TWI221399B - Electronic apparatus - Google Patents

Description

1221399 (1) 玖、發明說明 〔發明所屬之技術領域〕 本發明是有關搭載以液體作爲散熱媒體之冷卻裝置的 電子裝置。 〔先前技術〕 近年來，電子裝置隨著高速化及大容量化的要求，而 導致半導體元件的高發熱化。相對於此高熱化的冷卻手段 ’可舉例如日本專利特開平6-266474號公報、特開平7-1 42886號公報等。 特開平6-266474號公報記載之電子裝置爲收納搭載 發熱元件之配線機板的本體框體，及具備顯示器以鉸鏈可 自由轉動安裝在本體框體的顯示裝置框體所構成。在發熱 元件上安裝有受熱套，藉此受熱套吸熱將變熱後的液體從 設置在顯示裝置框體的散熱管散熱。液體可利用安裝在連 接受熱套與散熱管的配管路徑途中的液體驅動機構循環。 連接鉸鏈部分的配管是形成撓管。 此外，特開平7- 1 42886號公報是以金屬製之特開平 6-26 64 74號公報的框體以獲得散熱效果的提高。 該等之習知技術可藉著風扇的強制冷卻提高冷卻能力 ，並具有優異的靜音化可有效地使電子裝置冷卻。 [發明內容] [發明所欲解決之課題] -6- (2) (2)1221399 以攜帶式個人電腦等爲代表的電子裝置會因性能提昇 而顯著之元件的高發熱化。另一方面，期待可適合攜帶之 框體尺寸的小型化、薄型化。 上述習知技術雖然可以有效於電子裝置的冷卻，但是 隨著今後越趨於小型、薄型化之電子裝置的冷卻上更有進 行高可靠度冷卻的必要。 本發明之目的是提供一種採用可靠度高液體冷卻的電 子裝置。 〔解決課題用之手段〕 上述目的係於具備安裝發熱元件的第1框體，及以複 數個鉸鏈可轉動支撐於該第1框體具有第2框體的電子裝 置，其具備：連接上述發熱元件的受熱套；安裝在上述第 2框體內的散熱管；安裝在該散熱管的散熱板·，安裝在該 散熱板的槽；及，安裝在上述第1框體內將上述槽內的液 體移送至上述受熱套的液體驅動手段，上述複數個鉸鏈是 藉著插穿移送上述液體之配管的第1鉸鏈，及插穿來自上 述顯示器之電線的第2鉸鏈達成。 又，上述目的可藉著上述液體從上述受熱套到達上述 槽爲止的距離形成側較上述液體從槽通過上述液體驅動手 段到達上述受熱套爲止距離側長的距離來達成。 且上述目的可藉著覆蓋上述散熱板的樹脂製顯示器殼 形成上述第2框體裏面來達成。 又，上述目的可藉著將上述槽收納於上述第1框體內 -7- (3) (3)1221399 ，上述第2框體內的散熱管形成扁平來達成。 另外，上述目的可藉著使上述顯示器殼的深度配合上 述槽的厚度來達成。 又，上述目的可藉著上述槽設定在最接近通過液體配 管的位置來達成。 又，上述目的可藉著以上述散熱板覆蓋上述槽，並以 顯示器覆蓋此散熱板來達成。 〔實施方式〕 但是，以液體冷卻電子裝置內的半導體元件的技術從 以往即已進行，例如銀行或企業所使用的大型電腦的進行 〇 大型電腦的冷卻裝置是以泵浦在半導體元件內以大量 的液體循環，將半導體元件吸熱而變熱的液體以設置在屋 外等的專用散熱裝置強制地予以散熱。 將利用此液體的冷卻裝置搭載在電子機器（不僅限於 個人電腦，也可以運用在電視、液晶投影器、電子加熱調 理機等發熱的機器）內最重要的是安全性。 原來電子裝置內會有因水分可能侵入之本身設置上的 阻礙，但是爲一式收納泵浦、受熱套、撓性配管、散熱套 等’至少必須將配管與電氣配線盡可能的隔離。 因此’以下實施例是針對本發明在電子裝置搭載液體 之冷卻裝置時的安全面經種種檢討的結果說明如下。 -8 - (4) (4)1221399 (實施例1 ) 第1圖具備第1實施例之電子裝置的透視圖。 第1圖中，電子裝置爲具備本體外殻10及顯示器2 的顯示器外殼20所構成，設置有設於本體外殻1 〇的鍵盤 1 1、搭載複數個元件的主配線機板1、硬碟驅動器1 2、輔 助記憶裝置（例如，磁碟片驅動器、CD驅動器等）1 3等 。主配線機板1上搭載對於CPU (中央運算處理單元）3 等尤其發熱量大的元件（以下，以CPU記載）或顯示器2 傳輸電信號用的連接器24等。此外爲方便說明，以卸除 鍵盤1 1的狀態顯示。 顯不器2是藉顯不器框架2 1收納於顯示器外殼2 0內 。顯示器2的下側設有顯示用配線基板2 2，顯示用配線 基板22是以電線23電信號連接主配線基板丨上的連接器 2 4 〇 CPU3安裝有受熱套4，CPU3與受熱套4是經柔軟熱 傳導構件（例如在Si橡膠內混入氧化鋁等的熱傳導性塡 充物。但是並未圖示）連接。又，顯示器2是以顯示器框 架21與顯示器外殻20支持，顯示器2與顯示器外殻20 之間設置有槽5、槽出口側管6、槽入口側管7，該槽5 內放入冷媒液（例如水、不凍液等）。 又’液體輸送手段的泵浦8是設置在本體外殼1 〇內 。以撓管9連接槽5、槽出口側6、泵浦8、受熱套4、槽 入口側管7 ’形成封閉的冷媒液循環迴路，利用泵浦8的 運轉使封入內部的冷媒液循環。CPU3產生的熱可傳達至 (5) (5)1221399 受熱套4內流通的冷媒液，通過設置在顯示器2背面的槽 入口側管7、槽5、槽出口側管6之間，經由後述之散熱 板25及顯示器外殼20的表面散熱至外氣。藉此將降低溫 度後的冷媒液經泵浦8再次送出受熱套4。 第2圖爲第1實施例之冷媒液循環的流徑之組件的透 視圖。 第2圖中，利用泵浦8的運轉，使冷媒液根據受熱套 4、槽入口側管7、槽5、槽出口側6、泵浦8的順序循環 〇 本實施例之受熱套4爲熱傳導性佳的輕量鋁合金，槽 入口側管7及槽出口側管6爲耐蝕性優且傳導熱佳的不銹 鋼，槽5爲水分穿透性少的強度樹脂（SPS :間規聚苯乙 烯），泵浦8外側的殻體爲容易進行複雜成形之具有機械 強度佳的樹脂（PPS :聚苯硫醚樹脂+玻璃纖維40% )所形 成，分別連接該等組件的撓管9a、9b、9c、9d、9e爲丁 基橡膠所形成。 丁基橡膠如汽車之輪胎橡膠爲代表，具有優異的耐熱 性、耐衝擊性、耐穿透性，因此如本實施例，可發揮經常 開關顯示器外殼，液體通過之電子機器冷卻的優異效果。 又，槽入口側管7及槽出口側管6是設置在以鋁形成 的散熱板25上，分別熱性連接，擴大散熱面積。 另外，槽入口側管7較槽出口側管6長，形成溫度下 降之冷媒液進入槽5的流徑構成。 再者於槽5表面電鍍金屬薄膜，不僅可進行從金屬電 -10- (6) (6)1221399 鍍部分的散熱，並可藉此金屬電鍍獲得來自樹脂製槽5之 冷媒液穿透的降低。 又，由於輕量及成形較爲容易而採用樹脂製的槽5。 並且，本實施例中雖是以樹脂製的槽5，表面施以金 屬薄膜電鍍，但是槽本身也可以金屬製防止冷媒液的穿透 。製作金屬製的槽時，可考慮在擠製成形爲碗狀的金屬杯 上將平板金屬板嵌縫在金屬杯的邊緣（例如，與橢圓形罐 頭的製造大致相同）。 第3圖爲第1實施例之電子裝置（開啓顯示器外殼 20的狀態）的背面圖。 第3圖中，鉸鏈26a與鉸鏈26b爲本體外殼10與顯 示器外殼20的連接部，利用該等鉸鏈26a、26b使顯示器 外殻20形成可開關之本體外殼1 0的上面。 鉸鏈26a穿通有連接槽出口側管6與受熱套8的撓管 9a，及連接泵浦8與槽入口側管7的撓管9d。主配線基板 1上的泵浦8是位在鉸鏈26a側。此係考量安全性而盡可 能地縮短本體外殼1 0內之水的配管。 另外側的鉸鏈26b上穿通電信號連接顯示用配線基板 22與主配線基板1上之連接器23的電線23。 以上的鉸鏈26a爲冷媒液的循環路徑、鉸鏈26b係如 電信號，對應穿通的配管或電線的種類而使鉸鏈獨立。此 係藉著利用2個鉸鏈以區別穿通電性配線之電氣系統的區 域與液體的液體區域，藉此盡可能地排除形成電氣事故的 要因。 -11 - (7) (7)1221399 另外，考慮安全至少在電子機器使用的狀態下設計使 撓管不位在配線基板上。 第4圖爲開啓具備第1實施例之電子裝置的顯示器 20之狀態的側面圖。 第4圖中，槽出口側管6與槽入口側管7是設置在散 熱板25上，經撓管9連接本體外殼內的受熱套4或泵 浦8，或顯示器外殻20側的槽5。顯示器2是設置在顯示 器框架21，顯示器2的背面爲顯示器框架21所覆蓋。 並且，顯示器框架21安裝有顯示器外殼20，藉此在 顯示器框架2 1與蓋20之間配置槽出口側管6、槽入口側 管7、槽5、散熱板25。顯示器2上部的配置是根據顯示 器2、顯示器框架21、槽5、散熱板25、顯示器外殼20 的順序。槽5是以散熱板25的一部份覆蓋，該散熱板25 是以顯示器外殼2 0覆蓋。 藉此’槽5由於是以散熱板25保護，因此即使從顯 示器外殼20側外加任何的衝擊槽5仍可以散熱板25保護 〇 第5圖是從開啓第1實施例之電子裝置的狀態的背面 表示之透視圖。 第5圖中’本體外殼1〇、鍵盤n、顯示器外殻2〇、 顯示器框架2 1是以樹脂形成。 尤其是顯示器外殼20覆蓋CPU3發熱時變熱的槽5 與散熱板25 ’作爲操作者火傷的保護具有極大的功效。 -12- (8) (8)1221399 (實施例2) 第6圖爲具備第2實施例之電子裝置（開啓顯示器外 殼20的狀態）的背面圖。 第6圖中，本實施例之基本構成是大致與第1圖至第 5圖說明的實施例相同，形成薄的槽5，面積寬廣的實施 例。 槽入口側管7是形成較槽出口側管6長，可經散熱板 25散熱，使溫度降低的冷媒液形成進入槽5的流徑構成 。又本實施例同樣分離成鉸鏈26a爲冷媒液的循環路徑、 鉸鏈2 6 b爲電信號路徑的構成。 第7圖是從背面表示第6圖的第2實施例之電子裝置 的透視圖。 第7圖中，薄的槽5，寬廣的面積，如第5圖表示在 顯示器外殼20的中央部可形成避免槽5的隆起，獲得外 觀上的良好設計。 此外，可獲得槽5之表面積增加量之槽5本身的散熱 效果，減少槽入口側管7的彎曲數，管7本體的縮短可提 高液體的流速。其結果，可提高冷卻效果。 (實施例3) 第8圖爲具備第3實施例之電子裝置的透視圖。 第8圖中，基本構成大致與第1圖至第5圖說明的實 施例相同，使設置在顯示器2與顯示器外殼20之間的槽 5的位置偏移構成。 -13- 1221399 Ο) 偏移之槽5的位置是以最接近液體配管通過之鉸鏈的 位置較爲有效。其原因爲可以直接形成出口側管6最短的 距離。其結果，與第1圖比較可獲知，入口側管7的彎曲 數減少的量使流速增快，其結果可降低泵浦的諸耗電量。 (實施例4) 第9圖是具備第4實施例之電子裝置的透視圖’將槽 5設置在本體外殼1 0內的實施例。 φ 第9圖中，管14是以金屬形成’在藏不益2與藏不 器外殼20之間設置形成夾層狀態。該管14是經由撓管9a 連接在本體外殼10內的受熱套上，並經由撓管9b連接在 槽5上。泵浦8是藉撓管9e連接受熱套，並經由撓管9c 連接槽5。 藉著泵浦8的運轉’冷媒液根據受熱套4’管14、槽 5、泵浦8依序循環。通過管1 4內之間的冷媒液冷卻’使 溫度下降的冷媒液形成進入槽5內的流徑構成。 · 上述的槽不僅在顯示器2與顯示器外殼2 0之間’設 置於本體外殼10內同樣可充分進行CPU3的冷卻。 另外，將槽5配置在本體外殼1 〇內可形成薄型的顯 示器外殼20，但是爲了形成更薄也可以將顯示器外殻2〇 側的管1 4形成橢圓形的扁平管。形成扁平管不僅可以獲 ^ 得顯示器外殻20的薄型化’並可擴大與散熱板的接觸面 積增加散熱效果。 槽5與泵浦8雖是以撓管9 c連接，但是也可以排除 -14- (10) (10)1221399 該撓管9c，形成一體構成之槽5與栗浦8的表面蓋體。 如上述，構成冷媒液之循環路徑的鉸鏈部與分離電:線 通過的鉸鏈部，即使萬一冷媒液浅漏仍可防止電氣問題的 發生於未然。 又，由於是以樹脂製顯示器外殼覆蓋金屬製的散熱板 ，因此操作者不會直接接觸局溫的金屬部分’具有火傷等 安全面上的考量。 〔發明效果〕 根據本發明可提供採用可靠度高的液體冷卻之電子裝 置。 ， 〔圖式之簡單說明〕 第1圖爲具備第1實施例之電子裝置的透視圖。 第2圖爲具備第1實施例之冷媒液循環路徑組件的透 視圖。 $ 第3圖爲具備第1實施例之電子裝置的背面圖。 第4圖爲具備第1實施例之電子裝置的側面圖。 第5圖是從背面表示具備第1實施例之電子裝置的透 視圖。 第6圖爲具備第2實施例之電子裝置的背面圖。 第7圖是從背面表示具備第2實施例之電子裝置的透 視圖。 第8圖爲具備第3實施例之電子裝置的透視圖。 -15- (11) (11)1221399 第9圖爲具備第4實施例之電子裝置的透視圖。 〔符號說明〕 1…主配線基板、2…顯示器、3…CPU、4…受熱套、 5…槽、6…槽出口側管、7…槽入口側管、8…栗浦、 9…撓管、1 0…本體外殼、1 1…鍵盤、1 2…硬碟驅動器、 13…輔助記憶裝置、14…管、20···顯示器外殼、 21…顯示器框架、22…顯示用配線基板、23…電線、 24…連接器、25···散熱板、26a…鉸鏈、26b…鉸鏈。

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Claims (1)

1. (1) (1)1221399 拾、申請專利範圍 1· 一種電子裝置，具備安裝發熱元件的第1框體，及 以複數個鉸鏈可轉動支撐於該第1框體具有第2框體的電 子裝置，其特徵爲，具備： 連接上述發熱元件的受熱套；安裝在上述第2框體內 的散熱管；安裝在該散熱管的散熱板；安裝在該散熱板的 槽；及，安裝在上述第1框體內將上述槽內的液體移送至 上述受熱套的液體驅動手段， 上述複數個鉸鏈是藉著插穿移送上述液體之配管的第 1鉸鏈，及插穿來自上述顯示器之電線的第2鉸鏈。 2.如申請專利範圍第1項記載之電子裝置，其中上述 液體從上述受熱套到達上述槽爲止的距離形成側較上述液 體從槽通過上述液體驅動手段到達上述受熱套爲止之距離 側長的距離。 3·如申請專利範圍第1項記載之電子裝置，其中覆蓋 上述散熱板的樹脂製顯示器殼係形成於上述第2框體裏面 〇 4. 如申請專利範圍第1項記載之電子裝置，其中係將 上述槽收納於上述第1框體內，上述第2框體內的散熱管 係形成扁平狀。 5. 如申請專利範圍第1項記載之電子裝置，其中上述 顯示器殼的深度是配合上述槽的厚度。 6. 如申請專利範圍第1項記載之電子裝置，其中上述 槽係設定於最接近通過液體配管的位置。 •17- (2)1221399 7.如申請專利範圍第1項或第3項記載之電子裝置， 其中係以上述散熱板覆蓋上述槽，並以顯示器覆蓋此散熱 板。

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