电子设备中的紧固件与双厚度热级的制作方法
【专利摘要】所公开的实施例提供了促进电子设备中热传递的系统。该系统包括配置成从电子设备中的发热部件把热量传导走的热管。该系统还包括沿发热部件与热管之间的热界面布置的热级，其中热级在发热部件与热管之间施加弹簧力。热级包括容纳热管的第一厚度和大于第一厚度的、增加发热部件与热管之间的弹簧力的第二厚度。最后，该系统包括一组紧固件，这组紧固件配置成把热级紧固到电子设备中的表面并且在热管与电子设备的外壳之间形成热间隙。
【专利说明】电子设备中的紧固件与双厚度热级
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2012 年 6 月 8 日由发明人 Brett Degner、Charles A.Schwalbach和 William F.Leggett 提交的、标题为 “Fasteners for Creating Thermal Gaps inElectronic Devices”的美国临时申请号61/657，534 (代理人案号APL-P14893USP1)的权
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[0003]本申请还要求于2012年6月8日由发明人Brett Degner、Patrick Kessler>Charles A.Schwalbach 和 Richard Tan 提交的、标题为“Dual-Thickness Thermal Stagesin Electronic Devices”的美国临时申请号 61/657，538 (代理人案号 APL-P14986USP1)的权益。
【技术领域】
[0004]所公开的实施例涉及用于促进电子设备中的热传递的技术。更具体而言，所公开的实施例涉及电子设备中用于创建热间隙(thermal gap)的紧固件及双厚度热级(thermalstage)。
【背景技术】
[0005]现代便携式电子设备一般包含一组紧密打包的部件。例如，膝上型计算机可以在小于一英寸厚、8-11英寸长和12-16英寸宽的外壳内包括键盘、显不器、扬声器、触控板、电池、按钮、处理器、存储器、内部储存器和/或端口。而且，便携式电子设备中的大多数部件都产生热量，为了使便携式电子设备能够安全使用并且提高长期可靠性，这些热量必须散出去。例如，由膝上型计算机中的部件所生成的热量可以从部件传走并传到膝上型计算机的外面，以防对部件造成损坏并且增加操作膝上型计算机时的用户舒适度和安全性。
[0006]但是，用于便携式电子设备的散热机制总体上涉及附加零件和/或材料的使用。例如，散热片、冷却风扇、热管(heat pipe)、均热器和/或通风孔可以用于从膝上型计算机中的部件散热。这种散热零件和/或材料会占用便携式电子设备中的空间而且可能增加便携式电子设备的成本。
[0007]因而，可以通过便携式电子设备中更高效和/或更小的散热机制来促进对于便携式电子设备的空间高效的设计。
【发明内容】
[0008]所公开的实施例提供了一种促进电子设备中的热传递的系统。该系统包括热管，所述热管被配置成把热从所述电子设备中的发热部件传导走。该系统还包括热级，所述热级沿所述发热部件与所述热管之间的热界面布置，其中所述热级在所述发热部件与所述热管之间施加弹簧力(spring force) 0所述热级包括容纳热管的第一厚度和大于第一厚度、用于增加发热部件和热管之间的弹簧力的第二厚度。最后，该系统包括被配置成把热级紧固到电子设备中的表面并且在热管与电子设备的外壳之间形成热间隙的一组紧固件。[0009]在有些实施例中，这组紧固件包括螺钉。
[0010]在有些实施例中，热间隙是由螺钉的头形成的。
[0011]在有些实施例中，所述头包括绝缘材料层。例如，头可以由塑料制成和/或包括塑料帽。
[0012]在有些实施例中，表面是电子设备中的印制电路板(PCB)。
[0013]在有些实施例中，发热部件是中央处理单元(CPU)和/或图形处理单元(GPU)。
[0014]在有些实施例中，热界面还包括位于发热部件与热级之间的热界面材料(--Μ)层。
[0015]在有些实施例中，热管是利用焊料结合到热级的。
[0016]在有些实施例中，第一厚度减小了电子设备的总体厚度。
[0017]在有些实施例中，第一厚度是利用机加工(machining)技术、轧制(rolling)技术、切削(skiving)技术、连续机加工(continuous-machining)技术、化学蚀亥丨J(chemical-etching)技术、压印(coining)技术、铸造(casting)技术和锻造(forging)技术中的至少一种在热级中创建的。
[0018]在有些实施例中，热级包括铜钛。
[0019]在有些实施例中，热管包括铜。
[0020]所公开的实施例还提供了一种促进电子设备中的热传递的方法。所述方法包括沿在电子设备中的发热部件和热管之间的热界面布置热级，使用一组紧固件将热级紧固到电子设备的表面，以及使用该组紧固件 以在热管和电子设备的外壳之间形成热间隙。
[0021]所公开的实施例还提供了一种促进电子设备中的热传递的方法，包括:在热级中提供具有第一厚度的区域以容纳电子设备中的热管和具有大于所述第一厚度的第二厚度的区域以增加所述发热部件与所述热管之间的弹簧力；和沿所述发热部件与所述热管之间的热界面布置热级。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1示出了根据所公开实施例的电子设备的底部视图。
[0023]图2示出了根据所公开实施例的、用于促进电子设备中热传递的系统的横截面视图。
[0024]图3示出了根据所公开实施例的、用于促进电子设备中热传递的系统的截面图。
[0025]图4示出了根据所公开实施例的热级的侧视图。
[0026]图5示出了根据所公开实施例的电子设备中的壁。
[0027]图6示出了根据所公开实施例的电子设备中一组进气和排气区的后视图。
[0028]图7示出了根据所公开实施例的电子设备的横截面视图。
[0029]图8示出了根据所公开实施例的电子设备的横截面视图。
[0030]图9示出了根据所公开实施例的电子设备中的垫圈。
[0031]图10示出了根据所公开实施例的垫圈的柔性部分。
[0032]图11示出了根据所公开实施例的垫圈的柔性部分。
[0033]图12示出了根据所公开实施例的、说明促进电子设备中热传递的过程的流程图。
[0034]图13示出了根据所公开实施例的、说明促进电子设备中热传递的过程的流程图。
[0035]图14示出了根据所公开实施例的、说明组装电子设备的过程的流程图。[0036]图15示出了根据所公开实施例的便携式电子设备。
[0037]图中，相同的标号指相同的附图元素。
【具体实施方式】
[0038]以下描述的给出是为了使本领域任何技术人员都能够制作并使用所述实施例，而且这些描述是在特定应用及其需求的背景下提供的。在不背离本公开的主旨与范围的情况下，对所公开实施例的各种修改对本领域技术人员将是非常显而易见的，而且这里所定义的通用原理可以应用到其它实施例和应用。因而，本发明不限于所示出的实施例，而是要符合与在此所公开的原理和特征一致的最广范围。
[0039]本具体描述中所描述的数据结构与代码一般存储在计算机可读存储介质上，所述介质可以是能够存储由计算机系统使用的代码和/或数据的任何设备或介质。计算机可读存储介质包括，但不限于，易失性存储器、非易失性存储器、磁性和光学存储设备或者其它现在已知或以后开发的能够存储代码和/或数据的介质，其中磁性和光学存储设备诸如盘驱动器、磁带、⑶(光盘)、DVD (数字通用盘或者数字视频盘)。
[0040]具体描述部分中所描述的方法与过程可以体现为代码和/或数据，所述代码和/或数据可以存储在如上所述的计算机可读存储介质中。当计算机系统读取并执行存储在计算机可读存储介质上的代码和/或数据时，计算机系统执行体现为数据结构和代码并且存储在计算机可读存储介质中的方法和过程。
[0041]此外，在此所述的方法与过程可以包括在硬件模块或装置中。这些模块或装置可以包括，但不限于，专用集成电路(ASIC)芯片、现场可编程门阵列(FPGA)、在特定时间执行特定软件模块或一块代码的专用或共享的处理器，和/或现在已知或以后开发的其它可编程逻辑设备。当硬件模块或装置被激活时，它们执行包括在它们当中的方法与过程。
[0042]图1示出了根据所公开实施例的电子设备的底部视图。更具体而言，图1示出了除去了诸如膝上型计算机的电子设备底部外壳的电子设备。在电子设备中，多个部件可以用于冷却像中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)和/或视频存储器的发热部件。
[0043]首先，电子设备可以包括一组风扇102-104，用于把发热部件生成的热量排放到电子设备的外面。风扇102-104可以利用沿电子设备的壁118的一组进气和排气通风孔从电子设备的外面吸入较冷的空气、在电子设备内部周围使空气流通以便从发热部件散热并且把热空气排出电子设备之外。
[0044]电子设备还可以包括热管106，热管106把热量从一个或多个发热部件朝着来自风扇102-104排气流传导。例如，热管106可以是在部分真空中填充有工作流体——诸如水、乙醇、丙酮、钠和/或水银一的导热材料(诸如铜)的密封管。工作流体在与更靠近热管106中央的发热部件的热界面处可以蒸发成蒸汽，移往被风扇(例如，风扇102-104)冷却的热管106的末端并且在风扇除去热量之后重新冷凝成液体。于是，热管106内部的烧结材料(例如，金属粉末)可以对冷凝后的液体施加毛细管压力，把液体传导回热管106的发热部分，用于随后从发热部件把热量传走。
[0045]为了进一步促进从发热部件散热，热级108可以在热管106与发热部件之间施加弹簧力。例如，热级108可以利用焊料接合到热管106并且利用一组紧固件110-116紧固到电子设备的表面，以便增加沿发热部件与热管106之间的热界面所传递的热量。[0046]在一种或多种实施例中，电子设备中的散热机制和/或部件可以包括增加从发热部件把热量传递走和/或促进电子设备中空间高效使用的多个特性和/或特征。首先，紧固件110-116可以既把热级108紧固到电子设备中的表面又在热管106与电子设备的外壳之间创建热间隙，如以下关于图2所讨论的。其次，热级108可以包括两种厚度，以便在维持充分冷却热级108和热管106位于其上的发热部件所需弹簧力的同时减小电子设备的总体厚度，如以下关于图3-4进一步具体描述的。
[0047]第三，壁118可以包括以第一角度指向电子设备的一个或多个发热部件的进气通风孔和以第二角度指向电子设备外面的排气通风孔，以避开电子设备的显示器。壁118还可以包括进气和排气通风孔之间的一个或多个被阻挡的通风孔，及用于降低电子设备外壳中热点的温度的机制。壁118以下参考图5-8更具体地描述。
[0048]最后，一组垫圈120-122可以在风扇102-104和壁118中的排气通风孔之间提供热输送管(thermal duct),以防排气在电子设备内部再流通并降低从发热部件散热的效率。如以下参考图9-11所讨论的，垫圈120-122可以包括构成输送管的刚性部分，及简化了热管106在刚性部分上的组装并且随后在热管106周围密封输送管的一组柔性部分。
[0049]图2示出了根据所公开实施例的、用于方便电子设备(例如，图1的电子设备)中热传递的系统的横截面视图。该系统包括热管106和热级108，二者都位于诸如CPU和/或GPU的发热部件202之上。
[0050]如图2中所示，热级108可以沿热管106与发热部件202之间的热界面布置。热界面材料(TIM)214也可以布置在发热部件202与热级108之间的热界面中，以便增加发热部件202与热级108之间的热接触传导。
[0051]在一种或多种实施例中，热级108的弹簧力用于增加发热部件202与热管106之间的热接触。例如，热级108可以通过减小厚度来增加发热部件202与热管106之间的热传导，而这又会增加--Μ214的热阻。因此，热级108可以由具有高热传导率和弹簧常数的诸如铜钛的材料制成。
[0052]为了提供发热部件202与热管106之间的热接触，热管106可以利用焊料216-218结合到热级108，而且热级108可以利用一组紧固件204-206(例如，图1的紧固件110-116)紧固到电子设备中的表面208。例如，紧固件204-206可以包括把热级108的一组翼紧固到包含发热部件202的印制电路板(PCB)的一个或多个螺钉。因此，紧固件204-206和热级108可以把向下的力施加到发热部件202上并且通过热管106增加发热部件202的热覆盖。
[0053]紧固件204-206可以附加地在热管106与电子设备的外壳222之间形成热间隙220。继续以上的例子，用于提供紧固件204-206的螺钉可以具有高的头210-212，这些头提供0.5mm-0.8mm的热间隙220和/或空隙(plenum),空气可以通过其流动，以便进一步冷却发热部件202和/或电子设备中的其它发热部件。可替换地，其它类型的紧固件204-206可以用于提供热间隙220,包括夹子(clip)、带刺的紧固件(barbed fastener)、螺栓(bolt)、钳子(clamp)、钉(pin)、钩(peg)和 / 或扣(clasp)。
[0054]如果电子设备跌落和/或撞击另一个物体，热间隙220还可以防止热管106热接触外壳222。例如，如果发热部件202离金属外壳222的附连点相对远的话，紧固件204-206可以放在发热部件202周围，以确保外壳222中的起落运动(trampolining)不会造成热管106把热量传输到外壳222和/或接触外壳222的表面。紧固件204-206可以进一步附连到具有较低刚度的表面(例如，PCB的中心)，使得撞击不会损坏发热部件202和/或其它附近的部件。
[0055]但是，紧固件204-206与外壳222的接近会导致紧固件204-206与外壳222之间的物理接触。例如，如果紧固件204-206设计成与外壳222邻近和/或如果在外壳222与硬物体之间发生撞击时使得紧固件204-206与外壳222接触，紧固件204-206会触及外壳222。
[0056]因此，紧固件204-206可以包括一层绝缘材料，以防在紧固件204-206与外壳222之间有物理接触的情况下紧固件204-206使外壳222变热。例如，紧固件204-206可以由塑料制成，以减小紧固件204-206与外壳222之间的热传导。因此，紧固件204-206可以改善发热部件202与热管106之间的热接触、提供热间隙220作为用于气流和/或从发热部件202和/或热管106散热的通道，并且通过热绝缘外壳222与发热部件202和/或热管106来方便电子设备的安全操作。
[0057]图3示出了根据所公开实施例的、用于方便电子设备中热传递的系统的截面图。如以上所提到的，该系统可以包括热管106和热级108，二者都位于发热部件302 (例如，CPU)上。热管106可以焊接到热级108，而且热级108的一组翼304-306可以紧固到电子设备中的表面，以便对发热部件302施加弹簧力。例如，向上朝包含发热部件302的PCB有一角度的翼304-306的紧固可以把向下的力施加到发热部件302上并且增加发热部件302与热管106之间的热接触传导。
[0058]图4示出了根据所公开实施例的热级108的侧视图。热级108可以包括具有不同厚度的多个区域404-406。特别地，区域402可以具有第一厚度，而区域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种技术在热级108中创建。例如，机加工技术可以用于在均匀坯料厚度的材料(例如，铜钛)中形成槽(trough)。类似地，对应于第一厚度的剖面也可以利用轧制技术在原坯料(stock)中形成。第一厚度可以进一步通过利用切削技术、连续机加工技术和/或化学蚀刻技术从均匀的坯料除去材料来创建。锻造和/或压印技术可以用于把均匀的坯料压成第一厚度，或者铸造技术可以用于从模子形成第一和第二厚度。
[0060]如以上所提到的，第一厚度可以容纳热管(例如，图1的热管106)。例如，第一厚度可以形成切口和/或凹槽，热管可以放到其中，以减小包含热级108和热管的电子设备的总体厚度。另一方面，第二厚度可以增加发热部件与热管之间的弹簧力，从而允许发热部件(例如，高功率CPU)与热管之间更好的传热。例如，第二厚度可以在热级108的翼(例如，图3的翼304-306)中使用以增加由热级108和/或一组紧固件(例如，图1的紧固件110-116)施加到发热部件顶部上的向下的力。因此，第一和第二厚度可以既方便电子设备中空间的高效使用又方便热管对发热部件的冷却的增强。
[0061]图5示出了根据所公开实施例的壁118。壁118可以是诸如膝上型计算机的电子设备的后壁。后壁可以集成到膝上型计算机的顶壳中，以便减少膝上型计算机外壳中接缝和/或部件的个数。例如，代替作为独立零件创建壁118并且随后把壁118结合到顶壳，壁118可以在顶壳外面机加工。反过来，外壳中减少的接缝和/或部件数量可以减轻由于外壳造成的电磁干扰和/或提高外壳的刚性和/或高度容限。
[0062]如图5中所示，壁118包括一个进气区502和两个排气区504-506。进气区502包括在壁118中心周围的一组进气通风孔，其允许一组风扇(例如，图1的风扇102-104)从电子设备的外面把较冷的空气吸进电子设备。然后，风扇可以在电子设备中的一组空隙和/或热间隙(例如，图2的热间隙220)内使空气流通并且把热空气通过位于进气区502任一侧上的排气区504-506中的一组排气通风孔排到电子设备外面。如以下关于图7-8进一步具体讨论的，进气通风孔可以第一角度指向电子设备的一个或多个发热部件，而排气通风孔可以第二角度指向电子设备的外面。
[0063]图6示出了根据所公开实施例的电子设备的一组进气和排气区502-506的后视图。如上所述，进气区502可以包括由风扇用于从电子设备的外面吸入空气的一组进气通风孔，而每个排气区504-506都可以包括由风扇用于把热空气排到电子设备外面的一组排气通风孔。
[0064]此外，一组被阻挡的通风孔602-608可以隔开进气区502和排气区504-506。来自通风孔602-608的气流可以从电子设备的内部被由电子设备中垫圈形成的输送管的一部分阻挡，如以下关于图10所描述的。进气区502和排气区504-506中基本上均匀隔开的开口的这种阻挡可以维持进气区和排气区502-506中通风孔的美观连续性、减小来自电子设备外壳的电磁干扰，并且通过隔开分别通过进气区和排气区502-506的进气流和排气流来促进电子设备中的散热。
[0065]图7示出了根据所公开实施例的电子设备的横截面视图。更具体而言，图7示出了来自电子设备壁(例如，图1的壁118)中排气区(例如，图5的排气区504-506)的排气通风孔702的横截面视图。来自电子设备内部的空气可以被跨热管106和散热片712的风扇(例如，图1的风扇102-104)移动，其中空气被加热并且作为排气被排放到排气通风孔702外面。
[0066]此外，通风孔702外面的两个排气流704-706可以通过把电子设备(例如，膝上型计算机)的显示器连接到电子设备底部部分的联轴卷桶710来创建。流704可以沿着联轴卷桶710的底部离开电子设备，而流706可以在联轴卷桶710的顶部之上离开电子设备。为了防止排气改变显示器中的白点和/或加速显示器中的降级，排气通风孔702可以以一个角度指向电子设备的外面，使得排气流704-706避开显示器和/或不会跨显示器产生大的温度梯度。如果显示器在电子设备的底部部分之上闭合，流706可以停止，而且所有排气可以通过电子设备底部与联轴卷桶710之间的空气间隙排出通风孔702。
[0067]本领域技术人员将认识到，流出排气通风孔702的排气还会加热排气通风孔702附近的壁中的材料并且在电子设备的外壳中产生热点。因此，可以在所述材料中做T形切口 708，以减小材料的厚度并且减小热通过材料的传输。同时，电子设备中排气通风孔702与一个或多个进气通风孔之间的材料的厚度可以维持，以促进热量从排气通风孔702到进气通风孔的横向传导，由此进一步降低热点的温度。因此，排气通风孔702、T形切口 708和/或位于排气通风孔702底部的隆起的相对大尺寸可以提供具有热最小化柱(thermallyminimal spar)的轻重量结构、到电子设备的顶部和底部外壳的减小传导路径,及壁中排气区和进气区之间的横向传导路径。
[0068]图8示出了根据所公开实施例的电子设备的横截面视图。特别地，图8示出了来自电子设备的壁(例如，图1的壁118)中进气区(例如，图5的进气区502)的进气通风孔802的横截面视图。进气通风孔802可以允许来自电子设备外面的较冷的空气被风扇(例如，图1的风扇102-104)吸入电子设备并且在作为排气被排放到壁中一个或多个排气通风孔(例如，图7的排气通风孔702)外面之前在电子设备内部流通。
[0069]在电子设备(例如，膝上型计算机)的显示器打开的时候，两个气流804-806可以通过进气通风孔802。流804可以沿把显示器连接到电子设备底部的联轴卷桶(clutchbarrel)810的底部进入电子设备,而流806可以从联轴卷桶810的顶部进入电子设备。如果显示器在电子设备的底部之上闭合，流806可以停止，而且所有通过进气通风孔802吸入的空气都可以从电子设备底部与联轴卷桶810之间的空气间隙流动804。
[0070]而且，进气通风孔802可以一个朝上的角度指向电子设备的发热部件808，以促进从发热部件808的散热。例如，进气通风孔802可以在包含视频存储器的PCB顶部之上引导空气，以便冷却所述视频存储器和/或PCB顶部的其它发热部件。因此，通过进气通风孔802的空气可以比通过没有以朝上角度进入电子设备内部的进气通风孔的空气更好地从发热部件808散热。
[0071]图9示出了根据所公开实施例的电子设备中的垫圈902 (例如，图1的垫圈120-122)。如以上所提到的，垫圈902可以在风扇910与壁118中的一组排气通风孔之间形成排热管，以防排气在电子设备内部再流通并降低从电子设备中发热部件散热的效率。
[0072]如图9中所示，垫圈902可以包括三个部分904-908。刚性部分904可以位于热管106底部的周围，在风扇910和壁118之间形成输送管。然后，两个柔性部分904-906可以接合到刚性部分904，使得垫圈902作为单个部件而不是需要多步组装成垫圈902的多个部件来制造。例如，柔性部分904-906可以由利用包胶模(overmold)技术接合到由塑料制成的刚性部分904的橡胶制成。
[0073]部分906可以是在热管106在电子设备中组装的过程中打开的活叶(flap)，以便允许热管106放到部分904和908之上。然后，部分906可以在热管106及部分904和908之上闭合，以便在组装之后在热管106周围密封输送管。部分904-906可以进一步在风扇910、电子设备的底部外壳(未不出)、电子设备的顶部外壳912和/或壁118中的排气通风孔周围密封输送管。例如，部分906可以在部分904和908之上折叠，以便沿着风扇910的顶部、热管106的顶部和/或侧面和/或底部外壳密封。另一方面，部分908可以接合到部分904的一个或多个边缘并且沿着风扇910的底部、热管106的底部和/或侧面、顶部外壳912和/或壁118密封。垫圈902还可以包括沿着壁118密封输送管的附加柔性部分914。可替换地，部分914可以由位于垫圈902和壁118之间的独立部件(例如，垫圈)提供。
[0074]图10示出了根据所公开实施例的垫圈(例如，图9的垫圈902)的柔性部分906。如以上所提到的，部分906包括在热管106在电子设备中组装的过程中打开的活叶。例如，电子设备可以通过把垫圈放到电子设备的顶部外壳中来组装，其中部分906在壁118之上打开。在垫圈放到电子设备的顶部外壳中之后，刚性部分904的一部分可以阻挡壁118中的一个或多个通风孔，以便隔开壁118中的进气区和排气区。接下来，风扇910可以挨着垫圈放置，而热管106可以放到垫圈的刚性部分904和/或第二个柔性部分(例如，图9的部分908)的顶部。
[0075]图11示出了根据所公开实施例的垫圈(例如，图9的垫圈902)的柔性部分906。如图11中所示，部分906可以在热管106组装在电子设备中之后在热管106、刚性部分904和第二柔性部分之上闭合。然后，电子设备的底部外壳可以放到垫圈之上，以在热管106、风扇910、壁118的一个或多个排气通风孔和/或电子设备的顶部外壳周围创建压缩密封。此外，垫圈中所使用的绝缘材料可以约束排气与电子设备的外壳之间的传热，由此促进电子设备的安全操作。
[0076]图12示出了根据所公开实施例的、说明促进电子设备中热传递的过程的流程图。在一种或多种实施例中，可以忽略、重复和/或以不同次序执行所述步骤中的一个或多个。相应地，图12中所示步骤的具体安排不应当认为是限制所述实施例的范围。
[0077]首先，在热级中提供容纳电子设备中的热管的第一厚度和大于第一厚度的、增加发热部件与热管之间的弹簧力的第二厚度(操作1202)。热级可以由铜钛和/或具有高热传导率和/或弹簧常数的另一种材料制成。第一和/或第二厚度可以利用机加工技术、轧制技术、切削技术、锻造技术、压印技术、化学蚀刻技术和/或铸造技术创建。
[0078]接下来，在发热部件和热级之间布置--Μ层(操作1204)。例如，--Μ可以应用到发热部件和/或热级的表面。然后，沿发热部件和热管之间的热界面布置热级(操作1206)，并且利用焊料把热管结合到热级(操作1208)。例如，热级可以放在发热部件之上，而且热管可以放在热级之上并且焊接到热级。
[0079]热级还利用一组紧固件紧固到电子设备中的表面(操作1210)，而且这组紧固件用于在热管与电子设备的外壳之间形成热间隙(操作1212)。例如，紧固件可以包括具有高的头的螺钉，这种高的头在热管与外壳之间形成空隙，空气可以通过这种空隙流动以进一步从发热部件散热。螺钉还可以分离热管与外壳，由此防止热管通过外科发送大量的热。类似地，螺钉的头可以包括诸如塑料的绝缘材料，以防在外壳接触到螺钉的头(例如，由于电子设备与硬表面之间的撞击和/或由于设计)的情况下发热部件热接触外壳。
[0080]图13示出了根据 所公开实施例的、说明促进电子设备中热传递的过程的流程图。在一种或多种实施例中，可以忽略、重复和/或以不同次序执行所述步骤中的一个或多个。相应地，图13中所示步骤的具体安排不应当认为是限制所述实施例的范围。
[0081]首先，提供电子设备的壁，其中壁包括包含一组进气通风孔的进气区和包含一组排气通风孔的排气区，其中进气通风孔以第一角度指向电子设备的一个或多个发热部件，而排气通风孔以第二角度指向电子设备外面(操作1302)。例如，壁可以是集成到膝上型计算机顶壳中的后壁。第一角度可以促进位于膝上型计算机中PCB顶部的部件的冷却，而第二角度可以把排气指向膝上型计算机的外面，使得排气避开膝上型计算机的显示器。
[0082]接下来，阻挡进气区与排气区之间的一个或多个通风孔(操作1304)。通风孔可以被风扇与排气区和/或电子设备中另一部件之间的输送管的一部分阻挡。被阻挡的通风孔可以在分离通过进气区和排气区的进气流和排气流的同时维持电子设备的美观连续性。
[0083]与排气通风孔相邻的材料也可以被除去，以便降低在把排气传输到电子设备外面的过程中材料中热点的温度(操作1306)。例如，材料可以利用T形切口除去，以便减少通过该材料传导到电子设备外壳外面的热量。热点的温度可以通过维持电子设备中排气通风孔和一个或多个进气通风孔之间材料的厚度(操作1308)来进一步降低。例如，到排气通风孔一侧的隔开排气通风孔与进气通风孔的材料的厚度可以维持，以促进热量从排气通风孔到进气通风孔的横向传导。[0084]图14示出了根据所公开实施例的、说明组装电子设备的过程的流程图。在一种或多种实施例中，可以忽略、重复和/或以不同次序执行所述步骤中的一个或多个。相应地，图14中所示步骤的具体安排不应当认为是限制所述实施例的范围。
[0085]首先，把垫圈放到电子设备的外壳中(操作1402)，其中垫圈包含在风扇与电子设备的排气通风孔之间形成输送管的刚性部分、包含活叶的第一柔性部分和接合到刚性部分的一个或多个边缘的第二柔性部分。例如，垫圈可以放在电子设备顶部外壳的内部，使得垫圈的一端与包含排气通风孔的壁(例如，图1的壁118)齐平，而且风扇可以安装在电子设备中，使得垫圈的另一端与风扇齐平。刚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胶模技术接合到刚性部分的橡胶制成。
[0086]接下来，在活叶打开的时候，热管布置到刚性部分与第二柔性部分之上(操作1404)。例如，热管可以组装在电子设备中，使得当活叶在壁上打开的时候热管停留在刚性部分和第二柔性部分的顶部。
[0087]最后，活叶在热管、刚性部分和第二柔性部分之上闭合，以便在热管周围密封输送管(操作1406)。第一和第二柔性部分还可以在风扇、电子设备的底部外壳、电子设备的顶部外壳和/或排气通风孔周围密封输送管。因而，垫圈可以防止排气在电子设备中的再流通、简化热管和/或电子设备的组装和/或隔离电子设备的外壳与热排气。
[0088]以上所述的热传递机制总体来上说可以在任何类型的电子设备中使用。例如，图15说明了包括处理器1502、存储器1504和显示器1508的便携式电子设备1500，这些部件都是由电池1506供电的。便携式电子设备1500可以对应于膝上型计算机、平板计算机、移动电话、个人数字助理(PDA)、便携式媒体播放器、数码相机和/或其它类型的电池供电的电子设备。为了冷却便携式电子设备1500中的发热部件，便携式电子设备1500可以包括把热量从发热部件传导走的热管和/或把热量排出便携式电子设备1500的一个或多个风扇。
[0089]便携式电子设备1500还可以包括沿发热部件和热管之间的热界面布置的热级。热级可以包括容纳热管的第一厚度和大于第一厚度的、增加发热部件与热管之间弹簧力的第二厚度。热级还可以通过一组紧固件紧固到便携式电子设备1500中的表面，这组紧固件在热管与便携式电子设备1500的外壳之间形成热间隙。
[0090]为了进一步促进发热部件的冷却，便携式电子设备1500的壁可以包括包含以第一角度指向一个或多个发热部件的一组进气通风孔的进气区。所述壁还可以包括包含以第二角度指向电子设备外面的一组排气通风孔(例如，避开电子设备的显示器)的排气区。在进气区和排气区之间一个或多个通风孔可以被阻挡，以便隔开进气区和排气区。此外，排气通风孔附近的热点的温度可以通过除去与排气通风孔相邻的材料和/或维持在排气通风孔和一个或多个进气通风孔之间材料的厚度来降低。
[0091]最后，垫圈可以防止排气在电子设备内部的再流通。垫圈可以包括在风扇与排气通风孔之间形成输送管的刚性部分。垫圈还可以包括接合到刚性部分的第一柔性部分，及接合到刚性部分的一个或多个边缘的第二柔性部分。第一柔性部分可以是活叶，该活叶在热管组装在电子设备中的过程中打开并且在组装之后在热管与刚性部分之上闭合以便在热管周围密封输送管。第一和第二柔性部分可以进一步在风扇、电子设备的底部外壳、电子设备的顶部外壳和/或排气通风孔周围密封输送管。[0092]以上给出各种实施例的描述仅仅是为了说明和描述。它们不是详尽的或者要把本发明限定到所公开的形式。相应地，许多修改和变化将对本领域技术人员显而易见。此外，以上公开内容不是要限定本发明。
【权利要求】
1.一种促进电子设备中的热传递的系统，包括: 热管，被配置成把热从所述电子设备中的发热部件传导走；及热级，沿所述发热部件与所述热管之间的热界面布置，其中所述热级在所述发热部件与所述热管之间施加弹簧力；及一组紧固件，被配置成: 把所述热级紧固到所述电子设备中的表面；及 在所述热管与所述电子设备的外壳之间形成热间隙。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述一组紧固件包括螺钉。
3.如权利要求2所述的系统，其中所述热间隙是由所述螺钉的头形成的。
4.如权利要求3所述的系统，其中所述头包括绝缘材料层。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述表面是所述电子设备中的印制电路板(PCB)。
6.如权利要求1所述的系统，其中所述发热部件是中央处理单元(CPU)。
7.—种电子设备,包括: 发热部件； 热管，被配置成把热从所述发热部件传导走； 热级，沿所述发热部件与所述热管之间的热界面布置 '及 一组紧固件，被配置成:` 把所述热级紧固到所述电子设备中的表面；及 在所述热管与所述电子设备的外壳之间形成热间隙。
8.如权利要求7所述的电子设备，其中所述一组紧固件包括螺钉。
9.如权利要求8所述的电子设备，其中所述热间隙是由所述螺钉的头形成的。
10.如权利要求9所述的电子设备，其中所述头包括绝缘材料层。
11.如权利要求7所述的电子设备，其中所述表面是所述电子设备中的印制电路板(PCB)0
12.一种促进电子设备中的热传递的系统，包括: 热管，被配置成把热从所述电子设备中的发热部件传导走；及 热级，沿所述发热部件与所述热管之间的热界面布置，包括: 具有第一厚度的区域，用于容纳热管，及 具有大于所述第一厚度的第二厚度的区域，用于增加所述发热部件与所述热管之间的弹黃力。
13.如权利要求12所述的系统，其中所述热界面进一步包括: 热界面材料(TIM)层，位于所述发热部件和所述热级之间。
14.如权利要求12所述的系统，其中所述热管利用焊料结合到所述热级。
15.如权利要求12所述的系统，其中所述第一厚度减小了所述电子设备的总体厚度。
16.如权利要求12所述的系统，其中所述发热部件是中央处理单元(CPU)和图形处理单元(GPU)中的至少一个。
17.如权利要求12所述的系统，其中所述第一厚度是利用以下至少一种技术在所述热级中创建的: 机加工技术；轧制技术； 切削技术； 连续机加工技术； 化学蚀刻技术； 压印技术； 铸造技术；及 锻造技术。
18.如权利要求12所述的系统，其中所述热级包括铜钛。
19.如权利要求12所述的系统，其中所述热管包括铜。
20.—种电子设备,包括: 发热部件； 热管，被配置成把热从所述发热部件传导走 '及 热级，沿所述发热部件与所述热管之间的热界面布置，包括: 具有第一厚度的区域，用于容纳热管，及 具有大于所述第一厚度的第二厚度 的区域，用于增加所述发热部件与所述热管之间的弹簧力。
【文档编号】G06F1/20GK103488263SQ201310224053
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年6月6日 优先权日:2012年6月8日
【发明者】B·W·德格纳, P·凯瑟勒, C·A·斯奇瓦尔巴奇, R·H·谭, W·F·勒盖特 申请人:苹果公司