SE522857C2 - Värmestyrd optoelektrisk enhet - Google Patents

Description

25 30 522 857 . . . « ~ | | - .- utrustningen. Av samma anledning bör enheterna även placeras så nära varandra som möjligt. Dock producerar speciellt fotodetektormodulen och Iasermodulen en relativt stor mängd effektförluster i form av värmeenergi, vilken måste transporteras bort från utrustningen för att en acceptabel arbetstemperatur skall bibehàllas. Normalt finns det även begränsningar i den mängd värmeenergi som tillåts avges från en specifik enhet, för att man skall kunna garantera att temperaturen hos eventuella omgivande enheter bibehålls inom acceptabla gränser. Det kan dessutom finnas ett säkerhetsincitament för att begränsa utrustningens temperatur för att minska risken för brännskador för den personal som opererar eller servar utrustningen. l transceivrar enligt känd teknik är sändar- och mottagarenheterna vanligen placerade i var sin inskärning i kretskortet. Enheterna är dessutom vanligen orienterade med sina största sidor parallella med kretskortet, på så sätt att de visar största möjliga gränssnittsyta mot en kylfläns under och/eller över kretskortet.

Effektförlusteri form av värmeenergi ökar klassiskt med ökande behandlingshastighet / bit-hastighet. En stor mängd värmeenergi kräver i sin tur en relativt stor gränssnittsyta mot ett kylmedium för att inte resultera i orimliga utrustningstemperaturer. Att öka kvoten behandlingskapacitet per volym- eller areaenhet innebär således ett icke-trivialt optimeringsproblem.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Det är därför ett syfte med föreliggande uppfinning att åstadkomma en optoelektrisk enhet som minskar ovan nämnda problem och således erbjuder en lösning med förhållandevis hög effektivitet med avseende på behandlande kapacitet per volymenhet, och samtidigt möjliggör en tillfredsställande avledning av effektförlusterna i form av värmeenergi.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom en optoelektrisk 10 15 20 25 30 i .a- a.. c g u. un» u. s v .- . a. nu a u n t n n; nu a a u nu en u a v o u n s u o o .se o o o o u a v. u v , o n u I u u o a o o o. a v u - u o v u n n a u .. . . . . » . . ~ .- enhet för konvertering av informationssignaler mellan ett elektriskt och ett optiskt signalformat, vilken inkluderar ett kretskort och en första kylfläns. Kretskortet innehåller i sin tur minst en optoelektrisk kapsel, som är positionerad på kretskortet på så sätt att dess .projektionsyta på kretskortet har en mindre area än arean på kapselns största sida. Den första kylflänsen är anpassad för att ta emot värmeenergi från den optoelektriska kapseln och således åstadkomma en tillfredsställande kylning av denna.

Denna konstruktion är mycket fördelaktig eftersom den kombinerar effektiv användning av kretskortsytan med kom- petent kylning av de optoelektriska kapslarna.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen har den minst en kapseln den allmänna formen av en rektangulär parallellepiped med två relativt stora sidoytor och fyra relativt små sidoytor. Naturligtvis innebär inte detta att kapselformen måste motsvara en matematiskt perfekt parallellepiped. Dess sidor kan tvärtom vara mer eller mindre lutade i förhållande till varandra, på så sätt att de antingen samtliga är parvis parallella med varandra eller att minst två motstående sidor är icke- *parallella med varandra. Exempelvis kan kapseln beskriva en trunkerad pyramid. Dessutom kan en eller flera av kapselns kanter och/eller hörn vara rundade. I vilket fall som helst är kapseln positionerad på kretskortet på så sätt att dess sidor med relativt stor area orienteras väsentligen vinkelrätt gentemot en komponentsida på kretskortet. En fördel som uppnås med denna placering av kapseln på högkant är att kapseln på detta sätt inte bara visar en relativt liten projektionsyta på kretskortet, utan att en relativt stor kapselarea dessutom blir enkelt tillgänglig för kylning med hjälp av den första kylflänsen.

Såsom nämndes inledningsvis kan en kapsel innehålla en laserenhet, vilken tar emot en första elektrisk informationssignal och som svar på denna producerar en första optisk informations- signal. På motsvarande sätt kan en annan kapsel innehålla en 10 15 20 25 30 522 857 u» n fotodetekteringsenhet, vilken tar emot en andra optisk infor- mationssignal och som svar på denna producerar en andra elek- trisk informationssignal.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen har den första kylflänsen minst en koppiingsyta som är anpassad till formen och dimensionen på den optoelektriska kapseln. Detta innebär specifikt att kopplingsytan är väsentligen parallell med och placerad relativt nära minst en sida av kapseln. God termisk koppling åstadkoms därigenom mellan kapseln och den första kylflänsen.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen inkluderar den optoelektriska enheten minst ett värmeledande mellanlägg mellan minst en optoelektrisk kapsel och minst en koppiingsyta. De värmeledande mellanläggen är främst avsedda att förbättra den termiska kopplingen mellan kapseln och den första kylflänsen genom att fylla eventuella luftgap däremellan.

De värmeledande mellanläggen är dock även fördelaktiga för att de hjälper till att åstadkomma god mekanisk passning mellan kapseln och den första kylflänsen.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinningen inkluderar den första kylflänsen minst en kavitet som är anpassad till formen och dimensionen på minst en av kapslarna.

Kaviteten innehåller minst två kavitetssidor som är väsentligen parallella och placerade relativt nära minst två sidor av kapseln.

Detta är fördelaktigt eftersom den termiska kopplingen mellan kapseln och kylflänsen på detta sätt förbättras.

Enligt ännu en föredragen utföringsform av uppfinningen är de båda kavitetssidorna ovan väsentligen parallella och placerade relativt nära två sidor av den minst en kapseln som också är parallella med varandra. Med andra ord omsluter den första kylflänsen åtminstone delvis kapseln. Detta är naturligtvis föredraget eftersom en förhållandevis stor mängd värmeenergi på detta sätt effektivt kan absorberas av kylflänsen. Dessutom 10 15 20 25 30 522 857 assisterar kylflänsen effektivt i att hålla kapseln i en fixerad position på kretskortet.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är den första kylflänsen även anpassad för att ta emot värmeenergi som avges från minst ett kretselement på kretskortet utöver den minst en kapseln. En sådan kombinerad kylflänsfunktion är fördelaktig eftersom den inte bara förenklar sammansättningen av den optoelektriska enheten. Den totala kylflänskapaciteten används också mycket effektivt på detta sätt. Dessutom blir temperaturfördelningen mer uniform över hela enheten under användning. Detta är i sin tur önskvärt, eftersom eventuell mekanisk påfrestning på enheten beroende på termisk expan- sion då minskar.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen har kapseln en särskild varmaste sida, vilken strålar ut mer värmeenergi än någon av de övriga sidorna på kapseln. En sådan koncentration av effektförlusterna är fördelaktig, eftersom detta förbättrar möjligheterna att uppnå en effektiv kylning via exempelvis en luftkyld kylfläns längs med den varmaste sidan.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinningen är den varmaste sidan en av de sidor som har relativt stor area.

Detta ökar naturligtvis chanserna att uppnå en tillfredsställande kylning av kapseln.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar den optoelektriska enheten två kapslar, vilka är positionerade i relativ närhet till varandra på kretskortet.

Företrädesvis är dessa kapslar positionerade med sina varmaste sidor väsentligen vinkelräta mot varandra, på så sätt att de formar ett allmänt L-format mönster på kretskortet. En gemensam kylfläns kan på detta sätt effektivt kyla båda kapslarna, antingen på insidan av L=formen eller på dess utsida.

Enligt ännu en föredragen utföringsform av uppfinningen har den första kylflänsen minst två ytor som är väsentligen parallella 10 15 20 25 30 522 857 .U s. med och är placerade relativt nära åtminstone de varmaste sidorna. Detta garanterar en god termisk koppling mellan kapseln och kylflänsen.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar den optoelektriska enheten en andra kylfläns utöver den första kylflänsen. Den andra kylflänsen är positionerad så att den gränsar till den första kylflänsen. Värmeenergi kan på detta sätt transporteras mellan den första kylflänsen och den andra kylflänsen med hjälp av värmeledning. Detta är fördelaktigt eftersom den totala kylflänskapaciteten därigenom används mycket effektivt. Dessutom garanterar det en förhållandevis uniform temperaturfördelning över enheten, vilket är önskvärt exempelvis med tanke på mekanisk påfrestning.

Enligt ännu en föredragen utföringsform av uppfinningen innehåller den andra kylflänsen en öppning, vilken är anpassad till formen och dimensionen på den första kylflänsen på så sätt att den andra kylflänsen gränsar till minst två sidor av den första kylflänsen. På detta sätt kan Värmeenergi effektivt transporteras mellan de båda kylflänsarna. Företrädesvis omger den andra kylflänsen den första kylflänsen fullständigt, på så sätt att den första kylflänsen och den andra kylflänsen formar en gemensam yttre yta på den optoelektriska enheten.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är den andra kylflänsen också anpassad för att emot Värmeenergi från minst ett kretselement utanför den första kylflänsens täckningsarea.

På detta sätt blir kylflänsarrangemangets kylningskapacitet effektiv för andra enheter än de optoelektriska kapslarna, vilket i allmänhet är önskvärt. Företrädesvis är ett värmeledande mellanlägg inkluderad mellan nämnda minst ett kretselement och den andra kylflänsen. Detta både ökar den värmeledande kopplingen däremellan och åstadkommer en god mekanisk pass- ning mellan kapseln och kylflänsen.

Sammanfattningsvis erbjuder uppfinningen en mycket effektiv 10 15 20 25 30 522 857 nu n lösning för kylning av kommunikationsutrustning i form av optoelektriska enheter. På detta sätt kan temperaturerna på dessa enheter, liksom närliggande enheter, bibehållas inom väldefinierade gränser. Uppfinningen ger därför naturligtvis en konkurrensmässig fördel för varje kommunikationssystem där optiska sändare används för sändande av information.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer nu att förklaras närmare med hjälp av föredragna utföringsformer, vilka beskrivs som exempel, och med hänvisning till de bifogade ritningarna.

Figurl *visar en kapsel innehållande en laserenhet enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning, Figur2 visar en kapsel innehållande en fotodetektorenhet enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning, Figur3 visar en sprängskiss över en laserkapsel enligt en utföringsform av uppfinningen, Figur4 visar ett kretskort enligt en utföringsform av uppfinningen, vilket innefattar de kapslar som visas i figurerna 1 - 3, Figur 5a visar en vy underifrån av en första kylfläns enligt en utföringsform av uppfinningen, Figur 5b visar en motsvarande vy ovanifrån av den första kylflänsen enligt den utföringsform som visas i figur 5a,och Figur 6- visar en sprängskiss över en hel optoelektrisk enhet enligt en utföringsform av uppfinningen.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Traditionellt har optoelektriska enheter (såsom lasrar och fotodetektorer) i optoelektriska transceivrar orienterats med sina 10 15 20 25 30 35 522 857 största sidor parallella med det kretskort på vilket de är monterade. En största möjliga gränssnittsyta har därigenom åstadkommits gentemot åtminstone en kylfläns som placerats antingen över, under eller både över och under kretskortet.

Denna konstruktion resulterar dock i en relativt stor projektionsyta för varje optoelektrisk enhet, vilket i sin tur konsumerar värdefull kretskortsarea som hade kunnat användas av andra enheter. Föreliggande uppfinning föreslår därför att de optoelektriska enheterna i stället placeras på högkant, d.v.s. med en sida av kapseln som har relativt liten area vänd mot kretskortet. Figur 1 visar ett första exempel på denna strategi, där en kapsel 100 innehållande en laserenhet står på en av sina sidor med relativt liten area 101d. Laserkapseln 100 antas ha den allmänna formen av en rektangulär parallellepiped med två sidor med relativt stor area 101a; 101b och fyra sidor med relativt liten area 101c; 101d; 101e samt 101f. De senare kan antingen alla ha samma storlek, eller, såsom illustreras i figur 1, ha två något större sidor 101c; 101d och två något mindre sidor 101e; 101f. Även om den exakta relationen mellan storlekarna på sidorna med relativt stor area 101a; 101b och sidorna med relativt liten area 101c-f inte är kritisk för den föreslagna lösningen bör sidorna med relativt stor area 101a; 101b företrädesvis ha minst 50% större area än den största av sidorna med relativt liten area 101c-f. Det är dessutom fördelaktigt ur monteringssynpunkt om kapseln 100 monteras så att sidorna med relativt stor area 101a; 101b orienteras väsentligen vinkelrätt mot kretskortet. En genomföring 102 i undersidan 101d på kapseln 100 innehåller en eller flera elektriska ledare 103 via vilka en inkommande elektrisk signal Ei tas emot av laserenheten. Företrädesvis bildar de elektriska ledarna 103 keramiska ledare i genomföringen 102 för att möjliggöra en hög ledardensitet. Laserenheten producerar en optisk utsignal ko som svar på den elektriska signalen Ei som representerar samma information. Den optiska signalen ko matas ut från kapseln 100 till en optisk fiber (ej visad) via en optisk kontakt 105, exempelvis av LC-typ (Lucent), SC-typ 10 15 20 25 30 522 857 | | . | u | | ø n» (subscriber gonnector) eller MU-typ (NTT). Här är den optiska kontakten 105 fäst vid en av sidorna med relativt liten area 101e. Rent tekniskt kan den dock lika gärna fästas vid en av sidorna med relativt stor area 101a eller 101b.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen utstrålar en av sidorna med relativt stor area 101a mer värmeenergi än någon av de övriga sidorna 101b-101f, d.v.s. denna sida med relativt stor area 101a är kapselns 100 varmaste sida.

Exempelvis kan detta bero på att laserenheten är monterad på insidan av denna speciella sida 101a (se figur 3). Företrädesvis innehåller kapseln 100 även en termoelektrisk modul (såsom ett Peltier-element) som aktivt transporterar värmeenergi från laserenheten mot denna sida 101a på utsidan av kapseln 100.

Figur 2 visar ett andra exempel på en kapsel 200 som innehåller en optoelektrisk enhet enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning. Analogt med kapseln 100, visad i figur 1 ovan, antas fotodetektorkapseln 200 ha den allmänna formen av en rektangulär parallellepiped med två sidor med relativt stor area 201a; 201b och fyra sidor med relativt liten area 201c; 201d; 201e samt 201f. Fotodetektorkapseln 200 är avsedd att stå på en av sina sidor med relativt liten area 201d på ett kretskort.

Såsom är uppenbart från figuren har alla sidorna med relativt liten area 201c-f ungefär samma storlek. Dock kan sidorna med relativt liten area 201c-f lika gärna ha sidor som är väsentligen olika i par, d.v.s. motsvara två något större sidor och två något mindre sidor. Även om den exakta relationen mellan storlekarna på sidorna med relativt stor area 201a; 201b och sidorna med relativt liten area 201c-f återigen inte är kritisk för den föreslagna lösningen bör sidorna med relativt stor area 201a; 201b företrädesvis ha minst 50% större area än den största av sidorna med relativt liten area 201c-f. Det är dessutom fördelaktigt ur monteringssynpunkt om kapseln 200 monteras så att sidorna med relativt stor area 201a; 201b orienteras väsentligen vinkelrätt mot kretskortet. 10 15 20 25 30 35 522 857 | v . | | Q | o no 10 Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen tar kapseln 200 emot en inkommande optisk signal 70 från exempelvis en optisk fiber (ej visad) via en optisk kontakt 205 på en av kapselns 200 sidor med relativt stor area 201b. Om den ovan nämnda optiska kontakten 105 är fäst vid en av sidorna med relativt liten area 101c-f på laserkapseln är den optiska kontakten 205 företrädesvis fäst vid en av sidorna med relativt stor area 201a eller 201b på fotodetektorkapseln 200, och vice versa. Den optiska kontakten 205 kan exempelvis vara av LC- typ (Lucent), SC-typ (gubscriber gonnector) eller MU-typ (NTT).

Fotodetektorenheten inuti kapseln 200 konverterar den optiska signalen iii till en motsvarande elektrisk signal E., som representerar samma information. En genomföring 202 i undersidan 201d på kapseln 200 innehåller en eller flera elektriska ledare 203 via vilka den elektriska signalen En levereras till andra kretselement för vidare behandling.

Företrädesvis bildar de elektriska ledarna 203 keramiska ledare i genomföringen 202 för att möjliggöra en hög ledardensitet.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen utstrålar en av sidorna med relativt stor area 201a mer värmeenergi än någon av de övriga sidorna 201b-201f och är således kapselns 200 varmaste sida. Exempelvis kan detta bero på att fotodetektorenheten är monterad på insidan av denna speciella sida 201a. Företrädesvis kan kapseln 200 även innehålla en termoelektrisk modul (såsom ett Peltier-element) som aktivt transporterar värmeenergi från fotodetektorenheten mot den varmaste sidan 201a på utsidan av kapseln 200.

Figur 3 visar en sprängskiss över en laserkapsel 100 enligt en utföringsform av uppfinningen. Här är en optoelektrisk komponent i form av en laserenhet 310 monterad på insidan av en sida 101a på laserkapseln 100. En kontrollkrets 320 för laserenheten 310 är i sin tur positionerad ovanpå denna enhet 310. Kapseln 100 innehåller företrädesvis även en termoelektrisk modul (ej visad) som aktivt transporterar värmeenergi från laserenheten 310 mot utsidan av kapselns sida 10 15 20 25 30 522 857 e n - - | u n u u» 11 101a. En sida av kapseln 101b i form av ett lock används för att försluta kapseln 100 efter montering av enheterna däri.

Figur 4 visar ett kretskort 400 enligt en utföringsform av uppfinningen, vilken innefattar en laserkapsel 100 och en fotodetektorkapsel 200 såsom beskrivits ovan. Båda dessa kapslar 100 och 200 positioneras på kretskortet 400 på så sätt att deras sidor med relativt stor area 101a; 101b respektive 201a; 201b är orienterade väsentligen vinkelrätt mot en komponentsida på kretskortet 400. För en given bredd D på kretskortet 400 lämnar detta en relativt stor frontyta df som kan användas för andra syften än att ansluta optiska fibrer, exempelvis displayer (ej visade) för att indikera transceiverns status. Dessutom kan distansen dA mellan de optiska kontakterna 105 och 205 därigenom göras förhållandevis kort.

Kapslarna 100 och 200 antas här ha en respektive varmaste sida 101a och 201a. Företrädesvls är kapslarna 100 och 200 positionerade relativt nära varandra med sina varmaste sidor 101a; 201a väsentligen vinkelräta mot varandra, på så sätt att kapslarna 100 och 200 formar ett allmänt L-format mönster på kretskortet 400. Kretskortet 400 kan även innefatta en första krets 430 och en andra krets 440 utöver kapslarna 100 och 200, exempelvis för för- och efterbehandling av de elektriska signalerna E, och EQ.

Figur 5a visar en vy underifrån av en första kylfläns 500 enligt en utföringsform av uppfinningen, vilken skall placeras ovanpå kapslarna 100 och 200 då dessa monterats på ett kretskort 400, såsombeskrívits med hänvisning till figur 3 ovan. Den första kylflänsen 500 innehåller en första kavitet 510, vilken är anpassad till formen och dimensionen på laserkapseln 100, och en andra kavitet 520, vilken är anpassad till formen och dimensionen på fotodetektorkapseln 200. Kaviteterna 510 och 520 har båda en mängd så kallade kopplingsytor 510a, 510b, 510c och 510f respektive 520a, 520b, 520c och 520f.

Kopplingsytorna 510a, 510b, 510c, 510f, 520a, 520b, 520c och 10 15 20 25 30 522 857 12 520f är kavitetssidor som är väsentligen parallella med och placerade relativt nära samma antal sidor på respektive kapslar 100 och 200 då den första kylflänsen är placerad på sin avsedda position. God termisk koppling åstadkoms därigenom mellan kapslarna 100; 200 och den första kylflänsen 500.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är den första kylflänsen 500 konstruerad så att den innehåller minst två ytor som är väsentligen parallella med och placerade relativt nära nämnda varmaste sidor 101a och 201a på kapslarna 100 och 200. l figur 5a motsvarar kavitetssidan 510a på den första kaviteten 510 respektive kavitetssidan 520a på den andra kaviteten 520 dessa ytor.

Företrädesvis innehåller kaviteterna 510 och 520 två kavitetssidor (kopplande ytor) 510a och 510b respektive 520a och 520b som är inbördes parallella med varandra och väsentligen parallella och placerade relativt nära minst två sidor 101a, 101b; 201a, 201b på respektive kapsel 100 och 200 då en första kylfläns 500 är placerad på sin avsedda position ovanpå kapslarna 100 och 200. Detta säkerställer en förstklassig termisk koppling mellan kapslarna 100; 200 och den första kylflänsen 500. Dessutom åstadkommer det en god mekanisk passning mellan kapslarna 100 och 200 och den första kylflänsen 500, på så sätt att kapslarna 100 och 200 hjälper till att linjera upp den första kylflänsen 500 på sin avsedda position.

En effektiv kylning av kapslarna 100 och 200 åstadkoms därigenom även om någon av kapslarna 100 och 200 av någon anledning skulle rubbas lätt från sin avsedda position.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är den första kylflänsen också konstruerad så att den täcker åtminstone en del av minst ett av det första kretselementet 430 och det andra kretselementet 440 (se figur 6). Den första kylflänsen 500 är därigenom kapabel att ta emot värmeenergi som avges från detta/dessa kretselement. 10 15 20 25 30 522 857,.._,._: 13 En halvgenomskinlig vy ovanifrån av den första kylflänsen 500 som visas i figur 5a visas i figur 5b. Kylflänsen 500 har företrädesvis plana innerytor och kan, men måste inte, utrustas med utstràlande fenor på sin övre ytteryta.

Figur 6 visar en sprängskiss över en hel optoelektrisk enhet enligt en utföringsform av uppfinningen. Kretskortet 400 innefattar en Iaserkapsel 100, en fotodetektorkapsel 200 och tre andra kretselement 430, 440 respektive 450. Kapslarna 100 och 200 och de första och andra kretselementen 430; 440 är positionerade i enlighet med vad som beskrivits med hänvisning till figurerna 4 och 5a ovan.

Ett första värmeledande mellanlägg, exempelvis en värme- ledande dyna, silikon eller en ekvivalent gel 612 fästs på den övre ytan och/eller minst en av sidoytorna på kapslarna 100 och 200, för att förbättra den termiska kopplingen mellan de relevanta kapslarna 100; 200 och den första kylflänsen 500. Ett motsvarande andra mellanlägg 610 fästs vid den varmaste sidan på laserkapseln 100. På samma sätt fästs ett tredje mellanlägg 634 vid de övre ytorna på det första kretselementet 430 och det andra kretselementet 440.

Den första kylflänsen 500 monteras på kapslarna 100 och 200 efter att mellanläggen 610, 612 och 634 fästs på plats. De första och andra mellanläggen 612 och 610 tar på detta sätt bort allt glapp mellan kapslarna 100; 200 och den första kylflänsen 500.

Kapslarna 100 och 200 hjälper på detta sätt till vid upplinjeringen av den första kylflänsen 500 till dess avsedda position.

Enligt den illustrerade utföringsformen av uppfinningen inne- fattar den optoelektriska enheten en andra kylfläns 600, vilken fysiskt gränsar till den första kylflänsen 500, på så sätt att värmeenergi kan transporteras mellan den första kylflänsen 500 och den andra kylflänsen 600 med hjälp av värmeledning. Den andra kylflänsen 600 innehåller företrädesvis en öppning som är 10 15 20 25 30 522 857 14 anpassad till formen och dimensionen på den första kylflänsen 500 så att den gränsar till minst två sidor av den första kylflänsen 500. Den andra kylflänsen 600 kan exempelvis fullständigt omge den första kylflänsen 500 (såsom visas i figur 6) och på detta sätt åstadkomma utmärkt termisk koppling mellan enheterna 500 och 600. Kylflänsarna 500; 600 kan dessutom konstrueras så att de formar en gemensam yttre yta på den optoelektriska enheten. Detta innebär i princip att den optoelektriska enheten utgör en tätt förseglad enhet, vilket i sin tur innebär fördelaktiga miljömässiga egenskaper och ger god elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) respektive skärmning mot elektromagnetisk interferens (EMI).

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är den andra kylflänsen 600 anpassad för att ta emot värmeenergi från ett tredje kretselement 450 på kretskortet 400, vilket är placerat utanför den första kylflänsens 500 täckningsarea. Ett fjärde värmeledande mellanlägg 635 fästs företrädesvis på den övre ytan på detta kretselement 450 för att säkerställa god termisk koppling även mellan kretselementet 450 och den andra kylflänsen 600. Det tredje kretselementet 450 kan naturligtvis lika gärna placeras på ett annat kretskort än kretskortet 400, som exempelvis innehåller kapslarna 100; 200 och eventuella kretselement 430; 440.

Begreppet ”innefattar/innefattande” specificerar när det används i denna beskrivning närvaro av angivna särdrag, heltal, steg eller komponenter. Dock utesluter inte denna term närvaro eller addition av ett eller flera ytterligare särdrag, heltal, steg eller komponenter eller grupper av dessa.

Uppfinningen är inte begränsad till de i figurerna beskrivna utföringsformerna, utan kan fritt varieras inom ramen för patentkraven.

Claims (17)

10 15 20 25 30 522 857 15 PATENTKRAV

1. En optoelektrisk enhet för konvertering av informations- signaler mellan ett elektriskt signalformat (Ei, EQ) och ett optiskt signalformat (ko, Xi), innefattande ett kretskort (400) vilket innehåller åtminstone två optoelek- triska kapslar (100, 200) vilka är positionerade på kretskortet (400) så att deras respektive projektionsyta (101d; 201d) på kretskortet (400) har en mindre area än arean hos en största sida (101a, 101b; 201a, 201b) hos kapseln (100, 200), och en första kylfläns (500) vilken är anpassad för att ta emot värmeenergi som avges från minst en av de åtminstone två op- toelektriska kapslarna (100, 200), kän netecknad av att de åtminstone två kapslarna (100, 200) vardera en har en särskild varmaste sida (101a; 201a) som utstrålar mer värme- energi än någon av de övriga sidorna (101b-101f; 201b-201f) hos respektive kapsel (100, 200), och två av de åtminstone två kapslarna (100, 200) är positio- nerade relativt nära varandra på kretskortet (400) med sina varmaste sidor (101a; 201a) väsentligen vinkelräta mot varandra så att de två kapslarna (100, 200) bildar ett allmänt L-format mönster på kretskortet (400).

2. En optoelektrisk enhet enligt krav 1, kä n n eteck n a d av att den varmaste sidan (101a; 201a) är en av de sidor som har relativt stor area (101a, 101b; 201a, 201b).

3. En optoelektrisk enhet enligt något av kraven 1 eller 2, kännetecknad av att var och en av de åtminstone två kapslarna (100, 200) har den allmänna formen av en rektangulär parallellepiped med två sidor med relativt stor area (101a, 101b; 201a, 201b) och fyra sidor med relativt liten area (101c, 101d, 101e, 101f; 201c, 201d, 201e, 201f), och de åtminstone två kapslarna (100, 200) är positionerade på kretskortet (400) på så sätt att deras sidor med relativt stor area 10 15 20 _25 30 522 857 16 (101a, 101b; 201a, 201b) är orienterade väsentligen vinkelrätt mot en komponentsida på kretskortet (400).

4. En optoelektrisk enhet enligt krav 3, kännetecknad av att den första kylflänsen (500) innefattar minst en kopplingsyta (510a, 510b, 510c, 510f, 520a, 520b, 520c, 520f) anpassad till formen och dimensionen av minst en av den minst en optoelek- triska kapseln (100, 200) på så sätt att den minst en kopp- lingsytan (510a, 510b, 510c, 510f, 520a, 520b, 520c, 520f) är väsentligen parallell med och placerad relativt nära minst en sida (101a, 101b, 101c, 101f; 201a, 201b, 201c, 201f) av nämnda åtminstone två kapslar (100, 200).

5. En optoelektrisk enhet enligt krav 4, kän netecknad av att den innefattar minst ett värmeledande mellanlägg (610, 612) mellan minst en av de åtminstone två optoelektriska kapslarna (100, 200) och minst en av den åtminstone en kopplingsytan (510a, 510b, 510c, 510f, 520a, 520b, 520c, 520f).

6. En optoelektrisk enhet enligt något av kraven 4 eller 5, kä n netecknad av att den första kylflänsen (500) innefattar minst en kavitet (510; 520) anpassad till formen och dimensionen på den minst en kapseln (100, 200) på så sätt att den minst en kaviteten (510; 520) innehåller minst två kavitetssidor (510a, 510b, 510c, 510f, 520a, 520b, 520c, 520f) som är väsentligen parallella med och placerade relativt nära minst två sidor (101a, 101b, 101c, 101f; 201a, 201b, 201c, 201f) på minst en av de åtminstone två kapslarna (100, 200).

7. En optoelektrisk enhet enligt krav 6, kän netecknad av att de minst två kavitetssidorna (510a, 510b; 520a, 520b) är väsentligen parallella med och placerade relativt nära minst två inbördes parallella sidor (101a, 101b; 201a, 201b) på minst en av de åtminstone två kapslarna.(100, 200).

8. En optoelektrisk enhet enligt något av föregående kray, 10 15 20 25 30 522 857 17 kännetecknad av att den första kylflänsen (500) är anpassad för att ta emot värmeenergi som avges från minst ett kretselement (430, 440) på kretskortet (400) utöver de åtmin- stone två kapslarna (100, 200).

9. En optoelektrisk enhet enligt något av föregående krav kännetecknad av att den första kylflänsen (500) inne- håller minst två ytor (510a; 520a) som är väsentligen parallella med och placerade relativt nära åtminstone nämnda varmaste sidor (101a; 201a).

10. En optoelektrisk enhet enligt något av föregående krav kännetecknad av att den innefattar en andra kylfläns (600) som gränsar till den första kylflänsen (500) på så sätt att värmeenergi kan transporteras mellan den första kylflänsen (500) och den andra kylflänsen (600) med hjälp av värmeledning.

11. En optoelektrisk enhet enligt krav 10, kännetecknad av att den andra kylflänsen (600) innehåller en öppning som är anpassad till formen och dimensionen på den första kylflänsen (500) på så sätt att den andra kylflänsen (600) gränsar till minst två sidor på den första kylflänsen (500).

12. En optoelektrisk enhet enligt krav 11, kännetecknad av att den andra kylflänsen (600) omger den första kylflänsen (500) och att nämnda kylflänsar (500, 600) formar en gemensam yttre yta på den termoelektriska enheten.

13. En optoelektrisk enhet enligt något av kraven 10 - 12, kännetecknad av att den andra kylflänsen (600) är an- passad för att ta emot värmeenergi som avges från minst ett kretselement (450) utanför den första kylflänsens (500) täckningsarea.

14. En optoelektrisk enhet enligt något av föregående krav, kännetecknad av att minst en (100) av de åtminstone tv_å 10 15 522 857 18 kapslarna (100, 200) innehåller en laserenhet som tar emot en första elektrisk informationssignal (Ei) och som svar producerar en första optisk informationssignal (ko).

15. En optoelektrisk enhet enligt något av föregående krav, kän netecknad av att minst en (200) av de åtminstone två kapslarna (200) innehåller en fotodetektorenhet som tar emot en andra optisk informationssignal (M) och som svar producerar en andra elektrisk informationssignal (EQ).

16. En optoelektrisk enhet enligt något av föregående krav, kännetecknad av att minst en av de åtminstone två kapslarna (100, 200) innehåller en termoelektrisk modul som aktivt transporterar värmeenergi från en optoelektrisk komponent (310) inuti kapseln (100) mot kapselns (100) utsida.

17. En optoelektrisk enhet enligt krav 16, kännetecknad av att den termoelektriska modulen inkluderar ett Peltier-ele- ment.