TWI599306B - 電子裝置及其散熱機殼 - Google Patents

Description

電子裝置及其散熱機殼

本發明涉及一種電子裝置及其散熱機殼。

電腦等電子裝置的散熱設計一直採用散熱模組完成。散熱模組包含風扇、熱管、鰭片等結構，其藉由熱管將熱量從中央處理器、顯卡晶片等發熱電子元件帶出，再由風扇和鰭片將熱量散發掉。然而，此電子裝置因包含有風扇等結構體積及厚度較大。因此，此電子裝置的散熱設計已不能滿足電子產品的超薄化需求。另外，現有技術中的電子裝置的機殼不能直接用於散發發熱電子元件產生的熱量。

有鑑於此，實有必要提供一種既保證較高的散熱效率，也能夠滿足電子產品的超薄化需求的電子裝置及其散熱機殼。

一種散熱機殼，用於對發熱電子元件散熱，該散熱機殼內形成一密閉的空腔，工作介質及用於吸附工作介質的 孔隙結構容置在該空腔內，利用工作介質的相變化循環將發熱電子元件產生的熱量散發掉。

一種電子裝置，包括一散熱機殼及與該散熱機殼導熱結合的一發熱電子元件，該散熱機殼內形成一密閉的空腔，工作介質及用於吸附工作介質的孔隙結構容置在該空腔內，利用工作介質的相變化循環將發熱電子元件產生的熱量散發掉。

本發明的電子裝置中，藉由在散熱機殼內形成一密閉的空腔，工作介質及用於吸附工作介質的孔隙結構容置在該空腔內，利用工作介質的相變化循環將發熱電子元件產生的熱量散發掉，省去了風扇、散熱片、熱管等散熱元件，節省了電子裝置的空間。既保證了較高的散熱效率，也滿足了電子產品的超薄化需求。

100、100a、100b‧‧‧電子裝置

10、10a、10b‧‧‧散熱機殼

11b‧‧‧上蓋

12、12a、12b‧‧‧頂板

13、13a、13b‧‧‧連接板

14、14a、14b‧‧‧底板

16、16a、16b‧‧‧孔隙結構

162、162a、162b‧‧‧本體部

164、164a、164b‧‧‧凸部

165、165a、165b‧‧‧通道

18、18a、18b‧‧‧工作介質

15a‧‧‧殼體

152a‧‧‧台階部

17b、19b‧‧‧絕熱層

20、20a、20b、30‧‧‧電子元件

圖1是本發明第一實施例中電子裝置的俯視圖。

圖2是圖1中該電子裝置的側向剖視圖。

圖3是圖2中該電子裝置的局部放大圖。

圖4是本發明第二實施例中電子裝置的俯視圖。

圖5是圖4中該電子裝置的側向剖視圖。

圖6是本發明第三實施例中電子裝置的剖視示意圖。

請參照圖1至圖3，本發明第一實施例的電子裝置100包括一散熱機殼10及與該散熱機殼10導熱結合的二發熱電子元件20、30。

該散熱機殼10包括一頂板12、一底板14、位於頂板12與底板14之間的一孔隙結構16及工作介質18。

該頂板12與該底板14的材料可以是銅、鋁、鈦、鎳等導熱性能較好的金屬材料。該頂板12位於該電子裝置100的內側，該底板14位於該電子裝置100的外側。該頂板12與該底板14的相對兩端向上翹起，該翹起的兩端的橫截面均呈圓弧形。該頂板12的外邊緣與該底板14的外邊緣藉由一環形的連接板13連接。該頂板12與該底板14除弧形兩端的其他部分相互平行。該孔隙結構16夾置在該頂板12與該底板14之間，以對頂板12與底板14形成支撐作用。該頂板12、連接板13、底板14共同形成一密閉的空腔(未標號)，該孔隙結構16及工作介質18容置在該空腔內。該孔隙結構16固定在該頂板12的內側表面上。所述發熱電子元件20、30固定在頂板12的外側表面上。

該孔隙結構16產生吸附液態工作介質18的毛細力，其孔隙率範圍在35%~65%之間。該工作介質18可以是水、乙醇等可揮發的吸熱材質。該孔隙結構16包括貼設於頂板12的整個內側表面的本體部162及自該本體部162向下延伸至該 底板14並與該底板14接觸的多個凸部164。該本體部162的相對兩端隨頂板12的弧形兩端一起向上翹起，橫截面呈圓弧形，以與該頂板12與該底板14的相對兩端相對應。每個凸部164呈長條狀。各凸部164彼此等距間隔排列，且相互平行。每相鄰的兩個凸部164之間形成供氣態工作介質18流動的通道165。

該電子裝置100工作時，發熱電子元件20、30開始發熱，溫度隨之升高。由於發熱電子元件20、30緊貼在散熱機殼10的頂板12上，熱量藉由頂板12傳遞到散熱機殼10內的工作介質18，使得工作介質18蒸發。因工作介質18蒸發吸熱，發熱電子元件20、30溫度降低。氣態的工作介質18在該孔隙結構16的通道165內流動，與溫度相對較低的底板14接觸後，底板14吸收熱量並將熱量帶至外界。同時，工作介質18蒸氣冷卻為液體，然後由孔隙結構16吸附回到靠近散熱機殼10的頂板12一側。如此，藉由利用工作介質18的相變化循環不斷將發熱電子元件20、30產生的熱量散發掉。整個散熱機殼10的傳熱係數為10000W/(m2*K)以上，約為銅材料的30倍。

圖4及圖5所示為本發明第二實施例的電子裝置100a，其包括一散熱機殼10a及與該散熱機殼10a導熱結合的一發熱電子元件20a。

該散熱機殼10a包括一頂板12a、一底板14a、一孔隙結構16a及工作介質18a。該頂板12a與該底板14a的材料可以是銅、鋁、鈦、鎳等導熱性能較好的金屬材料，也可以是非 金屬材料。該頂板12a與該底板14a的相對兩端向上翹起，橫截面呈圓弧形。該頂板12a的外邊緣與該底板14a的外邊緣藉由一環形的連接板13a連接。

第二實施例的電子裝置100a與第一實施例的電子裝置100的主要區別在於：該散熱機殼10a還包括一密閉、扁平的殼體15a，該殼體15a內形成一密閉的空腔(未標號)，該孔隙結構16a及工作介質18a容置在該空腔內，所述發熱電子元件20a與該殼體15a導熱結合。所述殼體15a包括一環狀的側板151a。

該殼體15a的材料可以是銅、鋁、鈦、鎳等導熱性能較好的金屬材料。該散熱機殼10a的散熱性能較鋁鎂合金提升10倍以上。該殼體15a縱向呈彎曲狀在該散熱機殼10a內延伸。該頂板12a及底板14a各開設一與殼體15a的形狀相對應的、上下貫通的槽(未標號)。該殼體15a嵌置於該頂板12a及底板14a開設的槽內。該殼體15a藉由焊接或融結的方式與該頂板12a及底板14a相連接。該殼體15a一端的外側表面向上凸伸出一台階部152a，該台階部152a與所述發熱電子元件20a導熱結合。該殼體15a除台階部152a以外，其餘部分的厚度與周圍的散熱機殼10a的厚度相等。也可以說，該頂板12a及底板14a並未開設上下貫通的槽，而設置一側板151a呈環狀，且該側板151a的兩個環狀開口端分別與該頂板12a與該底板14a垂直無縫相接從而在該散熱機殼10a內形成隔斷，其中，將該側板151a 與所圍的區域內的部分該頂板12a及部分該底板14a定義為所述殼體15a。

該孔隙結構16a貼設於殼體15a的內側表面，其包括一本體部162a及自該本體部162a向下延伸的多個凸部164a。每個凸部164a呈長條狀。各凸部164a彼此等距間隔排列，且相互平行。每相鄰的兩個凸部164a之間形成供氣態工作介質18a流動的通道165a。

圖6所示為本發明第三實施例的電子裝置100b，其包括一散熱機殼10b及與該散熱機殼10b導熱結合的一發熱電子元件20b。

該散熱機殼10b為一封閉的結構，包括一頂板12b、一底板14b、位於頂板12b與底板14b之間的一孔隙結構16b及工作介質18b。該頂板12b的外邊緣與該底板14b的外邊緣藉由一環形的連接板13b連接。該頂板12b、連接板13b、底板14b共同形成一密閉的空腔(未標號)，該孔隙結構16b及工作介質18b容置在該空腔內。所述發熱電子元件20b固定在頂板12b的外側表面上。

該孔隙結構16b包括貼設於頂板12b的整個內側表面的本體部162b及自該本體部162b向下延伸至該底板14b並與該底板14b接觸的多個凸部164b。每相鄰的兩個凸部164b之間形成供氣態工作介質18b流動的通道165b。

第三實施例的電子裝置100b與第一實施例的電子裝置100的主要區別在於：所述散熱機殼10b進一步還包括絕熱層17b、19b及一上蓋11b。

該電子裝置100b工作時，發熱電子元件20b產生的熱量將使得散熱機殼10b靠近熱源的局部溫度迅速升高，而散熱機殼10b遠離電子元件20b的部分溫度較低。如此，將使得散熱機殼10b外表面的熱量回流內部，造成散熱機殼10b內部溫度升高的惡性循環。為避免此問題，散熱機殼10b的頂板12b在電子元件20b的外圍貼設所述絕熱層17b，從而防止散熱機殼10b外表面的熱量回流內部。

另外，電子裝置使用時，人手總會接觸散熱機殼10b底部，故在散熱機殼10b的底板14b人手容易接觸到的位置採用網格狀絕熱層19b覆蓋，從而防止人手直接接觸時感覺溫度過高。

該絕熱層17b、19b可以是黏貼的絕熱膠帶，也可以是氣凝膠凝固後的膠層，或者是中空的薄膜。

所述上蓋11b蓋設在頂板12b和底板14b上，該上蓋11b和頂板12b共同形成一密閉的空間，所述電子元件20b收容在該空間內。

在以上各實施例中，電子裝置100、100a、100b可以是一筆記型電腦。

本發明的電子裝置100、100a、100b，藉由在散熱機殼10、10a、10b內形成一密閉的空腔，工作介質18、18a、18b及用於吸附工作介質18、18a、18b的孔隙結構16、16a、16b容置在該空腔內，利用工作介質18、18a、18b的相變化循環將發熱電子元件20、30、20a、20b產生的熱量散發掉，省去了風扇、散熱片、熱管等散熱元件，節省了電子裝置100、100a、100b的空間。既保證了較高的散熱效率，也滿足了電子產品的超薄化需求。

可以理解的是，對於本領域具有通常知識者來說，可以根據本發明的技術構思做出其他各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬於本發明的保護範圍。

10‧‧‧散熱機殼

12‧‧‧頂板

13‧‧‧連接板

14‧‧‧底板

16‧‧‧孔隙結構

18‧‧‧工作介質

20、30‧‧‧電子元件

Claims (10)

1. 一種散熱機殼，用於對發熱電子元件散熱，其改良在於：該散熱機殼內形成一密閉的空腔，工作介質及用於吸附工作介質的孔隙結構容置在該空腔內，利用工作介質的相變化循環將發熱電子元件產生的熱量散發掉，所述散熱機殼包括一頂板及一底板，所述孔隙結構及工作介質夾置在頂板與底板之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述的散熱機殼，其中，所述頂板及底板均為連續板體。
3. 如申請專利範圍第2項所述的散熱機殼，其中，該孔隙結構固定在該頂板的內側表面上，該頂板的外側表面與所述發熱電子元件導熱結合，該孔隙結構包括貼設於頂板的整個內側表面的本體部及自該本體部向下延伸至該底板並與該底板接觸的多個凸部，每相鄰的兩個凸部之間形成供氣態工作介質流動的通道。
4. 如申請專利範圍第1項所述的散熱機殼，其中，所述散熱機殼還包括一環狀的側板，該側板形成於所述散熱機殼內部，且該側板的兩個環狀開口端分別與該頂板與該底板垂直無縫相接從而在該散熱機殼內形成隔斷，該側板所圍的區域與部分該頂板及部分該底板配合形成該密閉的空腔。
5. 如申請專利範圍第4項所述的散熱機殼，其中，該部分頂板向上凸伸出一台階部，該台階部與所述發熱電子元件導熱結合。
6. 如申請專利範圍第2項所述的散熱機殼，其中，該頂板與該底板的材料是銅、鋁、鈦或鎳。
7. 如申請專利範圍第2項所述的散熱機殼，其中，該頂板與該底板的相對兩端向上翹起，該翹起的兩端的橫截面均呈圓弧形。
8. 如申請專利範圍第7項所述的散熱機殼，其中，該頂板的外邊緣與該底板的外邊緣藉由一環形的連接板連接，該頂板、連接板、底板共同形成所述密閉的空腔。
9. 如申請專利範圍第2項所述的散熱機殼，其中，所述散熱機殼還包括貼設在頂板和/或底板上的絕熱層。
10. 一種電子裝置，包括如申請專利範圍第1項至第9項任一項所述的散熱機殼及與該散熱機殼導熱結合的一發熱電子元件。