JP2021197174A - Casing structure provided with high efficiency heat source management - Google Patents
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Abstract
Description
本案は電子装置放熱管理の技術分野に関し、特に高効率熱源管理を有するケーシング構造及びかかるケーシング構造が適用された電子装置に関する。 The present invention relates to the technical field of heat dissipation management of electronic devices, and particularly to a casing structure having high-efficiency heat source management and an electronic device to which such a casing structure is applied.
図1に、公知ノートパソコンの立体図を示し、図2は公知ノートパソコン一部コンポーネントの分解図を示す。 FIG. 1 shows a three-dimensional view of a known notebook computer, and FIG. 2 shows an exploded view of some components of the known notebook computer.
図1と図2に示すように、公知ノートパソコン1’のケーシング構造は、表示装置ケーシングと、パソコンケーシングとを含む。 As shown in FIGS. 1 and 2, the casing structure of the known notebook computer 1'includes a display device casing and a personal computer casing.
そのうち、表示装置ケーシングは、裏蓋1A’と、フロントパネル1B’とを含み、パソコンケーシングは、底ぶた1D’と、上蓋1C’とを含む。
Among them, the display device casing includes the back cover 1A'and the
ここで特に説明することは、業界では裏蓋1A’と、フロントパネル1B’と、上蓋1C’と、底ぶた1D’をそれぞれA蓋、B蓋、C蓋、D蓋と称することである。
What is particularly described here is that in the industry, the
図1と図2に示すように、CPU101’とGPU102’とを設けられたマザーボード10’とリチウム電池11’とが合わせて前述の上蓋1C’の収容空間1C1’に収容されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
しかしながら、CPU101’と、GPU102’と、リチウム電池11’は前述のパソコンケーシングの主な熱源となる。 However, the CPU 101', the GPU 102', and the lithium battery 11'are the main heat sources for the personal computer casing described above.
よって、公知技術に適用していた熱源の解決手段は、CPU101’と、GPU102’の上方に一つのファン12’を設けることである。 Therefore, the means for solving the heat source applied to the known technique is to provide one fan 12'above the CPU 101'and the GPU 102'.
さらに、上蓋1C’の収容空間1C1’において、ヒートパイプ及びまたはヒートシンクを設けることもある。
Further, a heat pipe and / or a heat sink may be provided in the accommodation space 1C1'of the
前述の公知技術による熱源の解決手段によれば、それぞれの熱源となる熱の流れ(Heat flow)を底ぶた1D’に伝導した上、底ぶた1D’を介して、熱の流れを大気に放射させることができる。
According to the means for solving a heat source by the above-mentioned known technique, each heat flow (heat flow) is conducted to the bottom lid 1D'and the heat flow is radiated to the atmosphere through the
さらに、底ぶた1D’の対応位置に複数の放熱穴1D1’を開けることによっても放熱ファン12’の気流をもって熱の流れを大気に放出することができる。
Further, by opening a plurality of heat dissipation holes 1D1'at the corresponding positions of the
一方、CPU101’と、GPU102’の稼働温度は、一般には70℃以上である。 On the other hand, the operating temperatures of the CPU 101'and the GPU 102' are generally 70 ° C. or higher.
そのため、利用者がノートパソコン1’を膝の上に置くと、高負荷状態で稼働するCPU 101’と、GPU 102’によって放出する高温熱の流れが、底ぶた1D’を介して、利用者の膝部に低温やけどをもたらす。 Therefore, when the user puts the notebook computer 1'on his lap, the flow of high-temperature heat released by the CPU 101'that operates under a high load state and the GPU 102' flows through the bottom lid 1D'to the user. Causes low temperature burns on the knees.
そのため、米国特許US8526179号(特許文献1)において、断熱設計のノートパソコンケーシングが開示されている。 Therefore, US Pat. No., Inc. US8526179 (Patent Document 1) discloses a notebook computer casing having a heat insulating design.
図1と図2に示すノートパソコン1’は、前記米国特許US8526179号(特許文献1)において、底ぶた1D’の外面が断熱プレートと連結して、高負荷状態で稼働するCPU 101’と、GPU 102’が放出される高温熱の流れが底ぶた1D’を介して、利用者の膝部に伝わらない。
簡単に言えば、かかる断熱プレートによって、底ぶた1D’と利用者の膝部との間での熱が隔離されている。
The notebook computer 1'shown in FIGS. 1 and 2 includes a CPU 101'in which the outer surface of the bottom lid 1D'is connected to a heat insulating plate and operates under a high load in the US Pat. No. 6,526,179 (Patent Document 1). The flow of high temperature heat released by the GPU 102'is not transmitted to the user's knee through the
Simply put, such insulation plates isolate the heat between the bottom lid 1D'and the user's knees.
公知の熱源の解決手段は、放熱効率が大幅に低下して、熱源の熱の流れをノートパソコンのケーシングから大気へ効率的に排出することができない。 Known heat source solutions have significantly reduced heat dissipation efficiency and cannot efficiently exhaust the heat flow of the heat source from the casing of the notebook computer to the atmosphere.
以上の課題に対し、研究及び開発を重ねた結果、本案の高効率熱源管理を備えたケーシング構造を発明した。 As a result of repeated research and development for the above problems, we invented a casing structure with high-efficiency heat source management of the present invention.
本案の主な目的は、ケーシング具と、蓋具のいずれか一つを選択して、電子装置に適用することが可能な、高効率熱源管理を備えたケーシング構造を提供する。主にケーシング具と、低伝熱媒体と、第2均熱具と、第1均熱具と、を含む。 A main object of the present invention is to provide a casing structure with high efficiency heat source management, which can be applied to an electronic device by selecting either a casing tool or a lid tool. It mainly includes a casing tool, a low heat transfer medium, a second heat leveling tool, and a first heat leveling tool.
利用者がかかる電子装置を操作するときは、熱源(CPU、GPUなど)から発生する熱の流れが第1均熱具より第2均熱具に伝わり、さらに、二次元伝達方式によって、第2均熱具に伝達される。本案の設計によれば、熱源(CPU、GPUなど)の温度を有効に管理できる。 When the user operates the electronic device, the heat flow generated from the heat source (CPU, GPU, etc.) is transmitted from the first heat equalizing tool to the second heat equalizing tool, and further, by the two-dimensional transfer method, the second heat equalizing tool is used. It is transmitted to the heat equalizer. According to the design of the present invention, the temperature of the heat source (CPU, GPU, etc.) can be effectively controlled.
本案の低伝熱媒質にかかる設計は、熱の流れが第2均熱具からケーシング具への熱伝導速度を減速させ、最後にケーシング具の優れた熱放射の放熱効果によって、熱の流れをケーシング具の外面より放射する形で大気に放熱させて、ケーシング具の表面温度(Skin temperature)の過熱を避けられる。 In the design of the low heat transfer medium of the present invention, the heat flow slows down the heat conduction rate from the second soaking tool to the casing tool, and finally the heat flow is reduced by the excellent heat radiation heat dissipation effect of the casing tool. By radiating heat from the outer surface of the casing to the atmosphere, it is possible to avoid overheating of the surface temperature (Skin temperature) of the casing.
前述のケーシング具が優れた熱放射による放熱能力を有するため、前述のケーシング具を放熱するときは、大面積により熱の流れを均一に大気に放出する。
このような設計は、電子装置内部の熱源(CPU、GPUなど)の効率的管理を達成できるとともに、ケーシング具(ノートパソコンのD蓋)外面温度(skin temperature)を効率よく管理できる。
Since the above-mentioned casing tool has an excellent heat radiating ability, when radiating heat from the above-mentioned casing tool, the heat flow is uniformly released to the atmosphere due to the large area.
Such a design can achieve efficient management of the heat source (CPU, GPU, etc.) inside the electronic device, and can efficiently manage the outer surface temperature (skin temperature) of the casing tool (D lid of the notebook computer).
よって、利用者が本案を適用された電子装置を使用した場合は、CPUと、GPUによって発生する高い熱の流れが、電子装置のケーシング具を介して、均一に大気へ放出される。 Therefore, when the user uses the electronic device to which the present invention is applied, the high heat flow generated by the CPU and the GPU is uniformly released to the atmosphere through the casing of the electronic device.
本案の高効率熱源管理を備えたケーシング構造の実施例1では、電子装置に適用して熱源を処理し、少なくとも一つの第1均熱具と、一つの第2均熱具と、低伝熱媒体と、ケーシング具とを含む。 In Example 1 of the casing structure with high efficiency heat source management of the present invention, the heat source is treated by applying it to an electronic device, and at least one first heat equalizing tool, one second heat equalizing tool, and low heat transfer are performed. Includes medium and casing tool.
前述の少なくとも一つの第1均熱具を熱源の上方に取り付ける。 At least one of the above-mentioned first soaking tools is attached above the heat source.
前述の第2均熱具を第1均熱具の上方に取り付けて、熱源から発生する熱の流れが第1均熱具より第2均熱具に伝わり、二次元伝達方式によって、第2均熱具に伝達される。 The above-mentioned second heat equalizing tool is attached above the first heat equalizing tool, and the flow of heat generated from the heat source is transmitted from the first heat equalizing tool to the second heat equalizing tool, and the second heat equalizing tool is used by a two-dimensional transfer method. It is transmitted to the heat tool.
前述の低伝熱媒体を第2均熱具の上方に取り付ける。 The above-mentioned low heat transfer medium is attached above the second heat transfer tool.
ケーシング具を低伝熱媒体の上方に取り付ける。 Attach the casing tool above the low heat transfer medium.
前述の低伝熱媒体は、熱の流れが第2均熱具からケーシング具への熱伝導速度を減速させ、ケーシング具を介して熱放射方式で外部へ放出させることによって、前述のケーシング具の表面温度(Skin temperature)の表面温度を有効に降下させる。 In the above-mentioned low heat transfer medium, the heat flow slows down the heat conduction rate from the second heat equalizing tool to the casing tool, and the heat is discharged to the outside through the casing tool by a heat radiation method. Effectively lowers the surface temperature of the surface temperature (Skin temperature).
前述の目的を達成するため、本案の高効率熱源管理を備えたケーシング構造の実施例2にでは、電子装置に適用して熱源を処理し、少なくとも一つの第1均熱具と、一つの第2均熱具と、低伝熱媒体と、ケーシング具と、弾性加圧ユニットとを含む。 In order to achieve the above-mentioned object, in the second embodiment of the casing structure provided with the highly efficient heat source management of the present invention, the heat source is treated by applying it to an electronic device, and at least one first heat equalizing tool and one first. 2 Includes a heat soaking tool, a low heat transfer medium, a casing tool, and an elastic pressurizing unit.
前述の少なくとも一つの第1均熱具を熱源の上方に取り付ける。 At least one of the above-mentioned first soaking tools is attached above the heat source.
前述の第2均熱具を第1均熱具の上方に取り付けて、熱源から発生する熱の流れが第1均熱具より第2均熱具に伝わり、二次元伝達方式によって、第2均熱具に伝達される。 The above-mentioned second heat equalizing tool is attached above the first heat equalizing tool, and the flow of heat generated from the heat source is transmitted from the first heat equalizing tool to the second heat equalizing tool, and the second heat equalizing tool is used by a two-dimensional transfer method. It is transmitted to the heat tool.
前述の低伝熱媒体を第2均熱具の上方に取り付ける。 The above-mentioned low heat transfer medium is attached above the second heat transfer tool.
前述のケーシング具を低伝熱媒体の上方に取り付ける。 The above-mentioned casing tool is attached above the low heat transfer medium.
前述の弾性加圧ユニットをケーシング具の表面と第2均熱具の一側に嵌めつける。 The above-mentioned elastic pressurizing unit is fitted to the surface of the casing tool and one side of the second heat soaking tool.
前述の弾性加圧ユニットが低伝熱媒体を含み、前述の低伝熱層と低伝熱媒体によって、熱の流れが第2均熱具からケーシング具への熱伝導速度を減速させ、ケーシング具を介して熱放射方式で外部へ放出させることによって、ケーシング具の表面温度(Skin temperature)を効率よく管理できる。 The above-mentioned elastic pressurizing unit contains a low heat transfer medium, and by the above-mentioned low heat transfer layer and low heat transfer medium, the heat flow slows down the heat transfer rate from the second heat soaking tool to the casing tool, and the casing tool The surface temperature (Skin temperature) of the casing tool can be efficiently controlled by discharging the heat to the outside by a heat transfer method.
前記した目的を達成するため、本案において、電子装置に適用して熱源を処理する、高効率熱源管理を備えたケーシング構造の実施例3をさらに開示している。少なくとも一つの第1均熱具と、一つの第2均熱具と、低伝熱媒体と、ケーシング具と、弾性加圧ユニットとを含む。 In order to achieve the above object, the present invention further discloses Example 3 of a casing structure with high efficiency heat source management, which is applied to an electronic device to treat a heat source. It includes at least one first heat soothing tool, one second heat soothing tool, a low heat transfer medium, a casing tool, and an elastic pressurizing unit.
前述の少なくとも一つの第1均熱具を熱源の上方に取り付ける。 At least one of the above-mentioned first soaking tools is attached above the heat source.
前述の第2均熱具を第1均熱具の上方に取り付けて、熱源から発生する熱の流れが第1均熱具より第2均熱具に伝わり、二次元伝達方式によって、第2均熱具に伝達される。 The above-mentioned second heat equalizing tool is attached above the first heat equalizing tool, and the flow of heat generated from the heat source is transmitted from the first heat equalizing tool to the second heat equalizing tool, and the second heat equalizing tool is used by a two-dimensional transfer method. It is transmitted to the heat tool.
前述の低伝熱媒体を第2均熱具の上方に取り付ける。 The above-mentioned low heat transfer medium is attached above the second heat transfer tool.
前述のケーシング具を低伝熱媒体の上方に取り付ける。そのうち、ケーシング具が熱源の上方に対応してハニカム構造に設けられ、ケーシング具を低伝熱媒体上方に設けたとき、ハニカム構造が低伝熱媒体に接触して、複数のエアギャップがハニカム構造と、低伝熱媒体との間に形成される。 The above-mentioned casing tool is attached above the low heat transfer medium. Among them, when the casing tool is provided in the honeycomb structure corresponding to the upper part of the heat source and the casing tool is provided above the low heat transfer medium, the honeycomb structure comes into contact with the low heat transfer medium and a plurality of air gaps are in the honeycomb structure. And a low heat transfer medium.
前述の弾性加圧ユニットをケーシング具の表面と第2均熱具の一側に嵌めつける。 The above-mentioned elastic pressurizing unit is fitted to the surface of the casing tool and one side of the second heat soaking tool.
前述の弾性加圧ユニットが低伝熱媒体を含んでいて、前述の低伝熱層と低伝熱媒体によって、熱の流れが第2均熱具からケーシング具への熱伝導速度を減速させ、ケーシング具を介して熱放射方式で外部へ放出させることによって、ケーシング具の表面温度(Skin temperature)を効率よく管理できる。 The above-mentioned elastic pressurizing unit contains a low heat transfer medium, and the above-mentioned low heat transfer layer and low heat transfer medium cause the heat flow to slow down the heat transfer rate from the second heat soaking tool to the casing tool. The surface temperature (Skin temperature) of the casing tool can be efficiently controlled by discharging the heat to the outside through the casing tool.
本案にかかる高効率熱源管理を備えたケーシング構造をより詳しく説明するため、以下で図面と合わせて好ましい実施例を詳細に説明する。 In order to explain the casing structure provided with the high-efficiency heat source management according to the present invention in more detail, preferred embodiments will be described in detail below together with the drawings.
図3は、本案の高効率熱管理機能を有するケーシング構造を備える電子装置にかかる一つ角度から見た立体図、図4は、本案の高効率熱管理機能を有するケーシング構造を備える電子装置にかかるもう一つの角度から見た立体図である。 FIG. 3 is a three-dimensional view of the electronic device having the casing structure having the high-efficiency heat management function of the present invention from one angle, and FIG. 4 is the electronic device having the casing structure having the high-efficiency heat management function of the present invention. It is a three-dimensional view seen from such another angle.
本案の電子装置に適用可能な高効率熱管理機能を備えたケーシング構造1は、蓋具またはケーシング具として適用される。
The
一例として、図3と図4に示す電子装置は例えばノートパソコン2であり、そのケーシング構造は、表示装置ケーシングと、パソコンケーシングとを含む。
As an example, the electronic device shown in FIGS. 3 and 4 is, for example, a
そのうち、表示装置ケーシングは裏蓋2Aと、フロントパネル2Bとを含み、パソコンケーシングは、底ぶた2Dと、上蓋2Cとを含む。
Among them, the display device casing includes the
さらに、CPU201とGPU202とを設けられたマザーボード20とリチウム電池21が、合わせて前述の上蓋2Cの収容空間2C1に収容されている。
Further, the
これにより、CPU201と、GPU202と、リチウム電池21と、ハードディスク(図示されない)が、前述のノートパソコン2ケーシングの主な熱源となることが分かる。
From this, it can be seen that the
実施例1において、本案の高効率熱管理機能を有するケーシング構造1の基礎構造は、金属部材からなるケーシング具11と、低伝熱媒体12と、第2均熱具13と、少なくとも一つの第1均熱具15と、を含む。
In the first embodiment, the basic structure of the
そのうち、低伝熱媒体12がケーシング具11の内面に接続していて、第2均熱具13の第1面131を低伝熱媒体12に接続している。
Among them, the low
一方、前述の第1均熱具15は例えばグラファイトシート、金属放熱シートまたはセラミック放熱シートのいずれかであり、第1側151を第2均熱具13の第2面132に接続し、第2側152を電子装置(すなわち、ノートパソコン2)の複数の熱源に接触する。
On the other hand, the above-mentioned first
複数の熱源はCPU201と、GPU202と、リチウム電池21と、ハードディスク(図示されない)とを含むことが理解できる。
It can be understood that the plurality of heat sources include a
図3と図4からわかるように、ノートパソコン2に適用した場合、ケーシング具11がノートパソコン2の底ぶた2Dである。
As can be seen from FIGS. 3 and 4, when applied to the
よって、実行可能な実施例において、ケーシング具11は、プラスチック、カーボンファイバーまたはガラスなど非金属部材からなる。
Thus, in a viable embodiment, the
もう一つの実行可能な実施例において、例えばマグネシウム合金(マグナリウム、マグネシウム−リチウム合金、マグネシウム−リチウムアルミ合金、マグネシウムマンガン合金、マグネシウムジルコニウム合金)、アルミ合金、鉄合金、チタン合金またはその他の金属部材など優れた放射放熱能力を備えるケーシング具11を選択しても良い。
In another feasible embodiment, for example, magnesium alloys (magnesium, magnesium-lithium alloys, magnesium-lithium aluminum alloys, magnesium manganese alloys, magnesium zirconium alloys), aluminum alloys, iron alloys, titanium alloys or other metal components, etc. You may choose the
図5の、異なる金属部材の温度における放射熱のデータカーブ図を参照する。
ここで特に説明することは、マグネシウム−リチウム合金の基本組成がMg−xLiであり、一種の軽量合金、合金密度が1.6g/cm3以下である。
Refer to the data curve diagram of radiant heat at different metal member temperatures in FIG.
What is particularly described here is that the basic composition of the magnesium-lithium alloy is Mg-xLi, a kind of lightweight alloy, and the alloy density is 1.6 g / cm3 or less.
一例として、マグネシウムリチウム合金(Mg−12wt%Li)LZ12は、主要元素マグネシウム、リチウム12wt%と、微量金属元素(Zn、Al、YまたはMn)とを含む。 As an example, the magnesium-lithium alloy (Mg-12 wt% Li) LZ12 contains the main element magnesium, 12 wt% lithium, and trace metal elements (Zn, Al, Y or Mn).
さらに、マグネシウムリチウム合金(Mg−12wt%Li−1wt%Zn)LZ12は、主要元素マグネシウム12wt%のリチウムと、リチウムリチウム12wt%、亜鉛1wt%と、微量金属元素(Al、YまたはMn)とを含む。 Further, the magnesium lithium alloy (Mg-12 wt% Li-1 wt% Zn) LZ12 contains 12 wt% lithium as the main element magnesium, 12 wt% lithium lithium, 1 wt% zinc, and a trace metal element (Al, Y or Mn). include.
より詳しく説明すれば、マグネシウムリチウム合金(Mg−9wt%Li−3wt%Al−3wt%Zn)LAZ933は、主要元素マグネシウムと、リチウム9wt%と、アルミニウム3wt%と、亜鉛3wt%と、量金属元素とを、含んでいる。 More specifically, magnesium lithium alloy (Mg-9wt% Li-3wt% Al-3wt% Zn) LAZ933 contains magnesium as the main element, lithium 9wt%, aluminum 3wt%, zinc 3wt%, and a quantity metal element. And are included.
よって、図5の測定数値より、マグネシウムリチウムアルミニウムシリーズ合金(LAZ−series alloy)は、もっとも優れた放射放熱能力を有しており、その次はマグネシウムリチウムシリーズ合金(LZ−series alloy)である。 Therefore, from the measured values in FIG. 5, the magnesium-lithium-aluminum series alloy (LAZ-series alley) has the most excellent radiation-dissipating ability, followed by the magnesium-lithium-series alloy (LZ-series alley).
引き続き、図3と図4を参照すると同時に、図6と、図7図を合わせて参照する。 Subsequently, FIGS. 3 and 4 are referred to, and at the same time, FIGS. 6 and 7 are referred to together.
図6は本案の高効率熱管理機能を有するケーシング構造1の概略的な立体分解図であり、図7は本案の高効率熱管理機能を有するケーシング構造1の概略的な立体分解図である。
FIG. 6 is a schematic three-dimensional exploded view of the
特に、本案を適用する場合は、熱伝導係数0.2W/m.Kの部材を低伝熱媒体12に選択する。
In particular, when this proposal is applied, the heat conduction coefficient is 0.2 W / m. The member of K is selected as the low
Kの熱伝導係数の部材は、かかる熱伝導媒質12として選択される。例えば、圧感接着剤(Pressure Sensitive Adhesive,PSA)、エーロゲル(Aerogel)、Kapton(登録商標)テープ、ポリイミド(PI)テープまたはNASBIS断熱シートを選択する。
The member of the heat conduction coefficient of K is selected as the
さらに、実行可能な一実施例において、前述の第2均熱具13は例えば伝熱プレート(Vapor Chamber,VC)、金属製サーマルグランドプレーン(Metal Thermal Ground Plane,Metal TGP)またはポリマーサーマルグランドプレーン(Polymer Thermal Ground Plane,Polymer TGP)のいずれかを使用する。
Further, in one feasible embodiment, the second
放熱ソリューション設計及び制作に詳しい技術者であれば、当然にサーマルグランドプレーン(VC)が優れた二次元方向の熱拡散(熱伝導)特性を有することが分かる。 If you are an engineer who is familiar with the design and production of heat dissipation solutions, you will naturally find that the thermal ground plane (VC) has excellent two-dimensional heat diffusion (heat conduction) characteristics.
さらに、ケーシング具11(2D)の内面を内面処理層11Lが覆っていて、低伝熱媒体12と接触している。
Further, the inner surface of the casing tool 11 (2D) is covered with the inner
さらに、例えば前述のケーシング具11(2D)の外面を合わせて外面処理層11Uで覆っても良い。
Further, for example, the outer surfaces of the casing tool 11 (2D) described above may be combined and covered with the outer
実行可能な一実施例において、前述の内面処理層11Lと外面処理層11Uとして陽極処理層、セラミックめっき層のグループのいずれかが選択される。
In one feasible embodiment, one of a group of anodized layers and ceramic plated layers is selected as the above-mentioned inner surface treated
図3、図4、図6及び図7に示すように、利用者が正常にノートパソコン2を使用するとき、各熱源の流れが第1均熱具15より第2均熱具13の第2面132に伝わり、第2均熱具132の特性を利用して、熱の流れを二次元方式で均一に第2均熱具132の第1面131へ伝導する。
As shown in FIGS. 3, 4, 6 and 7, when the user normally uses the
ここで特に説明することは、本案の設計によれば、前述の低伝熱媒体12が前述の熱の流れを第2均熱具13からケーシング具11(2D)への伝導速度を遅らせて、ケーシング具11(2D)によって、熱放射方式により、熱の流れを放出させる過程でケーシング具11(2D)の表面温度(Skin temperature)を効率よく管理できることである。
What is particularly described here is that, according to the design of the present invention, the above-mentioned low
さらに、LAZ合金またはLZ合金からなるケーシング具11の優れた熱放射による放熱能力が熱の流れをケーシング具11の外面より大気に放出することができる。
Further, the excellent heat radiation ability of the
図3、図4、図6及び図7を再び参照する。 Refer to FIG. 3, FIG. 4, FIG. 6 and FIG. 7 again.
ここで特に説明することは、本案の低伝熱媒体12の設計を適用すれば、ケーシング具11(2D)表面温度の引き下げ効果を達成できることである。
What is particularly described here is that the effect of lowering the surface temperature of the casing tool 11 (2D) can be achieved by applying the design of the low
しかしながら、前述の低伝熱媒体12を適用することによって、第2均熱具13の第2表面132と、前述の第1均熱具15の第1側面151との間及び前述の熱源(CPU201、GPU202)の表面と前述の第1均熱具15の第2側152との間の接合部温度(Junction temperature)が上昇する。
However, by applying the above-mentioned low
そのため、さらに配慮しなければならないことは、複数の熱源(CPU201、GPU202)が高負荷稼働によって熱流束(Heat flux)の熱の流れが発生し、接合部温度が上昇することによって、第2均熱具13と、第1均熱具15と複数の熱源との間の熱的な不整合応力(Thermal mismatch)が引き起こされる。
Therefore, it is necessary to further consider that the heat flow of the heat flux (Heat flux) is generated by the high load operation of the plurality of heat sources (CPU201, GPU202), and the joint temperature rises, so that the second leveling is performed. A thermal mismatch stress between the
よって、表面温度の上昇及び熱的な不整合応力を避けるため、図6と図7に示すように、第1均熱具15の第1側151及び第2側152にそれぞれ熱伝導グリース(Thermal Grease)14が塗布されている。
Therefore, in order to avoid an increase in surface temperature and thermal inconsistent stress, as shown in FIGS. 6 and 7, heat conductive grease (Thermal) is applied to the
言い換えれば、第2伝熱具13の第2面132と第1均熱具15の第1側151との間及びCPU201、GPU202の表面と前述の第1均熱具15の第2側152との間に、それぞれ熱伝導グリース14を塗布することによって、第2均熱具13と、第1均熱具15と、複数の熱源(CPU201、GPU202)との間の粘着固定効果を達成できる他、高熱の流れによる熱的な不整合応力が避けられる。
In other words, between the
当然ながら、他の実行可能な実施例において、その他のサーマルインターフェースマテリアル(Thermal interface material)を前述の熱伝導グリース14とするかまたは替えることもできる。
Of course, in other feasible embodiments, the other thermal interface material may be the
強いて言えば、少なくとも一つの固定具をもって前述の第2均熱具13と、第1均熱具15と、低伝熱媒体12とを緊密にケーシング具11の内面に固定すると同時に、前述の第2均熱具13、第1均熱具15、低伝熱媒体12と、CPU201及び/またはGPU202同士の緊密な貼り合わせを調整し、高熱の流れによる熱的な不整合応力が避けられる。
Speaking forcibly, the above-mentioned second
前述の固定具は例えば、ドリルねじ、締結具、嵌合具のいずれかを選択できる。 As the above-mentioned fixative, for example, a drill screw, a fastener, or a fitting can be selected.
ここで補足説明したいことは、例えば両面に接着層を施したKaptonテープ(ポリイミド)など、低伝熱両面グルーを前述の低伝熱媒体12に適用してもCPU201とGPU202の表面温度と、第2均熱具13の第2面132との間の粘着固定効果向上ができることである。
What I would like to supplement here is that even if a low heat transfer double-sided glue such as Kapton tape (polyimide) having adhesive layers on both sides is applied to the above-mentioned low
図8は、本案の高効率熱管理機能を有するケーシング構造を備える電子装置にかかる一つの角度から見た立体図、図9は本案の高効率熱管理機能を有するケーシング構造を備える電子装置にかかるもう一つの角度から見た立体図である。 FIG. 8 is a three-dimensional view of the electronic device having the casing structure having the high efficiency heat management function of the present invention from one angle, and FIG. 9 is the electronic device having the casing structure having the high efficiency heat management function of the present invention. It is a three-dimensional view seen from another angle.
本案の電子装置に適用可能な高効率熱管理機能を備えたケーシング構造1は、蓋具またはケーシング具として適用される。
The
一例として、図8と図9に示す電子装置は例えばノートパソコン2であり、そのケーシング構造は表示装置ケーシングと、パソコンケーシングとを含む。
As an example, the electronic device shown in FIGS. 8 and 9 is, for example, a
そのうち、表示装置ケーシングは裏蓋2Aと、フロントパネル2Bとを含み、パソコンケーシングは、底ぶた2Dと、上蓋2Cとを含む。
Among them, the display device casing includes the
さらに、CPU201とGPU202とを設けたマザーボード20とリチウム電池21が、合わせて前述の上蓋2Cの収容空間2C1に収容されている。
Further, the
これにより、CPU201と、GPU202と、リチウム電池21と、ハードディスク(図示されない)が、前述のノートパソコン2ケーシングの主な熱源となることが分かる。
From this, it can be seen that the
実施例2において、本案の高効率熱管理機能を有するケーシング構造1の基礎構造は、金属部材からなるケーシング具11と、低伝熱媒体12と、第2均熱具13と、複数の第1均熱具15と、低伝熱層P1と弾性シートP2とを含んだ弾性加圧ユニットとを備える。
In the second embodiment, the basic structure of the
そのうち、低伝熱媒体12がケーシング具11の内面に接続していて、第2均熱具13の第1面131を低伝熱媒体12に接続している。
Among them, the low
一方、前述の複数の第1均熱具15は例えばグラファイトシート、金属放熱シートまたはセラミック放熱シートのいずれかであり、第1側151を第2均熱具13の第2面132に接続し、第2側152を電子装置(すなわち、ノートパソコン2)の複数の熱源に接触する。
On the other hand, the plurality of first heat
複数の熱源はCPU201と、GPU202と、リチウム電池21と、ハードディスク(図示されない)とを含むことが理解できる。
It can be understood that the plurality of heat sources include a
図8と図9からわかるように、ノートパソコン2に適用した場合、ケーシング具11はノートパソコン2の底ぶた2Dである。
As can be seen from FIGS. 8 and 9, when applied to the
よって、実行可能な実施例において、ケーシング具11は、プラスチック、カーボンファイバーまたはガラスなど非金属部材からなる。
Thus, in a viable embodiment, the
もう一つの実行可能な実施例において、例えばマグネシウム合金(マグナリウム、マグネシウム−リチウム合金、マグネシウム−リチウムアルミ合金、マグネシウムマンガン合金、マグネシウムジルコニウム合金)、アルミ合金、鉄合金、チタン合金またはその他の金属部材など優れた放射放熱能力を備えるケーシング具11を選択しても良い。
In another feasible embodiment, for example, magnesium alloys (magnesium, magnesium-lithium alloys, magnesium-lithium aluminum alloys, magnesium manganese alloys, magnesium zirconium alloys), aluminum alloys, iron alloys, titanium alloys or other metal components, etc. You may choose the
図5の、異なる金属部材における放射熱のデータカーブ図を参照する。 Refer to the data curve diagram of radiant heat in different metal members in FIG.
ここで特に説明することは、マグネシウム−リチウム合金の基本組成がMg−xLiであり、一種の軽量合金であり、合金密度が1.6g/cm3以下であることである。 What is particularly described here is that the basic composition of the magnesium-lithium alloy is Mg-xLi, which is a kind of lightweight alloy, and the alloy density is 1.6 g / cm3 or less.
一例として、マグネシウムリチウム合金(Mg−12wt%Li)LZ12は、主要元素マグネシウム、リチウム12wt%と、微量金属元素(Zn、Al、YまたはMn)とを含む。 As an example, the magnesium-lithium alloy (Mg-12 wt% Li) LZ12 contains the main element magnesium, 12 wt% lithium, and trace metal elements (Zn, Al, Y or Mn).
さらに、マグネシウムリチウム合金(Mg−12wt%Li−1wt%Zn)LZ12は、主要元素マグネシウム12wt%のリチウムと、リチウムリチウム12wt%、亜鉛1wt%と、微量金属元素(Al、YまたはMn)とを含む。 Further, the magnesium lithium alloy (Mg-12 wt% Li-1 wt% Zn) LZ12 contains 12 wt% lithium as the main element magnesium, 12 wt% lithium lithium, 1 wt% zinc, and a trace metal element (Al, Y or Mn). include.
より詳しく説明すれば、マグネシウムリチウム合金(Mg−9wt%Li−3wt%Al−3wt%Zn)LAZ933は、主要元素マグネシウムと、リチウム9wt%と、アルミニウム3wt%と、亜鉛3wt%と、量金属元素とを、含んでいる。 More specifically, magnesium lithium alloy (Mg-9wt% Li-3wt% Al-3wt% Zn) LAZ933 contains magnesium as the main element, lithium 9wt%, aluminum 3wt%, zinc 3wt%, and a quantity metal element. And are included.
よって、図5の測定数値より、マグネシウムリチウムアルミニウムシリーズ合金(LAZ−series alloy)は、もっとも優れた放射放熱能力を有しており、その次はマグネシウムリチウムシリーズ合金(LZ−series alloy)である。 Therefore, from the measured values in FIG. 5, the magnesium-lithium-aluminum series alloy (LAZ-series alley) has the most excellent radiation-dissipating ability, followed by the magnesium-lithium-series alloy (LZ-series alley).
引き続き、図8と図9を参照すると同時に、図10と図11図を合わせて参照する。 Subsequently, FIGS. 8 and 9 are referred to, and at the same time, FIGS. 10 and 11 are referred to together.
そのうち、図10は本案の高効率熱管理機能を有するケーシング構造1の概略的な立体分解図であり、図11は本案の高効率熱管理機能を有するケーシング構造1の概略的な立体分解図である。
Of these, FIG. 10 is a schematic three-dimensional exploded view of the
特に、本案を適用する場合は、熱伝導係数0.2W/m.Kの部材を低伝熱媒体12に選択する。
In particular, when this proposal is applied, the heat conduction coefficient is 0.2 W / m. The member of K is selected as the low
例えば、圧感接着剤(Pressure Sensitive Adhesive,PSA)、エーロゲル(Aerogel)、Kaptonテープ、ポリイミド(PI)テープまたはNASBIS断熱シートを選択する。 For example, a pressure-sensitive adhesive (Pressure Sensitive Adhesive, PSA), airgel, Kapton tape, polyimide (PI) tape or NASBIS heat insulating sheet is selected.
さらに、実行可能な一実施例において、前述の第2均熱具13には例えば伝熱プレート(Vapor Chamber,VC)、金属製サーマルグランドプレーン(Metal Thermal Ground Plane,Metal TGP)またはポリマーサーマルグランドプレーン(Polymer Thermal Ground Plane,Polymer TGP)のいずれかを使用する。
Further, in one feasible embodiment, the second
放熱ソリューション設計及び制作に詳しい技術者であれば、当然にサーマルグランドプレーン(VC)が優れた二次元方向の熱拡散(熱伝導)特性を有することが分かる。 If you are an engineer who is familiar with the design and production of heat dissipation solutions, you will naturally find that the thermal ground plane (VC) has excellent two-dimensional heat diffusion (heat conduction) characteristics.
さらに、ケーシング具11(2D)の内面を内面処理層11Lが覆っていて、低伝熱媒体12と接触している。
Further, the inner surface of the casing tool 11 (2D) is covered with the inner
さらに、例えば前述のケーシング具11(2D)の外面を合わせて外面処理層11Uで覆っても良い。
Further, for example, the outer surfaces of the casing tool 11 (2D) described above may be combined and covered with the outer
実行可能な一実施例において、前述の内面処理層11Lと外面処理層11Uとして陽極処理層、セラミックめっき層のグループのいずれかが選択される。
In one feasible embodiment, one of a group of anodized layers and ceramic plated layers is selected as the above-mentioned inner surface treated
図8,図9,図10及び図11とを合わせて参照する。第1均熱具15を熱源の上方に取り付け、第2均熱具13を第1均熱具15の上方に取り付け、低伝熱媒体12を第2均熱具13の上方に取り付け、ケーシング具11(2D)を低伝熱媒体設12の上方に取り付け、かつ、弾性加圧ユニット上をケーシング具11(2D)を低伝熱媒体12と、第2均熱具の一側に嵌設する。
8 and 9, FIG. 10 and FIG. 11 are also referred to. The first
このような設計を適用すれば、利用者が正常にノートパソコン2を使用するとき、各熱源の流れが第1均熱具15より第2均熱具13の第2面132に伝わり、第2均熱具132の特性を利用して、熱の流れを二次元方式で均一に第2均熱具132の第1面131へ伝導させる。
If such a design is applied, when the user normally uses the
ここで特に説明することは、本案の設計によれば、前述の弾性加圧ユニットの前述の低伝熱層P1と、低伝熱媒体12が前述の熱の流れを第2均熱具13からケーシング具11(2D)への伝導速度を遅らせて、ケーシング具11(2D)によって、熱放射方式により、熱の流れを放出させる過程でケーシング具11(2D)の表面温度(Skin temperature)を効率よく管理できることである。
What is particularly described here is that, according to the design of the present invention, the above-mentioned low heat transfer layer P1 of the above-mentioned elastic pressurizing unit and the low-
さらに、LAZ合金またはLZ合金からなるケーシング具11の優れた熱放射による放熱能力によって、熱の流れをケーシング具11の外面より大気に放出することができる。
Further, due to the excellent heat radiation ability of the
図8、図9、図10及び図11を再び参照する。 8, FIG. 9, FIG. 10 and FIG. 11 will be referred to again.
ここで特に説明することは、本案の低伝熱媒体12の設計を適用すれば、ケーシング具11(2D)表面温度の引き下げ効果を達成できることである。
What is particularly described here is that the effect of lowering the surface temperature of the casing tool 11 (2D) can be achieved by applying the design of the low
しかしながら、前述の低伝熱媒体12を適用することによって、第2均熱具13の第2表面132と、前述の第1均熱具15の第1側面151との間及び前述の熱源(CPU201、GPU202)の表面と前述の第1均熱具15の第2側152との間の接合部温度(Junction temperature)は上昇する。
However, by applying the above-mentioned low
そのため、さらに配慮しなければならないことは、複数の熱源(CPU201、GPU202)が高負荷稼働によって熱流束(Heat flux)の熱の流れが発生し、接合部温度が上昇することによって、第2均熱具13と、第1均熱具15と複数の熱源との間の熱的な不整合応力(Thermal mismatch)が引き起こされることである。
Therefore, it is necessary to further consider that the heat flow of the heat flux (Heat flux) is generated by the high load operation of the plurality of heat sources (CPU201, GPU202), and the joint temperature rises, so that the second leveling is performed. A thermal mismatch between the
よって、表面温度の上昇及び熱的な不整合応力を避けるため、図10と図11に示すように、第1均熱具15の第1側151及び第2側152にそれぞれ熱伝導グリース(Thermal Grease)14が塗布されている。
Therefore, in order to avoid an increase in surface temperature and thermal inconsistent stress, as shown in FIGS. 10 and 11, heat conductive grease (Thermal) is applied to the
言い換えれば、第2伝熱具13の第2面132と第1均熱具15の第1側151との間及びCPU201、GPU202の表面と前述の第1均熱具15の第2側152との間に、それぞれ熱伝導グリース14を塗布することによって、第2均熱具13と、第1均熱具15と、複数の熱源(CPU201、GPU202)との間の粘着固定効果を達成できる他、高熱の流れによる熱的な不整合応力が避けられる。
In other words, between the
当然ながら、他の実行可能な実施例において、その他のサーマルインターフェースマテリアル(Thermal interface material)を前述の熱伝導グリース14とするかまたは替えることもできる。
Of course, in other feasible embodiments, the other thermal interface material may be the
図11と図7とを比較すれば、実施例2は弾性加圧ユニットを前述の実施例1の構造に増設した構成であることが分かる。 Comparing FIGS. 11 and 7, it can be seen that the second embodiment has a configuration in which the elastic pressurizing unit is added to the structure of the first embodiment.
言い換えれば、実施例2において、本案の高効率熱管理機能を有するケーシング構造1の基礎構造は、金属部材からなるケーシング具11と、低伝熱媒体12と、第2均熱具13と、少なくとも一つの第1均熱具15と、弾性加圧ユニットとを含む。
In other words, in the second embodiment, the basic structure of the
図11に示すように、弾性加圧ユニットを前述の低伝熱媒体12またはケーシング具11に嵌設して、低伝熱層P1と、弾性シートP2とを含む。そのうち、弾性シートP2を低伝熱層P1の上方に設けて、低伝熱媒体12及び/またはケーシング具11(2D)の嵌設に用いられ、低伝熱層P1を第2均熱具13と接触させる。
As shown in FIG. 11, the elastic pressurizing unit is fitted to the above-mentioned low
実行可能な一実施例において、前述の低伝熱層P1は例えば、エーロゲル(Aerogel)またはエアギャップ(Air gap)であっても良い。 In one feasible embodiment, the low heat transfer layer P1 described above may be, for example, an airgel or an air gap.
弾性シートP2によって、ばねによる加圧の働きが提供され、第2均熱具13と、第1均熱具15と、熱伝導グリース14と、熱源(CPU201、GPU202)同士を緊密に接触させるとともに、構造の緊密な連結効果を達成し、熱的な不整合応力(thermal mismatch)の発生が避けられ、ケーシング具11の外面の最適な放射放熱効果が保証される。
The elastic sheet P2 provides the function of pressurizing by a spring, so that the second
強いて言えば、少なくとも一つ固定具をもって前述の第2均熱具13と、第1均熱具15と、低伝熱媒体12とを緊密にケーシング具11の内面に固定すると同時に、前述の第2均熱具13、第1均熱具15、低伝熱媒体12と、CPU201及び/またはGPU202同士の緊密な貼り合わせを調整し、高熱の流れによる熱的な不整合応力が避けられる。
Speaking forcibly, the above-mentioned second
前述の固定具は例えば、ドリルねじ、締結具及び/または、嵌合具のいずれかを選択できる。 The above-mentioned fixative can be selected from, for example, a drill screw, a fastener and / or a fitting.
ここで補足説明したいことは、例えば両面に接着層を施しKaptonテープ(ポリイミド)など、低伝熱両面テープを低伝熱媒体12に適用しても、CPU201とGPU202の表面温度と、第2均熱具13の第2面132との間の粘着固定効果を向上できることである。
What I would like to supplement here is that even if a low heat transfer double-sided tape such as Kapton tape (polyimide) is applied to the low
引き続き図12Aと図12Bの、本案にかかる高効率熱源管理を備えたケーシング構造の概略的な側面断面図を参照する。 Continue to refer to FIGS. 12A and 12B, schematic side sectional views of the casing structure with high efficiency heat source management according to the present invention.
実行可能な一実施例において、さらに少なくとも一つのねじ1P2の固定プレート1Pをケーシング具11と低伝熱媒体12との間に取り付けて、前述の弾性加圧ユニット(P1,P2)の上方に位置しても良い。
In one feasible embodiment, an
図12Aに示すように、前述の固定プレート1Pには少なくとも一つのネジ穴1P1を設けていて、前述の少なくとも一つのねじ1P2がこれに対応して少なくとも一つのネジ穴1P1にねじ込む。
As shown in FIG. 12A, the above-mentioned
このように、前述のねじ1P2の穴あけ深さを調整することで、弾性加圧ユニット(P1,P2)と、低伝熱媒体12と、第2均熱具13とをより緊密に結合することができる。
In this way, by adjusting the drilling depth of the screw 1P2 described above, the elastic pressure unit (P1, P2), the low
特に説明することは、図12Bに示すように、少なくとも一つのねじ1P2がかかる弾性加圧ユニット(P1,P2)に下方への圧下力量を提供することである。 In particular, as shown in FIG. 12B, it is to provide a downward compressive force to the elastic pressurizing units (P1, P2) to which at least one screw 1P2 is applied.
本案の設計によれば、前述の弾性加圧ユニット(P1,P2)の面積の大小調整によって、弾性加圧ユニットと、第1均熱具の下方への単位圧力を調節することができる。 According to the design of the present invention, the unit pressure downward of the elastic pressurizing unit and the first heat equalizing tool can be adjusted by adjusting the size of the area of the elastic pressurizing unit (P1, P2) described above.
図13は、本案の高効率熱管理機能を有するケーシング構造を備える電子装置にかかる一つの角度から見た立体図、図14は本案の高効率熱管理機能を有するケーシング構造を備える電子装置にかかるもう一つの角度から見た立体図である。 FIG. 13 is a three-dimensional view of the electronic device having the casing structure having the high efficiency heat management function of the present invention from one angle, and FIG. 14 is the electronic device having the casing structure having the high efficiency heat management function of the present invention. It is a three-dimensional view seen from another angle.
本案の電子装置に適用可能な高効率熱管理機能を備えたケーシング構造1は、蓋具またはケーシング具として適用される。
The
一例として、図13と図14に示す電子装置は例えばノートパソコン2であり、そのケーシング構造は表示装置ケーシングと、パソコンケーシングとを含む。
As an example, the electronic device shown in FIGS. 13 and 14 is, for example, a
そのうち、表示装置ケーシングは裏蓋2Aと、フロントパネル2Bとを含み、パソコンケーシングは、底ぶた2Dと、上蓋2Cとを含む。
Among them, the display device casing includes the
さらに、CPU201とGPU202が設けられたマザーボード20とリチウム電池21が合わせて前述の上蓋2Cの収容空間2C1に収容されている。
Further, the
これにより、CPU201と、GPU202と、リチウム電池21と、ハードディスク(図示されない)が前述のノートパソコン2ケーシングの主な熱源となることが分かる。
From this, it can be seen that the
実施例3において、本案の高効率熱管理機能を有するケーシング構造1の基礎構造は、金属部材からなるケーシング具11と、低伝熱媒体12と、第2均熱具13と、少なくとも一つの第1均熱具15と、少なくとも一つのハニカム構造11HBと、を含む。
In the third embodiment, the basic structure of the
そのうち、低伝熱媒体12がケーシング具11の内面に接続していて、第2均熱具13の第1面131が低伝熱媒体12に接続している。
Among them, the low
一方、前述の複数の第1均熱具15は例えばグラファイトシート、金属放熱シートまたはセラミック放熱シートのいずれかであり、第1側151を第2均熱具13の第2面132に接続し、第2側152を電子装置(すなわち、ノートパソコン2)の複数の熱源に接触する。
On the other hand, the plurality of first heat
複数の熱源はCPU201と、GPU202と、リチウム電池21と、ハードディスク(図示されない)とを含むことが理解できる。
It can be understood that the plurality of heat sources include a
図13と図14からわかるように、ノートパソコン2に適用した場合、ケーシング具11はノートパソコン2の底ぶた2Dである。
As can be seen from FIGS. 13 and 14, when applied to the
よって、実行可能な実施例において、ケーシング具11は、プラスチック、カーボンファイバーまたはガラスなど非金属部材からなる。
Thus, in a viable embodiment, the
もう一つの実行可能な実施例において、例えばマグネシウム合金(マグナリウム、マグネシウム−リチウム合金、マグネシウム−リチウムアルミ合金、マグネシウムマンガン合金、マグネシウムジルコニウム合金)、アルミ合金、鉄合金、チタン合金または金属部材など優れた放射放熱能力を備えるケーシング具11を選択しても良い。
In another viable embodiment, for example, magnesium alloys (magnesium, magnesium-lithium alloys, magnesium-lithium aluminum alloys, magnesium manganese alloys, magnesium zirconium alloys), aluminum alloys, iron alloys, titanium alloys or metal parts are excellent. A
図5の、異なる金属部材における放射熱のデータカーブ図を参照する。 Refer to the data curve diagram of radiant heat in different metal members in FIG.
ここで特に説明することは、マグネシウム−リチウム合金の基本組成はMg−xLiであり、一種の軽量合金、合金密度が1.6g/cm3以下であることである。 What is particularly described here is that the basic composition of the magnesium-lithium alloy is Mg-xLi, which is a kind of lightweight alloy and the alloy density is 1.6 g / cm3 or less.
一例として、マグネシウムリチウム合金(Mg−12wt%Li)LZ12は、主要元素マグネシウム、リチウム12wt%と、微量金属元素(Zn、Al、YまたはMn)とを含む。 As an example, the magnesium-lithium alloy (Mg-12 wt% Li) LZ12 contains the main element magnesium, 12 wt% lithium, and trace metal elements (Zn, Al, Y or Mn).
さらに、マグネシウムリチウム合金(Mg−12wt%Li−1wt%Zn)LZ12は、主要元素マグネシウム12wt%のリチウムと、リチウムリチウム12wt%、亜鉛1wt%と、微量金属元素(Al、YまたはMn)とを含む。 Further, the magnesium lithium alloy (Mg-12 wt% Li-1 wt% Zn) LZ12 contains 12 wt% lithium as the main element magnesium, 12 wt% lithium lithium, 1 wt% zinc, and a trace metal element (Al, Y or Mn). include.
より詳しく説明すれば、マグネシウムリチウム合金(Mg−9wt%Li−3wt%Al−3wt%Zn)LAZ933は、主要元素マグネシウムと、リチウム9wt%と、アルミニウム3wt%と、亜鉛3wt%と、量金属元素とを、含んでいる。 More specifically, magnesium lithium alloy (Mg-9wt% Li-3wt% Al-3wt% Zn) LAZ933 contains magnesium as the main element, lithium 9wt%, aluminum 3wt%, zinc 3wt%, and a quantity metal element. And are included.
よって、図5の測定数値より、マグネシウムリチウムアルミニウムシリーズ合金(LAZ−series alloy)は、もっとも優れた放射放熱能力を有しており、その次はマグネシウムリチウムシリーズ合金(LZ−series alloy)である。 Therefore, from the measured values in FIG. 5, the magnesium lithium aluminum series alloy (LAZ-series alley) has the most excellent radiant heat dissipation capacity, followed by the magnesium lithium series alloy (LZ-series alloy).
引き続き図13と図14を参照し、合わせて図15を参照する。本案にかかる高効率熱源管理を備えたケーシング構造1の概略的な側面断面図を示す。
Continue to refer to FIGS. 13 and 14, with reference to FIG. 15. A schematic side sectional view of the
特に、本案を適用する場合は、熱伝導係数0.2W/m.Kの部材を低伝熱媒体12に選択する。
In particular, when this proposal is applied, the heat conduction coefficient is 0.2 W / m. The member of K is selected as the low
例えば、圧感接着剤(Pressure Sensitive Adhesive,PSA)、エーロゲル(Aerogel)、Kaptonテープ、ポリイミド(PI)テープまたはNASBIS断熱シートを選択する。 For example, a pressure-sensitive adhesive (Pressure Sensitive Adhesive, PSA), airgel, Kapton tape, polyimide (PI) tape or NASBIS heat insulating sheet is selected.
さらに、実行可能な一実施例において、前述の第2均熱具13は例えば伝熱プレート(Vapor Chamber,VC)、金属製サーマルグランドプレーン(Metal Thermal Ground Plane,Metal TGP)またはポリマーサーマルグランドプレーン(Polymer Thermal Ground Plane,Polymer TGP)のいずれかを使用する。
Further, in one feasible embodiment, the second
放熱ソリューション設計及び制作に詳しい技術者であれば、当然にサーマルグランドプレーン(VC)が優れた二次元方向の熱拡散(熱伝導)特性を有することが分かる。 If you are an engineer who is familiar with the design and production of heat dissipation solutions, you will naturally find that the thermal ground plane (VC) has excellent two-dimensional heat diffusion (heat conduction) characteristics.
さらに、ケーシング具11(2D)内面を内面処理層11Lが覆っていて、低伝熱媒体12と接触している。
Further, the inner surface of the casing tool 11 (2D) is covered with the inner
さらに、例えば前述のケーシング具11(2D)の外面も合わせて外面処理層11Uで覆っても良い。
Further, for example, the outer surface of the casing tool 11 (2D) described above may also be covered with the outer
実行可能な一実施例において、前述の内面処理層11Lと外面処理層11Uとして陽極処理層、セラミックめっき層のグループのいずれかが選択される。
In one feasible embodiment, one of a group of anodized layers and ceramic plated layers is selected as the above-mentioned inner surface treated
図13、図14及び図15に示すように、利用者が正常にノートパソコン2を使用するとき、各熱源の流れが第1均熱具15より第2均熱具13の第2面132に伝わり、第2均熱具132の特性を利用して、熱の流れを二次元方式で均一に第2均熱具132の第1面131へ伝導する。
As shown in FIGS. 13, 14 and 15, when the user normally uses the
ここで特に説明することは、本案の設計によれば、前述の低伝熱媒体12が前述の熱の流れの第2均熱具13からケーシング具11(2D)への伝導速度を遅らせて、ケーシング具11(2D)によって、熱放射方式により、熱の流れを放出させる過程でケーシング具11(2D)の表面温度(Skin temperature)を効率よく管理できることである。
What is particularly described here is that, according to the design of the present invention, the above-mentioned low
さらに、LAZ合金またはLZ合金からなるケーシング具11の優れた熱放射による放熱能力によって、熱の流れをケーシング具11の外面より大気に放出することができる。
Further, due to the excellent heat radiation ability of the
図13、図14及び図15を再び参照する。 Refer to FIG. 13, FIG. 14 and FIG. 15 again.
ここで特に説明することは、本案の低伝熱媒体12の設計を適用すれば、ケーシング具11(2D)表面温度の引き下げ効果を達成できることである。
What is particularly described here is that the effect of lowering the surface temperature of the casing tool 11 (2D) can be achieved by applying the design of the low
しかしながら、前述の低伝熱媒体12を適用することによって、第2均熱具13の第2表面132と、前述の第1均熱具15の第1側面151との間及び前述の熱源(CPU201、GPU202)の表面と前述の第1均熱具15の第2側152との間の接合部温度(Junction temperature)が上昇する。
However, by applying the above-mentioned low
そのため、さらに配慮しなければならないことは、複数の熱源(CPU201、GPU202)に高負荷稼働によって熱流束(Heat flux)の熱の流れが発生し、接合部温度が上昇することによって、第2均熱具13と、第1均熱具15と複数の熱源との間の熱的な不整合応力(Thermal mismatch)を引き起こされることである。
Therefore, it is necessary to further consider that heat flow of heat flux (Heat flux) is generated in a plurality of heat sources (CPU201, GPU202) due to high load operation, and the temperature of the joint rises, so that the second level is equalized. It is to cause a thermal mismatch stress between the
よって、前述した表面温度の上昇及び熱的な不整合応力を避けるため、図15に示すように、第1均熱具15の第1側151及び第2側152にそれぞれ熱伝導グリース(Thermal Grease)14が塗布されている。
Therefore, in order to avoid the above-mentioned increase in surface temperature and thermal inconsistent stress, as shown in FIG. 15, thermal grease (Thermal Grease) is applied to the
言い換えれば、第2伝熱具13の第2面132と第1均熱具15の第1側151との間及びCPU201、GPU202の表面と前述の第1均熱具15の第2側152との間に、それぞれ熱伝導グリース14を塗布することによって、第2均熱具13と、第1均熱具15と、複数の熱源(CPU201、GPU202)との間の粘着固定効果を達成できる他、高熱の流れによる熱的な不整合応力が避けられる。
In other words, between the
当然ながら、他の実行可能な実施例において、その他のサーマルインターフェースマテリアル(Thermal interface material)を前述の熱伝導グリース14とするかまたは替えることもできる。
Of course, in other feasible embodiments, the other thermal interface material may be the
図13、図14及び図15を再び参照する。 Refer to FIG. 13, FIG. 14 and FIG. 15 again.
実施例3において、前述のケーシング具11(2D)に熱源の上方に対応するハニカム構造11HBを設け、ケーシング具11(2D)を低伝熱媒体12の上方に取り付けることによって、前述のハニカム構造11HBを低伝熱媒体12に接触して、複数のエアギャップがハニカム構造11HBと、低伝熱媒体12との間に形成される。
In the third embodiment, the honeycomb structure 11HB corresponding to the upper part of the heat source is provided on the casing tool 11 (2D), and the honeycomb structure 11HB is attached above the low
言い換えれば、Kaptonの両面テープを前述の低伝熱媒体12に選択した場合、前述のケーシング具11の内面に複数のハニカム構造11HBを形成して、各ハニカム構造11HBによって、低伝熱媒体12を仕切っておき、第2均熱具13と、複数の第1均熱具15をそれぞれ複数の熱源と対向させる。
In other words, when Kapton's double-sided tape is selected for the above-mentioned low
このような設計によれば、複数のハニカム構造11HBによってケーシング具11(すなわち、ノートパソコン2の底ぶた2D)の構造強度が向上されるほか、CPU201とGPU202の表面と、第1均熱具13の第2面132との間の緊密な接触を調節できる。
According to such a design, the plurality of honeycomb structures 11HB improve the structural strength of the casing tool 11 (that is, the
さらに、重要なことは、各ハニカム構造11HBは、複数のハニカム穴を含み、復数のハニカム穴をケーシング具11の内面と、低伝熱媒体12との間に設けて、復数のエアギャップ(Air gap)を形成して、ケーシング具11の表面温度と、ケーシング具11外面の熱放射放熱に貢献できることである。
Further, it is important that each honeycomb structure 11HB includes a plurality of honeycomb holes, and a number of honeycomb holes is provided between the inner surface of the
実施可能な一実施例において、図11示すように、低伝熱層P1と、弾性シートP2とを含めた弾性加圧ユニットを実施例3に整合しても良い。 In one feasible embodiment, as shown in FIG. 11, an elastic pressure unit including the low heat transfer layer P1 and the elastic sheet P2 may be matched with the third embodiment.
すなわち、弾性加圧ユニットを前述の低伝熱媒体12またはケーシング具11に嵌設し、低伝熱層P1と、弾性シートP2とを含む。そのうち、弾性シートP2を低伝熱層P1の上方に設け、これは低伝熱媒体12及び/またはケーシング具11(2D)の嵌設に用いられ、低伝熱層P1を第2均熱具13と接触させる。
That is, the elastic pressurizing unit is fitted in the above-mentioned low
実施可能な一実施例において、前述の低伝熱層P1は例えば、エーロゲル(Aerogel)またはエアギャップ(Air gap)であっても良い。 In one feasible embodiment, the above-mentioned low heat transfer layer P1 may be, for example, an airgel or an air gap.
弾性加圧ユニットによって、ばねによる加圧の働きが提供され、第2均熱具13と、第1均熱具15と、熱伝導グリース14と、熱源(CPU201、GPU202)同士を緊密に接触させるとともに、構造の緊密な連結効果を達成し、熱的な不整合応力(thermal mismatch)の発生が避けられ、ケーシング具11の外面の最適な放射放熱効果が保証される。
The elastic pressurizing unit provides the function of pressurizing by a spring, so that the second
強いて言えば、少なくとも一つ固定具をもって前述の第2均熱具13と、第1均熱具15と、低伝熱媒体12とを緊密にケーシング具11の内面に固定すると同時に、前述の第2均熱具13、第1均熱具15、低伝熱媒体12と、CPU201及び/またはGPU202同士の緊密な貼り合わせを調整し、高熱の流れによる熱的な不整合応力が避けられる。
Speaking forcibly, the above-mentioned second
前述の固定具は例えば、ドリルねじ、締結具及び/または、嵌合具のいずれかを選択できる。 The above-mentioned fixative can be selected from, for example, a drill screw, a fastener and / or a fitting.
ここで補足説明したいことは、例えば両面に接着層を施したKaptonテープ(ポリイミド)など、低伝熱両面テープを低伝熱媒体12に適用しても、CPU201とGPU202の表面温度と、第2均熱具13の第2面132との間の粘着固定効果を向上できることである。
What I would like to supplement here is that even if a low heat transfer double-sided tape such as Kapton tape (polyimide) having adhesive layers on both sides is applied to the low
1 高効率熱管理機能を有するケーシング構造
11 ケーシング具
11L 内面処理層
11U 外面処理層
11HB ハニカム構造
12 低伝熱媒体
13 第2均熱具
131 第1面
132 第2面
14 熱伝導グリース
15 第1均熱具
151 第1側面
152 第2側面
P1 低電熱層
P2 弾性シート
2 ノートパソコン
2A 裏蓋
2B フロントパネル
2C 上蓋
2C1 収容空間
2D 底ぶた
20 マザーボード
201 CPU
202 GPU
21 リチウム電池
1’ ノートパソコン
1A 裏蓋
1B フロントパネル
1C’ 上蓋
1C1’ 収容空間
1D’ 底ぶた
1D1’ 放熱穴
10’ マザーボード
11’ リチウム電池
12’ 放熱ファン
101’ CPU
102’ GPU
1 Casing structure with high efficiency
202 GPU
21 Lithium
102'GPU
Claims (41)
少なくとも第1均熱具と、第2均熱具と、低伝熱媒体と、ケーシング具と、を含み、
少なくとも一つの前記第1均熱具を熱源の上方に取り付け、
前記第2均熱具を前記第1均熱具の上方に取り付け、熱源から発生する熱の流れが前記第1均熱具より前記第2均熱具に伝わって、前記第2均熱具が二次元伝達方式によって、前記第2均熱具に伝達され、
前記低伝熱媒体を前記第2均熱具の上方に取り付け、
前記ケーシング具を前記低伝熱媒体の上方に取り付け、
前記低伝熱媒体は、熱の流れが前記第2均熱具から前記ケーシング具への熱伝導速度を減速させ、前記ケーシング具を介して熱放射方式で外部へ放出させることによって、前記ケーシング具の表面温度(Skin temperature)を有効に降下させることを特徴とする、
高効率熱管理機能を備えたケーシング構造。 A casing structure with a high efficiency heat management function that handles heat sources applicable to electronic devices.
At least a first soaking tool, a second soaking tool, a low heat transfer medium, and a casing tool are included.
Attach at least one of the first soaking tools above the heat source,
The second heat equalizing tool is attached above the first heat equalizing tool, and the flow of heat generated from the heat source is transmitted from the first heat equalizing tool to the second heat equalizing tool, so that the second heat equalizing tool becomes the second heat equalizing tool. It is transmitted to the second heat equalizing tool by the two-dimensional transmission method.
The low heat transfer medium is attached above the second heat soaking tool,
The casing tool is attached above the low heat transfer medium,
In the low heat transfer medium, the heat flow slows down the heat conduction rate from the second heat soaking tool to the casing tool, and the heat is discharged to the outside through the casing tool by a heat radiation method. It is characterized by effectively lowering the surface temperature (Skin temperature) of
Casing structure with high efficiency heat management function.
少なくとも一つの前記第1均熱具を熱源の上方に取り付け、
前記第2均熱具を前記第1均熱具の上方に取り付け、熱源から発生する熱の流れが前記第1均熱具より前記第2均熱具に伝わって、前記第2均熱具が二次元伝達方式によって、前記第2均熱具に伝達され、
前記低伝熱媒体を前記第2均熱具の上方に取り付け、
前記ケーシング具を前記低伝熱媒体の上方に取り付け、
前記弾性加圧ユニットを前記ケーシング具の表面と前記第2均熱具の一側に嵌めつけ、
前記弾性加圧ユニットが低伝熱層を含んでいて、前記低伝熱層と前記低伝熱媒体によって、熱の流れが前記第2均熱具から前記ケーシング具への熱伝導速度を減速させ、前記ケーシング具を介して熱放射方式で外部へ放出させることによって、前記ケーシング具の表面温度を効率よく管理できることを特徴とする、
高効率熱管理機能を有するケーシング構造。 It includes at least a first heat soothing tool, one second heat soothing tool, a low heat transfer medium, a casing tool, and an elastic pressurizing unit.
Attach at least one of the first soaking tools above the heat source,
The second heat equalizing tool is attached above the first heat equalizing tool, and the flow of heat generated from the heat source is transmitted from the first heat equalizing tool to the second heat equalizing tool, so that the second heat equalizing tool becomes the second heat equalizing tool. It is transmitted to the second heat equalizing tool by the two-dimensional transmission method.
The low heat transfer medium is attached above the second heat soaking tool,
The casing tool is attached above the low heat transfer medium,
The elastic pressurizing unit is fitted to the surface of the casing tool and one side of the second heat soaking tool.
The elastic pressurizing unit includes a low heat transfer layer, and the low heat transfer layer and the low heat transfer medium cause a heat flow to reduce the heat transfer rate from the second heat soaking tool to the casing tool. It is characterized in that the surface temperature of the casing can be efficiently controlled by discharging the heat to the outside through the casing.
Casing structure with high efficiency heat management function.
少なくとも一つの前記第1均熱具を熱源の上方に取り付け、
前記第2均熱具を前記第1均熱具の上方に取り付け、熱源から発生する熱の流れが前記第1均熱具より前記第2均熱具に伝わって、前記第2均熱具が二次元伝達方式によって、前記第2均熱具に伝達され、
前記低伝熱媒体を前記第2均熱具の上方取り付け、
前記ケーシング具を前記低伝熱媒体の上方に取り付け、前記ケーシング具が熱源の上方に対応してハニカム構造が設けられ、前記ケーシング具を前記低伝熱媒体の上方に設けたとき、前記ハニカム構造が前記低伝熱媒体に接触して、複数のエアギャップが前記ハニカム構造と、前記低伝熱媒体との間に形成され、
前記弾性加圧ユニットを前記ケーシング具の表面と前記第2均熱具の一側に嵌めつけ、
前記弾性加圧ユニットが低伝熱層を含み、前記低伝熱層と前記低伝熱媒体によって、熱の流れが前記第2均熱具から前記ケーシング具への熱伝導速度を減速させ、前記ケーシング具を介して熱放射方式で外部へ放出させることによって、前記ケーシング具の表面温度を効率よく管理できることを特徴とする、
高効率熱管理機能を有するケーシング構造。 It includes at least a first heat soothing tool, one second heat soothing tool, a low heat transfer medium, a casing tool, and an elastic pressurizing unit.
Attach at least one of the first soaking tools above the heat source,
The second heat equalizing tool is attached above the first heat equalizing tool, and the flow of heat generated from the heat source is transmitted from the first heat equalizing tool to the second heat equalizing tool, so that the second heat equalizing tool becomes the second heat equalizing tool. It is transmitted to the second heat equalizing tool by the two-dimensional transmission method.
Attaching the low heat transfer medium above the second heat soaking tool,
When the casing tool is attached above the low heat transfer medium, the casing tool is provided with a honeycomb structure corresponding to the upper part of the heat source, and the casing tool is provided above the low heat transfer medium, the honeycomb structure is provided. Contact the low heat transfer medium, and a plurality of air gaps are formed between the honeycomb structure and the low heat transfer medium.
The elastic pressurizing unit is fitted to the surface of the casing tool and one side of the second heat soaking tool.
The elastic pressurizing unit includes a low heat transfer layer, and the low heat transfer layer and the low heat transfer medium cause a heat flow to reduce the heat transfer rate from the second heat soaking tool to the casing tool. It is characterized in that the surface temperature of the casing can be efficiently controlled by discharging the heat to the outside through the casing.
Casing structure with high efficiency heat management function.
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