CN113193877A - 散热模块及射频模组 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种散热模块及射频模组，包括基板、散热片和送风器件，基板、散热片和送风器件依次堆叠设置，其中，基板远离散热片的一侧用于固定射频组件，基板设有第一通孔；散热片形成多个散热腔，第一通孔与散热腔相通，散热片用于将送风器件产生的风能通过散热腔导向基板，并通过基板上的第一通孔对射频组件进行散热，从而实现射频组件的降温。

Description

散热模块及射频模组

技术领域

本申请涉及电子设备散热技术领域，特别是涉及一种散热模块及射频模组。

背景技术

随着科学技术的发展，一些射频组件传输速率越来越高，由此导致功耗也急剧增加。

通常射频组件的集成度高，体积较小，散热能力差，功耗的增加会导致射频组件急剧升温，从而影响射频组件的工作情况，严重可能还会导致射频组件故障。通常的做法是当射频组件达到一定温度后降低组件的功率，例如调低数据处理速率或降低CPU的频率，然而这种做法又会降低射频组件的工作效率。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够对射频组件进行降温的散热模块。

一种散热模块，包括基板、散热片和送风器件，所述基板、散热片和送风器件依次堆叠设置，其中，所述基板远离所述散热片的一侧用于固定射频组件，所述基板上设有第一通孔；所述散热片形成多个散热腔，所述第一通孔与所述散热腔相通，所述散热片用于将所述送风器件产生的风能通过所述散热腔导向所述基板，并通过所述第一通孔对所述射频组件进行散热。

在其中一个实施例中，所述第一通孔的孔径在堆叠方向上具有渐变的尺寸，所述第一通孔靠近所述射频组件的一端的孔径小于远离所述射频组件的一端的孔径。

在其中一个实施例中，所述组件还包括：

屏蔽盖，罩设于所述射频组件上，用于屏蔽干扰信号。

在其中一个实施例中，所述屏蔽盖包括顶壁和多个侧壁，其中多个所述侧壁首尾顺次相连并围合形成容纳腔，所述顶壁覆盖在所述容纳腔的一端。

在其中一个实施例中，所述顶壁设有多个第二通孔。

在其中一个实施例中，所述基板为线路板，所述射频组件集成在所述线路板上。

一种射频模组，包括射频组件以及上述的散热模块。

在其中一个实施例中，所述射频组件包括：

射频收发器，用于输出射频信号；

功率放大器，与所述射频收发器连接，用于对所述射频信号进行功率放大；

天线接口，分别与所述功率放大器和天线连接，用于接收所述射频信号并传输至所述天线。

在其中一个实施例中，所述功率放大器的数量为多个，所述射频组件还包括：

多个温度传感器，分别与所述射频收发器连接，多个所述温度传感器分别与多个所述功率放大器一一对应相邻设置，所述温度传感器用于采集所述功率放大器的温度数据；

所述射频收发器还用于根据各所述温度数据开启多个所述功率放大器中的一个。

在其中一个实施例中，所述射频组件还包括：

开关单元，包括多个第一端和第二端，多个所述第一端分别与多个所述功率放大器一一对应连接，所述第二端与所述天线接口连接，所述开关单元用于导通处于开启状态的所述功率放大器与所述天线接口之间的射频通路。

上述散热模块及射频模组包括基板、散热片和送风器件，基板、散热片和送风器件依次堆叠设置，其中，基板远离散热片的一侧用于固定射频组件，基板设有第一通孔；散热片形成多个散热腔，第一通孔与散热腔相通，散热片用于将送风器件产生的风能通过散热腔导向基板，并通过基板上的第一通孔对射频组件进行散热，从而实现射频组件的降温。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例的散热模块的结构示意图；

图2为一个实施例中射频组件的结构框图；

图3为另一个实施例中射频组件的结构框图；

图4为另一个实施例中射频组件的结构框图。

元件标号说明：

基板：101；散热片：102；射频组件：103；第一通孔：104；屏蔽盖：105；第二通孔：106；射频收发器：1031；功率放大器：1032；天线接口：1033；温度传感器：1034

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请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，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

图1为一个实施例的散热模块的结构示意图，如图1所示，散热模块包括基板101、散热片102和送风器件(未示出)，基板101、散热片102和送风器件依次堆叠设置，其中，基板101远离散热片102的一侧用于固定射频组件103，基板101上设有第一通孔104，散热片102形成多个散热腔，第一通孔104与散热腔相通，散热片102用于将送风器件产生的风能通过散热腔导向基板101，并通过第一通孔104对射频组件103进行散热。

可以理解，在其中一个实施例中，第一通孔104可开设在邻近射频组件103的位置，如图1所示，送风器件产生的风能通过散热腔并经由基板101上的第一通孔104排出后，能够加快射频组件103周围空气的循环，从而达到对射频组件103进行散热的目的。在另一实施例中，第一通孔104也可开设为与射频组件103的至少一部分结构对应，此时射频组件103跨过第一通孔104的至少一部分开口，并设置在基板101上，使得由第一通孔104进入的至少一部分风能能够直吹向射频组件103，从而对射频组件103进行散热。

其中，第一通孔104的数量可为多个，各自分布在射频组件103中的各个元器件的邻近位置或至少部分对应于各元器件。

具体的，散热片102包括底板部分和栅板部分，各栅板形成多个散热腔，在堆叠方向上与第一通孔104对应的底板部分是镂空状，从而使得第一通孔104与散热腔相通，送风器件产生的风能能够通过散热腔导向基板101，然后通过第一通孔104对射频组件103进行散热。其中，散热片102可通过焊接、粘贴等方式固定在基板101的一侧。送风器件可与散热片102相距一预设距离，从而在风能能够覆盖整个散热腔范围的基础上保证风力最大，以加强散热效果，在其中一个实施例中，送风器件可为风扇，该风扇可通过直流电源供电。

本发明实施例的散热模块包括基板101、散热片102和送风器件，基板101、散热片102和送风器件依次堆叠设置，其中，基板101远离散热片102的一侧用于固定射频组件103，基板101设有第一通孔104；散热片102形成多个散热腔，第一通孔104与散热腔相通，散热片102用于将送风器件产生的风能通过散热腔导向基板101，并通过基板101上的第一通孔104对射频组件103进行散热，从而实现射频组件103的降温。

在其中一个实施例中，第一通孔104的孔径在堆叠方向上具有渐变的尺寸，第一通孔104靠近射频组件103的一端的孔径大于远离射频组件103的一端的孔径。

具体的，第一通孔104可为圆柱形态，且纵切面为梯形，其中，第一通孔104靠近射频组件103的一端的孔径小于远离射频组件103的一端的孔径，可以理解，第一通孔104的进风口孔径大能够使得送风器件产生的风能能更多地进入第一通孔104，而出风口孔径小能够加强由第一通孔104排出的风能的风力和风速，如此则可提升对射频组件103的散热能力。

本发明实施例将散热模块的第一通孔104的孔径配置为在堆叠方向上具有渐变的尺寸，其中第一通孔104靠近射频组件103的一端的孔径小于远离射频组件103的一端的孔径，如此既能使得送风器件产生的风能能更多地进入第一通孔104，又能加强由第一通孔104排出的风能的风力，最终提升对射频组件103的散热能力。

在其中一个实施例中，散热组件还包括屏蔽盖105，该屏蔽盖105罩设于射频组件103上，用于屏蔽干扰信号。

具体的，屏蔽盖105可由具有信号屏蔽作用的材料制成，例如洋白铜或钢。该屏蔽盖105可为中空的半球形，或者中空的其他多面体型。

可以理解，屏蔽盖105可盖设于基板101并罩设在射频组件103上方，屏蔽盖105与基板101并非构成全封闭空间，屏蔽盖105的底部与基板101之间可存在缝隙，使得屏蔽盖105形成的容纳腔与外部大气相通，从而送风器件产生的风能能够经由第一通孔104流入，进而对射频组件103进行散热。

在其中一个实施例中，屏蔽盖105可包括顶壁和多个侧壁，其中多个侧壁首尾顺次相连并围合形成容纳腔，顶壁覆盖在容纳腔的一端。

可以理解，考虑到射频组件103中各器件分布的不均匀性，可依据各器件的分布范围将屏蔽盖105设计为不规则的多面体型，包括顶壁和多个侧壁，在保证多个侧壁首尾顺次相连并围合形成能够包围射频组件103的容纳腔的情况下，尽量减小围合范围和高度，由此既能实现屏蔽作用又能节省物料。

本发明实施例的屏蔽盖105包括顶壁和多个侧壁，其中多个侧壁首尾顺次相连并围合形成容纳腔，顶壁覆盖在容纳腔的一端，该多面体型的屏蔽盖105能够更好地适应射频组件103的分布范围，通过合理设计其尺寸，能够在满足包围射频组件103的情况下，尽量减小围合范围和高度，从而达到又能实现屏蔽作用又能节省物料的效果。

在其中一个实施例中，顶壁可设有多个第二通孔106，如图1所示。

可以理解，为加快容纳腔内的空气流通速度，可在顶壁开设多个第二通孔106，其中，第二通孔106的孔径应在预设范围内，以避免对屏蔽罩的屏蔽效果造成严重影响。

在其中一个实施例中，散热模块中的基板101可为线路板，射频组件103集成在线路板上。

可以理解，射频组件103中的各个元器件可通过线路板上的走线建立连接，如此可解决大量的实体导线造成的材料浪费，又能避免线路缠绕和模块体积臃肿。

本发明实施例还提供一种射频模组，包括射频组件103以及上述任一实施例所述的散热模块。

其中，射频模组可为5G射频模组，其要求较高数据传输速率的同时也决定了其对功耗的需求也更大，并且在体积小型化的需求下，小体积的射频模组更容易堆积热量，因此在射频模组中设置散热模块以为射频组件103散热，降低了器件因过热产生故障的概率，使得射频模组整体具有较高的使用寿命。

在其中一个实施例中，射频组件103可包括射频收发器1031、功率放大器1032和天线接口1033，如图2所示，其中射频收发器1031用于输出射频信号；功率放大器1032，与射频收发器1031连接，用于对射频信号进行功率放大；天线接口1033分别与功率放大器1032和天线连接，用于接收射频信号并传输至天线。

在其中一个实施例中，射频收发器1031可为5G射频收发器1031，由于数据传输速率高，功耗需求高，产生的发热量也大，而功率放大器1032本身功耗较高，发热量也高，高发热量容易引发射频收发器1031和功率放大器1032故障，通过散热模块可对发射频收发器1031和功率放大器1032进行散热。具体的，发射频收发器1031和功率放大器1032可分别设置在基板101上，基板101上开设有多个第一通孔104，且第一通孔104可分别开设在发射频收发器1031和功率放大器1032的邻近区域或在堆叠方向上分别与发射频收发器1031和功率放大器1032部分相对，从而间接或直接地分别对发射频收发器1031和功率放大器1032进行散热。

具体的，天线通过天线接口1033与功率放大器1032建立连接，用于接收经功率放大后的射频信号以进行射频发射。

在其中一个实施例中，功率放大器1032的数量可为多个，如图3所示，射频组件103还可包括多个温度传感器1034。其中，多个温度传感器1034分别与射频收发器1031连接，且多个温度传感器1034分别与多个功率放大器1032一一对应相邻设置，温度传感器1034用于采集功率放大器1032的温度数据；射频收发器1031还用于根据各温度数据开启多个功率放大器1032中的一个。

可以理解，功率放大器1032为射频组件103中的主要发热元件，过热的功率放大器1032不仅会影响其自身的工作效率，其散发的热量也会影响与其临近的元件的工作状态，因此可设置多个功率放大器1032和多个温度传感器1034，其中各温度传感器1034与各功率放大器1032分别相邻设置，从而采集各功率放大器1032的温度以监测各功率放大器1032的温度。采集到的各功率放大器1032的温度数据发送至射频收发器1031，射频收发器1031根据各功率放大器1032的温度数据选择开启温度低于温度阈值的功率放大器1032，进而由该功率放大器1032对射频收发器1031输出的射频信号进行功率放大。

在其中一个实施例中，功率放大器1032的数量为两个，在两个功率放大器1032均处于空闲状态的情况下，若射频收发器1031进行射频信号输出时，两个功率放大器1032的温度均低于温度阈值，则可选择开启任一功率放大器1032进行功率放大，或选择开启温度较低的一个功率放大器1032进行功率放大；在两个功率放大器1032中其中一个功率放大器1032处于工作状态、而另一个功率放大器1032处于空闲状态的情况下，若工作状态中的功率放大器1032的温度高于温度阈值，而空闲状态下的功率放大器1032的温度低于温度阈值，射频收发器1031触发切换，开启原空闲状态下的功率放大器1032，然后关闭原工作状态下的功率放大器1032，从而使得原工作状态下的功率放大器1032进入冷却状态，避免温度过高引发工作故障。

在其中一个实施例中，功率放大器1032的数量为两个以上，在各个功率放大器1032均处于空闲状态的情况下，若射频收发器1031进行射频信号输出时，各个功率放大器1032的温度均低于温度阈值，则可选择开启任一功率放大器1032进行功率放大，或选择开启温度最低的一个功率放大器1032进行功率放大；在各个功率放大器1032中其中一个功率放大器1032处于工作状态、而其他功率放大器1032处于空闲状态的情况下，若工作状态中的功率放大器1032的温度高于温度阈值，而空闲状态下的各个功率放大器1032中至少有一个功率放大器1032的温度低于温度阈值，射频收发器1031触发切换，开启原空闲状态下温度低于温度阈值的一个功率放大器1032，然后关闭原工作状态下的功率放大器1032，从而使得原工作状态下的功率放大器1032进入冷却状态，避免温度过高引发工作故障。其中，若原空闲状态下温度低于温度阈值的功率放大器1032的数量存在多个，则可选择开启其中的任一者，或者温度最低的一者。

具体的，温度传感器1034可为热敏电阻传感器、热电偶传感器和红外温度传感器1034等传感器中的一种。

在其中一个实施例中，射频组件103还包括开关单元，如图4所示，其中开关单元包括多个第一端和第二端，多个第一端分别与多个功率放大器1032一一对应连接，第二端与天线接口1033连接，开关单元用于导通处于开启状态的功率放大器1032与天线接口1033之间的射频通路。

可以理解，开关单元可包括一个或多个单刀多掷开关，其中，多个单刀多掷开关可通过串联形成多个第一端。

具体的，在其中一个实施例中，若功率放大器1032的数量为两个，则开关单元具有两个第一端，此时可采用单刀双掷开关作为开关单元，在两个功率放大器1032均处于空闲状态的情况下，若射频收发器1031进行射频信号输出时，两个功率放大器1032的温度均低于温度阈值，在开启任一功率放大器1032进行功率放大，或选择开启温度较低的一个功率放大器1032进行功率放大的同时，也通过开关单元导通处于开启状态的功率放大器1032与天线接口1033之间的射频通路；在两个功率放大器1032中其中一个功率放大器1032处于工作状态、而另一个功率放大器1032处于空闲状态的情况下，若工作状态中的功率放大器1032的温度高于温度阈值，而空闲状态下的功率放大器1032的温度低于温度阈值，射频收发器1031触发切换，开启原空闲状态下的功率放大器1032，同时通过开关单元导通新开启的功率放大器1032与天线接口1033之间的射频通路，然后关闭原工作状态下的功率放大器1032，从而使得原工作状态下的功率放大器1032进入冷却状态，避免温度过高引发工作故障。

在另一个实施例中，若功率放大器1032的数量为两个以上，则开关单元具有三个或三个以上的第一端，此时可采用单刀三掷开关或多个单刀多掷开关作为开关单元，其中多个单刀多掷开关可串联以形成多个第一端。在各个功率放大器1032均处于空闲状态的情况下，若射频收发器1031进行射频信号输出时，各个功率放大器1032的温度均低于温度阈值，在选择开启任一功率放大器1032进行功率放大，或选择开启温度最低的一个功率放大器1032进行功率放大的同时，也通过开关单元导通处于开启状态的功率放大器1032与天线接口1033之间的射频通路；在各个功率放大器1032中其中一个功率放大器1032处于工作状态、而其他功率放大器1032处于空闲状态的情况下，若工作状态中的功率放大器1032的温度高于温度阈值，而空闲状态下的各个功率放大器1032中至少有一个功率放大器1032的温度低于温度阈值，射频收发器1031触发切换，开启原空闲状态下温度低于温度阈值的一个功率放大器1032，同时也通过开关单元导通新开启的功率放大器1032与天线接口1033之间的射频通路，然后关闭原工作状态下的功率放大器1032，从而使得原工作状态下的功率放大器1032进入冷却状态，避免温度过高引发工作故障。其中，若原空闲状态下温度低于温度阈值的功率放大器1032的数量存在多个，则可选择开启其中的任一者，或者温度最低的一者。

本发明实施例的射频模组由于设置有散热模块为散热组件进行散热，同时散热组件中设置有多个功率放大器1032进行切换，避免了热量堆积，最终实现不降速持续高速传输信号，提高了射频模组的整体工作效率和使用寿命。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种散热模块，其特征在于，包括基板、散热片和送风器件，所述基板、散热片和送风器件依次堆叠设置，其中，所述基板远离所述散热片的一侧用于固定射频组件，所述基板上设有第一通孔；所述散热片形成多个散热腔，所述第一通孔与所述散热腔相通，所述散热片用于将所述送风器件产生的风能通过所述散热腔导向所述基板，并通过所述第一通孔对所述射频组件进行散热。

2.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，所述第一通孔的孔径在堆叠方向上具有渐变的尺寸，所述第一通孔靠近所述射频组件的一端的孔径小于远离所述射频组件的一端的孔径。

3.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，所述组件还包括：

屏蔽盖，罩设于所述射频组件上，用于屏蔽干扰信号。

4.根据权利要求3所述的散热模块，其特征在于，所述屏蔽盖包括顶壁和多个侧壁，其中多个所述侧壁首尾顺次相连并围合形成容纳腔，所述顶壁覆盖在所述容纳腔的一端。

5.根据权利要求4所述的散热模块，其特征在于，所述顶壁设有多个第二通孔。

6.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，所述基板为线路板，所述射频组件集成在所述线路板上。

7.一种射频模组，其特征在于，包括射频组件以及权利要求1至6任一项所述的散热模块。

8.根据权利要求7所述的射频模组，其特征在于，所述射频组件包括：

射频收发器，用于输出射频信号；

功率放大器，与所述射频收发器连接，用于对所述射频信号进行功率放大；

天线接口，分别与所述功率放大器和天线连接，用于接收所述射频信号并传输至所述天线。

9.根据权利要求8所述的射频模组，其特征在于，所述功率放大器的数量为多个，所述射频组件还包括：

多个温度传感器，分别与所述射频收发器连接，多个所述温度传感器分别与多个所述功率放大器一一对应相邻设置，所述温度传感器用于采集所述功率放大器的温度数据；

所述射频收发器还用于根据各所述温度数据开启多个所述功率放大器中的一个。

10.根据权利要求8所述的射频模组，其特征在于，所述射频组件还包括：

开关单元，包括多个第一端和第二端，多个所述第一端分别与多个所述功率放大器一一对应连接，所述第二端与所述天线接口连接，所述开关单元用于导通处于开启状态的所述功率放大器与所述天线接口之间的射频通路。

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