一种具有快速导热功能的快装插件模块

技术领域

本发明涉及一种具有快速导热功能的快装插件模块，属于机电产品技术领域。

背景技术

在众多机电产品中，一些功率芯片、电源芯片流过较大的电流时会产生较高的热量，如果芯片持续长时间过热，往往会影响芯片性能，严重时甚至会导致芯片烧毁，影响产品质量和安全。

公开号为CN107172863A的中国专利文献，公开了一种盲插式液冷模块，采用强迫液冷的方式，通过冷却液体流经液冷腔体内部，印制板上的元器件热量传导到临近的液冷腔体上，通过内置液冷管路上流动的冷却液体来散热，冷却液体不直接接触印制板和元器件；冷却液体从液冷腔体后面的盲插液冷接头进入，直接经过液冷腔体的内置流道，与印制板上的热源充分换热后，由另一盲插液冷接头流出模块外。

但是，该模块存在以下不足：

第一，采用强迫液冷的方式对印制板上的元器件进行导热，需要配套安装冷水机、水泵等配套设备，导致模块运行成本大幅度提高；

第二，液冷方式对管道连接处的密封性要求极高，若发生液体泄漏，则会导致模块短路烧毁，安全风险大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有快速导热功能的快装插件模块。

本发明通过以下技术方案得以实现：

一种具有快速导热功能的快装插件模块，包括插件主板、导热模组和盖板，所述盖板、导热模组和插件主板可拆卸连接在一起，且插件主板位于导热模组和盖板之间，所述插件主板的一端设有连接器，所述导热模组的其中两侧设有锁紧条。

所述插件主板上靠近导热模组的一侧设有若干芯片，所述导热模组包括导热模体，导热模体上在与若干芯片相对应的位置设有若干导热管组。

所述导热模体上在与芯片相对应的位置设有凸台，凸台及导热模体上设有导热槽，导热管组设在导热槽的内侧，芯片的表面设有导热垫，并通过导热垫与凸台和导热管组的表面贴合。

若干所述导热管组中位于导热模体内腔中部的导热管组将与之相靠近的若干凸台连接在一起，位于导热模体内腔边缘的导热管组的一端与对应的凸台连接，另一端及中部沿导热模体的内腔边缘布置。

所述导热模体上远离插件主板的一侧设有若干散热齿。

所述导热模体采用铝合金材料制成，且其表面采用Al/Ct·Ocd导电氧化处理。

所述导热管组包括管壳，管壳内设有管状吸液芯，管状吸液芯内表面的中部设有绝热层。

所述管壳采用铜管制成，铜管的两端封口，铜管内部抽真空，铜管通过钎焊与导热模体连接，管状吸液芯装入铜管前使用氟利昂液体浸润。

所述导热模组的一侧设有两个助拔器，连接器上设有3个或2个导销孔。

还包括灯座A和若干灯座B，灯座A和若干灯座B通过压条与插件主板连接，导热模组上在与灯座A和灯座B相对应的位置设有避让孔。

本发明的有益效果在于：

1、将绝热层和经氟利昂液体浸润的管状吸液芯装在密闭的管壳中形成导热管组，导热管组能够自动独立运行将芯片产生的热量传导至导热模体边缘，以便进一步散热，导热效果好，插件模块运行成本低。

2、氟利昂液体被封存于管壳中，由于不存在管道相互连接等薄弱环节，氟利昂液体不会泄漏，导热管组安全性高、使用寿命长。

3、多根导热管组中位于导热模体内腔中部的导热管组将与之相靠近的若干凸台连接在一起，位于导热模体内腔边缘的导热管组的一端与对应的凸台连接，另一端及中部沿导热模体的内腔边缘布置，该布局方案能够将均温时散热区域最大温差控制在5℃以内。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的爆炸结构示意图；

图3为图2在另一视角的结构示意图；

图4为本发明的导热模组的结构示意图；

图5为本发明的导热管组的结构示意图；

图6为图5沿A-A的剖视结构示意图；

图7为图5沿B-B的剖视结构示意图；

图8为图5沿C-C的剖视结构示意图；

图9为本发明的锁紧条锁紧后的结构示意图。

图中：1-插件主板，2-导热模组，20-导热模体，21-导热管组，210-管壳，211-管状吸液芯，212-绝热层，3-灯座A，4-灯座B，5-盖板，6-连接器，7-锁紧条，8-压条，9-芯片，10-助拔器。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1至图9所示，本发明所述的一种具有快速导热功能的快装插件模块，包括插件主板1、导热模组2和盖板5，所述盖板5、导热模组2和插件主板1可拆卸连接在一起，且插件主板1位于导热模组2和盖板5之间，所述插件主板1的一端安装有连接器6，所述导热模组2的其中两侧安装有锁紧条7。

所述插件主板1上靠近导热模组2的一侧安装有若干芯片9，所述导热模组2包括导热模体20，导热模体20上在与若干芯片9相对应的位置安装有若干导热管组21。

所述导热模体20上在与芯片9相对应的位置设有凸台，凸台及导热模体20上加工有导热槽，导热管组21安装在导热槽的内侧，芯片9的表面安装有导热垫，并通过导热垫与凸台和导热管组21的表面贴合。通过导热垫减少接触热阻，使芯片9与相对应的凸台和导热管组21柔性接触、完美贴合、可靠导热。

若干所述导热管组21中位于导热模体20内腔中部的导热管组21将与之相靠近的若干凸台连接在一起，位于导热模体20内腔边缘的导热管组21的一端与对应的凸台连接，另一端及中部沿导热模体20的内腔边缘布置。在使用时，各导热管组21分别独立或相互组合将各芯片9产生的热量快速传导至导热模体20边缘，最终热量通过一体化机箱箱体及风冷装置等传导至机箱外，使插件模块具有良好的均温性。通过热仿真分析和温差试验证明，该导热管组21布局方案能够将均温时散热区域最大温差控制在5℃以内。

所述导热模体20上远离插件主板1的一侧设有若干散热齿。通过散热齿快速散热。

所述导热模体20采用铝合金材料制成，且其表面采用Al/Ct·Ocd导电氧化处理。

所述导热管组21包括管壳210，管壳210内安装有管状吸液芯211，管状吸液芯211内表面的中部安装有绝热层212。

所述管壳210采用铜管制成，铜管的两端封口，铜管内部抽真空，铜管通过钎焊与导热模体20连接，管状吸液芯211装入铜管前使用氟利昂液体浸润。在使用时，管状吸液芯211采用毛细材质制成。

所述导热模组2的一侧安装有两个助拔器10，连接器6上加工有3个或2个导销孔。助拔器10用于快速将插件模块拔出机箱，省时省力。在使用时，6U插件模块加工3个导销孔、4U插件模块加工2个导销孔，且4U插件模块上的2个导销孔的孔距与6U插件模块上位于端部的2个导销孔的孔距相等，以提高插件模块安装通用性；插件模块装入机箱时，导销孔与机箱内对应位置的导销自动对位导向，使插件模块能快速、准确地安装到位。

还包括灯座A3和若干灯座B4，灯座A3和若干灯座B4通过压条8与插件主板1连接，导热模组2上在与灯座A3和灯座B4相对应的位置加工有避让孔。

具体的，系列产品中，所有机箱内的插件模块均采用相同的通用化安装接口。

本发明所述的具有快速导热功能的快装插件模块，其工作原理如下：

插件模块安装：将插件模块中连接器6上的导销孔与机箱内对应位置的导销对正，然后将插件模块推装到位，并拧紧锁紧条7上的螺杆使锁紧面错位，从而将插件模块稳固在机箱插槽中。

导热：插件模块运行时，芯片9发热产生的少量热量经凸台和管壳210传递给导热模体20，然后直接通过导热模体20或导热模体20上的散热齿进行散热，大部分热量被管壳210吸热段处的氟利昂液体吸收，氟利昂液体吸热后汽化，汽化后的饱和蒸气经绝热段快速向冷凝段流动，饱和蒸气在冷凝段液化放热，从而将热量传导至导热模体20边缘，冷凝液体在管状吸液芯211的作用力下快速回到吸热段，吸热段继续吸热汽化，反复循环。

本发明提供的具有快速导热功能的快装插件模块，其有益效果如下：

1、将绝热层212和经氟利昂液体浸润的管状吸液芯211装在密闭的管壳210中形成导热管组21，导热管组21能够自动独立运行将芯片9产生的热量传导至导热模体20边缘，以便进一步散热，导热效果好，插件模块运行成本低。

2、氟利昂液体被封存于管壳210中，由于不存在管道相互连接等薄弱环节，氟利昂液体不会泄漏，导热管组21安全性高、使用寿命长。

3、多根导热管组21中位于导热模体20内腔中部的导热管组21将与之相靠近的若干凸台连接在一起，位于导热模体20内腔边缘的导热管组21的一端与对应的凸台连接，另一端及中部沿导热模体20的内腔边缘布置，该布局方案能够将均温时散热区域最大温差控制在5℃以内。