CN110927899A - 一种光模块的散热结构 - Google Patents

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蒋应
王峻岭
廖斐
许广俊
陈享郭
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Abstract

本发明公开了一种光模块的散热结构，包括模块主体、光发射次模块和散热部，所述光发射次模块和散热部均设于所述模块主体内，所述散热部与所述光发射次模块端部连接用于散热，所述散热部包括散热壳体和设于所述散热壳体内的冷凝液，所述光发射次模块设于所述模块主体一端，所述散热壳体设于所述模块主体另一端，所述光发射次模块与所述散热壳体相对的端部连接。本发明的散热结构，利用冷凝液的蒸发吸热、冷凝放热原理，对光发射次模块热源循环反复冷却，通过散热壳体扩大散热面积，散热效果好且散热快；另外，该散热结构抗机械冲击性强且使用寿命长。

Description

一种光模块的散热结构
技术领域
本发明公开了一种光模块的散热结构，属于光通信领域。
背景技术
TOSA(Transmitter Optical Subassembly)中文译名:光发射次模块，主要应用在电信号转化成光信号(E/O转换)，性能指标有光功率，阈值等。
功耗是光模块一个重要指标，而影响光模块的功耗的一个重要指标是散热。在光模块中，发光器件TOSA是光模块中最大热源，所以对光模块的散热主要考虑的是对TOSA的散热。目前对TOSA的散热技术是将TOSA发出的热量经过散热泥传到到结构件，从而传导出外界，但是该方法存在如下问题：1、TOSA的热量通过散热泥直接传导到结构件，虽然散热泥导热系数较高，但因接触面积小导致热量无法快速传导，散热效果不佳；2、散热泥材质较软，容易损坏；3、散热泥在长期高温环境下散热效果会减退。因此，亟需对光模块的散热结构进行改进。
发明内容
本发明提供了一种光模块的散热结构，利用冷凝液的蒸发吸热、冷凝放热原理，对光发射次模块热源循环反复冷却，通过散热壳体扩大散热面积，散热效果好且散热快；另外，该散热结构抗机械冲击性强且使用寿命长。
本发明的一方面涉及一种光模块的散热结构，包括模块主体、光发射次模块和散热部，所述光发射次模块和散热部均设于所述模块主体内，所述散热部与所述光发射次模块端部连接用于散热，所述散热部包括散热壳体和设于所述散热壳体内的冷凝液。
进一步地，所述散热部还包括连接部，所述连接部用于使所述光发射次模块与所述散热壳体相互连接。
进一步地，所述连接部包覆于所述光发射次模块的连接端，所述连接部的外侧贴靠于所述散热壳体外侧壁。
进一步地，所述连接部采用散热泥制作而成。
进一步地，所述散热壳体内包括冷凝腔、蒸发腔和毛细孔结构，所述蒸发腔设于靠近所述光发射次模块的一端，所述冷凝腔设于另一端，所述毛细孔结构设于所述冷凝腔与所述蒸发腔之间且连通所述冷凝腔与所述蒸发腔。
进一步地，所述散热壳体采用金属铜制作而成。
进一步地，所述散热壳体设为散热管，所述散热管设为环形散热管。
进一步地，还包括电路板，所述电路板设于所述模块主体内，所述环形散热管环设于所述电路板外周。
进一步地，所述冷凝液设为冷却水。
本发明带来了以下有益效果：
本发明的散热结构，利用冷凝液的蒸发吸热、冷凝放热原理，对光发射次模块热源循环反复冷却，通过散热壳体扩大散热面积，散热效果好且散热快；另外，该散热结构抗机械冲击性强且使用寿命长。
附图说明
图1为本发明所述的一种光模块的散热结构的剖视图；
图2为本发明所述的一种光模块的散热结构的散热壳体的剖视图；
图3为本发明所述的一种光模块的散热结构的毛细孔结构的截面图；
图4为本发明所述的一种光模块的散热结构的工作原理示意图。
各部件名称及其标号
1：模块主体；
2：散热壳体；
3：光发射次模块；
4：连接部；
5：电路板；
21：冷凝腔；
22：蒸发腔；
23：毛细孔结构。
具体实施方案
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
实施例
请参照附图1-4所示，本实施例公开一种光模块的散热结构，包括模块主体1、光发射次模块3和散热部，所述光发射次模块3和散热部均设于所述模块主体1内，所述散热部与所述光发射次模块3端部连接用于散热，所述散热部包括散热壳体2和设于所述散热壳体2内的冷凝液，所述光发射次模块3设于所述模块主体1一端，所述散热壳体2设于所述模块主体1另一端，所述光发射次模块3与所述散热壳体2相对的端部连接。
所述散热部的散热原理为：光发射次模块3工作时产生的热量通过接触导热原理传导至散热壳体2上，把散热壳体2内靠近光发射次模块3一端的冷凝液加热蒸发成气态，然后蒸发气在压力的作用下流向远离光发射次模块3一端，在流经的过程中蒸发气发生冷凝变回冷凝液，同时释放大量热量并通过模块主体1散至外界；以上步骤不断循环往复，实现散热目的。
所述散热部还包括连接部4，所述连接部4用于使所述光发射次模块3与所述散热壳体2相互连接。所述连接部4方便所述光发射次模块3与所述散热壳体2之间连接，避免了所述光发射次模块3与所述散热壳体2无法连接以及连接不牢靠。
由于所述光发射次模块3与所述散热壳体2之间需要传导热量，因此，为了提高热传导效率，需将连接部4采用高热传导效率的材料制作。在本实施例中，所述连接部4采用散热泥制作而成，散热泥为目前市场上常用的成分，比如硅胶等，其热传导效果高，而且可以起到对光发射次模块3和散热壳体2之间粘结的作用。
另外，所述连接部4包覆于所述光发射次模块3的连接端，所述连接部4的外侧贴靠于所述散热壳体2外侧壁，由此，可增加连接部4与光发射次模块3之间的接触面积，即增大热传导面积，从而提高热传导效率。
需要说明的是，当所述连接部4采用散热泥制作时，连接光发射次模块3与散热壳体2时只需分别将连接光发射次模块3和散热壳体2分别放置在设定的位置，然后将散热泥填充在之间的间隙处即可，因此操作方便。
所述散热壳体2内包括冷凝腔21、蒸发腔22和毛细孔结构23，所述蒸发腔22设于靠近所述光发射次模块3的一端，所述冷凝腔21设于另一端，所述毛细孔结构23设于所述冷凝腔21与所述蒸发腔22之间且连通所述冷凝腔21与所述蒸发腔22。
所述蒸发腔22靠近所述光发射次模块3，使冷凝液在蒸发腔22内受热蒸发成气态，吸收热量；所述冷凝腔21远离所述光发射次模块3，当蒸发气传入冷凝腔21的过程中，在冷凝腔21内冷凝为液态，释放热量；所述毛细孔结构23连接于冷凝腔21与蒸发腔22之间，冷凝腔21内的冷凝液通过毛细孔结构23流入蒸发腔22，蒸发腔22内的蒸发气通过毛细孔结构23流入冷凝腔21。
所述毛细孔结构23为在散热壳体2内的实体部分设置若干沿轴向设置的细孔结构，当蒸发气流经毛细孔结构23的过程中，蒸发气快速降温冷凝为液态的冷凝液，并回收至冷凝腔21。另外，冷凝腔21内的冷凝液可借助毛细孔结构23的吸液芯毛细力作用返回蒸发腔22。
在本实施例中，所述散热壳体2采用金属铜制作而成。由于铜具有良好的导热性，从而提高散热结构的散热性能。另外，散热壳体2采用金属铜制作，由于铜具有良好的柔韧性，当光模块主体1受到外力冲击时，散热壳体2不易发生断裂或破裂，因此该散热结构的抗机械冲击性强；铜具有良好的耐腐蚀性能，因此该散热结构的使用寿命长。
所述散热壳体2设为散热管，所述散热管设为环形散热管。进一步地，还包括电路板5，所述电路板5设于所述模块主体1内，所述环形散热管环设于所述电路板5外周。其一，环形设置散热管可环绕于模块主体1的相对两侧，使在模块主体1内有限的空间内尽可能地增加散热管的长度，增大散热面积，提高散热效果；其二，环形散热管环设于所述电路板5外周，可起到对电路板5的散热作用。
在本实施例中，所述冷凝液设为冷却水。由于水的沸点低，用作冷凝液容易产生所需的气化和液化过程，使得该散热结构的散热性能可靠；另外，水的获取成本低。
综上所述，本发明的散热结构，利用冷凝液的蒸发吸热、冷凝放热原理，对光发射次模块3热源循环反复冷却，通过散热壳体2扩大散热面积，散热效果好且散热快；另外，该散热结构抗机械冲击性强且使用寿命长。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种光模块的散热结构，包括模块主体、光发射次模块和散热部，所述光发射次模块和散热部均设于所述模块主体内，所述散热部与所述光发射次模块端部连接用于散热，其特征在于，所述散热部包括散热壳体和设于所述散热壳体内的冷凝液。
2.如权利要求1所述的一种光模块的散热结构，其特征在于，所述散热部还包括连接部，所述连接部用于使所述光发射次模块与所述散热壳体相互连接。
3.如权利要求2所述的一种光模块的散热结构，其特征在于，所述连接部包覆于所述光发射次模块的连接端，所述连接部的外侧贴靠于所述散热壳体外侧壁。
4.如权利要求2或3所述的一种光模块的散热结构，其特征在于，所述连接部采用散热泥制作而成。
5.如权利要求1所述的一种光模块的散热结构，其特征在于，所述散热壳体内包括冷凝腔、蒸发腔和毛细孔结构，所述蒸发腔设于靠近所述光发射次模块的一端，所述冷凝腔设于另一端，所述毛细孔结构设于所述冷凝腔与所述蒸发腔之间且连通所述冷凝腔与所述蒸发腔。
6.如权利要求5所述的一种光模块的散热结构，其特征在于，所述散热壳体采用金属铜制作而成。
7.如权利要求5所述的一种光模块的散热结构，其特征在于，所述散热壳体设为散热管，所述散热管设为环形散热管。
8.如权利要求7所述的一种光模块的散热结构，其特征在于，还包括电路板，所述电路板设于所述模块主体内，所述环形散热管环设于所述电路板外周。
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