專利名稱：冷卻通道和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冷卻通道和電子設(shè)備，具體說涉及用于有效地冷卻殼體內(nèi)
部的多個發(fā)熱元件的冷卻通道和電子i殳備。
背景技術(shù)：
人們已經(jīng)提出了用于冷卻在電子設(shè)備等的殼體內(nèi)部發(fā)熱的電子部件 (發(fā)熱元件)的多種方法(例如，見日本未審查專利申請出版號2001 -5 7492 和5-95062 )。具體講，由于半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，諸如集成電路(IC)和大 規(guī)模集成電路(LSI)之類的部件的封裝密度和發(fā)熱密度顯著地增加。從而 需要提供用于冷卻這種強(qiáng)力的發(fā)熱元件的強(qiáng)力的方法。
例如，日本未審查專利申請出版號2001-57492公開了一種方法，其中 熱從發(fā)熱元件經(jīng)過熱管轉(zhuǎn)移至靠近外部空氣進(jìn)口的散熱片。散熱片被外部 空氣冷卻，從而發(fā)熱元件:帔冷卻。日本未審查專利申請出版號5-95062公開 了一種方法，其中用于LSI的散熱片設(shè)置在一通道內(nèi)部，氣流從進(jìn)氣口經(jīng) 過該通道流到排氣口。散熱片被該氣流冷卻，從而LSH皮冷卻。

發(fā)明內(nèi)容
用曰本未審查專利申請出版號2001-57492中公開的方法，可能難以實 現(xiàn)充分的冷卻效率，并且難以充分地冷卻現(xiàn)有的IC和LSI。用日本未審查 專利申請出版號5-95062中公開的方法，則必須為每個LSI提供一個通道。 現(xiàn)有的電子設(shè)備中，經(jīng)常在殼體內(nèi)部的整個面積安裝大量IC和LSI。因此， 就空間而言難以為每個IC和LSI提供通道和風(fēng)扇，并且可能導(dǎo)致電力消耗 和操作噪音的增加。
從而希望提高冷卻殼體內(nèi)部的多個發(fā)熱元件的效率。 根據(jù)本發(fā)明的 一 實施例，提供了用外部空氣冷卻殼體內(nèi)部的發(fā)熱元件 的冷卻通道。該冷卻通道包括進(jìn)口，從殼體外部取入的外部空氣經(jīng)過該 進(jìn)口而流入；引導(dǎo)單元，設(shè)置為將經(jīng)過進(jìn)口而流入的外部空氣引導(dǎo)至作為發(fā)熱元件的第一冷卻對象元件；出口，由引導(dǎo)單元所引導(dǎo)的外部空氣經(jīng)過 該出口被排放至第一對象元件；支管，設(shè)置在引導(dǎo)單元，并設(shè)置為將在引 導(dǎo)單元中流動的外部空氣的 一部分引導(dǎo)至作為另 一發(fā)熱元件的第二冷卻對
象元件。
支管可以包括內(nèi)側(cè)支管，位于引導(dǎo)單元內(nèi)部，并具有用于將在引導(dǎo) 單元內(nèi)部流動的外部空氣的一部分取入的支口；外側(cè)支管，位于引導(dǎo)單元 外部，并設(shè)置為將經(jīng)過內(nèi)側(cè)支管所取入的外部空氣引導(dǎo)至第二對象元件。
支口可以朝向進(jìn)口 。
外側(cè)支管可以具有切口 ，用于將經(jīng)過內(nèi)側(cè)支管所取入的外部空氣的一 部分排放至靠近第二對象元件設(shè)置并作為發(fā)熱元件的第三冷卻對象元件。
根據(jù)本發(fā)明的另 一實施例，提供了殼體內(nèi)部具有電子部件的電子設(shè)備。 該電子設(shè)備具有冷卻通道，該冷卻通道包括進(jìn)口，從殼體外部取入的外 部空氣經(jīng)過該進(jìn)口而流入；引導(dǎo)單元，設(shè)置為將經(jīng)過進(jìn)口而流入的外部空 氣引導(dǎo)至作為發(fā)熱元件的第一冷卻對象元件；出口，由引導(dǎo)單元所引導(dǎo)的 外部空氣經(jīng)過該出口被排放至第一對象元件；支管，設(shè)置在引導(dǎo)單元，并 設(shè)置為將在引導(dǎo)單元中流動的外部空氣的一部分引導(dǎo)至作為另 一發(fā)熱元件 的第二冷卻對象元件。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，提供了進(jìn)口，從殼體外部取入的外部空氣 經(jīng)過該進(jìn)口而流入；引導(dǎo)單元，設(shè)置為將經(jīng)過進(jìn)口而流入的外部空氣引導(dǎo) 至作為發(fā)熱元件的第一冷卻對象元件；出口，由引導(dǎo)單元所引導(dǎo)的外部空 氣經(jīng)過該出口被排放至第一對象元件；支管，設(shè)置在引導(dǎo)單元，并設(shè)置為
將在引導(dǎo)單元中流動的外部空氣的一部分引導(dǎo)至作為另一發(fā)熱元件的第二 冷卻對象元件。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供了一種冷卻通道，包括進(jìn)口，從殼 體外部取入的外部空氣經(jīng)過該進(jìn)口而流入；引導(dǎo)單元，i殳置為將經(jīng)過進(jìn)口 而流入的外部空氣引導(dǎo)至作為發(fā)熱元件的第一冷卻對象元件；出口，由引 導(dǎo)單元所引導(dǎo)的外部空氣經(jīng)過該出口被排放至第一對象元件；支管，設(shè)置 在引導(dǎo)單元，并設(shè)置為將在引導(dǎo)單元中流動的外部空氣的一部分引導(dǎo)至作 為另 一發(fā)熱元件的第二冷卻對象元件。
本發(fā)明允許冷卻發(fā)熱元件，具體講，能實現(xiàn)有效地冷卻殼體內(nèi)部的多 個發(fā)熱元件。


圖1是示出本發(fā)明的一實施例的電子設(shè)備的殼體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)的一部分 的透視圖。
圖2是圖1的結(jié)構(gòu)所包括的冷卻通道的透明視圖。
圖3示出圖1的基板上的構(gòu)造的一部分。
圖4是示出本發(fā)明的 一 實施例的冷卻通道的結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖5是圖4的冷卻通道的俯視圖。
圖6是圖4的冷卻通道的另一俯視圖。
圖7是圖4的冷卻通道的另一俯視圖。
圖8是圖4的冷卻通道的另一俯視圖。
圖9是圖4的冷卻通道的另一俯視圖。
具體實施例方式
圖1是示出本發(fā)明的一實施例的電子設(shè)備的殼體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)的一部分 的透視圖。基板120是印制電路板，其上安裝有IC等各種電子部件，以形 成電子設(shè)備的電子電路。許多電子部件是通過被驅(qū)動而發(fā)熱的發(fā)熱元件。 生成大量熱的大型IC設(shè)置有諸如散熱器(heat sink) 121A、散熱器121B 和散熱器122之類的散熱器，用于提高散熱效率。
為了更高的冷卻效率，用于排散來自大型發(fā)熱元件的熱的散熱器121A 和散熱器121B設(shè)置有冷卻風(fēng)扇IIOA、冷卻風(fēng)扇110B和冷卻通道130。為 了冷卻散熱器121A和散熱器121B,經(jīng)過冷卻風(fēng)扇IIOA和冷卻風(fēng)扇110B 從殼體外部取入的空氣(外部空氣)被強(qiáng)制穿過冷卻通道130的內(nèi)部。
被取入散熱器121A和散熱器121B的外部空氣從那里帶走熱并從殼體 的排氣口 (未示出)排放到外部。供給到散熱器121A和散熱器121B的外 部空氣被部分地供給到散熱器122,從而冷卻散熱器122。
圖2是圖1的冷卻通道130的透明:視圖。如圖2所示，支管(將在下 面描述)設(shè)置在冷卻通道130。穿過冷卻通道130的內(nèi)部的外部空氣的一部 分經(jīng)過支管被供給到位于冷卻通道130下并安裝在基板120上的散熱器 141A和散熱器141B。
圖3示出基板120上的構(gòu)造的一部分。如所示，在基板120上，大型IC 151和152分別安裝在散熱器121A和121B下，而大型IC 153安裝在散 熱器122下。
IC 151通過被強(qiáng)制穿過冷卻通道130而進(jìn)入散熱器121A的外部空氣而 冷卻(即由IC 151所生成的熱被排散)。同樣地，IC 152通過被強(qiáng)制穿過冷 卻通道130而進(jìn)入散熱器121B的外部空氣而冷卻(即由IC 152所生成的熱 被排散)。再同樣地，IC 153通過被強(qiáng)制穿過冷卻通道130而進(jìn)入散熱器122 的外部空氣而冷卻(即由IC 153所生成的熱被排散)。
此外，在基板120上，中型IC154、 155和156安裝在散熱器141A下， 而中型IC157、 158和159安裝在散熱器141B下。
IC 154、 155和156通過一皮強(qiáng)制穿過冷卻通道130的支管而進(jìn)入散熱器 141A的外部空氣而冷卻(即由IC 154、 155和156所生成的熱被排散)。同 樣地，IC 157、 158和159通過一皮強(qiáng)制穿過冷卻通道130的支管而進(jìn)入散熱 器141B的外部空氣而冷卻(即由IC157、 158和159所生成的熱被排散)。
圖4是示出本發(fā)明的一實施例的冷卻通道的結(jié)構(gòu)的透視圖。圖4的冷 卻通道130具有兩個進(jìn)口 (進(jìn)口 201A和進(jìn)口 201B)、兩個引導(dǎo)單元(引導(dǎo) 單元202A和引導(dǎo)單元202B)、兩個出口 (出口 203A和出口 203B )以及兩 個支口 (支口 204A和支口 204B )。
進(jìn)口 201A是附著至圖1的冷卻風(fēng)扇110A的開口。故冷卻風(fēng)扇110A 耳又入的外部空氣沿箭頭211A方向#1強(qiáng)制穿過進(jìn)口 201A而進(jìn)入冷卻通道 130 (引導(dǎo)單元202A)。引導(dǎo)單元202A是管，被強(qiáng)制穿過進(jìn)口 201A而進(jìn)入 冷卻通道130的外部空氣經(jīng)過該管而被引導(dǎo)至出口 203A或支口 204A，即 引導(dǎo)至靠近將被冷卻的對象元件的位置(以下，"將被冷卻的對象元件，，只 稱為"對象元件")。出口 203A是一開口，經(jīng)過引導(dǎo)單元202A而供給的外 部空氣從該開口被排放至對象元件。同樣地，支口 204A是一開口，經(jīng)過引 導(dǎo)單元202A而供給的外部空氣從該開口被排放至對象元件。
也就是說，纟皮冷卻風(fēng)扇UOA取入的外部空氣如箭頭211A所示從進(jìn)口 201A進(jìn)入引導(dǎo)單元202A并沿引導(dǎo)單元202A流動。外部空氣的一部分如箭 頭212A所示從出口 203A排放至對象元件(散熱器121A),而剩余外部空 氣如箭頭213A所示從支口 204A排放至對象元件(散熱器141A)。
進(jìn)口 201B是附著至圖1的冷卻風(fēng)扇110B的開口。被冷卻風(fēng)扇110B 取入的外部空氣沿箭頭2UB方向一皮強(qiáng)制穿過進(jìn)口 201B而進(jìn)入冷卻通道130(引導(dǎo)單元202B)。引導(dǎo)單元202B是管，被強(qiáng)制穿過進(jìn)口 201B而進(jìn)入冷 卻通道130的外部空氣經(jīng)過該管而被引導(dǎo)至出口 203B或支口 204B，即引 導(dǎo)至靠近對象元件的位置。出口 203B是一開口，經(jīng)過引導(dǎo)單元202B而供 給的外部空氣從該開口被排放至對象元件。同樣地，支口 204B是一開口， 經(jīng)過引導(dǎo)單元202B而供給的外部空氣從該開口被排放至對象元件。
也就是說，被冷卻風(fēng)扇110B取入的外部空氣如箭頭211B所示從進(jìn)口 201B進(jìn)入引導(dǎo)單元202B并沿引導(dǎo)單元202B流動。外部空氣的一部分如箭 頭212B所示從出口 203B排放至對象元件(散熱器121B),而剩余外部空 氣如箭頭213B所示從支口 204B排放至對象元件(散熱器141B)。
在引導(dǎo)單元202A的內(nèi)部，支口 204A如圖5所示朝進(jìn)口 201A而開口。 同樣地，在引導(dǎo)單元202B的內(nèi)部，支口 204B如圖5所示朝進(jìn)口 201B開 口 。
圖5示出從進(jìn)口 201A和進(jìn)口 20IB并沿圖4的箭頭221的方向入視的 冷卻通道130。
圖5中，由從左上向右下延伸的斜線所表示的區(qū)域相應(yīng)于出口 203A和
和支口 204B。短劃線表示從冷卻通道130外部不可見的結(jié)構(gòu)。如圖5所示， 支口 204A和支口 204B分別在引導(dǎo)單元202A和引導(dǎo)單元202B內(nèi)朝向進(jìn)口 201A和進(jìn)口 201B。
圖6示出沿圖4的箭頭222的方向入視的冷卻通道130。也就是說，圖 6示出了冷卻通道130的右側(cè)(當(dāng)從圖4的進(jìn)口 201A和進(jìn)口 201B入視時)。
如圖6所示，引導(dǎo)單元202B設(shè)置有支管230B。支管230B包括在冷 卻通道130 (引導(dǎo)單元202B)內(nèi)部的內(nèi)側(cè)支管231B;在冷卻通道130外部 的外側(cè)支管232B。內(nèi)側(cè)支管231B是管，在引導(dǎo)單元202B內(nèi)部流動的外部 空氣經(jīng)過該管被部分地取入。引導(dǎo)單元202B中的支口 204B是內(nèi)側(cè)支管 231B的開口 。由內(nèi)側(cè)支管231B所引導(dǎo)的外部空氣進(jìn)一步被外側(cè)支管232B 引導(dǎo)至對象元件。
沿箭頭241方向在引導(dǎo)單元202B內(nèi)部流動的外部空氣如箭頭242所示 部分地從出口 203B排出，供給到散熱器121B，并冷卻散熱器121B。同時， 沿箭頭241方向在引導(dǎo)單元202B內(nèi)部流動的外部空氣如箭頭243所示部分 地流入支口 204B。如箭頭244所示，流入支口 204B的外部空氣通過內(nèi)側(cè)支管231B轉(zhuǎn)向圖示的下方。然后，如箭頭245所示，外部空氣從外側(cè)支管 232B經(jīng)過分支出口 233B排出，供給到散熱器141B,并冷卻散熱器141B。
引導(dǎo)單元202A設(shè)置有等同于支管230B的支管230A(將在下面描述)。
圖7示出沿圖4的箭頭223的方向入視的冷卻通道130。也就是說，圖 7示出了冷卻通道130的左側(cè)(當(dāng)從圖4的進(jìn)口 201A和進(jìn)口 201B入視時)。
如圖7所示，支管230A包括在冷卻通道130 (引導(dǎo)單元202A)內(nèi) 部的內(nèi)側(cè)支管231A;在冷卻通道130外部的外側(cè)支管232A。內(nèi)側(cè)支管231A 是管，在引導(dǎo)單元202A內(nèi)部流動的外部空氣經(jīng)過該管被部分地取入。引導(dǎo) 單元202A中的支口 204A是內(nèi)側(cè)支管231A的開口 。由內(nèi)側(cè)支管231A所引 導(dǎo)的外部空氣進(jìn)一步被外側(cè)支管232A引導(dǎo)至對象元件。
如箭頭261所示，流入支口 204A的外部空氣通過內(nèi)側(cè)支管231A轉(zhuǎn)向 圖示的下方。然后，如箭頭262所示，外部空氣從外側(cè)支管232A經(jīng)過分支 出口 233A排出，供給到散熱器141A,并冷卻散熱器141A。
外側(cè)支管232A具有切口 251A。如箭頭263所示，穿過支管230A的 外部空氣部分地從切口 251A滲出，并供給到靠近散熱器141A的發(fā)熱元件 (電子部件)，即靠近散熱器141A的電子部件被冷卻。
如圖8所示，支管230B的外側(cè)支管232B具有等同于外側(cè)支管232A 的切口 251A的切口 251B。
圖8示出/人上側(cè)并沿圖4的箭頭224的方向入一見的冷卻通道130。
如圖8所示，引導(dǎo)單元202A設(shè)置有支口 204A,而外側(cè)支管232Ai殳 置有切口 251A。同樣地，引導(dǎo)單元202B設(shè)置有支口 204B，而外側(cè)支管232B 設(shè)置有切口 251B。切口 251B允許外部空氣被供給到安裝在基板120上支 管230A和支管230B之間的電子部件，以便這些電子部件被外部空氣冷卻。
圖9示出從出口 203A和出口 203B并沿圖4的箭頭225的方向入視的 冷卻通道130。
如圖9所示，內(nèi)側(cè)支管231A和內(nèi)側(cè)支管231B分別部分地占據(jù)引導(dǎo)單 元202A和引導(dǎo)單元202B的內(nèi)部。因此，被取入冷卻通道130中的外部空 氣至少部分地供給到出口 203A和出口 203B。
如上所述，本發(fā)明的一實施例的冷卻通道130不但設(shè)置有出口，而且 在相應(yīng)引導(dǎo)單元還設(shè)置有支管。因此，冷卻通道130允許外部空氣同時供 給到多個電子部件(發(fā)熱元件)，因此冷卻效率能被提高。同時，由于包括冷卻風(fēng)扇和冷卻通道的冷卻系統(tǒng)的尺寸沒有被不必要地增加，所以能提供 小型化的電子設(shè)備殼體。
如上所述，每個支管包括在引導(dǎo)單元內(nèi)部的內(nèi)側(cè)支管和在引導(dǎo)單元外 部的外側(cè)支管。內(nèi)側(cè)支管部分地占據(jù)引導(dǎo)單元的內(nèi)部，并具有向進(jìn)口開口 的支口。因此，流過引導(dǎo)單元的內(nèi)部的外部空氣的一部分能被可靠地取入 內(nèi)側(cè)支管并被引導(dǎo)至外側(cè)支管。經(jīng)過引導(dǎo)單元取入的外部空氣被引導(dǎo)單元 外部的外側(cè)支管整流，并被引導(dǎo)至對象元件。從而，能有效地冷卻對象元 件。
外側(cè)支管可以朝分支出口展開。使用這種結(jié)構(gòu)，冷卻通道130允許從 分支出口排出的外部空氣被進(jìn)一步供給到對象元件周圍的元件(即能冷卻 對象元件周圍的元件)。
如上所述，外側(cè)支管具有切口，外部空氣經(jīng)過該切口被供給到靠近對 象元件布置的元件(即能冷卻靠近對象元件布置的元件)。切口的位置、尺 寸、數(shù)量和形狀可任選。
雖然在以上討論中冷卻通道130具有兩個進(jìn)口、兩個引導(dǎo)單元、兩個 出口和兩個支管，但是這些部件各自的數(shù)量可任選。只要在引導(dǎo)單元內(nèi)部 流動的外部空氣能被部分地取入，支管和支口可以為任意尺寸、形狀和數(shù) 量。例如， 一個引導(dǎo)單元可以具有多個支管。支管的位置通過基板120上 的電子部件的配置而確定。換言之，支管可以設(shè)置在引導(dǎo)單元的任意位置。 例如，當(dāng)一個引導(dǎo)單元具有多個支管時，支管可以沿、橫跨或斜跨外部空 氣的流動方向而布置。
本發(fā)明的實施例并不局限于上述實施例，不背離本發(fā)明的范圍可以進(jìn) 行各種修改。
本發(fā)明包含2008年1月23日在日本專利局提交的日本專利申請JP 2008-012147涉及的主題，其全部內(nèi)容通過引用并入此文。
權(quán)利要求
1、一種用外部空氣冷卻殼體內(nèi)部的發(fā)熱元件的冷卻通道，所述冷卻通道包括進(jìn)口，從所述殼體外部取入的所述外部空氣經(jīng)過所述進(jìn)口流入；引導(dǎo)單元，設(shè)置為將經(jīng)過所述進(jìn)口而流入的所述外部空氣引導(dǎo)至作為發(fā)熱元件的第一冷卻對象元件；出口，由所述引導(dǎo)單元所引導(dǎo)的所述外部空氣經(jīng)過所述出口排放至所述第一對象元件；和支管，設(shè)置在所述引導(dǎo)單元，并設(shè)置為將在所述引導(dǎo)單元中流動的所述外部空氣的一部分引導(dǎo)至作為另一發(fā)熱元件的第二冷卻對象元件。
2、 如權(quán)利要求1所述的冷卻通道，其中所述支管包括內(nèi)側(cè)支管，位于所述引導(dǎo)單元內(nèi)部，并具有用于將在所述引導(dǎo)單元內(nèi) 部流動的所述外部空氣的一部分取入的支口；和外側(cè)支管，位于所述引導(dǎo)單元外部，并設(shè)置為將經(jīng)過所述內(nèi)側(cè)支管所 取入的所述外部空氣引導(dǎo)至所述第二對象元件。
3、 如權(quán)利要求2所述的冷卻通道，其中所述支口朝向所述進(jìn)口。
4、 如權(quán)利要求2所述的冷卻通道，其中所述外側(cè)支管具有切口，用 于將經(jīng)過所述內(nèi)側(cè)支管所取入的所述外部空氣的一部分排放至靠近所述第 二對象元件設(shè)置并作為發(fā)熱元件的第三冷卻對象元件。
5、 一種在殼體內(nèi)部具有電子部件的電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括冷卻 通道，所述冷卻通道包4舌進(jìn)口 ，從所述殼體外部取入的外部空氣經(jīng)過所述進(jìn)口流入；引導(dǎo)單元，設(shè)置為將經(jīng)過所述進(jìn)口而流入的所述外部空氣引導(dǎo)至作為 發(fā)熱元件的第一冷卻對象元件；出口 ，由所述引導(dǎo)單元所引導(dǎo)的所述外部空氣經(jīng)過所述出口排放至所 述第一對象元件；和支管，設(shè)置在所述引導(dǎo)單元，并設(shè)置為將在所述引導(dǎo)單元中流動的所 述外部空氣的一部分引導(dǎo)至作為另一發(fā)熱元件的第二冷卻對象元件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用外部空氣冷卻殼體內(nèi)部的發(fā)熱元件的冷卻通道，包括進(jìn)口，從殼體外部取入的外部空氣經(jīng)過該進(jìn)口而流入；引導(dǎo)單元，設(shè)置為將經(jīng)過進(jìn)口而流入的外部空氣引導(dǎo)至作為發(fā)熱元件的第一冷卻對象元件；出口，由引導(dǎo)單元所引導(dǎo)的外部空氣經(jīng)過該出口被排放至第一對象元件；支管，設(shè)置在引導(dǎo)單元，并設(shè)置為將在引導(dǎo)單元中流動的外部空氣的一部分引導(dǎo)至作為另一發(fā)熱元件的第二冷卻對象元件。
文檔編號H05K7/20GK101494967SQ200910002990
公開日2009年7月29日 申請日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月23日
發(fā)明者宮原宗敏, 澤井淳 申請人:索尼株式會社