CN108925123A - 一种全新传热路径的全密闭传导风冷机箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子设备技术领域，提供了一种全新传热路径的全密闭传导风冷机箱，旨在解决现有机箱的散热路径存在热阻高、温差大、效率低的问题。本发明所提供的机箱包括箱体、芯片模块安装板、风机和若干块导热板；所述箱体由若干块外面板围成，所述芯片模块安装板设置于其中一块外面板的靠内一侧，所述芯片模块安装板与该外面板之间具有一层间隙，所述间隙作为风冷散热通道，所述风机设置于所述间隙的一侧；所述芯片模块安装板的靠内一侧设置有若干条用于插装芯片模块的第一安装槽和若干条用于插装所述导热板的第二安装槽，每条第二安装槽位于一条第一安装槽的一侧且相互平行；所述导热板的一端插装于所述第二安装槽中。

Description

一种全新传热路径的全密闭传导风冷机箱

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，具体而言，涉及一种全新传热路径的全密闭传导风冷机箱。

背景技术

随着电子设备朝着模块化、小型化、高度集成化发展，带来了热流密度高，散热困难等问题。对于现有的散热机箱，其散热路径是芯片模块发热后，将其热量依次传导给锁紧条、安装槽以及芯片模块安装板，该散热路径存在热阻高、温差大、效率低等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全新传热路径的全密闭传导风冷机箱，其散热路径可解决背景技术中所提的问题，具有较高的散热效率。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种全新传热路径的全密闭传导风冷机箱，包括箱体、芯片模块安装板、风机和若干块导热板；所述箱体由若干块外面板围成，所述芯片模块安装板设置于其中一块外面板的靠内一侧，所述芯片模块安装板与该外面板之间具有一层作为风冷散热通道的间隙，所述风机设置于所述间隙的一侧；

所述芯片模块安装板的靠内一侧设置有若干条用于插装芯片模块的第一安装槽和若干条用于插装所述导热板的第二安装槽，每条第二安装槽位于一条第一安装槽的一侧且相互平行；所述导热板的一端插装于所述第二安装槽中。

本技术方案中，当第一安装槽中插装芯片模块后，芯片模块的表面与所述导热板表面相抵，芯片模块运行发热后，芯片模块热量的主要传导路径为：由芯片模块传至导热板，再由导热板传至第二安装槽，再由第二安装槽传至芯片模块安装板，最后通过风冷的形式将芯片模块安装板吸收的热量耗散掉；芯片模块热量的次要传导路径为：由芯片模块传至用于将芯片模块固定在第一安装槽中的楔形锁紧器，再由楔形锁紧器传至第一安装槽，再由第一安装槽传至芯片模块安装板，最后通过风冷的形式将芯片模块安装板吸收的热量耗散掉。

进一步地，所述全新传热路径的全密闭传导风冷机箱还包括芯片模块，所述芯片模块包括印制电路板、用于封装所述印制电路板正面的正面封装板和用于封装所述印制电路板背面的背面封装板，所述芯片模块的一端固定设置有楔形锁紧器，所述芯片模块的设置有所述楔形锁紧器的一端插装于所述第一安装槽中，所述楔形锁紧器被配置为当其膨胀后将所述芯片模块的一端挤压固定在所述第一安装槽中，所述芯片模块的正面封装板的外表面与所述导热板相抵。本改进技术方案中，芯片向外散热的方向为热量由芯片本身传导至正面封装板，由于正面封装板与导热板相抵，正面封装板进而将热量传导至导热板。

进一步地，所述芯片模块的正面封装板的外表面上设置有导热材料层。本改进技术方案中，通过增设所述导热材料层，可以增强正面封装板与导热板之间的贴合度，进而提高导热散热性能。

进一步地，所述锁紧器被配置为当其膨胀时，将所述芯片模块整体向靠近所述导热板的方向挤压。本改进技术方案的有益效果在于，可以增强正面封装板与导热板之间的贴合度，进而提高导热散热性能。

进一步地，所述间隙内设置有若干条相互平行的条形散热齿，所述条形散热齿与所述芯片模块安装板一体成型。本改进技术方案中，通过设置若干条与芯片模块安装板一体成型的条形散热齿，可以成本提高散热面积，从而进一步提高散热效率。

进一步地，所述风机被配置为向所述间隙内吹入气流。本改进技术方案的有益效果在于，与现有风机通过抽风散热相比，主动向间隙内吹风散热，其导热散热效率高，风机在低速运转、低噪声的条件下，也能实现高效散热。

进一步地，所述芯片模块安装板上开设有进风口，所述进风口的靠内一侧连接有进风管，所述风机安装在所述进风管的端部；所述间隙内还设置有两条导流板，所述两条导流板分别设置于所述进风口的两侧，所述两条导流板以所述进风口为起点向远离所述进风口的方向延伸，形成八字形结构。本改进技术方案中，利用进风管对风机通入的气流进行导流，使被通入的全部气流被用于散热，防止气流损失泄漏；通过导流板引导气流方向，利于提高气流的流速，从而进一步提高气流和芯片模块安装板之间的热传递速率。

另一方面，本发明实施例还提供了另一种全新传热路径的全密闭传导风冷机箱，包括箱体、芯片模块安装板和风机；所述箱体由若干块外面板围成，所述芯片模块安装板设置于其中一块外面板的靠内一侧，所述芯片模块安装板与该外面板之间具有间隙，所述间隙作为风冷散热通道，所述风机设置于所述间隙的一侧；

所述芯片模块安装板的靠内一侧设置有若干条用于插装芯片模块的第一安装槽和若干块导热板，每块导热板位于一条第一安装槽的一侧且相互平行。

本技术方案中，芯片模块热量的传导途径也包括主要传导路径和次要传导路径，且其主要传导路径与前述技术方案中的主要传导路径相同，其次要传导路径与前述技术方案中的次要传导路径相同。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过增设所述导热板，使芯片模块在原有热传导路径(即上述次要传导路径)的基础上，增加了一条主要传导路径，是传热散热效率大大提高。且本发明提供的技术方案简单有效，散热期间不需要额外提供能源输入。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简要介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关附图。

图1(a)所示为实施例1提供的全密闭传导风冷机箱的立体结构示意图。

图1(b)所示图1(a)中所示全密闭传导风冷机箱沿A-A面的剖面示意图。

图1(c)所示为实施例1中所述的芯片模块安装板的结构示意图。

图1(d)所示为实施例1提供的全密闭传导风冷机箱的另一视角的立体结构示意图。

图2所示为实施例1提供的又一种全密闭传导风冷机箱的立体结构示意图。

图3(a)所示为实施例1中所述的芯片模块的结构示意图。

图3(b)所示为图3(a)所示芯片模块的爆炸示意图。

图4所示为图3(a)中所示的楔形锁紧器的结构示意图。

图5所示为实施例2提供的全密闭传导风冷机箱的芯片模块安装板的结构示意图。

图6所示为实施例3提供的全密闭传导风冷机箱的气流流向示意图。

图中标号说明：

10-箱体；11-外面板；12-间隙；20-芯片模块安装板；21-第一安装槽；22-第二安装槽；23-凸台；24-凸肋板；30-风机；40-芯片模块；41-印制电路板；42-正面封装板；43-背面封装板；44-楔形锁紧器；45-导热材料层；50-条形散热齿；61-进风口；62-进风管；63-导流板；70-导热板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1：

请参阅图1(a)至图1(d)所示，本发明提供了一种全新散热路径的全密闭传导风冷机箱，其包括箱体10、芯片模块安装板20、风机30和若干块导热板40；所述箱体10由若干块外面板11围成，所述芯片模块安装板20设置于其中一块外面板11的靠内一侧，所述芯片模块安装板20与该外面板11之间具有一层间隙12，所述间隙12作为风冷散热通道，所述风机30设置于所述间隙12的一侧。

所述芯片模块安装板20的靠内一侧设置有若干条用于插装芯片模块40的第一安装槽21和若干条用于插装所述导热板40的第二安装槽22，每条第二安装槽22位于一条第一安装槽21的一侧且相互平行；所述导热板40的一端插装于所述第二安装槽22中。

当芯片模块40插装至芯片模块安装板20后，其导热散热的主要路径为：由芯片模块40传至导热板40，再由导热板40传至第二安装槽22，再由第二安装槽22传至芯片模块安装板20，最后通过风冷的形式将芯片模块安装板20吸收的热量耗散掉。

如图1(a)至图1(d)所示，具体的，所述若干块外面板11可以包括一块顶盖板和四块侧面板；所述芯片模块安装板20的数量可以为两块，两块芯片模块安装板20分别设置于两块相对立的侧面板的靠内一侧，形成两层所述间隙12；所述风机30的数量为两个，分别设置于每层间隙12的上方一侧。应当理解的，箱体10的具体形状以及外面板11的具体块数并不局限于此，芯片模块安装板20的具体块数以及安装方式也不局限于此。

考虑到所述导热板40、第二安装槽22和芯片模块安装板20均作为导热散热路径上的导热部件，因此这三者优选用导热系数较高、且具有一定机械性能的材料制成，如铝、铝合金、铜、铜合金等金属材料，或者参杂或者涂覆有石墨烯的复合材料等等。图1(c)中，每条第一安装槽21具体是在凸台23的基础上形成的，保证第一安装槽21具有足够深度，既满足芯片模块40的插装稳定性要求，同时提高了热传导面积，进一步提高了散热效率。每条第二安装槽22的形成方式具体是，在两相邻凸台23的边缘设置凸肋板24，两凸肋板24之间即形成所述第二安装槽22，其有益效果同样在于既满足导热板40的插装稳定性要求，同时提高了热传导面积，进一步提高了散热效率。其中，第一安装槽21和第二安装槽22与芯片模块安装板20一体成型，有利于减小导热路径的热阻，进一步提高导热散热效率。

请参阅图2、图3(a)和图3(b)所示，基于上述全密闭散热机箱，还可以包括芯片模块40，所述芯片模块40包括印制电路板41、用于封装所述印制电路板41正面的正面封装板42和用于封装所述印制电路板41背面的背面封装板43，所述芯片模块40的一端固定设置有楔形锁紧器44，所述芯片模块40的设置有所述楔形锁紧器44的一端插装于所述第一安装槽21中，所述楔形锁紧器44被配置为当其膨胀后将所述芯片模块40的一端挤压固定在所述第一安装槽21中，所述芯片模块40的正面封装板42的外表面与所述导热板40相抵。对于楔形锁紧器44的具体结构，请参阅图4所示，由于楔形锁紧器44为现有结构，且其工作原理可从现有技术材料中直接获知，因此本实施例不再赘述。图3(a)中，正面封装板42的宽度稍大于背面封装板43的宽度，楔形锁紧器44通过螺钉连接件设置于正面封装板42稍宽于背面封装板43的部分。所述芯片模块40的设置有所述楔形锁紧器44的一端插装于所述第一安装槽21中，所述楔形锁紧器44膨胀后将所述芯片模块40的一端挤压固定在所述第一安装槽21中，所述芯片模块40的正面封装板42的外表面与所述导热板40相互贴紧。

图2中，所述锁紧器被配置为当其膨胀时，将所述芯片模块40整体向靠近所述导热板40的方向挤压。可以增强正面封装板42与导热板40之间的贴合度，进而提高导热散热性能。

为了进一步提升正面封装板42和导热板40之间的热传导效率，本实施例中，可以在芯片模块40的正面封装板42的外表面上设置有导热材料层45，导热材料层45可以增强正面封装板42与导热板40之间的贴合度，进而提高导热散热性能。例如，所述导热材料层45可选用导热胶。

基于上述全密闭散热机箱，为了进一步增强机箱密闭性，可以在各外面板11的相互拼接处，以及在芯片模块安装板20与外面板11之间的拼接处压接具有一定弹性的密闭条，如海绵条、布条等等。

实施例2：

本实施例提供了一种全新传热路径的全密闭传导风冷机箱，其包括实施例1中所述的所有技术特征。此外，请参阅图5所示，芯片模块安装板20与外面板11之前的间隙12内设置有若干条相互平行的条形散热齿50，所述条形散热齿50与所述芯片模块安装板20一体成型。所述条形散热齿50成倍地增加了散热面积，利于进一步提高散热效率。图5中示出的条形散热齿50，其长边方向为竖直方向，条形散热齿50之间形成的气流通道与气流的初始流通方向(竖直方向)一致。但不局限于此，所述条形散热齿50的长边方向还可以设置为稍倾斜于地面，例如条形散热齿50与地面之间具有一定夹角，如75～105°的夹角。

实施例3：

本实施例提供了一种全新传热路径的全密闭传导风冷机箱，其包括实施例1中所述的所有技术特征。此外，请参阅图6所示，本实施例中，所述风机30被配置为向所述间隙12内吹入气流。图6中所示箭头表示气流的流通方向。

基于上述全密闭传导风冷机箱，请参阅图6所示，所述芯片模块安装板20上可开设有进风口61，所述进风口61的靠内一侧连接有进风管62，所述风机30安装在所述进风管62的端部。图6中示出的进风口61为方形，其靠内一侧连接的进风管62为楔形，所述进风管62可以与所述芯片模块安装板20一体成型，也可以通过螺栓连接件固定在所述进风口61处。所述间隙12内还设置有两条导流板63，所述两条导流板63分别设置于所述进风口61的两侧，所述两条导流板63以所述进风口61为起点向远离所述进风口61的方向延伸，形成八字形结构。

实施例4：

本实施例提供了一种全新传热路径的全密闭传导风冷机箱，其包括实施例1中所述的所有技术特征。但与实施例1不同的是，本实施例中，所述全密闭传导风冷机箱的芯片模块安装板20上不设置用于插装导热板40的第二安装槽22，而是导热板40直接设置在芯片模块安装板20上，导热板40可与芯片模块安装板20一体成型。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员，在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种全新传热路径的全密闭传导风冷机箱，其特征在于，包括箱体、芯片模块安装板、风机和若干块导热板；所述箱体由若干块外面板围成，所述芯片模块安装板设置于其中一块外面板的靠内一侧，所述芯片模块安装板与该外面板之间具有一层作为风冷散热通道的间隙，所述风机设置于所述间隙的一侧；

所述芯片模块安装板的靠内一侧设置有若干条用于插装芯片模块的第一安装槽和若干条用于插装所述导热板的第二安装槽，每条第二安装槽位于一条第一安装槽的一侧且相互平行；所述导热板的一端插装于所述第二安装槽中。

2.根据权利要求1所述的全新传热路径的全密闭传导风冷机箱，其特征在于，还包括芯片模块，所述芯片模块包括印制电路板、用于封装所述印制电路板正面的正面封装板和用于封装所述印制电路板背面的背面封装板，所述芯片模块的一端固定设置有楔形锁紧器，所述芯片模块的设置有所述楔形锁紧器的一端插装于所述第一安装槽中，所述楔形锁紧器被配置为当其膨胀后将所述芯片模块的一端挤压固定在所述第一安装槽中，所述芯片模块的正面封装板的外表面与所述导热板相抵。

3.根据权利要求2所述的全新传热路径的全密闭传导风冷机箱，其特征在于，所述芯片模块的正面封装板的外表面上设置有导热材料层。

4.根据权利要求2所述的全新传热路径的全密闭传导风冷机箱，其特征在于，所述锁紧器被配置为当其膨胀时，将所述芯片模块整体向靠近所述导热板的方向挤压。

5.根据权利要求1所述的全新传热路径的全密闭传导风冷机箱，其特征在于，所述间隙内设置有若干条相互平行的条形散热齿，所述条形散热齿与所述芯片模块安装板一体成型。

6.根据权利要求1所述的全新传热路径的全密闭传导风冷机箱，其特征在于，所述风机被配置为向所述间隙内吹入气流。

7.根据权利要求6所述的全新传热路径的全密闭传导风冷机箱，其特征在于，所述芯片模块安装板上开设有进风口，所述进风口的靠内一侧连接有进风管，所述风机安装在所述进风管的端部；

所述间隙内还设置有两条导流板，所述两条导流板分别设置于所述进风口的两侧，所述两条导流板以所述进风口为起点向远离所述进风口的方向延伸，形成八字形结构。

8.一种全新传热路径的全密闭传导风冷机箱，其特征在于，包括箱体、芯片模块安装板和风机；所述箱体由若干块外面板围成，所述芯片模块安装板设置于其中一块外面板的靠内一侧，所述芯片模块安装板与该外面板之间具有间隙，所述间隙作为风冷散热通道，所述风机设置于所述间隙的一侧；

所述芯片模块安装板的靠内一侧设置有若干条用于插装芯片模块的第一安装槽和若干块导热板，每块导热板位于一条第一安装槽的一侧且相互平行。