CN101437387B - 传导冷却电路板组件 - Google Patents

传导冷却电路板组件 Download PDF

Info

Publication number
CN101437387B
CN101437387B CN2008101887426A CN200810188742A CN101437387B CN 101437387 B CN101437387 B CN 101437387B CN 2008101887426 A CN2008101887426 A CN 2008101887426A CN 200810188742 A CN200810188742 A CN 200810188742A CN 101437387 B CN101437387 B CN 101437387B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit board
guide rail
heat
framework
casing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2008101887426A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101437387A (zh
Inventor
J·布尔特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GE Aviation Systems LLC
Original Assignee
GE Aviation Systems LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US11/968,104 external-priority patent/US8223494B2/en
Application filed by GE Aviation Systems LLC filed Critical GE Aviation Systems LLC
Publication of CN101437387A publication Critical patent/CN101437387A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101437387B publication Critical patent/CN101437387B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20536—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for racks or cabinets of standardised dimensions, e.g. electronic racks for aircraft or telecommunication equipment
    • H05K7/20545—Natural convection of gaseous coolant; Heat transfer by conduction from electronic boards
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1401—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack comprising clamping or extracting means
    • H05K7/1402—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack comprising clamping or extracting means for securing or extracting printed circuit boards
    • H05K7/1404—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack comprising clamping or extracting means for securing or extracting printed circuit boards by edge clamping, e.g. wedges
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20536—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for racks or cabinets of standardised dimensions, e.g. electronic racks for aircraft or telecommunication equipment
    • H05K7/20663—Liquid coolant with phase change, e.g. heat pipes
    • H05K7/20672—Liquid coolant with phase change, e.g. heat pipes within sub-racks for removing heat from electronic boards

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

本发明涉及传导冷却电路板组件。一种传导冷却电路板组件(102)可以包括框架(104)和至少一个附着至该框架(104)的电路板(106)，电路板(106)具有至少一个待冷却的区域(130)。组件(102)还可包括至少一个附着至该框架(104)的导轨(132)以及至少一个具有第一末端(126)和第二末端(128)的热管(124)，第一末端(126)布置在该区域(130)的附近而第二末端(128)和导轨(132)接触以便从区域(130)传递热量至导轨(132)。

Description

传导冷却电路板组件
技术领域
示意性的实施例主要涉及电子元件，特别是涉及一种具有一个或多个热管以促进电路板冷却的电路板组件。
背景技术
在电子设备和其它应用中，印制电路板(“PCB”)通常安装在机壳中。PCB相关联的电子器件产生的热量可通过传送至穿过PCB的机壳的金属壁散发。热量随后可通过机壳壁的传导被传送至外部的散热器，并最终被该散热器周围流通的冷却空气或冷却板带走。由于传热路径的高热阻，温度通常随着连续工作而升高直至达到稳定状态。这导致这些产生热量的电子器件和散热器之间具有较大的温度梯度。较大的温度梯度可能对这些电子器件的性能造成不利影响。
已经使用热管辅助传递来自PCB的热量。一种典型的热管可以由密封中空管构成。该管可以由例如铜或铝的导体金属构成。该管包括相对少量的某种流体(例如水，乙醇或水银)，管的其余部分被气相的流体填充而所有其它的气体被排空。布置在管中的毛细结构对液相流体施加毛细作用力。毛细结构可以典型地是烧结金属粉末或一系列平行于管轴的沟槽，但也可以是能吸收冷却剂的任何材料。如果热管被放置成使得其受热末端向下而具有连续的斜率，则不需要内衬。工作流体简单地通过重力而回流至该管。
热管通过流体的蒸发和冷凝而产生的蒸发冷却从一个点至另一个点传递热能。热管依赖于管的末端之间的温度差异，而并不能降低任何一个末端上的温度超过冷却末端温度。当热管的一个末端被加热，在管内这一末端的流体蒸发并增加热管的腔体内的气压。通过流体的汽化而吸收的蒸发的潜热从该管的热端移除热量。该管热端的气压比该管冷端的平衡气压高，并且这一压力差异驱动热量快速大量地传递至产生气体冷凝的冷凝端，释放潜热，并传递热量至该管的冷端。冷凝的流体随后回流至管的热端。在热管被垂直定向的情况下，流体可以通过重力移动。在热管包括毛细结构的情况下，流体可以通过毛细管作用而回流。
随着PCB性能和功率的提高，PCB温度也随着升高。最大的温度升高可能发生在机壳壁与PCB边缘之间，以及PCB边缘与PCB中心之间。以前的组件不足以散发高功率的PCB产生的增加的热量。这些组件通过例如电路板本身的不良导热路径和/或通过固定组件至机壳的夹持设备传导热量。
发明内容
在一个示意性的实施例中，传导冷却电路板组件包括框架和至少一个附着至框架的电路板，电路板具有至少一个待冷却的区域。该组件还可包括至少一个附着至该框架的导轨，以及至少一个具有第一末端和第二末端的热管，第一末端布置在该区域附近而第二末端与导轨接触以将热量从该区域传递至导轨。
在另一个示意性的实施例中，与机壳相关联的传导冷却电路板组件可包括具有与机壳接触的第一表面的框架，至少一个附着至附着至该框架的具有至少一待冷却区域的电路板，以及至少一个附着至该框架的导轨，其中热量通过该框架和第一表面从该区域传导至机壳。
在又一个示意性的实施例中，与机壳相关联的传导冷却电路板组件可包括具有凸起的框架以及至少一个附着至该框架的电路板，凸起具有与机壳接触的第一表面，电路板包括至少一个待冷却的区域和接收所述凸起的切口。该组件可进一步包括至少一个附着至该框架并具有与机壳接触的第二表面的导轨；以及至少一个具有第一末端和第二末端的热管，该第一末端布置在该区域附近而该第二末端与该导轨接触以便通过该第二表面从该区域至该导轨以及从该导轨至该机壳传递热量。
附图说明
图1是一个示意性的实施例的可容纳一个或多个印制电路板的机壳的透视图。
图2是一个示意性的实施例的电路板组件的透视图。
图3是一个示意性的实施例的电路板组件的部分分解透视图。
图4是一个示意性的实施例的印刷电路板组件在电路板被移除后的透视图。
图5是图4中一个示意性的实施例的电路板组件沿着线5-5的截面图。
图6是一个示意性的实施例的电路板组件在印刷电路板被移除后的部分分解透视图。
具体实施方式
图1是一个示意性的实施例的机壳100的透视图，该机壳具有与其相关联的电路板组件102。机壳100可作为用于航空器(未示出)或其它类似环境中的电子设备封装的部件。电路板组件更详细地示于图2-5中。图2是一个示意性的实施例的电路板组件102的透视图而图3是一个示意性的实施例的电路板组件102的部分分解透视图。电路板组件102可具有框架104。框架104可由导热的任何材料或这些材料的组合构成，例如框架104是铝、铜、组合物或它们的任意组合，但不限于这些材料。框架104可作为电路板组件102的所有其它元件的机械支撑。一个或多个电路板106可以通过例如但不限于机械扣件108、粘结剂等公知技术中的任何方式附着至框架104。电路板106可具有多个本领域技术人员公知的集成电路和/或其它电子元件。电路板106还可具有一个或多个可将电路板106连接至机壳100中的其它电子元件的连接器110。电路板106可以以任何布置连接至框架104，例如，如图2和3所示，电路板106可以被布置成一个在框架104的上方而一个在框架104的下方。在一个示意性的实施例中，一个或多个电路板106可以具有一个或多个切口112，其与从框架104延伸的凸起114配合，以使得框架104的表面148与机壳100接触。附着机械构件116可连接至框架104以确保电路板组件102固定至机壳100。在一个示意性的实施例中，如图2-6所示，附着机械构件116可以是夹持设备。夹持设备可以由多个梯形的楔子120和一个或多个夹子122构成。夹子122可以与楔子120配合以便在将电路板组件102安装至机壳100中时锁定该电路板组件102。可以使用任何公知的附着机械构件。
图4是一个示意性的实施例的电路板组件102的透视图而图6是一个示意性的实施例的电路板组件102的部分分解透视图，为清楚起见，电路板106被移除。图5是图4中沿着线5-5的截面图。电路板组件102可以具有热管124。热管124可以是本领域公知的任意热管，任意尺寸和配置的热管以及任意数目的热管均可使用。热管124可以具有第一末端126和第二末端128。在一个示意性的实施例中，第一末端126可以置于电路板组件102上需要冷却的区域130附近。电路板组件102的区域130可以是需要冷却的任意大小的区域。电路板组件102具有的区域130可以不止一个。第二末端128可置于导轨132附近或与导轨132接触，而导轨132可以包括在电路板组件102中。在一个示意性的实施例中，可使用多个导轨132。导轨132可以由任何导热的材料构成，导热材料例如是铝，但不限于铝。导轨132可附着至框架104或可附着至电路板组件102的另一元件并与框架104接触。在一个示意性的实施例中，如图6所示，导轨132可在一个或多个底座上150上浮动。这使得在采用附着机械构件116将电路板组件102固定在机壳100中时，导轨132可以移动位置。
导轨132具有多个表面，例如表面134、136、138和140。一个或多个表面134、136、138和140可以与机壳100和/或框架104接触。在一个示意性的实施例中，如图5所示，表面136可与机壳100接触以散发到其上的热量。导轨132也可具有形成在其中的凹坑142，凹坑142具有一定尺寸并适于接收热管124的一部分。在一个示意性的实施例中，凹坑142可接收热管124的第二末端128。在另一个示意性的实施例中，凹坑142可接收热管124的至少一半的长度。热管124可以被嵌入至导轨132中以使得该凹坑142与热管124之间具有尽可能大的表面接触。热管124也可以是足够挠性的以便允许其在将电路板组件102固定在机壳100内时可以移动位置。
一个或多个电路板106可以在一个或多个区域130中产生热量。热管124可以从区域130和第一末端126至第二末端128和导轨132传递热量。导轨132可以传递热量至机壳100，机壳100随后将热量排出至机壳100之外。框架104也可以接收其本身上的热量或从热管124接收热量并且从一个或多个区域传递热量至机壳100，例如通过表面148，如图5所示。在一个示意性的实施例中，框架可以具有凹坑144，该凹坑142具有一定尺寸以接收热管124的一部分。该热管124可以嵌入导轨132中，以使得凹坑144与热管124之间具有尽可能大的表面接触。在另一个示意性的实施例中，热管124可以附着至框架104的表面146。在一个示意性的实施例中，导轨132可以接收通过不止是热管的第二末端128的热量，这是因为热管128可以嵌入形成在导轨132中的凹坑142中。热量可以通过一个或多个表面134、136、138和140从导轨132传递至机壳100，例如图5中示出的表面136。在一个示意性的实施例中，表面136和148可以是平行的。这里描述的这些示意性的实施例允许热量通过良好的导热路径散发，从而降低了电路板组件的工作温度。
尽管这些示意性的实施例是通过各种特定的实施例来描述的，本领域技术人员应理解这些实施例可以在权利要求的精神和范围内进行修改。
部件列表
100-机壳
102-电路板组件
104-框架
106-电路板
108-机械扣件
110-连接器
112-切口
114-凸起
116-附着机械构件
118-夹持设备
120-楔子
122-夹子
124-热管
126-第一末端
128-第二末端
130-预定区域
132-导轨
134-表面
136-表面
138-表面
140-表面
142-凹坑
144-凹坑
146-表面

Claims (6)

1.一种传导冷却电路板组件(102)，具有用于将热量散发到机壳的一个或多个热管，所述传导冷却电路板组件(102)包括：
框架(104)；
至少一个附着至所述框架(104)的电路板(106)，所述电路板(106)具有至少一个待冷却的区域(130)；
至少一个附着至所述框架(104)的导轨(132)；以及
至少一个具有第一末端(126)和第二末端(128)的热管(124)，所述第一末端(126)布置在所述区域(130)的附近，而所述第二末端(128)和所述导轨(132)接触以便从所述区域(130)传递热量至所述导轨(132)，所述导轨(132)适于接收所述至少一个热管(124)的一部分，
其中所述导轨(132)在所述框架的一个或多个底座(150)上浮动，并且所述导轨包括与所述机壳接触的第一表面。
2.如权利要求1所述的传导冷却电路板组件(102)，其中所述电路板组件(102)与所述机壳(100)相关联。
3.如权利要求1所述的传导冷却电路板组件(102)，其中所述第二末端(128)被嵌入到所述导轨(132)中。
4.如权利要求1所述的传导冷却电路板组件(102)，其中所述第二末端(128)被嵌入所述导轨(132)中的凹坑(142)中。
5.如权利要求1所述的传导冷却电路板组件(102)，其中所述第一末端(126)被嵌入所述框架(104)中。
6.如权利要求1所述的传导冷却电路板组件(102)，进一步包括附着机械构件(116)。
CN2008101887426A 2007-11-16 2008-11-14 传导冷却电路板组件 Active CN101437387B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US98862607P 2007-11-16 2007-11-16
US60/988626 2007-11-16
US11/968104 2007-12-31
US11/968,104 US8223494B2 (en) 2007-12-31 2007-12-31 Conduction cooled circuit board assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101437387A CN101437387A (zh) 2009-05-20
CN101437387B true CN101437387B (zh) 2013-08-21

Family

ID=40436258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008101887426A Active CN101437387B (zh) 2007-11-16 2008-11-14 传导冷却电路板组件

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2061296B1 (zh)
JP (1) JP5372472B2 (zh)
CN (1) CN101437387B (zh)
BR (1) BRPI0805134B1 (zh)
CA (1) CA2643932C (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8023267B2 (en) * 2009-06-19 2011-09-20 General Electric Company Avionics chassis
PL2474639T3 (pl) 2009-08-31 2019-09-30 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Blacha stalowa cienka o dużej wytrzymałości cynkowana z przeżarzaniem
US8223497B2 (en) * 2009-09-10 2012-07-17 Honeywell International Inc. Thermal bridge extensions for a module-chassis interface
FR2956280A1 (fr) * 2010-02-09 2011-08-12 Kontron Modular Computers Sa Dispositif auxiliaire d'evacuation par conduction de la chaleur produite par une carte electronique
JP2012023329A (ja) * 2010-06-14 2012-02-02 Toshiba Corp 基板ユニット及び電子装置
FR2965141B1 (fr) * 2010-09-22 2016-07-29 Airbus Operations Sas Carte electronique a refroidissement diphasique, equipement electronique incorporant une telle carte et aeronef incorporant un tel equipement
US8233279B2 (en) * 2010-11-04 2012-07-31 Ge Intelligent Platforms, Inc. Wedge lock for use with a single board computer and method of assembling a computer system
EP2885957B1 (en) * 2012-08-20 2019-12-25 ADC Technologies Inc. Apparatuses for transmitting heat between a rail of rack mounted equipment and a channel of a cooling rack enclosure, and related components
US10928139B1 (en) 2013-08-16 2021-02-23 Advanced Cooling Technologies, Inc. Assembly and process for heat transfer with three surfaces
US9370090B2 (en) 2014-09-29 2016-06-14 General Electric Company Circuit card assembly and method of manufacturing thereof
CN106797709A (zh) * 2014-10-06 2017-05-31 通用电气智能平台有限公司 具有热能移除功能的电路卡组件
EP3206470A1 (en) 2016-02-11 2017-08-16 Fujikura Ltd. Frame for holding an electronic board, housing, and rack including frame and housing
EP3446555B1 (en) 2017-01-10 2019-09-11 Aselsan Elektronik Sanayi ve Ticaret Anonim Sirketi A cooling system
CN113423246B (zh) * 2021-06-29 2023-01-10 长光卫星技术股份有限公司 一种用于立方卫星电子设备高效散热的轻型装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4777561A (en) * 1985-03-26 1988-10-11 Hughes Aircraft Company Electronic module with self-activated heat pipe
CN1625330A (zh) * 2003-12-05 2005-06-08 日本电气株式会社 电子卡单元及用于除去印刷电路板上发热组件热量的方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002324990A (ja) * 2001-04-24 2002-11-08 Toshiba Corp 電力系統リレー装置
US6804117B2 (en) * 2002-08-14 2004-10-12 Thermal Corp. Thermal bus for electronics systems
US6839235B2 (en) 2002-12-19 2005-01-04 Dy 4 Systems Inc. Embedded heat pipe for a conduction cooled circuit card assembly

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4777561A (en) * 1985-03-26 1988-10-11 Hughes Aircraft Company Electronic module with self-activated heat pipe
CN1625330A (zh) * 2003-12-05 2005-06-08 日本电气株式会社 电子卡单元及用于除去印刷电路板上发热组件热量的方法

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0805134B1 (pt) 2019-08-13
EP2061296A1 (en) 2009-05-20
BRPI0805134A2 (pt) 2009-07-21
JP5372472B2 (ja) 2013-12-18
EP2061296B1 (en) 2014-05-14
JP2009200467A (ja) 2009-09-03
CA2643932C (en) 2016-12-06
CN101437387A (zh) 2009-05-20
CA2643932A1 (en) 2009-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101437387B (zh) 传导冷却电路板组件
US8223494B2 (en) Conduction cooled circuit board assembly
CA2561769C (en) Low-profile thermosyphon-based cooling system for computers and other electronic devices
US7958935B2 (en) Low-profile thermosyphon-based cooling system for computers and other electronic devices
EP2170030B1 (en) Electronic apparatus
US20150136362A1 (en) Heat conveying structure for electronic device
EP1834515B2 (en) Cooling apparatus, system, and associated method
US8829700B2 (en) Wind turbine nacelle comprising a heat exchanger assembly
US7295441B1 (en) Heat dissipating type printed circuit board and structure thereof for conducting heat with heap pipe
US20060187639A1 (en) Electronic component cooling and interface system
EP2923537B1 (en) Flexible thermal interface for electronics
EP0032178A1 (en) Micro helix thermo capsule
US7385821B1 (en) Cooling method for ICS
WO2001003484A1 (en) Method of installing heat source, and micro heat pipe module
KR101044351B1 (ko) 히트 쿨러
JP2010079404A (ja) 電子機器
CN111511095B (zh) 一种集成电路模块
CN112243311B (zh) 电路板结构
de Sousa et al. Embedded heat pipes as thermal solution for PCBs
CN113923855A (zh) 电路板
CN116659283A (zh) 防结冰膨胀的热管

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant