【选型】热管/均温板VC助力200G/400G光模块热设计，同时满足超低温/高温工作应用需求

时间： 2019-11-27 来源：世强

技术问答

随着电子器件性能的迅速攀升，其能效比虽然也在优化，但是器件的发热功率也随之提高。热量如果不能及时转移，发热量的增加将使得器件温度极速恶化，造成产品失效。电子设备市场上有55%的电子设备失效是由于温度引起，并且温度每上升10℃，失效率将增加一倍。热设计在产品设计环节意义重大，其主要目的是用来保证产品在制定的环境规格条件下正常工作并达到产品可靠性目标，从而满足对产品各部分温升的限制性要求。

低速率如100G以下的光模块通过导热垫片将热量传导到外壳上散热完全没问题，但随着速率越来越大，200G/400G光模块的散热按照传统的方式散热很难满足要求，如果散热达不到要求将会引起失效，所以需要一些新的散热解决方案。

200G/400G光模块外观结构如下图所示：

要想更好地去解决高速光模块的散热问题，手机、电脑行业是比较好的参照。手机的散热极限由外壳的自然对流和辐射能力决定，内部采用热管、石墨片等均热；而内部散热采用了均温板、相变金属材料和热管等。

举个例子：华为Mate 20X首次运用了真空腔均热板（即均温板），可快速将SOC(CPU)芯片温度快速传导至冷端，再搭载石墨烯。另一个例子是华硕电竞游戏手机ROG，它也采用了均温板和石墨片，但是其功耗最高可达8W，一般手机最多承受4W左右的发热量。为了解决这个高功耗问题，华硕增加了外置风扇作为附件，目的就是增加对流换热量，降低温度。

光模块受限于狭小的内部空间，只能靠自然对流和热传导来降温，相对于手机、电脑行业来说，光模块热流密度更大，散热面积更小，所以热设计更难。

参照手机和电脑行业，可以考虑引入相变热技术如均温板VC、热管技术等。均温板VC可以用于模块内部，其主要作用是将局部发热量高的芯片温度均匀散开，而热管可将发热量大的芯片从热端传导到冷端，再借由模块外部强制对流措施将冷端热量迅速散掉。如下图所示：

本文推荐爱美达（Boyd子公司）的热管及均温板VC，这两种产品是爱美达最核心的产品，具有独特的优势：

1、Aavid是最早开发热管及VC的公司，自20世纪70年代以来开始研发，在这一领域具有丰富的设计经验和领先的技术优势；

2、Aavid在热管和VC上连续进行了超过300,000小时的持续寿命测试，开发出成熟的制造工艺，可确保产品的使用寿命和可靠性；

3、Aavid设计和开发了适合各种工作温度范围的热管和VC，同时满足低于-250℃的低温应用和高于2000℃的高温应用的需求；

4、Aavid热管及VC最薄可以做到0.4mm，是业内做的最薄的厂家。

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zwjiang Lv9. 科学家 2024-01-15

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型号- LCS7846G1,LCS 951-50126,CHILLER 900-27969

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Aavid（爱美达）成立于1964年，全称为美国Aavid Thermalloy，隶属于宝德（BOYD）集团，是全球散热产品及散热系统管理解决方案的领导者，在全球设有12个设计中心。

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液冷系统和CDU已成为数据中心热管理方案大势

下一代设计的热量和功率密度要求现在已经达到了空冷的极限，总而需要过渡到液冷技术。液冷系统通过提高设计灵活性和可扩展性来改进传热和获得更高的热性能，进而使应用程序能够更快、更经济、更安静、性能更好。更高效、更小的系统也节省了空间，允许更多的机架和服务器以更高的性能运行。

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Aavid(爱美达)--BOYD热管理(导热界面材料)选型指南

目录- Aavid Company profile Thermal Interface Materials Overview Thermo-silicone interface material Thermo-silicone caps and tube Thermally conductive soft-silicone film Thermally conductive silicone-free films Thermally conductive phase-change material Graphite films EMI-shielding materials Thermally conductive ceramics Insulating films Insulating bushings POWERCLIP Heat sinks Films/ceramics/Phase-change materials Standard configurations and dimensions Thermal properties products naming rules Thermal Properties Products Technical Information

型号- KU 3-380/M3,KU-BG 30,KU-TCS100,KU-A 30,KU-TXE 50,KU-CR-MINI,KU 3-325,KU 1-159,KU-K/CU/K,KU-EGF 45,KU-CG 80,KU-TXS 100,KU-CRFI 75,KU 3-334/3,KU 6-628/0,KU-ALN,KU-ALO,KU 7-724/AXX/CP,KU-BG 20,KU-ALC 5/315-157,KU 6-631/0,KU-ALF,KU 3-310,KU 6-651/PA,KU-ALC,KU-ALC 5/241-229,KU-TCSP400,S SERIES,KU-KAPIT,KU 6-655/SR,KU-ALC 5/370-134,KU-KAHN,KU-SAS20,KU-TCAS,KU 6-650/SR,KU-TCAT,KU-BGDX 80,KU-TCS200,KU-KAPIF,KU 1-019,KU 3-300,C SERIES,KU-TXE 100,KU 3-303,KU-ALC 5/250-125,KU 1-016,KU-LEXB0.25,KU-A 45,KU 4-440/3.1,KU 4-461,KU-ALC 5/374-244,KU-SAS,KU-TCS,KU-KE11,KU-SAS10,KU-CRF,KU -7-723/16/CXX/CP,KU-TCSP500,KU-TCAB,KU 4-453,KU-TCAD,KU 4-450,KU 4-451,KU-TDFBS,KU 3-396/24,KU-ALC 5,KU-NOMA,KU 6-652/PA,KU-TDFBH,KU 4-445,KU-TDFD,KU 4-443,KU-TDFF,KU 4-441,KU 6-656/SR,KU 4-440/4.0,KU-CRF-MINI,KU 6-624/K/CU/K,KU 2-ZUB01-567,KU-ALC 5/370-339,KU-ALC 5/315-114,KU-TCSP200,KU-ALC 5/750-370,KU-PA247/2,KU-A 80,KU-CR-125,KU-TCSP,KU 4-430,KU 6-651/SR,KU 7-723/CXX/CP,KU 7-724/SXX/CP,KU-LEXA0.25,KU-C 30,KU 6-623/0,KU-ALC 5/460-230,KU-PCL12,KU-ALC 5/354-154,KU-S 30,KU 7-723/16/SXX/CP,KU-ALC 5/386-252,KU-THE 300,KU-KG,KU-ALC 5/350-281,KU-ALC 5/366-197,KU-KC15,KU-CBGA,KU 4-498/X,KU 6-653/PA,KU-TCSP300,KU-CRFI,KU-S 45,KU 6-657/SR,KU-ALC 5/125-125,KU-TXST 100,KU 6-624/0,KU-ALC 5/425-244,KU-TCS500,KU-BGD,KU-BGDX,KU 3-396/24/4,KU-KG 25,KU-THE 200,KU 6-652/SR,KU 6-665/PA,KU-C 45,KU-ALC 5/456-236,KU-TCSP50,KU-KAMT,KU-ALC 5/550-370,KU-ALC 5/197-114,KU 4-499/X,KU 3-396,KU 3-397,KU 3-398,KU-THE 100,KU 3-399,KU-BGD 80,KU 7-723/16/AXX/CP,KU-TXST 200,KU-ALC 5/225-175,KU-THE 50,KU-ALF 5,KU 3-385,KU-TXST,KU 6-654/PA,KU 3-386,KU 3-387,KU-CRF-125,KU 3-388,KU 3-389,KU 6-658/SR,KU-TXS 50,KU 3-391,KU-CG 20,KU 3-392,KU 3-393,KU 3-394,KU 3-395,KU-ALC 5/106-108,KU-C 80,KU-ALC 5/425-134,KU-ALC 5/075-080,KU 7-723/AXX/CP,KU-ALC 5/630-302,KU-BG 80,KU-PCL,KU-TCSP100,KU-CG 30,KU 3-380,KU-ALC 5/206-206,KU 3-381,KU 3-382,KU 3-383,KU 3-384,KU-S 80,KU-TXST 300,KU 7-723/SXX/CP,KU 6-619,KU-TCS300,KU-KG 75,KU-MYA,KU 3-368,KU 3-369,KU 6-623/K/CU/K,KU 1-086,KU 7-700/AXX /CP,KU-TXE 200,KU-BGD 45,KU-ALC 5/112-112,KU-TXS 300,KU-TXST50,KU-CG 45,KU-CBMC,KU-ALC 5/100-100,KU 6-655/PA,KU-LEXC0.25,KU-EGF 20,KU-CBMA,KU-BGD 30,KU 6-620,KU 3-360,KU-BGDX 08,KU 6-624,KU-LEXA,KU 6-623,KU-LEXC,KU-LEXB,KU 6-628,KU-EGF,KU-BG,KU 1-086/1,KU-THS,A SERIES,KU-TCS400,KU-KG 50,KU-ALC 5/445-354,KU-EGF 30,KU-SFH,KU-SFI,KU-ALC 5/220-064,KU-TCS50,KU-SFG,KU-THE,KU-BGD 20,KU-TXE 300,KU-SFB,KU-TXS,KU 6-650/PA,KU 6-631,KU-ALC 5/346-154,KU 1-182,KU 6-630,KU 3-333/3,KU-TXS 200,KU 6-654/SR,KU-ALC 5/449-449,KU-BGDX 30,KU-TXE,KU 3-339,KU 6-630/0,KU-ALC 5/276-106,KU-ALC 5/480-150,KU 3-333,KU 3-334,KU-BG 45,KU-CG,KU - CG 20 - 0H -KS -20 X 25 MM - L,KU-KG 38,KU 1-072,KU-ALC 5/244-102,KU 4-495,KU 3-340,KU 2-ZUB 38-1,KU-ALC 5/402-358,KU-BGDX 20,KU-CR,KU 1-070,KU 7-724/CXX/CP,KU-ALC 5/364-081,KU-KG/S

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