專利名稱：帶冷卻材料的便攜式電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及便攜式電子設(shè)備。具體地說(shuō)，涉及能夠?qū)⒈銛y式電子設(shè)備熱源所產(chǎn)生的熱量冷卻的帶冷卻材料的便攜式電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體元件的高度集成化，設(shè)計(jì)尺寸(design rule)減小了，由此構(gòu)成半導(dǎo)體元件的電子電路的線寬(Line width)也變小了，每單位面積的元件數(shù)量增加了，電子設(shè)備具備了小型化和高性能化的優(yōu)點(diǎn)。
但是，伴隨而來(lái)的是半導(dǎo)體芯片的單位面積熱生成量也進(jìn)一步增加了，使這種熱生成量增加了半導(dǎo)體元件的性能低下，半縮短了使用壽命，使大量使用半導(dǎo)體元件的電子設(shè)備可信度下降。特別是在半導(dǎo)體元件中，隨著其運(yùn)行溫度大小的變化，各種變量數(shù)值變化非常靈活，高熱量會(huì)使集成電路的性能更加下降。
隨著這種熱生成量的增加，冷卻技術(shù)也得到了發(fā)展。例如，翅扇(Fin fan)冷卻方式、熱電元件(peltier)冷卻方式、液體分子(water-jet)冷卻方式、浸水(immersion)冷卻方式、熱管(heat pipe)冷卻方式等。
首先，翅扇冷卻方式是利用風(fēng)扇產(chǎn)生氣流，通過(guò)翅進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。這種方法雖然用了數(shù)十年，但其噪音大，有振動(dòng)，且體積較大，而其冷卻效果卻非常低下。為了驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，還需要格外的驅(qū)動(dòng)電源，而且風(fēng)扇本身也產(chǎn)生熱量。
利用帕衛(wèi)貼效應(yīng)使熱電元件冷卻的方式雖然不產(chǎn)生噪音和振動(dòng)，但它要求很大的驅(qū)動(dòng)電源，不僅浪費(fèi)能源，而且在高熱點(diǎn)上還需要更大的散熱設(shè)備。
接下來(lái)，上述液體分子冷卻方式其效果雖然非常優(yōu)秀，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且需要泵驅(qū)動(dòng)電源。
另一方面，對(duì)于浸水冷卻方式來(lái)說(shuō)，雖然不需要其它的驅(qū)動(dòng)電源，而只利用自然循環(huán)方式的熱敏材料吸熱管，但因?yàn)槭苤亓Φ挠绊?，?dāng)便攜式電子設(shè)備使用時(shí)，將其設(shè)計(jì)為堅(jiān)固性(Robust design)比較困難。
熱管冷卻方式相對(duì)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，制作簡(jiǎn)單，因此小型冷卻設(shè)備一般都大量使用。
但是，最近，便攜式電子設(shè)備被大量使用，便要求冷卻設(shè)備向輕小薄短型發(fā)展。即，因?yàn)閺谋銛y式電子設(shè)備產(chǎn)品的特性來(lái)說(shuō)，其放電部分空間非常狹小，如上所述的冷卻設(shè)備都無(wú)法有效使便攜式電子設(shè)備冷卻。
特別是對(duì)于便攜式終端機(jī)來(lái)說(shuō)，因?yàn)槠湔w大小比較小，因此無(wú)法使用原有的冷卻設(shè)備。例如，具有電話功能的手機(jī)或智能電話等大體上都是超小型化的，其在作為電話進(jìn)行使用時(shí)，它便具有了一個(gè)急速生熱的放電板。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種帶冷卻材料的便攜式電子設(shè)備。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，依據(jù)本發(fā)明特征，一種帶冷卻材料的便攜式電子設(shè)備，包括由執(zhí)行功能操作而產(chǎn)生熱量的熱源和具有使上述熱源冷卻下來(lái)作用的冷卻材料的機(jī)殼，上述冷卻材料為隨溫度產(chǎn)生相變化的相變化材料，位于與上述熱源相對(duì)應(yīng)的位置上。
上述冷卻材料被內(nèi)置于便攜式電子設(shè)備的機(jī)殼內(nèi)部；上述冷卻材料被涂抹于便攜式電子設(shè)備的機(jī)殼內(nèi)表面；其還包括一個(gè)具有與上述熱源形狀相吻合的凹陷裝置；上述冷卻材料可采用石蠟系列和低共熔系列中任何一種。
具有這種構(gòu)成的本發(fā)明不需要使用其它的冷卻設(shè)備或驅(qū)動(dòng)電源，而且具有節(jié)約空間、便于制造和節(jié)約能量等優(yōu)點(diǎn)。從而能夠與小型化的便攜式電子設(shè)備的各種放熱特性相適應(yīng)，使熱源冷卻下來(lái)。
如上所述，帶冷卻材料的便攜式電子設(shè)備具有如下效果首先，依據(jù)本發(fā)明，冷卻材料被內(nèi)置或涂抹于便攜式電子設(shè)備的機(jī)殼內(nèi)部，便不需要使用其它的冷卻設(shè)備或驅(qū)動(dòng)電源，而且具有節(jié)約空間、便于制造和節(jié)約能量等優(yōu)點(diǎn)。
同時(shí)，在本發(fā)明中，使用由相變化物質(zhì)構(gòu)成的上述冷卻材料，為了使上述相變化物質(zhì)產(chǎn)生相變化，相對(duì)需要很多的熱量，因此能夠非常有效地對(duì)便攜式電子設(shè)備的內(nèi)部熱源進(jìn)行冷卻。
同時(shí)，在本發(fā)明中，能夠與各種各樣的熱源相對(duì)應(yīng)，使便攜式電子設(shè)備進(jìn)行有效放電，使其可信度提高，運(yùn)行性能提高。
不僅如此，如果使用本發(fā)明，通過(guò)便攜式電子設(shè)備的高度集成化，還可以使電子產(chǎn)品更加緊湊化。


圖1所顯示的是依據(jù)本發(fā)明的帶冷卻材料的便攜式電子設(shè)備第一圖4所顯示的是依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的主要構(gòu)成部分截面圖；圖5所顯示的是依據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的主要構(gòu)成部分截面圖。
符號(hào)說(shuō)明10，210第1機(jī)殼20，220第2機(jī)殼21，221基板 22，222熱源30，130，230冷卻材料 110機(jī)殼具體實(shí)施方式
下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的帶冷卻材料的便攜式電子設(shè)備理想圖1所顯示的是依據(jù)本發(fā)明的帶冷卻材料的便攜式電子設(shè)備第一實(shí)施例的構(gòu)成分解圖。圖2所顯示的是依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的主要構(gòu)成部分截面圖。圖3所顯示的是構(gòu)成依據(jù)本發(fā)明的冷卻材料的相變化物質(zhì)的特性坐標(biāo)圖。
如圖所示，第1機(jī)殼10構(gòu)成便攜式電子設(shè)備的外輪廓。上述第1機(jī)殼10包括選擇各種功能和按鍵輸入信號(hào)，并輸入到中央處理器CPU內(nèi)的鍵盤裝置11；顯示各種信息和撥號(hào)的顯示裝置12；接收或發(fā)送收發(fā)信數(shù)據(jù)和聲音信息的接收裝置13和發(fā)射裝置14。第2機(jī)殼20與上述第1機(jī)殼10合在一起構(gòu)成電子設(shè)備的外觀。上述第2機(jī)殼20內(nèi)安裝有構(gòu)成便攜式電子設(shè)備的各種部件和安裝有電路的基板21。上述基板21上所具有的各種部件和電路便是便攜式電子設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生熱量的熱源22。便攜式電子設(shè)備的主要熱源21是CPU或通信模塊。
上述機(jī)殼10，20內(nèi)具有使上述熱源22所產(chǎn)生的熱量發(fā)散的冷卻材料30。上述冷卻材料30由相變化物質(zhì)(PCMPhase Change Material)構(gòu)成。被稱作相變化物質(zhì)的物質(zhì)是指相變化，同時(shí)能夠吸收點(diǎn)熱量，或者是放出熱量的物質(zhì)。上述相變化物質(zhì)的熔點(diǎn)低，并具有很高的熱存儲(chǔ)能力，所以能夠高濃度地存儲(chǔ)各種形態(tài)的能量。
本實(shí)施例中由相變化材料構(gòu)成的冷卻材料30內(nèi)置于上述機(jī)殼10，20內(nèi)部。上述冷卻材料30至少位于與上述熱源22相對(duì)應(yīng)的位置。因此，上述冷卻材料30能夠只內(nèi)置于與上述熱源22相對(duì)應(yīng)的位置上，也可以內(nèi)置于上述機(jī)殼10，20內(nèi)部整體。
如圖3所示，在坐標(biāo)圖中，用點(diǎn)線表示的水的溫度從0度到80度的變化值幾乎為一個(gè)扇形。而由上述相變化物質(zhì)構(gòu)成的物質(zhì)大約在70度附近時(shí)也沒(méi)有溫度變化，而繼續(xù)吸收和積累熱量。最近，如坐標(biāo)圖所示，如果溫度超過(guò)70度的話，上述相變化物質(zhì)便將熱量傳輸?shù)缴鲜鰴C(jī)殼10，20。
這種相變化物質(zhì)的特性如坐標(biāo)圖所示，構(gòu)成上述冷卻材料30的相變化物質(zhì)不同，其坐標(biāo)圖模樣也各不相同。
圖4所顯示的是本發(fā)明的第二實(shí)施例圖。如圖所示，由相變化物質(zhì)構(gòu)成的冷卻材料130被涂抹在機(jī)殼110的內(nèi)面。上述冷卻材料至少被涂抹在與熱源22相對(duì)應(yīng)的位置上。因此，上述冷卻材料130能夠只涂抹于與上述熱源22相對(duì)應(yīng)的位置上，也可以涂抹于上述機(jī)殼110內(nèi)部整體。
圖5所顯示的是本發(fā)明的第3實(shí)施例圖。如圖所示，第1機(jī)殼210構(gòu)成便攜式電子設(shè)備的外觀。同時(shí)，第2機(jī)殼220和上述第1機(jī)殼210一同構(gòu)成便攜式電子設(shè)備的外觀。
上述第2機(jī)殼220內(nèi)具有構(gòu)成電子設(shè)備的各種部件和安裝電路的基板221。上述基板221上所具有的各種部件和電路便是便攜式電子設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生熱量的熱源222。便攜式電子設(shè)備的主要熱源222是中央處理器或者是通信模塊。
為了冷卻上述熱源222所產(chǎn)生的熱量，另外具有由相變化物質(zhì)構(gòu)成的冷卻材料230。上述冷卻材料230被安裝在上述熱源222和第1機(jī)殼210之間。
上述冷卻材料230上，在與熱源222相對(duì)應(yīng)的位置上，形成有與上述熱源222形狀相吻合的凹陷部232。上述冷卻材料230的一面與上述第1機(jī)殼210的內(nèi)部緊密連接，上述冷卻材料230的另一面與上述熱源222上具有的基板報(bào)221緊密連接。因此，上述冷卻材料230不在機(jī)殼210，220之間流動(dòng)，也能夠有效地放電。
此時(shí)，為了使從基板221傳輸?shù)降?機(jī)殼220的熱量冷卻，應(yīng)該將冷卻材料(圖中未顯示)內(nèi)置或涂抹于第2機(jī)殼220的內(nèi)部或內(nèi)面。
下面，將以上述第一實(shí)施例為中心，對(duì)具有上述構(gòu)成的依據(jù)本發(fā)明的帶冷卻材料的便攜式電子設(shè)備的作用進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。并以上述第二實(shí)施例和第3實(shí)施例與第一實(shí)施例之間的差異為中心進(jìn)行說(shuō)明。
在上述第一實(shí)施例中，上述基板21上具有的電子部件或者是電路并不具有發(fā)揮便攜式電子設(shè)備某種功能的作用，而是作用于熱源。因此，如果便攜式電子設(shè)備運(yùn)行的話，上述電子部件或電路產(chǎn)生熱量，所產(chǎn)生的熱量被傳輸?shù)搅松鲜龌?1和第1、第2機(jī)殼10，20的內(nèi)面。
同時(shí)，傳輸?shù)缴鲜龅?和第2機(jī)殼10，20內(nèi)部的熱量由第1、第2機(jī)殼10，20內(nèi)部?jī)?nèi)置的冷卻材料30傳輸。如果利用上述冷卻材料30來(lái)傳輸熱量的話，在達(dá)到構(gòu)成上述冷卻材料30的相變化物質(zhì)相變化溫度前，其繼續(xù)積累熱量。因此，如圖3所示，上述相變化物質(zhì)在溫度達(dá)到一定溫度前，其熱量并不傳輸?shù)缴鲜龅?、第2機(jī)殼10，20的外面。由此，便攜式電子設(shè)備便能夠有效地冷卻。
在第二實(shí)施例中，從熱源產(chǎn)生的熱量1次性被上述冷卻材料130所傳輸。上述冷卻材料130所傳輸?shù)臒崃吭谶_(dá)到構(gòu)成上述冷卻材料130的相變化物質(zhì)相變化溫度前，它不向機(jī)殼110外傳輸。
在第3實(shí)施例中，上述熱源所產(chǎn)生的熱量1次性被傳輸?shù)缴鲜隼鋮s材料230和基板221上。因此，在達(dá)到構(gòu)成上述冷卻材料230的相變化物質(zhì)相變化溫度前，熱量不向第1機(jī)殼210傳輸。同時(shí)，在達(dá)到內(nèi)置于或涂抹到上述第2機(jī)殼220上的相變化物質(zhì)相變化溫度前，由上述基板221傳輸?shù)降?機(jī)殼220的熱量不向第2機(jī)殼220傳輸。
通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。因此，本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
權(quán)利要求
1.一種帶冷卻材料的便攜式電子設(shè)備，包括由執(zhí)行功能操作而產(chǎn)生熱量的熱源和具有使上述熱源冷卻下來(lái)作用的冷卻材料的機(jī)殼，上述冷卻材料為隨溫度產(chǎn)生相變化的相變化材料，位于與上述熱源相對(duì)應(yīng)的位置上。
2.如權(quán)利要求1所述的帶冷卻材料的便攜式電子設(shè)備，其特征在于上述冷卻材料被內(nèi)置于便攜式電子設(shè)備的機(jī)殼內(nèi)部。
3.如權(quán)利要求項(xiàng)1所述的帶冷卻材料的便攜式電子設(shè)備，其特征在于上述冷卻材料被涂抹于便攜式電子設(shè)備的機(jī)殼內(nèi)表面。
4.如權(quán)利要求項(xiàng)1所述的帶冷卻材料的便攜式電子設(shè)備，其特征在于其還包括一個(gè)具有與上述熱源形狀相吻合的凹陷裝置。
5.如權(quán)利要求項(xiàng)1至4中任意一項(xiàng)所述的帶冷卻材料的便攜式電子設(shè)備，其特征在于上述冷卻材料可采用石蠟系列和低共熔系列中任何一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶冷卻部件的便攜式電子設(shè)備。本發(fā)明利用冷卻材料(30，130，230)使電子設(shè)備運(yùn)行時(shí)各種部件和電路中所產(chǎn)生的熱量冷卻。上述冷卻材料可以內(nèi)置于電子設(shè)備的機(jī)殼內(nèi)，或涂抹到機(jī)殼上。上述冷卻材料包括在熱源(222)所產(chǎn)生的熱量時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生相位變化的相變化物質(zhì)(PCM)。安裝的上述冷卻材料(230)上形成有與上述熱源形狀相吻合的凹陷部(232)。相變化物質(zhì)可采用石蠟系列和低共熔系列中任何一種。依據(jù)本發(fā)明，便攜式電子設(shè)備便不需要使用其它的冷卻設(shè)備或驅(qū)動(dòng)電源，而且具有節(jié)約空間、便于制造和節(jié)約能量等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)便攜式電子設(shè)備的高集成化，能夠使產(chǎn)品設(shè)計(jì)得更緊湊。同時(shí)，因?yàn)樯鲜隼鋮s材料使用相變化物質(zhì)，所以其防熱效果更佳。
文檔編號(hào)G12B15/00GK1856236SQ20051003909
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2005年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月26日
發(fā)明者金敬浩 申請(qǐng)人:樂(lè)金電子(昆山)電腦有限公司