CN116954330A - 电子设备以及热输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供电子设备以及热输送装置。主要目的在于能够进行相对转动的壳体之间的高效的热输送。其他目的在于确保在相对转动的壳体之间通过的柔性基板以及热输送装置的设置空间。电子设备具备：第一壳体，其搭载了处理装置；第二壳体，其与上述第一壳体能够相对转动地连结；以及均热板，其具备具有挠性的第一树脂片及第二树脂片、和形成在上述第一树脂片与上述第二树脂片之间且封入了工作流体的密闭空间，上述均热板从上述第一壳体内延伸至上述第二壳体内，将上述处理装置产生的热向上述第二壳体侧输送。

Description

电子设备以及热输送装置

技术领域

本发明涉及电子设备以及热输送装置。

背景技术

笔记本式PC那样的电子设备具有通过铰链将搭载了主板、电池装置的壳体与搭载了显示器的壳体连结而成的结构(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2022-030431号公报

将两个壳体之间连结为能够相对转动的电子设备往往在搭载了主板等的一个壳体与另一个壳体产生温度差。通常，安装了CPU等处理装置的主板侧的壳体内的发热量显著大于另一个壳体内的发热量。

可是，这样的电子设备由于对壳体的小型薄型化的期望较大，所以难以搭载具有较高的冷却能力的大型的冷却装置。因此，这种电子设备也被期望通过将高温侧的壳体内的热向低温侧的壳体内输送来对高温侧的壳体内进行冷却。然而，这种情况下的热输送装置需要能够追随壳体间的转动动作的柔软性。

另一方面，这样的电子设备往往将柔性基板设置为从一个壳体延伸到另一个壳体。可是，能够使部件在壳体间通过的空间有限。因此，在这样的电子设备中，在除柔性基板以外还将上述的热输送装置设置为从一个壳体延伸到另一个壳体的情况下，其设置空间的确保也成为问题。

发明内容

本发明是考虑上述现有技术的课题而做出的，主要目的在于提供一种能够进行相对转动的壳体之间的高效的热输送的电子设备以及热输送装置。本发明的其他目的在于提供一种能够确保在相对转动的壳体间通过的柔性基板以及热输送装置的设置空间的电子设备以及热输送装置。

本发明的第一方式的电子设备具备：第一壳体，该第一壳体搭载了处理装置；第二壳体，该第二壳体与上述第一壳体能够相对转动地连结；以及均热板，该均热板具备具有挠性的第一树脂片及第二树脂片、和形成在上述第一树脂片与上述第二树脂片之间且封入了工作流体的密闭空间，上述均热板从上述第一壳体内延伸到上述第二壳体内，将上述处理装置产生的热向上述第二壳体侧输送。

本发明的第二方式的热输送装置具备：均热板，该均热板具备具有挠性的第一树脂片及第二树脂片、和形成在上述第一树脂片与上述第二树脂片之间且封入了工作流体的密闭空间；以及柔性基板，该柔性基板具有上述第二树脂片、和隔着金属配线层叠于该第二树脂片的第三树脂片，通过与上述均热板共用上述第二树脂片而与上述均热板构成为一体。

根据本发明的上述方式，能够实现电子设备的壳体的小型薄型化，从而能够提高外观品质。

附图说明

图1是从上方俯视观察第一实施方式的电子设备的示意性的俯视图。

图2是表示使壳体间形成180度并从下方观察的状态下的电子设备的内部构造的示意性的立体图。

图3A是使电子设备形成180度姿势的状态下的热输送装置的示意性的侧剖视图。

图3B是使图3A所示的电子设备形成90度姿势的状态下的热输送装置的示意性的侧剖视图。

图4是变形例的应用了端子相对于柔性基板的安装构造的热输送装置的示意性的侧剖视图。

图5是使第二实施方式的电子设备形成180度姿势的状态下的均热板及柔性基板的示意性的侧剖视图。

附图标记说明

10、10A…电子设备；11…第一壳体；12…第二壳体；16…铰链；22…CPU；24…冷却装置；32…均热板；34…显示器；35…显示器基板；36…中继基板；38…柔性基板；40…热输送装置(配线)；41…第一树脂片；42…第二树脂片；43…第三树脂片；45…芯部；46…金属配线；48、49…端子；50…分支部；52…第四树脂片。

具体实施方式

以下，列举适当的实施方式，参照附图对本发明的电子设备以及热输送装置详细地进行说明。

图1是从上方俯视观察第一实施方式的电子设备10的示意性的俯视图。

如图1所示，电子设备10是使用铰链16将第一壳体11与第二壳体12连结为能够相对转动的翻盖笔记本式PC。电子设备10的壳体11、12之间能够从0度姿势越过90度姿势(图3B)例如转动至180姿势(参照图2及图3A)。电子设备10在0度姿势下使壳体11、12相互层叠，在180度姿势下使壳体11、12在与面方向垂直的方向上排列并彼此相邻。壳体11、12之间的转动范围可以为180度以下，也可以为180度以上。本发明的电子设备除笔记本式PC以外，例如也可以是具备能够弯折的有机EL(electroluminescence：电致发光)显示器的可折叠(Foldable)式PC、智能手机或者便携式游戏机等。

以下，关于电子设备10，以将第二壳体12相对于第一壳体11打开并形成180度姿势的状态(参照图2及图3A)为基准，将近前侧称为前，将里侧称为后，将宽度方向称为左右，将厚度方向称为上下来进行说明。

首先，对电子设备10的整体结构进行说明。

图2是表示使壳体11、12之间形成180度并从下方观察的状态下的电子设备10的内部构造的示意性的立体图。

如图1及图2所示，第一壳体11为扁平的箱体。在第一壳体11的上表面设置有键盘18及触摸板19。在第一壳体11的内部除主板20以外，还收容有电池装置、天线装置等各种电子部件。在主板20除作为处理装置的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)22以外，还安装有SSD(Solid State Drive：固态硬盘)、存储器等各种芯片。

在第一壳体11的内部也搭载有用于冷却CPU22的冷却装置24。冷却装置24具备：风扇26、27、翅片28、29、热管30、31以及均热板(vapor chamber)32。热管30、31将CPU22产生的热分别高效地传递至翅片28、29。风扇26、27分别对翅片28、29进行送风，将由热管30、31输送来的CPU22的热向第一壳体11外排出。均热板32具备具有挠性的片材构造，设置为从壳体11延伸至壳体12，但详细内容后述。冷却装置24也可以为省略了风扇26、27、翅片28、29及热管30、31的一部分或全部的结构。

如图1及图2所示，第二壳体12是比第一壳体11薄的扁平的箱体。在第二壳体12的正面设置有显示器34。显示器34例如由有机EL显示器(OLED：Organic Light EmittingDiode：有机发光二极管)、液晶显示器构成。

电子设备10的显示器基板35搭载于第一壳体11内，中继基板36搭载于第二壳体12内。显示器基板35是显示器34的控制基板，与主板20连接。中继基板36是对显示器34与显示器基板35之间的电信号进行中继的基板，与显示器34连接，且配置于显示器34的背面。电子设备10的显示器基板35与中继基板36之间由设置为从壳体11延伸至壳体12的柔性基板(FPC：Flexible printed circuits)38连接。

显示器基板35也可以搭载于第二壳体12内。在该情况下，显示器基板35设置于显示器34的背面即可，也可以省略中继基板36。在该情况下，柔性基板38将第二壳体12内的显示器基板35与第一壳体11内的主板20连接即可。

铰链16将壳体11、12的邻接缘部11a、12a彼此连结。邻接缘部11a是第一壳体11的后缘部。邻接缘部12a是第二壳体12的前缘部。本实施方式的铰链16是沿左右方向延伸的1根长条的构造。铰链16例如也可以设置左右一对。

如图2所示，本实施方式的电子设备10的均热板32及柔性基板38设置为从壳体11延伸至壳体12。因此，均热板32及柔性基板38伴随着基于铰链16的壳体11、12之间的转动动作而承受反复的弯曲变形。因此，本实施方式的均热板32形成具有挠性的片材构造。另外，在电子设备10中，使在壳体11、12的邻接缘部11a、12a之间通过的均热板32及柔性基板38一体化，能够实现它们整体的薄型化，消除了其设置空间的问题。

以下，关于将均热板32与柔性基板38一体化而成的结构，总称为热输送装置40来进行说明。此外，被一体化的均热板32与柔性基板38也能够主要理解为是柔性基板38，而不是均热板32。在该情况下，也往往将该结构称为配线40更合适，而不是热输送装置40。

图3A是将电子设备10形成180度姿势的状态下的热输送装置40的示意性的侧剖视图。图3B是将图3A所示的电子设备10形成90度姿势的状态下的热输送装置40的示意性的侧剖视图。

如图2～图3B所示，热输送装置40的均热板32与柔性基板38构成为一体。

首先，均热板32具有第一树脂片41、第二树脂片42以及形成在树脂片41、42之间的密闭空间S。均热板32是在密闭空间S封入了工作流体的片材状的热输送设备。

树脂片41、42由具有挠性及热传导性的树脂材料(热传导树脂)形成。作为形成树脂片41、42的材料，能够例示聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚缩醛、尼龙等。在本实施方式中，考虑热传导率的高低、弯曲容易度以及用于形成柔性基板38的电绝缘性等，由聚酰亚胺制的片材或薄膜形成树脂片41、42。

密闭空间S成为供被封入的工作流体一边产生相变一边流通的流路。作为工作流体，例如能够例示水、氟利昂替代物、丙酮或丁烷等。在密闭空间S内配设有利用毛细管现象对冷凝了的工作流体进行送液的芯部45。芯部45例如形成为将细线呈絮状编织而成的网眼形状。芯部45也需要具有挠性。因此，芯部45也由与树脂片41、42同样的树脂材料形成即可。不过，芯部45通过网眼形状而能够获得挠性，因此也可以由金属材料形成。

接着，柔性基板38具有第二树脂片42、第三树脂片43及金属配线46。柔性基板38是与均热板32共用第二树脂片42，并在第二树脂片42的表面隔着金属配线46层叠了第三树脂片43而成的构造。第三树脂片43由与树脂片41、42相同或同样的树脂材料形成即可。在本实施方式中，第三树脂片43与树脂片41、42相同地由聚酰亚胺制的片材或薄膜形成。

像这样，本实施方式的热输送装置40通过共用中央的第二树脂片42，而将均热板32与柔性基板38构成为一体。这里，各树脂片41～43的厚度为0.05mm左右。也就是说，与仅将分体的均热板32和柔性基板38重叠了的结构相比，热输送装置40至少能够与第二树脂片42的厚度大小对应地实现薄型化。具体而言，例如均热板32的板厚为0.2～0.25mm左右，柔性基板38的板厚为0.1～0.2mm左右。因此，热输送装置40的板厚能够为0.25～0.4mm左右，能够得到极薄且也能够充分承受反复的弯折的较高的柔软性(参照图3A及图3B)。

如图2～图3B所示，热输送装置40例如在柔性基板38的端部38a、38b分别安装有端子48、49。端子48例如在第一壳体11内与显示器基板35连接。端子49例如在第二壳体12内与中继基板36连接。如上述那样，在将显示器基板35配置于第二壳体12内的结构中，端子48、49的一方在第一壳体11内与主板20连接，另一方在第二壳体12内与显示器基板35连接即可。在图2中，例示了将两个柔性基板38相对于一个均热板32进行一体化，并将各柔性基板38分别与显示器基板35及中继基板36连接的结构。

然而，在热输送装置40中，端子48、49能够相对于金属配线46采用几个连接构造。

第一连接构造是图3A及图3B所示的结构例。在该结构例中，构成柔性基板38的第二树脂片42及第三树脂片43的全长构成为比第一树脂片41的全长长，而使柔性基板38的端部38a、38b比均热板32在长边方向上突出。而且，端子48、49与该端部38a、38b的金属配线46连接。换言之，该结构例的热输送装置40也可以说通过在柔性基板38的第二树脂片42的一部分固定第一树脂片41的端部而形成均热板32。

第二连接构造如图4的结构例的端子48所示。在该结构例中，端子48贯通柔性基板38的最外层的第三树脂片43而与金属配线46连接。换言之，该结构例的热输送装置40是在均热板32的第二树脂片42的一部分构建柔性基板38并在此直接安装端子48而成的结构。

第三连接构造如图4的结构例的端子49所示。在该结构例中，柔性基板38具有以一部分从均热板32分离的方式分支出的分支部50。具体而言，分支部50进行分支，以使第三树脂片43及金属配线46从与均热板32共用的第二树脂片42的表面分离。该结构例的柔性基板38具有第四树脂片52，该第四树脂片52隔着金属配线46层叠于分支部50的第三树脂片43。而且，柔性基板38在分支部50的端部38b的金属配线46连接有端子49。换言之，该结构例的热输送装置40是在均热板32的第二树脂片42的一部分构建柔性基板38，并利用第四树脂片52覆盖未固定于均热板32的分支部50的金属配线46而成的结构。分支部50从均热板32分支的方向也可以是左右方向、前后方向，而不是上下方向。

在图4中，例示了在一个柔性基板38同时应用了第二及第三连接构造的结构。然而，柔性基板38不言而喻也可以通过仅应用第二或第三连接构造而构成两端子48、49。另外，上述的第一～第三连接构造可以将任一个连接构造应用于一个柔性基板38的两端部38a、38b，也可以通过不同的连接构造将端子48、49分别安装于一个柔性基板38的端部38a、38b。当然，在一个柔性基板38分支为多个的情况下，也可以对每一个适当地应用第一～第三连接构造。

如以上那样，本实施方式的电子设备10具备热输送装置40，该热输送装置40设置为从壳体11延伸至壳体12，并将均热板32与柔性基板38一体化。这里，均热板32具备具有挠性的第一树脂片41及第二树脂片42、和形成在树脂片41、42之间且封入了工作流体的密闭空间S。由此，均热板32形成为薄片状，整体具有挠性。另外，柔性基板38具有第二树脂片42、和隔着金属配线46层叠于第二树脂片42的第三树脂片43。而且，第二树脂片42被均热板32与柔性基板38共用。

因此，该电子设备10能够通过均热板32将安装于主板20的CPU22在第一壳体11内产生的热向不具有伴随较大的发热的部件的第二壳体12内高效地输送。因此，能够抑制电子设备10因CPU22冷却不足而产生性能下降，或者在第一壳体11的外表面产生局部高温部(热点)等。

另一方面，这样的电子设备10需要使将壳体11、12内的各电子部件彼此，例如显示器基板35与中继基板36(显示器34)电连接的柔性基板38也在壳体11、12之间通过。可是，例如作为笔记本式PC的电子设备10的能够使部件在壳体11、12之间通过的空间有限。然而，该热输送装置40将均热板32与柔性基板38一体化，从而能够削减合计的板厚。因此，热输送装置40能够尽可能地抑制将均热板32及柔性基板38合起来的厚度。另外，热输送装置40能够将如上整体被薄型化的均热板32及柔性基板38容易地设置在同一路径，从而空间效率提高。其结果是，具备这样的热输送装置40的电子设备10能够将壳体11、12之间电连接及热连接，并且维持各壳体11、12的薄型化。另外，热输送装置40通过共用了第二树脂片42，至少能够削减一张树脂片的量的材料成本。

在热输送装置40中，均热板32的芯部45在密闭空间S内配置于比第一树脂片41的内表面更靠近第二树脂片42的内表面的位置即可。具体而言，芯部45在密闭空间S内设置在靠近柔性基板38的一侧即可。均热板32的密闭空间S供蒸发了的高温的气相的工作流体、和该气相的工作流体冷凝了的相对低温的液相的工作流体流通，低温的液相的工作流体在芯部45中流动。因此，热输送装置40若将芯部45配置于靠近柔性基板38的面，则能够抑制柔性基板38受到均热板32的热而温度上升。

如图2所示，本实施方式的均热板32也可以构成为在第一壳体11内通过扩大比柔性基板38的端部38a靠前的部分的面积而覆盖CPU22。于是，均热板32的热输送性能和热扩散性能进一步提高。均热板32即便在第二壳体12内，也可以通过扩大比柔性基板38的端部38b靠前的部分的面积而配置在显示器34的背面侧。或者，均热板32可以在第二壳体12内与第二壳体12直接连接来散热，也可以与设置于第二壳体12的内表面的铜片等连接来散热。

如图2所示，热输送装置40也可以构成为在第一壳体11内设置S字的弯曲部40a，来吸收在壳体11、12之间的转动时产生的余长。弯曲部40a也可以设置在第二壳体12内。不过，在第一壳体11比第二壳体12更易确保高度方向的空间的方面，优选弯曲部40a设置在第一壳体11内。

接下来，对第二实施方式的电子设备10A进行说明。

图5是将第二实施方式的电子设备10A形成180度姿势的状态下的均热板32及柔性基板38的示意性的侧剖视图。在图5中，与图1～图4所示的参照标记相同的参照标记表示相同或同样的构成元件，因此起到相同或同样的功能及效果，针对该部分省略详细的说明。

如图5所示，本实施方式的电子设备10A不使用将均热板32与柔性基板38一体化的热输送装置40。即、电子设备10A是将分别分体构成的均热板32及柔性基板38设置为从壳体11延伸至壳体12而成的结构。此外，图5所示的电子设备10A除不使用将均热板32与柔性基板38一体化的热输送装置40以外，其他结构也可以与图1～图4所示的电子设备10相同或同样。

通常，与铜片、石墨片等那样的热传导片相比，均热板具有较高的热传导率，能够极其迅速地使热移动及扩散。可是，通常的均热板是将两张金属板层叠而成的构造，因此无法承受反复的弯折动作。因此，以往，没有设想将均热板设置于电子设备10、10A那样的能够相对转动地被连结的壳体11、12之间。

然而，本实施方式的均热板32如上述那样采用了将例如聚酰亚胺制的树脂片41、42层叠而成的片材构造。其结果是，均热板32整体得到挠性，从而也能够承受反复的弯折动作。

因此，这样的均热板32不仅是如上述的电子设备10那样与柔性基板38一体化的结构，也能够如图5所示的电子设备10A那样与柔性基板38分开使用。其结果是，即使在该电子设备10A中，通过具有挠性的均热板32，也能够将第一壳体11内的热高效地向第二壳体12内输送。

不过，该电子设备10A使两个部件、即均热板32和柔性基板38在壳体11、12之间分别通过。因此，与上述的电子设备10相比，电子设备10A也存在需要在壳体11、12的邻接缘部11a、12a之间确保稍大的空间的情况。然而，例如在壳体11、12的薄型化的制约小的机型，或者代替柔性基板38而通过细导线等将壳体11、12之间电连接的机型等中，该电子设备10A的有用性十分高。

在电子设备10A中，柔性基板38代替图3A所示的第二树脂片42，而由第五树脂片54覆盖金属配线46的一个面即可。也就是说，该情况下的柔性基板38也可以是与通常的柔性基板相同或同样的结构。关于第五树脂片54，也可以由与树脂片41～43相同或同样的树脂材料形成。像这样，在电子设备10A中，在并用均热板32与柔性基板38的情况下，例如如图5所示也可以将均热板32与柔性基板38相互层叠。于是，即使在电子设备10A中，也能够将邻接缘部11a、11b之间的左右方向上的所需空间抑制为最小限度。

此外，本发明并不限定于上述的实施方式，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内自由地变更。

Claims (9)

1.一种电子设备，其特征在于，具备：

第一壳体，所述第一壳体搭载了处理装置；

第二壳体，所述第二壳体与所述第一壳体能够相对转动地连结；以及

均热板，所述均热板具备具有挠性的第一树脂片及第二树脂片、和形成在所述第一树脂片与所述第二树脂片之间且封入了工作流体的密闭空间，所述均热板从所述第一壳体内延伸至所述第二壳体内，将所述处理装置产生的热向所述第二壳体侧输送。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，

所述第一树脂片及所述第二树脂片为聚酰亚胺制。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，

所述第一壳体搭载第一电子部件，

所述第二壳体搭载第二电子部件，

所述电子设备进一步具备柔性基板，所述柔性基板从所述第一壳体内延伸至所述第二壳体内，将所述第一电子部件与所述第二电子部件连接，

所述柔性基板具有所述第二树脂片、和隔着金属配线层叠于该第二树脂片的聚酰亚胺制的第三树脂片，通过与所述均热板共用所述第二树脂片而与所述均热板构成为一体。

4.一种热输送装置，其特征在于，具备：

均热板，所述均热板具备具有挠性的第一树脂片及第二树脂片、和形成在所述第一树脂片与所述第二树脂片之间且封入了工作流体的密闭空间；以及

柔性基板，所述柔性基板具有所述第二树脂片、和隔着金属配线层叠于该第二树脂片的第三树脂片，通过与所述均热板共用所述第二树脂片而与所述均热板构成为一体。

5.根据权利要求4所述的热输送装置，其特征在于，

所述第一树脂片、所述第二树脂片以及所述第三树脂片为聚酰亚胺制。

6.根据权利要求4或5所述的热输送装置，其特征在于，

所述第二树脂片及所述第三树脂片的全长构成为比所述第一树脂片的全长长，由此配置为所述柔性基板的端部从所述均热板突出，

所述柔性基板在所述端部安装有端子。

7.根据权利要求4或5所述的热输送装置，其特征在于，

所述柔性基板安装有端子，所述端子贯通所述第三树脂片并延伸而与所述金属配线连接。

8.根据权利要求4或5所述的热输送装置，其特征在于，

所述柔性基板具有：

分支部，所述分支部进行分支，以使所述第三树脂片及所述金属配线从所述第二树脂片的表面局部分离；和

第四树脂片，所述第四树脂片在所述分支部隔着所述金属配线层叠于所述第三树脂片，

在所述柔性基板的所述分支部的端部安装有端子。

9.根据权利要求4或5所述的热输送装置，其特征在于，

所述均热板进一步具有芯部，所述芯部收容于所述密闭空间，并具有挠性，

所述芯部配置于比所述第一树脂片的内表面更靠近所述第二树脂片的内表面的位置。