CN106941768A - 单板散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单板散热装置，单板包括面板、设置在面板内侧的PCB板以及设置在PCB板上的若干器件，散热装置包括：设置在单板上、用于对器件进行散热的散热模组，散热模组包括位于器件侧、用以吸收器件热量的热端，以及位于面板外侧、转移热端热量的冷端，面板外侧设置有中空且通风的盒体，冷端位于所述盒体内。本发明实现了对PCB板上器件的有效散热，一方面解决瓶颈器件的散热问题，另一方面减少器件热级联影响，并能降低单板风阻、提升风量，引入冷风、增大单板温升，来提高单板所处槽位的散热能力，解决单板的散热问题。

Description

单板散热装置

技术领域

本发明涉及通讯设备技术领域，尤其涉及一种单板散热装置。

背景技术

目前，通讯产品更新换代步伐加快，为获得市场竞争优势，通讯产品向小尺寸、高业务性能、低噪声方向发展，并极力实现数代产品在同一***架构下的兼容替代，必然导致***及业务单板的热流密度增加，散热成为影响通讯产品可靠性的关键瓶颈之一。

通讯设备的热源来源于业务单板的功耗器件，目前业务单板所在槽位的散热能力有限，在单板有限空间内器件排布密集、热点问题突出、热敏感器件所处位置环境恶劣；通过对器件布局进行调整，优化器件散热器，增加导风板进行风道优化设计等，仍然不能解决单板或个别器件的超温问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种单板散热装置，旨在提高单板所处槽位的散热能力，解决单板的散热问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种单板散热装置，所述单板包括面板、设置在面板内侧的PCB板以及设置在所述PCB板上的若干器件，所述散热装置包括：设置在所述单板上、用于对所述器件进行散热的散热模组，所述散热模组包括位于器件侧、用以吸收器件热量的热端，以及位于面板外侧、转移所述热端热量的冷端，所述面板外侧设置有中空且通风的盒体，所述冷端位于所述盒体内。

优选地，所述散热模组还包括：位于热端侧的冷板、位于冷端侧的散热件，以及热管，所述冷板的下表面区域与所述器件固定在一起；所述热管包括作为所述热端的第一直管段、作为所述冷端的第二直管段以及连接所述第一直管段和第二直管段的弧形段；所述第一直管段连接所述冷板，所述第二直管段连接所述散热件；所述散热件置于所述盒体内。

优选地，所述冷板的下表面位于面板侧的边缘设有凸台，所述凸台设有通孔；所述散热件为齿片或带有齿的散热器，所述散热件设有通孔；所述第一直管段***所述凸台的通孔内，所述第二直管段***所述散热件的通孔内。

优选地，所述第一直管段与所述凸台的通孔通过焊接或胶粘固定；所述第二直管段与所述散热件的通孔通过焊接或胶粘固定。

优选地，所述冷板上表面设置有散热齿。

优选地，所述面板上设有卡槽，所述热管的第一直管段伸出所述凸台的部分扣在所述卡槽内；所述面板对应盒体的位置设有通风口。

优选地，所述卡槽处设置有弹片，所述热管的第一直管段伸出所述凸台的部分压过所述弹片扣在所述卡槽内。

优选地，所述弹片上设有导电布；所述盒体设置在所述面板上，且位于所述面板外侧，或者，所述盒体设置在所述散热模组上，且与所述散热模组为一体式结构。

优选地，所述盒体包括上板、下板及侧板，所述上板、下板及侧板中一个或多个设有通风孔。

优选地，所述单板散热装置还包括散热器，所述散热器设置于所述冷板的上表面。

本发明提出的一种单板散热装置，通过在单板上设置散热模组，在单板的面板外凸设置盒体，散热模组与外凸盒体组合使用，通过散热模组的冷端与热端的热量转移，实现了对PCB板(印制电路板)上器件的有效散热，一方面解决瓶颈器件的散热问题，另一方面减少器件热级联影响，并能降低单板风阻、提升风量，引入冷风、增大单板温升，来提高单板所处槽位的散热能力，解决单板的散热问题。

附图说明

图1a为单板器件布局示意图；

图1b为单板器件散热器布局结构示意图；

图2为本发明实施案例单板拆分结构示意图；

图3为本发明施案例散热模组拆分示结构意图；

图4为本发明实施例单板组装风向示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例方案主要是通过在单板上设置散热模组，在单板的面板外凸设置盒体，散热模组与外凸盒体组合使用，通过散热模组的冷端与热端的热量转移，实现了对PCB板(印制电路板)上器件的有效散热，一方面解决瓶颈器件的散热问题，另一方面减少器件热级联影响，并能降低单板风阻、提升风量，引入冷风、增大单板温升，来提高单板所处槽位的散热能力，解决单板的散热问题。

具体地，本发明涉及一种高热流密度单板的散热设计，如图2所示，本发明实施例提出一种单板散热装置，所述单板包括面板1、设置在面板1内侧的PCB板2以及设置在所述PCB板2上的若干器件，所述散热装置包括：设置在所述单板上、用于对所述器件进行散热的散热模组60`，所述散热模组60`包括位于器件侧、用以吸收器件热量的热端，以及位于面板1外侧、转移所述热端热量的冷端，所述面板1外侧设置有中空且通风的盒体17，所述冷端位于所述盒体17内，所述面板1对应盒体17的位置设有通风口14。其中，盒体17可以设置在面板1上，也可以设置在散热模组60`上，与散热模组60`可以是一体式结构。

由此，通过在单板的面板1外凸设置盒体17，散热模组60`与外凸盒体17组合使用，并通过散热模组60`的冷端与热端的热量转移，实现了对PCB板2上器件的有效散热，并可通过降低单板风阻，减少热级联影响，或引入冷风，增大单板温升，来提高单板所处槽位的散热能力，解决单板的散热问题。

在本实施例中，结合图3所示，所述散热模组60`还包括：位于热端侧的冷板61、位于冷端侧的散热件，以及热管63，所述冷板61的下表面区域与所述器件固定在一起；所述热管63包括作为所述热端的第一直管段63-1、作为所述冷端的第二直管段63-3以及连接所述第一直管段63-1和第二直管段63-3的弧形段63-2；所述第一直管段63-1连接所述冷板61，所述第二直管段63-3连接所述散热件；所述散热件置于所述盒体17内。

作为一种实施方式，所述冷板61的下表面位于面板1侧的边缘设有凸台62，所述凸台62设有通孔62-1；所述散热件为齿片或带有齿的散热器，所述散热件设有通孔；所述第一直管段63-1***所述凸台62的通孔62-1内，所述第二直管段63-3***所述散热件的通孔内。在其他实施例中，也可以将凸台设置在冷板61的上表面；或者，在其他实施例中，也可以在冷板61上不设置凸台，比如，直接在冷板61上设置安装第一直管段63-1的通孔。

具体实施时，所述第一直管段63-1与所述凸台62的通孔62-1可以通过焊接、压接、胶粘等方式固定，当然也不限于上述固定方式，可以根据实际情况进行选择；所述第二直管段63-3与所述齿片的通孔可以通过焊接、压接、胶粘等方式固定，当然也不限于上述固定方式，可以根据实际情况进行选择。

优选地，所述冷板61上表面可以设置散热齿，以提高散热能力，当然，根据需要，也可以无需在冷板61上表面设置散热齿。

为了安装热管63，可以在所述面板1上设置卡槽15，所述热管63的第一直管段63-1伸出所述凸台62的部分扣在所述卡槽15内。

进一步地，根据需要，为了更好的装配热管63的第一直管段63-1，还可以在所述卡槽15处设置弹片，所述热管63的第一直管段63-1伸出所述凸台62的部分压过所述弹片扣在所述卡槽15内。

此外，根据需要，还可以在所述弹片上设置导电布。

所述盒体17包括上板、下板及侧板，其中，可以在上板、下板及侧板中的一个或多个设置通风孔，多个侧板中，可以在至少一所述侧板设置通风孔。

进一步地，在冷板61上表面不设置散热齿的情况下，所述单板散热装置还可以包括散热器，所述散热器设置于所述冷板61的上表面，以提高单板的散热能力。

更为具体地，以下结合具体实例，对本实施例方案进行详细描述。

请参阅图1a、图1b，为常规单板布局图，单板包括面板1、PCB板2、器件3～8、以及对器件进行散热的散热器30～80、风向11为单板的独立风道形式；器件3～8为具有一定热耗的热源，利用散热器30～80进行辅助散热，从图1a、图1b中可以看出，单板布局比较紧凑；器件3、器件4为高热耗器件，风道下游的器件5～8受其热级联影响严重。

图1a中器件6温度要求比较低，为热敏感器件，因此，针对器件6利用本发明的散热装置进行散热，作为实施案例进行说明。

请参阅2和图3，本实施例单板散热装置包括面板1、PCB板2、器件6、散热模组60′及其他单板器件，进一步还可以包括散热器。

本实施例通过散热模组60′替代器件的散热器，冷板与器件装配在一起，冷端设置在面板的盒体内，器件热量通过散热模组传递到面板1的盒体17内进行散热，达到热量转移、减少风阻、减少热级联、增大温升的目的。

面板1包括上折弯边12、下折弯边12′、导电布13、通风口14、卡槽15、弹片16，外凸盒体17设置在面板外侧；上折弯边12上设置导电布13，实现***的导电通路，根据需要的位置及尺寸设置卡槽15，对应卡槽15处可以设置表面贴有导电布13的弹片16，弹片16为具有一定弹性的结构件，确保被压下去后能返还原样；外凸盒体17包括上板19、前板18及其他板面，后板可以设置通风孔或无后板，前板18设置通风孔18-1，与通风口14对应。

通风孔18-1可以为全开口形式，也可以为具有一定开孔率的形式。

器件6为具有一定热耗的热敏感器件，实现业务处理、数据转换等功能。

PCB板2为器件6的载体，内设置信号线、电路线等，将不同器件组合在一起，实现单板的业务功能；PCB板2固定在面板1的下折弯边12′上，形成单板架构。

散热模组60′替代常规散热器60，对器件6进行强化散热，包括冷板61、凸台62、热管63、齿片64；凸台62中设置孔62-1，齿片设置孔64-1；热管63包括第一直管段63-1、弧形段63-2、第二直管段63-3；热管63的第一直管段63-1通过焊接等方式与凸台62的孔62-1装配在一起，吸收器件传导到冷板61上的热量，为热端，第二直管段63-3通过焊接等方式与齿片64的孔64-1固定，置入到面板1上的盒体17内，盒体17内环境温度较低，将传来的热量散失出去，为冷端，形成散热模组60′，散热模组通过热端吸热，冷端散热的方式解决器件的散热问题。

其中，冷板61为均温板，也可为金属基板内部排布热管、或其他均温效果较好的新型材料，冷板61上表面可以设置散热齿，增加散热面积。

散热模组60′的冷板61下表面部分区域与器件6上表面固定在一起，两表面之间可以填充界面材料，减小界面热阻，使热源的热量能够快速均匀的传出，强化散热。

热管63的第一直管段63-1压过面板1的弹片16，扣在卡槽15中，齿片64端置入面板1的外凸盒体17内，然后扣上上板19，使单板内部与外部在盒体处形成独立风道结构；器件6的热量通过散热模组60′传递到盒体17内的冷端，利用盒体17内的温度场、速度场进行散热，提升单板内部的散热效率。盒体17内空气利用单板所在槽位的吹风或抽风作用，形成强迫对流，进行强化散热。

采用本发明的散热装置后，不仅增加了器件6的散热面积，减少了上游器件3、4对其热级联的影响，而且通过补充冷空气可以增大单板槽位温升，提高槽位散热能力。

请参阅图4，风向11为单板在***中的主要风道方向；风向9为***抽风情况下，散热模组60′的冷端齿片64的在盒体17内的空气流动方向，该情况下，齿片64所处环境温度较低，能有效改善器件6的散热，也可以增大单板槽位温升，提高槽位散热能力；风向10为***吹风情况下的空气流动方向，该情况虽然是从内部往外吹出的热风，但可以减少器件3、4对器件6的热级联影响改善散热。

由此可知，本发明提出的单板散热装置，通过将单板内部器件部分热量转移，充分利用周围温度场、速度场进行散热，降低单板内部散热压力，达到提高单板散热效率的目的。

需要说明的是，上述实施例中嵌入冷板中的热管，也可以不限于是热管，还可以为冷板直接伸出数个具有良好热传导性能的微通道等。

相比现有技术，本发明实施例方案利用盒体内的流场及温度场强化单板散热，可以相应减小器件的散热器尺寸，降低槽位风阻，提升槽位风量；可以减少所受热级联的影响，或对其他器件造成的热级联影响；可以引入冷风，增大单板所在槽位温升，提高槽位散热能力，单板内被冷却器件温度改善15％左右，达到解决单板器件的散热问题的目的。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种单板散热装置，所述单板包括面板、设置在面板内侧的PCB板以及设置在所述PCB板上的若干器件，其特征在于，所述散热装置包括：设置在所述单板上、用于对所述器件进行散热的散热模组，所述散热模组包括位于器件侧、用以吸收器件热量的热端，以及位于面板外侧、转移所述热端热量的冷端，所述面板外侧设置有中空且通风的盒体，所述冷端位于所述盒体内。

2.根据权利要求1所述的单板散热装置，其特征在于，所述散热模组还包括：位于热端侧的冷板、位于冷端侧的散热件，以及热管，所述冷板的下表面区域与所述器件固定在一起；所述热管包括作为所述热端的第一直管段、作为所述冷端的第二直管段以及连接所述第一直管段和第二直管段的弧形段；所述第一直管段连接所述冷板，所述第二直管段连接所述散热件；所述散热件置于所述盒体内。

3.根据权利要求2所述的单板散热装置，其特征在于，所述冷板的下表面位于面板侧的边缘设有凸台，所述凸台设有通孔；所述散热件为齿片或带有齿的散热器，所述散热件设有通孔；所述第一直管段***所述凸台的通孔内，所述第二直管段***所述散热件的通孔内。

4.根据权利要求3所述的单板散热装置，其特征在于，所述第一直管段与所述凸台的通孔通过焊接或胶粘固定；所述第二直管段与所述散热件的通孔通过焊接或胶粘固定。

5.根据权利要求3所述的单板散热装置，其特征在于，所述冷板上表面设置有散热齿。

6.根据权利要求3所述的单板散热装置，其特征在于，所述面板上设有卡槽，所述热管的第一直管段伸出所述凸台的部分扣在所述卡槽内；所述面板对应盒体的位置设有通风口。

7.根据权利要求6所述的单板散热装置，其特征在于，所述卡槽处设置有弹片，所述热管的第一直管段伸出所述凸台的部分压过所述弹片扣在所述卡槽内。

8.根据权利要求7所述的单板散热装置，其特征在于，所述弹片上设有导电布；所述盒体设置在所述面板上，且位于所述面板外侧，或者，所述盒体设置在所述散热模组上，且与所述散热模组为一体式结构。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的单板散热装置，其特征在于，所述盒体包括上板、下板及侧板，所述上板、下板及侧板中一个或多个设有通风孔。

10.根据权利要求3所述的单板散热装置，其特征在于，所述单板散热装置还包括散热器，所述散热器设置于所述冷板的上表面。