專利名稱：用于便攜式電腦的冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于便攜式電腦的冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在目前市場(chǎng)上所銷售的筆記本電腦中，CPU(中央處理器)設(shè)置為一模塊，并可從安裝在主板上的一連接器上拆卸下來(lái)。由于CPU是作為一個(gè)模塊設(shè)置的，如果市場(chǎng)上出現(xiàn)新型的CPU，則可以升級(jí)或更換該CPU。根據(jù)傳統(tǒng)的技術(shù)，在以前僅臺(tái)式PC(個(gè)人電腦)可以進(jìn)行升級(jí)，而筆記本電腦是無(wú)法升級(jí)的，因?yàn)槠涔P記本電腦中的CPU是不能從主板上拆卸下來(lái)的。但是，因?yàn)楝F(xiàn)在已將CPU作為一個(gè)模塊來(lái)提供，故筆記本電腦的升級(jí)已成為可能。
由于現(xiàn)在CPU在筆記本電腦中作為一個(gè)模塊來(lái)提供，所以就需要一種合適結(jié)構(gòu)的散熱模塊，用以散發(fā)在筆記本電腦系統(tǒng)工作期間所由CPU所產(chǎn)生的熱量。此時(shí)，由于CPU所產(chǎn)生的熱量不僅會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)故障還會(huì)縮短產(chǎn)品的壽命，所示十分需要一種用來(lái)快速散發(fā)熱量的結(jié)構(gòu)。


圖1a和1b是示出一種根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的用于在筆記本電腦中散發(fā)熱量的結(jié)構(gòu)。如圖1a和1b所示，一熱墊12布置成接觸在CPU 11的上部上，并設(shè)置一第一和一第二散熱板13和14。第一和第二散熱板13和14通過(guò)一熱管16彼此連接。將散熱板分成第一和第二散熱板13和14的原因是使人們可以通過(guò)僅拆裝第一散熱板13而無(wú)需許多附加的零件就可直接更換CPU 11，以進(jìn)行CPU 11的升級(jí)操作。
此外，在筆記本電腦中安裝一用于將內(nèi)部熱量快速散發(fā)到外部的風(fēng)扇16。結(jié)果，對(duì)在傳統(tǒng)技術(shù)的散熱結(jié)構(gòu)中的散熱路徑所進(jìn)行的檢查顯示，CPU 11在工作期間所產(chǎn)生的熱量依次通過(guò)熱墊12、第一散熱板13、熱管15以及第二散熱板14，并最終散發(fā)到筆記本電腦的內(nèi)部空間中。然后，風(fēng)扇16工作以將內(nèi)部的已加熱空氣與外界冷空氣進(jìn)行熱交換，以將筆記本電腦的內(nèi)部空間冷卻下來(lái)，并降低其溫度。
如上所述，筆記本電腦中的傳統(tǒng)散熱結(jié)構(gòu)存在各種缺點(diǎn)。在傳統(tǒng)的筆記本電腦散熱結(jié)構(gòu)中，附接至CPU 11上表面的熱墊12應(yīng)粘著在第一散熱板13上，但粘著過(guò)程是麻煩的，因?yàn)樵诎惭b時(shí)要使用螺釘。此外，由于散熱板分成了由熱管連接的兩個(gè)零件13和14，所以傳熱區(qū)域減小，且散熱效率也降低。此外，散熱系統(tǒng)的厚度也增加。
在需要教授其它或替代的一些細(xì)節(jié)、特征和/或技術(shù)背景之處，在本文中援引上述參考內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是至少解決上述問(wèn)題和/或缺點(diǎn)，并至少提供下文將述的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的是減小便攜式電腦冷卻系統(tǒng)的厚度，以減小使用該冷卻系統(tǒng)的便攜式電腦的厚度或使其厚度最小。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于便攜式電腦中的冷卻系統(tǒng)，它能提高冷卻效率或增大冷卻量。
本發(fā)明的另一目的是提供一種便攜式電腦的冷卻系統(tǒng)，它能通向模塊化的CPU。
本發(fā)明的另一目的是提供一種便攜式電腦的冷卻系統(tǒng)，它能有限制地通向或僅僅通向模塊化的CPU。
為了至少整體或部分地實(shí)現(xiàn)一個(gè)上述目的和優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，提供一種用于便攜式電腦中的冷卻系統(tǒng)，它包括一框架，該框架在一第一側(cè)具有一熱源連接單元，在一第二側(cè)具有一風(fēng)扇容納單元；設(shè)在框架的風(fēng)扇容納單元的一側(cè)上的一散熱單元，該散熱單元構(gòu)造成可進(jìn)行熱交換；在風(fēng)扇容納單元內(nèi)的一散熱風(fēng)扇，該散熱風(fēng)扇構(gòu)造成可形成從風(fēng)扇容納單元內(nèi)部穿過(guò)散熱單元的一空氣流；以及，聯(lián)接至框架第一側(cè)的一冷卻單元，該冷卻單元構(gòu)造成可將熱量從熱源連接單元傳遞到散熱單元。
為了進(jìn)一步整體或部分地實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于便攜式電腦中的冷卻系統(tǒng)，它包括一散熱板，該散熱板在其一側(cè)具有一散熱風(fēng)扇，在其內(nèi)部具有一安置凹槽；聯(lián)接至散熱板中的安置凹槽內(nèi)部的下表面的一安置單元；一微型冷卻系統(tǒng)，該微型冷卻系統(tǒng)具有連接至安置單元上表面的一第一側(cè)以及構(gòu)造成面對(duì)一處理器的一相對(duì)的第二側(cè)，其中，微型冷卻系統(tǒng)構(gòu)造成可通過(guò)利用毛細(xì)作用現(xiàn)象重復(fù)凝結(jié)和蒸發(fā)的一冷卻循環(huán)來(lái)進(jìn)行熱交換，以傳遞由處理器所產(chǎn)生的熱量。
為了進(jìn)一步整體或部分地實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于便攜式電腦中的冷卻系統(tǒng)，它包括一框架，該框架在一第一側(cè)具有一熱源連接單元，在一第二側(cè)具有一風(fēng)扇容納單元；設(shè)在框架的風(fēng)扇容納單元的一側(cè)上的一散熱單元，該散熱單元構(gòu)造成可進(jìn)行熱交換；在風(fēng)扇容納單元內(nèi)的一散熱風(fēng)扇，該散熱風(fēng)扇構(gòu)造成可形成從風(fēng)扇容納單元內(nèi)部穿過(guò)散熱單元的一空氣流；以及，聯(lián)接在框架的一側(cè)上的一板狀熱管，該板狀熱管構(gòu)造成可通過(guò)穿過(guò)其內(nèi)部循環(huán)流體來(lái)將熱量從熱源連接單元傳遞到散熱刺。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目的以及特征其一部分將在下面的描述中給出，而一部分則會(huì)在對(duì)下面內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)對(duì)那些熟悉本技術(shù)的人們來(lái)說(shuō)變得顯而易見(jiàn)，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中學(xué)會(huì)。可如所附權(quán)利要求書中所具體指出的那樣來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡(jiǎn)述下面將參照如下的附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明，且在諸附圖中用相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)示相同的零部件。在諸附圖中圖1a和1b分別是用于筆記本電腦的一傳統(tǒng)技術(shù)的冷卻系統(tǒng)的一示意性立體圖和一橫截面圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的冷卻系統(tǒng)的一立體分解圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的冷卻系統(tǒng)的一立體圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的冷卻系統(tǒng)的連接狀態(tài)的一立體圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的示例的微型冷卻系統(tǒng)的一平面圖；圖6是示出沿著圖5的線A-A′截取的一剖視圖；圖7是示出沿著圖5的線B-B′截取的一剖視圖；圖8是示出沿著圖5的線C-C′截取的一剖視圖；
圖9是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的冷卻系統(tǒng)的一立體圖；以及圖10是示出示出沿著圖9的線D-D′截取的一剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的、用于便攜式電腦中的一冷卻系統(tǒng)的立體分解圖。圖3是示出圖2所示冷卻系統(tǒng)的一裝配好的狀態(tài)的視圖。
如圖2-4所示，根據(jù)本發(fā)明的一冷卻系統(tǒng)的實(shí)施例可包括一散熱板100，它具有一安置單元102和在其內(nèi)凹槽101上的一導(dǎo)向突起104；連接至散熱板一側(cè)的一散熱風(fēng)扇110；一微型冷卻系統(tǒng)(MCS)120；以及，用于在散熱板100安裝在主板的CPU上時(shí)提供彈性力的一螺旋彈簧108和一螺釘109。MCS120可包括一聯(lián)接至安裝單元102上表面的一下表面，以及面對(duì)CPU 130的一上表面。MCS 120是較佳地為具有一冷卻循環(huán)的系統(tǒng)，用以通過(guò)利用毛細(xì)作用的現(xiàn)象來(lái)重復(fù)其自身的凝結(jié)和蒸發(fā)過(guò)程，從而進(jìn)行熱交換。
如圖2中所示，為了將CPU 130冷卻下來(lái)，冷卻系統(tǒng)可以包括由散熱板100、散熱風(fēng)扇以及一微型冷卻系統(tǒng)120構(gòu)成的一散熱路徑。微型冷卻系統(tǒng)120和CPU 130可連接至安置凹槽101，該凹槽設(shè)置在散熱板100內(nèi)部，并且一散熱風(fēng)扇110連接至它的一側(cè)。因此，由CPU 130在散熱板內(nèi)部所產(chǎn)生的熱量可以散發(fā)到外面，并較佳的是可散發(fā)到便攜式電腦的外面。
散熱板100可用鋁制成，并且安置單元102可以在安置凹槽101的中心上凸伸，以連接至CPU。該安置單元102可以用銅(Cu)或類似的材料制成，并且可以通過(guò)將一螺釘107從外側(cè)緊固至內(nèi)部來(lái)作攻絲處理。
在安置單元102的上表面上，微型冷卻系統(tǒng)120較佳的是面接觸并安置。微型冷卻系統(tǒng)120可用銅或者類似的材料制成，并且微型冷卻系統(tǒng)120可例如通過(guò)較佳的是下表面銅焊連接至安置單元102的上表面來(lái)固定。
可通過(guò)將微型冷卻系統(tǒng)120整體連接至安置單元102而形成的一組件可藉由在散熱板100的背面上形成孔、并用螺釘107在安置單元102處緊固來(lái)固定至散熱板100。通過(guò)攻絲處理預(yù)先在安置單元102上形成多個(gè)螺釘孔，就可以實(shí)現(xiàn)螺釘緊固。如在主板上用于固定CPU 130的所選位置或最優(yōu)狀態(tài)，安置單元102的高度可能可以根據(jù)主板與散熱板100和CPU的底部之間的空隙來(lái)調(diào)整。因而，散熱板100可以包圍熱源。
微型冷卻系統(tǒng)120可包括一冷卻劑注入孔121，并且其內(nèi)部的循環(huán)回路可以制成基本是真空的。然后，可以注入一冷卻劑并密封冷卻劑注入孔121，這就完成了微型冷卻系統(tǒng)120的全部制造過(guò)程。
當(dāng)安置單元102和微型冷卻系統(tǒng)120固定在散熱板100內(nèi)部時(shí)，微型冷卻系統(tǒng)120可以安置在導(dǎo)向突起104的一安置表面105上，所述導(dǎo)向突起104可在安置單元102的左側(cè)和右側(cè)凸伸。因此，可以防止微型冷卻系統(tǒng)120發(fā)生移動(dòng)。導(dǎo)向突起104例如呈“﹁”形，并且可以安裝多個(gè)導(dǎo)向突起以使微型冷卻系統(tǒng)120能保持其水平平衡并防止其自身前后、左右的移動(dòng)。不過(guò)，本發(fā)明并不意圖局限于此，因?yàn)橐部梢允褂闷渌螤畹膶?dǎo)向突起。此外，安裝表面105的高度可形成為接近(例如相等的高度)安置單元102。
如果完成了冷卻系統(tǒng)的裝配，就可以將CPU 130裝配到冷卻系統(tǒng)上，如圖3所示。然后，可以倒置散熱板100以將其連接至主板，如圖4所示，以致CPU130的上表面可以粘著或相鄰于微型冷卻系統(tǒng)120的上表面。
然后，如圖4中所示，在微型冷卻系統(tǒng)120已裝配或熱聯(lián)接至CPU之后，可通過(guò)穿過(guò)形成在散熱板100背面各角部處的一螺釘孔106緊固螺釘109以及螺旋彈簧108，來(lái)將散熱板100釘固定在主板(未示出)上。不過(guò)，本發(fā)明并不意圖局限于此，因?yàn)橐财渌倪B接結(jié)構(gòu)也可以將冷卻系統(tǒng)附連至主板。螺旋彈簧108可以減少或防止外部沖擊傳遞到CPU 130和位于散熱板100與主板之間的微型冷卻系統(tǒng)120。
與此同時(shí)，圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一示例性微型冷卻系統(tǒng)200的平面圖。圖6是示意地示出沿著圖5的線A-A′截取的在XZ平面上的一剖面的剖視圖，圖7是沿著圖5的線B-B′截取的一剖視圖，以及圖8是沿著圖5的線C-C′截取的一剖視圖。
如圖5至8所示，微型冷卻系統(tǒng)200可以這樣來(lái)構(gòu)造，即在矩形殼體212內(nèi)部形成一冷卻劑循環(huán)回路。冷卻劑可沿著箭頭所示的方向循環(huán)，并可通過(guò)利用在液相與氣相間的相變化所產(chǎn)生的潛熱來(lái)將熱量傳遞到與微型冷卻系統(tǒng)200接觸的一外部熱源而冷卻下來(lái)。
可以使用各種材料來(lái)制造殼體，所述材料包括諸如硅、鎵(Ga)之類的半導(dǎo)體材料，諸如自裝配單層(SAM)之類的新材料，諸如銅(Cu)或鋁(Al)之類的、導(dǎo)熱性很好的金屬，或者這些金屬的合金，諸如陶瓷、塑料之類的高分子材料、以及諸如金剛石之類的晶體材料。當(dāng)外熱源是一半導(dǎo)體芯片、亦即一CPU的情況下，可以通過(guò)用與外熱源的表面材料相同的材料制作殼體212來(lái)減小接觸熱阻或使其最小。此外，可以將殼體212形成為具有不同特性的兩個(gè)層。此外，殼體212可以在半導(dǎo)體芯片的制作過(guò)程中與外熱源的表面材料整體成形。
用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的微型冷卻系統(tǒng)200中的冷卻劑可以選自能由于諸如CPU之類而外熱源所產(chǎn)生的熱量而發(fā)生液相和氣相間的相變化的各種冷卻劑。例如，水或選自酒精系列的冷卻劑具有較大的熱容，并且由于相對(duì)半導(dǎo)體材料內(nèi)壁的表面張力而具有一較小的接觸角，從而致使冷卻劑的流速增大或變大，這在增加或傳遞一些熱量方面是有利的。此外，與來(lái)自酒精系列的冷卻劑不同，既然本發(fā)明實(shí)施例的冷卻劑較佳的是無(wú)環(huán)境污染問(wèn)題的，所以即便冷卻劑由于殼體212在循環(huán)回路上的細(xì)微裂縫而漏出，也不可能對(duì)環(huán)境造成污染。
冷卻劑的循環(huán)構(gòu)造成冷卻劑可從形成在殼體212內(nèi)部一端處的一冷卻劑儲(chǔ)存區(qū)202開始，相繼地流過(guò)連接至冷卻劑儲(chǔ)存區(qū)202一端的蒸發(fā)區(qū)204、氣態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)206、一凝結(jié)區(qū)208以及一液態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)210。冷卻劑可從液態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)210再返回到冷卻劑存儲(chǔ)器202。蒸發(fā)器204的吸熱和凝結(jié)區(qū)208的散熱可在微型冷卻系統(tǒng)200的相同側(cè)或相對(duì)側(cè)進(jìn)行。此外，吸熱或散熱可以在微型冷卻系統(tǒng)的兩相對(duì)側(cè)上進(jìn)行。
冷卻劑儲(chǔ)存區(qū)202具有一合適的容積，以用于儲(chǔ)存一預(yù)定量的液相冷卻劑。在冷卻劑儲(chǔ)存區(qū)202中的冷卻劑流出的出口側(cè)可連接蒸發(fā)區(qū)204，并且蒸發(fā)區(qū)204可具有多個(gè)設(shè)置在相同平面上的一層中的第一微細(xì)通道220，如圖7所示。利用從外熱源吸收的熱量，蒸發(fā)區(qū)204可將充注在第一微細(xì)通道220中的液相冷卻劑蒸發(fā)成氣相冷卻劑。
此外，如圖6和7所示，第一微細(xì)通道220的深度較佳的是比冷卻劑儲(chǔ)存區(qū)202淺。在第一微細(xì)通道220的內(nèi)部，通過(guò)相對(duì)第一微細(xì)通道220內(nèi)壁的表面張力和毛細(xì)作用現(xiàn)象，儲(chǔ)存在冷卻劑儲(chǔ)存區(qū)202中的液相冷卻劑可以從冷卻劑儲(chǔ)存區(qū)202部分地充注到第一微細(xì)通道220的一預(yù)定部分。第一微細(xì)通道220的深度或橫截面面積可以這樣決定，即，使第一微細(xì)通道220內(nèi)部的表面張力大于重力。
第一微細(xì)通道220的橫截面可形成為各種形狀，如圓形、矩形、方形、多邊形，也可以形成為矩形。此外，可以通過(guò)增大或減小第一微細(xì)通道220沿著縱向的橫截面面積來(lái)控制冷卻劑相對(duì)第一微細(xì)通道220內(nèi)壁的表面張力的強(qiáng)度。還有，可以通過(guò)在第一微細(xì)通道220的內(nèi)壁中形成多個(gè)凹槽或設(shè)置多個(gè)節(jié)點(diǎn)以能夠改變第一微細(xì)通道220沿著縱向的橫截面面積，從而來(lái)決定冷卻劑的流動(dòng)方向或控制冷卻劑的流動(dòng)速度。
凝結(jié)區(qū)208可形成在相同平面上、離開蒸發(fā)區(qū)204的第一微細(xì)通道220縱向間隔開一預(yù)定距離的位置處。如圖8所示，凝結(jié)區(qū)208可包括布置在相同平面上的一層中的多個(gè)第二微細(xì)通道222，諸第二微細(xì)通道222能凝結(jié)已被汽化并從第一微細(xì)通道220流過(guò)來(lái)的氣態(tài)冷卻劑。
如圖8中所示，第二微細(xì)通道222的深度可以比第一微細(xì)通道220的深度深，但無(wú)需局限于此。在第二微細(xì)通道222的內(nèi)部，在凝結(jié)區(qū)208中凝結(jié)成的液相冷卻劑可通過(guò)相對(duì)第二微細(xì)通道222內(nèi)壁的表面張力和毛細(xì)作用現(xiàn)象，部分地充注至第二微細(xì)通道222的一預(yù)定部分。第二微細(xì)通道222的深度或截面面積可以通常確定為使其表面張力大于重力。
為了改善熱散發(fā)效率，可以在殼體212外部鄰近凝結(jié)區(qū)208處形成多個(gè)散熱刺(pin)。在設(shè)置多個(gè)散熱刺的情況下，還可以通過(guò)回收利用從凝結(jié)區(qū)208散發(fā)到外面的熱量來(lái)循環(huán)周圍的空氣。此外，當(dāng)使用一包括熱電元件的微細(xì)結(jié)構(gòu)來(lái)形成多個(gè)散熱刺時(shí)，可以通過(guò)將熱量從凝結(jié)區(qū)208所散發(fā)出的熱量轉(zhuǎn)換成電能來(lái)獲得在微細(xì)運(yùn)作(fine operation)中所使用的能量。
氣態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)206設(shè)置在蒸發(fā)區(qū)204的第一微細(xì)通道220與凝結(jié)區(qū)208的第二微細(xì)通道222之間，以用作氣相冷卻劑可穿過(guò)其流動(dòng)的一路徑。氣態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)206可具有多個(gè)導(dǎo)向件218，以用于使已氣化的氣相冷卻劑朝向凝結(jié)區(qū)208均勻地流動(dòng)。如圖5所示，氣態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)206可以形成為在第二微細(xì)通道222入口側(cè)的橫截面比在氣相冷卻劑從其流出的第一微細(xì)通道220出口側(cè)的橫截面寬。通過(guò)將凝結(jié)區(qū)208形成為容積比蒸發(fā)區(qū)204大，則僅利用鄰近常規(guī)現(xiàn)象(neighboring convention phenomenon)就可以使氣相冷卻劑在凝結(jié)區(qū)208中凝結(jié)。
如圖5中所示，在凝結(jié)區(qū)208的第二微細(xì)通道222與冷卻劑儲(chǔ)存區(qū)202之間可以形成一液態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)210，在第二微細(xì)通道222內(nèi)部凝結(jié)的液相冷卻劑穿過(guò)該液態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)210流動(dòng)。液態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)210可以是與氣態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)206分離的，并且冷卻劑的流動(dòng)方向彼此不同。
氣態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)206和液態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)210可由一絕熱區(qū)216來(lái)熱隔離和物理隔離。絕熱區(qū)216可以形成為它密封在殼體212內(nèi)部或者它在殼體212的頂部和底部處都是敞開的。在絕熱區(qū)216密封在殼體212內(nèi)部的情況中，絕熱區(qū)216可以保持真空狀態(tài)，或較佳的是充有空氣或其它絕熱材料。
如圖5所示，液態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)210可以沿著殼體212兩側(cè)外周緣的在兩個(gè)方向上對(duì)稱地設(shè)置。沿著這樣的殼體212的外周緣對(duì)稱地形成的冷卻劑循環(huán)回路，特別是在其橫截面的長(zhǎng)寬比很大時(shí)，可十分有利地形成一薄板形狀。在這種情況下，熱流也向輻射方向傳導(dǎo)和擴(kuò)散，這可以在一較大的面積上有效地進(jìn)行對(duì)流擴(kuò)散。由于通過(guò)將兩液態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)210沿著冷卻系統(tǒng)200的周緣布置而在過(guò)冷諸通道中的冷卻劑和較低蒸發(fā)區(qū)204入口處的溫度方面可能是有利的，所以單位質(zhì)量通量就可以傳遞許多的熱能。此外，這樣的雙向循環(huán)回路可能有利之處在于，即使冷卻系統(tǒng)200十分傾斜以致雙向液態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)210的重心位置相對(duì)彼此改變很大、且到一側(cè)中的液態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)210的冷卻劑循環(huán)無(wú)法正常進(jìn)行，也可以穿過(guò)在另一側(cè)中的液態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)210快速地進(jìn)行冷卻劑的流動(dòng)。
液態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)210可包括至少一根第三微細(xì)通道，所述第三微細(xì)通道形成為液相冷卻劑相對(duì)液態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)210內(nèi)壁的表面張力大于重力，以免液態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)210受重力的影響。因此，較佳的是，在液態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)210內(nèi)或上沿液相冷卻劑的流動(dòng)方向形成多條凹槽(未示出)，或者將液態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)210分成多于兩根的微細(xì)通道，以減小重力的影響。
也可以再形成多個(gè)第二導(dǎo)向件(未示出)，用以導(dǎo)向在冷卻劑儲(chǔ)存區(qū)202與液態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)210之間、以及凝結(jié)區(qū)208與液態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)210之間的邊界部分處的液相冷卻劑的流動(dòng)，以使流動(dòng)加快，并可減少由于冷卻劑流的快速循環(huán)所產(chǎn)生的損壞。
如上所述，冷卻劑儲(chǔ)存區(qū)202應(yīng)具有適當(dāng)?shù)娜莘e，以致即便在承受來(lái)自可變熱源的熱負(fù)載時(shí)也能供應(yīng)足夠的冷卻劑。為了防止在蒸發(fā)區(qū)204處發(fā)生迅速蒸干的現(xiàn)象，冷卻劑儲(chǔ)存區(qū)202較佳的是安裝靠近蒸發(fā)區(qū)204的入口側(cè)的位置，以可快速地供應(yīng)冷卻劑。不過(guò)，當(dāng)冷卻劑儲(chǔ)存區(qū)202安裝成過(guò)于靠近蒸發(fā)區(qū)204時(shí)，由于穿過(guò)接觸外熱源的殼體212底部所傳遞的熱量，可能會(huì)產(chǎn)生不必要的氣泡。氣泡的擴(kuò)大可能會(huì)阻塞蒸發(fā)區(qū)204的第一微細(xì)通道220的入口。因此，有可能冷卻劑的供應(yīng)會(huì)停止并致使蒸發(fā)區(qū)204內(nèi)部的冷卻被劑蒸干。為了減少或抑制向冷卻劑儲(chǔ)存區(qū)202的熱傳遞，較佳的是將殼體底部的厚度在垂直于熱流方向的方向上、例如在從冷卻劑儲(chǔ)存區(qū)202與蒸發(fā)區(qū)204之間的邊界處至接觸外熱源的殼體212底部的范圍中形成得較薄。例如，可以在殼體212的底部上形成一凹槽。
圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的用于便攜式電腦中的冷卻系統(tǒng)的另一較佳實(shí)施例的立體圖。圖10是沿著圖9的線D-D′截取的橫截面剖視圖。
如圖9和10中所示，一冷卻系統(tǒng)可包括一框架330，該框架呈形成一構(gòu)架的預(yù)定形狀?？蚣?30在其一側(cè)可包括一熱源連接單元331，并且該熱源連接單元331可具有多個(gè)連接凸出部332。在連接凸起部332處，較佳的是以穿通的方式形成一連接凹腔333。連接凸出部332較佳是緊固螺釘可緊固于其以連接至裝有例如一熱源(例如一芯片)的主板。根據(jù)設(shè)計(jì)和性能方面的條件，熱源連接單元331可安裝成可直接與一熱源相接觸的芯片。
在熱源連接單元331的一側(cè)可設(shè)置一風(fēng)扇容納單元335。一散熱風(fēng)扇組件340可連接至風(fēng)扇容納單元335。在風(fēng)扇容納單元335內(nèi)部形成一預(yù)定的空間。風(fēng)扇容納單元335所形成的空間可由一底板336b、一側(cè)壁335a以及一板狀熱管350來(lái)分隔。在底板336b上可以形成一吸收部分336，空氣可以穿過(guò)該吸收部分進(jìn)入到風(fēng)扇容納單元335的內(nèi)部空間。
風(fēng)扇容納單元335較佳的是在其一側(cè)具有一散熱刺337。散熱刺337可安裝在風(fēng)扇容納單元335側(cè)壁335s的一側(cè)上的開口部分處。散熱風(fēng)扇組件340所形成的空氣流穿過(guò)散熱刺337從風(fēng)扇容納單元335的內(nèi)部空間中排出，從而進(jìn)行熱交換。散熱刺337可以是用于散發(fā)已傳遞過(guò)板狀熱管350的熱量的零件。一般來(lái)說(shuō)，散熱刺337可以用導(dǎo)熱性很好的金屬制成，并設(shè)計(jì)成相對(duì)空氣的熱接觸面積增大或最大。較佳的是，散熱刺337入口側(cè)安裝在靠近形成在便攜式電腦的主機(jī)上的一散熱口處。
在風(fēng)扇容納單元335內(nèi)部中，可安裝一散熱風(fēng)扇組件340。散熱風(fēng)扇組件340提供原動(dòng)力，利用該原動(dòng)力，空氣穿過(guò)吸收口336被吸入，并穿過(guò)包括散熱刺337的開口部分被送出。較佳的是，散熱風(fēng)扇組件340中的風(fēng)扇使用一軸流式鼓風(fēng)機(jī)。
板狀熱管350可以安裝在框架330上。板狀熱管350可完全遮蓋住風(fēng)扇容納單元335的上側(cè)，并覆蓋熱源連接單元331的一部分。板狀熱管350的一部分較佳的是粘著于熱源連接單元331的一側(cè)。
板狀熱管350可以構(gòu)造成有流體在其內(nèi)部循環(huán)，并且在板狀熱管350內(nèi)部中的流體循環(huán)起到從板狀熱管350的一側(cè)向另一側(cè)進(jìn)行熱傳遞的作用。板狀熱管350較佳的是與傳統(tǒng)技術(shù)的熱管相比在其厚度上相對(duì)較薄。熱管可以約2毫米厚，不過(guò)，目前所研制的板狀熱管350較佳的是約1毫米厚，并可以充注液體。
現(xiàn)在將描述如圖9-10所示的用于便攜式電腦中的冷卻系統(tǒng)的工作方式。如圖10中所示，冷卻系統(tǒng)將由與熱源接觸單元331側(cè)面相接觸的熱源所產(chǎn)生的熱量通過(guò)散熱刺337散發(fā)到外面。由熱源所產(chǎn)生的熱量可以從熱源連接單元331通過(guò)框架330或板狀熱管350傳遞到風(fēng)扇容納單元335。
因?yàn)闊崃恳话闶菑母邷靥幭虻蜏靥巶鬟f的，所以熱量可以從框架330或板狀熱管350傳遞到散熱刺337。在圖9-10所示的較佳實(shí)施例中，與通過(guò)框架330或傳統(tǒng)技術(shù)中的散熱板所傳遞的熱量相比，通過(guò)板狀熱管350傳遞相對(duì)更多的熱量。實(shí)驗(yàn)表明，板狀熱管350傳遞的熱量十倍于傳統(tǒng)技術(shù)中用銅制成的相同形狀的散熱板。
與此同時(shí)，通過(guò)散熱風(fēng)扇組件340的工作而穿過(guò)吸收口336從散熱模塊外部吸入散發(fā)風(fēng)扇組件340、并供應(yīng)至風(fēng)扇容納單元335內(nèi)部的空氣可從散熱風(fēng)扇組件340排出。此外，這樣吸入的空氣流可通過(guò)撞擊板狀熱管350的背面而吸取熱量。
然后，因?yàn)槿绻サ粑肟?36，則在風(fēng)扇容納單元335內(nèi)部中所形成的空間僅通過(guò)散熱刺與外界連通，所以可以形成至散熱刺337的空氣流。較佳的是，從散熱風(fēng)扇組件340排出的空氣流可撞擊板狀熱管350并排出到散熱刺337所在的側(cè)面上。從散熱風(fēng)扇組件340排出的空氣不會(huì)通過(guò)吸入口336排出，這是因?yàn)槲肟?36是散熱風(fēng)扇組件340所形成的空氣流穿過(guò)其進(jìn)入或被吸入的一路徑。
已從板狀熱管350和散熱刺337吸取了熱量的空氣可以通過(guò)主機(jī)的散熱口排出到便攜式電腦的外面。框架330可以形成封閉在主板上的一熱源(例如芯片)的一空間。
在本說(shuō)明書中，對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”、“一實(shí)施例”以及“另一實(shí)施例”等的引述指的是結(jié)合實(shí)施例所描述的一具體的零件、結(jié)構(gòu)或者特征包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。在本說(shuō)明書中各處所出現(xiàn)的這樣的詞語(yǔ)并不一定都指同一實(shí)施例。此外，當(dāng)結(jié)合任何實(shí)施例描述一具體的零件、結(jié)構(gòu)或特征時(shí)，認(rèn)為實(shí)施結(jié)合其它實(shí)施例所述的這樣的零件、結(jié)構(gòu)或特征是落入熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員的能力范圍之內(nèi)的。此外，為了易于理解，某些方法過(guò)程可能已作為獨(dú)立的過(guò)程來(lái)描述；然而，這些獨(dú)立地描述的過(guò)程不應(yīng)被認(rèn)為是由它們的性能所決定的必須的順序。也就是說(shuō)，一些過(guò)程可以另一順序、或同時(shí)一起用等等來(lái)執(zhí)行。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的用于便攜式電腦中的冷卻系統(tǒng)的諸實(shí)施例具有各種優(yōu)點(diǎn)。例如，根據(jù)本發(fā)明的用于便攜式電腦中的冷卻系統(tǒng)的實(shí)施例可通過(guò)使便攜式電腦的厚度可制作得較薄而提供一種簡(jiǎn)單且重量較輕的便攜式電腦，并增加了冷卻能力和冷卻效率。此外，通過(guò)該冷卻系統(tǒng)能夠直接通向CPU。此外，十分薄的冷卻系統(tǒng)使便攜式電腦的厚度能減小。
前述的實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)僅僅是示例性的，并不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。這里所教授的內(nèi)容可容易地應(yīng)用到其它類型的設(shè)備中。對(duì)本發(fā)明的描述是用來(lái)作說(shuō)明的，而并非用來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍的。對(duì)那些熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人們來(lái)說(shuō)，許多可選擇形式、修改和各種變型都是顯而易見(jiàn)的。在權(quán)利要求書中，裝置加功能的條項(xiàng)是用來(lái)涵蓋這里所描述的、完成所引述功能的結(jié)構(gòu)，以及不僅是結(jié)構(gòu)上的等效、還有等效的結(jié)構(gòu)的。
權(quán)利要求
1.一種用于便攜式電腦的冷卻系統(tǒng)，它包括一框架，該框架在一第一側(cè)具有一熱源連接單元，在一第二側(cè)具有一風(fēng)扇容納單元；設(shè)在框架的風(fēng)扇容納單元的一側(cè)上的一散熱單元，該散熱單元構(gòu)造成可進(jìn)行熱交換；在風(fēng)扇容納單元內(nèi)的一散熱風(fēng)扇，該散熱風(fēng)扇構(gòu)造成可形成從風(fēng)扇容納單元內(nèi)部穿過(guò)散熱單元的一空氣流；以及，聯(lián)接至框架第一側(cè)的一冷卻單元，該冷卻單元構(gòu)造成可將熱量從熱源連接單元傳遞到散熱單元。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，冷卻單元是一微型冷卻系統(tǒng)，該微型冷卻系統(tǒng)構(gòu)造成可利用由相變化而導(dǎo)致的一冷卻循環(huán)來(lái)進(jìn)行熱交換。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，冷卻單元是一板狀熱管，該板狀熱管覆蓋框架的一側(cè)。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，板狀熱管充有一液體。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，冷卻單元是一板狀熱管，且大致1毫米厚。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，熱源連接單元構(gòu)造成可熱聯(lián)接至一主板，并且當(dāng)取下框架時(shí)，可使安裝在主板上的一處理器外露出來(lái)。
7.如權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，框架和冷卻單元提供兩條通至散熱單元的去熱路徑。
8.一種用于便攜式電腦中的冷卻系統(tǒng)，它包括一散熱板，該散熱板在其一側(cè)具有一散熱風(fēng)扇，在其內(nèi)部具有一安置凹槽；聯(lián)接至散熱板中的安置凹槽內(nèi)部的下表面的一安置單元；一微型冷卻系統(tǒng)，該微型冷卻系統(tǒng)具有連接至安置單元上表面的一第一側(cè)以及構(gòu)造成面對(duì)一處理器的一相對(duì)的第二側(cè)，其中，微型冷卻系統(tǒng)構(gòu)造成可通過(guò)利用毛細(xì)作用現(xiàn)象重復(fù)凝結(jié)和蒸發(fā)的一冷卻循環(huán)來(lái)進(jìn)行熱交換，以傳遞由處理器所產(chǎn)生的熱量。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，散熱板緊固至在便攜式電腦內(nèi)部中的一主板上。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，散熱板構(gòu)造成可拆卸以提供通向安裝在主板上的一處理器的途徑。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)散熱板緊固至主板時(shí)，微型冷卻系統(tǒng)熱聯(lián)接至處理器，并且，相鄰于處理器的微型冷卻系統(tǒng)是相同的材料。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，散熱板圍繞處理器以對(duì)一封閉空間進(jìn)行輻射冷卻。
13.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，一螺旋彈簧使散熱板與主板之間的螺釘連接具有彈性力。
14.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，安置單元和微型冷卻單元彼此通過(guò)銅焊連接，并且在安置單元的一外周緣上形成多個(gè)導(dǎo)向突起。
15.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，微型冷卻單元在一液態(tài)冷卻劑流動(dòng)區(qū)中具有多個(gè)導(dǎo)向件，且諸導(dǎo)向件將一傳遞區(qū)域聯(lián)接至一液態(tài)冷卻劑儲(chǔ)存區(qū)和一液態(tài)冷卻劑凝結(jié)區(qū)。
16.一種用于便攜式電腦的冷卻系統(tǒng)，它包括一框架，該框架在一第一側(cè)具有一熱源連接單元，在一第二側(cè)具有一風(fēng)扇容納單元；設(shè)在框架的風(fēng)扇容納單元的一側(cè)上的一散熱單元，該散熱單元構(gòu)造成可進(jìn)行熱交換；在風(fēng)扇容納單元內(nèi)的一散熱風(fēng)扇，該散熱風(fēng)扇構(gòu)造成可形成從風(fēng)扇容納單元內(nèi)部穿過(guò)散熱單元的一空氣流；以及，聯(lián)接在框架的一側(cè)上的一板狀熱管，該板狀熱管構(gòu)造成可通過(guò)穿過(guò)其內(nèi)部循環(huán)流體來(lái)將熱量從熱源連接單元傳遞到散熱刺。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，板狀熱管完全遮蓋風(fēng)扇容納單元的一側(cè)。
18.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，散熱風(fēng)扇組件安裝在由風(fēng)扇容納單元與板狀熱管所分隔的一空間中，并形成撞擊板狀熱管和散熱單元的一空氣流。
19.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，框架緊固至便攜式電腦中的一主板，并且散熱單元熱聯(lián)接至主板中的一處理器，框架和板狀熱管構(gòu)造成可提供通向處理器的途徑。
20.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，板狀熱管大約1.5毫米厚。
21.一種用于便攜式電腦的冷卻系統(tǒng)，它包括一框架，該框架在一第一側(cè)具有一凹進(jìn)部，在一第二側(cè)具有一風(fēng)扇容納單元；一微型冷卻系統(tǒng)，該微型冷卻系統(tǒng)具有構(gòu)造有聯(lián)接至所述凹進(jìn)部的一熱釋放部分的一第一側(cè)以及構(gòu)造成包括一熱吸收部分的一相對(duì)的第二側(cè)，其中，微型冷卻系統(tǒng)構(gòu)造成可通過(guò)利用毛細(xì)作用現(xiàn)象重復(fù)凝結(jié)和蒸發(fā)的一冷卻循環(huán)來(lái)進(jìn)行熱交換，以傳遞由處理器所產(chǎn)生的熱量；設(shè)在框架的風(fēng)扇容納單元的一側(cè)上的一散熱單元，該散熱單元構(gòu)造成可進(jìn)行熱交換；在風(fēng)扇容納單元內(nèi)的一散熱風(fēng)扇，該散熱風(fēng)扇構(gòu)造成可形成從風(fēng)扇容納單元內(nèi)部穿過(guò)散熱單元的一空氣流；以及，聯(lián)接在框架的一側(cè)上的一板狀熱管，該板狀熱管構(gòu)造成可通過(guò)穿過(guò)其內(nèi)部循環(huán)流體來(lái)將熱量從熱源連接單元傳遞到散熱單元。
全文摘要
一種用于便攜式電腦的冷卻系統(tǒng)，它包括一框架，該框架在其一側(cè)具有一熱源連接單元，在其另一側(cè)具有一風(fēng)扇容納單元。設(shè)在框架的風(fēng)扇容納單元的一側(cè)上的一散熱單元進(jìn)行熱交換，并且一散熱風(fēng)扇形成可穿過(guò)散熱單元的一空氣流。一板形冷卻單元聯(lián)接在框架的一側(cè)上，它能將熱量從熱源連接單元傳遞到散熱單元。冷卻單元可包括一微型冷卻系統(tǒng)，該微型冷卻系統(tǒng)利用通過(guò)相變化而進(jìn)行的一冷卻循環(huán)、或者一充注有液體的板狀熱管來(lái)進(jìn)行熱交換。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可減小冷卻系統(tǒng)的厚度，并且可增加冷卻功能效率。
文檔編號(hào)H01L23/427GK1573653SQ200410047470
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2004年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月29日
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