CN104930378A - 光模块 - Google Patents
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- F21—LIGHTING
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- F21V5/00—Refractors for light sources
- F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
Abstract
本发明提供一种光模块,包括:电路板,所述电路板上设置有激光器、用于驱动激光器的第一驱动芯片、以及罩设在所述激光器和第一驱动芯片上方的透镜组件,所述透镜组件用于调整激光器出射光线的传播方向;所述透镜组件中开设有通孔,所述通孔内设有用于与所述第一驱动芯片接触的导热块。本发明提供的光模块能够提高散热效果。
Description
技术领域
本发明涉及芯片散热结构技术,尤其涉及一种光模块。
背景技术
光模块主要包括激光器、探测器以及分别用于驱动激光器或探测器的驱动芯片,其中,激光器用于向光纤发出光信号,探测器从光纤接收光信号。图1为现有的光模块中的激光器、探测器、驱动芯片设置在电路板上的结构示意图。如图1所示,激光器3、探测器4、用于驱动激光器3的第一驱动芯片51和用于驱动探测器4的第二驱动芯片52通常是直接贴在电路板2上。图2为现有的光模块中的透镜组件设置在电路板上的结构示意图。如图2所示,电路板2上还设置有透镜组件6,该透镜组件6罩设在激光器3、探测器4和两个驱动芯片的上方,将激光器3、探测器4和两个驱动芯片包覆在透镜组件6与电路板2之间,并在透镜组件6和电路板2之间采用密封胶进行密封,以避免外界的水汽或空气腐蚀驱动芯片。在电路板2的外围还设置有相互连接的金属上外壳和金属下外壳,将上述组件封装成一个整体。
图3为现有的低速光模块的结构示意图。如图3所示,对于低速率、低功率的驱动芯片,通常是在两个驱动芯片各自的上方打金线50的方式与电路板2电连接,而在两个驱动芯片正下方的电路板2中朝向该两个驱动芯片的一侧表面(称之为第一表面21)以及相对的另一侧表面(称之为第二表面22)可铺设铜层,且在该部分电路板2内开设多个连通两层铜层的通孔。另外,在电路板下方的铜层与光模块的金属下外壳之间设置导热块,则驱动芯片的热量可通过两层铜层、导热块和金属下外壳散热至周围空气中。
图4为现有的高速光模块的结构示意图。如图4所示,由于高速率的电信号通过金线传输会发生信号损失,因此对于应用高速度、高功率驱动芯片的光模块而言,通常在第一驱动芯片51和第二驱动芯片52的下方设置金属球23分别与两个驱动芯片和电路板2电连接,用于传输电信号。但是驱动芯片下方的空间无法再利用上述散热方式进行散热,若驱动芯片的热量散发不出去,将会影响自身的性能,降低了可靠性也缩短了使用寿命。
发明内容
本发明提供一种光模块,能够提高散热效果。
本发明实施例提供一种光模块,包括:电路板,所述电路板上设置有激光器、用于驱动激光器的第一驱动芯片、以及罩设在所述激光器和第一驱动芯片上方的透镜组件,所述透镜组件用于调整激光器出射光线的传播方向;
所述透镜组件中开设有通孔,所述通孔内设有用于与所述第一驱动芯片接触的导热块。
如上所述的光模块,所述导热块包括:第一导热部和第二导热部,所述第一导热部嵌入所述通孔内;
第二导热部的横截面积大于第一导热部的横截面积。
如上所述的光模块,所述透镜组件的上表面沿所述通孔的边缘设有用于容纳所述第二导热部的导槽;
所述导槽的侧壁与所述透镜组件的上表面之间设有过渡圆弧或过渡斜面。
如上所述的光模块,所述第一导热部和第二导热部均为长方体。
如上所述的光模块,还包括围设在所述电路板外部的外壳,所述导热块还与所述外壳接触。
本发明又一实施例提供一种光模块,包括:电路板,所述电路板上设置有探测器、用于驱动探测器的第二驱动芯片、以及罩设在所述探测器和第二驱动芯片上方的透镜组件,所述透镜组件用于调整探测器入射光线的传播方向;
所述透镜组件中开设有通孔,所述通孔内设有用于与所述第二驱动芯片接触的导热块。
如上所述的光模块,所述导热块包括:第一导热部和第二导热部,所述第一导热部嵌入所述通孔内;
第二导热部的横截面积大于第一导热部的横截面积。
如上所述的光模块,所述透镜组件的上表面沿所述通孔的边缘设有用于容纳所述第二导热部的导槽;
所述导槽的侧壁与所述透镜组件的上表面之间设有过渡圆弧或过渡斜面。
如上所述的光模块,所述第一导热部和第二导热部均为长方体。
如上所述的光模块,还包括围设在所述电路板外部的外壳,所述导热块还与所述外壳接触。
本发明提供的光模块,通过将透镜组件开设通孔,并在通孔中设置导热块,该导热块与驱动芯片相接触,能够将驱动芯片的热量通过导热块散发出去,具有良好的散热效果。这样对于高速度、高功率驱动芯片的光模块,由于驱动芯片下方已经被用于传输电信号金属球占用,因此,在驱动芯片的上方结构进行改进,最终实现从金属上外壳散热,保证驱动芯片的性能不受影响,提高其可靠性,延长了驱动芯片的使用寿命。
附图说明
图1为现有的光模块中的激光器、探测器、驱动芯片设置在电路板上的结构示意图;
图2为现有的光模块中的透镜组件设置在电路板上的结构示意图;
图3为现有的低速光模块的结构示意图;
图4为现有的高速光模块的结构示意图;
图5为本发明实施例一提供的光模块中的激光器和驱动芯片设置在电路板上的结构示意图;
图6为本发明实施例一提供的光模块中的透镜组件的结构示意图;
图7为本发明实施例一提供的光模块中的透镜组件设置在电路板上的结构示意图;
图8为本发明实施例一提供的光模块中导热块设置在通孔中的结构示意图;
图9为本发明实施例一提供的光模块的整体结构示意图;
图10为本发明实施例一提供的光模块中导热块的结构示意图;
图11为本发明实施例一提供的光模块的剖视图;
图12为本发明实施例一提供的光模块的立体图;
图13为图11中A区域的放大图;
图14为本发明实施例二提供的光模块中的探测器和驱动芯片设置在电路板上的结构示意图;
图15为本发明实施例二提供的光模块中的透镜组件设置在电路板上的结构示意图;
图16为本发明实施例二提供的光模块的剖视图;
图17为本发明实施例二提供的光模块的立体图;
图18为图16中B区域的放大图;
图19为本发明实施例三提供的光模块中的透镜组件设置在电路板上的结构示意图。
附图标记:
11-上外壳; 12-下外壳; 13-突出部;
2-电路板; 21-第一表面; 22-第二表面;
23-金属球; 3-激光器; 4-探测器;
50-金线; 51-第一驱动芯片; 52-第二驱动芯片;
6-透镜组件; 61-通孔; 62-导槽;
7-导热块; 71-第一导热部; 72-第二导热部。
具体实施方式
实施例一
图5为本发明实施例一提供的光模块中的激光器和驱动芯片设置在电路板上的结构示意图,图6为本发明实施例一提供的光模块中的透镜组件的结构示意图,图7为本发明实施例一提供的光模块中的透镜组件设置在电路板上的结构示意图。如图5至图7所示,本实施例提供一种光模块,包括:电路板2,电路板2上设置有激光器3、用于驱动激光器3的驱动芯片、以及罩设在激光器3和驱动芯片上方的透镜组件6,透镜组件6中设置有光学器件,用于调整激光器3的出射光线的传播方向。为了与下面几个实施例进行区分,在本实施例中,将用于驱动激光器3的驱动芯片称为第一驱动芯片51。
激光器3和第一驱动芯片51贴设在电路板2上,各器件之间通过电路板2上的导线实现电连接。透镜组件6罩设在激光器3和第一驱动芯片51的上方,且透镜组件6与电路板2接触的部位进行涂覆粘胶进行粘接固定。
如图6和图7,为了解决现有技术中光模块的散热问题,本实施例在透镜组件6中开设通孔61,该通孔61中设有导热块7,导热块7与第一驱动芯片51接触。
具体的,可以在透镜组件6中与第一驱动芯片51正对的位置处开设通孔61,则将透镜组件6固定在电路板2上之后,从透镜组件6的外侧能看到第一驱动芯片51。通孔61的尺寸要满足已安装的第一驱动芯片51的尺寸的需要,将第一驱动芯片51露出。
图8为本发明实施例一提供的光模块中导热块设置在通孔中的结构示意图。如图8所示,在该通孔61内设置导热块7,该导热块7与第一驱动芯片51相接触,使得第一驱动芯片51的热量可通过导热块7散发出去。
本实施例提供的光模块,通过将透镜组件中开设通孔,并在通孔中设置导热块,该导热块与第一驱动芯片相接触,能够提高第一驱动芯片的散热效果。这样对于高速度、高功率驱动芯片的光模块,由于第一驱动芯片下方已经被用于传输电信号金属球占用,因此,在第一驱动芯片的上方结构进行改进,保证第一驱动芯片的性能不受影响,提高其可靠性,延长了第一驱动芯片的使用寿命。
上述导热块7可以采用现有技术中常用的导热性能较好的材料制成,若采用金属材料制成导热块,则具有非常好的导热效果。
进一步的,导热块7与第一驱动芯片51之间可以涂覆有导热胶,相当于导热块7隔着导热胶与第一驱动芯片51接触。当导热块7和第一驱动芯片51的制作材料硬度较高时,二者的接触面之间难免会出现缝隙,缝隙中存在的空气会降低导热效果。因此,在导热块7与第一驱动芯片51之间可以涂覆导热胶,将二者接触面之间的缝隙充满,该导热胶的导热能力大于空气,可以提高导热效果。
在上述技术方案的基础上,光模块还包括有外壳,外壳将电路板2以及设置在电路板2上的激光器3、第一驱动芯片51、透镜组件6和导热块7围设在内部。为了进一步加快导热速度,还可以将导热块7与外壳接触,将第一驱动芯片51的热量通过导热块7传递给外壳,再通过外壳散发到周围空气中。
图9为本发明实施例一提供的光模块的整体结构示意图。如图9所示,外壳具体可以包括相互连接的上外壳11和下外壳12,上外壳11和下外壳12将电路板2以及设置在电路板2上的激光器3、第一驱动芯片51、透镜组件6和导热块7围设在内部。上外壳11和下外壳12可以采用现有技术中常用的导热性能较好的材料制成,若采用金属材料制成,则具有非常好的导热效果。导热块7具体与上外壳11接触。
由于透镜组件6和电路板2之间需要进行密封,以避免外界的水汽或空气腐蚀第一驱动芯片51,具体可采用如下两种方式:
其一,当导热块7与通孔61为过盈配合时,导热块7和通孔61的孔壁之间几乎没有缝隙,可以实现密封,避免杂质或水汽进入透镜组件6罩设的区域中影响第一驱动芯片51的性能。
其二,当导热块7与通孔61之间存在缝隙的情况下,也可以在导热块7与通孔61之间的缝隙中设置密封胶进行密封,避免杂质或水汽进入透镜组件6罩设的区域中影响第一驱动芯片51的性能。
或者,本领域技术人员也可以采用其它方式来对透镜组件6和导热块7,以及透镜组件6和电路板2之间的间隙进行密封,以避免外界的水汽或空气腐蚀第一驱动芯片51。
上述导热块7嵌入通孔61内,并分别与上外壳11与第一驱动芯片51接触,其作用是加快热量从第一驱动芯片51传导至上外壳11,则导热块7可以采用多种实现方式,下面提供几种实现方式,当然,本领域技术人员也可以将导热块7的结构设置为其它形式,以满足快速导热的需要。
例如:导热块7可以全部嵌入通孔61内,则可以增大上外壳11的厚度,使得上外壳11与导热块7接触。或者在现有上外壳11厚度不变的情况下,在上外壳11中朝向导热块7的表面上设置突出部,该突出部用于与导热块7接触。
另外,本发明另一个实施例提供一种导热块7的实施方式:
图10为本发明实施例一提供的光模块中导热块的结构示意图,图11为本发明实施例一提供的光模块的剖视图,图12为本发明实施例一提供的光模块的立体图。如图10至图12所示,导热块7包括第一导热部71和第二导热部72,其中,第一导热部71嵌入通孔61内,与第一驱动芯片51接触。第二导热部72在通孔61外面,且第二导热部72可以位于第一导热部71与上外壳11之间,并与上外壳11接触。在这种情况下,在上外壳11中朝向导热块7的表面上可以设置上述用于与第二导热部72相接触的突出部13,也可以不设置突出部13,而是直接调整第二导热部72的高度或调整上外壳11的厚度。图11和图12中,在上外壳11中朝向导热块7的表面上设置了突出部13。突出部13的厚度可以根据第二导热部72的高度进行匹配设置。
上述第一导热部71和第二导热部72可以为规则的形状,也可以为不规则的形状。例如图10所示,第一导热部71和第二导热部72均为长方体。
第一导热部71横截面的面积可以根据通孔61的尺寸来设定。第二导热部72的横截面的面积可以与第一导热部71相同,也可以大于第一导热部71。上述横截面指的是与电路板2设置有第一驱动芯片51的表面平行的平面。当第二导热部72横截面的面积大于第一导热部71时,能够增大导热块7与上外壳11的接触面积,加快导热速率,提高散热效果。
在第二导热部72横截面的面积大于第一导热部71的情况下,第二导热部72与第一导热部71的相对位置关系有多种实现方式:
从图11的视图角度来看,图11是光模块的纵向剖面图,在电路板2的长度方向(即:图11中的左右方向)上,第一导热部71朝向激光器3的端面与第二导热部72朝向激光器3的端面可以齐平,而第二导热部72远离激光器3的端面与激光器3之间的距离大于第一导热部71远离激光器3的端面与激光器3之间的距离,相当于第二导热部72与第一导热部71结合形成L形。
或者,如图11展示的具体结构,在上外壳11的长度方向上,第一导热部71朝向激光器3的端面与第二导热部72朝向激光器3的端面不是齐平的,第二导热部72朝向激光器3的端面更靠近激光器3,也即第二导热部72朝向激光器3的端面与激光器3之间的距离小于第一导热部71朝向激光器3的端面与激光器3之间的距离,相当于第二导热部72与第一导热部71结合形成T形。而第二导热部72朝向激光器3的端面与激光器3之间的距离需根据透镜组件6的结构来设定,不能影响透镜组件6的光路传输。
将第二导热部72与第一导热部71结合形成T形结构,再向导热块7与透镜组件6之间的缝隙中填充密封胶时,T型结构能够进一步增大粘合面积,提高粘合牢固程度。
再进一步,在上外壳11的长度方向上,第一导热部71朝向激光器3的端面与第二导热部72朝向激光器3的端面之间的距离,小于第一导热部71远离激光器3的端面与第二导热部72远离激光器3的端面之间的距离,如图11所示。这样的设置方式,可以在满足透镜组件6光路传输的基础上,尽可能增大导热块7与上外壳11的接触面积,加快导热速率,提高散热效果。
在上述技术方案的基础上,还可以对透镜组件6的结构进行改进,如下面的实施例:
图13为图11中A区域的放大图。如图13所示,在上述技术方案的基础上,还可以在透镜组件6朝向上外壳11的表面(即:透镜组件6的上表面)设有用于容纳第二导热部72的导槽62。导槽62是沿着通孔61的边缘设置的,使得通孔61位于导槽62覆盖的区域内,相当于导槽62与通孔61组合形成一个沉孔。第二导热部72的底部位于导槽62中,一方面,导槽62能够对导热块7进行限位,限制导热块7的活动范围;另一方面,在向导热块7和透镜组件6之间填充密封胶的时候,可以填充在第二导热部72的侧壁与导槽62侧壁之间的缝隙中,密封胶在暴露于空气之前是液体,能够沿着缝隙流动。密封胶可以从导槽62的侧壁流动至导槽62的底面,在未流到通孔61的侧壁之前,密封胶就已经凝固了,将导热块7和导槽62粘在一起。因此,将导热块7设置为T形,且在透镜组件6的上表面设置导槽62能够避免密封胶流入激光器3和第一驱动芯片51所在的区域内进而影响各芯片的性能。
进一步的,还可以在导槽62的侧壁与透镜组件6的上表面之间设有过渡圆弧或过渡斜面,以使向导槽62的侧壁与第二导热部72之间填充密封胶的过程更加顺畅,密封胶能充分流入导槽62的侧壁与第二导热部72之间的间隙中,避免密封胶滞留在透镜组件6的上表面。过渡圆弧的弧度可以根据导槽62的具体尺寸来设定,过渡斜面的倾斜角度也可以根据导槽62的具体尺寸来设定。
另外,在上述技术方案的基础上,若导热块7和突出部13采用硬度较高的材料制成,则二者的接触面之间必然存在间隙,若间隙中充满空气,则会影响导热效果。则可以在导热块7与突出部13之间填充导热胶,导热胶将二者接触面之间的间隙充满。该导热胶的导热能力大于空气,可以提高导热效果。但目前常用的导热胶的导热能力小于金属,则可以设置导热胶尽量薄一些。并且,技术人员需要设定导热块7与突出部13的尺寸及二者之间的配合公差,以提高导热效率。
上述光通信装置的安装过程为:
首先,将激光器3和第一驱动芯片51贴设并焊接在电路板2上,并将设置有通孔61的透镜组件粘接在电路板2,通孔61正好位于第一驱动芯片51的上方。
然后将导热块7放入通孔61内,使导热块7与第一驱动芯片51紧密接触,并向导热块7与透镜组件6之间填充密封胶。在该步骤中,可将导热块7尽量靠近激光器3的方向,贴紧该侧的通孔61侧壁。由于第一导热部71朝向激光器3的端面与第二导热部72朝向激光器3的端面之间的距离较短,将导热块7尽量贴紧该侧的通孔61侧壁,能够避免密封胶沿着导热块7与通孔61侧壁之间的缝隙流入激光器3和第一驱动芯片51所在的区域内而影响各芯片的性能。
待密封胶干透之后,电路板2安装在上外壳11和下外壳12之间,上外壳11中的突出部13与导热块7紧密接触,并在突出部13与导热块7之间填充导热胶。
上述光模块中,激光器3和第一驱动芯片51所在的区域内的热量传递路径是,依次从第一驱动芯片51、导热块7、上外壳11传递至周围空气。
实施例二
图14为本发明实施例二提供的光模块中的探测器和驱动芯片设置在电路板上的结构示意图。如图14所示,与实施例一不同之处在于,本实施例提供的光模块中,电路板2上不设置有激光器3和第一驱动芯片51,而设置有探测器4以及用于驱动探测器4的第二驱动芯片52。
相应的,本实施例提供的光模块包括:电路板2,电路板2上设置有探测器4、用于驱动探测器4的第二驱动芯片52、以及罩设在探测器4和第二驱动芯片52上方的透镜组件6,透镜组件6中设置有光学器件,用于调整探测器4的入射光线的传播方向。
探测器4和第二驱动芯片52贴设在电路板2上,各器件之间通过电路板2上的导线实现电连接。透镜组件6罩设在探测器4和第二驱动芯片52的上方,且透镜组件6与电路板2接触的部位进行涂覆粘胶进行粘接。
图15为本发明实施例二提供的光模块中的透镜组件设置在电路板上的结构示意图。如图15所示,为了解决现有技术中光模块的散热问题,本实施例将透镜组件6中开设通孔61,该通孔61中设有导热块7,导热块7与二驱动芯片52接触。
具体的,可以在透镜组件6中与第二驱动芯片52正对的位置处开设通孔61,则将透镜组件6固定在电路板2上之后,从透镜组件6的外侧能看到第二驱动芯片52。通孔61的尺寸要满足已安装的第二驱动芯片52的尺寸的需要,将第二驱动芯片52露出。透镜组件6及通孔61的结构可参照实施例一提供的内容以及图6。
在该通孔61内设置导热块7,该导热块7与第二驱动芯片52相接触,使得第二驱动芯片52的热量可通过导热块7散发出去,导热块7设置在通孔61中的结构可参照图8。
本实施例提供的光模块,通过将透镜组件中开设通孔,并在通孔中设置导热块,该导热块与第二驱动芯片相接触,能够提高第二驱动芯片的散热效果。这样对于高速度、高功率驱动芯片的光模块,由于第二驱动芯片下方已经被用于传输电信号金属球占用,因此,在第二驱动芯片的上方结构进行改进,保证第二驱动芯片的性能不受影响,提高其可靠性,延长了第二驱动芯片的使用寿命。
上述导热块7可以采用现有技术中常用的导热性能较好的材料制成,若采用金属材料制成导热块,则具有非常好的导热效果。
在上述技术方案的基础上,光模块还包括有外壳,外壳将电路板2以及设置在电路板2上的探测器4、第二驱动芯片52、透镜组件6和导热块7围设在内部。为了进一步加快导热速度,还可以将导热块7与外壳接触,将第二驱动芯片52的热量通过导热块7传递给外壳,再通过外壳散发到周围空气中。
外壳的具体结构可参照图9,包括相互连接的上外壳11和下外壳12,上外壳11和下外壳12将电路板2以及设置在电路板2上的探测器4、第二驱动芯片52、透镜组件6和导热块7围设在内部。上外壳11和下外壳12可以采用现有技术中常用的导热性能较好的材料制成,若采用金属材料制成,则具有非常好的导热效果。导热块7具体与上外壳11接触。
透镜组件6和电路板2之间的密封方式可参照实施例一所提供的方案,此处不再赘述。
进一步的,上述导热块7嵌入通孔61内,并分别与上外壳11与第二驱动芯片52接触,其作用是加快热量从第二驱动芯片52传导至上外壳11,则导热块7可以采用多种实现方式,下面提供几种实现方式,当然,本领域技术人员也可以将导热块7的结构设置为其它形式,以满足快速导热的需要。
例如:导热块7可以全部嵌入通孔61内,则可以提高上外壳11的厚度,使得上外壳11与导热块7接触。或者在现有上外壳11厚度不变的情况下,在上外壳11中朝向导热块7的表面上设置突出部,该突出部用于与导热块7接触。
另外,本发明另一个实施例提供一种导热块7的实施方式:
图16为本发明实施例二提供的光模块的剖视图,图17为本发明实施例二提供的光模块的立体图。如图10、16和17所示,导热块7包括第一导热部71和第二导热部72,其中,第一导热部71嵌入通孔61内,与第二驱动芯片52接触。第二导热部72在通孔61外面,且第二导热部72可以位于第一导热部71与上外壳11之间,并与上外壳11接触。在这种情况下,在上外壳11中朝向导热块7的表面上可以设置上述用于与第二导热部72相接触的突出部13,也可以不设置突出部13,而是直接调整第二导热部72的高度或调整上外壳11的厚度。图16和图17中,在上外壳11中朝向导热块7的表面上设置了突出部13。突出部13的厚度可以根据第二导热部72的高度进行匹配设置。
上述第一导热部71和第二导热部72可以为规则的形状,也可以为不规则的形状。例如图10所示,第一导热部71和第二导热部72均为长方体。
第一导热部71横截面的面积可以根据通孔61的尺寸来设定。第二导热部72的横截面的面积可以与第一导热部71相同,也可以大于第一导热部71。上述横截面指的是与电路板2设置有第二驱动芯片52的表面平行的平面。当第二导热部72横截面的面积大于第一导热部71时,能够增大导热块7与上外壳11的接触面积,加快导热速率,提高散热效果。
在第二导热部72横截面的面积大于第一导热部71的情况下,第二导热部72与第一导热部71的相对位置关系有多种实现方式:
从图16的视图角度来看,图16是光模块的纵向剖面图,在电路板2的长度方向(即:图16中的左右方向)上,第一导热部71朝向探测器4的端面与第二导热部72朝向探测器4的端面可以齐平,而第二导热部72远离探测器4的端面与探测器4之间的距离大于第一导热部71远离探测器4的端面与探测器4之间的距离,相当于第二导热部72与第一导热部71结合形成L形。
或者,如图16展示的具体结构,在上外壳11的长度方向上,第一导热部71朝向探测器4的端面与第二导热部72朝向探测器4的端面不是齐平的,第二导热部72朝向探测器4的端面更靠近探测器4,也即第二导热部72朝向探测器4的端面与探测器4之间的距离小于第一导热部71朝向探测器4的端面与探测器4之间的距离,相当于第二导热部72与第一导热部71结合形成T形。而第二导热部72朝向探测器4的端面与探测器4之间的距离需根据透镜组件6的结构来设定,不能影响透镜组件6的光路传输。
再进一步,在上外壳11的长度方向上,第一导热部71朝向探测器4的端面与第二导热部72朝向探测器4的端面之间的距离,小于第一导热部71远离探测器4的端面与第二导热部72远离探测器4的端面之间的距离,如图16所示。这样的设置方式,可以在满足透镜组件6光路传输的基础上,尽可能增大导热块7与上外壳11的接触面积,加快导热速率,提高散热效果。
在上述技术方案的基础上,还可以对透镜组件6的结构进行改进,如下面的实施例:
图18为图16中B区域的放大图。如图18所示,在上述技术方案的基础上,还可以在透镜组件6朝向上外壳11的表面(即:透镜组件6的上表面)设有用于容纳第二导热部72的导槽62。导槽62是沿着通孔61的边缘设置的,使得通孔61位于导槽62覆盖的区域内,相当于导槽62与通孔61组合形成一个沉孔。第二导热部72的底部位于导槽62中,一方面,导槽62能够对导热块7进行限位,避免导热块7的活动;另一方面,在向导热块7和透镜组件6之间填充密封胶的时候,可以填充在第二导热部72的侧壁与导槽62侧壁之间的缝隙中,密封胶在暴露于空气之前是液体,能够沿着缝隙流动。密封胶可以从导槽62的侧壁流动至导槽62的底面,在未流到通孔61的侧壁之前,密封胶就已经凝固了,将导热块7和导槽62粘在一起。因此,将导热块7设置为T形,且在透镜组件6的上表面设置导槽62能够避免密封胶流入探测器4和第二驱动芯片52所在的区域内进而影响各芯片的性能。
进一步的,还可以在导槽62的侧壁与透镜组件6的上表面之间设有过渡圆弧或过渡斜面,以使向导槽62的侧壁与第二导热部72之间填充密封胶的过程更加顺畅,具体可参照实施例一。
上述光模块的安装过程为:
首先,将探测器4和第二驱动芯片52贴设并焊接在电路板2上,并将设置有通孔61的透镜组件粘接在电路板2,通孔61正好位于第二驱动芯片52的上方。
然后将导热块7放入通孔61内,使导热块7与第二驱动芯片52紧密接触,并向导热块7与透镜组件6之间填充密封胶。在该步骤中,可将导热块7尽量靠近探测器4的方向,贴紧该侧的通孔61侧壁。由于第一导热部71朝向探测器4的端面与第二导热部72朝向探测器4的端面之间的距离较短,将导热块7尽量贴紧该侧的通孔61侧壁,能够避免密封胶沿着导热块7与通孔61侧壁之间的缝隙流入探测器4和第二驱动芯片52所在的区域内而影响各芯片的性能。
待密封胶干透之后,电路板2安装在上外壳11和下外壳12之间,上外壳11中的突出部13与导热块7紧密接触,并在突出部13与导热块7之间填充导热胶。
上述光模块中,探测器4和第二驱动芯片52所在的区域内的热量传递路径是,依次从第二驱动芯片52、导热块7、上外壳11传递至周围空气。
实施例三
图19为本发明实施例三提供的光模块中的透镜组件设置在电路板上的结构示意图。与上述两个实施例不同之处在于,本实施例提供的光模块的电路板2中,既设置有激光器3,又设置有探测器4,以及用于驱动激光器3和探测器4的驱动芯片,如图1和19所示。该驱动芯片包括用于驱动激光器3的第一驱动芯片51,以及用于驱动探测器4的第二驱动芯片52;或者,第一驱动芯片51和第二驱动芯片52可以集成在一个芯片上。本实施例以两个驱动芯片分开设置为例来进行说明。
本实施例提供的光模块包括:电路板2,电路板2上设置有激光器3、探测器4、用于驱动激光器3的第一驱动芯片51、用于驱动探测器4的第二驱动芯片52、以及罩设在激光器3、探测器4、第一驱动芯片51和第二驱动芯片52上方的透镜组件6,透镜组件6中设置有光学器件,分别用于调整激光器3的出射光线的传播方向,以及探测器4的入射光线的传播方向。
激光器3、探测器4、第一驱动芯片51和第二驱动芯片52贴设在电路板2上,各器件之间通过电路板2上的导线实现电连接。透镜组件6罩设在激光器3、探测器4、第一驱动芯片51和第二驱动芯片52的上方,且透镜组件6与电路板2接触的部位进行涂覆粘胶进行粘接。
为了解决现有技术中光模块的散热问题,本实施例将透镜组件6中开设通孔61,该通孔61中设有导热块7,导热块7分别与第一驱动芯片51和第二驱动芯片52接触。
具体的,可以在透镜组件6中与第一驱动芯片51和第二驱动芯片52正对的位置处开设通孔61,可参照图6和图19。则将透镜组件6固定在电路板2上之后,从透镜组件6的外侧能看到第一驱动芯片51和第二驱动芯片52。通孔61的尺寸要满足已安装的第一驱动芯片51和第二驱动芯片52的尺寸的需要,将第一驱动芯片51和第二驱动芯片52露出。
在该通孔61内设置导热块7,该导热块7分别与第一驱动芯片51和第二驱动芯片52相接触,使得第一驱动芯片51和第二驱动芯片52的热量可通过导热块7散发出去。
本实施例提供的光模块,通过将透镜组件中开设通孔,并在通孔中设置导热块,该导热块与两个驱动芯片相接触,能够提高驱动芯片的散热效果。这样对于高速度、高功率驱动芯片的光模块,由于驱动芯片下方已经被用于传输电信号金属球占用,因此,在驱动芯片的上方结构进行改进,保证驱动芯片的性能不受影响,提高其可靠性,延长了驱动芯片的使用寿命。
上述导热块7可以采用现有技术中常用的导热性能较好的材料制成,若采用金属材料制成导热块,则具有非常好的导热效果。
在上述技术方案的基础上,光模块还包括有外壳,外壳将电路板2以及设置在电路板2上的激光器3、探测器4、第一驱动芯片51、第二驱动芯片52、透镜组件6和导热块7围设在内部。为了进一步加快导热速度,还可以将导热块7与外壳接触,将第一驱动芯片51和第二驱动芯片52的热量通过导热块7传递给外壳,再通过外壳散发到周围空气中。
参照图9,外壳具体可以包括相互连接的上外壳11和下外壳12,上外壳11和下外壳12将电路板2以及设置在电路板2上的激光器3、探测器4、第一驱动芯片51、第二驱动芯片52、透镜组件6和导热块7围设在内部。上外壳11和下外壳12可以采用现有技术中常用的导热性能较好的材料制成,若采用金属材料制成,则具有非常好的导热效果。导热块7具体与上外壳11接触。
由于透镜组件6和电路板2之间需要进行密封,以避免外界的水汽或空气腐蚀第一驱动芯片51和第二驱动芯片52,具体可采用的密封方式可参照实施例一,此处不再赘述。
上述导热块7嵌入通孔61内,并分别与上外壳11与第一驱动芯片51和第二驱动芯片52接触,其作用是加快热量从第一驱动芯片51和第二驱动芯片52传导至上外壳11,则导热块7可以采用多种实现方式,下面提供几种实现方式,当然,本领域技术人员也可以将导热块7的结构设置为其它形式,以满足快速导热的需要。
例如:导热块7可以全部嵌入通孔61内,则可以提高上外壳11的厚度,使得上外壳11与导热块7接触。或者在现有上外壳11厚度不变的情况下,在上外壳11中朝向导热块7的表面上设置突出部,该突出部用于与导热块7接触。
或者,导热块7也可以采用如上述实施例所提供的实现方式,相应的,还可以对透镜组件6的结构进行改进,也可参照上述实施例所提供的方式,此处不再赘述。
上述光模块的安装过程为:
首先,将激光器3、探测器4、第一驱动芯片51和第二驱动芯片52贴设并焊接在电路板2上,并将设置有通孔61的透镜组件粘接在电路板2,通孔61正好位于第一驱动芯片51和第二驱动芯片52的上方。
然后将导热块7放入通孔61内,使导热块7与第一驱动芯片51和第二驱动芯片52紧密接触,并向导热块7与透镜组件6之间填充密封胶。在该步骤中,可将导热块7尽量靠近激光器3和探测器4的方向,贴紧该侧的通孔61侧壁。由于第一导热部71朝向激光器3和探测器4的端面与第二导热部72朝向激光器3和探测器4的端面之间的距离较短,将导热块7尽量贴紧该侧的通孔61侧壁,能够避免密封胶沿着导热块7与通孔61侧壁之间的缝隙流入激光器3、探测器4、第一驱动芯片51和第二驱动芯片52所在的区域内而影响各芯片的性能。
待密封胶干透之后,电路板2安装在上外壳11和下外壳12之间,上外壳11中的突出部13与导热块7紧密接触,并在突出部13与导热块7之间填充导热胶。
上述光模块中,热量传递路径是,依次从第一驱动芯片51和第二驱动芯片52、导热块7、上外壳11传递至周围空气。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种光模块,其特征在于,包括:电路板,所述电路板上设置有激光器、用于驱动激光器的第一驱动芯片、以及罩设在所述激光器和第一驱动芯片上方的透镜组件,所述透镜组件用于调整激光器出射光线的传播方向;
所述透镜组件中开设有通孔,所述通孔内设有用于与所述第一驱动芯片接触的导热块。
2.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述导热块包括:第一导热部和第二导热部,所述第一导热部嵌入所述通孔内;
第二导热部的横截面积大于第一导热部的横截面积。
3.根据权利要求2所述的光模块,其特征在于,所述透镜组件的上表面沿所述通孔的边缘设有用于容纳所述第二导热部的导槽;
所述导槽的侧壁与所述透镜组件的上表面之间设有过渡圆弧或过渡斜面。
4.根据权利要求2或3所述的光模块,其特征在于,所述第一导热部和第二导热部均为长方体。
5.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,还包括围设在所述电路板外部的外壳,所述导热块还与所述外壳接触。
6.一种光模块,其特征在于,包括:电路板,所述电路板上设置有探测器、用于驱动探测器的第二驱动芯片、以及罩设在所述探测器和第二驱动芯片上方的透镜组件,所述透镜组件用于调整探测器入射光线的传播方向;
所述透镜组件中开设有通孔,所述通孔内设有用于与所述第二驱动芯片接触的导热块。
7.根据权利要求6所述的光模块,其特征在于,所述导热块包括:第一导热部和第二导热部,所述第一导热部嵌入所述通孔内;
第二导热部的横截面积大于第一导热部的横截面积。
8.根据权利要求7所述的光模块,其特征在于,所述透镜组件的上表面沿所述通孔的边缘设有用于容纳所述第二导热部的导槽;
所述导槽的侧壁与所述透镜组件的上表面之间设有过渡圆弧或过渡斜面。
9.根据权利要求7或8所述的光模块,其特征在于,所述第一导热部和第二导热部均为长方体。
10.根据权利要求6所述的光模块,其特征在于,还包括围设在所述电路板外部的外壳,所述导热块还与所述外壳接触。
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