CN114911319B - 电路板安装方法及相关电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种电路板安装方法及相关电子设备。该方法包括：在绝缘垫的侧面设置支撑件；将绝缘垫设有支撑件的侧面朝向电路板的背面，安装在电路板上；将安装有绝缘垫的电路板安装在机箱上，且绝缘垫位于电路板和机箱之间。

Description

电路板安装方法及相关电子设备

技术领域

本发明涉及一种自动驾驶技术领域，尤其涉及一种电路板安装方法及相关电子设备。

背景技术

自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。

自动驾驶车辆中通常配置车载服务器，其是自动驾驶车辆的计算核心，对于车载服务器而言，由于自动驾驶涉及的技术较为复杂，需要设置的车载端计算机服务器功能十分强大，其不仅计算能力强，而且处理效率高。由于车辆的空间有限，与普通的计算机服务器相比，车载服务器内部可能安装的电子元器件数量更加庞大。由于该车载服务器架设在车辆上，车辆在行驶过程中必然会出现震动、急刹车或碰撞等，尤其在高速行驶下通过凹凸不平的路面时，震动非常剧烈。

发明内容

本公开一方面提供一种电路板安装方法，包括：

在绝缘垫的侧面设置支撑件；

将绝缘垫设有支撑件的侧面朝向电路板的背面，安装在电路板上；

将安装有绝缘垫的电路板安装在机箱上，且绝缘垫位于电路板和机箱之间。

本公开另一方面提供一种电子设备，包括：

机箱；

电路板，安装在机箱上；以及

绝缘垫，绝缘垫侧面设置有支撑件，绝缘垫设有支撑件的侧面朝向电路板的背面，安装在电路板与机箱之间。

附图说明

图1为本发明示例实施例中所提供的电子设备的分解结构示意图；

图2为本发明示例实施例中电路板的正面结构示意图；

图3为本发明示例实施例中电路板的背面结构示意图；

图4为本发明示例实施例中绝缘垫的正面结构示意图；

图5为图4中绝缘垫的侧面结构示意图；

图6为图4中绝缘垫的立体示意图；

图7A至图7E为本发明示例实施例中电路板安装示意图。

具体实施方式

以下配合图式及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

通常，车载服务器的电路板安装仅采用电路板给出的固定孔安装在机箱上。在车载振动环境中电路板各种插接器件，例如内存、中央处理单元(CPU)及其散热器、PCIE(外围组件高速互连)板卡、平台控制器中枢(PCH)芯片和LAN CTRL(局域网控制)芯片散热器等会产生谐振、共振等现象，容易引发电路板损伤，使得车载服务器运行不稳定，造成车载服务器故障。

相应地，本发明实施例提供了一种电路板安装方法，包括在绝缘垫的侧面设置支撑件；将绝缘垫设有支撑件的侧面朝向电路板的背面，安装在电路板上；将安装有绝缘垫的电路板安装在机箱上，且绝缘垫位于电路板和机箱之间。本发明实施例还提供了一种相关的电子设备(例如车载服务器)，包括机箱、安装在机箱上电路板以及绝缘垫；其中，绝缘垫侧面设置有支撑件，绝缘垫设有支撑件的侧面朝向电路板的背面，安装在电路板与机箱之间。

本发明实施例在机箱与电路板之间增加绝缘垫，并基于绝缘垫中支撑件的作用，可以对电路板进行支撑，车载服务器的电路板可以有效避免三轴向随机振动会引发电路板易损伤不稳定的问题，保证车载服务器在车载环境中更加稳定工作。

如图1所示，本发明实施例所提供的电子设备包括电路板71、绝缘垫41和机箱72。该电子设备，例如可以是车载服务器，电路板711可以是主板，例如车载服务器的主板。绝缘垫41的一侧设有多个支撑件42，绝缘垫41设有支撑件42的一侧朝向电路板71的背面；绝缘垫41位于电路板71和机箱71之间。

图2和图3分别为根据本发明实施例的电路板71的正面和背面结构示意图。需要说明的是，由于图3所示的是从背面观察的电路板71的结构，其与图2所示的结构(以及其他从正面观察的结构，例如图4、6和7所示的结构)存在镜像关系，即图3的结构上下镜像后与图2的结构(以及图4、6和7所示的结构)对应。

如图2所示，电路板71的正面设置有一个或多个内存插槽，例如内存插槽212和内存插槽217。其中至少部分的内存插槽中插有内存(也称内存条)，例如，可以在内存插槽212中设有内存条，而内存插槽217中没有内存条。电路板71的正面还可以设置有一个或多个中央处理单元(CPU)(例如CPU213和CPU215)及其散热器。电路板71的正面还可以设置有外围组件高速互连(peripheral component interconnect express，PCIE)插槽221、平台控制器中枢(PCH)211、局域网(LAN)接口(例如LAN CTRL)218、电池216、智能平台管理接口(Intelligent Platform Management Interface,IPMI)220、基板管理控制器(BaseboardManager Controller，BMC)219，通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)接口214和/或串口硬盘(Serial Advanced Technology Attachment，SATA)接口222。虽然图2中，电路板71上的各元件都是安装在电路板71的正面。但是本领域的技术人员可以理解，一个或多个元件也可以安装在电路板71的背面。

安装在电路板71的正面的元件中的一个或多个在电路板71的背面也有相应的结构。而另外一些元件在电路板71的背面没有明显可见的结构。例如，如图3所示，PCH 211、USB接口214、SATA接口222、BMC219在电路板71的背面没有明显可见的结构。

还需要说明的是，为了便于理解，图3中用黑色区域表示电路板71的背面要与支撑件接触的区域。本领域的技术人员可以理解，电路板71的背面可以有更多的部分与支撑件接触，例如电路板71的背面没有线路、焊点、元件或凸出的元件管脚的平面位置。只要这些平面位置有足够的大小，例如其面积至少为100mm²(即10mm×10mm)，以提供足够的空间供支撑件支撑。

在一种实施方式中，如图3所示，内存插槽在电路板71的背面存在明显的结构，即多排针脚。在相邻两排针脚之间部分细长的区域，将与支撑件接触。与这些细长区域接触的支撑件呈条状，条状支撑件之间的空隙用于通风散热。

在一种实施方式中，电路板71的背面与CPU对应的位置有多个细长的区域，将与支撑件接触。与这些细长区域接触的支撑件呈条状，条状支撑件之间的空隙用于通风散热。

在一种实施方式中，电路板71的背面与CPU对应的位置设置有衬板(图3中没有示出)。该衬板例如可以是金属材料的，例如是钢板。在该衬板中设有多个开口，以用于CPU的散热。在衬板上有多个细长的区域，将与支撑件接触。这些细长的区域避开开口(例如，至少避开部分开口)。如图3所示，多个细长的区域可以从一个衬板延伸到另一个衬板。

在一种实施方式中，电路板71与衬板之间具有垫片(图中未示出)，垫片可以将衬板与电路板71绝缘，CPU垫片的材料例如可以是尼龙。垫片中具有开口，其与衬板中的开口对应。垫片可以粘贴在电路板71背面与CPU对应的位置，衬板可以粘贴在垫片上。由于CPU对应位置的电路板71通过衬板加固，CPU上可以安装较大的散热器以利于CPU的散热，使得车载服务器适用于更加严苛得振动环境和定制的更重更大的CPU散热器。另一方面通过设置衬板使得对主板支撑得更加稳定。

绝缘垫41用于对电路板71(例如主板)进行支撑，因此，也可以称为支撑绝缘垫(或主板支撑绝缘垫)。本发明实施例中，绝缘垫41可以是一个整体绝缘垫，也可以由多个绝缘垫组成(例如，多个绝缘垫的数目可以是4、6或者8个)，不同绝缘垫支撑电路板71的不同区域，这样可以减小加工难度。绝缘垫41中的支撑件可以采用条状支撑件42和/或块状支撑件44，如图4和6所示。

在一种实施方式中，如图4所示，图4中黑色区域为支撑件所在的位置，其与图3中的黑色区域是相一致的。上述提到图3中，电路板71的背面与CPU对应的位置有多个细长的区域，这些细长区域接触的支撑件为条状支撑件42。图5所示为根据本发明实施例的绝缘垫的侧视图。从图5中可知，条状支撑件42之间是存在空隙的，而该空隙恰好形成了风道，以利于器件的散热。而从图3和图4中进一步可知，除了黑色的条状支撑件42，在器件分布较少的区域可以采用块状支撑件44。这里，块状支撑件44采用分散分布，以对电路板71提供均匀且分散的支撑。在一种实施方式中，支撑块44的尺寸可以选择边长为1mm-5mm的正方形，优选的2mm-3mm的正方形。

在一种实施方式中，如图6所示，支撑件的厚度是有所不同的。上文提及，电路板71的背面与CPU对应的位置设置有衬板，衬板中设置有开口。因此，衬板相对于电路板71的底面是凸出的，为了保证电路板71受力均匀，这里与衬板相接触的支撑件的厚度相对于其他位置的支撑件的厚度要薄些。因此，在本发明中支撑件的厚度需要根据电路背面的凸出程度做一个适当的调整，以使电路板71受到均匀的支撑力。

进一步地，如图6所示，支撑件与电路板71的接触位置(黑色区域)设置有绝缘双面胶带。这样支撑件可以紧密贴合电路板71的背面，避免在震动环境中支撑件与电路板71之间产生相对位移，提高支撑的牢固性。

在一种实施方式中，绝缘垫41以及其上的支撑件的材质例如可以是尼龙材质。基于尼龙材质的特性，不仅可以对电路板71起到缓冲减震作用，同时还兼顾散热进风量和防尘效果。绝缘垫41的形状和大小可以与电路板71相一致。

电路板71和绝缘垫41可以通过多种方式固定于机箱72上，例如卡接、扣接或者螺接等。

在一种实施方式中，如图1所示，电路板71和绝缘垫41通过螺接方式固定在机箱72上。机箱72的底部设置有凸起铆柱721。绝缘垫41上具有多个安装孔45(如图4和6所示)，电路板71上也具有对应的安装孔。铆柱721穿过电路板71和绝缘垫41的安装孔后，可将螺钉722和/或螺柱723等固定在铆柱721上。由于电路板71背面有凸出的部分，例如上述提到的衬板，还可能有元器件以及正面各种元器件和插槽等的管脚(或针脚)穿板焊接后留的凸出的一部分，因此螺钉722或者螺柱721需有一定的高度，可以是1-20mm，优选的3-10mm，更优选的4-5mm。

基于上述的电子设备，本发明实施例还提供了一种电路板的安装方法。如图7A至图7E所示，其描述了电路板安装方法的一个示例。

如图7A所示，提供设置有支撑件的绝缘垫41，在绝缘垫41的安装孔的位置放置绝缘台阶导向钉46，以方便安全操作。

绝缘垫41采用尼龙材质，其上具有多个支撑件。支撑件的位置根据电路板71中器件的位置确定，具体参照上文所述。

支撑件包括第一组支撑件和/或第二组支撑件；其中，第一组支撑件为条状，且第一组支撑件互相平行；第二组支撑件呈块状。例如，支撑件可以对电路板71插接的内存、CPU及其散热器、PCIE板卡以及PCH芯片和LAN CTRL芯片散热器等位置提供支撑。例如，第一组支撑件的位置对应于电路板71背面内存插槽的相邻针脚之间的位置，或者对应于所电路板71的背面与CPU对应的位置。支撑件或电路板与支撑件相应位置可以设置背胶。

参见图7B，将绝缘垫41设有支撑件的一侧朝向电路板71的背面，通过导向件，例如台阶导向钉46，将绝缘垫41的安装孔与电路板71的安装孔与对齐。

参见图7C，将电路板71压向绝缘垫41，以使支撑件的背胶恰好粘贴在电路板71上的对应位置(或使电路板71的背胶恰好粘贴在支撑件上)，而后移除台阶导向钉46，如图7D所示。这样，绝缘垫41安装在电路板71的背面，组成电路板组件。

为了便于绝缘垫41和电路板71的快速安装，本申请导向件采用台阶导向钉46的形式，通过台阶导向钉46导向将绝缘垫41和电路板71对合，而后在对合后，移除导向钉46。当然还可以通过其他导向方式，例如在绝缘垫41和电路板71之间形成凹凸卡配的导引形式。本发明实施例中导向方式可以包括多种，对于导向方式仅做了示例性的说明，不用于对本发明技术内容的限定。

参见图7E，将电路板71组件放置在机箱72外壳底部凸起的铆柱721上，铆柱穿过绝缘垫41和电路板71的安装孔后，用紧固件，例如螺钉722或者铜螺柱723与铆柱固定，从而把主板组件固定在机箱72内。

将螺钉722和/或铜螺柱723与铆柱721拧紧后，绝缘垫41贴紧机箱72背面，同时支撑件贴紧电路板71，从而对电路板71形成有效的支撑。

在一种实施方式中，在绝缘垫41与电路板71安装前，在电路板71背面与CPU对应的位置设置衬板，而电路板71与衬板之间还设置有绝缘垫片41。衬板用于加固支撑电路板71的CPU，绝缘垫片41可以将衬板与电路板71绝缘。垫片可以粘贴在电路板71背面与CPU对应的位置，衬板可以粘贴在绝缘垫片41上。另一方面通过设置衬板使得对主板支撑得更加稳定。而由于衬板凸出电路板71的背面，因此，在绝缘垫上设置支撑件时，用于支撑衬板的支撑件厚度小于其它支撑件的厚度。

综上所述，本发明实施例所提供的电路板安装方法，通过绝缘垫的支撑件对电路板加强支撑。因此，在行车过程中，基于绝缘垫的作用，车载服务器的电路板可以有效避免三轴向随机振动会引发电路板易损伤不稳定的问题，保证车载服务器在车载环境中更加稳定工作。

以上仅是本发明的优选实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种车载服务器电路板的安装方法，其特征在于，所述车载服务器用于自动驾驶车辆的运算，所述方法包括：

在绝缘垫的侧面设置多个支撑件；

在电路板相对于正面的背面与一个或多个中央处理单元对应的位置设置衬板，其中，所述衬板用于加固支撑所述电路板的所述一个或多个中央处理单元；

将所述绝缘垫设有所述多个支撑件的所述侧面朝向所述电路板的所述背面，安装在所述电路板上，其中所述多个支撑件通过绝缘双面胶带贴合在所述电路板的所述背面，所述电路板的所述正面设置有多个器件，包括所述一个或多个中央处理单元及多个内存插槽，所述多个支撑件包括互相平行的多个条状支撑件，其中所述多个条状支撑件的一部分在所述侧面的位置对应于所述背面与所述一个或多个中央处理单元相对应的位置，且所述多个条状支撑件的另一部分接触所述背面上的所述多个内存插槽的相邻的多排针脚之间的区域，所述多个条状支撑件之间存在间隙以形成对所述多个器件散热的风道，其中，所述多个支撑件包括多个第一支撑件和多个第二支撑件，所述多个第一支撑件用于支撑所述衬板，且所述多个第二支撑件用于支撑所述电路板上的所述多个内存插槽中的内存，其中所述多个第一支撑件的厚度小于所述多个第二支撑件的厚度；及

将安装有所述绝缘垫的所述电路板安装在机箱上，且所述绝缘垫位于所述电路板与所述机箱之间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述多个支撑件还包括多个块状支撑件，分散在所述绝缘垫的所述侧面上，所述多个块状支撑件的每一个为正方形，且所述正方形的边长为1毫米至5毫米。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，将所述绝缘垫安装在所述电路板上包括：通过导向件导向将所述绝缘垫和所述电路板对合，并在对合后，移除所述导向件。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，将所述绝缘垫安装在所述电路板上包括：通过背胶方式将所述多个支撑件与所述电路板的所述背面结合。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在所述电路板与所述衬板之间设置绝缘垫片。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述机箱具有铆柱，且所述绝缘垫和所述电路板具有安装孔，

将安装有所述绝缘垫的所述电路板安装在所述机箱上包括：使所述铆柱穿过所述绝缘垫和所述电路板的所述安装孔，并用紧固件与所述铆柱固定。

7.一种车载服务器，其特征在于，所述车载服务器用于自动驾驶车辆的运算，所述车载服务器包括：

机箱；

电路板，安装在所述机箱上，其中所述电路板的正面设置有多个器件，包括一个或多个中央处理单元及多个内存插槽；

衬板，设置在所述电路板相对于所述正面的背面与所述一个或多个中央处理单元对应的位置，用于加固支撑所述电路板的所述一个或多个中央处理单元；及

绝缘垫，所述绝缘垫的侧面设置有多个支撑件，所述绝缘垫设有所述多个支撑件的所述侧面朝向所述电路板的所述背面，所述绝缘垫安装在所述电路板与所述机箱之间，且所述多个支撑件通过绝缘双面胶带贴合在所述电路板的所述背面，其中所述多个支撑件包括互相平行的多个条状支撑件，所述多个条状支撑件的一部分在所述侧面的位置对应于所述背面与所述一个或多个中央处理单元相对应的位置，且所述多个条状支撑件的另一部分接触所述背面上的所述多个内存插槽的相邻的多排针脚之间的区域，所述多个条状支撑件之间存在间隙以形成对所述多个器件散热的风道，其中，所述多个支撑件包括多个第一支撑件和多个第二支撑件，所述多个第一支撑件用于支撑所述衬板，且所述多个第二支撑件用于支撑所述电路板上的所述多个内存插槽中的内存，其中所述多个第一支撑件的厚度小于所述多个第二支撑件的厚度。

8.根据权利要求7所述的车载服务器，其特征在于，其中，所述多个支撑件还包括多个块状支撑件，分散在所述绝缘垫的所述侧面上，所述多个块状支撑件的每一个为正方形，且所述正方形的边长为1毫米至5毫米。

9.根据权利要求8所述的车载服务器，其特征在于，还包括绝缘垫片，所述绝缘垫片设置在所述电路板与所述衬板之间。