CN104684245B - 一种单板、电子设备及单板的散热方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术领域，公开一种单板、电子设备及单板的散热方法，单板包括底板、散热装置、光模块、电路板组件、压紧装置；散热装置的吸热部的至少一侧设有光模块，光模块的散热面朝向吸热部，吸热部将吸收的光模块的发热传导至散热部散掉；电路板组件安装于底板，且电路板组件包括连接电路板，连接电路板具有柔性结构；压紧装置安装于底板上，压紧装置设有弹性模块，且每一对相互对应的弹性模块与光模块中，当压紧装置处于锁紧状态时，弹性模块处于压缩蓄力状态、且与光模块背离吸热部的侧面相抵以向光模块提供朝向吸热部的压力。该单板中光模块与吸热部之间热阻小，便于实现单板中光模块的高密度布置，且便于实现各光模块的插拔操作。

Description

一种单板、电子设备及单板的散热方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种单板、电子设备及单板的散热方法。

背景技术

在电子技术领域，随着单板业务量的增加，需要在单板上设置更多的光模块。

每一个单板上随着光模块数量的增加造成了单板上光模块布局密度过大，随之带来对光模块风冷级联散热难的问题。现有技术中，一般业界均通过采用各光模块共用散热器的技术来实现前后光模块拉通均温，解决光模块风冷级联散热的问题。

如图1所示，单板的PCB板01上设置有三个光模块02，且多个光模块02中，每一个光模块02在插入时，光模块02与底板04接触，底板04被光模块02顶起后向上移动，导热垫03受压变形以吸收高度公差，保证光模块02与散热器05共面接触的目的。

导热垫03具有受力压缩的特性，进而可以吸收各光模块02与散热器05之间因制造公差造成的共面安装公差。

但是，现有技术中，该技术方案的热阻＝底板04与光模块02接触热阻+底板04传导热阻+底板04与导热垫03接触热阻+导热垫03传导热阻+导热垫03与散热器05接触热阻，导致光模块02与散热器05之间的热阻非常大，对光模块02的散热影响非常大，影响单板中光模块的高密度布置。

发明内容

本发明提供了一种单板、电子设备及单板的散热方法，该单板中光模块与吸热部之间热阻小，便于实现单板中光模块的高密度布置。

第一方面，提供一种单板，包括底板、散热装置、光模块、电路板组件、压紧装置；其中：

所述散热装置安装于所述底板，且所述吸热部具有位于所述底板一侧用于吸收所述光模块热量的吸热部以及用于将所述吸热部吸收的热量导出并散发的散热部；沿垂直于所述底板的方向，所述吸热部的至少一侧设有所述光模块，每一个光模块的散热面朝向所述吸热部，且当吸热部朝向底板的一侧设有光模块时，位于所述吸热部朝向所述底板一侧的光模块位于所述底板与所述吸热部之间；

所述电路板组件安装于所述底板，且所述电路板组件包括自光模块背离吸热部一侧与光模块信号连接的连接电路板，所述连接电路板具有柔性结构；

压紧装置安装于所述底板上，所述压紧装置设有与所述光模块一一对应的弹性模块，且每一对相互对应的弹性模块与光模块中，当所述压紧装置处于锁紧状态时，所述弹性模块处于压缩蓄力状态、且与所述光模块背离所述吸热部的侧面相抵以向所述光模块提供朝向吸热部的压力。

结合上述第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述吸热部至少包括液冷冷板、VC板、热管、环路热管LHP、散热器、石墨烯材料板、碳纳米管材料板、碳纤维材料板中的一种结构。

结合上述第一方面，在第二种可能的实现方式中，还包括用于实现所述连接电路板与光模块之间锁定的锁定机构。

结合上述第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述吸热部背离底板的一侧设有第一光模块、且朝向底板的一侧设有第二光模块；所述电路板组件包括与所述第一光模块对应的第一连接电路板、与所述第二光模块对应的第二连接电路板、安装于底板的信号电路板，所述第一连接电路板和所述第二连接电路板的输入端与所述信号电路板信号连接。

结合上述第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述压紧装置包括：

位于所述第一光模块背离所述吸热部一侧的第一钩部、位于所述第二光模块背离所述吸热部的第二钩部、连接所述第一钩部和第二钩部的连接部、以及设置于所述第一光模块背离所述吸热部一侧的压杆，其中：

所述压杆的一端通过枢转轴枢接于第一光模块设置的支座，且所述压杆的另一端朝向所述吸热部的一侧设有压头，与所述第一光模块对应的弹性模块设置于所述压头，当所述压紧装置处于锁紧状态时，所述压杆与第一钩部之间卡接配合；

与所述第二光模块对应的弹性模块设置于所述第二钩部朝向所述第二光模块的一侧。

结合上述第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，与所述第一光模块对应的弹性模块为弹簧、弹性垫块或者弹片；

与所述第二光模块对应的弹性模块为弹簧、弹性垫块或者弹片。

结合上述第一方面的第四种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述第一连接电路板与所述第一光模块配合的部位为硬板部，与所述信号电路板配合的部位为硬板部，且两个硬板部之间的部位为柔性部；且所述第二连接电路板与所述第二光模块配合的部位为硬板部，与所述信号电路板配合的部位为硬板部，且两个硬板部之间的部位为柔性部；其中：

所述第一连接电路板和所述第二连接电路板的输入端与一信号电路板信号连接，具体包括：

所述第一连接电路板与所述信号电路板配合的硬板部位于所述信号电路板背离所述底板的一侧，且所述第一连接电路板朝向所述信号电路板的一侧设有第一电路板连接器；

所述第二连接电路板与所述信号电路板配合的硬板部位于所述信号电路板朝向所述底板的一侧，且所述第二连接电路板朝向所述信号电路板的一侧设有第二电路板连接器。

结合上述第一方面的第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述第一电路板连接器背离所述信号电路板的一侧设有第一压板，所述第二电路板连接器背离所述信号电路板的一侧设有第二压板，且所述第一压板、第一连接电路板、第一电路板连接器、信号电路板、第二电路连接板、第二电路板连接器、第二压板以及底板通过紧固螺栓固定连接。

结合上述第一方面的第六种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述锁定机构包括：

用于实现所述第一光模块与所述第一连接电路板之间锁定的、设置于所述第一光模块的多个第一限位销；

用于实现所述第二光模块与所述第二连接电路板之间锁定的、设置于所述第二光模块的多个第二限位销和设置于所述底板上的弹簧销。

结合上述第一方面的第六种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述第一连接电路板和所述第二连接电路板中，两个硬板结构之间的柔性结构为柔性电路板、或者柔性线缆。

第二方面，提供一种电子设备，包括上述第一方面以及其各种可能的实现方式中提供的任意一种单板。

第三方面，提供一种如上述第一方面以及其各种可能的实现方式中提供的任意一种单板的散热方法，包括：

各光模块的散热面散出的热量直接由散热装置的吸热部吸收，通过吸热部与各光模块的散热面之间的热交换对各光模块进行冷却；

散热装置的吸热部将吸收到的热量传导至散热装置的散热部；

对散热装置的散热部进行冷却。

结合上述第一方面提供的单板、第二方面提供的电子设备以及第三方面提供的单板散热方法，本发明提供的单板中，每一个光模块与散热装置的吸热部配合时，光模块的散热面朝向吸热部，由于电路板组件中的连接电路板具有柔性结构，每一个光模块可以通过压紧装置设置的与其对应的弹性模块自光模块背离吸热部的一侧为光模块提供朝向吸热部的压力，压紧装置设置的弹性模块能够吸收各光模块与吸热部之间共面安装时的尺寸公差，从而使得光模块与吸热部之间无需设置导热垫，并且上述单板中，底板不位于光模块与吸热部之间，因此，各光模块与吸热部之间的热阻较小，并且各光模块的热量通过散热装置的吸热部将热量吸收、且吸热部将吸收的热量快速传递至散热装置的散热部散发，因此，各光模块不依赖风冷进行散热，无需考虑风冷散热时的级联散热要求，进而便于实现单板中光模块的高密度布置。

并且，上述第一方面提供的单板中，由于压紧装置能够通过其具有的弹性模块自光模块背离吸热部的一侧为光模块提供朝向吸热部的压力、且弹性模块能够吸收各光模块与吸热部之间的制造公差，当需要对各光模块进行插拔时，解除压紧装置的锁紧状态，各弹性模块不会对光模块产生压力，便于实现对光模块进行插拔操作，便于实现大范围的市场化应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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为现有技术中一种单板的结构示意图；

图2为本发明一种实施例提供的单板的结构示意图；

图3为本发明另一种实施例提供的单板的结构示意图；

图4为本发明一种实施例提供的单板中连接电路板的结构示意图。

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。

请参考图2，本实施例提供的单板包括底板4、散热装置、光模块(如图2中所示第一光模块2和第二光模块3，图2中所示的单板中为两层光模块)、电路板组件、压紧装置9；其中：

散热装置安装于底板4，且散热装置具有位于底板4一侧用于吸收光模块热量的吸热部1、以及用于将吸热部1吸收的热量导出并散发的散热部(图中未示出)；沿垂直于底板4的方向，吸热部1的至少一侧设有上述光模块，每一个光模块的散热面朝向吸热部1，且当吸热部1朝向底板4的一侧设有光模块时，位于吸热部1朝向底板4一侧的光模块位于底板4与吸热部1之间；

电路板组件安装于底板4，且电路板组件包括自光模块背离吸热部1一侧与光模块信号连接的连接电路板，连接电路板具有柔性结构；

压紧装置9安装于底板4上，压紧装置9设有与光模块一一对应的弹性模块，且每一对相互对应的弹性模块与光模块中，当压紧装置9处于锁紧状态时，弹性模块处于压缩蓄力状态、且与光模块背离吸热部1的侧面相抵以向光模块提供朝向吸热部1的压力。

上述单板中，以图2中所示的第一光模块2和第二光模块3为例，第一光模块2以及第二光模块3与吸热部1配合时，第一光模块2和第二光模块3的散热面朝向吸热部1，电路板组件中用于与第一光模块2连接的第一连接电路板5具有柔性结构，压紧装置9能够通过其具有的第一弹性模块102自第一光模块2背离吸热部1的一侧为第一光模块2提供朝向吸热部1的压力；电路板组件中用于与第二光模块3连接的第二连接电路板6具有柔性结构，压紧装置9能够通过其具有的第二弹性模块8自第二光模块3背离吸热部1的一侧为第二光模块3提供朝向吸热部1的压力；压紧装置9设置的第一弹性模块102能够吸收第一光模块2与吸热部1之间共面安装时的尺寸公差，且压紧装置9设置的第二弹性模块8能够吸收第二光模块3与吸热部1之间共面安装时的尺寸公差，从而使得第一光模块2以及第二光模块3与吸热部1之间均无需设置导热垫，并且上述单板中，底板4不位于第二光模块3与吸热部1之间，因此，第一光模块2以及第二光模块3与吸热部1之间的热阻较小，并且第一光模块2和第二光模块3的热量通过散热装置的吸热部1将热量吸收、且吸热部1将吸收的热量快速传递至散热装置的散热部散发，因此，第一光模块2和第二光模块3均不依赖风冷进行散热，无需考虑风冷散热时的级联散热要求，进而便于实现单板中光模块的高密度布置。

并且，上述单板中，由于压紧装置9能够通过其具有的弹性模块自光模块背离吸热部的一侧为光模块提供朝向吸热部的压力、且弹性模块能够吸收各光模块与吸热部之间的制造公差，当需要对各光模块进行插拔时，接触压紧装置的锁紧状态，各弹性模块不会对光模块产生压力，便于实现对光模块进行插拔操作，造成便于实现大范围的市场化应用。

同时，由于上述单板中的各光模块发出的热量直接由散热装置的吸热部吸走，单板布置光模块的部位没有采用风冷的方式进行散热，因此，单板布置的各光模块之间无需留出用于通风的间隙等，更利于实现单板中光模块的高密度布置，并且，光模块所在的前面板可以不开孔或少开孔，可以大幅减少光模块的积灰现象。

一种优选实施方式中，上述单板中的吸热部1可以由具有高导热性的金属材料制备，还可以由其他具有高导热性能的材料制备，如，上述吸热部1至少包括液冷冷板、VC板、热管、环路热管LHP、散热器、石墨烯材料板、碳纳米管材料板、碳纤维材料板中的一种结构。

如，吸热部1可以为单一的液冷冷板、为单一的VC板、散热器、热管、环路热管等，吸热部还可以为液冷冷板与VC板的组合装置、为液冷冷板与环路热管的组合装置、VC板与环路热管的组合装置等，这里不再一一举例。

一种优选实施方式中，上述散热装置的散热部具体可以具有与吸热部1连接的本体和设置于本体用于风冷的多个翅片，散热部通过风冷方式进行散热；当然，上述散热装置的散热部还可以通过液冷等方式进行散热，其具体结构这里不再赘述。

一种具体实施方式中，为了提高电路板组件中各连接电路板与光模块之间配合的稳定性，本实施方式提供的网路单板中还包括用于实现连接电路板与光模块之间锁定的锁定机构。

一种优选实施方式中，上述单板中，可以将光模块全部设置在吸热部1的同一侧，如设置在吸热部1背离底板4的一侧，还可以将至少两个光模块设置在吸热部1的不同侧，如图2所示，吸热部1背离底板4的一侧设有第一光模块2、且朝向底板4的一侧设有第二光模块3；电路板组件包括与第一光模块2对应的第一连接电路板5、与第二光模块3对应的第二连接电路板6、安装于底板4的信号电路板11，第一连接电路板5和第二连接电路板6的输入端与信号电路板11信号连接。

在上述实施方式的基础上，如图2所示，具体地，上述单板中的压紧装置9可以包括：

位于第一光模块2背离吸热部1一侧的第一钩部91、位于第二光模块3背离吸热部1的第二钩部93、连接第一钩部91和第二钩部93的连接部92、以及设置于第一光模块2背离吸热部1一侧的压杆10，其中：

压杆10的一端通过枢转轴103枢接于第一光模块2设置的支座22，且压杆10的另一端朝向吸热部1的一侧设有压头101，与第一光模块2对应的第一弹性模块102设置于压头101，当压紧装置9处于锁紧状态时，压杆10与第一钩部91之间卡接配合，使压头101设置的第一弹性模块102压紧第一光模块2；

与第二光模块3对应的第二弹性模块8设置于第二钩部92朝向第二光模块3的一侧。

更具体地，上述网路单板中，与第一光模块2对应的第一弹性模块102可以为弹簧，如图2中所示；第一光模块2对应的第一弹性模块102还可以为弹片；当然，第一光模块2对应的第一弹性模块102还可以为弹性垫块或其他具有弹性的材料制备的弹性部件，这里不再赘述；

同理，与第二光模块3对应的第二弹性模块8可以为弹簧、弹性垫块、弹片或其他具有弹性的材料制备的弹性部件(如图3所示)。

具体地，如图4所示，上述单板的电路板组件中用于与各光模块连接的连接电路板可以具有硬板部A、硬板部C以及位于硬板部A与硬板部C之间的柔性部B；具体地，第一连接电路板5与第一光模块2配合的部位为第一硬板部A，与信号电路板配合的部位为第二硬板部C，且两个硬板部之间的部位为第一柔性部B；且第二连接电路板6与第二光模块配合的部位为第三硬板部，与信号电路板配合的部位为第四硬板部，且两个硬板部之间的部位为第二柔性部；上述结构能够使得第一光模块2和第二光模块3在垂直于底板4的方向上具有一定的浮动调节能力，进而使得压紧装置9设置的第一弹性模块102和第二弹性模块8能够更好地吸收第一光模块2和第二光模块3与吸热部1之间的制造公差。其中：

如图2所示，上述实施方式中提到的第一连接电路板5和第二连接电路板6的输入端与信号电路板11信号连接，具体可以包括：

第一连接电路板5与信号电路板11配合的硬板部位于信号电路板11背离底板4的一侧，且第一连接电路板5朝向信号电路板11的一侧设有第一电路板连接器112；

第二连接电路板6与信号电路板11配合的硬板部位于信号电路板11朝向底板4的一侧，且第二连接电路板6朝向信号电路板11的一侧设有第二电路板连接器111。

更具体地，如图2所示，上述第一电路板连接器112背离信号电路板11的一侧设有第一压板114，第二电路板连接器111背离信号电路板11的一侧设有第二压板113，且第一压板114、第一连接电路板5、第一电路板连接器112、信号电路板11、第二电路连接板6、第二电路板连接器111、第二压板113以及底板4通过紧固螺栓固定连接。

上述结构能够提高第一连接电路板5以及第二连接电路板6与信号电路板11之间连接的稳定性。

具体地，为了便于实现对信号电路板11的位置进行限位，底板4上可设置有定位销115。

一种优选实施方式中，如图2和图3所示，上述锁定机构包括：

用于实现第一光模块2与第一连接电路板5之间锁定的、设置于第一光模块2的多个第一限位销21；

用于实现第二光模块3与第二连接电路板6之间锁定的、设置于第二光模块3的多个第二限位销31和设置于底板上的弹簧销，如图2和图3中，外侧套设有弹簧71的定位销7形成的弹簧销。弹簧销的设置能够使第二连接电路板6在沿垂直于底板的方向上具有一定的浮动调整能力，便于实现对第一光模组2进行浮动调整。

优选地，第一连接电路板5和第二连接电路板6中，两个硬板结构之间的柔性结构可以为柔性电路板、或者柔性线缆等柔性部件。

另外，本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述各实施方式中提供的任意一种单板。

另外，本发明实施例还提供了一种上述各实施方式中提供的任意一种单板的散热方法，包括：

各光模块的散热面散出的热量直接由散热装置的吸热部吸收，通过吸热部与各光模块的散热面之间的热交换对各光模块进行冷却；

散热装置的吸热部将吸收到的热量传导至散热装置的散热部；

对散热装置的散热部进行冷却。

当电子设备的单板通过上述散热方法进行散热时，各光模块与散热装置的吸热部之间的热阻较小，并且，各光模块不依赖风冷进行散热，无需考虑风冷散热时的级联散热要求，进而便于实现单板中光模块的高密度布置。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种单板，其特征在于，包括底板、散热装置、光模块、电路板组件、压紧装置；其中：

所述散热装置安装于所述底板，且所述散热装置具有位于所述底板一侧用于吸收所述光模块热量的吸热部以及用于将所述吸热部吸收的热量导出并散发的散热部；沿垂直于所述底板的方向，所述吸热部的至少一侧设有所述光模块，每一个光模块的散热面朝向所述吸热部，且当吸热部朝向底板的一侧设有光模块时，位于所述吸热部朝向所述底板一侧的光模块位于所述底板与所述吸热部之间；

所述电路板组件安装于所述底板，且所述电路板组件包括自光模块背离吸热部一侧与光模块信号连接的连接电路板，所述连接电路板具有柔性结构；

压紧装置安装于所述底板上，所述压紧装置设有与所述光模块一一对应的弹性模块，且每一对相互对应的弹性模块与光模块中，当所述压紧装置处于锁紧状态时，所述弹性模块处于压缩蓄力状态、且与所述光模块背离所述吸热部的侧面相抵以向所述光模块提供朝向吸热部的压力；

所述吸热部背离底板的一侧设有第一光模块、且朝向底板的一侧设有第二光模块；所述电路板组件包括与所述第一光模块对应的第一连接电路板、与所述第二光模块对应的第二连接电路板、安装于底板的信号电路板，所述第一连接电路板和所述第二连接电路板的输入端与所述信号电路板信号连接。

2.根据权利要求1所述的单板，其特征在于，所述吸热部至少包括液冷冷板、VC板、热管、石墨烯材料板、碳纳米管材料板、碳纤维材料板中的一种结构。

3.根据权利要求1所述的单板，其特征在于，还包括用于实现所述连接电路板与光模块之间锁定的锁定机构。

4.根据权利要求1所述的单板，其特征在于，所述压紧装置包括：

位于所述第一光模块背离所述吸热部一侧的第一钩部、位于所述第二光模块背离所述吸热部的第二钩部、连接所述第一钩部和第二钩部的连接部、以及设置于所述第一光模块背离所述吸热部一侧的压杆，其中：

所述压杆的一端通过枢转轴枢接于第一光模块设置的支座，且所述压杆的另一端朝向所述吸热部的一侧设有压头，与所述第一光模块对应的弹性模块设置于所述压头，当所述压紧装置处于锁紧状态时，所述压杆与第一钩部之间卡接配合；

与所述第二光模块对应的弹性模块设置于所述第二钩部朝向所述第二光模块的一侧。

5.根据权利要求4所述的单板，其特征在于，与所述第一光模块对应的弹性模块为弹簧、弹性垫块或者弹片；

与所述第二光模块对应的弹性模块为弹簧、弹性垫块或者弹片。

6.根据权利要求4所述的单板，其特征在于，所述第一连接电路板与所述第一光模块配合的部位为第一硬板部，与所述信号电路板配合的部位为第二硬板部，且所述第一硬板部和所述第二硬板部之间的部位为第一柔性部；且所述第二连接电路板与所述第二光模块配合的部位为第三硬板部，与所述信号电路板配合的部位为第四硬板部，且所述第三硬板部和所述第四硬板部之间的部位为第二柔性部；其中：

所述第一连接电路板和所述第二连接电路板的输入端与所述信号电路板信号连接，具体包括：

所述第二硬板部位于所述信号电路板背离所述底板的一侧，且所述第一连接电路板朝向所述信号电路板的一侧设有第一电路板连接器；

所述第四硬板部位于所述信号电路板朝向所述底板的一侧，且所述第二连接电路板朝向所述信号电路板的一侧设有第二电路板连接器。

7.根据权利要求6所述的单板，其特征在于，所述第一电路板连接器背离所述信号电路板的一侧设有第一压板，所述第二电路板连接器背离所述信号电路板的一侧设有第二压板，且所述第一压板、第一连接电路板、第一电路板连接器、信号电路板、第二电路连接板、第二电路板连接器、第二压板以及底板通过紧固螺栓固定连接。

8.根据权利要求3所述的单板，其特征在于，所述锁定机构包括：

用于实现所述第一光模块与所述第一连接电路板之间锁定的、设置于所述第一光模块的多个第一限位销；

用于实现所述第二光模块与所述第二连接电路板之间锁定的、设置于所述第二光模块的多个第二限位销和设置于所述底板上的弹簧销。

9.根据权利要求6所述的单板，其特征在于，所述第一连接电路板和所述第二连接电路板中，两个硬板部之间的柔性部为柔性电路板、或者柔性线缆。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的单板。

11.一种如权利要求1-9任一项所述的单板的散热方法，其特征在于，包括：

各光模块的散热面散出的热量直接由散热装置的吸热部吸收，通过吸热部与各光模块的散热面之间的热交换对各光模块进行冷却；

散热装置的吸热部将吸收到的热量传导至散热装置的散热部；

对散热装置的散热部进行冷却。