CN218006859U - 一种光模块散热结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及散热技术领域，提供了一种光模块散热结构，包括：光模块罩；第一导热介质结构层，所述第一导热介质结构层设置在所述光模块罩的外侧并与所述光模块罩接触；第二导热介质结构层，所述第二导热介质结构层设置在所述第一导热介质结构层的外侧并与所述第一导热介质结构层接触；第三导热介质结构层，所述第三导热介质结构层设置在所述第二导热介质结构层的外侧并与所述第二导热介质结构层接触；所述第一导热介质结构层为片状导热介质结构，所述第二导热介质结构层为导热界面材质结构，所述第三导热介质结构层为金属结构，该光模块散热结构无需破坏原有结构，制作工艺简单、散热效率高。

Description

一种光模块散热结构

技术领域

本申请涉及散热技术领域，更具体地说，涉及一种光模块散热结构。

背景技术

SFP(Small Form-factor Pluggable，小型可插拔)模块是电信号和光信号之间转换的一种接口模块，目前SFP模块常被运用到各种通信设备中，并已经支持1G、2.5G以及10G等通用速率。

SFP模块通常安装在SFP座中，SFP座通常设置在设备的PCB板上。在SFP模块工作过程中会不可避免地出现发热现象，由于SFP接口通常设置在PCB边缘，从而容易引起热量囤积，而SFP模块对于工作环境温度较敏感，高温环境下导致其通信信号质量下降而出现连通性问题，为此，现有技术中会针对SFP模块设置散热器以降低温度，现有技术中的散热器直接安装在SFP座上方，相对接触面积较小。而且对于SFP安装座，由于其表面不平整，座子表面为笼状结构，具有一定高度，并且很多类型的座子有较多开孔，这样就导致在安装散热器时不便于全覆盖模块以实现良好导热。

现有技术中的相关SFP模块散热结构为：

1、一种光模块散热结构(申请号：202220186733.9)

该现有技术提出了以下结构，首先对光模块罩子做了处理，将其上方金属部分进行挖空，其次，在散热片底部做嵌件注塑工艺，形成散热片底部的一种导热塑料，从而使得散热片能够与光模块直接接触，降低热阻。

2、高效散热光模块(申请号：202020926546.0)

该现有技术提出在光模块罩子内部增加一些弹片结构，散热片通过导热胶粘贴在光模块罩子的上方，弹片有按压力，插入光模块以后，弹片可以与光模块紧密贴合，从而保证与光模块的稳定接触，进而降低热阻，使得热量更容易传递到顶部的散热片。

对于上述第一种现有技术中的光模块散热结构主要存在以下缺陷：

(1)需要破坏光模块罩子的上方结构，破坏了屏蔽效果，对于使用于无线机型的场景中，容易引入电磁干扰问题。

(2)导热塑料添加到散热片上需要使用高温成形的嵌件工艺，设计上增加难度。

(3)导热塑料的导热系数要比金属低，挖掉金属结构换取导热系数更低的材料，纵向上的导热效果会打折扣。

(4)光模块散热只使用了顶部的散热区域，对于其他侧面的散热没有考虑，没有最大程度地提高散热效率。

对于上述第二种现有技术中的高效散热光模块主要存在以下缺陷：

(1)弹片结构需要对罩子原型进行改造，不可避免增加缝隙，也破坏了屏蔽效果，同样容易引入电磁干扰问题，不利于对电磁敏感的场合使用。

(2)弹片结构需要加工，对于其他类型已成形的罩子适用性不强，都需要特殊处理以后才能运用此技术。

(3)弹片在光模块下方，但散热器在上方，只通过降低装置下方的热阻来提高导热效果，收益不佳，纵向往上的导热效果实际没有增益。

(4)导热途径优化单一，也没有充分利用侧面的导热途径，效率上没有得到提高。

实用新型内容

本实用新型主要目的是提供一种光模块散热结构，旨在解决现有技术中光模块散热结构对结构破坏大、工艺复杂、散热效率低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种光模块散热结构，其中，包括：

光模块罩；

第一导热介质结构层，所述第一导热介质结构层设置在所述光模块罩的外侧并与所述光模块罩接触；

第二导热介质结构层，所述第二导热介质结构层设置在所述第一导热介质结构层的外侧并与所述第一导热介质结构层接触；

第三导热介质结构层，所述第三导热介质结构层设置在所述第二导热介质结构层的外侧并与所述第二导热介质结构层接触；

所述第一导热介质结构层为片状导热介质结构，所述第二导热介质结构层为导热界面材质结构，所述第三导热介质结构层为金属结构。

进一步地，所述光模块散热结构包括设置在所述第三导热介质结构层的顶部上方的多个间隔布置的散热翅片。

进一步地，所述第一导热介质结构层为导热膜。

进一步地，所述导热膜为石墨膜。

进一步地，所述第二导热介质结构层为导热硅脂或导热凝胶或相变导热垫。

进一步地，所述第三导热介质结构层为铝制结构。

进一步地，所述第三导热介质结构层与所述光模块罩之间的间距小于0.5mm。

进一步地，所述光模块散热结构包括电路板，所述光模块罩设置在所述电路板上，所述电路板上设置有穿孔，所述第三导热介质结构层通过穿设于所述穿孔的螺纹紧固件固定于所述电路板。

进一步地，所述电路板上设置有多个锡点，所述锡点与所述第三导热介质结构层接触。

进一步地，所述第一导热介质结构层、第二导热介质结构层、第三导热介质结构层逐层堆叠地覆盖所述光模块罩。

本申请提供的光模块散热结构的有益效果在于：

由于包括第一导热介质结构层、第二导热介质结构层、第三导热介质结构，第一导热介质结构层除了有效导热、起到均热作用，也减少了光模块对第二导热介质结构层的损耗及影响，第二导热介质结构层的主要作用在于将模块热量传导到第三导热介质结构层，第三导热介质结构层具备散热和屏蔽能力，可以采用鳍型散热片进行改造，制作工艺上更优，只需要将其边缘弯折处理，对于铝制散热片加工简单，无需其他复杂的工艺。此外，可以通过第三导热介质结构层与光模块罩的4个面进行接触，导热效率得到最大提高。安装上，对于被安装主体的电路板，只需要去除PCB部分阻焊油墨并刷锡和增加螺钉孔，与散热片接触组成整个装置，电路板处理及装配均相对简单，可操作性强。该光模块散热结构适用性较强，本设计不需破坏原光模块罩子的任何结构，不需对其进行任何改造，可适用于任何光模块上使用。

进一步的方案中，所述电路板上设置有多个锡点，所述锡点与所述第三导热介质结构层接触使得光模块散热结构形成了良好的屏蔽效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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为本申请的一个实施例所提供的光模块散热结构的内部结构图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为本申请的一个实施例所提供的光模块散热结构的侧视图；

图4为本申请的一个实施例所提供的光模块散热结构的俯视图；

图5为本申请的一个实施例所提供的光模块散热结构中的电路板的俯视图；

图6为本申请的一个实施例所提供的光模块散热结构的仰视图。

上述附图所涉及的标号明细如下：

1-电路板； 2-光模块罩；

3-第一导热介质结构层； 4-第二导热介质结构层；

5-第三导热介质结构层； 6-散热翅片；

7-穿孔； 8-螺钉；

9-锡点； 21-内腔。

具体实施方式

为了使本申请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，对本申请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申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”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。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

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。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本申请所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

参见图1至图4，本实用新型实施例提供一种光模块散热结构，优选作为但不限于作为SFP模块散热结构，其中，包括：

光模块罩2，其中，光模块罩2形成用于容纳光模块的内腔21，光模块可以指SFP光模块或其他普通光模块；

第一导热介质结构层3，第一导热介质结构层3设置在光模块罩2的外侧并与光模块罩2接触；

第二导热介质结构层4，第二导热介质结构层4设置在第一导热介质结构层3的外侧并与第一导热介质结构层3接触；

第三导热介质结构层5，第三导热介质结构层5设置在第二导热介质结构层4的外侧并与第二导热介质结构层4接触；

第一导热介质结构层3为片状导热介质结构，对于不少光模块罩2是开孔结构，该介质可以保证开孔结构被覆盖，避免第二导热介质结构层4通过开孔渗入光模块罩2内部，避免损耗导热材料，也避免导热材料污染光模块。片状导热介质结构有良好的均热效果，可以快速将模块热量均匀到装置内；

第二导热介质结构层4为导热界面材质结构，导热界面材质结构满足在较小的缝隙中进行填充，从而保证第三导热介质结构层5与光模块罩2达到优秀的接触(并非直接接触)效果，第二导热介质结构层4的主要作用在于将模块热量传导到第三导热介质结构层5；

第三导热介质结构层5为金属结构，第三导热介质结构层5是整个光模块散热结构的关键组成部分。

本实用新型实施例提供一种光模块散热结构中，由于包括第一导热介质结构层3、第二导热介质结构层4、第三导热介质结构层5，第一导热介质结构层3除了有效导热，也减少了光模块对第二导热介质结构层4的损耗及影响，第三导热介质结构层5具备散热和屏蔽能力，可以采用鳍型散热片改造，这样制作工艺上只需要将其边缘弯折处理，对于铝制散热片加工简单，无需其他复杂的工艺。此外，可以通过第三导热介质结构层5与光模块罩2的4个面进行接触，导热效率得到最大提高。安装上，在散热片与电路板1的连接接触位置开窗刷锡和增加螺钉孔，电路板1处理及装配均相对简单，可操作性强。该光模块散热结构适用性较强，本设计不需破坏原光模块罩2子的任何结构，不需对其进行任何改造，可适用于任何光模块上使用。

通过一定程度的验证，本实用新型提供的光模块散热结构的散热效果得到较大程度提高，以1W的SFP模块发热量来评估，整个罩子的最高温度点可以下降10℃。其充分利用了第一导热介质结构层3的均热效果，将温差从10℃的差距控制到1℃以内，第一、二导热介质结构层如果做到0.5mm以内厚度，极大降低光模块罩2与第三导热介质结构层5之间的热阻，提高导热效率。

根据本实用新型的一个实施例，第三导热介质结构层5的顶部上方设置有多个间隔布置的散热翅片6，可以采用鳍型散热片改造，这样制作工艺上只需要将其边缘弯折处理，对于铝制散热片加工简单。

根据本实用新型的一个实施例，第一导热介质结构层3为导热膜，具体为石墨膜或类似材质结构。

根据本实用新型的一个实施例，第二导热介质结构层4为导热硅脂或导热凝胶或相变导热垫或类似结构。

根据本实用新型的一个实施例，第三导热介质结构层5为铝制结构或其他类似的金属结构，具体地，第三导热介质结构层5可以是一种散热片结构。

根据本实用新型的一个实施例，第三导热介质结构层5与光模块罩2之间的间距小于0.5mm，从而保证第三导热介质结构层5与光模块罩2良好接触(非直接接触)，从而极大降低光模块罩2与第三导热介质结构层5之间的热阻，提高导热效率，例如，第三导热介质结构层5与光模块罩2之间的间距可以为0.2mm、0.3mm、0.4mm，通常第一导热介质结构层3的厚度最薄可以是0.1mm，也可以是0.2mm和0.3mm，第二导热介质结构层4的厚度通常可以是0.2mm，0.3mm。第三导热介质结构层5与光模块罩2之间的间距小于0.5mm以避免影响散热效率。

参见图5和图6，此外，光模块散热结构包括电路板1，光模块罩2设置在电路板1上，电路板1优选为PCB(印刷电路板)，电路板1上设置有穿孔7，第三导热介质结构层5通过穿设于穿孔7的螺纹紧固件(例如螺钉8)固定于电路板1，螺钉8通过穿孔7使第三导热介质结构层5与散热片固定，优选通过6个接地点(例如在第三导热介质结构层5的两侧下方各设置3个接地点)的稳定接触，在保证散热片接地的同时施加机械应力，将第三导热介质结构层5紧压于PCB表面，从而整体实现机械固定以及屏蔽接地作用。

参见图1、图5和图6，根据本实用新型的一个实施例，电路板1上设置有多个锡点9，锡点9与第三导热介质结构层5接触，具体地，第三导热介质结构层5与PCB接触面通过去除PCB部分阻焊油墨并刷锡，凸起的锡点9在第三导热介质结构层5旋紧以后实现良好的接地效果，从而形成屏蔽栅栏结构，这样可以减少螺钉8数量，提高装配效率，由此看出，本光模块散热结可以利用第三导热介质结构层5与无线设备的PCB通过刷锡接触，并使用螺钉固定后形成屏蔽装置，以增强了屏蔽效果，经验证，其隔离度能够提升10-15dB。

根据本实用新型的一个实施例，第一导热介质结构层3、第二导热介质结构层4、第三导热介质结构层5逐层堆叠地覆盖光模块罩2，从而形成紧密可靠的整体散热层。

以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光模块散热结构，其特征在于，包括：

光模块罩；

第一导热介质结构层，所述第一导热介质结构层设置在所述光模块罩的外侧并与所述光模块罩接触；

第二导热介质结构层，所述第二导热介质结构层设置在所述第一导热介质结构层的外侧并与所述第一导热介质结构层接触；

第三导热介质结构层，所述第三导热介质结构层设置在所述第二导热介质结构层的外侧并与所述第二导热介质结构层接触；

所述第一导热介质结构层为片状导热介质结构，所述第二导热介质结构层为导热界面材质结构，所述第三导热介质结构层为金属结构。

2.根据权利要求1所述的光模块散热结构，其特征在于，所述光模块散热结构包括设置在所述第三导热介质结构层的顶部上方的多个间隔布置的散热翅片。

3.根据权利要求2所述的光模块散热结构，其特征在于，所述第一导热介质结构层为导热膜。

4.根据权利要求3所述的光模块散热结构，其特征在于，所述导热膜为石墨膜。

5.根据权利要求1所述的光模块散热结构，其特征在于，所述第二导热介质结构层为导热硅脂或导热凝胶或相变导热垫。

6.根据权利要求1所述的光模块散热结构，其特征在于，所述第三导热介质结构层为铝制结构。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的光模块散热结构，其特征在于，所述第三导热介质结构层与所述光模块罩之间的间距小于0.5mm。

8.根据权利要求1至6中任意一项所述的光模块散热结构，其特征在于，所述光模块散热结构包括电路板，所述光模块罩设置在所述电路板上，所述电路板上设置有穿孔，所述第三导热介质结构层通过穿设于所述穿孔的螺纹紧固件固定于所述电路板。

9.根据权利要求8所述的光模块散热结构，其特征在于，所述电路板上设置有多个锡点，所述锡点与所述第三导热介质结构层接触。

10.根据权利要求1至6中任意一项所述的光模块散热结构，其特征在于，所述第一导热介质结构层、第二导热介质结构层、第三导热介质结构层逐层堆叠地覆盖所述光模块罩。

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