電子設備中的緊固件與雙厚度熱級的制作方法
【專利摘要】所公開的實施例提供了促進電子設備中熱傳遞的系統。該系統包括配置成從電子設備中的發熱部件把熱量傳導走的熱管。該系統還包括沿發熱部件與熱管之間的熱界面布置的熱級，其中熱級在發熱部件與熱管之間施加彈簧力。熱級包括容納熱管的第一厚度和大于第一厚度的、增加發熱部件與熱管之間的彈簧力的第二厚度。最后，該系統包括一組緊固件，這組緊固件配置成把熱級緊固到電子設備中的表面并且在熱管與電子設備的外殼之間形成熱間隙。
【專利說明】電子設備中的緊固件與雙厚度熱級
[0001]相關申請
[0002]本申請要求于2012 年 6 月 8 日由發明人 Brett Degner、Charles A.Schwalbach和 William F.Leggett 提交的、標題為 “Fasteners for Creating Thermal Gaps inElectronic Devices”的美國臨時申請號61/657，534 (代理人案號APL-P14893USP1)的權
Mo
[0003]本申請還要求于2012年6月8日由發明人Brett Degner、Patrick Kessler>Charles A.Schwalbach 和 Richard Tan 提交的、標題為“Dual-Thickness Thermal Stagesin Electronic Devices”的美國臨時申請號 61/657，538 (代理人案號 APL-P14986USP1)的權益。
【技術領域】
[0004]所公開的實施例涉及用于促進電子設備中的熱傳遞的技術。更具體而言，所公開的實施例涉及電子設備中用于創建熱間隙(thermal gap)的緊固件及雙厚度熱級(thermalstage)。
【背景技術】
[0005]現代便攜式電子設備一般包含一組緊密打包的部件。例如，膝上型計算機可以在小于一英寸厚、8-11英寸長和12-16英寸寬的外殼內包括鍵盤、顯不器、揚聲器、觸控板、電池、按鈕、處理器、存儲器、內部儲存器和/或端口。而且，便攜式電子設備中的大多數部件都產生熱量，為了使便攜式電子設備能夠安全使用并且提高長期可靠性，這些熱量必須散出去。例如，由膝上型計算機中的部件所生成的熱量可以從部件傳走并傳到膝上型計算機的外面，以防對部件造成損壞并且增加操作膝上型計算機時的用戶舒適度和安全性。
[0006]但是，用于便攜式電子設備的散熱機制總體上涉及附加零件和/或材料的使用。例如，散熱片、冷卻風扇、熱管(heat pipe)、均熱器和/或通風孔可以用于從膝上型計算機中的部件散熱。這種散熱零件和/或材料會占用便攜式電子設備中的空間而且可能增加便攜式電子設備的成本。
[0007]因而，可以通過便攜式電子設備中更高效和/或更小的散熱機制來促進對于便攜式電子設備的空間高效的設計。
【發明內容】
[0008]所公開的實施例提供了一種促進電子設備中的熱傳遞的系統。該系統包括熱管，所述熱管被配置成把熱從所述電子設備中的發熱部件傳導走。該系統還包括熱級，所述熱級沿所述發熱部件與所述熱管之間的熱界面布置，其中所述熱級在所述發熱部件與所述熱管之間施加彈簧力(spring force) 0所述熱級包括容納熱管的第一厚度和大于第一厚度、用于增加發熱部件和熱管之間的彈簧力的第二厚度。最后，該系統包括被配置成把熱級緊固到電子設備中的表面并且在熱管與電子設備的外殼之間形成熱間隙的一組緊固件。[0009]在有些實施例中，這組緊固件包括螺釘。
[0010]在有些實施例中，熱間隙是由螺釘的頭形成的。
[0011]在有些實施例中，所述頭包括絕緣材料層。例如，頭可以由塑料制成和/或包括塑料帽。
[0012]在有些實施例中，表面是電子設備中的印制電路板(PCB)。
[0013]在有些實施例中，發熱部件是中央處理單元(CPU)和/或圖形處理單元(GPU)。
[0014]在有些實施例中，熱界面還包括位于發熱部件與熱級之間的熱界面材料(--Μ)層。
[0015]在有些實施例中，熱管是利用焊料結合到熱級的。
[0016]在有些實施例中，第一厚度減小了電子設備的總體厚度。
[0017]在有些實施例中，第一厚度是利用機加工(machining)技術、軋制(rolling)技術、切削(skiving)技術、連續機加工(continuous-machining)技術、化學蝕亥丨J(chemical-etching)技術、壓印(coining)技術、鑄造(casting)技術和鍛造(forging)技術中的至少一種在熱級中創建的。
[0018]在有些實施例中，熱級包括銅鈦。
[0019]在有些實施例中，熱管包括銅。
[0020]所公開的實施例還提供了一種促進電子設備中的熱傳遞的方法。所述方法包括沿在電子設備中的發熱部件和熱管之間的熱界面布置熱級，使用一組緊固件將熱級緊固到電子設備的表面，以及使用該組緊固件 以在熱管和電子設備的外殼之間形成熱間隙。
[0021]所公開的實施例還提供了一種促進電子設備中的熱傳遞的方法，包括:在熱級中提供具有第一厚度的區域以容納電子設備中的熱管和具有大于所述第一厚度的第二厚度的區域以增加所述發熱部件與所述熱管之間的彈簧力；和沿所述發熱部件與所述熱管之間的熱界面布置熱級。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1示出了根據所公開實施例的電子設備的底部視圖。
[0023]圖2示出了根據所公開實施例的、用于促進電子設備中熱傳遞的系統的橫截面視圖。
[0024]圖3示出了根據所公開實施例的、用于促進電子設備中熱傳遞的系統的截面圖。
[0025]圖4示出了根據所公開實施例的熱級的側視圖。
[0026]圖5示出了根據所公開實施例的電子設備中的壁。
[0027]圖6示出了根據所公開實施例的電子設備中一組進氣和排氣區的后視圖。
[0028]圖7示出了根據所公開實施例的電子設備的橫截面視圖。
[0029]圖8示出了根據所公開實施例的電子設備的橫截面視圖。
[0030]圖9示出了根據所公開實施例的電子設備中的墊圈。
[0031]圖10示出了根據所公開實施例的墊圈的柔性部分。
[0032]圖11示出了根據所公開實施例的墊圈的柔性部分。
[0033]圖12示出了根據所公開實施例的、說明促進電子設備中熱傳遞的過程的流程圖。
[0034]圖13示出了根據所公開實施例的、說明促進電子設備中熱傳遞的過程的流程圖。
[0035]圖14示出了根據所公開實施例的、說明組裝電子設備的過程的流程圖。[0036]圖15示出了根據所公開實施例的便攜式電子設備。
[0037]圖中，相同的標號指相同的附圖元素。
【具體實施方式】
[0038]以下描述的給出是為了使本領域任何技術人員都能夠制作并使用所述實施例，而且這些描述是在特定應用及其需求的背景下提供的。在不背離本公開的主旨與范圍的情況下，對所公開實施例的各種修改對本領域技術人員將是非常顯而易見的，而且這里所定義的通用原理可以應用到其它實施例和應用。因而，本發明不限于所示出的實施例，而是要符合與在此所公開的原理和特征一致的最廣范圍。
[0039]本具體描述中所描述的數據結構與代碼一般存儲在計算機可讀存儲介質上，所述介質可以是能夠存儲由計算機系統使用的代碼和/或數據的任何設備或介質。計算機可讀存儲介質包括，但不限于，易失性存儲器、非易失性存儲器、磁性和光學存儲設備或者其它現在已知或以后開發的能夠存儲代碼和/或數據的介質，其中磁性和光學存儲設備諸如盤驅動器、磁帶、⑶(光盤)、DVD (數字通用盤或者數字視頻盤)。
[0040]具體描述部分中所描述的方法與過程可以體現為代碼和/或數據，所述代碼和/或數據可以存儲在如上所述的計算機可讀存儲介質中。當計算機系統讀取并執行存儲在計算機可讀存儲介質上的代碼和/或數據時，計算機系統執行體現為數據結構和代碼并且存儲在計算機可讀存儲介質中的方法和過程。
[0041]此外，在此所述的方法與過程可以包括在硬件模塊或裝置中。這些模塊或裝置可以包括，但不限于，專用集成電路(ASIC)芯片、現場可編程門陣列(FPGA)、在特定時間執行特定軟件模塊或一塊代碼的專用或共享的處理器，和/或現在已知或以后開發的其它可編程邏輯設備。當硬件模塊或裝置被激活時，它們執行包括在它們當中的方法與過程。
[0042]圖1示出了根據所公開實施例的電子設備的底部視圖。更具體而言，圖1示出了除去了諸如膝上型計算機的電子設備底部外殼的電子設備。在電子設備中，多個部件可以用于冷卻像中央處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)和/或視頻存儲器的發熱部件。
[0043]首先，電子設備可以包括一組風扇102-104，用于把發熱部件生成的熱量排放到電子設備的外面。風扇102-104可以利用沿電子設備的壁118的一組進氣和排氣通風孔從電子設備的外面吸入較冷的空氣、在電子設備內部周圍使空氣流通以便從發熱部件散熱并且把熱空氣排出電子設備之外。
[0044]電子設備還可以包括熱管106，熱管106把熱量從一個或多個發熱部件朝著來自風扇102-104排氣流傳導。例如，熱管106可以是在部分真空中填充有工作流體——諸如水、乙醇、丙酮、鈉和/或水銀一的導熱材料(諸如銅)的密封管。工作流體在與更靠近熱管106中央的發熱部件的熱界面處可以蒸發成蒸汽，移往被風扇(例如，風扇102-104)冷卻的熱管106的末端并且在風扇除去熱量之后重新冷凝成液體。于是，熱管106內部的燒結材料(例如，金屬粉末)可以對冷凝后的液體施加毛細管壓力，把液體傳導回熱管106的發熱部分，用于隨后從發熱部件把熱量傳走。
[0045]為了進一步促進從發熱部件散熱，熱級108可以在熱管106與發熱部件之間施加彈簧力。例如，熱級108可以利用焊料接合到熱管106并且利用一組緊固件110-116緊固到電子設備的表面，以便增加沿發熱部件與熱管106之間的熱界面所傳遞的熱量。[0046]在一種或多種實施例中，電子設備中的散熱機制和/或部件可以包括增加從發熱部件把熱量傳遞走和/或促進電子設備中空間高效使用的多個特性和/或特征。首先，緊固件110-116可以既把熱級108緊固到電子設備中的表面又在熱管106與電子設備的外殼之間創建熱間隙，如以下關于圖2所討論的。其次，熱級108可以包括兩種厚度，以便在維持充分冷卻熱級108和熱管106位于其上的發熱部件所需彈簧力的同時減小電子設備的總體厚度，如以下關于圖3-4進一步具體描述的。
[0047]第三，壁118可以包括以第一角度指向電子設備的一個或多個發熱部件的進氣通風孔和以第二角度指向電子設備外面的排氣通風孔，以避開電子設備的顯示器。壁118還可以包括進氣和排氣通風孔之間的一個或多個被阻擋的通風孔，及用于降低電子設備外殼中熱點的溫度的機制。壁118以下參考圖5-8更具體地描述。
[0048]最后，一組墊圈120-122可以在風扇102-104和壁118中的排氣通風孔之間提供熱輸送管(thermal duct),以防排氣在電子設備內部再流通并降低從發熱部件散熱的效率。如以下參考圖9-11所討論的，墊圈120-122可以包括構成輸送管的剛性部分，及簡化了熱管106在剛性部分上的組裝并且隨后在熱管106周圍密封輸送管的一組柔性部分。
[0049]圖2示出了根據所公開實施例的、用于方便電子設備(例如，圖1的電子設備)中熱傳遞的系統的橫截面視圖。該系統包括熱管106和熱級108，二者都位于諸如CPU和/或GPU的發熱部件202之上。
[0050]如圖2中所示，熱級108可以沿熱管106與發熱部件202之間的熱界面布置。熱界面材料(TIM)214也可以布置在發熱部件202與熱級108之間的熱界面中，以便增加發熱部件202與熱級108之間的熱接觸傳導。
[0051]在一種或多種實施例中，熱級108的彈簧力用于增加發熱部件202與熱管106之間的熱接觸。例如，熱級108可以通過減小厚度來增加發熱部件202與熱管106之間的熱傳導，而這又會增加--Μ214的熱阻。因此，熱級108可以由具有高熱傳導率和彈簧常數的諸如銅鈦的材料制成。
[0052]為了提供發熱部件202與熱管106之間的熱接觸，熱管106可以利用焊料216-218結合到熱級108，而且熱級108可以利用一組緊固件204-206(例如，圖1的緊固件110-116)緊固到電子設備中的表面208。例如，緊固件204-206可以包括把熱級108的一組翼緊固到包含發熱部件202的印制電路板(PCB)的一個或多個螺釘。因此，緊固件204-206和熱級108可以把向下的力施加到發熱部件202上并且通過熱管106增加發熱部件202的熱覆蓋。
[0053]緊固件204-206可以附加地在熱管106與電子設備的外殼222之間形成熱間隙220。繼續以上的例子，用于提供緊固件204-206的螺釘可以具有高的頭210-212，這些頭提供0.5mm-0.8mm的熱間隙220和/或空隙(plenum),空氣可以通過其流動，以便進一步冷卻發熱部件202和/或電子設備中的其它發熱部件。可替換地，其它類型的緊固件204-206可以用于提供熱間隙220,包括夾子(clip)、帶刺的緊固件(barbed fastener)、螺栓(bolt)、鉗子(clamp)、釘(pin)、鉤(peg)和 / 或扣(clasp)。
[0054]如果電子設備跌落和/或撞擊另一個物體，熱間隙220還可以防止熱管106熱接觸外殼222。例如，如果發熱部件202離金屬外殼222的附連點相對遠的話，緊固件204-206可以放在發熱部件202周圍，以確保外殼222中的起落運動(trampolining)不會造成熱管106把熱量傳輸到外殼222和/或接觸外殼222的表面。緊固件204-206可以進一步附連到具有較低剛度的表面(例如，PCB的中心)，使得撞擊不會損壞發熱部件202和/或其它附近的部件。
[0055]但是，緊固件204-206與外殼222的接近會導致緊固件204-206與外殼222之間的物理接觸。例如，如果緊固件204-206設計成與外殼222鄰近和/或如果在外殼222與硬物體之間發生撞擊時使得緊固件204-206與外殼222接觸，緊固件204-206會觸及外殼222。
[0056]因此，緊固件204-206可以包括一層絕緣材料，以防在緊固件204-206與外殼222之間有物理接觸的情況下緊固件204-206使外殼222變熱。例如，緊固件204-206可以由塑料制成，以減小緊固件204-206與外殼222之間的熱傳導。因此，緊固件204-206可以改善發熱部件202與熱管106之間的熱接觸、提供熱間隙220作為用于氣流和/或從發熱部件202和/或熱管106散熱的通道，并且通過熱絕緣外殼222與發熱部件202和/或熱管106來方便電子設備的安全操作。
[0057]圖3示出了根據所公開實施例的、用于方便電子設備中熱傳遞的系統的截面圖。如以上所提到的，該系統可以包括熱管106和熱級108，二者都位于發熱部件302 (例如，CPU)上。熱管106可以焊接到熱級108，而且熱級108的一組翼304-306可以緊固到電子設備中的表面，以便對發熱部件302施加彈簧力。例如，向上朝包含發熱部件302的PCB有一角度的翼304-306的緊固可以把向下的力施加到發熱部件302上并且增加發熱部件302與熱管106之間的熱接觸傳導。
[0058]圖4示出了根據所公開實施例的熱級108的側視圖。熱級108可以包括具有不同厚度的多個區域404-406。特別地，區域402可以具有第一厚度，而區域404-406可以具有
大于第一厚度的第二厚度。
[0059]第一和/或第二厚度可以利用多種技術在熱級108中創建。例如，機加工技術可以用于在均勻坯料厚度的材料(例如，銅鈦)中形成槽(trough)。類似地，對應于第一厚度的剖面也可以利用軋制技術在原坯料(stock)中形成。第一厚度可以進一步通過利用切削技術、連續機加工技術和/或化學蝕刻技術從均勻的坯料除去材料來創建。鍛造和/或壓印技術可以用于把均勻的坯料壓成第一厚度，或者鑄造技術可以用于從模子形成第一和第二厚度。
[0060]如以上所提到的，第一厚度可以容納熱管(例如，圖1的熱管106)。例如，第一厚度可以形成切口和/或凹槽，熱管可以放到其中，以減小包含熱級108和熱管的電子設備的總體厚度。另一方面，第二厚度可以增加發熱部件與熱管之間的彈簧力，從而允許發熱部件(例如，高功率CPU)與熱管之間更好的傳熱。例如，第二厚度可以在熱級108的翼(例如，圖3的翼304-306)中使用以增加由熱級108和/或一組緊固件(例如，圖1的緊固件110-116)施加到發熱部件頂部上的向下的力。因此，第一和第二厚度可以既方便電子設備中空間的高效使用又方便熱管對發熱部件的冷卻的增強。
[0061]圖5示出了根據所公開實施例的壁118。壁118可以是諸如膝上型計算機的電子設備的后壁。后壁可以集成到膝上型計算機的頂殼中，以便減少膝上型計算機外殼中接縫和/或部件的個數。例如，代替作為獨立零件創建壁118并且隨后把壁118結合到頂殼，壁118可以在頂殼外面機加工。反過來，外殼中減少的接縫和/或部件數量可以減輕由于外殼造成的電磁干擾和/或提高外殼的剛性和/或高度容限。
[0062]如圖5中所示，壁118包括一個進氣區502和兩個排氣區504-506。進氣區502包括在壁118中心周圍的一組進氣通風孔，其允許一組風扇(例如，圖1的風扇102-104)從電子設備的外面把較冷的空氣吸進電子設備。然后，風扇可以在電子設備中的一組空隙和/或熱間隙(例如，圖2的熱間隙220)內使空氣流通并且把熱空氣通過位于進氣區502任一側上的排氣區504-506中的一組排氣通風孔排到電子設備外面。如以下關于圖7-8進一步具體討論的，進氣通風孔可以第一角度指向電子設備的一個或多個發熱部件，而排氣通風孔可以第二角度指向電子設備的外面。
[0063]圖6示出了根據所公開實施例的電子設備的一組進氣和排氣區502-506的后視圖。如上所述，進氣區502可以包括由風扇用于從電子設備的外面吸入空氣的一組進氣通風孔，而每個排氣區504-506都可以包括由風扇用于把熱空氣排到電子設備外面的一組排氣通風孔。
[0064]此外，一組被阻擋的通風孔602-608可以隔開進氣區502和排氣區504-506。來自通風孔602-608的氣流可以從電子設備的內部被由電子設備中墊圈形成的輸送管的一部分阻擋，如以下關于圖10所描述的。進氣區502和排氣區504-506中基本上均勻隔開的開口的這種阻擋可以維持進氣區和排氣區502-506中通風孔的美觀連續性、減小來自電子設備外殼的電磁干擾，并且通過隔開分別通過進氣區和排氣區502-506的進氣流和排氣流來促進電子設備中的散熱。
[0065]圖7示出了根據所公開實施例的電子設備的橫截面視圖。更具體而言，圖7示出了來自電子設備壁(例如，圖1的壁118)中排氣區(例如，圖5的排氣區504-506)的排氣通風孔702的橫截面視圖。來自電子設備內部的空氣可以被跨熱管106和散熱片712的風扇(例如，圖1的風扇102-104)移動，其中空氣被加熱并且作為排氣被排放到排氣通風孔702外面。
[0066]此外，通風孔702外面的兩個排氣流704-706可以通過把電子設備(例如，膝上型計算機)的顯示器連接到電子設備底部部分的聯軸卷桶710來創建。流704可以沿著聯軸卷桶710的底部離開電子設備，而流706可以在聯軸卷桶710的頂部之上離開電子設備。為了防止排氣改變顯示器中的白點和/或加速顯示器中的降級，排氣通風孔702可以以一個角度指向電子設備的外面，使得排氣流704-706避開顯示器和/或不會跨顯示器產生大的溫度梯度。如果顯示器在電子設備的底部部分之上閉合，流706可以停止，而且所有排氣可以通過電子設備底部與聯軸卷桶710之間的空氣間隙排出通風孔702。
[0067]本領域技術人員將認識到，流出排氣通風孔702的排氣還會加熱排氣通風孔702附近的壁中的材料并且在電子設備的外殼中產生熱點。因此，可以在所述材料中做T形切口 708，以減小材料的厚度并且減小熱通過材料的傳輸。同時，電子設備中排氣通風孔702與一個或多個進氣通風孔之間的材料的厚度可以維持，以促進熱量從排氣通風孔702到進氣通風孔的橫向傳導，由此進一步降低熱點的溫度。因此，排氣通風孔702、T形切口 708和/或位于排氣通風孔702底部的隆起的相對大尺寸可以提供具有熱最小化柱(thermallyminimal spar)的輕重量結構、到電子設備的頂部和底部外殼的減小傳導路徑,及壁中排氣區和進氣區之間的橫向傳導路徑。
[0068]圖8示出了根據所公開實施例的電子設備的橫截面視圖。特別地，圖8示出了來自電子設備的壁(例如，圖1的壁118)中進氣區(例如，圖5的進氣區502)的進氣通風孔802的橫截面視圖。進氣通風孔802可以允許來自電子設備外面的較冷的空氣被風扇(例如，圖1的風扇102-104)吸入電子設備并且在作為排氣被排放到壁中一個或多個排氣通風孔(例如，圖7的排氣通風孔702)外面之前在電子設備內部流通。
[0069]在電子設備(例如，膝上型計算機)的顯示器打開的時候，兩個氣流804-806可以通過進氣通風孔802。流804可以沿把顯示器連接到電子設備底部的聯軸卷桶(clutchbarrel)810的底部進入電子設備,而流806可以從聯軸卷桶810的頂部進入電子設備。如果顯示器在電子設備的底部之上閉合，流806可以停止，而且所有通過進氣通風孔802吸入的空氣都可以從電子設備底部與聯軸卷桶810之間的空氣間隙流動804。
[0070]而且，進氣通風孔802可以一個朝上的角度指向電子設備的發熱部件808，以促進從發熱部件808的散熱。例如，進氣通風孔802可以在包含視頻存儲器的PCB頂部之上引導空氣，以便冷卻所述視頻存儲器和/或PCB頂部的其它發熱部件。因此，通過進氣通風孔802的空氣可以比通過沒有以朝上角度進入電子設備內部的進氣通風孔的空氣更好地從發熱部件808散熱。
[0071]圖9示出了根據所公開實施例的電子設備中的墊圈902 (例如，圖1的墊圈120-122)。如以上所提到的，墊圈902可以在風扇910與壁118中的一組排氣通風孔之間形成排熱管，以防排氣在電子設備內部再流通并降低從電子設備中發熱部件散熱的效率。
[0072]如圖9中所示，墊圈902可以包括三個部分904-908。剛性部分904可以位于熱管106底部的周圍，在風扇910和壁118之間形成輸送管。然后，兩個柔性部分904-906可以接合到剛性部分904，使得墊圈902作為單個部件而不是需要多步組裝成墊圈902的多個部件來制造。例如，柔性部分904-906可以由利用包膠模(overmold)技術接合到由塑料制成的剛性部分904的橡膠制成。
[0073]部分906可以是在熱管106在電子設備中組裝的過程中打開的活葉(flap)，以便允許熱管106放到部分904和908之上。然后，部分906可以在熱管106及部分904和908之上閉合，以便在組裝之后在熱管106周圍密封輸送管。部分904-906可以進一步在風扇910、電子設備的底部外殼(未不出)、電子設備的頂部外殼912和/或壁118中的排氣通風孔周圍密封輸送管。例如，部分906可以在部分904和908之上折疊，以便沿著風扇910的頂部、熱管106的頂部和/或側面和/或底部外殼密封。另一方面，部分908可以接合到部分904的一個或多個邊緣并且沿著風扇910的底部、熱管106的底部和/或側面、頂部外殼912和/或壁118密封。墊圈902還可以包括沿著壁118密封輸送管的附加柔性部分914。可替換地，部分914可以由位于墊圈902和壁118之間的獨立部件(例如，墊圈)提供。
[0074]圖10示出了根據所公開實施例的墊圈(例如，圖9的墊圈902)的柔性部分906。如以上所提到的，部分906包括在熱管106在電子設備中組裝的過程中打開的活葉。例如，電子設備可以通過把墊圈放到電子設備的頂部外殼中來組裝，其中部分906在壁118之上打開。在墊圈放到電子設備的頂部外殼中之后，剛性部分904的一部分可以阻擋壁118中的一個或多個通風孔，以便隔開壁118中的進氣區和排氣區。接下來，風扇910可以挨著墊圈放置，而熱管106可以放到墊圈的剛性部分904和/或第二個柔性部分(例如，圖9的部分908)的頂部。
[0075]圖11示出了根據所公開實施例的墊圈(例如，圖9的墊圈902)的柔性部分906。如圖11中所示，部分906可以在熱管106組裝在電子設備中之后在熱管106、剛性部分904和第二柔性部分之上閉合。然后，電子設備的底部外殼可以放到墊圈之上，以在熱管106、風扇910、壁118的一個或多個排氣通風孔和/或電子設備的頂部外殼周圍創建壓縮密封。此外，墊圈中所使用的絕緣材料可以約束排氣與電子設備的外殼之間的傳熱，由此促進電子設備的安全操作。
[0076]圖12示出了根據所公開實施例的、說明促進電子設備中熱傳遞的過程的流程圖。在一種或多種實施例中，可以忽略、重復和/或以不同次序執行所述步驟中的一個或多個。相應地，圖12中所示步驟的具體安排不應當認為是限制所述實施例的范圍。
[0077]首先，在熱級中提供容納電子設備中的熱管的第一厚度和大于第一厚度的、增加發熱部件與熱管之間的彈簧力的第二厚度(操作1202)。熱級可以由銅鈦和/或具有高熱傳導率和/或彈簧常數的另一種材料制成。第一和/或第二厚度可以利用機加工技術、軋制技術、切削技術、鍛造技術、壓印技術、化學蝕刻技術和/或鑄造技術創建。
[0078]接下來，在發熱部件和熱級之間布置--Μ層(操作1204)。例如，--Μ可以應用到發熱部件和/或熱級的表面。然后，沿發熱部件和熱管之間的熱界面布置熱級(操作1206)，并且利用焊料把熱管結合到熱級(操作1208)。例如，熱級可以放在發熱部件之上，而且熱管可以放在熱級之上并且焊接到熱級。
[0079]熱級還利用一組緊固件緊固到電子設備中的表面(操作1210)，而且這組緊固件用于在熱管與電子設備的外殼之間形成熱間隙(操作1212)。例如，緊固件可以包括具有高的頭的螺釘，這種高的頭在熱管與外殼之間形成空隙，空氣可以通過這種空隙流動以進一步從發熱部件散熱。螺釘還可以分離熱管與外殼，由此防止熱管通過外科發送大量的熱。類似地，螺釘的頭可以包括諸如塑料的絕緣材料，以防在外殼接觸到螺釘的頭(例如，由于電子設備與硬表面之間的撞擊和/或由于設計)的情況下發熱部件熱接觸外殼。
[0080]圖13示出了根據 所公開實施例的、說明促進電子設備中熱傳遞的過程的流程圖。在一種或多種實施例中，可以忽略、重復和/或以不同次序執行所述步驟中的一個或多個。相應地，圖13中所示步驟的具體安排不應當認為是限制所述實施例的范圍。
[0081]首先，提供電子設備的壁，其中壁包括包含一組進氣通風孔的進氣區和包含一組排氣通風孔的排氣區，其中進氣通風孔以第一角度指向電子設備的一個或多個發熱部件，而排氣通風孔以第二角度指向電子設備外面(操作1302)。例如，壁可以是集成到膝上型計算機頂殼中的后壁。第一角度可以促進位于膝上型計算機中PCB頂部的部件的冷卻，而第二角度可以把排氣指向膝上型計算機的外面，使得排氣避開膝上型計算機的顯示器。
[0082]接下來，阻擋進氣區與排氣區之間的一個或多個通風孔(操作1304)。通風孔可以被風扇與排氣區和/或電子設備中另一部件之間的輸送管的一部分阻擋。被阻擋的通風孔可以在分離通過進氣區和排氣區的進氣流和排氣流的同時維持電子設備的美觀連續性。
[0083]與排氣通風孔相鄰的材料也可以被除去，以便降低在把排氣傳輸到電子設備外面的過程中材料中熱點的溫度(操作1306)。例如，材料可以利用T形切口除去，以便減少通過該材料傳導到電子設備外殼外面的熱量。熱點的溫度可以通過維持電子設備中排氣通風孔和一個或多個進氣通風孔之間材料的厚度(操作1308)來進一步降低。例如，到排氣通風孔一側的隔開排氣通風孔與進氣通風孔的材料的厚度可以維持，以促進熱量從排氣通風孔到進氣通風孔的橫向傳導。[0084]圖14示出了根據所公開實施例的、說明組裝電子設備的過程的流程圖。在一種或多種實施例中，可以忽略、重復和/或以不同次序執行所述步驟中的一個或多個。相應地，圖14中所示步驟的具體安排不應當認為是限制所述實施例的范圍。
[0085]首先，把墊圈放到電子設備的外殼中(操作1402)，其中墊圈包含在風扇與電子設備的排氣通風孔之間形成輸送管的剛性部分、包含活葉的第一柔性部分和接合到剛性部分的一個或多個邊緣的第二柔性部分。例如，墊圈可以放在電子設備頂部外殼的內部，使得墊圈的一端與包含排氣通風孔的壁(例如，圖1的壁118)齊平，而且風扇可以安裝在電子設備中，使得墊圈的另一端與風扇齊平。剛性部分可以由塑料制成，而第一和第二柔性部分可以由利用包膠模技術接合到剛性部分的橡膠制成。
[0086]接下來，在活葉打開的時候，熱管布置到剛性部分與第二柔性部分之上(操作1404)。例如，熱管可以組裝在電子設備中，使得當活葉在壁上打開的時候熱管停留在剛性部分和第二柔性部分的頂部。
[0087]最后，活葉在熱管、剛性部分和第二柔性部分之上閉合，以便在熱管周圍密封輸送管(操作1406)。第一和第二柔性部分還可以在風扇、電子設備的底部外殼、電子設備的頂部外殼和/或排氣通風孔周圍密封輸送管。因而，墊圈可以防止排氣在電子設備中的再流通、簡化熱管和/或電子設備的組裝和/或隔離電子設備的外殼與熱排氣。
[0088]以上所述的熱傳遞機制總體來上說可以在任何類型的電子設備中使用。例如，圖15說明了包括處理器1502、存儲器1504和顯示器1508的便攜式電子設備1500，這些部件都是由電池1506供電的。便攜式電子設備1500可以對應于膝上型計算機、平板計算機、移動電話、個人數字助理(PDA)、便攜式媒體播放器、數碼相機和/或其它類型的電池供電的電子設備。為了冷卻便攜式電子設備1500中的發熱部件，便攜式電子設備1500可以包括把熱量從發熱部件傳導走的熱管和/或把熱量排出便攜式電子設備1500的一個或多個風扇。
[0089]便攜式電子設備1500還可以包括沿發熱部件和熱管之間的熱界面布置的熱級。熱級可以包括容納熱管的第一厚度和大于第一厚度的、增加發熱部件與熱管之間彈簧力的第二厚度。熱級還可以通過一組緊固件緊固到便攜式電子設備1500中的表面，這組緊固件在熱管與便攜式電子設備1500的外殼之間形成熱間隙。
[0090]為了進一步促進發熱部件的冷卻，便攜式電子設備1500的壁可以包括包含以第一角度指向一個或多個發熱部件的一組進氣通風孔的進氣區。所述壁還可以包括包含以第二角度指向電子設備外面的一組排氣通風孔(例如，避開電子設備的顯示器)的排氣區。在進氣區和排氣區之間一個或多個通風孔可以被阻擋，以便隔開進氣區和排氣區。此外，排氣通風孔附近的熱點的溫度可以通過除去與排氣通風孔相鄰的材料和/或維持在排氣通風孔和一個或多個進氣通風孔之間材料的厚度來降低。
[0091]最后，墊圈可以防止排氣在電子設備內部的再流通。墊圈可以包括在風扇與排氣通風孔之間形成輸送管的剛性部分。墊圈還可以包括接合到剛性部分的第一柔性部分，及接合到剛性部分的一個或多個邊緣的第二柔性部分。第一柔性部分可以是活葉，該活葉在熱管組裝在電子設備中的過程中打開并且在組裝之后在熱管與剛性部分之上閉合以便在熱管周圍密封輸送管。第一和第二柔性部分可以進一步在風扇、電子設備的底部外殼、電子設備的頂部外殼和/或排氣通風孔周圍密封輸送管。[0092]以上給出各種實施例的描述僅僅是為了說明和描述。它們不是詳盡的或者要把本發明限定到所公開的形式。相應地，許多修改和變化將對本領域技術人員顯而易見。此外，以上公開內容不是要限定本發明。
【權利要求】
1.一種促進電子設備中的熱傳遞的系統，包括: 熱管，被配置成把熱從所述電子設備中的發熱部件傳導走；及熱級，沿所述發熱部件與所述熱管之間的熱界面布置，其中所述熱級在所述發熱部件與所述熱管之間施加彈簧力；及一組緊固件，被配置成: 把所述熱級緊固到所述電子設備中的表面；及 在所述熱管與所述電子設備的外殼之間形成熱間隙。
2.如權利要求1所述的系統，其中所述一組緊固件包括螺釘。
3.如權利要求2所述的系統，其中所述熱間隙是由所述螺釘的頭形成的。
4.如權利要求3所述的系統，其中所述頭包括絕緣材料層。
5.如權利要求1所述的系統，其中所述表面是所述電子設備中的印制電路板(PCB)。
6.如權利要求1所述的系統，其中所述發熱部件是中央處理單元(CPU)。
7.—種電子設備,包括: 發熱部件； 熱管，被配置成把熱從所述發熱部件傳導走； 熱級，沿所述發熱部件與所述熱管之間的熱界面布置 '及 一組緊固件，被配置成:` 把所述熱級緊固到所述電子設備中的表面；及 在所述熱管與所述電子設備的外殼之間形成熱間隙。
8.如權利要求7所述的電子設備，其中所述一組緊固件包括螺釘。
9.如權利要求8所述的電子設備，其中所述熱間隙是由所述螺釘的頭形成的。
10.如權利要求9所述的電子設備，其中所述頭包括絕緣材料層。
11.如權利要求7所述的電子設備，其中所述表面是所述電子設備中的印制電路板(PCB)0
12.一種促進電子設備中的熱傳遞的系統，包括: 熱管，被配置成把熱從所述電子設備中的發熱部件傳導走；及 熱級，沿所述發熱部件與所述熱管之間的熱界面布置，包括: 具有第一厚度的區域，用于容納熱管，及 具有大于所述第一厚度的第二厚度的區域，用于增加所述發熱部件與所述熱管之間的彈黃力。
13.如權利要求12所述的系統，其中所述熱界面進一步包括: 熱界面材料(TIM)層，位于所述發熱部件和所述熱級之間。
14.如權利要求12所述的系統，其中所述熱管利用焊料結合到所述熱級。
15.如權利要求12所述的系統，其中所述第一厚度減小了所述電子設備的總體厚度。
16.如權利要求12所述的系統，其中所述發熱部件是中央處理單元(CPU)和圖形處理單元(GPU)中的至少一個。
17.如權利要求12所述的系統，其中所述第一厚度是利用以下至少一種技術在所述熱級中創建的: 機加工技術；軋制技術； 切削技術； 連續機加工技術； 化學蝕刻技術； 壓印技術； 鑄造技術；及 鍛造技術。
18.如權利要求12所述的系統，其中所述熱級包括銅鈦。
19.如權利要求12所述的系統，其中所述熱管包括銅。
20.—種電子設備,包括: 發熱部件； 熱管，被配置成把熱從所述發熱部件傳導走 '及 熱級，沿所述發熱部件與所述熱管之間的熱界面布置，包括: 具有第一厚度的區域，用于容納熱管，及 具有大于所述第一厚度的第二厚度 的區域，用于增加所述發熱部件與所述熱管之間的彈簧力。
【文檔編號】G06F1/20GK103488263SQ201310224053
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年6月6日 優先權日:2012年6月8日
【發明者】B·W·德格納, P·凱瑟勒, C·A·斯奇瓦爾巴奇, R·H·譚, W·F·勒蓋特 申請人:蘋果公司