CN104427835A - 用于印刷电路板的扩展式散热架 - Google Patents

Abstract

一种用于印刷电路板的扩展式散热架。用于装配在机壳中的电路板组件包括具有基于第一标准的尺寸的第一安装架部分，所述第一安装架部分具有安装到其的PCB。第二安装架部分被连接到所述第一安装架部分且不具有连接到所述PCB的部分。所述第一安装架和所述第二安装架的组合尺寸限定较大的基于第二标准的尺寸。多个传热部件可被连接到所述第一安装架部分或所述第二安装架部分以提供传导/对流冷却路径。所述第一安装架部分可包括第一伪板边缘，并且所述第二安装架部分包括相对于所述第一伪板边缘横向且反向地定位的一个或更多伪板边缘。所述第一伪板边缘和所述第二伪板边缘被能滑动地接收在形成于机壳中的对置的槽内。

Description

用于印刷电路板的扩展式散热架

技术领域

本公开涉及与印刷电路板结合使用的散热架(heat frame)。

背景技术

该部分提供与本公开相关的背景信息，其未必为现有技术。

加固型电子设备系统一般包括一个或更多印刷电路板(PCB)，其具有例如用诸如铝之类的导热金属制成的散热架，该散热架被用于将部件热量从PCB向外以传导的方式传递通过该散热架到达电子设备机箱的冷却结构或者翅片式冷却部件。PCB通常经由对置的机箱导轨被能滑动地接收在电子设备机箱中，该机箱导轨顺序地安放多个PCB，并且提供将PCB机械地联接到机箱的位置。PCB还可包括伪板边缘,其是主PCB在PCB通常将与机箱导轨接合的位置处被局部切掉的区域，该区域被填充有取代PCB部分的机械结构。

伪板边缘被提供为用作机箱导轨处的承重部件。取代响应于振动而使PCB弯曲的相对较重的散热器/散热架，替代地将散热器/散热架的刚性金属结构固定到机箱，并且将PCB连接到该刚性机械结构。

发明内容

本部分提供该公开内容的大致概要，而并非其全部范围或者其所有特征的全面公开。

根据若干方面，一种电路板组件,包括具有基于第一标准的尺寸的第一安装架部分，该第一安装架部分具有安装到其的PCB。第二安装架部分被连接到所述第一安装架部分且不具有连接到所述PCB的部分。所述第一安装架和所述第二安装架的组合尺寸限定较大的第二尺寸。至少一个传热部件可被连接到所述第二安装架部分，以形成远离所述第一安装架的传导/对流冷却路径，以便经由所述第二安装架部分排除由所述PCB产生的热量。

根据其它方面，一种用于装配在机壳中的电路板组件，包括具有基于第一标准的尺寸的第一安装架部分，该第一安装架部分具有安装到其的PCB。第二安装架部分被连接到所述第一安装架部分且不具有连接到所述PCB的部分。所述第一安装架和所述第二安装架的组合尺寸限定较大的第二尺寸。多个传热部件可被连接到所述第二安装架部分，以提供远离所述第一安装架部分的传导/对流冷却路径，以便经由所述第二安装架部分排除由所述PCB产生的热量。所述第一安装架部分可包括第一伪板边缘，并且所述第二安装架部分包括相对于所述第一伪板边缘横向且反向地定位的一个或更多伪板边缘。所述第一伪板边缘和所述第二伪板边缘被能滑动地接收在形成于机壳中的对置的槽内。

根据进一步的方面，一种电子设备机壳系统，包括机壳，该机壳具有形成在机壳第一壁中的多个第一板槽和形成在机壳第二壁中的多个第二板槽。电路板组件可包括具有基于第一标准的电路板尺寸的第一安装架部分，该第一安装架部分具有安装到其的PCB。第二安装架部分被连接到所述第一安装架部分且不具有连接到所述PCB的部分。所述第一安装架和所述第二安装架的组合尺寸限定较大的第二电路板尺寸。至少一个传热部件可被连接到所述第二安装架部分，以提供远离所述第一安装架的传导/对流冷却路径，以便经由所述第二安装架部分排除由所述PCB产生的热量。所述第一安装架部分可包括被能滑动地接收在所述第一板槽之一中的第一伪板边缘，并且所述第二安装架部分包括相对于所述第一伪板边缘横向且反向地定位的一个或更多伪板边缘。

进一步可应用的领域由在此提供的描述将变得明显。在该概要中的描述和特定示例仅用于例示的目的而并非意欲限制本公开的范围。

附图说明

在此描述的附图仅用于所选实施例而非所有可能实施方式的例示性目的，并且不意欲限制本公开的范围。

图1是本附件的用于容纳电路板组件的示例性机壳的左前透视图；

图2是本附件的电路板组件的左上透视图；

图3是本附件的电路板组件的另一方面的左上透视图；和

图4是本附件的电路板组件的进一步的方面的左上透视图。

相应的附图标记在附图的若干视图中始终标示相应的部分。

具体实施方式

现在将参照附图更充分地描述各示例实施例。

参见图1，电路板组件10可以适于滑动插入到诸如机壳12之类的机箱或外壳中。电路板组件10沿安装方向“A”被能滑动地被接收在形成于机壳第一壁18和机壳第二壁19的每个中的第一和第二板槽14、16内。机壳12可以包括一组第一和第二板槽14、16以接收单个电路板组件10，或者包括多组第一和第二板槽14、16以接收多个电路板组件10。机壳12可以作为用于可能暴露于大气温度条件下的诸如收音机或计算机站之类的通信设备的外壳来使用。机壳12及其中的部件因而可能暴露于环境温度下，该环境温度可能对冷却电路板组件10的部件的能力施加额外制约。

根据若干方面，电路板组件10包括安装到第一安装架部分22的诸如3U板的标准尺寸的印刷电路板(PCB)20。散热架24被提供为与PCB20接触。由PCB20的电部件产生的热量可以经由散热架24以传导方式传递远离PCB20，通过伪板边缘26经由直接接触而到达机壳第二壁19。由标准尺寸所代表的电路板组件10(例如基于3U或6U标准的OVPX板)的部件限定电路板组件10的第一部分28。在某些工作条件下，诸如在沙漠环境中的高环境温度条件下，由PCB20产生的热量超过散热架24进行排除的传导能力。为了提高排热能力而不改变PCB20，将第二部分30添加到电路板组件10。

第二部分30包括从第一安装架部分22延伸的第二安装架部分32。第二安装架部分32不包含PCB20的任何部分。第二安装架部分32包括延伸部分伪板边缘34，其相对于伪板边缘26反向地提供在第二安装架部分32的周界边缘36上。延伸部分伪板边缘34以滑动摩擦的方式被接收在机壳第一壁18的第一板槽14中。因为当被安装在机壳12时，第二安装架部分32位于PCB20上方，所以第二安装架部分32的表面区域提供通向机壳第一壁18的传导传热路径“B”。为了进一步提高电路板组件10的传热能力，可以将至少一个且根据若干方面多个传热部件38安装到第二安装架部分32。在一个示例中，传热部件38可被提供为传热翅片的形式，但是可以采用提供用于对流传热的增大的表面面积的任何装置，包括垂片(tab)、薄片(wafer)、板等等。传热部件38和第二安装架部分32增大电路板组件10的对流传热面积而没有对散热架24或标准尺寸的PCB20进行任何改变。

由第一和第二区域28、30二者提供的电路板组件10的总面积直接对应于较大封装板的面积。例如，如果PCB20和第一安装架部分22具有基于3U标准的OVPX封装，则电路板组件10的总封装可以被配置成对应于基于6U标准的OVPX设计。这在为较大(例如，6U OVPX)所设计的机壳中，容许用于板的电路板组件10的互换性，从而维持间距、楔形锁使用以及板安装/拆除参数。

参见图2并再次参见图1，电路板组件10包括连接到第一安装架部分22的PCB20。一个或更多计算机部件40被连接到印刷电路板20，其可包括如下项目：诸如中央处理单元(CPU)42、DIP开关44、多个存储装置46以及诸如MOSFET、电源电路和/或现场可编程门阵列(FPGA)之类的其它部件。在工作期间，由CPU42产生的热量还可以例如通过向22和34处的冷边缘进行传热而部分地以传导方式得以消散。诸如散热架24这样的传导传热装置被直接连接到第一安装架部分22。散热架24邻近PCB20，并对电路板组件10的包括CPU42在内的所有发热元件提供额外的传导传热路径。第二安装架部分32可以是从第一安装架部分22延伸的构成整体所必需的部分，或者可以单独地连接到第一安装架部分22。

参见图3并再次参见图1和图2，电路板组件52与电路板组件10相似，具有被安装到第一安装架部分56的PCB54，并且进一步包括另外的结构特征，另外的结构特征包括连接到第二安装架部分60上的第一和第二支撑翼58、59。传热部件64的组件62包括多排传热部件64，该多排传热部件64被配置成相对于PCB54沿横向方向“C”延伸的至少第一、第二、第三、第四和第五排66、68、70、72、74。传热部件64的排数量还可以根据传热部件的尺寸和间距而变化，从而排数量或排方向可以在本公开的不同电路板组件之间有所变化。

参见图4并再次参见图1至图3，根据进一步的方面，电路板组件76被进一步更改成提供相对于PCB78不仅沿横向方向“C”而且沿纵向方向“D”延伸的传热部件。PCB78被安装到第一安装架部分80，第一安装架部分80在其第一边缘上具有第一伪板边缘82。第二安装架部分84被连接到第一安装架部分80，并且相对于第一安装架部分80沿横向方向“C”延伸。第二安装架部分84包括相对于第一伪板边缘82反向的第二伪板边缘86。

传热部件90的组件88包括多排传热部件90，该多排传热部件90被配置成沿横向方向“C”延伸的示例性第一、第二和第三排。在第三安装架部分92上提供另外的传热部件90，该第三安装架部分92直接连接到第二安装架部分84且相对于第二安装架部分84沿纵向方向“D”延伸，并且被定位为与第一和第二安装架部分80、84两者共面。在第三安装架部分92上布置具有多个传热部件90的纵向第二组件96。提供在第三安装架部分92上的传热部件90因而沿远离PCB78的纵向方向“D”相对于PCB78纵向延伸。因此，由PCB78产生的热量可以传导和对流方式传递经过底板98(为清楚起见仅部分地示出)到达机壳12的较低温部件区域100，在较低温部件区域100，例如可利用另外的空气流动进行对流冷却。

本公开的电路板组件和伪板边缘允许扩大尺寸以及散热器和散热/安装架的热消散能力，同时将PCB保持在标准规格的几何尺寸之内。例如，对于空气冷却式3U OVPX板，在强制对流设计(风扇冷却)中，可以采用基于标准的3U空气冷却式散热/安装架。当例如在6U自然对流系统中需要相同设计的PCB时，散热/安装架可以如这里所指出那样进行扩展以匹配6U OVPX封装，这提供必要的冷却同时保持PCB不变。除了在相邻的机械封装中冷却或再利用板之外，由本公开的扩展式散热/安装架提供的额外空间还可以解决机械上的问题。例如，大PCB在剧烈的冲击和振动负载下可能会有问题。一个或更多目前公开的安装架部分/延伸部就可以延伸远离PCB以提供额外刚度，诸如在散热/安装架的中央具有第三组楔形锁。可替代地，可以使用单个较大的散热/安装架将若干较小的PCB一起机械地固定成单个整体化单元。

根据若干实施例，电路板组件10、52、76包括具有基于第一标准的尺寸(例如具有3U OVPX尺寸/空间包壳(envelope))的第一安装架部分22、56、80，其具有安装到其的PCB20、54、78。因此，该基于第一标准的尺寸提供电路板组件10、52、76能滑动地配合在机壳的第一和第二槽中的能力，该机壳被设计成接收具有基于第一标准的尺寸的电路板组件。第二安装架部分32、60、84被连接到第一安装架部分22、56、80且不具有连接到PCB20、54、78的部分，从而当被包含到电路板组件10、52、76上时，PCB20、54、78的尺寸不会改变。第一安装架部分22、56、80和第二安装架部分32、60、84的组合尺寸(限定为在诸如第一伪板边缘26和第二伪板边缘36之类的第一伪板边缘和第二伪板边缘之间具有间距或距离“E”)限定较大的第二尺寸(例如具有6U OVPX尺寸/空间包壳)。因此，该第二尺寸提供电路板组件10、52、76能滑动地配合在机壳12的第一和第二槽14、16中的能力。至少一个传热部件38、74、90被连接到第二安装架部分32、60、84，以形成远离第一安装架部分22、56、80的传导/对流冷却路径“B”，以便经由第二安装架部分32、60、84来排除由PCB20、54、78产生的热量。

示例实施例被提供，以使本公开是全面的，并将其范围充分传达给本领域技术人员。例如特定部件、设备和方法的示例之类的很多特定细节被阐述以提供对本公开的全面理解。本领域技术人员将明白，不需要采用特定细节，示例实施例可以以很多不同的形式被实施，并且示例实施例不应被理解为限制本公开的范围。在一些示例实施例中，众所周知的工艺、众所周知的设备结构以及众所周知的技术没有详细描述。

在此使用的术语仅用于描述特定示例实施例的目的，并非意欲为限制性的。如在此使用的，单数形式的“一”、“一个”和“所述”也可意欲包括复数形式，除非上下文以另外的方式明确指出。术语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”为包含性的并因此明确说明所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除存在或增加一个或更多其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。在此描述的方法步骤、工艺和操作将不被解释为必然要求它们以所讨论或例示的特定顺序被执行，除非明确说明为执行的顺序。还将理解可采用另外的或替代的步骤。

当一元件或层被提及为在另一元件或层“上”、“被接合到”、“被连接到”或“被联接到”另一元件或层时，其可直接在另一元件或层上、被接合、连接或联接到另一元件或层，或者可存在中间元件或层。相比之下，当一元件被提及为“直接”在另一元件或层“上”、“被直接接合到”、“被直接连接到”或“被直接联接到”另一元件或层时，可不存在中间元件或层。用于描述元件之间关系的其它词语应该以相似方式被解释(例如，“之间”与“直接在之间”，“邻近”与“直接邻近”等)。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或更多关联的所列项目中的任一或全部组合。

虽然术语第一、第二、第三等在此可被用于描述各个元件、部件、区域、层和/或区段，但是这些元件、部件、区域、层和/或区段不应该被这些术语限制。这些术语可仅用于将一个元件、部件、区域、层或区段与另一区域、层或区段区分开。诸如“第一”、“第二”的术语和其它数值术语当在此使用时不意味着次序或顺序，除非上下文明确指出。因而，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或区段可被称为第二元件、部件、区域、层或区段，而不背离示例实施例的教导。

为易于说明，诸如“内”、“外”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等等的空间相关术语在此被用于描述图中例示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。空间相关术语可意欲包含设备在使用或操作中的除图中描绘的方位之外的不同的方位。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件于是将被定位为在该其它元件或特征“上方”。因而，示例术语“下方”能包含上方和下方的方位二者。设备可以以其它方式被定向(旋转90度或处于其它方位)，并且在此使用的空间相关描述词应该被相应地解释。

为了例示和说明的目的，已经提供了实施例的前述描述。其不意欲为穷尽的或限制本公开。特定实施例的单独元件或特征通常不限于该特定实施例，而是在适用的情况下可互换并能在所选实施例中使用，即使没有特别显示或描述。特定实施例的单独元件或特征还可以以很多方式变化。这种变化将不被认为背离本公开，所有这些更改旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种电路板组件，包括：

具有基于第一标准的尺寸的第一安装架部分，该第一安装架部分具有安装到其的PCB；

第二安装架部分，被连接到所述第一安装架部分且不具有连接到所述PCB的部分，所述第一安装架和所述第二安装架的组合尺寸限定较大的第二尺寸；以及

至少一个传热部件，被连接到所述第一安装架部分或所述第二安装架部分，以形成传导/对流冷却路径。

2.如权利要求1所述的电路板组件，其中所述基于第一标准的尺寸等同于3UOVPX面板。

3.如权利要求2所述的电路板组件，其中基于第二标准的尺寸等同于6U OVPX面板。

4.如权利要求1所述的电路板组件，进一步包括第三安装架部分，该第三安装架部分被连接到所述第二安装架部分且不具有连接到所述PCB的部分，所述第三安装架部分从所述第二安装架部分纵向延伸。

5.如权利要求4所述的电路板组件，进一步包括被连接到所述第三安装架部分的多个传热部件。

6.如权利要求1所述的电路板组件，其中所述至少一个传热部件包括多个冷却翅片。

7.如权利要求1所述的电路板组件，其中所述第一安装架部分包括第一伪板边缘，并且所述第二安装架部分包括相对于所述第一伪板边缘横向且反向地定位的一个或更多伪板边缘。

8.一种用于装配在机壳中的电路板组件，包括：

具有基于第一标准的尺寸的第一安装架部分，该第一安装架部分具有安装到其的PCB；

第二安装架部分，被连接到所述第一安装架部分且不具有连接到所述PCB的部分，所述第一安装架和所述第二安装架的组合尺寸限定较大的第二尺寸；

多个传热部件，被连接到所述第二安装架部分，以提供远离所述第一安装架部分的传导/对流冷却路径，以便经由所述第二安装架部分排除由所述PCB产生的热量；以及

所述第一安装架部分包括第一伪板边缘，并且所述第二安装架部分包括相对于所述第一伪板边缘横向且反向地定位的一个或更多伪板边缘，所述第一伪板边缘和所述第二伪板边缘被能滑动地接收在形成于机壳中的对置的槽内。

9.如权利要求1所述的电路板组件，其中所述传热部件被配置成具有多排所述传热部件的组件。

10.如权利要求9所述的电路板组件，其中所述组件包括被配置成相对于所述PCB沿横向方向延伸的至少第一排、第二排、第三排、第四排和第五排的所述传热部件。

11.如权利要求1所述的电路板组件，进一步包括与所述PCB接触的散热架，其中由所述PCB的电部件产生的热量经由所述散热架以及所述第二安装架部分以传导方式传递远离所述PCB。

12.如权利要求1所述的电路板组件，其中当所述电路板组件被安装在所述机壳中时，所述第二安装架部分位于所述PCB上方，从而提供通向机壳第一壁的传导传热路径。

13.如权利要求1所述的电路板组件，进一步包括被连接到所述第二安装架部分的第一支撑翼和第二支撑翼。

14.如权利要求1所述的电路板组件，其中所述第二安装架部分是所述第一安装架部分的构成整体所必需的延伸部。

15.一种电子设备机壳系统，包括：

机壳，具有形成在机壳第一壁中的第一板槽和形成在机壳第二壁中的第二板槽；

电路板组件，包括：

具有基于第一标准的电路板尺寸的第一安装架部分，该第一安装架部分具有安装到其的PCB；

第二安装架部分，被连接到所述第一安装架部分且不具有连接到所述PCB的部分，所述第一安装架和所述第二安装架的组合尺寸限定较大的第二电路板尺寸；

至少一个传热部件，被连接到所述第二安装架部分，以提供远离所述第一安装架部分的传导/对流冷却路径，以便经由所述第二安装架部分排除由所述PCB产生的热量；以及

所述第一安装架部分包括被能滑动地接收在所述第一板槽中的第一伪板边缘，并且所述第二安装架部分包括相对于所述第一伪板边缘横向且反向地定位的第二伪板边缘，所述第二伪板边缘被能滑动地接收在所述第二板槽内。

16.如权利要求15所述的电子设备机壳系统，其中当所述电路板组件被安装在所述机壳中时，所述第二安装架部分位于所述第一安装架部分上方，以便向所述第二安装架部分提供传热。

17.如权利要求15所述的电子设备机壳系统，进一步包括被连接到所述第二安装架部分并相对于所述PCB沿横向方向延伸的第三安装架部分。

18.如权利要求17所述的电子设备机壳系统，其中所述传热部件的组件包括被配置成至少第一排、第二排、第三排、第四排和第五排的多排传热部件。

19.如权利要求17所述的电子设备机壳系统，其中所述传热部件的组件包括被配置成至少第一排、第二排和第三排的多排传热部件。

20.如权利要求17所述的电子设备机壳系统，其中所述第三安装架部分与所述第一安装架部分和所述第二安装架部分相比较位于不同的机壳区域中。