专利名称：散热器、液体冷却单元和电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种吸收由电子组件产生的热量的散热器，以及设置有散热器的液体冷却单元及电子装置。
背景技术：
个人笔记本电脑和其它电子装置具有安装在其中的印刷电路板。在印刷电路板上，例如，安装有大规模集成电路(LSI)和其它电子组件。为了吸收由这些电子组件产生的热量，将设置有散热器的液体冷却单元布置在印刷电路板上。作为现有技术，已知有日本已公开专利No. 2002-261480。
发明内容
技术问题当使用翅片来提高散热器的冷却效率时，传导到翅片的热量被沿着翅片的壁面流动的冷却剂吸收。但是，由于翅片的壁面与冷却剂之间会发生摩擦阻力，所以使沿着翅片的壁面流动的冷却剂的流速降低。与此相反，在一定程度上，在远离翅片壁面的位置流动的冷却剂完全不受翅片的壁面与冷却剂之间产生的摩擦阻力的影响。由此，在一定程度上，在远离翅片的壁面的位置流动的冷却剂的流速变得大于沿着翅片的壁面流动的冷却剂的流速。这样，在设置有翅片的散热器的内部，形成有多个具有不同流速的冷却剂流，因此不能充分提高散热器的冷却效率。本发明的一个目的是改善散热器的冷却效率，使其超越现有技术的冷却效率。解决向题的技术方案为了解决上述问题，在本发明的第一方案中，提供了一种利用流过其内部的冷却剂来吸收由电子组件产生的热量的散热器，所述散热器包括外壳，其内部设置有定位在电子组件的附近的第一表面和面对第一表面的第二表面，而且所述散热器还包括从第一表面朝向第二表面延伸的翅片，其中，在第二表面处形成有从第二表面朝向第一表面突出的突出部，所述突出部位于翅片的在第二表面侧的顶部边缘与第二表面之间。另外，在本发明的第二方案中，提供了一种设置有上述散热器的液体冷却单元。而且，在本发明的第三方案中，提供了一种设置有上述散热器的电子装置。本发明的有益效果根据本发明的散热器，其冷却效率比现有技术的冷却效率更为提高。
图1是示出根据本发明的第一实施方式的笔记本电脑的示例的立体图。图2是示出根据本发明的第一实施方式的外壳主体的内部结构的示例的立体图。图3是示出根据本发明的第一实施方式的液体冷却单元的示例的平面图。图4是示出根据本发明的第一实施方式的散热器的内部结构的示例的平面图。
图5A是沿着图3中的线A-A剖开的剖视图，图5B是沿着图3中的线B-B剖开的剖视图。图6是沿着图3中的线C-C剖开的剖视图。图7A是示出根据本发明的第二实施方式的散热器的内部结构的示例的平面图， 图7B是沿着图7A中的线D-D剖开的剖视图。图8是沿着图7A中的线E-E剖开的剖视图。图9是示出根据本发明的第三实施方式的散热器的示例的剖视图。图10是示出根据本发明的第四实施方式的散热器的内部结构的示例的平面图。图11是从图10中的箭头F-F的方向看到的剖视图。图12是示出第五实施方式的散热器的示例的剖视图。图13A、i;3B和13C是示出突出部的各种改型的图。附图标记一览表10外壳主体22 底座24 盖26 键盘28定点装置30显示用外壳32液晶面板组件40印刷电路板单元42印刷电路板44电子组件46 DVD 驱动器48硬盘驱动器50卡单元52 排气口100液体冷却单元102 软管104金属管110热交换器120风扇单元122风扇外壳124 空气入口126 风扇130 液槽140 泵150散热器152夕卜壳153 底面
154顶面156入口158出口160翅片162突出部164隔板166凸部168凹部
具体实施例方式第一实施方式首先，参照图1，笔记本个人电脑(笔记本电脑)10将被作为根据第一实施方式的电子装置的示例来说明。图1是示出根据本发明的第一实施方式的笔记本电脑10的示例的立体图。如图1所示，笔记本电脑10设置有外壳主体20和显示用外壳30。显示用外壳 30与外壳主体20联接，从而可以打开/关闭。外壳主体20设置有底座22和盖M。盖M可以附连到底座22和/或从底座22 拆离。另外，在盖M的表面，设置有键盘26、定点装置观以及其它输入装置。显示用外壳 30设置有液晶面板组件32。液晶面板组件32显示文字、图像等。接着，参照图2来说明外壳主体20的内部结构。图2是示出第一实施方式的外壳主体的内部结构的示例的立体图。如图2所示，第一实施方式的外壳主体20设置有印刷电路单元40、DVD (数字通用光盘)驱动器46、硬盘驱动器48、卡单元50以及液体冷却单元 100。印刷电路板单元40设置有印刷电路板42和电子组件44。电子组件44安装在印刷电路板42的表面上。电子组件44例如是LSI电路(大规模集成电路)。在诸如LSI电路等的电子组件44上，例如，安装有中央处理单元芯片。中央处理单元芯片基于操作系统和应用软件来执行处理。当中央处理单元芯片执行处理时，诸如LSI电路等电子组件44产生热量。为了吸收由电子组件44产生的热量，液体冷却单元100被附连到印刷电路板单元 40。液体冷却单元100的详细结构将在后面描述。DVD驱动器46从DVD读取数据及向DVD写入数据。硬盘驱动器48对例如上面说明的操作系统和应用软件进行存储。另外，卡单元50安装在印刷电路板42上。例如存储卡或者LAN(局域网)卡被插入到卡单元50中。下面，参照图3来说明第一实施方式的液体冷却单元100。图3是示出了第一实施方式的液体冷却单元100的示例的平面图。如图3所示，第一实施方式的液体冷却单元 100设置有热交换器110、风扇单元120、液槽130、泵140以及散热器150。构成液体冷却单元100的多个构件通过软管102和金属管104相连接以形成环路。利用沿着环路流动的冷却剂，由电子组件44产生的热量被排出到笔记本电脑10的外部。例如，可以采用丙二醇基 (propylene glycol-based)防冻剂作为冷却剂。热交换器110从流入其中的冷却剂带走热量。热交换器110设置在排气口 52 (参见图幻的附近，所述排气口 52形成在外壳主体20的侧表面。另外，风扇单元120设置在热交换器110的附近。风扇单元120形成从热交换器110朝向排气口 52的气流。由此，由液体冷却单元100从冷却剂带走的热量通过排气口 52排放到笔记本电脑10的外部。风扇单元120设置有风扇外壳122和风扇126。在风扇外壳122的底板和顶板上， 形成有进气口 124。风扇外壳122的内部空间和风扇外壳122的外部空间通过进气口 IM 连接。液槽130设置在热交换器110的下游。液槽130储存被热交换器110除去热量的冷却剂。泵140设置在液槽130的下游。泵140将储存在液槽130中的冷却剂排出，以产生沿着环路流动的冷却剂流。泵140例如是压电泵。散热器150设置在泵140的下游。如图2所示，散热器150设置在产生热量的电子组件144之上。散热器150对由电子组件44产生的热量进行吸收。散热器150的详细结构将在下文中说明。上面说明的热交换器110定位在散热器150的下游。在液体冷却单元100中，如上所述那样形成环路。接下来，参照图4到图6对第一实施方式的散热器150的结构进行详细说明。图4 是示出散热器150的内部结构的示例的平面图。具体而言，图4是示出当后面将说明的外壳152(图6)的顶面IM被移除时，散热器150的一个示例的平面图。图5A是沿着图3中的线A-A剖开的剖视图，图5B是沿着图3中的线B-B剖开的剖视图。图6是沿着图3中的线C-C剖开的剖视图。如图4所示，散热器150设置有外壳152和翅片160。在图4所示的示例中，散热器150设置有九个翅片160。另外，在外壳152中，形成有入口 156和出口 158。入口 156和出口 158都连接到金属管104。穿过入口 156流入外壳152的内部的冷却剂穿过出口 158 流出到外壳152的外部。如图6所示，外壳152包括底面(第一表面)153和顶面(第二表面)巧4。底面 153接触电子组件44。另外，在外壳152内部，翅片160从底面153朝向顶面IM延伸。翅片160由导热率高的金属材料(例如铝)形成。由此，由电子组件44产生的热量被传导到具有翅片160的外壳152的底面153并被冷却剂吸收。这里，如图5A所示，第一实施方式的翅片160接触底面153，但是不接触顶面154。 由此，在翅片160的顶部边缘与外壳152的顶面IM之间，具有无翅片160的区域。另外，如图5B和图6所示，在翅片160的顶部边缘与外壳152的顶面IM之间，在外壳152的顶面IM处形成有从顶面IM朝向底面153突出的突出部162。突出部162例如通过使外壳152的顶面154向下推移而形成。应当注意，在图5B和图6所示的示例中，翅片160的顶部边缘没有接触突出部162，但是翅片160的顶部边缘也可以接触突出部162。在第一实施方式的散热器150中，由于在翅片160的顶部边缘与外壳152的顶面 154之间具有无翅片160的区域，所以在翅片160之间流动的冷却剂的流速V1不同于翅片 160的顶部边缘与外壳152的顶面IM之间流动的冷却剂的流速v2。具体而言，在翅片160 之间流动的冷却剂受到翅片160的壁面与冷却剂之间产生的摩擦阻力的影响，所以流速V1 变得小于流速v2。另外，在第一实施方式的散热器150中，由于从顶面IM朝向底面153突出的突出部162形成在外壳152的顶面IM处，所以在翅片160的顶部边缘与外壳152的顶面IM 之间流动的冷却剂撞击到突出部162并流入翅片之间的空间中。因此，在突出部162的下游侧，在翅片160之间流动的冷却剂的速度提高。另外，在突出部162的上游侧，在翅片160的顶部边缘与外壳152的顶面巧4之间流动的冷却剂的温度低于在翅片160之间流动的冷却剂的温度。由此，在翅片160的顶部边缘与外壳152的顶面IM之间流动的冷却剂撞击突出部162并流入翅片160之间的空间中，从而使得在翅片160之间流动的冷却剂的温度在突出部162的下游侧有所下降。如上所述，根据第一实施方式的散热器150，其冷却效率能够比现有技术的冷却效率有所提高。第二实施方式接着，将说明根据本发明的第二实施方式。第二实施方式与前述第一实施方式的不同之处在于散热器150的结构。其它结构与第一实施方式类似，因此，将省略其说明。下面，将参照图7A和7B以及图8说明第二实施方式的散热器150的结构。图7A是示出当外壳152的顶面IM被移除时散热器150的示例的平面图，图7B是沿着图7A中的线D-D剖开的剖视图。另外，图8是沿着图7A中的线E-E剖开的剖视图。如图7A和7B以及图8所示，第二实施方式的散热器150与上述第一实施方式的不同之处在于第二实施方式设置有隔板164。其它结构类似于第一实施方式。如图7A和 7B所示，隔板164接触翅片160的顶部边缘并布置为平行于外壳152的底面153。与翅片 160 一样，隔板164由导热金属材料形成。形成隔板164的材料可以与形成翅片160的材料相同，或者可以不相同。另外，在图7A和7B所示的示例中，隔板164布置成接触所有翅片160的顶部边缘。 但是，隔板164可以被布置为仅接触一部分翅片160的顶部边缘。另外，在图8所示的示例中，隔板164布置在突出部162的上游侧。但是，隔板164也可以布置在突出部162的下游侧。由于第二实施方式的散热器150在翅片160的顶部边缘处设置有隔板164，所以由电子组件44产生的热量通过外壳152的底面153和翅片160传导到隔板164。由此，使得电子组件44产生的热量所传到的部分的散热面积增大，因此其冷却效率比第一实施方式的冷却效率更为提高。第三实施方式接着，将说明根据本发明的第三实施方式。第三实施方式与上述第二实施方式的不同之处在于散热器150的结构。下面，将参照图9说明第三实施方式的散热器150的结构。图9是示出根据本发明的第三实施方式的散热器的示例的剖视图。如图9所示，其与第二实施方式的不同之处在于第三实施方式的散热器150的翅片160的上游侧边缘(图9 中由T表示的部分)为锥形。其它结构类似于第二实施方式，因此将省略其说明。如图9中所示，由于第三实施方式的翅片160的上游侧边缘为锥形，所以从入口 156流入外壳152内部的冷却剂可以很容易地在翅片160的顶部边缘与外壳152的顶面之间沿着锥形流动。因此，在翅片160的顶部边缘与外壳152的顶面IM之间流动的冷却剂的流速变大。由于对突出部162的撞击，所以在突出部162的下游侧，在翅片160之间流动的冷却剂的速度提高。由此，在基于本发明的实施方式的散热器150中，冷却效率得以提高。应当注意，在图9所示的示例中，是针对翅片160的顶部边缘设置有隔板164的情况给出的说明。但是，即使在没有隔板164的情况下，也可以应用第三实施方式。第四实施方式
接着，将说明根据本发明的第四实施方式。第四实施方式与第一实施方式的不同之处在于散热器150的结构。其它结构类似于第一实施方式，因此，将省略其详细说明。下面，将参照图10和图11说明第四实施方式的散热器150的结构。图10是示出当外壳152 的顶面IM被移除时，散热器150的示例的平面图。另外，图11是从图10中的F-F箭头方向看到的剖视图。如图10和图11中所示，第四实施方式的散热器150与上述第一实施方式的不同之处在于，在外壳152的底面处形成有凸部166。其它结构类似于第一实施方式。如图10 所示，凸部166形成在多个翅片160之间。另外，如图11所示，凸部166优选地形成在外壳 152的顶面154处的突出部162的附近。凸部166通过例如拉模铸造(die casting)的方式与翅片160 —起形成在外壳 152的底面153处。另外，当翅片160设置有与形成在外壳152的底面153处的凸部166相配合的凹部时，凸部166可以通过拉模铸造的方式形成在外壳152的底面153处，然后将翅片160附连到凸部166。由于在第四实施方式的散热器150的外壳152的底面153处形成有凸部166，所以在凸部166的上游侧上的翅片160之间流动且温度有所提高的冷却剂撞击凸部166，从而可以很容易地流到翅片160的顶部边缘与凸部166的下游侧的外壳152的顶面IM之间。另外，在翅片160之间的流动会受到扰动和搅动。由此，在第四实施方式的散热器150中，冷却效率也会有所提高。第五实施方式接下来，将说明根据本发明的第五实施方式。第五实施方式与前述第一实施方式的不同之处在于散热器150的结构。其它结构类似于第一实施方式，因此，将省略其说明。 下面，将参照图12说明第五实施方式的散热器150的结构。图12是示出第五实施方式的散热器150的内部结构的示例的剖视图。如图12所示，第五实施方式的散热器与上述第一实施方式的不同之处在于在翅片160的顶部边缘形成有凹部168。其它结构类似于第一实施方式。在图12所示的示例中，凹部168形成在突出部162的附近。应当注意，形成在一个翅片160中的凹部168的数目不做特别限制。在一个翅片160中也可以形成多个凹部168。另外，在各个翅片160中， 凹部168在翅片160中的形成位置可以有所不同。由于在第五实施方式的翅片160中形成有凹部168，所以在翅片160之间流动的冷却剂经过凹部168而很容易地流到相邻的翅片160之间。另外，在第五实施方式中，由于凹部168形成在翅片160的顶部边缘，所以在翅片160的顶部边缘与外壳152的顶面IM之间流动的冷却剂很容易地经过凹部168而流到翅片160之间的空间中。由此，在第五实施方式的散热器150中，冷却效率得以提高。改型方案在上述实施方式中，给出了通过将外壳152的顶面154的一部分向下推移而形成突出部162的示例，但是突出部162的形状不限于此。这里，参照图13A到13C来说明突出部162的改型方案。在图13A、i;3B和13C中，示出了外壳152的顶面巧4和突出部162，但是其他部分被省略。如图13A、i;3B和13C所示，突出部162也可以是并入到外壳152的顶面154的部分。
另外，只要其形状使得在翅片160的顶部边缘与外壳152的顶面IM之间流动的冷却剂撞击突出部162并很容易流到翅片160之间的空间中，突出部162的形状可以不限于上述实施方式的形状。例如，突出部162可以是如图13A所示的梯形、如图1 所示的半圆形、或者如图13C所示的三角形。虽然以上给出了关于本发明的散热器、液体冷却单元和电子装置的详细说明，但是本发明不限于上述实施方式。另外，上述实施方式可以适当地结合。而且，本领域技术人员应当理解，可以根据设计要求和其它因素进行各种修改和替换，只要这些修改和替换处于所附权利要求或者其等效方案的范围内。
权利要求
1.一种散热器，利用在所述散热器的内部流动的冷却剂来吸收由电子组件产生的热量，所述散热器包括外壳，所述外壳的内部设置有定位在所述电子组件附近的第一表面和面对所述第一表面的第二表面，以及翅片，所述翅片从所述第一表面朝向所述第二表面延伸，其中在所述第二表面处形成有从所述第二表面朝向所述第一表面突出的突出部，所述突出部位于所述翅片的在所述第二表面侧的顶部边缘与所述第二表面之间。
2.如权利要求1所述的散热器，其中，所述翅片的在所述第二表面侧的顶部边缘处设置有平行于所述第一表面的隔板。
3.如权利要求1或2所述的散热器，其中，所述翅片的上游侧边缘的形状为锥形。
4.如权利要求1到3中任意一项所述的散热器，其中，在所述第一表面处形成有凸部。
5.如权利要求1到4中任意一项所述的散热器，其中，在所述翅片中形成有凹部。
6.一种液体冷却单元，包括散热器，所述散热器通过在所述散热器的内部流动的冷却剂来吸收由电子组件产生的热量，所述液体冷却单元包括热交换器，所述热交换器从冷却剂带走热量，和泵，所述泵使冷却剂循环，其中所述散热器包括外壳，所述外壳的内部设置有定位在所述电子组件附近的第一表面和面对所述第一表面的第二表面，以及翅片，所述翅片从所述第一表面朝向所述第二表面延伸，以及从所述第二表面朝向所述第一表面突出的突出部，所述突出部形成在所述第二表面处，并位于所述翅片的在所述第二表面侧的顶部边缘与所述第二表面之间。
7.一种电子装置，包括电子组件，所述电子组件产生热量，散热器，所述散热器利用在所述散热器的内部流动的冷却剂来吸收由电子组件产生的热量，热交换器，所述热交换器从所述冷却剂带走热量，和泵，所述泵使冷却剂循环，其中所述散热器包括外壳，所述外壳的内部设置有定位在所述电子组件附近的第一表面和面对所述第一表面的第二表面，和翅片，所述翅片从所述第一表面朝向所述第二表面延伸，以及从所述第二表面朝向所述第一表面突出的突出部，所述突出部形成在所述第二表面处，并位于所述翅片的在所述第二表面侧的顶部边缘与所述第二表面之间。
全文摘要
本发明提供了一种散热器，其利用在其内部流动的冷却剂来吸收由电子组件产生的热量，所述散热器包括外壳，所述外壳的内部设置有定位在电子组件附近的第一表面和面对第一表面的第二表面，所述散热器还包括从第一表面朝向第二表面延伸的翅片，其中，从第二表面朝向第一表面突出的突出部形成在第二表面处，位于翅片的在第二表面侧的顶部边缘与第二表面之间。
文档编号H05K7/20GK102378558SQ201110193778
公开日2012年3月14日 申请日期2011年7月6日 优先权日2010年8月5日
发明者杉江优, 武藤博, 河野信一郎, 胜又贤二, 角田洋介, 铃木真纯, 青木亨匡 申请人:富士通株式会社