CN111328188A - 铝基板和具有其的电路板和服务器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝基板和具有其的电路板和服务器，所述铝基板包括：基板，所述基板内构造有冷却液道；导热绝缘层，所述导热绝缘层铺设于所述基板之上；电路层，所述电路层铺设于所述导热绝缘层之上，以连接电子元器件。根据发明的铝基板采用液冷的散热方式，具有散热效率高、散热热阻小、电路性能可靠、利于后期维护等优点。

Description

铝基板和具有其的电路板和服务器

技术领域

本发明涉及电路板领域，尤其是涉及一种铝基板和具有其的电路板和服务器。

背景技术

铝基板通常用于发热严重的、对元器件电路板散热要求较高的场合，铝基板主要包括铝板、导热绝缘层和覆铜层，导热绝缘层铺设在铝板上，覆铜层铺设在导热绝缘层上，覆铜层加工出电路以连接电子元器件。

相关技术中的铝基板的散热方式通常分为风冷和水冷，其中，风冷方式的散热效率较低，无法满足大功率的散热要求。而且，无论是风冷还是水冷的散热方式，散热器作为一个单独的部件与铝板和/或电子元器件贴合，由于制造和安装误差的存在，不可避免地会存在贴合不良的问题，造成热阻增大，不利于散热，且电路上导线的热量无法快速散去，影响电路性能。此外，如电子元器件贴装有散热器，当出现故障时，需要拆卸该散热器才能对电路进行测试，以不利后期的维护。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种铝基板，该铝基板采用液冷的散热方式，具有散热效率高、散热热阻小、电路性能可靠、利于后期维护等优点。

本发明还提出一种具有上述铝基板的电路板。

本发明还提出一种具有上述铝基板的服务器。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出了一种铝基板，包括：基板，所述基板内构造有冷却液道；导热绝缘层，所述导热绝缘层铺设于所述基板之上；电路层，所述电路层铺设于所述导热绝缘层之上，以连接电子元器件。

根据本发明实施例的铝基板采用液冷的散热方式，具有散热效率高、散热热阻小、电路性能可靠、利于后期维护等优点。

根据本发明的一些具体实施例，所述基板包括：基体，所述冷却液道形成于所述基体；第一侧挡板和第二侧挡板，所述第一侧挡板和所述第二侧挡板分别安装于所述基体的相对两侧，所述第一侧挡板和所述第二侧挡板封盖所述冷却液道；其中，所述冷却液道具有进液口和出液口，所述进液口设于所述基体、所述第一侧挡板或所述第二侧挡板，所述出液口设于所述基体、所述第一侧挡板或所述第二侧挡板。

进一步地，所述基体包括：面板，所述面板具有彼此相对的第一表面和第二表面，所述导热绝缘层铺设于所述第一表面；底座，所述底座设于所述面板的第二表面且与所述面板共同限定出所述冷却液道，所述第一侧挡板和所述第二侧挡板分别安装于所述底座的相对两侧。

进一步地，所述面板与所述底座一体成型。

根据本发明的一些具体实施例，所述冷却液道内设有至少一个第一隔板和至少一个第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板间隔且交替设置；所述第一隔板的一端与所述第一侧挡板之间形成第一缺口，所述第一隔板的另一端止抵于所述第二侧挡板；所述第二隔板的一端止抵于所述第一侧挡板，所述第二隔板的另一端与所述第二侧挡板之间形成第二缺口。

进一步地，所述第一隔板、所述第二隔板和所述底座为一体件。

根据本发明的一些具体实施例，所述第一隔板、所述第二隔板和所述底座为分体件；所述底座的内壁构造有至少一个第一插槽和至少一个第二插槽，所述第一隔板插入所述第一插槽，所述第二隔板插入所述第二插槽。

进一步地，所述第一插槽成对设置，所述第一隔板的宽度方向上相对的两侧沿分别插入一对第一插槽；所述第二插槽成对设置，所述第二隔板的宽度方向上相对的两侧沿分别插入一对第二插槽。

根据本发明的一些具体实施例，所述第一隔板的所述一端构造有第一插杆，所述第一插杆配合于所述第一插槽且止抵于所述第一侧挡板；所述第二隔板的所述另一端构造有第二插杆，所述第二插杆配合于所述第二插槽且止抵于所述第二侧挡板。

根据本发明的一些具体实施例，所述基板为铝板，所述电路层为铜。

根据本发明的第二方面的实施例提出一种电路板，所述电路板包括：根据本发明的第一方面的实施例所述的铝基板；电子元器件，所述电子元器件设于所述电路层之上。

根据本发明实施例的电路板，通过利用根据本发明的第一方面的实施例所述的铝基板，具有散热性能好、电路性能可靠、后期维护方便等优点。

根据本发明的第三方面的实施例提出一种服务器，所述服务器包括根据本发明的第二方面的实施例所述的电路板。

根据本发明实施例的服务器，通过利用根据本发明的第二方面的实施例所述的电路板，具有散热性能好、电路性能可靠、后期维护方便等优点。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的铝基板的爆炸视图；

图2是根据本发明实施例的铝基板一种实施例的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的铝基板另一种实施例的的结构示意图。

附图标记：

电路板1、

基板100、导热绝缘层200、电路层300、电子元器件400、

基体110、冷却液道120、第一侧挡板130、第二侧挡板140、

进液口121、出液口122、面板111、第一表面113、第二表面114、底座112、

第一隔板131、第二隔板141、第一缺口132、第二缺口142、第一插槽150、

第二插槽160、第一插杆151、第二插杆161。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

以下内容根据实际案件需要揉到实施例中，用不到的直接删掉：

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，“若干”的含义是一个或多个。

下面参考图1描述根据本发明实施例的电路板1。

根据本发明实施例的电路板1包括铝基板和电子元器件400，电子元器件包括但不限于计算芯片、电源部件、数据接口等。其中，铝基板包括基板100、导热绝缘层200和电路层300，电路层300通常为线路层。

基板100内构造有冷却液道120，当内部流经冷却液体时，可以快速带走基板100上的热量。其中。冷却液除水、乙醇等常规冷却液外，还可包括碳氢化合物、纳米流体，如Cu-机油、CuO-水、Al2O3-水等液态冷却液。导热绝缘层200铺设于基板100之上，电路层300铺设于导热绝缘层200之上。电子元器件400安装于电路层300之上。其中，基板100可以为铝板，电路层300可以为铜，铝板质量较轻，而结构强度较大，铝表面形成致密氧化膜不受冷却液的腐蚀，而电路层300采用铜，可以保证导电性能和导热性能良好。

举例而言，如图1所示，基板100可以为铝板，在基板100由下至上依次铺设导热绝缘层200和电路层300，电路层300、导热绝缘层200和基板100之间紧密贴合。由于安装在电路层300之上的电子元器件400通常可为高速运行的计算芯片，例如，应用在超级计算设备中的大功率芯片，如ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)芯片，当电子元器件400工作时，就可能会产大量的热，而电子元器件400发热严重时，其热量主要分布在电子元器件400的外壳以及导线上，且由于导线上通过大电流，因而导线上的热量占总体热量的大部分，这就使得电路层300也发热严重，因此，需要设置冷却装置使电路层300的热量快速扩散，以免电子元器件400工作能力下降或者直接被烧毁。

由于电路层300上众多电子元器件400工作时电压较高，为避免电流传递至基板1，因此在基板100与电路层300之间铺设有导热绝缘层200。基板1的冷却液道120内流通有冷却液，电子元器件400产生的热量可通过导热绝缘层200传递至基板1，并由冷却液道120内的冷却液带走，实现散热。

根据本发明实施例的铝基板和具有其的电路板1，通过在基板1设置冷却液道120，从而将冷却液道120一体地集成于基板1，从而以液冷(如水冷)的方式进行散热，相比风冷的散热方式，散热效率更高，能够满足大功率的散热要求。

并且，由于冷却液道120与基板1集成于一体，消除了安装误差，避免了贴合不良的问题，从而有效减小热阻，进一步提升了散热效果。且电子元器件400的导线上的热量可以通过电路层300、导热绝缘层200传递到基板100上，并由基板100内冷却液道120内的冷却液进行快速散热，保证了电路性能的可靠性。

一般而言，由于在基板1内集成了冷却液道120，能够大大满足电路板或者电子设备的散热需求，因而电子元器件400的表面无需贴装散热器，在后期维护中，无需拆装散热器，可直接对电路进行检测，使得维护更加方便。

当然，在另一些实施方式中，电子元器件400的表面也可设置相应的散热器件，以进一步提升电路板的散热性能。

因此，根据本发明实施例的和具有其的电路板1，采用液冷的散热方式，具有散热效率高、散热热阻小、电路性能可靠、利于后期维护等优点。

在本发明的一些具体实施例中，如图1所示，基板100包括基体110、第一侧挡板130和第二侧挡板140。冷却液道120形成于基体110。第一侧挡板130和第二侧挡板140分别安装于基体110的相对两侧，第一侧挡板130和第二侧挡板140封盖冷却液道120。

其中，冷却液道120具有进液口121和出液口122，进液口121设于基体110、第一侧挡板130或第二侧挡板140，出液口122设于基体110、第一侧挡板130或第二侧挡板140。

例如，基体110大体形状呈长方体，上表面的边缘向四周延伸一段距离。第一侧挡板130和第二侧挡板140边缘与导热绝缘层200平齐，基体110延伸部分止挡于第一侧档板130和第二侧挡板140的上边缘，方便第一侧挡板130和第二侧挡板140的安装定位。第一侧挡板130封闭基板100的左侧表面，第二侧挡板140封闭基板100的右侧表面，使冷却液不能从冷却液道120的左右两侧流出。进液口121、出液口122分别与冷却液道120的连通，冷却液可以由进液口121流入，进入冷却液道120，从出液口122流出。进液口121和出液口122可以同时设置在第一侧挡板130，或同时设置在第二侧挡板140，也可以进液口121和出液口122的其中一个设置在第一侧挡板130，另一个设置在第二侧挡板140。进液口121和出液口122还可以设置于基体110的相对两侧壁。

进一步地，如图1-图3所示，基体110包括面板111和底座112。

面板111具有彼此相对的第一表面113和第二表面114，导热绝缘层200铺设于第一表面113。底座112设于面板111的第二表面114且与面板111共同限定出冷却液道120，第一侧挡板130和第二侧挡板140分别安装于底座112的相对两侧。面板111与底座112一体成型。

第一表面113和第二表面114为面板111的上下表面，且形状、大小均相同。导热绝缘层200与第一表面113的形状、大小均相同，且紧密贴合。底座112与第二表面114紧密贴合，且底座112位于第二表面114边缘内部，使底座112更好的绝缘。同时由于底座112与第二表面114紧密贴合，第一表面113与导热绝缘层200紧密贴合，导热绝缘层200与基体110的接触面积大，从而提高换热面积，提高散热效率。第一侧档板130和第二侧挡板140的上边缘止挡于第二表面114，将底座112两侧贯通部分的密封，形成冷却液道120。面板111与底座112一体成型，整体性更好，便于安装。

在本发明的一些具体实施例中，如图2和图3所示，冷却液道120内设有至少一个第一隔板131和至少一个第二隔板141，第一隔板131和第二隔板141间隔且交替设置。第一隔板131的一端与第一侧挡板130之间形成第一缺口132，第一隔板131的另一端止抵于第二侧挡板140。第二隔板141的一端止抵于第一侧挡板130，第二隔板141的另一端与第二侧挡板140之间形成第二缺口142。

第一隔板131和第二隔板141将冷却液道120分隔成多段，第一隔板131的所述另一端与第二侧挡板140止挡，阻隔这一侧相邻的两段冷却液道120连通，第一隔板131的所述一端与第一侧挡板130可以形成第一缺口132，连通这一侧相邻的两段冷却液道120，冷却液可以从这一侧流通。第二隔板141的所述一端与第一侧挡板130止挡，阻隔这一侧相邻的两段冷却液道120连通，第二隔板141的所述另一端与第二侧挡板140可以形成第一缺口132，连通这一侧相邻的两段冷却液道120，冷却液可以从这一侧流通。由于第一隔板131与第二隔板141间隔交替设置，冷却液道120中形成的第一缺口132、第二缺口142交替分布，可以形成S形通路，可以在有限空间内增加冷却液流动路径的长度，这样使冷却液充分吸收热量，以进一步提高散热效果。

在本发明的一些可选实施例中，如图2所示，第一隔板131、第二隔板141和底座112为一体件，例如采用挤出工艺一体成型。由此，能够简化装配步骤，且提高基体110的整体结构强度，生产工艺更加简单。

在本发明的另一些可选实施例中，如图3所示，第一隔板131、第二隔板141和底座112为分体件。底座112的内壁构造有至少一个第一插槽150和至少一个第二插槽160，第一隔板131插入第一插槽150，第二隔板141插入第二插槽160。

通过单独加工第一隔板131、第二隔板141和底座112，然后组装形成基板100结构。单独加工各个组件可以使加工精度更高，可以根据不同使用需求，调整插入第一隔板131和第二隔板141的数量，控制冷却液的流路，增加或降低冷却液流量和流速。并且第一隔板131、第二隔板141可以拆卸，更容易清理冷却液道120，防止冷却液道120堵塞。

进一步地，如图3所示，第一插槽150成对设置，第一隔板131的宽度方向上相对的两侧沿分别插入一对第一插槽150。第二插槽160成对设置，第二隔板141的宽度方向上相对的两侧沿分别插入一对第二插槽160。

由此，第一隔板131和第一插槽150配合，第二隔板141和第二插槽160配合，使前后方向上相邻的两段冷却液道120被部分阻隔，限制冷却液道120内的路径。并且，采用插接的方式，可以使第一隔板131和第二隔板141的拆装更加方便，且结构稳定，密封性好。

另外，在采用上述第二隔板141和第二插槽160配合的方式(即插入翅片方式)时，还可以通过改变第二隔板141的数量以及第二插槽160的角度，来改变液道的横截面，和液体的流量，从而能够适配不同的散热需求和电路板的布局需求。

在本发明的一些具体实施例，如图3所示，第一隔板131的一端构造有第一插杆151，第一插杆151配合于第一插槽150且止抵于第一侧挡板130。第二隔板141的另一端构造有第二插杆161，第二插杆161配合于第二插槽160且止抵于第二侧挡板140。

具体而言，第一插杆151形成于第一隔板131的靠近第一侧挡板130的一端，在第一隔板131宽度方向各设有一个第一插杆151，第一插杆151与第一插槽150形状适配。同一个第一隔板131上的两个第一插杆151之间形成第一缺口132。第一插杆151插入第一插槽150后，第一插杆151的边缘与对应的第一插槽150边缘平齐，同一个第一隔板131上的两个第一插杆151之间的距离与冷却液道120的高度相等。其中，第一隔板131及其上的第一插杆151的总长度与第一插槽150的长度相等。

第二插杆161形成于第二隔板141的靠近第二侧挡板140的一端，在第二隔板141宽度方向各设有一个第二插杆161，第二插杆161与第二插槽160形状适配。同一个第二隔板141上的两个第二插杆161之间形成第二缺口142。第二插杆161插入第二插槽160后，第二插杆161的边缘与对应的第二插槽160边缘平齐，同一个第二隔板141上的两个第二插杆161之间的距离与冷却液道120的高度相等。其中，第二隔板141及其上的第二插杆161的总长度与第二插槽160的长度相等。

由此，在插接第一隔板131和第二隔板141时，只需将第一插杆151的端部与第一插槽150的端部对齐，将第二插杆161的端部与第二插槽160的端部对齐，即可将第一隔板131和第二隔板141插装到位，从而使第一缺口132和第二缺口142交替分布，以限定出S形的冷却液流动路径，换言之，第一隔板131和第二隔板141的插装更加方便，装配效率更高。

下面描述根据本发明实施例的服务器。

根据本发明实施例的服务器包括根据本发明上述实施例的电路板1。

根据本发明实施例的服务器，通过利用根据本发明上述实施例的电路板1，具有散热性能好、电路性能可靠、后期维护方便等优点。

在了解了上述电路板1的具体实施方之后，根据本发明实施例的服务器的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“具体实施例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种铝基板，其特征在于，包括：

基板，所述基板内构造有冷却液道；

导热绝缘层，所述导热绝缘层铺设于所述基板之上；

电路层，所述电路层铺设于所述导热绝缘层之上，以连接电子元器件。

2.根据权利要求1所述的铝基板，其特征在于，所述基板包括：

基体，所述冷却液道形成于所述基体；

第一侧挡板和第二侧挡板，所述第一侧挡板和所述第二侧挡板分别安装于所述基体的相对两侧，所述第一侧挡板和所述第二侧挡板封盖所述冷却液道；

其中，所述冷却液道具有进液口和出液口，所述进液口设于所述基体、所述第一侧挡板或所述第二侧挡板，所述出液口设于所述基体、所述第一侧挡板或所述第二侧挡板。

3.根据权利要求2所述的铝基板，其特征在于，所述基体包括：

面板，所述面板具有彼此相对的第一表面和第二表面，所述导热绝缘层铺设于所述第一表面；

底座，所述底座设于所述面板的第二表面且与所述面板共同限定出所述冷却液道，所述第一侧挡板和所述第二侧挡板分别安装于所述底座的相对两侧。

4.根据权利要求3所述的铝基板，其特征在于，所述面板与所述底座一体成型。

5.根据权利要求3所述的铝基板，其特征在于，所述冷却液道内设有至少一个第一隔板和至少一个第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板间隔且交替设置；

所述第一隔板的一端与所述第一侧挡板之间形成第一缺口，所述第一隔板的另一端止抵于所述第二侧挡板；

所述第二隔板的一端止抵于所述第一侧挡板，所述第二隔板的另一端与所述第二侧挡板之间形成第二缺口。

6.根据权利要求5所述的铝基板，其特征在于，所述第一隔板、所述第二隔板和所述底座为一体件。

7.根据权利要求5所述的铝基板，其特征在于，所述第一隔板、所述第二隔板和所述底座为分体件；

所述底座的内壁构造有至少一个第一插槽和至少一个第二插槽，所述第一隔板插入所述第一插槽，所述第二隔板插入所述第二插槽。

8.根据权利要求7所述的铝基板，其特征在于，所述第一插槽成对设置，所述第一隔板的宽度方向上相对的两侧沿分别插入一对第一插槽；

所述第二插槽成对设置，所述第二隔板的宽度方向上相对的两侧沿分别插入一对第二插槽。

9.根据权利要求7所述的铝基板，其特征在于，所述第一隔板的所述一端构造有第一插杆，所述第一插杆配合于所述第一插槽且止抵于所述第一侧挡板；

所述第二隔板的所述另一端构造有第二插杆，所述第二插杆配合于所述第二插槽且止抵于所述第二侧挡板。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的铝基板，其特征在于，所述基板为铝板，所述电路层为铜。

11.一种电路板，其特征在于，包括：

权利要求1-10中任一项所述的铝基板；

电子元器件，所述电子元器件设于所述电路层之上。

12.一种服务器，其特征在于，包括权利要求11所述的电路板。

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