CN210381774U - 散热板及光模块 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种散热板及光模块，涉及通信设备的技术领域；散热板包括纵截面为环形的腔体，在腔体的内壁上设置毛细结构层，腔体包括相互连通的蒸发腔和冷凝腔，蒸发腔和冷凝腔填充冷却介质；在腔体内注入冷却介质，蒸发腔内的冷却介质受热汽化，吸走大量的热，气体流动到温度较低的冷凝腔内凝聚液化，释放出大量的热，热量透过腔体，传递到散热板的外壳；而在冷凝腔内液化的冷却介质，在毛细结构层的作用下回流到蒸发腔内，继续沸腾汽化吸热，如此重复循环，进而，散热板可以避免热量集中，将热量快速散发出去；将本申请的散热板应用在光模块上，在一定程度上解决了大功率模块的散热问题，尤其是芯片数量较多且排布密集的模块。

Description

散热板及光模块

技术领域

本申请涉及通信设备的技术领域，尤其是涉及一种散热板及光模块。

背景技术

电子元器件等发热组件在工作过程中会产生热量，为防止发热组件产生热聚集现象，需要对发热组件进行散热。

目前采用的主要散热方法是：使用锌合金材质的壳体结构件进行自身散热，同时也通过锌合金壳体结构件将热量传导至不锈钢材质的壳体上进行散热；这样的散热方式只利用结构件本身材料的导热性进行散热，散热效率较低；尤其对于一些大功耗模块的散热问题，芯片数量较多且排布密集，散热效率大大降低。

实用新型内容

本申请提供了一种散热板及光模块，在一定程度上解决了大功率模块的散热问题。

第一方面，本申请提供了一种散热板，包括纵截面为环形的腔体，在所述腔体的内壁上设置毛细结构层；

其中，所述腔体包括相互连通的蒸发腔和冷凝腔，所述蒸发腔和所述冷凝腔填充冷却介质。

结合第一方面，本申请提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述腔体的内部设有隔板，所述隔板使环形的腔体分成上部和下部，其中，上部为所述冷凝腔，下部为所述蒸发腔。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，相对设置的两层所述毛细结构层的间距在0.2mm～0.5mm之间。

结合第一方面，本申请提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，在所述散热板的表面开设注液口，所述注液口与所述蒸发腔或所述冷凝腔连通。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，还包括注液管；

当所述注液口设置在所述散热板的侧壁上时，所述注液管与所述注液口连通；

当所述注液口设置在所述散热板的顶面或底面上时，在所述散热板上开设凹槽，所述注液口和所述注液管连通，均设置在所述凹槽内。

结合第一方面，本申请提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述冷却介质为水、乙醇，和丙二醇中的任意一种。

结合第一方面，本申请提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述毛细结构层采用铜粉烧结成型、铜网烧结成型，以及铜粉和铜网组合烧结成型中的任意一种。

结合第一方面，本申请提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述散热板的形状为圆形、矩形、三角形、多边形，和组合图形中的任意一种。

结合第一方面，本申请提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述腔体为真空腔体。

第二方面，本申请还提供了一种光模块，包括盖体，电子元器件，以及如上所述的散热板；

所述电子元器件设置在所述盖体的内部，所述散热板的蒸发腔的外壁与所述电子元器件贴合，所述散热板的冷凝腔的外壁与所述盖体的内壁贴合，所述散热板用于将所述电子元器件产生的热量传递到所述盖体。

结合第二方面，本申请提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括导热件，所述导热件分别设置在所述电子元器件与所述散热板的蒸发腔的外壁之间，以及所述散热板的冷凝腔的外壁与所述盖体的内壁之间。

本申请提供了一种散热板及光模块，散热板包括纵截面为环形的腔体，在腔体的内壁上设置毛细结构层，腔体包括相互连通的蒸发腔和冷凝腔，蒸发腔和冷凝腔填充冷却介质；在腔体内注入冷却介质，蒸发腔内的冷却介质受热汽化，吸走大量的热，气体流动到温度较低的冷凝腔内凝聚液化，释放出大量的热，热量透过腔体，传递到散热板的外壳；而在冷凝腔内液化的冷却介质，在毛细结构层的作用下回流到蒸发腔内，继续沸腾汽化吸热，如此重复循环，进而，散热板可以避免热量集中，将热量快速散发出去；将本申请的散热板应用在光模块上，这种散热方式可以将电子元器件产生的热量带走，有利于保护电子元器件的安全性和稳定性，在一定程度上解决了大功率模块的散热问题，尤其是芯片数量较多且排布密集的模块。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本申请实施例所提供的散热板的结构示意图；

图2示出了本申请实施例所提供的散热板的纵剖图；

图3示出了本申请实施例所提供的光模块的爆炸图；

图4示出了本申请实施例所提供的光模块的纵剖图。

附图标记：1-散热板；11-腔体；111-蒸发腔；112-冷凝腔；113-隔板；12-毛细结构层；13-注液管；2-盖体；21-上盖；22-下盖；3-电子元器件；4-导热件。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连通”、“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。

实施例一：

如图1和图2所示，图1示出了本申请实施例所提供的散热板的结构示意图；图2示出了本申请实施例所提供的散热板的纵剖图。

本申请实施例提供了一种散热板1，包括纵截面为环形的腔体11，在腔体11的内壁上设置毛细结构层12；其中，腔体11包括相互连通的蒸发腔111和冷凝腔112，蒸发腔111和冷凝腔112填充冷却介质。

进而，腔体11的内部设有隔板113，隔板113使环形的腔体11分成上部和下部，其中，上部为冷凝腔112，下部为蒸发腔111，隔板113的一端与散热板1固定连接。

下部为蒸发腔111，上部为冷凝腔112，蒸发腔111内的冷却介质受热汽化后变成气体，气体密度较小，产生的气体会自主上升，进入冷凝腔112进行液化吸热，这个过程中不需要借助外力即可实现冷却介质的循环流动，由此加快冷却介质的流动速度，从而增加循环速度和散热效率。

在实际工艺中，直接在散热板1的一侧表面上开设腔体11，腔体11呈环形，且深度接近散热板1的另一侧表面；进而中间形成隔板113，隔板113将腔体11分成上部的冷凝腔112和下部的蒸发腔111，这样腔体11的一端始终是密封的，将毛细结构层12烧结在腔体11的内壁上，烧结完成后，直接对散热板1开设腔体11的一侧密封即可，提高了散热板1整体的密封性。

需要说明的是，腔体11最好为真空腔体，在真空的状态下，可以保证散热效率较高；除此之外，隔板113不仅起到将腔体11分隔为冷凝腔112和蒸发腔111的作用，还起到协助散热板1散热的作用；隔板113还用于固定毛细结构层12，在隔板113的四周外壁上设有毛细结构层12，进而增大了毛细结构层12的面积，提高了冷却介质的流通速度。

进而，冷却介质为水、乙醇，和丙二醇中的任意一种，在此不做具体限定。

由于腔体11为环形，在腔体11的环形内壁上均设有毛细结构层12，毛细结构层12采用铜粉烧结成型、铜网烧结成型，以及铜粉和铜网组合烧结成型中的任意一种，在此不做限定；进一步地，按照产品的具体要求进行高温烧结，形成能够储存并导通冷却介质的毛细结构层12。

相对设置的两层毛细结构层12的间距在0.2mm～0.5mm之间。如图2所示，蒸发腔111或冷凝腔112内的相对的两层毛细结构层12之间的间距大于蒸发腔111和冷凝腔112的连接侧壁内的相对的两层毛细结构层12之间的间距；除此之外，蒸发腔111或冷凝腔112内的毛细结构层12的厚度较厚，因为毛细结构层12需要在蒸发腔111或冷凝腔112内利用毛细力传递冷却介质；而左右两侧的腔体11主要用于冷却介质的流通，进而毛细结构层12的厚度不需要太厚；需要说明的是，毛细结构层12的厚度是不加以限制的，只是不同位置的毛细结构层12的厚度不同而已。

本申请实施例中的散热板1采用环形的腔体，冷却介质在蒸发腔111内受热汽化，直接上升到冷凝腔112内，气态的冷却介质在冷凝腔112内液化后直接流回蒸发腔111，进而继续受热汽化，上升，放热液化，如此循环反复，进而实现了冷却介质在腔体11内的自循环；而环形结构的腔体11则为冷却介质的循环流动提供了便利的条件，缩短了冷却介质的循环流程。

在散热板1的表面开设注液口，注液口与蒸发腔111或冷凝腔112连通。

冷却介质通过注液口流入腔体，当注液口与蒸发腔111直接连通时，冷却介质可以直接流入到蒸发腔111，然后在蒸发腔111内受热汽化；当注液口与冷凝腔112连通时，冷却介质可以通过毛细结构层12回流到蒸发腔111内，也可以在隔板113上开设一个孔，使冷却介质从隔板113上的孔流回蒸发腔111，然后在蒸发腔111内受热汽化。需要说明的是，注液口的位置不做具体限定。

进一步地，还包括注液管13，注液管13与注液口连通，注液管13与承装冷却介质的容器连通，冷却介质通过注液管13和注液口流入到腔体；在对腔体11注完冷却介质后，对腔体11进行抽真空操作，抽真空之后，截断注液管13，为了保证冷却介质不流出，仍有一小部分注液管13保留在注液口上，最后密封注液管13。如图1所示，注液管13在注液口处弯折设置，需要说明的是，注液管13的位置随注液口而定，为了保证安装的便利性，不同位置的注液管13的处理方法略有不同。

当注液口设置在散热板1的侧壁上时，注液管13直接与注液口连通；由于散热板1的侧壁不与其他部件接触，当注液管13设置在散热板1的侧壁上时，无论注液管13的形状如何，都不影响散热板1的安装；

当注液口设置在散热板1的顶面或底面上时，在散热板1上开设凹槽，注液口和注液管13连通，均设置在凹槽内；需要说明的是，散热板1的顶面或底面要与其他部件接触，如果注液口和注液管13设置在这里，会影响散热板1与其他部件的贴合，从而影响散热效率；因此，本申请采用在散热板1上开设凹槽，这样注液管13就可以埋设在凹槽内，不影响散热板1的安装，还可以保证散热板1与其他部件的有效接触。

散热板1的形状为圆形、矩形、三角形、多边形，和组合图形中的任意一种；具体地，散热板1的形状由外界条件决定，在此不做限定。散热板1的材料可以选用纯铜，或者铜合金，纯铜及铜合金具有较高的导热性，以及较好的散热性能，进而可以提高散热板1的散热效率。

本申请的散热板1内采用相变散热方式及毛细结构传输的原理：冷却介质填充到散热板1的腔体11内，吸纳于毛细结构层12中；当蒸发腔111受热时，冷却介质吸热汽化，从毛细结构层12中溢出，并上升到冷凝腔112内放热冷凝，液化后被吸入冷凝腔112内的毛细结构层12，并通过毛细作用流回到蒸发腔111的毛细结构层12内，完成一个散热循环。进而，散热板1可以避免热量集中，将热量快速散发出去。

实施例二：

如图1～图4所示，图1示出了本申请实施例所提供的散热板的结构示意图；图2示出了本申请实施例所提供的散热板的纵剖图；图3示出了本申请实施例所提供的光模块的爆炸图；图4示出了本申请实施例所提供的光模块的纵剖图。

本申请实施例提供了一种光模块，包括盖体2，电子元器件3，以及实施例一中的散热板1；

在本申请实施例中，电子元器件3的数量为三个，散热板1同时对这三个电子元器件3进行散热，进一步提高了电子元器件3的散热效率；同时也说明了散热对象的数量可以为若干个，进而，散热板1的形状随着电子元器件3的排列方式而变化，以方便与电子元器件3配合连接。

电子元器件3设置在盖体2的内部，散热板1的蒸发腔111的外壁与电子元器件3贴合，散热板1的冷凝腔112的外壁与盖体2的内壁贴合，进而，散热板1用于将电子元器件3产生的热量传递到盖体2上。

如图3所示，盖体2包括上盖21和下盖22，散热板1的冷凝腔112的外壁与上盖21的内壁贴合，散热板1将电子元器件3产生的热量带到上盖21，在上盖21的附近设有外部散热件，例如风扇，外部散热件将上盖21的热量传递走，进而加快了电子元器件3的热量的传递。

光模块还包括导热件4，导热件4分别设置在电子元器件3与散热板1的蒸发腔111的外壁之间，以及散热板1的冷凝腔112的外壁与盖体2的内壁之间。

需要说明的是，每个电子元器件3都配有一个导热件4，导热件4设置在每个电子元器件3与散热板1的蒸发腔111的外壁之间，此处导热件4的形状与电子元器件3的形状相似；除此之外，导热件4还设置在散热板1的冷凝腔112的外壁与盖体2的内壁之间，此处的导热件4与散热板1的顶面较好接触；进而，导热件4可以协助热量传递。

本申请实施例的光模块的散热过程如下：光模块在工作过程中，电子元器件3会产生热量，在密闭的接近真空状态的腔体11内，注入适量的冷却介质，蒸发腔111内的冷却介质受热会沸腾汽化，及时吸走电子元器件3产生的大量热量，进而气体流动到温度较低的冷凝腔112，在冷凝腔112内凝聚液化，释放出大量的热，热量透过腔体11传递到散热板1的外表面，经过导热件4，传递至光模块的上盖21的外表面，最后通过光模块的外部散热件将热量传递走，在冷凝腔112内液化的冷却介质，在毛细力作用下回流到蒸发腔111，继续沸腾汽化吸热，如此重复循环。

进而，电子元器件3产生的热量透过导热件4传递至散热板1，经散热板1自身的液冷循环将热量传递至散热板1的表面，再经过导热件4传递至光模块的外壳，将热量快速散发出去，避免热量集中，引起温度升高；进而，光模块可以借助散热板1将电子元器件3产生的热量带走，有利于保护电子元器件3的安全性和稳定性。

本申请提供的散热板及光模块，可以实现光模块的高效率散热，导热性能超过其他金属材质做成的散热块；除此之外，可以实现冷却介质的自循环，不需要借助外部施加的动力即可实现循环，还可以同时为多个电子元器件3散热；在一定程度上解决了大功率模块的散热问题，尤其是芯片数量较多且排布密集的模块。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种散热板，其特征在于，包括纵截面为环形的腔体，在所述腔体的内壁上设置毛细结构层；

其中，所述腔体包括相互连通的蒸发腔和冷凝腔，所述蒸发腔和所述冷凝腔填充冷却介质。

2.根据权利要求1所述的散热板，其特征在于，所述腔体的内部设有隔板，所述隔板使环形的腔体分成上部和下部，其中，上部为所述冷凝腔，下部为所述蒸发腔。

3.根据权利要求2所述的散热板，其特征在于，相对设置的两层所述毛细结构层的间距在0.2mm～0.5mm之间。

4.根据权利要求1所述的散热板，其特征在于，在所述散热板的表面开设注液口，所述注液口与所述蒸发腔或所述冷凝腔连通。

5.根据权利要求4所述的散热板，其特征在于，还包括注液管，

当所述注液口设置在所述散热板的侧壁上时，所述注液管与所述注液口连通；

当所述注液口设置在所述散热板的顶面或底面上时，在所述散热板上开设凹槽，所述注液口和所述注液管连通，均设置在所述凹槽内。

6.根据权利要求1所述的散热板，其特征在于，所述冷却介质为水、乙醇，和丙二醇中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的散热板，其特征在于，所述毛细结构层采用铜粉烧结成型、铜网烧结成型，以及铜粉和铜网组合烧结成型中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的散热板，其特征在于，所述散热板的形状为圆形、矩形、三角形、多边形，和组合图形中的任意一种。

9.一种光模块，其特征在于，包括盖体，电子元器件，以及如权利要求1～8任一项所述的散热板；

所述电子元器件设置在所述盖体的内部，所述散热板的蒸发腔的外壁与所述电子元器件贴合，所述散热板的冷凝腔的外壁与所述盖体的内壁贴合，所述散热板用于将所述电子元器件产生的热量传递到所述盖体。

10.根据权利要求9所述的光模块，其特征在于，还包括导热件，所述导热件分别设置在所述电子元器件与所述散热板的蒸发腔的外壁之间，以及所述散热板的冷凝腔的外壁与所述盖体的内壁之间。

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