TW457667B - Electronic device - Google Patents

Description

45786 7 A7 B7 五、發明說明（1 ) 【發明領域】 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於具備冷卻框體內的半導體元件之裝置的 電子裝置。 【發明背景】 【習知技藝之說明】 近年來，隨著攜帶型電子裝置所謂的個人電腦（ Personel computer )(以F稱爲個人電腦）的高速化、小 形輕量化，來自框體內部的半導體元件所產生的溫度變高 〇 此半導體元件的冷卻裝置例如有日本特開平 1 0 - 3 0 3 5 8 0號公報。此習知技術係藉由風扇（Fan )的旋轉，自鍵盤側將外界空氣吸入框體內的導管（Duct )內，來自與導管接觸的半導體元件的熱與從外界空氣來 的空氣熱交換，排氣到框體外。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 對於高發熱化的半導體元件的冷卻，如上述習知技術 ，雖然增大流通於導管內的冷卻空氣之流量’將熱排@框 體外較佳，但例如即使增大冷卻空氣的流量’若元件的發 熱量變大的話，僅以導管來冷卻也會來不及°故將熱傳胃 到框體側有必要補足散熱。 而近年來，因個人電腦、隨身攜帶裝置（Mobile )的 普及，經常需在電車等的交通工具內或前往的地點+彳吏@ 。特別是在無放置個人電腦空間的交通工具內’在膝蓋上 操作的情形曰漸增多。因此，用以將半導體元件的熱傳導 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公笼） -4- A7 B7 457667 五、發明說明（2 ) 到框體側的情形，框體的底面變熱，有連置於膝蓋上都不 可以的可能。 上述習知技術，的確無傳導熱到框體側，個人電腦的 底面不會變熱，惟若元件高發熱化的話，僅以導管來散熱 其散熱量不足 > 需要散熱到框體側。但是上述習知技術若 假設將元件的熱排到框體側，則有可能個人電腦的底面側 會變熱。 本發明的目的爲提供藉由有效地冷卻元件，特別是使 框體的底面側不會變熱之電子裝置。 【發明槪要】 上述目的可藉由在具備搭載於框體內部的半導體元件 ，與安裝於此框體的鍵盤的電子裝置中，於前述半導體元 件的一面配設散熱構件，另一面配設熱傳導性導管來達成 0 此外，可藉由在具備搭載於框體內部的半導體元件， 與安裝於此框體的鍵盤之電子裝置中，具備連接於前述半 導體元件的前述鍵盤側的第一熱傳導體，以及與前述第一 熱傳導體連接，配設於前述鍵盤背面側的熱傳導性導管， 以及與前述半導體元件的前述框體的底部側連接的第二熱 傳導體，以及與前述第二熱傳導體連接，配設於前述框體 底部側的散熱構件來達成。 此外，可藉由在具備搭載於框體內部的半導體元件， 與安裝於此框體的鍵盤之電子裝置中，具備連接於前述半 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格<210 X 297公釐) ' -5- ---T---------装·！----訂------— 1線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 45766 7 A7 B7 五、發明說明（3 ) 導體元件的前述鍵盤側的第一熱傳導體’以及與前述第一 熱傳導體連接，配設於前述鍵盤背面側的散熱構件，以及 與前述半導體元件的前述框體的底部側連接的第二熱傳導 體，以及與前述第二熱傳導體連接，具備配設於前述框體 底部側的風扇之熱傳導性導管來達成。 此外，可藉由在具備搭載於框體內部的半導體元件， 與安裝於此框體的鍵盤之電子裝置中，具備配設於前述鍵 盤背面側的熱傳導性導管的溫度比配設於前述框體的底部 側之散熱構件的溫度高之散熱路徑來達成。 此外，可藉由在具備搭載於框體內部的半導體元件， 與安裝於此框體的鍵盤之電子裝置中，具備配設於前述鍵 盤背面側的散熱構件的溫度比配設於前述框體的底部側之 熱傳導性導管的溫度低之散熱路徑來達成。 此外，前述導管的上壁與下壁藉由配設熱的連接壁來 達成。 此外，導管藉由具備風扇來達成。 【圖式之簡單說明】 圖1係具備本發明的電子裝置之斜視圖。 圖2係圖1的A — A剖面圖。 圖3係圖1的B - B剖面圖。 圖4係顯示其他實施例，圖1的A — A剖面相當圖。 圖5係具備其他實施例的導管之擴大剖面圖。 圖6係具備其他實施例的導管之擴大剖面圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 褒！----訂--------線_ -6- 457667 d57667 λ7 ___B7__ 五、發明說明（4 ) 圖7係顯不其他貫施例，圖1的B - B剖面相當圖。 圖8係具備其他貫施例的電子裝置之部分剖面圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 器 動 區 置 Μ 墊 器裝 ο 息板 動憶 R 休基 驅記一 1 盤掌線扇碟助D池管 明鍵手配風硬補 C 電導 *♦ _ __ -4 * * 號 123456789 符 ο ΊΧ

234567012 IX 1± I—I IX IX IX CVJ CM CO 構 氣氣 導 空空 傳 的熱 熱 內加 軟 9 的 柔 管部 . 導內 9 到 ο 件 1 部口入 1U元、板面面 體示氣吸體 Ρ 熱 8 熱壁壁 框顯吸被框 C 發 1 散下上 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） 457667 A7 B7 五、發明說明（5 ) 2 3 :柔軟熱傳導構件 2 4 :底板 2 5 :導管9的壁面 2 6、2 7 :柔軟熱傳導構件 【較佳實施例之詳細說明】 利用圖1至圖3來說明本發明之實施例。圖1係具備 本發明的電子裝置之斜視圖。圖2係圖1的A _ A剖面圖 。圖3係圖2的B — B剖面圖。圖1中1爲鍵盤、2爲手 掌休息墊（Palmrest )。這些鍵盤1與手掌休息墊2約略 位於同一面。手掌休息墊2爲個人電腦使用者操作鍵盤1 時，對放置手腕來操作爲便利的部分。搭載複數個中央運 算處理元件（特別是發熱量大的元件。以下稱爲C P U ) 的配線基板3、或硬碟驅動器（Hard disk drive ) 5、補 助記憶裝置（例如軟碟驅動器等）6，C D — R ◦ Μ驅動 器7、電池8等位於這些鍵盤1與手掌休息墊2的底面。 9爲用以流通透過風扇4所供應的冷卻空氣之導管。此導 管9位於鍵盤1與手掌休息墊2的底面’被設置於硬碟驅 動器5與補助記憶裝置6之間，或C D - R 〇 Μ驅動器7 與電池8之間。風扇4位於導管9的一端。導管9的另--端開放到框體外。1 0爲收納這些電子零件的框體。1 1 爲藉由鉸鏈（Hinge )可旋轉安裝於框體1 0的顯示部° 1 2爲配設於框體1 0的壁面之吸氣口 ’與前述導管9連 接。配設此吸氣口 1 2的部分爲正面側’而配設風扇4的 本紙張尺度適用f國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝—--J訂_! •線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8 - 457667 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（6 ) 排氣口所在的面爲框體1 〇的後面側。1 3爲被吸入到導 管9內的空氣。14爲框體1〇內部的加熱空氣。 透過風扇4的旋轉，外界的空氣13自吸氣口12吸 入到導管9內部，並由框體1 〇背面的排氣口排出。再者 ，框體10內部的空氣14也被吸入到導管9內。此導管 9的配置與形狀可依照安裝於框體內的電子零件之形狀以 及佈局（Layout )來決定。 圖2中於配線基板3上搭載C P U 1 5或此 C P U 1 5以外的發熱元件1 6等。導管9係設置於配線 基板3的頂面，鍵盤1的底面。此導管9係以鋁等的高傳 導性金屬形成。導管9的一端連接於上述吸氣口 1 2，另 一端連接於在框體1 〇的背面具備風扇4的排氣口·藉由 風扇4的旋轉，外界空氣自吸氣口 1 2吸入，流通於形成 導管9的上下壁面2 2、2 1之間的空間，自框體1 〇背 面的排氣口排出。安裝風扇4的導管部分擴大成喇叭狀， 與風扇4的口徑約略呈同一形。 C P U 1 5經由柔軟熱傳導構件（例如S i橡膠混入 氧化鋁等的塡料（Filler )) 17與導管9的下壁面21連 接。相同地，C P u 1 5以外的發熱元件1 6也經由柔軟 熱傳導構件1 8與導管9的下壁面2 1連接。另一方面， 在導管9的上壁面2 2 ，經由柔軟熱傳導構件2 3與鍵盤 1的底板2 4連接。鍵盤1的底板2 4也利用金屬製（鋁 等）當作散熱板來作用。 在框體1 0的底面部安裝具有與此底面部約略相同面 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---1-— —----* ----I---訂·！--I---I (諳先閱續背面之注意事項再填寫本頁) -9- 4b ^667 A7 B7 五、發明說明（7 ) 積的散熱板2 0。此散熱板2 0爲了擴大傳熱面積’儘可 能爲大面積較佳。此外，框體1 0自身藉由以Mg合金等 的高熱傳導性材料來成形，將散熱板2 0兼作框體1 0也 可以。對於安裝C P U 1 5的配線基板3雖然未圖示’但 因用以傳導C P U 1 5的熱到配線基板背面的熱傳導構件 係以貫通基板3來配設，故C P U 1 5的熱經由柔軟熱傳 導構件1 9 ，傳導到框體1 0的底面側散熱板2 0。因此 ，C P U 1 5的熱在本體框體頂面側（鍵盤側）與底面側 的兩面形成散熱路徑。底面側的熱路徑依照C P U 1 5的 發熱量省略或簡略化（例如未安裝柔軟熱傳導構件1 9 ) 也可以。此外，C P U以外的發熱元件1 6也經由柔軟熱 傳導構件與底面側的散熱板2 0熱連接也可以。 圖3中導管9係利用硬碟驅動器5與補助記億裝置6 之間的空間之扁平形狀。形狀依照搭載零件的大小或佈局 來決定也可以，惟利用搭載零件間的空間爲有效，可抑制 框體的大型化。因此，雖然本實施例在框體中心設置直線 狀的導管，但彎曲成L字形或S字形的通路形狀也可以。 導管9於上下壁面2 2、2 1所形成的空間，被壁 2 5在左右方向複數間隔開。僅具有導管側面的壁之單一 矩形剖面形狀也可以。藉由壁2 5上下壁面2 2，2 1被 熱連接，故來自C P U 1 5以及C P U以外的發熱元件 1 6之熱，自導管9的下壁面2 1傳導到上壁面22。此 外，導管9內因複數配設壁2 5 ，故導管9內的散熱面積 擴大，對散逸來自C P U 1 5以及其他的發熱元件1 6的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) '裝---II---訂------I--線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10- 45?δ67 Α7

五、發明說明（8 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印黎 熱很好。 c p U 1 5以及C P U以外的發熱元件J 6所產生的 熱，分別經由連接的柔軟熱傳導構件1 7、1 8熱傳導到 導管9的F壁面2 1 。導管9內，空氣藉由風扇4而流通 ，傳導到下壁面2 1的熱之一部分與在導管內流通的空氣 熱父換。導管9的壁面21'22'25因係高熱傳導性 的材料，故在導管壁內進行熱擴散，有效率地與導管內的 空氣進行熱交換。 另一方面’未與導管9內的空氣進行熱交換的熱，自 上壁面2 2經由柔軟熱傳導構件2 3傳導到鍵盤1的底板 2 4。在底板2 4內更進行熱擴散後，自鍵盤1表面散熱 到外界空氣。此外C P U 1 5的熱也經由框體1 〇底面的 散熱板2 0，進行來自框體底面的散熱。 如此’來自C P U 1 5以及C P U以外的發熱元件 1 6的熱’與透過風扇流通於導管內的空氣熱交換，未進 行熱交換的熱因自框體表面的自然散熱，與經由柔軟熱傳 導構件散熱到鍵盤側與框體底面側，故元件的溫度變高， 冷卻的主流爲利用風扇所進行的冷卻，故可抑制傳熱到特 別是框體的底面側。 本發明因具備具有風扇的導管，故沒有對元件的冷卻 無貢獻的空氣流通，所有流入的空氣都能利用作發熱元件 的冷卻。因此，冷卻效率提高。 圖4至圖8係顯示其他實施例。圖4係圖1的Β - Β 剖面相當圖。圖5係具備其他實施例的導管之擴大剖面圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I--^ f I----* I il!!1T---I 11---線 (請先閲讀背面之涑意事項存填寫本頁) -11 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 457S67 Α7 Β7 五、發明說明（9 ) 。圖6係具備其他實施例的導管之擴大剖面圖。圖7係圖 1的A - A剖面相當圖。圖8係導管部分之部分剖面圖。 圖4中，本實施例以導管9的上壁面2 2代替圖3的 鍵盤1之底板2 4。即本實施例形成導管9的上壁面2 2 約略設與鍵盤1的面積相同，在此上壁面2 2.的內面，硬 碟驅動器5與補助記憶裝置6經由柔軟熱傳導構件2 6、 2 7連接在一起。上壁面2 2以外的構造與圖3所示的構 造相同。 如果依照本實施例，與圖3的實施例比較，在鍵盤的 底板所進行的熱擴散因可在導管9的上壁面2 2內快速進 行，故提高來自鍵盤表面側的散熱效率。此外，硬碟驅動 器5、補助記憶裝置6的熱藉由上壁面2 2內的熱擴散， 也能以與流通於導管9內的空氣之熱交換來散熱。 圖5中，在構成導管9的上下壁面2 2、2 1之間配 設單數或複數條熱管（Heat pipe ) 30，下壁面2 1與上 壁面22經由熱管30熱連接。上下壁面22、21與熱 管3 0之連接涉及熱管3 0的縱向全長較佳。此熱管裝置 於上下壁面2 2、2 1 ，或以高熱傳導性的黏著劑固定也 可以。 如果依照本實施例，藉由熱管3 0可有效地進行自τ 壁面2 1到上壁面2 2之傳熱，傳導到下壁面2 1的熱係 以小的熱敏電阻傳導到上壁面2 2。再者，在導管9 ,縱向 的熱擴散迅速地進行，並且因導管9內的表面積透過熱管 3 ◦自身而擴大，故與導管內的空氣之熱交換可有效地進 本紙張疋度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨裝-------—訂----線 -12- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 S 7 6 S 7 A7 B7 五、發明說明（10) 行。 圖6中，導管9的上下壁面2 2、2 1之一側或兩側 配設扁平狀的熱管3 1 ，特別是可在導管9縱向迅速地進 行熱擴散。本實施例，雖然扁平狀的熱管3 1係埋入導管 壁面2 1內來形成，但以扁平狀的熱管3 1自身形成導管 壁2 1也可以。藉由使用扁平狀的熱管3 1 ，可抑制導管 自身的高度到很低，並可促進導管壁面內的熱擴散，故不 增加框體的厚度可謀求散熱效率的提高。 圖7中，藉由令形成扁平導管9的下壁2 1與框體 1 0的底面面積約略相同大小，使下壁2 1兼具圖2所示 的散熱板2 0，而且，以風扇4的旋轉方向當作水平方向 。此導管9的構造與風扇的構造以外約略與圖2、3所示 的構造同等。 以鋁等的高熱傳導性金屬所形成的導管9設置於配線 基板3與框體1 0的底面之間，導管9的一端連接於配設 於本體框體這邊的吸氣口 1 2 ，另一端設置風扇4。風扇 4因其旋轉方向爲水平方向，故可搭載具有大於框體1 0 的厚度的口徑之風扇。風扇4的吸入部面對導管9內的通 路，自風扇4的側面方向排氣到框體外部。風扇4的所有 空氣流量通過導管9內。C PU 1 5經由柔軟熱傳導構件 1 7與導管9的上壁面2 2連接，同樣地C PU以外的發 熱元件1 6也經由柔軟熱傳導構件1 8與導管9的上壁面 2 2連接。另一方面，與框體1 〇底面接觸的導管9的下 壁面2 1儘可能大面積較佳。此外，框體1 〇自身藉由以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------Γ1--I » ·—-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---------線 -13- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 457 667 A7 _ B7 五、發明說明（11) M g合金等的高熱傳導性材料來成形，將下壁面2 1兼作 框體10也可以。CPU1 5經由配線基板3、柔軟熱傳 導構件1 9也能與鍵盤底板2 4熱連接。 圖8中，導管9於上下壁面2 2、2 1所形成的空間 ’被壁2 5間隔成複數條通路。藉由壁2 5，上下壁面 22、2 1被熱連接，據此，來自CPU1 5以及CPU 以外的發熱元件1 6之熱，自導管9的上壁面2 2傳導到 下壁面2 1 。導管9內，空氣因風扇4而流通，熱傳導到 上壁面2 2的熱之大半與導管內的空氣熱交換，排到框體 1 0外。導管9因其壁面2 1 、2 2、2 5爲高熱傳導性 材料，故在導管壁內進行熱擴散，可有效地與導管內的空 氣進行熱交換。另一方面，不與導管9內的空氣熱交換的 熱，自下壁面2 1經由框體底面散熱到外界空氣。此外， CPU1 5的熱也自鍵盤1表面散熱。CPU1 5以及 C P U以外的發熱兀件1 6的散熱’透過與流通於導管內 的空氣之熱交換，以及自框體表面的自然散熱來進行，可 降低對風扇冷卻之負載。 如此一來，如果依照本發明，來自電子裝置框體內的 半導體元件所產生的熱經由連接於半導體元件的散熱構件 傳熱到導管壁面。導管內因空氣藉由風扇而流通，故發熱 元件的熱之一部分透過流通於導管內的空氣排到框體外。 另一方面，導管因其壁爲高熱傳導性的材料，故在導管壁 內進行熱擴散，導管內壁面變成散熱面，透過流通於導管 內的空氣有效地冷卻，半導體元件的熱之大半藉由此導管 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格m〇 X 297公釐） ---J---J.----- I--—--—訂------—--> C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -14- 457£67 A7 ____ B7 五、發明說明（12 ) 冷卻。 另一方面，無法被導管內的空氣冷卻的熱，經由導管 壁熱傳導到設置於框體的內壁面或鍵盤背面之散熱板，因 在散熱板內熱擴散，自框體表面自然散熱*故傳導到框體 的鍵盤側或底面側的熱很少。特別是使框體底面側不會變 熱，故即使將個人電腦置於膝蓋上，也能完成膝蓋不變熱 的效果。 如果依照本發明，可提供藉由有效地冷卻元件，特別 是使框體底面側不會變熱的電子裝置。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -15-

Claims (1)

1. B8 C8 D8 457667 六、申请專利範圍 (請先閱讀背兩之注意事項再填寫本頁) 1 . 一種電子裝置，在具備搭載於框體內部的半導體 元件，與安裝於此框體的鍵盤之電子裝置中，於該半導體 元件的一面配設散熱構件，另一面配設熱傳導性導管。 2 . —種電子裝置，在具備搭載於框體內部的半導體 元件，與安裝於此框體的鍵盤之電子裝置中，具備： 第一熱傳導體，連接於該半導體元件的該鍵盤側； 熱傳導性導管，與該第一熱傳導體連接，配設於該鍵 盤背面側； 第二熱傳導體，與該半導體元件的該框體的底部側連 接；以及 散熱構件，與該第二熱傳導體連接，配設於該框體底 部側。 3 . —種電子裝置，在具備搭載於框體內部的半導體 元件，與安裝於此框體的鍵盤之電子裝置中，具備： 第一熱傳導體，連接於該半導體元件的該鍵盤側； 散熱構件，與該第一熱傳導體連接，配設於該鍵盤背 面側； 第二熱傳導體，與該半導體元件的該框體的底部側連 接；以及 熱傳導性導管，與該第二熱傳導體連接，具備配設於 該框體底部側的風扇。 4 . 一種電子裝置，在具備搭載於框體內部的半導體 元件，與安裝於此框體的鍵盤之電子裝置中，具備： 配設於該鍵盤背面側的熱傳導性導管的溫度比配設於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16- 457667 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 該框體的底部側之散熱構件的溫度高之散熱路徑 5 · —種電子裝置，在具備搭載於框體內部的半導體 元件，與安裝於此框體的鍵盤之電子裝置中，具備： 配設於該鍵盤背面側的散熱構件的溫度比配設於該框 體的底部側之熱傳導性導管的溫度低之散熱路徑。 6 .如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該 導管的上壁與下壁配設熱的連接壁。 7 ·如申請專利範圍第1項所述之電子裝置1其中該 導管具備風扇。 (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智总財是局肖工消費合作社印紫 本紙張尺度適用中圃國家標準（CNS M4規格（210X29·?公釐） -17-