Y8T339 旭创光模块热管的内应力处理

更新时间:2022-12-05 08:12:29 阅读量:570

Y5T11热管

高速光模块如何散热是个大问题,昨天聊了旭创模块外部散热鳍的设计思路,今天再把PCB与外壳的导热通道看一下。三年前写过热管的技术,这次把旭创对于热管产生的应力的处理方式,看一下。


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以前用的导热硅胶,热导率是个位数的,采用氮化铝陶瓷、铜等高导热的金属,也是三位数。后来用的石墨烯高导热片是4位数,石墨的导热与方向有关,在2020合集第619-621页写过石墨的方向取向工艺。


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可热管的热导系数大多数工艺是可达到五位数的


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Y5T11热管,是热管的原理。就是内部液体的微循环。有各种方式来做,主要的两类是粉末烧结,利用内部的空洞进行毛细作用,另一种是沟槽式,也是利用内部的毛细作用,让制冷液进行热端和冷端的热量快速交换。


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烧结式,热效率较低,但容易放置,对方向性要求不高。沟槽式则有高效率,但需要控制沟槽和总体管的方向,不能随意折弯。


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旭创之前,在热管上与DSP等大功耗的芯片接触(可以放置中间垫片等),建立散热路径。


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但是,热管内部的液体,空气和金属,都是比芯片的膨胀系数要大一些的材料。当温度较高时,热管会膨胀,也就是“胀管现象”,本来芯片就要和热管良好接触才能导热,现在的膨胀会让芯片产生应力,导致可靠性问题。

用弹性垫做缓冲,弹性的导热硅胶,导热系数很低,只有个位数。不算是最好的导热路径。


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旭创有个思路,是加一个钣金件,弹性片,如果是铜等高导热的金属弹片,就比硅胶之类的弹性垫片,兼容导热性和应力的吸纳性。


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弹性的金属结构,无论是不是铜,都比导热硅胶类的材料更好。铜是金属中散热能力更强的材料之一。


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这个弧形设计,与热管外形设计要一致,目的是进行有效接触,建立良好的热连接通道。

 

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咱们光模块金手指的插座簧片,也是这种弧形结构。


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区别在于,

热管在膨胀和收缩产生纵向位移,导热簧片都可以进行有效接触,建立良好的热连接。

金手指在插入时与插入后产生纵向位移,导电簧片都可以进行有效接触,建立良好的电连接。


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