CN104199513A - 一种使主板高温耐腐蚀的设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种使主板高温耐腐蚀的设计方法，属于服务器主板领域，本发明主要包括：1）PCBA布局；2）机箱结构设计；3）PCB材质选择，元器件用料；4）三防漆喷涂及耐腐蚀测试四个部分，通过对系统布局的改造，以及引入NP-175FM/NPGN-170材料，优化元器件材质，使得主板可以在新风制冷机房使用，有效降低PUE指标，实现40度环境高温下稳定运行，45度下性能保持，MTBF时间达到5年；在高温下保持信号稳定，有效控制insertionLOSS与阻抗。
Description
技术领域
本发明涉及服务器主板领域，具体地说是一种使主板高温耐腐蚀的设计方法。
背景技术
互联网业务飞速增长，数据中心的建设与数据中心的运维占据了数据中心50%的资金投入；互联网客户在寻求低PUE的数据中心，以减少数据中心功耗带来的资金投入，而建设通过新风进行制冷的数据中心，可以大幅度减少数据中心建设资金投入；适当的调高数据中心的环境温度，可以大幅度的降低数据中心的PUE，减少数据中心的运维资金投入。
现有数据中心的高 PUE 值的现象或因素：（1）基本均为空调制冷散热，制冷能效低（2）风道设计不合理，或风道设计错误（3）空调设计配套冗余过度（4）机房内温湿度设计不合理，空调加湿除湿同时进行（5）机房内温度过低（6）围护结构设计不合理或无设计（7）无空调制冷控制，空调无效运行时间长（8）环境温度不同的设备同一空间放置，设置低温环境。
由此导致主板在高温运行中产生信号不稳定的情况，由此也导致功耗过高，制冷系统占PUE比例较高，出故障率较高。
发明内容
为了解决以上的技术问题，本发明提供一种使主板高温耐腐蚀的设计方法，让主板在高温下保持信号稳定，实现节能环保。
本发明的技术方案是：
基本组成分为1）PCBA布局2）机箱结构设计3）PCB材质选择，元器件用料，4）三防漆喷涂及耐腐蚀测试四个部分：
PCBA布局
A：CPU/MEM socket/DIMM non-shadow 摆放，利于散热与功耗控制；
B：CPU/MEN VR 尽量摆放在主板前端，利于散热；
C：Mini SAS/Power connector/battery 等面积较大器件，分布于主板边缘并横插式摆放，降低器件本身及cable线对后部进风量的影响；
D：主板发热量较大IC沿风流方向前方，避免大电容、电感的集中摆放，以保证进风量；
E：硬盘背板在允许条件下，增加开孔；电源与数据线接口，在信号允许下靠近水平边缘摆放，减少cable对进风量影响；
F：前控板增加高敏thermal sensor，精确控制风扇策略。
机箱结构设计
A：满足EMI前提下，增加后窗与挡片开孔，利于散热
B：在保证前置硬盘进风量前提下，增加机箱上盖开孔，增加风量
C：合理利用风扇假模块，增加高发热部位进风量与风压
D：cpu heatsink 高度与导风罩配合，风压与风阻间寻找最佳平衡。
PCB材质选择
传统使用tu662材料树脂含量RC53%时，stripline模式下温度的提升，将使Dk和insertion loss值都一并提升，并且随的频率的升高，而加剧增大。
表1.tu662测试数据
而新引入NP-175FM/NPGN-170属于mid loss材料。从测试结果来看，low loss材料的电特性随温度变化较少，而mid loss材料开始出现一定程度改变，因而，对于norm
loss材料如tu662，其电特性将变化更明显。
PCB表面工艺处理上，禁止使用化银工艺，优选OSP，次选沉金工艺或喷锡；过孔处理上，除ICT测试孔以外，其它过孔建议表面涂绿油或塞锡、塞树脂等方式处理。
元器件用料
耐高温主板可实现40C环境高温下稳定运行，45C下性能保持， MTBF时间达到5年，结合原理分析与测试验证，在元器件材质选择上做出如下优化：
A 禁止使用低于105℃@4000hrs规格的液体铝电解电容
B 禁止使用12V以上的钽电容
C 阻值低于1K，必须使用薄膜电阻
D 禁止使用化银工艺，优选OSP，次选沉金工艺或喷锡
E 除ICT测试孔以外，其它过孔建议表面涂绿油或塞锡、塞树脂等方式处理。
三防漆喷涂与耐腐蚀测试
为满足新风制冷机房需求，主板需有效抵抗空气中硫化物、氧化物及尘埃等影响。经反复对比试验，PCBA采用三防漆喷涂工艺为最有效方案。三防漆选用Bectron® PL
4122 E BLF，喷涂方式上优选自动化喷射式涂覆，区域为PCBA正反面除定位孔、连接器与slot 外所有区域，喷涂厚度目前暂定为40μ。
耐腐蚀测试
为有效验证产品耐腐蚀特性，经反复对比国内外标准，结合本产品特性进行测试。
本发明的有益效果是：
主板可以在新风制冷机房使用，有效降低PUE指标。满足互联网当前新营建的IDC水侧-无冷机机房部署需求，实现节能环保。
相比传统服务器主板，耐高温主板可实现40度环境高温下稳定运行，45度下性能保持， MTBF时间达到5年。
采用新的PCB材质制程与功耗控制方式，可以在高温下保持信号稳定，有效控制insertion LOSS 与阻抗，且功耗与部件温度实现有效控制，使制冷系统占PUE比例降至0.13。
附图说明
附图1是NP-175FM/NPGN-170测试数据图。
附图2是喷涂区域设定图。
具体实施方式
本发明其特点基本组成分为1）PCBA布局2）机箱结构设计3）PCB材质选择，元器件用料，三防漆喷涂及耐腐蚀测试四个部分：
PCBA布局
A：CPU/MEM socket/DIMM non-shadow 摆放，利于散热与功耗控制；
B：CPU/MEN VR 尽量摆放在主板前端，利于散热；
C：Mini SAS/Power connector/battery 等面积较大器件，分布于主板边缘并横插式摆放，降低器件本身及cable线对后部进风量的影响；
D：主板发热量较大IC沿风流方向前方，避免大电容、电感的集中摆放，以保证进风量；
E：硬盘背板在允许条件下，增加开孔；电源与数据线接口，在信号允许下靠近水平边缘摆放，减少cable对进风量影响；
F：前控板增加高敏thermal sensor，精确控制风扇策略。
机箱结构设计
A：满足EMI前提下，增加后窗与挡片开孔，利于散热；
B：在保证前置硬盘进风量前提下，增加机箱上盖开孔，增加风量；
C：合理利用风扇假模块，增加高发热部位进风量与风压；
D：cpu heatsink 高度与导风罩配合，风压与风阻间寻找最佳平衡。
PCB材质选择
新引入NP-175FM/NPGN-170属于mid loss材料。从测试结果来看， low loss材料的电特性随温度变化较少，而mid loss材料开始出现一定程度改变，因而，对于norm
loss材料如tu662，其电特性将变化更明显。如图1所示。
PCB表面工艺处理上，禁止使用化银工艺，优选OSP，次选沉金工艺或喷锡；过孔处理上，除ICT测试孔以外，其它过孔建议表面涂绿油或塞锡、塞树脂等方式处理。
元器件用料
耐高温主板可实现40C环境高温下稳定运行，45C下性能保持，MTBF时间达到5年，结合原理分析与测试验证，在元器件材质选择上做出如下优化：
A 禁止使用低于105℃@4000hrs规格的液体铝电解电容
B 禁止使用12V以上的钽电容
C 阻值低于1K，必须使用薄膜电阻
D 禁止使用化银工艺，优选OSP，次选沉金工艺或喷锡
E 除ICT测试孔以外，其它过孔建议表面涂绿油或塞锡、塞树脂等方式处理。
三防漆喷涂与耐腐蚀测试
为满足新风制冷机房需求，主板需有效抵抗空气中硫化物、氧化物及尘埃等影响。经反复对比试验，PCBA采用三防漆喷涂工艺为最有效方案。三防漆选用Bectron® PL
4122 E BLF，喷涂方式上优选自动化喷射式涂覆，区域为PCBA正反面除定位孔、连接器与slot 外所有区域，喷涂厚度目前暂定为40μ。如图2所示，底灰色部分为喷涂区域。
耐腐蚀测试
为有效验证产品耐腐蚀特性，经反复对比国内外标准（IEC 60068-2-60，GB-T2423.51-2000），结合本产品特性，选用如下标准作为测试条件：
表2。测试条件标准。
Claims (3)
1.一种使主板高温耐腐蚀的设计方法，其特征在于
该方法分为PCBA布局，机箱结构设计，PCB材质选择、元器件用料，三防漆喷涂及耐腐蚀测试四个部分，
（1）PCBA布局
A：CPU/MEM socket/DIMM non-shadow 摆放，利于散热与功耗控制；
B：CPU/MEN VR 尽量摆放在主板前端，利于散热；
C：Mini SAS/Power connector/battery 等面积较大器件，分布于主板边缘并横插式摆放，降低器件本身及cable线对后部进风量的影响；
D：主板发热量较大IC沿风流方向前方，避免大电容、电感的集中摆放，以保证进风量；
E：硬盘背板在允许条件下，增加开孔；电源与数据线接口，在信号允许下靠近水平边缘摆放，减少cable对进风量影响；
F：前控板增加高敏thermal sensor，精确控制风扇策略；
（2）机箱结构设计
A：满足EMI前提下，增加后窗与挡片开孔，利于散热；
B：在保证前置硬盘进风量前提下，增加机箱上盖开孔，增加风量；
C：合理利用风扇假模块，增加高发热部位进风量与风压；
D：cpu heatsink 高度与导风罩配合，风压与风阻间寻找最佳平衡；
（3）PCB材质选择、元器件用料
引入NP-175FM/NPGN-170属于mid loss材料；
在元器件材质选择上做出如下优化：
A 使用不小于105℃@4000hrs规格的液体铝电解电容；
B 使用不大于12V的钽电容；
C 阻值低于1K，必须使用薄膜电阻；
D 优选OSP，次选沉金工艺或喷锡；
E 除ICT测试孔以外，其它过孔表面涂绿油或塞锡、塞树脂等方式处理；
（4）三防漆喷涂与耐腐蚀测试；
PCBA采用三防漆喷涂工艺；对比国内外标准，结合本产品特性进行测试。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于PCB表面工艺处理上，优选OSP，次选沉金工艺或喷锡；过孔处理上，除ICT测试孔以外，其它过孔表面涂绿油或塞锡、塞树脂等方式处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于三防漆选用Bectron® PL 4122 E BLF，喷涂方式上优选自动化喷射式涂覆，区域为PCBA正反面除定位孔、连接器与slot
外所有区域，喷涂厚度目前暂定为40μ。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104484017A (zh) * | 2014-12-22 | 2015-04-01 | 北京百度网讯科技有限公司 | 数据中心设备 |
| CN109096859A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-28 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种提高主板耐腐蚀性能的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070205791A1 (en) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Cisco Technology, Inc. | Method and apparatus for strain monitoring of printed circuit board assemblies |
| CN201556118U (zh) * | 2009-12-18 | 2010-08-18 | 上海华北科技有限公司 | 一种紧凑式无风扇可扩展工业电脑主机 |
| US20110299248A1 (en) * | 2010-06-04 | 2011-12-08 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Cooling device for cooling electronic components |
| CN102629153A (zh) * | 2012-03-15 | 2012-08-08 | 深圳市七彩虹科技发展有限公司 | 主机箱散热系统 |
| CN103732038A (zh) * | 2012-10-11 | 2014-04-16 | 华硕电脑股份有限公司 | 散热结构 |
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2014
- 2014-08-28 CN CN201410431747.2A patent/CN104199513A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070205791A1 (en) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Cisco Technology, Inc. | Method and apparatus for strain monitoring of printed circuit board assemblies |
| CN201556118U (zh) * | 2009-12-18 | 2010-08-18 | 上海华北科技有限公司 | 一种紧凑式无风扇可扩展工业电脑主机 |
| US20110299248A1 (en) * | 2010-06-04 | 2011-12-08 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Cooling device for cooling electronic components |
| CN102629153A (zh) * | 2012-03-15 | 2012-08-08 | 深圳市七彩虹科技发展有限公司 | 主机箱散热系统 |
| CN103732038A (zh) * | 2012-10-11 | 2014-04-16 | 华硕电脑股份有限公司 | 散热结构 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| LIURUIDONG: "PCB电路板散热技巧", 《HTTP://WENKU.BAIDU.COM/LINK?URL=YBZ4QXTN-SDNGDN6UEJDRRP_9318CPYRUZWPD-9W1-0HLU-EBP6J9FJC3KIPFGHEMUFWIEHTEJC6NLV9BAHUUOMOH0XLZREL-6YOXUQFJCS》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104484017A (zh) * | 2014-12-22 | 2015-04-01 | 北京百度网讯科技有限公司 | 数据中心设备 |
| CN109096859A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-28 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种提高主板耐腐蚀性能的方法 |
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