专利名称：用于金属机壳的非金属网栅遮盖物的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种用于具有多个电子零件的电子系统的机壳结构，特别是本发明提供一种复合机壳结构，此复合机壳结构包括形成于金属机壳的一或多个表面上的非金属网栅遮盖物，以获取额外的热裕度(ThermalBudget)，并且得到人性化的机壳表面。
背景技术：
位于电视、数字多功能光盘播放器(Digital Versatile Disc，DVD Player)或其它电子组件中的机壳具有一金属结构，而此金属结构上则有电路板以及其它的电子零件覆盖。在计算机中，各式各样的零件包括有母板、微处理器、内存、磁盘驱动器以及其它电子零件，而这些各式各样的零件覆盖于机壳上。一般来说，计算机机壳是由如图1所示的多个机板所构成。计算机机壳保护了全部的重要零件以防止尘埃、湿气以及损害。计算机机壳通常由金属制作，以有效消散计算机系统中的各种电子零件所产生的热。
在计算机的一般操作中，微处理器(CPU)是计算机所需散热的主要来源。如果在计算机中无冷却系统，其温度会超过100度。如果无适当地散热，计算机所产生的热会缩短电子零件的生命期，也会降低零件的操作效能。来自于计算机的热可以被动地借由使塑料或是外罩材料的外表面(表层)暖化而消散，或是主动地利用风扇以及热交换器作为出口而将热消散。
以安全规则而来说，例如UL-1950(美国安全检测实验室公司(UL)发出)，由于每一个机壳具有不同的散热率，所以对于金属机壳以及非金属机壳而言会订定出其不同的表层温度。例如对于一个金属机壳而言，其一般的最高的表层温度会设定成55度；而对于一个塑料机壳而言，其温度会设定成65度。所以，系统制造者可以借由采用非金属机壳，而获得额外的10度的表层温度裕度(margin)。而且，对于人体的皮肤而言，包括塑料机壳的非金属机壳较金属机壳更为人性化。
以往的机壳是以单层的金属或是塑料等非金属材料进行制作，不过，非金属机壳一般来说无法有效地散热，且对于电磁放射至计算机周围环境的遮蔽效率，其相较于金属机壳也不佳。另一方面，如同上述的说明，金属机壳其因表层温度较非金属机壳高10度，因此在使用上亦受到局限。
发明内容
基于上述的问题，所以需要设计出一种新的机壳结构，以有效地将热消散，并且在表层温度方面获取额外的热裕度。
本发明是有关于一种用于具有多个电子零件的电子系统的机壳结构。特别是，本发明提供一种复合机壳结构，此复合机壳结构包括形成于金属机壳的一或多个表面上的非金属网栅遮盖物，以获取额外的热裕度，并且得到人性化的机壳表面。将本发明应用于计算机系统的复合机壳结构只是其中的一种例子，其非用以限定本发明的应用范畴，即本发明的应用范畴较为广泛。
在一特定的实施例中，本发明提供用于电子系统中的复合机壳，且此复合机壳相较于金属机壳，具有较高的表层温度裕度(Skin TemperatureAllowance)。此机壳包括至少一金属机板以消散多个电子零件所产生的热，此机壳还包括具有多个开口的至少一非金属网栅遮盖物，以利用此非金属网栅遮盖物将热消散，并且避免人体直接与金属机板接触，其中非金属网栅遮盖物相较于金属机板具有较高的表层温度裕度，且此非金属网栅遮盖物形成于金属机板的外表面。
在另一实施例中，本发明提供一种形成复合机壳的方法。相较于单层的金属机壳，此复合机壳具有较高的表层温度裕度，且此复合机壳适用于具有多个电子零件的电子系统中。此方法包括将多个电子零件放置于电子系统的金属机板上。此方法还包括将非金属网栅遮盖物牢固地附着于金属机板上，而于金属机板的外表面上形成具有多个开口的非金属网栅遮盖物，如此可以避免人体直接与金属机板接触。
本发明的实施例其所能达到的效益大于以往的技术。例如，本技术提供形成于金属机壳上的一非导热性的网栅遮盖物，以保护终端使用者，避免因其直接接触热金属机壳所造成的潜在意外，同时还能保持金属机壳的散热能力。此外，对电子系统的制造者而言，本技术在机壳表层温度方面，提供了额外的热裕度，并且借由复合机壳结构的形成提供了其它的美学效益。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
图1是具有复合机壳结构的计算机系统的透视简图。
图2是非金属网栅遮盖物的透视简图。
图3是利用计算流体力学(CFD)对不同型态的机壳结构进行评估，所得的计算机机壳表层温度的分布图。
图4是具有非金属网栅的计算机系统的透视简图，此非金属网栅包括附着在一或多个机壳板其开口的一金属网栅。
主要组件符号说明100计算机机壳102、200非金属网栅遮盖物301金属机壳303、305复合机壳307非金属机壳310温度比例尺401开口402金属网栅具体实施方式
本发明是有关于一种用于具有多个电子零件的电子系统的机壳结构，特别是本发明提供一种复合机壳结构。此复合机壳结构包括形成于金属机壳的一或多个表面上的非金属网栅遮盖物，以获取额外的热裕度，并且得到人性化的机壳表面。将本发明应用于计算机系统的复合机壳结构只是其中的一种例子，其非用以限定本发明的应用范畴，即本发明的应用范畴较为广泛。
图1是具有复合机壳结构的计算机系统的透视简图。在本实施例中，计算机机壳100包括多个金属机板，其中金属机板例如是杜拉铝(Duralumin)。如图1所示，非金属网栅遮盖物102放置于金属机壳的外表面，以形成复合机壳结构，其中此复合机壳结构包括形成于金属机板上的非金属网栅。此非金属网栅遮盖物包括导热性低于金属机壳材料的一材料。例如聚碳酸酯(Polycarbonate)可以用作于此非金属网栅材料。利用螺丝、胶或是其它的粘着机制，此网栅遮盖物102可以牢固地附着于金属机壳的一或多个机板上，以获得额外的热裕度，并且避免任何因人体接触到金属机壳所造成的意外。
图2是非金属网栅遮盖物的透视简图。如图2所示，此网栅遮盖物200具有多个开口以允许热由金属机壳消散至计算机周围的环境。在一实施例中，开口可以是一矩形，且这些开口占整个网栅遮盖物表面的至少25％或是更多。此外，其它的开口所占比例以及形状亦可使用。关于透过使用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)所进行的评估，由图3可知，具有多个开口的非金属网栅遮盖物其显示出优选表层温度，其相关说明如下。
图3是利用计算流体力学(CFD)对不同型态的机壳结构进行评估，所得的计算机机壳表层温度的分布图。计算流体力学(CFD)是一种精密的分析工具，用以找出计算机等电子系统过热的解决之道。利用CFD测试，经过评估可以得到如图3所示的计算机系统中的机壳表层温度分布。图3的机壳表层温度分布是针对四种不同型态的机壳，包括金属机壳301、具有不同网栅开口尺寸的复合机壳303、305，以及以聚酰胺(尼龙-6，Nylon-6)制作的非金属机壳307。
在图3中，灰色或是黑色的小点表示温度分布在金属机壳301、复合机壳303、305，以及非金属机壳307的所在位置，这些位置为微处理器等高散热组件的所在位置。附图中的表层温度借由一个温度比例尺310以不同的颜色绘示出来。
机壳303以及305是关于本发明的复合机壳的实施例。为了形成复合机壳，以聚碳酸酯所制作的非金属网栅遮盖物，其以不同的方法附着于金属机壳的外表面。这些方法例如是网栅遮盖物借由螺丝或是胶牢固地附着，以固定于金属机壳的表面。另外，网栅遮盖物可以锁入(Snap)形成在下金属机壳的锁孔中，或者，网栅遮盖物可以滑入形成在金属机壳上的一或多个轨道中。
网栅遮盖物具有多个开口，以消散来自下金属机壳的热，并且获取额外的表层温度裕度。在一实施例中，网栅开口尺寸1×1mm2以及2×2mm2分别用于复合机壳303以及305中，且在此二复合机壳303以及305中，其网栅开口率至少占整个网栅表面的25％或是更多。另外，网栅遮盖物的开口数目可以利用不同的开口尺寸以及不同开口率来改变，以将来自下金属机壳的热消散。举例来说网栅遮盖物的孔隙越多，来自金属机壳的热可以越快逸失。
请参照图3，在针对四种不同型态的机壳进行热分布的CFD测试后，显示出复合机壳303以及305具有可与金属机壳301进行比较的表层温度特性。如图3所示，金属机壳301与复合机壳303以及305并没有显著的机壳表层温度变化。如图3所示，形成在金属机壳上的非金属网栅遮盖物，对于整个机壳表层温度不会有大于1度的影响，同时在安全规则下，还能达到大约10度的额外的热计划裕度。本实施例的非金属网栅遮盖物不会影响包括在金属机壳中的电子零件的温度分布，而关于此另外的CFD测试并未于此显示出来。另一方面，由图3可知，完全的塑料机壳307显示出严重的热点，其表示说塑料机壳307具有局部高温的机壳温度。
图4是具有非金属网栅的计算机系统的透视简图，此非金属网栅配置有附着在一或多个机壳板其开口的一金属网栅。在本发明的另一实施例中，配置有金属网栅402的非金属网栅附着于开口401，而此开口401形成于金属机板上。如此一来，可以降低因微处理器或其它高放热零件，所造成机壳表层温度局部高温的问题。如上所述，在计算机上，微处理器(CPU)是其中一种高散热的来源。在图3中所观察到的塑料机壳307的局部热点通常是由微处理器或是其它高散热电子构件所造成。如果未能适当地冷却，其温度会超过100度。因此，在计算机中，来自于微处理器的过多的热可以主动地透过风扇以及热交换器作为出口，并搭配包括金属网栅的非金属网栅，而将热消散以获取额外的表层温度裕度，如图4所示。
基于对热力学(Thermodynamics)理论的了解，热通量(Heat Flux)的特性与温度梯度以及材料的导热性有关。换句话说，对于电子系统来说，整个散热的能力主要与电子系统的表面温度有关。不过，因为这些材料所产生的热会被认为其会对使用者造成伤害，因此其表面温度因机壳材料的高导热性，而受到限制。为了克服这个困境，透过上述的实施例，非导热性的网栅遮盖物可以形成在导热性机壳上，以保护终端的使用者，避免因接触热金属机壳所造成的潜在意外，且同时保持金属机壳的散热能力。
虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何业内人士，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种用于具有多个电子零件的一电子系统的复合机壳，该复合机壳相较于一金属机壳具有较高的表层温度裕度，该复合机壳包括至少一金属机板以消散该些电子零件所产生的热；以及具有多个开口的至少一非金属网栅遮盖物附着于该金属机板的一外表面，以避免人体直接与该金属机板接触，并且获取额外的一表层温度裕度。
2.根据权利要求1所述的复合机壳，其特征在于，该非金属网栅遮盖物包括导热性低于该金属机壳材料的一材料。
3.根据权利要求1所述的复合机壳，其特征在于，该非金属网栅遮盖物包括聚碳酸酯。
4.根据权利要求1所述的复合机壳，其特征在于，该些开口为矩形。
5.根据权利要求1所述的复合机壳，其特征在于，该非金属网栅遮盖物的表层温度裕度较该金属机壳的表层温度裕度高约10度。
6.一种复合机壳的形成方法，该复合机壳相较于一金属机壳具有较高的表层温度裕度，且该复合机壳适用于具有多个电子零件的一电子系统中，该形成方法包括将该些电子零件放置于一金属机板中；在该金属机板的一外表面的至少一部分上提供具有多个开口的一非金属网栅遮盖物，该非金属网栅遮盖物牢固地附着于金属机板，以避免人体直接与该金属机板接触，并且获取额外的一表层温度裕度。
7.根据权利要求6所述的复合机壳的形成方法，其特征在于，该非金属网栅遮盖物包括导热性低于金属机壳材料的一材料。
8.根据权利要求6所述的复合机壳的形成方法，其特征在于，该非金属网栅遮盖物包括聚碳酸酯。
9.根据权利要求6所述的复合机壳的形成方法，其特征在于，该非金属网栅遮盖物的一网栅开口率为整个该非金属网栅遮盖物的整个表面的至少25％。
10.根据权利要求6所述的复合机壳的形成方法，其特征在于，该非金属网栅遮盖物的表层温度裕度较该金属机壳的表层温度裕度高约10度。
11.一种用于具有多个电子零件的一电子系统的机壳，该机壳相较于一金属机壳具有较高的表层温度裕度，该机壳包括具有一开口的一或多个金属机板；以及配置有一金属网栅的一非金属网栅，其中该非金属网栅相较于该金属网栅具有较高的一表层温度裕度，其中配置有该金属网栅的该非金属网栅牢固地附着于该开口，以将热消散。
12.根据权利要求11所述的机壳，其特征在于，该非金属网栅的表层温度裕度较该些金属机板的表层温度裕度高约10度。
13.根据权利要求11所述的机壳，其特征在于，该开口形成在该金属机板的至少一部分，而该部分靠近一或多个微处理器的所在位置。
全文摘要
本发明是有关于一种用于具有多个电子零件的电子系统的机壳结构。本发明提供一种复合机壳结构，此复合机壳结构包括形成于金属机壳的一或多个表面上的非金属网栅遮盖物，以获取额外的热裕度，并且得到人性化的机壳表面。
文档编号H05K7/20GK1942063SQ20061015933
公开日2007年4月4日 申请日期2006年9月27日 优先权日2006年1月9日
发明者顾诗章 申请人:威盛电子股份有限公司