一種電子裝置的制作方法

專利名稱：一種電子裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電子裝置，包括一第一殼體，其上設置一用于固定發熱元件和散熱片的電路板；和一第二殼體，其中容納一顯示裝置并可轉動地固定在第一殼體上，尤其涉及一種設置冷卻結構的電子裝置。
正如在日本未審查的專利公報No.7-142886和No.8-162576所披露的那樣，在上述技術領域之相關技術的實施例中，熱量從固定發熱元件的第一殼體傳導到容納顯示裝置等部件的第二殼體，并從第二殼體的壁面釋放。
在日本未審查的專利公報No.7-142886(現有技術1)中，一固定于發熱元件上并設置于一殼體內的散熱元件和一設置于容納一顯示裝置的第二殼體內的散熱元件由一軟管連接起來，而且發熱元件被各散熱元件間流動的冷卻液體所冷卻。
另一方面，日本未審查的專利公報No.8-162576(現有技術2)披露了一種技術連接第一殼體和第二殼體的鉸鏈由高導熱性材料制成，固定于發熱元件上的散熱元件和設置于第二殼體內的散熱元件與鉸鏈由一高傳導性元件連接在一起，從而允許熱量傳導給第二殼體以增加散熱面積，產生于發熱元件的熱量可以由此排出，其中第一殼體上固定著發熱元件，第二殼體內容納顯示裝置等部件。
目前，如便攜式電腦這樣的電子裝置中，由于性能的改進而使元件產生的熱量增加，而且在殼體厚度和重量的降低上也大有改進，同時由于這些電子裝置通常是由電池驅動的，因此有必要全面減小裝置的動力損耗。
在現有技術1中，為使液體流動，就需要有動力。因此，出現的問題就是沒有考慮這將導致用于帶動液體的動力損耗和用于液體驅動裝置之重量的增加，從便攜性的觀點考慮，就將產生缺陷。相反，現有技術2僅適用于特定的發熱元件，如果有多個發熱元件需要冷卻，就必須為每個發熱元件設置通向鉸鏈的熱通道。此外，為減小從發熱元件到鉸鏈的熱阻，必須將發熱元件和鉸鏈彼此相互鄰近設置。也就是說，該現有技術沒有考慮到，為了抑制所有發熱元件溫度的升高和殼體表面如鍵盤溫度的升高，而對熱通道之空間和到鉸鏈之距離的進行考慮，由此通過對發熱元件電路板布局的限制而使實現整個系統之高性能的障礙被表現出來。
而且，在設想使用便攜式電子裝置的情況下，必須使固定于殼體上之鍵盤的溫度和與使用者經常接觸(例如當該裝置放在膝上或腿上時)的殼體之裝置表面溫度處于一合適的范圍內。但是，還是沒有考慮一個問題隨著元件性能之改進而產生的熱量之增加，和產生于元件的位置附近的殼體溫度的升高，使固定于殼體上的鍵盤和/或顯示裝置的背面給使用者帶來不適感，其中熱量通過鍵盤和顯示裝置的背面傳遞，這與現有技術2的情況相同。換言之，就是沒有考慮當殼體內產生的熱量增加時，為通過冷卻各元件并使殼體和/或鍵盤的溫度處于一使用者在操作過程中舒適的溫度來保證性能，必須將產生的熱量適當分散給整個裝置。
此外，在保養或維修等情況下，由于組件的成本和性能的改進的原因，在這種便攜式電子裝置中，系統規格將被改變，而且伴隨這種改變，殼體內的元件和/或裝置的布置通常也要改變；當作出這些改變時，產生了一個問題必須對冷卻結構作出很大的改變，若不能保證足夠的冷卻性能，制造成本就會升高，而且也會妨礙性能的改進。具體地說，就是未對下列問題給予考慮在通常被用作顯示裝置的液晶設備固定于第二殼體上的情況下，就存在為確保正常的顯示性能而要對設備溫度進行限制，除非傳導給第二殼體的熱量可這樣被調節在進行系統規格的改變和性能的改進時，沒有超過顯示溫度的上限，否則不能達到正常的顯示性能。
本發明的一個目的是提供一種帶冷卻結構的電子裝置，該冷卻結構適于厚度小、重量輕的殼體，從而在不考慮發熱元件在電路板上的布置和/或殼體內設備之零件的布置的情況下，可抑制容納發熱元件和鍵盤等部件的殼體之表面溫度的升高，并且發熱元件的溫度也可被冷卻到一預定的溫度，對操作人員沒有不適感。
本發明的另一目的是提供一種帶冷卻結構的電子裝置，該冷卻結構能夠使殼體和鍵盤保持在一個對操作人員沒有不適感的溫度，而發熱元件保持低于一預定溫度，并且從殼體內發熱元件和/或設備產生的熱量在整個裝置內被適當分散。
本發明的又一目的是提供一種帶冷卻結構的電子裝置，從而可使從殼體釋放出的熱量被調節，以適應殼體內發熱元件和/或設備布置上的變化。
為解決上述問題，根據本發明申請的一種電子裝置，包括一第一殼體，其上固定著鍵盤和電路板；和一第二殼體，該殼體容納一顯示裝置并且通過一鉸鏈可轉動地固定于第一殼體上；而且還包括一第一散熱元件，它與一個或多個設置于第一殼體內作為冷卻對象的元件和第一殼體表面熱連接；一第二散熱元件，該元件設置于第二殼體內；和連接裝置，該裝置用于熱連接第一和第二散熱元件。另外，還設置了一個結構，該結構包括一柔性導熱元件，設置于作為冷卻對象的元件和第一散熱元件之間。而且，還設置一結構，該結構包括一散熱元件，設置于多個或一個作為冷卻對象的所說元件和鍵盤之間，并熱連接冷卻對象元件和鍵盤。
另外，可在電子裝置中設置一結構，該電子裝置包括一第一殼體，其上固定著鍵盤和電路板；和一第二殼體，該第二殼體容納一顯示裝置且由一鉸鏈可轉動地固定在所說第一殼體上；還包括一導熱元件，它與一個或多個設置于第一殼體內作為冷卻對象的元件和所說第一殼體表面熱連接；連接裝置，用于熱連接第一和第二殼體。
此外，連接裝置可包括一導熱元件，通過連接第一散熱元件和第二散熱元件而被連接；而且，還包括一導熱元件，該導熱元件包括一連接到第一散熱元件上的導熱元件和一連接到第二散熱元件上的導熱元件中的一個或另一個，并與這些導熱元件或散熱元件相連接的導熱元件。
再之，連接裝置的接觸面積的大小是可調的。
第一散熱元件吸收電路板上多個發熱元件的熱量，而且這些熱量中的一部分從第一殼體表面通過一散熱通道釋放到空氣中，其中散熱通道通過第一散熱元件和殼體表面之間的熱連接來提供。其余的熱量通過第一散熱元件和第二散熱元件的連接處傳導給第二散熱元件，并從第二殼體表面釋放到空氣中。此時，第一散熱元件同時吸收多個元件的熱量。這樣，無論它們在電路板上的布置方式如何，這多個被熱連接到第一散熱元件上的元件之熱量從第一殼體的表面和第二殼體的表面釋放出去。因此，可以實現達到系統高性能的元件布局，而不會降低電路板上發熱元件的冷卻性能，即使由于系統規格的變化而需要變換發熱元件和/或電路板，也無需大規模變換冷卻結構。
又之，從第一殼體的發熱元件和/或裝置產生的熱量從第一散熱元件通過傳導給第一殼體或鍵盤而被釋放到外部。同時，熱量從熱連接到該第一散熱元件上的第二殼體釋放到外部。也就是說，由于在殼體內部產生的熱量在釋放到外部前被分散到所有的表面上，所以人所接觸的外殼在元件冷卻時也被適當地冷卻，而不會存在殼體表面溫度的升高或升高到引起使用者不適的溫度之情況。


圖1為根據本發明的一個實施例之電子裝置的透視剖面圖；圖2為圖1所示的電子裝置之后部透視圖；圖3為沿圖1之剖面線III-III的橫剖視圖；圖4為圖1所示的電子裝置的熱阻線路之示意圖；圖5為根據本發明另一實施例的立體剖視圖；圖6為圖5所示的電子裝置中散熱元件之連接裝置的立體剖視圖；圖7為根據本發明的電子裝置的另一散熱元件之連接裝置的立體剖視圖；圖8為根據本發明的電子裝置的又一散熱元件之連接裝置的剖視圖；圖9為根據本發明的電子裝置的再一散熱元件之連接裝置的透視圖；圖10為根據本發明的電子裝置的另一散熱元件之連接裝置的透視圖；圖11為根據本發明的電子裝置之又一散熱元件的連接裝置之立體剖視圖；圖12為根據本發明的電子裝置之再一散熱元件的連接裝置之立體剖面圖。
結合附圖，本發明之實施例說明如下。
本發明的第一實施例如圖1至3所示，而該實施例之熱阻線路示意圖如圖4所示。圖1為一薄的電子裝置之內部透視圖，該電子裝置為一典型的便攜式電腦。圖2為圖1所示的電子裝置之實施例的后部透視圖；圖3為一橫剖視圖，展示了圖1所示的電子裝置之實施例的內部；圖4為一示意圖，展示了圖1所示的電子裝置之熱阻線路。
本實施例的電子裝置包括一副電路板2，其上固定著包括元件1的多個元件，其中元件1，如一個CPU(中央處理器)(在下文中稱之為CPU)，釋放出大量的熱；一個主電路板3，其上固定著副電路板2和多個元件；一個鍵盤4；一個第一殼體6，用于容納存儲設備5等部件；和一個第二殼體8，用于容納一顯示裝置7。第一殼體6和第二殼體8通過在殼體的兩個相應的邊緣(圖1中僅示出一個邊緣)91和92處的鉸鏈9以可相互轉動的方式被連接。在CPU1上，設置一個第一散熱元件10，將第一散熱元件10熱連接到CPU1上；而且在第二殼體8內，第二散熱元件11設置于顯示裝置7和第二殼體8的殼壁之間。
第一散熱元件10為一高導熱性的薄板元件，如鋁板或銅板，并在其端部有一圓筒形部分12，該圓筒形部分12通過將圓筒形構件用金屬連接的方式連接到薄板元件上的方法，將薄板元件彎成圓筒形的方法，壓鑄成型的方法等被制成。第二散熱元件11也是一高導熱性的薄板元件，如鋁板或銅板，并在其端部有一圓柱13。該圓柱13通過將圓柱形構件用金屬連接的方式連接到薄板元件上的方法，壓鑄成型的方法等被制成。第一散熱元件10和第二散熱元件11通過將圓筒形部分12和圓柱13裝配在一起而被連接起來，其中圓柱13伸到第一散熱元件10的圓筒形部分12的端部(圖1中的左端)。圓柱13與鉸鏈9的轉軸同心地安裝。圓筒形部分12和圓柱13的連接容納于第一殼體6中，而第二散熱元件11和圓柱13的連接容納于第二殼體8內。
該結構也可在圖2中通過顯示部分閉合的情況下之后部透視圖被示出。由于在不考慮第一殼體6和第二殼體8的角度的情況下，第二散熱元件11與圓柱13的組件和設置于第一散熱元件10上的圓筒形部分12可以在圓柱13的不同位置上被裝配在一起，因此，沒有第一和第二散熱元件(10和11)也可形成殼體，其中第一和第二散熱元件(10和11)由于暴露于外部的CPU的熱量而達到很高的溫度(約70℃)。此外，外表也不會損壞。
此外，盡管圖1中沒有示出，但在另一端(圖1中的左端)的鉸鏈內，連接顯示裝置和主電路板3的信號導線從第一殼體6貫穿到第二殼體。
下面，利用圖3將進一步說明本實施例的散熱結構。
圖3為沿圖1之剖面線III-III的橫剖視圖，展示了本實施例的內部。組成散熱元件的散熱片14設置于第一殼體6的底面上。散熱量和由散熱片傳導的熱量主要取決于其面積，因此，如果需要，在實踐中，散熱片的面積可與殼體的底面面積相同，而且遠至殼體的后部表面設置散熱片。具體地說，通過擴大面積可以增加電路板上的元件分布的自由度。此外，如果殼體6由象鎂這樣的金屬制成，那么殼體本身的壁面一般就可被用作散熱片14。CPU1被安裝在副電路板2上，并且一膨脹的金屬片16被固定于一柔性導熱元件(例如，由氧化鋁與硅橡膠混合的填充物組成)的另一側。副電路板2通過一連接件17被固定在主電路板3上。膨脹金屬片16通過穿過主電路板3的柔性導熱元件19接觸設置于散熱片14上的散熱體18而被熱連接。散熱元件10被設置在副電路板2的后面，其中副電路板2上固定著CPU1，并且直接位于鍵盤4之下，一柔性的導熱元件20設置于副電路板2與鍵盤4之間。散熱元件10和鍵盤4(最理想的是，鍵盤為高導熱性的金屬)的底座部分通過一柔性導熱元件或類似物處于連接或熱連接。散熱元件10本身也可作鍵盤的底座部分。
散熱元件10應該有一相對發熱元件盡可能寬的區域，從而可覆蓋多個發熱元件，如副電路板2上的發熱元件2-a，2-b和主電路板3上的發熱元件3-a。另外，散熱元件10在其端部有一圓筒形部分12。此外，在容納顯示裝置7的第二殼體8內，第二散熱元件11設置于殼體的背面上，其中第二散熱元件11在其端部有一圓柱13。在散熱元件11與顯示裝置7之間形成一間隙(空氣絕緣層)，從而使散熱元件11不會使顯示裝置7變熱。此外，如果殼體8由象鎂這樣的金屬制成，那么殼體的壁面本身一般就可被用作第二散熱元件11。散熱元件10的圓筒形部分12和散熱元件11的圓柱13通過插入裝置被連接，從而使第二殼體8可繞作為中心的圓柱13(與連接殼體6和殼體8的鉸鏈軸處于相同的直線上)相對第一殼體6轉動。當然，散熱元件10和散熱元件11的連接部分(圓筒形部分12)的散熱能力可通過使其與散熱元件成一體而得以改善，但是，為使裝配簡單，通過一種借助于止動螺釘這樣的方法使其可拆地固定在散熱元件上。
膨脹金屬片16、散熱片14和散熱元件10、11的散熱效果通過沿表面方向上熱的分散而得到改善。由CPU1產生的熱量被分散成通過柔性導熱元件15，膨脹金屬片16，柔性導熱元件19，散熱體18和殼體6底面上的散熱片14而釋放到空氣中的熱量，和通過副電路板2，柔性導熱元件20和散熱元件10釋放的熱量。另外，散熱元件10與多個發熱元件，如副電路板2上的發熱元件2-a，2-b和主電路板3上的發熱元件3-a熱連接。源于多個發熱元件象副電路板2上的發熱元件2-a，2-b和主電路板3上的發熱元件3-a的熱量通過在空氣中的傳導或輻射，被直接傳導給散熱元件10，或通過將熱量傳導給電路板間接傳導給散熱元件10。在傳導給散熱元件10的熱量中，一部分熱量通過鍵盤4釋放到空氣中，而其余的熱量則從散熱元件10與散熱元件11的插入裝置部分(12和13)被熱傳導給散熱元件11并通過第二殼體8的壁釋放到空氣中。應該注意到由于散熱元件10被設置成覆蓋副電路板2和主電路板3上的多個散熱元件，所以各電路板上的元件之熱量被傳導給散熱元件10，而不考慮副電路板2內元件設置的位置或副電路板2固定于主電路板3上的位置。
圖4為一展示本實施例中熱阻電路的示意圖，并且所給示意圖是用于說明本實施例的優點。從CPU到空氣，存在許多處于復雜關系中但表示出相互作用的效果最大的部分的熱通道，這些熱通道可分為第一散熱通道，即熱量從CPU通過第一殼體的底面和底面上的散熱元件(熱阻R1)釋放到空氣中的通道；和第二散熱通道，即熱量從CPU通過鍵盤側面的散熱元件(熱阻R2)釋放到空氣中的通道，其中的散熱元件組成第一散熱元件。應該注意到如上所述，這些第一殼體內的散熱元件除吸收源于CPU的熱量外，也吸收源于發熱元件的熱量，但為簡單起見，本說明書將集中于CPU的散熱。
第一通道，即熱量從CPU通過鍵盤側面上的散熱元件被釋放出去的通道，還可進一步劃分為第二通道(熱阻R3)和第三通道(熱阻R5)，其中第二通道為熱量從第一散熱元件通過鍵盤表面被釋放出去的通道，第三通道為通過第一散熱元件和第二散熱元件的插入裝置部分(熱阻R4)從第二散熱元件經過容納顯示裝置的第二殼體的后面散熱的通道。在目前的技術水平下，各個熱阻常用的近似值分別為R1＝16℃/W，R2＝6℃/W，R3＝8℃/W，R5＝10℃/W。第一散熱元件和第二散熱元件的插入裝置部分的熱阻R4，例如當各自的材料均為鋁，圓筒形部分的內徑和外徑分別為4mm和6mm，間隙為10μm，插入長度為15mm時，約等于3.7℃/W。因此，從CPU到空氣的總熱阻R＝1(1/R1+1/(R2+R3(R4+R5)/(R3+R4+R5)))≈6.5℃/W。由目前常用的CPU產生的熱量約為8W，而未來的CPU產生的熱量趨向于增加，因此，利用這些數值就得到釋放的熱量的近似值從殼體的底面釋放到空氣中的熱量為3.3W，從鍵盤表面釋放到空氣中的熱量為3.0W，從第二殼體的后面釋放到空氣中的熱量為1.7W。而且，如果空氣溫度為35℃，那么CPU的溫度就是87℃。相反，如果不使用本發明，即如果沒有圖4中虛線包含的散熱通道，那么總熱阻R為R＝1/(1/R1+1/(R2+R3)))＝7.5℃/W。在這種情況下，從殼體底面釋放到空氣中的熱量為3.7W，而從鍵盤的上表面釋放到空氣中的熱量為4.3W，從而導致CPU的溫度為95℃。因此，在本發明之實施例的情況下，與不采用本發明之上述結構的情況相比，CPU的溫度可被降低13％(以與空氣的溫差之形式)，而且從鍵盤表面釋放的熱量也減少30％。
現在讓我們來考慮被用戶或操作人員接觸的鍵盤表面之溫度。在本發明的實施例中，從鍵盤表面釋放的熱量從4.3W減少至3.0W。因此，考慮到從鍵盤表面到空氣的熱阻(目前常用值約3℃/W)，鍵盤相對空氣溫度的升高從12.9℃減至9.0℃，即與空氣的溫差保持低于10℃但通過實驗的方法發現，這樣的溫差會產生不適感。也就是說，對于發熱功率大于8W的CPU來說，各部分的熱阻可這樣設計通過將多于1.7W的熱量轉移給第二殼體，以保持鍵盤表面相對空氣溫度的升高低于10℃，而使從鍵盤釋放的熱量保持低于3.3W。
第一散熱元件和第二散熱元件之插入裝置部分的熱阻R4取決于圓筒形部分與圓柱插入配合之間隙的大小和插入長度。舉一個例子，如果各自的材料為鋁，而且圓筒形部分的內徑和外徑分別為4mm和6mm，那么我們發現熱阻R4取決于插入裝置的間隙和插入長度。具體地說，當間隙的大小分別為10、20和30μm時，R4(℃/W)分別為3.7，5.9和9.6(此時插入長度固定在15mm)。另一方面，當插入長度分別為10，15和20mm的情況下，R4分別為4.6，3.7和3.6(如果間隙保持15μm不變)。如果使用金屬，由普通機械加工精度可很容易地達到大約10～30μm的間隙。如上所述，所描述的情況中，熱量在圓柱形部件和圓筒形部件之間熱傳遞通過空氣層來實現；但可通過在圓柱形部件和圓筒形部件之間設置導熱油脂或導熱油而大大減小熱阻，例如，如果間隙為10μm，插入長度為15mm，若在圓柱形部件和圓筒形部件之間設置導熱油脂，那么R4＝1.2℃/W，即熱阻R4可減小約1/3。
在上述的結構中，第一殼體內部產生的熱量通過從第一殼體的底面或鍵盤背面的散熱元件經由第二殼體之散熱元件的連接裝置傳導而釋放，從而使傳導給第一殼體底面或部分、用戶實際接觸的鍵盤等的熱量減少，因此，使這些部件的溫度能夠保持低于一使用戶感到不適的溫度，并改善了在使用中操作人員的舒適感。
而且，由于第一殼體的第一散熱元件有一覆蓋多個元件的區域，該區域與主電路板的面積相同或與第一殼體底面的面積相同，無論其位置如何，與第一散熱元件熱連接的多個元件的熱量以一種可靠的方式從連接裝置傳導給第二散熱元件。具體地說，從冷卻和/或散熱的觀點看，可大大減少對第一殼體內部元件的布置和包括電路板的裝置的布置之限制，從而采用最適合達到系統運行的高性能之元件和/或裝置的布置，并解決了由于系統規格的變化或維修而對發熱元件和/或電路板進行接線變換的問題，而且不會對冷卻結構進行大的改變因此使結構費用降低。此外，由于源于副電路板的發熱元件的熱量被迫通過主電路板，并從主電路板傳導給第一散熱元件，從而不僅在電路板的平面布置而且在電路板的垂直方向上的自由度都得到增加，即元件和/或裝置的自由度進一步增加，由于發熱元件的熱量可傳導給鍵盤和底面這樣，就可得到一種有益于制造成本的降低和有益于高性能的實現之布局。
而且，由第一殼體內的發熱元件和/或裝置產生的熱量從第一散熱元件(位于殼體的底面上或鍵盤側面上)傳導給第一殼體或傳導給鍵盤，然后再釋放到外部。同時，熱量從第二殼體釋放到外部，其中第二殼體熱連接到第一散熱元件上，就是說，由于殼體內產生的熱量在殼體內被分散后，從殼體的上表面釋放到外部，所以就不存在在殼體上表面局部發熱的可能性，或加熱到使操作人員感到不舒適的可能性；這樣，不僅可使元件被冷卻，而且由人接觸的殼體也被適當地冷卻。
而且，通過使調節第一和第二散熱元件之連接處的兩個散熱元件的接觸面積，即熱傳導面積成為可能，而使從第一和第二散熱元件釋放到外部的熱量可被調節，以解決性能的提高和/或由發熱元件產生的熱量的增加，而不必使冷卻結構有很大的變化熱量的分配以一種簡單的形式得到調節，這種分配是指從殼體內部釋放出的熱量分散給整個殼體。
圖7為一透視圖，表明根據本發明之電子裝置的第三實施例。
根據圖4所示的第一實施例的熱阻線路示意圖，從第一散熱元件和第二散熱元件的連接部件通過遠至第二殼體壁面的第二散熱元件之熱阻(R4+R5)的減小有益于CPU溫度的降低，并有益于從鍵盤釋放的熱量的減少。具體地說，在上述的實施例中，熱量從第一和第二散熱元件之連接部件的連接部分傳導到第二散熱元件側面。接著，通過使此連接部分的連接面積盡可能地大，而使R4降低，并且如在第一個實施例中，通過使該連接部件在第一和第二殼體被彼此連接時不直接支承第一和第二殼體，就可得到一具有較好導熱性能的結構，例如在圖7中展示了采用一管形結構的裝置。圖7為一透視圖，表示根據本發明之電子裝置的第一實施例。
在圖7所示的實施例中，僅示出了第一散熱元件10和第二散熱元件11，其中第一散熱元件10容納于第一殼體內，并被用熱的方法連接到CPU上，第二散熱元件11容納于第二殼體內，并被設置在顯示裝置與殼體的壁面之間。被熱連接到CPU上的第一散熱元件10和第二散熱元件11在其端部分別裝配有圓筒形部分12和13。圓筒形部分12和13被插裝到彎成L形的傳熱管22上。第一散熱元件10的圓筒形部分12和傳熱管22為插裝在一起的，該插入式裝配有一間隙(約10-20μm)以使繞傳熱管22的轉動成為可能。在裝入殼體時，鉸鏈的轉軸和該傳熱管的轉軸22-a設置在同一直線上。通過模鍛以使第二散熱元件11的整個端部彎成圓形的方法使第二散熱元件11的圓筒形部分13與傳熱管22固定在一起。
在本實施例中，通過第一散熱元件10傳導給傳熱管轉軸22-a的CPU的熱量通過傳熱管傳導給第二散熱元件11的整個端部上，從而使熱量分散到整個第二散熱元件11上能夠有效地進行。因此，使從第一散熱元件經第二散熱元件到第二殼體之壁面的熱阻可以被減小。
在上述的實施例中，為便于說明，在所描述的情形中，鍵盤側面上的散熱元件構成第一散熱元件10；然而，如果第一殼體底面側的散熱元件14被認為是第一散熱元件，那么這種情況相對已在本說明中公開的本發明之技術構思沒有區別。
顯示裝置7和主電路板3之間的電子連接一般由許多信號線路來完成。接著，取決于機型，信號線路21從第一殼體6在設置鉸鏈9的殼體的兩個邊緣通向第二殼體8。在上述的第一實施例中，結構的安排，即熱量從第一殼體6在一單獨的鉸鏈部分傳導給第二殼體8和信號線路的接線不能同時進行。因此，就需要采用一種結構通過同時完成從第一殼體6向第二殼體8傳導熱量的結構和在鉸鏈部分信號線路21的接線，從而在同一連接部分實現信號接線和熱傳導。這樣的實施例如圖5和圖6所示。
接下來，將要說明的圖5和圖6為一立體剖視圖，展示了涉及電子裝置的本發明之第二實施例。
正如圖1中所示的實施例的情況，與CPU熱連接在一起的第一散熱元件10在其端部有一圓筒形部分12，該圓筒形部分12被插裝到鉸鏈9的軸93上，同時留有一合適的間隙，例如一約為10～20μm的間隙，以使其可繞軸93轉動。在第二殼體8內，第二散熱元件11設置于顯示裝置7與第二殼體8之殼壁之間；第二散熱元件11和部件93-a(最好與鉸軸93為一體)，例如通過螺釘94，95與第二殼體8固定。由CPU產生的熱量中，一些熱量從設置在第一散熱元件10之上的鍵盤(未示出)在上表面釋放到空氣中，而其余的熱量則通過鉸鏈9的軸被熱傳導給第二散熱元件11，并從第二殼體8的殼壁釋放到空氣中。
在圖5所示的實施例中，鉸鏈9本身就被用作導熱元件；但為簡化結構以降低成本，省去固定于鉸軸上的第一散熱元件10也是可能的，盡管在散熱性能上會有所損失。這樣的實施例如圖6所示。在本實施例中，鉸鏈9由高導熱性和高機械強度的材料制成，鉸接架91-a、91-b被固定到第一殼體6和設置于第一殼體6底部的散熱片14上。第二殼體8的內部結構與圖5的情形相同。與鉸鏈9的軸9-a整體形成的凸緣9-b、9-d通過連接到殼體8上的構件9-c的壓擠產生了加強作用。盡管在圖中沒有示出，但通過一個擠壓被凸緣9-b、9-d夾住的構件9-c的部件，而使與軸9-a的接觸面積增大，并且事實上，9-c部分的寬度沿軸9-a的方向增大；從而使軸9-c和9-a部分的熱阻降低。由CPU產生的熱量的一部分從散熱片經由鉸鏈支架91-a、91-b和鉸軸9-a被熱傳導給設置于第二殼體8內的第二散熱元件11。接著，在本實施例中，CPU熱量的一部分簡單地通過鉸鏈9從第二殼體釋放到空氣中。當然，通過與其它實施例組合，可使由本實施例獲得的散熱性能得以增強。
圖8至圖10說明了另一實施例，該實施例涉及圖1至圖5所示實施例中第一散熱元件和第二散熱元件的連接裝置。圖8至圖10展示了本發明之電子裝置的一個實施例中散熱元件的插入部分。
圖1至圖5所示的實施例說明了由圓柱面和圓筒形面的組件構成的兩個插入部分的情形；但在圖8所示的連接裝置的情況下，說明了一個結構的實施例，從而這兩個部件的插入間隙之熱阻進一步減小。通過圓柱形軸13和圓筒形部分12上的螺紋處理31、32使表面面積得以增加，其中圓柱形軸13形成于第二散熱元件11上，圓筒形部分12形成于第一散熱元件10上。在容納顯示裝置的殼體(設置第二散熱元件12的殼體)的情況下，假設該殼體相對固定CPU等部件(設置第一散熱元件10)的主殼體最大翻轉180°，那么第一散熱元件和第二散熱元件的插入部分就可沿軸向最大(在螺紋為一JIS嚙合螺紋的情況下，軸的直徑為5mm時，最大滑動0.25mm)滑動1/2個螺距。隨后，在圓筒形部分12和圓柱形軸13之間設置一至少為1/2螺距的間隙，或可選擇地，采用一種結構可吸收第一散熱元件和第二散熱元件間的位移(例如，如圖3所示，一種使用柔性導熱元件20將發熱部分連接到第一散熱元件10上的結構)。
圖12展示了一個實施例，該實施例中，第二散熱元件11采用一具有螺紋部分的插入結構，散熱元件10與散熱元件11的情形相同，也采用一具有螺紋部分的插入結構。在圖12所示的結構中，內螺紋不僅設置在圓筒形元件12的內部，而且還設置在第二散熱元件側面上的圓筒形元件37的內部。散熱元件10、11通過外螺紋元件36的插入與兩圓筒形元件12、37結合。外螺紋部件36在其端面上設置一凹槽，以使接觸面積，即熱傳導面積可通過改變第一散熱元件10和第二散熱元件11的插入長度l而得以調節，其中改變長度l是通過使用工具和利用凹槽使外螺紋部件36可沿其軸向自由移動來實現的。這樣，就可在整個軸上形成螺紋，并且外螺紋部件36可相對第一和第二散熱元件10、11自由滑動，從而可以實現控制中心軸和散熱元件的接觸面積，即控制熱阻，而且這樣的調節易于實現，而不需要特殊的裝置。接下來，即使在維修的情況下，或當產品的規格變化時，也不必為使鍵盤4和/或第一殼體6之底面的溫度低于一所需的溫度而對冷卻結構作出很大的變化，從而可能應付產生的熱量的增加和/或性能的提高；由于在維修和/或系統規格變化期間，不需要對冷卻結構進行大規模的變化就可解決涉及電路板和/或發熱元件的接線變更，因此可使制造成本降低。另外，由于連接面積在第一散熱元件和第二散熱元件的插入部分被擴大，從而可實現熱連接，以減少第一散熱元件和第二散熱元件的熱阻。
插入部分的另一實施例如圖9所示。本實施例是一個設置于第一和第二散熱元件上的圓筒形部分和圓柱形軸通過一簡單而便利的加工方法制成的例子。在本實施例中，部件101被連接在第二散熱元件11的端部，其中部件101經過彎圓處理。此外，經過彎圓處理的部件100也被連接到第一散熱元件10的端部，并通過圓柱形部件13插入部件101和100而將兩者連接起來。在此情形下，在第一散熱元件10的彎圓部分和圓柱形軸13之間設置一間隙33，并將第一和第二散熱元件10和11連接起來，從而使它們可相對轉動。借助于此圓柱形部件13，與第一個實施例中的情況相同，可通過調節插入長度改變第一散熱元件和第二散熱元件之間的接觸面積，從而能夠改變第一散熱元件和第二散熱元件之間的熱阻。為便于調節，圓柱形部件13上設置有刻度13-a，以在其表面設置一標準，從而易于調節到所需的熱傳導速度或熱阻。而且，在本實施例中，由于插入部分僅由一薄板件和圓形桿件通過一簡單的方法制成，因此，降低了成本。
從散熱性能的觀點看，最理想的是第一和第二散熱元件的薄板厚度應盡可能的大。但在圖9中所示的連接裝置之情形下，當薄板厚度增加時，薄板端部的加工處理變得比較困難，而且加工精度也難以保證。圖10所示的連接裝置為一在這方面有所改進的實施例。在本實施例中，從散熱性能的觀點看，具有所需厚度之一半厚度的薄板件34，35從中心繞軸向的軸13被弄彎并被彎成圓筒形，從而在其端部夾住第一散熱元件10和第二散熱元件11。在本實施例中，這種結構被用于兩個散熱元件，即第一和第二散熱元件，但也可能采用另外的結構，例如如圖9所示的結構，用于一個或另一個散熱元件。本實施例中，由于在具有相同的散熱性能的情形下，薄板的厚度被減半，并在薄板的中心進行壓彎，所以，可使加工容易實現；而且增加了圓筒形部分34和軸向軸13之間的間隙的精度。因此，間隙可減小，即可降低間隙處的熱阻。
圖11展示了第一散熱元件和第二散熱元件之連接部分的另一實施例。在本實施例中，第一散熱元件10和第二散熱元件11被一薄板件37所連接，其中所說的薄板件37由高導熱性的材料(例如，厚度為50μm～0.1mm的銅片或磷銅片)制成。在圖11中，薄板件37與第一和第二散熱元件10、11通過緊固的方法，例如使用螺釘38，被連接起來。當使用薄板件37來實現第一散熱元件10和第二散熱元件11的連接時，由于薄板件37的彎曲，從而可得到跟隨第一殼體6和第二殼體8之間的移動之柔性的熱連接。而且，為減少連接部分的熱阻，可將多個薄板疊加起來。在此情形下，為保持散熱元件的柔度，各薄板之間僅在與散熱件相連接的連接部分處相互連接。如圖11所示，通過使用多個螺釘將薄板件37連接到第一殼體1內的第一散熱元件10上；通過改變這些螺釘的數目可以調節薄板件37之連接部分的熱阻，其中薄板件37構成第一和第二散熱元件的連接部件。至于兩個散熱元件之連接部分的熱阻，即使表面上接觸面積相同，也要通過增加接觸壓力來增加實際接觸面積，從而能夠使熱阻減小。
此外，如圖11所示，通過彎曲薄板件37與第一散熱元件10的連接部分，在彎曲部分用如螺釘這樣的裝置，將薄板件37壓在散熱元件10上，就可實現固定。這樣，就可能通過少數壓緊裝置調節薄板件37和散熱元件10的接觸面積，從而使熱阻更易于調節。
而且，通過使第一和第二散熱元件的連接部分之兩個散熱元件的連接面積，即導熱面積可調，而使從第一和第二散熱元件向外部散熱的速率可調，以解決發熱元件產生熱量之速率的增加和/或性能的提高，而無需對冷卻結構作出大的變動，并且使殼體內部產生的熱量分散到整個殼體上的分配以簡單的形式得到調節，從而使殼體也可隨元件的冷卻而適當地同時得到冷卻。
在本實施例中，由一種簡單的結構形成柔性的熱連接部分，從而降低了成本。而且，盡管在上述的實施例中，用于調節熱阻的裝置被設置于用于連接第一和第二散熱元件之裝置的側面上，其中所說第一散熱元件被連接到第二散熱元件上，但并沒有限制連接裝置只能設置在第一散熱元件的側面，當然可將連接裝置設置于另外的側面上。
根據本發明，不論電路板上的發熱元件的布置或殼體內部裝置的布置如何，電子裝置可設置有一適合于薄而輕的殼體之冷卻結構，其中容納發熱元件和鍵盤等部件的殼體表面溫度的升高可得到限制，而且不會給操作人員以不適感，并使發熱元件溫度的冷卻達到規定的溫度。
此外，電子裝置可設置有一冷卻結構，該冷卻結構使殼體和鍵盤保持一個溫度，所說溫度不會給操作人員造成不適感，并通過將殼體內的發熱元件或裝置產生的熱量適當地分散到整個裝置上，而保持發熱元件低于規定的溫度。
另外，電子裝置可設置有一冷卻結構，該結構可調節殼體的散熱速率，以適應殼體內發熱件和/或裝置布置上的變化。
權利要求
1.一種電子裝置，包括一第一殼體，其上固定著鍵盤和電路板；和一第二殼體，其中容納著一顯示裝置，所說第二殼體通過一鉸鏈可轉動地固定在所說第一殼體上，所說電子裝置包括一個或多個元件，作為冷卻對象設置在所說第一殼體內；一第一散熱元件，與所說元件和所說第一殼體熱連接；一第二散熱元件，設置于所說第二殼體內；和連接裝置，用于熱連接所說第一散熱元件和所說第二散熱元件。
2.根據權利要求1所述的電子裝置，還包括一柔性導熱元件，設置于所說作為冷卻對象的元件和所說第一散熱元件之間。
3.根據權利要求1或2所述的電子裝置，還包括一散熱元件，設置于所說作為冷卻對象的元件、所說鍵盤和/或殼體的底面之間，并熱連接所說作為冷卻對象的元件、所說鍵盤和/或殼體的底面。
4.根據權利要求1所述的電子裝置，其特征在于所說連接裝置也可作為所說的鉸鏈。
5.根據權利要求1所述的電子裝置，其特征在于所說連接裝置包括一導熱元件，該元件通過連接所說第一散熱元件和所說第二散熱元件而被連接。
6.根據權利要求5所述的電子裝置，其特征在于所說連接裝置包括一導熱元件，該導熱元件包括一連接到所說第一散熱元件上的導熱元件和一連接到所說第二散熱元件上的導熱元件中的一個或另一個，該導熱元件與這些導熱元件接觸連接。
7.根據權利要求5或6所述的電子裝置，其特征在于所說用于連接的裝置之接觸面積的大小是可調的。
8.一種電子裝置，包括一第一殼體，其上固定著鍵盤和電路板；和一第二殼體，其中容納著一顯示裝置，所說第二殼體通過一鉸鏈可轉動地固定在所說第一殼體上，所說電子裝置包括一個或多個元件，作為冷卻對象設置在所說第一殼體內；一導熱元件，與所說元件和所說第一殼體的表面熱連接；和連接裝置，用于熱連接所說第一殼體和所說第二殼體。
9.根據權利要求8所述的電子裝置，其特征在于所說連接裝置也可作為所說的鉸鏈。
10.一種電子裝置，包括一第一殼體，其上固定著鍵盤和電路板；和一第二殼體，其中容納著一顯示裝置，所說第二殼體通過一鉸鏈可轉動地固定在所說第一殼體上，所說電子裝置包括一第一散熱途徑，從一個或多個設置于所說殼體內作為冷卻對象的元件通過所說第一殼體底面上的散熱元件到其底面的途徑；一第二散熱途徑，從所說作為冷卻對象的元件通過與該元件熱連接的所說第一散熱元件和所說第一殼體的底面到鍵盤的途徑；和一第三散熱途徑，從所說散熱元件通過用于熱連接所說第一散熱元件和第二散熱元件的連接裝置到所說第二殼體的途徑，其中所說第二散熱元件設置于所說第二殼體內。
全文摘要
一種電子裝置,包括一第一殼體,其上固定著鍵盤和電路板;和一第二殼體,所說第二殼體通過一鉸鏈可轉動地固定在所說第一殼體上。該電子裝置冷卻結構包括:一個或多個元件,作為冷卻對象設置在所說第一殼體內;一第一散熱元件,與所說元件和所說第一殼體熱連接;一第二散熱元件,設置于所說第二殼體內部;和連接裝置,用于熱連接所說第一散熱元件和所說第二散熱元件。
文檔編號H05K5/02GK1197367SQ98106610
公開日1998年10月28日 申請日期1998年4月13日 優先權日1997年4月14日
發明者大橋繁男, 長繩尚, 中島忠克, 中川毅, 永島正章, 近藤義廣 申請人:株式會社日立制作所