特許 7022812 電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-09

(45)【発行日】2022-02-18

(54)【発明の名称】電子機器

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/427 20060101AFI20220210BHJP

   F28D 15/02 20060101ALI20220210BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20220210BHJP

   G06F 1/20 20060101ALI20220210BHJP

【ＦＩ】

H01L23/46 B

F28D15/02 101H

F28D15/02 101L

F28D15/02 L

H05K7/20 H

H05K7/20 R

G06F1/20 B

G06F1/20 C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020205700

(22)【出願日】2020-12-11

【審査請求日】2020-12-11

(73)【特許権者】

【識別番号】505205731

【氏名又は名称】レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】内野 顕範

(72)【発明者】

【氏名】上村 拓郎

(72)【発明者】

【氏名】山崎 央

【審査官】井上 和俊

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－００３９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２８１２１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２３／４２７

Ｆ２８Ｄ １５／０２

Ｈ０５Ｋ ７／２０

Ｇ０６Ｆ １／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子機器であって、
ディスプレイを搭載した第１筐体と、
ＣＰＵと、前記ディスプレイの制御基板とを搭載し、前記第１筐体に対して相対的に回動可能に連結された第２筐体と、
前記第２筐体に搭載され、前記ＣＰＵ及び前記制御基板を冷却する冷却モジュールと、
を備え、
前記冷却モジュールは、
冷却フィンと、
前記冷却フィンに送風する送風ファンと、
密閉空間に作動流体が封入され、前記ＣＰＵを覆うように配置された熱輸送装置と、
前記制御基板を覆うように配置された熱伝導シートと、
を有し、
前記冷却フィン、前記熱輸送装置、及び前記熱伝導シートは、互いに積層された状態で互いに熱的に接続されている
ことを特徴とする電子機器。

【請求項2】

請求項１に記載の電子機器であって、
前記熱輸送装置は、２枚の金属プレートの間に前記密閉空間を形成したプレート型のベーパーチャンバであり、
前記冷却フィンは、前記ベーパーチャンバの第１面に固定され、
前記熱伝導シートは、前記ベーパーチャンバの第２面に固定されると共に、前記冷却フィンと積層方向にオーバーラップしている
ことを特徴とする電子機器。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の電子機器であって、
前記熱伝導シートは、グラファイトシートであり、
前記グラファイトシートは、一部が前記制御基板を覆うように設けられ、別の一部が前記冷却フィンと積層されている
ことを特徴とする電子機器。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の電子機器であって、
前記第２筐体は、後端部がヒンジを用いて前記第１筐体と連結され、
前記第２筐体の内部で前記後端部から前方に向かって順に、前記制御基板と、前記ＣＰＵと、当該電子機器の電源となるバッテリ装置と、が並んでいる
ことを特徴とする電子機器。

【請求項5】

請求項１～３のいずれか１項に記載の電子機器であって、
前記第１筐体は、前記ディスプレイとして、
前記第１筐体の正面に臨む第１ディスプレイと、
前記第１筐体の背面に臨む第２ディスプレイと、
を搭載しており、
前記第２筐体は、前記制御基板として、
前記第１ディスプレイに接続された第１制御基板と、
前記第２ディスプレイに接続された第２制御基板と、
を搭載しており、
前記熱伝導シートは、前記第１制御基板及び前記第２制御基板を覆うように設けられている
ことを特徴とする電子機器。

【請求項6】

請求項５に記載の電子機器であって、
前記第２筐体は、後端部がヒンジを用いて前記第１筐体と連結され、
前記冷却フィン、前記第１制御基板、及び前記第２制御基板は、前記第２筐体の後端部に沿って左右に並んで配置され、
前記熱伝導シートは、前記第２筐体の内部で左右方向に沿って延在すると共に、前記冷却フィン、前記第１制御基板、及び前記第２制御基板をまとめて覆うように設けられている
ことを特徴とする電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷却モジュールを備えた電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

ノート型ＰＣのような電子機器は、ＣＰＵ等の発熱体を冷却するための冷却モジュールを搭載している（例えば特許文献１参照）。冷却モジュールには、例えばＣＰＵの発生する熱を吸熱するベーパーチャンバのような熱輸送装置と、この熱輸送装置が輸送した熱を外部に排出する冷却フィン及び送風ファンとを備えた構成がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６４６９１８３号公報

【文献】特許第６６９８１４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような電子機器は、ディスプレイの制御用の基板（制御基板）をディスプレイ側の筐体のベゼル裏に収容した構成が一般的である（例えば特許文献２参照）。このような構成では、ベゼル部材がディスプレイ基板の分だけ幅広になり、外観品質が低下する。

【0005】

そこで、ディスプレイの制御基板をＣＰＵやマザーボードを搭載した筐体に搭載する構成も考えられる。ところが、このような構成とした場合、ＣＰＵのような発熱量の大きな発熱体の影響により、何らかの冷却手段を用いなければ制御基板の放熱が間に合わなくなる可能性があることが分かってきた。しかしながら、上記のような熱輸送装置は、制御基板に直接的に接続することは難しい。熱輸送装置及び制御基板がいずれもある程度の厚みを有するため、両者を重ねると筐体の薄型化が損われるからである。

【0006】

本発明は、上記従来技術の課題を考慮してなされたものであり、十分な冷却性能を確保しつつ、筐体の薄型化が阻害されることを抑制可能な冷却モジュールを備えた電子機器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１態様に係る電子機器は、ディスプレイを搭載した第１筐体と、ＣＰＵと、前記ディスプレイの制御基板とを搭載し、前記第１筐体に対して相対的に回動可能に連結された第２筐体と、前記第２筐体に搭載され、前記ＣＰＵ及び前記制御基板を冷却する冷却モジュールと、を備え、前記冷却モジュールは、冷却フィンと、前記冷却フィンに送風する送風ファンと、密閉空間に作動流体が封入され、前記ＣＰＵを覆うように配置された熱輸送装置と、前記制御基板を覆うように配置された熱伝導シートと、を有し、前記冷却フィン、前記熱輸送装置、及び前記熱伝導シートは、互い積層された状態で互いに熱的に接続されている。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一態様によれば、十分な冷却性能を確保しつつ、筐体の薄型化が阻害されることを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、一実施形態に係る電子機器を上から見下ろした模式的な平面図である。

【図2】図２は、図１に示す電子機器の第１筐体の角度を変更し、その背面側を示した平面図である。

【図3】図３は、第２筐体の内部構造を模式的に示す底面図である。

【図4】図４は、図３に示す構成に熱伝導シートを配置した状態を示す底面図である。

【図5】図５は、冷却モジュールの斜視図である。

【図6】図６は、冷却モジュール及びマザーボードの模式的な断面図である。

【図7】図７は、図４中のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う模式的な断面図である。

【図8】図８は、熱伝導シート、ベーパーチャンバ、及び冷却フィンの熱的な接続構造を概略的に示す模式的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に係る電子機器について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

【0011】

図１は、一実施形態に係る電子機器１０を上から見下ろした模式的な平面図である。図２は、図１に示す電子機器１０の第１筐体１２の角度を変更し、その背面１２ｂ側を示した平面図である。図１及び図２に示すように、電子機器１０は、第１筐体１２と第２筐体１４とをヒンジ１６で相対的に回動可能に連結したクラムシェル型のノート型ＰＣである。電子機器１０は、第１筐体１２の表裏にディスプレイ１８，１９を搭載したデュアルディスプレイ構造である。本発明に係る電子機器は、ノート型ＰＣ以外、携帯電話、スマートフォン、又は携帯用ゲーム機等でもよい。

【0012】

先ず、第１筐体１２の構成を説明する。第１筐体１２は、薄い扁平な箱体である。第１ディスプレイ１８は、表示面が第１筐体１２の正面１２ａを臨むように搭載されている。第２ディスプレイ１９は、表示面が第１筐体１２の背面１２ｂを臨むように搭載されている。

【0013】

第１ディスプレイ１８は、映像を表示するディスプレイ部１８ａと、タッチ操作のためのタッチパネル部１８ｂとを有する。第２ディスプレイ１９は、映像を表示するディスプレイ部１９ａと、タッチ操作のためのタッチパネル部１９ｂとを有する。ディスプレイ部１８ａ，１９ａは、例えば有機ＥＬ（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）や液晶で構成される。タッチパネル部１８ｂ，１９ｂは、省略されてもよい。電子機器１０は、第２ディスプレイ１９を持たない構成でもよい。

【0014】

次に、第２筐体１４の構成を説明する。以下、第２筐体１４及びこれに搭載された各要素について、筐体１２，１４間を図１に示すように開き、キーボード２０を操作しながら第１筐体１２の正面１２ａの第１ディスプレイ１８を視認する姿勢を基準とし、手前側を前、奥側を後、幅方向を左右、高さ方向を上下、と呼んで説明する。

【0015】

第２筐体１４は、薄い扁平な箱体である。第２筐体１４は、上面及び四周側面を形成する上カバー材１４ａと、下面を形成する下カバー材１４ｂとで構成されている。第２筐体１４の上面には、キーボード２０及びタッチパッド２１が設けられている。第２筐体１４の内部には、冷却モジュール２２が搭載されている。第２筐体１４は、その後端部１４ｃがヒンジ１６を用いて第１筐体１２と連結されている。

【0016】

次に、第２筐体１４の内部構造を説明する。図３及び図４は、第２筐体１４の内部構造を模式的に示す底面図である。図３及び図４は、下カバー材１４ｂを取り外して上カバー材１４ａの内面側から第２筐体１４内を見た図である。図３は、冷却モジュール２２を構成する熱伝導シート４０について輪郭のみを２点鎖線で図示し、熱伝導シート４０で覆われる制御基板２６，２７等を示した図である。図４は、熱伝導シート４０を実線で示した図である。

【0017】

図３に示すように、第２筐体１４の内部には、マザーボード２４と、バッテリ装置２５と、制御基板２６，２７やタッチパネル基板２８，２９等の各種電子部品と、冷却モジュール２２と、が搭載されている。

【0018】

マザーボード２４は、電子機器１０のメインボードである。マザーボード２４は、第２筐体１４の前方寄りに配置され、左右に亘って延在している。マザーボード２４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０、通信モジュール３１、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２、ＳＳＤ（Solid State Drive）３３等が実装されたプリント基板である。マザーボード２４は、キーボード２０の下に配置され、キーボード２０の底面或いは上カバー材１４ａの内面にねじ止めされている。マザーボード２４は、上面２４ａが上カバー材１４ａに対する取付面となり、下面２４ｂがＣＰＵ３０や通信モジュール３１等の電子部品の実装面となる。電子部品の一部は、上面２４ａに実装されていてもよい。

【0019】

ＣＰＵ３０は、電子機器１０の主たる制御や処理に関する演算を行う。ＣＰＵ３０は、第２筐体１４内に搭載された電子部品中で最大級の発熱体である。通信モジュール３１は、第１筐体１２や第２筐体１４に搭載されたアンテナを介して送受信される無線通信の情報処理を行うデバイスである。通信モジュール３１は、例えば第５世代移動通信システムに対応している。ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、バッテリ装置２５から供給される直流電力の電圧をＣＰＵ３０等の各電子部品に要求される電圧に変換する。ＳＳＤ３３は、ディスクドライブの代わりに半導体メモリを用いた記憶装置である。これら通信モジュール３１、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２、及びＳＳＤ３３は、ＣＰＵ３０に次ぐ発熱体である。

【0020】

マザーボード２４は、ＣＰＵ３０、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２、ＳＳＤ３３が略横一列に並んで配置され、通信モジュール３１がＣＰＵ３０の前側に配置されている。これらＣＰＵ３０等の配置は適宜変更可能であることは言うまでもない。

【0021】

バッテリ装置２５は、電子機器１０の電源となる充電池である。バッテリ装置２５は、マザーボード２４の前方に配置され、第２筐体１４の前方略半分の面積を占めている。

【0022】

第１制御基板２６は、第１ディスプレイ１８のディスプレイ部１８ａでの映像表示を制御するためのサブボードである。第２制御基板２７は、第２ディスプレイ１９のディスプレイ部１９ａでの映像表示を制御するためのサブボードである。制御基板２６，２７は、それぞれヒンジ１６を通過するフレキシブル基板２６ａ，２７ａによってディスプレイ部１８ａ，１９ａと接続されている。また、制御基板２６，２７は、第２筐体１４内でマザーボード２４と接続されている。タッチパネル基板２８，２９は、それぞれタッチパネル部１８ｂ，１９ｂの制御用のサブボードである。タッチパネル基板２８，２９は、ヒンジ１６を通過するフレキシブル基板を介してタッチパネル部１８ｂ，１９ｂと接続されている。

【0023】

制御基板２６，２７及びタッチパネル基板２８，２９は、第１筐体１２との接続の都合上、マザーボード２４と後端部１４ｃとの間に挟まれた後端領域に配置されている。具体的には、制御基板２６，２７は、第２筐体１４内で左右略中央の最も後方寄りの位置に配置され、後端部１４ｃに沿って左右に並んでいる。タッチパネル基板２８，２９は、互いに前後に並んで配置され、第２制御基板２７の側部に位置している。なお、電子機器１０が第２ディスプレイ１９を持たない構成の場合、第２制御基板２７は省略される。

【0024】

ところで、ディスプレイ１８，１９の表示制御を行う制御基板２６，２７は、ある程度の発熱を生じる。従来の電子機器では、この種の制御基板はディスプレイ側の筐体（本実施形態では第１筐体１２）に搭載されていたため、冷却モジュールによる冷却を必要としていなかった。ディスプレイ側の筐体にはＣＰＵ３０のような発熱体が搭載されておらず、筐体内部での放熱で十分であったためである。

【0025】

ところが、本実施形態の電子機器１０は、ＣＰＵ３０等の発熱体と同じ第２筐体１４内に制御基板２６，２７を搭載している。このため、制御基板２６，２７は、冷却手段を用いない場合、放熱が間に合わず、チップの不具合や下カバー材１４ｂの局所的な高温部（ホットスポット）の発生に繋がる可能性がある。特に、第２筐体１４は、ＣＰＵ３０等による発熱を伴うマザーボード２４がバッテリ装置２５の後方に配置されている。つまり第２筐体１４内は、後端部１４ｃから前方に向かって順に、制御基板２６，２７、マザーボード２４（ＣＰＵ３０）、バッテリ装置２５が配置されている。このため、制御基板２６，２７は、どうしてもＣＰＵ３０と近い位置に配置され、ＣＰＵ３０からの熱の影響を受け易くなっている。しかも当該電子機器１０は、デュアルディスプレイに対応する２枚の制御基板２６，２７を備えるため、制御基板自体の合計発熱量も大きい。

【0026】

そこで、本実施形態の冷却モジュール２２は、ＣＰＵ３０等に加えて、さらに制御基板２６，２７が発生する熱を吸熱及び拡散し、第２筐体１４外へと放熱可能な構成を備える。冷却モジュール２２の冷却対象となる電子部品は、制御基板２６，２７、ＣＰＵ３０、通信モジュール３１、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２、ＳＳＤ３３以外であっても勿論よく、例えばＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の各種演算装置、カメラ用の画像チップや部品等、電子機器１０の動作中に発熱する各種発熱体を例示できる。

【0027】

冷却モジュール２２の具体的な構成を説明する。図５は、冷却モジュール２２の斜視図である。図６は、冷却モジュール２２及びマザーボード２４の模式的な断面図である。図７は、図４中のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う模式的な断面図である。図６は、上下左右に沿う平面で冷却モジュール２２及びマザーボード２４を切断した断面の模式図であり、冷却モジュール２２の機能を明示するため、受熱部３４ａ及び放熱部３４ｂを左右方向に沿って図示し、さらに通信モジュール３１をＣＰＵ３０の左側に並べて図示している。

【0028】

図５～図７に示すように、冷却モジュール２２は、ベーパーチャンバ３４と、金属フレーム３５を一体形成した金属プレート３６と、熱伝導プレート３７と、冷却フィン３８と、送風ファン３９と、熱伝導シート４０と、を備える。

【0029】

図３及び図５に示すように、ベーパーチャンバ３４は、第２筐体１４の中央付近に配置される受熱部３４ａと、受熱部３４ａの右端から後方に屈曲した放熱部３４ｂとを有する。これによりベーパーチャンバ３４は、平面視略クランク形状を成している。受熱部３４ａは、ＣＰＵ３０が接続される部分であり、ＣＰＵ３０を覆うように配置される。放熱部３４ｂは、冷却フィン３８が接続される部分であり、冷却フィン３８と送風ファン３９の一部を覆うように配置される。このようにベーパーチャンバ３４は、ＣＰＵ３０と冷却フィン３８との間に亘って延在し、ＣＰＵ３０の熱を冷却フィン３８へと輸送する。

【0030】

図６に示すように、ベーパーチャンバ３４は、金属プレート４１と金属プレート３６とで挟まれた部分に密閉空間３４ｃを形成し、この密閉空間３４ｃに作動流体を封入したものである。

【0031】

金属プレート４１は、アルミニウム、銅、又はステンレスのような熱伝導率が高い金属によって形成されたプレートである。金属プレート４１は、ベーパーチャンバ３４の蓋板（上板）であり、略バスタブ形状を有する。金属プレート３６は、アルミニウム、銅、又はステンレスのような熱伝導率が高い金属によって形成されたプレートである。金属プレート３６は、金属プレート４１よりも大きな外形（表面積）を有する。金属プレート３６は、ベーパーチャンバ３４の底板（下板）であり、ベーパーチャンバ３４と熱伝導プレート３７とに亘って広がっている。

【0032】

金属プレート３６，４１間は、金属プレート４１の外周縁部が金属プレート３６の表面３６ａに対して溶接等によって接合されて封止されることで、内部に密閉空間３４ｃが形成される。金属プレート４１は、金属プレート３６の表面３６ａの一部のみを覆うように設けられる。図６に示す模式図とは異なり、実際の製品での金属プレート３６，４１間の接合部は、例えば金属プレート４１の外周縁部を板厚方向に潰して表面３６ａに接合することで、薄いフランジ形状を成す。

【0033】

ベーパーチャンバ３４は、ヒートパイプの一種類であるプレート型の熱輸送装置である。密閉空間３４ｃは、封入された作動流体が相変化を生じながら流通する流路となる。作動流体としては、例えば水、代替フロン、アセトン又はブタン等を例示できる。本実施形態の作動流体は水である。密閉空間３４ｃ内には、凝縮した作動流体を毛細管現象で送液するウィックが配設される。ウイックは、例えば金属製の細線を綿状に編んだメッシュや微細流路等で形成される。

【0034】

図６に示すように、ベーパーチャンバ３４の受熱部３４ａは、金属プレート３６の密閉空間３４ｃを形成する部分の裏面３６ｂがＣＰＵ３０と熱的に接続される。ＣＰＵ３０は、裏面３６ｂに対して受熱部材３０ａを介して接続される。受熱部材３０ａは、アルミニウムや銅のような熱伝導率が高い金属によって形成されたプレートである。ベーパーチャンバ３４の放熱部３４ｂは、金属プレート３６の裏面３６ｂに対して冷却フィン３８が接合される。ベーパーチャンバ３４は、作動流体が受熱部３４ａでＣＰＵ３０からの熱を受けて蒸発して拡散移動し、放熱部３４ｂで冷却フィン３８に放熱して凝縮した後、再び受熱部３４ａまで戻る相変化を繰り返しながら熱輸送を行う。

【0035】

図３、図５及び図６に示すように、金属フレーム３５は、ベーパーチャンバ３４の受熱部３４ａの左縁部及び前縁部を囲むように設けられ、平面視略クランク形状を成している。金属フレーム３５は、金属プレート３６の一部であり、金属プレート３６が金属プレート４１の外形（外周縁部）から張り出した部分に形成されている。金属フレーム３５は、熱伝導プレート３７を支持するためのものである。金属フレーム３５は、金属プレート３６の各所に矩形状等の切抜き孔３５ａが形成されることで格子状を成している。

【0036】

図３、図５及び図６に示すように、熱伝導プレート３７は、金属フレーム３５の外形と略同一形状に形成され、略クランク形状を成している。熱伝導プレート３７は、金属プレート３６の裏面３６ｂのうち、密閉空間３４ｃと重なる部分の金属フレーム３５側の縁部から金属フレーム３５の略全面に亘って延在している。熱伝導プレート３７は、グラフェンを含むプレートであり、高い熱伝導率を有する。熱伝導プレート３７は、例えばグラフェンを含む炭素同位体（例えば、グラファイト、カーボンナノチューブ、フラーレン等を含む）が配合された樹脂を溶融させ、この樹脂を加熱圧縮してプレート状に硬化させたものである。

【0037】

このように熱伝導プレート３７は炭素系の薄いプレートである。そこで、熱伝導プレート３７は、十分な取付剛性を担保するため、金属フレーム３５で支持している。熱伝導プレート３７は、取付面３７ａが両面テープ等で金属フレーム３５の枠部に固定されている。熱伝導プレート３７は、ＣＰＵ３０に次ぐ発熱体である通信モジュール３１、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２、及びＳＳＤ３３等と重なるように配置される。図６に示す構成例では、熱伝導プレート３７は、金属フレーム３５に対する取付面３７ａの裏面３７ｂが、通信モジュール３１等の発熱体の頂面との間に僅かな隙間を介して対向している。熱伝導プレート３７の裏面３７ｂと通信モジュール３１等の発熱体との間は、ＣＰＵ３０と同様な受熱部材３０ａやサーマルラバー等を介在させてもよい。

【0038】

熱伝導プレート３７は、一部が金属フレーム３５から金属プレート３６の密閉空間３４ｃを形成する部分まで延在することで、密閉空間３４ｃと上下方向にオーバーラップしている（図６参照）。これにより熱伝導プレート３７は、ベーパーチャンバ３４へと直接的に伝熱可能である。

【0039】

図３～図７に示すように、熱伝導シート４０は、第２筐体１４の後端部１４ｃに沿って配置され、第２筐体１４の左右方向に亘って延在した帯状のシート状部材である。熱伝導シート４０は、送風ファン３９の吸込口を避けた部分は円弧状に切り欠かれているが、全体として略矩形状を成している。熱伝導シート４０は、薄いグラファイトシートである。熱伝導シート４０は、銅やアルミニウム等の金属シートで形成されてもよい。

【0040】

熱伝導シート４０は、冷却フィン３８から制御基板２６，２７までをまとめて覆う。具体的には、制御基板２６，２７を覆う部分は、受熱部３４ａ及び金属フレーム３５の後縁部と、後端部１４ｃとの間に配置されている。冷却フィン３８を覆う部分は、ベーパーチャンバ３４の放熱部３４ｂの表面（金属プレート４１の表面４１ａ）に両面テープ等で固定されている。これにより熱伝導シート４０は、制御基板２６，２７が発生する熱を吸熱・拡散し、さらに冷却フィン３８へと放熱する。

【0041】

図３及び図４に示す構成例では、熱伝導シート４０の右端部は冷却フィン３８よりも右側に張り出し、左端部は第２制御基板２７よりも左側に張り出している。これにより熱伝導シート４０は、表面積が増大し、熱拡散効率が向上する。熱伝導シート４０は、このような両端の張り出し部分を持たない構成でもよい。

【0042】

図３～図７に示すように、冷却フィン３８は、第２筐体１４の後端部１４ｃに形成された排気口に面して配置される。冷却フィン３８は、アルミニウム、銅、又はステンレスのような熱伝導率が高い金属のブロックに第２筐体１４の内外方向に貫通する複数のスリットを形成したものである。冷却フィン３８は、金属プレート３６の密閉空間３４ｃを形成する部分の裏面３６ｂに対して溶接等によって接合されている。

【0043】

送風ファン３９は、金属プレート３６の裏面３６ｂに取り付けられている。送風ファン３９は、冷却フィン３８と近接し、第２筐体１４内から吸い込んだ空気を冷却フィン３８のスリットを通して第２筐体１４外へと排気する。

【0044】

図８は、熱伝導シート４０、ベーパーチャンバ３４、及び冷却フィン３８の熱的な接続構造を概略的に示す模式的な断面図であり、金属プレート３５等の図示は省略している。図６～図８に示すように、本実施形態の冷却モジュール２２は、ベーパーチャンバ３４の表裏両面のうち、第１面（金属プレート３６の裏面３６ｂ）に冷却フィン３８が接合され、第２面（金属プレート４１の表面４１ａ）に熱伝導シート４０が両面テープ等で貼り付けられた積層構造を有する。熱伝導シート４０は、冷却フィン３８と積層方向（上下方向）にオーバーラップしている。

【0045】

これによりベーパーチャンバ３４は、直接的に冷却フィン３８に熱を伝達することができる。熱伝導シート４０は、ベーパーチャンバ３４を介して間接的に冷却フィン３８に熱を伝達する。熱伝導シート４０は、冷却フィン３８に直接的に貼り付けてもよく、この場合、例えば冷却フィン３８が熱伝導シート４０とベーパーチャンバ３４とでサンドイッチされた積層構造となる。

【0046】

以上のように、本実施形態の冷却モジュール２２は、冷却フィン３８と、送風ファン３９と、ＣＰＵ３０を覆うように設けられたベーパーチャンバ３４と、制御基板２６，２７を覆うように設けられた熱伝導シート４０とを備える。冷却フィン３８、ベーパーチャンバ３４、及び熱伝導シート４０は、互いに積層された状態で互いに熱的に接続されている。

【0047】

すなわち、上記した通り、当該電子機器１０は、ＣＰＵ３０と制御基板２６，２７とが近い位置に配置されているため、制御基板２６，２７の冷却が問題となる。この点、当該電子機器１０は、熱伝導シート４０が制御基板２６，２７を覆うように設けられ、その一部が冷却フィン３８にオーバーラップしている。これにより熱伝導シート４０は、制御基板２６，２７の熱を吸熱して拡散するパッシブな冷却作用と、制御基板２６，２７の熱を冷却フィン３８へと輸送して放熱するアクティブな冷却作用とを発揮する。その結果、当該電子機器１０は、ＣＰＵ３０とディスプレイ１８，１９の制御基板２６，２７を同一の第２筐体１４に収容した構成ではあるが、十分な冷却性能が得られる。なお、制御基板２６，２７は、互いに隣接していなくてもよく、例えば後端部１４ｃに沿って第１制御基板２６、冷却フィン３８、第２制御基板２７の順で並んだ構成等でもよく、この場合も熱伝導シート４０でこれらを覆えばよい。

【0048】

また、ベーパーチャンバ３４の板厚は、０．５ｍｍ程度である。一方、熱伝導シート４０の厚みは、例えばグラファイトシートである場合に０．１ｍｍ程度に形成できる。このため、一般にＣＰＵ３０等に比べて板厚が大きい制御基板２６，２７に熱伝導シート４０を重ねたとしても、第２筐体１４の薄型化を阻害することを抑制できる。

【0049】

次に、冷却モジュール２２でのより具体的な冷却作用を説明する。図６～図８中に１点鎖線で示す矢印は、熱の移動を模式的に示したものである。冷却モジュール２２において、ベーパーチャンバ３４の熱伝導率は、５０００～１００００（Ｗ／ｍＫ）程度である。熱伝導シート４０を形成するグラファイトシート及び熱伝導プレート３７を形成するグラフェンプレートの熱伝導率は、１０００～１８００（Ｗ／ｍＫ）程度である。金属プレート３６が銅である場合の熱伝導率は、４００（Ｗ／ｍＫ）程度である。

【0050】

従って、ＣＰＵ３０が発生した熱は、受熱部材３０ａからベーパーチャンバ３４へと伝達され、極めて高効率に冷却フィン３８へと伝達される。一方、制御基板２６，２７が発生した熱は、高い熱伝導率を持つ熱伝導シート４０へと伝達され、高効率に拡散して放熱される。さらに、制御基板２６，２７からの熱は、熱伝導シート４０からベーパーチャンバ３４を介して冷却フィン３８へと伝達される。なお、通信モジュール３１等が発生した熱は、高い熱伝導率を持つ熱伝導プレート３７に伝達され、高効率に拡散して放熱される。その結果、当該電子機器１０は、各発熱体が発生する熱が効率よく放熱される。

【0051】

特に、冷却モジュール２２において、冷却フィン３８は、その上面が送風ファン３９と共に例えば上カバー材１４ａの内面或いはキーボード２０の底面に固定又は近接される。このため、冷却フィン３８は、下面にのみベーパーチャンバ３４や熱伝導シート４０を取り付けることができる。他方、ベーパーチャンバ３４は、最大級の発熱体であるＣＰＵ３０が発する熱を冷却フィン３８に伝達する必要がある。そこで、本実施形態では、ベーパーチャンバ３４を冷却フィン３８に直接的に接合してベーパーチャンバ３４から冷却フィン３８への熱伝達効率を最大化している。一方、制御基板２６，２７が発する熱はＣＰＵ３０よりは相当に小さい。そこで、熱伝導シート４０は、冷却フィン３８に接合されたベーパーチャンバ３４の放熱部３４ｂに対して積層し、間接的に冷却フィン３８に接続している。これにより熱伝導シート４０から冷却フィン３８への熱伝達効率も担保されている。

【0052】

さらに、当該冷却モジュール２２は、通信モジュール３１等が発生した熱は、銅プレートよりも４倍程度の熱伝導率を持つ熱伝導プレート３７に伝達され、高効率に拡散して放熱される。この際、熱伝導プレート３７は、一部が金属プレート３６を挟んで密閉空間３４ｃと上下方向にオーバーラップしている。このため、通信モジュール３１等の熱は、一部がベーパーチャンバ３４を介して冷却フィン３８へと高効率に輸送されるため、一層高い放熱性能が得られる。

【0053】

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

【符号の説明】

【0054】

１０ 電子機器
１２ 第１筐体
１４ 第２筐体
１８ 第１ディスプレイ
１９ 第２ディスプレイ
２２ 冷却モジュール
２４ マザーボード
２６ 第１制御基板
２７ 第２制御基板
３０ ＣＰＵ
３４ ベーパーチャンバ
３８ 冷却フィン
３９ 送風ファン
４０ 熱伝導シート

【要約】

【課題】十分な冷却性能を確保しつつ、筐体の薄型化が阻害されることを抑制可能な冷却モジュールを備えた電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器は、ディスプレイを搭載した第１筐体と、ＣＰＵと前記ディスプレイの制御基板とを搭載し、第１筐体に対して相対的に回動可能に連結された第２筐体と、第２筐体に搭載され、ＣＰＵ及び制御基板を冷却する冷却モジュールと、を備える。冷却モジュールは、冷却フィンと、冷却フィンに送風する送風ファンと、密閉空間に作動流体が封入され、前記ＣＰＵを覆うように配置された熱輸送装置と、制御基板を覆うように配置された熱伝導シートと、を有する。冷却フィン、熱輸送装置、及び熱伝導シートは、互いに積層された状態で互いに熱的に接続されている。
【選択図】図６

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】