[发明专利]一种面向大尺寸柔性印制板散热的冷板优化设计方法

说明书

一种面向大尺寸柔性印制板散热的冷板优化设计方法,包括步骤1：建立印制板初始状态模型；步骤2：确定印制板与冷板间的固定点，控制印制板热变形；步骤3：印制板与冷板间刚柔复合导热设计。本发明，通过热仿真印制板的热变形，合理确定印制板与冷板之间的导热界面材料，优化印制板与冷板的贴合，减小印制板与冷板之间的接触热阻，满足大尺寸柔性印制板的散热。

技术领域

本发明涉及的是印制板散热应用领域，更具体地说是一种面向大尺寸柔性印制板散热的冷板优化设计方法。

背景技术

近年来随着高性能计算机的发展，大尺寸高密度印制板技术发展迅速，为减少芯片间引线互联长度，减少信号传输的损耗，需要把众多器件集成到一块印制板上，导致印制板尺寸变大同时印制板上所承担的功耗也越来越大，大尺寸柔性印制板的散热成为重要的研究方向。

用冷板为大尺寸柔性印制板散热逐渐成为主流手段，但由于大尺寸印制板本身具有柔性，加之在热作用下会导致印制板的热变形，使得印制板与冷板之间难以良好贴合以致出现缝隙，导致热源器件温度急剧上升。申请号为201810632008 .8的专利提出了单体电池散热冷板结构的优化方法，该优化方法采用仿真手段优化冷板结构、减轻冷板重量，但由于单体电池高度/面积比远大于印制板，无需考虑柔性变形带来的影响，该优化方法不能用于面向大尺寸柔性印制板散热的冷板优化。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种面向大尺寸柔性印制板散热的冷板优化设计方法, 通过热仿真印制板的热变形，合理确定印制板与冷板之间的导热界面材料，优化印制板与冷板的贴合，减小印制板与冷板之间的接触热阻，满足大尺寸柔性印制板的散热。

具体方案为：一种面向大尺寸柔性印制板散热的冷板优化设计方法,包括如下步骤：

步骤1：建立印制板初始状态模型，具体为：测量印制板上n个点的坐标值，根据n个点的坐标值利用三维软件绘制三维模型，在三维模型中导入印制板的布线分布模型、热源器件模型，形成印制板的初始状态模型；

步骤2：确定印制板与冷板间的固定点，控制印制板热变形，具体为：将步骤1中印制板的初始状态模型导入热仿真软件，在热仿真软件中加载热源功耗，以步骤1中n个点为监控点，记录仅受热条件下n个点纵向位置偏移量△Z。在△Z中选取m个数值较大的点作为印制板与冷板的固定点，将m个点用螺钉辅助固定，使得印制板上m个固定点位置不随功耗的加载而变化；

步骤3：印制板与冷板间刚柔复合导热设计，具体为：利用仿真软件再次加载热源功耗，记录下受m个固定点约束的条件下的(n-m)个点的纵向位置偏移量△Z’,根据△Z’的不同并结合功耗的大小，确定印制板与冷板间为刚性接触还是柔性接触，选用对应导热界面材料，并计算热源器件与冷板间的温差△T。

该技术方案中，通过热仿真印制板的热变形，确定印制板与冷板之间的导热界面材料，优化了印制板与冷板的贴合，减小印制板与冷板之间的接触热阻，满足大尺寸柔性印制板的散热。

优选的，步骤1中n不小于100。

优选的，步骤1中印制板上n个点分布在热源器件焊点较多的位置。

优选的，步骤1中，印制板上n个点的坐标值通过三坐标仪或激光扫描仪测量得到。

优选的，步骤2中的m个点，任意两个点之间的距离大于板长的1/4。选择合理位置的点，利于提高优化结果。

优先的，步骤3中的导热界面材料包括液态金属、导热脂、弹性导热橡皮。

优选的，步骤3中的热源器件包括CPU、网络芯片、电源转换模块。