CN117729741B - 一种用于印刷电路板的散热结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于印刷电路板的散热结构，包括散热箱，所述散热箱内连接有PCB板，所述PCB板的底部设置有第一芯片和第二芯片，所述第一芯片和第二芯片左右分布，所述散热箱上设置有散热机构；所述散热机构包括第一散热板和第二散热板，所述散热箱的底部开口，所述第一散热板固定且密封贴合设置在散热箱的底部，所述第一散热板内设置有第一流道，所述第一流道的两端均延伸至第一散热板的外侧壁，本发明第一芯片和第二芯片均采用了双液冷的方式进行散热，提高了散热效率，另外，因第一芯片的功率大于第二芯片的功率，第一芯片产生的热量大于第二芯片，第一芯片采用第二散热板和第一冷却液同时吸热的方式进行散热，进一步提高了散热效率。

Description

一种用于印刷电路板的散热结构

技术领域

本发明涉及一种用于印刷电路板的散热结构，属于散热技术领域。

背景技术

印制电路板（Printed circuit boards，简称PCB板），又称印刷电路板，是电子元器件电气连接的提供者，印制电路板在工作期间，印制电路板上的芯片等元器件会产生大量的热量，印制电路板长期处于高温环境下，会影响其使用寿命。

公开号为CN219478379U的实用新型专利公开了一种散热性PCB板结构，包括PCB板，所述PCB板的顶面抵接有上层散热腔，所述PCB板的底面抵接有下层散热腔，所述上层散热腔与所述下层散热腔连通；所述上层散热腔的顶面设有循环泵，所述循环泵的输出端连通有进水管，所述进水管的下端与所述上层散热腔连通，所述循环泵的输入端连通有出水管，所述出水管的下端与所述上层散热腔连通；所述上层散热腔和所述下层散热腔之间设有连接板，所述连接板设置于所述上层散热腔和所述下层散热腔的两端，所述连接板的内壁均固定连接有固定机构，所述固定机构远离所述连接板的一端抵接所述PCB板；该实用新型可保证PCB板在高温环境下进行工作，有效保证PCB板的性能。但是，现有技术中，芯片产生的热量由导热片传递给散热片，所述散热片对导热片传导的热量进行散发，由于芯片本身体积较小，导致芯片与散热片之间的导热面积较小，芯片与导热片之间的热传递效率较低，从而影响芯片散热效率。

因此，需要有一种用于印刷电路板的散热结构，避免提高散热效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供提高散热效率的一种用于印刷电路板的散热结构。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种用于印刷电路板的散热结构，包括散热箱，所述散热箱内连接有PCB板，所述PCB板的底部设置有第一芯片和第二芯片，所述第一芯片和第二芯片左右分布，所述散热箱上设置有散热机构；

所述散热机构包括第一散热板和第二散热板，所述散热箱的底部开口，所述第一散热板固定且密封贴合设置在散热箱的底部，所述第一散热板内设置有第一流道，所述第一流道的两端均延伸至第一散热板的外侧壁，所述第二散热板固定插入散热箱，所述第二散热板的顶部与第一芯片的底部贴合，所述第二散热板内设置有第二流道，所述第二流道的两端均延伸至第二散热板的外侧壁，所述第二流道的两端均与散热箱的外部连通，所述散热箱内设置有第一冷却液，所述PCB板浸没在第一冷却液内，所述第一流道和第二流道内均输入有第二冷却液；

所述散热箱内设置有多个连接块，所述连接块与PCB板固定连接，所述连接块上竖向活动穿设有升降杆，所述升降杆的顶端固定设置在散热箱的内壁上，所述升降杆的底端固定设置有连接板，所述连接板和连接块之间设置有弹簧，所述弹簧套设在升降杆上，所述弹簧的两端分别与连接板和连接块连接；

所述散热箱包括箱体和箱盖，所述箱体的顶部设置有检修口，所述箱盖盖设在箱体的顶部，所述箱盖用于实现检修口的密封，所述箱盖与箱体固定连接，所述箱盖的底部竖向固定设置有多个导杆，所述导杆上套设有锁紧块，所述锁紧块固定设置在箱体的外壁，所述导杆上设置有多个锁紧孔，同一导杆上的多个锁紧孔自上而下分布，其中一个导杆上穿设有定位销，所述定位销与锁紧块的顶部抵靠，所述升降杆的顶端与箱盖固定连接；

所述箱盖的顶部固定连接有把手；

所述把手包括固定管和两个连接管，所述固定管水平设置在箱盖的上方，两个连接管分别固定设置在固定管的两端，所述连接管的两端均固定穿过箱盖，所述连接管位于PCB板的上方，所述固定管内空腔、箱体内空腔和两个连接管内空腔形成气道；

所述固定管的内壁上设置有滑槽，所述滑槽与固定管平行，所述滑槽延伸至固定管的外周壁上，所述固定管上同轴套设有移动管，所述移动管与固定管滑动且密封连接，所述移动管实现滑槽的密封，所述固定管内设置有密封块，所述密封块与固定管的内壁滑动且密封连接，所述密封块上固定设置有传动块，所述传动块滑槽匹配，所述传动块穿过滑槽，所述传动块与滑槽的内壁滑动且密封连接，所述传动块固定设置在移动管的内壁上。

作为优选，所述散热箱内设置有液体扇，所述液体扇位于第一散热板和第二芯片之间，所述液体扇通过第一螺栓可拆卸固定设置在第一散热板上。

作为优选，所述第一芯片功率为300瓦，所述第二芯片功率为30瓦。

作为优选，所述第一流道和第二流道均呈S型分布。

作为优选，所述第一冷却液为氟化液，所述氟化液的密度1600千克每立方米，动力粘度为0.0025帕秒，比热为1100焦耳每千克开尔文，导热系数为0.1瓦每米每开。

作为优选，所述第二冷却液为水，所述水的密度为1000千克每立方米，动力粘度为0.000089帕秒，比热为4181.72J焦耳每千克开尔文，导热系数0.620271瓦每米每开。

作为优选，所述箱盖的底部设置固定设置有密封板，所述密封板与检修口匹配，所述密封板位于检修口内，所述密封板与检修口实现密封。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、第一芯片和第二芯片均采用了双液冷的方式进行散热，提高了散热效率，另外，因第一芯片的功率大于第二芯片的功率，第一芯片产生的热量大于第二芯片，第一芯片采用第二散热板和第一冷却液同时吸热的方式进行散热，进一步提高了散热效率；

2、PCB板维修时，首先将PCB板固定在箱体的上方，不仅便于PCB板上的第一冷却液流至箱体内，避免第一冷却液的浪费，而且无需排出箱体内的第一冷却液，提高PCB板维修的便捷性；

3、通过连接管往复吸入和排出空气，使空气作用到PCB板的上，吹动PCB板上的第一冷却液流入箱体内，提高PCB板的干燥效率。

附图说明

图1为本发明一种用于印刷电路板的散热结构的立体图；

图2为本发明一种用于印刷电路板的散热结构的主视图；

图3为本发明一种用于印刷电路板的散热结构的左视图；

图4为本发明一种用于印刷电路板的散热结构的俯视图；

图5为散热机构的立体图；

图6为图5的A部放大图；

图7为第一散热板的剖视图；

图8为第二散热板的剖视图；

图9为箱体的立体图；

图10为箱盖的立体图；

图11为图10的B部放大图；

图12为密封块的立体图；

图13为密封块、固定管和移动管的连接结构剖视图；

图14为PCB板的立体图；

图15为液体扇流线及风速的仿真图；

图16为PCB板的温度云图。

其中：

散热箱1，PCB板2，散热机构3；

箱体11，箱盖12，检修口13，第二螺栓14，导杆15，锁紧块16，锁紧孔17，把手18，定位销19；

密封板121；

固定管181，连接管182，滑槽183，移动管184，密封块185，传动块186；

第一芯片21，第二芯片22；

第一散热板31，第二散热板32，液体扇33，第一螺栓34，连接块35，升降杆36，连接板37，弹簧38；

第一流道311；

第二流道321。

具体实施方式

如图1-14所示，本实施例中的一种用于印刷电路板的散热结构，包括散热箱1，所述散热箱1内连接有PCB板2，所述PCB板2的底部设置有第一芯片21和第二芯片22，所述第一芯片21和第二芯片22左右分布，所述第一芯片21功率为300瓦，所述第二芯片22功率为30瓦，所述散热箱1上设置有散热机构3；

所述散热机构3包括第一散热板31和第二散热板32，所述散热箱1的底部开口，所述第一散热板31固定且密封贴合设置在散热箱1的底部，所述第一散热板31内设置有第一流道311，所述第一流道311的两端均延伸至第一散热板31的外侧壁，所述第一流道311呈S型分布，所述第二散热板32固定插入散热箱1，所述第二散热板32的顶部与第一芯片21的底部贴合，所述第二散热板32内设置有第二流道321，所述第二流道321的两端均延伸至第二散热板32的外侧壁，所述第二流道321的两端均与散热箱1的外部连通，所述第二流道321呈S型分布，所述散热箱1内设置有第一冷却液，所述PCB板2浸没在第一冷却液内，所述散热箱1内设置有液体扇33，所述液体扇33位于第一散热板31和第二芯片22之间，所述液体扇33通过第一螺栓34可拆卸固定设置在第一散热板31上，所述第一流道311和第二流道321内均输入有第二冷却液；

所述第一冷却液为氟化液，所述氟化液的密度1600千克每立方米，动力粘度为0.0025帕秒，比热为1100焦耳每千克开尔文，导热系数为0.1瓦每米每开；

所述第二冷却液为水，所述水的密度为1000千克每立方米，动力粘度为0.000089帕秒，比热为4181.72J焦耳每千克开尔文，导热系数0.620271瓦每米每开；

所述散热箱1内设置有四个连接块35，四个连接块35成矩阵分布，所述连接块35与PCB板2固定连接，所述连接块35上竖向活动穿设有升降杆36，所述升降杆36的顶端固定设置在散热箱1的内壁上，所述升降杆36的底端固定设置有连接板37，所述连接板37和连接块35之间设置有弹簧38，所述弹簧38套设在升降杆36上，所述弹簧38的两端分别与连接板37和连接块35连接；

工作期间，第一芯片21和第二芯片22产生热量，第一芯片21产生的热量一部分从第二散热板32传递至第二流道321内的第二冷却液中，另一部分热量传递至第一冷却液内后再通过第一散热板31传递至第一流道311内的第二冷却液中，第二芯片22产生的热量则传递至第一冷却液内后再通过第一散热板31传递至第一流道311内的第二冷却液中，同时，液冷扇启动，使第一冷却液在散热箱1内流动，实现第一冷却液的搅拌，提高第一冷却液温度分布的均匀度，提高第一冷却液吸热能力；

实际上，第一流道311的一端和第二流道321的一端均连接第二冷却液提供装置，第二冷却液提供装置可以为水泵，通过第二冷却液提供装置将第二冷却液分别从第一流道311的一端和第二流道321的一端输入后，再从第一流道311的另一端和第二流道321的另一端排出，如此，通过第一冷却液和第二冷却液的流动，将第一芯片21和第二芯片22上的热量排出，实现了散热；

第一芯片21产生热量时，因热胀冷缩的原理，第一芯片21体积增大，并推动PCB板2上升，则带动连接块35在升降杆36上上升，并使弹簧38产生形变，如此，则避免第一芯片21膨胀后PCB板2和第二散热板32对第一芯片21造成挤压而损坏；

其中，第一芯片21和第二芯片22均采用了双液冷的方式进行散热，提高了散热效率，另外，因第一芯片21的功率大于第二芯片22的功率，第一芯片21产生的热量大于第二芯片22，第一芯片21采用第二散热板32和第一冷却液同时吸热的方式进行散热，进一步提高了散热效率；

所述散热箱1包括箱体11和箱盖12，所述箱体11的顶部设置有检修口13，所述箱盖12盖设在箱体11的顶部，所述箱盖12用于实现检修口13的密封，所述箱盖12通过第二螺栓14与箱体11实现可拆卸固定连接，升降杆36的顶端固定设置在箱盖12的底部，所述箱盖12的底部竖向固定设置有两个导杆15，两个导杆15分别位于箱体11的左右两侧，所述导杆15上套设有锁紧块16，所述锁紧块16固定设置在箱体11的外壁，所述导杆15上设置有多个锁紧孔17，同一导杆15上的多个锁紧孔17自上而下分布，其中一个导杆15上穿设有定位销19，所述定位销19与锁紧块16的顶部抵靠；

所述箱盖12的底部设置固定设置有密封板121，所述密封板121与检修口13匹配，所述密封板121位于检修口13内，所述密封板121与检修口13实现密封；

所述箱盖12的顶部固定连接有把手18；

所述把手18包括固定管181和两个连接管182，所述固定管181水平设置在箱盖12的上方，两个连接管182分别固定设置在固定管181的两端，所述连接管182的两端均固定穿过箱盖12和密封板121，所述连接管182位于PCB板2的上方，所述固定管181内空腔、箱体11内空腔和两个连接管182内空腔形成气道，所述固定管181的内壁上设置有两个条形的滑槽183，所述滑槽183与固定管181平行，所述滑槽183延伸至固定管181的外周壁上，所述固定管181上同轴套设有移动管184，所述移动管184与固定管181滑动且密封连接，所述移动管184实现滑槽183的密封，所述固定管181内设置有密封块185，所述密封块185与固定管181的内壁滑动且密封连接，所述密封块185的两侧固定设置有两个传动块186，两个传动块186与两个滑槽183一一对应且匹配，所述传动块186穿过滑槽183，所述传动块186与滑槽183的内壁滑动且密封连接，所述传动块186固定设置在移动管184的内壁上；

当PCB板2需要维修时，首先，拔出定位销19并旋下第二螺栓14，拉动把手18使箱盖12上升，箱盖12的上升依次通过升降杆36、弹簧38、连接板37和连接块35带动PCB板2同步上升，并使PCB板2移动至箱体11的上方，箱盖12的上升还带动导杆15在锁紧块16上同步上升，接着，将定位销19插入此时锁紧块16上方最靠近锁紧块16的锁紧孔17内，松开把手18，则使定位销19与锁紧块16的顶部抵靠，如此，则实现箱盖12和PCB板2的固定，使PCB板2上的第一冷却液滴落至箱体11内，同时，推动移动管184在固定管181上沿固定管181轴向往复移动，并通过传动块186带动密封块185同步移动，如此，则使连接管182往复吸入和排出空气，连接管182排出空气时作用到PCB板2的顶部，在气流的作用下，吹动PCB板2上的第一冷却液流入箱体11内，提高PCB板2的干燥效率；

当PCB板2干燥完毕后，拔出定位销19，将箱盖12从箱体11上取下并对PCB板2进行维修，如此，则PCB板2维修时无需排出箱体11内的第一冷却液，而且还可以提高PCB的干燥效率，提高PCB板2维修的便捷性；

如图15-16所示，对该结构的仿真试验，初始环境温度为38摄氏度，通过流体仿真软件对该装置进行瞬态计算，PCB板2正常工作两小时后，液体扇333流速约为0.5米每秒，第一芯片21和第二芯片22温度均控制在60摄氏度以下，散热效果良好；

其中，Velocity为速度，Magnitude为震级，Temperature为温度；

综上所述，第一芯片21和第二芯片22均采用了双液冷的方式进行散热，提高了散热效率，另外，因第一芯片21的功率大于第二芯片22的功率，第一芯片21产生的热量大于第二芯片22，第一芯片21采用第二散热板32和第一冷却液同时吸热的方式进行散热，进一步提高了散热效率，另外，PCB板2维修时，首先将PCB板2固定在箱体11的上方，不仅便于PCB板2上的第一冷却液流至箱体11内，避免第一冷却液的浪费，而且无需排出箱体11内的第一冷却液，提高PCB板2维修的便捷性，其次，通过连接管182往复吸入和排出空气，使空气作用到PCB板2的上，吹动PCB板2上的第一冷却液流入箱体11内，提高PCB板2的干燥效率，并且，第一芯片21产生热量体积增大时，通过PCB板2的上升，可以防止PCB板2和第二散热板32对第一芯片21造成挤压而损坏。

除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于印刷电路板的散热结构，包括散热箱（1），所述散热箱（1）内连接有PCB板（2），所述PCB板（2）的底部设置有第一芯片（21）和第二芯片（22），所述第一芯片（21）和第二芯片（22）左右分布，其特征在于：所述散热箱（1）上设置有散热机构（3）；

所述散热机构（3）包括第一散热板（31）和第二散热板（32），所述散热箱（1）的底部开口，所述第一散热板（31）固定且密封贴合设置在散热箱（1）的底部，所述第一散热板（31）内设置有第一流道（311），所述第一流道（311）的两端均延伸至第一散热板（31）的外侧壁，所述第二散热板（32）固定插入散热箱（1），所述第二散热板（32）的顶部与第一芯片（21）的底部贴合，所述第二散热板（32）内设置有第二流道（321），所述第二流道（321）的两端均延伸至第二散热板（32）的外侧壁，所述第二流道（321）的两端均与散热箱（1）的外部连通，所述散热箱（1）内设置有第一冷却液，所述PCB板（2）浸没在第一冷却液内，所述第一流道（311）和第二流道（321）内均输入有第二冷却液；

所述散热箱（1）内设置有多个连接块（35），所述连接块（35）与PCB板（2）固定连接，所述连接块（35）上竖向活动穿设有升降杆（36），所述升降杆（36）的顶端固定设置在散热箱（1）的内壁上，所述升降杆（36）的底端固定设置有连接板（37），所述连接板（37）和连接块（35）之间设置有弹簧（38），所述弹簧（38）套设在升降杆（36）上，所述弹簧（38）的两端分别与连接板（37）和连接块（35）连接；

所述散热箱（1）包括箱体（11）和箱盖（12），所述箱体（11）的顶部设置有检修口（13），所述箱盖（12）盖设在箱体（11）的顶部，所述箱盖（12）用于实现检修口（13）的密封，所述箱盖（12）与箱体（11）固定连接，所述箱盖（12）的底部竖向固定设置有多个导杆（15），所述导杆（15）上套设有锁紧块（16），所述锁紧块（16）固定设置在箱体（11）的外壁，所述导杆（15）上设置有多个锁紧孔（17），同一导杆（15）上的多个锁紧孔（17）自上而下分布，其中一个导杆（15）上穿设有定位销（19），所述定位销（19）与锁紧块（16）的顶部抵靠，所述升降杆（36）的顶端与箱盖（12）固定连接；

所述箱盖（12）的顶部固定连接有把手（18）；

所述把手（18）包括固定管（181）和两个连接管（182），所述固定管（181）水平设置在箱盖（12）的上方，两个连接管（182）分别固定设置在固定管（181）的两端，所述连接管（182）的两端均固定穿过箱盖（12），所述连接管（182）位于PCB板（2）的上方，所述固定管（181）内空腔、箱体（11）内空腔和两个连接管（182）内空腔形成气道；

所述固定管（181）的内壁上设置有滑槽（183），所述滑槽（183）与固定管（181）平行，所述滑槽（183）延伸至固定管（181）的外周壁上，所述固定管（181）上同轴套设有移动管（184），所述移动管（184）与固定管（181）滑动且密封连接，所述移动管（184）实现滑槽（183）的密封，所述固定管（181）内设置有密封块（185），所述密封块（185）与固定管（181）的内壁滑动且密封连接，所述密封块（185）上固定设置有传动块（186），所述传动块（186）滑槽（183）匹配，所述传动块（186）穿过滑槽（183），所述传动块（186）与滑槽（183）的内壁滑动且密封连接，所述传动块（186）固定设置在移动管（184）的内壁上。

2.根据权利要求1所述的一种用于印刷电路板的散热结构，其特征在于：所述散热箱（1）内设置有液体扇（33），所述液体扇（33）位于第一散热板（31）和第二芯片（22）之间，所述液体扇（33）通过第一螺栓（34）可拆卸固定设置在第一散热板（31）上。

3.根据权利要求1所述的一种用于印刷电路板的散热结构，其特征在于：所述第一芯片（21）功率为300瓦，所述第二芯片（22）功率为30瓦。

4.根据权利要求1所述的一种用于印刷电路板的散热结构，其特征在于：所述第一流道（311）和第二流道（321）均呈S型分布。

5.根据权利要求1所述的一种用于印刷电路板的散热结构，其特征在于：所述第一冷却液为氟化液，所述氟化液的密度1600千克每立方米，动力粘度为0.0025帕秒，比热为1100焦耳每千克开尔文，导热系数为0.1瓦每米每开。

6.根据权利要求1所述的一种用于印刷电路板的散热结构，其特征在于：所述第二冷却液为水，所述水的密度为1000千克每立方米，动力粘度为0.000089帕秒，比热为4181.72J焦耳每千克开尔文，导热系数0.620271瓦每米每开。

7.根据权利要求1所述的一种用于印刷电路板的散热结构，其特征在于：所述箱盖（12）的底部设置固定设置有密封板（121），所述密封板（121）与检修口（13）匹配，所述密封板（121）位于检修口（13）内，所述密封板（121）与检修口（13）实现密封。