CN112447628A - 散热机构和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供散热机构和电子设备，能够抑制将力集中地作用于与受热板接触的电子部件的局部的情况。散热机构(40)具备：受热板(41)，其接受来自具有矩形状的热传递区域(22a)的电子部件(20)的热；以及热输送部件(42)，其冷却受热板(41)。受热板(41)具有受热面(41b)，该受热面(41b)与热传递区域(22a)接触来接受来自电子部件(20)的热。在受热面(41b)形成有1个或者多个凹部(43)，该凹部(43)在从与受热面(41b)垂直的方向观察时包含热传递区域(22a)的至少一个角部。

Description

散热机构和电子设备
技术领域
本发明涉及散热机构和电子设备。
背景技术
在笔记本型个人计算机(笔记本PC)等电子设备中，有时为了排出壳体内的电子部件所产生的热而搭载散热机构(例如，参照专利文献1)。作为发热量较大的电子部件，例如存在中央处理单元(CPU)和图形处理单元(GPU)。
散热机构例如具备金属制的受热板、以及热输送部件(热管等)。受热板与电子部件(例如，CPU和GPU)接触地设置，传递电子部件的热。热输送部件将受热板的热输送到散热体(散热器、散热片等)。为了提高与电子部件之间的导热效率，受热板与电子部件面接触地设置。
专利文献1：日本特开2004-246403号公报
上述散热机构由于结构部件的尺寸的偏差等，有时成为相对于一部分的电子部件稍微倾斜的姿势。在该情况下，由于电子部件在狭小的部位与受热板接触，因此有可能由于受热板而对电子部件的局部集中地作用有较大的力。
发明内容
本发明的一个方式的目的在于，提供散热机构和电子设备，能够抑制将力集中地作用于与受热板接触的电子部件的局部的情况。
本发明的一个方式提供散热机构，具备：受热板，其接受来自具有矩形状的热传递区域的电子部件的热；以及热输送部件，其冷却上述受热板，上述受热板具有受热面，该受热面与上述热传递区域接触来接受来自上述电子部件的热，在上述受热面形成有1个或者多个凹部，上述凹部在从与上述受热面垂直的方向观察时包含上述热传递区域的至少一个角部。
优选上述凹部形成为槽状，该槽状在从与上述受热面垂直的方向观察时包含上述热传递区域的整个周缘。
也可以是如下的结构，形成有多个上述凹部，多个上述凹部分别包含上述热传递区域的角部。
本发明的其他的方式提供电子设备，该电子设备搭载了上述散热机构。
也可以是如下的结构，上述电子设备具备多个上述电子部件，多个电子部件搭载于共用的主基板。
根据本发明的一个方式，提供散热机构和电子设备，能够抑制将力集中地作用于与受热板的受热面接触的电子部件的局部的情况。
附图说明
图1是第一实施方式的散热机构的立体图。
图2是第一实施方式的散热机构的立体图。
图3是示意性示出第一实施方式的散热机构的侧视图。
图4是第一实施方式的散热机构的受热板的俯视图。
图5是第一实施方式的散热机构的受热板的剖视图。
图6是第二实施方式的散热机构的立体图。
图7是示意性示出第二实施方式的散热机构的侧视图。
图8是第二实施方式的散热机构的受热板的俯视图。
图9是第二实施方式的散热机构的受热板的剖视图。
图10是第二实施方式的散热机构的受热板的变形例的剖视图。
附图标记的说明：
10...CPU(第一电子部件)；20...GPU(第二电子部件)；22a...热传递区域；22c...周缘；22d、22e、22f、22g...角部；30...主板(主基板)；40、140...散热机构；41、141；241...受热板；41B...第二受热板；41b、141b...受热面；42...热管(热输送部件)；43、143、243...凹部；100...电子设备。
具体实施方式
[电子设备]
(第一实施方式)
图1是第一实施方式的散热机构40的立体图。图2是散热机构40的立体图。图3是示意性示出散热机构40的侧视图。图4是散热机构40的受热板41的俯视图。图5是散热机构40的受热板41的剖视图。图5是图4的I-I剖视图。
如图1所示，第一实施方式的电子设备100具备：中央处理单元10(第一电子部件)、图形处理单元20(第二电子部件)、主板30(主基板)(参照图3)、以及散热机构40。
中央处理单元(Central Processing Unit)称为“CPU”。图形处理单元(GraphicsProcessing Unit)称为“GPU”。CPU10、GPU20、主板30、以及散热机构40收容在壳体(省略图示)。
电子设备100例如可以是笔记本型个人计算机(笔记本PC)、工作站、服务器等。
CPU10是执行应用程序来进行整体的处理的处理器。CPU10具备：基板11、以及半导体芯片12(管芯)。基板11例如为印刷基板(PCB)。在基板11上，也可以一并安装存储器、电容器等。
半导体芯片12设置在基板11的一个面。半导体芯片12形成为矩形板状。
如图3所示，半导体芯片12的第一主面12a是向受热板41(第一受热板41A)传递热的热传递区域。将第一主面12a称为热传递区域12a。热传递区域12a为矩形状。热传递区域12a是与基板11对置的第二主面12b的相反面。热传递区域12a通过与受热板41(第一受热板41A)面接触，来将半导体芯片12的热传递到受热板41(第一受热板41A)。
如图1所示，GPU20是进行绘图处理的处理器。GPU20具备：基板21、以及半导体芯片22(管芯)。基板21例如是印刷基板(PCB)。在基板21上，也可以一并安装存储器、电容器等。
半导体芯片22设置在基板21的一个面。半导体芯片22形成为矩形板状。
如图3所示，半导体芯片22的第一主面22a是向受热板41(第二受热板41B)传递热的热传递区域。将第一主面22a称为热传递区域22a。热传递区域22a为矩形状。热传递区域22a是与基板21对置的第二主面22b的相反面。热传递区域22a通过与受热板41(第二受热板41B)面接触，来将半导体芯片22的热传递到受热板41(第二受热板41B)。
如图4所示，将热传递区域22a的4个角部分别称为第一角部22d、第二角部22e、第3角部22f、以及第4角部22g。第一角部22d和第二角部22e位于比第3角部22f和第4角部22g更接近CPU10的位置。
如图3所示，CPU10与GPU20搭载于共用的主板30的第一主面30a。
如图1所示，散热机构40具备：受热板41、41、以及热管(热输送部件)42。受热板41由铜、铝等金属构成。
如图3所示，受热板41、41可导热地设置在热管42。受热板41、41通过与热管42接触，来与热管42热耦合。受热板41、41在热管42的长度方向上使位置不同地设置。
将2个受热板41、41中的一个受热板41(第一受热板41A)的一个面称为受热面41a。第一受热板41A与CPU10重叠。受热面41a与CPU10的热传递区域12a接触。由此，第一受热板41A与CPU10热耦合。
将2个受热板41、41中的另一个受热板41(第二受热板41B)的一个面称为受热面41b。第二受热板41B与GPU20重叠。受热面41b与GPU20的热传递区域22a接触。由此，第二受热板41B与GPU20热耦合。
如图2和图4所示，在第二受热板41B的受热面41b形成有凹部43。凹部43在从与受热面41b垂直的方向观察时为矩形状的槽。凹部43的槽宽度均匀。此外，将从与受热面41b垂直的方向观察的情况称为“俯视”。
如图4所示，凹部43的外周缘43a的第一长度W1比GPU20的热传递区域22a的第一长度W2大。凹部43的内周缘43b的第一长度W3比热传递区域22a的第一长度W2小。外周缘43a的第一长度W1为矩形状的外周缘43a的第一边43a1的长度。内周缘43b的第一长度W3为矩形状的内周缘43b的第一边43b1的长度。
凹部43的外周缘43a的第二长度H1比GPU20的热传递区域22a的第二长度H2大。凹部43的内周缘43b的第二长度H3比热传递区域22a的第二长度H2小。外周缘43a的第二长度H1为与外周缘43a的第一边43a1邻接的第二边43a2的长度。内周缘43b的第二长度H3为与内周缘43b的第一边43b1邻接的第二边43b2的长度。
在俯视时，热传递区域22a的周缘22c位于外周缘43a的内侧且内周缘43b的外侧。因此，凹部43包含热传递区域22a的周缘22c的全部。热传递区域22a的角部22d～22g在俯视时包含于凹部43。
如图5所示，凹部43的与长度方向正交的剖面的形状例如为矩形状。此外，凹部的剖面形状没有特别限定，也可以为半圆状、V字状等。
也可以在GPU20与受热板41(第二受热板41B)之间填充油脂。也可以在CPU10与受热板41(第一受热板41A)之间填充油脂。
如图1所示，热管42由形成有密闭空间的管体构成。热管42例如由铜、铝等金属构成。将工作流体以能够流动的方式封入热管42内的密闭空间。在热管42内部例如设置有芯。
热管42例如与散热单元(省略图示)连接。散热单元例如具备散热器和散热风扇。散热器与热管42连接。散热风扇通过送风来冷却散热器。
如图3所示，CPU10和GPU20设置在共用的主板30，因此有时很难独立地调整位置或者姿势。因此，若设定CPU10的位置和姿势以使CPU10与第一受热板41A无间隙地接触，则由于结构部件的尺寸的偏差、主板30的弯曲变形等，有时GPU20成为相对于第二受热板41B稍微倾斜的姿势。
如图4所示，在散热机构40中，在第二受热板41B的受热面41b形成有凹部43，因此热传递区域22a的周缘22c不与受热面41b接触。因此，即使在GPU20成为倾斜的姿势的情况下，也能够抑制将力集中地作用于热传递区域22a的周缘22c的情况。由此，GPU20不容易引起破损。
在散热机构40中，由于在受热面41b形成有凹部43，因此与不存在凹部43的情况相比，容易确保热传递区域22a与受热面41b的面接触。由此，能够使热传递区域22a与受热面41b之间的导热效率良好。
作为第一比较方式，假定具备在受热面不存在凹部的受热板的散热机构(省略图示)。在该散热机构中，若电子部件的热传递区域倾斜，则热传递区域仅在一个角部与受热面接触，有可能对该角部集中地作用较大的力。
作为第二比较方式，假定在第一比较方式的散热机构中，在电子部件与受热板之间设置软质材料层的结构。在第二比较方式中，能够通过软质材料层减少施加给电子部件的力，但电子部件与受热板之间的导热特性降低。
在散热机构40中，凹部43形成为在俯视时包含热传递区域22a的整个周缘的槽状。因此，无论GPU20的倾斜方向如何，都能够抑制将力集中在与受热面41b接触的热传递区域22a的局部的情况。
[电子设备]
(第二实施方式)
图6是第二实施方式的散热机构140的立体图。图7是示意性示出散热机构140的侧视图。图8是散热机构140的受热板141的俯视图。图9是散热机构140的受热板141的剖视图。图9是图8的II-II剖视图。此外，对于与第一实施方式的共用结构，标注相同的附图标记并省略说明。
如图6所示，第二实施方式的电子设备200的凹部143的形状与图2所示的凹部43的形状不同。散热机构140具备：受热板41(第一受热板41A)(参照图7)、受热板141(第二受热板141B)、以及热管42。
如图7所示，受热板141可导热地设置在热管42。受热板141通过与热管42接触，来与热管42热耦合。受热板41(第一受热板41A)、受热板141(第二受热板141B)在热管42的长度方向上使位置不同地设置。
将第二受热板141B的一个面称为受热面141b。第二受热板141B与GPU20重叠。受热面141b与GPU20的第一主面22a(热传递区域22a)接触。由此，第二受热板141B与GPU20热耦合。
如图6和图8所示，在第二受热板141B形成有多个(例如4个)凹部143。凹部143在俯视时为圆形状的凹部。4个凹部143相互分离地形成。4个凹部143在俯视时分别包含热传递区域22a的角部22d～22g。在俯视时，优选凹部143的中心分别位于角部22d～22g。此外，俯视时的凹部的形状并不局限于圆形状，也可以是矩形状、椭圆形状等。
如图9所示，凹部143的与受热面141b垂直的剖面的形状例如为半圆状。此外，凹部的剖面形状没有特别限定，也可以是矩形状、“V”字状等。
在散热机构140中，在第二受热板141B的受热面141b形成有凹部143，因此热传递区域22a的角部22d～22g不与受热面141b接触。因此，即使在GPU20成为倾斜的姿势的情况下，也能够抑制将力集中地作用于热传递区域22a的局部的情况。由此，GPU20不容易引起破损。
在散热机构140中，由于在受热面141b形成有凹部143，因此容易确保热传递区域22a与受热面141b的面接触。由此，能够使热传递区域22a与受热面141b之间的导热效率良好。
由于凹部143为圆形状，因此与槽状的凹部相比能够容易形成。
本发明的具体的结构不限于上述的实施方式，还包含不脱离本发明的主旨的范围的设计等。在上述的实施方式中说明的各结构能够任意地组合。
在上述实施方式中，作为电子设备例示出笔记本型PC等，但作为电子设备，还可列举智能手机、移动电话终端等。
图2所示的凹部43包含热传递区域22a的4个角部22d～22g的全部，但凹部只要在俯视时包含热传递区域的4个角部中的至少一个即可。例如，也可以是包含4个角部22d～22g中的2个角部22d、22e的结构。
图2所示的凹部43和图6所示的凹部143为不贯通受热板41、141的凹部，但凹部也可以通过在厚度方向上贯通受热板的贯通孔形成。图10是受热板141的变形例即受热板241的剖视图。在受热板241形成的凹部243通过在厚度方向上贯通受热板241的贯通孔244而形成。
图1所示的电子设备100具备2个电子部件、即CPU10(第一电子部件)和GPU20(第二电子部件)，但电子设备所具备的电子部件的数量也可以为1个，也可以为3以上的任意的数量。受热板的数量与电子部件的数量相同。

Claims (5)

1.一种散热机构，
具备：受热板，其接受来自具有矩形状的热传递区域的电子部件的热；以及热输送部件，其冷却所述受热板，
所述受热板具有受热面，该受热面与所述热传递区域接触来接受来自所述电子部件的热，
在所述受热面形成有1个或者多个凹部，所述凹部在从与所述受热面垂直的方向观察时包含所述热传递区域的至少一个角部。
2.根据权利要求1所述的散热机构，其中，
所述凹部形成为槽状，该槽状在从与所述受热面垂直的方向观察时包含所述热传递区域的整个周缘。
3.根据权利要求1所述的散热机构，其中，
形成有多个所述凹部，
多个所述凹部分别包含所述热传递区域的角部。
4.一种电子设备，其中，
该电子设备搭载了权利要求1至3中任一项所述的散热机构和所述电子部件。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其中，
该电子设备具备多个所述电子部件，
多个所述电子部件搭载于共用的主基板。
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