CN101431878A

CN101431878A - 单板散热装置及其制造方法、盒式电子设备以及通信机柜

Info

Publication number: CN101431878A
Application number: CNA2007100312893A
Authority: CN
Inventors: 杨右权; 孔小明; 翟立谦
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2007-11-07
Filing date: 2007-11-07
Publication date: 2009-05-13

Abstract

本发明提供一种单板散热装置，所述散热装置包括散热器和设置在所述散热器上的导热板，所述导热板与所述单板上的电子器件相接触，所述散热器位于所述单板的外侧，并通过所述导热板将所述电子器件散发的热量传导给所述散热器，通过所述散热器给所述电子器件散热。本发明实施例还提供一种盒式电子设备、通信机柜以及单板散热装置的制造方法。由于散热器设置在单板外侧，可以很好地和单板或盒体外的冷空气接触，有效的降低了散热器入口流体温度，有利于盒式电子设备整体散热能力和大功耗器件散热能力的提升。

Description

单板散热装置及其制造方法、盒式电子设备以及通信机柜

技术领域

本发明涉及电子通信领域，尤其涉及一种单板散热装置及其制造方法、盒式电子设备以及通信机柜。

背景技术

随着电子设备的功耗越来越大，散热已越来越成为制约电子设备技术发展的瓶颈问题。而由散热(特别是强迫对流散热)带来的一系列其他问题，如噪声、可靠性、能耗等，又进一步限制了产品的性能。自然对流散热，可以避免噪声、可靠性、能耗等一系列由散热带来的问题，是现有散热方式中的较佳选择。

图1、2给出了现有的自然对流散热方式的原理及结构示意图，现有散热架构包含盒体1’、单板2’、滑道3’，散热器4’。所有散热器均直接加在电子器件5’上。由于盒体1’内电子器件5’发热，盒体1’内局部温度较高，与盒体1’外产生温差，从而引起自然对流。这样少量外部冷空气通过盒体1’上的开孔进入盒体1’，带走盒体1’内电子器件5’所产生的热量。

对于这种盒式电子设备，上述现有自然对流散热架构散热能力已接近极限，特别是对大功耗器件，散热更是成为一个不可逾越的障碍。首先，由于盒体1’、单板2’、滑道3’等形成腔体密封性较强，冷空气无法有效进入盒体1’内，流经盒体1’的冷空气流量很小，盒内热量很难有效散出去；其次，由于盒内散热器4’的布局特点，流经散热器4’的流体无法形成较强的自然对流，发热器件5’热量较难散到空气中去；最后，由于盒体空间的限制，散热面积受约束非常大。因此，现有技术存在两大缺点：1、盒式设备整体散热能力非常有限；2、无法解决局部存在的较大功耗的发热器件的散热问题。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题在于，提供一种单板散热装置及其制造方法、盒式电子设备以及通信机柜，以提高盒自然对流散热架构的整体散热能力，并有效提高盒式电子设备内部局部大功耗器件的散热效果。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种单板散热装置，所述散热装置包括散热器和设置在所述散热器上的导热板，所述导热板与所述单板上的电子器件相接触，所述散热器位于所述单板的外侧，并通过所述导热板将所述电子器件散发的热量传导给所述散热器，通过所述散热器给所述电子器件散热。

本发明实施例又提供一种盒式电子设备，包括盒体、单板以及散热装置，所述盒体中容置所述单板，其中，所述散热装置包括散热器和设置在所述散热器上的导热板，所述导热板与所述单板上的电子器件相接触，所述散热器位于所述单板的外侧，并通过所述导热板将所述电子器件散发的热量传导给所述散热器，通过所述散热器给所述电子器件散热。

本发明实施例再提供一种通信机柜，包括盒式电子设备，所述盒式电子设备包括盒体、单板以及散热装置，所述盒体中容置所述单板，其中，所述散热装置包括散热器和设置在所述散热器上的导热板，所述导热板与所述单板上的电子器件相接触，所述散热器位于所述单板的外侧，并通过所述导热板将所述电子器件散发的热量传导给所述散热器，通过所述散热器给所述电子器件散热。

本发明实施例还提供一种单板散热装置的制造方法，包括步骤：

将导热板设置在散热器上；

将所述导热板与单板上的电子器件相接触；

将散热器置于所述单板的外侧。

本发明实施例具有以下有益的效果：由于散热器设置在单板外侧，可以很好地和单板或盒体外的冷空气接触，有效的降低了散热器入口流体温度，有利于盒式电子设备整体散热能力和大功耗器件散热能力的提升。

附图说明

图1是现有自然对流散热原理示意图。

图2是现有自然对流散热架构中单板示意图。

图3是本发明实施例一单板散热装置的结构示意图。

图4是本发明实施例一单板散热装置的截面示意图。

图5是本发明实施例一单板散热装置中散热器布置在单板上的示意图。

图6是本发明实施例一单板散热装置中散热器布置在单板上的另一示意图。

图7a-c是本发明实施例一、二中的散热装置所应用的散热器与导热板的结构示意图。

图8是本发明实施例中散热路径示意图。

图9是本发明实施例中散热器从其他方向延伸出单板外的示意图。

图10是本发明实施例中散热器与单板插入滑道的示意图。

图11是本发明实施例四散热处理方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例进行详细描述。

本发明实施例散热装置包括散热器41和设置在该散热器41上的导热板42，该导热板42与单板2上的电子器件5相接触，该散热器41位于该单板2的外侧，更具体的，是位于单板2边缘的外侧，并通过该导热板42将该电子器件5散发的热量传导给该散热器41，通过该散热器41给该电子器件5散热。

请参照图3-4所示，本发明实施例一单板散热装置包括散热器41、导热板42，其中，该导热板42与单板2上的电子器件5相接触，该散热器41置于所述单板2的外侧，该散热器41与该导热板42相连，并通过该导热板42将该电子器件5散发的热量传导给该散热器41，通过该散热器41给该电子器件5散热。

本发明实施例二盒式电子设备包括盒体1、单板2以及散热装置，该盒体1中容置单板2，其中，散热装置包括散热器41和设置在该散热器41上的导热板42，该导热板42与单板2上的电子器件5相接触，该散热器41位于该单板2的外侧，并通过导热板42将电子器件5散发的热量传导给散热器41，通过散热器41给电子器件5散热。

散热器41通过焊接、铆接、插接、螺纹连接等多种机械连接方式安装在单板2的外侧，(1)如果散热器41处于盒体1之外，这样盒体1外部冷空气很容易穿过外露的散热器41，热量可以通过其扩散到空气中，从而保证盒式电子设备能够稳定工作；(2)如果散热器41仍处于盒体1内，则盒体1在散热器41的对应位置设有尽可能多的通孔11，可以使盒体1外的冷空气能够更加容易地进入散热器41的翅片43区域，增加散热风量，并降低气流温度。

单板2可以通过焊接、铆接、插接、螺纹连接等机械连接方式固设在盒体1上。

本实施例中盒体1还包括支架10，分别位于盒体1的边缘和大致中部，并相互平行。在该支架10上开设有滑道3，用于使单板2沿着滑道3方向插入盒体1或从盒体1拔出。与未安装滑道3的结构相比，这种方式更利于单板2的插拔，操作更为简便。支架10和滑道3的位置根据单板2放置的区域以及盒体1的空间而定。

请参照图5所示，散热器41与导热板42可以(1)一体成型，即导热板42直接由散热器41的一部分延伸设置；或者(2)通过焊接、铆接、插接、螺纹连接等多种机械连接方式连接在一起。应当理解，导热板42可以沿散热器41底部延伸设置，也可以沿散热器41顶部延伸设置，还可以根据具体应用自散热器41上任一部位延伸设置。散热器41内设有若干翅片43，可以根据盒体1所放置的方向不同来设置不同的排列方式，例如图5所示为翅片43垂直于与散热器41相连的单板2的边缘，还可以设置成平行于该边缘或平行于单板2所在平面。翅片43也可以和设备本身其他的部分共同组成多种局部散热风道。导热板42一般为导热性能较好的金属等材料制成，也可为其他热传导装置，如热管、蒸汽腔等。

导热板42与设在单板2上的电子器件5相接触，更优的是覆盖在电子器件5表面进行面接触，以增大接触面积，提高散热效果。可以理解，电子器件5还可以设在盒体1内其他部位，同样与导热板42相接触，比如该导热板42从所述电子器件下方通过所述电子器件的焊点与所述电子器件点接触。散热器41设置在该电子器件5所在单板2的外侧。图5所示为每一电子器件5均与一个导热板42相接触，每一散热器41与导热板42一一对应。图6所示为多个电子器件5共用一个散热器41，即散热器41与若干导热板42相连，每一导热板42与一电子器件5相接触。应当理解的是，散热器41的布置方式可以是所有发热电器器件5共用一个散热器41，还可以是多个电子器件5共用一个散热器41与单个电子器件5自带一个散热器41相结合；同样地，所有发热电器器件5可以共用一个导热板42，还可以是多个电子器件5共用一个导热板42与单个电子器件5自带一个导热板42相结合。

请参照图7a-c所示，为散热器41与导热板42的结构示意图，其中，图7a所示导热板42的用于从上方覆盖电子器件5，即导热板42与电子器件5面接触；图7b所示导热板42用于从下方与电子器件5相接触，具体的是隔着单板2与电子器件5的焊点相接触，即点接触。如图7c所示，在导热板42与电子器件5相接触的部位上，或在导热板42与散热器41相接触的部位上设置有导热材料44，用以减少导热板42与电子器件5之间的传导热阻，或减少导热板42与散热器41之间的导热热阻。

请参照图8所示，散热器4的导热板42a、42b、42c分别从上方和下方与单板2上的电子器件5相接触，电子器件5所产生的热量的传递路径如图中所示：(1)导热板42a和42b是从上方与单板2上的电子器件5相接触，电子器件5产生的热量向上传送至与其顶部相接触的导热板42，然后再由导热板42传递到散热器41上；(2)导热板42c是从下方与单板2上的电子器件5相接触，电子器件5产生的热量向下通过对应单板2区域和焊点传送至与其底部相接触的导热板42，然后再由导热板42传递到散热器41上；最后散热器41通过自然对流散热的方式直接扩散到周围的冷空气中。

对于散热器41设置在单板2外侧的位置，本实施例中散热器41不仅限于沿垂直于滑道3的方向设置在单板2的外侧，也可以平行于滑道3、或垂直于背板6方向或沿其他任意方向设置在单板2的外侧。

如图9所示，图中即为单板2上的某电子器件5的散热器41沿垂直于背板6的方向设置在单板2边缘的外侧，该散热器41直接穿越过了背板6。如果有必要，也可以进一步越过盒体1后壁，将散热器41的翅片43与外界冷空气直接接触。在这里，背板6或盒体1上一般预留有相应的空间，以利于散热器41穿过。如果散热器41仍处于盒体1内，则与图3所示情形类似，盒体1在对应散热器41的位置开设若干通孔11，使盒体1外的冷空气能够更加容易地进入散热器41的翅片43区域，增加散热风量，并降低气流温度。

散热器41也可以直接设置到盒体1以外，还可以直接作为盒体1外壁的一部分。

请参照图10所示，散热器41与单板2通过焊接、铆接、插接、螺纹连接等多种机械连接方式固定在一起，散热器41与导热板42相连接的部分与单板2边缘共同组成插入滑道的部分，并利用滑道3前端的开口设计，可以插入滑道3或从滑道3拔出。

本发明实施例三提供一种通信机柜，包括盒式电子设备，该盒式电子设备包括盒体1、单板2以及散热装置，盒体1中容置单板2，其中，该散热装置包括散热器41和设置在散热器41上的导热板42，导热板42与单板2上的电子器件5相接触，散热器41位于单板2的外侧，并通过导热板42将电子器件5散发的热量传导给散热器41，通过散热器41给电子器件5散热。

请再参照图11所示，本发明实施例四盒式电子设备的散热处理方法，包括以下步骤：

步骤一，将导热板42设置在散热器41上。

具体的，是将散热器41与所述导热板42一体成型，或将散热器41与导热板42通过焊接、铆接、插接、螺纹连接连接。

步骤二，将该导热板42与单板2上的电子器件5相接触。

导热板42可以从上方或下方与电子器件5相接触，更优地是覆盖在其外表面上。

步骤三，将散热器41置于该单板2的外侧。

如前所述，散热器41可通过焊接、铆接、插接、螺纹连接等多种机械连接方式安装在单板2的外侧，使含有翅片43的散热器41可从任一方向延伸至单板2之外。

电子器件5产生的热量经过与其接触的导热板42，传递到散热器41上，然后散热器41通过自然对流散热的方式直接扩散到周围的冷空气中。

本发明实施例中，散热器41可以延伸到盒体1外面，可以很好的和盒体1外的冷空气接触，有效的降低了散热器41入口流体温度，有利于盒式电子设备整体散热能力和大功耗器件散热能力的提升。如果位于单板2外，盒体1内，则盒体1在对应位置开设若干通孔11，使盒体1外的冷空气能够更加容易地进入散热器41的翅片43区域，增加散热风量，并降低气流温度。

散热器41延伸到盒体1外面后，易于构建各种有利于散热的风道，加大了散热器翅片43的换热系数，降低了散热器翅片43的热阻。

散热器41延伸到盒体1外面后，盒式电子设备总体散热面积和大功耗器件散热器的散热面积将较少受到限制，有利于设备整体散热能力和大功耗器件散热能力的有效提升。

还有效缩短了电子器件5到散热器41的翅片43的热传导路径，通过直接接触或加导热材料44的方式减少了低效传热部分，有效减小了传导热阻。

此外本发明实施例可实现单板可插拔、可靠性好、故障率低、成本也较低。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明的权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims

1、一种单板散热装置，其特征在于：所述散热装置包括散热器和设置在所述散热器上的导热板，所述导热板与所述单板上的电子器件相接触，所述散热器位于所述单板的外侧，并通过所述导热板将所述电子器件散发的热量传导给所述散热器，通过所述散热器给所述电子器件散热。

2、根据权利要求1所述的单板散热装置，其特征在于，所述散热器与所述导热板一体成型，或所述散热器与所述导热板通过焊接、铆接、插接、螺纹连接连接。

3、根据权利要求1所述的单板散热装置，其特征在于：所述单板的外侧具体是指所述单板边缘的外侧。

4、根据权利要求1所述的单板散热装置，其特征在于：所述导热板从所述电子器件上方与所述电子器件面接触。

5、根据权利要求1所述的单板散热装置，其特征在于：所述导热板从所述电子器件下方通过所述电子器件的焊点与所述电子器件点接触。

6、根据权利要求1或2所述的单板散热装置，其特征在于：还包括导热材料，设置在所述导热板与所述电子器件相接触的部位上，或设置在所述导热板与所述散热器相接触的部位上。

7、一种盒式电子设备，其特征在于：包括盒体、单板以及散热装置，所述盒体中容置所述单板，其中，所述散热装置包括散热器和设置在所述散热器上的导热板，所述导热板与所述单板上的电子器件相接触，所述散热器位于所述单板的外侧，并通过所述导热板将所述电子器件散发的热量传导给所述散热器，通过所述散热器给所述电子器件散热。

8、根据权利要求7所述的盒式电子设备，其特征在于：所述散热器与所述导热板一体成型，或所述散热器与所述导热板通过焊接、铆接、插接、螺纹连接连接。

9、根据权利要求7所述的盒式电子设备，其特征在于：所述散热器位于所述盒体内，所述盒体在对应于所述散热器的位置设有若干通孔。

10、根据权利要求7所述的盒式电子设备，其特征在于：所述盒体包括支架，并在所述支架上开设有滑道，用于使所述单板沿所述滑道插入或拔出。

11、根据权利要求10所述的盒式电子设备，其特征在于：所述散热器平行或垂直于所述滑道设置在所述单板的外侧。

12、根据权利要求7所述的盒式电子设备，其特征在于：所述导热板从所述电子器件上方与所述电子器件面接触。

13、根据权利要求7所述的盒式电子设备，其特征在于：所述导热板从所述电子器件下方通过所述电子器件的焊点与所述电子器件点接触。

14、根据权利要求7或8所述的盒式电子设备，其特征在于：还包括导热材料，设置在所述导热板与所述电子器件相接触的部位上，或设置在所述导热板与所述散热器相接触的部位上。

15、一种通信机柜，其特征在于：包括盒式电子设备，所述盒式电子设备包括盒体、单板以及散热装置，所述盒体中容置所述单板，其中，所述散热装置包括散热器和设置在所述散热器上的导热板，所述导热板与所述单板上的电子器件相接触，所述散热器位于所述单板的外侧，并通过所述导热板将所述电子器件散发的热量传导给所述散热器，通过所述散热器给所述电子器件散热。

16、一种单板散热装置的制造方法，包括步骤：

将导热板设置在散热器上；

将所述导热板与单板上的电子器件相接触；

将散热器置于所述单板的外侧。

17、根据权利要求16所述的方法，其特征在于：所述将导热板设置在散热器上具体为：所述散热器与所述导热板一体成型，或所述散热器与所述导热板通过焊接、铆接、插接、螺纹连接连接。