本申請涉及計算機技術領域，更具體地，涉及一種用于嵌入式產品的計算機板卡。

背景技術：

嵌入式計算機產品目前應用的領域多為對應用環(huán)境例如溫度、濕度、震動、沖擊等方面有特殊要求的領域。這些領域涉及工業(yè)自動化、工業(yè)控制、交通、醫(yī)療、通信、航空航天以及國防等領域。對于這些特殊的應用領域來說，可靠性和穩(wěn)定性因素顯得尤為重要。

技術實現(xiàn)要素：

本申請?zhí)峁┝艘环N用于嵌入式產品的計算機板卡，包括印刷電路板，以及位于其上的電路和電子元件；其中，所述印刷電路板包括防磨損區(qū)域，所述防磨損區(qū)域位于所述印刷電路板沿機箱滑軌延伸的邊緣與所述印刷電路板上包括電路和電子元件的區(qū)域之間。

特別的，所述防磨損區(qū)域的高度至少為7mm。

特別的，所述防磨損區(qū)域包括一個或多個齒形結構。

特別的，所述一個或多個齒形結構包括在沿機箱滑軌延伸方向上位于所述印刷電路板兩端的第一齒形結構。

特別的，所述一個或多個齒形結構還包括位于所述第一齒形結構之間的一個或多個第二齒形結構。

特別的，所述板卡是用于6u機箱的板卡，所述第一齒形結構的寬度為19至24mm。

特別的，所述板卡至少包括三個第一齒形結構，所述第二齒形結構的寬度為9至11mm；相鄰的所述第一齒形結構與第二齒形結構之間的間距為9至12mm；相鄰的所述第二齒形結構之間的間距為24至30mm。

特別的，所述防磨損區(qū)域或所述齒形結構被銅覆蓋。

特別的，所述防磨損區(qū)域或所述齒形結構上包括開孔以允許緊固裝置穿過從而使所述板卡與散熱冷板相固定。

本申請還提供了一種用于嵌入式產品的散熱冷板，其中所述冷板在對應所述防磨損區(qū)域的部分的厚度配合前述任一板卡，使得在冷板和板卡在固定后的厚度被機箱滑軌所容納。

本申請還提供了一種嵌入式計算機產品，包括機箱，電源，以及固定在機箱中的一塊或多塊板卡；其中所述板卡具有前述任一結構。

附圖說明

被結合在說明書中并構成說明書的一部分的附圖示出了本申請的實施例，并且連同其說明一起用于解釋本申請的原理。應注意的是，根據(jù)工業(yè)中的標準實踐，示意圖中的各部件并非按比例繪制。

圖1所示為嵌入式產品機箱以及機箱中板卡的示意圖；

圖2所示為現(xiàn)有嵌入式產品中采用的6u板卡的輪廓示意圖；

圖3所示為根據(jù)本申請一個實施例的用于嵌入式產品的6u板卡的輪廓示意圖；

圖4所示為根據(jù)本申請一個實施例的用于嵌入式產品的6u板卡的輪廓示意圖；

圖5所示為根據(jù)本申請一個實施例的用于嵌入式產品的6u板卡的輪廓示意圖；

圖6所示為圖5中板卡輪廓的局部放大示意圖；以及

圖7為根據(jù)本申請一個實施例的用于嵌入式產品的6u板卡的示例性圖片。

具體實施方式

以下將參照附圖來詳細描述本申請的各示例性實施例。應注意的是，除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數(shù)字表達式和數(shù)值不限制本申請的范圍。

以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本申請及其應用或使用的任何限制。

對于相關領域普通技術人員已知的技術、方法和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術、方法和設備應當被視為說明書的一部分。

在這里示出和討論的所有例子中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它例子可以具有不同的值。

應注意的是，相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步討論。

在通用嵌入式產品領域中，模塊化的板卡被頻繁使用，其作為工作站核心組件，在整個計算機系統(tǒng)中占據(jù)著關鍵的位置。模塊化設計的意義在于對未來可持續(xù)發(fā)展的擴展性，也就是說系統(tǒng)的升級可以通過增加或替換模塊實現(xiàn)，而無需添加新的設備。這樣一來就大大降低了系統(tǒng)升級的成本。另外，模塊化的設計體現(xiàn)為實現(xiàn)不同功能的板卡的組合，系統(tǒng)支持對板卡的熱插拔，可以輕松的實現(xiàn)系統(tǒng)擴容，還可以提供冗余備份，比如風扇或電源等模塊的損壞并不會導致整個系統(tǒng)停止工作，而只要更換損壞的模塊系統(tǒng)就可以重新開始工作。這大大提高了系統(tǒng)的工作效率，降低了維修成本。

上述這些優(yōu)勢的基礎之一就是板卡在機箱中的可插拔性。但是，反復的插拔會帶來一些問題。本申請所提到的板卡可以是由印刷電路板(pcb)以及其上的電路和電子元件組成的功能性模塊。圖1展示了嵌入式產品中機箱與板卡的示意圖。如圖1所示，一塊或多塊板卡110通過機箱滑軌102被嵌入進機箱100之中。在反復的安裝插拔過程中，板卡110的邊緣會與機箱金屬滑軌102反復發(fā)生摩擦，板卡110的被磨擦的邊緣很容易會被機箱的金屬滑軌劃傷，甚至導致板卡110上的電路被損壞，最終導致整個模塊報廢。這種現(xiàn)象的存在，減少了模塊的使用壽命，增加了產品的成本。

為了解決上述問題，本申請?zhí)峁┏隽艘环N避免因板卡的反復插拔導致板卡磨損甚至模塊失效報廢的設計。當然，本申請所提供的設計并不局限于任何板卡尺寸，而是可以適用于所有模塊化嵌入式產品中可插拔的板卡的設計。

通用嵌入式產品的機箱尺寸常用單位被稱為u，1u＝1.75inch＝44.45mm，6u的機箱就是指面板高度一般統(tǒng)一為6u＝266.7mm的機箱，機箱面板的長度一般統(tǒng)一為19inch，也就是482.6mm。通常所說的6u，9u或者12u板卡都是相對其所適用的機箱尺寸來講的。但是，無論是什么尺寸的板卡，在插拔的時候都會與機箱的金屬滑軌存在摩擦，因此本申請所提供的設計適用于任何尺寸的板卡。

為了說明的目的，本申請以下以6u板卡為例進行示例性介紹。

圖2所示為傳統(tǒng)的6u板卡200的輪廓示意圖。如圖2所示，板卡200沿機箱金屬滑軌方向的邊可以被標記為210，其長度可以是大約6.299inch，大約為160mm；垂直于機箱滑軌的邊可以被標記為220，其長度可以是大約9.187inch，大約是233.35mm。如圖2所示，傳統(tǒng)的6u板卡200的四條邊都是直的，并且板卡上的電路與邊210的距離h1的最小值大約為0.098inch，也就是大約2.489mm。由此可見，這個間距是非常小的，在插拔過程中稍有不慎就有可能劃傷電路。

另一方面，對于機箱來說，其是通過滑軌來規(guī)制板卡在機箱內的移動和實現(xiàn)板卡固定的，因此構成滑軌凹槽的側壁就需要有一定的最低高度，例如2mm左右，否則會影響板卡的固定效果。而這個高度的滑軌側壁就會造成板卡的磨損問題。另外，為了固定板卡，機箱內還設有卡扣結構，用于銜接和固定板卡的邊緣部分和機箱中的滑軌，如圖1所示的104是在板卡進入滑軌后用于固定板卡的卡扣?？谝彩蔷哂幸欢ㄩL度和寬度的，卡扣結構的尺寸一般為6mm左右，其反復的開合也可能造成板卡的磨損乃至對電路的損壞。

因此，當前的現(xiàn)實就是，為了保證固定效果，滑軌側壁最低高度必須滿足一定的值，并且需要利用卡扣來實現(xiàn)板卡的固定；同時，現(xiàn)有板卡沿滑軌方向的邊緣與電路區(qū)域之間的距離非常窄。綜合各種情況，現(xiàn)有的機箱和板卡設計組合起來極易造成對板卡的磨損乃至破壞板卡上的電路，影響了模塊化設計優(yōu)勢的發(fā)揮。

目前來講，板卡磨損失效后唯一的解決方案就是更換新的板卡。據(jù)統(tǒng)計，使用傳統(tǒng)的6u板卡，因磨損而不得不更換新的板卡的周期大概為3-5年。

為了解決上述問題，本申請?zhí)峁┝艘幌盗邪蹇ㄔO計，下面以6u板卡為例進行說明。

圖3所示為根據(jù)本申請一個實施例的6u板卡輪廓示意圖。根據(jù)一個實施例，板卡300沿機箱滑軌延伸的方向可以被定義為310，與機箱滑軌垂直的邊可以被定義為320。圖3所示，板卡在310方向上的直線尺寸仍然可以為160mm，但是在310方向上的邊緣輪廓不再是直線型的，而是可以包括位于310方向兩端的齒型結構312以及中間的凹陷部分314。根據(jù)一個實施例，齒形結構312的寬度可以是19-24mm，特別的可以是21.5mm；凹陷部分314的寬度可以是110-123mm，特別的可以是117mm。根據(jù)一個實施例，齒形結構312的高度可以至少是7-8mm。

另外，根據(jù)一個實施例，齒形結構312上可以包括開孔，用于允許緊固件例如螺釘穿過，從而將板卡與散熱冷板固定在一起。也就是說，在凹陷部分314，冷板厚度增加，填補了這部分的空間。根據(jù)一個實施例，在310方向，無論是齒形結構312所在的區(qū)域還是凹陷314所在的區(qū)域，冷板和板卡的組合的厚度是固定的，這個厚度的組合可以順利的插入機箱的滑軌，而承受滑軌摩擦的主要是散熱冷板。

根據(jù)一個實施例，本申請還提供了一種散熱冷板(未示出)，這種冷板的在310方向的邊緣具有與圖3所示的板卡在310方向的邊緣互補的形狀。也就是說，在與凹陷部分314對應的冷板部分填補了板卡的凹陷部分，在這個區(qū)域的冷板的厚度可以是4.5-5.5mm，特別的可以是5mm。在與齒312對應的冷板部分的厚度相對與314區(qū)域對應的冷板的厚度薄，可以是2.9-3.5mm，特別的可以是3.2mm，從而與板卡齒型結構314一起構成可以進入機箱滑軌的組合厚度。

但是，上述設計在冷板和板卡的貼合方面仍有提升的空間。因為在這種設計之中，僅僅通過在310方向兩端的齒312與冷板固定，這對于應力的分散不是非常有利。冷板與板卡之間的貼合度對于散熱效果有著很重要的影響。因此，本申請還提供了其他的實施例，從而在避免板卡磨損的前提下還保證了散熱效果。

圖4所示為根據(jù)本申請一個實施例提供的6u板卡輪廓示意圖。根據(jù)一個實施例，板卡400沿機箱滑軌延伸的方向可以被定義為410，與機箱滑軌垂直的邊可以被定義為420。圖4所示，板卡在410方向上的直線尺寸仍然可以為160mm。根據(jù)一個實施例，為了避免磨損，板卡在410方向上在邊緣區(qū)域412內沒有設置電路或電子元件。這個區(qū)域412可以是具有均勻的高度的，這個高度可以是至少是7mm，例如可以在7.2-8.8mm的范圍內，特別的可以是8mm。在這個區(qū)域412內，設計者可以根據(jù)需要設置用于接收緊固裝置例如螺絲來固定冷板用的一個或多個開孔，開孔的個數(shù)可以根據(jù)需要設定。另外，區(qū)域412上可以覆蓋有金屬例如銅，可以增大板卡外圍的硬度和受力面，利于板卡插拔，可以避免插拔過程中的板卡變形。

由于機箱的滑軌能容納的進入物的厚度是固定的，在設置了區(qū)域412的板卡上要固定冷板，同時還要能夠保證結合后二者可以順利的進入滑軌，因此至少在與區(qū)域412相應的部分，冷板的厚度被縮減。

根據(jù)一個實施例，本申請還提供了一種散熱冷板(未示出)，這種冷板在與412區(qū)域對應的部分的厚度可以被降低到2.9-3.5mm，特別的可以是3.2mm。

冷板的厚度直接影響到冷板的散熱效果。雖然設置區(qū)域412可以避免滑軌對板卡的磨損，并且設置具有上述尺寸的區(qū)域412對于板卡上用于電路的面積的減少也是在可以接收的范圍之內，但是還是希望冷板縮減厚度的區(qū)域能夠越小越好。因此，本申請?zhí)峁┝艘韵碌膶嵤├詽M足這個需求。

圖5所示為根據(jù)本申請一個實施例的6u板卡輪廓示意圖。根據(jù)一個實施例，板卡500沿機箱滑軌延伸的方向可以被定義為510，與機箱滑軌垂直的邊可以被定義為520。圖5所示，板卡在510方向上的直線尺寸仍然可以為160mm，但是510方向上的輪廓不再是直線型的，而可以是包括例如齒形結構的。如圖5所示，沿510方向分布的齒形結構可以至少包括齒512和齒514兩種，其中齒514可以分別位于510方向上的兩個端點，而一個或多個齒512可以位于兩個齒514之間。

一般來說，板卡上會安裝有散熱冷板。根據(jù)一個實施例，可以在齒512和/或514上設有固定用的孔，從而通過螺釘?shù)染o固手段將板卡與散熱冷板固定在一起。冷板與板卡之間的鎖緊和貼合程度對于板卡的散熱效率有著很大的影響，二者的貼合程度越高，散熱效果越好。

根據(jù)一個實施例，如圖5所示，在沿510的方向上可以在板卡的兩端各設有一個齒514，在兩個齒514之間可以設有三個齒512。根據(jù)一個實施例，齒512和齒514可以具有相同的尺寸。根據(jù)其他的實施例，齒512和齒514可以具有不同的尺寸。

當然，本實施例是以6u板卡為例進行說明的。隨著板卡尺寸的增大，其配套的冷板的尺寸也相應的增大。則根據(jù)其他的實施例，例如9u或12u的板卡，在應用本申請所提供的設計時，在沿510方向上的可能需要設置多于三個的齒512，以實現(xiàn)冷板與板卡之間更好的貼合。但無論如何，這些設計的構思都是本申請保護范圍之內的。

由此可見，板卡的尺寸、冷板的固定要求以及板卡的制造成本都是影響齒512個數(shù)的因素。

圖6所示為圖5中的板卡輪廓的局部放大視圖。根據(jù)一個實施例，齒512的寬度d1可以是9-11mm,特別的可以是10mm；相鄰的齒512之間的間距d2可以是24-30mm，特別的可以是27mm；齒514的寬度d3可以是19-24mm，特別的可以是21.5mm；相鄰的齒512與齒514之間的距離d4可以是9-12mm，特別的可以是10.5mm。根據(jù)一個實施例，齒512的高度h1可以是3.5-4.5mm，特別的可以是4mm；齒514的高度可以是至少是7mm，例如可以在7.2-8.8mm的范圍內，特別的可以是8mm。

根據(jù)一個實施例，在板卡兩側510方向上相應的齒514之間的尺寸可以仍然是233.35mm，或者可以說520邊的長度仍然是233.35mm。但是由于采用本申請幾個實施例中的涉及，板卡沿510方向的兩側各需要留出例如大約8mm*160mm的面積不能用于電路設計，這相對于現(xiàn)有的板卡設計中2.489mm*160mm的邊緣面積來說確實是有一定的增加，所增加的邊緣面積大概占板卡總面積的2％。另外，用于板卡與冷板固定在一起的緊固裝置，例如螺釘以及相應的孔的尺寸也影響這個邊緣區(qū)域的高度值。但是，本申請通過優(yōu)化板卡上的電路排布，將這個比例的板卡面積用于防止插拔過程中滑軌對板卡的磨損，對于電路的設計和功能的實現(xiàn)是沒有本質的影響的。

在本申請中，板卡可以犧牲的面積影響著圖3中齒形結構312的高度，圖4中412區(qū)域的高度以及圖5中齒形結構512和514的高度。上述設計只是根據(jù)本申請的一個實施例而提供的數(shù)值。但是，本領域技術人員知曉，根據(jù)不同功能的板卡和不同的電路設計，板卡內部可以犧牲的冗余面積各不相同。因此，可以預留出來用于避免磨損的板卡邊緣區(qū)域的高度也可以相應的有所不同。但是，無論這個高度值如何，采用本申請所提供的結構的設計都是屬于本申請保護范圍內的內容。

圖7為應用本申請一個實施例的設計的6u板卡的示例性圖片。根據(jù)一個實施例，如圖7所示，齒512和齒514表面可以鋪設有金屬例如銅，而在相鄰的齒形結構之間的黑色部分為冷板。由圖7可見，緊固裝置例如螺釘可以穿過齒形結構上的孔，將板卡與冷板固定在一起。這樣一來，當板卡插入機箱的滑動軌道中時磨損的就是冷板，而不再是板卡，因此不會影響板卡以及板卡上面的電路。

另外，由于在本申請的設計中由于采用了表面附有金屬銅的齒形結構，增大了板卡外圍的硬度和受力面，利于板卡插拔，可以避免插拔過程中的板卡變形。

根據(jù)一個實施例，本申請還提供了一種散熱冷板(未示出)，這種冷板的在510方向的邊緣具有與圖5所示的板卡在510方向結構相互補的結構。也就是說，與齒512和514之間的間隔區(qū)域對應的冷板填補了這些凹陷的空間，在這個區(qū)域的冷板的厚度可以是4.5-5.5mm，特別的可以是5mm。在與齒512或514對應的冷板部分的厚度相對與上述間隔區(qū)域對應的冷板的厚度更薄，可以是2.9-3.5mm，特別的可以是3.2mm。這樣的冷板與具有齒形結構的板卡500一起構成可以進入機箱滑軌的厚度。這種設計雖然在與齒形結構對應的區(qū)域冷板厚度也有所減薄，但是仍然保證了一定比例的、位于齒形結構之間的區(qū)域的具有更大厚度的冷板。因此可以在避免板卡磨損的前提下保證散熱的效果。

采用本申請所提供的設計，板卡的使用周期可以延長至少5年，與現(xiàn)有的板卡相比，使用壽命延長了100％，嵌入式產品的成本也相對降低了100％。

上面概述了幾個實施例的特征使得本領域技術人員可較好地理解本申請的方面。本領域技術人員應當理解他們可容易地使用本申請作為基礎以設計或修改其他工藝和結構以實行相同目的和/或實現(xiàn)在此介紹的實施例的相同優(yōu)點。本領域技術人員也應意識到這種等同構造沒有脫離本申請的精神和范圍內，并且他們在沒有脫離本申請的精神和范圍情況下可以做各種改變、代替和更改。