CN105451499B - 一种电子模块的高密度三维堆叠组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子模块的高密度三维堆叠组装方法。该方法的堆叠组装步骤如下：完成功能电路板、功能电路子卡及散热板的平行堆叠，完成功能电路组件；完成后母板与机箱后盖板、前母板与机箱前盖板的组装；将多块功能电路组件平行放置，通过底板连接器与后母板盖板组件垂直堆叠；包覆机箱左盖板、机箱右盖板、机箱上框、机箱下框完成机箱主体；将三维堆叠体通过位于功能电路板上的锁紧条固定在机箱上框、机箱下框中；完成前母板盖板组件的组装和堆叠。最终形成高密度的抗恶劣环境的电子模块。该方法相对恶劣环境下现有的电子模块组装方法，具有组装密度高、结构重量轻、散热效率高、对高速信号支持好、抗震防冲能力强等优点。

Description

一种电子模块的高密度三维堆叠组装方法

技术领域

本发明属于计算机领域，提供一种电子模块的高密度三维堆叠组装方法。

背景技术

高密度的电子模块组装一直是恶劣环境下计算机设计的难点之一。一方面要求电子模块能够提高集成密度，尽量减小体积、重量；另一方面，要求在高温、强震动、强冲击等恶劣环境下，计算机能够正常工作。

传统的高密度电子模块组装采用“机箱—板卡”的组装方式。首先，分别完成机箱各组件的机装和板卡与散热板的机装，然后，将母板固定在机箱中，完成面板连接器的组装，最后将板卡插入到机箱中，并用锁紧条固定，完成总体机装。

该传统组装技术的缺点是：

(1)需要面板接线区，板卡与机箱壁空间较大，板卡与板卡之间的间隙较大，影响了组装密度；

(2)风道复杂，散热效率低；

(3)母板设计复杂，电源电路、功率电路、高速电路、射频电路没有有效隔离，容易受到电磁干扰，互联可靠性低，高速互联困难；

因此，针对上述情况，提出新的电子模块三维堆叠组装方法，提高了电子模块的集成密度，并解决了高密度集成情况下的散热、高速互联、抗震防冲等问题。

发明内容

本发明针对恶劣环境下高性能计算机高密度组装的需要，提出了一种高密度三维堆叠组装方法，提高了电子模块的集成密度，并解决了高密度集成情况下的散热、高速互联、抗震防冲等问题。

本发明的具体技术解决方案如下：

一种电子模块的高密度三维堆叠组装方法，所需部件分为电路部分和结构部分，其中电路部分主要包括前母板、后母板、多块功能电路板和多块功能电路子卡，结构部分主要包括机箱后盖板、机箱前盖板、机箱左盖板、机箱右盖板、机箱上框和机箱下框，按照以下步骤堆叠组装：

1]通过板间平行连接器，进行功能电路板、功能电路子卡及散热板的平行堆叠，完成功能电路组件；

2]通过螺钉完成后母板与机箱后盖板的组装，完成后母板盖板组件；

3]通过螺钉完成前母板与机箱前盖板的组装，完成前母板盖板组件；

4]将多块功能电路组件平行放置，通过底板连接器与后母板盖板组件垂直堆叠，完成“功能电路-后母板-后盖板”组件；

5]将机箱左盖板、机箱右盖板、机箱上框、机箱下框包覆在“功能电路-后母板-后盖板”组件外，利用螺钉连接完成机箱主体；

6]将三维堆叠体通过位于功能电路板上的锁紧条固定在机箱上框、机箱下框中，完成机箱主体与“功能电路-后母板-后盖板”组件的固定；

7]通过底板连接器，前母板盖板组件插入到“功能电路-后母板-后盖板”组件上；

8]用螺钉完成前母板盖板组件中前盖板与机箱主体的连接，电子模块堆叠完成。

上述底板连接器与该电子模块对外的连接器分别位于后母板两侧，实现功能电路板对外的互联；前母板通过底板连接器，实现功能电路板之间的互联。

通过机箱主体中机箱上框、机箱下框的通风孔，与功能电路组件的散热板一起，形成自下而上的风冷散热通道。

本发明的优点在于：

该方法相对恶劣环境下现有的电子模块组装方法，具有组装密度高、结构重量轻、散热效率高、对高速信号支持好、抗震防冲能力强等优点。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图。

图2为本发明组装步骤示意图。

图3为本发明功能电路板、功能电路子卡、散热板平行堆叠示意图。

图4为本发明功能电路板与前母板、后母板垂直堆叠示意图。

图5为本发明功能电路板、功能电路子卡、前母板、后母板之间的平行连接器、底板连接器和电子模块对外的连接器安装关系示意图。

图6为本发明风冷散热通道。

附图明细如下：

1—功能电路板、2—功能电路子卡、3—前母板、4—后母板、5—机箱后盖板、6—机箱前盖板、7—机箱左盖板、8—机箱右盖板、9—机箱上框、10—机箱下框、11—散热板、12—平行连接器、13—底板连接器、14—电子模块对外的连接器、15—锁紧条、16—前后母板与前后盖板固定的螺丝钉、17—通风孔、18—风冷散热通道。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详述。

一种电子模块的高密度三维堆叠组装方法，由多块功能电路板、功能电路子卡、前母板、后母板等电路组件，及机箱后盖板、机箱前盖板、机箱左盖板、机箱右盖板、机箱上框、机箱下框等结构组件，通过多维度、多层次的方法堆叠而成，如图1所示。

具体堆叠组装的步骤如图2所示：

1]通过板间平行连接器，进行功能电路板、功能电路子卡及散热板的平行堆叠，完成功能电路组件，如图3所示。

2]通过螺钉完成后母板与机箱后盖板的组装，完成后母板盖板组件；

3]通过螺钉完成前母板与机箱前盖板的组装，完成前母板盖板组件；

4]将多块功能电路组件平行放置，通过底板连接器与后母板盖板组件垂直堆叠，完成“功能电路-后母板-后盖板”组件；

5]将机箱左盖板、机箱右盖板、机箱上框、机箱下框包覆在“功能电路-后母板-后盖板”组件外，利用螺钉连接完成机箱主体；

6]将三维堆叠体通过位于功能电路板上的锁紧条固定在机箱上框、机箱下框中，完成机箱主体与“功能电路-后母板-后盖板”组件的固定；

7]通过底板连接器，前母板盖板组件插入到“功能电路-后母板-后盖板”组件上；功能电路板与前母板、后母板垂直堆叠示意图如图4所示，功能电路板、功能电路子卡、前母板、后母板之间的平行连接器、底板连接器与电子模块对外的连接器安装关系示意图如图5所示。

8]用螺钉完成前母板盖板组件中前盖板与机箱主体的连接，电子模块堆叠完成。

基于后母板和前母板的功能隔离设计，解决了单模板互联复杂，在恶劣环境下高速信号传输不稳定的问题。后母板通过相对安装的底板连接器和电子模块对外的连接器，实现功能电路板对外的互联；前母板通过底板连接器，实现功能电路板之间的互联。同时，前母板盖板组件和后母板盖板组件的设计，保证了模块的抗震防冲能力。

同时，通过机箱主体中机箱上框、机箱下框的通风孔，与功能电路组件的散热板一起，形成自下而上的风冷散热通道，提高模块的散热能力，如图6所示。

Claims (3)

1.一种电子模块的高密度三维堆叠组装方法，其特征在于：所需部件分为电路部分和结构部分，其中电路部分主要包括前母板、后母板、多块功能电路板和多块功能电路子卡，结构部分主要包括机箱后盖板、机箱前盖板、机箱左盖板、机箱右盖板、机箱上框和机箱下框，按照以下步骤堆叠组装：

1]通过板间平行连接器，进行功能电路板、功能电路子卡及散热板的平行堆叠，完成功能电路组件；

2]通过螺钉完成后母板与机箱后盖板的组装，完成后母板盖板组件；

3]通过螺钉完成前母板与机箱前盖板的组装，完成前母板盖板组件；

4]将多块功能电路组件平行放置，通过底板连接器与后母板盖板组件垂直堆叠，完成“功能电路-后母板-后盖板”组件；

5]将机箱左盖板、机箱右盖板、机箱上框、机箱下框包覆在“功能电路-后母板-后盖板”组件外，利用螺钉连接完成机箱主体；

6]将“功能电路-后母板-后盖板”组件通过位于功能电路板上的锁紧条固定在机箱上框、机箱下框中，完成机箱主体与“功能电路-后母板-后盖板”组件的固定；

7]通过底板连接器，前母板盖板组件插入到“功能电路-后母板-后盖板”组件上；

8]用螺钉完成前母板盖板组件中前盖板与机箱主体的连接，电子模块堆叠完成。

2.根据权利要求1所述的电子模块的高密度三维堆叠组装方法，其特征在于：底板连接器与该电子模块对外的连接器分别位于后母板两侧，实现功能电路板对外的互联；前母板通过底板连接器，实现功能电路板之间的互联。

3.根据权利要求1所述的电子模块的高密度三维堆叠组装方法，其特征在于：通过机箱主体中机箱上框、机箱下框的通风孔，与功能电路组件的散热板一起，形成自下而上的风冷散热通道。