专利名称：车载电脑的散热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电脑的散热领域，更具体地说，涉及一种车载电脑的散热装置。
背景技术：
计算机的部件大量使用集成电路。众所周知，高温是集成电路的大敌。高温不但 会导致系统运行不稳，使用寿命縮短，甚至有可能使某些部件烧毁。随着PC计算能力的增 强，主频的不断提升，功耗与散热问题日益成为不容回避的问题。导致高温的热量不是来 自计算机外，而是计算机内部，或者说是集成电路内部。 一般说来，PC内的热源主要来自于 CPU、主板(南桥、北桥及电源电路部分)、显卡以及其他部件如硬盘、光驱等，它们工作时消 耗的电能会有相当一部分转化为热量。要保证计算机各部件的工作温度保持在合理的范围 内，必须要对其进行散热处理。散热器的作用就是将这些热量吸收，然后发散到机箱内或者 机箱外，多数散热器通过和发热部件表面接触，吸收热量，再通过各种方法将热量传递到远 处，比如机箱内的空气中，然后机箱将这些热空气传到机箱外，完成计算机的散热。 在热力学中，散热就是热量传递。从微观来看，区域内分子受到外界能量冲击后， 由能量高的区域分子传递至能量低的区域分子，这就是热传递，热量的传递方式主要有三 种方式热传导、热对流和热辐射。 热传导物质本身或当物质与物质接触时，能量的传递就被称为热传导，这是最普 遍的一种热传递方式，由能量较低的粒子和能量较高的粒子直接接触碰撞来传递能量。热 传导的基本公式为"Q = KXAX AT/AL"。其中Q代表为热量，也就是热传导所产生或传导 的热量；K为材料的热传导系数，公式中A代表传热的面积(或是两物体的接触面积)、A T 代表两端的温度差；AL则是两端的距离。因此，从公式我们就可以发现，热量传递的大小 同热传导系数、热传热面积成正比，同距离成反比。热传递系数越高、热传递面积越大，传输 的距离越短，那么热传导的能量就越高，也就越容易带走热量，例如CPU散热片底座与CPU 直接接触带走热量的方式就属于热传导。 热对流对流指的是流体(气体或液体)与固体表面接触，造成流体从固体表面 将热带走的热传递方式。具体应用到实际，热对流又有两种不同的情况，即自然对流和强 制对流。自然对流指的是流体运动，成因是温度差，温度高的流体密度较低，因此质量轻，相 对就会向上运动。相反地，温度低的流体，密度高，因此向下运动，这种热传递是因为流体受 热之后，或者说存在温度差之后，产生了热传递的动力；强制对流则是流体受外在的强制驱 动(如风扇带动的空气流动)，驱动力向什么地方，流体就向什么地方运动，因此这种热对 流更有效率和可指向性。在电脑机箱的散热系统中比较常见的是散热风扇带动气体流动的 "强制热对流"散热方式。热对流的公式为"Q二HXAX AT"。公式中Q依旧代表热量，也 就是热对流所带走的热量；H为热对流系数值，A则代表热对流的有效接触面积；AT代表固 体表面与区域流体之间的温度差。因此热对流传递中，热量传递的数量同热对流系数、有效 接触面积和温度差成正比关系；热对流系数越高、有效接触面积越大、温度差越高，所能带 走的热量也就越多。[0006] 热辐射热辐射是一种可以在没有任何介质的情况下，不需要接触，就能够发生热 交换的传递方式，也就是说，热辐射其实就是以波的形式达到热交换的目的，日常最常见的 就是太阳辐射。 这三种散热方式都不是孤立的，在日常的热量传递中，这三种散热方式都是同时 发生，共同起作用的。实际上，任何散热器也都会同时使用以上三种热传递方式，只是侧重 有所不同。以CPU散热为例，热由CPU工作不断地散发出来，通过与其核心紧密接触的散热 片底座以传导的方式传递到散热片，然后，到达散热片的热量，再通过其他方式如风扇吹动 将热量送走。整个散热过程包括四个环节第一是CPU，是热源产生者；第二是散热片，是热 的传导体；第三是风扇，是增加热传导和指向热传导的媒介；第四就是空气，这是热交换的 最终流向。 从以上散热器的散热方式可知，散热器的散热效率不仅跟散热片的接触面积、距 离有关，还跟散热器材料的热传导率有关，它由散热器材料决定。散热片材质是指散热片所 使用的具体材料。每种材料其导热性能是不同的，按导热性能从高到低排列，分别是银、铜、 铝、钢。不过如果用银来作散热片会太昂贵；铜的导热性好，但价格较贵，加工难度较高，重 量过大(很多纯铜散热器都超过了 CPU对重量的限制)，热容量较小，而且容易氧化；而纯 铝太软，不能直接使用；钢的导热性能太差，用作散热片散热效果不佳。目前的散热方式主要有风冷散热、液冷散热、热管散热、半导体制冷、化学制冷等。 风冷散热是最常见的散热方式，相比较而言，也是较廉价的方式。风冷散热从实质 上讲就是使用风扇带走散热器所吸收的热量。具有价格相对较低，安装方便等优点。但对 环境依赖比较高，例如气温升高以及超频时其散热性能就会大受影响。 液冷散热是通过液体在泵的带动下强制循环带走散热器的热量，与风冷相比，具 有安静、降温稳定、对环境依赖小等等优点。液冷的价格相对较高，而且安装也相对麻烦一 些。同时安装时尽量按照说明书指导的方法安装才能获得最佳的散热效果。出于成本及易 用性的考虑，液冷散热通常采用水做为导热液体，因此液冷散热器也常常被称为水冷散热 器。 热管属于一种传热元件，它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性 质，通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等 温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点，并且由 热管组成的换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小等优点。但是生产工艺相对比较 复杂，成本也比较高 半导体制冷就是利用一种特制的半导体制冷片在通电时产生温差来制冷，只要高 温端的热量能有效的散发掉，则低温端就不断的被冷却。在每个半导体颗粒上都产生温差， 一个制冷片由几十个这样的颗粒串联而成，从而在制冷片的两个表面形成一个温差。利用 这种温差现象，配合风冷/水冷对高温端进行降温，能得到优秀的散热效果。半导体制冷具 有制冷温度低、可靠性高等优点，冷面温度可以达到零下l(TC以下，但是成本太高，而且可 能会因温度过低导致CPU结露造成短路，而且现在半导体制冷片的工艺也不成熟，不够实 用。 所谓化学制冷，就是使用一些超低温化学物质，利用它们在融化的时候吸收大量 的热量来降低温度。这方面以使用干冰和液氮较为常见。比如使用干冰可以将温度降低到
4零下2(TC以下，还有一些超频爱好者利用液氮将CPU温度降到零下IO(TC以下(理论上)，
当然由于价格昂贵和持续时间太短，这个方法多见于实验室或极端的超频爱好者。 根据以上分析最适合车载电脑的方式是风冷散热，但是目前对车载电脑的散热并
没有一个好的选择，受汽车移动特性和车内空间的限制，通用的电脑散热器的散热片对车
载电脑来说并不适用，因此如果要想车载电脑有一个好的散热效果，开发一个适用车载电
脑专用的散热器是本领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述现有车载电脑的散热装置，受汽车
移动特性和车内空间的限制，通用的电脑散热器的散热片不能适用的缺点，提供一种车载
电脑的散热装置，针对车载电脑设计，能够对车载电脑的主要发热器件进行有效散热。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种车载电脑的散热装
置，用于对车载电脑主板上的发热器件进行散热，包括散热器及安装于散热器上的风扇，
所述散热器的一侧设有数块散热片，另一侧设有用于与所述发热器件相接触的凹陷部。 在本实用新型所述的车载电脑的散热装置中，所述散热器包括与电脑主板相适配
的底板，所述散热片安装于底板的一侧，所述凹陷部设置于底板的另一侧。 在本实用新型所述的车载电脑的散热装置中，所述凹陷部设有分别用于嵌置发热
器件中的CPU、北桥芯片、南桥芯片、以及时钟芯片的凹槽。 在本实用新型所述的车载电脑的散热装置中，所述凹槽用于接触发热器件的接触 面上涂设有散热膏层。 在本实用新型所述的车载电脑的散热装置中，所述散热器的中部设有安装槽，所 述风扇安装于安装槽内，所述数块散热片围绕该安装槽设置。 在本实用新型所述的车载电脑的散热装置中，所述安装槽的底部设有数个风扇 孔，所述风扇孔为通孔，贯通散热器的底板。 在本实用新型所述的车载电脑的散热装置中，所述散热片呈鳞片状。 在本实用新型所述的车载电脑的散热装置中，所述散热片为采用铝合金制成的散
热鳞片。 在本实用新型所述的车载电脑的散热装置中，所述散热片的大小和排布方向不一 致，以形成气流的流向。 在本实用新型所述的车载电脑的散热装置中，所述车载电脑的散热装置还包括风 扇屏蔽罩，风扇屏蔽罩安装于所述风扇上。 本实用新型的车载电脑的散热装置的有益效果首先、采用铝合金材料，散热效果 好，便于加工、价格便宜；其次、散热器拥有与主板一样大小的散热面积，散热面积大，在对 车载电脑的主要发热器件进行有效地散热的同时，对主板其他发热器件亦有很好的散热作 用；再次、采用风扇的强制对流方式，形成冷热空气的对流，在散热器的背向主板的一侧根 据其气流流向采用独特的鳞片设计的散热片，具有散热面积大、散热快的优点；综上所述， 本实用新型能够对电脑的主要发热器件进行专门的散热，使系统工作在一个相对合理的温 度范围之内，从而保证整个系统能够正常稳定的运行，能够保障系统的安全和稳定性。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中 图1是车载电脑的主要发热器件安装于主板的结构示意图； 图2是图1的主视图； 图3是本实用新型的车载电脑的散热装置的立体分解示意图； 图4是图3的组合示意图； 图5是图4的主视图 图6是图4的侧视图； 图7是图3所示的车载电脑的散热装置与主板的安装示意图。
具体实施方式
图1是车载电脑的主要发热器件安装于主板的示意图，图2是图1的主视细节结 构图；图1及图2所示的车载电脑的主板1是为车载电脑开发的专用主板，主要由CPU 11、 北桥芯片12、南桥芯片13、时钟芯片14、外围接口线路以及其它电源器件等组成。 如图3所示，本实用新型的车载电脑的散热装置10，用于对车载电脑的主板1上的 发热器件进行散热，为此要分析电脑运行过程中主板1上主要有哪些发热器件，以此来设 计所述车载电脑的散热装置10的具体结构 参阅图l及图2，目前车载电脑的主板l的最大的热源来自于CPU ll，随着其功 能的强大和主频的增加，其功率也不断增大。究其原因与CPU ll的结构有关。CPU 11中 最基本的组成单位为MOS管，目前的CPU 11的工艺一般分为CMOS(采用MOSFET管)和 bi-CMOS(采用bi-polar管)。在CPU 11的制造过程中是以硅为原料上制成晶体管，覆上 二氧化硅为绝缘层，然后在绝缘层上布金属导线，将独立的晶体管连接成工作单元。对于 CMOS工艺所制造的CPU 11来说，电流从源极到漏极的穿越上会产生能耗，而对于bi-CMOS 工艺来说，能耗发生在电流穿越两重PN结的过程中，虽然在这样的一次穿越中，产生的能 耗非常小，可目前CPU 11内部所集成的动辄几千万乃至上亿的晶体管，使总能耗达到了一 个相当的高度，而且从晶体管的工作原理我们可以知道，当频率越高，晶体管的工作越频 繁，电流在同一个时钟周期内通过一个门电路的次数也会随之增加，这就是频率越高，CPU ll的发热量也越大的原因。而这些能耗最终转换成热量从CPU 11内部散发出来，使得CPU ll"发热"。而CPU ll在高温的时候会发生死机甚至烧毁的原因，众所周知，在芯片内部电 流强度很高的金属导线上，电子的流动会给金属原子一定的动量，在正常的情况下，金属原 子并不能依靠这点动量离开其原有位置，但是当温度升高后，金属原子会由于热能而具备 较大动量，这部分动量和电子流动所给予的动量，足以使金属原子脱离金属原子间的引力， 随着电流到处流动，这就是我们所常说到的电子迁移现象。CPU 11内部是依靠0，1两种电 平信号进行运作和通信的，当过多的金属原子在CPU 11内部流动时，CPU 11内部的电流信 号将会受到干扰，由于CPU 11内部本身具备完善的纠错机制，在开始时尚能牺牲一部分性 能来排除这些干扰，如果温度继续升高或者CPU 11持续处于高温环境工作，这样的干扰就 会不断加大，最终使CPU 11内部的纠错机制无法应付，从而造成了 CPU ll停止工作，系统 死机。而如果CPU 11内部长期处于高温环境下，将会因电子迁移导致核心线路表面形成空
洞或小丘。这是一个不可逆转的永久的伤害，即使它是个缓慢的过程。当积累到一定的时候，也会形成核心内部电路的短路，于是芯片报废。这样的过程也就是我们平常所说的电 子元件的老化过程。CPU ll烧毁的原因解释起来相对简单些，由于CPU ll的高集成度，其 内部的元件或是通信线路都是极小的(现在已经到了纳米级)，当温度升高到制造材料本 身所不能承受的范围，细小的元件自然也会随之烧毁。主板1上另外的主要散热器件当然 是南桥芯片13和北桥芯片12 了，由于南桥芯片13是电脑与外界的通讯接口，因此其工作 负荷就可想而知了，而北桥芯片12主要承担着视屏和图像处理的任务，其发热仅次于CPU 11，当然主板1上的电源器件发热亦不能忽视。 因而，如图3-6所示，本实用新型的车载电脑的散热装置10，包括散热器2，所述散 热器2包括底板22及设于底板22上的数块散热片23，所述散热器2的底板22与主板1的 大小一致，散热器2与主板1完全重合的在一起。并且，本实用新型的车载电脑的散热装置 IO固定在机箱(未图示)的正后方，同时又可作为机箱的后盖设计，当车载电脑固定在汽车 中控台位置时，为车载电脑设计赢得宝贵空间的同时，使得散热器与外界有一个完全的接 触，有利于散热。 依照从散热器带走热量的方式来分析，如果通过散热片23将热源如CPU11产生的 热量自然散发到空气中，其散热的效果与散热片23大小成正比，因为是自然散发热量，效 果当然大打折扣，常常用在那些对空间没有要求的设备中，或者用于为发热量不大的部件 散热，通过风扇等散热设备强迫性地将散热片23发出的热量带走，其特点是散热效率高， 而且设备体积小。针对以上考虑，本实用新型包括安装于散热器2上的风扇3，所述散热器 2的中部设有安装槽24，所述风扇3安装于安装槽24内，在散热器2的中部加设一个风扇 3，让整个系统的空气形成对流，从而达到快速散热的目的，另外，所述车载电脑的散热装置 还可进一步包括风扇屏蔽罩(未图示)，风扇屏蔽罩安装于所述风扇3上，可防止安装时其 他部件的走线或障碍物阻碍风扇的转动，起到保护风扇3的目的。 进一步地，所述数块散热片23围绕该安装槽24设置，所述安装槽24的底部设有 数个风扇孔25，风扇孔25为通孔，贯通散热器2的底板22 ;具体来说，为了扩大散热面积， 散热器2的背向主板1的一侧根据电脑工作时的气流流向采用数个呈独特的鳞片设计的散 热片23以加快热量的散发，散热片23的大小和排布方向不一致，采用风扇3的强制对流方 式，形成冷热空气的对流，具有散热面积大、散热快的优点，另外，所述散热器2的散热片23 采用铝合金材质，它不但能提供足够的硬度，而且价格低廉、重量轻，而且具有良好的散热 性能和易加工的特点。 参阅图4及图7，为了保证主板1上主要的发热器件能够完全接触到散热器2，散 热器2与主板1的接触面采用凹凸设置，在散热片23上加工出主板1上的主要散热器件的 位置，并在接触部位涂上散热膏，保证散热器2和主板1主要散热器件完全接触，达到一个 良好的散热效果。因而，所述散热器2的底板22背向散热片23的的一侧设有用于与所述 主板1上的发热器件相接触的凹陷部，所述凹陷部为分别用于嵌置发热器件中的CPU 11的 CPU凹槽26、用于嵌置北桥芯片12的北桥芯片凹槽27、用于嵌置南桥芯片13的南桥芯片凹 槽28、用于嵌置时钟芯片14的时钟芯片凹槽29，上述凹槽用于接触发热器件的接触面上涂 设有散热膏层。 本实用新型的车载电脑的散热装置具有如下优点首先、采用铝合金材料，散热效 果好，便于加工、价格便宜；其次、散热器2拥有与主板1 一样大小的散热面积，散热面积大，
7对车载电脑的主要发热器件进行有效地散热的同时，对主板1其他发热器件亦有很好的散 热作用；再次、采用风扇3的强制对流方式，形成冷热空气的对流，在散热器2的背向主板1 的一侧根据其气流流向采用独特的鳞片设计的散热片23，具有散热面积大、散热快的优点。 综上所述，本实用新型针对电脑的主要发热器件进行专门的散热，使系统工作在一个相对 合理的温度范围之内，从而保证整个系统能够正常稳定的运行，能够保障系统的安全和稳 定性。 以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到 的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该 以权利要求的保护范围为准。
权利要求一种车载电脑的散热装置，用于对车载电脑主板上的发热器件进行散热，包括散热器(2)及安装于散热器(2)上的风扇(3)，其特征在于，所述散热器(2)的一侧设有数块散热片(23)，另一侧设有用于与所述发热器件相接触的凹陷部。
2. 根据权利要求l所述的车载电脑的散热装置，其特征在于，所述散热器(2)包括与电 脑主板相适配的底板(22)，所述散热片(23)安装于底板(22)的一侧，所述凹陷部设置于底 板(22)的另一侧。
3. 根据权利要求1或2所述的车载电脑的散热装置，其特征在于，所述凹陷部设有分 别用于嵌置发热器件中的CPU(11)、北桥芯片(12)、南桥芯片(13)、以及时钟芯片(14)的凹槽。
4. 根据权利要求3所述的车载电脑的散热装置，其特征在于，所述凹槽用于接触发热 器件的接触面上涂设有散热膏层。
5. 根据权利要求l所述的车载电脑的散热装置，其特征在于，所述散热器(2)的中部 设有安装槽(24)，所述风扇(3)安装于安装槽(24)内，所述数块散热片(23)围绕该安装槽 (24)设置。
6. 根据权利要求5所述的车载电脑的散热装置，其特征在于，所述安装槽(24)的底部 设有数个风扇孔(25)，所述风扇孔(25)为通孔，贯通散热器(2)的底板(22)。
7. 根据权利要求l所述的车载电脑的散热装置，其特征在于，所述散热片(23)呈鳞片状。
8. 根据权利要求1或7所述的车载电脑的散热装置，其特征在于，所述散热片(23)为 采用铝合金制成的散热鳞片。
9. 根据权利要求l所述的车载电脑的散热装置，其特征在于，所述散热片(23)的大小 和排布方向不一致。
10. 根据权利 求1所述的车载电脑的散热装置，其特征在于，所述车载电脑的散热装 置还包括风扇屏蔽罩，风扇屏蔽罩安装于所述风扇(3)上。
专利摘要本实用新型涉及一种车载电脑的散热装置，用于对车载电脑主板上的发热器件进行散热，包括散热器及安装于散热器上的风扇，所述散热器的一侧设有数块散热片，另一侧设有用于与所述发热器件相接触的凹陷部。本实用新型的车载电脑的散热装置能够对电脑的主要发热器件进行专门的散热，使系统工作在一个相对合理的温度范围之内，从而保证整个系统能够正常稳定的运行，能够保障系统的安全和稳定性。
文档编号G06F1/20GK201489433SQ20092013391
公开日2010年5月26日 申请日期2009年7月15日 优先权日2009年7月15日
发明者颜悌君 申请人:深圳市合正汽车电子有限公司