CN114326967A - 一种新型车载智能系统主机箱体结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型车载智能系统主机箱体结构，包括由上往下依次分布的中框组件、线路板组件、底盖组件，所述中框组件上设有第一弹性结构，所述线路板组件的顶面设有第一IC，所述第一弹性结构与所述第一IC之间弹性压紧有可固化的导热液体。本发明的结构设计合理，通过第一弹性结构的弹性预压消除组件高度公差带来的间隙，使得设计间隙为0，而由于可固化的导热液体在受到第一弹性结构的弹性预压后会往边缘方向挤出去，从而实现在可固化的导热液体排除接触面空气和填充两表面的细微不平的情况下，使得实际可用的导热界面材料的厚度降低到0.05mm到0.10mm，从而减小热阻，提高型材铝散热器的散热效率。
Description
技术领域
本发明涉及车载智能系统主机技术领域，尤其涉及一种新型车载智能系统主机箱体结构。
背景技术
常用主机箱体结构组件如下图1、2所示，包括：现有中框组件(12)、现有线路板组件(13)、现有底盖组件(14)。
上述背景技术中存在的技术问题(技术缺陷)如下：
1.1导热界面材料厚度0.4mm：
参见图3到5，现有SOC IC(16)以及现有功放IC(15)的导热界面材料的设计厚度为0.4mm，热阻大，导致型材铝散热器的散热效率低。而其需要设计厚度为0.4mm的原因在于：现有SOC IC(16)和现有中框组件(12)的高度规格误差±0.2mm，所以需要预留0.4mm才能保证现有SOC IC(16)的SOC硅片不会被压碎。但这样就会造成导热界面材料的实际厚度最小为0，最大可达0.8mm。当主机内部高温达100°，将导致系统卡顿，甚至黑屏、死机。主机长时间高温工作，将导致BGA的合金层厚度生长过快，热疲劳下电连接失效，主机寿命短。现有的导热界面材料是硬度较低的可压缩量导热垫。
1.2铜弹性夹多：
参见图6，随5G时代到来，电磁兼容性的要求也越来越高，抗手持高频发射干扰的要求也越来越高。车载智能系统主机ARM操作系统功能强大，输入和输出端口也特别多，即图1、2中的现有连接器(18)特别多。导致箱体存在多条长缝隙，电磁兼容性在高频部分问题凸显，过往设计通过多个铜弹性夹(17)和现有中框组件(12)接触，接地和减少缝隙长度来解决电磁兼容性的问题。缺点是：需要贴多个铜弹性夹(17)，占用大量现有线路板组件(13)的面积，所占用的面积可相当于8层较小的PCB板的面积，从而使得现有线路板组件(13)的利用率低。
1.3WIFI天线和蓝牙天线的问题：
参见图7，随无线万物互联时代到来，通过WIFI和蓝牙协议传输信号运用在车载智能系统主机越来越多，如现有技术中，2.4G蓝牙天线(19)、2.5GWiFi天线(20)共存在一个区域，2.5GWiFi天线(20)、5GWiFi天线(21)共存在一个区域，其中2.4G蓝牙天线(19)、2.5GWiFi天线(20)之间在发射和接收方面会存在相互干扰和串扰的问题，而2.4G蓝牙天线(19)、2.5GWiFi天线(20)、5GWiFi天线(21)则存在有方向被金属箱体遮挡的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型车载智能系统主机箱体结构，以解决上述背景技术中所存在的技术问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种新型车载智能系统主机箱体结构，包括由上往下依次分布的中框组件、线路板组件、底盖组件，所述中框组件上设有第一弹性结构，所述线路板组件的顶面设有第一IC，所述第一弹性结构与所述第一IC之间弹性压紧有可固化的导热液体。
进一步地，所述第一弹性结构设为朝所述线路板组件的方向进行凹陷的凹台，所述第一弹性结构靠近所述线路板组件的一侧设有第一散热板，所述第一散热板与所述第一IC之间弹性压紧有可固化的导热液体。
进一步地，所述第一散热板上设有朝所述线路板组件的方向进行凹陷的小凹台，所述小凹台靠近所述线路板组件的一侧设有散热柱，所述散热柱与所述第一IC之间弹性压紧有可固化的导热液体。
进一步地，所述底盖组件上设有第二弹性结构，所述线路板组件的底面设有第二IC，所述第二弹性结构与所述第二IC之间弹性压紧有可固化的导热液体。
进一步地，所述第二弹性结构设为朝所述线路板组件的方向进行凹陷的凹台，所述第二弹性结构靠近所述线路板组件的一侧设有第二散热板，所述第二散热板与所述第二IC之间弹性压紧有可固化的导热液体。
进一步地，所述线路板组件的左右两侧边缘分别设有长槽，所述长槽的外侧设有弹性板边，所述弹性板边上设有安装孔。
进一步地，所述线路板组件的顶面的前侧边缘设有若干连接器，所述中框组件的前侧边缘设有向下延伸的前侧壁，所述连接器设于所述前侧壁的外侧；所述前侧壁上设有若干个槽口，所述槽口的下侧设有弹性臂，所述弹性臂向下与所述线路板组件的顶面进行接地。
进一步地，所述线路板组件的顶面的右侧边缘设有蓝牙天线，所述线路板组件的顶面的后侧边缘设有WiFi天线；所述中框组件的右侧边缘设有向下延伸的右侧壁，所述中框组件的后侧边缘设有向下延伸的后侧壁，所述蓝牙天线、所述WiFi天线分别设于所述右侧壁、所述后侧壁的外侧。
进一步地，所述WiFi天线的数量包括两个，两个所述WiFi天线分别设于所述线路板组件的顶面的后侧边缘的左右两端。
进一步地，所述中框组件的顶面与所述底盖的底面之间的高度差为30mm±5mm。
综上所述，运用本发明的技术方案，具有如下的有益效果：本发明的结构设计合理，(1)通过中框组件上设有第一弹性结构，线路板组件的顶面设有第一IC，第一弹性结构与第一IC之间弹性压紧有可固化的导热液体,从而通过第一弹性结构的弹性预压消除组件高度公差带来的间隙，使得设计间隙为0，而由于可固化的导热液体在受到第一弹性结构的弹性预压后会往边缘方向挤出去，从而实现在可固化的导热液体排除接触面空气和填充两表面的细微不平的情况下，使得实际可用的导热界面材料(即可固化的导热液体)的厚度降低到0.05mm到0.10mm，从而减小热阻，提高型材铝散热器的散热效率。(2)通过中框组件的前侧壁上设有若干个槽口，槽口的下侧设有弹性臂，弹性臂向下与线路板组件的顶面进行接地，从而将弹性臂替代铜弹性夹，从而消除了线路板组件贴铜弹性夹的工序，从而降低了生产成本以及减小了所需占用线路板组件的面积。(3)通过蓝牙天线、WiFi天线分别设于中框组件的右侧壁、后侧壁的外侧，从而通过独立的蓝牙天线减少WIFI天线的耦合，减少两者在发射和接收方面存在的相互干扰和串扰现象。(4)通过中框组件的顶面与底盖的底面之间的高度差为30mm±5mm，从而在保证线路板组件上的元器件具有足够的安装高度的基础上，使得蓝牙、WiFi天线被金属箱体遮挡的程度更小，从而减少盲区。
附图说明
图1是现有技术的第一种爆炸结构示意图；
图2是现有技术的第二种爆炸结构示意图；
图3是现有技术的第一种剖视结构示意图；
图4是图3中A区域的局部放大图；
图5是图3中B区域的局部放大图；
图6是现有技术的第二种剖视结构示意图；
图7是现有技术的立体结构示意图；
图8是本发明的第一种爆炸结构示意图；
图9是本发明的第二种爆炸结构示意图；
图10是本发明的中框组件的第一种爆炸结构示意图；
图11是本发明的中框组件的第二种爆炸结构示意图；
图12是本发明的中框组件的剖视结构示意图；
图13是本发明的线路板组件的俯视结构示意图；
图14是本发明的底盖组件的第一种爆炸结构示意图；
图15是本发明的底盖组件的第二种爆炸结构示意图；
图16是本发明的底盖组件的剖视结构示意图；
图17是本发明的剖视结构示意图；
图18是本发明的俯视结构示意图；
图19是本发明的后视结构示意图；
图20是双天线与单天线进行吞吐量对比时的表格；
附图标记说明：1-中框组件，101-第一弹性结构，102-前侧壁，103-槽口，104-弹性臂，105-右侧壁，106-后侧壁，107-安装板；2-线路板组件，201-长槽，202-弹性板边，203-安装孔；3-底盖组件，301-第二弹性结构，302-螺丝安装座；4-第一IC；5-第一散热板，501-小凹台；6-散热柱，7-第二IC，8-第二散热板，9-连接器，10-蓝牙天线，11-WiFi天线；12-现有中框组件，13-现有线路板组件，14-现有底盖组件，15-现有功放IC，16-现有SOC IC，17-铜弹性夹，18-现有连接器，19-2.4G蓝牙天线，20-2.5GWiFi天线,21-5GWiFi天线，22-屏蔽架，23-螺钉。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但并不构成对本发明保护范围的限制。
在本发明中，为了更清楚的描述，作出如下说明：观察者面对附图8进行观察，观察者左侧设为左，观察者右侧设为右，观察者前方设为前，观察者后方设为后，观察者上面设为上，观察者下面设为下，应当指出文中的术语“前端”、“后端”、“左侧”“右侧”“中部”“上方”“下方”等指示方位或位置关系为基于附图所设的方位或位置关系，仅是为了便于清楚地描述本发明，而不是指示或暗示所指的结构或零部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于为了清楚或简化描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或数量。
参见图8到9，本实施例提供一种新型车载智能系统主机箱体结构，包括由上往下依次分布的中框组件1、线路板组件2、底盖组件3，作为优选，中框组件设为铝5052中框组件，底盖组件设为铝5052底盖组件。中框组件1上设有第一弹性结构101，线路板组件2的顶面设有第一IC4，作为优选，第一IC设为SOC IC，当然，也可以是其他需要散热的IC芯片。第一弹性结构101与第一IC4之间弹性压紧有可固化的导热液体，需要说明的是：可固化的导热液体是指在涂到导热界面时具有流动属性，而在经过一定时间后会逐渐变为固化状态的液体，其可以是导热膏，也可以是其他具有相同功能的导热界面材料。作用：通过中框组件上设有第一弹性结构，线路板组件的顶面设有第一IC，第一弹性结构与第一IC之间弹性压紧有可固化的导热液体,从而通过第一弹性结构的弹性预压消除组件高度公差带来的间隙，使得设计间隙为0，而由于可固化的导热液体在受到第一弹性结构的弹性预压后会往边缘方向挤出去，从而实现在可固化的导热液体排除接触面空气和填充两表面的细微不平的情况下，使得实际可用的导热界面材料(即可固化的导热液体)的厚度降低到0.05mm到0.10mm，从而减小热阻，提高型材铝散热器的散热效率。
具体地，参见图10到12，第一弹性结构101设为朝线路板组件2的方向进行凹陷的凹台，第一弹性结构101靠近线路板组件2的一侧设有第一散热板5，第一散热板5与第一IC4之间弹性压紧有可固化的导热液体。作用：(1)通过设置凹台，从而使得第一弹性结构与第一散热板具有更多的面积接触，从而方便进行快速散热；(2)通过设置第一散热板，从而使得第一散热板可以将导热界面材料所传递过来的热量进行迅速传递到中框组件上进行散发，提高散热效率；(3)由于凹台具有较好的弹性但散热性不足，而第一散热板则具有良好的散热能力，因此通过凹台与第一散热板的配合，从而在保证第一弹性结构的弹性的同时，还能够提高型材铝散热器的散热效率。作为优选，中框组件1与第一散热板5铆接固定；第一散热板5设为铝1060散热板；第一弹性结构101设为1.0mm厚度的铝5020凹台。
具体地，第一散热板5上设有朝线路板组件2的方向进行凹陷的小凹台501，小凹台501靠近线路板组件2的一侧设有散热柱6，散热柱6与第一IC4之间弹性压紧有可固化的导热液体。作用：设置小凹台、散热柱，可以方便第一IC与散热板之间的连接。作为优选，散热柱铆接在小凹台上；散热柱设为铝1060散热柱。
具体地，底盖组件3上设有第二弹性结构301，线路板组件2的底面设有第二IC7，作为优选，第二IC设为功放IC，当然，也可以是其他需要散热的IC芯片。第二弹性结构301与第二IC7之间弹性压紧有可固化的导热液体。作用：通过底盖组件上设有第二弹性结构，线路板组件的底面设有第二IC，第二弹性结构与第二IC之间弹性压紧有可固化的导热液体，从而通过第二弹性结构的弹性预压消除组件高度公差带来的间隙，使得设计间隙为0，而由于可固化的导热液体在受到第二弹性结构的弹性预压后会往边缘方向挤出去，从而实现在可固化的导热液体排除接触面空气和填充两表面的细微不平的情况下，使得实际可用的导热界面材料(即可固化的导热液体)的厚度降低到0.05mm到0.10mm，从而减小热阻，提高型材铝散热器的散热效率。
具体地，参见图14到16，第二弹性结构301设为朝线路板组件2的方向进行凹陷的凹台，第二弹性结构301靠近线路板组件2的一侧设有第二散热板8，第二散热板8与第二IC7之间弹性压紧有可固化的导热液体。作用：(1)通过设置凹台，从而使得第二弹性结构与第二散热板具有更多的面积接触，从而方便进行快速散热；(2)通过设置第二散热板，从而使得第二散热板可以将导热界面材料所传递过来的热量进行迅速传递到底盖组件上进行散发，提高散热效率；(3)由于凹台具有较好的弹性但散热性不足，而第二散热板则具有良好的散热能力，因此通过凹台与第二散热板的配合，从而在保证第二弹性结构的弹性的同时，还能够提高型材铝散热器的散热效率。作为优选，第二散热板8设为铝1060散热板；第二弹性结构301设为1.0mm厚度的铝5020凹台。
具体地，参见图13，线路板组件2的左右两侧边缘分别设有长槽201，长槽201的外侧设有弹性板边202，弹性板边202上设有安装孔203，作用：由于线路板组件是需要螺钉穿过安装孔从而安装固定在主机箱体内的，因此通过设置长槽、弹性板边，从而在螺钉穿过安装孔的时候，就只有弹性板边产生较大的变形，而线路板组件的其他位置就可以避免产生较大的变形了，从而避免在安装螺钉时对线路板组件造成损伤。作为优选，底盖组件3内的左右两侧边缘分别设有螺丝安装座302，中框组件1内的左右两侧边缘分别设有安装板107，安装板107上设有固定孔。实际安装时，螺钉23依次穿过安装板107的固定孔、安装孔203后与螺丝安装座302连接。
具体地，参见图17，线路板组件2的顶面的前侧边缘设有若干连接器9，中框组件1的前侧边缘设有向下延伸的前侧壁102，连接器9设于前侧壁102的外侧；前侧壁102上设有若干个槽口103，槽口103的下侧设有弹性臂104，弹性臂104向下与线路板组件2的顶面进行接地。作用：通过中框组件的前侧壁上设有若干个槽口，槽口的下侧设有弹性臂，弹性臂向下与线路板组件的顶面进行接地，从而将弹性臂替代铜弹性夹，从而消除了线路板组件贴铜弹性夹的工序，从而降低了生产成本以及减小了所需占用线路板组件的面积。作为优选，中框组件1的前侧铆接有屏蔽架22，屏蔽架22位于连接器9的上方，屏蔽架22优选为铝5052屏蔽架；槽口、弹性臂沿左右方向延伸。
具体地，参见图18，线路板组件2的顶面的右侧边缘设有蓝牙天线10，线路板组件2的顶面的后侧边缘设有WiFi天线11；中框组件1的右侧边缘设有向下延伸的右侧壁105，中框组件1的后侧边缘设有向下延伸的后侧壁106，蓝牙天线10、WiFi天线11分别设于右侧壁105、后侧壁106的外侧。作用：通过蓝牙天线、WiFi天线分别设于中框组件的右侧壁、后侧壁的外侧，从而通过独立的蓝牙天线减少WIFI天线的耦合，减少两者在发射和接收方面存在的相互干扰和串扰现象。
具体地，WiFi天线11的数量包括两个，两个WiFi天线11分别设于线路板组件2的顶面的后侧边缘的左右两端，作用：通过两个WiFi天线11分别设于线路板组件2的顶面的后侧边缘的左右两端，从而使得双WiFi天线之间的距离更远，减少信号盲区。
具体地，参见图19，中框组件1的顶面与底盖3的底面之间的高度差为30mm±5mm。作用：通过中框组件的顶面与底盖的底面之间的高度差为30mm±5mm，从而在保证线路板组件上的元器件具有足够的安装高度的基础上，使得蓝牙天线、WiFi天线被金属箱体遮挡的更少，从而减少信号盲区。
综上所述，本发明具有如下的技术效果：
(1)导热界面材料厚度变薄
导热界面材料厚度由0.4mm减到0.05mm。如果同时用导热系数为3.5(w/m.k)的导热界面材料对比，热阻由1减少到0.15(单位℃/W)。假设热功率是10W，散热器和芯片温差由10℃将低到1.5℃。需要说明的是，文中的散热器指的是中框组件与底盖组件所形成的箱体结构。
由于传热效率的提高：
箱体结构所需要用到的铝材料由原750g降低到400g，每克0.05元，节省350g就节省10.5元。
除去原铝型材数控机床加工工序10分钟，每分钟1.0元，节省10.0元。
(2)利用中框弹性结构替代铜弹性夹
1.除去铜弹性夹6个，每个0.35元，节省2.1元。
2.消除了线路板组件贴铜弹性夹的工序，折合工时每个0.05元，节省0.3元。
(3)WIFI天线和蓝牙天线
当蓝牙天线和WIFI天线同时使用一个天线通道时，需要分时序的排队，实际速率达不到吞吐量标准≥16.5(Mbit/s)，独立的蓝牙天线避免2.4GWIFI天线分时序的排队,速率达标18(Mbit/s)。
双WiFi天线比较单WiFi天线，WIFI速率有所提升；理想情况下双天线wifi速率可达到单天线速率的2倍，参见图20。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种新型车载智能系统主机箱体结构，包括由上往下依次分布的中框组件(1)、线路板组件(2)、底盖组件(3)，其特征在于：所述中框组件(1)上设有第一弹性结构(101)，所述线路板组件(2)的顶面设有第一IC(4)，所述第一弹性结构(101)与所述第一IC(4)之间弹性压紧有可固化的导热液体。
2.根据权利要求1所述一种新型车载智能系统主机箱体结构，其特征在于：所述第一弹性结构(101)设为朝所述线路板组件(2)的方向进行凹陷的凹台，所述第一弹性结构(101)靠近所述线路板组件(2)的一侧设有第一散热板(5)，所述第一散热板(5)与所述第一IC(4)之间弹性压紧有可固化的导热液体。
3.根据权利要求2所述一种新型车载智能系统主机箱体结构，其特征在于：所述第一散热板(5)上设有朝所述线路板组件(2)的方向进行凹陷的小凹台(501)，所述小凹台(501)靠近所述线路板组件(2)的一侧设有散热柱(6)，所述散热柱(6)与所述第一IC(4)之间弹性压紧有可固化的导热液体。
4.根据权利要求1到3任一项所述一种新型车载智能系统主机箱体结构，其特征在于：所述底盖组件(3)上设有第二弹性结构(301)，所述线路板组件(2)的底面设有第二IC(7)，所述第二弹性结构(301)与所述第二IC(7)之间弹性压紧有可固化的导热液体。
5.根据权利要求4所述一种新型车载智能系统主机箱体结构，其特征在于：所述第二弹性结构(301)设为朝所述线路板组件(2)的方向进行凹陷的凹台，所述第二弹性结构(301)靠近所述线路板组件(2)的一侧设有第二散热板(8)，所述第二散热板(8)与所述第二IC(7)之间弹性压紧有可固化的导热液体。
6.根据权利要求1到3、5任一项所述一种新型车载智能系统主机箱体结构，其特征在于：所述线路板组件(2)的左右两侧边缘分别设有长槽(201)，所述长槽(201)的外侧设有弹性板边(202)，所述弹性板边(202)上设有安装孔(203)。
7.根据权利要求1到3、5任一项所述一种新型车载智能系统主机箱体结构，其特征在于：所述线路板组件(2)的顶面的前侧边缘设有若干连接器(9)，所述中框组件(1)的前侧边缘设有向下延伸的前侧壁(102)，所述连接器(9)设于所述前侧壁(102)的外侧；所述前侧壁(102)上设有若干个槽口(103)，所述槽口(103)的下侧设有弹性臂(104)，所述弹性臂(104)向下与所述线路板组件(2)的顶面进行接地。
8.根据权利要求1到3、5任一项所述一种新型车载智能系统主机箱体结构，其特征在于：所述线路板组件(2)的顶面的右侧边缘设有蓝牙天线(10)，所述线路板组件(2)的顶面的后侧边缘设有WiFi天线(11)；所述中框组件(1)的右侧边缘设有向下延伸的右侧壁(105)，所述中框组件(1)的后侧边缘设有向下延伸的后侧壁(106)，所述蓝牙天线(10)、所述WiFi天线(11)分别设于所述右侧壁(105)、所述后侧壁(106)的外侧。
9.根据权利要求8所述一种新型车载智能系统主机箱体结构，其特征在于：所述WiFi天线(11)的数量包括两个，两个所述WiFi天线(11)分别设于所述线路板组件(2)的顶面的后侧边缘的左右两端。
10.根据权利要求8所述一种新型车载智能系统主机箱体结构，其特征在于：所述中框组件(1)的顶面与所述底盖(3)的底面之间的高度差为30mm±5mm。
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