TWI503654B - 電子裝置及其微型液體冷卻裝置 - Google Patents

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Description

電子裝置及其微型液體冷卻裝置
本發明涉及一種電子裝置，尤其涉及一種用於電子裝置中對發熱電子元件進行冷卻的微型液體冷卻裝置。
在筆記型電腦等電子裝置中，主機板通常採用正裝的方式安裝於機殼內，CPU係安裝於主機板的上側。採用液體冷卻裝置對CPU進行散熱時，液體冷卻裝置的吸熱體貼設於CPU上，CPU所產生的熱量由吸熱體底部的吸熱板吸收，吸熱體內的冷卻液體在重力的作用下，能夠與吸熱體底部的吸熱板保持良好接觸，以將吸熱板所吸收的熱量帶走。
目前，在筆記型電腦中，主機板亦會採用倒裝的方式安裝於機殼內，此種情況下，CPU係安裝於主機板下側，採用習知的液體冷卻裝置對CPU進行散熱時，該液體冷卻裝置的吸熱體貼設於CPU上且位於CPU的下方，吸熱體的頂板與CPU貼合，當吸熱體內的冷卻液體未完全充滿吸熱體時，吸熱體內的冷卻液體在重力的作用下，不能與吸熱體的頂板保持良好接觸，從而導致該液體冷卻裝置的冷卻性能不佳，無法滿足對倒裝CPU進行冷卻的要求。
有鑒於此，有必要提供一種能夠有效地對倒裝式電子元件進行冷 卻的微型液體冷卻裝置，並提供一種使用該微型液體冷卻裝置的電子裝置。
一種微型液體冷卻裝置，包括一箱體，該箱體內設有一收容空間，該箱體的收容空間內設有一振膜及一隔板，該振膜將該箱體的收容空間隔離成一第一腔室與一第二腔室，該第一腔室與第二腔室分別位於該振膜的上、下兩側，該隔板設於第一腔室內並與振膜間隔一距離，該隔板將第一腔室分隔成一上區間與一下區間，該下區間內填充有工作流體，該振膜上設有一壓電片，該隔板上對應該壓電片設有一噴嘴，該振膜在壓電片的驅動下使下區間內工作流體產生由噴嘴向上區間射出的一噴流。
一種電子裝置，包括一電路板及安裝於該電路板下側的一電子元件及一微型液體冷卻裝置，該微型液體冷卻裝置包括一箱體，該箱體內設有一收容空間該箱體的收容空間內設有一振膜及一隔板，該振膜將該箱體的收容空間隔離成一第一腔室與一第二腔室，該第一腔室與第二腔室分別位於該振膜的上、下兩側，該隔板設於第一腔室內並與振膜間隔一距離，該隔板將第一腔室分隔成一上區間與一下區間，該下區間內填充有工作流體，該振膜上設有一壓電片，該隔板上對應該壓電片設有一噴嘴，該振膜在壓電片的驅動下使下區間內工作流體產生由噴嘴向上區間射出的一噴流，該微型液體冷卻裝置設於電子元件的下方，並藉由箱體與電子元件結合。
上述微型液體冷卻裝置中，箱體內設有能夠產生上、下振動的振膜及設於該振膜上方的一噴嘴，藉由該振膜的振動可將第一腔室的下區間內的工作流體產生向上的噴流，該噴流經噴嘴向上射出 以冷卻電子元件，從而可以有效地對設於微型液體冷卻裝置上方倒裝的電子元件進行散熱。
100‧‧‧電子裝置
10‧‧‧電路板
20‧‧‧電子元件
30‧‧‧微型液體冷卻裝置
31‧‧‧箱體
311‧‧‧頂板
3111‧‧‧通孔
312‧‧‧底板
313‧‧‧側壁
32‧‧‧振膜
321‧‧‧壓電片
33‧‧‧隔板
331‧‧‧噴嘴
3311‧‧‧頂部
3312‧‧‧連接部
3313‧‧‧出液口
332‧‧‧翼片
3321‧‧‧回流孔
34‧‧‧收容空間
341‧‧‧第一腔室
3411‧‧‧上區間
3412‧‧‧下區間
342‧‧‧第二腔室
35‧‧‧工作流體
40‧‧‧噴流
圖1為本發明電子裝置第一實施例的立體分解圖。
圖2為圖1所示電子裝置的立體組裝圖。
圖3為圖2所示電子裝置中微型液體冷卻裝置的隔板的立體放大圖。
圖4為圖2所示電子裝置沿IV-IV線的剖視圖。
下面以具體的實施例對本發明作進一步地說明。
如圖1與圖2所示為本發明電子裝置100的一較佳實施例。該電子裝置100包括一電路板10、一電子元件20及一微型液體冷卻裝置30。該電子元件20安裝於電路板10的下側，該微型液體冷卻裝置30設於電路板10的下方，以用來冷卻電子元件20。該微型液體冷卻裝置30包括一箱體31、一振膜32及一隔板33。
請一併參閱圖4，該箱體31包括一頂板311、一底板312、及設於該頂板311與底板312之間的一側壁313，由該頂板311、底板312及側壁313合圍形成一矩形的收容空間34。該振膜32及隔板33設於該箱體31的收容空間34內，並由該振膜32將該箱體31的收容空間34隔離成一第一腔室341與一第二腔室342，該第一腔室341與第二腔室342分別位於該振膜32的上、下兩側且相互之間不連通。
該振膜32呈矩形，可由橡膠、軟性樹脂等彈性材料製成。振膜32 的一下表面的中部設有一壓電片321，該壓電片321可以藉由黏接的方式與振膜32相結合。壓電片321係由具有壓電效應的材料製成，如陶瓷、聚合物或複合材料等。該壓電片321在交流電壓的驅動下在壓電片321的厚度方向產生交替的彎曲變形，從而帶動振膜32產生上、下振動。
該隔板33設於箱體31的第一腔室341內，隔板33與振膜32間隔一距離並將第一腔室341分隔成一上區間3411與一下區間3412，該下區間3412內填充有工作流體35。如圖3所示，該隔板33包括朝向箱體31的頂板311凸出的一噴嘴331及位於該噴嘴331兩側的兩翼片332。該噴嘴331沿豎直方向向上呈漸縮狀。本實施例中，該噴嘴331具有一矩形的頂部3311及兩連接部3312。該噴嘴331的頂部3311上設有複數出液口3313。該兩連接部3312由該頂部3311的兩側分別向下傾斜延伸以與該兩翼片332連接。該兩翼片332上設有複數細小的回流孔3321。為製作方便，該隔板33可採用多孔性材料製成。
本實施例中，該微型液體冷卻裝置30的箱體31的外形為長方體，該箱體31亦可為其他形狀，例如圓柱體，設於箱體31內的振膜32與隔板33可依據箱體31的變化設計成相應的形狀。
安裝該微型液體冷卻裝置30於電子元件20上時，微型液體冷卻裝置30設於電子元件20的下方，並由箱體31的頂板311與電子元件20相結合。本實施例中，箱體31的頂板311的中部即對應噴嘴331的位置設有一通孔3111，電子元件20的底端設於該通孔內並與頂板311密封結合。電子元件20可在安裝於電路板10之前即與該微型液體冷卻裝置30封裝製成在一起。
該微型液體冷卻裝置30工作時，藉由對壓電片321施加交流電壓，使得該壓電片321在其厚度方向產生交替的彎曲變形，從而帶振膜32上、下振動。當振膜32向上運動時，第一腔室341的下區間3412內的工作流體35被壓縮而向噴嘴331彙集形成一噴流40(如圖4中箭頭所示)，該噴流40經噴嘴331的出液口3313噴至第一腔室341的上區間3411，並射向電子元件20的底端。與電子元件20的底端相接觸的工作流體35的一部分受熱蒸發變成氣體，另一部分則經由兩翼片332上所設回流孔3321回流至第一腔室341的下區間3412內。藉由不斷地向電子元件20的底部噴射噴流40，以源源不斷地帶走電子元件20所產生的熱量，並使第一腔室341的上區間3411內的溫度逐漸降低。氣態的工作流體35被冷凝成液態後同樣經翼片332上的回流孔3321回流至下區間3412內。
該微型液體冷卻裝置30中，箱體31內設有能夠產生上、下振動的振膜32及設於該振膜32上方的一噴嘴331，藉由該振膜32的振動可將第一腔室341內的工作流體35產生向上的噴流40，該噴流40經噴嘴331向上射出以直接冷卻電子元件20，從而可以有效地對設於微型液體冷卻裝置30上方倒裝的電子元件20進行散熱。藉由對壓電片321上施加不同週期的交流電壓，可控制該噴流40產生的速度，以滿足不同的冷卻需求。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
10‧‧‧電路板
20‧‧‧電子元件
30‧‧‧微型液體冷卻裝置
31‧‧‧箱體
311‧‧‧頂板
32‧‧‧振膜
321‧‧‧壓電片
33‧‧‧隔板
3321‧‧‧回流孔
34‧‧‧收容空間
341‧‧‧第一腔室
3411‧‧‧上區間
3412‧‧‧下區間
342‧‧‧第二腔室
35‧‧‧工作流體
40‧‧‧噴流

Claims (8)

  1. 一種微型液體冷卻裝置，包括一箱體，該箱體內設有一收容空間，其改良在於：還包括設於該箱體的收容空間內的一振膜及一隔板，該振膜將該箱體的收容空間隔離成一第一腔室與一第二腔室，該第一腔室與第二腔室分別位於該振膜的上、下兩側，該隔板設於第一腔室內並與振膜間隔一距離，該隔板將第一腔室分隔成一上區間與一下區間，該下區間內填充有工作流體，該振膜上設有一壓電片，該隔板上對應該壓電片設有一噴嘴，該隔板於噴嘴的外圍設有複數回流孔，該振膜在壓電片的驅動下使下區間內工作流體產生由噴嘴向上區間射出的一噴流。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之微型液體冷卻裝置，其中該噴嘴沿豎直方向從下區間向上區間呈漸縮狀。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之微型液體冷卻裝置，其中該隔板於噴嘴的兩側設有兩翼片，該噴嘴具有一頂部及兩連接部，該噴嘴的頂部上設有至少一出液口，該兩連接部由該頂部的兩側分別從上區間向下區間傾斜延伸以與該兩翼片連接，所述回流孔設置在所述兩翼片上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之微型液體冷卻裝置，其中該隔板由多孔性材料製成。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之微型液體冷卻裝置，其中該壓電片設於該振膜的中部。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之微型液體冷卻裝置，其中該箱體的外形為長方體。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之微型液體冷卻裝置，其中該箱體具有一頂板，該頂板上對應該隔板的噴嘴設有一通孔，以供一電子元件穿設密封連 接。
  8. 一種電子裝置，包括一電路板及安裝於該電路板下側的一電子元件，其改良在於：該電子裝置還包括如申請專利範圍第1至7項中任意一項所述之微型液體冷卻裝置，該微型液體冷卻裝置設於電子元件的下方，並藉由箱體與電子元件結合。
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