CN112444921A - 一种光模块组件及光通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了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、LD组件和TEC组件；LD组件和TEC组件均设置在光模块外壳内，TEC组件具有相对的热端和冷端，冷端与LD组件的发热表面接触，热端与光模块外壳的内表面接触。通过在光模块外壳内设置TEC组件，且设置TEC组件的冷端与光模块外壳内的LD组件的发热表面接触，这样TEC组件可以高效的将LD组件产生的热量通过热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LD(Laser diode，激光二极管)组件的正常工作，需要及时对LD组件进行散热。

目前，LD组件的散热方式主要采用在LD组件上方加导热材料，通过导热材料把LD组件产生的热量传导到壳体上，继而由壳体扩散到空气当中，从而实现LD组件的散热。但随着LD组件的功率越来越大，对LD组件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LD组件的散热需求。

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LD组件的散热效率。

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、LD组件和TEC组件；

所述LD组件和所述TEC组件均设置在所述光模块外壳内，

所述TEC组件具有相对的热端和冷端，所述冷端与所述LD组件的发热表面接触，所述热端与所述光模块外壳的内表面接触。

在本申请实施例中，通过在光模块外壳内设置TEC组件，且设置TEC组件的冷端与光模块外壳内的LD组件的发热表面接触，这样TEC组件可以高效的将LD组件产生的热量通过热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，

所述冷端与所述发热表面的之间设有热传导件，所述热传导件分别与所述发热表面和所述冷端贴合。

在本申请实施例中，热传导件能够更高效的将LD组件产生的热量传导至冷端，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，

所述热传导件在所述冷端和所述发热表面上的投影形状为图案状。

在本申请实施例中，热传导件的截面呈图案状可以便于热量的传导，提高散热效率。

结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，

所述热端与所述内表面之间设有热传导覆盖层，所述热传导覆盖层分别与所述热端和所述内表面贴合。

在本申请实施例中，设置热传导覆盖层能够更高效的将热端产生的热量传导至光模块外壳，提高散热效率。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，

所述热传导覆盖层覆盖所述热端的一部分。

在本申请实施例中，采用少量的原料来使得制成的热传导覆盖层只将热端的一部分覆盖，实现在提高散热效率的基础上，控制制造成本，在制造成本和散热效率之间取得平衡。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，

所述光模块外壳将所述热传导覆盖层完全包裹，所述热传导覆盖层覆盖住所述热端处的所有表面。

在本申请实施例中，通过将光模块外壳将热传导覆盖层完全包裹，以及热传导覆盖层再将热端完全包裹，实现将能够进行高效散热的接触面积最大化，最大化的提高散热效率。

结合第一方面，在第六种可能的实现方式中，所述光模块外壳包括：上壳体和下壳体，

所述上壳体和所述下壳体的接触面上涂覆有热传导覆盖层。

在本申请实施例中，通过在上壳体和下壳体的接触面上都涂覆有热传导覆盖层，使得上壳体和下壳体可以均可以进行热量的散发，提高散热效率。

结合第一方面，在第七种可能的实现方式中，所述光模块组件还包括：散热风扇；

所述散热风扇设置在所述光模块外壳内，且所述散热风扇扇动的气流流经所述LD组件。

在本申请实施例中，由于散热风扇扇动气流可以流经LD组件，故可以大幅的提高散热效率。

结合第一方面的第七种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，

所述散热风扇位于所述LD组件的上方，且所述散热风扇与所述LD组件之间具有连通的腔体。

在本申请实施例中，基于LD组件与散热风扇之间具有连通的腔体，散热风扇扇动的气流可以直接流经LD组件，更好的与LD组件产生热交换，实现高散热效率。

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，

所述散热风扇的出风面与所述发热表面所在的平面平行，或所述散热风扇的出风面与所述发热表面所在的平面之间的夹角为锐角。

在本申请实施例中，在散热风扇的出风面与发热表面所在的平面平行或呈锐角时，散热风扇扇动的气流可以更好的与LD组件产生热交换，实现高散热效率。

结合第一方面的第七种可能的实现方式，在第十种可能的实现方式中，

所述光模块外壳上开设有排气孔，且所述气流流经所述排气孔上。

在本申请实施例中，通过设置排气孔可以实现散热风扇扇动的气流更好的与外界空气进行热交换，进一步提高LD组件的散热效率。

第二方面，本申请实施例提供了一种光模块组件，包括：光模块外壳、LD组件和散热风扇；

所述LD组件和所述散热风扇均设置在所述光模块外壳内，且所述散热风扇驱动的气流流经所述LD组件。

第三方面，本申请实施例提供了一种光通信设备，包括：如第一方面、第一方面的任一种可能的实现方式或第二方面所述的光模块组件。

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光模块组件的第一实施方式的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的光模块组件的第二实施方式的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的光模块组件的第三实施方式的结构示意图；

图4A为本申请实施例提供的光模块组件中热传导件的投影形状的第一示意图；

图4B为本申请实施例提供的光模块组件中热传导件的投影形状的第二示意图；

图4C为本申请实施例提供的光模块组件中热传导件的投影形状的第三示意图；

图5为本申请实施例提供的光模块组件的第四实施方式的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的光模块组件的第五实施方式的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的光模块组件的第六实施方式的结构示意图。

图标：100-光模块组件；110-光模块外壳；111-内表面；112-上壳体；113-下壳体；114-空腔；115-排气孔；120-LD组件；121-发热表面；122-其它发热表面；130-TEC组件；131-冷端；132-热端；140-热传导件；150-热传导覆盖层；160-散热风扇。

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、LD组件120和TEC(Thermoelectric Cooler，半导体制冷器)组件130。

其中，LD组件120和TEC组件130均设置在光模块外壳110内，TEC组件130具有相对的热端132和冷端131，TEC组件130的冷端131与LD组件120的发热表面121接触，而TEC组件130的热端132与光模块外壳110的内表面111接触。这样，LD组件120在工作时，其产生的热量便可以由发热表面121传导至TEC组件130，TEC组件130再将热量高效的传导至光模块外壳110，实现LD组件120的高效散热。

请参阅图1和图2，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。

本实施例中，若制造光模块外壳110的工艺有所不同，则光模块外壳110的结构也会有所不同。

如图1所示，作为一种示例性方式，制造光模块外壳110的工艺可以采用整体注塑。因为整体注塑形成的光模块外壳110为一体成型的封闭式结构，所以，在注塑后才将LD组件120和TEC组件130设置到光模块外壳110是十分困难的。因此，可以在注塑前先将LD组件120和TEC组件130先置于外壳模具内的相应位置，再通过外壳模具注塑形成该光模块外壳110。这样，在注塑过程中，LD组件120和TEC组件130便自然而然的被置于光模块外壳110内的相应位置。

如图2所示，作为另一种示例性方式，制造光模块外壳110的工艺还可以采用分部分注塑，即将光模块外壳110分为多个部分单独进行注塑。具体的，先通过单独的注塑形成光模块外壳110的上壳体112和下壳体113，再将LD组件120和TEC组件130设置到上壳体112或下壳体113内的相应位置，最后将上壳体112和下壳体113卡扣到一起形成整体的光模块外壳110。

请参阅图1和图2，LD组件120可以为市面上常规的激光发生器例如汇聚光型TO56/TO38。

LD组件120可以设置在光模块外壳110内，例如在光模块外壳110的后端配合光模块外壳110的元器件比较多的情况下，可以设置LD组件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，LD组件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，LD组件120的设置位置可以根据实际需要进行选择，例如在光模块外壳110的前端配合光模块外壳110的元器件比较多的情况下，还可以设置LD组件120在光模块外壳110内并位于光模块外壳110的中部。

TEC组件130可以为市面上常规的半导体制冷器。

TEC组件130可以以配合LD组件120的方式设置在光模块外壳110内。TEC组件130设置后，TEC组件130的冷端131能够与LD组件120的发热表面121贴合，而TEC组件130的热端132则能够与光模块外壳110的内表面111贴合。

作为示例性的方式，为提高散热效率，需要TEC组件130的冷端131与LD组件120的发热表面121充分接触，以及需要TEC组件130的热端132与光模块外壳110的内表面111也充分接触。换言之，TEC组件130的冷端131的形状能够与LD组件120的发热表面121的形状契合，而TEC组件130的热端132的形状则能够与光模块外壳110的内表面111的形状契合。

请参阅图3，为提高LD组件120的散热效率，在一些可选的实施方式中，光模块组件100还可以包括：热传导件140。

热传导件140可以为由高导热系数的材料例如铜制成。热传导件140可以设置在光模块外壳110内，并位于TEC组件130的冷端131与LD组件120的发热表面121的之间。

作为示例性的方式，为提高散热效率，需要热传导件140与LD组件120的发热表面121和TEC组件130的冷端131均充分接触。换言之，热传导件140上与LD组件120的发热表面121接触的接触面的形状与LD组件120的发热表面121的形状契合，而热传导件140上与TEC组件130的冷端131接触的接触面的形状与TEC组件130的冷端131的形状契合。这样，将热传导件140设置到TEC组件130的冷端131与LD组件120的发热表面121之间后，热传导件140分别与LD组件120的发热表面121和TEC组件130的冷端131完全贴合。

作为制造热传导件140的一种示例性的方式，为降低热传导件140的制造难度，以及降低热传导件140的制造成本，可以采用简单浇铸的方式将热传导件140制成实心的块状结构，例如，利用呈块状结构的模具进行浇铸，从而制造出该呈实心的块状结构的热传导件140。

作为制造热传导件140的另一种示例性的方式，为使得制成的热传导件140具有更好的导热效果，可以采用精细化浇筑的方式将热传导件140制成镂空的块状结构。其中，热传导件140中的镂空部分在TEC组件130的冷端131和LD组件120的发热表面121上的投影形状可以为图案状，而图案状的投影图案可以为规则图案，例如为图4A中所示的圈状图案、图4B所示的梳状图案、或图4C所示的树枝状图案等。

请参阅图5和图6，为提高LD组件120的散热效率，在一些可选的实施方式中，光模块组件100还可以包括：热传导覆盖层150。

在该实施方式中，TEC组件130的热端132与光模块外壳110的内表面111之间具有一个空腔114，换言之，TEC组件130的热端132与光模块外壳110的内表面111并未直接接触，而是以空腔114内的空气作为介质间接的接触。

为提高LD组件120的散热效率，可以将空腔114的介质由空气替换成导热系数更高且导热性更好的其它介质，因此，可以将高导热材料例如液态金属或银浆等物质注入到空腔114中形成热传导覆盖层150。空腔114内的热传导覆盖层150分别与TEC组件130的热端132与光模块外壳110的内表面111直接接触，TEC组件130的热端132处的热量可以通过热传导覆盖层150快速的传到光模块外壳110上，从而实现更高效率的散热。

作为注入高导热材料的第一种示例性方式，考虑到制造成本与散热效率之间的平衡，可以在空腔114内注入少量的高导热材料，使得高导热材料形成的热传导覆盖层150覆盖住TEC组件130的热端132的一部分。

作为注入高导热材料的第二种示例性方式，为最大化的提高散热效率，可以在空腔114内注入大量的高导热材料，使得高导热材料将空腔114完全填充。通过这种注入方式，高导热材料形成的热传导覆盖层150可以覆盖住TEC组件130的热端132处的所有表面，而光模块外壳110再可以将热传导覆盖层150完全包裹(光模块外壳110将热传导覆盖层150完全包裹即是光模块外壳110的内表面111与热传导覆盖层150之间不存在间隙)，使得热传导覆盖层150分别与TEC组件130的热端132和光模块外壳110的内表面111形成充分的接触。

作为注入高导热材料的第三种示例性方式，在光模块外壳110包含上壳体112和下壳体113时，不仅可以在空腔114内注入高导热材料，还可以在上壳体112和下壳体113的接触面上涂覆该高导热材料，从而上壳体112和下壳体113的接触面之间形成热传导覆盖层150。通过接触面之间形成该热传导覆盖层150，TEC组件130的热端132的热量能够被均匀且快速的传导至上壳体112和下壳体113，使得上壳体112和下壳体113都可以散热，进一步提高散热效率。

请参阅图7，为提高LD组件120的散热效率，在一些可选的实施方式中，光模块组件100还可以包括：散热风扇160。

散热风扇160可以为微型的中小功率风扇。散热风扇160设置在光模块外壳110内。散热风扇160扇动的气流可以流经LD组件120上的其它发热表面122(其它发热表面122是指LD组件120上除了与热端132接触以外表面)，流经LD组件120的其它发热表面122的气流与LD组件120的其它发热表面122形成热交换，带走LD组件120的其它发热表面122的热量，实现LD组件120的散热。

本实施例中，散热风扇160在光模块外壳110内的设置位置可以根据实际情况进行选择。

例如图7所示，在光模块外壳110结构允许散热风扇160设置在LD组件120附近的情况下，可以将散热风扇160设置在LD组件120的其它发热表面122上方，且散热风扇160与LD组件120之间具有连通的腔体，以及，散热风扇160的出风面与LD组件120的其它发热表面122所在的平面平行，或散热风扇160的出风面与LD组件120的其它发热表面122所在的平面之间的夹角为锐角。这样，散热风扇160扇动的气流可以通过该连通的腔体快速的流经LD组件120的其它发热表面122，实现高效率的散热。

当然，在光模块外壳110结构不允许散热风扇160设置在LD组件120附近的情况下，也可以将散热风扇160设置在尽量靠近LD组件120的位置，只要保证散热风扇160的扇动的气流可以流经LD组件120的其它发热表面122即可。

进一步的，光模块外壳110上开设有排气孔115，且排气孔115位于散热风扇160扇动的气流流经的路径上。这样，散热风扇160扇动的气流流经排气孔115后，可以通过排气孔115与外部的空气发生热交换，使得光模块外壳110内的空气温度降低，从而促进LD组件120与光模块外壳110内的空气热交换，提高LD组件120散热效率。

可以理解到，排气孔115的数量多少以及尺寸大小可以根据实际情况进行选择，对此本实施例就不做具体限定。

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TEC组件，且设置TEC组件的冷端与光模块外壳内的LD组件的发热表面接触，这样TEC组件可以高效的将LD组件产生的热量通过热端传导到光模块外壳外，从而实现高效散热。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

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 (13)

1.一种光模块组件，其特征在于，包括：光模块外壳、LD组件和TEC组件；

所述LD组件和所述TEC组件均设置在所述光模块外壳内，

所述TEC组件具有相对的热端和冷端，所述冷端与所述LD组件的发热表面接触，所述热端与所述光模块外壳的内表面接触。

2.根据权利要求1所述的光模块组件，其特征在于，

所述冷端与所述发热表面的之间设有热传导件，所述热传导件分别与所述发热表面和所述冷端贴合。

3.根据权利要求2所述的光模块组件，其特征在于，

所述热传导件在所述冷端和所述发热表面上的投影形状为图案状。

4.根据权利要求1所述的光模块组件，其特征在于，

所述热端与所述内表面之间设有热传导覆盖层，所述热传导覆盖层分别与所述热端和所述内表面贴合。

5.根据权利要求4所述的光模块组件，其特征在于，

所述热传导覆盖层覆盖所述热端的一部分。

6.根据权利要求4所述的光模块组件，其特征在于，

所述光模块外壳将所述热传导覆盖层完全包裹，所述热传导覆盖层覆盖住所述热端处的所有表面。

7.根据权利要求1所述的光模块组件，其特征在于，所述光模块外壳包括：上壳体和下壳体，

所述上壳体和所述下壳体的接触面上涂覆有热传导覆盖层。

8.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：散热风扇；

所述散热风扇设置在所述光模块外壳内，且所述散热风扇扇动的气流流经所述LD组件。

9.根据权利要求8所述的光模块组件，其特征在于，

所述散热风扇位于所述LD组件的上方，且所述散热风扇与所述LD组件之间具有连通的腔体。

10.根据权利要求9所述的光模块组件，其特征在于，

所述散热风扇的出风面与所述发热表面所在的平面平行，或所述散热风扇的出风面与所述发热表面所在的平面之间的夹角为锐角。

11.根据权利要求8所述的光模块组件，其特征在于，

所述光模块外壳上开设有排气孔，且所述气流流经所述排气孔上。

12.一种光模块组件，其特征在于，包括：光模块外壳、LD组件和散热风扇；

所述LD组件和所述散热风扇均设置在所述光模块外壳内，且所述散热风扇驱动的气流流经所述LD组件。

13.一种光通信设备，其特征在于，包括：如权利要求1-12中任一权项所述的光模块组件。

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