CN212164066U - 一种便于散热的光模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种便于散热的光模块，其散热效果好，同时功耗更低，包括能够拼接成一体的主散热壳体、副散热壳体，所述主散热壳体和所述副散热壳体之间构成容纳腔，相连接PCB电路板、光芯片、电芯片分别设置在所述容纳腔内，所述PCB电路板、光芯片、电芯片的下端设置有金属热沉，所述金属热沉紧贴所述副散热壳体设置，其特征在于：还包括柔性热管，所述柔性热管弯折后置于所述容纳腔中，所述柔性热管的一端连接到所述金属热沉与所述副散热壳体之间，所述柔性热管的另一端连接有热接触面，所述PCB电路板上端还设置有与所述金属热沉配合的热沉盖，所述热接触面位于所述热沉盖与所述主散热壳体之间。

Description

一种便于散热的光模块

技术领域

本实用新型涉及光通信技术领域，具体涉及一种便于散热的光模块。

背景技术

光模块的核心器件为光芯片以及电芯片，随着光模块的传输速率指标越来越高，同时功耗发热也越来越大。要保证光模块稳定工作性能，光模块结构设计中必须保证足够的散热能力来保证电芯片以及光芯片工作在其要求的温度范围内。

光模块采用激光器,光芯片，电芯片等作为关键功能器件，这些器件为对温度敏感，只能在指定的工作温度范围内才能发挥其设计的性能。在被动散热无法满足要求的情况下还常常需要使用主动控温的热电制冷器(以下简称TEC)来控制其关键元器件的温度。

众所周知，TEC的工作原理为帕尔贴效应，即需要通过对N、P型半导体和导体之间施加电流，引起电子势能的变化才能达到吸热和放热的目的。TEC冷面产生多少制冷量，同时在热面就会放出多少热量，并且再加上TEC本身产生的电功耗，热面所放出的热量就更大，所以良好的散热条件势在必行。

从光模块的结构定义来看，光模块存在主散热壳体和副散热壳体(多源协议中规定的为Top面和Bottom面)，光模块的主散热壳体为与外界进行散热的主要区域，而副散热壳体一般不与外界散热，而是间接地通过侧壁等部位将热量转移到主散热壳体。

目前由于高速信号传输性能的考量，光/电芯片和他们的热沉常常贴附在非主散热面上，热量被TEC吸收后，直接散到副散热壳体的散热面，再从副散热壳体的侧壁传递到主散热壳体的散热面进行散热，对光/电芯片等重要元器件的散热形成挑战，并且在有上述TEC的状况下，散热条件还会进一步恶化。因此，需要设计一种散热能力更好的光模块。

实用新型内容

针对现有光模块在此类结构上的不足，本实用新型提供了一种便于散热的光模块，其散热效果好，同时功耗更低。

其技术方案是这样的：一种便于散热的光模块，包括能够拼接成一体的主散热壳体、副散热壳体，所述主散热壳体和所述副散热壳体之间构成容纳腔，相连接PCB电路板、光芯片、电芯片分别设置在所述容纳腔内，所述PCB电路板、光芯片、电芯片的下端设置有金属热沉，所述金属热沉紧贴所述副散热壳体设置，其特征在于：还包括柔性热管，所述柔性热管弯折后置于所述容纳腔中，所述柔性热管的一端连接到所述金属热沉与所述副散热壳体之间，所述柔性热管的另一端连接有热接触面，所述PCB电路板上端还设置有与所述金属热沉配合的热沉盖，所述热接触面位于所述热沉盖与所述主散热壳体之间。

进一步的，所述柔性热管包括热管本体，所述热管本体具有沿热管的长度方向设置的密封内腔，所述热管本体的内壁上设有沟槽，所述密封内腔内设有金属纤维层，所述密封内腔中填充有液相工质；

进一步的，所述柔性热管包括热管本体，所述热管本体具有沿热管的长度方向设置的密封内腔，所述密封内腔内设有金属纤维层，所述密封内腔中填充有液相工质。

进一步的，所述金属热沉的上表面上在对应所述光芯片和所述电芯片位置处设置有贴近块，所述金属热沉通过所述贴近块紧贴所述光芯片和所述电芯片。

进一步的，所述金属热沉上还对应所述柔性热管设有埋入槽。

进一步的，所述PCB电路板上设有避让槽，所述柔性热管跨过所述避让槽分别接触所述主散热壳体和所述副散热壳体。

进一步的，所述金属热沉上设置有安装槽，TEC制冷器安装在所述安装槽中，所述TEC制冷器设置在所述光芯片和/或所述电芯片的下端。

进一步的，所述主散热壳体上设置有安装卡扣，所述副散热壳体上对应所述安装卡扣设置有安装卡槽。

进一步的，所述柔性热管为具有扁平结构的柔性热管。

本实用新型的便于散热的光模块，使用了高热导率的热管，通过热管构成了专用的热通路在两个散热壳体之间，热管采用柔性热管，能够弯折，利用细长结构的柔性，补偿零件误差带来的正负间隙，使得主散热壳体、副散热壳体在装配时候能够更加贴合、产生可靠的热接触，避免因为刚性的热管导致光模块无法装配到位或者热管的热端存在缝隙而缺乏可靠的热接触，不仅可以使光电芯片的热既能够传导到非主散热面，又同时能够补偿零件公差形成的间隙，确保热沉到主散热面的良好接触；

柔性热管的两端分别为蒸发端和冷凝端，热源在蒸发端输入热量，当蒸发端开始受热的时候，管壁周围的液体就会汽化产生蒸气，此时这部分的压力就会变大，蒸气流在压力的牵引下向冷凝端流动，蒸汽流向冷凝段进行凝结，释放出来的汽化潜热通过散热壳体送至外界，冷凝液最后借助毛细力和重力回到蒸发端，完成工质的自动循环，在此过程中，有效的进行散热，同时降低TEC的工作压力，降低功耗。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的便于散热的光模块的爆炸图；

图2为本实用新型的便于散热的光模块的立体图；

图3为本实用新型的便于散热的光模块的中金属热沉的示意图；

图4为本实用新型的热管的截面示意图；

图5为本实用新型的实施例2的便于散热的光模块的爆炸图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

见图1至图4，一种便于散热的光模块，包括能够拼接成一体的主散热壳体1、副散热壳体2，主散热壳体1和副散热壳体2之间构成容纳腔，相连接PCB电路板3、光芯片4、电芯片5分别设置在容纳腔内，PCB电路板3、光芯片4、电芯片5的下端设置有金属热沉6，金属热沉6紧贴副散热壳体2设置，还包括柔性热管9，柔性热管9弯折后置于容纳腔中，柔性热管9的一端连接到金属热沉6与副散热壳2体之间，柔性热管9的另一端连接有热接触面8，PCB电路板3上端还设置有与金属热沉配合的热沉盖7，热接触面8位于热沉盖7与主散热壳体1之间。

见图4，柔性热管包括热管本体901，热管本体具有沿热管的长度方向设置的密封内腔902，热管本体的内壁上设有沟槽903，密封内腔902内设有金属纤维层(图中未给出)，密封内腔902中填充有液相工质(图中未给出)；在本实用新型的其他实施例中，密封内腔内壁直接设有金属纤维层，

金属纤维层有采用铜网纤维，通过其具有的毛细现象来引导液相工质的，也有用铜粉提升表面粗糙度，让工质有良好浸润。

在本实施例中，柔性热管为具有扁平结构的柔性热管，使得柔性热管便于U型弯折，有足够柔性变形。

在本实施例中，金属热沉6的上表面上在对应光芯片4和电芯片5位置处设置有贴近块601，金属热沉6通过贴近块601紧贴光芯片和电芯片，可以进一步改进散热效果，金属热沉6上还对应柔性热管设有埋入槽602，埋入槽602的设计可以方便组装，在确保贴合度的同时，还可以减少厚度。

在本实施例中，PCB电路板3上设有避让槽10，柔性热管9跨过避让槽10分别接触主散热壳体1和副散热壳体2，由此可以减少热管长度，进一步提升换热速度。

在本实施例中，主散热壳体1上设置有安装卡扣11，副散热壳体2上对应安装卡扣11设置有安装卡槽12，安装卡扣11和安装卡槽12的设计可以提升主散热壳体1和副散热壳体2安装的可靠性。

本实用新型的便于散热的光模块，使用了高热导率的热管，通过热管构成了专用的热通路在两个散热壳体之间，热管采用柔性热管，能够弯折，利用细长结构的柔性，补偿零件误差带来的正负间隙，使得主散热壳体、副散热壳体在装配时候能够更加贴合、产生可靠的热接触，避免因为刚性的热管导致光模块无法装配到位或者热管的热端存在缝隙而缺乏可靠的热接触，不仅可以使光电芯片的热既能够传导到非主散热面，又同时能够补偿零件公差形成的间隙，确保热沉到主散热面的良好接触；

柔性热管的两端分别为蒸发端和冷凝端，热源在蒸发端输入热量，当蒸发端开始受热的时候，管壁周围的液体就会汽化产生蒸气，此时这部分的压力就会变大，蒸气流在压力的牵引下向冷凝端流动，蒸汽流向冷凝段进行凝结，释放出来的汽化潜热通过散热壳体送至外界，冷凝液最后借助毛细力和重力回到蒸发端，完成工质的自动循环，在此过程中，有效的进行散热，同时降低TEC的工作压力，降低功耗。

实施例2：

见图5，本实用新型的一种便于散热的光模块，包括能够拼接成一体的主散热壳体1、副散热壳体2，主散热壳体1和副散热壳体2之间构成容纳腔，相连接PCB电路板3、光芯片4、电芯片5分别设置在容纳腔内，PCB电路板3、光芯片4、电芯片5的下端设置有金属热沉6，金属热沉6紧贴副散热壳体2设置，还包括柔性热管9，柔性热管9弯折后置于容纳腔中，柔性热管9的一端连接到金属热沉6与副散热壳2体之间，柔性热管9的另一端连接有热接触面8，PCB电路板3上端还设置有与金属热沉配合的热沉盖7，热接触面8位于热沉盖7与主散热壳体1之间，在本实施例中，在金属热沉6上且位于光芯片的下端挖有安装槽13，TEC散热器14置于安装槽中，当然，TEC散热器也可以设置在电芯片的下端，这里会根据实际情况调整设置。

见图4，柔性热管包括热管本体901，热管本体具有沿热管的长度方向设置的密封内腔902，热管本体的内壁上设有沟槽903，密封内腔902内设有金属纤维层(图中未给出)，密封内腔902中填充有液相工质(图中未给出)，在本实用新型的其他实施例中，密封内腔内壁直接设有金属纤维层；

金属纤维层有采用铜网纤维，通过其具有的毛细现象来引导液相工质的，也有用铜粉提升表面粗糙度，让工质有良好浸润。

在本实施例中，金属热沉6的上表面上在对应光芯片4和电芯片5位置处设置有贴近块601，金属热沉6通过贴近块601紧贴光芯片和电芯片，可以进一步改进散热效果，金属热沉6上还对应柔性热管设有埋入槽602，埋入槽602的设计可以方便组装，在确保贴合度的同时，还可以减少厚度。

在本实施例中，PCB电路板3上设有避让槽10，柔性热管9跨过避让槽10分别接触主散热壳体1和副散热壳体2，由此可以减少热管长度，进一步提升换热速度。

在本实施例中，主散热壳体1上设置有安装卡扣11，副散热壳体2上对应安装卡扣11设置有安装卡槽12。

本实用新型的便于散热的光模块，其将具有较大发热量的光、电芯片设置在TEC制冷器上，光、电芯片发出的热量被TEC吸收后，通过金属热沉直接散到副散热壳体上，然后通过柔性热管导热，传递到主散热壳体，有效的实现了主散热壳体、副散热壳体的散热面同时散热，大大提高了光模块的散热性能。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种便于散热的光模块，包括能够拼接成一体的主散热壳体、副散热壳体，所述主散热壳体和所述副散热壳体之间构成容纳腔，相连接PCB电路板、光芯片、电芯片分别设置在所述容纳腔内，所述PCB电路板、光芯片、电芯片的下端设置有金属热沉，所述金属热沉紧贴所述副散热壳体设置，其特征在于：还包括柔性热管，所述柔性热管弯折后置于所述容纳腔中，所述柔性热管的一端连接到所述金属热沉与所述副散热壳体之间，所述柔性热管的另一端连接有热接触面，所述PCB电路板上端还设置有与所述金属热沉配合的热沉盖，所述热接触面位于所述热沉盖与所述主散热壳体之间。

2.根据权利要求1所述的一种便于散热的光模块，其特征在于：所述柔性热管包括热管本体，所述热管本体具有沿热管的长度方向设置的密封内腔，所述热管本体的内壁上设有沟槽，所述密封内腔内设有金属纤维层，所述密封内腔中填充有液相工质。

3.根据权利要求1所述的一种便于散热的光模块，其特征在于：所述柔性热管包括热管本体，所述热管本体具有沿热管的长度方向设置的密封内腔，所述密封内腔内设有金属纤维层，所述密封内腔中填充有液相工质。

4.根据权利要求1所述的一种便于散热的光模块，其特征在于：所述金属热沉的上表面上在对应所述光芯片和所述电芯片位置处设置有贴近块，所述金属热沉通过所述贴近块紧贴所述光芯片和所述电芯片。

5.根据权利要求1所述的一种便于散热的光模块，其特征在于：所述金属热沉上还对应所述柔性热管设有埋入槽。

6.根据权利要求1所述的一种便于散热的光模块，其特征在于：所述PCB电路板上设有避让槽，所述柔性热管跨过所述避让槽分别接触所述主散热壳体和所述副散热壳体。

7.根据权利要求1所述的一种便于散热的光模块，其特征在于：所述金属热沉上设置有安装槽，TEC制冷器安装在所述安装槽中，所述TEC制冷器设置在所述光芯片和/或所述电芯片的下端。

8.根据权利要求1所述的一种便于散热的光模块，其特征在于：所述主散热壳体上设置有安装卡扣，所述副散热壳体上对应所述安装卡扣设置有安装卡槽。

9.根据权利要求1所述的一种便于散热的光模块，其特征在于：所述柔性热管为具有扁平结构的柔性热管。

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