專利名稱：冷卻電子設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及冷卻電子設備。
將參照一種特殊應用，描述本發明的背景。而其它應用，是讀者容易了解的。
蜂窩型移動電信網利用在基站外面安裝的電子設備。該設備包括一些大功率的裝置，例如一個裝有大功率寬頻帶放大器的無線電發射機。由于裝在室外，故設備容易受到各種天氣的影響。一般說來，由一個其自身裝于通風柜內的密閉外殼來容納該設備。通常希望用自然對流進行冷卻，以避免與需要提供強制對流風扇有關的噪聲、功率消耗和維護。
在這種背景下，依照本發明的一個方面，提供一種具有散熱外殼的電子設備，外殼具有一些在其間限定一些在使用中垂直延伸的通道的延伸表面或散熱片，是按照輕金屬規范LM20鑄造的。
用于電子設備的外殼通常按照容易鑄造的輕金屬規范LM6鑄造。輕金屬規范LM20的鑄造難得多，花費也較多。輕金屬LM6具有124W/m·°k的導熱率，而輕金屬LM20具有155瓦/m/°k的稍大導熱率。小量提高導熱率會造成鑄造的較大困難和帶來成本升高，本專業的技術人員以前一直偏愛提高熱導率。然而，我們發現，單純靠利用輕金屬規范LM20，我們只能在外殼關鍵部件的溫度方面實現3°k的改善。
根據本發明的一個附加方面或另一個方面，提供一種具有一個散熱外殼的電子設備，該外殼具有一個容器壁，從殼壁垂掛一些具有在使用中垂直延伸的長度和在其間限定通道的延伸表面或散熱片，在相對的容器壁的外表面之間的殼的厚度從較薄段到較厚段，以提供一個有較窄段和較寬段的內部空間，從而容納一些具有相應不同大小的部件或裝置，延伸表面或散熱片具有外棱與容器壁隔開，并且具有與其外棱相鄰的平坦第一相對表面，所述第一表面在其間夾有一個第一角度，并且與殼較薄段相鄰的一些或一部分延伸表面還具有一些在所述第一表面里面的平坦第二相對表面，所述第二表面在其間夾有一個比第一角度大的第二角度。
使相對容器壁的外表面之間的殼厚從較薄段到較厚段不同，以便內部空間適合相應不同大小的部件或裝置，允許延伸表面或散熱片的深度大于厚度恒定情況的深度。我們發現，如果在延伸表面或散熱片范圍上采用恒定的傾斜角，例如2°，則較深的散熱片或部件不容易脫模，尤其是當鑄件材料是LM20時更是如此。使較深的散熱片并且根部具有較大的傾斜角，例如3°，可解決這一問題。
在殼較厚段與殼較簿段是一個在另一個上面定位的情況下，第一相對表面最好在伸過兩段的延伸表面或散熱片的全長上延伸。
諸延伸表面最好均勻地間隔開，且諸外棱最好處于一個公共平面內。
外殼最好裝于一個有側壁的柜內，側壁同容器壁一起限定空氣通道，延伸表面或散熱片伸入空氣通道中。
如果柜具有在其空氣通道頂和底部的通風孔和具有在其一個或多個側壁中的通氣窗，則可作出進一步的改進。在側壁較低處的通氣窗向上和向內傾斜；而在側壁較高處的通氣窗向上和向外傾斜。
如果耗散較大功率的部件或裝置是位于耗散較小功率的部件或裝置的下面，或者是通過一個具有低于部件或裝置的冷凝器的熱管而連接于容器壁，則還可得到進一步的改進。
電源是在外殼中優選低位置的裝置的實例。
如果延伸表面或散熱片被充分隔開，從而通過對流使空氣在通道中流動而沒有在任何位置完全建立起在通道上的邊界層，則還可得到進一步的改進。
現在參照附圖，用舉例方法描述本發明的一個實施例。在附圖中

圖1是實施本發明的電子設備外殼的展示圖；圖2是圖1外殼的截面側視圖；圖3是圖2中箭頭A方向的斷片端視圖；圖4是在外柜中外殼的部分截面側視圖；圖5是圖4中柜的頂視圖6是柜的前視圖；和圖7是圖1中外殼的一部分內側的展示圖。
參照各圖，一種用于蜂窩型移動電信網的基站包括一個用外殼2容納的電子設備。在圖1中開放地示出的外殼2內密封一些可供使用的電子設備，例如RF屏蔽發送接收機3，RF屏蔽功率放大器4，處理器板(未示出安裝部分)5和天線共用器6。在來自外殼壁7的突出物7a上安裝處理器板5。在處理器板5的上方，在來自壁7的突出物9上安裝發送/接收機3。功率放大器和其它裝置消耗大量電力，需要冷卻。由于外殼被密封，故通過比如說從裝置4到其上裝有該裝置的外殼壁7的導熱，實現冷卻，而外殼則通過對流冷卻。為了改善外殼的冷卻，它裝有一些延伸表面或散熱片8。為了在給定總尺寸范圍內使散熱片尺寸最大，外殼內的內部空間10具有不同的寬度W，它足以容納裝置4,6等，而不大量浪費空間。這就允許延伸表面或散熱片8在深度上不同在需要容納功率放大器4的內部空間較窄的部分8a是較深的，而在需要容納天線共用器6的內部空間較寬的部分8b是較淺的。如同可看到的那樣，在一個公共的平坦面中容納延伸表面或散熱片的外端。這樣，在總尺寸范圍內得出延伸表面或散熱片的最大深度。用足夠的距離均勻地隔開散熱片或延伸表面，以確保在散熱片之間的通道12的長度范圍內，不會在通道上建立邊界層。
按常規，外殼2是用輕金屬LM6鑄造的。若給出外殼的特殊設計，則我們在此發現，通過用輕金屬LM20鑄造外殼，可明顯改進冷卻。對于所述的外殼，可使外殼溫度降低3℃。
在延伸表面或散熱片8的制造方面出現一個問題。較深的部分8a難以鑄造，因為脫模困難或不可能。使用LM20會使問題惡化。我們發現，當延伸表面或散熱片的深度超過約25mm時，2度的傾斜角會出現問題。我們發現，通過用一個兩級的傾斜角鑄造延伸表面或散熱片，能夠較容易地脫模。參照圖2和3，散熱片的8a部分具有2°的傾斜角，即平坦相對表面14之間的夾角。這些表面在延伸表面的整個長度上延伸。在8a部分，延伸表面還具有相對的平坦表面16，在其間傾斜角是3°。在圖中，幾乎不能明顯地畫出其差別。
通過提供圖4、5和6中示出的外柜18，可進一步改進外殼的冷卻。柜18限定有殼空氣通道20的壁7，延伸表面8伸入通道20中。柜18在它的頂部22和底部24安置一些通風孔26(頂部和底部是類似的)。此外，柜18的前面裝有通氣窗28，其間是通風孔30。柜的背面裝有在其底部的通氣窗32和在其頂部的通氣窗34。通氣窗32向上和向內傾斜，以幫助空氣流入柜中。通氣窗34向上和向外傾斜，以幫助空氣流出柜外。
一般說來，殼頂傾向于比殼底熱。為了減小這種傾向，希望把那些消散最大熱量的裝置放到殼底，而把那些消散較小熱量的裝置放到殼頂部。但由于其它的考慮而有時難以作到這一點。在本情況下，消散大量熱的功率放大器被放在消散較小熱量的天線共用器的上面。為了減小在殼頂與殼底之間的溫差，熱管36具有它的蒸發器38，它被安排成把熱量從壁7的上部，或者直接從功率放大器，傳導到一個在天線共用器6區域與壁7下部熱接觸的冷凝器40。
權利要求
1．一種有散熱外殼的電子設備，外殼具有一些延伸表面或散熱片，它們在其間限定一些在使用中垂直延伸的通道，并且是按照輕金屬規范LM20鑄造的。
2．一種有散熱外殼的電子設備，外殼有容器壁，從壁容器垂掛一些延伸表面或散熱片，它們具有在使用中垂直延伸的長度和在其間限定一些通道，在相對的容器壁的外表面之間的殼的厚度變動于一個較薄段與一個較厚段之間，以提供一個具有一個較窄段和一個較寬段的內部空間，從而容納具有相應不同尺寸的部件或裝置，延伸表面或散熱片具有與容器壁隔開的外棱，并具有毗連其外棱的平坦第一相對表面，所述第一表面在其間有一個第一夾角，并且毗連殼較薄段的一些或一部分延伸表面還具有一些在所述第一表面內部的平坦第二相對表面，所述第二表面在其間有一個比第一夾角大的第二夾角。
3．根據權利要求2的電子設備，其中外殼較厚段和外殼較薄段是一個放在另一個上面的，并且其中第一相對表面一直延伸到在兩段上延伸的延伸表面或散熱片的全部長度。
4．根據權利要求2或3的電子設備，其中第一夾角約為2°，且第二夾角約為3°。
5．根據權利要求4的電子設備，其中第一夾角延伸到的深度約小于25mm。
6．根據權利要求2至5中任何一項的電子設備，其中諸延伸表面被均勻地隔開，和諸外棱位于一個共同平面內。
7．根據任何一項上述權利要求的電子設備，其中用一個有側壁的柜來容納外殼，這些側壁同容器壁一起限定一些有延伸表面或散熱片伸入其中的空氣通道。
8．根據權利要求7的電子設備，其中，柜具有一些在空氣通道頂和底部的通風孔，和具有一些在其一個或多個側壁中通氣窗，在側壁較低處的通氣窗是向上和向內傾斜的，而在側壁較高處的通氣窗是向上和向外傾斜的。
9．根據任何一項上述權利要求的電子設備，其中，消耗較大功率的部件或裝置或者被安放在消耗較小功率的部件或裝置的下面，或者被一個帶有它的低于部件或裝置的冷凝器的熱管連接于殼壁。
10．根據權利要求8的電子設備，具有一個位于外殼中低處的電源裝置。
11．根據任何一項上述權利要求的電子設備，其中延伸表面或散熱片被充分隔開，從而通過對流使空氣在通道中流動而沒有在任何位置完全建立起在通道上的邊界層。
12．根據任何一項上述權利要求的電子設備，它構成一個用于蜂窩型移動電信網的發送/接收機。
全文摘要
公開了一種具有散熱外殼的電子設備。外殼具有一些在其間限定一些在使用中垂直延伸的通道的延伸表面或散熱片,并且是按照輕金屬規范LM20鑄造的。只用輕金屬規范LM20代替常用的LM6,就在外殼中關鍵部件的溫度方面獲得3°k的改進。
文檔編號H05K7/20GK1237083SQ9910518
公開日1999年12月1日 申請日期1999年4月27日 優先權日1998年4月28日
發明者哈密德·雷扎·法拉基, 威廉·喬治·蓋茨, 帕特里克·弗蘭西斯·漢龍, 馬丁·邁克爾·基根, 丹尼爾·皮特·剴利 申請人:朗迅科技公司