一种电子模块的高密度三维堆叠组装方法

文档序号:9691824阅读:338来源:国知局
一种电子模块的高密度三维堆叠组装方法
【技术领域】
[0001]本发明属于计算机领域,提供一种电子模块的高密度三维堆叠组装方法。
【背景技术】
[0002]高密度的电子模块组装一直是恶劣环境下计算机设计的难点之一。一方面要求电子模块能够提高集成密度,尽量减小体积、重量;另一方面,要求在高温、强震动、强冲击等恶劣环境下,计算机能够正常工作。
[0003]传统的高密度电子模块组装采用“机箱一板卡”的组装方式。首先,分别完成机箱各组件的机装和板卡与散热板的机装,然后,将母板固定在机箱中,完成面板连接器的组装,最后将板卡插入到机箱中,并用锁紧条固定,完成总体机装。
[0004]该传统组装技术的缺点是:
[0005](I)需要面板接线区,板卡与机箱壁空间较大,板卡与板卡之间的间隙较大,影响了组装密度;
[0006](2)风道复杂,散热效率低;
[0007](3)母板设计复杂,电源电路、功率电路、高速电路、射频电路没有有效隔离,容易受到电磁干扰,互联可靠性低,高速互联困难;
[0008]因此,针对上述情况,提出新的电子模块三维堆叠组装方法,提高了电子模块的集成密度,并解决了高密度集成情况下的散热、高速互联、抗震防冲等问题。

【发明内容】

[0009]本发明针对恶劣环境下高性能计算机高密度组装的需要,提出了一种高密度三维堆叠组装方法,提高了电子模块的集成密度,并解决了高密度集成情况下的散热、高速互联、抗震防冲等问题。
[0010]本发明的具体技术解决方案如下:
[0011]—种电子模块的高密度三维堆叠组装方法,所需部件分为电路部分和结构部分,其中电路部分主要包括前母板、后母板、多块功能电路板和多块功能电路子卡,结构部分主要包括机箱后盖板、机箱前盖板、机箱左盖板、机箱右盖板、机箱上框和机箱下框,按照以下步骤堆叠组装:
[0012]I]通过板间平行连接器,进行功能电路板、功能电路子卡及散热板的平行堆叠,完成功能电路组件;
[0013]2]通过螺钉完成后母板与机箱后盖板的组装,完成后母板盖板组件;
[0014]3]通过螺钉完成前母板与机箱前盖板的组装,完成前母板盖板组件;
[0015]4]将多块功能电路组件平行放置,通过底板连接器与后母板盖板组件垂直堆叠,完成“功能电路-后母板-后盖板”组件;
[0016]5]将机箱左盖板、机箱右盖板、机箱上框、机箱下框包覆在“功能电路-后母板-后盖板”组件外,利用螺钉连接完成机箱主体;
[0017]6]将三维堆叠体通过位于功能电路板上的锁紧条固定在机箱上框、机箱下框中,完成机箱主体与“功能电路-后母板-后盖板”组件的固定;
[0018]7]通过底板连接器,前母板盖板组件插入到“功能电路-后母板-后盖板”组件上;
[0019]8]用螺钉完成前母板盖板组件中前盖板与机箱主体的连接,电子模块堆叠完成。
[0020]上述底板连接器与该电子模块对外的连接器分别位于后母板两侧,实现功能电路板对外的互联;前母板通过底板连接器,实现功能电路板之间的互联。
[0021]通过机箱主体中机箱上框、机箱下框的通风孔,与功能电路组件的散热板一起,形成自下而上的风冷散热通道。
[0022]本发明的优点在于:
[0023]该方法相对恶劣环境下现有的电子模块组装方法,具有组装密度高、结构重量轻、散热效率高、对高速信号支持好、抗震防冲能力强等优点。
【附图说明】
[0024]图1为本发明总体结构示意图。
[0025]图2为本发明组装步骤示意图。
[0026]图3为本发明功能电路板、功能电路子卡、散热板平行堆叠示意图。
[0027]图4为本发明功能电路板与前母板、后母板垂直堆叠示意图。
[0028]图5为本发明功能电路板、功能电路子卡、前母板、后母板之间的平行连接器、底板连接器和电子模块对外的连接器安装关系示意图。
[0029 ]图6为本发明风冷散热通道。
[0030]附图明细如下:
[0031 ] I 一功能电路板、2—功能电路子卡、3—前母板、4 一后母板、5—机箱后盖板、6—机箱前盖板、7—机箱左盖板、8—机箱右盖板、9 一机箱上框、10—机箱下框、11 一散热板、12—平行连接器、13—底板连接器、14 一电子模块对外的连接器、15—锁紧条、16—前后母板与前后盖板固定的螺丝钉、17—通风孔、18—风冷散热通道。
【具体实施方式】
[0032 ]以下结合附图对本发明进行详述。
[0033]—种电子模块的高密度三维堆叠组装方法,由多块功能电路板、功能电路子卡、前母板、后母板等电路组件,及机箱后盖板、机箱前盖板、机箱左盖板、机箱右盖板、机箱上框、机箱下框等结构组件,通过多维度、多层次的方法堆叠而成,如图1所示。
[0034]具体堆叠组装的步骤如图2所示:
[0035]I]通过板间平行连接器,进行功能电路板、功能电路子卡及散热板的平行堆叠,完成功能电路组件,如图3所示。
[0036]2 ]通过螺钉完成后母板与机箱后盖板的组装,完成后母板盖板组件;
[0037]3]通过螺钉完成前母板与机箱前盖板的组装,完成前母板盖板组件;
[0038]4]将多块功能电路组件平行放置,通过底板连接器与后母板盖板组件垂直堆叠,完成“功能电路-后母板-后盖板”组件;
[0039]5]将机箱左盖板、机箱右盖板、机箱上框、机箱下框包覆在“功能电路-后母板-后盖板”组件外,利用螺钉连接完成机箱主体;
[0040]6]将三维堆叠体通过位于功能电路板上的锁紧条固定在机箱上框、机箱下框中,完成机箱主体与“功能电路-后母板-后盖板”组件的固定;
[0041]7]通过底板连接器,前母板盖板组件插入到“功能电路-后母板-后盖板”组件上;功能电路板与前母板、后母板垂直堆叠示意图如图4所示,功能电路板、功能电路子卡、前母板、后母板之间的平行连接器、底板连接器与电子模块对外的连接器安装关系示意图如图5所示。
[0042]8]用螺钉完成前母板盖板组件中前盖板与机箱主体的连接,电子模块堆叠完成。
[0043]基于后母板和前母板的功能隔离设计,解决了单模板互联复杂,在恶劣环境下高速信号传输不稳定的问题。后母板通过相对安装的底板连接器和电子模块对外的连接器,实现功能电路板对外的互联;前母板通过底板连接器,实现功能电路板之间的互联。同时,前母板盖板组件和后母板盖板组件的设计,保证了模块的抗震防冲能力。
[0044]同时,通过机箱主体中机箱上框、机箱下框的通风孔,与功能电路组件的散热板一起,形成自下而上的风冷散热通道,提高模块的散热能力,如图6所示。
【主权项】
1.一种电子模块的高密度三维堆叠组装方法,其特征在于:所需部件分为电路部分和结构部分,其中电路部分主要包括前母板、后母板、多块功能电路板和多块功能电路子卡,结构部分主要包括机箱后盖板、机箱前盖板、机箱左盖板、机箱右盖板、机箱上框和机箱下框,按照以下步骤堆叠组装: I]通过板间平行连接器,进行功能电路板、功能电路子卡及散热板的平行堆叠,完成功能电路组件; 2]通过螺钉完成后母板与机箱后盖板的组装,完成后母板盖板组件; 3]通过螺钉完成前母板与机箱前盖板的组装,完成前母板盖板组件; 4]将多块功能电路组件平行放置,通过底板连接器与后母板盖板组件垂直堆叠,完成“功能电路-后母板-后盖板”组件; 5]将机箱左盖板、机箱右盖板、机箱上框、机箱下框包覆在“功能电路-后母板-后盖板”组件外,利用螺钉连接完成机箱主体; 6]将三维堆叠体通过位于功能电路板上的锁紧条固定在机箱上框、机箱下框中,完成机箱主体与“功能电路-后母板-后盖板”组件的固定; 7 ]通过底板连接器,前母板盖板组件插入到“功能电路-后母板-后盖板”组件上; 8]用螺钉完成前母板盖板组件中前盖板与机箱主体的连接,电子模块堆叠完成。2.根据权利要求1所述的电子模块的高密度三维堆叠组装方法,其特征在于:底板连接器与该电子模块对外的连接器分别位于后母板两侧,实现功能电路板对外的互联;前母板通过底板连接器,实现功能电路板之间的互联。3.根据权利要求1所述的电子模块的高密度三维堆叠组装方法,其特征在于:通过机箱主体中机箱上框、机箱下框的通风孔,与功能电路组件的散热板一起,形成自下而上的风冷散热通道。
【专利摘要】本发明提供一种电子模块的高密度三维堆叠组装方法。该方法的堆叠组装步骤如下:完成功能电路板、功能电路子卡及散热板的平行堆叠,完成功能电路组件;完成后母板与机箱后盖板、前母板与机箱前盖板的组装;将多块功能电路组件平行放置,通过底板连接器与后母板盖板组件垂直堆叠;包覆机箱左盖板、机箱右盖板、机箱上框、机箱下框完成机箱主体;将三维堆叠体通过位于功能电路板上的锁紧条固定在机箱上框、机箱下框中;完成前母板盖板组件的组装和堆叠。最终形成高密度的抗恶劣环境的电子模块。该方法相对恶劣环境下现有的电子模块组装方法,具有组装密度高、结构重量轻、散热效率高、对高速信号支持好、抗震防冲能力强等优点。
【IPC分类】H05K7/14
【公开号】CN105451499
【申请号】CN201510927373
【发明人】王乐, 蔡晓乐, 郭建平, 白振岳, 杨明明, 段宇博
【申请人】中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月11日
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