电子装置的制作方法

本发明涉及一种电子装置，尤其涉及一种重量小、成本低且可供绝缘冷却液直接通过的电子装置。

背景技术：

电子装置在运作时会产生热能，为了避免这些热能影响电子装置的运作，通常会需要设计用来散热的结构。以液冷式散热为例，电子装置通常会采用导热性良好的金属壳体，电子装置内部的发热源会通过导热件连接到金属壳体，且额外在金属壳体上配置冷却管。如此一来，发热源所发出的热量除了会被导热件导致大面积的金属壳体来散热之外，还可通过通入冷却液的冷却管对金属壳体降温而达到散热的效果。然而，由于需要在配置额外的冷却管，电子装置的整体尺寸难以缩减，且壳体需要使用金属材质，重量与成本较高。

技术实现要素：

本发明提供一种电子装置，其重量小、成本低，且可供绝缘冷却液直接通过而具有良好的散热效果。

本发明的一种电子装置，适于供绝缘冷却液通过，其中，电子装置包括壳体、至少一电路板模块及第一匀流结构。壳体具有内部空间、分别连通于内部空间的入口及出口。此至少一电路板模块配置于内部空间。第一匀流结构配置于内部空间且靠近入口处，其中绝缘冷却液适于从壳体的入口进入内部空间，通过第一匀流结构而改变流向、流经此至少一电路板模块而对此至少一电路板模块散热之后，从出口离开壳体。

在本发明的一实施例中，上述的第一匀流结构具有至少一挡墙以及由所述至少一挡墙所形成且连通于入口的至少一第一流道，绝缘冷却液从壳体的入口进入内部空间之后，适于被第一匀流结构改变流场与整流之后流过此至少一电路板模块。

在本发明的一实施例中，上述的至少一第一流道在延伸方向上具有不同的截面尺寸或是截面形状。

在本发明的一实施例中，上述的第一匀流结构的至少一第一流道的延伸方向垂直于电路板模块的法线方向。

在本发明的一实施例中，上述的第一匀流结构的至少一第一流道的延伸方向平行于电路板模块的法线方向。

在本发明的一实施例中，上述的第一匀流结构包括扰流扇，适于扰动进入内部空间的绝缘冷却液。

在本发明的一实施例中，上述的电子装置还包括第二匀流结构，配置于内部空间且靠近出口处，此至少一电路板模块配置于第一匀流结构与第二匀流结构之间。

在本发明的一实施例中，上述的第二匀流结构包括挡墙，壳体靠近出口的部位与第二匀流结构共同形成连通于出口的至少一第二流道，流经此至少一电路板模块的部分绝缘冷却液适于沿着第二匀流结构而从至少一第二流道流向出口。

在本发明的一实施例中，上述的壳体包括凸出于外表面的多个鳍片。

在本发明的一实施例中，上述的电子装置还包括风扇，位在壳体之外，且朝向壳体。

在本发明的一实施例中，上述的壳体包括位于内部空间的至少一内隔板，以将内部空间区分出多个区块，此至少一电路板模块为多个电路板模块，分别配置于内部空间的这些区块。

在本发明的一实施例中，上述的电子装置还包括至少一外部热源，位于内部空间之外，且热耦合于壳体。

在本发明的一实施例中，上述的壳体的板体包括凸出于外表面的至少一凸出部，此至少一外部热源通过至少一散热垫连接至此至少一凸出部。

在本发明的一实施例中，上述的至少一外部热源包括多个外部热源，这些外部热源具有不同的高度，此至少一凸出部包括对应于这些外部热源的多个凸出部，这些凸出部的高度分别与所对应的这些外部热源的高度互补。

在本发明的一实施例中，上述的壳体包括相连的多个板体，入口与出口分别形成在壳体的相对两个板体上。

基于上述，本发明的电子装置将壳体的入口、内部空间与出口共同设计为可供绝缘冷却液流动的管路，在绝缘冷却液流经壳体的内部空间时，可直接流经电路板模块而对电路板模块降温。由于不需要在壳体上设置额外的冷却管，电子装置整体体积可缩小且可节省成本。此外，由于电路板模块所产生的热量不一定需要通过壳体来散热，壳体可不一定需要采用金属材质，例如壳体可采用塑胶等其它材质，而使成本较低且重量小。另外，本发明的电子装置通过在壳体的内部空间靠近入口处配置第一匀流结构，第一匀流结构可改变绝缘冷却液的流向，而可增加电路板模块被绝缘冷却液流经的面积或比例，进一步提升散热效果。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1与图2分别是依照本发明的一实施例的一种电子装置的不同视角的外观示意图。

图3是图1的电子装置沿a-a线段的剖面示意图。

图4是图1的电子装置沿b-b线段的剖面示意图。

图5是依照本发明的另一实施例的一种电子装置的剖面示意图。

图6与图7分别是依照本发明的另一实施例的一种电子装置的不同剖面示意图。

图8是依照本发明的另一实施例的一种电子装置的剖面示意图。

图9是依照本发明的另一实施例的一种电子装置的剖面示意图。

图10是依照本发明的另一实施例的一种电子装置的剖面示意图。

附图标记说明

f：绝缘冷却液；

100、100a、100b、100c、100d、100e：电子装置；

110：壳体；

111、111a、111c、111e：板体；

112：外表面；

113：内部空间；

114：入口；

115：出口；

116：鳍片；

117：内隔板；

118：区块；

1191、1192：凸出部；

120：电路板模块；

130、130a、130b：第一匀流结构；

132：第一流道；

133：挡墙；

134：扰流扇；

140：第二匀流结构；

141：挡墙；

142：第二流道；

150：风扇；

1621、1622、163：外部热源；

164：散热垫；

166：罩体。

具体实施方式

图1与图2分别是依照本发明的一实施例的一种电子装置的不同视角的外观示意图。请参阅图1至图2，在本实施例中，电子装置100例如是电动车辆中的电压转换器、充电器或降压器等会在运作时发热的装置。或者，在其它实施例中，电子装置100也可以是伺服器或电脑等装置，电子装置100的种类不以此为限制。本实施例的电子装置100适于提供流道来供绝缘冷却液f直接通过热源而对热源直接降温，下面将对此进行详细地介绍。

图3是图1的电子装置沿a-a线段的剖面示意图。图4是图1的电子装置沿b-b线段的剖面示意图。如图3与图4所示，在本实施例中，电子装置100包括壳体110、至少一电路板模块120及第一匀流结构130。壳体110具有内部空间113、分别连通于内部空间113的入口114及出口115。在本实施例中，壳体110可以是由多个板体111以一体成型的方式制作所形成，或者，也可以是由多个板体111拼接(例如是焊接)而成，只要相邻的两板体111之间呈密合即可。在本实施例中，入口114与出口115分别形成在壳体110的相对两板体111上，例如是位于左右两侧的板体111，但入口114与出口115的位置不以此为限制。

在本实施例中，电路板模块120的数量以一个为例，此电路板模块120配置于壳体110的内部空间113。电路板模块120上包括例如是处理器或是变压器等电子元件。此类电子元件在运作时会产生热量而使得电子装置100的整体温度升高。为了避免电子装置100过热，在本实施例中，将壳体110的入口114、内部空间113与出口115共同作为可供绝缘冷却液f通入的管路，绝缘冷却液f可从壳体110的入口114进入内部空间113，流经电路板模块120而直接对电路板模块120降温，并从出口115离开，以将热量带离电子装置100。

本实施例的电子装置100所搭配的绝缘冷却液f由于是绝缘的流体，其不会导电，因此，绝缘冷却液f即便直接接触正在运作的电路板模块120也不会使电路板模块120短路。此外，绝缘冷却液f在流经电路板模块120的过程中，可将电路板模块120所产生的热量带离，而可达到散热的效果。绝缘冷却液f例如可选择包括全氟化合物的绝缘冷却液。绝缘冷却液f的沸点例如是在30度至180度之间，和/或比热例如是低于2000(j/kg-k)。更进一步地说，若选择比热例如是在1100(j/kg-k)至1400(j/kg-k)之间的绝缘冷却液f，由于比热小，可以很快地吸收电路板模块120所发出的热量。并且，若选择沸点例如是在30度至80度之间的绝缘冷却，由于液气相变化时会吸收巨量的热，而可使一般电路板模块120的温度保持在能够运作的温度区间内。当然，绝缘冷却液f的材质、比热与沸点不以此为限制，只要是可以用来直接接触运作时电子元件而不会造成短路的液体均可应用于本实施例的电子装置100。

在本实施例中，由于进入壳体110的内部空间113的绝缘冷却液f可直接流经电路板模块120而对电路板模块120降温，不需要在壳体110上设置额外的冷却管，电子装置100整体体积可缩小且可节省成本。此外，由于电路板模块120所产生的热量不一定需要通过导热件导引到壳体110来散热，除了可以省去导热件之外，壳体110可不一定需要采用金属材质，例如壳体110可采用塑胶等其它材质，而使成本较低且重量小。

值得一提的是，在本实施例中，在壳体110的内部空间113且靠近入口114处配置有第一匀流结构130。在本实施例中，第一匀流结构130具有连通于入口114的至少一第一流道132。在本实施例中，至少一第一流道132例如是多个第一流道132，但在其它实施例中，至少一第一流道132也可以是单一个第一流道132。此外，第一流道132在沿着延伸方向上的截面尺寸和/或截面形状可以相同，但也可以不同。举例来说，第一流道132在沿着延伸方向上的截面尺寸可以变大或是变小，而呈现扇形或是喇叭状的流道，或者，第一流道132在沿着延伸方向上的截面形状也可以改变，第一流道132的形式不以此为限制。在本实施例中，这些第一流道132并排地配置。这些第一流道132例如是由至少一挡墙133上的多个穿孔以及挡墙133与两旁的板体111之间的缝隙所形成。或是，这些第一流道132例如是形成于多个挡墙133之间，当然，第一流道132的种类不以此为限制。

在本实施例中，挡墙133的法线方向不垂直于入口114的延伸方向，举例而言，挡墙133的法线方向可以是平行于入口114的延伸方向。此外，挡墙133对入口114所在的板体111的投影例如会覆盖入口114。通过上述设计，当绝缘冷却液f从入口114进入内部空间113时，绝缘冷却液f会先撞击到挡墙133，而沿着挡墙133的边缘通过这些第一流道132。如此一来，原本会集中的绝缘冷却液f会被分流或改变绝缘冷却液f的流向、流场而达到整流的效果，藉此可增加电路板模块120被绝缘冷却液f流过的面积或比例，而增加散热效果。此外，如图3所示，在本实施例中，这些第一流道132的分布范围接近于电路板模块120的宽度，而可使得绝缘冷却液f可沿着这些第一流道132而流过整个或大部分的电路板模块120。当然，在其它实施例中，这些第一流道132的分布范围也可以只对应于电路板模块120的主热源(例如是处理器)，第一匀流结构130的分布位置、范围、方向不以此为限制。

此外，如图3所示，在本实施例中，电子装置100可选择地包括第二匀流结构140，第二匀流结构140配置于内部空间113且靠近出口115。在本实施例中，第二匀流结构140可以是以挡墙141的形式配置在出口115旁，当然，第二匀流结构140的种类不限于此。在本实施例中，壳体110靠近出口115的部位与第二匀流结构140共同形成连通于出口115的至少一第二流道142。至少一第二流道142的数量可以是单一个或是多个。在本实施例中，流经电路板模块120的绝缘冷却液f可沿着第二匀流结构140流向这些第二流道142，再从出口115离开电子装置100。

如图3所示，在本实施例中，电路板模块120配置于第一匀流结构130与第二匀流结构140之间。因此，绝缘冷却液f适于被第一匀流结构130分流而能够大面积地流经电路板模块120，第二匀流结构140则适于降低绝缘冷却液f在内部空间113的流动速度并增加绝缘冷却液f在内部空间113的停留时间，以使绝缘冷却液f有足够的时间与电路板模块120进行热交换。当然，上述仅提到第一匀流结构130、第二匀流结构140的其中一种结构与功效，第一匀流结构130、第二匀流结构140的其中一种结构与功效并不限于此。

图5是依照本发明的另一实施例的一种电子装置的剖面示意图。请参阅图5，图5的电子装置100a与前一实施例的电子装置100的主要差异在于，在图3中，绝缘冷却液f进入内部空间113的流动方向(也就是说，第一匀流结构130的这些第一流道132的延伸方向)实质上垂直于电路板模块120的法线方向，也就是说，绝缘冷却液f在内部空间113中大致上会从电路板模块120的一侧往相对的另一侧流动。在图5中，绝缘冷却液f进入内部空间113的流动方向(也就是说，第一匀流结构130a的这些第一流道132的延伸方向)实质上平行于电路板模块120的法线方向，也就是说，绝缘冷却液f大致上会沿着第一匀流结构130a的这些第一流道132往电路板模块120的正面流去之后再被电路板模块120导引而转往靠近出口115的板体111的方向(例如是右方)流动。

值得一提的是，在本实施例中，这些第一流道132例如是形成在这些挡墙133之间以及挡墙133与板体111a之间，但这些第一流道132的位置不以此为限制。本实施例的电子装置100a同样可以提供绝缘冷却液f的流动路径，而使电路板模块120达到高效率地降温。

图6与图7分别是依照本发明的另一实施例的一种电子装置的不同剖面示意图。请同时参阅图6与图7，图6的电子装置100b与图3的电子装置100的主要差异在于第一匀流结构130、130b的种类不同。在本实施例中，第一匀流结构130b包括风扇，例如是扰流扇134，适于扰动进入内部空间113的绝缘冷却液f。在本实施例中，绝缘冷却液f在进入内部空间113之后，会受到扰流扇134的扰动而改变流向和/或流速。操作者可通过控制扰流扇134的尺寸、位置、转速等来增加电路板模块120被绝缘冷却液f流经的面积、比例或时间，进一步提升散热效果。此外，在本实施例中，电子装置100b可选择地省去了第二匀流结构，但在其它实施例中，电子装置100b也可以选择配置第二匀流结构，第二匀流结构的种类与位置可以如同图3所示，也可以选择采用与第一匀流结构130b相似的扰流扇134来达到控制流场的效果。

图8是依照本发明的另一实施例的一种电子装置的剖面示意图。请参阅图8，图8的电子装置100c与图7的电子装置100b的主要差异在于，在本实施例中，电子装置100c的壳体包括凸出于其中一个板体111c的外表面112的多个鳍片116。由于绝缘冷却液f在与电路板模块120进行热交换之后，可能会吸热而发生相变化，而由液态汽化成气态。绝缘冷却液f在气态下会往相反于重力的方向(例如是上方)移动，而使位在上方的板体111c升温。在本实施例中，这些鳍片116例如是配置在上方的板体111c上，而可提供更多的散热面积，以加速散热。

在本实施例中，配置有鳍片116的板体111c以及鳍片116的材质以金属材质为例，而可具有良好的导热效果，当然，板体111c以及鳍片116的材质并不以此为限制。此外，在本实施例中，电子装置100的壳体外也可设置有风扇150，风扇150朝向壳体的这些鳍片116吹，以快速地对板体111与这些鳍片116降温。

图9是依照本发明的另一实施例的一种电子装置的剖面示意图。请参阅图9，图9的电子装置100d与图7的电子装置100b的主要差异在于，在本实施例中，壳体包括位于内部空间113的至少一内隔板117，以将内部空间113区分出多个区块118。在本实施例中，电子装置100d包括多个电路板模块120，分别配置于内部空间113的这些区块118。在本实施例中，壳体与内隔板117可共同作为供绝缘冷却液f流动的流道，以提供绝缘冷却液f特定的流动顺序。

更明确地说，在本实施例中，电子装置100d的壳体内配置有三个电路板模块120，若设计者欲使绝缘冷却液f依序地通过这三个电路板模块120，设计者例如是可以在壳体内设置两个内隔板117，如图9所示，在本实施例中，这两个内隔板117从相对的两板体分别往内部空间113延伸且彼此错开的，而将内部空间113区分成三个区块118，这三个电路板模块120分别配置在这三个区块118内。在本实施例中，这三个区块118分别头尾相连通(类似于串联)，而使得空间上是依序地连接。因此，绝缘冷却液f可以依序地通过这三个区块118内的这三个电路板模块120，而对这三个电路板模块120降温。在本实施例中，设计者可将降温需求最多(例如是产热最多)的电路板模块120配置在最靠近入口114的区块118，降温需求最少的电路板模块120配置在最靠近出口115的区块118。当然，电路板模块120的配置方式不以此为限制。

此外，在其它实施例中，内隔板117的数量与配置方式也不以此为限制，内隔板117也可以是设计为将内部空间113的这些区块118的头端(例如是左侧端)分别连通于彼此并连通至入口114，且内部空间113的这些区块118的尾端(例如是右侧端)分别连通于彼此并连通至出口115，而类似于并联的配置。如此一来，绝缘冷却液f可同时进入内部空间113的这些区块118，而对位在这些区块118内的这些电路板模块120降温。

图10是依照本发明的另一实施例的一种电子装置的剖面示意图。请参阅图10，图10的电子装置100e与图7的电子装置100b的主要差异在于，由图10可见，在本实施例中，电子装置100e提供了复合式的降温结构，更明确地说，电子装置100e包括了绝缘冷却液f会直接冷却的部分(例如是图10的下半部)与绝缘冷却液f间接冷却的部分(例如是图10的上半部，也就是位在板体111e与罩体166之间的外部热源1621、1622、163)。

详细而言，在本实施例中，电子装置100e的下半部接近于图7的电子装置100b，绝缘冷却液f会直接流经电路板模块120而降温。并且，在绝缘冷却液f通过壳体的内部空间的时候，也会使得壳体的温度降低。本实施例的电子装置100e通过壳体温度会降低的特性，将位于壳体的内部空间之外的外部热源1621、1622、163热耦合于壳体的板体111e，以达到对外部热源1621、1622、163降温的效果。

在本实施例中，壳体的板体111e(例如是位于上方的板体)包括凸出于外表面112的凸出部1191、1192，外部热源1621、1622会通过对应的散热垫164连接至对应的凸出部1191、1192，且外部热源163通过对应的散热垫164连接至板体111e。如此一来，外部热源1621、1622、163所发出的热便可以被传递到板体111e而被绝缘冷却液f间接地降温。在本实施例中，板体111的材质例如是金属，但板体111的材质不以此为限制。

此外，如图10所示，在本实施例中，这三个外部热源1621、1622、163具有不同的高度，为了使外部热源1621、1622、163的热量可以用传导的方式传递至板体111e，在本实施例中，凸出部1191、1192的高度分别与所对应的外部热源1621、1622的高度互补，例如外部热源1621与对应的凸出部1191的高度总和接近于外部热源1622与对应的凸出部1192的高度总和。当然，外部热源1621、1622与凸出部1191、1192之间的高度关系不以此为限制，在其它实施例中，也可以通过在外部热源1621、1622与凸出部1191、1192之间配置不同厚度的散热垫164，以确保外部热源1621、1622与凸出部1191、1192之间的热耦合状态。

综上所述，本发明的电子装置将壳体的入口、内部空间与出口共同设计为可供绝缘冷却液流动的管路，在绝缘冷却液流经壳体的内部空间时可直接流经电路板模块而对电路板模块降温。由于不需要在壳体上设置额外的冷却管，电子装置整体体积可缩小且可节省成本。此外，由于电路板模块所产生的热量不一定需要通过壳体来散热，壳体可不一定需要采用金属材质，例如壳体可采用塑胶等其它材质，而使成本较低且重量小。另外，本发明的电子装置通过在壳体的内部空间靠近入口处配置第一匀流结构，第一匀流结构可改变绝缘冷却液的流向，而可增加电路板模块被绝缘冷却液流经的面积或比例，进一步提升散热效果。在一实施例中，电子装置还可配置有第二匀流结构来与第一匀流结构共同调整内部空间内的流场。在一实施例中，电子装置还可在壳体的外表面上设置鳍片，以提升散热效率。在一实施例中，电子装置的壳体内还可利用内隔片来使绝缘冷却液依据所需的顺序或方向流动。在一实施例中，电子装置还可以包括复合式的降温结构，例如是包括了可供绝缘冷却液直接冷却的结构与可供绝缘冷却液间接冷却的结构。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。