TWI644609B - 具有空氣流通道之電子裝置及電子系統、與形成電子裝置之方法 - Google Patents

具有空氣流通道之電子裝置及電子系統、與形成電子裝置之方法 Download PDF

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Abstract

在某些例子中，一電子裝置包括：一第一殼體，其提供一密封內腔室；一電子組件，其在該密封內腔室內；一第二殼體，其在該第一殼體外，該第二殼體包含一第一開口及一第二開口；及一空氣流通道，其在該第一殼體與該第二殼體之間，該空氣流通道導引空氣流由該第一開口通過該空氣流通道至該第二開口，以便將熱帶離該第一殼體之一表面。

Description

具有空氣流通道之電子裝置及電子系統、與形成電子裝置之方法
本發明係有關於殼體間之空氣流通道。
在操作一電子裝置時，在該電子裝置中之主動電子組件會產生熱。一電子裝置可包括用於冷卻該等產熱組件之一冷卻機構。一冷卻機構可包括一被動冷卻機構，例如可附接在一產熱組件上之一散熱器。在其他例子中，一冷卻機構可包括例如一風扇之一空氣流產生器，以便產生冷卻空氣流來協助冷卻該等主動電子組件。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種電子裝置，其包含：一第一殼體，其提供一密封內腔室；一電子組件，其在該密封內腔室內；一第二殼體，其在該第一殼體外，該第二殼體包含一第一開口及一第二開口；及一空氣流通道，其在該第一殼體與該第二殼體之間，該空氣流通道導引空氣流由該第一開口通過該空氣流通道至該第二開口，以便將熱帶離該第一殼體之一表面。
在本揭示中，除非上下文另外清楚地表示，該冠詞「一」或「該」可用於表示一單一元件或表示多數元件。此外，該用語「包括」、「包含」或「具有」係開放用語且表示存在所述元件，但不排除存在或增加其他元件。
特別對於具有小形狀因子之電子裝置(例如，具有薄輪廓之電子裝置或具有小覆蓋區之電子裝置)而言，在一電子裝置中存在一冷卻機構會佔據在該電子裝置中之寶貴空間。小電子裝置之例子包括手持式裝置或穿戴式裝置。手持式裝置可包括一平板電腦、一智慧型手機、一遊戲用具、或在操作該電子裝置時一使用者之手可握住的任何其他裝置。穿戴式裝置可包括智慧型手錶、如智慧型手錶之一頭戴式裝置、智慧型眼鏡、頭安裝式裝置、或可穿戴在一使用者之身上的任何其他電子裝置。
小電子裝置之冷卻會很困難，特別是具有高效能處理器或在作動使用時快速升溫之其他組件的小電子裝置。
由於如一手持式裝置或一穿戴式裝置之一小電子裝置欲在使用時連續接觸一使用者之一部分，該小電子裝置之一表面溫度(其中該表面溫度係在使用時接觸一使用者的該電子裝置之一表面的溫度)需要小於一目標溫度，例如攝氏48º (或某其他溫度值)。若該電子裝置之表面溫度超過該目標臨界值，一使用者會由於接觸一熱表面而感覺不舒服。
但是，一小電子裝置具有一薄輪廓及/或一小覆蓋區，這會使該小電子裝置內難以包含一有效冷卻機構來防止該小電子裝置之表面溫度上升到該目標溫度以上。依據本揭示之某些實施例，提供用以降低電子裝置之表面溫度的冷卻機構或技術。在某些例子中，電子裝置具有多個殼體，該等殼體提供用於收納多個電子組件之多個密封內腔室。在該電子裝置暴露於液體，例如被液體噴濺的情形中，或當掉入液體時，一電子裝置之一密封內腔室保護在該密封內腔室內之一電子組件不受破壞。依據某些實施例，用以冷卻一電子裝置之一產熱電子組件的一空氣流通道，可形成在界定一密封內腔室之一主殼體與在使用時與一使用者接觸之一外殼體間。
圖1係如一手持裝置之一電子裝置100的後視圖。例如，圖1所示之電子裝置100可為一智慧型手機或一平板電腦或另一種手持裝置。圖2係沿截面線2-2的該電子裝置100之橫截面圖。雖然在圖1與2中顯示一種特定電子裝置，但應注意的是依據某些實施例之技術或機構可應用於其他種類之電子裝置，例如穿戴式裝置或其他電子裝置。
該電子裝置100具有收納該電子裝置100之各種組件的一主殼體102。請注意該用語「殼體」表示一單一殼體結構，或附接在一起之多數殼體結構。在該電子裝置100內之組件係在圖1中以虛線輪廓顯示，以表示該等組件被收容在該電子裝置100之一內腔室內。
在某些例子中，在該電子裝置100內之組件包括一印刷電路板(PCB)104，且電子組件110可安裝在該PCB 104上。如圖2所示，該PCB 104具有安裝在該PCB 104之二表面上的多數電子組件110。該等電子組件110之例子包括以下之任一者或某種組合：一處理器、一記憶裝置、一輸入/輸出裝置等。該等電子組件110可為可在操作該等電子組件時產生熱之主動電子組件。
此外，在該電子裝置100內之組件可包括提供電力至在該電子裝置100中之電子組件的一電池106。在該電子裝置100中亦可包括一相機108。雖然在圖1中顯示多個特定組件，但應注意的是在其他例子中，可提供替代或另外之組件。
更一般而言，該電子裝置100包括在操作時可在該電子裝置100內產生熱之一電子組件。這熱若未適當散逸會使該電子裝置100之一外表面的溫度增加。若該電子裝置100之表面溫度超過一目標溫度，則該表面會變成太熱，且因此會使接觸該熱表面之一使用者不舒服。
在操作時由某些電子組件110產生之熱可使該主殼體102之一後殼體部份102-1升溫。該後殼體部份102-1可由如金屬或另一材料之一熱傳導材料形成。在某些例子中，該後殼體部份102-1之一內表面202可透過一熱膏或其他熱層直接地或間接地熱接觸一電子組件110 (或多數電子組件110)。在其他例子中，該後殼體部份102-1之內表面202未熱接觸任何一電子組件110，但來自該等電子組件110之熱輻射可加熱該後殼體部份102-1。
如圖2進一步所示，該電子裝置100更包括具有一顯示器面板112及一顯示器蓋114之一顯示器總成。該顯示器蓋114放置在該顯示器面板112上以保護該顯示器面板112。該顯示器蓋114可由一玻璃、一透明塑膠或透明之任何其他材料形成。該顯示器面板112可包括一液晶顯示器(LCD)面板、一有機發光二極體(OLED)顯示器面板或可在致動時顯示一影像之任何其他種類的顯示器面板。該電子裝置100之一使用者可透過該顯示器蓋114看到由該顯示器面板112顯示之影像。
由於該主殼體102 (包括該後殼體部份102-1)與該顯示器蓋114之組合在該電子裝置100內界定一內腔室116，該顯示器蓋114可被視為該主殼體102之一部分。在某些實施例中，該內腔室116係一氣密密封內腔室。由於氣密地密封，該內腔室116可收容不透過該主殼體(可包括構件102、102-1與114)漏出之一氣體或一液體。將該等組件氣密地密封在該內腔室116內可保護該等組件不會因該電子裝置100暴露於如水或其他液體之一液體而受到破壞。例如，該電子裝置100會被水噴濺，或該電子裝置100會掉入液體中。該液體未穿透至該內腔室116中，且因此在該內腔室116內之電子組件被保護而不因暴露於液體而受到破壞。
該電子裝置100更包括設置在該主殼體102外之一外殼體118。在依據圖1與2之例子中，該外殼體118設置在該電子裝置100之後方(而該顯示器蓋設置在該電子裝置100之前方)。更詳而言之，該外殼體118配置在該主殼體102之後殼體部份102-1外。由於在使用時一使用者手持或穿戴該電子裝置100，該外殼體118係一使用者在使用該電子裝置100時可能接觸之該電子裝置100的一部分。
藉由將該外殼體118配置在該後殼體部份102-1外，一空氣流通道204形成在該外殼體118與該後殼體部份102-1之間。該空氣流通道204大致沿該電子裝置100之一長度延伸，如在各圖1與2中所示之軸120所示。
圖1與2亦顯示該外殼體118形成有下開口122及上開口124。該等開口122與124穿過該外殼體118之一壁而形成。雖然圖1中顯示多數下開口122及多數上開口124，但應注意的是在其他例子中，可在該外殼體118中形成一單一下開口122及一單一上開口124。
進入的空氣流222可透過該等下開口122流入該空氣流通道204，且空氣可沿該空氣流通道204向上流動。在該空氣流通道204中之空氣被該後殼體部份102-1之一熱外表面206加熱，且該熱外表面206被由該等電子組件110產生之熱加熱。
該經加熱空氣流在該空氣流通道204中上升且通過該等上開口124離開而成為經加熱排出的空氣流224。該等開口122、124及該空氣流通道204之組合提供一煙囟效應，用於在操作該電子裝置100時冷卻該經加熱之後殼體部份102-1。由於熱空氣上升，產生自然對流並提供通過該空氣流通道204之一連續空氣流以便冷卻該後殼體部份102-1。冷卻該後殼體部份102-1使由該等電子組件110傳送至該後殼體部份102-1之熱可被導引通過該等上開口124遠離該電子裝置100。
此外，由於該經加熱空氣流被導引通過該空氣流通道204且通過上開口124離開，該外殼體118之一外表面208的溫度可保持在例如攝氏48°之一目標溫度或另一目標溫度以下，以防止一使用者不舒服。
在其他例子中，若該等電子裝置100相對圖1與2所示之方位被保持在一上下顛倒方位，則該空氣流會 流入該等開口124且通過該等開口122離開。
圖1與2所示之電子裝置100的方位(或該電子裝置100上下顛倒之相反方位)被稱為電子裝置100的直向方位，其中在垂直方向上的該電子裝置100之尺寸比在水平方向上的該電子裝置100之尺寸長。在其他例子中，該電子裝置100可具有一橫向方位，其中該電子裝置100相對圖1與2所示之方位旋轉90°。在該橫向方位中，在水平方向上的該電子裝置100之尺寸比在垂直方向上的該電子裝置100之尺寸長。
在該直向方位中，該空氣流通道204實質上在垂直方向延伸。「實質上」在垂直方向可表示一垂直方向，或有一垂直分量之一方向。例如，該空氣流通道204之一對角方向具有一垂直分量，且因此該空氣流通道被視為實質上在一垂直方向延伸。在其他例子中，實質上在一垂直方位延伸之一空氣流通道可表示沿該垂直方向或在該垂直方向之45°內延伸之空氣流通道。
如圖1進一步所示，該等開口122與124及該空氣流通道204之位置使得大部份空氣流產生在與安裝該電子組件110之PCB 104相鄰的該後殼體部份102-1之一部份上。在其他例子中，該等開口122、124及該空氣流通道204可定位成讓空氣流過該電池、該相機108及/或在操作時會產生熱之該電子裝置100內的任何其他組件。
雖然只提到一空氣流通道204，但應注意的是在其他例子中，多數空氣流通道可設置在該主殼體102之後殼體部份102-1與該外殼體118之間，用於冷卻該電子裝置100之各個部份。
圖3係依據其他例子之一電子裝置100A的後視圖。該電子裝置100A具有類似於圖1與2所示之元件的元件，但另外多組開口302與304設置在該電子裝置100A之一外殼體118A中。該等多組開口302與304橫向地配置在各組開口122與124之一側。
如虛線輪廓所示，除了在開口122與開口124間之空氣流通道204以外，另一空氣流通道306可延伸在該等開口122與該等開口302之間，且再一空氣流通道308亦可延伸在該等開口124與304之間。在圖3所示之電子裝置100A的直向方位中，該空氣流通道204實質上在垂直方向延伸，該空氣流通道306實質上在水平方位延伸，而該空氣流通道308在一對角方位延伸。「實質上」在水平方向可表示一水平方向或具有一水平分量之一方向。例如，一空氣流通道之一對角方向可具有一水平分量，且因此該空氣流通道被視為實質上在一水平方向延伸。在其他例子中，實質上在一水平方位延伸之一空氣流通道可表示沿該水平方向或在該水平方向之45º內延伸之空氣流通道。
在圖4中顯示該電子裝置100A之一橫向方位，其中該電子裝置100A相對圖3所示之直向方位旋轉90º。在圖4所示之橫向方位中，該空氣流通道306實質上在垂直方位延伸，且該對角空氣流通道308亦具有一垂直分量。因此，經加熱空氣流可在各空氣流通道306與308中向上流動並通過各開口302與304離開。
圖5係依據某些實施例，形成一電子裝置(例如，100或100A)之一製程例的流程圖。圖5之製程包括(在步驟502)利用一電子裝置之一第一殼體(例如，包括圖2中之102、102-1與114)形成一密封內腔室，該密封內腔室收納一電子組件(例如，圖2中之110)。該製程更包括(在步驟504)將一第二殼體(例如，圖1或2中之外殼體118或圖3或4中之外殼體118A)配置在該第一殼體外，該第二殼體包含一第一開口(例如，122、124、302或304)及一第二開口(例如，124、302、304或122)。
該製程更包括(在步驟506)在該第一殼體與該第二殼體之間形成一空氣流通道(例如，204、306或308)，該空氣流通道導引空氣流由該第一開口通過該空氣流通道至該第二開口，以便將熱帶離該第一殼體之一表面。
圖6顯示包括與一對接站602對接之一電子裝置600 (例如，上述電子裝置100或100A)的一系統例。該電子裝置600之一下部份具有一對接連接器604，當該電子裝置600對接在該對接站602之一插座608中時，該對接連接器604可分離地連接該對接站602之一配接連接器606。
當該電子裝置600對接在該對接站602之插座608中時，該電子裝置600之下開口122與該對接站602之一空氣流出口610對齊，其中該空氣流出口610定位成將空氣流導向該插座608。該對接站602具有可包括一風扇(或者，多數風扇)之一空氣流產生器612。當致動時，該空氣流產生器612產生被導引離開該空氣流出口610並進入該電子裝置600之開口122之一強制空氣流。該強制空氣流被導入該電子裝置600內之空氣流通道204中。由於上述上升熱空氣，該強制空氣以比自然對流高之速率通過該空氣流通道204。
當該電子裝置600與該對接站602對接時，可使該電子裝置600以一較高位準操作(例如，在該電子裝置600中之如一處理器之一電子組件的時鐘頻率可以一較高頻率運作，或供給至一電子組件之電源電壓可設定在一較高電壓)，這會增加在該電子裝置600中之電子組件的加熱。該強制空氣流可因此更有效地移除由該電子裝置600之電子組件所產生的增加熱。當對接時，該電子裝置600及該對接站602之組合可提供更強大之電腦。例如，該對接站602可包括比該電子裝置600之顯示面板大之一顯示面板。此外，該對接站602可包括如一使用者輸入之裝置I/O組件、一網路介面卡等。
在前述說明中，提出多數細節以便了解在此揭露之標的物。但是，實施例可在沒有這些細節中之某些細節之情形下實施。其他實施例可包括與上述細節不同之修改例及變化例。意圖是附加申請專利範圍包含該等修改例及變化例。
100, 100A, 600‧‧‧電子裝置
102‧‧‧主殼體；構件
102-1‧‧‧後殼體部份；構件
104‧‧‧印刷電路板(PCB)
106‧‧‧電池
108‧‧‧相機
110‧‧‧電子組件
112‧‧‧顯示器面板
114‧‧‧顯示器蓋；構件
116‧‧‧內腔室
118,118A‧‧‧外殼體
120‧‧‧軸
122‧‧‧(下)開口
124‧‧‧(上)開口
202‧‧‧內表面
204,306,308‧‧‧空氣流通道
206‧‧‧熱外表面
208‧‧‧外表面
222‧‧‧進入的空氣流
224‧‧‧經加熱排出的空氣流
302,304‧‧‧開口
502,504,506‧‧‧步驟
602‧‧‧對接站
604‧‧‧對接連接器
606‧‧‧配接連接器
608‧‧‧插座
610‧‧‧空氣流出口
612‧‧‧空氣流產生器
本揭示之某些實施例係參照以下圖來說明。
圖1係依據某些例子之一電子裝置的後視圖。
圖2係依據某些例子之圖1之電子裝置的橫截面側視圖。
圖3係依據其他例子之一電子裝置的後視圖。
圖4係依據其他例子之不同方位的圖3之電子裝置的後視圖。
圖5係依據某些例子之形成電子裝置之一製程的流程圖。
圖6顯示依據另外例子之包括與一對接站對接的一電子裝置的一系統。

Claims (15)

  1. 一種電子裝置，其包含：一第一殼體，其提供一密封內腔室；一電子組件，其在該密封內腔室內；一第二殼體，其在該第一殼體外，該第二殼體包含一第一開口及一第二開口；及一空氣流通道，其在該第一殼體與該第二殼體之間，該空氣流通道導引空氣流自該第一開口通過該空氣流通道至該第二開口，以便將熱帶離該第一殼體之一表面。
  2. 如請求項1之電子裝置，其中該電子裝置係可由一使用者攜帶或穿戴之一裝置，且該第二殼體包含當該使用者攜帶或穿戴該電子裝置時暴露以便接觸一入員的一表面，其中該第一開口及該第二開口係穿過該第二殼體之一壁而形成。
  3. 如請求項1之電子裝置，其中該空氣流通道實質上在一垂直方位延伸，以便讓經加熱空氣在該第一開口與該第二開口間之該空氣流通道中上升。
  4. 如請求項3之電子裝置，其中當該電子裝置在一直向方位時，該空氣流通道實質上在該垂直方位延伸。
  5. 如請求項4之電子裝置，更包含：一第三開口，其橫向地配置在該第一開口或該第二開口之一側；及一第二空氣流通道，其在該第一開口或該第二開口與該第三開口之間，其中當該電子裝置在一橫向方位時，該第 二空氣流通道實質上在該垂直方位延伸。
  6. 如請求項1之電子裝置，其中來自該電子組件之熱與該第一殼體熱耦合以使該第一殼體升溫，且其中該空氣流用以冷卻該第一殼體之該表面。
  7. 如請求項6之電子裝置，其中該第一殼體係由一熱傳導材料形成。
  8. 如請求項1之電子裝置，更包含在該密封內腔室中之一電路板、及安裝在該電路板上之複數個電子組件，該等複數個電子組件在操作時產生熱以加熱該第一殼體。
  9. 一種電子系統，其包含：一電子裝置，其包含：一主殼體，其提供一密封內腔室；一電子組件，其在該密封內腔室內；一外殼體，其在該主殼體外，該外殼體包含一第一開口及一第二開口；及一空氣流通道，其沿該電子裝置之一長度在該主殼體與該外殼體間延伸，該空氣流通道導引空氣流自該第一開口通過該空氣流通道至該第二開口，以便將熱帶離該主殼體之一表面；及一對接站，其可與該電子裝置對接，該對接站包含一空氣流產生器，用以在該電子裝置對接在該對接站中時產生導入該電子裝置之該第一開口的一強制空氣流。
  10. 如請求項9之電子系統，其中當該電子裝 置對接在該對接站中並以一較高位準操作時，由該空氣流產生器所提供之該強制空氣流為該電子裝置提供更多散熱。
  11. 如請求項9之電子系統，其中該電子裝置更包含：一第三開口，其橫向地配置在該第一開口或該第二開口之一側；及一第二空氣流通道，其在該第一開口或該第二開口與該第三開口之間。
  12. 如請求項9之電子系統，其中，當該電子裝置與該對接站對接時，該空氣流通道實質上在一垂直方位延伸，以便讓經加熱空氣在該空氣流通道中上升且通過該第二開口離開。
  13. 一種形成電子裝置之方法，其包含以下步驟：利用一電子裝置之一第一殼體形成一密封內腔室，該密封內腔室用以收納一電子組件；在該第一殼體外配置一第二殼體，該第二殼體包含一第一開口及一第二開口；及在該第一殼體與該第二殼體之間形成一空氣流通道，該空氣流通道導引空氣流自該第一開口通過該空氣流通道至該第二開口，以便將熱帶離該第一殼體之一表面。
  14. 如請求項13之方法，更包含以下步驟：將該第一開口配置在該第二殼體中以便對齊一對接站之一空氣流出口，其中一強制空氣流由該對接站中之一空氣流產生器產生，以便在該電子裝置與該對接站對接時 透過該空氣流出口輸出至該第一開口。
  15. 如請求項13之方法，更包含以下步驟：形成一第三開口及在該第一開口或該第二開口與該第三開口間之另一空氣流通道，以便導引空氣流由該第一開口或該第二開口通過該另一空氣流通道至該第三開口。
TW106116168A 2016-10-04 2017-05-16 具有空氣流通道之電子裝置及電子系統、與形成電子裝置之方法 TWI644609B (zh)

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