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CN109445041A - 25g光模块的加工工艺 - Google Patents

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CN109445041A
CN109445041A CN201811258201.6A CN201811258201A CN109445041A CN 109445041 A CN109445041 A CN 109445041A CN 201811258201 A CN201811258201 A CN 201811258201A CN 109445041 A CN109445041 A CN 109445041A
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Abstract

本发明属于电子通讯设备领域，具体涉及一种25G光模块的加工工艺。具体技术方案为：一种25G光模块的加工工艺，具体步骤为：制备光模块主体和壳体，在壳体的一端开口，并沿开口向内加工空腔；在壳体的至少一侧侧壁和对应顶部设置安装通道，在安装通道底部安装弹性部件，在弹性部件另一端固接活动块，弹性部件处于自然状态时，活动块外端伸出安装通道进入空腔；在活动块内端固接拉伸绳，拉伸绳穿过壳体顶部预设的通孔与第一活动杆杆面固接，第一活动杆上固接翅片且铰接在壳体顶部，壳体顶部设置翅片槽；拉伸绳的固接点在第一活动杆横截圆面上的切线与翅片间夹角为90°～180°。本发明设置的加工工艺简单合理，可有效满足光模块日常加工需求。

Description

25G光模块的加工工艺
技术领域
本发明属于电子通讯设备领域，具体涉及一种25G光模块的加工工艺。
背景技术
随着光通信领域的带宽不断提速，光模块带宽也随之升级。为响应市场对高带宽高速率数据传输的需求，模块设计越来越往小型化、高密度的方向发展。光模块速率的提高一般都伴随着功率的提高，随着光模块功率增大，体积热密度也增大，导致光模块工作温度升高，光模块中对温度敏感的电光/光电转换元器件以及芯片性能会大大降低，甚至导致整个模块无法正常工作或者失效。另外，具有高效散热结构的25G光模块往往也存在加工较复杂、加工工艺设置不合理等问题。因此，需要提供一种更高效的散热结构及优化的加工工艺来解决这一问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种散热性能优异的25G光模块的加工工艺。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种25G光模块的加工工艺，具体加工工艺步骤为：
(1)制备光模块主体和壳体，在所述壳体的一端开口，并沿所述开口向内加工出供光模块主体进出的空腔；
(2)在所述壳体的至少一侧侧壁上设置安装通道，在所述壳体顶部设置与安装通道连通的通孔；
(3)在所述安装通道底部安装弹性部件，在所述弹性部件的另一端固接活动块，所述弹性部件处于自然状态时，所述活动块的外端伸出安装通道，进入空腔；
(4)从所述壳体顶部的通孔处放入拉伸绳、伸入安装通道内，将拉伸绳与所述活动块的内端固接；所述拉伸绳留在所述壳体顶部表面部分与第一活动杆端面附近的杆面固接，所述第一活动杆上固接翅片，且所述第一活动杆铰接在壳体顶部，所述壳体顶部对应设置翅片槽；
所述拉伸绳与第一活动杆的具体连接加工方式为：所述拉伸绳的固接点在所述第一活动杆横截圆面上的切线与所述翅片间夹角为90°～180°；
设置完成后，所述25G光模块即加工完成。
优选的，所述活动块与弹性部件及拉伸绳的具体加工连接方式如下：
(1)将所述安装通道沿倾斜方向加工，再将所述活动块的内端与安装通道内的活动块拉伸杆固接；
(2)再将所述活动块拉伸杆与连接杆外端固接，所述连接杆沿平行于侧壁纵深方向设置；
(3)再将所述连接杆的中部、与活动块拉伸杆相反方向固接所述弹性部件；
(4)最后将所述连接杆内端与所述拉伸绳固接，即完成此部分结构的加工。
优选的，将所述活动块伸入空腔部分加工为沿光模块主体进出方向延伸的弧面。
优选的，所述第一活动杆与至少一个第二活动杆联动连接，所述第二活动杆铰接于散热部上表面，并固接翅片；所述第二活动杆平行于第一活动杆。
优选的，所述散热部外表面和/或所述翅片上设有散热涂层。
优选的，所述散热涂层的配方为：按重量份数，FeO粉末20～25份、MnO2粉末20～25份、CuO粉末8～10份、中空玻璃微珠50～60份、双酚A型环氧树脂100～160份、去离子水2000份；所述各金属氧化物的粉末粒径≤0.5μm，所述中空玻璃微珠的粒径≤5μm。
优选的，所述散热涂层的配方为：按重量份数，FeO粉末25份、MnO2粉末20份、CuO粉末8份、中空玻璃微珠55份、双酚A型环氧树脂135份、去离子水2000份。
优选的，所述散热涂层的制备方法包括如下步骤：
(1)将MnO2粉末、CuO粉末、中空玻璃微珠混匀后，加入双酚A型环氧树脂中，混匀后，再加入FeO粉末和去离子水，超声混匀，得散热涂料；
(2)将所述散热涂料均匀涂在散热部外表面和/或所述翅片表面，随后将其置于电场中，120～130V/cm处理5分钟；
整个通电过程中，同时施加均匀的外加磁场；所述外加磁场的方向垂直于涂料涂布方向；磁场强度为0.5T，磁场间距20～25mm；
(3)随后在置于165～175℃、氩气环境下，保温2h；自然冷却后，清洗2～3次；
(4)再在450～550℃、氩气环境下，保温2h；再在750～800℃下保温0.5h；自然冷却后，形成散热涂层。
优选的，所述光模块插入壳体的另一端上下表面分别安装第一散热板和第二散热板，所述第一散热板、第二散热板通过紧固螺栓连接于壳体上。
优选的，所述第一散热板上还设置有数个散热孔。
本发明具有以下有益效果：
1、光模块主体在进入壳体内时，产热多且散热困难。通过本发明的设置，光模块主体进入后，壳体上壁散热翅片自动打开，增大散热面积，同时，翅片的打开使壳体变薄，光模块主体与外界间距缩短，进一步提高散热效率。另外，在工作过程中，翅片与翅片间形成通道，外界流动的空气会在其间形成流动通道，帮助带走热量。
光模块主体离开壳体后，壳体上的翅片自动闭合，避免翅片处于立起状态时受到磕碰损伤或伤到工作人员。
2、壳体的散热部分还对应设置散热涂层，进一步帮助散热。壳体为金属材质，在电沉积时、双酚A型环氧树脂与壳体接触后，可能产生气体，在涂层表面产生凹槽。另外，FeO在磁场作用下浮于涂层表面，且部分被洗除，在涂层表面进一步形成凹槽，增大涂层散热面积，有效提高了散热涂层的散热能力。
3、本发明还提供了所述25G光模块的加工工艺，优化了加工步骤，节省了加工成本。
附图说明
图1为本发明的一种实施方式在非工作状态时的结构示意图；
图2为图1中壳体在非工作状态时的A-A向剖面图；
图3为图2中安装通道内部结构及翅片位置关系示意图；
图4为图1中壳体在工作状态时的A-A向剖面图；
图5为图4中安装通道内部结构及翅片位置关系示意图；
图6为图2中A部一种实施方式在非工作状态时的放大图；
图7为图4中A部一种实施方式在工作状态时的放大图；
图8为图2中A部另一种实施方式在非工作状态时的放大图；
图9为图4中A部另一种实施在工作状态时的方式放大图；
图10为图2中联动连接一种实施方式在工作状态时的示意图；
图11为图2中联动连接另一种实施方式在工作状态时的示意图；
图12为本发明的另一种实施方式在工作状态时的结构示意图。
具体实施方式
各附图中，以光模块主体10插入壳体20为工作状态，以光模块主体10未插入壳体20为未工作状态。
如图1所示的，一种25G光模块，包括光模块主体10和一端开口、供光模块主体10插入的壳体20，所述光模块主体10可套接于壳体20内部，也可以不套接，单独放置。
如图2～5所示，所述壳体20包括内部有空腔的基部21，所述空腔可供光模块主体10进出。所述基部21上方设有散热部22。基部21与散热部22实际是一个整体，只是为了方便描述分为两个部分。
所述基部21开口附近至少一侧侧壁上设置安装通道。所述安装通道内部装有活动块31，优选在两侧壁对称设置安装通道，安装通道内部结构也相应对称设置(图中均只示出一侧壁的结构)。
所述活动块31外端为自由端、内端与所述安装通道底部间设置弹性部件34，所述弹性部件34优选为弹性恢复能力强的弹簧。所述光模块主体10与壳体20分离时，所述活动块31自由端伸入所述空腔。所述活动块31内端连接拉伸绳35。
所述活动块31与弹性部件34及拉伸绳35的优选连接方式如下：所述安装通道倾斜布置，所述活动块31一端为自由端，另一端与安装通道内的活动块拉伸杆32固接，所述活动块拉伸杆32与平行于侧壁纵深方向的连接杆33外端固接，所述连接杆33的中部、与活动块拉伸杆32相反方向固接所述弹性部件34，所述连接杆33内端与所述拉伸绳35固接，所述拉伸绳35优选为钢丝绳。
优选的方案为，所述光模块主体10未进入时，活动块31与连接杆33所连接的一面刚好位于侧壁上所开空腔的开口处，且该面与空腔的开口平行；所述光模块主体10完全进入壳体20后，活动块31完全进入空腔内部。
所述拉伸绳35的另一端伸入散热部22，并与第一活动杆361端面附近的杆面固接，所述第一活动杆361铰接于散热部22上表面，第一活动杆361上固接翅片37；所述散热部22上对应设置翅片槽38，使翅片37处于闭合状态时，刚好位于翅片槽38内。
所述拉伸绳35与第一活动杆361的连接方式为：所述拉伸绳35的固接点350在所述第一活动杆361横截圆面上的切线与所述翅片37间夹角为90°～180°。夹角为180°时，非工作状态时具体连接方式如图6所示，工作状态时如图7所示。夹角为90°时，非工作状态时具体连接方式如图8所示，工作状态时如图9所示(图6～9中示出的联动连接的方式对应图10的连接方式)。
所述活动块31伸入空腔部分优选为沿光模块主体10进出方向延伸的弧面。以方便光模块主体10进入壳体20时，可以轻松地、不损伤光模块主体10地将活动块31压入侧壁内部。所述活动块31一端为自由端，在没有光模块主体10进入时，凸出侧壁进入空腔。
需要注意的是，图中示意的位置关系只是为了方便观察和阐述，所述活动块31和所述翅片37在壳体20的纵深方向上实际存在一定的位移差。所述活动块31位于壳体20的开口入口处。所述翅片37位于壳体20开口端的另一端末端表面，优选为位于光模块主体10插入后，所插入最深处在壳体20上表面所对应的位置；即，光模块主体10插入后，其插入末端的上方、壳体20对应位置，设置翅片37。
更优的方案为：所述第一活动杆361至少一个第二活动杆362联动连接，所述第二活动杆362铰接于散热部22上表面，并固接翅片37。所述第二活动杆362平行于第一活动杆361。
所述联动连接可以如图10所示，将所述拉伸绳35延伸形成联动绳351。所述联动绳351环绕所述第一活动杆361至少一周后，与所述第一活动杆361形成稳固连接关系，随后延长并以同样的方式环绕在第二活动杆362上。为了使联动绳351与各活动杆形成稳固连接方式，还可以在各活动杆上相应开槽，将联动绳351固定在槽内。拉伸绳35上下运动，拉动联动绳351左右运动，进而带动各翅片37联动开合。
所述联动连接也可以如图11所示，在所述各翅片37外侧铰接设置联动杆352。所述散热部22上表面对应开设放置联动杆352的槽。所述拉伸绳35上下运动，带动第一活动杆361上的翅片37开合，进而在联动杆352的作用下使用各翅片37联动开合。图10、11中均未示意翅片槽38。
本发明的工作原理为：光模块主体10未进入时，弹性部件34处于自然状态，活动块31凸出侧壁，位于壳体20内部，各翅片37处于闭合状态。光模块主体10从壳体20开口处进入，推动活动块31向壳体20侧壁内部、深处运动，从而使弹性部件34下压，带动拉伸绳35向下运动，从而带动第一活动杆361转动，并在联动结构下带动各翅片37打开。光模块主体10退出壳体20后，弹性部件34恢复自然状态，推动活动块31外移，同时拉伸绳35向上运动，各翅片37闭合。
更优的方案为：所述散热部22外表面和/或所述翅片37上设有散热涂层(图中未示出)。
所述散热涂层的制备方法如下：
1、配方：按重量份数，FeO粉末20～25份、MnO2粉末20～25份、CuO粉末8～10份、中空玻璃微珠50～60份、双酚A型环氧树脂100～160份、去离子水2000份。所述各金属氧化物的粉末粒径≤0.5μm，所述中空玻璃微珠的粒径≤5μm。
2、制备方法：
(1)将MnO2粉末、CuO粉末、中空玻璃微珠混匀后，加入双酚A型环氧树脂中，混匀后，再加入FeO粉末和去离子水，超声混匀，即得散热涂料。
(2)将所述散热涂料均匀涂在干净的待镀层表面。所述散热涂料1g可涂布的待镀层的面积为100～200cm2。将涂布涂料后的待镀层置于电场中，使用JY 600型电泳仪提供直流电源，在电极间施加120～130V/cm的恒定电场，通电5分钟。
在整个通电过程中，同时对待镀层施加均匀的外加磁场。所述外加磁场的方向垂直于待镀层上的涂料涂布方向；磁场强度为0.5T，磁场间距20～25mm。
(3)将步骤(2)处理后的待镀层置于165～175℃、氩气环境下，保温2h。自然冷却后，使用去离子水超声清洗待镀层2～3次，洗去镀层表面的金属氧化物，形成带均匀孔隙的镀层。
(4)再在450～550℃、氩气环境下，保温2h；再在750～800℃下保温0.5h，去除双酚A型环氧树脂。自然冷却后，形成散热涂层。
下面结合具体的实验对散热涂层的制备进行进一步说明。
按上述方法制备10组散热涂层，其中，各组的具体参数如表1所示，表中各组分为重量份数。以不添加FeO为对照组1，以不添加外加磁场为对照组2。
表1各组具体参数表
发射率是热物性的基本参数，使用红外热发射率测定仪测定各散热涂层的发射率，并电镜观察散热涂层表观特征，结果如表2所示。
表2各组效果展示表
组别 发射率 表观特征
组1 0.88 大量凹槽结构
组2 0.93 大量凹槽结构
组3 0.87 大量凹槽结构
组4 0.87 大量凹槽结构
组5 0.82 大量凹槽结构
组6 0.85 大量凹槽结构
组7 0.83 大量凹槽结构
组8 0.85 大量凹槽结构
组9 0.82 大量凹槽结构
组10 0.76 大量凹槽结构
对照组1 0.70 部分凹槽结构
对照组2 0.76 少量凹槽结构
更优的方案为：所述光模块主体10插入壳体20的另一端上下表面还分别设置第一散热板41和第二散热板42，所述第一散热板41上还设置有数个散热孔411。所述各散热板为散热性能良好的金属材质，如金属铝等。所述第一散热板41、第二散热板42通过紧固螺栓50连接于壳体20上。为确保第一散热板41和第二散热板42紧贴于光模块主体10上，所述紧固螺栓50与第二散热板42之间还设置有卡紧簧片51。

Claims (10)

1.一种25G光模块的加工工艺，其特征在于：具体加工工艺步骤为：
(1)制备光模块主体(10)和壳体(20)，在所述壳体(20)的一端开口，并沿所述开口向内加工出供光模块主体(10)进出的空腔；
(2)在所述壳体(20)的至少一侧侧壁上设置安装通道，在所述壳体(20)顶部设置与安装通道连通的通孔；
(3)在所述安装通道底部安装弹性部件(34)，在所述弹性部件(34)的另一端固接活动块(31)，所述弹性部件(34)处于自然状态时，所述活动块(31)的外端伸出安装通道，进入空腔；
(4)从所述壳体(20)顶部的通孔处放入拉伸绳(35)、伸入安装通道内，将拉伸绳(35)与所述活动块(31)的内端固接；所述拉伸绳(35)留在所述壳体(20)顶部表面部分与第一活动杆(361)端面附近的杆面固接，所述第一活动杆(361)上固接翅片(37)，且所述第一活动杆铰接在壳体(20)顶部，所述壳体(20)顶部对应设置翅片槽(38)；
所述拉伸绳(35)与第一活动杆(361)的具体连接加工方式为：所述拉伸绳(35)的固接点在所述第一活动杆(361)横截圆面上的切线与所述翅片(37)间夹角为90°～180°；
设置完成后，所述25G光模块即加工完成。
2.根据权利要求1所述的25G光模块的加工工艺，其特征在于：所述活动块(31)与弹性部件(34)及拉伸绳(35)的具体加工连接方式如下：
(1)将所述安装通道沿倾斜方向加工，再将所述活动块(31)的内端与安装通道内的活动块拉伸杆(32)固接；
(2)再将所述活动块拉伸杆(32)与连接杆(33)外端固接，所述连接杆(33)沿平行于侧壁纵深方向设置；
(3)再将所述连接杆(33)的中部、与活动块拉伸杆(32)相反方向固接所述弹性部件(34)；
(4)最后将所述连接杆(33)内端与所述拉伸绳(35)固接，即完成此部分结构的加工。
3.根据权利要求1所述的25G光模块的加工工艺，其特征在于：将所述活动块(31)伸入空腔部分加工为沿光模块主体(10)进出方向延伸的弧面。
4.根据权利要求1所述的25G光模块的加工工艺，其特征在于：将所述第一活动杆(361)与至少一个第二活动杆(362)联动连接，所述第二活动杆(362)铰接于散热部(22)上表面，并固接翅片(37)；并将所述第二活动杆(362)设置为与第一活动杆(361)平行。
5.根据权利要求1所述的25G光模块的加工工艺，其特征在于：在所述基部(21)外表面和/或所述散热部(22)外表面和/或所述翅片(37)上设置散热涂层。
6.根据权利要求5所述的25G光模块的加工工艺，其特征在于：所述散热涂层的配方为：按重量份数，FeO粉末20～25份、MnO2粉末20～25份、CuO粉末8～10份、中空玻璃微珠50～60份、双酚A型环氧树脂100～160份、去离子水2000份；所述各金属氧化物的粉末粒径≤0.5μm，所述中空玻璃微珠的粒径≤5μm。
7.根据权利要求6所述的25G光模块的加工工艺，其特征在于：所述散热涂层的配方为：按重量份数，FeO粉末25份、MnO2粉末20份、CuO粉末8份、中空玻璃微珠55份、双酚A型环氧树脂135份、去离子水2000份。
8.根据权利要求6或7所述的25G光模块的加工工艺，其特征在于：所述散热涂层的制备方法包括如下步骤：
(1)将MnO2粉末、CuO粉末、中空玻璃微珠混匀后，加入双酚A型环氧树脂中，混匀后，再加入FeO粉末和去离子水，超声混匀，得散热涂料；
(2)将所述散热涂料均匀涂在所述基部(21)外表面和/或散热部(22)外表面和/或所述翅片(37)表面，随后将其置于电场中，120～130V/cm处理5分钟；
整个通电过程中，同时施加均匀的外加磁场；所述外加磁场的方向垂直于涂料涂布方向；磁场强度为0.5T，磁场间距20～25mm；
(3)随后在置于165～175℃、氩气环境下，保温2h；自然冷却后，清洗2～3次；
(4)再在450～550℃、氩气环境下，保温2h；再在750～800℃下保温0.5h；自然冷却后，形成散热涂层。
9.根据权利要求1所述的25G光模块的加工工艺，其特征在于：在所述光模块主体(10)插入壳体(20)的另一端上下表面分别安装第一散热板(41)和第二散热板(42)，所述第一散热板(41)、第二散热板(42)通过紧固螺栓(50)连接于壳体(20)上。
10.根据权利要求9所述的25G光模块的加工工艺，其特征在于：在所述第一散热板(41)上设置数个散热孔(411)。
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