CN104349637B - 散热结构及具有该散热结构的手持式电子装置 - Google Patents

Abstract

一种散热结构，包括一导热架体，设置在一手持电子装置内，该导热架体具有相反的一第一侧及一第二侧，该第一侧及该第二侧的间具有一腔室，该腔室内具有一以上的毛细结构及一工作流体，其中该第一侧及该第二侧其中任一侧或两侧接触该手持电子装置的多个电子构件，且该第一侧及该第二侧其中任一侧接触该手持电子装置的一壳体，以将电子构件所产生的热量快速传导散热进一步达到解热的效果。

Description

散热结构及具有该散热结构的手持式电子装置

技术领域

本发明涉及一种散热结构及具有该散热结构的手持式电子装置，尤其涉及一种应用于手持电子装置内提升散热效能的散热结构。

背景技术

随着电子产业的飞速发展，手持式行动装置内电子构件运行速度不断的提升，运行时产生大量热量，使其本身及系统温度升高，继而影响其系统的稳定性。为确保电子构件能正常运行，通常在其上安装散热装置，排出其所产生的热量。

均温板、均温片是近来应用于电子产品解热的热门材料，象是智能型手机、平板计算机、照明及车用LED灯具，都开始使用这种被动式散热技术与材料。手机、平板计算机及LED灯具，会选择均温板(Vapor Chamber)、均温片(Heat Spreader)的原因，主要考量点有：两者都是被动式散热，不耗用能源；其次他们的热传导方式是二维的，不受重力影响属于面的传导。第三是受限于电子产品的轻、薄、密闭式设计时，有机构设计的发挥空间又兼具良好的散热效果。

均温板的工作原理与热导管者大致相同，包括了传导、蒸发、对流、凝固四个主要步骤，均温板是由纯水注入布满了微结构的容器而成的双相流体装置。热由外部高温区经由热传导进入板内，接近点热源周遭的水会迅速地吸收热量气化成蒸气，带走大量的热能。再利用水蒸气的潜热性，当板内蒸汽由高压区扩散到低压区(也即低温区)，蒸气接触到温度较低的内壁时，水蒸气会迅速地凝结成液体并放出热能。凝结的水靠微结构的毛细作用流回热源点，完成一个热传循环，形成一个水与水蒸气并存的双相循环系统。均温板内水的气化持续进行，随着温度的变化腔体内的压力会随的维持平衡。水在低温运作时其热传导系数值较低，但因水的黏稠性会随温度不同而改变，故均温板在5℃或10℃时也可运作。由于液体回流是借着毛细力作用，因此均温板受重力的影响较小，应用系统设计空间的运用上就可为任何角度。均温板无需电源也无任何移动元件，是个完全密封的被动式装置。

由于均温板的外壳需做阳极处理，以避免接触空气造成氧化，但阳极处理增加了一层热阻抗，会影响散热效率。因此改用软陶瓷散热漆涂布于均温板外层，尤其是若使用白色软陶瓷散热漆，其热阻抗低到近乎零，又能保护外壳避免氧化，降温效果非常显着。

另外目前更有利用石墨散热膜或称石墨均温片(Graphite Heat Spreader)作为均温散热的构件，石墨散热膜是一种奈米复合材料，适应任何表面均匀导热，具有EMI电磁屏蔽效果，其具有独特的晶粒取向，沿两个方向均匀导热，片层状结构可很好地适应任何表面。

石墨散热膜的化学成分主要是单一的碳(C)元素，是一种自然元素矿物．可以通过化学方法高温高压下得到石墨化薄膜，因为碳元素是非金属元素，但是却有金属材料的导电，导热性能，还具有类似有机塑胶一样的可塑性，并且还有特殊的热性能，化学稳定性，润滑和能涂敷在固体表面的等等一些良好的工艺性能，石墨散热膜平面内(水平导热)具有150-1500W/m-K范围内的超高导热性能。再者石墨的垂直导热系数仅为5～20W/mK，几乎起到了隔热的作用。也因为石墨散热膜拥有水平方向让其他金属难以企及的热传导系数，且在垂直方向上的热传导系数偏低的特征。

另外石墨散热膜的主要特性：超高导热性能、容易操作、低热阻及重量轻。利用石墨的可塑性，可以将石墨材料做成一块像贴纸的薄片，让它贴附在手机内部的电路板上面。既可以阻隔元件的间的接触，也起到一定的抗震作用。由于石墨散热膜具有较高的水平导热系数，因此，它能够将热量进行快速的水平方向的传导，使水平方向整个表面热量分布均匀，消除局部热点。所以准确来说，石墨散热膜其实是起到了导热，并且把热量均匀散布的作用，间接来说也就是起到散热作用。

但是无论石墨散热膜的重量如何轻，厚度如何的薄，被应用在行动装置内部，还是会占据一空间，因此为了实现行动装置内部空间的轻薄的概念，如何在现有的空间中，利用不同的思维改变现有的手机架构中的元件性质，来有效解决散热问题，是本发明的初衷。

发明内容

因此，为解决上述现有技术的缺点，本发明的主要目的，提供一种导热架体接触接触手持电子装置内的电子构件，不需额外的散热元件，对电子构件散热。

为达到上述目的，本发明提供一种有鉴于上述问题，本发明主要目的是提供一种不增加手持式电子装置的厚度，且热传导值相较于习知技术高的散热结构。

本发明另一目的是提供一种导热架体接触接触手持电子装置内的电子构件，不需额外的散热元件，对电子构件散热。

本发明另一目的是提供一种导热架体其表面设有凹槽，手持电子装置内对应的电子构件则对应装设在该表面上位于该凹槽处，以提供散热作用。

本发明另一目的是提供一种导热架体系可接触一显示荧幕的背面，以对该显示荧幕解热。

为达到上述目的，本发明提供一种散热结构，应用于一手持电子装置内，该手持电子装置具有一壳体，该壳体内具有多个电子构件，该散热结构包括：一导热架体，具有相反的一第一侧及一第二侧，该第一侧及该第二侧的间具有一腔室内具有一毛细结构及一工作流体，其中该第一侧及该第二侧其中任一侧或两侧接触该手持电子装置的多个电子构件。

该第一侧及该第二侧其中任一侧或两侧设有至少一凹槽接触对应的电子构件。

该电子构件设置在该第一侧及该第二侧其中任一侧或两侧上。

该第一侧及该第二侧其中任一侧系接触该手持式电子装置的壳体。

该导热架体为均温板或薄型热管。本发明另外提供一种具散热结构的手持式电子装置，其包括：一壳体，由一上盖及一下盖组成，一空间位于该上盖及下盖的间；一导热架体，设置在该空间内，具有相反的一第一侧及一第二侧，该第一侧及该第二侧的间具有一腔室内具有一毛细结构及一工作流体；多个电子构件，位于该空间内，且设置并接触在该第一侧及该第二侧其中任一侧或两侧上。

该第一侧及该第二侧其中任一侧或两侧设有至少一凹槽接触对应的电子构件。

该第一侧及该第二侧其中任一侧接触该手持式电子装置的壳体。

该导热架体为均温板或薄型热管。

更包括一显示荧幕容纳在该空间内，该显示荧幕具有一显示面及一背面，其中该背面接触该导热架体。

附图说明

图1A为本发明的散热结构的分解示意图；

图1B为本发明的散热结构的组合后导热架体其中一面的示意图；

图1C为本发明的散热结构的组合后导热架体其中另一侧的示意图；

图1D为本发明的导热架体剖视示意图；

图2A为从具有导热架体的手持电子装置的前面视角的分解示意图；

图2B为从具有导热架体的手持电子装置的背面视角的分解示意图；

图2C为导热架体及电子构件组装一起的示意图；

图3为手持电子装置组装后的前面视角的示意图；

图4为表示图3的A-A剖面的示意图。

符号说明

10导热架体

11上板体

111第一侧

12下板体

121第二侧

13腔室

14毛细结构

15工作流体

16a、16b凹槽

17电池槽

20手持电子装置

21壳体

211上盖

2111透孔

212下盖

213空间

22、23电子构件

221电子元件

24显示荧幕

241显示面

242背面

25电池

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细描述：

本发明的上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附图式的较佳实施例予以说明。

图1A为本发明散热结构的分解示意图；图1B为本发明散热结构的组合后导热架体其中一面的示意图；图1C为本发明散热结构的组合后导热架体其中另一侧的示意图；图1D为本发明的导热架体剖视示意图。如图1A至图1D所示，导热架体10系为均温板或薄型热管，在本较佳实施系以均温板作为说明，其由一上板体11及一下板体12对接组合构成，且具有一第一侧111及一第二侧112相反该第一侧111，在该第一侧111及第二侧112的间具有一密闭的腔室13，该腔室13内具有一以上的毛细结构14及一工作流体15，其中该上板体11及该下板体12系由导热率佳的金属例如铜或铝构成，该毛细结构14形成在该腔室13的内表面，毛细结构14的型态包括沟槽或金属网体或金属粉末烧结体，该工作流体15例如为纯水。另外在本较佳实施中虽没有表示，但是腔室13内可以设有多个个支撑体。

在该导热架体10的第一侧111及/或第二侧112分别设有至少一凹槽16a、16b，其具体作法为利用金属冲压或铣制或磨削的方式在上板体11的表面及下板体12的表面的预设位置形成所需的形状及大小的凹槽16a、16b，在本较佳实施表示该凹槽16a、16b位于该第一侧11l用以接触一手持电子装置内对应的电子构件，以将电子构件产生的热源经由导热架体10内的工作流体15产生相变化，将热传递到第二侧112散热。该导热架体10的第一侧111及第二侧112其中的一系对应且接触一手持电子装置的一壳体，在本较佳实施表示该第二侧112接触该壳体，因此传递到第二侧112的热量将透过壳体向外界散热。再者由于导热架体10系适用在一手持电子装置内，所以可以在第二侧112开设有一电池槽17以容设手持电子装置内的一电池。

以下将详细说明导热架体10应用在一手持电子装置内的具体实施，本发明所指的手持电子装置包含手机(包括智能型手机)、平板计算机、PDA，显示器及智能型手表，在本说明的图式将以智能型手机作为例示。

图2A是从具有导热架体的手持电子装置的前面视角的分解示意图；图2B是从具有导热架体的手持电子装置的背面视角的分解示意图；图2C表示导热架体及电子构件组装一起的示意图；图3表示手持电子装置组装后的前面视角的示意图；图4表示图3的A-A剖面的示意图。

如第2A至2C、3及4图所示，该手持电子装置20包括一壳体2l由一上盖211及一下盖212组成，在该上盖211与下盖212的间界定一空间213，上盖211开设有一透孔2111连通该空间213。多个电子构件22、23及一显示荧幕24、电池25及前述的导热架体10容设在该空间213内，其中该显示荧幕24具有一显示面241及一背面242，该显示荧幕24系装置于靠近上盖211处，且显示面24l系对应该上盖211的透孔211l，该导热架体10装置在该显示荧幕24的背面242，导热架体10的第一侧11l系接触该显示荧幕的背面242，电子构件22、23系设置在该第一侧11l的凹槽16a、16b上，其中电子构件22在本图示中表示为一电路主板其上设有多个电子元件221(包括芯片、电阻及电容等)，该等电子元件221的一面贴触该导热架体10。

该导热架体10的第二侧112对应该下盖212，且当下盖212组合该上盖211后，下盖212系接触该导热架体10的第二侧112。电池25则容设在该导热架体10的电池槽17内。因此，若打开该下盖212则会先看到导热架体10的第二侧112及电池25，被设置在导热架体10的第一侧111的电子构件22、23不会被看到，所以导热架体10可被当作是电子构件22、23的护盖。

电子构件22、23及显示荧幕24产生的热量透过导热架体10的腔室13内的工作液体15的相变化，由第一侧111热传递到第二侧112，再由第二侧112经由背盖212往外界传递散热。

综上所述，本发明导热架体10可被应用在各种手持式电子装置，如手机、平板计算机、PDA、及数位显示器等电子装置，不需额外的散热元件，且不增加手持式电子装置的厚度，以快速将手持式电子装置内部的热量快速向其他各处传导令手持式电子装置内部不积热可快速将热量陕速引导至外部。

另外相较于先前技术利用均温板或均温片贴覆在发热元件上的厚度在加上塑胶支架的厚度，本发明将手持电子装置内原本由塑胶制的支架改为由均温板或薄型热管构成的导热架体，所以不增加手持电子装置的厚度，因此比先前技术厚度薄，且热传导效率高。

Claims (7)

1.一种散热结构，应用于一手持电子装置内，该手持电子装置具有一壳体，该壳体内具有多个电子构件，该散热结构包括：

一导热架体，具有相反的一第一侧及一第二侧，该第一侧及该第二侧之间具有一腔室，该腔室内具有一毛细结构及一工作流体，其中该第一侧及该第二侧其中任一侧或两侧接触该手持电子装置的多个电子构件；

其中该第一侧及该第二侧其中任一侧或两侧凹设有至少一凹槽，以容设并且接触对应的电子构件，该电子构件为一电路主板上设有的复数电子元件，该多个电子构件设置在该第一侧及该第二侧其中任一侧或两侧上。

2.如权利要求l所述的散热结构，其中该第一侧及该第二侧其中任一侧接触该手持电子装置的壳体。

3.如权利要求l所述的散热结构，其中该导热架体为均温板或薄型热管。

4.一种具散热结构的手持式电子装置，其包括：

一壳体，由一上盖及一下盖组成，一空间位于该上盖及下盖之间；

一导热架体，设置在该空间内，具有相反的一第一侧及一第二侧，该第一侧及该第二侧之间具有一腔室，该腔室内具有一毛细结构及一工作流体；

多个电子构件，位于该空间内，且设置并接触在该第一侧及该第二侧其中任一侧或两侧上；

其中该第一侧及该第二侧其中任一侧或两侧凹设有至少一凹槽，以容设并且接触对应的电子构件，该电子构件为一电路主板上设有的复数电子元件。

5.如权利要求4所述的具散热结构的手持式电子装置，其中该第一侧及该第二侧其中任一侧接触该手持式电子装置的壳体。

6.如权利要求4所述的具散热结构的手持式电子装置，其中该导热架体为均温板或薄型热管。

7.如权利要求4所述的具散热结构的手持式电子装置，更包括一显示荧幕容纳在该空间内，该显示荧幕具有一显示面及一背面，其中该背面接触该导热架体。