專利名稱：一種印刷電路板冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及印刷電路板技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及印刷電路板冷卻裝置。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，電子元器件處理能力和集成度不斷提高，電子器件體積的減小和功率的增加使得電子元器件的散熱問題越來越重要。PCB (Printed circuit board,印刷電路板)上集成各種不同形式和不同功耗的元器件，其散熱系統(tǒng)設(shè)計不僅關(guān)系到散熱性能，更涉及到各個散熱模塊之間的相互干擾，以及系統(tǒng)的整體布局。如圖1所示的傳統(tǒng)的局部散熱方式，在PCB板I的功率元件2上裝設(shè)散熱器3和風扇4，以解決PCB板局部器件熱耗較大的問題。但是，對于元件較多的PCB板而言，各散熱器之間，以及散熱器與各元件之間會產(chǎn)生相互干擾、結(jié)構(gòu)干涉，甚至可能對元件產(chǎn)生電磁干擾。同時，熱耗較大的元件的熱量難免會有部分傳導(dǎo)至PCB板上，使得印刷電路板承受較大的散熱壓力，可能導(dǎo)致PCB板局部溫度過高或者熱應(yīng)力過大而失效。如圖2所示的傳統(tǒng)的整體散熱方式側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖，將PCB板11置于較自身尺寸大的風道12內(nèi)，利用整機風扇13的氣流對PCB板進行整體散熱，這樣使得PCB板的散熱系統(tǒng)的尺寸較大，同時需要額外的風扇及附屬結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使得散熱系統(tǒng)的設(shè)計難度增大，且成本較高，不利于散熱系統(tǒng)小型化和集成化。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本申請實施例提供一種印刷電路板冷卻裝置，以降低PCB板的散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度及設(shè)計難度，并降低PCB板散熱系統(tǒng)的成本，技術(shù)方案如下:本申請?zhí)峁┮环N印刷電路板冷卻裝置，包括:進風管、進風接口和扁平風道，其中，所述扁平風道設(shè)置在所述印刷電路板的背面；所述進風管一端連接所述印刷電路板所在系統(tǒng)的主散熱風道，另一端通過所述進風接口連接所述扁平風道。優(yōu)選的，所述扁平風道具體為所述印刷電路板背面和與所述印刷電路板平行放置的平板，以及設(shè)置在所述平板兩側(cè)的第一側(cè)擋板和第二側(cè)擋板所圍成的空間。優(yōu)選的，所述平板和所述印刷電路板之間的平行距離為至少為10mm。優(yōu)選的，所述第一側(cè)擋板和所述第二側(cè)擋板與所述平板通過螺栓連接、或通過焊接方式連接。優(yōu)選的，所述進風接口與所述平板通過螺栓連接、或通過焊接方式連接。優(yōu)選的，上述的印刷電路板冷卻裝置還包括緊固件，所述緊固件上設(shè)置有通孔，通過所述通孔套設(shè)在所述進風管上；所述進風管通過所述緊固件與所述印刷電路板所在系統(tǒng)的主散熱風道連接。優(yōu)選的，所述進風接口與所述進風管連接的一側(cè)設(shè)置有數(shù)個連接所述進風管的進風孔，與所述扁平風道連接的一側(cè)均勻設(shè)置有數(shù)個出風孔，并在所述進風孔和所述出風孔之間形成等壓腔。優(yōu)選的，所述進風管為塑料管。優(yōu)選的，所述第一側(cè)擋板和所述第二側(cè)擋板的材質(zhì)均為不銹鋼金屬或塑料。本申請還提供一種電源，包括印刷電路板，以及上述的印刷電路板冷卻裝置。由以上本申請實施例提供的技術(shù)方案可見，所述印刷電路板冷卻裝置，通過進風管將印刷電路板所在系統(tǒng)的主散熱風道中的氣流引進到設(shè)置在印刷電路板背面的扁平風道中，再利用所述扁平風道中的氣流與印刷電路板進行熱交換，實現(xiàn)對印刷電路板的散熱。該印刷電路板冷卻裝置充分利用了印刷電路板所在系統(tǒng)的散熱資源，比如主散熱風道中的氣流，從而無需額外增設(shè)風扇或風機，降低了成本，降低了散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。而且，散熱風道設(shè)計為扁平狀，從而可降低PCB板的尺寸，節(jié)約空間，有利于元器件的小型化和集成化。


為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中PCB板采用局部散熱方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中PCB板采用整體散熱方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本申請實施例一種PCB板冷卻裝置的側(cè)面示意圖；圖4為本申請實施例一種PCB板冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本申請實施例一種進風接口的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當屬于本申請保護的范圍。請參見圖3和圖4，均示出了本申請實施例一種PCB板冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，所述PCB板冷卻裝置包括:進風管101、進風接口 102和扁平風道103，其中，扁平風道103設(shè)置在PCB板200的背面。進風管101的一端連接PCB板所在系統(tǒng)的主散熱風道，另一端通過所述進風接口102連接扁平風道103的一端，扁平風道的另一端為出風口 110。優(yōu)選的，如圖3所示，進風管101通過緊固件107連接PCB板所在系統(tǒng)的主散熱風道，所述緊固件107上設(shè)置有通孔，通過該通孔套設(shè)在進風管上，進風管通過緊固件107與PCB板所在系統(tǒng)的主散熱風道連接，從而將所述主散熱風道內(nèi)的氣流引入進風管101中。進風管101將PCB板所在系統(tǒng)的主散熱風道中的高壓氣流，通過進風接口引入到扁平風道中，在PCB板200背面形成氣流薄層，氣流薄層在流過扁平風道內(nèi)，與PCB板200進行充分地熱交換之后，經(jīng)扁平風道103的出風口 110排出，帶走PCB板200上的熱量，實現(xiàn)對PCB板200的散熱。具體實施時，在PCB板背面平行放置一平板104，在所述平板104的長邊側(cè)設(shè)置有第一側(cè)擋板105和第二側(cè)擋板，由PCB板的背面、平板104、第一側(cè)擋板105和第二側(cè)擋板共同圍成扁平風道103，即PCB板為形成扁平風道的一個平面，這樣，流過扁平風道的氣流能夠直接沖刷PCB板的背面進行強制對流散熱。該PCB板冷卻裝置直接以PCB板作為散熱風道的一部分，不僅提高了散熱效率，而且減少了額外的結(jié)構(gòu)件。本實施例提供的所述印刷電路板冷卻裝置，通過進風管將印刷電路板所在系統(tǒng)的主散熱風道中的氣流引進到設(shè)置在印刷電路板背面的扁平風道中，再利用所述扁平風道中的氣流與印刷電路板進行熱交換，實現(xiàn)對印刷電路板的散熱。該印刷電路板冷卻裝置充分利用了印刷電路板所在系統(tǒng)的散熱資源，比如所在系統(tǒng)的主散熱風道中的氣流，從而無需額外增設(shè)風扇或風機，降低了成本，降低了散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。而且，散熱風道設(shè)計為扁平狀，從而降低了 PCB板的尺寸，節(jié)約了空間，有利于元器件的小型化和集成化。優(yōu)選的，扁平風道的厚 度(即所述平板和PCB板之間的平行距離)至少為10mm，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，所述扁平風道的厚度可以依據(jù)散熱量及PCB板的尺寸進行設(shè)置。優(yōu)選的，第一側(cè)擋板105和第二側(cè)擋板(圖中未示出)均可以通過螺栓連接、或通過焊接方式連接平板104，還可以將第一側(cè)擋板105、第二側(cè)擋板和平板104都固定在PCB板的機架上，以使第一側(cè)擋板105和第二側(cè)擋板均與平板104無縫連接。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，第一側(cè)擋板105、第二側(cè)擋板與平板104之間的連接方式不局限于上述的方式，還可以是其他的連接方式，本申請對此并不限定。所述平板104的材質(zhì)可以為金屬板或者塑料，所述第一側(cè)擋板105和第二側(cè)擋板106的材質(zhì)優(yōu)選為不銹鋼金屬，當然也可以為其他的材質(zhì)，本申請對此并不限定。如圖5所示，進風接口 102具體可以為一長方體空腔結(jié)構(gòu)，其中與進風管連接的一側(cè)面上設(shè)置有數(shù)個進風孔108，通過所述數(shù)個進風孔108連接數(shù)根進風管。與所述進風孔108相對的一側(cè)面均勻設(shè)置有數(shù)個等直徑的小孔作為出風孔109，出風孔109直接與扁平風道相貫通，所述的長方體空腔內(nèi)形成等壓腔106，該等壓腔具有緩沖氣體的作用，使得通過出風孔的氣體均勻。具體的，本實施例提供的PCB板冷卻裝置的工作過程如下:PCB板散熱系統(tǒng)主散熱風道內(nèi)的氣流經(jīng)過進風管101進入進風接口 102的等壓腔中，氣流在等壓腔中緩沖后，經(jīng)出風孔109均勻進入扁平風道103，形成穩(wěn)定均勻氣流薄層，氣流薄層對PCB板200的背面進行沖刷，與PCB板200進行充分地熱交換后，經(jīng)由扁平風道103的出風口 110排出。本申請?zhí)峁┑腜CB板冷卻裝置根據(jù)以下散熱原理公式Q=hfOTceXATXAheat(式 I)式中，Q為總的對流散熱量，即氣流從PCB板所帶走的熱量；hf_為對流散熱系數(shù)，其由氣流速度、氣流物性、PCB板背面結(jié)構(gòu)等因素決定，對于特定氣體和PCB板，氣流速度越大，對流散熱系數(shù)越大；Λ T為PCB板背面表面溫度與氣流溫度之差;Aheat為PCB板背面散熱面積。 從式1可以看出，氣流速度增大、溫差Δ T增大，以及散熱面積Ateat增大，都會使得換熱量Q增大，本申請的PCB板冷卻裝置正是利用PCB板背面的面積和薄層氣流的流速實現(xiàn)高效穩(wěn)定的散熱效果。本實施例提供的PCB板冷卻裝置，進風接口上設(shè)置有數(shù)個進風孔，數(shù)根進風管連接在所述進風孔上，將PCB板所在系統(tǒng)的主散熱風道內(nèi)的高壓氣流引入進風接口內(nèi)，在進風接口的長方體空腔內(nèi)緩沖，形成穩(wěn)定的氣流，通過進風接口的數(shù)個等直徑的出風孔均勻進入扁平風道內(nèi)，在扁平風道內(nèi)形成穩(wěn)定均勻的氣流薄層，從而使得所述PCB板冷卻裝置的冷卻效果更穩(wěn)定。參見表1，示出了使用和未使用本申請實施例提供的PCB板冷卻裝置的試驗數(shù)據(jù)對照表，由表中的數(shù)據(jù)可知，采用本申請實施例提供的PCB板冷卻裝置后，能夠明顯降低PCB板的環(huán)境溫度，采用本申請實施例提供的PCB板冷卻裝置后，PCB板的環(huán)境溫度的降溫幅度達到11.68。。。表權(quán)利要求
1.一種印刷電路板冷卻裝置，其特征在于，包括:進風管、進風接口和扁平風道，其中，所述扁平風道設(shè)置在所述印刷電路板的背面； 所述進風管一端連接所述印刷電路板所在系統(tǒng)的主散熱風道，另一端通過所述進風接口連接所述扁平風道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板冷卻裝置，其特征在于，所述扁平風道具體為所述印刷電路板背面和與所述印刷電路板平行放置的平板，以及設(shè)置在所述平板兩側(cè)的第一側(cè)擋板和第二側(cè)擋板所圍成的空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的印刷電路板冷卻裝置，其特征在于，所述平板和所述印刷電路板之間的平行距離為至少為10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的印刷電路板冷卻裝置，其特征在于，所述第一側(cè)擋板和所述第二側(cè)擋板與所述平板通過螺栓連接、或通過焊接方式連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的印刷電路板冷卻裝置，其特征在于，所述進風接口與所述平板通過螺栓連接、或通過焊接方式連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板冷卻裝置，其特征在于，還包括緊固件，所述緊固件上設(shè)置有通孔，通過所述通孔套設(shè)在所述進風管上；所述進風管通過所述緊固件與所述印刷電路板所在系統(tǒng)的主散熱風道連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板冷卻裝置，其特征在于，所述進風接口與所述進風管連接的一側(cè)設(shè)置有數(shù)個連接所述進風管的進風孔，與所述扁平風道連接的一側(cè)均勻設(shè)置有數(shù)個出風孔，并在所述進風孔和所述出風孔之間形成等壓腔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板冷卻裝置，其特征在于，所述進風管為塑料管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板冷卻裝置，其特征在于，所述第一側(cè)擋板和所述第二側(cè)擋板的材質(zhì)為不銹鋼金屬或塑料。
10.一種電源，其特征在于，包括印刷電路板，以及權(quán)利要求1-9任一項所述的印刷電路板冷卻裝置。
全文摘要
本申請公開了一種印刷電路板冷卻裝置，包括進風管、進風接口和扁平風道，其中，扁平風道設(shè)置在所述印刷電路板的背面，進風管一端連接印刷電路板所在系統(tǒng)的主散熱風道，另一端通過進風接口連接扁平風道。通過進風管將印刷電路板所在系統(tǒng)的主散熱風道中的氣流引進到設(shè)置在印刷電路板背面的扁平風道中，再利用所述扁平風道中的氣流與印刷電路板進行熱交換，實現(xiàn)對印刷電路板的散熱。該印刷電路板冷卻裝置充分利用了印刷電路板所在系統(tǒng)的散熱資源，比如主散熱風道中的氣流，從而無需額外增設(shè)風扇或風機，降低了成本，降低了散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。而且，散熱風道設(shè)計為扁平狀，從而可降低PCB板的尺寸，節(jié)約空間，有利于元器件的小型化和集成化。
文檔編號H05K7/20GK103153033SQ201310095538
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月22日
發(fā)明者陶高周, 周杰, 陸游, 譚均, 崔景偉, 汪家慰 申請人:陽光電源股份有限公司