一种波分复用设备的制作方法

本发明涉及光通信设备领域，尤其涉及一种波分复用设备。

背景技术：

目前波分设备采用风冷散热技术，但是随着设备速率提升、硬件集成度提高的需求日益迫切，风冷散热能力趋近瓶颈、有人值守和商业环境中对噪声的要求更加严格、节能环保的理念逐渐深入人心，也就使得我们对大功耗设备散热技术的改良有了迫切需求。

技术实现要素：

本发明提供了一种波分复用设备，解决了现有技术中波分设备采用风冷散热技术，散热效率低且噪声大的问题。

依据本发明的一个方面，提供了一种波分复用设备，包括：波分单板以及用于对波分单板进行散热的散热装置；其中，

波分单板包括：单板本体，设置于单板本体上的功能器件；

散热装置包括：用于流通冷媒液体的冷媒通道和容纳功能器件的凹槽；其中，凹槽设置于散热装置朝向波分单板的外表面上对应于功能器件的位置处，且凹槽与功能器件之间设置有涂覆导热材料的间隙；冷媒通道在散热装置内部平铺延伸，且与凹槽互不连通。

其中，该散热装置还包括：

下层冷板，包覆于单板本体的表面，并与单板本体固定连接；凹槽设置于下层冷板对应于功能器件的位置；其中，下层冷板上还设置有弯曲延伸的第一通道槽；以及，

上层冷板，盖合于下层冷板上，上层冷板上对应于第一通道槽的位置处开设有弯曲延伸的第二通道槽，第二通道槽与第一通道槽相配合形成冷媒通道。

其中，该冷媒通道弯曲延伸设置，冷媒通道的第一位置处的弯曲密度大于第二位置处的弯曲密度；其中，第一位置为冷媒通道对应于靠近功能器件位置，第二位置为冷媒通道远离功能器件的位置。

其中，该冷媒通道弯曲延伸设置，冷媒通道的第三位置处的弯曲密度大于第四位置处的弯曲密度；其中，第三位置对应的功能器件的功耗大于第四位置对应的功能器件功耗。

其中，单板本体包括底板和设置于底板上的pcb板，功能器件固定于pcb板上。

其中，下层冷板的厚度满足以下关系：

t＝(t单-t0-h功)/2

其中，t表示下层冷板的厚度，t单表示单板本体的总厚度，t0表示底板和pcb板的总厚度，h表示功能器件的高度。

其中，上层冷板上还设置有用于风冷散热的导流线。

其中，下层冷板与单板本体通过螺接方式固定连接。

其中，上层冷板与下层冷板通过焊接方式固定连接。

其中，冷媒通道的两端分别连接有一接头。

本发明的实施例的有益效果是：

在波分单板上盖设一散热装置，该散热装置的内部设置有平铺延伸的冷媒通道，散热液在该冷媒通道中传导对流，以实现对波分单板的散热，采用该方式具有较高散热效率，且不会产生很大的噪声，解决了风冷散热效率低噪声大的问题。

附图说明

图1表示本发明的散热装置的结构示意图；

图2表示本发明的下层冷板朝向波分单板的外表面的结构示意图；

图3表示本发明的下层冷板背向波分单板的外表面的结构示意图；

图4表示本发明的上层冷板朝向下层冷板的外表面的结构示意图。

其中图中：10、散热装置；

101、冷媒通道，102、凹槽，103、下层冷板，104、上层冷板；

1031、第一通道槽，1041、第二通道槽。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

如图1所示，本发明的实施例提供了一种波分复用设备，包括：波分单板以及用于对波分单板进行散热的散热装置10。其中，波分单板包括：单板本体，设置于单板本体上的功能器件；其中，单板本体包括底板和设置于底板上的pcb板，功能器件固定于pcb板上。散热装置包括：用于流通冷媒液体的冷媒通道101和容纳功能器件的凹槽102。其中，凹槽102设置于散热装置10朝向波分单板的外表面上对应于功能器件的位置处，且凹槽102与功能器件之间设置有涂覆导热材料的间隙；冷媒通道101在散热装置10内部平铺延伸，且避让深度尺寸较大的凹槽102，与凹槽102互不连通。其中，值得指出的是，凹槽102中容纳的功能器件不同，在凹槽102底部涂覆的导热材料不同，例如：容纳外壳强度较为脆弱的芯片的凹槽102，需要留出1mm的间隙涂覆导热胶泥；容纳外壳强度较坚硬的光模块、电源模块的凹槽102，需要在模块与凹槽102的接触处涂覆硅脂层以减少热阻。

在冷媒通道101中流通的冷媒介质，通过采用传导、对流方式进行散热，从而取代现有技术中通过辐射、对流方式实现散热的风冷散热，提高了散热效率，解决了现有技术中高热密度的情况下风冷散热能力不足的情况。此外，通过压缩冷媒的方式进行散热还使得统噪音进一步降低。进一步地，热能还能经冷媒进行交换，可以间接接入热力系统进行存储和使用以达到节能环保的目的。

可选地，如图2至图4所示，该散热装置10还包括：下层冷板103和上层冷板104。

进一步地，下层冷板103主要起到热量的传导和固定作用，包覆于单板本体的表面，并与单板本体固定连接。其中，为了节省材料，下层冷板103的外 形尺寸根据单板本体上的需要散热的功能器件总的覆盖面积确定。其中，下层冷板与单板本体通过螺接方式固定连接，为了保证连接可靠性，可在下层冷板103的外围边缘设置多个螺柱，螺柱位置根据单板本体的连接点位置确定，螺柱的尺寸根据单板本体的连接点尺寸确定；相应地，单板本体与下层冷板103接触的一面需要攻出与螺柱相对应的螺孔。凹槽102设置于下层冷板103对应于功能器件的位置处，下层冷板103上还设置有弯曲延伸的第一通道槽1031。其中，凹槽102和第一通道槽1031均为铣出成型，凹槽102的位置根据波分单板的功能器件位置确定，凹槽102的尺寸根据波分单板的功能器件的大小确定，其中，凹槽102的尺寸与需要散热的功能器件相仿，如外延2mm或根据空间布局需要确定。第一通道槽1031的布局根据功能器件位置以及凹槽102的位置尺寸确定。也就是说，凹槽102的深度需要根据单板本体上相应的芯片、模块的顶部与下层冷板103接近pcb板的那个平面的距离确定。螺柱的高度就是冷板接近pcb板的那个平面与pcb板的距离。第一通道槽1031的半圆形冷媒通路的出入口，其位置需要根据单板本体剩余空间选取，其中冷媒通道101的半径要小于冷板高度并根据散热冷媒的流量确定。

进一步地，上层冷板104起封堵作用，上层冷板104与下层冷板103通过焊接方式固定连接。优选地，上层冷板104通过氩弧焊工艺，盖合于下层冷板103上，上层冷板104上对应于第一通道槽1031的位置处开设有弯曲延伸的第二通道槽1041，第二通道槽1041与第一通道槽1031相配合形成冷媒通道101。其中，第二通道槽1041的布局根据第一通道槽1031的布局确定，第二通道槽1041与第一通道槽1031为镜像布局。

进一步地，如果下层冷板103和上层冷板104与单板本体连接后的高度，低于单板本体高度(25mm)超过3mm，则需要将下层冷板103和上层冷板104与单板本体的工作地连接，否则采用悬空方式。需要注意的是两层冷板用于设置有光模块的单板本体上时，由于光模块的外壳与单板本体的工作地相连，所以两层冷板必然与单板本体的工作地相连。

可选地，冷媒通道101的布局路径的根据接触的芯片、模块的功耗大小确定，其中，功耗大的功能器件所对应的位置处密集分布，功耗小的功能器件所对应的位置处适当稀疏分布，且路径的转弯半径不能过小，防止通道阻力太大； 此外，冷媒通道101的布局路径还需注意避让深度接近冷板厚度的凹槽。

其中，该冷媒通道101弯曲延伸设置，以增大散热面积。其中，冷媒通道101的第一位置处的弯曲密度大于第二位置处的弯曲密度；第一位置为冷媒通道101对应于靠近功能器件位置，第二位置为冷媒通道101对应于远离功能器件的位置。

进一步地，冷媒通道101的第三位置处的弯曲密度大于第四位置处的弯曲密度；其中，冷媒通道101的第三位置对应的功能器件的功耗大于第四位置对应的功能器件功耗。

其中，下层冷板103的厚度满足以下关系：

t＝(t单-t0-h功)/2

其中，t表示下层冷板的厚度，t单表示单板本体的总厚度，t0表示底板和pcb板的总厚度，h表示功能器件的高度，利用该公式设计的下层冷板厚度可保证功能器件与下层冷板103之间的绝缘间隙。值得指出的是，该公式仅作为下层冷板103厚度设计的优选设计，其他能够计算出满足要求的下层冷板103厚度的计算公式和对应关系亦属于本实施例所涵盖的范围。

其中，上层冷板104主要起封闭作用，散热装置还可结合液冷和风冷两种散热方式，这样可在上层冷板上铣出用于风冷散热的导流线。

进一步地，下层冷板103和上层冷板104可以采用铝材质，铝材料有价格低、密度小、质地硬等优点，既可保证其硬度需求，又可控制成本。

其中，冷媒通道的两端分别连接有一接头。接头根据下层冷板103和上层冷板104的冷媒通道101的孔径选取相应规格，接头可采用螺纹方式与冷媒通道101连接和固定。

进一步地，常温状态下为了避免电化学腐蚀，散热冷媒应使用纯净水；低温状态下使用相应标号的防冻液。而对于冷媒通道内冷媒的流量可参照以下方式计算和控制。

以200w功耗的功能器件为例，在常温状态下冷媒使用纯净水，假设水温升为：3℃，冷媒通路的孔径为2mm，散热效率n＝0.7(此处考虑热阻，实际效率大于此数值，此处仅为估算取此数值)，计算如下：

单板本体每分钟产生热量q＝200*60＝12000j，水的比热容为：4.2*10^3 j/kg·℃。所以，每分钟需要水的质量m＝12000/0.7/4200/3＝1.36kg(计算结果为保留两位小数的结果)，每分钟需要水的体积v＝1.36l，流量qv＝1.36l/min，流速u＝qv/(π*r^2)＝1.36*10^-3/[3.14*(1*10^-3)^2]/60＝7.22m/s(计算结果为保留两位小数的结果)。得出冷媒流速之后，可以根据伯努利方程(z1+p1/ρ+v1^2/2g＝z2+p2/ρ+v2^2/2g+hw)计算所需压强。

以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。