帶冷卻材料的可攜式電子設備的製作方法
2023-12-07 09:19:06
專利名稱：帶冷卻材料的可攜式電子設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及可攜式電子設備。具體地說，涉及能夠將可攜式電子設備熱源所產生的熱量冷卻的帶冷卻材料的可攜式電子設備。
背景技術：
隨著半導體元件的高度集成化，設計尺寸(design rule)減小了，由此構成半導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量增加了，電子設備具備了小型化和高性能化的優點。
但是，伴隨而來的是半導體晶片的單位面積熱生成量也進一步增加了，使這種熱生成量增加了半導體元件的性能低下，半縮短了使用壽命，使大量使用半導體元件的電子設備可信度下降。特別是在半導體元件中，隨著其運行溫度大小的變化，各種變量數值變化非常靈活，高熱量會使集成電路的性能更加下降。
隨著這種熱生成量的增加，冷卻技術也得到了發展。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扇產生氣流，通過翅進行強制冷卻。這種方法雖然用了數十年，但其噪音大，有振動，且體積較大，而其冷卻效果卻非常低下。為了驅動風扇，還需要格外的驅動電源，而且風扇本身也產生熱量。
利用帕衛貼效應使熱電元件冷卻的方式雖然不產生噪音和振動，但它要求很大的驅動電源，不僅浪費能源，而且在高熱點上還需要更大的散熱設備。
接下來，上述液體分子冷卻方式其效果雖然非常優秀，但其結構比較複雜，而且需要泵驅動電源。
另一方面，對於浸水冷卻方式來說，雖然不需要其它的驅動電源，而只利用自然循環方式的熱敏材料吸熱管，但因為受重力的影響，當可攜式電子設備使用時，將其設計為堅固性(Robust design)比較困難。
熱管冷卻方式相對結構比較簡單，製作簡單，因此小型冷卻設備一般都大量使用。
但是，最近，可攜式電子設備被大量使用，便要求冷卻設備向輕小薄短型發展。即，因為從可攜式電子設備產品的特性來說，其放電部分空間非常狹小，如上所述的冷卻設備都無法有效使可攜式電子設備冷卻。
特別是對於可攜式終端機來說，因為其整體大小比較小，因此無法使用原有的冷卻設備。例如，具有電話功能的手機或智慧型電話等大體上都是超小型化的，其在作為電話進行使用時，它便具有了一個急速生熱的放電板。
發明內容
因此，為解決上述問題，本發明的目的在於提供一種帶冷卻材料的可攜式電子設備。
為了實現上述目的，依據本發明特徵，一種帶冷卻材料的可攜式電子設備，包括由執行功能操作而產生熱量的熱源和具有使上述熱源冷卻下來作用的冷卻材料的機殼，上述冷卻材料為隨溫度產生相變化的相變化材料，位於與上述熱源相對應的位置上。
上述冷卻材料被內置於可攜式電子設備的機殼內部；上述冷卻材料被塗抹於可攜式電子設備的機殼內表面；其還包括一個具有與上述熱源形狀相吻合的凹陷裝置；上述冷卻材料可採用石蠟系列和低共熔系列中任何一種。
具有這種構成的本發明不需要使用其它的冷卻設備或驅動電源，而且具有節約空間、便於製造和節約能量等優點。從而能夠與小型化的可攜式電子設備的各种放熱特性相適應，使熱源冷卻下來。
如上所述，帶冷卻材料的可攜式電子設備具有如下效果首先，依據本發明，冷卻材料被內置或塗抹於可攜式電子設備的機殼內部，便不需要使用其它的冷卻設備或驅動電源，而且具有節約空間、便於製造和節約能量等優點。
同時，在本發明中，使用由相變化物質構成的上述冷卻材料，為了使上述相變化物質產生相變化，相對需要很多的熱量，因此能夠非常有效地對可攜式電子設備的內部熱源進行冷卻。
同時，在本發明中，能夠與各種各樣的熱源相對應，使可攜式電子設備進行有效放電，使其可信度提高，運行性能提高。
不僅如此，如果使用本發明，通過可攜式電子設備的高度集成化，還可以使電子產品更加緊湊化。
圖1所顯示的是依據本發明的帶冷卻材料的可攜式電子設備第一圖4所顯示的是依據本發明第二實施例的主要構成部分截面圖；圖5所顯示的是依據本發明第三實施例的主要構成部分截面圖。
符號說明10，210第1機殼20，220第2機殼21，221基板 22，222熱源30，130，230冷卻材料 110機殼具體實施方式
下面將參照附圖對本發明的帶冷卻材料的可攜式電子設備理想圖1所顯示的是依據本發明的帶冷卻材料的可攜式電子設備第一實施例的構成分解圖。圖2所顯示的是依據本發明第一實施例的主要構成部分截面圖。圖3所顯示的是構成依據本發明的冷卻材料的相變化物質的特性坐標圖。
如圖所示，第1機殼10構成可攜式電子設備的外輪廓。上述第1機殼10包括選擇各種功能和按鍵輸入信號，並輸入到中央處理器CPU內的鍵盤裝置11；顯示各種信息和撥號的顯示裝置12；接收或發送收發信數據和聲音信息的接收裝置13和發射裝置14。第2機殼20與上述第1機殼10合在一起構成電子設備的外觀。上述第2機殼20內安裝有構成可攜式電子設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可攜式電子設備運行時產生熱量的熱源22。可攜式電子設備的主要熱源21是CPU或通信模塊。
上述機殼10，20內具有使上述熱源22所產生的熱量發散的冷卻材料30。上述冷卻材料30由相變化物質(PCMPhase Change Material)構成。被稱作相變化物質的物質是指相變化，同時能夠吸收點熱量，或者是放出熱量的物質。上述相變化物質的熔點低，並具有很高的熱存儲能力，所以能夠高濃度地存儲各種形態的能量。
本實施例中由相變化材料構成的冷卻材料30內置於上述機殼10，20內部。上述冷卻材料30至少位於與上述熱源22相對應的位置。因此，上述冷卻材料30能夠只內置於與上述熱源22相對應的位置上，也可以內置於上述機殼10，20內部整體。
如圖3所示，在坐標圖中，用點線表示的水的溫度從0度到80度的變化值幾乎為一個扇形。而由上述相變化物質構成的物質大約在70度附近時也沒有溫度變化，而繼續吸收和積累熱量。最近，如坐標圖所示，如果溫度超過70度的話，上述相變化物質便將熱量傳輸到上述機殼10，20。
這種相變化物質的特性如坐標圖所示，構成上述冷卻材料30的相變化物質不同，其坐標圖模樣也各不相同。
圖4所顯示的是本發明的第二實施例圖。如圖所示，由相變化物質構成的冷卻材料130被塗抹在機殼110的內面。上述冷卻材料至少被塗抹在與熱源22相對應的位置上。因此，上述冷卻材料130能夠只塗抹於與上述熱源22相對應的位置上，也可以塗抹於上述機殼110內部整體。
圖5所顯示的是本發明的第3實施例圖。如圖所示，第1機殼210構成可攜式電子設備的外觀。同時，第2機殼220和上述第1機殼210一同構成可攜式電子設備的外觀。
上述第2機殼220內具有構成電子設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可攜式電子設備運行時產生熱量的熱源222。可攜式電子設備的主要熱源222是中央處理器或者是通信模塊。
為了冷卻上述熱源222所產生的熱量，另外具有由相變化物質構成的冷卻材料230。上述冷卻材料230被安裝在上述熱源222和第1機殼210之間。
上述冷卻材料230上，在與熱源222相對應的位置上，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機殼210的內部緊密連接，上述冷卻材料230的另一面與上述熱源222上具有的基板報221緊密連接。因此，上述冷卻材料230不在機殼210，220之間流動，也能夠有效地放電。
此時，為了使從基板221傳輸到第2機殼220的熱量冷卻，應該將冷卻材料(圖中未顯示)內置或塗抹於第2機殼220的內部或內面。
下面，將以上述第一實施例為中心，對具有上述構成的依據本發明的帶冷卻材料的可攜式電子設備的作用進行詳細說明。並以上述第二實施例和第3實施例與第一實施例之間的差異為中心進行說明。
在上述第一實施例中，上述基板21上具有的電子部件或者是電路並不具有發揮可攜式電子設備某種功能的作用，而是作用於熱源。因此，如果可攜式電子設備運行的話，上述電子部件或電路產生熱量，所產生的熱量被傳輸到了上述基板21和第1、第2機殼10，20的內面。
同時，傳輸到上述第1和第2機殼10，20內部的熱量由第1、第2機殼10，20內部內置的冷卻材料30傳輸。如果利用上述冷卻材料30來傳輸熱量的話，在達到構成上述冷卻材料30的相變化物質相變化溫度前，其繼續積累熱量。因此，如圖3所示，上述相變化物質在溫度達到一定溫度前，其熱量並不傳輸到上述第1、第2機殼10，20的外面。由此，可攜式電子設備便能夠有效地冷卻。
在第二實施例中，從熱源產生的熱量1次性被上述冷卻材料130所傳輸。上述冷卻材料130所傳輸的熱量在達到構成上述冷卻材料130的相變化物質相變化溫度前，它不向機殼110外傳輸。
在第3實施例中，上述熱源所產生的熱量1次性被傳輸到上述冷卻材料230和基板221上。因此，在達到構成上述冷卻材料230的相變化物質相變化溫度前，熱量不向第1機殼210傳輸。同時，在達到內置於或塗抹到上述第2機殼220上的相變化物質相變化溫度前，由上述基板221傳輸到第2機殼220的熱量不向第2機殼220傳輸。
通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。因此，本項發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利範圍來確定其技術性範圍。
權利要求
1.一種帶冷卻材料的可攜式電子設備，包括由執行功能操作而產生熱量的熱源和具有使上述熱源冷卻下來作用的冷卻材料的機殼，上述冷卻材料為隨溫度產生相變化的相變化材料，位於與上述熱源相對應的位置上。
2.如權利要求1所述的帶冷卻材料的可攜式電子設備，其特徵在於上述冷卻材料被內置於可攜式電子設備的機殼內部。
3.如權利要求項1所述的帶冷卻材料的可攜式電子設備，其特徵在於上述冷卻材料被塗抹於可攜式電子設備的機殼內表面。
4.如權利要求項1所述的帶冷卻材料的可攜式電子設備，其特徵在於其還包括一個具有與上述熱源形狀相吻合的凹陷裝置。
5.如權利要求項1至4中任意一項所述的帶冷卻材料的可攜式電子設備，其特徵在於上述冷卻材料可採用石蠟系列和低共熔系列中任何一種。
全文摘要
本發明涉及帶冷卻部件的可攜式電子設備。本發明利用冷卻材料(30，130，230)使電子設備運行時各種部件和電路中所產生的熱量冷卻。上述冷卻材料可以內置於電子設備的機殼內，或塗抹到機殼上。上述冷卻材料包括在熱源(222)所產生的熱量時，便會產生相位變化的相變化物質(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)。相變化物質可採用石蠟系列和低共熔系列中任何一種。依據本發明，可攜式電子設備便不需要使用其它的冷卻設備或驅動電源，而且具有節約空間、便於製造和節約能量等優點。通過可攜式電子設備的高集成化，能夠使產品設計得更緊湊。同時，因為上述冷卻材料使用相變化物質，所以其防熱效果更佳。
文檔編號G12B15/00GK1856236SQ20051003909
公開日2006年11月1日 申請日期2005年4月26日 優先權日2005年4月26日
發明者金敬浩 申請人:樂金電子(崑山)電腦有限公司