與傳統的卡固定夾（通常稱為楔形鎖）相比，ICE-Lok 的開發旨在降低熱阻。楔形鎖已經存在了幾十年，它提供了一種有用的機械連接，可以輕松連接、維修或更換電子卡；然而，隨著功率密度的不斷提高，它們已成為傳導冷卻機箱的散熱瓶頸。ICE-Lok 通過這個阻塞點降低了溫度梯度。ICE-Lok 的卡框架示例中，熱管用于有效地將熱量轉移到側壁。因此，最大的擔憂是通過固定夾的熱傳遞。ICE-Lok 提供從該卡框架到機箱的機械和熱連接。

ICE-Lok 背后的概念很簡單。它旨在增加散熱器和機箱之間的接觸點數量。這些額外的表面提供了兩個好處：（1） 它增加了表面積以直接改善熱傳遞；（2） 它允許熱量繞過鎖定機構內的金屬與金屬界面。在標準楔形鎖中，夾具使用安裝螺釘機械連接到卡框架或散熱器。散熱器滑入機箱卡導軌，固定夾被激活以在散熱器和機箱之間建立機械和熱連接。激活方法是軸向螺釘，當擰緊時，將“楔子”壓在一起。該力使楔形鎖在軸向上縮短，但在垂直方向上使楔形鎖擴大；

熱量通過吊具和底盤之間的直接接觸力以及楔形鎖（見圖 3a）傳遞到底盤。通過楔形鎖的方向是一條曲折的熱路徑，因為它需要通過幾個干燥的（金屬對金屬）界面進行熱傳遞。由于熱量想要通過阻力最小的路徑，因此超過 70% 的熱量直接從卡框傳到機箱，而不到 30% 的熱量通過楔形鎖。

使用類似的操作（將“楔形”壓在一起的緊固件），ICE-Lok? 接觸散熱器上的兩 （2） 個表面和機箱上的兩 （2） 個表面（參見圖 3b）。這創建了三個不同的熱路徑，每一個都不需要段之間的熱傳輸。測試結果表明，與 COTS 楔形鎖相比，整體熱阻降低了 30% 以上。

圖 3.（左）傳統 Wedgelock 熱路徑和（右）ICE-Lok 的熱流

經過測試，很明顯該產品設計得很好，但沒有可用于幫助設計人員使用計算模型模擬性能的數據。挑戰在于影響熱性能的變量數量眾多。施加在每個干燥界面上的力、摩擦效應和表面光潔度作為示例。為了簡化 ICE-Lok 的表征工作，使用了順序建模方法。首先，使用由每個“楔形”和界面組成的詳細模型來表征通過三 （3） 條路徑中的每條路徑的熱量。該模型的結果表明，30.2% 的熱量通過圖 4 中的 A 方向逸出，22.1% 通過 B 方向逸出，47.7% 通過 C 方向逸出。獲得熱量分布后，開發了整個夾具的簡化模型。這基本上利用了一個跨越散熱器和機箱之間間隙的實心矩形。調整體熱導率（k有效）和界面電阻匹配詳細的分布模型和記錄的測試數據，使我們能夠大大簡化模型。表 1 顯示了用于模擬 ICE-Loks? 改變施加扭矩的輸入條件。

表 1 為改變施加扭矩的 ICE-Loks 建模的輸入條件

有了這些結果，工程師現在可以使用一個非常簡單的模型來預測該接口的性能。通過簡化計算模型，它允許設計人員添加必要的電路板復雜性并運行完整的模型，而無需大量運行時間

審核編輯：郭婷