一种用于模块的散热装置与方法

技术领域

本发明涉及通信设备技术领域，更具体地，涉及一种用于模块的散热装置与方法。

背景技术

通信产品在不断演进过程中，相同大小的空间容量，会要求承载着越来越大的数据交换容量，模块封装体积不断小型化，传输速率不断提高。同时这些模块也需满足散热的要求，目前给模块常见的散热安装方式有以下几种方案：方案一，齿状散热器加弹性卡扣；方案二，在散热器基板上设置弹簧和螺杆，在PCB上安装固定条，通过螺杆拧紧安装于固定条上；方案三，在散热器基板上安装卡扣固定杆及弹簧，通过卡扣固定在PCB上，使散热片与芯片弹性贴合。

在这三种方案中，方案一受结构影响，如果相应结构上没有对应的卡勾，则无法安装卡扣及相应散热器，方案二受空间影响，散热器上安装的螺杆需超出模块范围，方案三同样受空间影响，另外三种方案均在模块已经固定安装好的情况下再次安装散热器。当模块结构上无卡勾结构，并且由于空间密闭排布，散热器不得超出模块范围，同时模块还需额外固定的时候，三种方案均不能满足安装需求。

鉴于此，克服该现有技术产品所存在的不足是本技术领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题当模块由于工作温度升高，发生一定程度的形变时，散热板与模块之间无法保持良好的固定。

第一方面，一种用于模块的散热装置，包括散热板1、模块2、PCB板3、塔簧4、活动螺钉5和支撑块6，具体的：

所述支撑块6被固定在所述PCB板3上；

所述PCB板3上，正对支撑块6的通孔62位置设置有第一安装孔31；其中，活动螺钉5的头部处于所述第一安装孔31内，且所述头部通过所述塔簧4与支撑块6的底部间接抵接；所述模块2与所述支撑块6的上表面抵接；

所述活动螺钉5穿过设置在模块2上第二安装孔21后，与所述散热板1完成耦合固定；从而使得所述模块2在受到散热板1的抵压后固定，其中，散热板1的抵压力产生自活动螺钉5通过塔簧4抵接支撑块6形成。

优选的，所述支撑块6包括圆柱端61、通孔62、台阶端63和第二螺纹孔64，其中：

所述圆柱端61设置于所述台阶端63上端，所述通孔62自上而下贯通所述圆柱端61和所述台阶端63，用于插入所述活动螺钉5的螺杆51，为所述活动螺钉5的螺杆51的上下活动提供通道；所述圆柱端61上表面抵接所述模块2下表面，用于对所述模块2进行支撑；所述台阶端63的通孔62周边的下表面与所述塔簧4相抵接，所述台阶端63的外围下表面与所述PCB板3上表面相抵接；

所述第二螺纹孔64设置于所述台阶端63上，并与PCB板3上的第三螺纹孔32位置相对应，通过第一螺钉完成所述第二螺纹孔64与所述第三螺纹孔32之间的配合连接，实现所述支撑块6在所述PCB板3的上表面的固定。

优选的，所述模块2下表面的接插件与所述PCB板3上表面的接插底座相连，同时保证了所述模块2下表面与所述支撑块6的圆柱端61的上表面相贴合，实现了所述模块2与所述PCB板3之间的固定连接。

优选的，所述活动螺钉5穿过设置在模块2上第二安装孔21后，与所述散热板1完成耦合固定，具体包括：

所述散热板上设置有第一螺纹孔11，并与所述第一安装孔31和所述第二安装孔21位置对应，所述活动螺钉5上螺纹与所述第一螺纹孔11上的螺纹相配合，实现所述散热板与所述活动螺钉5的连接固定。

优选的，所述第一螺纹孔11与所述活动螺钉5的螺杆51上的螺纹相配合，具体包括：

所述活动螺钉5的螺杆51上端设置有螺纹端511，所述螺纹端511长度为预设长度，当所述螺纹端511与散热板1的第一螺纹孔11配合时，所述预设长度的螺纹端511完全进入所述第一螺纹孔11内部并与其配合，保证了所述活动螺钉5与所述散热板1之间的固定，以及所述活动螺钉5在所述模块2的第一安装孔31和所述支撑块6的通孔62中的上下活动。

优选的，实现所述散热板与所述活动螺钉5的连接固定，具体包括：

所述活动螺钉5在所述第一安装孔31和所述第二安装孔21中向上进行位移时，所述活动螺钉5上的塔簧4上端受到来自所述台阶端63的向下作用力，所述塔簧4对下端抵接的活动螺钉5的螺帽52施加向下的弹性作用力，进而与所述活动螺钉5相固定连接的散热板1同样为弹性位移，实现了所述散热板1与所述模块2之间为弹性接触。

优选的，所述散热板1还包括：

所述散热板1下表面设置有凸台，所述凸台与模块2上表面的发热器件22位置相对应，所述凸台上设置有散热弹片12，用于与所述模块2上表面的发热器件22相贴合，从而对所述散热器件进行散热。

优选的，所述散热板1上表面设置有散热齿13，用于将所述散热弹片12与所述发热器件22交换的热量散发出去。

优选的，所述活动螺钉5的螺帽52相对所述PCB板3下表面的突出高度L1＜2.5mm。

第二方面，一种用于模块的散热方法，使用所述的用于模块的散热装置，其中，所述散热弹片12的控制端获取所有散热弹片12与对应的发热器件22的位置关系，并实时监测与所有散热弹片12对应的发热器件22的当前温度，当所述发热器件22温度高于预设工作温度时，对应调节各个散热弹片12的当前温度从而将所述发热器件22的热量吸收并散发出去，直至所述发热器件22温度低于或者等于预设工作温度。

本发明提供一种用于模块的散热装置与方法，采用同一根活动螺钉将散热板、模块和PCB板进行串连，在PCB板与模块之间的活动螺钉上设置一个支撑块，通过活动螺钉上的塔簧对支撑块的抵接的弹性作用力，实现模块与散热板之间的弹性接触，保证了模块在正常工作升温并发生形变时，模块与散热板之间仍能良好连接固定。

附图说明

图1是本发明实施例提供的用于模块的散热装置的装置爆炸图；

图2是本发明实施例提供的用于模块的散热装置的装置爆炸图；

图3是本发明实施例提供的用于模块的散热装置的部分装置剖视图；

图4是本发明实施例提供的用于模块的散热装置的PCB板装置示意图；

图5是本发明实施例提供的用于模块的散热装置的PCB板装置示意图；

图6是本发明实施例提供的用于模块的散热装置的模板装置示意图；

图7是本发明实施例提供的用于模块的散热装置的模板装置示意图；

图8是本发明实施例提供的用于模块的散热装置的支撑块的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的用于模块的散热装置的支撑块的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的用于模块的散热装置的PCB板装置示意图；

图11是本发明实施例提供的用于模块的散热装置的散热板装置示意图；

图12是本发明实施例提供的用于模块的散热装置的散热板装置示意图；

图13是本发明实施例提供的用于模块的散热装置的活动螺钉结构示意图；

图14是本发明实施例提供的用于模块的散热装置的活动螺钉结构示意图；

图15是本发明实施例提供的用于模块的散热装置的塔簧结构示意图；

图16是本发明实施例提供的用于模块的散热装置的模板装置示意图；

图17是本发明实施例提供的用于模块的散热装置的散热板装置示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”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发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1：

本实施例提供一种用于模块的散热装置，包括散热板1、模块2、PCB板3、塔簧4、活动螺钉5和支撑块6，具体的：

如图1-图7所示，所述支撑块6被固定在所述PCB板3上；

所述PCB板3上，正对支撑块6的通孔61位置设置有第一安装孔31；其中，活动螺钉5的头部处于所述第一安装孔31内，且所述头部通过所述塔簧4与支撑块6的底部间接抵接；所述模块2与所述支撑块6的上表面抵接；

所述活动螺钉5穿过设置在模块2上第二安装孔21后，与所述散热板1完成耦合固定；从而使得所述模块2在受到散热板1的抵压后固定，其中，散热板1的抵压力产生自活动螺钉5通过塔簧4抵接支撑块6形成。

所述第一安装孔31在所述PCB板3上设置至少有4个，位置与所述模块2上的第二安装孔21位置对应，每个所述第一安装孔31均配套设置有一个所述活动螺钉5和一个所述支撑块6，当所述活动螺钉5插于所述第一安装孔31时，仅将所述活动螺钉5的螺杆51部分置于PCB板3上表面的上方，所述活动螺钉5的螺帽52的水平位置处于所述第一安装孔31中或者低于所述PCB板3的下表面，所述活动螺钉5的螺帽52直径小于PCB板3上的第一安装孔31的孔径，此处活动螺钉5的螺杆51直径小于活动螺钉5的螺帽52直径，保证所述活动螺钉5的螺帽52能在所述PCB板3的第一安装孔31中上下活动，当所述塔簧4直径大于所述活动螺钉5的螺帽52直径时，则所述PCB板3上的第一安装孔31的孔径需要大于所述塔簧4的直径，以保证所述第一安装孔31中有足够的空间给所述塔簧4设置；当所述塔簧4上端直径大于所述第一安装孔31的孔径时，所述塔簧4上端抵接所述PCB板3的下表面，同样可以实现所述散热板1和模块2之间的弹性接触，但由于所述塔簧4上端到所述散热板1下端之间的间隔从模块2和支撑块6变为了模块2、支撑块6和PCB板3，因此间隔层数增大，受力相对来说更不稳定，因此所述塔簧4上端直径应小于所述第一安装孔31孔径，保证所述塔簧4上端与所述支撑块6下表面抵接。

所述支撑板下表面面积大于所述第一安装孔31的面积，同时将所述第一安装孔31上表面完全覆盖，所述塔簧4上端与所述支撑板下表面抵接，所述塔簧4下端与所述活动螺钉5的螺帽52相抵接，使得所述活动螺钉5在所述支撑块6中上下位移时，受到所述塔簧4的弹性作用力。

目前常见的散热安装方式中，第一种需要相应结构上存在卡勾来对应安装卡扣以及相应散热器；第二种所需要的螺杆51高度过高，可能会超出模块2的安装范围；第三种占用空间较大，可能无法适用于空间排布过于密闭的结构；因此当模块2结构上无卡勾结构，并且由于空间密闭排布，散热器不得超出模块2范围，同时模块2还需额外固定的情况下，目前常见的安装方式均无法解决；本发明结构无需卡扣，同时无需占用额外空间，通过所述散热板1和模块2之间的弹性固定，保证所述模块2在正常工作升温，并且模块2发生一定程度形变时，由于散热板1和模块2之间的弹性接触，所述散热板1与所述模块2之间仍然能够保持良好的固定。

所述模块2上的第二安装孔21设置有至少4个，位于所述模块2的4角处，所述第二安装孔21的孔径大于等于所述活动螺钉5的螺杆51直径，同时小于等于所述支撑块6的圆柱端61的直径，保证所述模块2的下表面抵接于所述支撑块6圆柱端61的上表面。

所述散热板1的长度小于或等于所述模块2的长度，所述散热板1的宽度小于或等于所述模块2的宽度；所述散热板1下表面的台阶柱至少设置有4个，并且与所述模块2的第二安装孔21位置相对应，所述台阶柱高度应高于模块2上表面的最高高度，以保证所述散热板1下表面除开台阶柱以外的区域与所述模块2上表面有接触；所述台阶柱内的螺纹孔的长度应大于等于所述活动螺钉5的螺纹部分的长度，以保证所述活动螺钉5的螺纹部分能够完全进入所述台阶柱内部；同时在不受外力的影响下，所述螺钉由于塔簧4的收到一个向下的弹性作用力，致使与所述活动螺钉5向固定连接的散热板1同样收到一个向下的弹性作用力，从而使得所述台阶柱的下表面与所述模块2的上表面相抵接。

由于所述塔簧4能够在弹性作用力下进行压缩或者延展，当所述塔簧4被完全压缩时，所述塔簧4的高度略大于其线径，因此当对所述散热板1施加向上的外力时，所述散热板1能够进行一定距离的向上位移，当移除所述外力时，由于塔簧4的弹性恢复力，所述散热板1的台阶柱小表面回复和所述模块2的上表面的抵接，实现所述散热板1在所述模块2上方的弹性固定。

由于支撑块6用于为所述活动螺钉5提供上下位移的空间，并且对所述塔簧4提供向下的作用力，同时支撑所述模块2下表面，因此所述支撑块6包括以下结构：

如图8-图10所示，所述支撑块6包括圆柱端61、通孔62、台阶端63和第二螺纹孔64，其中：

所述圆柱端61设置于所述台阶端63上端，所述通孔62自上而下贯通所述圆柱端61和所述台阶端63，用于插入所述活动螺钉5的螺杆51，为所述活动螺钉5的螺杆51的上下活动提供通道；所述圆柱端61上表面抵接所述模块2下表面，用于对所述模块2进行支撑；所述台阶端63的通孔62周边的下表面与所述塔簧4相抵接，用于对所述塔簧4施加向下作用力，所述台阶端63的外围下表面与所述PCB板3上表面相抵接。

所述支撑块6高度应保证除开所述模块2与所述PCB板3之间连接的位置，模块2的其他位置均不会与所述PCB板3上表面直接接触，所述圆柱端61的通孔62的孔径应大于所述活动螺钉5的螺杆51直径，保证所述活动螺钉5的螺杆51能够在通孔62中不受阻碍的上下竖直活动；所述台阶端63外围用于抵接所述PCB板3上表面，所述台阶端63的通孔62周边用于抵接所述塔簧4。

所述支撑块6下表面还可以设置有凹陷的台阶面，用于对所述塔簧4的占用高度进行缓冲，所述台阶面的凹陷厚度由所述活动螺钉5向下凸起的厚度决定，若所述活动螺钉5相对于所述PCB板3的下端凸起过多，则需要将增加所述台阶面的凹陷厚度，以保证所述活动螺钉5相较于所述PCB板3下端不会凸起过多。

所述第二螺纹孔64设置于所述台阶端63上，并与PCB板3上的设置的第三螺纹孔32位置相对应，，通过第一螺钉完成所述第二螺纹孔64与所述第三螺纹孔32之间的配合连接，实现所述支撑块6在所述PCB板3的上表面的固定。

所述台阶端63上设置有至少两个第二螺纹孔64，所述PCB板3的对应位置在所述第二螺纹孔64的对应位置同样存在第三螺纹孔32，所述第三螺纹孔32围绕所述第一安装孔31设置，用于与所述第二螺纹孔64相对应，并使用第一螺钉与所述PCB上的第三螺纹孔32以及第二螺纹孔64相配合，保证所述台阶端63和所述PCB板3上表面的固定。

所述模块2与所述PCB板3之间存在基本的连接关系，实现所述模块2与所述PCB板3的正常工作。

所述第二安装孔21套于第一安装孔31中活动螺钉5的螺杆51上，并且模块2的下表面与所述支撑块6上表面贴合，还包括：

所述模块2下表面的接插件与所述PCB板3上表面的接插底座相连，同时保证了所述模块2下表面与所述支撑块6的圆柱端61的上表面相贴合，实现了所述模块2与所述PCB板3之间的固定连接。

所述支撑块6的圆柱端61的高度需要保证所述模块2下表面的接插件与所述PCB板3上表面的接茬底座相连时，所述模块2下表面与所述支撑块6的圆柱端61的上表面相贴合，以进一步保证所述模块2在所述PCB板3上的安装稳定性；所述模块2下表面的接插件与所述PCB板3上表面的接茬底座实现信号对接，保证所述模块2和所述PCB板3的工作交互。

如图11-图14所示，所述活动螺钉5穿过设置在模块2上第二安装孔21后，与所述散热板1完成耦合固定，具体包括：

所述散热板上设置有第一螺纹孔11，并与所述第一安装孔31和所述第二安装孔21位置对应，所述活动螺钉5上螺纹与所述第一螺纹孔11上的螺纹相配合，实现所述散热板与所述活动螺钉5的连接固定。

所述台阶柱内设置的第一螺纹孔11与活动螺钉5的螺杆51上的螺纹相配合，具体包括：

所述活动螺杆51的螺杆51上端设置有螺纹端511，所述螺纹端511长度为预设长度，当所述螺纹端511与散热板1的台阶柱内的第一螺纹孔11配合时，所述预设长度的螺纹端511完全进入所述第一螺纹孔11内部并与其配合，保证了所述活动螺钉5与所述散热板1之间的固定，以及所述活动螺钉5在所述模块2的第一安装孔31和所述支撑块6的通孔62中的上下活动，在所述塔簧4的弹性作用下，实现所述散热板1和所述模块2之间的弹性接触。

所述预设长度由本领域技术人员根据所述活动螺钉5的螺杆51的高度、PCB板3的厚度、支撑块6的高度以及模块2的厚度而定，所述螺杆51分为螺纹端511和无螺纹端511，螺纹端511设置于螺杆51的尾端，螺杆51的其他部分为无螺纹端511，需要保证所述无螺纹端511的长度大于所述PCB板3的厚度加上支撑块6的高度以及模块2的厚度的和，才能实现所述螺纹端511完全进入所述台阶柱内的螺纹孔，所有满足情况的预设长度设定均应在本发明的保护范围之内；同时所述台阶柱内的螺纹孔的长度应大于等于所述活动螺钉5的螺纹端511的长度，以保证所述活动螺钉5的螺纹端511能够完全进入所述台阶柱内部，避免螺纹端511的螺纹与所述散热板1的台阶柱的下表面或者模块2的下表面之间发生抵接，而影响到所述活动螺钉5在所述支撑块6以及第一安装孔31和第二安装孔21中的上下活动。

如图15所示，所述塔簧4从下到上直径逐渐增大，所述塔簧4直径偏大的一端与所述台阶端63的通孔62周边的下表面相抵接，所述塔簧4直径偏小的一端与所述活动螺钉5的螺帽52相抵接。

所述塔簧4直径偏小的一端的端尾直径略大于所述活动螺钉5的螺杆51直径，使得所述塔簧4能够稳定套于所述活动螺钉5的螺杆51上并且不会随意出现左右移动，同时由于所述支撑块6的的通孔62孔径略大于所述活动螺钉5的螺杆51直径，因此需要将塔簧4的直径更大的一端与所述支撑块6下表面相抵接，塔簧4直径小的一端与所述活动螺钉5的螺帽52相抵接，同时在对所述塔簧4进行挤压时，所述塔簧4的直径会一定程度的变大，所述支撑块6下表面一端也有更多的空间提供给所述塔簧4进行形变。

如图16和图17所示，所述实现散热板1对模块2的散热，具体包括：

所述散热板1下表面设置有凸台，所述凸台与模块2上表面的发热器件22位置相对应，所述凸台上设置有散热弹片12，用于与所述模块2上表面的发热器件22相贴合，从而对所述散热器件进行散热。

所述散热板1下表面设置有第二预设数量的凸台，所述第二预设数量根据所述模块2表面的发热器件22数量而定，每个所述凸台上的散热弹片12与所述模块2表面的发热器件22相一一对应，所有所述散热弹片12由控制端控制温度变化，进而对所述散热器件进行热量的吸收从而降温，所述凸台的厚度需要保证所述散热弹片12能够与所述发热器件22贴合，实现热量的交换。

所述散热板1上表面设置有散热齿13，用于将所述散热弹片12与所述发热器件22交换的热量散发出去。

所述散热齿13可以设置于散热板1的上表面或者侧边，当所述散热齿13设置于散热板1的上表面时，所述散热齿13足够覆盖所述散热板1底面的所有散热弹片12，以在散热弹片12与模块2上的散热器件进行热交换后，能效率最高的将收集到的热量进行发散；当所述散热齿13设置于所述散热板1的侧边时，根据所述散热板1底面的所有散热弹片12的位置，将所述散热齿13设置于距离大多数散热弹片12位置相近的一侧，尽可能提高散热板1的整体散热效率，从而提高模块2上发热器件22的整体降温效率。

所述活动螺钉5的螺帽52相对所述PCB板3下表面的突出高度L1＜2.5mm。

由于支撑块6与塔簧4所占据的空间，所述活动螺钉5的螺帽52的位置可能会超出PCB板3的下表面一定距离，但在模块2型号对应的模块2封装以及散热板1的位置限制，活动螺钉5的螺帽52底端与PCB板3下表面之间的距离L1必须小于2.5mm。

实施例2：

本发明实施例2提供了一种用于模块的散热方法，前述实施例重点描述了用于模块的散热装置，下面结合实施例1的用于模块的散热装置具体说明用于模块的散热方法。

所述散热弹片12的控制端获取所有散热弹片12与对应的发热器件22的位置关系，并实时监测与所有散热弹片12对应的发热器件22的当前温度，当所述发热器件22温度高于预设工作温度时，对应调节各个散热弹片12的当前温度从而将所述发热器件22的热量吸收并散发出去，直至所述发热器件22温度低于或者等于预设工作温度。

所述预设工作温度有本领域技术人员根据模块2的型号以及工作时的具体情节进行设定，所有满足条件的预设工作温度设定均应在本发明的保护范围内，所述散热板1对应的控制端获取当前模块2上各个发热器件22的布局空间关系，从而确定各个发热器件22与各个散热弹片12的对应位置关系，以及各个散热弹片12的控温占比模型，当装置内部的温度传感器检测到的模块2的温度变化，从而触发散热弹片12进行温度调整时，按照所述控温占比模型分别调整各个散热弹片12的控温输出；所述布局空间位置关系包括单一水平设置、单一竖直设置、双平行设置、三阵列设置中的一种或者多种；所述控温占比模型具体为预先根据布局的散热弹片12的数量和模块2上发热器件22的数量以及布局空间位置关系，测试出相应发热量在各个散热弹片12上的分布特点，从而得出所述各个散热弹片12的控温占比模型，并存储在散热板1的控制端中。

实施例3：

本发明实施例3提供了一种用于模块的散热方法，本实施例3在实施例1与实施例2的基础上从更为具体的情景来展现用于模块的散热装置的使用方法。

在本实施例中，所述模块2上的发热器件22共存在两个，其中一个发热器件22位于模块2的上半区域的中间位置，另一个发热器件22位于整个模块2的中间位置，因此所述散热板1根据模块2的上发热器件22的位置，在散热板1底部的上半区域的中间位置和整体的中间位置个设置有一个凸台，凸台上设置有散热弹片12，与所述模块2上的两个发热器件22向对应，同时由于所述散热板1与模块2之间为弹性接触，可以改变所述散热板1与模块2之间的接触关系，来调整所述散热板1对模块2的散热强度；所述散热板1的控制端获取获取所有散热弹片12与对应的发热器件22的位置关系，以及各个散热弹片12的控温占比模型后，模块2开始正常工作，装置中的温度传感器首先检测到模块2的中的上半区域的发热器件22温度超出正常工作温度范围时，散热板1的控制端首先提高其对应的散热弹片12的控温占比，对所述模块2上半区域的散热器进行优先降温，而后装置中的温度传感器检测到模块2中间位置的大热器件温度超出正常工作温度范围，散热板1的控制端提高散热板1中间位置的散热弹片12的控温占比，直至模块2上两个发热器件22的温度回归正常工作温度范围，降低对应的两个散热弹片12的控温占比，完成本次对于模块2发热的散热，装置中的温度传感器持续对于模块2上两个发热器件22的温度进行检测，当存在发热器件22温度超出正常工作温度范围时，重复上述步骤对所述发热器件22进行散热。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。