JP5367745B2 - Method and electronic device for improving heat exchange rate of heat sink - Google Patents

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Abstract

The invention provides a method for improving heat exchange efficiency of a radiator and an electronic device. The potential of the radiator is close to the reference potential to inhibit the accumulation of dust. A radiation unit (200) is housed in a system chassis (105) of a portable computer (100). The heat from a CPU (121) is released by the radiation unit through a heat tube (201) and the radiator (209). The radiation unit (200) is combined with a metal frame (111) only by screws (206a, 206b). The radiator (209) performs electrostatic induction to increase the potential by an electrified body (325) on a main board (113). The radiator is connected with an AC/DC adapter by a grounding layer (321), and a grounding terminal of a power supply jack (311) of a chassis (327), thus the electric charge is neutralized.

Description

本発明は、ヒート・シンクの熱交換率を向上させる技術に関し、さらに詳細には電子機器の放熱用のヒート・シンクに対する塵埃の堆積を抑制する技術に関する。   The present invention relates to a technique for improving the heat exchange rate of a heat sink, and more particularly to a technique for suppressing dust accumulation on a heat sink for heat dissipation of an electronic device.

コンピュータは、筐体の内部で発生した熱を放熱ファンで強制的に排気して放熱する放熱ユニットを搭載する。電子部品の実装密度が高いコンピュータの放熱ユニットは、一般に放熱ファン、ヒート・シンクおよびヒート・パイプを含む。ヒート・シンクは狭い幅のスリット状の空気流路を構成する多数の熱交換フィンを含む。放熱ファンは筐体の外部から取り入れた空気に筐体内部で発熱体が生成した熱を拡散させ、さらにその空気をヒート・シンクのスリット間を通過させて筐体の外に放出する。熱交換フィンはヒート・シンクとの直接接触またはヒート・パイプを通じた間接接触で発熱体の熱と空気の熱を熱交換する。   The computer is equipped with a heat radiating unit that forcibly exhausts heat generated in the housing by a heat radiating fan to radiate heat. A heat dissipation unit of a computer having a high mounting density of electronic components generally includes a heat dissipation fan, a heat sink, and a heat pipe. The heat sink includes a large number of heat exchange fins that form a narrow slit-like air flow path. The heat dissipating fan diffuses the heat generated by the heating element inside the housing into the air taken from the outside of the housing, and further passes the air between the slits of the heat sink and releases it out of the housing. The heat exchange fins exchange heat between the heat of the heating element and the heat of the air by direct contact with a heat sink or indirect contact through a heat pipe.

特許文献1は、液晶パネル表面から帯電した静電気を除去してファンから冷却用空気が吹き付けられたときに、空気に含まれるゴミが付着しないようにする技術を開示する。特許文献2は、ファン・ユニットが実装された電子機器の筐体の開口部近辺に静電力のあるシートを設けて内部から粉塵を収集する技術を開示する。   Patent Document 1 discloses a technique for preventing dust contained in air from adhering when cooling air is blown from a fan by removing static electricity charged from the surface of a liquid crystal panel. Patent Document 2 discloses a technique for collecting dust from the inside by providing a sheet having an electrostatic force in the vicinity of an opening of a housing of an electronic device on which a fan unit is mounted.

特開2004−219572号公報JP 2004-219572 A 特開2009−176161号公報JP 2009-176161 A

ヒート・シンクの熱交換率は、熱交換フィンと空気の接触面積および空気流路を通過する空気の量に大きく左右される。筐体の内部に流入する空気は塵埃を含んでいるが、これが空気流路の入り口や内部に堆積すると空気の流量が減り熱交換率が低下する。長時間動作した複数のコンピュータの放熱ユニットを分解すると、そのほとんどにおいてヒート・シンクの入り口に堆積した塵埃を観察することができる。   The heat exchange rate of the heat sink greatly depends on the contact area between the heat exchange fin and air and the amount of air passing through the air flow path. The air flowing into the housing contains dust, but if this accumulates at the entrance or inside of the air flow path, the air flow rate decreases and the heat exchange rate decreases. If you disassemble the heat dissipation units of multiple computers that have been operating for a long time, you can observe the dust that has accumulated at the entrance of the heat sink in most of them.

塵埃の多い環境で動作するコンピュータでは塵埃の堆積を抑制することは困難であるとして扱われ、定期的な分解清掃やファン・ユニットのフィルターなどで対処してきた。しかし、分解清掃はユーザにとって大きな負担であり、フィルターを設けてもそこを通過する小さな塵埃が熱交換フィンに堆積するため現実には有効な手立てがないのが現状であった。したがって、塵埃の堆積原因を究明してヒート・シンクの入り口に塵埃が堆積しないようにする必要がある。   Computers that operate in dusty environments are considered difficult to suppress dust accumulation, and have been dealt with by periodic disassembly and cleaning and fan unit filters. However, disassembling and cleaning is a heavy burden for the user, and even if a filter is provided, the small dust passing through it accumulates on the heat exchange fins, and in reality there is no effective means. Therefore, it is necessary to investigate the cause of dust accumulation so that dust does not accumulate at the entrance of the heat sink.

そこで本発明の目的は、ヒート・シンクに対する塵埃の堆積を抑制した放熱ユニットを備える電子機器または携帯式コンピュータを提供することにある。さらに本発明の目的は、ヒート・シンクの熱交換率を向上させる方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an electronic apparatus or a portable computer including a heat dissipation unit that suppresses the accumulation of dust on the heat sink. It is a further object of the present invention to provide a method for improving the heat exchange rate of a heat sink.

塵埃は帯電した物体に付着しやすいことはよく知られているが、放熱ユニットは一般に筐体の金属部分に結合されているため、これまで塵埃の堆積原因がヒート・シンクの帯電にあるとは考えられてこなかったが、本発明では塵埃の堆積原因がヒート・シンクの帯電による電位上昇であることを特定した。本発明の原理は、ヒート・シンクの熱交換フィンの近辺を電荷中和導体に接続してその電位をアース電位に近づけることにある。本発明は、動作中の電子機器においては放熱ユニット全体の電位分布が一様ではないとの認識に基づいて、少なくともヒート・シンクの熱交換フィンの近辺を導電性材料で形成された電荷中和導体に接続してアース電位に接近させる。   It is well known that dust easily adheres to charged objects, but since the heat dissipation unit is generally connected to the metal part of the housing, the cause of dust accumulation is the charge of the heat sink so far. Although not considered, in the present invention, it has been specified that the cause of dust accumulation is an increase in potential due to charging of the heat sink. The principle of the present invention is to connect the vicinity of the heat exchange fin of the heat sink to the charge neutralizing conductor so that its potential is close to the ground potential. The present invention is based on the recognition that the potential distribution of the entire heat dissipating unit is not uniform in the electronic device in operation, and at least the vicinity of the heat exchange fin of the heat sink is formed by a conductive material. Connect to a conductor and bring it closer to earth potential.

本発明の第1の態様では電子機器の放熱ユニットが、空気流路を形成する複数の熱交換フィンを含むヒート・シンクとヒート・シンクに結合されたファン・チャンバに収納され空気流路に空気を送る放熱ファンとを含む。電荷中和導体は独立導体として所定の静電容量を保有し、ヒート・シンクとの間で電荷を交換してヒート・シンクの電荷を中和することができる。除電手段は熱交換フィンの近辺と電荷中和導体を接続する。したがって、熱交換フィンの近辺の電位は電荷中和導体の電位に接近する。   In the first aspect of the present invention, the heat radiating unit of the electronic device is housed in a heat sink including a plurality of heat exchange fins forming an air flow path and a fan chamber coupled to the heat sink. Including a heat dissipation fan. The charge neutralizing conductor has a predetermined capacitance as an independent conductor and can exchange charges with the heat sink to neutralize the heat sink charge. The neutralizing means connects the vicinity of the heat exchange fin and the charge neutralizing conductor. Therefore, the potential in the vicinity of the heat exchange fin approaches the potential of the charge neutralizing conductor.

ヒート・シンクが帯電する場合は、プラス電荷が帯電して電位が上昇する場合とマイナス電荷が帯電して電位が低下する場合があるが、いずれであってもアース電位に対する電位の絶対値が大きくなると塵埃が付着し易くなる。ヒート・シンクが帯電する原因には空気と熱交換フィンの摩擦による摩擦帯電とヒート・シンクの近辺に存在する帯電体からの静電誘導による誘導帯電がある。ここでは、帯電によりヒート・シンクの電位が上昇する場合を例にして説明する。   When the heat sink is charged, the positive charge is charged and the potential is increased, and the negative charge is charged and the potential is decreased. In either case, the absolute value of the potential with respect to the ground potential is large. Then, it becomes easy to adhere dust. The causes of the heat sink charging include frictional charging due to friction between air and heat exchange fins, and induction charging due to electrostatic induction from a charged body in the vicinity of the heat sink. Here, a case where the potential of the heat sink increases due to charging will be described as an example.

摩擦帯電の場合は、放熱ユニットの全体の中でヒート・シンクから離れた部位であっても電荷中和導体に接続されていればある程度電位の上昇を抑制することは可能である。しかし、誘導帯電の場合はヒート・シンクの近辺に帯電体が存在する限り、ヒート・シンクから離れた部位を電荷中和導体に接続してもヒート・シンクの電位上昇を抑制することができない。本発明によれば、熱交換フィンの近辺を電荷中和導体に接続することでヒート・シンクの電位上昇を抑制することができる。放熱ユニットは、ヒート・シンクに接続されたヒート・パイプと、ヒート・パイプに接続され中央演算処理装置に直接接触する受熱部とを有し、放熱ユニットが受熱部で筐体に結合されるように構成することができる。このとき受熱部と電荷中和導体が電気的に接続されていることも考えられる。   In the case of frictional charging, it is possible to suppress an increase in potential to some extent as long as it is connected to the charge neutralizing conductor even at a portion away from the heat sink in the entire heat dissipation unit. However, in the case of induction charging, as long as a charged body is present in the vicinity of the heat sink, even if a portion away from the heat sink is connected to the charge neutralization conductor, the increase in the potential of the heat sink cannot be suppressed. According to the present invention, the increase in the potential of the heat sink can be suppressed by connecting the vicinity of the heat exchange fin to the charge neutralizing conductor. The heat dissipating unit has a heat pipe connected to the heat sink and a heat receiving part connected to the heat pipe and directly contacting the central processing unit, so that the heat dissipating unit is coupled to the housing at the heat receiving part. Can be configured. At this time, it is conceivable that the heat receiving portion and the charge neutralizing conductor are electrically connected.

しかしこの場合、受熱部とヒート・シンクとは最も距離が離れており、受熱部の電位が電荷中和導体の電位に一致していてもヒート・シンクは誘導帯電で電位が上昇することがある。本発明ではこのように構成された放熱ユニットであってもヒート・シンクの電位を電荷中和導体の電位に接近させることができる。受熱部が中央演算処理装置に直接接触する場合は、特にその接触を確実にする必要があるためヒート・シンクを筐体に結合することはできないが、除電手段は受熱部の結合時にヒート・シンクが自由運動できるように熱交換フィンの近辺と中和物体を接続する。   However, in this case, the heat receiving portion and the heat sink are farthest apart from each other, and even if the potential of the heat receiving portion matches the potential of the charge neutralizing conductor, the potential of the heat sink may increase due to induction charging. . In the present invention, even in the heat dissipating unit configured as described above, the potential of the heat sink can be brought close to the potential of the charge neutralizing conductor. When the heat receiving unit is in direct contact with the central processing unit, the heat sink cannot be coupled to the housing because it is particularly necessary to ensure that contact. Connect the neutralization object with the vicinity of the heat exchange fin so that the can move freely.

除電手段は、リード線で構成することができる。リード線は、最も塵埃が堆積しやすいヒート・シンクの入り口の電位上昇を抑制するように接続することが望ましい。たとえば、リード線は、ヒート・シンクの熱交換フィンとファン・チャンバの境界に沿ってヒート・シンクまたはファン・チャンバの表面に接続することができる。電子機器に電力を供給する電源ケーブルがアース・ラインを備える場合は、除電手段を電源ジャックのアース端子に接続することができる。アース端子に接続することで、ヒート・シンクの電位を最も効果的にアース電位に近づけることができる。電荷中和導体は、電子部品や電気部品のグランド端子が接続されるグランド・プレーンとすることができる。   The static elimination means can be constituted by a lead wire. It is desirable to connect the lead wires so as to suppress the potential increase at the entrance of the heat sink where dust is most likely to accumulate. For example, the leads can be connected to the surface of the heat sink or fan chamber along the boundary between the heat sink heat exchange fins and the fan chamber. When the power cable for supplying power to the electronic device is provided with a ground line, the static elimination means can be connected to the ground terminal of the power jack. By connecting to the ground terminal, the potential of the heat sink can be brought close to the ground potential most effectively. The charge neutralizing conductor can be a ground plane to which a ground terminal of an electronic component or an electrical component is connected.

本発明の第2の態様では、除電手段が電気部品を収納するシステム筐体とパーム・レストとを備える携帯式コンピュータに適用される。携帯式コンピュータは電気部品に基準電位を与えるグランド・プレーンを含む。除電手段の一方はヒート・シンクとファン・チャンバの境界の近辺に存在するヒート・シンクまたはファン・チャンバの表面に接続され、他方はグランド・プレーンに接続される。   In the second aspect of the present invention, the static eliminator is applied to a portable computer having a system housing for storing electrical components and a palm rest. The portable computer includes a ground plane that provides a reference potential for the electrical components. One of the neutralizing means is connected to the surface of the heat sink or fan chamber that is near the boundary between the heat sink and the fan chamber, and the other is connected to the ground plane.

除電手段の一方はヒート・シンクの幅方向において一方の側面から他方の側面に渡って接続される。こうすることで、すべての熱交換フィンを効果的に基準電位に近づけることができる。携帯式コンピュータが、AC/DCアダプタの電圧ラインが接続される電圧端子とグランド・ラインが接続されるグランド端子を備える電源ジャックを有する場合には、グランド端子とグランド・プレーンを接続することで、AC/DCアダプタを電荷中和導体として利用することができる。   One of the static eliminating means is connected from one side surface to the other side surface in the width direction of the heat sink. By doing so, all the heat exchange fins can be brought close to the reference potential effectively. When the portable computer has a power jack having a voltage terminal to which the voltage line of the AC / DC adapter is connected and a ground terminal to which the ground line is connected, by connecting the ground terminal and the ground plane, An AC / DC adapter can be used as the charge neutralizing conductor.

グランド・プレーンは、EMI遮蔽の一部とすることができる。具体的には携帯式コンピュータが、電子デバイスが実装されたマザー・ボードと、マザー・ボードの上側に配置されグランド・プレーンに接続された金属フレームとを有する場合には、グランド・プレーンをマザー・ボードの下側に配置し、グランド・プレーンと金属フレームで電気部品に関するEMI遮蔽を構成することができる。EMI遮蔽は、電気部品を全体的に包んでシールドするために面積が大きく、よって静電容量が大きいため効果的な電荷中和導体となる。また、システム筐体が導電材料で形成されている場合は、グランド・プレーンとシステム筐体を接続する接続手段を設けることで、電荷中和導体の静電容量を増加させることができる。   The ground plane can be part of the EMI shield. Specifically, when the portable computer has a mother board on which an electronic device is mounted and a metal frame that is arranged on the upper side of the mother board and connected to the ground plane, the ground plane is connected to the mother board. Located on the underside of the board, the ground plane and metal frame can constitute EMI shielding for electrical components. EMI shielding is an effective charge neutralization conductor due to its large area for enclosing and shielding the electrical components as a whole, and thus large capacitance. Further, when the system casing is made of a conductive material, the capacitance of the charge neutralizing conductor can be increased by providing a connection means for connecting the ground plane and the system casing.

携帯式コンピュータは、AC/DCアダプタの電圧ラインが接続される電圧端子とグランド・ラインが接続されるグランド端子を含む電源ジャック備えることができる。グランド・プレーンと電源ジャックのグランド端子を接続し、除電手段をグランド端子に接続しておけば、電源ジャックに接続されたAC/DCアダプタで電荷中和導体の静電容量を増大させることができる。   The portable computer may include a power jack including a voltage terminal to which the voltage line of the AC / DC adapter is connected and a ground terminal to which the ground line is connected. If the ground plane is connected to the ground terminal of the power jack, and the static eliminator is connected to the ground terminal, the capacitance of the charge neutralizing conductor can be increased by the AC / DC adapter connected to the power jack. .

AC/DCアダプタの2次側回路が1次側回路と静電気的に絶縁されている場合では、AC/DCアダプタの2次側回路が保有する静電容量がヒート・シンクの電位を低下させることができる。また、AC/DCアダプタの2次側回路のグランド・ラインが1次側回路のアース・ラインに静電気的に接続されている場合は、ヒート・シンクの電位をアース電位に近づけることができる。   When the secondary circuit of the AC / DC adapter is electrostatically insulated from the primary circuit, the capacitance held by the secondary circuit of the AC / DC adapter reduces the potential of the heat sink. Can do. Further, when the ground line of the secondary circuit of the AC / DC adapter is electrostatically connected to the ground line of the primary circuit, the potential of the heat sink can be brought close to the ground potential.

パーム・レストが金属で形成されているときは、グランド・プレーンをパーム・レストに接続する接続手段を設けることで電荷中和導体の静電容量を増大させることができるとともに、パーム・レストにユーザが手を触れたときにはユーザの体の静電容量も電荷中和導体として利用することができる。また、パーム・レストがプラスチックの場合は、そこに金属部を埋め込み、ヒート・シンクと金属部を電気的に接続することで人体の静電容量を電荷中和導体として利用することができる。   When the palm rest is made of metal, the capacitance of the charge neutralization conductor can be increased by providing a connection means to connect the ground plane to the palm rest, When the hand is touched, the capacitance of the user's body can also be used as a charge neutralizing conductor. Further, when the palm rest is plastic, a metal part is embedded therein, and the electrostatic capacity of the human body can be used as a charge neutralization conductor by electrically connecting the heat sink and the metal part.

本発明により、ヒート・シンクに対する塵埃の堆積を抑制した放熱ユニットを備える電子機器または携帯式コンピュータを提供することができた。さらに本発明により、ヒート・シンクの熱交換率を向上させる方法を提供することができた。   According to the present invention, it is possible to provide an electronic apparatus or a portable computer including a heat dissipation unit that suppresses the accumulation of dust on the heat sink. Furthermore, the present invention has provided a method for improving the heat exchange rate of the heat sink.

本発明の実施の形態にかかるノートPC100を前方および後方からみた斜視図である。It is the perspective view which looked at notebook PC100 concerning an embodiment of the invention from the front and back. ノートPC100の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of notebook PC100. 放熱ユニット200の外形を示す斜視図である。2 is a perspective view showing an outer shape of a heat dissipation unit 200. FIG. 図3の放熱ユニット200を裏返しにしてファン・チャンバ215の蓋を取り除いた様子を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the heat radiating unit 200 of FIG. 3 is turned over and the cover of the fan chamber 215 is removed. 静電界の様子を示すためにノートPC100をモデル化した図である。It is the figure which modeled notebook PC100 in order to show the mode of an electrostatic field. リード線317、319をヒート・シンク209、211に接続したときの効果を測定するための塵埃の堆積加速試験を行った結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having performed the dust accumulation acceleration test for measuring the effect when lead wire 317,319 is connected to heat sink 209,211. ヒート・シンク209を中心に示したファン・ユニット200の平面図である。3 is a plan view of the fan unit 200 with the heat sink 209 as the center. FIG.

図1は、本発明の実施の形態にかかるノートPC100を前方および後方からみた斜視図である。図2は、ノートPC100の分解斜視図である。図3は、放熱ユニット200の外形を示す斜視図である。図4は、図3の放熱ユニット200を裏返しにしてファン・チャンバ215の蓋を取り除いた様子を示す斜視図である。図5は、静電界の様子を示すためにノートPC100をモデル化した図である。   FIG. 1 is a perspective view of a notebook PC 100 according to an embodiment of the present invention as viewed from the front and rear. FIG. 2 is an exploded perspective view of the notebook PC 100. FIG. 3 is a perspective view showing the outer shape of the heat dissipation unit 200. FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the heat radiating unit 200 of FIG. 3 is turned over and the cover of the fan chamber 215 is removed. FIG. 5 is a diagram in which the notebook PC 100 is modeled to show the state of the electrostatic field.

図1においてノートPC100は、液晶ディスプレイ装置(LCD)102を保持するディスプレイ筐体101がシステム筐体105から開かれている状態になっている。システム筐体105には、キーボード104および光学ディスク・ドライブ(ODD)103が取り付けられている。システム筐体105の側面にはそれぞれルーバが形成された排気口106、107および吸気口108、109が形成されている。   In FIG. 1, the notebook PC 100 is in a state where a display housing 101 that holds a liquid crystal display device (LCD) 102 is opened from a system housing 105. A keyboard 104 and an optical disk drive (ODD) 103 are attached to the system casing 105. Exhaust ports 106 and 107 and intake ports 108 and 109 each having a louver are formed on the side surface of the system housing 105.

システム筐体105の表面にはキーボード104の手前にキーボード操作の際に手のひらを固定するパーム・レスト313が配置されている。パーム・レスト313は非絶縁性のABS樹脂で形成されている。パーム・レスト313には細長い金属バンド315がシステム筐体105の左右方向の全体に渡って埋め込まれている。システム筐体105の側面には、ノートPC100に電源を供給するAC/DCアダプタを接続するための電源ジャック311が設けられている。本明細書においては、「接続」という用語を電気的に接続される意味で使用し、「結合」という用語を機械的な目的で結合し電気的に接続されているか否かは問わないという意味で使用する。電源ジャック311は、AC/DCアダプタから直流電圧が供給される電圧端子311aとグランド端子311b(図5)を含む。   A palm rest 313 is disposed on the surface of the system housing 105 in front of the keyboard 104 to fix the palm when the keyboard is operated. The palm rest 313 is made of non-insulating ABS resin. An elongated metal band 315 is embedded in the palm rest 313 over the entire left and right direction of the system housing 105. A power jack 311 for connecting an AC / DC adapter that supplies power to the notebook PC 100 is provided on the side surface of the system housing 105. In this specification, the term “connection” is used in the sense of being electrically connected, and the term “coupling” is used regardless of whether it is coupled and electrically connected for mechanical purposes. Used in. The power jack 311 includes a voltage terminal 311a to which a DC voltage is supplied from an AC / DC adapter and a ground terminal 311b (FIG. 5).

本明細書の全体を通じて、グランド・ラインまたはグランド端子は直流電源系統の2本の配線のうち、グランド・プレーン321(図5)に接続される系統を意味し、アース・ラインまたはアース端子は、電位ゼロとみなすことができる大地に接続される系統を意味するものとする。グランド・ラインはAC/DCアダプタまたは電源ケーブルのアース・ラインを通じてアース・ラインに接続される場合は大地の電位に近付く。ノートPC100が机の上などの絶縁性の高い物体の上に置かれ、かつ、周囲の空気の湿度が低いときは、ノートPC100は静電気的な視点で独立導体となり、グランド・ラインは大地と異なる電位になるが、帯電したときのヒート・シンク209、211の電位よりははるかに大地の電位に近いとして扱うことができる。   Throughout this specification, a ground line or a ground terminal means a system connected to the ground plane 321 (FIG. 5) of two wirings of a DC power supply system. It shall mean a system connected to the ground that can be regarded as zero potential. When the ground line is connected to the ground line through the ground line of the AC / DC adapter or power cable, it approaches the ground potential. When the notebook PC 100 is placed on a highly insulating object such as a desk and the ambient air humidity is low, the notebook PC 100 becomes an independent conductor from an electrostatic point of view, and the ground line is different from the ground. Although it becomes a potential, it can be treated as being much closer to the ground potential than the potential of the heat sinks 209 and 211 when charged.

システム筐体105は、全体が導電性のマグネシウム合金で形成されている。システム筐体105は、特開2009−169498号公報に記載しているように、側壁と側壁に連絡する底面の周辺部分を非導電性の材料であるガラス繊維強化樹脂(GFRP)で形成し、底面の中央部分を導電性の材料である炭素繊維強化樹脂(CFRP)で形成することもできる。   The system casing 105 is entirely formed of a conductive magnesium alloy. As described in JP 2009-169498 A, the system housing 105 is formed of glass fiber reinforced resin (GFRP), which is a non-conductive material, in the peripheral portion of the bottom surface that communicates with the side wall, The central portion of the bottom surface can also be formed of a carbon fiber reinforced resin (CFRP) that is a conductive material.

図2において、システム筐体105には、金属フレーム111、マザー・ボード113、ハードディスク・ドライブ(HDD)117、電池パック119などが実装されている。金属フレーム111はマグネシウム合金で形成された強度部材であり、放熱ユニット200もこれに取り付けられている。マザー・ボード113には、中央演算処理装置(CPU)121、ビデオ・チップ125、ノース・ブリッジ127、メイン・メモリ129、およびその他の半導体素子が実装されている。   In FIG. 2, a metal frame 111, a mother board 113, a hard disk drive (HDD) 117, a battery pack 119, and the like are mounted on a system housing 105. The metal frame 111 is a strength member formed of a magnesium alloy, and the heat dissipation unit 200 is also attached thereto. On the mother board 113, a central processing unit (CPU) 121, a video chip 125, a north bridge 127, a main memory 129, and other semiconductor elements are mounted.

ノートPC100は、システム筐体105の内部に高周波信号で動作する電子デバイスおよび電気部品を収納しているため外部に電磁波を放出したり、外部から進入した電磁波の影響を受けたりしやすい。したがって、ノートPC100にはこのような電磁波障害(EMI:Electro Magnetic Interference)を防ぐために電磁遮蔽が施されている。以後この電磁遮蔽をEMI遮蔽という。EMI遮蔽は、アルミニウムや銅などの導電性の材料で形成した板材で電子デバイスを覆うことにより内部から放出する電磁波および外部から進入する電磁波を反射させたり吸収させたりして通過させない構造になっている。   Since the notebook PC 100 contains electronic devices and electrical components that operate with high-frequency signals inside the system housing 105, the notebook PC 100 is likely to emit electromagnetic waves to the outside or to be affected by electromagnetic waves entering from the outside. Therefore, the notebook PC 100 is electromagnetically shielded to prevent such electromagnetic interference (EMI). Hereinafter, this electromagnetic shielding is referred to as EMI shielding. EMI shielding has a structure in which electromagnetic waves emitted from the inside and electromagnetic waves entering from the outside are reflected or absorbed and not allowed to pass by covering the electronic device with a plate material formed of a conductive material such as aluminum or copper. Yes.

ノートPC10では、マザー・ボード113の下面のほぼ全体に渡って配置されたグランド・プレーン321(図5参照)と金属フレーム111が相互に電気的に接続されEMI遮蔽として機能する。マザー・ボード113に実装された電子デバイスおよびその他の電気部品は、高周波のパルス信号が通過する信号ラインと信号ラインに基準電位を与えるグランド・ラインで構成されている。EMI遮蔽はノートPC100の電子デバイスおよび電気部品に共通の基準電位を与えるようになっており、グランド・ラインはEMI遮蔽に接続される。金属フレーム111は、ネジ323a、323bなどでシステム筐体105に固定される(図5参照)。   In the notebook PC 10, a ground plane 321 (see FIG. 5) and a metal frame 111 disposed over almost the entire lower surface of the mother board 113 are electrically connected to each other and function as EMI shielding. The electronic device and other electrical components mounted on the mother board 113 are composed of a signal line through which a high-frequency pulse signal passes and a ground line that applies a reference potential to the signal line. The EMI shield provides a common reference potential to the electronic devices and electrical components of the notebook PC 100, and the ground line is connected to the EMI shield. The metal frame 111 is fixed to the system housing 105 with screws 323a and 323b (see FIG. 5).

図3において、放熱ユニット200は、ファン・チャンバ215、遠心式の放熱ファン213、ヒート・パイプ201、203、ヒート・シンク209、211、受熱部205、207を含んで構成されている。ファン・チャンバ215、ヒート・シンク209、211はそれぞれアルミニウムや銅などの熱伝導率のよい金属材料で形成されている。ファン・チャンバ215はヒート・シンク209およびヒート・シンク211に熱的に結合されている。ファン・チャンバ215、ヒート・パイプ201、203、ヒート・シンク209、211、受熱部205、207は電気的に接続されている。   In FIG. 3, the heat radiating unit 200 includes a fan chamber 215, a centrifugal heat radiating fan 213, heat pipes 201 and 203, heat sinks 209 and 211, and heat receiving portions 205 and 207. The fan chamber 215 and the heat sinks 209 and 211 are each formed of a metal material having good thermal conductivity such as aluminum or copper. Fan chamber 215 is thermally coupled to heat sink 209 and heat sink 211. The fan chamber 215, the heat pipes 201 and 203, the heat sinks 209 and 211, and the heat receiving units 205 and 207 are electrically connected.

ヒート・シンク209、211は、金属材料と空気の接触面積を増大させて熱交換率を高めるために内部にスリット状の複数の空気流路が形成されている。ヒート・シンク211を例にして説明すると上板211aと下板211b(図4)の間に複数の熱交換フィン211cが平行に配置され、各熱交換フィン211cの間に空気流路となる複数のスリットが形成される。上板211aには、ヒート・パイプ203の低温側の端部が結合される。   The heat sinks 209 and 211 are formed with a plurality of slit-like air flow paths in order to increase the contact area between the metal material and air to increase the heat exchange rate. The heat sink 211 will be described as an example. A plurality of heat exchange fins 211c are arranged in parallel between the upper plate 211a and the lower plate 211b (FIG. 4), and a plurality of air flow paths are provided between the heat exchange fins 211c. Slits are formed. The end of the heat pipe 203 on the low temperature side is coupled to the upper plate 211a.

ヒート・シンク209、211は、内部を通過する空気の温度が低いほど、また、空気量が多いほど多量の熱を放散することができる。受熱部205はCPU121が生成した熱を吸収してヒート・パイプ201に伝達し、ヒート・パイプ201はその熱をヒート・シンク209に伝達する。受熱部207は、ビデオ・チップ125およびノース・ブリッジ127の熱を吸収してヒート・パイプ203に伝達し、ヒート・パイプ203はヒート・シンク211に伝達する。   The heat sinks 209 and 211 can dissipate a large amount of heat as the temperature of the air passing through the interior is lower and as the amount of air is larger. The heat receiving unit 205 absorbs the heat generated by the CPU 121 and transmits the heat to the heat pipe 201, and the heat pipe 201 transmits the heat to the heat sink 209. The heat receiving unit 207 absorbs heat from the video chip 125 and the north bridge 127 and transmits the heat to the heat pipe 203, and the heat pipe 203 transmits to the heat sink 211.

放熱ユニット200がフレーム111に取り付けられたときに、ヒート・シンク209は排気口106に位置が整合し、ヒート・シンク211は排気口107に位置が整合する。放熱ユニット200は、受熱部205の四隅を4つのネジ206a〜206dで金属フレーム111に固定する。受熱部205は、ノートPC100の中で最も発熱量の大きいCPU121の熱を吸収する。受熱部205は平坦な接触面でCPU121の平坦な表面と直接接触して熱を吸収する。   When the heat dissipation unit 200 is attached to the frame 111, the position of the heat sink 209 is aligned with the exhaust port 106, and the position of the heat sink 211 is aligned with the exhaust port 107. In the heat dissipation unit 200, the four corners of the heat receiving portion 205 are fixed to the metal frame 111 with four screws 206a to 206d. The heat receiving unit 205 absorbs the heat of the CPU 121 that generates the largest amount of heat in the notebook PC 100. The heat receiving unit 205 absorbs heat by directly contacting the flat surface of the CPU 121 with a flat contact surface.

したがって、受熱部205の接触面とCPU121の表面は隙が開かないように密着させる必要がある。そのために、放熱ユニット200は受熱部205とCPU121の表面を完全に接触させるようにしながらネジ206a〜206dで固定する。放熱ユニット200の固定の際に、ヒート・シンク209、211、ファン・チャンバ215、ヒート・パイプ201、203はシステム筐体のどこにも接触しないように自由運動をする。もし、ヒート・シンク209、211を金属フレーム111に固定するとすれば、受熱部205とCPU121の間に隙間があいて接触が不良になったり、放熱ユニット200に機械的なストレスが生じたりするので、受熱部205以外の部位をフレーム111に固定することは望ましくない。   Therefore, the contact surface of the heat receiving unit 205 and the surface of the CPU 121 need to be in close contact so that no gap is opened. Therefore, the heat radiation unit 200 is fixed with screws 206a to 206d while bringing the heat receiving portion 205 and the surface of the CPU 121 into complete contact. When the heat radiating unit 200 is fixed, the heat sinks 209 and 211, the fan chamber 215, and the heat pipes 201 and 203 move freely so that they do not come into contact with any part of the system casing. If the heat sinks 209 and 211 are fixed to the metal frame 111, there is a gap between the heat receiving unit 205 and the CPU 121, resulting in poor contact or mechanical stress on the heat radiating unit 200. It is not desirable to fix the part other than the heat receiving part 205 to the frame 111.

また、ヒート・シンク209、211の出口と排気口106、107の内側の面との隙間には、プラスチック材料のスポンジが充填される。したがって、放熱ユニット200は4本のネジ206a〜206dで結合される受熱部205以外の部位が、金属フレーム111やシステム筐体105の側壁と電気的に接続される可能性は少ない。また、ネジ206a〜206dは機械的な結合を目的としたものであるため、電荷を放電するのに適した電気的な接続ができていない場合もあり得る。本発明は、受熱部205と金属フレーム111が電気的に接続されているか否かは問わずに適用することができる。   Further, the gap between the outlets of the heat sinks 209 and 211 and the inner surfaces of the exhaust ports 106 and 107 is filled with a plastic sponge. Therefore, in the heat dissipation unit 200, there is little possibility that a portion other than the heat receiving portion 205 coupled by the four screws 206 a to 206 d is electrically connected to the metal frame 111 and the side wall of the system housing 105. Further, since the screws 206a to 206d are intended for mechanical coupling, there may be a case where an electrical connection suitable for discharging electric charges is not made. The present invention can be applied regardless of whether or not the heat receiving portion 205 and the metal frame 111 are electrically connected.

放熱ユニット200は、ファン・チャンバ215の中に取り付けられた放熱ファン213が回転してファン・チャンバ215の上面と下面に形成された開口部から放熱ファン213の軸方向に空気を吸引してヒート・シンク209、211から排気することにより熱をシステム筐体105の外部に放散する。放熱ユニット200は、受熱部205、207から受け取った熱だけでなく、システム筐体105の内部に収納された他の電子デバイスの熱も放熱する。   The heat dissipating unit 200 heats the air by sucking air in the axial direction of the heat dissipating fan 213 from the openings formed on the upper surface and the lower surface of the fan chamber 215 when the heat dissipating fan 213 mounted in the fan chamber 215 rotates. The heat is dissipated outside the system housing 105 by exhausting from the sinks 209 and 211. The heat dissipating unit 200 dissipates not only the heat received from the heat receiving units 205 and 207 but also the heat of other electronic devices housed in the system housing 105.

システム筐体105には、吸気口108、109の他に、ネットワーク・ケーブル、USBデバイス、および外部ディスプレイなどの端子やメモリ・カードの取り付け部などにも実質的に開口部が形成されている。放熱ファン213が回転するとシステム筐体105の内部が負圧になり、それらの開口部から空気が流入して生成された空気流が電子デバイスの熱を拡散し、排気口106、107を通じて排気されることで外部に熱を放散する。システム筐体に流入する空気は、小さな塵埃を含む。   In addition to the air inlets 108 and 109, the system housing 105 is substantially formed with openings in terminals such as a network cable, a USB device, an external display, and a memory card mounting portion. When the heat radiating fan 213 rotates, the inside of the system housing 105 becomes negative pressure, and the air flow generated by the inflow of air from these openings diffuses the heat of the electronic device and is exhausted through the exhaust ports 106 and 107. To dissipate heat to the outside. The air flowing into the system housing contains small dust.

ファン・チャンバ215に連絡する帯電したヒート・シンク209、211の入り口に塵埃が付着すると、それが帯電して他の塵埃を吸着する。一旦吸着した塵埃は、ヒート・シンク209、211の電荷が放電しても離れることはなく、つぎにノートPC100が動作したときにさらに他の塵埃を吸着する。ヒート・シンク209、211の入り口に塵埃が堆積すると、ヒート・シンク209、211を通過する空気の流量が減るため、十分な熱交換ができなくなり、ヒート・シンク209、211の温度が上昇したり、放熱ファン213の回転速度が上昇したり、さらにはシステムが停止したりする。また、ヒート・シンク209、211の温度上昇は、システム筐体105の温度上昇をもたらし、ノートPC100を膝の上に置いて作業をするユーザに不快感を与える。   When dust adheres to the entrance of the charged heat sinks 209 and 211 that communicate with the fan chamber 215, it is charged and adsorbs other dust. The dust once adsorbed does not leave even when the electric charges of the heat sinks 209 and 211 are discharged, and further adsorbs other dust when the notebook PC 100 is operated next time. If dust accumulates at the entrance of the heat sinks 209 and 211, the flow rate of air passing through the heat sinks 209 and 211 decreases, so that sufficient heat exchange cannot be performed, and the temperature of the heat sinks 209 and 211 increases. The rotational speed of the heat radiating fan 213 increases or the system stops. Further, the increase in the temperature of the heat sinks 209 and 211 causes the temperature of the system housing 105 to increase, which causes discomfort to the user who works with the notebook PC 100 placed on the knee.

図4において、ヒート・シンク209、211には、帯電防止用のリード線317、319が半田で接続されている。リード線317、319は、ヒート・シンク209、211と接触する位置では被覆が剥がされている。リード線317、319は、ヒート・シンク209、211のすべての熱交換フィンに対応する位置において下板209b、211bに接続されるようにヒート・シンク209、211の一方の端から他方の端まで延びている。   In FIG. 4, lead wires 317 and 319 for preventing charging are connected to the heat sinks 209 and 211 by solder. The lead wires 317 and 319 are stripped at positions where they come into contact with the heat sinks 209 and 211. Lead wires 317, 319 are connected from one end of heat sink 209, 211 to the other end so as to be connected to lower plates 209b, 211b at positions corresponding to all heat exchange fins of heat sink 209, 211 It extends.

図4では、リード線317、319が、ヒート・シンク209、211とファン・チャンバ215の境界に沿って下板209b、211bの表面に接続されている。図5に示すようにリード線317、319の端部は電源ジャック311のグランド端子311bに接続されている。なお、グランド端子311bは、リード線329でグランド・プレーン321に接続される。リード線317、319の端部はさらに、パーム・レスト313に形成された金属バンド315にも接続される。   In FIG. 4, lead wires 317 and 319 are connected to the surfaces of the lower plates 209 b and 211 b along the boundary between the heat sinks 209 and 211 and the fan chamber 215. As shown in FIG. 5, the ends of the lead wires 317 and 319 are connected to the ground terminal 311 b of the power jack 311. The ground terminal 311b is connected to the ground plane 321 by a lead wire 329. The ends of the lead wires 317 and 319 are further connected to a metal band 315 formed on the palm rest 313.

ここで図7を参照して、ヒート・シンク2011側においてリード線319を接続する望ましい位置を説明する。図7は、ヒート・シンク211を中心に示したファン・ユニット200の平面図である。塵埃が堆積する位置は、ヒート・シンク211の入り口であるため、この位置での熱交換フィン211cの電位をできるだけ基準電位に近づけることが塵埃の堆積防止には効果的である。   Here, with reference to FIG. 7, a desirable position where the lead wire 319 is connected on the heat sink 2011 side will be described. FIG. 7 is a plan view of the fan unit 200 with the heat sink 211 as the center. Since the position where dust accumulates is the entrance of the heat sink 211, it is effective for preventing dust accumulation to bring the potential of the heat exchange fin 211c at this position as close to the reference potential as possible.

いま、ヒート・シンク211の空気流Aの方向を奥行き方向といい、それに直角な方向を幅方向ということにする。幅方向において、リード線319は、ヒート・シンク211とファン・チャンバ215の境界211fに沿って一方の側面211dから他方の側面211eまで接続されている。こうすることで、すべての熱交換フィン211cに対応する下板211bの位置がグランド端子311bおよびグランド・プレーン321に接続されることになる。   Now, the direction of the air flow A of the heat sink 211 is referred to as the depth direction, and the direction perpendicular thereto is referred to as the width direction. In the width direction, the lead wire 319 is connected from one side surface 211d to the other side surface 211e along a boundary 211f between the heat sink 211 and the fan chamber 215. By doing so, the positions of the lower plate 211b corresponding to all the heat exchange fins 211c are connected to the ground terminal 311b and the ground plane 321.

リード線319を接続する奥行き方向の範囲251は、ヒート・シンク209の全域と境界211fからヒート・シンク209の奥行き寸法Lの範囲にあるファン・チャンバ215の表面とすることができる。リード線をファン・チャンバ215の表面に接続する場合は、リード線319aのようにファン・チャンバ215の一方の側面から他方の側面まで接続することが望ましい。リード線319は上板211aにだけ接続することでもよいし、上板211aと下板211bの両方に接続してもよい。ファン・チャンバ215およびヒート・シンク209についても同様である。   The range 251 in the depth direction connecting the lead wire 319 may be the surface of the fan chamber 215 that is within the range of the depth dimension L of the heat sink 209 from the entire area of the heat sink 209 and the boundary 211f. When connecting the lead wire to the surface of the fan chamber 215, it is desirable to connect from one side surface of the fan chamber 215 to the other side surface like the lead wire 319a. The lead wire 319 may be connected only to the upper plate 211a, or may be connected to both the upper plate 211a and the lower plate 211b. The same applies to the fan chamber 215 and the heat sink 209.

図5に示すように、グランド・プレーン321とシステム筐体105はリード線327で電気的に接続されている。グランド・プレーン321とシステム筐体105の接続箇所は複数あることが望ましい。ヒート・シンク209の近辺には帯電体325が存在する。帯電体325はノートPC100が動作をしている間に徐々にマイナス電荷が蓄積されてヒート・シンク209を静電誘導で帯電させる。   As shown in FIG. 5, the ground plane 321 and the system housing 105 are electrically connected by a lead wire 327. It is desirable that there are a plurality of connection points between the ground plane 321 and the system chassis 105. A charged body 325 exists in the vicinity of the heat sink 209. The charged body 325 gradually accumulates negative charges while the notebook PC 100 is operating, and charges the heat sink 209 by electrostatic induction.

帯電体325は、マザー・ボード113上の半導体デバイスであったり、配線パターンであったりする。帯電体325はマザー・ボード113に実装されている電子デバイスに限定する必要はなく、システム筐体105の内部に存在し、かつ、ヒート・シンク209に静電誘導を引き起こす電気部品や金属体でもよい。帯電体325は電荷が蓄積される物体であっても他の帯電体325から静電誘導の影響を受けて帯電する物体であってもよい。   The charged body 325 is a semiconductor device on the mother board 113 or a wiring pattern. The charged body 325 is not limited to an electronic device mounted on the mother board 113, and may be an electrical component or a metal body that exists inside the system housing 105 and causes electrostatic induction in the heat sink 209. Good. The charged body 325 may be an object that accumulates electric charges or an object that is charged by the influence of electrostatic induction from another charged body 325.

これまで、ファン・ユニット200はネジ206a〜206dで金属フレーム111に結合されていたこともあり、塵埃が堆積する原因がヒート・シンク209、211の帯電にあることは知られていなかったが、図5のモデルでは、たとえファン・ユニット200の受熱部205が金属フレーム111に電気的に接続されていてもヒート・シンク209、211は帯電して塵埃を吸着する。つぎに図5、図6に基づいて、ヒート・シンク209を例にして帯電を抑制する原理を説明する。   Until now, the fan unit 200 has been connected to the metal frame 111 with screws 206a to 206d, and it has not been known that the cause of dust accumulation is the charging of the heat sinks 209 and 211. In the model of FIG. 5, even if the heat receiving portion 205 of the fan unit 200 is electrically connected to the metal frame 111, the heat sinks 209 and 211 are charged and adsorb dust. Next, based on FIGS. 5 and 6, the principle of suppressing charging will be described using the heat sink 209 as an example.

図6は、リード線317、319をヒート・シンク209、211に接続したときの効果を測定するための塵埃の堆積加速試験を行った結果を示す図である。図6(A)は、ノートPC100が加速試験器の中で動作した時間に対するヒート・シンク209の電位の相対値を示し、図6(B)は、ヒート・シンク209、211の入り口に付着した塵埃の重さを示す。ライン401、405は、リード線317、319をグランド端子311bに接続しない場合を示し、ライン403、407はリード線317、319をグランド端子311bに接続した場合を示す。図6(A)は、ライン401で10時間経過したときのヒート・シンク209の電圧を100とする相対値を示している。   FIG. 6 is a diagram showing the results of a dust accumulation acceleration test for measuring the effect when the lead wires 317 and 319 are connected to the heat sinks 209 and 211. FIG. 6A shows the relative value of the potential of the heat sink 209 with respect to the time when the notebook PC 100 operates in the acceleration tester, and FIG. 6B is attached to the entrances of the heat sinks 209 and 211. Indicates the weight of dust. Lines 401 and 405 indicate a case where the lead wires 317 and 319 are not connected to the ground terminal 311b, and lines 403 and 407 indicate a case where the lead wires 317 and 319 are connected to the ground terminal 311b. FIG. 6A shows a relative value where the voltage of the heat sink 209 is 100 when 10 hours have passed on the line 401.

ノートPC100が動作を開始すると、放熱ファン213が回転して、ヒート・シンク209のスリットから排気口106を通じて空気が流出する。空気流と熱交換フィンとの摩擦でヒート・シンク209には摩擦帯電により電荷が生成される。もし、受熱部205と金属フレーム111が電気的に接続されていれば、生成された電荷はグランド・プレーン321に移動して中和されグランド・プレーン321と放熱ユニット200の電位は接近する。   When the notebook PC 100 starts operating, the heat radiating fan 213 rotates and air flows out from the slit of the heat sink 209 through the exhaust port 106. Electric charges are generated in the heat sink 209 by frictional charging due to friction between the air flow and the heat exchange fins. If the heat receiving unit 205 and the metal frame 111 are electrically connected, the generated charge moves to the ground plane 321 and is neutralized, and the potential of the ground plane 321 and the heat dissipation unit 200 approach each other.

受熱部205と金属フレーム111の電気的な接続が不十分ならば時間の経過とともにヒート・シンク209に電荷が蓄積されてその電位はアース電位に対して上昇または下降する。ここでは、帯電体325がマイナス電荷に帯電しヒート・シンク209にプラスの電荷が発生して電位が上昇する場合を例にして説明するが、マイナスの電荷が発生する場合も同様に理解することができる。なお、ヒート・シンク211に生じている現象も同様に考えてよい。   If the electrical connection between the heat receiving unit 205 and the metal frame 111 is insufficient, electric charge is accumulated in the heat sink 209 with the passage of time, and the potential thereof rises or falls with respect to the ground potential. Here, a case where the charged body 325 is charged with a negative charge and a positive charge is generated in the heat sink 209 and the potential is increased will be described as an example. However, the case where a negative charge is generated should be understood similarly. Can do. The phenomenon occurring in the heat sink 211 may be considered in the same manner.

ノートPC100の動作によりマザー・ボード113上の電子デバイスおよびその他の電気部品が動作し、徐々に帯電体325にマイナス電荷が蓄積され、ヒート・シンク209に静電誘導による誘導帯電でプラス電荷が生成される。ヒート・シンク209に誘導されたプラス電荷は、たとえ、受熱部205と金属フレーム111が接続されても帯電体325が存在する限り中和されない。摩擦帯電と誘導帯電で生成された電荷の極性が同じ場合は両者が重畳してヒート・シンク209の電位が上昇する。   The electronic device and other electrical components on the mother board 113 are operated by the operation of the notebook PC 100, and the negative charge is gradually accumulated in the charged body 325, and the positive charge is generated in the heat sink 209 by induction charging by electrostatic induction. Is done. The positive charge induced in the heat sink 209 is not neutralized as long as the charged body 325 exists even if the heat receiving unit 205 and the metal frame 111 are connected. When the polarities of the charges generated by the frictional charging and the induction charging are the same, they are superimposed and the potential of the heat sink 209 is increased.

リード線317が接続されていないときのヒート・シンク209の電位はライン401のように上昇し、塵埃はライン405のように増大する。つぎに、ヒート・シンク209がリード線317でグランド端子311bに接続され、リード線329でグランド・プレーン327に接続される。したがってヒート・シンク209に生じた電荷は、グランド・プレーン321の電荷と中和されてヒート・シンク209の電位はグランド・プレーンの電位に接近して低下する。グランド・プレーン321は、ヒート・シンク209に対して電荷を中和するための電荷中和導体として作用する。   When the lead wire 317 is not connected, the potential of the heat sink 209 rises as indicated by a line 401 and dust increases as indicated by a line 405. Next, the heat sink 209 is connected to the ground terminal 311b by the lead wire 317 and is connected to the ground plane 327 by the lead wire 329. Therefore, the charge generated in the heat sink 209 is neutralized with the charge of the ground plane 321 and the potential of the heat sink 209 drops close to the potential of the ground plane. The ground plane 321 acts as a charge neutralizing conductor for neutralizing charges with respect to the heat sink 209.

ヒート・シンク209が帯電する前にはグランド・プレーン321の電位がアース電位に近いとしたときに、リード線317の接続によりグランド・プレーン321の電位はできるだけ上昇しないことが望ましい。それには、電荷中和導体としてのグランド・プレーン321は静電容量が大きいことが望ましい。電荷中和導体の電位がアース電位に近くかつ静電容量が大きければ、ヒート・シンク209から電荷が移動しても電気的に一体になったヒート・シンク209とグランド・プレーン321の電位をアース電位近くに維持することができる。   When the potential of the ground plane 321 is close to the ground potential before the heat sink 209 is charged, it is desirable that the potential of the ground plane 321 does not increase as much as possible due to the connection of the lead wire 317. For this purpose, it is desirable that the ground plane 321 as the charge neutralizing conductor has a large capacitance. If the potential of the charge neutralizing conductor is close to the ground potential and the capacitance is large, the potential of the heat sink 209 and the ground plane 321 that are electrically integrated even if the charge is transferred from the heat sink 209 is grounded. It can be kept close to the potential.

ヒート・シンク209をアース電位にするには、ヒート・シンク209がアース・ラインを通じて大地に接続する必要がある。しかし、ノートPC100は電池パック119で動作するときや、電源ジャック311に接続されるAC/DCアダプタの2次側回路が1次側回路と静電気的に絶縁されている場合は、孤立導体として存在する。   In order to bring the heat sink 209 to ground potential, the heat sink 209 needs to be connected to the ground through the ground line. However, the notebook PC 100 exists as an isolated conductor when operating with the battery pack 119 or when the secondary circuit of the AC / DC adapter connected to the power jack 311 is electrostatically insulated from the primary circuit. To do.

しかし、2次側回路が1次側回路と絶縁されたAC/DCアダプタであっても電源ジャック311に接続されたときは、その静電容量がグランド・プレーン321に加えられて電荷中和導体として作用するためヒート・シンク209の電位の低下に寄与する。また、システム筐体105が金属で形成されている場合は、グランド・プレーン321とシステム筐体105をリード線327で接続することで,グランド・プレーン321を含めた電荷中和導体の静電容量を増加させることができる。パーム・レスト313が金属で形成されているときも同様に接続して電荷中和導体の静電容量を増大させることができる。   However, even if the secondary circuit is an AC / DC adapter that is insulated from the primary circuit, when it is connected to the power jack 311, its capacitance is added to the ground plane 321 to charge neutralizing conductor. This contributes to a decrease in the potential of the heat sink 209. Further, when the system housing 105 is made of metal, the capacitance of the charge neutralization conductor including the ground plane 321 is connected by connecting the ground plane 321 and the system housing 105 with the lead wire 327. Can be increased. When the palm rest 313 is made of metal, it can be similarly connected to increase the electrostatic capacity of the charge neutralizing conductor.

AC/DCアダプタの中には、交流側の電源プラグがアース・ラインを含み、かつ、2次側回路のグランド・ラインがアース・ラインに接続されている場合がある。この場合は、ヒート・シンク209の電位を交流側のアース・ラインを通じて最も効果的にアース電位に接近させることができる。この実験では、電源ジャック311には交流側の電源プラグにアース端子付きのAC/DCアダプタを接続した。したがってライン403、407は、グランド端子311bがアース・ラインに接続されたときの様子を示している。   In some AC / DC adapters, the power plug on the AC side includes a ground line, and the ground line of the secondary circuit is connected to the ground line. In this case, the potential of the heat sink 209 can be brought close to the ground potential most effectively through the ground line on the AC side. In this experiment, an AC / DC adapter with a ground terminal was connected to the power jack 311 on the AC side power plug. Accordingly, the lines 403 and 407 show the state when the ground terminal 311b is connected to the earth line.

ノートPC100が電池パック119で動作している場合は、AC/DCアダプタの電荷中和導体としての効果または大地への接続効果を得ることはできないが、ユーザはノートPC10の使用時に金属バンド315に手のひらを触れるため、人体を電荷中和導体として作用させてヒート・シンク209の電荷を中和することができる。図6(A)、(B)から明らかなようにリード線317を接続することで、ヒート・シンク209、211の電位が下がって塵埃の堆積量が減っている。   When the notebook PC 100 is operated by the battery pack 119, the effect as a charge neutralizing conductor of the AC / DC adapter or the connection effect to the ground cannot be obtained. However, the user cannot use the metal band 315 when using the notebook PC 10. In order to touch the palm, the human body can act as a charge neutralizing conductor to neutralize the heat sink 209 charge. As apparent from FIGS. 6A and 6B, by connecting the lead wire 317, the potential of the heat sinks 209 and 211 is lowered, and the amount of accumulated dust is reduced.

なお、交流電源側の電源プラグにアース端子のないAC/DCアダプタを接続した場合、AC/DCアダプタを接続しない場合、および人体を金属バンド315に接触させた場合についても、ライン403ほどではないが、ライン401よりもヒート・シンク209の電位が下がることを確認している。コンピュータの中には、外部からアース・ラインを含む電源ケーブルで交流電圧を受け取ってコンピュータの内部で直流電圧に変換するタイプのものがある。この場合は、電源ケーブルが接続される電源ジャックのアース端子にリード線319を接続することでヒート・シンク209をアース電位に接近させることができる。   In addition, the case where an AC / DC adapter without a ground terminal is connected to the power plug on the AC power source side, the case where the AC / DC adapter is not connected, and the case where the human body is brought into contact with the metal band 315 are not as large as the line 403 However, it has been confirmed that the potential of the heat sink 209 is lower than that of the line 401. Some computers receive AC voltage from the outside via a power cable including a ground line and convert it into DC voltage inside the computer. In this case, the heat sink 209 can be brought close to the ground potential by connecting the lead wire 319 to the ground terminal of the power jack to which the power cable is connected.

本発明にかかる放熱ユニットは、塵埃の堆積を抑制する効果がコンピュータに搭載した場合にだけ得られるものではない。本発明はコンピュータ・ゲームに使用するゲーム機、オフィス・ビジネスに使用するプロジェクタなどの電子機器、音楽再生やビデオ再生などに使用する家庭用電気機器、自動車に搭載するナビゲーション・システムまたは工場で使用する産業用電気機器などのような電気機器に広く適用することができる。   The heat dissipation unit according to the present invention is not obtained only when the effect of suppressing dust accumulation is mounted on a computer. The present invention is used in game machines used for computer games, electronic devices such as projectors used in office and business, household electrical equipment used for music playback and video playback, navigation systems mounted on automobiles, or factories. The present invention can be widely applied to electrical equipment such as industrial electrical equipment.

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。   Although the present invention has been described with the specific embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and is known so far as long as the effects of the present invention are achieved. It goes without saying that any configuration can be adopted.

105…システム筐体
111…金属フレーム
113…マザー・ボード
121…CPU
200…放熱ユニット
201、203…ヒート・パイプ
205、207…受熱部
209、211…ヒート・シンク
225…ファン・チャンバ
311…電源ジャック
313…パーム・レスト
315…金属バンド
317、319、327、329…リード線
321…グランド・プレーン
325…帯電体
105 ... System housing 111 ... Metal frame 113 ... Mother board 121 ... CPU
200 ... Heat radiation unit 201, 203 ... Heat pipe 205, 207 ... Heat receiving part 209, 211 ... Heat sink 225 ... Fan chamber 311 ... Power jack 313 ... Palm rest 315 ... Metal bands 317, 319, 327, 329 ... Lead wire 321 ... ground plane 325 ... charged body

Claims (6)

電気部品を収納し導電性の材料で形成されたシステム筐体と、パーム・レストとを備える携帯式コンピュータであって、
前記電気部品に基準電位を与え他の物体との間で電荷を交換することが可能なグランド・プレーンと、
前記システム筐体の内部の空気を排気するために前記システム筐体に形成された排気口に位置が整合し上板と下板に結合されて空気流路を形成する複数の熱交換フィンを含むヒート・シンクと、該ヒート・シンクに結合されたファン・チャンバに収納され前記空気流路に空気を送る放熱ファンと、前記ヒート・シンクに熱的および電気的に結合されたヒート・パイプと、前記ヒート・パイプに熱的および電気的に結合され中央演算処理装置に直接接触する受熱部とを含む放熱ユニットと、
前記ヒート・シンクの近辺に配置され前記携帯式コンピュータの動作時に前記ヒート・シンクを静電誘導で帯電させる帯電体と
一方が前記ヒート・シンクと前記ファン・チャンバの境界の近辺に沿って前記ヒート・シンクまたは前記ファン・チャンバの表面に前記ヒート・シンクの幅方向において一方の側面から他方の側面に渡って接続され他方が前記グランド・プレーンに接続されたリード線と、
前記グランド・プレーンに接続された金属フレームとを有し、
前記放熱ユニットは前記受熱部で前記金属フレームを経由して前記システム筐体に機械的および電気的に結合され、前記リード線は前記受熱部の結合時に前記ヒート・シンクが自由運動できるように前記グランド・プレーンに接続される携帯式コンピュータ。
A portable computer comprising a system housing containing electrical components and formed of a conductive material, and a palm rest,
A ground plane capable of supplying a reference potential to the electrical component and exchanging charges with other objects ;
A plurality of heat exchange fins that are aligned with an exhaust port formed in the system casing and coupled to an upper plate and a lower plate to form an air flow path for exhausting air inside the system casing; A heat sink, a heat dissipating fan housed in a fan chamber coupled to the heat sink and sending air to the air flow path, and a heat pipe thermally and electrically coupled to the heat sink; A heat dissipating unit including a heat receiving unit that is thermally and electrically coupled to the heat pipe and directly contacts the central processing unit;
A charging body disposed in the vicinity of the heat sink and charging the heat sink by electrostatic induction during operation of the portable computer ;
One is connected to the surface of the heat sink or the fan chamber along the vicinity of the boundary between the heat sink and the fan chamber from one side to the other side in the width direction of the heat sink. The other lead connected to the ground plane;
A metal frame connected to the ground plane;
The heat radiating unit is mechanically and electrically coupled to the system housing via the metal frame at the heat receiving unit, and the lead wire is configured to allow the heat sink to freely move when the heat receiving unit is coupled. A portable computer connected to a ground plane .
AC/DCアダプタの電圧ラインが接続される電圧端子とグランド・ラインが接続されるグランド端子を備える電源ジャックを有し、前記リード線の他方が前記グランド端子に接続され、前記グランド端子が前記グランド・プレーンに接続されている請求項1に記載の携帯式コンピュータ。 A power jack having a voltage terminal to which a voltage line of an AC / DC adapter is connected and a ground terminal to which a ground line is connected; the other of the lead wires is connected to the ground terminal; and the ground terminal is the ground A portable computer according to claim 1 connected to a plane. 電子デバイスが実装されたマザー・ボードを有し前記金属フレームが前記マザー・ボードの上側に配置され、前記グランド・プレーンが前記マザー・ボードの下側に配置され、前記グランド・プレーンと前記金属フレームが前記電気部品に関する電磁波障害を抑制するEMI遮蔽を構成する請求項に記載の携帯式コンピュータ。 Has a motherboard which electronic device is mounted, wherein the metal frame is arranged on the upper side of the mother board, the ground plane is disposed on the lower side of the mother board, the said ground plane metal The portable computer according to claim 2 , wherein the frame constitutes an EMI shield that suppresses electromagnetic interference with respect to the electrical component. 前記システム筐体と前記グランド・プレーンを電気的に接続する接続手段を有する請求項1から請求項3のいずれかに記載の携帯式コンピュータ。 The portable computer according to any one of claims 1 to 3, further comprising connection means for electrically connecting the system casing and the ground plane. 前記パーム・レストが金属で形成されており、
前記リード線の他方が前記パーム・レストに接続されている請求項1から請求項4のいずれかに記載の携帯式コンピュータ。
The palm rest is made of metal,
The portable computer according to any one of claims 1 to 4 , wherein the other of the lead wires is connected to the palm rest.
前記パーム・レストがプラスチックで形成されており、前記パーム・レストの一部に埋め込まれた金属部を備え、前記リード線の他方が前記金属部に接続されている請求項1から請求項4のいずれかに記載の携帯式コンピュータ。 The palm rest is formed by plastic, provided with a metal portion embedded in a portion of the palm rest, the other of the leads of claims 1 to 4, which is connected to the metal part A portable computer according to any one of the above.
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