專利名稱：彩色顯示屏電器的熱源靠近外殼內(nèi)壁散熱與屏蔽的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領域：
本案涉及與彩色顯示屏一體組合或分體配套的相關(guān)電器，簡稱彩屏電器。尤其涉及電腦CPU的散熱。
背景技術(shù)：
電腦的熱源都是以散熱器進行散熱，對于功耗大的熱源散熱器還必須依靠電扇或電泵等有源散熱器件。從而，成本高、耗電多、降低了散熱的效果和可靠性低。電器性能的提高容易導致熱源熱量的增加和熱源器件個數(shù)的增加，用已知方法是難以解決高可靠、低成本的矛盾。

發(fā)明內(nèi)容
本案所要解決的技術(shù)問題是，提供一種利用外殼的大熱容進行儲熱，以儲熱來散熱的簡單高效的散熱結(jié)構(gòu)。
為了解決所述技術(shù)問題，本案的技術(shù)方案是，由電路板和外殼組成，其特征是，所述熱源貼緊外殼內(nèi)壁，并且，熱源固定在電路板的背面。
所述熱源，是指單芯片、集成芯片、CPU、GPU、大功率管。貼緊外殼內(nèi)壁的熱源最好有所選擇，是個別的熱源，如果將全部熱源都貼緊外殼，效果遞增有限，且增加組裝難度，CPU是本案的應用重點，熱量最大、頻率最高、引線最多且體積較小，怕電扇或電泵的共振。對于芯片熱源，也可以是芯片熱源的插座。
本案對各種外殼的組合應用效果，有較大的區(qū)別和局限。對于外殼較大的柜式電腦和臺式電腦由于外殼材料較厚，利用外殼儲熱和屏蔽的效果都是最好的，更重要的是對于服務器，尤其對重要場合要求絕對可靠的電腦，儲熱的可靠性在此得到了重要的發(fā)揮。
已知外殼的沖壓材料或焊接材料的厚度都是0.6～1.0mm。
本案可選擇增加外殼的沖壓件或焊接件材料的厚度，可以是較厚的整體厚度，也可以在外殼的沖壓件或焊接件材料的某個部位尤其是熱源的附近，用鍛壓、電焊、鉚合等固定結(jié)構(gòu)貼緊加厚的導熱體，或者，在熱源裝入外殼時用螺栓或彈簧卡等結(jié)構(gòu)貼緊加厚的導熱體，以增加外殼材料的單層或多層的合計厚度?？蛇x擇熱源附近的外殼沖壓件厚度是1.3～1.5mm、1.5～1.8mm、1.8～2.2mm、2.2～2.7mm、2.7～5mm、5～33mm。
所述熱源貼緊外殼內(nèi)壁，是指熱源的固定位置盡量靠近外殼內(nèi)壁，熱源可選擇直接貼緊外殼內(nèi)壁，這時熱源到外殼內(nèi)壁的熱路長度＝0mm，最近熱路長度是熱路橫截面的圓形直徑或方形對角線長度的0％。
熱源也可選擇經(jīng)低熱阻導熱體間接貼緊外殼內(nèi)壁，這時熱源到外殼內(nèi)壁的熱路長度是0～33mm、33～66mm、66～99mm、99～122mm、122～155mm、155～277mm；并且最近熱路橫截面的直徑或?qū)挾群秃穸榷际?.4～0.8mm、0.8～1.6mm、1.6～3.2mm、3.2～6.4mm、6.4～12.8mm、＞12.8mm；并且最近熱路長度是最近熱路橫截面的直徑或?qū)蔷€的0～300％、300～600％、600～1200％、1200～2400％、2400～4800％。
所述最近熱路長度，是指熱源貼緊導熱體的部位與導熱體貼緊外殼內(nèi)壁的部位，其二個部位之間熱路途徑最近的二個點之間的長度，熱路長度越短越好，最好＝0。
所述熱路橫截面的直徑或?qū)挾群秃穸?，是指圓柱體或長方體分離并列或貼緊疊加最小部位的合計尺寸，選擇范圍在1～5mm或≥5mm較好。當導熱體是圓柱體時是指橫截面的直徑；當導熱體是長方體時，是指橫截面的寬度和厚度。
所述最近熱路橫截面的直徑或?qū)蔷€，是指圓柱體或長方體分離并列或貼緊疊加的最小部位的合計尺寸。為了保持較小的熱阻，如熱路較長，則熱路橫截面積必須相應加大，表1是最近熱路長度與最近熱路橫截面的直徑或?qū)蔷€對比實例。

如采用金屬箔單層或較少層疊加使用，熱路橫截面積熱阻較大，大寬度金屬箔會增加外殼內(nèi)部的散熱面積，使傳到外殼內(nèi)壁的熱量相應減少，隔離損耗的電磁波較少屏蔽欠佳。如采用多層較薄的金屬疊加到較厚使用，熱路橫截面積將較快加大，而且有利于導熱體與熱源與外殼內(nèi)壁的接觸柔性。
本案導熱體的作用是①當熱源的散熱表面與外殼內(nèi)壁，高低或方向不同時，可以用導熱體予以熱路連接，是熱量的墊片作用；②也可加強儲熱量和減小外殼各個部位的溫差；③也可配合外殼內(nèi)壁對熱源形成電磁波隔離和低頻電磁吸收。
已知技術(shù)以散為主，以儲為輔。人們習慣于塊狀的散熱器，忽視了片狀的外殼儲熱。習慣于在熱源位置固定后，再考慮采用什么方案，以及采用什么散熱器材，將熱源的熱量經(jīng)導熱體的導熱作用，傳導到散熱器或外殼。電腦性能的提高導致熱源的熱量和個數(shù)都在增加，已知方法難以解決高可靠、低成本的矛盾。
本案技術(shù)以儲為主，以散為輔。
本案熱源位置固定前，先考慮熱源固定在哪個位置，能夠使熱源直接貼緊或更靠近外殼內(nèi)壁，使散熱的熱量最短，減少了熱量在殼內(nèi)的二次散熱。尤其對柜式電腦和臺式電腦，電路板正面的空間較大，將熱源固定在電路板的背面，而可以獲得最短的熱路。尤其是加厚的外殼，儲熱更大，無須有源散熱器件的配合，可以滿足普通環(huán)境的應用，極大的減少了有源散熱器件使用的必要性，實現(xiàn)了以儲熱來散熱，簡單高效的散熱目的，改變了電腦必須依靠散熱器件才能進行散熱的觀念。以幾乎為零的成本和絕對的可靠，實現(xiàn)了高可靠、低成本、無噪音、無耗電的散熱目的。
本案減少了外殼內(nèi)外的溫差，減少了外殼內(nèi)部的熱量，提高了耐熱性能，可以減少低溫服務的空調(diào)，而產(chǎn)生更大的作用，減少空調(diào)數(shù)量、省空調(diào)機房、省空調(diào)耗電、無空調(diào)噪音、高可靠、低成本、高效率，間接的提高了方便性(電腦可以用UPS，空調(diào)必須預備高耗能、高噪音的發(fā)動機)，直接和間接效果的高可靠性，防止了萬一的各種故障，對于軍用、航空、航天、氣象、科研、網(wǎng)站、服務器、工控機等重要領域，以及必須長時間連續(xù)運算的高端應用具有極其重要的意義。以儲熱來散熱，有利于高原低氣壓環(huán)境的散熱。
熱源貼緊外殼內(nèi)壁，提高了外殼組合后的共振頻率，抑制了外殼的共振，有利于整機性能和穩(wěn)定性的提高。
熱源設計在電路板反面，由于電路板的平面和外殼內(nèi)壁平面都比較大，從而避免了柜式電腦和臺式電腦的散熱器在安裝到CPU時，由于傾斜壓強較大而將CPU的邊角壓壞，有助于推廣裸露芯片核心的使用，有助于減薄芯片核心的封裝絕緣層厚度，可以極大的提高芯片核心的散熱效果。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本案作進一步詳細的說明。


圖1，是實例1，立式電腦的熱源靠近外殼內(nèi)壁和導熱體的散熱示意圖。
圖2，是實例2，用于芯片熱源及其插座固定在電路板反面時，對周邊器件遮擋熱風的金屬罩仰視圖。
圖3，是圖2的正視圖。
圖4，是實例3，固定在電路板反面的CPU貼緊外殼內(nèi)壁雙面散熱的放大正視圖。
圖5，是圖4的左視圖。
具體實施方式
實例1，
圖1是多種熱源靠緊加厚外殼1的內(nèi)壁和導熱體的最近熱路的示意圖。臺式電腦外殼1的內(nèi)壁有直接固定著豎立方向電路板8的構(gòu)件，有螺孔的導熱體15和螺孔件44，如此固定是有別與已知技術(shù)的。
電路板8的正面有多引線插座18，可用于外部設備連接。熱源2經(jīng)U形導熱體12及其貼緊疊加的導熱體22，間接貼緊外殼1內(nèi)壁，最近熱路長度＝ab+bc+cd，導熱體12和導熱體22貼緊疊加合計厚度最小部位的合計厚度＝e+f。螺栓31和螺栓32經(jīng)平墊片19分別與螺孔件41和螺孔件42組合，使導熱體22、導熱體12以及熱源2與外殼1相互貼緊。
電路板8的正面下部有顯卡58的插槽，顯卡58的下部有熱源3和熱源4，熱源3與外殼1下部的凸臺面11貼緊，大體積的熱源4直接與外殼1貼緊，螺栓35與顯卡58的螺孔件45組合使熱源3和熱源4與外殼1的內(nèi)壁貼緊。
電路板8的反面上部固定有大功率管5，大功率管5的左右二邊分別有絕緣墊43和導熱板15，導熱板15內(nèi)部有螺孔固定在外殼1的內(nèi)壁，導熱板15與螺栓33組合使大功率管5貼緊在外殼1內(nèi)壁。大面積的導熱板15可以減小外殼1熱源部位的溫差。
電路板8的反面有經(jīng)液體容器導熱體16貼緊外殼1內(nèi)壁的熱源6，液體容器導熱體16可以大量的儲熱，螺栓33和螺栓34分別與固定在外殼1內(nèi)壁的螺孔件43和螺孔件44組合，螺栓33和螺栓34大跨度的固定了彈片9，使熱源6、導熱體16、外殼內(nèi)壁的串聯(lián)組合予以貼緊。
電路板8的反面下方有經(jīng)L形導熱體17與外殼1內(nèi)壁貼緊的熱源7，螺栓36和螺栓37分別與固定在外殼1內(nèi)壁的螺孔件46和固定在電路板8的螺孔件47組合，使熱源7、導熱體17、外殼1內(nèi)壁相互貼緊。
實例2，圖2，是用于芯片熱源及其插座固定在電路板反面時，對周邊器件遮擋熱風的金屬罩仰視圖。圖3，是圖2的正視圖。對于電路板反面的芯片熱源或芯片熱源插座的焊接，可選擇用手工或自動均可焊接。例如電路板在回流焊和波峰焊完成后，參照回流焊的在鋼網(wǎng)上刮錫膏方法，對PCB板的芯片熱源孔涂錫膏，然后用中部開口暴露并以折邊遮擋周邊的金屬罩，遮擋周邊位置，用熱風槍使金屬罩中部暴露的芯片熱源孔部位加熱焊錫膏，圖6和圖7分別是方形金屬罩的仰視圖和正視圖。也可選擇在PCB板回流焊的鋼網(wǎng)刮錫膏時，對PCB板的芯片熱源孔涂錫膏，然后裝上芯片熱源或CPU插座并用托板在下方臨時抵托，然后與貼片PCB板同時進行回流焊。電路板在調(diào)試和維修時，CPU應固定臨時散熱器，為此，CPU插座上已知的散熱器固定卡還是應該保留。
實例3，圖4，圖5，固定在電路板8反面的CPU熱源2正面直接貼緊外殼1內(nèi)壁，熱源2的反面還經(jīng)導熱體12與外殼1的內(nèi)壁貼緊，形成熱源2的雙面散熱兼雙面屏蔽。電路板8的反面有四個螺栓31分別與導熱體12的螺孔組合使導熱體12固定在電路板8的正面。電路板8由四個螺栓33與固定在外殼1內(nèi)壁的螺母43組合固定。為了在電路板8固定在外殼1內(nèi)壁后再鎖緊熱源2，熱源2的插座鎖緊桿62最好加長到電路板8的外側(cè)。
以上特征可以根據(jù)實際需要另行組合。
權(quán)利要求1.彩色顯示屏電器的熱源靠近外殼內(nèi)壁散熱或屏蔽的結(jié)構(gòu)，由熱源及其外殼組成，其特征是，所述熱源貼緊外殼內(nèi)壁，并且，熱源固定在電路板的背面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱源靠近外殼內(nèi)壁散熱或屏蔽的結(jié)構(gòu)，其特征是，所述熱源經(jīng)導熱體貼緊外殼內(nèi)壁，熱路橫截面的直徑或?qū)挾群秃穸榷际?～5mm或≥5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱源靠近外殼內(nèi)壁散熱或屏蔽的結(jié)構(gòu)，其特征是，所述熱源經(jīng)實芯導熱體或容器導熱體貼緊外殼內(nèi)壁的最近熱路長度是0～33mm、33～66mm、66～99mm、99～122mm、122～155mm、155～277m；并且最近熱路橫截面的直徑或?qū)挾群秃穸榷际?.4～0.8mm、0.8～1.6mm、1.6～3.2mm、3.2～6.4mm、6.4～12.8mm、＞12.8mm；并且最近熱路長度是最近熱路橫截面的直徑或?qū)蔷€的0～300％、300～600％、600～1200％、1200～2400％、2400～4800％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的熱源靠近外殼內(nèi)壁散熱或屏蔽的結(jié)構(gòu)，其特征是，所述熱源，是指CPU、GPU和大功率三極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱源靠近外殼內(nèi)壁散熱或屏蔽的結(jié)構(gòu)，其特征是，所述熱源，包含CPU的插座。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱源靠近外殼內(nèi)壁散熱或屏蔽的結(jié)構(gòu)，其特征是，所述熱源，其貼緊的外殼是指柜式電腦和臺式電腦的外殼。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱源靠近外殼內(nèi)壁散熱或屏蔽的結(jié)構(gòu)，其特征是，所述熱源，其貼緊附近的外殼沖壓件的厚度是1.3～1.5mm、1.5～1.8mm、1.8～2.2mm、2.2～2.7mm、2.7～5mm、5～33mm。
專利摘要彩色顯示屏電器的熱源靠近外殼內(nèi)壁散熱或屏蔽的結(jié)構(gòu)，由熱源及其外殼組成，其特征是，所述熱源固定在電路板的背面，并且，在電路板與外殼的內(nèi)壁之間相互貼緊固定熱源。本實用新型改變了電腦必須依靠散熱器件才能進行散熱的觀念。以幾乎為零的成本和絕對的可靠，實現(xiàn)了高可靠、低成本、無噪音、無耗電的散熱效果。本實用新型尤其適用于柜式電腦和臺式電腦的CPU的散熱，也有助于推廣裸露芯片核心的使用。
文檔編號G09F9/30GK2770284SQ03203009
公開日2006年4月5日 申請日期2003年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月7日
發(fā)明者王松 申請人:王松