本發(fā)明涉及通訊設備技術領域，尤指一種散熱結(jié)構(gòu)和一種單板擴展散熱方法。

背景技術：

從10G、40G，再到100G和400G，隨著光摩爾定律的通訊技術發(fā)展，單個端口的速率和設備整體的交叉容量都越來越大。主要業(yè)務處理芯片和光電模塊的功耗日益增大，單位比特的熱功耗下降速度曲線跟不上端口速率增長的幾何速度，單板的功耗將極為可觀，散熱性能較差。其散熱的途徑主要是從功耗器件等熱源，到散熱介質(zhì)，再到散熱片，最后通過經(jīng)由散熱片散熱齒的各風道空氣對流帶走熱量。

如圖1所示，為了實現(xiàn)更多的單子架交叉和業(yè)務容量，即盡可能承載更多的業(yè)務單板，提高業(yè)內(nèi)競爭力。傳統(tǒng)單板的熱設計受到單槽位和單個槽位寬度的要求和限制，這就導致“單板散熱器的高度受到固有限制”。而單板上高功耗業(yè)務芯片和模塊受到高速電信號的走線長度限制導致大量高功耗器件日益臨近，需要散熱的高功耗芯片或模塊自帶的單板散熱器相互干涉導致部分“單板散熱器長寬受限”，擴展或倒掛難以實現(xiàn)。而同等風速和噪音需求條件下，“單板散熱器散熱齒密度又受到限制”。部分單板器件還會阻礙風道(圖1和圖2中的箭頭表示風向)，降低等效橫截面積。所以高功耗單板所面臨的日益嚴重的散熱壓力的關鍵因素和瓶頸是缺乏足夠的對流散熱面積。

圖1和圖2中附圖標記與部件名稱之間的對應關系為：

1’子架系統(tǒng)，3’單板，4’單板散熱器，5’屏蔽板散熱器，10’熱源，11’背板，12’芯片。

綜上所述，隨著技術的發(fā)展，下一代單板的導熱和散熱問題日益嚴峻。 傳統(tǒng)的系統(tǒng)單板熱設計至少存在以下難點：缺乏有效散熱面積，無法滿足更高功耗單板的散熱需求。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種散熱結(jié)構(gòu)，能夠解決單板散熱器缺乏足夠?qū)α魃崦娣e的問題。

本發(fā)明還提供了一種單板擴展散熱方法。

為了達到本發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種散熱結(jié)構(gòu)，包括：子架系統(tǒng)；和背板散熱設備，安裝在所述子架系統(tǒng)中的背板上或者背板間的空隙中、并與單板上的單板散熱器通過導熱連接器相連接，用于擴展單板散熱器的對流散熱面積。

可選地，所述子架系統(tǒng)的屏蔽板散熱器上設置有均熱網(wǎng)絡，單板上的第一部分單板散熱器通過連接件與均熱網(wǎng)絡相連接、均熱網(wǎng)絡通過第一子導熱連接器與所述背板散熱設備相連接；單板上的第二部分單板散熱器通過第二子導熱連接器與背板散熱設備相連接。

可選地，所述導熱連接器包括第一子導熱連接器和第二子導熱連接器。

可選地，第一子導熱連接器和第二子導熱連接器均包括插頭和插座。

可選地，第一部分單板散熱器相對于所述第二部分單板散熱器遠離所述背板散熱設備、第二部分單板散熱器相對于所述第一部分單板散熱器臨近所述背板散熱設備。

可選地，單板的單板PCB上設置有通過口，介質(zhì)和/或?qū)峤Y(jié)構(gòu)件的一端穿過所述通過口。

可選地，所述連接件為介質(zhì)或?qū)峤Y(jié)構(gòu)件。

可選地，所述子架系統(tǒng)包括：設置有均熱網(wǎng)絡的屏蔽板散熱器；單板PCB，位于屏蔽板散熱器的上方、并安裝在屏蔽板散熱器上；熱源，位于單板PCB的上方、并安裝在所述單板PCB上；單板散熱器，一一對應安裝在熱源上；和背板。

可選地，背板包括光背板和/或電背板，屏蔽板散熱器包括相電氣隔離設置地第一子屏蔽板散熱器和第二子屏蔽板散熱器，所述均熱網(wǎng)絡設置于所述第一子屏蔽板散熱器和/或所述第二子屏蔽板散熱器上。

本發(fā)明還提供了一種單板擴展散熱方法，單板上的單板散熱器吸收單板上的熱源產(chǎn)生的熱量，通過與單板散熱器直接或間接相連接的導熱連接器傳遞給背板散熱設備，實現(xiàn)擴展單板散熱器的對流散熱面積、改善單板的散熱性。

可選地，第一部分單板散熱器吸收相對遠離背板散熱設備的熱源產(chǎn)生的熱量并傳遞給連接件，連接件再將熱量傳遞至屏蔽板散熱器上的均熱網(wǎng)絡，而后通過第一子導熱連接器傳遞給背板散熱設備。

可選地，第二部分單板散熱器吸收相對臨近背板散熱設備的熱源產(chǎn)生的熱量，通過第二子導熱連接器傳遞給背板散熱設備。

可選地，所述第一部分單板散熱器一一對應安裝在相對遠離背板散熱設備的熱源上，所述第二部分單板散熱器一一對應安裝在相對臨近背板散熱設備的熱源上。

可選地，所述第一子導熱連接器和所述第二子導熱連接器均包括熱連接器插頭和熱連接器插座。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的散熱結(jié)構(gòu)，子架系統(tǒng)的背板上或背板之間的間隙內(nèi)設置了連接單板上的單板散熱器的背板散熱設備，單板散熱器通過導熱連接器直接或間接連接背板散熱設備，以此種方式擴展單板散熱器的對流散熱面積，實現(xiàn)改善單板的散熱性。

傳統(tǒng)的整體式電背板為完整的整體，背板難設計風道。而光電結(jié)合分體式背板，高速交換光信號和低速電信號各自具備分立的承載媒體，這樣在背板區(qū)域?qū)⒊霈F(xiàn)一些空隙和空間，這更好地為“連接件”和“背板散熱設備”提供了散熱途徑，空間和風道。故在背板之間的空隙放置散熱裝置，并將單板高功耗模塊、高功耗器件的熱量(即：熱源的熱量)傳導到散熱裝置上，不僅額外增加了原有風道中的散熱面積，還形成了一個散熱區(qū)域到對流換熱區(qū)的低熱阻通路，能降低單板核心器件的正常工作溫度；以至少解決相關背景和 技術中，高功耗單板密集，承載的功耗器件或者模塊缺乏足夠?qū)α魃崦娣e的問題。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明技術方案的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本申請的實施例一起用于解釋本發(fā)明的技術方案，并不構(gòu)成對本發(fā)明技術方案的限制。

圖1為相關技術所述的通信類子架及單板槽位的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中局部單板的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明所述的散熱結(jié)構(gòu)的局部單板的剖視結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖4為本發(fā)明第一個實施例所述的散熱結(jié)構(gòu)的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明第二個實施例所述的散熱結(jié)構(gòu)的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5所示散熱結(jié)構(gòu)中針對熱連接器的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，圖1和圖2中附圖標記與部件名稱之間的對應關系為：

1’子架系統(tǒng)，3’單板，4’單板散熱器，5’屏蔽板散熱器，10’熱源，11’背板，12’芯片。

圖3至圖6中附圖標記與部件名稱之間的對應關系為：

2背板散熱設備，3單板，31通過口，32單板PCB，4單板散熱器，41第一部分單板散熱器，42第二部分單板散熱器，5屏蔽板散熱器，51第一子屏蔽板散熱器，52第二子屏蔽板散熱器，6均熱網(wǎng)絡，711第一子導熱連接器插頭，712第一子導熱連接器插座，721第二子導熱連接器插頭，722第二子導熱連接器插座，8連接件，10熱源，101臨近背板散熱設備的熱源，102遠離背板散熱設備的熱源，11背板。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的方式來實施，因此，本發(fā)明的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。

下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明一些實施例所述的散熱結(jié)構(gòu)和子架系統(tǒng)的散熱方法。

本發(fā)明提供的散熱結(jié)構(gòu)，如圖3至圖5所示，包括：子架系統(tǒng)；和背板散熱設備2，安裝在所述子架系統(tǒng)中的背板11上或者背板11間的空隙中、并與單板3上的單板散熱器4通過導熱連接器7相連接，用于擴展單板散熱器4的對流散熱面積，實現(xiàn)改善單板3的散熱性。

本發(fā)明提供的散熱結(jié)構(gòu)，子架系統(tǒng)的背板上或背板之間的間隙內(nèi)設置了連接單板上的單板散熱器的背板散熱設備，單板散熱器通過導熱連接器直接或間接連接背板散熱設備，以此種方式擴展單板散熱器的對流散熱面積，實現(xiàn)改善單板的散熱性。

另外，本發(fā)明上述實施例提供的散熱結(jié)構(gòu)還可具有如下附加的技術特征：

優(yōu)選地，如圖3至圖5所示，所述子架系統(tǒng)的屏蔽板散熱器5上設置有均熱網(wǎng)絡6，單板3上的第一部分單板散熱器41通過連接件8與均熱網(wǎng)絡6相連接、均熱網(wǎng)絡6通過第一子導熱連接器71與所述背板散熱設備2相連接；單板3上的第二部分單板散熱器42通過第二子導熱連接器72與背板散熱設備2相連接。

“背板散熱器的設計具體可根據(jù)風道情況和空間大小，靈活配置并支持輻射散熱、自然重力熱管散熱、液冷、機柜內(nèi)空調(diào)等多種散熱方式而不影響單板設計”；“可以根據(jù)子架具體的設計和風道的有無，散熱的方式進行靈活配置。比如沒有風道時，可以應用自然重力式熱管散熱頁片貼合機殼，也 可以采用液冷循環(huán)。有風道時，可以采用順風道的散熱片陣列?！氨嘲迳崞鳌笔窃O計在傳統(tǒng)電背板正反兩面的兩組散熱器中。在背板PCB前側(cè)，處于傳統(tǒng)風道的邊緣，并且加上導風孔的背板空氣流引入，應用了和背板加強筋整體固定的順風道頁式散熱片組的優(yōu)選方式。

當然，單板3上的第二部分單板散熱器42也可通過介質(zhì)和/或?qū)峤Y(jié)構(gòu)件(即：連接件8)與均熱網(wǎng)絡6相連接，也可實現(xiàn)本申請的目的，在此不再贅述，但應屬于本申請的保護范圍內(nèi)。

進一步地，所述導熱連接器7包括(可插拔的)第一子導熱連接器71和(可插拔的)第二子導熱連接器72，第一子導熱連接器71和第二子導熱連接器72均包括插頭和插座；插頭和插座可以是簡單的“導熱設備和均熱網(wǎng)絡”的延伸或結(jié)構(gòu)凸出，比如熱管，均熱板等，也可以是單獨焊鉚接的器件，在此不再贅述，均應屬于本申請的保護范圍內(nèi)。

即：第一子導熱連接器插頭711、第一子導熱連接器插座712，第二子導熱連接器插頭721，第二子導熱連接器插座722。

可選地，第一部分單板散熱器41相對于所述第二部分單板散熱器42遠離所述背板散熱設備2、第二部分單板散熱器42相對于所述第一部分單板散熱器41臨近所述背板散熱設備2。

如：第二部分單板散熱器位于第一部分單板散熱器和背板散熱設備2之間。

其中，單板3單板PCB上設置有通過口31，介質(zhì)和/或?qū)峤Y(jié)構(gòu)件的一端穿過通過口31，介質(zhì)和/或?qū)峤Y(jié)構(gòu)件垂直于單板PCB32，介質(zhì)和/或?qū)峤Y(jié)構(gòu)件的一端連接第一部分單板散熱器4、另一端穿過通過口31與均熱網(wǎng)絡6相連接。

再者，優(yōu)選地，介質(zhì)和/或?qū)峤Y(jié)構(gòu)件的數(shù)量、第一部分單板散熱器4的數(shù)量和均熱網(wǎng)絡6的網(wǎng)絡線數(shù)量相同、且一一對應，通過口31可以是設置在單板PCB的中部處，也可以是設置在單板PCB的邊緣處。

當然，介質(zhì)和/或?qū)峤Y(jié)構(gòu)件的數(shù)量、第一部分單板散熱器4的數(shù)量和均熱網(wǎng)絡6的網(wǎng)絡線數(shù)量也可不相同，也可實現(xiàn)本申請的目的，在此并不做限 定，也應屬于本申請的保護范圍內(nèi)。

介質(zhì)包括垂直導熱用的導熱介質(zhì)，比如導熱膠墊、導熱硅脂等；導熱結(jié)構(gòu)件，比如直觸熱管、金屬凸臺等。

具體地，如圖3至圖5所示，所述子架系統(tǒng)包括：設置有均熱網(wǎng)絡6的屏蔽板散熱器5；單板PCB，位于屏蔽板散熱器5的上方、并安裝在屏蔽板散熱器5上；熱源10，位于單板PCB的上方、并安裝在所述單板PCB上；單板散熱器4，一一對應安裝在熱源10上；和背板11。

其中，可以應用熱管，或者凹槽內(nèi)表貼帶膠石墨膜等方案作為均熱網(wǎng)絡的具體技術實現(xiàn)手段，均可實現(xiàn)本申請的目的，在此不再贅述，均應屬于本申請的保護范圍內(nèi)。

單板3包括屏蔽板散熱器5、單板PCB32、熱源10和單板散熱器4等部件。

其中，背板11包括光背板和/或電背板，屏蔽板散熱器5包括相電氣隔離設置地第一子屏蔽板散熱器和第二子屏蔽板散熱器，均熱網(wǎng)絡6設置于第一子屏蔽板散熱器和/或第二子屏蔽板散熱器上、通過電絕緣材質(zhì)的導熱膠墊導熱。

其中，第一子屏蔽板散熱器和第二子屏蔽板散熱器中的一個上設置有面板，即：屏蔽板散熱器分割成含有面板和不含有面板的兩部分，這樣在面板遭遇雷擊或靜電實驗條件下，高壓電不會通過屏蔽板的金屬垂直導熱設備影響器件或者光模塊的工作地，兩塊屏蔽板分別通過各自所屬的螺絲孔和PCB進行固定。。

將單板PCB對流散熱面積受限的單板散熱器的熱量用兩種途徑分別傳導到背板間隙中預設的背板散熱設備上，相當于獲得的額外的散熱面積，同時形成散熱區(qū)域到新增對流換熱區(qū)的低熱阻通路，極其有利于高功耗單板的小型化，大大降低了單板熱設計的難度，增大產(chǎn)品的競爭力，將電磁屏蔽、可靠性和散熱管理技術和裝置完美地結(jié)合了起來。

如圖3和圖4所示第一具體實施例：在光通訊系統(tǒng)中，同等速率級別的單槽位的單板，能使同等級別的子架具有更大的容量，使設備系統(tǒng)具備強大 的市場競爭力。而線路側(cè)光模塊的尺寸和功耗較大，單槽位相當于限定了模塊附屬散熱片的高度。而板上高功耗業(yè)務處理芯片和FPGA等器件同等的復雜熱設計和對PCB面積以及風道的占用，使得高功耗的光模塊不可能再通過散熱片擴展和倒掛的方式，再獲得更多的散熱片面積。本實施例1通過應用本發(fā)明對傳統(tǒng)電背板的兼容緩解散熱難題問題，具體如下：

本實施例1中，第一部分單板散熱器41和介質(zhì)和/或?qū)峤Y(jié)構(gòu)件連接；介質(zhì)和/或?qū)峤Y(jié)構(gòu)件需穿過單板PCB上的通過口31，和第一子屏蔽板散熱器51上所承載的均熱網(wǎng)絡6相連接；均熱網(wǎng)絡6和第一子導熱連接器插頭711相連接；在工作狀態(tài)下，第一子導熱連接器插頭711和第一子導熱連接器插座712相連，第一子導熱連接器插座712和背板散熱設備2相連；

本實施例中，“第一部分單板散熱器41”優(yōu)選為一個超高功耗的光模塊自帶的散熱片，這塊散熱片如背景技術所述同時受到高度，長寬和密度的限制。但又不方便在頂面設置導熱設備，因為如果在頂面設計導熱設備，首先可能對芯片和模塊或其單板散熱器造成結(jié)構(gòu)干涉，其次可能減少等效的風道橫截面積，所以通過“第一子屏蔽板散熱器51”和配套的熱連接器(即：介質(zhì)和/或?qū)峤Y(jié)構(gòu)件)將熱量傳導到“背板散熱設備”。本實施例的熱源重點應用第一散熱途徑進行散熱。

本實施例中，“介質(zhì)和/或?qū)峤Y(jié)構(gòu)件”優(yōu)選采用了兩個金屬凸臺和一塊方形高效導熱膠墊的組合應用，導熱系數(shù)高于5的高效導熱膠墊在結(jié)構(gòu)設計中通過合理的壓縮量以保證“第一部分單板散熱器41”到金屬凸臺良好的導熱。以此方案實現(xiàn)單板正面的光模塊到單板背面“第一子屏蔽板散熱器51”實現(xiàn)垂直熱量傳遞。

本實施例中，“均熱網(wǎng)絡6”采用了5根嵌入式熱管。根據(jù)單板熱仿真云圖結(jié)果，應用嵌入式熱管作為均熱手段將熱量從橫縱兩個方向擴展到整個散熱屏蔽板散熱器水平面和傳導到“第一子導熱連接器插頭711”。

本實施例中，“第一子導熱連接器插頭711”和背板散熱設備相連的“第一子導熱連接器插座712”配套使用。在實施例中，插頭采用的具體設計是一塊嵌入式小型均熱板，均熱板的結(jié)構(gòu)突出為插頭。因為均熱板是靠屏蔽板散熱器承力，和電學連接器單板PCB所在不同的層面和承載體，所以本實施 例中的導熱連接器插拔的應力不會對電連接器的接觸造成影響。

本實施例中，“第一子導熱連接器插座712”和“均熱網(wǎng)絡6”相連的“第一子導熱連接器插頭711”配套使用。在實施例中，第一子導熱連接器插座712采用了和熱管直觸的結(jié)構(gòu)件，和第一子導熱連接器插頭711精確的水平定位。當?shù)谝蛔訉徇B接器插頭711插入時，第一子導熱連接器插座712上四角的螺絲彈簧壓縮，提供一定的拉力，壓緊均熱板以保證熱第一子導熱連接器插座712內(nèi)平面和第一子導熱連接器插頭711外平面具有良好的熱傳遞。

本實施例中，“背板散熱設備2”優(yōu)選設計在傳統(tǒng)電背板正反兩面的兩組單板散熱器中。在背板前側(cè)，處于傳統(tǒng)風道的邊緣，并且加上導風孔的背板空氣流引入，應用了和背板加強筋整體固定的順風道頁式散熱片組。在背板PCB后側(cè)和機殼的縫隙，因為默認沒有風道，應用自然重力式熱管散熱頁片貼合機殼，熱管內(nèi)的冷卻液受熱蒸發(fā)吸熱，蒸騰到散熱片冷凝放熱，受重力影響流回熱管單板散熱器最底部。

本實施例中，通用部件中的“第二部分單板散熱器42”、“第二子導熱連接器插頭721”、“第二子導熱連接器插座722”因為沒有需求，所以可以不配置應用。如通用部件描述，第一，第二僅用于區(qū)別兩種不同的散熱途徑，本實施例僅單一采用第一散熱途徑，即遠離背板的組件通過屏蔽板散熱器導熱到背板的散熱途徑。

本實施例中，“單板PCB”為芯片、高功耗光模塊等熱源及其附屬的限高限寬散熱片的承載體。為說明特殊位置開通過口的設計需求，嚴格來說不是相關技術的部件，僅為說明連接和裝配關系而用。在本技術方案中，配套的單板不需要進行額外的復雜熱設計，降低其布局難度。

本實施例中，“單板PCB開通過口”為“單板PCB”上根據(jù)整體熱設計，預布局時設計的鏤空通過口。通過口的尺寸大小，形狀參考“第一部分單板散熱器41”的具體設計。通過口的數(shù)量和凸臺的數(shù)量匹配。

本實施例中，“第一子屏蔽板散熱器51”是在傳統(tǒng)整體屏蔽板散熱器5上分出結(jié)構(gòu)和電氣上獨立兩部分中沒有面板、面積較大、主要用于散熱的部分。該部分相比傳統(tǒng)的屏蔽板散熱器區(qū)別有三點，第一，材料的選擇更傾向 于散熱片材料；第二，比傳統(tǒng)的屏蔽板散熱器有加厚；第三，屏蔽板散熱器根據(jù)仿真結(jié)果做均熱設計。

上述方案中，“第二子屏蔽板散熱器52”是在傳統(tǒng)整體屏蔽板散熱器5上分出結(jié)構(gòu)和電氣上獨立兩部分中帶有面板的部分。當面板被放射高壓靜電時，因為“第一子屏蔽板散熱器51”和“第二子屏蔽板散熱器52”完全隔離，所以面板的高壓電不會影響“第一部分單板散熱器41”和“第二部分單板散熱器42”相臨近的模塊電路工作地。屏蔽板散熱器的分割結(jié)構(gòu)和電氣隔離為“子架系統(tǒng)”散熱可靠性保證的實現(xiàn)手段和技術特征之一。

此方案的背板的具體設計類型為“傳統(tǒng)整體式電背板”。

為方便理解實施例和發(fā)明設備方案的描述，列舉本實施例中的特征點：

1)散熱源的個數(shù)：一個單一熱源；

2)熱連接器的組數(shù)：1組，整體不可拆卸；

3)背板散熱器的類型；散熱片組(前)+自然重力熱管散熱片(后)；

4)垂直導熱的具體實施類型：導熱膠墊+金屬凸臺；

5)水平均熱設備的具體實施類型：熱管；

6)背板的具體設計類型：傳統(tǒng)整體式電背板；

7)熱連接器的參考結(jié)構(gòu)設計：均熱板(插頭)+熱管連接的板式結(jié)構(gòu)件(插座)。

如圖5所示第二具體實施例：在光纖通信系統(tǒng)中，隨著電背板電信號走線長度的固有限制，含有傳統(tǒng)式整體式電背板的設備架構(gòu)將嚴重影響業(yè)務單板的數(shù)量和設備的交叉容量。光背板將具有巨大的技術和市場需求，為了避免插損，便于單板和背板的矩陣型連接，光背板將極大可能和業(yè)務單板呈正交連接的實施例2，“光背板×4(單板PCB和光背板正交局部)”，本實施例2機架正面所有平行的業(yè)務板都與機架背面4塊光背板在對應的光連接器處正交連接。光背板可以是光纖柔性板，也可以是含有光波導層的光電PCB，由于不承載功耗器件，本身又不發(fā)熱，光背板間將具有巨大的空間空 隙。

而在光通訊系統(tǒng)的單板中，同時將含有多個超高功耗的熱源，既含有同速率等級的客戶側(cè)光模塊，又含有線路側(cè)光模塊的光轉(zhuǎn)發(fā)板通常功耗最高。實現(xiàn)該單板的單槽位設計將具備壓倒式的強大市場競爭力，但是具有巨大的熱設計難度。本實施例中具有三組散熱難題器件，“第一熱源”是非熱插拔高功耗光模塊，“第二熱源”是近背板高功耗業(yè)務芯片，“第三熱源”是面板可熱插拔光模塊陣列。同前述傳統(tǒng)設備劣勢說明，單槽位設計相當于限定了散熱問題器件附屬散熱片的高度。而更高速率等級的板上高功耗業(yè)務處理芯片和FPGA等器件的復雜熱設計集成和對PCB面積以及風道的占用，傳統(tǒng)的方式基本無法完成設計。本實施例通過應用本發(fā)，一方面在上述光背板的間隙內(nèi)設計順風道的背板散熱設備，另一方面將上述主要熱源的熱量傳導到光背板的背板散熱設備上，可以成功解決上述熱源缺乏對流散熱面積的核心難題。

本實施例設備連接關系中，“第一部分單板散熱器41”和“介質(zhì)和/或?qū)峤Y(jié)構(gòu)件”連接；“介質(zhì)和/或?qū)峤Y(jié)構(gòu)件”需穿過“單板”預布局的“通過口”，和“第一子屏蔽板散熱器51”上所承載的“均熱網(wǎng)絡6”相連接；“均熱網(wǎng)絡6”和“第一子導熱連接器插頭711”相連接；在工作狀態(tài)下，“第一子導熱連接器插頭711”和“5，第一子導熱連接器插座712”相連，“第一子導熱連接器插座712”和“背板散熱設備2”相連?！暗诙糠謫伟迳崞?2”，和“第二子導熱連接器插頭721”連接；在工作狀態(tài)下，“第二子導熱連接器插頭721”和“第二熱連接插座”連接；“第二熱連接插座”和“背板散熱設備2”連接。另一個“第一部分單板散熱器41”和另一個“介質(zhì)和/或?qū)峤Y(jié)構(gòu)件”相連，另一個“介質(zhì)和/或?qū)峤Y(jié)構(gòu)件”需穿過“單板PCB”預布局的另一個“通過口”，和“第二子屏蔽板散熱器52”上所承載的“均熱網(wǎng)絡6”相連接。

本實施例的散熱方法說明包括，第一途徑：“第一部分單板散熱器41”收集“第一熱源”散發(fā)的熱量；通過“介質(zhì)和/或?qū)峤Y(jié)構(gòu)件”將“第一部分單板散熱器41”收集的熱量傳導至“第一子屏蔽板散熱器51”上的“均熱網(wǎng)絡6”，通過“均熱網(wǎng)絡6”,實現(xiàn)均熱和散發(fā)熱量的同時，再將剩余熱量 通過“第一子導熱連接器插頭711”和“第一子導熱連接器插座712”所組成的熱連接器，傳遞給光電立體式背板間的“背板散熱設備”上，實現(xiàn)熱量傳遞；第二途徑：“第二部分單板散熱器42”收集“第二熱源”散發(fā)出的熱量，通過“第二子導熱連接器插頭721”和“第二子導熱連接器插座722”組成的導熱連接器將所述熱量傳遞給立體式背板間的“背板散熱設備2”上。另外，需要說明的是，本實施例因為有三個熱源，還包括一個靈活設置的散熱途徑：另一個“第一部分單板散熱器41”收集第三熱源散熱的熱量，通過另一個“介質(zhì)和/或?qū)峤Y(jié)構(gòu)件”將上述熱量傳導到“第二子屏蔽板散熱器52”上的“均熱網(wǎng)絡6”進行均熱，然后通過電絕緣的導熱膠墊傳導到第二子屏蔽板散熱器52上安裝的導熱連接器上直至傳遞給背板散熱設備2，同樣通過第一途徑進行散熱。

本實施例中，“第一部分單板散熱器”是一個超高功耗的光模塊自帶的散熱片，這塊散熱片如背景技術所述同時受到高度，長寬和密度的限制。但又不方便在單板的頂面設置到“背板散熱設備”的導熱設備，因為如果在頂面設計導熱設備，首先可能對芯片和模塊或其單板散熱器造成結(jié)構(gòu)干涉，其次可能減少等效的風道橫截面積，所以通過“第一屏蔽板散熱器”和配套的熱連接器將熱量傳導到“背板散熱設備”。本實施例的第一熱源應用第一散熱途徑進行散熱。

本實施例中，“連接件8”采用了直觸熱管，多根熱管的方形側(cè)面和“連接件8”直接相連，通過螺絲拉緊固定，以保證良好的導熱。以此方案實現(xiàn)單板正面的第一熱源到單板背面“第一子屏蔽板散熱器”的垂直熱量傳遞。

本實施例中，“均熱網(wǎng)絡6”采用了4根嵌入式熱管。根據(jù)單板熱仿真云圖結(jié)果，應用嵌入式熱管作為均熱手段將熱量從橫縱兩個方向擴展到整個散熱屏蔽板散熱器水平面和傳導到4個“第一子導熱連接器插頭711”。

本實施例中，“第一子導熱連接器插頭×4”和背板散熱設備相連的“第一子導熱連接器插座×4”配套使用。在實施例中，插頭采用的具體設計是一塊嵌入式小型均熱板加圓錐熱管，圓錐熱管的突出為插頭。需要說明的是，熱連接器插頭可以焊接和用低熔點合金方便的拆卸，并且因為熱連接器是靠屏蔽板散熱器承力，和承載光連接器和電連接器的單板所在不同的層面和承 載體，所以本實施例中的熱連接器插拔的應力不會對光連接器和電連接器的接觸造成影響。

本實施例中，“第一子導熱連接器插座712”和“均熱網(wǎng)絡6”相連的“第一子導熱連接器插頭711”配套使用。在實施例中，插座采用了直接的熱管套筒，和插頭能精確的水平定位和良好的熱傳遞。

本實施例中，“背板散熱設備”設計在實施例機架的光背板之間的間隙中?？稍黾訋灼椒矫罪L道內(nèi)的散熱面積。由于僅作為參考，圖中僅畫出整個背板散熱設備的其中一組散熱片。

本實施例中，“第二部分單板散熱器”是一個超高功耗的芯片或者光模塊組自帶的散熱片，這塊散熱片如背景技術所述同時受到高度，長寬和密度的限制。但是因為靠近背板，可以采用本發(fā)明方法的第二途徑進行散熱。

本實施例中，“第二子導熱連接器插頭”是一根散熱片延伸出的熱管。與第一子導熱連接器插頭同結(jié)構(gòu)類型。

本實施例中，“第二子導熱連接器插座”是一根小型號的熱管套筒。與第一子導熱連接器插座同結(jié)構(gòu)類型。

本實施例中，“單板PCB”為芯片、高功耗光模塊等熱源及其附屬的限高限寬散熱片的承載體。為說明特殊位置開孔的設計需求，嚴格來說不是相關技術的部件，僅為說明連接和裝配關系而用。在本技術方案中，需要說明的是散熱第一途徑在單板PCB下方，第二途徑在單板PCB上方。

本實施例中，“通過口”為“單板PCB”上根據(jù)整體熱設計，預布局時設計的鏤空開孔，通過口的數(shù)量和直觸式熱管平臺的數(shù)量匹配。

本實施例中，“第一子屏蔽板散熱器”是在傳統(tǒng)整體屏蔽板散熱器上分出結(jié)構(gòu)和電氣上獨立兩部分中沒有面板、面積較大、主要用于散熱的部分。該部分相比傳統(tǒng)的屏蔽板散熱器的區(qū)別有三點，第一，材料的選擇更傾向于散熱片材料；第二，比傳統(tǒng)的屏蔽板散熱器有加厚；第三，屏蔽板散熱器根據(jù)仿真結(jié)果做均熱設計。

本實施例中，“第二子屏蔽板散熱器”是在傳統(tǒng)整體屏蔽板散熱器上分出結(jié)構(gòu)和電氣上獨立兩部分中帶有面板的部分。當面板被放射高壓靜電時， 因為“第一屏蔽板散熱器”和“第二子屏蔽板散熱器”完全隔離，所以面板的高壓電不會影響與“第一部分單板散熱器”和“第二部分單板散熱器”相臨近的模塊電路工作地。屏蔽板散熱器的分割結(jié)構(gòu)和電氣隔離為立體式背板“的散熱結(jié)構(gòu)”可靠性保證的實現(xiàn)手段和技術特征之一。在本實施例中，和實施例1的區(qū)別是，分割的面積比例較大，并且同時用于進行第三熱源的均熱和散熱。

本實施例中，“第一部分單板散熱器”是指面板可熱插拔光模塊陣列自帶的散熱片和籠體。

本實施例中，“連接件”應用4個金屬凸臺和4個導熱膠墊。

本實施例中“均熱網(wǎng)絡6”應用表貼帶膠石墨膜材料來進行均熱和散熱。

應用上述方案，在光背板或新型立體式背板的機架中，構(gòu)成一種新的熱設計實踐所取代。由一系列具有明晰組件和互連關系的組件構(gòu)成本發(fā)明設備，并且一種具有鮮明技術特征和全新多種散熱途徑的方法，解決單板芯片或模塊單板散熱器對流散熱面積受限的問題。

為方便理解實施例和發(fā)明設備方案的描述，列舉本實施例中的特征點：

1)散熱源的個數(shù)：3個，第一熱源為“超高功耗線路側(cè)模塊”，第二熱源為“主要業(yè)務芯片”，第三熱源為“面板可插拔客戶側(cè)光模塊陣列”。

2)導熱連接器的組數(shù)，第一導熱連接器4組，第二導熱連接器1組，均為可拆卸；

3)背板散熱設備的類型；光電立體式背板，光背板之間的間隙內(nèi)設計普通頁式單板散熱器。

4)垂直導熱的具體實施類型：熱管直觸；

5)水平均熱設備的具體實施類型：第一子屏蔽板散熱器通過熱管水平導熱和均熱；第二子屏蔽板散熱器通過石墨膜水平導熱和均熱。

6)背板的具體設計類型：和業(yè)務板正交的光背板；

7)熱連接器的具體設計，熱連接器插頭是均熱板加尖頭圓錐熱管，熱連接器插座是結(jié)構(gòu)匹配的熱管套筒。

顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發(fā)明實施例的各部件或各特征都可以用通用的設計和方法來具體實現(xiàn)，從應用角度，可選材料、具體的實現(xiàn)手段、應用特征可以自由組合，都屬于本發(fā)明申請的設備和方法范疇。本方法包含的兩種散熱途徑也可以根據(jù)實際情況僅選擇其中一種使用，但僅使用一種視為本方法根據(jù)實際的特殊或簡化情況，并不代表其有區(qū)別或者獨特與本申請的方法技術特征。

本發(fā)明提供的子架系統(tǒng)的散熱方法，單板3上的單板散熱器4吸收單板3上的熱源10產(chǎn)生的熱量，通過與單板散熱器直接或間接相連接的導熱連接器7傳遞給背板散熱設備2，實現(xiàn)擴展單板散熱器4的對流散熱面積、改善單板3的散熱性。

本發(fā)明提供的子架系統(tǒng)的散熱方法，子架系統(tǒng)的背板上火背板之間的間隙內(nèi)設置了連接單板上的單板散熱器的背板散熱設備，用以擴展單板散熱器的對流散熱面積、改善單板的散熱性。

優(yōu)選地，第一部分單板散熱器(即：第一部分單板散熱器41)吸收相對遠離背板散熱設備2的熱源10產(chǎn)生的熱量并傳遞給介質(zhì)和/或?qū)峤Y(jié)構(gòu)件，介質(zhì)和/或?qū)峤Y(jié)構(gòu)件再將熱量傳遞至屏蔽板散熱器5上的均熱網(wǎng)絡6，而后通過第一子導熱連接器71傳遞給背板散熱設備2；第二部分單板散熱器(即：第二部分單板散熱器42)吸收相對臨近背板散熱設備2的熱源10產(chǎn)生的熱量，通過第二子導熱連接器72傳遞給背板散熱設備2。

較好地，所述第一部分單板散熱器一一對應安裝在相對遠離背板散熱設備的熱源上，第二部分單板散熱器一一對應安裝在相對臨近背板散熱設備的熱源上。

較好地，所述第一子導熱連接器和所述第二子導熱連接器均包括熱連接器插頭和熱連接器插座。

其中，較好地臨近背板散熱設備2的子架系統(tǒng)的單板散熱器4在橫向或縱向上位于遠離背板散熱設備2的子架系統(tǒng)的單板散熱器4和背板散熱設備2之間。

本發(fā)明是通過利用通信子架內(nèi)傳統(tǒng)電背板和/或光背板中存在的立體間 隙和空間，配置額外的背板散熱設備，并將單板高功耗器件和模塊(即：單板散熱器)的熱量通過特殊熱設計的可插拔熱連接器傳導給上述背板散熱設備，使得單板獲得額外對流散熱面積，從而改善單板上大功耗器件和模塊的導熱和散熱難的問題。

本發(fā)明主要解決通信系統(tǒng)單板日益困難的散熱問題，不但可以應用于現(xiàn)階段高功耗新型電背板，也可應用于未來相應光背板和電背板組合的立體式背板系統(tǒng)上，保證優(yōu)化高功耗單板的熱設計，便于通訊設備或單板的小型化。

綜上所述，本發(fā)明提供的散熱結(jié)構(gòu)，子架系統(tǒng)的背板上或背板之間的間隙內(nèi)設置了連接單板上的單板散熱器的背板散熱設備，單板散熱器通過導熱連接器直接或間接連接背板散熱設備，以此種方式擴展單板散熱器的對流散熱面積，實現(xiàn)改善單板的散熱性。

傳統(tǒng)的整體式電背板為完整的整體，背板難設計風道。而光電結(jié)合分體式背板，高速交換光信號和低速電信號各自具備分立的承載媒體，這樣在背板區(qū)域?qū)⒊霈F(xiàn)一些空隙和空間，這更好地為“連接件”和“背板散熱設備”提供了散熱途徑，空間和風道。故在背板之間的空隙放置散熱裝置，并將單板高功耗模塊、高功耗器件的熱量(即：熱源的熱量)傳導到散熱裝置上，不僅額外增加了原有風道中的散熱面積，還形成了一個散熱區(qū)域到對流換熱區(qū)的低熱阻通路，能降低單板核心器件的正常工作溫度；以至少解決相關背景和技術中，高功耗單板密集，承載的功耗器件或者模塊缺乏足夠?qū)α魃崦娣e的問題。

在本發(fā)明的描述中，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等均應做廣義理解，例如，“連接”可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

在本說明書的描述中，術語“一個實施例”、“一些實施例”、“具體實施例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或?qū)嵗?。而且，描述的具體特征、 結(jié)構(gòu)、材料或特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

雖然本發(fā)明所揭露的實施方式如上，但所述的內(nèi)容僅為便于理解本發(fā)明而采用的實施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬領域內(nèi)的技術人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式及細節(jié)上進行任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準。