TWI805097B - 光收發器 - Google Patents

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TWI805097B
TWI805097B TW110144038A TW110144038A TWI805097B TW I805097 B TWI805097 B TW I805097B TW 110144038 A TW110144038 A TW 110144038A TW 110144038 A TW110144038 A TW 110144038A TW I805097 B TWI805097 B TW I805097B
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Ｓ 艾哈邁德穆罕默德
齋藤祐士
高宮明弘
小川剛
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日商藤倉股份有限公司
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Abstract

光收發器具備：設置有散熱器之殼體；收納在殼體內之發熱體；從殼體的內壁面突出，與發熱體熱接觸之熱傳導部；及將熱傳導部從發熱體接收到的熱能傳達到散熱器之熱導管。

Description

光收發器
發明領域
本發明為有關一種光收發器。 本發明依據2021年1月6日在日本提出申請之日本特願2021-000705號主張優先權，並將該案內容援用於此案。
背景技術
在專利文獻1中，揭露了使用TOSA(Transmitter Optical Sub-Assembly；光發射次模組)、及與框體接觸之片狀熱導管作為放熱機構，並且藉由使前述熱導管及TOSA利用壓入零件的按壓力保持接觸，使前述熱導管與框體利用按壓彈簧的按壓力保持接觸，分別保持熱接觸之光收發器。 先前技術文獻 專利文獻
[專利文獻1] 日本特開2008-118357號公報
發明概要 發明欲解決之課題
然而，伴隨著近年來之光收發器的傳送速度高速化，不只是TOSA，接收電路或傳送電路等之收納在殼體內的發熱體之發熱量都增加，該等的冷卻成為課題。
本發明為有鑑於上述情況而開發出來者，以提供能夠有效冷卻接收電路或傳送電路等之收納在殼體內的發熱體之光收發器為目的。 用以解決課題之手段
有關本發明之一樣態的光收發器，具備：殼體，設置有散熱器；發熱體，收納在前述殼體內；熱傳導部，從前述殼體的內壁面突出，並且與前述發熱體熱接觸；及熱導管，將前述熱傳導部從前述發熱體接收到的熱能傳達到前述散熱器。 根據該構成，對於收納在殼體內的發熱體，由於與從殼體的內壁面突出之熱傳導部熱接觸，因此發熱體的熱能會傳達到熱傳導部。熱導管將熱傳導部從發熱體接收到的熱能有效傳達到散熱器，促進發熱體的散熱。為此，可以有效冷卻接收電路或傳送電路等之收納在殼體內的發熱體。
在上述光收發器中，亦可前述熱導管收納在形成在前述殼體的凹溝內。
在上述光收發器中，亦可前述熱導管收納在形成在前述殼體的外壁面的前述凹溝內，並且配置在前述殼體的外壁面的表面以下，前述散熱器以堵塞收納有前述熱導管之前述凹溝的方式安裝在前述殼體的外壁面的表面。
在上述光收發器中，亦可設置包含前述發熱體的複數個發熱體，包含前述熱傳導部的複數個熱傳導部依複數個前述發熱體的每一個予以設置，前述熱導管配置成通過複數個前述熱傳導部。
在上述光收發器中，亦可前述熱導管具有：收納部分，收納在形成在前述殼體的內壁面的前述凹溝內；及突出部分，從形成在前述殼體的內壁面的前述凹溝突出，形成前述熱傳導部。
在上述光收發器中，亦可前述突出部分相對於前述收納部分以鈍角彎曲。 發明效果
根據上述本發明之一樣態，可以提供能夠有效冷卻接收電路或傳送電路等之收納在殼體內的發熱體之光收發器。
用以實施發明之形態
以下，針對本發明之一實施形態參照圖面進行說明。
(第1實施形態) 圖1為有關第1實施形態之光收發器1的平面圖。 光收發器1為用以將電氣訊號與光訊號互換之裝置。光收發器1藉由連繫資料中心等的機器之間的資料網路予以運用，隨著近年來增加的頻寬，而越來越高速化。
光收發器1，具備：殼體10；收納在殼體10內之電路基板20；及光模組21、22。殼體10形成為平面視圖長方形的箱狀，並且在其長度方向的第1端部10A形成有光纖的插入口10a。又，在殼體10長度方向的第2端部10B中使可連接外部裝置及電路基板20之外部端子(未圖式)朝殼體10外突出設置。在殼體10上設置散熱器13。
＜方向定義＞ 其中，在本實施形態中設定XYZ正交座標系列，說明各構成的位置關係。X方向為殼體10的延伸長度方向。Y方向為層疊殼體10及散熱器13的厚度方向。與X方向及Y方向雙方正交的方向為Z方向。以下，X方向稱為長度方向，Y方向稱為厚度方向，Z方向稱寬度方向。
在殼體10內設有間隔內部空間之間隔壁10b。在間隔壁10b中保持光模組21、22。光模組21、22的任一方具備可連接從插入口10a插入之接收側的光纖之接收插座。光模組21、22的另一方具備可連接從插入口10a插入之傳送側的光纖之傳送插座。
在殼體10的內部空間之從間隔壁10b到第2端部10B中形成內部空間S。在內部空間S中收納電路基板20。 電路基板20與光模組21、22連接，並且具備複數個發熱體23A、23B、23C。發熱體23A、23B、23C為電路基板20的安裝零件，而且包含發熱量比較多的接收電路或傳送電路。又，在發熱體23A、23B、23C的其中一個包含CPU、或時脈資料恢復晶片(CDR晶片)、轉換阻抗放大器晶片(TIA晶片)亦可。
圖2為圖1所示之箭頭視圖II-II剖面圖。 殼體10如圖2所示，由上殼體11、及下殼體12組合構成。下殼體12形成為上部呈開口，並且收納電路基板20之箱狀。上殼體11形成為塞住下殼體12的上部開口之蓋狀。上殼體11具有：朝向內部空間S之內壁面11a、及朝向與內壁面11a相反側的外壁面11b。
在上殼體11的外壁面11b(上面)上安裝散熱器13。散熱器13配置在電路基板20的正上方。從厚度方向來看，散熱器13配置為覆蓋電路基板20亦可。又，從厚度方向來看，散熱器13配置為與複數個發熱體23A、23B、23C重疊亦可。 散熱器13具備：平板狀的底板13a、及直立設置在底板13a上的複數個鰭片13b。散熱器13以散熱性高的材料予以構成為佳，例如以銅、鋁、不銹鋼等金屬材料構成為佳。
在上殼體11的內壁面11a(下面)中設置熱傳導部30。熱傳導部30為設置在上殼體11的內壁面11a之凸部。熱傳導部30從殼體10的內壁面11a突出，與發熱體23A的上面熱接觸。熱傳導部30透過散熱片31等TIM (Thermal Interface Material；導熱介面材料)與發熱體23A熱接觸。熱傳導部30(上殼體11)以熱傳導性高的材料構成為佳，例如以銅、鋁、不銹鋼等金屬材料構成為佳。
在上殼體11中設置將熱傳導部30從發熱體23A接收到的熱能傳達到散熱器13之熱導管40。熱導管40為利用作動流體的潛熱之熱輸送元件。該熱導管40具備：將作動流體封入在內部之扁平狀的容器、及設置在容器內部之未圖示的管心。作動流體為由悉知的相變化物質構成之熱輸送媒體，在容器內相變化成液態及氣態。例如作為作動流體，可以採用水(純水)或醇或氨等。
熱導管40收納在形成在殼體10的凹溝11b1內。第1實施形態的熱導管40收納在形成在殼體10的外壁面11b之凹溝11b1內，並且配置在殼體10的外壁面11b的表面以下。換言之，將凹溝11b1的深度形成為與熱導管40的厚度同等以上，使熱導管40不會從外壁面11b突出。散熱器13以堵塞收納有熱導管40的凹溝11b1的方式安裝在殼體10的外壁面11b上。 散熱器13以堵塞收納有散熱器13的凹溝11b1的方式透過散熱片41等TIM安裝在殼體10的外壁面11b上。換言之，亦可散熱器13的一部分收納在凹溝11b1內。 散熱器13與熱導管40亦可以透過散熱片41等的TIM熱接觸的方式予以配置。
圖3為顯示有關第1實施形態之對於發熱體23A的熱導管40配置之上殼體11的平面圖。 如圖3所示，熱導管40以通過發熱體23A正上方的方式呈直線狀延伸。熱導管40的全長如圖2所示為散熱器13的全長以下，而且構成為沿著散熱器13的長度方向延伸，並且沒有從底板13a突出程度之長度。熱導管40的寬度形成為比發熱體23A的寬度更小亦可。在圖3的例示中，在熱導管40的第1端部40a側配置發熱體23A，在第2端部40b側沒有配置發熱體。
根據上述構成之光收發器1，如圖2所示，對於收納在殼體10內之發熱體23A，由於與從殼體10的內壁面11a突出的熱傳導部30熱接觸，將發熱體23A的熱能傳達到熱傳導部30。熱導管40將熱傳導部30從發熱體23A接收到的熱能有效傳達到散熱器13，促進發熱體23A的散熱。尤其是在熱導管40中，將發熱體23A的熱能朝第2端部40b側輸送，沿著長度方向輸送的熱能也藉由散熱器13予以散熱。換言之，在與沒有熱導管的構成相比，本實施形態之光收發器1由於利用熱導管40使熱能涵蓋輸送到更廣的面積，因此可以有效散熱。為此，可以有效冷卻接收電路或傳送電路等之收納在殼體10內的發熱體23A。
圖4為比較有關第1實施形態之有熱導管40的光收發器1、及無熱導管40的習知光收發器的性能之圖。圖4的圖表橫軸為發熱體23A的消耗電力，縱軸為發熱體23A的溫度。 如圖4所示，有熱導管40的光收發器1與無熱導管40的習知光收發器相比，可以有效降低發熱體23A的溫度。例如，在發熱體23A的消耗電力為12W情況下，可以降低13℃以上的溫度。
如此一來，根據上述的第1實施形態，光收發器1具備：殼體10，其設置有散熱器13；發熱體23A，其收納在殼體10內；熱傳導部30，其從殼體10的內壁面11a突出，並且與發熱體23A熱接觸；及熱導管40，其將熱傳導部30從發熱體23A接收到的熱能傳達到散熱器13。藉由採用該構成，可以提供能夠將接收電路或傳送電路等之收納在殼體10內的發熱體23A有效散熱之光收發器1。
又，在本實施形態的光收發器1中，熱導管40收納在形成在殼體10之凹溝11b1內。根據該構成，可以使熱導管40與殼體10的接觸面積變大，將熱傳導部30接收到的熱能透過殼體10有效傳達到熱導管40。
又，在本實施形態的光收發器1中，熱導管40收納在形成在殼體10的外壁面11b的凹溝11b1內，並且配置在殼體10的外壁面11b的表面以下，散熱器13以塞住收納有熱導管40的凹溝11b1的方式安裝在殼體10的外壁面11b的表面。根據該構成，由於熱導管40不會從殼體10的外壁面11b突出，因此使散熱器13易於與殼體10的外壁面11b密合，提高散熱性。
(第2實施形態) 其次，針對本發明之第2實施形態進行說明。在以下的說明中，針對與上述實施形態相同或相等的構成附予相同符號，簡略或省略其說明。
圖5為有關第2實施形態之光收發器1的剖面圖。圖6為顯示有關第2實施形態之對於發熱體23A、23B的熱導管40配置之上殼體11的平面圖。 如圖5所示，第2實施形態之光收發器1具備對於複數個發熱體23A、23B熱接觸之複數個熱傳導部30A、30B。也就是說在上殼體11的內壁面11a中，形成有分別與發熱體23A、23B接觸的複數個凸部。
如圖6所示，熱導管40配置成在平面視圖中以角度θ彎曲，並且通過發熱體23A、23B的正上方。也就是說，熱導管40構成為通過複數個熱傳導部30A、30B，並且可以從各個熱傳導部30A、30B接收熱能。又，角度θ宜為鈍角以免擠壓熱導管40的內部空間。又，與配置在發熱體23A的正上方之熱導管40的第1端部40a相反側的第2端部40b由於構成為作動流體的凝結部，因此不要從發熱體23A、23B接收熱能為佳。
根據上述構成之第2實施形態之光收發器1，由於對於每一發熱體23A、23B設置熱傳導部30A、30B，熱導管40配置為通過複數個熱傳導部30A、30B，因此可以將發熱體23A、23B各自的熱能有效傳達到散熱器13，可以促進發熱體23A、23B的散熱。為此，可以有效冷卻收納在殼體10內之發熱體23A、23B(例如接收電路及傳送電路的兩者)。
(第3實施形態) 其次，針對本發明的第3實施形態進行說明。在以下的說明中，針對與上述實施形態相同或相等的構成附予相同符號，簡略或省略其說明。
圖7為有關第3實施形態之光收發器1的剖面圖。圖8為顯示有關第3實施形態之對於發熱體23A的熱導管40配置之上殼體11的平面圖。 如圖7所示，在第3實施形態之光收發器1中，熱導管40收納在形成在殼體10的內壁面11a的凹溝11a1內。
熱導管40具有：收納部分40A，其收納在形成在殼體10的內壁面11a的凹溝11a1內；及突出部分40B，其從形成在殼體10的內壁面11a的凹溝11a1突出，形成熱傳導部30。突出部分40B對於收納部分40A以鈍角θ1彎曲。又，突出部分40B的前端部進一步以鈍角θ2彎曲，並且與金屬板42接合。金屬板42透過散熱片31等TIM與發熱體23A的上面熱接觸。
根據上述構成之第3實施形態的光收發器1，熱導管40由於具有：收納部分40A，其收納在形成在殼體10的內壁面11a的凹溝11a1內；及突出部分40B，其從形成在殼體10的內壁面11a的凹溝11a1突出，形成熱傳導部30，熱導管40可以直接從發熱體23A接收熱能。為此，可以將熱能有效傳達到散熱器13，可以促進發熱體23A的散熱。
又，在第3實施形態之光收發器1中，突出部分40B由於對收納部分以鈍角θ1彎曲，因此能夠以不會破壞熱導管40的內部空間的方式形成突出部分40B。又，突出部分40B的前端部以鈍角θ2彎曲的理由亦同。
又，本發明的技術範圍不限於前述實施形態，在不脫離本發明的宗旨範圍內可以增加各種變更。
舉例如圖8所示，在平面視圖中熱導管40一邊彎曲一邊朝長度方向延伸亦可。此時的彎曲角度為鈍角亦可。又，熱導管40的第2端部40b側配置為在寬度方向沿著散熱器13的中央部分延伸亦可。
又，在第1及第3實施形態中，雖然是以將1個熱傳導部30形成在殼體10內的例示進行說明，但是不限於該例示。例如為了有效冷卻複數個發熱體，因應發散體的數量，配置複數個熱傳導部30或複數個熱導管40亦可。
有關上述第3實施形態之光收發器1的一部分或全部可以如以下附記所示。
(附記) 光收發器具備：殼體，其設置有散熱器； 發熱體，其收納在前述殼體內，並且包含接收電路及傳送電路的至少任一方；及 熱導管，其一部分從前述殼體的內壁面突出，與前述發熱體熱接觸，並且將從前述發熱體接收到的熱能傳達到前述散熱器。
其他在不脫離本發明的宗旨的範圍內，可以將上述實施形態中的構成要件適當置換為悉知的構成要件，又，適當組合上述的實施形態或變形例亦可。
1:光收發器 10:殼體 10a:插入口 10b:間隔壁 10A:第1端部 10B:第2端部 11:上殼體 11a:內壁面 11a1:凹溝 11b:外壁面 11b1:凹溝 12:下殼體 13:散熱器 13a:底板 13b:鰭片 20:電路基板 21,22:光模組23A:發熱體 23B:發熱體 23C:發熱體 30:熱傳導部 30A:熱傳導部 30B:熱傳導部 31:散熱片 40:熱導管 40a:第1端部 40b:第2端部 40A:收納部分 40B:突出部分 41:散熱片 θ:鈍角 θ1:鈍角 θ2:鈍角 S:內部空間 X:長度方向 Y:厚度方向 Z:寬度方向
圖1為有關第1實施形態之光收發器的平面圖。 圖2為圖1所示之箭頭視圖II-II剖面圖。 圖3為顯示有關第1實施形態之對於發熱體的熱導管配置之上殼體的平面圖。 圖4為比較有關第1實施形態之有熱導管的光收發器、及無熱導管的習知光收發器的性能之圖。 圖5為有關第2實施形態之光收發器的剖面圖。 圖6為顯示有關第2實施形態之對於發熱體的熱導管配置之上殼體的平面圖。 圖7為有關第3實施形態之光收發器的剖面圖。 圖8為顯示有關第3實施形態之對於發熱體的熱導管配置之上殼體的平面圖。
1:光收發器
10:殼體
10b:間隔壁
11:上殼體
11a:內壁面
11b:外壁面
11b1:凹溝
12:下殼體
13:散熱器
13a:底板
13b:鰭片
20:電路基板
23A:發熱體
30:熱傳導部
31:散熱片
40:熱導管
41:散熱片
S:內部空間
X:長度方向
Y:厚度方向

Claims (6)

  1. 一種光收發器，具備 殼體，設置有散熱器； 發熱體，收納在前述殼體內； 熱傳導部，從前述殼體的內壁面突出，與前述發熱體熱接觸；及 熱導管，將前述熱傳導部從前述發熱體接收到的熱能傳達到前述散熱器。
  2. 如請求項1之光收發器，其中前述熱導管收納在形成在前述殼體之凹溝內。
  3. 如請求項2之光收發器，其中前述熱導管收納在形成在前述殼體的外壁面之前述凹溝內，並且配置在前述殼體的外壁面的表面以下， 前述散熱器以堵塞收納有前述熱導管之前述凹溝的方式安裝在前述殼體的外壁面的表面。
  4. 如請求項1至3中任一項之光收發器，其中設置包含前述發熱體的複數個發熱體， 包含前述熱傳導部的複數個熱傳導部依複數個前述發熱體的每一個予以設置， 前述熱導管配置成通過複數個前述熱傳導部。
  5. 如請求項2之光收發器，其中前述熱導管具有： 收納部分，收納在形成在前述殼體的內壁面之前述凹溝內；及 突出部分，從形成在前述殼體的內壁面之前述凹溝突出，形成前述熱傳導部。
  6. 如請求項5之光收發器，其中前述突出部分相對於前述收納部分以鈍角彎曲。
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