一种基于流体介质散热的板卡组件及安装板卡组件的设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于流体介质散热的板卡组件及安装板卡组件的设备，包括液冷板、流体介质、流道盖板、PCB板、锁紧装置、插拔器、导向销、盲插式流体连接器；板卡组件的液冷板内充满流动的流体介质，PCB板上产生的热量通过热传递传给液冷板，液冷板与流体介质进行热交换，液流具有高换热系数、良好的流动性的特点，使得本实用新型专利技术的板卡组件能够承受的热流密度大，板卡散热效率高，热负载温度梯度小。板卡组件的锁紧装置进行了特殊的设计，在传统锁紧原理下提供新的实现方式。板卡组件的插拔器利用滚动摩擦取代传统的硬挤压帮助板卡组件插拔，同时插拔器的助力杆能够卡入液冷板实现自锁。

【技术实现步骤摘要】
一种基于流体介质散热的板卡组件及安装板卡组件的设备
本技术属于板卡领域，具体涉及一种基于流体介质散热的板卡组件及安装板卡组件的设备，主要用于计算机、控制器、交换机、通讯设备、电力电子、雷达设备等功能设备内印制板电路的散热，特别适用于高功率、高密度电子设备内印制板电路的散热，确保其具有良好的工作环境。
技术介绍
随着电子技术的快速发展，电子设备集成度进一步提高，集成器件的功能日趋复杂，功率不断加大，再加上特殊领域电子装备小型化和机动性的需要，其结构设计朝着小型组装方向发展，单位面积的功率不断增大，电子元器件散发的热量相应增加，热流密度也成倍的增加。大量的热耗如果不能及时散发出去，将极大地影响电子设备的可靠性。一般而言，电子产品的温度每急剧上升10℃，可靠度可能会降低为原来的一半，而温度从75℃升高至125℃，可靠度则变为原来的20％。印制板电路是一种高度集成的应用电路，PCB板卡上会焊接大量的电子元器件，其中电阻、电源模块和芯片等器件在工作过程中会产生一定的热量，实践证明，随着温度的增加，PCB板卡的失效率也呈指数增长趋势。PCB板卡工作的可靠性和正常工作寿命与其工作温度密切相关，而实施有效的热控制措施是提高设备工作可靠性的关键措施，PCB板卡的热控制尤为重要。目前PCB板卡的冷却方式通常为自然风冷和强迫风冷两种形式。自然风冷是最理想的冷却方式，无需其他辅助设备，但其冷却能力较低，适合热流密度在0.04W/cm2以下的电子元器件的冷却，自然风冷是将PCB板上的热量通过热辐射和热传导的形式传递到外部。强迫风冷的冷却系统结构简单、紧凑，成本低，设备量少，但受外形尺寸及重量的限制，所提供的风量有限，适合热流密度较低的场合，强迫风冷是将PCB板上的热量传递给散热器，然后强迫风流将散热器表面能的热量带出环境。一般情况下，在热流密度小于0.4W/cm2时，可采用强迫风冷。目前自然风冷和强迫风冷广泛应用于PCB板卡的散热，但是这种冷却方式在板卡
有一定的局限性：1、自然风冷热传递路径长，整个散热路径热阻大；2、强迫风冷需设计风道，合理的风道才能提供足够的风流进行良好的冷却；3、强迫风冷是开放的冷却方式，使灰尘、湿气等负面因素带入板卡工作环境；4、自然风冷和强迫风冷初始热交换效率低，具有一定的热梯度之后热交换效率会升高；5、自然风冷和强迫风冷的风流受环境影响很大，若PCB板卡所处的环境本身就温度就比较高，在大系统中自然风冷和强迫风冷就起不到作用；6、自然风冷和强迫风冷自身散热能力的局限性限制了板卡的设计，在板卡设计时需充分论证板卡的散热能力，由于空间限制会给结构设计造成很大压力。
技术实现思路
针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本技术提供了一种基于流体介质散热的板卡组件，不仅能够完成目前PCB板卡的安装及散热功能，为PCB板提供可靠的固定方式，同时能够提供良好的散热路径，为PCB板的工作提供可靠的散热环境，确保PCB板工作的可靠性和工作寿命，同时提供一种可靠的PCB板安装方式和设备；板卡组件的锁紧装置进行了特殊的设计，在传统锁紧原理下提供新的实现方式。板卡组件的插拔器利用滚动摩擦取代传统的硬挤压帮助板卡组件插拔，同时插拔器的助力杆能够卡入液冷板实现自锁。为实现上述目的，按照本技术的一个方面，提供了一种基于流体介质散热的板卡组件，用于PCB板卡的安装、散热及固定，其特征在于，该板卡组件包括液冷板、流体介质、流道盖板、PCB板、锁紧装置、插拔器、导向销、盲插式流体连接器；所述液冷板包括液流入口、流道、液流出口、翅片；流道内开设多个所述翅片，所述流体介质在液冷板的流道内流动；所述流道盖板和所述PCB板固定在液冷板相对的两面，将液冷板上的流道封闭，形成型腔；所述PCB板包含印制板组件和对外接口组件；所述锁紧装置位于液冷板的上下两端，是板卡组件的固定装置，将整个板卡组件压紧在板卡组件所需安装的位置；所述插拔器位于液冷板的一侧端，是板卡组件在插入和拔出过程中的助力装置；所述导向销安装在液冷板的另一侧端上，在板卡插入的过程中起到导向的作用，在板卡组件盲插的时候可以避免错插，导向销分为上下各一个；所述盲插式流体连接器安装在液冷板上导向销一侧的邻近位置，实现将板卡组件安装设备的流体介质引入板卡组件中，盲插式流体连接器分为上下各一个，成对安装。优选地，所述锁紧装置包括导轨、推块、滑动块I、滑动块Ⅱ、压紧块、固定块、卷销和自制螺钉；锁紧装置通过导轨固定在液冷板上，锁紧装置的导轨和自制螺钉通过螺纹连接，自制螺钉的螺旋可传动推动推块、滑动块I、滑动块Ⅱ做直线运动，同时可推动压紧块做移动直线方向和垂直方向的运动，直至压紧块被安装环境限制，从而锁紧。优选地，所述导轨具有缺口，所述自制螺钉具有非螺纹段，锁紧装置在解锁锁紧装置时由于导轨的缺口和自制螺钉的非螺纹段的配合，可以保证在松开的过程中不会将自制螺钉完全拧出，避免完全拧出后推块、滑动块落入设备中。优选地，所述插拔器包括助力杆、销、滚动体、轴套、弹簧、锁舌和拨块；插拔器轴套安装在液冷板上，安装后插拔器可以绕轴套进行转动，滚动体通过销安装在助力杆的头部，锁舌通过弹簧安装在助力杆的尾部且接受拨块的拨动。优选地，所述盲插式流体连接器包括盲插式流体连接器的头和盲插式流体连接器的座；盲插式流体连接器的头安装在液冷板上，盲插式流体连接器的座安装在板卡组件需安装的设备上，板卡组件插入时盲插式流体连接器的头和座会插合，板卡组件拔出时盲插式流体连接器的头和座会分离。为实现上述目的，按照本技术的第二方面，还提供了一种安装板卡组件的设备，其特征在于：包括机箱、多个如权利要求-任一项所述的基于流体介质散热的板卡组件，多个基于流体介质散热的板卡组件安装在机箱内，多个液冷板的流道并联接入整个设备的流道。优选地，还包括卡口式流体连接器；所述机箱由前面板、左侧板、上盖板、右侧板、下盖板、流体分配器、封板、背板组件和后面板固定形成；所述流体分配器固定于上下盖板左右侧板围成框架开口的后侧，封板固定在流体分配器后部上，使得设备上的进出液流在封闭的型腔内流动；封板后侧的背板组件、背板组件后侧的后面板依次固定于流体分配器；所述盲插式流体连接器的座安装在流体分配器上相背于封板，的前部，卡口式流体连接器固定安装在流体分配器一侧部上，使得卡口式流体连接器、流体分配器的型腔、盲插式流体连接器的座之间连通。优选地，基于流体散热的板卡组件上的导向销使得基于流体散热的板卡组件上的盲插式流体连接器的头与流体分配器上安装的盲插式流体连接器的座插合，从而形成上卡口式流体连接器——流体分配器——基于流体散热的板卡组件——流体分配器——下卡口式流体连接器之间整个设备流道的连通。优选地，基于流体散热的板卡组件上的PCB板与背板组件之间插合连接，在电气上完成连接。上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：1、本技术提供的基于流体介质散热的板卡组件与目前被广泛应用的板卡有着明显的区别，该板卡组件在实现电气功能的前提下利用流体介质散热，通过流体介质与液冷板的热交换将热流带出板卡组件进行散热，同时在板卡的插拔与锁紧方面有着更加合理的实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于流体介质散热的板卡组件，用于PCB板卡的安装、散热及固定，其特征在于，该板卡组件包括液冷板(1)、流体介质、流道盖板(2)、PCB板(3)、锁紧装置(4、4’)、插拔器(5、5’)、导向销(6、6’)、盲插式流体连接器(7、7’)；所述液冷板(1)包括液流入口(1.1)、流道(1.2)、液流出口(1.3)、翅片(1.4)；流道(1.2)内开设多个所述翅片(1.4)，所述流体介质在液冷板(1)的流道(1.2)内流动；所述流道盖板(2)和所述PCB板(3)固定在液冷板(1)相对的两面，将液冷板(1)上的流道封闭，形成型腔；所述PCB板(3)包含印制板组件和对外接口组件；所述锁紧装置(4、4’)位于液冷板(1)的上下两端，是板卡组件的固定装置，将整个板卡组件压紧在板卡组件所需安装的位置；所述插拔器(5、5’)位于液冷板(1)的一侧端，是板卡组件在插入和拔出过程中的助力装置；所述导向销(6、6’)安装在液冷板(1)的另一侧端上，在板卡插入的过程中起到导向的作用，在板卡组件盲插的时候可以避免错插，导向销(6、6’)分为上下各一个；所述盲插式流体连接器(7、7’)安装在液冷板(1)上导向销(6、6’)一侧的邻近位置，实现将板卡组件安装设备的流体介质引入板卡组件中，盲插式流体连接器(7、7’)分为上下各一个，成对安装。...

【技术特征摘要】
1.一种基于流体介质散热的板卡组件，用于PCB板卡的安装、散热及固定，其特征在于，该板卡组件包括液冷板(1)、流体介质、流道盖板(2)、PCB板(3)、锁紧装置(4、4’)、插拔器(5、5’)、导向销(6、6’)、盲插式流体连接器(7、7’)；所述液冷板(1)包括液流入口(1.1)、流道(1.2)、液流出口(1.3)、翅片(1.4)；流道(1.2)内开设多个所述翅片(1.4)，所述流体介质在液冷板(1)的流道(1.2)内流动；所述流道盖板(2)和所述PCB板(3)固定在液冷板(1)相对的两面，将液冷板(1)上的流道封闭，形成型腔；所述PCB板(3)包含印制板组件和对外接口组件；所述锁紧装置(4、4’)位于液冷板(1)的上下两端，是板卡组件的固定装置，将整个板卡组件压紧在板卡组件所需安装的位置；所述插拔器(5、5’)位于液冷板(1)的一侧端，是板卡组件在插入和拔出过程中的助力装置；所述导向销(6、6’)安装在液冷板(1)的另一侧端上，在板卡插入的过程中起到导向的作用，在板卡组件盲插的时候可以避免错插，导向销(6、6’)分为上下各一个；所述盲插式流体连接器(7、7’)安装在液冷板(1)上导向销(6、6’)一侧的邻近位置，实现将板卡组件安装设备的流体介质引入板卡组件中，盲插式流体连接器(7、7’)分为上下各一个，成对安装。2.如权利要求1所述的基于流体介质散热的板卡组件，其特征在于：所述锁紧装置(4、4’)包括导轨(10)、推块(11)、滑动块I(12)、滑动块Ⅱ(13)、压紧块(14)、固定块(15)、卷销(16)和自制螺钉(17)；锁紧装置(4、4’)通过导轨(10)固定在液冷板(1)上，锁紧装置(4、4’)的导轨(10)和自制螺钉(17)通过螺纹连接，自制螺钉(17)的螺旋可传动推动推块(11)、滑动块I(12)、滑动块Ⅱ(13)做直线运动，同时可推动压紧块(14)做移动直线方向和垂直方向的运动，直至压紧块(14)被安装环境限制，从而锁紧。3.如权利要求2所述的基于流体介质散热的板卡组件，其特征在于：所述导轨(10)具有缺口，所述自制螺钉(17)具有非螺纹段，锁紧装置(4、4’)在解锁锁紧装置(4、4’)时由于导轨(10)的缺口和自制螺钉(17)的非螺纹段的配合，可以保证在松开的过程中不会将自制螺钉(17)完全拧出，避免完全拧出后推块(11)、滑动块落入设备中。4.如权利要求1-3任一项所述的基于流体介质散热的板卡组件，其特征在于：所述插拔器(5、5’)包括助力杆(18)、销(19)、滚动体(20)、轴套(21)、弹簧(22)、锁舌(23)和拨块(24)；插拔器(5、5’...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾文兵，喻伟，卢联杰，周苏茂，冯小利，陈秀琼，温传义，
申请(专利权)人：湖北三江航天万峰科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42