装置，包括：用于将光学信号转换成电信号或将电信号转换成光学信号的光学分组件，所述光学分组件包括形成在其后端的管座，所述后端的管座具有从其延伸的导线；用于支撑所述光学分组件的外壳，所述外壳包括较低的壳和较高的壳以及所述较高的壳包括散热元件；和用于将热量从所述光学分组件传递到所述散热盖的热导性散热片；其中，所述散热片包括：安装板和指状物，所述安装板用于安装在所述光学分组件的所述后端以盖住所述后端的管座，在所述安装板中具有沟槽，所述导线穿过所述沟槽伸出，所述指状物用于伸出而与所述散热盖接触或接近所述散热盖的指状物。

其中，所述安装板安装在所述光学分组件的所述后端的管座上。

其中，所述指状物包括波纹，这些波纹提供增加了的热传递表面面积。

其中，所述后端的管座是圆形并带有所述导线，所述导线从所述后端的管座中伸出；所述安装板是圆形以匹配所述管座。其中，所述光电子装置还包括：安装在所述外壳上的印刷电路板，所述印刷电路板用于控制所述光学分组件；和将所述导线与所述印刷电路板进行电气连接的软电缆；其中，所述软电缆的一端安装在所述安装板上，因此所述安装板为所述软电缆提供了加强作用。其中，所述软电缆包括用于接收所述导线的多个孔；所述的这些孔与所述安装板中的沟槽对准，以防止所述导线与所述散热片接触，并使所述安装板与所述光学分组件对准。

其中，所述安装板包括一个肩状物，该肩状物用于将所述散热片与所述后端的管座对准。

其中，所述散热片还包括一对翼，所述翼沿着所述光学分组件的侧面从所述安装板垂直伸出，以使所述散热片与所述光学分组件对准。其中，所述光学分组件安装在晶体管外形罐中，且所述翼呈弓形以邻接于所述罐的相对的侧面。

其中，所述光电子装置还包括置于所述指状物和所述散热盖之间的中间的适应性导热材料。

其中，所述光电子装置还包括安装在所述指状物与所述散热盖之间的热电冷却器，以增加它们之间所传递的热量。

附图详述

[10]本发明将通过参考附图进行详细描述，这些附图表示本发明的优选实施例，其中：

[11]图1是常规的OSA模块的截面图；

[12]图2根据本发明的OSA模块的截面图；

[13]图3是根据本发明的散热片的一个实施例的后等轴测视图；

[14]图4是图3中的散热片的前等轴测视图；

[15]图5是图3和图4中的散热片的侧视图；

[16]图6是图3到图5中的安装在一个OSA上的散热片的后等轴测视图；

[17]图7是图6中的OSA的前等轴测视图；

[18]图8是根据本发明的安装在一个OSA上的散热片的可供选择的实施例的分解后等轴测视图；

[19]图9是图8中的OSA的后等轴测视图；

[20]图1O是图8中的OSA的分解前等轴测视图；

[21]图11是图8到图10中的OSA的前等轴测视图；

[22]图12是图8到图11中的安装在收发器上的OSA的侧视图；

[23]图13是图8到图12中的OSA的可供选择的实施例的侧视图；

[24]图14是图8到图12中的OSA的可供选择的实施例的侧视图。

发明详细描述

[25]参看图2，根据本发明的收发器包括一个TOSA(未示出)和一个ROSA 11，所述TOSA和ROSA 11通过金属导线13和软电缆14连接到PCB 12。所述TOSA和ROSA 11包括位于前端的用于接收光学纤维的一端的的光学连接器。外壳16中装有TOSA和ROSA11，并包括较低的壳17和较高的壳18。所述较高的壳18包括散热翅片19以用于将在外壳16中所产生的热散出，但也可采用其它适当的散热元件。一般来讲，在PCB 12的外自由端形成电连接器，该电连接器用于将所述收发器与一个主机装置进行电气连接，但其它电连接器也可使用，如针。

[26]每个OSA包括一个管座(header)21，该管座21从OSA的后端伸出，所述导线13从所述管座伸出。散热片22通过合适的热界面安装在所述管座21上，所述热界面如焊料或热粘合剂，并延伸与所述较高的壳18接触或接近所述较高的壳18。所述散热片22由柔性的、易成形的或有弹性的材料形成，如铜这样的适合于热传导的薄片金属。所述散热片22包括安装板23，该安装板23与一个环形肩状物24冲压或冲制在一起来安装在所述管座21上，以便于在制造期间与其对准。在所述安装板23中形成沟槽25以接收所述导线13，该导线13贯穿于整个沟槽25。所述安装板23优选是圆形的以使其与所述管座21的后端相匹配，但其可以是任何适当的形状，包括矩形。矩形指状物26从所述安装板23伸出并与所述较高的壳18接触或接近所述较高的壳18，以传递由所述散热翅片19散出的热量。热垫片27或本行业一般可以使用的其它的中间的适应性热材料，可置于所述较高的壳18与指状物26之间以改善热接触。

[27]理想地，所述软电缆14在与所述OSA11组装之前被固定到所述安装板23上，籍此所述安装板23为所述软电缆14的一端提供端部加强件。而且，所述软电缆14中用于接收所述导线14的多个孔28与所述安装板23中的多个沟槽25对准，并使所述导线14具有简单的自对准特性，以在所述OSA 11上安装所述散热片21。

[28]在一个可供选择的实施例中，如图8到12所示，散热片31包括一个用来安装所述OSA 11的后端的安装板32，一个用于伸出以与所述较高的壳18接触或接近所述较高的壳18的矩形指状物33，和一对形成所述OSA 11的外形的弓形翼35，该弓形翼35从所述安装板32垂直伸出，并平行于所述OSA 11的侧面且与所述OSA 11的侧面相接触。

[29]在所述安装板32中提供多个沟槽34以接收所述导线13，所述导线13贯穿整个沟槽34延伸并与所述软电缆14接触。在此实施例的情况下，所述翼35确保所述OSA 11的机体与所述软电缆14对准，以使所述OSA 11的光轴与所述外壳16中的机械设计对准，这样就能够对所述OSA 11附着在所述PCB 12上的偏差进行控制。

[30]如上所述，所述安装板32通过合适的热界面安装在所述管座21上，所述热界面如焊料或热粘合剂，并由软的、易成形的或有弹性的材料形成，如铜这样的适合于热传导的薄片金属。热垫片27或本行业一般可以使用的其它的中间的适应性热材料，可置于所述较高的壳18与指状物33之间以改善热接触。

[31]参看图13，可以提供一种从所述安装板32伸出的波纹矩形指状物43。所述波纹增加了所述指状物43的表面面积以增加所传递的热量。如果所述OSA 11被置于有气流的环境之中，所述波纹指状物43本身将会作为一种散热体。

[32]图14示出了本发明的一个实施例，在该实施例中，在所述指状物33与所述较高的壳18之间设置一个热电冷却器(TEC)50，以增加它们之间所传递的热量。所述TEC 50装置优选以帕贴耳(Peltier)效应为基础，通过这种帕贴耳效应，加在两种异性材料上的DC电流导致温度差异。如果将典型的“热”和“冷”面置换以加热所述外壳16，则所述TEC 50能够使所述OSA 11在非常大的温度范围内运行，包括非常冷的温度。

Claims

1.一种光电子装置，包括：

用于将光学信号转换成电信号或将电信号转换成光学信号的光学分组件，所述光学分组件包括形成在其后端的管座，所述后端的管座具有从其延伸的导线；

用于支撑所述光学分组件的外壳，所述外壳包括较低的壳和较高的壳以及所述较高的壳包括散热元件；

和

用于将热量从所述光学分组件传递到所述散热盖的热导性散热片；

其中，所述散热片包括：安装板和指状物，所述安装板用于安装在所述光学分组件的所述后端以盖住所述后端的管座，在所述安装板中具有沟槽，所述导线穿过所述沟槽伸出，所述指状物用于伸出而与所述散热盖接触或接近所述散热盖的指状物。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述安装板安装在所述光学分组件的所述后端的管座上。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述指状物包括波纹，这些波纹提供增加了的热传递表面面积。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述后端的管座是圆形并带有所述导线，所述导线从所述后端的管座中伸出；所述安装板是圆形以匹配所述管座。

5.如权利要求4所述的装置，还包括：

安装在所述外壳上的印刷电路板，所述印刷电路板用于控制所述光学分组件；和

将所述导线与所述印刷电路板进行电气连接的软电缆；

其中，所述软电缆的一端安装在所述安装板上，因此所述安装板为所述软电缆提供了加强作用。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述软电缆包括用于接收所述导线的多个孔；所述的这些孔与所述安装板中的沟槽对准，以防止所述导线与所述散热片接触，并使所述安装板与所述光学分组件对准。

7.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述安装板包括一个肩状物，该肩状物用于将所述散热片与所述后端的管座对准。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述散热片还包括一对翼，所述翼沿着所述光学分组件的侧面从所述安装板垂直伸出，以使所述散热片与所述光学分组件对准。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述光学分组件安装在晶体管外形罐中，且所述翼呈弓形以邻接于所述罐的相对的侧面。

10.如权利要求1所述的装置，还包括置于所述指状物和所述散热盖之间的中间的适应性导热材料。

11.如权利要求1所述的装置，还包括安装在所述指状物与所述散热盖之间的热电冷却器，以增加它们之间所传递的热量。