TW201008475A - Dissipating heat within housings for electrical components - Google Patents
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Description
201008475 六、發明說明： 【發明所屬_^技術領域】 技術領域 本揭露相關於電氣組件之罩體，且較特別地，該揭露 相關於在一顯示器罩體内分散所產生之熱。 【先前3 發明背景 習知的蛤殼式電腦系統將一視訊控制器及中央處理單 元(CPU)放置於基座之附近。顯示器再新信號連接於一顯示 器罩體。由該視訊控制器所產生之熱在該蛤殼式電腦的基 座中予以分散，且該熱在該顯示器罩體中予以分散。該蛤 般式電腦之基座予以典型地設計及建構以連接CPU及視訊 控制器且分散該來自CPU與視訊控制器之組合的熱。 液體冷卻系統力求充分利用該顯示器後方外殼的大的 被動區域來分散熱。此等系統將熱從該基座傳送穿過鉸鏈 孔(使用熱傳導材料’包括水)且接著使該熱被動地傳播經過 該顯示器罩體的表面。然而，用於視訊圖形配接器（VGA) 控制器電路及其熱疏散的空間可能是大量的，因而增加了 該給殼式電腦之基座的大小。典型地，對於一使用者，一 小或薄的基座大小是吸引人的。此外，該基座上的熱疏散 將該熱置於-使用者的膝蓋上及用以移除該熱的風扇製造 噪音，這些是不吸引人的。 C發明内容3 發明概要 3 201008475 本發明提供了各種電氣罩體，特別是顯示器罩體的實 施例。在這一方面，一代表性的罩體尤其包括配置於該罩 體處的一或多個電氣組件；被設計用以傳送由該等一或多 個電氣元件所產生之熱的一熱附件；及被設計用以接合該 熱附件的一後方外殼。該後方外殼進一步被設計用以接收 及分散從該熱附件所接收的熱。 本發明之其他的系統、方法、特徵及優點經由下面的 圖式及詳細描述對在該技藝中具有通常知識者將是或變得 顯而易見的。其企圖在於將所有此等附加的系統、方法、 特徵及優點包括於此描述中、包括於本發明之範圍中、且 受該等附加的申請專利範圍保護。 圖式簡單說明 參照下面圖式可使該揭露之許多層面得以更佳地理 解。該等圖式中的組件不一定按照比例繪製，而是重點在 於清晰地繪示本揭露的原理。而且，在該等圖式中，相同 的參照數字指定該等多個視圖中相對應的部分。 第1圖是一蛤殼式電腦之一實施例的一透視圖。 第2圖是諸如第1圖所顯示之一蛤殼式電腦的一示意 圖。 第3圖是諸如第1圖所顯示之具有一熱附件之一蛤殼 式電腦的一頂部罩體的一裝配前圖。 第4圖繪示在諸如第1圖所顯示之一蛤殼式電腦之一 頂部罩體上的一熱點。 第5圖繪示遍及諸如第4圖所顯示之一蛤殼式電腦的 201008475 一後方外殼的一理想的熱分佈。 第6圖是諸如第3圖所顯示之一熱附件之一實施例的 一透視圖。 第7圖是諸如第3圖所顯示之一熱附件及一後方外殼 的另一實施例的一透視圖，其包括使該熱附件與該後方外 殼熱絕緣之絕緣構件。 第8圖包括諸如第3圖所顯示之降低至該後方外殼之 熱阻的一熱附件及後方外殼之另一實施例的一裝配前圖及 一截面圖。 第9圖包括諸如第8圖所顯示之該熱附件及後方外殼 之另一實施例的一裝配圖及一截面圖。 第10圖是諸如第1圖所顯示之一蛤殼式電腦之另一實 施例的一示意圖。 t實施方式;3 較佳實施例之詳細說明 首先參照該等圖式來討論示範系統。雖然此等系統予 以詳細地描述，但是它們僅以說明為目的而予以提供且各 種修改均是可行的。 第1圖是一蛤殼式電腦100之一實施例的一透視圖。 該蛤殼式電腦100大體具有兩（2)部分，例如由一鉸鏈115 連接的一頂部罩體105及一基座110。該頂部罩體105包括 一顯示器裝置120,且該基座110包括一中央處理單元 (CPU)、電池、硬碟機等（未顯示）。電纜（未顯示）傳遞從該 基座110至該頂部外罩105的顯示器資料及電力。該視訊 5 201008475 圖形配接器（VGA)控制器125大體位於該頂部罩體105中。 應注意的是一蛤殼式電腦大體不同於電氣功能都一起 位於該頂部罩體中的一“單體全備，’(“all in one”）電腦。一 “單體全備”的典型範例是索尼（S〇ny) W101、蘋果(Apple) iMac及平板(tablet)電腦（又稱為“平板”(“^〖^。在此揭露 中，該蛤殼式電腦具有在該基座110處執行的一些軟體運 算。在此揭露中所描述之分散熱的方法及系統可用於該“單 體全備’’電腦中是可能的。 第2圖是諸如第1圖所顯示之該蛤殼式電腦1〇〇的一 示意圖。該頂部罩體105包括經由例如一低電壓差分信號 (LVDS)鏈結或一顯示器蟬(DiSpiayport)2i〇電氣耦接於該 VGA控制器125的一液晶顯示器（LCD)2〇5。該顯示器2〇5 大體不具有記憶體；該顯示器鏈結或埠21〇可以是將資料 傳送至該LCD 205的單向匯流排。該VGA控制器經由例 如一高速周邊元件互連(PCI_E)匯流排22〇大體電氣耦接於 —CPU 215及主記憶體225。該VGA控制器125是由一 CPU指令產生一視訊頁面的一引擎。 一 §己憶體或一訊框緩衝器（未顯示）位於該VGA控制器 125的附近。該訊框緩衝器保持該所構建的影像。寫入該顯 示器205的過程包括該VGA控制器125重複地逐圖元接著 逐行存取該訊機衝H資料，且接著將其傳送至該顯示器 205。該資料經過該鏈結料21〇的速度是該顯示器2〇5之 顏色深度、_示||解析度及該影像之再新速度的一函數。 當電氣元件在該頂部罩體1〇5中時，熱可直接產生於 201008475 該頂部罩體105中且從該基座110分散。該熱可擴散至該 頂部罩體105的上表面以避免可能使該使用者在觸摸時不 舒服之在該頂部罩體1〇5的後方上的一‘‘熱點”。 第3圖是諸如第丨圖所顯示之具有一熱附件之一蛤殼 式電腦之一頂部罩體的一裝配前圖。該頂部罩體川5包括 配置於該LCD 205與一熱附件310之間的該VGA控制器 125。該VGA控制器125位於一單獨的印刷電路板(pCB) 之上且經由PCB緊固件320安裝於一後方外殼305的一上 表面上。該熱附件310包括與該等pCB緊固件32()套合的 孔315。可選擇地或此外，該VGA控制器125可與該LCD 顯示器205沿著其自身定位。該熱附件31〇配置於該VGA 控制器125與該後方外殼305之間’所以熱從該VGA控制 器傳送至該後方外殼305 ’其中熱接觸較冷的周圍的空氣。 該熱附件310覆蓋了該後方外殼305之内表面區域的一部 分。依據第5_7圖進一步描述該熱附件310。 第4圖繪示在諸如第1圖所顯示之一蛤殼式電腦之一 頂部罩體上的一熱點。將例如VGA控制器125之一熱源附 接至一單一點具有可能的限制。許多材料的熱阻線性地與 其厚度成比例。該頂部罩體105大體薄（大約一（1)或二(2) 毫米厚）且寬，使得在該X及Y方向上的該熱阻相對地高於 在該Z方向上的熱阻。因此，將一熱源附接於該後方外殼 305可在該後方外殼305的對邊上產生一局部化的熱點 425。所分散之電力的數量由在該後方外殼3〇5之使用者觸 摸表面上所允許的該最大溫度限制。因為該蛤殼式電腦1〇〇 7 201008475 的圖形性能與該蛤殼式電腦100所消耗之電力的數量成比 例，所以這可限制該蛤殼式電腦100的圖形性能。 熱對流大體有助於熱向上傳輸至該頂部罩體1〇5的一 頂部邊緣405’使該頂部罩體105的該底部邊緣41〇冷卻。 而且，熱經由該等鉸鏈115的傳導確保該後方外殼3〇5的 底部邊緣410冷於該頂部邊緣4〇5。因為熱阻與尺寸成線性 關係，所以該蛤殼式電腦100的角落415大體冷於該後方 外殼305的中間邊緣420。此等力的組合大體意味著會產生 一“熱點”425。消除該熱點425(及使該熱較均勻地分散經過 該最廣的可症表面區域)是在此揭露中所提出的一挑戰。第 5圖繪示遍及該後方外殼305之一理想的分佈，其中使熱均 勻地分佈遍及該後方外殼305的整個表面。 第6圖是諸如第3圖所顯示之一熱附件61〇之一實施 例的一透視圖。該熱附件610可由能夠分佈溫度的石墨材 料組成；然而，大多數材料（塑膠、空氣、金屬）熱傳導時與 方向無關。此外，石墨可形成為在一平面上高度傳導而在 其他方向上適度傳導的薄片。例如’ 一石墨薄片可在該平 面X-Y方向上為高度傳導（1000W/mK)’但在該薄z方向上 適度傳導(50W/mK)。所以，石墨可用以“引導，，熱，特別地 以降低觸摸溫度及藉由大體在傳導至該後方外殼305之表 面之前將該熱均勻地散佈於一寬廣表面之間來分散該熱點 425(第4圖）為目的。 然而，使用一石墨薄片具有一些缺點。例如，該石墨 薄片具有不均勻的溫度。雖然該石墨是高度熱傳導的， 201008475 是距離愈長，特別是該等角落，大體上愈冷。而且，熱傳 導性視該材料的厚度而定，而維持一薄的顯示器外殼可能 是吸引人的。此外，該VGA控制器125附接於該石墨薄片 的該接觸點可能是最熱的位置。而且，在該z平面上的傳 導可能低於最佳的傳導，以將熱傳送至該外殼後表面。 該石墨薄片的熱傳導性可受—穿孔圖形奶控制。在 此範例中’藉由在該最高熱流區域中引入穿孔圖形奶來 ❹ 賴引導至該等角落。該等穿孔圖形625以-個三角形形 狀來設計及配置，其中該等穿孔三角形奶的底㈣鄰近 於該熱附件610的側邊緣且該等穿孔三角形奶的頂部角 落635指向該熱附件61〇的中心。可選擇地或此外，該等 穿孔圖形可具有其他的幾何形狀，諸如菱形、正方形七 邊形或其他的多邊形形狀。 在該等穿孔三角形之頂部角落635處的該等穿孔625 大於在该等底630處的該等穿孔625。該等穿孔的大小從該 m 底 630至該頂部角落635逐漸增加。該等穿孔635可導致 該熱傳導的中斷。在這種情況下，位於該頂部罩體1〇5中 間的一熱源可將熱流推進至該頂部罩體1〇5的較冷角落。 該VGA控制器125與該熱附件610的接觸區域可能是 最尚的溫度點。如果該後方外殼305由鎂或鋁而非塑膠製 成’那麼該後方外殼305的其餘部分可能是高度傳導的。 與該接觸區域相對的該外殼區域藉由下面任何方法與該熱 點425絕緣，其中： a·該後方外殼305的中心凹入或呈碟形62〇(以便不與 9 201008475 該石墨薄片接觸）。 b. 將一絕、緣的材料(未顯示），例如諸如橡膠海綿的一 差的熱傳導體，放置於該熱附件610與該後方外殼 305之間。 c. 將由相對差之傳導材料製成的一裝飾物（未顯示）放 置於該後方外殼305的外側。該裝飾物可包括該蛤 殼式電腦商標。 第7圖是諸如第3圖所顯示之一熱附件71〇及一後方 外殼705之另一實施例的一透視圖，其包括使該熱附件7ΐ〇 φ 與該後方外殼705熱絕緣之絕緣構件。該等絕緣構件715、 720有助於控制在該熱附件710與該後方外殼7〇5之間的接 觸。該等絕緣構件715、720可以是熱絕緣於該熱附件71〇 的凹入部715、720。該等凹入部715、720可形成於該後方 外殼705的内表面725上。 一圖形化的傳導薄片（未顯示）可應用於該熱附件710 與該後方外殼705之間。最後’可應用熱傳導黏合劑以控 制熱從該熱附件710至該後方外殼705的傳導。在此範例 © 中，該絕緣構件715包括一菱形形狀的多個並列凹入部且 該絕緣構件720包括一個三角形形狀的多個並列凹入部， 二者都具有朝向該後方外殼705之側邊緣的一角落。然而， 該絕緣構件715可具有其他幾何形狀，諸如正方形、七邊 形及其他多邊形形狀。 第8圖包括諸如第3圖所顯示之降低至該後方外殼8〇5 之熱阻之一熱附件810及後方外殼805之另—實施例的一 10 201008475 裝配前圖及一載面圖。該後方外殼805具有配置於該後方 外殼805之内表面825上的一熱隆起圖形820。該熱附件 810具有與該熱隆起圖形820套合之一互補的狹槽圖形 815。在此範例中，二組圖形化熱隆起820配置於該後方外 殼805的左上方角落及右下方角落。各熱隆起圖形820包 括三個單獨的且伸長的隆起。一中間隆起從該後方外殼805 的角落至該後方外殼805的中心對角地定位。左及右隆起 實質上與該中間隆起平行。 第9圖包括諸如第8圖所顯示之一熱附件810及後方 外殼805之另一實施例的一裝配圖及一截面圖。應注意的 是緊密的接觸大體經由該等狹槽815及該熱隆起820形成 於該熱附件810與該後方外殼805之間。為了避免空氣隙， 一傳導膏或環氧樹脂（未顯示）可用以填充在該熱附件810 與該後方外殼805之間的間隙。在Z方向上的熱傳導可受 限制，所以即使當該VGA控制器125(第1圖）熱時，該後 方外殼805的溫度也足夠涼而可以去觸摸。該熱附件810 傳導在該頂部罩體1〇5(第1圖）内所產生的熱且將熱接觸散 佈至該熱附件810的X/Y平面。在該熱附件810内的熱流 可傳輸至該等熱隆起820及狹槽815,如箭頭830所指示。 該等熱隆起820作為供熱流動至該後方外殼805的外側的 通道，如箭頭840所指示。此等定位於可將熱正常地引導 至該等較冷區域的區域中，諸如該等角落。此外，熱流可 從該熱附件810傳輸至該後方外殼805的内表面825,如箭 頭835所指示。應注意的是該熱流840與該熱流835相比 11 201008475 大體較高。 第10圖是諸如第1圖所顯示且大體由參照數字1000表 示之一蛤殼式電腦之另一實施例的一示意圖。該蛤殼式電 腦1000的設計及架構相似於包括頂部罩體105、LCD 205、 鉸鏈115、基座11〇、第一VGA控制器125、CPU 215、主記 憶體225及鏈結/埠210的該蛤殼式1〇〇(第2圖）。然而，該蛤 殼式電腦1000進一步包括在該基座110處的一第二VGA控 制器1005。在一運算系統中可能具有多個VGA控制器。對 於蛤殼式電腦’一特定的解決方案稱為Hybrid™、SLI™或 〇
CrossFire™。實體上不同的視訊控制器可一起用以或單獨用 以表現3D圖形。可能也希望的是，將該第一vga控制器定 位於該頂部罩體105處且將該第二VGA控制器1〇〇5定位於 該基座110處。在任何運算系統設計中，所提及之該熱附件 及該後方外殼可用以分散在該頂部罩體處所產生的熱。 此描述以說明及描述為目的予以呈現。其不打算是詳 盡的或者將本發明限制為已揭露的精確形式。根據以上的 教示，明顯的修改或變化是可能的。然而，所討論的實施 φ 例經選擇來說明該揭露的原理及其實際應用。因而該揭露 是打算使在該技藝中具有通常知識者能夠將該揭露使用於 各種實施例中且各種修改可適於所期望的特定使用。所有 此等修改及變化係在此揭露的範圍内，如根據經公正且合 法授權的廣度來解義該㈣加巾料利_所決定者。 【圖式簡單明】 第1圖是一蛤殼式電腦之_眚絲加从 心貫施例的~透視圖。 12 201008475 第2圖是諸如第1圖所顯示之一蛤殼式電腦的一示意 圖。 第3圖是諸如第1圖所顯示之具有一熱附件之一蛤殼 式電腦的一頂部罩體的一裝配前圖。 第4圖繪示在諸如第1圖所顯示之一蛤殼式電腦之一 頂部罩體上的一熱點。 第5圖繪示遍及諸如第4圖所顯示之一蛤殼式電腦的 一後方外殼的一理想的熱分佈。 第6圖是諸如第3圖所顯示之一熱附件之一實施例的 一透視圖。 第7圖是諸如第3圖所顯示之一熱附件及一後方外殼 的另一實施例的一透視圖，其包括使該熱附件與該後方外 殼熱絕緣之絕緣構件。 第8圖包括諸如第3圖所顯示之降低至該後方外殼之 熱阻的一熱附件及後方外殼之另一實施例的一預裝配圖及 一截面圖。 第9圖包括諸如第8圖所顯示之該熱附件及後方外殼 之另一實施例的一裝配圖及一截面圖。 第10圖是諸如第1圖所顯示之一蛤殼式電腦之另一實 施例的一示意圖。 【主要元件符號說明】 100.. .蛤殼式電腦 115...鉸鏈 105.. .頂部罩體 120...顯示器裝置 110.. .基座 125...視訊圖形配接器/VGA控 13 201008475 制器 620...凹入或呈碟形 205...液晶顯示器/LCD 625...穿孔圖形/穿孔三角形 210...鏈結及埠 630...底 215...CPU 635...頂部角落 220...高速周邊元件互連(PCI-E) 705...後方外殼 匯流排 7ΐα..熱附件 225...主記憶體 715/720...絕緣構件/凹入部 305...後方外殼 725...内表面 310...熱附件 805...後方外殼 315...孔 810...熱附件 320...PCB緊固件 815...狹槽圖形 405...頂部邊緣 820...熱隆起圖形 410...底部邊緣 825...内表面 415...角落 830...箭頭 420...中間邊緣 835/840...箭頭/熱流 425...熱點 1000...蛤殼式電腦 610...熱附件 1005...第二VGA控制器
14
Claims (1)
- 201008475 七、申請專利範圍： 1. 一種蛤殼式電腦，包含： 一基座；及 一頂部罩體，其經由至少一鉸鏈附接於該基座，該 頂部罩體包括接合該頂部罩體之一後方外殼的一熱附 件，該熱附件經設計以將熱傳導至該後方外殼。 2. 如申請專利範圍第1項所述之蛤殼式電腦，其中該熱附 件覆蓋該後方外殼之該内表面區域的一部分且由能夠 分佈溫度的材料製成，該熱附件包括經設計以將熱引導 至該後方外殼之該等角落的一穿孔圖形。 3. 如申請專利範圍第1項所述之蛤殼式電腦，其中該後方 外殼包括經設計以使該熱附件與該後方外殼熱絕緣的 絕緣構件，該等絕緣構件包括以下的其中之一：凹入部 及圖形化傳導薄片。 4. 如申請專利範圍第1項所述之蛤殼式電腦，其中該後方 外殼包括配置於該後方外殼之一内表面上的熱隆起，該 等熱隆起經設計以降低至該後方外殼的熱阻，增加至該 後方外殼的熱流。 5. 如申請專利範圍第1項所述之蛤殼式電腦，其中該基座 包括電氣耦接於記憶體的一處理單元，該頂部罩體包括 電氣耦接於該處理單元及記憶體的一視訊控制器，該視 訊控制器電氣耦接於一顯示器裝置，該視訊控制器遭放 置於該熱附件與該顯示器裝置之間，該熱附件遭放置於 該視訊控制器與該後方外殼之間。 15 201008475 6. —種罩體，包含： 一或多個電氣元件，其配置於該罩體處； 一熱附件，其經設計以傳送由該等一或多個電氣元 件所產生的熱；及 一後方外殼，其經設計以接合該熱附件，該後方外 殼經進一步設計以接收及分散該從該熱附件所接收的 熱。 7. 如申請專利範圍第6項所述之罩體，其中該等一或多個 罩體組件包括一視訊控制器及一顯示器裝置，該視訊控 制器電氣耦接於該顯示器裝置，該視訊控制器放置於該 熱附件與該顯示器裝置之間。 8. 如申請專利範圍第6項所述之罩體，其中該熱附件覆蓋 該後方外殼之該内表面的一部分且由能夠分佈溫度的 材料製成。 9. 如申請專利範圍第6項所述之罩體，其中該熱附件包括 經設計以將熱引導至該後方外殼之該等角落的一穿孔 圖形。 10. 如申請專利範圍第6項所述之罩體，其中該後方外殼包 括經設計以使該熱附件熱絕緣於該後方外殼的絕緣構 件。 11. 如申請專利範圍第10項所述之罩體，其中該等絕緣構件 包括凹入部及圖形化傳導薄片。 12. —種一蛤殼式電腦的頂部罩體，包含： 一顯示器裝置，其配置於該頂部罩體處； 201008475 一熱附件，其經設計以傳送在該頂部罩體内所產生 的熱；及 一後方外殼，其經設計以接合該熱附件，該後方外 殼經設計以分散從該熱附件所接收的熱。 13. 如申請專利範圍第12項所述之頂部罩體，其進一步包含 電氣耦接於該顯示器裝置的一視訊控制器，該視訊控制 器放置於該熱附件與該顯示器裝置之間。 14. 如申請專利範圍第12項所述之頂部罩體，其中該熱附件 覆蓋該後方外殼之該内表面的一部分且由能夠分佈溫 度的材料製成，該熱附件包括經設計以將熱引導至該後 方外殼的該等角落的一穿孔圖形。 15. 如申請專利範圍第12項所述之頂部罩體，其中該後方外 殼包括經設計以使該熱附件熱絕緣於該後方外殼的絕 緣構件，該等絕緣構件包括以下的其中之一：凹入部及 圖形化傳導薄片。 17
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