CN210073824U - 散热主板及光模块 - Google Patents

Abstract

本申请涉及光通讯技术领域，尤其是涉及一种散热主板及光模块。一种散热主板，用于封装芯片，包括电路板和散热件，散热件位于电路板的一侧，芯片设置于电路板的另一侧。电路板上对应芯片的位置处开设有散热通孔，散热通孔贯穿电路板的两侧。散热件的至少部分伸入散热通孔并能够与芯片相接触，从而能够将芯片工作时产生的热量传递出来，减小了传热热阻，进而对芯片起到有效散热，解决了COB裸芯片散热困难的问题。一种光模块，包括所述的散热主板以及芯片和壳体，散热主板和芯片位于壳体内，且散热主板的散热件分别与芯片和壳体相接触，以将芯片产生的热量快速传递至壳体，从而达到高效散热的效果。

Description

散热主板及光模块

技术领域

本实用新型涉及光通讯技术领域，尤其是涉及一种散热主板及光模块。

背景技术

在光通讯领域，经常要使用到COB(chip on board板上芯片)工艺在PCB板(印制电路板)上封装特定功能的芯片，且目前主流的做法是将芯片贴在PCB板上特定的区域。然而芯片贴在PCB板上后不能直接采用导热界面材料或金属散热块将热量传递至与之对应的金属外壳上，使得该工艺存在较大的散热弊端。

针对上述问题，目前常规的做法是在PCB板的COB区域钻通孔，采用过热孔进行散热。但由于过热孔处的导热材料含量有限，因此热量传递效果差，易造成热量集中，芯片温度升高。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种散热主板及光模块，以解决现有技术中存在的使用COB工艺在PCB板上封装芯片时，芯片散热效果差的技术问题。

本申请提供了一种散热主板，用于封装芯片，包括电路板和散热件；

所述电路板上对应所述芯片的封装位置处开设有散热通孔；所述散热件位于所述电路板的一侧，且所述散热件的至少部分伸入所述散热通孔内并能够与所述电路板另一侧的所述芯片相接触。

在上述技术方案中，优选地，所述散热件上形成有凸起部，所述凸起部伸入所述散热通孔内并能够与所述芯片相接触；

所述散热件朝向所述电路板的一侧的端面与所述电路板相贴合。

在上述任一技术方案中，优选地，所述散热主板还包括第一导热粘结层，所述第一导热粘结层设置于所述散热件的凸起部与所述芯片之间。

在上述任一技术方案中，优选地，所述散热主板还包括金属层，所述金属层位于所述散热件与所述电路板之间，或所述金属层位于所述散热件的凸起部与所述芯片之间。

在上述任一技术方案中，优选地，所述散热主板还包括第二导热粘结层，所述第二导热粘结层位于所述金属层和所述散热件的凸起部之间。

在上述任一技术方案中，优选地，所述散热件上形成有通气孔，所述通气孔连通所述第二导热粘结层和/或所述第一导热粘结层。

在上述任一技术方案中，优选地，所述散热件背离所述电路板的一侧设置有导热界面材料层。

在上述任一技术方案中，优选地，所述散热件的导热系数和所述金属层的导热系数均大于15W/(m·K)。

本申请还提供了一种光模块，包括上述任一技术方案所述的散热主板及所述芯片，所述芯片位于所述电路板的一侧，并与所述散热件相接触。

在上述技术方案中，优选地，所述光模块还包括壳体，所述壳体内形成容纳空间，所述芯片和所述散热主板均位于所述容纳空间内，且所述散热件与所述壳体相接触。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本申请提供了一种散热主板，用于封装芯片，包括电路板和散热件；其中，散热件位于电路板的一侧，芯片设置于电路板的另一侧。电路板上对应芯片的位置处开设有散热通孔，散热通孔贯穿电路板的两侧。散热件的至少部分伸入散热通孔内并能够与芯片相接触，从而能够将芯片工作时产生的热量最大效率地传递出来，减小了传热热阻，进而对芯片起到有效散热的效果，解决了COB裸芯片的散热困难的问题。此外本申请的散热主板的散热件装配方便，在电路板加工完毕之后即可粘结散热件。

本申请还提供了一种光模块，包括所述的散热主板以及芯片和壳体，散热主板和芯片位于壳体内，且散热主板的散热件分别与芯片和壳体相接触，以将芯片产生的热量快速传递至壳体，从而达到高效散热的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的第一种光模块的爆炸结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的第一种光模块的剖视结构示意图；

图3为图2中A处的放大图；

图4为本实用新型实施例提供的第二种光模块的爆炸结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的第二种光模块的剖视结构示意图；

图6为图5中B处的放大图。

附图标记：

1-电路板，101-散热通孔，2-散热件，201-凸起部，202-通气孔，3-芯片，4-金属层，5-导热界面材料层，6-上盖，7-下盖。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。

基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参照图1至图6描述根据本实用新型一些实施例的散热主板及包括该散热主板的光模块。

参见图1至图6所示，本申请提供了一种散热主板，用于封装芯片3，包括电路板1和散热件2；其中，散热件2位于电路板1的一侧，芯片3设置于电路板1的另一侧。电路板1上对应芯片3的位置处开设有散热通孔101，散热通孔101贯穿电路板1的两侧。散热件2的至少部分伸入散热通孔101内并与芯片3相接触，即散热件2可以呈块状或条状完全嵌入散热通孔101内，直接与芯片3相接触，或散热件2上可以形成伸入散热通孔101内凸起部分，通过凸起部分与芯片3相接触并传热。

优选地，散热件2上朝向电路板1的一侧形成有凸起部201，凸起部201能够穿过散热通孔101与芯片3相接触，从而能够将芯片3工作时产生的热量最大效率的传递出来，减小了传热热阻，进而对芯片3起到有效散热的目的，解决了COB裸芯片的散热困难的问题。此外散热件2的装配方便，在电路板1加工完毕之后即可粘结散热件2，不影响芯片3的粘贴。

在该实施例中，优选地，散热件2的凸起部201与散热通孔101的形状相适配，且散热件2与芯片3接触的一端的端面为平面，以使散热件2能够与芯片3更好的贴合接触，提高散热件2对芯片3的散热效率。

在该实施例中，优选地，如图2、图3和图5、图6所示，散热件2朝向电路板1的一侧的端面与电路板1相贴合，且该端面可以通过导热粘结材料与电路板1相粘结，实现散热件2与电路板1的稳固连接，不易发生松脱；且凸起部201的侧壁能够与散热通孔101的内壁相贴合，以进一步使散热件2与电路板1连接稳定。

在本申请的实施例中，散热件2的材质可以为纯铜、铜合金、纯铝、铝合金及其他导热系数大于15W/(m·K)的金属和非金属材料或是氮化铝陶瓷及其他陶瓷材料，以保证散热效率。

需要说明的是，电路板1上的散热通孔101的数量为一个或多个，以对应封装不同数量的芯片3。

本申请实施例的散热主板还包括金属层4，金属层4属于接地层，设置于芯片3与散热件2之间，或散热件2与电路板1之间。优选地，金属层4设置于芯片3与散热件2的凸起部201之间，或位于散热件2朝向电路板1的一侧的端面与电路板1之间。下面以金属层4的这两种优选设置方式来说明本申请的散热主板的两种优选实施方式。

如图1至图3所示，当金属层4设置于芯片3与散热件2的凸起部201之间时，金属层4的一侧设置第一导热粘结层，金属层4通过第一导热粘结层与芯片3粘结固定；金属层4的另一侧设置第二导热粘结层，金属层4通过第二导热粘结层与散热件2的凸起部201粘结固定。

如图4至图6所示，当金属层4位于散热件2朝向电路板1的一侧的端面与电路板1之间时，金属层4设置为环形，金属层4环绕散热件2的凸起部201设置。在这种结构下金属层4也可通过导热粘结材料与散热件2和电路板1粘结固定。而芯片3与散热件2的凸起部201之间直接通过第一导热粘结层粘结固定。

需要说明的是，为不影响散热效果，金属层的导热系数均大于15W/(m·K)；优选地，金属层4的材质为铜；导热粘结材料为热导性较好的材料，如银浆；此外，导热粘结材料可以具有导电性质或者电绝缘性质。

在本申请的实施例中，优选地，如图2和图3所示，为避免在金属层4与散热件2及芯片3粘结时，粘结面产生的气泡导致金属层4鼓胀变形，本申请的实施例中在散热件2上设置有通气孔202，通气孔202连通第二导热粘结层或第一导热粘结层。当金属层4两侧分别设置第一导热粘结层和第二导热粘结层时，通气孔202可穿过金属层4同时连通第一导热粘结层和第二导热粘结层。通过设置连通导热粘结层的通气孔202，能够使粘结层内的空气能够排至通气孔202，因此不易引起金属层4鼓胀变形。

需要说明的是，第一导热粘结层和第二导热粘结层为导热粘接剂形成的粘接层或焊接料形成的粘接层。

在本申请的实施例中，优选地，如图1至图6所示，在散热件2背离电路板1的一侧设置有导热界面材料层5，散热件2通过导热界面材料层5与光模块的壳体接触，以将散热件2吸收的芯片3的热量传递至光模块的壳体，由于光模块的壳体一般为金属材质，因此能够将热量快速散发出去。

优选地，导热界面材料层5的材质包括但不限于导热垫、导热膏、石墨烯等。

此外，需要说明的是，当散热件2与光模块的壳体之间设置导热界面材料层5时，散热件2上形成的阶梯面还可以起到限位和支撑的作用，在安装电路板1(已与散热件2粘结成一体)时，会受到导热界面材料层5的挤压力，挤压力作用于散热件2上，但因为电路板1会对散热件2上形成的阶梯面形成限位，因此散热件2的凸起部201不会相对于电路板1产生相对位移而突出于电路板1朝向芯片3的一侧表面，因此能够避免因散热件2位移而造成电路板1或芯片3的金线断裂或变形，同时也能有效避免芯片3底部区域凸起而导致的芯片3脱落的风险。

本申请的实施例还提供了一种光模块，包括上述任一实施例的散热主板以及芯片3和壳体，散热主板和芯片3位于壳体内，且散热主板的散热件2分别与芯片3和壳体相接触，以将芯片3产生的热量快速传递至壳体，从而达到高效散热的目的。

优选地，为方便拆装，如图1至图6所示，壳体包括上盖6和下盖7，上盖6和下盖7能够扣合连接并围设出容纳空间。散热主板的散热件2能够与壳体的下盖7相接触，以将芯片3产生的热量快速传递至下盖7。

进一步优选地，下盖7的材质为金属，以使下盖7具有较好的散热性及强度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种散热主板，用于封装芯片，其特征在于，包括电路板和散热件；

所述电路板上对应所述芯片的封装位置处开设有散热通孔；所述散热件位于所述电路板的一侧，且所述散热件的至少部分伸入所述散热通孔内并能够与所述电路板另一侧的所述芯片相接触。

2.根据权利要求1所述的散热主板，其特征在于，所述散热件上形成有凸起部，所述凸起部伸入所述散热通孔内并能够与所述芯片相接触；

所述散热件朝向所述电路板的一侧的端面与所述电路板相贴合。

3.根据权利要求2所述的散热主板，其特征在于，还包括第一导热粘结层，所述第一导热粘结层设置于所述散热件的凸起部与所述芯片之间。

4.根据权利要求3所述的散热主板，其特征在于，还包括金属层，所述金属层位于所述散热件与所述电路板之间，或所述金属层位于所述散热件的凸起部与所述芯片之间。

5.根据权利要求4所述的散热主板，其特征在于，还包括第二导热粘结层，所述第二导热粘结层位于所述金属层和所述散热件的凸起部之间。

6.根据权利要求5所述的散热主板，其特征在于，所述散热件上形成有通气孔，所述通气孔连通所述第二导热粘结层和/或所述第一导热粘结层。

7.根据权利要求1所述的散热主板，其特征在于，所述散热件背离所述电路板的一侧设置有导热界面材料层。

8.根据权利要求4所述的散热主板，其特征在于，所述散热件的导热系数和所述金属层的导热系数均大于15W/(m·K)。

9.一种光模块，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的散热主板及所述芯片，所述芯片位于所述电路板的一侧，并与所述散热件相接触。

10.根据权利要求9所述的光模块，其特征在于，还包括壳体，所述壳体内形成容纳空间，所述芯片和所述散热主板均位于所述容纳空间内，且所述散热件与所述壳体相接触。

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