一种光模块散热结构的制作方法

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光模块散热结构。

背景技术：

光模块是一种将光信号转换成电信号和/或将电信号转换成光信号的一种集成模块，其通常安装应用在印刷电路板上，在通信领域的光纤通信中起着重要的作用。随着4g通信乃至5g通信的飞速发展，市场对高速光模块的需求与日俱增。

但是，在光模块的工作过程中，会产生大量的热量，其中，光模块中的激光器是光模块中最主要的功耗器件，尤其是用于产生光信号的激光器，其产生的热量最大。以100g光模块为例，其相对于40g光模块的功耗有大幅度的上升，但若需要采用与40g光模块相同的封装尺寸，则单位面积内产生的热量也相应剧增。在这种情况下，如果不能保证良好的散热效果，则将会光模块中对于温度敏感的激光器的正常工作，因此为了保证光通讯的正常进行，需要将光模块产生的热量及时散发。

因此现有的散热结构中，多采用在光模块的上表面共面设置散热器加导热垫的导热结构来实现光模块的拉通均温，使得各光模块或光模块的各部位的温度均匀相等，减小热级联的现象，从而达到光模块散热的效果。然而，这种方式的散热结构往往忽略了对光模块进行全范围的散热，除了要考虑在光模块的上表面进行散热，还需要考虑在其他表面进行散热，其存在热阻大的问题，散热效果不佳；且为了让光模块的热量及时散出去，通常需要较厚的导热垫，使得导热垫的压缩力很大，导致出现光模块插拔困难的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种光模块散热结构，在现有技术的基础上，对光模块进行全范围的散热，有效提高整体散热效果，且易插拔，使用方便。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种光模块散热结构，包括柔性印刷电路板和柔性导热件；

所述柔性导热件包括第一固定部、第二固定部和弯折部，所述第一固定部的内侧和所述第二固定部的内侧相对，所述第一固定部和所述第二固定部通过所述弯折部连接在一起；所述柔性印刷电路板固定设置在所述第二固定部的内侧上；至少一个光模块可插拔地设置于所述第一固定部的内侧和所述柔性印刷电路板之间；

所述第一固定部与所述第二固定部的外侧分别固定设有一个散热件。

本发明的有益效果是：由于传统的散热结构往往忽略了对光模块进行全范围的散热，除了要考虑在光模块的上表面进行散热，还需要考虑在其他表面进行散热，因此本发明通过在第一固定部和第二固定部的外侧分别设置一个散热件，通过第一固定部、第二固定部以及弯折部的导热，将热量分别传递到两个散热件上，增加了导热面积和散热面积，对插入到第一固定部的内侧和柔性印刷电路板之间的光模块进行全范围的散热，显著提高了整体散热效果；同时，当光模块插入到第一固定部的内侧和柔性印刷电路板之间时，由于柔性印刷电路板和柔性导热件的柔性特性，一方面可以保证光模块与柔性印刷电路板的良好电连接，另一方面保证光模块的上下表面分别与柔性印刷电路板和第一固定部密封贴合，保证导热的顺利进行，又一方面与传统的硬质印刷电路板和导热件相比，不会产生太大的压缩力，可以使得光模块易于插拔；

本发明的光模块散热结构简单，显著提高了整体散热效果，使得光模块中温度敏感的激光器能顺利工作，且易于插拔，使用方便，适合普遍推广。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：两个所述散热件上均设有第一表面和第二表面，两个所述散热件的所述第二表面分别与所述第一固定部的外侧和所述第二固定部的外侧贴合，在其中一个所述散热件上且位于所述第一表面和所述第二表面之间设有多个第一通孔，在另一个所述散热件上且位于所述第一表面和所述第二表面之间设有多个第二通孔，多个所述第一通孔与多个所述第二通孔一一对应。

上述进一步方案的有益效果是：通过分别一一对应贯通的第一通孔和第二通孔，可以将第一固定部传递到其对应的一个散热件的热量，以及将第二固定部传递到其对应的一个散热件的热量散发出去，实现光模块全范围的散热，同时还方便后续通过第一通孔和第二通孔设置毛细散热管。

进一步：所述散热件上还设有多个毛细散热管，每一个所述毛细散热管分别贯穿在一个所述第一通孔和对应的一个所述第二通孔中，且每一个所述毛细散热管的两端分别伸出至所述散热件的第一表面外。

上述进一步方案的有益效果是：通过分别贯穿于第一通孔和对应的第二通孔中的多个毛细散热管，能进一步分别将传递到两个散热件的热量散发出去，有效提高了散热效果，保证光模块的正常工作；其中，毛细散热管的结构为现有技术，具体不再赘述。

进一步：所述散热件还包括填充有冷却液的冷却管，所述冷却管铺设于所述第一表面和第二表面合围的内部空间中。

上述进一步方案的有益效果是：除了通过第一通孔、第二通孔以及毛细散热管的散热功能来提高散热效果，还可以通过本发明中填充有冷却液的冷却管，将传递到散热件的第一表面的热量及时冷却下来，从而降低光模块中过高的温度，保证光模块的正常工作，更进一步有效提高了散热效果。

进一步：所述冷却管呈蛇形铺设于所述第一表面和第二表面合围的内部空间中。

上述进一步方案的有益效果是：冷却管呈蛇形铺设，可以有效提高其与散热件的第一表面和第二表面的接触面积，扩大冷却面积，从而有效提高冷却效果，即有效提高散热效果。

进一步：还包括用于通过风扇控制散热的风控散热装置，所述风控散热装置包括支架，所述风控散热装置通过所述支架固定于两个所述散热件之间，且所述支架的两端分别伸出至两个所述散热件的所述第一表面外。

上述进一步方案的有益效果是：通过风控散热装置可以将两个散热件散发的出来的热量及时散播到外围空间中，同时通过与散热件形成的双重散热功能，进一步提高光模块的整体散热效果。

进一步：所述风控散热装置还包括电池、微控制器、第一风扇和第二风扇；所述第一风扇和所述第二风扇分别固定设置在所述支架的两端，且所述第一风扇与一个所述散热件的所述第一表面相对，所述第二风扇与另一个所述散热件的所述第一表面相对；所述电池和所述微控制器分别固定设置在所述支架的内部；所述电池与所述微控制器电连接，所述微控制器分别与所述第一风扇和所述第二风扇电连接。

上述进一步方案的有益效果是：支架两端分别伸出两个散热件外侧，第一风扇和第二风扇分别固定设置在支架的两端，并分别与散热件的第一表面相对，可有效对散热件的第一表面散发出来的热量及时散播到外围空间，同时通过电池对微控制器供电，微控制器对第一风扇和第二风扇分别进行供电，可自动控制第一风扇和第二风扇进行实时散热，可保证光模块的散热效果实时地保持在最佳状态。

进一步：所述第一风扇包括第一驱动电机和多个第一扇叶，所有所述第一扇叶的一端共同与所述第一驱动电机的输出轴相连，所述第一电机用于根据所述微控制器的控制命令驱动多个所述第一扇叶转动；

所述第一驱动电机与所述微控制器电连接。

上述进一步方案的有益效果是：第一驱动电机根据微控制器的控制命令驱动第一风扇上的多个第一扇叶进行转动，实现第一电扇对其中一个散热件第一表面传递过来的热量进行实时散热。

进一步：所述第二风扇包括第二驱动电机和多个第二扇叶，所有所述第二扇叶的一端共同与所述第二驱动电机设置的输出轴相连，所述第二电机用于根据所述微控制器的控制命令驱动多个所述第二扇叶转动；

所述第二驱动电机与所述微控制器电连接。

上述进一步方案的有益效果是：第二驱动电机根据微控制器的控制命令驱动第二风扇上的多个第二扇叶进行转动，实现第二电扇对另一个散热件的第一表面传递过来的热量进行实时散热。

进一步：所述风控散热装置还包括至少一个温度传感器，至少一个所述温度传感器分别固定设置在所述第一固定部的内侧和/或所述第二固定部的内侧和/或所述弯折部的内侧；

至少一个所述温度传感器与所述微控制器电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过至少一个温度传感器，可以对柔性导热件上的热量进行实时测温，从而方便微控制器根据测量的实时结果对第一电扇和第二电扇进行实时控制，从而实现对光模块的实时散热；

其中，温度传感器可以设置在柔性散热件任意位置的内侧，根据实际情况而定，例如，当温度传感器的数量为1个时，可将其设置在第一固定部的内侧或第二固定部的内侧或弯折部的内侧；当温度传感器的数量为2个时，可在第一固定部的内侧或第二固定部的内侧或弯折部的内侧中任选两个位置进行设置；当温度传感器的数量为3个时，则可在第一固定部的内侧和第二固定部的内侧和弯折部的内侧分别设置一个；同时，不同位置处的温度传感器可以设置不同的温度阈值，以便微控制器根据不同位置处的温度传感器测量的实时结果进行分别控制，一方面提高了光模块的整体散热效果，另一方面提高了自动化效果，使用更方便。

附图说明

图1为本发明实施例一中的光模块散热结构的剖面示意图；

图2为本发明实施例一中的散热件的结构示意图；

图3为本发明实施例二中的光模块散热结构的剖面示意图；

图4为本发明实施例二中的散热件的结构示意图；

图5为本发明实施例三中的光模块散热结构的剖面示意图一；

图6为本发明实施例三中的光模块散热结构的剖面示意图二。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、光模块，2、柔性印刷电路板，3、柔性导热件，4、散热件，5、风控散热装置，31、第一固定部，32、第二固定部，33、弯折部，41、毛细散热管，42、冷却管，43、第一表面，44、第一通孔，45、第二表面，46、第二通孔，51、微控制器，52、第一扇叶、53、第二扇叶，54、第一驱动电机，55、第二驱动电机，56、温度传感器，57、支架，58、电池。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

下面结合附图，对本发明进行说明。

实施例一、如图1所示，一种光模块散热结构，包括柔性印刷电路板2和柔性导热件3；

所述柔性导热件3包括第一固定部31、第二固定部32和弯折部33，所述第一固定部31的内侧和所述第二固定部32的内侧相对，所述第一固定部31和所述第二固定部32通过所述弯折部33连接在一起；所述柔性印刷电路板2固定设置在所述第二固定部32的内侧上；至少一个光模块1可插拔地设置于所述第一固定部31的内侧和所述柔性印刷电路板2之间；

所述第一固定部31与所述第二固定部32的外侧分别固定设有一个散热件4。

本实施例通过在第一固定部和第二固定部的外侧分别设置一个散热件，通过第一固定部、第二固定部以及弯折部的导热，将热量分别传递到两个散热件上，增加了导热面积和散热面积，对插入到第一固定部的内侧和柔性印刷电路板之间的光模块进行全范围的散热，显著提高了整体散热效果；同时，当光模块插入到第一固定部的内侧和柔性印刷电路板之间时，由于柔性印刷电路板和柔性导热件的柔性特性，一方面可以保证光模块与柔性印刷电路板的良好电连接，另一方面保证光模块的上下表面分别与柔性印刷电路板和第一固定部密封贴合，保证导热的顺利进行，又一方面与传统的硬质印刷电路板和导热件相比，不会产生太大的压缩力，可以使得光模块易于插拔；

本实施例的光模块散热结构简单，显著提高了整体散热效果，使得光模块中温度敏感的激光器能顺利工作，且易于插拔，使用方便，适合普遍推广。

具体地，本实施例柔性导热件中第一固定部、第二固定部和弯折部均可以选择具有高效导热性能的柔性材质制成，例如，石墨烯或铜箔。

具体的，如图1所示，本实施例中的两个散热件的两端分别通过螺栓固定在一起。

优选地，如图1和图2所示，两个所述散热件4均设有第一表面43和第二表面45，两个所述第二表面45分别与所述第一固定部31的外侧和所述第二固定部32的外侧贴合，在其中一个所述散热件4上且位于所述第一表面43和所述第二表面45之间设有多个第一通孔44，在另一个所述散热件4上且位于所述第一表面43和所述第二表面45之间设有多个第二通孔46，多个所述第一通孔44与多个所述第二通孔46一一对应。

通过分别一一对应贯通的第一通孔和第二通孔，可以分别将第一固定部传递到其对应的一个散热件的热量，以及第二固定部传递到其对应的一个散热件的热量散发出去，实现光模块全范围的散热，同时还方便后续通过第一通孔和第二通孔设置毛细散热管。

优选地，如图2所示，所述散热件4上还设有多个毛细散热管41，每一个所述毛细散热管41分别贯穿在一个所述第一通孔44和对应的一个所述第二通孔46中，且每一个所述毛细散热管41的两端分别伸出至两个所述散热件4的第一表面43外。

通过分别贯穿于第一通孔和对应的第二通孔的多个毛细散热管，能进一步分别将传递到两个散热件的热量散发出去，有效提高了散热效果，保证光模块的正常工作；其中，毛细散热管的结构为现有技术，本实施例不再赘述。

实施例二、如图3所示，一种光模块散热结构，在实施例一的基础上，所述散热件4还包括填充有冷却液的冷却管42，所述冷却管42铺设于所述第一表面42和第二表面45合围的内部空间中。

本实施例除了通过第一通孔、第二通孔以及毛细散热管的散热功能来提高散热效果，还可以通过填充有冷却液的冷却管，将传递到散热件的第一表面的热量及时冷却下来，从而降低光模块中过高的温度，保证光模块的正常工作，更进一步有效提高了散热效果；同时，当光模块插入到第一固定部的内侧和柔性印刷电路板之间时，由于柔性印刷电路板和柔性导热件的柔性特性，一方面可以保证光模块与柔性印刷电路板的良好电连接，另一方面保证光模块的上下表面分别与柔性印刷电路板和第一固定部密封贴合，保证导热的顺利进行，又一方面与传统的硬质印刷电路板和导热件相比，不会产生太大的压缩力，可以使得光模块易于插拔，使用方便，适合普遍推广。

具体地，本实施例柔性导热件中第一固定部、第二固定部和弯折部均可以选择具有高效导热性能的柔性材质制成，例如，石墨烯或铜箔。

具体地，冷却液可根据实际情况选用现有技术中温度较低的防冻液。

优选地，如图4所示，所述冷却管42呈蛇形铺设于所述第一表面42和第二表面45合围的内部空间中。

冷却管呈蛇形铺设，可以有效提高其与散热件的第一表面和第二表面的接触面积，扩大冷却面积，从而有效提高冷却效果，即有效提高散热效果。

具体地，如图4所示，本实施例中的冷却管与所有的毛细散热管恰好交叉分布，通过交叉分布，可以同时便于冷却管和毛细散热管的设置，还可使得冷却管和毛细散热管在实现散热功能时，两者互不干扰。

本实施例中关于实施例一的未尽细节，详见实施例一、图1和图2的具体描述，此处不再赘述。

实施例三、如图5所示，一种光模块散热结构，在实施例一和实施例二的基础上，还包括用于通过风扇控制散热的风控散热装置5，所述风控散热装置5包括支架57，所述风控散热装置5通过所述支架57固定于两个所述散热件4之间，且所述支架57的两端分别伸出至两个所述散热件4的所述第一表面43外。

通过风控散热装置可以将两个散热件散发的出来的热量及时散播到外围空间中，通过与散热件形成的双重散热功能，更进一步提高光模块的整体散热效果；同时，当光模块插入到第一固定部的内侧和柔性印刷电路板之间时，由于柔性印刷电路板和柔性导热件的柔性特性，一方面可以保证光模块与柔性印刷电路板的良好电连接，另一方面保证光模块的上下表面分别与柔性印刷电路板和第一固定部密封贴合，保证导热的顺利进行，又一方面与传统的硬质印刷电路板和导热件相比，不会产生太大的压缩力，可以使得光模块易于插拔，使用方便，适合普遍推广。

优选地，如图5所示，所述风控散热装置5还包括电池58、微控制器51、第一风扇和第二风扇；所述第一风扇和所述第二风扇分别固定设置在所述支架57的两端，且所述第一风扇与一个所述散热件4的所述第一表面43相对，所述第二风扇与另一个所述散热件4的所述第一表面43相对；所述电池58和所述微控制器51分别固定设置在所述支架57的内部；所述电池58与所述微控制器51电连接，所述微控制器51分别与所述第一风扇和所述第二风扇电连接。

支架两端分别伸出两个散热件外侧，第一风扇和第二风扇分别固定设置在支架的两端，并分别与散热件的第一表面相对，可有效对散热件的第一表面散发出来的热量及时散播到外围空间，同时通过电池对微控制器供电，微控制器对第一风扇和第二风扇分别进行供电，可自动控制第一风扇和第二风扇进行实时散热，可保证光模块的散热效果实时地保持在最佳状态。

具体地，本实施例中的电池为纽扣电池，钮扣电池和微控制器均可根据整个散热结构的尺寸选择现有技术中尺寸较小的钮扣电池和微控制器，以减小整个散热结构的体积，布局更紧凑，例如，钮扣电池选用panasonic的cr2032型号，微控制器选用stm32系列单片机等。

具体地，如图5所示，所述第一风扇包括第一驱动电机54和多个第一扇叶52，多个所述第一扇叶52的一端共同与所述第一驱动电机54的输出轴相连，所述第一驱动电机54用于根据所述微控制器51的控制命令驱动多个所述第一扇叶52转动；

所述第一驱动电机54与所述微控制器51电连接。

具体地，如图5所示，所述第二风扇包括第二驱动电机55和多个第二扇叶53，多个所述第二扇叶53的一端共同与所述第二驱动电机55的输出轴相连，所述第二驱动电机55用于根据所述微控制器51的控制命令驱动多个所述第二扇叶53转动；

所述第二驱动电机55与所述微控制器51电连接。

第一驱动电机根据微控制器的控制命令驱动第一风扇上的多个第一扇叶，第二驱动电机根据微控制器的控制命令驱动第二风扇上的多个第二扇叶进行转动，从而实现第一电扇和第二电扇分别对对应的一个散热件的第一表面传递过来的热量进行实时散热。

具体地，本实施例中的第一驱动电机和第二驱动电机均可根据整个散热结构的尺寸选择现有技术中尺寸较小的第一驱动电机和第二驱动电机，以减小整个散热结构的体积，布局更紧凑，例如，第一驱动电机和第二驱动电机均选用36zy08型号。

优选地，如图6所示，所述风控散热装置5还包括至少一个温度传感器56，至少一个所述温度传感器56分别固定设置在所述第一固定部31的内侧和/或所述第二固定部32的内侧和/或所述弯折部33的内侧；

至少一个所述温度传感器56与所述微控制器51电连接。

通过至少一个温度传感器，可以对柔性导热件上的热量进行实时测温，从而方便微控制器根据测量的实时结果对第一电扇和第二电扇进行实时控制，从而实现对光模块的实时散热。

本实施例中的温度传感器数量为1个，并设置在第一固定部的内侧，以便微控制器根据该温度传感器实时测量的结果来控制第一风扇和第二风扇的转动，其中，由于第一固定部和第二固定部为连接在一起的一个整体，所以第二固定部内侧的温度实际也可参考该温度传感器测量的结果，因此，通过一个温度传感器实现对第一风扇和第二风扇的实时控制，一方面提高了光模块的整体散热效果，另一方面提高了自动化效果，使用更方便。当然，还可以根据实际情况，在第二固定部的内侧和弯折部的内侧分别选择设置一个温度传感器，且不同位置处的温度传感器可以设置不同的温度阈值，以便微控制器根据不同位置处的温度传感器测量的实时结果进行分别控制。

具体地，本实施例中的温度传感器可根据整个散热结构的尺寸选择现有技术中尺寸较小的温度传感器，例如，选用da-02-cx型号。

本实施例中关于实施例一和实施例二的未尽细节，详见实施例一、实施例二以及图1至图4的具体描述，此处不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。