WO2011147208A1

WO2011147208A1 - 光模块和光通信系统

Info

Publication number: WO2011147208A1
Application number: PCT/CN2011/070952
Authority: WO
Inventors: 钟杨帆
Original assignee: 华为技术有限公司
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2011-02-12
Publication date: 2011-12-01
Also published as: US20110293284A1; CN101872042A; CN101872042B; US8509622B2

Abstract

本发明公开了一种光模块和光通信系统，光模块包括上壳体（210）、印刷电路板（220）、下壳体（230）以及设置在所述印刷电路板上的集成芯片（240）和光收发模块（250），所述上壳体（210）和所述下壳体（230）围成容纳所述印刷电路板（220）、集成芯片（240）和光收发模块（250）的空间，以及设置在所述印刷电路板（220）和所述下壳体（230）之间的第一柔性导热部件（260），所述第一柔性导热部件（260）的一表面和所述集成芯片（240）接触，另一表面和所述下壳体（230）接触。本发明提供的光模块具有良好的散热性能，可靠性较高。

Description

光模块和光通信系统

技术领域

本发明涉及散热技术领域，具体涉及一种光模块和光通信系统。背景技术

随着电子设备的功耗的增大，散热技术已经是支撑电子技术进一步发展的关键技术。光模块是一种实现光-电转换和电-光转换的有源光电子器件，是光通信设备的重要功能模块。随着光通信设备带宽和传输距离等技术指标的不断提升，对光模块的性能以及集成度要求越来越高，光模块的功耗也变得越来越大，因此需要提升光模块的散热性能。

参见图 1 , 图 1是现有技术中的光模块的结构示意图。

现有的光模块主要包括上壳体 110、印刷电路板 120、散热凸台 130、下壳体 140以及设置在印刷电路板 120上的集成芯片 150和光收发模块 160。其中，上壳体 110和下壳体 140围成容纳印刷电路板 120、散热凸台 130、集成芯片 150和光收发模块 160的空间。散热凸台 130设置在下壳体 140和印刷电路板 120之间，散热凸台 130上包括多个散热凸起 131、 132 , 集成芯片 150 布置在印刷电路板 120上靠近散热凸台 130—侧的表面上，散热凸台 130和集成芯片 150接触用于将集成芯片产生的热量传送到下壳体 140。

发明人在研究现有技术的过程中发现，现有的印刷电路板上设置有多个集成芯片，并且集成芯片的高度不一致，导致集成芯片和散热凸台上的散热凸起无法完全接触，集成芯片产生的热量无法及时散发出去，造成内部空气温度升高，影响光模块内温度较低规格器件（如光收发模块）正常工作，从而导致光模块的可靠性降低。

发明内容

一方面，本发明实施例提供一种光模块，以改善光模块内部散热效果，从而提高光模块的可靠性。

另一方面，本发明实施例提供一种光通信系统，以改善光模块内部散热效果，从而提高系统的可靠性。

本发明实施例提供的光模块包括上壳体（210 )、印刷电路板（220 )、下壳体（230 ) 以及设置在所述印刷电路板上的集成芯片（240 )和光收发模块 ( 250 ), 所述上壳体（210 )和所述下壳体（230 ) 围成容纳所述印刷电路板 ( 220 )、集成芯片（240 )和光收发模块（250 ) 的空间，以及

设置在所述印刷电路板（220 )和所述下壳体（230 )之间的第一柔性导热部件（260 ),所述第一柔性导热部件（260 )的一表面和所述集成芯片（240 ) 接触，另一表面和所述下壳体（230 )接触

本发明实施例提供的光通信系统包括：数据源，光学信道，以及如上所述的光模块；

所述数据源用于向所述光模块发送数据信号，所述光模块的光收发模块用于将所述数据信号转换为光信号，并通过所述光学信道进行传输。

在本发明实施例中，通过在印刷电路板和下壳体之间设置第一柔性导热部件，利用第一柔性导热部件的流动性充分填充集成芯片和下壳体之间的空隙，并且可以挤压光模块内部的空气，使得第一柔性导热部件可以和印刷电路板以及集成芯片充分接触，从而可以将集成芯片产生的热量及时通过第一柔性导热部件传送到下壳体散发出去，从而增强光模块的散热性能，提高了光模块的可靠性。附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1是现有技术提供的光模块的结构示意图；

图 2是本发明实施例一提供的光模块的结构示意图；

图 3是本发明实施例提供的光模块中下壳体的局部放大图；

图 4是本发明实施例二提供的光模块的结构示意图；

图 5是本发明实施例提供的光通信系统的结构示意图。具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例 , 都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种光模块。该光模块包括：上壳体、印刷电路板、下壳体以及设置在印刷电路板上的集成芯片和光收发模块，上壳体和下壳体围成容纳印刷电路板、集成芯片和光收发模块的空间，光模块还包括设置在印刷电路板和下壳体之间的第一柔性导热部件，第一柔性导热部件的一表面和集成芯片接触，另一表面和下壳体接触。

本发明实施例提供的光模块通过在印刷电路板和下壳体之间设置第一柔性导热部件，利用第一柔性导热部件的流动性充分填充集成芯片和下壳体之间的空隙，并且可以挤压光模块内部的空气，使得第一柔性导热部件可以和印刷电路板以及集成芯片充分接触，从而可以将集成芯片产生的热量及时通过第一柔性导热部件传送到下壳体散发出去，从而增强光模块的散热性能，提高了光模块的可靠性。

为了更好的理解本发明实施例的技术方案，下面结合附图对本发明提供的实施例进行详细地描述。

参见图 2, 图 2是本发明实施例一提供的光模块的结构示意图。

在本发明实施例中，光模块包括上壳体 210、印刷电路板 220、下壳体 230 , 设置在印刷电路板上的集成芯片 240和光收发模块 250,以及第一柔性导热部件 260。其中，上壳体 210和下壳体 230围成容纳印刷电路板 220、集成芯片 240和光收发模块 250的空间。第一柔性导热部件 260设置在印刷电路板 220 和下壳体 230之间，并且第一柔性导热部件 260的一表面和集成芯片 240接触，另一表面和下壳体 230接触。本发明实施例利用第一柔性导热部件 260 的流动性充分填充集成芯片 240和下壳体 230之间的空隙，并且可以挤压光模块内部的空气，从而将集成芯片 240产生的热量传送到下壳体散发出去。

如图 2 中虚线区域所示，本发明实施例在芯片区域釆用第一柔性导热材料 260充分填充集成芯片 240与下壳体 230周围空隙，挤压光模块内部空气，利用第一柔性导热材料 260 的导热性能，可以将芯片区域产生的大量热量与光器件区域完全隔离，减少高温的芯片区域对温度规格较低的光器件的影响。本发明实施例可以提高光模块的温度规格，提升整体工作的可靠性。

其中，第一柔性导热部件 260 可以为导热凝胶、导热硅脂或导热片等。第一柔性导热部件 260还具有很好的减震特性，能很好地保护光模块中的元器件，避免在运输及使用过程中受到损坏。

在本发明实施例中，集成芯片 240设置在印刷电路板 220上靠近第一柔性导热部件 260的表面上，相对应将集成芯片 240设置在印刷电路板 220上远离第一柔性导热部件 260 的表面上，本发明实施例可以使得集成芯片 240 产生的热量及时通过第一柔性导热部件 260和下壳体 230散发出去，进一步提高了散热性能。

在本发明实施例中，通过在印刷电路板 220和下壳体 230之间设置第一柔性导热部件 260, 利用第一柔性导热部件 260 的流动性充分填充集成芯片 240和下壳体 230之间的空隙，并且可以挤压光模块内部的空气，使得第一柔性导热部件 260可以和印刷电路板 220以及集成芯片 240充分接触、从而可以将集成芯片 240产生的热量及时通过第一柔性导热部件 260传送到下壳体 230散发出去，增强光模块的散热性能，提高了光模块的可靠性。其次，由于光模块内部散热效果改善，光模块外部散热不需釆用现有昂贵的散热方式，散热成本下降。

此外，本发明实施例由于取消了散热凸台，不需加工复杂的凸台，因此可以显著提升生产效率，同时成本也大幅降低。

在本发明实施例提供的光模块中，上壳体 210靠近印刷电路板 220一侧的第一表面包括至少一个凸起 211 , 在组装光模块时，上壳体 210通过凸起 211来顶住印刷电路板 220, 从而将应力从印刷电路板 220传递到第一柔性导热部件 260 , 挤压第一柔性导热部件 260 , 从而使得第一柔性导热部件 260和印刷电路板 220接触良好，可以更有效的传递集成芯片 240产生的热量。其中，上壳体 210的第一表面上的凸起的数量可以根据实际需要来确定。

参见图 3 , 图 3是本发明实施例提供的光模块中下壳体的局部放大图。在本发明实施例提供的光模块中，下壳体 230靠近第一柔性导热部件 260 一侧的第二表面（即下壳体内部表面）上包括至少一个凸起 231 , 其中下壳体 230的第二表面上凸起 231的数量和排布可以根据实际需要来确定，凸起 231 的形状可以为柱状凸起、针状凸起或其它形状的凸起。本发明实施例通过在下壳体 230的第二表面上设置凸起 231 ,可以加快第一柔性导热部件 260散热，进一步加强光模块的散热效果。

进一步的，下壳体 230 的第二表面（即下壳体内部表面）上的多个凸起 231可以为热交换齿，通过挤压第一柔性导热部件 260 , 使得热交换齿完全嵌入第一柔性导热部件 260中，从而增加下壳体 230与第一柔性导热部件的接触，且热交换齿与空气接触进行热交换，提高集成芯片 240与下壳体 230的传热能力，从而进一步加强光模块的散热效果。

在本发明实施例中，下壳体 230上与第二表面相交的第三表面和第四表面分布有齿状凸起 232 , 该齿状凸起 232的形状可以根据需要来设计，齿状凸起 232可以用于固定第一柔性导热部件 260 ,增强第一柔性导热部件 260和下壳体之间的摩擦力，防止其滑动，提高光模块散热的可靠性。

参见图 4 , 图 4是本发明实施例二提供的光模块的结构示意图。

在本发明实施例二提供的光模块中，包括上壳体 310、印刷电路板 320、下壳体 330以及设置在印刷电路板上的集成芯片 340和光收发模块 350 , 以及第一柔性导热部件 360、第二柔性导热部件 370。其中，上壳体 310和下壳体 330围成容纳印刷电路板 320、集成芯片 340和光收发模块 350的空间。第一柔性导热部件 360设置在印刷电路板 320和下壳体 330之间，并且第一柔性导热部件 360的一表面和集成芯片 340接触，另一表面和下壳体 330接触。本发明实施例二和实施例一的区别在于，本发明实施例中还包括第二柔性导热部件 370 , 第二柔性导热部件 370位于上壳体 310和印刷电路板 320之间，第二柔性导热部件 370的一表面和印刷电路板 320接触，第二柔性导热部件 370的另一表面和上壳体 310接触。

如图 4 中虚线区域所示，本发明实施例在芯片区域釆用第一柔性导热材料 360充分填充集成芯片 340与下壳体 330周围空隙，挤压光模块内部空气，利用第一柔性导热材料 360 的导热性能，可以将芯片区域产生的大量热量与光器件区域完全隔离，减少高温的芯片区域对温度规格较低的光器件的影响。本发明实施例可以提高光模块的温度规格，提升整体工作的可靠性。

其中，第一柔性导热部件 360和第二柔性导热部件 370均可以为导热凝胶、导热硅脂或导热片等。

在本发明实施例中，集成芯片 340设置在印刷电路板 320上靠近第一柔性导热部件 360的表面上，相对应将集成芯片 340设置在印刷电路板 320上远离第一柔性导热部件 360 的表面上，本发明实施例可以使得集成芯片 340 产生的热量及时通过第一柔性导热部件 360和下壳体 330散发出去，进一步提高了散热性能。本发明实施例利用第一柔性导热部件 360的流动性充分填充集成芯片 340 和下壳体 330之间的空隙，并且可以挤压光模块内部的空气，从而将集成芯片 340产生的热量传送到下壳体 330散发出去。同时，第二柔性导热部件 370 的流动性也可以充分填充印刷电路板 320和上壳体 310之间的空隙，从而将集成芯片 340产生的热量传送到上壳体 310散发出去。因此，本发明实施例提供的光模块的散热性能更好，可靠性也更高。

此外，上述第一柔性导热部件 360和第二柔性导热部件 370还具有艮好的减震特性，能很好地保护光模块中的元器件，避免在运输及使用过程中受到损坏。其中，下壳体 330的第二表面上的多个凸起 331 可以为热交换齿，通过挤压第一柔性导热部件 360 , 使得热交换齿完全嵌入第一柔性导热部件 360中，从而加强光模块的散热效果。

在本发明实施例提供的光模块中，上壳体 310靠近印刷电路板 320一侧的第一表面包括至少一个凸起 311 , 在组装光模块时，上壳体 310通过凸起 311来顶住印刷电路板 320 , 从而挤压第一柔性导热部件 360和第二柔性导热部件 370 , 使得第一柔性导热部件 360、第二柔性导热部件 370分别和印刷电路板 320接触良好，可以更有效的传递集成芯片 340产生的热量。其中，上壳体 310的第一表面上的凸起的数量可以根据实际需要来确定。

在本发明实施例中，下壳体 330上与第二表面相交的第三表面和第四表面分布有齿状凸起 332 ,该齿状凸起 332可以用于固定第一柔性导热部件 360 , 防止其滑动，改善光模块内部散热效果，提高光模块的可靠性。

在本发明实施例中，通过在光模块的印刷电路板 320和下壳体 330之间设置第一柔性导热部件 360 ,利用第一柔性导热部件 360的流动性充分填充集成芯片 340和下壳体 330之间的空隙，增强光模块的散热性能，提高了光模块的可靠性。其次，由于光模块内部散热效果改善，光模块外部散热不需釆用现有昂贵的散热方式，散热成本下降。此外，本发明实施例由于取消了散热凸台，不需加工复杂的凸台，因此可以显著提升生产效率，同时成本也大幅降低。本发明实施例还对光模块的下壳体 330的内表面的结构进行了改进，例如增加热交换齿以及齿状突起，可以进一步加强光模块的散热效果，还可以提高光模块的可靠性。

本发明实施例除了应用于光模块外，还可以适用于其它封闭盒体内部散热，以解决封闭盒体内部器件局部热点及器件散热相互影响的问题，从而提高封闭盒体内部散热效率。

参见图 5 , 图 5是本发明实施例提供的光通信系统的结构示意图。

本发明实施例还提供一种光通信系统，包括数据源 410, 光学信道 420以及光模块 430。其中，光模块 430的具体结构和上述光模块实施例相同，详情参见上述光模块第一实施例和第二实施例。光通信系统中的数据源 410用于向光模块 430发送数据信号，光模块 430的光收发模块用于将数据信号转换为光信号，并通过光学信道 420进行传输。其中，光学信道 420可以为光纤。

进一步的，光通信系统中的光模块 430 的光收发模块还用于接收光学信道 420传输的光信号，并将接收到的光信号进行光电转换。本发明实施例提供的光收发模块可以实现光电转换以及电光转换的功能。

在本发明实施例提供的光通信系统中，光模块的印刷电路板和下壳体之间设置有第一柔性导热部件，利用第一柔性导热部件的流动性充分填充集成芯片和下壳体之间的空隙，并且可以挤压光模块内部的空气，使得第一柔性导热部件可以和印刷电路板以及集成芯片充分接触，从而可以将集成芯片产生的热量及时通过第一柔性导热部件传送到下壳体散发出去，从而增强光模块的散热性能，提高了光模块的可靠性，同时也提高了光通信系统的可靠性。

以上对本发明实施例提供的光模块和光通信系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

权利要求书

1、一种光模块，包括上壳体（210)、印刷电路板（220)、下壳体（230) 以及设置在所述印刷电路板上的集成芯片（ 240 )和光收发模块（ 250 ), 所述上壳体（210)和所述下壳体（230 ) 围成容纳所述印刷电路板（220)、集成芯片（240)和光收发模块（250) 的空间，其特征在于，还包括：

设置在所述印刷电路板（220)和所述下壳体（230 )之间的第一柔性导热部件（260),所述第一柔性导热部件（260)的一表面和所述集成芯片（240) 接触，所述第一柔性导热部件（260) 的另一表面和所述下壳体（230)接触。

2、根据权利要求 1 所述的光模块，其特征在于，所述上壳体（210) 靠近所述印刷电路板（220)—侧的第一表面包括至少一个凸起（211)。

3、根据权利要求 1 所述的光模块，其特征在于，所述下壳体（230) 靠近所述第一柔性导热部件 ( 260 )一侧的第二表面上包括至少一个凸起（ 231 ), 所述第二表面上的凸起（231 )用于支承所述第一柔性导热部件（260)。

4、根据权利要求 3 所述的光模块，其特征在于，所述下壳体（230) 第二表面上的凸起（231 ) 为热交换齿。

5、根据权利要求 3 所述的光模块，其特征在于，所述下壳体（230)上与所述第二表面相交的第三表面和第四表面分布有齿状凸起（232)。

6、根据权利要求 1到 5任一项所述的光模块，其特征在于，还包括：第二柔性导热部件（370 ), 所述第二导热部件（370 )设置于所述印刷电路板 (320)和所述上壳体（310)之间，所述第二柔性导热部件（ 370 ) 的一表面和所述印刷电路板（320 )接触，所述第二柔性导热部件（ 370 ) 的另一表面和所述上壳体（310)接触。

7、根据权利要求 1到 5任一项所述的光模块，其特征在于，

所述第一柔性导热部件（260、 360 )和第二柔性导热部件（370 )为导热凝胶、导热硅脂或导热片。

8、根据权利要求 1到 5任一项所述的光模块，其特征在于，

所述集成芯片（240)设置在所述印刷电路板（220)上靠近所述第一柔性导热部件（260 ) 的表面上。

9、一种光通信系统，包括数据源，光学信道，其特征在于，还包括如权利要求 1到 8任一项所述的光模块；

所述数据源用于向所述光模块发送数据信号，所述光模块包括的光收发模块（250 )用于将所述数据信号转换为光信号，并通过所述光学信道进行传输。

10、根据权利要求 9所述的光通信系统，其特征在于，

所述光收发模块（250 )还用于接收所述光学信道传输的光信号，将接收到的光信号进行光电转换。