CN116420228A - 光收发器 - Google Patents

Abstract

一种光收发器，具备：壳体，其设置有散热器；发热体，其收纳于壳体；热传导部，其从壳体的内壁面突出并与发热体热性地接触；以及热管，其将热传导部从发热体接受的热向散热器传导。

Description

光收发器

技术领域

本发明涉及一种光收发器。

本申请基于2021年1月6日在日本提出的特愿2021-000705号专利申请要求优先权，并在此引用其内容。

背景技术

专利文献1公开了一种光收发器，其使用与TOSA(发光元件子组件，TransmitterOptical Sub－Assembly)及框体接触的片状的热管作为散热单元，所述热管和TOSA利用压入部件的按压力保持接触，所述热管和框体利用压紧弹簧的按压力保持接触，从而分别热性地连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-118357号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

但是，伴随着近年来光收发器的传输速度高速化，不仅是TOSA，接收电路、发送电路等收纳于壳体的发热体的发热量也增加了，其冷却成为技术问题。

本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种光收发器，其能够对接收电路、发送电路等收纳于壳体的发热体高效地进行冷却。

(二)技术方案

本发明的一个方式的光收发器具备：壳体，其设置有散热器；发热体，其收纳于所述壳体；热传导部，其从所述壳体的内壁面突出并与所述发热体热性地接触；以及热管，其将所述热传导部从所述发热体接受的热向所述散热器传导。

根据该结构，从壳体的内壁面突出的热传导部相对于收纳于壳体的发热体热性地接触，因此发热体的热向热传导部传导。热管将热传导部从发热体接受的热向散热器高效地传导，促进发热体的散热。因此，能够高效地冷却接收电路、发送电路等收纳于壳体的发热体。

在上述光收发器中，可以是，所述热管收纳于槽，该槽形成于所述壳体。

在上述光收发器中，可以是，所述热管收纳于在所述壳体的外壁面形成的所述槽中，且配置于所述壳体的外壁面的表面以下，所述散热器以将收纳有所述热管的所述槽封闭的方式安装于所述壳体的外壁面的表面。

在上述光收发器中，可以是，设置有包含所述发热体的多个发热体，包含所述热传导部的多个热传导部对应于多个所述发热体设置，所述热管以通过多个所述热传导部的方式配置。

在上述光收发器中，可以是，所述热管具有：收纳部分，其收纳于在所述壳体的内壁面形成的所述槽中；以及突出部分，其从在所述壳体的内壁面形成的所述槽突出，形成所述热传导部。

在上述光收发器中，可以是，所述突出部分相对于所述收纳部分以钝角弯曲。

(三)有益效果

根据上述本发明的一个方式，能够提供一种光收发器，能够对接收电路、发送电路等收纳于壳体的发热体高效地进行冷却。

附图说明

图1是第一实施方式的光收发器的俯视图。

图2是图1所示的II－II向视剖视图。

图3是表示第一实施方式的热管相对于发热体的配置的上部壳体的俯视图。

图4是对第一实施方式的有热管的光收发器与无热管的以往的光收发器的性能进行比较的图。

图5是第二实施方式的光收发器的剖视图。

图6是表示第二实施方式的热管相对于发热体的配置的上部壳体的俯视图。

图7是第三实施方式的光收发器的剖视图。

图8是表示第三实施方式的热管相对于发热体的配置的上部壳体的仰视图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1是第一实施方式的光收发器1的俯视图。

光收发器1是用于使电信号和光信号相互转换的设备。光收发器1在连接数据中心等的设备之间的数据网络中使用，伴随着近年来增加的频带宽度，高速化不断发展。

光收发器1具备：壳体10、收纳于壳体10的电路基板20及光模块21、22。壳体10形成为俯视呈长方形的箱状，在其长度方向的第一端部10A形成有光纤的插入口10a。此外，在壳体10的长度方向的第二端部10B向壳体10外突出设置有能够连接外部装置和电路基板20的外部端子(未图示)。在壳体10上设置有散热器13。

(方向定义)

在此，在本实施方式中设定XYZ正交座标系来说明各结构的位置关系。X方向是壳体10延伸的长度方向。Y方向是壳体10及散热器13层叠的厚度方向。将与X方向及Y方向双方正交的方向设定为Z方向。以下，将X方向称为长度方向，将Y方向称为厚度方向，将Z方向称为宽度方向。

在壳体10中设置有隔开内部空间的隔壁10b。在隔壁10b上保持有光模块21、22。光模块21、22的任一方具备能够连接从插入口10a插入的接收侧的光纤的接收插座。光模块21、22的另一方具备能够连接从插入口10a插入的发送侧的光纤的发送插座。

在壳体10的内部空间中的比隔壁10b靠向第二端部10B侧形成有内部空间S。在内部空间S收纳有电路基板20。

电路基板20与光模块21、22连接，并且具备多个发热体23A、23B、23C。发热体23A、23B、23C在电路基板20的装设部件中包含发热量比较多的接收电路或者发送电路。另外，在发热体23A、23B、23C的一个中也可以包含CPU、时钟数据恢复芯片(CDR芯片)、变压器阻抗放大器芯片(TIA芯片)。

图2是图1所示的II－II向视剖视图。

如图2所示，壳体10组合上部壳体11和下壳体12而构成。下壳体12形成为上部开口、收纳电路基板20的箱状。上部壳体11形成为将下壳体12的上部开口封闭的盖状。上部壳体11具有：朝向内部空间S的内壁面11a、以及朝向内壁面11a的相反侧的外壁面11b。

在上部壳体11的外壁面11b(上表面)安装有散热器13。散热器13配置于电路基板20的正上方。从厚度方向观察，散热器13也可以配置为覆盖电路基板20。另外，从厚度方向观察，散热器13也可以配置为与多个发热体23A、23B、23C重合。

散热器13具备：平板状的基板13a、以及立起设置于基板13a的多个翅片13b。优选散热器13由散热性高的原材料构成，优选例如由铜、铝、不锈钢等金属材料构成。

在上部壳体11的内壁面11a(下表面)设置有热传导部30。热传导部30是设置于上部壳体11的内壁面11a的凸部。热传导部30从壳体10的内壁面11a突出，并与发热体23A的上表面热性地接触。热传导部30经由散热片31等TIM(Thermal Interface Material：热界面材料)与发热体23A热性地接触。热传导部30(上部壳体11)优选由热传导性高的原材料构成，优选例如由铜、铝、不锈钢等金属材料构成。

在上部壳体11设置有热管40，其将热传导部30从发热体23A接受的热向散热器13传导。热管40是利用工作流体的潜热的传热元件。该热管40具备：容器，其为扁平状，在内部密封有工作流体；以及未图示的芯，其设置于容器的内部。工作流体是由公知的相变物质构成的传热介质，在容器内相变成液相和气相。例如，作为工作流体，能够采用水(纯水)、酒精、氨等。

热管40收纳于在壳体10上形成的槽11b1中。第一实施方式的热管40收纳于在壳体10的外壁面11b上形成的槽11b1中，配置于壳体10的外壁面11b的表面以下。即，槽11b1的深度等于或者大于热管40的厚度，以使得热管40不从外壁面11b突出。散热器13以将收纳有热管40的槽11b1封闭的方式安装于壳体10的外壁面11b。

散热器13以将收纳有散热器13的槽11b1封闭的方式经由散热片41等TIM安装于壳体10的外壁面11b。即，散热器13的一部分可以收纳于槽11b1中。

散热器13和热管40也可以配置为经由散热片41等TIM热性地接触。

图3是表示第一实施方式的热管40相对于发热体23A的配置的上部壳体11的俯视图。

如图3所示，热管40以通过发热体23A的正上方的方式呈直线状延伸。如图2所示，热管40的全长以等于或者小于散热器13的全长的方式沿着散热器13的长度方向延伸，是不从基板13a突出程度的长度。热管40的宽度也可以比发热体23A的宽度小。在图3的例子中，发热体23A配置于热管40的第一端部40a侧，发热体未配置于第二端部40b侧。

如图2所示，根据上述结构的光收发器1，由于从壳体10的内壁面11a突出的热传导部30相对于收纳于壳体10的发热体23A热性地接触，因此发热体23A的热向热传导部30传导。热管40将热传导部30从发热体23A接受的热向散热器13高效地传导，促进发热体23A的散热。特别地，在热管40中，发热体23A的热向第二端部40b侧输送，沿着长度方向输送的热也被散热器13散热。即，与不具有热管的结构比较，本实施方式的光收发器1利用热管40而使热向更宽面积输送，因此能够高效地散热。因此，能够高效地冷却接收电路、发送电路等收纳于壳体10的发热体23A。

图4是对第一实施方式的有热管40的光收发器1与无热管40的以往的光收发器的性能进行比较的图。图4的曲线图的横轴是发热体23A中的电力消耗，纵轴是发热体23A的温度。

如图4所示，有热管40的光收发器1与无热管40的以往的光收发器相比，能够有效地降低发热体23A的温度。例如，当发热体23A的电力消耗为12W时，能够降低13℃以上的温度。

这样，根据上述的第一实施方式，光收发器1具备：壳体10，其设置有散热器13；发热体23A，其收纳于壳体10；热传导部30，其从壳体10的内壁面11a突出并与发热体23A热性地接触；以及热管40，其将热传导部30从发热体23A接受的热向散热器13传导。通过采用该结构，能够提供一种能够对接收电路、发送电路等收纳于壳体10的发热体23A高效地进行散热的光收发器1。

另外，在本实施方式的光收发器1中，热管40收纳于在壳体10上形成的槽11b1中。根据该结构，热管40与壳体10的接触面积变大，能够经由壳体10向热管40高效地传导热传导部30获得的热。

另外，在本实施方式的光收发器1中，热管40收纳于在壳体10的外壁面11b上形成的槽11b1中，且配置于壳体10的外壁面11b的表面以下，散热器13以将收纳有热管40的槽11b1封闭的方式安装于壳体10的外壁面11b的表面。根据该结构，由于热管40未从壳体10的外壁面11b突出，因此散热器13容易紧密贴合于壳体10的外壁面11b，提高散热性。

(第二实施方式)

接着，对本发明的第二实施方式进行说明。在以下的说明中，对与上述的实施方式相同或者同等的结构标注相同的附图标记，并对其说明进行简略或者省略。

图5是第二实施方式的光收发器1的剖视图。图6是表示第二实施方式的热管40相对于发热体23A、23B的配置的上部壳体11的俯视图。

如图5所示，第二实施方式的光收发器1具备相对于多个发热体23A、23B热性地接触的多个热传导部30A、30B。也就是说，在上部壳体11的内壁面11a形成有分别与发热体23A、23B接触的多个凸部。

如图6所示，热管40俯视以角度θ弯曲，并以通过发热体23A、23B的正上方的方式配置。也就是说，热管40通过多个热传导部30A、30B，并能够从各热传导部30A、30B接受热。此外，优选角度θ为钝角，以避免破坏热管40的内部空间。此外，配置于发热体23A的正上方的热管40的第一端部40a的相反侧的第二端部40b为工作流体的冷凝部，因此可以不从发热体23A、23B接受热。

根据上述结构的第二实施方式的光收发器1，对应于发热体23A、23B设置有热传导部30A、30B，热管40以通过多个热传导部30A、30B的方式配置，因此能够使发热体23A、23B的各自的热向散热器13高效地传导，促进发热体23A、23B的散热。因此，能够使收纳于壳体10的发热体23A、23B(例如接收电路及发送电路双方)高效地冷却。

(第三实施方式)

接着，对本发明的第三实施方式进行说明。在以下的说明中，对与上述的实施方式相同或者同等的结构标注相同的附图标记，并对其说明进行简略或者省略。

图7是第三实施方式的光收发器1的剖视图。图8是表示第三实施方式的热管40相对于发热体23A的配置的上部壳体11的仰视图。

如图7所示，在第三实施方式的光收发器1中，热管40收纳于在壳体10的内壁面11a上形成的槽11a1中。

热管40具有：收纳部分40A，其收纳于在壳体10的内壁面11a上形成的槽11a1中；以及突出部分40B，其从在壳体10的内壁面11a上形成的槽11a1突出，形成热传导部30。突出部分40B相对于收纳部分40A以钝角θ1弯曲。另外，突出部分40B的前端部还以钝角θ2弯曲，并接合于金属板42。金属板42经由散热片31等TIM与发热体23A的上表面热性地接触。

根据上述结构的第三实施方式的光收发器1，热管40具有：收纳部分40A，其收纳于在壳体10的内壁面11a上形成的槽11a1中；以及突出部分40B，其从在壳体10的内壁面11a上形成的槽11a1中突出，并形成热传导部30，热管40能够从发热体23A直接接受热。因此，能够高效地向散热器13传导热，促进发热体23A的散热。

另外，在第三实施方式的光收发器1中，突出部分40B相对于收纳部分40A以钝角θ1弯曲，因此能够以不破坏热管40的内部空间的方式形成突出部分40B。此外，突出部分40B的前端部也以钝角θ2弯曲的理由相同。

此外，本发明的技术范围不限于上述实施方式，能够在不脱离本发明主旨的范围内施加各种变更。

例如，也可以如图8所示，俯视来看，热管40一边弯曲一边沿长度方向延伸。此时的弯曲角度可以为钝角。另外，热管40的第二端部40b侧可以配置为在宽度方向上在散热器13的中央部分延伸。

另外，在第一实施方式及第三实施方式中，说明了在壳体10上形成有1个热传导部30的例子，但是不限于此例。例如，为了高效地冷却多个发热体，可以对应发热体的数量配置多个热传导部30、多个热管40。

上述的第三实施方式的光收发器1的一部分或者全部能够如以下附记。

(附记)

一种光收发器，其具备：

壳体，其设置有散热器；

发热体，其收纳于所述壳体，包含接收电路及发送电路中的至少任意一方；以及

热管，其一部分从所述壳体的内壁面突出并与所述发热体热性地接触，并且将从所述发热体接受的热向所述散热器传导。

此外，在不脱离本发明主旨的范围内，能够适当地将上述实施方式中的构成要素置换为公知的构成要素，另外，也可以将上述的实施方式、变形例适当地组合。

附图标记说明

1-光收发器；10-壳体；11a-内壁面；11a1-槽；11b-外壁面；11b1-槽；13-散热器；23A-发热体；30-热传导部；40-热管；40A-收纳部分；40B-突出部分；θ1-钝角。

Claims (6)

1.一种光收发器，其具备：

壳体，其设置有散热器；

发热体，其收纳于所述壳体；

热传导部，其从所述壳体的内壁面突出并与所述发热体热性地接触；以及

热管，其将所述热传导部从所述发热体接受的热向所述散热器传导。

2.根据权利要求1所述的光收发器，其特征在于，

所述热管收纳于槽，该槽形成于所述壳体。

3.根据权利要求2所述的光收发器，其特征在于，

所述热管收纳于在所述壳体的外壁面形成的所述槽中，且配置于所述壳体的外壁面的表面以下，

所述散热器以将收纳有所述热管的所述槽封闭的方式安装于所述壳体的外壁面的表面。

4.根据权利要求1～3的任一项所述的光收发器，其特征在于，

设置有包含所述发热体的多个发热体，

包含所述热传导部的多个热传导部对应于多个所述发热体设置，

所述热管以通过多个所述热传导部的方式配置。

5.根据权利要求2所述的光收发器，其特征在于，

所述热管具有：

收纳部分，其收纳于在所述壳体的内壁面形成的所述槽中；以及

突出部分，其从在所述壳体的内壁面形成的所述槽突出，形成所述热传导部。

6.根据权利要求5所述的光收发器，其特征在于，

所述突出部分相对于所述收纳部分以钝角弯曲。

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