CN209296991U - 用于光模块的散热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于光模块的散热结构，包括罩设于光模块的各元器件上的外壳，外壳中设置有用于容置各元器件的容置腔，外壳沿其长度方向的两侧分别具有第一侧板和第二侧板，第一侧板上和第二侧板上分别开设有多个用于供冷却气流流通的第一通风孔和第二通风孔；外壳的顶侧板上设置有多个散热片，多个散热片呈矩阵排布于顶侧板的外表面上。本实用新型使光模块的散热不受光模块在印制电路板上的安装位置及布置方向的影响，无论冷却气流的流向是否与光模块的长度方向垂直，都不会造成外壳的侧部对冷却气流形成阻挡，增加外壳与气流对流换热的面积与流通空间，提高光模块的散热效率，保证光模块通信工作的稳定可靠性。

Description

用于光模块的散热结构

技术领域

本实用新型属于通讯设备领域，更具体地说，是涉及一种用于光模块的散热结构。

背景技术

随着物联网应用的快速普及，在各种网络建设中，需要大量采用光模块和光纤实现互联和互通，以实现各功能设备之间的数据传输和通信。由于光模块是一种进行光电信号互转的集成模块，其在工作时会产生大量的热量。随着光模块传输速率的持续提升(从传统的155Mbps提高当前400Gbps)，传输速率的提升则伴随着功耗和热量的增加，而光模块中用于产生或接收光信号的激光器对温度要求相对严格(如传统光模块容许的最大工作温度为70℃，5G移动通信网络要求400G光模块容许的最大工作温度为85℃)，为了保证光通讯的正常进行，通常利用光模块的外壳与冷却气流的对流换热，以将光模块产生的热量及时散发出去。

现有技术中，随着通信设备传输速率的大幅度提升，需要在单块印制电路板上共面设置多个光模块，并通过散热风机对共面设置于印制电路板上的光模块提供冷却气流，以快速高效地实现热交换，及时带走光模块散发的热量。然而，当冷却气流的流向与光模块的长度方向平行时，冷却气流能够较好地与外壳的外表面(外壳的顶侧外表面、底侧外表面、左侧外表面和右侧外表面)进行充分接触，达到良好的散热效果；但是，当冷却气流的流向与光模块的长度方向垂直时，外壳就会对冷却气流形成遮挡，导致冷却气流只能从外壳顶部和底部(外壳的顶侧外表面和底侧外表面)通过，减小了冷却气流与外壳的接触面积，严重降低外壳与冷却气流的对流换热效率，导致光模块工作时温度偏高，影响光模块工作性能的稳定可靠性。

因此，由于光模块在印制电路板上的安装位置以及布置方向的不确定性，导致冷却气流容易受到外壳的侧部阻挡，造成外壳与冷却气流的对流换热热面积过小、换热效率不高，导致光模块在工作时因温度偏高而影响通信的稳定可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于光模块的散热结构，旨在解决现有技术中存在的光模块在印制电路板上的安装位置以及布置方向的不确定性，导致冷却气流容易受到外壳的侧部阻挡，造成外壳与冷却气流的对流换热热面积过小、换热效率不高的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种用于光模块的散热结构，包括罩设于光模块的各元器件上的外壳；其特征在于：所述外壳中设置有用于容置各所述元器件的容置腔，所述外壳沿其长度方向的两侧分别具有第一侧板和第二侧板，所述第一侧板上开设有多个用于供冷却气流流通的第一通风孔，所述第二侧板上开设有多个用于供冷却气流流通的第二通风孔；所述外壳的顶部具有顶侧板，所述顶侧板上设置有多个散热片，多个所述散热片呈矩阵排布于所述顶侧板的外表面上。

进一步地，各所述散热片为柱状散热鳍片。

进一步地，各所述柱状散热鳍片包括与所述顶侧板相连的导热管、以及设置于所述导热管外侧壁上的螺旋状散热鳍片，各所述导热管的底端安装于所述顶侧板的外表面上，各所述导热管的顶端具有第一散热开口。

进一步地，各所述导热管的底端具有第二散热开口，所述顶侧板上对应设有用于连通所述容置腔与各所述第二散热开口的排气孔。

进一步地，各所述散热片为板状或片状散热鳍片。

进一步地，各所述板状或片状散热鳍片分别垂直设置于所述顶侧板的外表面上。

进一步地，多个所述第一通风孔呈矩阵排布于所述第一侧板上。

进一步地，多个所述第二通风孔呈矩阵排布于所述第二侧板上。

进一步地，各所述散热片采用铝散热片、铜散热片或者石墨散热片。

进一步地，所述第一通风孔和/或所述第二通风孔的孔形状为圆形、椭圆形或正多边形。

本实用新型提供的用于光模块的散热结构的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型提供的用于光模块的散热结构，在外壳的顶侧板外表面上设置有矩阵排布的多个散热片，以增大冷却气流与外壳的对流换热面积，提高外壳与冷却气流的对流换热效率；并且在外壳内部形成有用于冷却气流对流换热的对容置腔，在外壳长度方向两侧的第一侧板(左侧板)和第二侧板(右侧板)上分别开设有多个供冷却气流进出对容置腔的第一通风孔和多个第二通风孔，解决了光模块散热过程中存在的流向与光模块的长度方向垂直的冷却气流，容易受到外壳的第一侧板(左侧板)和/或第二侧板(右侧板)的阻挡的问题。因此，本实用新型提供的用于光模块的散热结构，在外壳的顶侧板外表面上设置有矩阵排布的多个散热片，并在外壳内部形成有用于冷却气流对流换热的对容置腔的，在外壳长度方向两侧的第一侧板(左侧板)和第二侧板(右侧板)上分别开设有多个供冷却气流进出对容置腔的第一通风孔和多个第二通风孔，从而在增大外壳与冷却气流的流通空间及对流换热热面积的同时，使光模块的散热不受光模块在印制电路板上的安装位置及布置方向的影响，无论冷却气流的流向是否与光模块的长度方向垂直，都不会造成外壳的侧部对冷却气流形成阻挡，提高光模块的散热效率，保证光模块通信工作的稳定可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例一提供的用于光模块的散热结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的用于光模块的散热结构侧视方向的结构示意图；

图3为本实用新型提供实施例二的用于光模块的散热结构俯视方向的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一提供的用于光模块的散热结构的处于散热工作状态(散热系统的冷却气流流向与外壳长度方向垂直时)的结构示意图；

图5为本实用新型实施例一提供的用于光模块的散热结构的处于散热工作状态(散热系统的冷却气流流向与外壳长度方向平行时)的结构示意图。

其中，图中各附图主要标记：

1-外壳；11-第一侧板；111-第一通风孔；12-第二侧板；121-第二通风孔；13-顶侧板；2-散热片；21-柱状散热鳍片；211-导热管；22-板状或片状散热鳍片；3-印制电路板；4-冷却气流流向；5-纵向气流通道；6-横向气流通道。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“连接于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请一并参阅图1至图2，现对本实用新型实施例提供的用于光模块的散热结构进行说明。本实用新型提供的用于光模块的散热结构，包括罩设于光模块的各元器件上的外壳1，外壳1中设置有用于容置各元器件的容置腔，外壳1沿其长度方向的两侧分别具有第一侧板11和第二侧板12，第一侧板11上开设有多个用于供冷却气流流通的第一通风孔111，第二侧板12上开设有多个用于供冷却气流流通的第二通风孔112；外壳1的顶部具有顶侧板13，顶侧板13上设置有多个散热片2，多个散热片2呈矩阵排布于顶侧板13的外表面上。

本实用新型提供的用于光模块的散热结构的基本工作原理：如图5所示，当散热系统冷却气流的流向与外壳1(光模块)的长度方向平行时，冷却气流能够较好地与外壳1的外表面(外壳1的顶侧板13外表面、底侧板外表面、第一侧板11外表面和第二侧板12的外表面)进行充分接触，达到良好的散热效果，并且在外壳1的顶侧板13外表面上设置有矩阵排布的多个散热片2，以增大冷却气流与外壳1的对流换热面积，提高外壳1与冷却气流的对流换热效率；如图4所示，当散热系统冷却气流的流向与外壳1(光模块)的长度方向垂直时，冷却气流通过外壳1第一侧板11上的第一通风孔111(或者外壳1第二侧板12上的第二通风孔112)流入外壳1内部的对容置腔中，在对容置腔中经对流换热后的热空气流通过外壳1第二侧板12上的第二通风孔112(或者壳第一侧板11上的第一通风孔111)流出，增加冷却气流对流换热的流通面积和流通空间，并增强光模块内部气流对流换热强度，提高光模块的散热效率，避免流向与光模块的长度方向垂直的冷却气流受到外壳1的阻挡，导致冷却气流只能从外壳1顶部和底部(外壳1的顶侧板13外表面和底侧板外表面)通过，造成冷却气流与外壳1的接触面积过小，严重降低外壳1与冷却气流的对流换热效率，导致光模块工作时温度偏高，影响光模块工作性能的稳定可靠性。

本实用新型提供的用于光模块的散热结构，与现有技术相比，在外壳1的顶侧板13外表面上设置有矩阵排布的多个散热片2，以增大冷却气流与外壳1的对流换热面积，提高外壳1与冷却气流的对流换热效率；并且在外壳1内部形成有用于冷却气流对流换热的对容置腔，在外壳1长度方向两侧的第一侧板11(左侧板)和第二侧板12(右侧板)上分别开设有多个供冷却气流进出对容置腔的第一通风孔111和多个第二通风孔112，解决了光模块散热过程中存在的流向与光模块的长度方向垂直的冷却气流，容易受到外壳1的第一侧板11(左侧板)和/或第二侧板12(右侧板)的阻挡，导致冷却气流只能从外壳1顶部和底部(外壳1的顶侧板13外表面和底侧板外表面)通过，造成外壳1与冷却气流的对流换热热面积过小、换热效率不高的问题，从而使光模块的散热不受光模块在印制电路板上的安装位置及布置方向的影响，不会造成外壳1的侧部对冷却气流形成阻挡，增大外壳1与冷却气流的流通空间及对流换热热面积，提高光模块的散热效率。

优选地，各散热片2采用铝散热片2、铜散热片2或者石墨散热片2，通过铝散热片2、铜散热片2或者石墨散热片2的优良散热效果对外壳1顶侧板13上的热量进行交换，实现快速地散热

优选地，散热片2的形状可以是柱状散热片2、板状散热片2或者片状散热片2或者其它任意形状。散热片2的具体形状、大小和数量可根据光模块实际散热需要而设计，在此不作唯一限定。

实施例一：

请一并参阅图1及图2，作为本实用新型实施例一提供的用于光模块的散热结构的具体实施方式，各散热片2为柱状散热鳍片21。本实施例中，采用柱状散热鳍片21具有较大的表面积，且在各个鳍片周围都会形成一定的湍流，以适应具有较小流量的冷却气流条件下对光模块进行散热。在风量较小的冷却气流条件下，利用各柱状散热鳍片21周围形成的小“旋风”以充分地进行热交换，以增强外壳1的散热效率，提高光模块的散热效果。

进一步地，请一并参阅图1及图2，作为本实用新型实施例一提供的用于光模块的散热结构的具体实施方式，各柱状散热鳍片21包括与顶侧板13相连的导热管211、以及设置于导热管211外侧壁上的螺旋状散热鳍片(图中未示出)，导热管211的底端安装于顶侧板13的外表面上，导热管211的顶端具有第一散热开口。本实施例中，通过具有较大表面积的导热管211，将外壳1上的热量快速传递到螺旋状散热鳍片上，而且螺旋状散热鳍片在导热管211的外侧壁上形成螺旋状的散热面，更加有利于在柱状散热鳍片21周围形成的小“旋风”以充分地进行热交换，在风量较小的冷却气流条件下，也能够达到良好的散热效果。此外，导热管211还可以减小散热片2的重量，便于柱状散热鳍片21的加工与安装。

优选地，导热管211采用具有圆形中空内腔的圆柱状的导热管，以使导热管211具有较大的表面积，提高散热效率与散热效果。

进一步地，作为本实用新型实施例一提供的用于光模块的散热结构的具体实施方式，各导热管211的底端具有第二散热开口(图中未示出)，顶侧板13上对应设有用于连通容置腔与各第二散热开口的排气孔(图中未示出)。本实施例中，在顶侧板13上设有对应设有用于连通容置腔与各第二散热开口的排气孔，容置腔中对流换热后的热空气气流会上升至容置腔的顶部，并通过各排气孔自对应的导热管211从光模块外壳顶部排出，进一步增强了对流换热效率。

进一步地，请一并参阅图2，作为本实用新型提供的用于光模块的散热结构的具体实施方式，多个第一通风孔111呈矩阵排布于第一侧板11上。本实施例中，在外壳1的第一侧板11(左侧板)上开设有多个呈矩阵阵列规则排布的多个第一通风孔111，使散热系统冷却气流比较均匀稳定并分散地通过各第一通风孔111流入外壳1的对容置腔中，提高光模块的散热效率和使用稳定性。

进一步地，请一并参阅图2，作为本实用新型提供的用于光模块的散热结构的具体实施方式，多个第二通风孔112呈矩阵排布于第二侧板12上。本实施例中，在外壳1的第二侧板12(右侧板)上开设有多个呈矩阵阵列规则排布的多个第二通风孔112，使经外壳1对容置腔中对流换热后的热气流，比较均匀稳定并分散地通过各第二通风孔112流出外壳1的外部，提高光模块的散热效率和使用稳定性。

进一步地，作为本实用新型提供的用于光模块的散热结构的具体实施方式，第一通风孔111和/或第二通风孔112的孔形状为圆形、椭圆形或正多边形。本实施例中，将第一通风孔111和/或第二通风孔112的孔形状设置成圆形、椭圆形或正多边形，可以提高光模块的散热效率，增强光模块的散热性能，使光模块达到良好的散热效果。

当然，第一通风孔111和/或第二通风孔112的具体形状、大小和数量可根据光模块实际散热需要而设计，在此不作唯一限定。

进一步地，作为本实用新型提供的用于光模块的散热结构的具体实施方式，各第一通风孔111和/或第二通风孔112内设有防尘滤网(图中未示出)，以过滤冷却气流中的灰尘，避免冷却气流携灰尘进入光模块的对容置腔中，使容置腔造成灰尘积淀，影响光模块的散热和通信工作。

实施例二：

请一并参阅图3，作为本实用新型实施例二提供的用于光模块的散热结构的具体实施方式，本实用新型实施例二提供的用于光模块的散热结构与本实用新型实施例一提供的用于光模块的散热结构的不同在于，各散热片2为板状或片状散热鳍片22，以适应风量较大、流速较快的冷却气流条件下，减小散热片2对冷却气流的阻力，达到对光模块进行快速高效地换热散热的目的。

进一步地，请一并参阅图3，作为本实用新型提供的用于光模块的散热结构的具体实施方式，各板状或片状散热鳍片22分别垂直设置于顶侧板13的外表面上。本实施例中，多个板状或片状散热鳍片22分别垂直设置于顶侧板13的外表面上，并在顶侧板13的外表面上呈矩阵排布，每一相邻纵排(多个板状或片状散热鳍片22沿外壳1长度方向并排布置形成的纵排)之间形成有供冷却气流沿外壳1长度方向平行的方向通过的纵向气流通道5，且每一相邻横列(多个板状或片状散热鳍片沿外壳1宽度方向并排布置形成的横列)之间形成有供冷却气流沿外壳1长度方向垂直的方向通过的横向气流通道6，使冷却气流无论是从沿外壳1长度方向平行的方向还是沿外壳1长度方向垂直的方向对光模块进行散热时，都不会造成散热片2对冷却气流造成阻挡，使冷却气流能够从不同的方向顺利通过横向气流通道6或者纵向气流通道5进行对流换热，从而加快了外壳1顶部的散热效率。而且，横向气流通道6与者纵向气流通道5交叉布置，可以进一步增强外壳1的顶侧板13万表面的冷却气流的扰动程度，增强光模块的散热强度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于光模块的散热结构，包括罩设于光模块的各元器件上的外壳；其特征在于：所述外壳中设置有用于容置各所述元器件的容置腔，所述外壳沿其长度方向的两侧分别具有第一侧板和第二侧板，所述第一侧板上开设有多个用于供冷却气流流通的第一通风孔，所述第二侧板上开设有多个用于供冷却气流流通的第二通风孔；所述外壳的顶部具有顶侧板，所述顶侧板上设置有多个散热片，多个所述散热片呈矩阵排布于所述顶侧板的外表面上。

2.如权利要求1所述的用于光模块的散热结构，其特征在于：各所述散热片为柱状散热鳍片。

3.如权利要求2所述的用于光模块的散热结构，其特征在于：各所述柱状散热鳍片包括与所述顶侧板相连的导热管、以及设置于所述导热管外侧壁上的螺旋状散热鳍片，各所述导热管的底端安装于所述顶侧板的外表面上，各所述导热管的顶端具有第一散热开口。

4.如权利要求3所述的用于光模块的散热结构，其特征在于：各所述导热管的底端具有第二散热开口，所述顶侧板上对应设有用于连通所述容置腔与各所述第二散热开口的排气孔。

5.如权利要求1所述的用于光模块的散热结构，其特征在于：各所述散热片为板状或片状散热鳍片。

6.如权利要求5所述的用于光模块的散热结构，其特征在于：各所述板状或片状散热鳍片分别垂直设置于所述顶侧板的外表面上。

7.如权利要求1所述的用于光模块的散热结构，其特征在于：多个所述第一通风孔呈矩阵排布于所述第一侧板上。

8.如权利要求1所述的用于光模块的散热结构，其特征在于：多个所述第二通风孔呈矩阵排布于所述第二侧板上。

9.如权利要求1所述的用于光模块的散热结构，其特征在于：各所述散热片采用铝散热片、铜散热片或者石墨散热片。

10.如权利要求1至9任一项所述的用于光模块的散热结构，其特征在于：所述第一通风孔和/或所述第二通风孔的孔形状为圆形、椭圆形或正多边形。