CN115826155A

CN115826155A - 具散热结构的光通讯模块

Info

Publication number: CN115826155A
Application number: CN202211347053.1A
Authority: CN
Inventors: 郑汉标
Original assignee: Xunyun Electronic Technology Zhongshan Co ltd
Current assignee: Xunyun Electronic Technology Zhongshan Co ltd
Priority date: 2022-10-31
Filing date: 2022-10-31
Publication date: 2023-03-21

Abstract

一种具散热结构的光通讯模块，包括金属外壳；电路板，设置于上述金属外壳内，具有一容置孔；热电冷却元件，设置于上述容置孔内，且具有一加热面以及一冷却面；光电芯片，设置于上述热电冷却元件的冷却面上；以及导热片，连接于上述加热面以及上述金属外壳。当上述热电冷却元件被供应电流后，上述加热面被加热，且上述冷却面被冷却。

Description

具散热结构的光通讯模块

技术领域

本发明有关于一种光通讯模块，尤指一种具散热结构的光通讯模块。

背景技术

光纤通讯网路具有低传输损失、高数据保密性、优秀的抗干扰性，以及超大频宽等特性，已是现代主要的资讯通讯方式，其中，用于接受来自光纤网路的光信号并将其转换成电信号传输，及/或将电信号转换成光信号再藉由光纤网路向外传输的光通讯模块是光纤通讯技术中最重要的基础组件之一。

习知的光通讯模块可利用激光光电芯片发射带有光信号的激光至光纤。然而，激光光电芯片运作时的热量较高，因此利用导热垫片连接激光光电芯片与金属外壳以对激光光电芯片进行散热。然而，上述的散热方式难以满足现今激光光电芯片的散热需求。

发明内容

有鉴于此，在本发明中利用热电冷却元件提供了较佳的散热方案，且热电冷却元件设置于电路板中，可减少光通讯模块的体积。

本发明一实施例揭露一种具散热结构的光通讯模块，包括金属外壳；电路板，设置于上述金属外壳内，具有一容置孔；热电冷却元件，设置于上述容置孔内，且具有一加热面以及一冷却面；光电芯片，设置于上述热电冷却元件的冷却面上；以及导热片，连接于上述加热面以及上述金属外壳。当上述热电冷却元件被供应电流后，上述加热面被加热，且上述冷却面被冷却。

根据本发明一实施例，上述加热面与上述电路板的一下表面形成一第一平坦表面，且上述冷却面与上述电路板的一上表面形成一第二平坦表面。

根据本发明一实施例，光通讯模块更包括框架，设置于上述电路板上；以及透镜，设置于上述框架，且对应于上述光电芯片。

根据本发明一实施例，光通讯模块更包括光学元件，设置于上述框架上，且包括一第一斜面、以及一第二斜面。上述第一斜面用以反射上述光电芯片所射出的光束至上述第二斜面。

根据本发明一实施例，光通讯模块更包括检光器，设置于上述电路板上，且对应于上述第二斜面。上述光束的部分经由上述第二斜面反射至上述检光器，上述光束的另一部分穿过上述第二斜面。

根据本发明一实施例，上述热电冷却元件更包括一热电半导体，位于上述电路板的上述容置孔内。

根据本发明一实施例，上述热电冷却元件更包括一上盖板，连接于上述热电半导体，且上述上盖板包括上述冷却面。

根据本发明一实施例，上述热电冷却元件更包括一下盖板，连接于上述热电半导体，且上述下盖板包括上述加热面，其中上述下盖板的尺寸大于上述上盖板的尺寸。

根据本发明一实施例，光通讯模块更包括一热敏电阻，设置于上述冷却面上。

根据本发明一实施例，上述导热片与上述金属外壳一体成形。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的具散热结构的光通讯模块的示意图。

主要元件符号说明

光通讯模块 1

金属外壳 10

底板 11

顶板 12

电路板 20

容置孔 21

上表面 22

下表面 23

热电冷却元件 30

热电半导体 31

上盖板 32

冷却面 321

下盖板 33

加热面 331

光电芯片 40

导热片 50

框架 60

透镜 70

光学元件 80

第一斜面 81

第二斜面 82

透镜结构 83

检光器 90

热敏电阻 A1

光纤 F1

延伸方向 D1

迭置方向 D2

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图与实施例对本发明进一步的详细描述，应当理解，本发明提供许多可供应用的创作概念，其可以多种特定型式实施。文中所举例讨论的特定实施例仅为制造与使用本发明的特定方式，非用以限制本发明的范围。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它实施例，都属本发明保护的范围。

此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本发明，不代表所讨论的不同实施例及/或结构的间具有任何关连性。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1为根据本发明一实施例的具散热结构的光通讯模块1的示意图。光通讯模块1可用以安装于一电子装置内，以使得电子装置可发送及/或接收光信号。电子装置可为个人电脑、服务器(server)、或路由器(router)，但并不于以限制。光通讯模块1可为光发送模块、光接收模块、或是光收发模块。光发送模块可用以接收电子装置的电信号转换为光信号，且将光信号经由光纤F1传送至远端。光接收模块可经由光纤F1接收光信号，并可将光信号转换为电信号传送于电子装置。此外，光收发模块可整合光发送模块以及光接收模块的功能，可用以接收电子装置的电信号转换为光信号，且将光信号经由光纤F1传送至远端。

于本实施例中，光通讯模块1可为光发送模块，但并不以此为限。光通讯模块1可包括一金属外壳10、一电路板20、一热电冷却元件30、一光电芯片40、以及一导热片50。金属外壳10可为长条形结构，沿一延伸方向D1延伸。

于本实施例中，金属外壳10可包括一底板11以及一顶板12。底板11以及顶板12可为长条形结构，且沿延伸方向D1延伸。顶板12设置于底板11之上，且可与底板11平行。

电路板20设置于金属外壳10内，且位于底板11以及顶板12之间。电路板20可为长条形结构，且沿延伸方向D1延伸。电路板20可平行于底板11以及顶板12。电路板20具有容置孔21，穿过电路板20的上表面22以及下表面23。上表面22以及下表面23为电路板20的主要表面，且可平行于底板11以及顶板12。

热电冷却元件30设置于容置孔21内，且电性连接于电路板20。热电冷却元件30可具有一热电半导体31、一上盖板32以及一下盖板33。热电半导体31位于电路板20的容置孔21内，且与电路板20的上表面22以及下表面23分离。热电半导体31位于上盖板32以及下盖板33之间。上盖板32连接于热电半导体31，且具有一冷却面321。冷却面321与电路板20的一上表面22形成一第二平坦表面。下盖板33连接于热电半导体31，且具有一加热面331。加热面331与电路板20的一下表面23形成一第一平坦表面。上盖板32可平行于上盖板32，且可平行于电路板20。于本实施例中，藉由将热电冷却元件30设置于电路板20内，可节省光通讯模块11的体积。

光电芯片40设置于热电冷却元件30的冷却面321上，且电性连接于电路板。光电芯片40可依据电子装置所传输的电信号发射带有光信号的光束。于本实施例中，光电芯片40可为激光光电芯片，用以发射激光。前述激光光电芯片40可为分散式反馈激光器(Distributed Feedback Laser)，但并不以此为限。

导热片50连接于加热面331以及金属外壳10。导热片50可突出于金属外壳10的底板11，或是与金属外壳10的底板11形成平坦的表面。于一些实施例中，导热片50可与金属外壳10的底板11一体成形。导热片50的厚度配合电路板20与底板11之间的距离。藉由选用不同厚度的导热片50，可配合不同尺寸的金属外壳10，并将热电冷却元件30的热良好地传递于金属外壳10。

于本实施例中，热电冷却元件30可为热电效应散热器(Thermoelectric Cooler,TEC)。当光电芯片40运作时，电路板20供应电流至热电冷却元件30，热电半导体31吸收上盖板32的热量，并对下盖板33释放热量。换句话说，当热电冷却元件30被供应电流后，加热面331被加热，且冷却面321被冷却。冷却面321上的光电芯片40被冷却，而加热面331上的热量经由导热片50传导至金属外壳10，进而可增加光通讯模块1的散热效率。

于本实施例中，光电芯片40、上盖板32、热电半导体31、下盖板33、导热片50可沿迭置方向D2依序堆迭，且可垂直于迭置方向D2延伸。下盖板33的尺寸大于上盖板32的尺寸，且加热面331的面积大于冷却面321的面积。因此，藉由下盖板33可增加光通讯模块1的散热效率。

于本实施例中，热敏电阻A1设置于冷却面321上，热敏电阻A1用以侦测上盖板32的温度。当热敏电阻A1侦测上盖板32超过一预定温度(例如30摄氏度)时，电路板20供应电流至热电冷却元件30。

光通讯模块1更包括一框架60、一透镜70、一光学元件80、以及一检光器90。框架60设置于电路板20上。于本实施例中，框架60固定于电路板20的上表面22。透镜70设置于框架60，且对应于光电芯片40。透镜70用以将光电芯片40所射出的光束聚焦。透镜70于迭置方向D2上，位于光电芯片40的上方，且与光电芯片40分离。上述迭置方向D2垂直于延伸方向D1。

光学元件80设置于框架60上以及电路板20上。光学元件80包括一第一斜面81、一第二斜面82、以及一透镜结构83。光学元件80可由透光材质所制成，例如玻璃。第一斜面81于迭置方向D2上位于透镜70的上方。第一斜面81用以反射光电芯片40所射出的光束至第二斜面82。于一些实施例中，第一斜面81上具有反射镀膜。

检光器(Monitor PhotoDiode,MPD)90设置于电路板20上，且对应于第二斜面82。于迭置方向D2上，检光器90位于第二斜面82的下方。经由第一斜面81反射的光束的部分经由第二斜面82反射至检光器90，光束的另一部分穿过第二斜面82。检光器90检测照射于其上的光束，以检测光电芯片40所射出的光束的品质。穿过第二斜面82的光束经由透镜结构83后聚焦至光纤F1。

综上所述，本发明的光通讯模块藉热利用热电冷却元件提供了较佳的散热方案，且热电冷却元件设置于电路板中，可减少光通讯模块的体积。

对本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的创作方案和创作构思结合生成的实际需要做出其他相应的改变或调整，而这些改变和调整都应属本发明权利要求的保护范围。

Claims

1.一种具散热结构的光通讯模块，其特征在于，包括：

金属外壳；

电路板，设置于上述金属外壳内，具有一容置孔；

热电冷却元件，设置于上述容置孔内，且具有一加热面以及一冷却面；

光电芯片，设置于上述热电冷却元件的冷却面上；以及

导热片，连接于上述加热面以及上述金属外壳；

其中当上述热电冷却元件被供应电流后，上述加热面被加热，且上述冷却面被冷却。

2.如权利要求1所述的具散热结构的光通讯模块，其特征在于，上述加热面与上述电路板的一下表面形成一第一平坦表面，且上述冷却面与上述电路板的一上表面形成一第二平坦表面。

3.如权利要求1所述的具散热结构的光通讯模块，其特征在于，更包括：

框架，设置于上述电路板上；以及

透镜，设置于上述框架，且对应于上述光电芯片。

4.如权利要求3所述的具散热结构的光通讯模块，其特征在于，更包括：

光学元件，设置于上述框架上，且包括一第一斜面、以及一第二斜面；

其中上述第一斜面用以反射上述光电芯片所射出的光束至上述第二斜面。

5.如权利要求4所述的具散热结构的光通讯模块，其特征在于，更包括：

检光器，设置于上述电路板上，且对应于上述第二斜面；

其中上述光束的部分经由上述第二斜面反射至上述检光器，上述光束的另一部分穿过上述第二斜面。

6.如权利要求1所述的具散热结构的光通讯模块，其特征在于，上述热电冷却元件更包括一热电半导体，位于上述电路板的上述容置孔内。

7.如权利要求6所述的具散热结构的光通讯模块，其特征在于，上述热电冷却元件更包括一上盖板，连接于上述热电半导体，且上述上盖板包括上述冷却面。

8.如权利要求7所述的具散热结构的光通讯模块，其特征在于，上述热电冷却元件更包括一下盖板，连接于上述热电半导体，且上述下盖板包括上述加热面，其中上述下盖板的尺寸大于上述上盖板的尺寸。

9.如权利要求1所述的具散热结构的光通讯模块，其特征在于，更包括一热敏电阻，设置于上述冷却面上。

10.如权利要求1所述的具散热结构的光通讯模块，其特征在于，上述导热片与上述金属外壳一体成形。