CN102448277A - 通信设备单板上多个xfp光模块的散热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通信设备单板上多个XFP光模块的散热装置，包括散热器本体和与多个用于插装XFP光模块的屏蔽笼一一对应设置的片状散热板，所述片状散热板设置在所述散热器本体的下方，每个所述片状散热板的一个侧边分别通过弧形柔性导热片与所述散热器本体相连。本发明，与多个XFP光模块一一对应设置的片状散热板分别通过弧形柔性导热片与散热器本体相连，利用弧形柔性导热片的高导热性能以及较好的柔性、可弯曲性，有效解决多XFP光模块共用散热器的结构设计和装配难点，从而保证每个XFP光模块产生的热量都能够有效地从光模块壳体传递到散热器，并通过散热器在冷却空气的作用下散发到环境中。

Description

通信设备单板上多个XFP光模块的散热装置
技术领域
本发明涉及通信器件，具体涉及通信设备单板上多个XFP光模块的散热装置。
背景技术
随着通信技术的发展，单个通信器件的热功耗越来越大，因此通信设备的散热问题越来越严峻。尤其是XFP光模块散热的问题，现已成为制约整个通信设备散热的瓶颈之一。具体表现为：（1）在光传输设备的线路单板中，一个单板通常包含有2路、4路、甚至8路XFP光模块，随着技术的发展，目前XFP光模块的功耗水平也在急剧增加，单个XFP光模块的功耗已经达到3.5W，有的XFP光模块甚至已经达到5W的功耗水平。（2）XFP光模块通常需要具有良好的可热插拔性，因此XFP光模块不能通过在器件与散热器之间填充软性导热材料的方法减小传热热阻，实际应用中通常表现为XFP光模块与散热器之间为线接触或点接触，严重影响了XFP光模块的散热性能。（3）XFP光模块自身工作温度规格也是制约其散热难以解决的因素之一，目前业界多以70℃壳体温度的XFP光模块为主流产品，而实际通信设备单板内的微环境温度在高温情况下通常超过60℃甚至达到65℃以上，从而导致低工作温度规格的光模块对散热的要求更加严格。
目前XFP光模块的散热方案通常有两种：单个XFP光模块独立散热器方案及多个XFP光模块整体散热器方案。
单个XFP光模块独立散热器方案为目前业界常用的XFP散热技术，如图1所示。该技术方案采用扣具10将散热器20固定在安装XFP光模块的屏蔽笼30上，保持散热器20与XFP光模块之间的较好的接触及可热插拔性。此种散热设计方案具有安装灵活方便、光模块可插拔性能好的特点，但由于通信设备单板空间的限制，此散热方案所支撑的光模块功耗通常在2W以下，不能满足3.5W甚至更高功耗的散热需求，特别是通信设备单板上具有2个及以上XFP光模块的情况下，散热问题更加严峻。此外，单个XFP光模块散热器方案占用空间大，也会影响到整个通信设备集成度问题。
针对2个以上XFP光模块散热问题，业界通常采用整体散热器设计方案，如图2所示。该方案中，散热器包括散热器本体50、散热板及导热垫60，散热器本体50通过弹簧螺钉70固定在通信设备单板80上，散热板及导热垫60位于屏蔽笼90的上方，当XFP光模块插入到屏蔽笼时，散热板及导热垫60被整体抬起并紧紧压在XFP光模块的外壳上。导热垫的导热性能一般在3W/m-K以上，具备一定的可压缩性，从而弥补整体散热器带来的平面度问题、器件自身的尺寸公差、装配公差等。但是，由于导热垫的可压缩性有限，在八个XFP光模块共用散热器时，XFP光模块的可插拔性很难满足要求，不能保证每个XFP光模块都具备合适的插拔力，同时每个XFP光模块的散热可靠性问题也难以充分保证。
综上所述，现有技术均不能很好地解决在通信设备单板的有限空间内，保证多个XFP光模块具有良好的散热性及可插拔性的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决在通信设备单板的有限空间内，保证多个XFP光模块具有良好的散热性及可插拔性的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种通信设备单板上多个XFP光模块的散热装置，包括散热器本体和与多个用于插装XFP光模块的屏蔽笼一一对应设置的片状散热板，所述片状散热板设置在所述散热器本体的下方，每个所述片状散热板的一个侧边分别通过弧形柔性导热片与所述散热器本体相连。
在上述方案中，所述弧形柔性导热片的凸出方向与XFP光模块的插拔方向垂直。
在上述方案中，所述弧形柔性导热片上设有用于安装扣具的条形开口。
在上述方案中，所述弧形柔性导热片的凸出方向与XFP光模块的插拔方向一致。
在上述方案中，所述弧形柔性导热片为高定向热解石墨。
在上述方案中，所述片状散热板的底面中部设有凸台。
本发明，与多个XFP光模块一一对应设置的片状散热板分别通过弧形柔性导热片与散热器本体相连，利用弧形柔性导热片的高导热性能以及较好的柔性、可弯曲性，有效解决多XFP光模块共用散热器的结构设计和装配难点，从而保证每个XFP光模块产生的热量都能够有效地从光模块壳体传递到散热器，并通过散热器在冷却空气的作用下散发到环境中。
附图说明
图1为现有单个XFP光模块独立散热器的设计方案示意图；
图2为现有多个XFP光模块共用一个散热器的设计方案示意图；
图3为本发明第一种具体实施例的结构示意图；
图4为图3所示具体实施例的装配示意图；
图5为本发明第二种具体实施例的结构示意图；
图6为图5所示的具体实施例装配示意图。
具体实施方式
本发明提供的技术方案可以通过以下两种具体实施例实现，下面结合附图和具体实施例对本发明作出详细的说明。
图3为本发明第一种具体实施例的结构示意图，图4为图3所示的具体实施例的装配图。为描述方便，以下描述中的上、下、左、右以及前、后方向以图3的状态为基准进行定义，其中XFP光模块的插拔方向为左、右方向，图形的左下方为前，右上方为后。
如图3、图4所示，本实施例中，通信设备单板上设置有八个用于插装XFP光模块的屏蔽笼2，因此，通信设备单板上多个XFP光模块的散热装置包括散热器本体1和与八个屏蔽笼2一一对应设置的八个片状散热板3，每个片状散热板3的前侧边（也可以是后侧边）分别通过弧形柔性导热片4与散热器本体1相连，散热器本体1通过固定螺钉7固定在通信设备单板8上，片状散热板3设置在散热器本体1的下方，散热器本体1与片状散热板3之间的最小间距应在4mm以上，以保证弧形柔性导热片4在安装之后的不发生断裂，并且由于散热器本体1与片状散热板3之间存在间隙，更有利于通风散热。
其中，弧形柔性导热片4为高定向热解石墨，高定向热解石墨是一种通过高温处理，性能接近单晶石墨的材料，具有X、Y方向导热系数高的特点，导热系数目前已普遍达到700W/m-K以上，甚至超过1500W/m-K，而其在Z向的导热系数也在15W/m-K左右。此外，高定向热解石墨片的厚度可以做到0.1mm以下，并且具有较好的柔性，弯曲半径可以达到2mm左右。由于高定向热解石墨的导热性能是普通导热界面材料的200-500倍，同时其具有的柔性又可以更好地减小和消除XFP光模块外壳与片状散热板3之间的间隙，从而可以获得更低的传热热阻和散热性能。因此，本发明通过利用高定向热解石墨的高导热性能以及较好的柔性、可弯曲性，有效解决了多XFP光模块共用散热器的结构设计和装配难点，从而保证每个XFP光模块产生的热量都能够有效地从XFP光模块的壳体传递到散热器，并通过散热器在冷却空气的作用下散发到环境中，同时保证了XFP光模块插拔的顺畅性。
本实施例中，弧形柔性导热片4的凸出方向与XFP光模块的插拔方向垂直（即弧形柔性导热片4凸向前方），并且弧形柔性导热片上设有用于安装扣具的条形开口5。
本发明中，片状散热板3的材料一般选择由高导热性能的金属材料制成，如紫铜，也可以为铝或其他高导热性能材料，片状散热板3的底面中部设有凸台6，且凸台6的表面光滑，以便于与XFP光模块的壳体更紧密地接触。
本发明中的弧形柔性导热片4不限于高定热解石墨片，所有具有高导热性能及柔软性的材料都可以采用，比如片状紫铜、铝等。
图5为本发明第二种具体实施例结构示意图，图6为图5所示具体实施例的装配图，如图5、图6所示，本实施例与第一种实施例的区别在于，弧形柔性导热片4与片状散热板3的右侧边相连，凸出方向与XFP光模块的插拔方向一致。另外，弧形柔性导热片4上没有用于安装扣具的条形开口5。
再参见图3，当XFP光模块自通信设备单板8与片状散热板3之间的间隙插入时，由于弧形柔性导热片4具有良好的柔性，因此，XFP光模块的外壳将片状散热板3顶起并与其紧密接触，此时，XFP光模块产生的热量经片状散热板3和弧形柔性导热片4传递到散热器本体上，同时，散热器本体1与片状散热板3之间存在间隙，更有利于通风散热，图5中箭头方向为气流方向。 
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.通信设备单板上多个XFP光模块的散热装置，包括散热器本体和与多个用于插装XFP光模块的屏蔽笼一一对应设置的片状散热板，所述片状散热板设置在所述散热器本体的下方，其特征在于，每个所述片状散热板的一个侧边分别通过弧形柔性导热片与所述散热器本体相连。
2.如权利要求1所述的通信设备单板上多个XFP光模块的散热装置，其特征在于，所述弧形柔性导热片的凸出方向与XFP光模块的插拔方向垂直。
3.如权利要求2所述的通信设备单板上多个XFP光模块的散热装置，其特征在于，所述弧形柔性导热片上设有用于安装扣具的条形开口。
4.如权利要求1所述的通信设备单板上多个XFP光模块的散热装置，其特征在于，所述弧形柔性导热片的凸出方向与XFP光模块的插拔方向一致。
5.如权利要求1至4项任一项所述的通信设备单板上多个XFP光模块的散热装置，其特征在于，所述弧形柔性导热片为高定向热解石墨。
6.如权利要求5所述的通信设备单板上多个XFP光模块的散热装置，其特征在于，所述片状散热板的底面中部设有凸台。
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