CN103094467B - 单板式自然冷却多sld散热安装板及其试验板 - Google Patents

单板式自然冷却多sld散热安装板及其试验板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了提供了一种单板式自然冷却多SLD散热安装板，金属板为开有直槽口的单金属板结构；直槽口与散热鳍片安装位置不重叠；金属板上下表面均有散热鳍片，且上下表面散热鳍片相互垂直，交互于SLD安装位置。本发明在SLD周围安装相互垂直的散热鳍片，以引导热量朝四个方向传递，从而提高了散热效率，保证了每个SLD都有良好的散热效果和相同的环境条件，因而能够保证多个SLD在高温可靠性试验中工作一致、散热正常。金属板上开设的直槽口用来流通空气和穿过导线、光纤，整块板子布线整齐，上表面鳍片之间的间隔空间里可放置光纤和导线，从而保证板上布线整齐。

Description

单板式自然冷却多SLD散热安装板及其试验板
技术领域
本发明涉及SLD（超辐射发光二极管）可靠性试验技术领域，具体涉及一种单板式自然冷却多SLD散热安装板及其可靠性试验板。
背景技术
SLD是一种自发辐射的单程光放大器件，当管芯有正向电流注入时，有源层内反转分布的电子从导带跃迁到价带或杂质能级，与空穴复合而释放出光子，管芯发出的光通过与管芯耦合的尾纤输出，SLD内部有半导体制冷器可保证其工作温度保持在常温范围，而在SLD的高温可靠性试验中，为考核管芯的性能和寿命，需要关闭半导体制冷器，所以SLD需要利用散热板来保证其在工作过程中内部累积的热量快速耗散，减少SLD结温与环境温度的温差。
而SLD特殊的封装结构（如图1所示，两侧8个接电引脚，前端1个光纤输出口，都在同一平面内）使其周围散热鳍片的布置和布线较为困难，在多个SLD的高温可靠性试验中该问题尤为突出，所以有必要为SLD设计应用于高温可靠性试验的专用多SLD散热安装板。
发明内容
有鉴于此，本发明为保证多个SLD在高温可靠性试验中工作一致、散热正常、布线整齐，本发明设计了单板式自然冷却多SLD散热安装板及其试验板。
为解决上述技术问题，本发明具体方法如下：
一种单板式自然冷却多SLD散热安装板，包括金属板和散热鳍片；金属板为开有直槽口的单金属板结构；直槽口与散热鳍片安装位置不重叠；金属板上下表面均有散热鳍片，且上下表面散热鳍片相互垂直，交互于SLD安装位置。
优选地，所有SLD安装位置在金属板上形成多列，相邻两列的SLD安装位置上下位置错开。
优选地，金属板上表面每个SLD安装位置周围有4个或4个以上双数的散热鳍片，组成上散热片组；金属板下表面每个SLD安装位置周围有2个或2个以上散热鳍片，组成下散热片组；上散热片组中的散热鳍片相互平行排布成两列，两列之间具有间隔，形成SLD安装位置，SLD安装位置处开设SLD安装孔；下散热片组中的散热鳍片相互平行。
优选地，N个上散热片组分为a列，每列包括b个上散热片组，a×b=N；各列中的上散热片组间距相同；同一列中的各上散热片组纵向位置相同，使得同列的SLD安装位置纵向排列成一条直线；相邻两列中的所有上散热片组纵向位置不重叠；在金属板下表面，每条SLD所成直线所在位置处安装一个下散热片组；每两个下散热片组之间开设一列横向直槽口，且横向直槽口分布在上散热片组之间。优选地，该散热安装板进一步包括纵向直槽口，其设置在金属板两侧。
优选地，散热鳍片为从顶部到底部渐厚的结构，顶角为3°；散热鳍片高度至少为20mm。
优选地，相邻散热鳍片间距至少为4mm。
优选地，金属板的厚度设计为：热源部分向边缘部份逐渐变薄。
优选地，散热鳍片表面经过耐酸铝或阳极处理。
本发明还提供了一种单板式自然冷却多SLD高温可靠性试验板，包括上述任意一种单板式自然冷却多SLD散热安装板、SLD、导线和光纤；SLD为碟型封装，采用螺钉将SLD固定在所述安装位上，SLD的光纤输出口位于上散热片组中上下两个相邻散热鳍片的间距处；与SLD相连的导线和光纤利用直槽口和金属板上表面散热鳍片之间的间隔空间走线。
有益效果：
本发明在SLD周围安装相互垂直的散热鳍片，以引导热量朝四个方向传递，从而提高了散热效率，保证了每个SLD都有良好的散热效果和相同的环境条件，因而能够保证多个SLD在高温可靠性试验中工作一致、散热正常。金属板上开设的直槽口用来流通空气和穿过导线、光纤，整块板子布线整齐，上表面鳍片之间的间隔空间里可放置光纤和导线，从而保证板上布线整齐。
附图说明
图1为SLD（超辐射发光二极管）蝶型封装结构图。
图2(a)为单板式自然冷却多SLD散热安装板上表面示意图
图2(b)为单板式自然冷却多SLD散热安装板下表面示意图。
图3为单板式自然冷却多SLD散热安装板顶视图。
图4为单板式自然冷却多SLD散热安装板底视图。
图5(a)和图5(b)为单板式自然冷却多SLD散热安装板上（下）、左（右）两个方向的侧视图。
图6(a)、图6(b)和图6(c)为单板式自然冷却多SLD散热安装板和SLD的装配示意图。
其中，1-金属板，21-散热片组，22-下散热片组，31-横向直槽口，32-纵向直槽口，7-安装位置。
具体实施方式
本发明提供了一种单板式自然冷却多SLD散热安装板，包括金属板和散热鳍片；金属板为开有多个直槽口的单金属板结构；直槽口与散热鳍片安装位置不重叠；金属板上下表面均有散热鳍片，且上下表面散热鳍片相互垂直，交互于SLD安装位置。
可见，本发明在SLD周围安装相互垂直的散热鳍片，以引导热量朝四个方向传递，从而提高了散热效率，保证了每个SLD都有良好的散热效果和相同的环境条件，因而能够保证多个SLD在高温可靠性试验中工作一致、散热正常。金属板上开设的直槽口用来流通空气和穿过导线、光纤，整块板子布线整齐，上表面鳍片之间的间隔空间里可放置光纤和导线，从而保证板上布线整齐。
优选地，所有SLD安装位置在金属板上形成多列，相邻两列的SLD安装位置上下位置错开，从而更加便于引线和散热。
下面结合附图，并举优选实施方式对本发明作进一步详细说明。
参见图2～图5，金属板1为单金属板结构；金属板1上表面每个SLD安装位置周围有4个或4个以上呈双数的散热鳍片，组成上散热片组21，金属板下表面每个SLD安装位置周围有2个或2个以上散热鳍片，组成下散热片组22。上散热片组21中的散热鳍片相互平行排布成两列，两列之间具有间隔，形成SLD安装位置7，SLD安装位置处开设SLD安装孔。下散热片组22中的散热鳍片也相互平行。
每组中的鳍片越多，散热效果越好，但是安装板体积也越大，本实施例中结合SLD的封装结构选定每个上散热片组21中具有4个散热鳍片，SLD设置在4个散热鳍片中间，该数值4既能获得较好的散热效果，又能尽可能减小体积。同理，选定每个上散热片组22中具有3个散热鳍片，保证鳍片在SLD宽度上的合理布放。
参见图3～图5，本实施例给出了一种较优的鳍片布局方式，其采用尽量紧凑的方式布局，在尽量减小体积的基础上实现尽可能好的散热效果。具体来说：
金属板上表面所有散热鳍片横向布置，下表面所有散热鳍片纵向布置。N个上散热片组21分为a列，每列包括b个上散热片组，a×b=N（图中，N=8，a=2，b=4）；各列中上散热片组21上下间距相同；同一列中的各上散热片组21纵向位置对齐，由于各上散热片组结构都是相同的，因此就使得SLD安装位值7纵向排列成一条直线，以便后续下散热片组22的安装。相邻两列上散热片组21纵向位置不重叠。
优选地，相邻两列中，左列散热片的右端与右列散热片的左端在纵向上处于同一条直线上，这样可以在体积最小的情况下，尽可能另散热片分散。
每条SLD所成直线对应的金属板下表面安装一个下散热片组22，这样可以令多个SLD公用一个下散热片组22。
金属板上开设横向直槽口31和纵向直槽口32。纵向直槽口32设置在金属板两侧，横向直槽口31分布在散热鳍片之间。本优选地实施例中，从下表面看，每两个下散热片组21之间开设一列横向直槽口31（图4），从上表面看，横向直槽口31分布在上散热片组之间（图3）。
较佳地，散热鳍片表面做耐酸铝（Alumite）或阳极处理可以增加辐射性能而增加散热片的散热效能。一般而言，散热鳍片的颜色是白色或黑色关系不大。表面突起的处理可增加散热面积，但是在自然对流的场合，反而可能造成空气层的阻碍，降低效率。
较佳地，散热安装板的金属板1厚度设计由热源部分厚而向边缘部份变薄，如此可使散热片由热源部份吸收足够的热向周围较薄的部份迅速传递。
较佳地，鳍片间格需在4mm以上才能确保自然对流顺利。但是却会造成鳍片数目减少而减少散热片面积。鳍片高度在20mm以上以增加散热片面积。鳍片顶角角度约三度，使鳍片下部较厚，上部较薄，更好的传递热量。
基于上述散热安装板，在其上安装SLD后即可形成多SLD高温可靠性试验板。参见图6（a）～图6（c），该试验板包括多SLD散热安装板、SLD、导线和光纤，导线和光纤在图中未示出。
SLD为碟型封装，采用螺钉将SLD固定在上散热片组21的安装位置7上，SLD的光纤输出口位于上散热片组中上下两个相邻散热鳍片的间距处。与SLD相连的导线和光纤利用直槽口和上表面散热鳍片之间的间隔空间走线。
安装位置是根据SLD的大小确定的，较佳尺寸是，另鳍片端面靠近SLD，但不接触。
较佳地，SLD和散热安装板上表面散热鳍片之间缝隙里、SLD和散热安装板的接触面涂有导热硅脂,可以利于传热，减少接触热阻。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种单板式自然冷却多SLD散热安装板，其特征是，包括金属板(1)和散热鳍片；金属板(1)为开有直槽口的单金属板结构；直槽口与散热鳍片安装位置不重叠；金属板上下表面均有散热鳍片，且上下表面散热鳍片相互垂直，交互于超辐射发光二极管SLD安装位置(7)；
所有SLD安装位置(7)在金属板上形成多列，相邻两列的SLD安装位置(7)上下位置错开。
2.根据权利要求1所述的单板式自然冷却多SLD散热安装板，其特征是：金属板上表面每个SLD安装位置周围有4个以上双数的散热鳍片，组成上散热片组(21)；金属板下表面每个SLD安装位置周围有2个以上散热鳍片，组成下散热片组(22)；
上散热片组(21)中的散热鳍片相互平行排布成两列，两列之间具有间隔，形成SLD安装位置(7)，SLD安装位置处开设SLD安装孔；
下散热片组(22)中的散热鳍片相互平行。
3.根据权利要求2所述的单板式自然冷却多SLD散热安装板，其特征是：N个上散热片组(21)分为a列，每列包括b个上散热片组，a×b＝N；各列中的上散热片组间距相同；同一列中的各上散热片组纵向位置相同，使得同列的SLD安装位置(7)纵向排列成一条直线；相邻两列中的所有上散热片组纵向位置不重叠；
在金属板下表面，每条SLD所成直线所在位置处安装一个下散热片组(22)；
每两个下散热片组(22)之间开设一列横向直槽口(31)，且横向直槽口(31)分布在上散热片组(21)之间。
4.根据权利要求1所述的单板式自然冷却多SLD散热安装板，其特征是：进一步包括纵向直槽口(32)；纵向直槽口设置在金属板两侧。
5.根据权利要求1所述的单板式自然冷却多SLD散热安装板，其特征是：散热鳍片为从顶部到底部渐厚的结构，顶角为3°；散热鳍片高度至少为20mm。
6.根据权利要求1所述的单板式自然冷却多SLD散热安装板，其特征是：金属板(1)的厚度设计为：热源部分向边缘部分 逐渐变薄。
7.根据权利要求1所述的单板式自然冷却多SLD散热安装板，其特征是：散热鳍片表面经过耐酸铝或阳极处理。
8.根据权利要求1～3任意一项所述的单板式自然冷却多SLD散热安装板，其特征是：相邻散热鳍片间距至少为4mm。
9.一种单板式自然冷却多SLD高温可靠性试验板，其特征是：包括如权利要求1～7任意一项所述的单板式自然冷却多SLD散热安装板、SLD、导线和光纤；
SLD为碟型封装，采用螺钉将SLD固定在SLD安装位置上，SLD的光纤输出口位于上散热片组(21)中上下两个相邻散热鳍片的间距处；
与SLD相连的导线和光纤利用直槽口和金属板上表面散热鳍片之间的间隔空间走线。
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