CN115135089A - 一种光模块的散热装置和通信设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种光模块的散热装置和通信设备,涉及通信设备技术领域,以解决光模块散热性能差的问题。本申请提供的光模块的散热装置包括散热基板,包括多个第一散热部、多个转接部与第二散热部。多个第一散热部和多个转接部一一对应。其中,每个转接部用于连接与之对应的第一散热部和第二散热部,多个第一散热部、多个转接部与第二散热部一体成型;多个凸台,与多个第一散热部一一对应,用于将光模块的热量传导至散热基板上,凸台的一端与光模块接触,凸台的另一端与对应的第一散热部接触。当光模块连接到通信设备中后,第一散热部通过转接部将光模块的热量传递到第二散热部,以实现散热资源的共享,提升光模块的散热效果。
Description
技术领域
本申请涉及通信设备技术领域,尤其涉及一种光模块的散热装置和通信设备。
背景技术
光模块是通信网络中的重要组成部分,其主要功能是实现光电之间的相互转换。随着通信网络的升级演化,在通信网络中通信数据的体量和传输速率有了明显的提升。因此,通信网络中的各组成部分需要具备较好的性能。光模块的性能提升以后,其功耗也越来越大,导致发热比较严重。其中光模块头部热量占比高。因此,如何提升光模块的散热性能成为了亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请的实施例提供一种光模块的散热装置及通信设备,以解决现有技术散热效果差的问题。
第一方面,本申请提供了一种光模块的散热装置,包括:散热基板,包括多个第一散热部、多个转接部与第二散热部,多个第一散热部和多个转接部一一对应,其中,转接部用于连接与之对应的第一散热部和第二散热部,多个第一散热部、多个转接部与第二散热部一体成型;多个凸台,与多个第一散热部一一对应,用于将光模块的热量传导至散热基板上,凸台的一端与光模块接触,凸台的另一端与对应的第一散热部接触。
需要说明的是,第一散热部一般位于每个光模块的上方,用于单个光模块的散热,因此也可以称为光模块散热器。第二散热部位于多个第一散热部的后方,用于多个光模块散热,因此也可以称为公共散热器。
本申请实施例提供的散热装置,通过多个转接部可以连通各个光模块散热器和公共散热器,从而将各个光模块的热量转移到公共散热器中,避免单个光模块散热器负荷过重。通过上述散热装置,可以降低多个光模块之间的温差,实现光模块温度级联,从而实现整个散热装置内散热资源的共享,提升光模块的散热能力。
本实施例提供的光模块的散热装置尤其适用于多个光模块同时工作的场景,当前光模块越多,前后不同位置的光模块温度差异越大,导致下游模块散热困难,通过本申请实施例提供的散热装置,可以在多个光模块之间实现散热资源共享,提升多个光模块的散热效率。
在一种可能的实现方式中,第一散热部、转接部与第二散热部包括基板外壳和毛细结构层,毛细结构层烧结在基板外壳的内表面,用于实现循环散热,多个第一散热部、多个转接部与第二散热部一体成型,包括:基板外壳与毛细结构层一体成型。
通过上述实现方式,光模块采用一体式的散热装置,光模块产生的热量可以从第一散热部通过转接部转移到第二散热部,从而与其他光模块实现散热资源共享,并且通过设置毛细结构层,使得散热过程得以循环进行,提升散热效果。
在一种可能的实现方式中,散热基板还包括:真空腔;真空腔通过将散热基板的内腔抽取真空获得,真空腔中充入相变工质,用于通过气化实现光模块热量的转移。
上述实现方式中,散热基板内部抽真空以实现真空腔,可以使相变工质达到极易蒸发的状态,从而实现光模块的快速散热,同时又能够保证散热基板内壁不会腐蚀污堵。
在另一种可能的实现方式中,每个转接部用于连接与之对应的第一散热部和第二散热部,包括:每个第一散热部、每个转接部和第二散热部的真空腔互通。这样,光模块产生的热量可以快速通过转接部,从第一散热部传递到第二散热部,实现散热资源共享,保证散热装置内各处均温。
在一种可能的实现方式中,第一散热部和第二散热部还包括支撑柱和毛细粉层,支撑柱位于基板外壳的上下层之间,用于支撑基板外壳。支撑柱外层烧结一圈毛细粉层,当光模块产生的热量在散热基板的上层受冷液化后,毛细粉层或者毛细结构层用于将受冷液化后的液体引导到散热基板的下层。转接部的真空腔不设置支撑柱和毛细粉层。这样,可以保证转接部柔性,从而吸收光模块插拔带来的公差,保证光模块的正常插拔。
在一种可能的实现方式中,多个第一散热部在第一方向上互相平行,且垂直于第二散热部并列排布,其中,第一方向为光模块的插拔方向。这样,多个第一散热部在水平方向上平行放置,同时均与第二散热部保持垂直,整体呈琴键型,可以有效减小散热装置的体积,减小散热装置的占用空间,提高通信设备的散热效率。
在一种可能的实现方式中,毛细结构层和/或毛细粉层的材质为铜粉。这样,当相变工质在散热基板上方遇冷液化时,可以增强散热基板内部的吸收效果,将液体通过毛细力的作用引导回散热基板的下方,重新参与热循环,实现光模块的快速散热。
在一种可能的实现方式中,相变工质为水。需要说明的是,相变工质3303的选择主要与散热装置的工作温度有关,同时,液体属性,例如比热容、沸点等也是考虑因素。当前散热装置通常的工作温度为60摄氏度左右,因此相变工质一般选择水。因为水的比热容在液体中相对较高,同时凝固点较低,容易沸腾,成本较低,一般成为散热装置的首选。当然,如果散热装置的工作温度较低,也可以采用丙酮、液氨等物质,因为丙酮、液氨等的凝固点较低,可以避免散热装置工作时由于相变工质结冰导致无法正常散热。此外,相变工质还可以采用乙醇等化学物质,具体地,本申请对此不进行限制。
在一种可能的实现方式中,散热装置还包括散热鳍片。该散热鳍片设置于散热基板外表面,用于将热量散发至散热装置外部。散热鳍片的存在可以增加散热基板的散热面积,同时,当光模块的热量传递到第一散热部时,散热鳍片的温度低于第一散热部本体的温度,相变工质蒸发吸热,蒸汽到达散热鳍片遇冷液化,热量通过与空气流的热交换散发到空气中。
在一种可能的实现方式中,散热基板还包括:第一基板,第一基板焊接在第一散热部的表面,用于支撑第一散热部,以及辅助第一散热部散热,和/或,第二基板,第二基板焊接在第二散热部的表面,用于支撑第二散热部,以及辅助第二散热部散热。
前述光模块的散热装置中,散热基板实质上为相变基板,其主要作用在于实现光模块热量的快速转移。同时散热基板内部需要设置支撑柱,以实现对基板内腔的支撑。本实现方式中,通过在第一散热部和第二散热部上分别添加第一基板和第二基板,一方面可以代替支撑柱对散热基板的第一散热部和第二散热部起到支撑作用,简化散热基板的制作工艺,降低散热成本;另一方面可以辅助第一散热部和第二散热部散热,将光模块的热量快速转移到设备外部,提高散热效率。
在一种可能的实现方式中,第一基板或者第二基板为金属板。由于金属板具有一定的刚性,一方面可以对散热基板起到支撑作用,另一方面具有良好的导热性,可以提高散热装置的散热效率。
在一种可能的实现方式中,基板外壳为具有刚性的金属材质。这样,基板外壳足够坚挺,可以保护内部的散热装置不受损坏。
在一种可能的实现方式中,凸台的另一端与第一散热部接触,是指:凸台的上表面与对应的所述第一散热部的下表面焊接在一起。
在另一种可能的实现方式中,所述凸台采用导热石墨烯材料。可选地,为了实现更好的热传导效果,凸台还可以包括导热垫,导热垫可以通过粘结结构与第一散热部粘结,也可以通过连接件与第一散热部连接。当然,也可以采用其他连接结构将导热垫与第一散热部连接。
应理解,凸台与第一散热部之间无论如何连接,为了提高热传导效率,凸台与第一散热部之间优选为面接触,这样,相比于离散的点接触,可以有效提高热传导效率。
需要说明的是,为了进一步提高热传导效率,凸台与第一散热部之间的接触面的平面度需要尽量小,粗糙度也尽量小,以降低接触面之间的热阻,提高热传导效率。
需要说明的是,平面度,也称平整度,是用于评定成形表面质量的关键指标之一,为实测表面高度距离理想平面的偏差,直接影响部件之间的贴合效果和紧固性能。粗糙度是指待测表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度,表面粗糙度越小,则表面越光滑。
第二方面,本申请实施例提供一种通信设备。通信设备包括:如第一方面及其任一种可能的实现方式中所述的光模块的散热装置;还包括PCB板和光模块,其中,PCB板上具有插孔,该插孔用于插入光模块。
本申请提供的光模块的散热装置,在散热基板中设置第一散热部、第二散热部和转接部,并通过转接部连通各个光模块散热器和公共散热器,从而将各个光模块的热量转移到公共散热器中,多个光模块通过内腔互通共同散热,避免单个光模块散热器负荷过重。通过上述散热装置,可以降低多个光模块之间的温差,实现光模块温度级联,从而实现整个散热装置内散热资源的共享,提升光模块的散热能力。
附图说明
图1为一种通信设备的结构示意图;
图2为一种热管的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种光模块的散热装置的俯视图;
图4为本申请实施例提供的一种图3所示的光模块的散热装置的侧视图;
图5为本申请实施例提供的一种热管的内部结构示意图;
图6A为本申请实施例提供的一种光模块的散热装置的俯视图;
图6B为本申请实施例提供的一种图6A所示的光模块的散热装置的侧视图;
图7A为本申请实施例提供的一种散热基板的侧视剖面图;
图7B为本申请实施例提供的一种图7A所示的散热基板的俯视剖面图;
图8为本申请实施例提供的另一种光模块的散热装置的侧视图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对光模块的散热装置及通信设备作进一步地详细描述。
为了方便理解本申请实施例提供的光模块组件,下面首先对光模块进行具体说明。
在光电通信系统中的数据传输阶段,数据信息是以光信号的形式在光纤线缆等介质中进行传输,以实现低成本、低损耗的信息传输。而在数据处理阶段,通信设备(如计算机等)使用的是电信号。因此,为了便于对数据信息进行处理,需要将光信号形式的数据信息转化为电信号的形式。
光模块的主要功能是实现上述光信号和电信号的相互转换。因此,在光电通信系统中,光模块的作用尤为重要。从功能上来说,光模块主要包括发射部分和接收部分。光模块依靠发射部分来实现电-光信号的转换,依靠接收部分实现光-电信号的转换。示例地,发射部分用于:输入一定码率的电信号,经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器或发光二极管发射出相应速率的光信号。发射部分内部可以带有光功率自动控制电路,使输出的光信号功率保持稳定。接收部分用于:一定码率的光信号输入光模块后,由光探测二极管转换为电信号,经前置放大器后输出相应码率的电信号。
需要说明的是,除非特别说明,本申请中的光模块为广义上的光模块,是指具有光信号发射功能,或者光信号接收功能,或者可以实现光电信号相互转换的器件。此外,本申请对光模块的其他功能、形态等不进行限制。
图1为一种通信设备的结构示意图。如图1所示,在光模块10的实际应用中,光模块10一般插接在通信设备20中,以实现光模块10与通信设备20之间的连接。具体来说,通信设备20的壳体21中会设置便于连接光模块10的插孔211。光模块10的一部分可以通过该插孔211伸入壳体21内部,另一部分暴露在壳体21外部。
随着光电通信系统的不断发展,通信系统中所承载的数据信息的容量越来越大,且数据信息的传输速率也越来越高。光模块10、通信设备20在对大量的数据信息进行处理时,其功耗有了明显的提升,导致发热量明显增加。
为了提升光模块10的散热性能,可以在光模块10表面设置热管330。
图2为一种热管的结构示意图。参考图2所示,热管330具有相对的热端301和冷端302,热管内部抽真空,热管330的热端301与光模块10的发热表面接触,用于吸收光模块10产生的热量,并将热量传导至热管330的冷端302,热管的冷端302用于将热量散发到光模块10外,从而实现光模块10的散热。另外,热管330还具有端口3021,用于将热管330内部抽真空之后注入相变工质,然后进行封口。其中,相变工质可以是具有较高比热容的液体,用于受热时通过气化过程吸热。端口3021内径狭窄,以保证热管内部的气密性。
但是,在当前通信设备中高密度放置高功耗光模块的情形下,由于各个光模块之间散热互相独立,将导致光模块之间温差较大,无法实现均温,从而降低光模块及通信设备的处理性能及使用寿命。
为此,本申请实施例提供了一种能够提升光模块10的散热性能的光模块的散热装置。
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图和具体实施例对本申请作进一步地详细描述。
以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的,而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样,单数表达形式“一个”、“一种”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式,除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解,在本申请以下各实施例中,“至少一个”、“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
图3是本申请实施例提供的一种光模块的散热装置的俯视图。如图3所示,散热装置300包括多个光模块散热器310、公共散热器320、多个热管330。此外,为了便于描述,本实施例中还包括光模块370和PCB板360。光模块370插接到通信设备后,跟PCB板360形成电路连接。如图3,每个光模块370上均安装有对应的光模块散热器310,此外,在各个光模块散热器310后端,该散热装置还安装有一个公共散热器320。
具体来说,如图3所示,光模块散热器310和公共散热器320之间在水平方向上内嵌热管330。通过热管330可以连通各个光模块散热器310和公共散热器320,从而将各个光模块的热量转移到公共散热器320中,避免单个光模块散热器负荷过重。同时,公共散热器320内部在竖直方向上也内嵌热管330以均匀公共散热器内的温差。通过上述散热装置,可以降低多个光模块之间的温差,实现光模块温度级联,从而实现整个散热装置内散热资源的共享,提升光模块的散热能力。
应理解,热管330的数量可根据光模块所散发热量的多少决定。例如,当光模块所散发的热量较多时,可以采用多个并列布设的热管。
图4是本申请实施例提供的一种图3所示的光模块的散热装置的侧视图。如图4所示,在一种可能的实现方式中,该光模块的散热装置还包括凸台340。凸台340用于将光模块的热量传导至光模块散热器310中。其中凸台340的一端与光模块接触,用于吸收光模块表面的热量,并将其通过凸台本身传到凸台的另一端。凸台340的另一端与光模块散热器310接触。以图4为例,凸台340的上表面与光模块散热器310的下表面接触,凸台340的下表面与光模块接触。示例地,凸台340可以为金属材质,从而将光模块产生的热量传导到上表面,被光模块散热器吸收。示例地,散热装置还包括散热器鳍片350。散热器鳍片350可以焊接在光模块散热器310的上表面和公共散热器的上表面及下表面,用于散热。具体地,散热器鳍片350为金属材质。
需要说明的是,本申请实施例对凸台340与光模块散热器310的连接方式不限制。凸台340与光模块散热器310的连接方式具有多种。示例地,固定连接,即凸台340与光模块散热器310沿第二方向相对固定,例如焊接在一起。又如,活动连接,即凸台340与光模块散热器310沿第二方向可相对活动。示例地,凸台340与光模块散热器310为一体结构件,或者,凸台340与光模块散热器310也可以具有其他连接方式。还需要说明的是,本申请的散热装置可以包括多个凸台,每个凸台与一个光模块以及一个光模块散热器对应。
图5为本申请实施例提供的一种热管的内部结构示意图。如图5所示,热管330包括热管外壳3301毛细层3302和相变工质3303。其中,外壳3301通常为金属材料;例如铜。毛细层3302通常为铜粉或铜网,烧结在外壳3301的内表面。相变工质3303通常为水。热管330内腔抽成真空或者负压状态。其工作原理为:热管的热端301受热时,相变工质迅速蒸发为蒸汽,蒸汽在微小的压力差下快速扩散到冷端302,在冷端302处释放出热量,重新凝结为液体。然后凝结后的液体通过毛细层3302的毛细力的作用重新回到热端301,该过程循环往复。同时,冷端302处释放的热量随即转移到公共散热器320中,通过公共散热器320上的鳍片散发到外部气流中,从而实现热量的快速转移,起到平衡整个散热装置温度的作用。
示例地,公共散热器320内腔可以采用多个并列布设的热管330,用于内部均热。
示例地,多个第一散热部在水平方向上互相平行,并且均垂直于第二散热部。多个第一散热部在水平方向上平行放置,同时均与第二散热部保持垂直,呈琴键型,可以有效减小散热装置的体积,提高通信设备的散热效率。
综上,通过本实施例提供的光模块的散热装置,热管可以连通各个光模块散热器和公共散热器,从而将各个光模块的热量转移到公共散热器中,避免单个光模块散热器负荷过重。通过上述散热装置,可以降低多个光模块之间的温差,实现光模块温度级联,从而实现整个散热装置内散热资源的共享,提升光模块的散热能力。
图6A和图6B是本申请实施例提供的另一种光模块的散热装置。
图6A为本申请实施例提供的一种光模块的散热装置的俯视图,图6B为本实施例提供的一种图6A所示的光模块的散热装置的侧视图。如图6A和6B所示,本实施例提供的散热装置600包括散热基板610和凸台620。此外,为了便于描述,本实施例中还包括光模块640和PCB板630。光模块640插接到通信设备后,跟PCB板630形成电路连接。其中,散热基板610具体包括多个第一散热部611、多个转接部612和第二散热部613。多个第一散热部和多个转接部一一对应。其中,第一散热部611位于光模块640的上方,用于吸收单个光模块的热量,并将其通过转接部612传输到第二散热部613。第二散热部613位于各个光模块的后方,为各个光模块的公共散热器。转接部612用于连接第一散热部611和第二散热部613的两端,使得第一散热部611和第二散热部613的内部互相连通,从而实现整个散热装置的散热资源共享。第一散热部611、转接部612和第二散热部613为一体结构件,例如,可以通过焊、注塑等工艺将第一散热部611、转接部612和第二散热部613进行一体化成型。凸台620用于将光模块的热量传导至散热基板上。其中,凸台620的一端与光模块接触,用于吸收光模块表面的热量,凸台620的另一端与第一散热部接触,将光模块的热量通过凸台620本身传导到散热基板上。以凸台620的一端为上表面,另一端为下表面为例,凸台620的上表面与第一散热部611的下表面焊接在一起,凸台620的下表面与光模块接触,凸台620可以为金属材质,从而将光模块产生的热量传导到上表面,被光模块散热器吸收。图6A中箭头方向表示热量的流动方向。
可选地,在第一散热部611的上表面,第二散热部613的上表面及下表面还可以设置鳍片650,从而可以提升散热基板610的散热面积,进而有利于提升光模块640的散热效果。具体地,鳍片650可以焊接在第一散热部611的上表面和第二散热部613的上表面及下表面。优选地,鳍片650为金属材质。鳍片650也可以设置在散热基板表面的其他位置,本申请对此不作限定。或者,在一些实施方式中,鳍片650也可以省略设置。
通过本实施例提供的散热装置,当该散热装置工作时,各个光模块的热量首先通过凸台传输至第一散热部611,第一散热部611可以散出部分热量。例如,第一散热部611通过位于其上表面的鳍片650散出部分热量。同时,由于第一散热部611通过转接部612和第二散热部613互相连通,因此各个光模块的剩余热量还可以分别传输至第二散热部613,并通过第二散热部613由空气流带走,从而实现各个光模块共享散热资源,降低模块间的温差,实现通信设备内恒温。
图7A为本申请实施例提供的一种散热基板的侧视剖面图,图7B为本申请实施例提供的一种图7A所示的散热基板的俯视剖面图。如图7A所示,作为一种可能的实现方式,散热基板610包括基板外壳6101、毛细结构层6102、真空腔6103、相变工质6104、支撑柱6105和毛细粉层6106。作为一种实现方式,基板外壳6101可以是金属材质,例如铝板、铜板或者铁板等金属板,或者其他具有刚性的金属材料。毛细结构层6102烧结在基板外壳6101内表面的上下层。需要说明的是,散热基板的第一散热部611、转接部612、第二散热部613一体成型,在当前实现方式下,可以理解为散热基板610的基板外壳6101和毛细结构层6102一体成型。毛细结构层6102可以但不限制为金属粉末或者金属网。真空腔6103位于上下两层毛细结构层6102之间,通过抽真空获得,真空腔6103内放置有相变工质6104,例如水,用于转化光模块的热量。支撑柱6105位于基板外壳6101的上下层之间,用于撑开基板外壳6101。需要说明的是,由于基板外壳6101、毛细结构层6102一体成型,也可以说支撑柱6105位于毛细结构层6102的上下层之间,用于撑开该毛细结构层6102。支撑柱6105的外层烧结一圈毛细粉层6106。毛细粉层6106可以是金属粉末。该金属粉末与构成毛细结构层6102的金属粉末可以为同一材质。当光模块产生的热量在散热基板的上层受冷液化后,毛细粉层6106或者毛细结构层6102用于将受冷液化后的液体,通过毛细力的驱动引导到散热基板的下层,实现相变工质的热循环。
需要说明的是,真空腔可以使相变工质6104达到极易蒸发的状态,实现光模块的快速散热,同时又能够保证散热基板内壁不会腐蚀污堵。
还需要说明的是,本实施例的附图7A和7B中将相变工质6104的形状设计为块状,且其置于散热基板内腔的部分位置,仅为了方便描述。但这并不代表相变工质为固体,也不代表相变工质的分布限于图中所在位置。事实上,作为一种可能的实现方式,相变工质可以为液体,其分布于散热基板内腔的下表面各处。
该散热装置的工作原理为:当光模块640工作时,热量通过凸台620传导至第一散热部611的底部,真空腔6103内的相变工质6104气化吸热,气化后的气体快速扩散至散热基板的真空腔各处。散热基板的第一散热部上表面及第二散热部上下表面因存在散热鳍片630,其温度低于气化后的气体温度。气体在散热基板第一散热部上表面以及第二散热部上下表面受冷液化,放出热量,热量通过散热鳍片650散出。液化后的液体沿着毛细结构层6102以及毛细粉层6106靠毛细力的的驱动回到散热基板第一散热部611的下表面。该过程不断循环,每个光模块的热量都扩散至散热基板内腔各处,最终通过散热鳍片由空气流带走,从而实现格格光模块共享散热资源,降低了模块之间的温差。
示例地,多个第一散热部在水平方向上互相平行,并且均垂直于第二散热部。多个第一散热部在水平方向上平行放置,同时均与第二散热部保持垂直,呈琴键型,可以有效减小散热装置的体积,提高通信设备的散热效率。
示例地,毛细结构层与毛细粉层的材质均为铜粉,相变工质为水。
需要说明的是,相变工质6104的选择主要与散热装置的工作温度有关,同时,液体属性,例如比热容、沸点等也是考虑因素。当前散热装置的通常工作温度为60摄氏度左右,因此相变工质一般采用水,因为水的比热容在液体中相对较高,同时凝固点较低,容易沸腾,成本较低,因此通常为散热装置的首选。当然,如果散热装置的工作温度较低,也可以采用丙酮、液氨等物质,因为丙酮、液氨等的凝固点较低,可以避免散热装置工作时由于相变工质结冰导致无法正常散热。此外,相变工质还可以采用乙醇等化学物质,具体地,本申请对此不进行限制。
优选地,转接部612的内腔不放置支撑柱6105和毛细粉层6106,这样,转接部通过采用柔性设计,可以吸收光模块插拔带来的公差,保证光模块的正常插拔。需要说明的是,不同光模块的外形、尺寸可能有所不同,且散热基板的第二散热部的位置、高度在通信设备中均相对固定。当不同外形高度的光模块插入通信设备时,由于转接部为柔性设计,可以使第一散热部下面具有充足的空间,从而保证光模块的正常插拔。
凸台620与第一散热部611的连接方式具有多种。示例地,固定连接,即凸台620与第一散热部611沿第二方向相对固定,例如焊接在一起。又如,活动连接,即凸台620与第一散热部611沿第二方向可相对活动。或者,凸台620采用弹性结构或者弹性材质,在第二方向上具有一定的伸缩空间。这样,当不同高度的光模块插入通信设备时,凸台的高度可以相应改变,使光模块顺利插入。示例地,凸台620与第一散热部611为一体结构件,或者,凸台620与第一散热部611也可以具有其他连接方式。
需要说明的是,本申请涉及的所有第一方向均如图6A所示的H方向,即,与光模块640的插接方向平行的方向。本申请涉及的所有第二方向均如图6B所示的V方向,即,与光模块的插接方向相垂直的方向。
可选地,为了实现更好的热传导效果,凸台620可以包括导热垫,导热垫可以通过粘结结构与第一散热部粘结,也可以通过连接件与第一散热部连接。当然,也可以采用其他连接结构将导热垫与第一散热部连接。具体地,可采用导热石墨烯等导热件作为凸台。
应理解,凸台620与第一散热部611之间无论如何连接,为了提高热传导效率,凸台与第一散热部之间应优选为面接触,这样,相比于离散的点接触,可以有效提高热传导效率。
需要说明的是,凸台620与第一散热部611之间的接触面的平面度需要尽量小,粗糙度也尽量小,以降低接触面之间的热阻,提高热传导效率。需要说明的是,平面度,也称平整度,是用于评定成形表面质量的关键指标之一,为实测表面高度距离理想平面的偏差,直接影响部件之间的贴合效果和紧固性能。粗糙度是指待测表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度,表面粗糙度越小,则表面越光滑。
综上,通过本实施例提供的光模块的散热装置,转接部可以连通各个光模块散热器(第一散热部)和公共散热器(第二散热部),从而将各个光模块的热量转移到公共散热器中,避免单个光模块散热器负荷过重。通过上述散热装置,可以降低多个光模块之间的温差,实现光模块温度级联,从而实现整个散热装置内散热资源的共享,提升光模块的散热能力。
图8为本申请实施例提供的另一种光模块的散热装置的侧视图。如图8所示,散热装置800包括散热基板810和凸台820。此外,为了便于描述,本实施例中还包括光模块840和和PCB板830。光模块840插接到通信设备后,跟PCB板830形成电路连接。与前述图6A与图6B所示的散热装置相同,本实施例中的散热基板810也包括多个第一散热部811、与之一一对应的多个转接部812和第二散热部813。
与图6A及图6B所示的光模块的散热装置不同的是,本实施例所提供的光模块的散热装置还包括第一基板814和第二基板815。
具体地,第一基板814位于第一散热部811上方,用于支撑第一散热部,以及辅助第一散热部811进行散热;第二基板815位于第二散热部813上方,用于支撑第二散热部,以及辅助第二散热部813进行散热。需要说明的是,在图6A及图6B所示的光模块的散热装置中,散热基板610实质上为相变基板,其主要作用在于实现光模块热量的快速转移,散热效果有限。同时,散热基板内部需要设置支撑柱,以实现对散热基板内腔的支撑。本实施例中,通过在第一散热部和第二散热部上分别添加第一基板和第二基板,一方面可以代替支撑柱对散热基板的第一散热部和第二散热部起到支撑作用,简化散热基板的制作工艺,降低散热成本;另一方面可以辅助第一散热部和第二散热部散热,将光模块的热量快速转移到设备外部,提高散热效率。
示例地,第一基板814焊接在第一散热部811上表面,第二基板焊接在第二散热部813上表面,转接部812保持柔性,以吸收光模块插拔带来的公差,保证光模块的正常插拔。或者,第一基板814焊接在第一散热部811下表面,第二基板焊接在第二散热部813下表面。或者,第一基板814也可以通过其他方式与第一散热部连接在一起,本实施例对光模块散热板与第一散热部、公共散热板与第二散热部之间的连接方式不进行限制。
示例地,第一基板或者第二基板可以为金属板。由于金属板具有一定的刚性,一方面可以对散热基板起到支撑作用,另一方面具有良好的导热性,可以提高散热装置的散热效率
可选地,在第一散热部811的上表面,第二散热部813的上表面及下表面还可以设置鳍片850,从而增加散热基板810的散热面积,进而有利于提升光模块840的散热效果。具体地,鳍片850可以焊接在第一散热部811的上表面和第二散热部813的上表面及下表面。优选地,鳍片850为金属材质。
当然,鳍片850也可以设置在散热基板表面的其他位置,本申请对此不作限定。或者,在一些实施方式中,鳍片850也可以省略设置。
当该散热装置工作时,各个光模块的热量首先通过凸台传输至第一散热部,第一散热部可以散出部分热量,例如,通过位于其上表面的第一基板散出部分热量。同时,由于第一散热部611通过转接部612和第二散热部内613部互相连通,因此各个光模块的剩余热量还可以分别传输至第二散热部613,并通过位于第二散热部613上表面的第二基板散到通信设备外部,从而实现各个光模块共享散热资源,降低模块间的温差,实现通信设备内恒温。
本实施例中,散热基板810的内部结构、凸台820与散热基板810的连接方式、各个部件的位置及具体作用等,均可参照前述实施例,此处不再进行赘述。
此外,本申请实施例还提供了一种通信设备,具体可参照图1所示的通信设备20。该通信设备包括:上述实施例中所述的光模块的散热装置、PCB板和光模块。其中,PCB板上具有插孔,光模块通过插孔插入通信设备,光模块产生的热量通过前述光模块的散热装置散发到通信设备外部。在具体实施时,通信设备可以是交换机、路由器、网关等设备,本申请对通信设备的类型不作限制。
应理解,在具体实施时,通信设备20中所使用的光模块的散热装置的数量可以根据实际情况进行合理设置,本申请对此不作限定。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (15)
1.一种光模块的散热装置,其特征在于,包括:
散热基板,包括多个第一散热部、多个转接部与第二散热部,所述多个第一散热部和所述多个转接部一一对应,其中,每个所述转接部用于连接与之对应的所述第一散热部和所述第二散热部,多个所述第一散热部、多个所述转接部与所述第二散热部一体成型;
多个凸台,与所述多个第一散热部一一对应,用于将所述光模块的热量传导至所述散热基板上,所述凸台的一端与所述光模块接触,所述凸台的另一端与对应的所述第一散热部接触。
2.根据权利要求1所述的散热装置,其特征在于,所述多个第一散热部、所述转接部与所述第二散热部包括基板外壳和毛细结构层,所述毛细结构层烧结在所述基板外壳的内表面,用于实现循环散热,多个所述第一散热部、多个所述转接部与所述第二散热部一体成型,包括:所述基板外壳与所述毛细结构层一体成型。
3.根据权利要求2所述的散热装置,其特征在于,所述散热基板还包括真空腔,
所述真空腔通过将所述散热基板的内腔抽取真空获得,所述真空腔中充入相变工质,用于通过气化实现所述光模块热量的转移。
4.根据权利要求3所述的散热装置,其特征在于,每个所述转接部用于连接与之对应的所述第一散热部和所述第二散热部,包括:每个所述第一散热部、每个所述转接部和所述第二散热部的所述真空腔互通。
5.根据权利要求3所述的散热装置,其特征在于,所述相变工质为水。
6.根据权利要求1至5任一所述的散热装置,其特征在于,所述第一散热部和所述第二散热部还包括支撑柱和毛细粉层,所述支撑柱位于所述基板外壳的上下层之间,用于支撑所述基板外壳,所述支撑柱外层烧结一圈所述毛细粉层,当所述光模块产生的热量在所述散热基板的上层受冷液化后,所述毛细粉层或者所述毛细结构层用于将所述受冷液化后的液体引导到所述散热基板的下层。
7.根据权利要2或6所述的散热装置,其特征在于,所述毛细结构层和/或所述毛细粉层的材质为铜粉。
8.根据权利要求1至5任一所述的散热装置,其特征在于,所述散热装置还包括:
第一基板,所述第一基板焊接在所述第一散热部的表面,用于支撑所述第一散热部,以及辅助所述第一散热部散热,和/或,
第二基板,所述第二散热器基板焊接在所述第二散热部的表面,用于支撑所述第二散热部,以及辅助所述第二散热部散热。
9.根据权利要求8所述的散热装置,其特征在于,所述第一基板或者所述第二基板为金属板。
10.根据权利要求1至9任一所述的散热装置,其特征在于,多个所述第一散热部在第一方向上互相平行,且垂直于所述第二散热部并列排布,其中,所述第一方向为所述光模块的插拔方向。
11.根据权利要求1至10任一所述的散热装置,其特征在于,所述散热装置还包括散热鳍片,所述散热鳍片设置于所述散热基板的外表面,用于将热量散发至所述散热装置的外部。
12.根据权利要求2或3所述的散热装置,其特征在于,所述基板外壳为刚性的金属材质。
13.根据权利要求1至12任一所述的散热装置,其特征在于,所述凸台的另一端与对应的所述第一散热部接触,具体包括:所述凸台的上表面与对应的所述第一散热部的下表面焊接在一起。
14.根据权利要求1至13任一所述的散热装置,其特征在于,所述凸台采用导热石墨烯材料。
15.一种通信设备,其特征在于,包括:如权利要求1至14任一项所述的光模块的散热装置、PCB板、所述光模块,其中,所述PCB板上具有插孔,用于插入所述光模块。
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