CN112444920A - 一种光模块组件及光通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种光模块组件及光通信设备。光模块组件包括：光模块外壳、光模块芯片和热管；光模块芯片和热管均设置在光模块外壳内；热管具有相对的热端和冷端，热端与光模块芯片的发热表面接触，热端用于吸收所述光模块芯片产生的热量，将热量传导至冷端，冷端用于将热量散发到光模块外壳外。通过在光模块外壳内设置热管，且设置热管的热端与光模块外壳内的光模块芯片的发热表面接触，这样热管可以高效的将光模块芯片产生的热量通过热管的冷端传导到光模块外壳外，从而实现高效散热。

Description

一种光模块组件及光通信设备

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，具体而言，涉及一种光模块组件及光通信设备。

背景技术

为保障光模块组件内光模块芯片的正常工作，需要及时对光模块芯片进行散热。

目前，光模块芯片的散热方式主要采用在光模块芯片上方加导热材料，通过导热材料把光模块芯片产生的热量传导到保障光模块组件的壳体上，继而再由壳体扩散到空气中，从而实现光模块芯片的散热。但随着光模块芯片的功率越来越大，对光模块芯片的散热要求也随之提高，采用导热材料传导这种低效的散热方式已逐渐无法满足光模块芯片的散热需求。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种光模块组件及光通信设备，用以提高光模块芯片的散热效率。

第一方面，本申请实施例提供了一种光模块组件，包括：光模块外壳、光模块芯片和热管；

所述光模块芯片和所述热管均设置在所述光模块外壳内，

所述热管具有相对的热端和冷端，所述热端与所述光模块芯片的发热表面接触，所述热端用于吸收所述光模块芯片产生的热量，将所述热量传导至所述冷端，所述冷端用于将所述热量散发到所述光模块外壳外。

在本申请实施例中，通过在光模块外壳内设置热管，且设置热管的热端与光模块外壳内的光模块芯片的发热表面接触，这样热管可以高效的将光模块芯片产生的热量通过热管的冷端传导到光模块外壳外，从而实现高效散热。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，

所述冷端贴合在所述光模块外壳的内表面上。

在本申请实施例中，通过将冷端与光模块外壳的内表面贴合，使得冷端的热量能够更高效的传到给光模块外壳，提高散热效率。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述光模块外壳将所述冷端完全包裹。

在本申请实施例中，通过光模块外壳将冷端完全包裹，使得冷端可以完全与光模块外壳接触，使得散热效率最大化。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述热管具有相对的上表面和下表面，所述冷端处的所述上表面或所述下表面与所述内表面完全贴合。

在本申请实施例中，采用将冷端处的上表面或下表面与内表面完全贴合的方式设置热管，一方面便于热管设置，另一方面，由于完全贴合，其散热的效率也能够得到保障。

结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，

所述冷端与所述光模块外壳的内表面之间设有泡沫铜覆盖层，所述泡沫铜覆盖层分别与所述冷端和所述内表面贴合。

在本申请实施例中，由于泡沫铜覆盖层本身具有很多间隙，故可以增大散热面积，提高散热效率。

结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述泡沫铜覆盖层在所述冷端上的投影的形状为图案状。

在本申请实施例中，泡沫铜覆盖层呈形状为图案状可以便于热量的传导，提高散热效率。

结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述光模块外壳将所述泡沫铜覆盖层完全包裹，所述泡沫铜覆盖层再将所述冷端完全包裹。

在本申请实施例中，通过光模块外壳将泡沫铜覆盖层完全包裹，以及泡沫铜覆盖层再将冷端完全包裹，使得散热面积被最大化，最大化的提高散热效率。

结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述热管具有相对的上表面和下表面，所述泡沫铜覆盖层覆盖住所述冷端处的所述上表面或所述下表面。

在本申请实施例中，采用将冷端处的上表面或下表面与内表面与泡沫铜覆盖层完全贴合的方式设置热管，一方面便于热管设置，另一方面，由于完全贴合，其散热的效率也能够得到保障。

结合第一方面，在第八种可能的实现方式中，

所述光模块外壳上开设有开口，所述冷端位于所述开口处。

在本申请实施例中，通过在光模块外壳上开设开口，冷端的热量能够直接释放到外部空气中，提高散热效率。

结合第一方面的第八种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述冷端上覆盖有泡沫铜覆盖层。

在本申请实施例中，通过在冷端上覆盖泡沫铜覆盖层，可以增大冷端与外部空气的接触面积，进一步提高散热效率。

结合第一方面的第八种或第九种可能的实现方式，在第十种可能的实现方式中，

所述开口呈镂空状。

在本申请实施例中，光模块组件在安装或拆卸时，开口呈镂空状可以避免泡沫铜覆盖层与外界直接接触，避免由于接触而导致的泡沫铜覆盖层损坏。

结合第一方面，在第十一种可能的实现方式中，所述光模块组件还包括：

导热块，所述导热块分别与所述热端与所述发热表面接触。

在本申请实施例中，导热块能够更高效的将光模块芯片产生的热量传导至热端，提高散热效率。

结合第一方面的第十一种可能的实现方式，在第十二种可能的实现方式中，

所述导热块与所述发热表面接触的接触部上涂覆有导热材料。

在本申请实施例中，导热材料能够促进热量传导到导热材料，以加快散热效率。

结合第一方面的第十一种可能的实现方式，在第十三种可能的实现方式中，

所述导热块与所述发热表面之间设有热传导保护层，所述热传导保护层分别与所述导热块与所述发热表面贴合，或者

所述导热块与所述热端之间设有所述热传导保护层，所述热传导保护层分别与所述导热块与所述热端贴合；

所述热传导保护层，用于将所述光模块芯片产生的热量传导至所述热端，以及用于阻止所述热端的热量传导至所述光模块芯片。

在本申请实施例中，通过设置热传导保护层，能够防止热管内的热量回流到光模块芯片。

结合第一方面，在第十四种可能的实现方式中，

所述热管通过焊锡焊接在所述光模块外壳的内表面上。

在本申请实施例中，由于热管通过焊锡焊接在内表面上，使得热管在散热的过程中，还可以直接通过焊锡将热量散发到光模块外壳，从而提高散热效率。

结合第一方面的第十四种可能的实现方式，在第十五种可能的实现方式中，

所述热管具有相对的上表面和下表面，所述发热表面与位于所述热端处的所述下表面接触，由所述焊锡形成的焊锡层填充在所述内表面与除所述冷端以外的所述上表面之间。

在本申请实施例中，由于焊锡覆盖了热管上除冷端以外的上表面，使得热量在从热端传导至冷端的过程中便能够通过焊锡散发到光模块外壳，从而提高散热效率。

结合第一方面的第十五种可能的实现方式，在第十六种可能的实现方式中，

所述的焊锡层在所述上表面上的投影的形状为图案状。

在本申请实施例中，焊锡层呈形状为图案状可以便于热量的传导，提高散热效率。

第二方面，本申请实施例提供了一种光通信设备，包括：如第一方面或第一方面的任一种可能的实施方式所述的光模块组件。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种光模块组件的第一结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种光模块组件的第二结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种光模块组件的第三结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种光模块组件的第四结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种光模块组件的第五结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种光模块组件的第六结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种光模块组件的第七结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种光模块组件的第八结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种光模块组件的第九结构示意图；

图10为本申请实施例提供的一种光模块组件的第十结构示意图。

图标：100-光模块组件；110-光模块外壳；111-内表面；112-开口；120-光模块芯片；121-发热表面；130-热管；131-热端；132-冷端；133-上表面；134-下表面；140-焊锡层；150-导热块；160-热传导保护层；170-泡沫铜覆盖层。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

请参阅图1，本申请实施例提供了一种光模块组件100，该光模块组件100可以应用在光通信设备内，其中，光通信设备可以是光端(包括发射、接收设备，或者收发一体设备)，光放大器，编解码器，光复用器，光解复用器，网管等。

具体的，在一些可选的实施方式中，光模块组件100可以包括：光模块外壳110、光模块芯片120和热管130。

其中，光模块芯片120和热管130均设置在光模块外壳110内，热管130具有相对的热端131和冷端132，热管130的热端131与光模块芯片120的发热表面121接触。热管130的热端131可以用于吸收光模块芯片120产生的热量，并将热量传导至热管130的冷端132，热管130的冷端132再用于将热量散发到光模块外壳110外，从而实现光模块芯片120的高效散热。

请参阅图1，光模块外壳110可以为由导热性良好的材料例如导热塑料制成的封闭式结构。光模块外壳110的形状可以配合光通信设备内部空间的形状大小进行设置，例如设置光模块外壳110的形状为条型、L型、梳型等。为便于理解，本实施例以光模块外壳110的形状为条型为例进行说明，但并不作为限定。

请参阅图1，光模块芯片120可以为市面上常规的光通信芯片。

光模块芯片120可以设置在光模块外壳110内，例如在光模块芯片120的后端配合光模块芯片120工作的元器件比较多的情况下，可以设置光模块芯片120在光模块外壳110内靠近光模块外壳110的端部的位置。当然，光模块芯片120设置在靠近光模块外壳110的端部的位置为本实施例例举的一种方式，并不作为限定，光模块芯片120的设置位置可以根据实际需要进行选择，例如在光模块芯片120的前端配合光模块芯片120工作的元器件比较多的情况下，还可以设置光模块芯片120在光模块外壳110内并位于光模块外壳110的中部。

热管130可以为市面上常规型号的热管130。

热管130可以以配合光模块芯片120的方式设置在光模块外壳110内。热管130设置后，热管130的热端131能够与光模块芯片120的发热表面121贴合，而热管130的冷端132则能够延伸到光模块外壳110内远离光模块芯片120的位置处。

请参阅图1，作为安装热管130的一种示例性的方式，为便于安装，热管130可以通过卡扣件或铆接件固定在光模块外壳110的内表面111上，以实现热管130与光模块外壳110的内表面111的可拆卸连接。

请参阅图2，作为安装热管130的另一种示例性的方式，为提高散热效率，热管130可以通过焊锡焊接在光模块外壳110的内表面111上。

具体的，热管130可以具有相对的上表面133和下表面134，由焊锡形成的焊锡层140可以填充在热管130的上表面133与光模块外壳110的内表面111之间，从而实现热管130通过焊接固定在光模块外壳110的内表面111上。

其中，在不需要对冷端132处的散热做单独处理时，焊锡层140可以填充在光模块外壳110的内表面111与热管130的整个上表面133之间；在需要对冷端132处的散热做单独处理时(对冷端132处散热做的单独处理将在后续详细说明)，焊锡层140可以填充在光模块外壳110的内表面111与热管130上除冷端132以外的上表面133之间。

若需要降低焊锡层140的实现难度，在焊接的过程中，可以将焊锡填充成实心结构的焊锡层140覆盖在热管130的上表面133，例如焊锡层140为实心的片状结构覆盖在热管130的上表面133上。若需要提高焊锡层140的导热效率，在焊接的过程中，可以将焊锡填充成镂空结构的焊锡层140覆盖在热管130的上表面133，例如焊锡层140为镂空的片状结构覆盖在热管130的上表面133上，焊锡层140的镂空结构使得在热管130的上表面133上的投影形状为图案状，其中，而图案状的投影图案可以为规则图案(焊锡层140的投影图案为规则图案可以使得焊锡层140具有更好的导热效果)，例如为圈状图案、梳状图案或树枝状图案等。

可以理解到，由于焊锡层140具有良好导热性，在热管130的热量从热端131传导至冷端132之前，部分热量在传导至冷端132之前就先通过焊锡层140传导到光模块外壳110而被散发。由于将热量的散发时间提前，相当于加快散热速度，提高了散热效率。

如图1或图2所示，作为热管130的热端131与光模块芯片120的发热表面121接触的一种示例性方式，热管130的热端131处的下表面134可以与光模块芯片120的发热表面121直接接触。其中，为提高散热效率，需要热管130的热端131与光模块芯片120的发热表面121充分的直接接触。换言之，热管130的热端131的形状能够与光模块芯片120的发热表面121的形状契合。这样，光模块芯片120的发热表面121产生的热量能够更充分的传导到热管130的热端131，使得光模块芯片120具有更高的散热效率。

请参阅图3，作为热管130的热端131与光模块芯片120的发热表面121接触的另一种示例性方式，光模块组件100还可以包括：导热块150，导热块150可以为由高导热系数的材料例如铜等制成。导热块150可以设置在光模块外壳110内，并位于热管130的热端131与光模块芯片120的发热表面121的之间，以使热管130的热端131处的下表面134可以通过导热块150间接的与光模块芯片120的发热表面121接触。

作为示例性的方式，为提高散热效率，需要导热块150与光模块芯片120的发热表面121和热管130的热端131均充分接触，即导热块150与发热表面121接触的接触面的形状与该发热表面121的形状契合，且导热块150与热管130的热端131接触的接触面的形状也与热端131的形状契合。这样，光模块芯片120的发热表面121产生的热量能够充分的传导到导热块150，再通过导热块150充分的传导至热管130的热端131。

作为制造导热块150的一种示例性的方式，为降低导热块150的制造难度，以及降低导热块150的制造成本，可以采用结构简单的模具进行注塑，将导热块150注塑成实心的块状结构，例如，利用腔体形状为块状的模具进行注塑，从而制造出该内部实心的块状结构的导热块150。

作为制造导热块150的另一种示例性的方式，为使得制成的导热块150可以具有更好的导热效果，可以采用结构较为精细的模具进行注塑，将导热块150制成内部镂空的块状结构，例如，利用腔体形状为块状且腔体内部分空间被填充物填充的模具进行注塑，从而制造出该内部镂空的块状结构的导热块150。其中，导热块150的镂空部分在热管130的热端131和光模块芯片120的发热表面121上的投影形状可以为图案状(导热块150的投影图案为规则图案可以使得导热块150具有更好的导热效果)，例如为圈状图案、梳状图案或树枝状图案等。

另外，如图4所示，在一些实施方式中，光模块组件100还可以包括：热传导保护层160。该热传导保护层160可以设置在导热块150与光模块芯片120的发热表面121之间，且分别与导热块150和光模块芯片120的发热表面121贴合；或者，该热传导保护层160也可以设置在导热块150与热管130的热端131之间，且分别与导热块150和热管130的热端131贴合。这样，热传导保护层160一方面可以将光模块芯片120产生的热量传导至热管130的热端131，另一方面，其还可以阻止热端131的热量反向的传导回光模块芯片120。

请参阅图5至图7，在本实施例中，可以采用热管130的冷端132与光模块外壳110的内表面111接触的方式来进行散热。换言之，热管130的冷端132可以贴合在光模块外壳110的内表面111上，以使冷端132的热量能够快速的传导到光模块外壳110的内表面111上，从而实现高效率的散热。

如图5所示，在一些实施方式中，为实现热管130的便捷安装，在安装热管130时，将热管130的冷端132设置到与光模块外壳110的内表面111贴合保证热传导即可，不用关心热管130的冷端132与光模块外壳110的内表面111贴合的部分的大小。

如图6所示，在一些实施方式中，为提高热管130的导热效率，在安装热管130时，可以设置热管130的冷端132处的上表面133或下表面134与光模块外壳110的内表面111完全贴合，以增加热管130的冷端132与光模块外壳110的内表面111接触面积，提高热管130的导热效率。

如图7所示，在一些实施方式中，为实现热管130的导热效率的最大化，可以将光模块外壳110内用于收容热管130的冷端132的腔体的形状构造与热管130的冷端132的形状构造匹配，这样，光模块外壳110可以将热管130的冷端132完全包裹，以使热管130的冷端132能够与光模块外壳110充分接触，热管130的冷端132的热量能够快速传导至光模块外壳110。

请参阅图8，本实施例中，还可以采用热管130的冷端132与外部的空气直接接触的方式来进行散热。

具体的，可以在光模块外壳110上开设开口112，且热管130设置到光模块外壳110内后，热管130的冷端132可以自开口112露出。这样，热管130的冷端132的热量能够通过开口112直接散发到空气中，也实现了高效的散热。

可选的，为避免开口112处的冷端132直接与外界接触，开口112可以呈镂空状。

请参阅图9和图10，为进一步提高热管130的冷端132的散热效率，光模块组件100还可以包括：泡沫铜覆盖层170。

具体的，泡沫铜覆盖层170可以设置在热管130的冷端132与光模块外壳110的内表面111之间，且泡沫铜覆盖层170能够分别与热管130的冷端132和光模块外壳110的内表面111贴合。

在一些可选实施方式中，若需要降低泡沫铜覆盖层170的制造难度，在制造的过程中，可以将泡沫铜覆盖层170制成实心结构填充在热管130的冷端132与光模块外壳110的内表面111之间。若需要提高泡沫铜覆盖层170的散热效率，在制造的过程中，可以将泡沫铜覆盖层170制成内部镂空的结构填充在热管130的冷端132与光模块外壳110的内表面111之间，泡沫铜覆盖层170的镂空结构使得泡沫铜覆盖层170在热管130的冷端132上的投影形状为图案状，其中，而图案状的投影图案可以为规则图案(泡沫铜覆盖层170的投影图案为规则图案可以使得泡沫铜覆盖层170具有更好的散热效果)，例如为圈状图案、梳状图案或树枝状图案等。

如图9所示，在一些可选实施方式中，若需要在泡沫铜覆盖层170的制造成本与散热效率之间取得平衡，可以采用少量的材料来制造泡沫铜覆盖层170，使得制成的泡沫铜覆盖层170覆盖住热管130的冷端132处的上表面133或下表面134。

如图10所示，在一些可选实施方式中，若需要实现泡沫铜覆盖层170的散热效率最大化，可以采用大量的材料来制造泡沫铜覆盖层170，而制成的泡沫铜覆盖层170则可以将热管130的冷端132与光模块外壳110的内表面111之间的空间完全填充，以使光模块外壳110将泡沫铜覆盖层170完全包裹，而泡沫铜覆盖层170则再将热管130的冷端132完全包裹。

需要说明的是，光模块组件100的实施方式并不限与前述单列的每种实施方式，光模块组件100的实施方式也可以前述的各实施方式的组合。

综上所述，本申请实施例提供了一种光模块组件及光通信设备。通过在光模块外壳内设置热管，且设置热管的热端与光模块外壳内的光模块芯片的发热表面接触，这样热管可以高效的将光模块芯片产生的热量通过热管的冷端传导到光模块外壳外，从而实现高效散热。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种光模块组件，其特征在于，包括：光模块外壳、光模块芯片和热管；

所述光模块芯片和所述热管均设置在所述光模块外壳内；

所述热管具有相对的热端和冷端，所述热端与所述光模块芯片的发热表面接触，所述热端用于吸收所述光模块芯片产生的热量，将所述热量传导至所述冷端，所述冷端用于将所述热量散发到所述光模块外壳外。

2.根据权利要求1所述的光模块组件，其特征在于，

所述冷端贴合在所述光模块外壳的内表面上。

3.根据权利要求2所述的光模块组件，其特征在于，

所述光模块外壳将所述冷端完全包裹。

4.根据权利要求2所述的光模块组件，其特征在于，

所述热管具有相对的上表面和下表面，所述冷端处的所述上表面或所述下表面与所述内表面完全贴合。

5.根据权利要求1所述的光模块组件，其特征在于，

所述冷端与所述光模块外壳的内表面之间设有泡沫铜覆盖层，所述泡沫铜覆盖层分别与所述冷端和所述内表面贴合。

6.根据权利要求5所述的光模块组件，其特征在于，

所述泡沫铜覆盖层在所述冷端上的投影的形状为图案状。

7.根据权利要求5所述的光模块组件，其特征在于，

所述光模块外壳将所述泡沫铜覆盖层完全包裹，所述泡沫铜覆盖层再将所述冷端完全包裹。

8.根据权利要求5所述的光模块组件，其特征在于，

所述热管具有相对的上表面和下表面，所述泡沫铜覆盖层覆盖住所述冷端处的所述上表面或所述下表面。

9.根据权利要求1所述的光模块组件，其特征在于，

所述光模块外壳上开设有开口，所述冷端位于所述开口处。

10.根据权利要求9所述的光模块组件，其特征在于，

所述冷端上覆盖有泡沫铜覆盖层。

11.根据权利要求9或10所述的光模块组件，其特征在于，

所述开口呈镂空状。

12.根据权利要求1所述的光模块组件，其特征在于，所述光模块组件还包括：

导热块，所述导热块分别与所述热端与所述发热表面接触。

13.根据权利要求12所述的光模块组件，其特征在于，

所述导热块与所述发热表面接触的接触部上涂覆有导热材料。

14.根据权利要求12所述的光模块组件，其特征在于，

所述导热块与所述发热表面之间设有热传导保护层，所述热传导保护层分别与所述导热块与所述发热表面贴合，或者

所述导热块与所述热端之间设有所述热传导保护层，所述热传导保护层分别与所述导热块与所述热端贴合；

所述热传导保护层，用于将所述光模块芯片产生的热量传导至所述热端，以及用于阻止所述热端的热量传导至所述光模块芯片。

15.根据权利要求1所述的光模块组件，其特征在于，

所述热管通过焊锡焊接在所述光模块外壳的内表面上。

16.根据权利要求15所述的光模块组件，其特征在于，

所述热管具有相对的上表面和下表面，所述发热表面与位于所述热端处的所述下表面接触，由所述焊锡形成的焊锡层填充在所述内表面与除所述冷端以外的所述上表面之间。

17.根据权利要求16所述的光模块组件，其特征在于，

所述的焊锡层在所述上表面上的投影的形状为图案状。

18.一种光通信设备，其特征在于，包括：如权利要求1-17中任一权项所述的光模块组件。

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