TWI783783B

TWI783783B - 電子裝置

Info

Publication number: TWI783783B
Application number: TW110142819A
Authority: TW
Inventors: 陳岳巽; 蔡禎祐; 林語千; 洪慈薇
Original assignee: 和碩聯合科技股份有限公司
Priority date: 2021-11-17
Filing date: 2021-11-17
Publication date: 2022-11-11
Also published as: TW202321862A

Abstract

電子裝置包括殼體、散熱元件以及熱變形抬升元件。殼體包含底板，底板包括至少一開口。散熱元件設置於殼體中。熱變形抬升元件連接散熱元件，並包括抵頂部。抵頂部的位置對應於開口。熱變形抬升元件適於吸收散熱元件的熱以產生熱形變，使抵頂部自底板的開口朝遠離底板的方向移動至殼體外以抬升底板。

Description

電子裝置

本揭露係關於一種電子裝置，特別係關於一種藉由熱變形抬升元件來提升散熱效果的電子裝置。

對於可攜式電子裝置而言，為了確保電子裝置之運作效能與可靠度，電子裝置的機體中的熱能需要適當的排出機體外。於一些實施方式中，可透過外接配件來增加機體的排熱孔與桌面之間的距離，以增加電子裝置的散熱空間而有效率的將機體中的熱能排出機體外。或者，透電子裝置的螢幕的框體來增加機體的排熱孔與桌面之間的距離，以增加電子裝置的散熱空間而可有效率的將機體中的熱能排至機體外。然而，前述方式需額外以手動操作而無法自動化，且也會增加螢幕上轉軸的負擔，進而影響電子裝置的使用壽命。此外，前述方式也會增加電子裝置的螢幕的尺寸，進而影響電子裝置整體機體的大小，使得電子裝置無法有效地縮減體積。

本案提供一種散熱效果良好的電子裝置，解決傳統電子裝置需外接配件及手動操作才可抬升底板增進散熱的缺點。

於一些實施方式中，電子裝置包括殼體、散熱元件以及熱變形抬升元件。殼體包含底板，底板包括至少一開口。散熱元件設置於殼體中。熱變形抬升元件連接散熱元件，並包括一抵頂部。抵頂部的位置對應於開口。熱變形抬升元件適於吸收該散熱元件的熱以產生熱形變，使抵頂部自底板的開口朝遠離底板的方向移動至殼體外以抬升底板。

於一些實施方式中，熱變形抬升元件的至少一側包括至少一水平部。抵頂部位在至少一水平部之一側並朝向開口突起。

於一些實施方式中，熱變形抬升元件的材質包含形狀記憶合金。

於一些實施方式中，散熱元件包括朝靠近底板的方向突出的至少一突起部。至少一突起部包括穿孔。水平部穿過突起部的穿孔而設置於散熱元件。

於一些實施方式中，熱變形抬升元件的兩側包括兩個水平部。散熱元件包括兩個突起部。兩個水平部可移動地設置於散熱元件。抵頂部移動至殼體外時，兩個水平部的長度縮短。

於一些實施方式中，熱變形抬升元件為多層金屬堆疊結構並包含第一金屬層以及第二金屬層。第一金屬層的熱膨脹係數大於第二金屬層的熱膨脹係數。

於一些實施方式中，第一金屬層位於散熱元件與第二金屬層之間。

於一些實施方式中，電子裝置更包含腳墊。腳墊連接於底板且覆蓋開口。

於一些實施方式中，當該熱變形抬升元件的該抵頂部朝遠離該底板的方向移動時，該熱變形抬升元件推頂該腳墊使該腳墊被拉伸。

於一些實施方式中，腳墊包括多個不同半徑的圓管以及一圓筒。

本案利用熱變形抬升元件連接散熱元件的設計，使電子裝置無需外接配件便可自動抬升底板增進散熱效果，且利用散熱元件的廢熱使熱變形抬升元件形變而不須消耗額外的能量，確保電子裝置之運作效能與可靠度。

以下的說明將提供許多不同的實施方式或實施例來實施本揭露的主題。元件或排列的具體範例將在以下討論以簡化本揭露。當然，這些描述僅為部分範例且本揭露並不以此為限。例如，將第一特徵形成在第二特徵上或上方，此一敘述不但包含第一特徵與第二特徵直接接觸的實施方式，也包含其他特徵形成在第一特徵與第二特徵之間，且在此情形下第一特徵與第二特徵不會直接接觸的實施方式。此外，本揭露可能會在不同的範例中重複標號或文字。重複的目的是為了簡化及明確敘述，而非界定所討論之不同實施方式及配置間的關係。

此外，空間相對用語如「下面」、「下方」、「低於」、「上面」、「上方」及其他類似的用語，在此是為了方便描述圖中的一個元件或特徵與另一個元件或特徵的關係。空間相對用語除了涵蓋圖中所描繪的方位外，該用語更涵蓋裝置在使用或操作時的其他方位。也就是說，當該裝置的方位與圖式不同(旋轉90度或在其他方位)時，在本文中所使用的空間相對用語同樣可相應地進行解釋。

請參照第1圖。第1圖繪示依據本案之一實施方式之電子裝置1的立體圖。第2A圖、第2B圖繪示依據本揭露一實施方式之電子裝置1於不同操作狀態下的剖視圖，其中第2B圖相較於第2A圖的差異在於，第2B圖中電子裝置1的底板124b的一側藉由熱變形抬升元件130而被抬升。

如第1圖所示，於本實施方式中，電子裝置1包含顯示單元10以及輸入單元12。於本實施方式中，電子裝置1為筆記型電腦，但本案不以此為限。於其他實施方式中，任何適合的電子裝置皆能應用於本案。

於第1圖中，輸入單元12樞接於顯示單元10，並包含殼體124、主機板127(見第2A圖以及第2B圖)以及散熱元件128(見第2A圖以及第2B圖)。主機板127及散熱元件128(見第2A圖以及第2B圖)設置於殼體124中。散熱元件128連接於主機板127，用以傳導主機板127上的熱並透過底板124b上的開口124o將熱排出至電子裝置1外，以確保電子裝置1之運作效能與可靠度。於本實施方式中，散熱元件128為散熱鰭片，但本揭露不以此為限。

如第2A圖以及第2B圖所示，電子裝置1還包含熱變形抬升元件130。變形抬升元件130連接散熱元件128，並適於吸收散熱元件128的熱以產生熱形變，且用以抬高電子裝置1以增加電子裝置1中排熱孔與工作面W之間的距離，進而增加電子裝置1的散熱空間，使得電子裝置1可更有效率的將機體中的熱能排至機體外。

如第2C圖所示，散熱元件128具有朝殼體124的底板124b(請參見第2A圖以及第2B圖)突出的兩個突起部128p。突起部128p沿著散熱元件128的長邊128s延伸。於本實施方式中，熱變形抬升元件130為片狀結構，具有朝遠離散熱元件128方向往開口124o突起的一抵頂部132，且具有連接於抵頂部132相反兩側的兩個水平部134a、134b(請參見第3A圖以及第3B圖)。抵頂部132的位置對應於開口124o。熱變形抬升元件130的水平部134a、134b位於熱變形抬升元件130的相反兩側，並延伸穿過散熱元件128的突起部128p上的穿孔128a而可移動地設置於散熱元件128。

於本實施方式中，熱變形抬升元件130的材質包含形狀記憶合金(Shape Memory Alloys，SMA)。因此，本實施方式的熱變形抬升元件130在加熱升溫後能完全消除其在較低的溫度下發生的變形，恢復其變形前的原始形狀。除形狀記憶效應外，本實施方式的熱變形抬升元件130在高溫下發生的「偽彈性」（又稱「超彈性」，英文 pseudoelasticity）行為能承載比一般金屬大約幾倍至約幾十倍的可恢復應變。

於一些實施方式中，熱變形抬升元件130的材質可包含金鎘(Au-Cd)合金、銅鋅(CuZn)合金、銅鋅鋁(CuZnAl)合金、銅鋁鎳(CuAlNi)合金或其他可具有形狀記憶效的金屬或金屬合金。

如第2A圖、第3A圖、第3B圖所示，電子裝置1處於第一狀態。第一狀態可為電子裝置1的未開機狀態、待機狀態或其他適合的狀態。此時，熱變形抬升元件130的抵頂部132相對於水平部134a、134b具有高度H1(見第3B圖)。水平部134a、134b具有自抵頂部132水平延伸的長度L1、L2(見第3B圖)。

電子裝置1更包含腳墊140。腳墊140連接於底板124b，且覆蓋開口124o及熱變形抬升元件130。腳墊140為可折疊的多層環狀結構，且具有多個不同半徑的圓管140a、140b以及圓筒140c。不同半徑的圓管140a、140b以及圓筒140c依序透過其半徑由大到小而可移動的銜接相鄰的兩者。於第一狀態下，腳墊140呈摺疊狀態，而相對於底板124b具有高度H2(見第3B圖)。於一些實施方式中，其他數量的圓管也可應用於本揭露。腳墊140的材質可為橡膠、塑膠、金屬或其他任何適合的材料。舉例來說，腳墊140的材質可包含聚乳酸（PLA)、聚己内酯(PCL)、聚琥珀酸丁二酯（PBS)、聚羥基乙酸（PGA)、聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯（PBAT)、聚乙烯醇（PVA)、澱粉塑膠(Starch)。

如第2B圖、第4A圖、第4B圖所示，電子裝置1處於第二狀態。第二狀態可為電子裝置1的啟動運作狀或其他適合的狀態。熱變形抬升元件130的熱形變範圍足以使得抵頂部132自底板124b的開口124o相反於散熱元件128的一側朝遠離底板124b的方向移動至殼體124外以抬升底板124b。具體而言，在電子裝置1的運作過程中，熱變形抬升元件130係因熱產生變形。熱變形抬升元件130的形變使得抵頂部132自底板124b的開口124o相反於散熱元件128的一側朝遠離底板124b的方向移動，進而配置以相對工作面W抬升殼體124的底板124b(見第2B圖)。此時，熱變形抬升元件130的抵頂部132相對於水平部134a、134b具有高度H3(見第4B圖)。水平部134a、134b具有自抵頂部132水平延伸的長度L3、L4(見第4B圖)。由於熱變形抬升元件130因熱而產生形變，使得抵頂部132在第二狀態下的高度H3(見第4B圖)大於抵頂部132在第一狀態下的高度H1(見第3B圖)，且使得水平部134a在第二狀態下的長度L1(見第4B圖)小於水平部134a在第一狀態下的長度L3(見第3B圖)。也就是說，當抵頂部132移動至殼體124外時，水平部134a的長度縮短。

於第二狀態下，熱變形抬升元件130推頂腳墊140，使得腳墊140中的圓管140a、140b以及圓筒140c中相鄰的兩者彼此遠離而被拉伸。此時，腳墊140具有高度H4，高度H4係大於腳墊140於第一狀態下的高度H2。

於一些實施方式中，電子裝置1的操作方法包含多個步驟。儘管本文將所揭示電子裝置1的操作方法為一系列步驟或事件，但應瞭解到，並不以限制性意義解讀此類步驟或事件之所繪示次序。舉例而言，除本文繪示及/或描述之次序外，一些步驟可以不同次序發生及/或與其他步驟或事件同時發生。另外，實施本文描述之一或多個態樣或實施方式可並不需要全部繪示操作。進一步地，可在一或多個獨立步驟及/或階段中實施本文所描繪之步驟中的一或更多者。具體來說，電子裝置1的操作方法包含步驟一、二以及三。

於步驟一中，電子裝置1的中央處理單元123被啟動。於步驟二中，藉由連接於中央處理單元123的散熱元件128將熱傳導至電子裝置1外，其中散熱元件128位於電子裝置1的底板124b的開口124o上方。於步驟三中，連接於散熱元件128的熱變形抬升元件130的溫度被改變，使得熱變形抬升元件130因而產生變形，而使得熱變形抬升元件130的抵頂部132自底板124b的開口124o相反於散熱元件128的一側朝遠離或靠近底板124b的方向移動以抬升或降低電子裝置1的底板124b。

請參照第5A圖、第5B圖繪示依據本揭露另一實施方式之電子裝置2於不同操作狀態下的剖視圖，其中第5B圖相較於第5A圖的差異在於，第5B圖中電子裝置的底板224b的一側藉由熱變形抬升元件230而被抬升。電子裝置2包含顯示單元20、輸入單元22、殼體224、主機板227、散熱元件228以及腳墊240。這些元件的結構、功能以及各元件之間的連接關係皆與第1圖至第4B圖所示之電子裝置1大致相同，因此可參照前述相關說明，在此不再贅述。在此要說明的是，本實施方式與第1圖至第4B圖所示之實施方式的差異之處，在於本實施方式中，第1圖至第4B圖所示之熱變形抬升元件130以熱變形抬升元件230取代。

於本實施方式中，熱變形抬升元件230為多層金屬堆疊結構，並包含第一金屬層232以及第二金屬層234。第一金屬層232的熱膨脹係數不同於第二金屬層234的熱膨脹係數。於本實施方式中，第一金屬層232的熱膨脹係數大於第二金屬層234的熱膨脹係數，且位於散熱元件228與第二金屬層234之間。於其他一些實施方式中，熱變形抬升元件230可包含兩層以上具有不同熱膨脹係數的金屬層。於一些實施方式中，第一金屬層232或第二金屬層234的材質可包含鋼、銅、黃銅、錳鎳銅合金、鎳鎘驖合金、鎳錳鐵合金、鎳鐵合金或其他適合的材料。

於本實施方式中，熱變形抬升元件230的一水平部230a(請參見第6A圖至第7B圖)穿設散熱元件228的突起部228p上的穿孔228a而固定於散熱元件228。熱變形抬升元件230中相反於水平部230a的一抵頂部230b(請參見第6A圖至第7B圖)係懸於散熱元件228的下方。

於本實施方式中，熱變形抬升元件230用於將溫度的變化轉換成機械位移。熱變形抬升元件230中的第一金屬層232以及第二金屬層234在加熱時以不同的速率膨脹。不同的膨脹速率使得熱變形抬升元件230在加熱時向一個方向彎曲。於一些實施方式中，第一金屬層232以及第二金屬層234可通過鉚接、釬焊、焊接或其他適合的方式連接。由於第一金屬層232以及第二金屬層234在整個長度上連接在一起，因此不同的膨脹可使得熱變形抬升元件230在加熱時向一個方向彎曲。

於第5A圖、第6A圖及第6B圖中，電子裝置2處於第一狀態。第一狀態可為電子裝置1的未開機狀態、待機狀態或其他適合的狀態。此時，熱變形抬升元件230的抵頂部230b相對於水平部230a的底表面230s具有高度H5(見第6B圖)，且腳墊240呈摺疊狀態而相對於底板224b具有高度H6(見第6B圖)。

於第5B圖、第7A圖、第7B圖中，電子裝置2處於第二狀態。第二狀態可為電子裝置1的啟動運作狀或其他適合的狀態。熱變形抬升元件230的熱形變範圍足以使得抵頂部230b自底板224b的開口224o相反於散熱元件228的一側朝遠離底板224b的方向移動以抬升底板224b。具體而言，在電子裝置2的運作過程中，熱變形抬升元件230係因熱產生變形。熱變形抬升元件230的形變使得抵頂部230b自底板224b的開口224o相反於散熱元件228的一側朝遠離底板224b的方向移動，進而配置以相對工作面W抬升殼體224的底板224b(見第5B圖)。此時，熱變形抬升元件230的抵頂部230b相對於水平部230a的底表面230s具有高度H7(見第7B圖)。由於熱變形抬升元件230因熱而產生形變，使得抵頂部230b在第二狀態下的高度H7(見第7B圖)大於抵頂部230b在第一狀態下的高度H5(見第5B圖)。

於第二狀態下，熱變形抬升元件230推頂腳墊240，使得腳墊240中的圓管240a、240b以及圓筒240c中相鄰的兩者彼此遠離而被拉伸。此時，腳墊240相對於底板224b而具有高度H8，高度H8係大於腳墊240於第一狀態下的高度H6。

於一些實施方式中，電子裝置2的操作方法包含多個步驟。儘管本文將所揭示電子裝置2的操作方法為一系列步驟或事件，但應瞭解到，並不以限制性意義解讀此類步驟或事件之所繪示次序。舉例而言，除本文繪示及/或描述之次序外，一些步驟可以不同次序發生及/或與其他步驟或事件同時發生。另外，實施本文描述之一或多個態樣或實施方式可並不需要全部繪示操作。進一步地，可在一或多個獨立步驟及/或階段中實施本文所描繪之步驟中的一或更多者。具體來說，電子裝置2的操作方法包含步驟一、二以及三。

於步驟一中，電子裝置2的中央處理單元223被啟動。於步驟二中，藉由連接於中央處理單元223的散熱元件228將熱傳導至電子裝置2外，其中散熱元件228位於電子裝置2的底板224b的開口224o上方。於步驟三中，連接於散熱元件228的熱變形抬升元件230的溫度被改變，使得熱變形抬升元件230朝遠離散熱元件228的方向彎曲，而使得熱變形抬升元件230的抵頂部230b自底板224b的開口224o相反於散熱元件228的一側朝遠離或靠近底板224b的方向移動以抬升或降低電子裝置2的底板224b。

由以上對於本案之具體實施方式之詳述，可以明顯地看出，本案位於電子裝置中的熱變形抬升元件連接散熱元件，使熱變形抬升元件利用散熱元件的廢熱即可產生熱形變，並用以抬高電子裝置以增加電子裝置中排熱孔與工作面之間的距離。藉此，本案不須消耗額外的能量即可抬升電子裝置的底板而增加散熱效果。另外，熱變形抬升元件會對應散熱元件的溫度變化自動抬升或降低底板，所以無須手動操作而增進了使用方便性。此外，本案也改善傳統電子裝置需額外貼附配件或增加螢幕尺寸才能增進散熱的缺點。因此，本案的熱變形抬升元件可增加電子裝置的散熱空間，使得電子裝置可更有效率的將機體中的熱能排至機體外，因而確保電子裝置之運作效能與可靠度。

前述多個實施方式的特徵使此技術領域中具有通常知識者可更佳的理解本案之各方面，在此技術領域中具有通常知識者應瞭解，為了達到相同之目的及/或本案所提及之實施方式相同之優點，其可輕易利用本案為基礎，進一步設計或修飾其他製程及結構，在此技術領域中具有通常知識者亦應瞭解，該等相同之結構並未背離本案之精神及範圍，而在不背離本案之精神及範圍下，其可在此進行各種改變、取代及修正。

1:電子裝置 2:電子裝置 10:顯示單元 12:輸入單元 20:顯示單元 22:輸入單元 123:中央處理單元 124:殼體 124b:底板 124o:開口 127:主機板 128:散熱元件 128a:穿孔 128s:長邊 128p:突起部 130:熱變形抬升元件 132:抵頂部 134a:水平部 134b:水平部 140:腳墊 140a:圓管 140b:圓管 140c:圓筒 223:中央處理單元 224:殼體 224b:底板 224o:開口 227:主機板 228:散熱元件 228a:穿孔 228p:突起部 230:熱變形抬升元件 230a:水平部 230b:抵頂部 230s:底表面 232:第一金屬層 234:第二金屬層 240:腳墊 240a:圓管 240b:圓管 240c:圓筒 L1:長度 L2:長度 L3:長度 L4:長度 H1:高度 H2:高度 H3:高度 H4:高度 H5:高度 H6:高度 H7:高度 H8:高度 W:工作面

為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖繪示依據本揭露一實施方式之電子裝置的立體圖。第2A圖、第2B圖繪示依據本揭露一實施方式之電子裝置於不同操作狀態下的剖視圖，其中第2B圖相較於第2A圖的差異在於，第2B圖中電子裝置的底板的一側藉由熱變形抬升元件而被抬升。第2C圖繪示依據本揭露一實施方式之散熱元件與熱變形抬升元件的局部立體圖。第3A圖、第3B圖繪示依據本揭露一實施方式之電子裝置於第一操作狀態下的局部立體圖以及剖視圖。第4A圖、第4B圖繪示依據本揭露一實施方式之電子裝置於第二操作狀態下的局部立體圖以及剖視圖。第5A圖、第5B圖繪示依據本揭露另一實施方式之電子裝置於不同操作狀態下的剖視圖，其中第5B圖相較於第5A圖的差異在於，第5B圖中電子裝置的底板的一側藉由熱變形抬升元件而被抬升。第6A圖、第6B圖繪示依據本揭露另一實施方式之電子裝置於第一操作狀態下的局部立體圖以及剖視圖。第7A圖、第7B圖繪示依據本揭露另一實施方式之電子裝置於第二操作狀態下的局部立體圖以及剖視圖。

1:電子裝置

123:中央處理單元

124:殼體

124b:底板

124o:開口

127:主機板

128:散熱元件

130:熱變形抬升元件

140:腳墊

W:工作面

Claims

一種電子裝置，包括：一殼體，包含一底板，該底板包括至少一開口；一散熱元件，設置於該殼體中，該散熱元件包括朝該底板方向突出的至少一突起部，該至少一突起部包括相反的兩側面及貫穿至少一該兩側面的一穿孔；以及一熱變形抬升元件，連接該散熱元件並包括一抵頂部，該抵頂部的位置對應於該開口，該熱變形抬升元件適於吸收該散熱元件的熱以產生熱形變，使該抵頂部自該底板的該開口朝遠離該底板的方向移動至該殼體外以抬升該底板，其中該熱變形抬升元件的至少一側包括至少一水平部，該至少一水平部穿過該至少一突起部的該穿孔。
如請求項1所述之電子裝置，其中該抵頂部位在該至少一水平部之一側並朝向該開口突起。
如請求項2所述之電子裝置，其中該熱變形抬升元件的兩側包括兩個該水平部，該散熱元件包括兩個該突起部，該等水平部分別可移動地設置於該兩突起部，當該抵頂部移動至該殼體外時，該等水平部的長度縮短。
如請求項2所述之電子裝置，其中該熱變形抬升元件的材質包含一形狀記憶合金。
如請求項1所述之電子裝置，其中該熱變形抬升元件為一多層金屬堆疊結構，並包含一第一金屬層以及一第二金屬層，其中該第一金屬層的熱膨脹係數大於該第二金屬層的熱膨脹係數。
如請求項5所述之電子裝置，其中該第一金屬層位於該散熱元件與該第二金屬層之間。
如請求項1所述之電子裝置，更包含一腳墊，該腳墊連接於該底板且覆蓋該開口。
如請求項7所述之電子裝置，其中當該熱變形抬升元件的該抵頂部朝遠離該底板的方向移動時，該熱變形抬升元件推頂該腳墊使該腳墊被拉伸。
如請求項7所述之電子裝置，其中該腳墊包括多個不同半徑的圓管以及一圓筒。