[发明专利]一种基于流体介质散热的板卡组件及安装板卡组件的设备

说明书

本发明公开了一种基于流体介质散热的板卡组件及安装板卡组件的设备，包括液冷板、流体介质、流道盖板、PCB板、锁紧装置、插拔器、导向销、盲插式流体连接器；板卡组件的液冷板内充满流动的流体介质，PCB板上产生的热量通过热传递传给液冷板，液冷板与流体介质进行热交换，液流具有高换热系数、良好的流动性的特点，使得本发明的板卡组件能够承受的热流密度大，板卡散热效率高，热负载温度梯度小。板卡组件的锁紧装置进行了特殊的设计，在传统锁紧原理下提供新的实现方式。板卡组件的插拔器利用滚动摩擦取代传统的硬挤压帮助板卡组件插拔，同时插拔器的助力杆能够卡入液冷板实现自锁。

技术领域

本发明属于板卡领域，具体涉及一种基于流体介质散热的板卡组件及安装板卡组件的设备，主要用于计算机、控制器、交换机、通讯设备、电力电子、雷达设备等功能设备内印制板电路的散热，特别适用于高功率、高密度电子设备内印制板电路的散热，确保其具有良好的工作环境。

背景技术

随着电子技术的快速发展，电子设备集成度进一步提高，集成器件的功能日趋复杂，功率不断加大，再加上特殊领域电子装备小型化和机动性的需要，其结构设计朝着小型组装方向发展，单位面积的功率不断增大，电子元器件散发的热量相应增加，热流密度也成倍的增加。大量的热耗如果不能及时散发出去，将极大地影响电子设备的可靠性。

一般而言，电子产品的温度每急剧上升10℃，可靠度可能会降低为原来的一半，而温度从75℃升高至125℃，可靠度则变为原来的20％。印制板电路是一种高度集成的应用电路，PCB板卡上会焊接大量的电子元器件，其中电阻、电源模块和芯片等器件在工作过程中会产生一定的热量，实践证明，随着温度的增加，PCB板卡的失效率也呈指数增长趋势。PCB板卡工作的可靠性和正常工作寿命与其工作温度密切相关，而实施有效的热控制措施是提高设备工作可靠性的关键措施，PCB板卡的热控制尤为重要。

目前PCB板卡的冷却方式通常为自然风冷和强迫风冷两种形式。自然风冷是最理想的冷却方式，无需其他辅助设备，但其冷却能力较低，适合热流密度在0.04W/cm2以下的电子元器件的冷却，自然风冷是将PCB板上的热量通过热辐射和热传导的形式传递到外部。强迫风冷的冷却系统结构简单、紧凑，成本低，设备量少，但受外形尺寸及重量的限制，所提供的风量有限，适合热流密度较低的场合，强迫风冷是将PCB板上的热量传递给散热器，然后强迫风流将散热器表面能的热量带出环境。一般情况下，在热流密度小于0.4W/cm2时，可采用强迫风冷。目前自然风冷和强迫风冷广泛应用于PCB板卡的散热，但是这种冷却方式在板卡技术领域有一定的局限性：

1、自然风冷热传递路径长，整个散热路径热阻大；

2、强迫风冷需设计风道，合理的风道才能提供足够的风流进行良好的冷却；

3、强迫风冷是开放的冷却方式，使灰尘、湿气等负面因素带入板卡工作环境；

4、自然风冷和强迫风冷初始热交换效率低，具有一定的热梯度之后热交换效率会升高；

5、自然风冷和强迫风冷的风流受环境影响很大，若PCB板卡所处的环境本身就温度就比较高，在大系统中自然风冷和强迫风冷就起不到作用；

6、自然风冷和强迫风冷自身散热能力的局限性限制了板卡的设计，在板卡设计时需充分论证板卡的散热能力，由于空间限制会给结构设计造成很大压力。

发明内容

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提供了一种基于流体介质散热的板卡组件，不仅能够完成目前PCB板卡的安装及散热功能，为PCB板提供可靠的固定方式，同时能够提供良好的散热路径，为PCB板的工作提供可靠的散热环境，确保PCB板工作的可靠性和工作寿命，同时提供一种可靠的PCB板安装方式和设备；板卡组件的锁紧装置进行了特殊的设计，在传统锁紧原理下提供新的实现方式。板卡组件的插拔器利用滚动摩擦取代传统的硬挤压帮助板卡组件插拔，同时插拔器的助力杆能够卡入液冷板实现自锁。