CN106790797A - 终端设备的中框及其制备方法和移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种终端设备的中框及其制备方法和移动终端，所述中框包括基板，所述基板内部设有至少一个热管，所述热管从所述基板的第一位置延伸至所述基板的第二位置，且当所述终端设备运行时所述第一位置的发热量大于所述第二位置的发热量。本发明实施例所提供的一种终端设备的中框，通过在中框的基板内部集成热管，利用热管的快速均温特性，可以将基板高温区的热量快速转移至低温区，由于热管具有很高的导热系数，一般高到几千(W/m².K)，故大大提高了中框的导热能力，实现了快速均匀散热，从而将终端设备的整机温升控制在合理范围内，避免了局部温度过高的问题，提升了用户的使用体验。

Description

终端设备的中框及其制备方法和移动终端

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别是涉及到一种终端设备的中框及其制备方法和移动终端。

背景技术

随着电子技术的发展，手机、平板电脑等移动终端应用越来越广泛。为了满足用户对终端的功能和性能上的需求，移动终端的硬件不断升级，所执行的运算处理也更加复杂，使得功耗不断提高，从而导致终端的主板和整机的温度越来越高。同时，随着用户对终端的续航能力和充电时间的要求逐渐升级，使得电池容量不断上升，充电电流不断加大，导致终端充电时整机及主板温度很高，达到烫手的级别。因此，移动终端等电池供电产品的散热，一直是困扰产品设计的一大因素，由于体积限制，无法采用液冷、风冷等强制冷方式，只能通过本体结构散热。

以手机为例，手机的主要结构为：触摸屏、中框和后盖依次叠放组装在一起，中框一面固定有主板、电池和小板，另一面与触摸屏连接。触摸屏、主板、电池和小板在手机运行时均会发热，由此可见，手机主要的发热源都与中框接触，因此中框一般采用导热系数较高的金属制成，从而利用中框作为整机的导热媒介。

目前，中框采用的材料一般为铝合金材料，导热系数可以达到几十(W/m²·K)。然而，随着手机的中央处理器(CPU)功耗的逐步增大，所运行的指令日益繁杂，铝合金的导热能力已经逐渐捉襟见肘，无法满足终端的散热需求，不足以将整机温升控制在合理范围内，常常出现终端局部过热的问题，严重影响用户体验。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种终端设备的中框及其制备方法和移动终端，旨在提高中框的导热能力，实现快速散热。

为达以上目的，本发明提出一种终端设备的中框，所述中框包括基板，所述基板内部设有至少一个热管，所述热管从所述基板的第一位置延伸至所述基板的第二位置，且当所述终端设备运行时所述第一位置的发热量大于所述第二位置的发热量。

可选地，所述热管沿所述基板的长度方向延伸。

可选地，所述第一位置对应所述终端设备的主板。

可选地，所述第二位置对应所述终端设备的小板，所述主板与所述小板分别位于所述终端设备的电池的两边。

可选地，所述热管的厚度为0.4mm-0.6mm。

可选地，所述热管包括管壳和容置于所述管壳围合形成的空腔内的毛细丝和液体，所述毛细丝填充满所述空腔，所述液体填充所述空腔内的部分空间。

可选地，所述管壳的材质为铜、不锈钢或铝。

可选地，所述液体为蒸馏水、丙酮、甲醇或氨水。

可选地，所述基板的材质为金属。

可选地，所述基板包括金属板和连接于所述金属板周缘的塑料板，所述热管设置于所述金属板内。

可选地，所述终端设备的主板固定于所述基板上，且所述基板与所述主板之间设有导热材料。

可选地，所述导热材料为石墨薄膜、热相变材料或导热硅脂。

可选地，所述导热材料于所述第一位置处与所述基板相接触。

可选地，所述导热材料连接于所述主板的主要发热区域。

可选地，所述主要发热区域包括所述终端设备的中央处理器和/或电源芯片所在区域。

本发明同时提出一种终端设备的中框的制备方法，所述方法包括以下步骤：

在模具内放置至少一个热管；

向所述模具内注入熔融的原料；

冷却成型后脱模获得一内部具有热管的基板；

其中，所述热管从所述基板的第一位置延伸至所述基板的第二位置，且当所述终端设备运行时所述第一位置的发热量大于所述第二位置的发热量。

可选地，所述向所述模具内注入熔融的原料的步骤包括：

采用压铸工艺，向所述模具内注入熔融的金属材料，并加压预设时间，加压期间控制所述模具的温度在安全范围内。

可选地，所述安全范围为：大于所述金属材料的熔点小于所述热管的管壳的熔点。

可选地，所述安全范围的最高温度小于所述管壳的熔点预设值。

可选地，所述金属材料为铝合金。

可选地，所述热管的管壳的材质为不锈钢。

可选地，所述安全范围为660.32℃-1300℃。

可选地，所述安全范围为660.32℃-700℃。

可选地，所述冷却成型后脱模获得一内部具有热管的基板的步骤之后还包括：采用注塑工艺，注塑成型一连接于所述基板的周缘的塑料板。

可选地，所述方法还包括：

当所述基板制作完成后，在所述基板上固定所述终端设备的主板，且所述主板与所述基板之间设有导热材料。

本发明还提出一种移动终端，所述移动终端包括一中框，所述中框包括基板，所述基板内部设有至少一个热管，所述热管从所述基板的第一位置延伸至所述基板的第二位置，且当所述终端设备运行时所述第一位置的发热量大于所述第二位置的发热量。

本发明实施例所提供的一种终端设备的中框，通过在中框的基板内部集成热管，利用热管的快速均温特性，可以将基板高温区的热量快速转移至低温区，由于热管具有很高的导热系数，一般高到几千(W/m².K)，故大大提高了中框的导热能力，实现了快速均匀散热，从而将终端设备的整机温升控制在合理范围内，避免了局部温度过高的问题，提升了用户的使用体验。

附图说明

图1是本发明第一实施例的终端设备的中框的结构示意图；

图2是本发明实施例的中框与主板、电池和小板的装配示意图；

图3是图1中的A-A剖视图；

图4是图1中的热管的轴向剖视图；

图5是本发明第二实施例的终端设备的中框的制备方法的流程图；

图6是本发明第三实施例的终端设备的中框的制备方法的流程图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，这里所使用的“终端”、“终端设备”既包括无线信号接收器的设备，其仅具备无发射能力的无线信号接收器的设备，又包括接收和发射硬件的设备，其具有能够在双向通信链路上，执行双向通信的接收和发射硬件的设备。这种设备可以包括：蜂窝或其他通信设备，其具有单线路显示器或多线路显示器或没有多线路显示器的蜂窝或其他通信设备；PCS(Personal Communications Service，个人通信系统)，其可以组合语音、数据处理、传真和/或数据通信能力；PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)，其可以包括射频接收器、寻呼机、互联网/内联网访问、网络浏览器、记事本、日历和/或GPS(Global Positioning System，全球定位系统)接收器；常规膝上型和/或掌上型计算机或其他设备，其具有和/或包括射频接收器的常规膝上型和/或掌上型计算机或其他设备。这里所使用的“终端”、“终端设备”可以是便携式、可运输、安装在交通工具(航空、海运和/或陆地)中的，或者适合于和/或配置为在本地运行，和/或以分布形式，运行在地球和/或空间的任何其他位置运行。这里所使用的“终端”、“终端设备”还可以是通信终端、上网终端、音乐/视频播放终端，例如可以是PDA、MID(Mobile Internet Device，移动互联网设备)和/或具有音乐/视频播放功能的移动电话，也可以是智能电视、机顶盒等设备。

实施例一

参照图1-图4，提出本发明第一实施例的终端设备的中框，所述终端设备可以是手机、平板等移动终端，也可以是个人电脑、电视机等固定终端，以下以手机等移动终端为例进行详细说明。

所述中框包括基板10，并在基板10内部设置了至少一个热管20(或称热导管)，热管20从基板10的第一位置延伸至基板10的第二位置，当终端设备运行时第一位置的发热量大于第二位置的发热量，即第一位置和第二位置之间存在温差。利用热管20的快速均温特性，可以将基板10第一位置的热量快速转移至第二位置处。由于热管20具有很高的导热系数，一般高到几千(W/m².K)，故可以实现中框的快速导热，实现终端设备的快速均匀散热，，将整机温升控制在合理范围内，防止局部温度过高而影响用户的使用体验。

如图1所示，本发明实施例中基板10包括金属板11和塑料板12，塑料板12连接于金属板11的周缘，两个热管20设置于金属板11内。在其它实施例中，基板10也可以由一种材料制作而成，如由金属或其它高导热材料制成，当然也可以由塑料制成。

如图2所示，本发明实施例中，终端设备的主板30、电池40和小板50均固定于基板10上。主板30和小板50分别位于电池40的上下两边，主板30、电池40和小板50可以分别直接固定(如通过胶纸黏接)在基板10上，或者也可以将电池40直接固定在基板10上，再通过螺丝将中框的基板10、主板30和小板50固定到电池40的电池盖上。

本发明实施例中，热管20沿基板10的长度方向延伸。其中，第一位置优选对应终端设备的发热量较大的主板30，第二位置优选对应终端设备的发热量较小的小板50，由于主板30和小板50分别位于电池40的上下两边，即分别位于终端设备的上下两端，从而使得热管20沿基板10的长度方向延伸。由于主板30的发热量大于小板50的发热量，因此终端设备上端主板30发出的部分热量快速转移至下端，加快了主板30的散热速度，防止主板30局域过度发热。

本领域技术人员可以，热管20也可以根据需要以其它方式布局，只要热管20的两端分别位于发热量不同的区域，存在温差即可，理论上温差越大越好，优选第一位置为高发热区域(如发热温度高于第一阈值的区域)，第二位置为低发热区域(如发热温度低于第二阈值的区域，且第一阈值大于或等于第二阈值)。

如图3、图4所示，热管20包括管壳21、毛细丝22和液体23，管壳21围合形成一封闭的空腔，毛细丝22和液体23容置于空腔内，空腔内部呈真空状态，毛细丝优选填充满整个空腔，液体填充空腔内的部分空间。管壳21的材质一般为金属材料，如铜、不锈钢、铝等；毛细丝22一般由金属细丝编制而成；液体23为低沸点液体，如蒸馏水、丙酮、甲醇、氨水等。本发明实施例中，管壳21采用熔点高、强度高的不锈钢材料，液体23采用蒸馏水。

本发明实施例中的热管20为薄型热管，热管20的厚度小于基板10的厚度，具体实施时根据基板10的厚度来确定热管20的厚度。例如，当基板10的厚度为0.7mm-1mm时，选择厚度为0.4mm-0.6mm的热管20，优选0.45mm-0.55mm，如选择厚度为0.5mm、宽度为9.34mm的热管20。

热管20的工作原理如下：当热管20受热时，热管腔体被加热，由于腔体内气压极低，腔体内的液体23(如蒸馏水)汽化温度降低，因此热管20一端的高温区的蒸馏水汽化，吸收大量的热，汽化后的气体沿热管槽传播，到达另一端的低温区后，凝结成蒸馏水，放出热量，完成热量从高温区向低温区的高效转移。凝结后的蒸馏水沿毛细丝22所形成的毛细结构，回流到高温区。如此循环，完成热量从高温区向低温区的转移。

进一步地，中框基板10与终端设备的主板30之间设有导热材料(图未示)，导热材料可以为石墨薄膜、热相变材料、导热硅脂等，导热材料优选于第一位置处与基板10相接触，以直接快速的将主板30上的热量传递至第一位置处的热管20。从而，可以通过导热材料将主板30发出的热量快速传导到基板10上，再通过基板10内的热管20将热量快速转移到发热量较小的区域，进一步提高终端设备的散热速度。

更进一步地，导热材料连接于主板30的主要发热区域，该主要发热区域包括终端设备的中央处理器(CPU)和/或电源芯片所在区域，具体实施时，可以将导热材料与中央处理器的保护罩和电源芯片的保护罩连接。从而可以将发热最大的器件的热量快速传递至基板10，并由基板10内的热管20快速转移，进一步地提高终端设备的散热速度，防止局部过热。

本发明实施例的终端设备的中框，通过在基板10内部集成热管20，利用热管20的快速均温特性，可以将基板10高温区的热量快速转移至低温区，由于热管20具有很高的导热系数，一般高到几千(W/m².K)，故大大提高了中框的导热能力，实现了快速均匀散热，从而将终端设备的整机温升控制在合理范围内，避免了局部温度过高的问题，提升了用户的使用体验。

实施例二

参照图5，提出本发明第二实施例的终端设备的中框的制备方法，所述方法包括以下步骤：

S11、在模具内放置至少一个热管。

本发明实施例中，首先按照中框和终端设备的组装方式(如主板的组装方式)，规划热管在中框中的走向和位置(如热管的一端对应主板所在位置)，并规划热管的长度和数量。然后，根据规划热管固定在成型基板的模具的相应位置。所述模具可以是压铸模具、注塑模具等。

在选择热管时，需要根据基板的材质选择热管的管壳的材质，根据基板的厚度选择热管的厚度。管壳的材质一般为金属材料，如铜、不锈钢、铝等；热管的厚度小于基板的厚度，例如，当基板的厚度为0.7mm-1mm时，选择厚度为0.4mm-0.6mm的热管，优选0.45mm-0.55mm，如选择厚度为0.5mm、宽度为9.34mm的热管。

S12、向模具内注入熔融的原料。

本实施例中注入的原料为金属原料，具体的，采用压铸工艺，向模具内注入熔融的金属材料，并加压预设时间，加压期间控制模具的温度在安全范围内。所述安全范围为大于金属材料的熔点小于热管的管壳的熔点，以保证热管的管壳不被熔化。优选地，安全范围的最高温度小于管壳的熔点预设值，以保证热管的管壳的强度，以保证热管内部液体汽化膨胀后不至于导致管壳破裂。

举例而言，假设注入的金属材料为ADC12铝合金，热管的管壳为不锈钢，由于ADC12铝合金的熔点为660.32℃，不锈钢的熔点在1300℃以上，因此可以设定安全范围为660.32℃-1300℃，优选为660.32℃-700℃。

在其它实施例中，也可以采用注塑工艺进行成型，此时注入的熔融的原料可以是金属材料，也可以是塑料材料。本领域技术人员可以理解，除了上述压铸工艺和注塑工艺外，还可以采用其它制造工艺进行成型，在此不再赘述。

S13、冷却成型后脱模获得一内部具有热管的基板。

待模具中的熔融原料冷却成型后，将产品从模具中取出，就获得一内部集成了热管的基板，至此，本发明实施例的中框制作完成。其中，基板中的热管从基板的第一位置延伸至基板的第二位置，且当终端设备运行时第一位置的发热量大于第二位置的发热量。

在某些实施例中，还可以进一步对成型后的基板进行机械加工，如采用计算机数字控制机床(Computer numerical control，CNC)工艺，对基板进行机械切削加工，使其成形为最终的形状。

本发明实施例中，热管沿基板的长度方向延伸。其中，第一位置优选对应终端设备的发热量较大的主板，第二位置优选对应终端设备的发热量较小的小板，由于主板和小板分别位于电池的上下两边，即分别位于终端设备的上下两端，从而使得热管沿基板的长度方向延伸。由于主板的发热量大于小板的发热量，因此终端设备上端主板发出的部分热量快速转移至下端，加快了主板的散热速度，防止主板局域过度发热。

本领域技术人员可以，热管也可以根据需要以其它方式布局，只要热管的两端分别位于发热量不同的区域，存在温差即可，温差越大越好，优选第一位置为高发热区域(如发热温度高于第一阈值的区域)，第二位置为低发热区域(如发热温度低于第二阈值的区域，且第一阈值大于或等于第二阈值)。

进一步地，当基板制作完成后，在基板上固定终端设备的主板，且主板与基板之间设有导热材料。具体的，首先在主板上连接导热材料，然后将主板固定在基板上。导热材料可以为石墨薄膜、热相变材料、导热硅脂等，导热材料优选于第一位置处与基板相接触，以直接快速的将主板上的热量传递至第一位置处的热管。从而，可以通过导热材料将主板发出的热量快速传导到基板上，再通过基板内的热管将热量快速转移到发热量较小的区域，进一步提高终端设备的散热速度。

更进一步地，导热材料连接于主板的主要发热区域，该主要发热区域包括终端设备的中央处理器(CPU)和/或电源芯片所在区域，具体实施时，可以将导热材料与中央处理器的保护罩和电源芯片的保护罩连接(如粘贴)。从而可以将发热最大的器件的热量快速传递至基板，并由基板内的热管快速转移，进一步地提高终端设备的散热速度，防止局部过热。

实施例三

参照图6，提出本发明第三实施例的终端设备的中框的制备方法，所述方法包括以下步骤：

S21、在模具内放置至少一个热管。

S22、向模具内注入熔融的金属材料。

S23、冷却成型后脱模获得一内部具有热管的金属板。

本实施例中，步骤S21-S23分别与第二实施例中的步骤S11-S13相似，在此不再赘述。

S24、采用注塑工艺，注塑成型一连接于金属板的周缘的塑料板。

具体的，首先将前一步骤S23制成的金属板放置于注塑模具中，然后采用注塑工艺向模具中注入熔融的塑料，冷却成型后脱模获得基板，该基板包括内部集成了热管的金属板和连接于金属板周缘的塑料板，至此，本发明实施例的中框制作完成。

在某些实施例中还可以进一步对成型后的基板进行机械加工，如采用标准CNC工艺，对基板进行机械切削加工，使其成形为最终的形状。

进一步地，当基板制作完成后，在基板上固定终端设备的主板，且主板与基板的金属板之间设有导热材料。具体的，首先在主板上连接导热材料，然后将主板固定在基板的金属板上。导热材料优选于第一位置处与基板相接触，以直接快速的将主板上的热量传递至第一位置处的热管。从而，可以通过导热材料将主板发出的热量快速传导到基板上，再通过基板内的热管将热量快速转移到发热量较小的区域，进一步提高终端设备的散热速度。

更进一步地，导热材料连接于主板的主要发热区域，该主要发热区域包括终端设备的中央处理器(CPU)和/或电源芯片所在区域。从而可以将发热最大的器件的热量快速传递至基板，并由基板内的热管快速转移，进一步地提高终端设备的散热速度，防止局部过热。

本发明实施例的终端设备的中框的制备方法，通过在成型中框的基板的模具中预先放置热管，然后再向模具中注入熔融的原料，使得最终获得一种内部集成了热管的基板，利用热管的快速均温特性，可以将基板高温区的热量快速转移至低温区，由于热管具有很高的导热系数，一般高到几千(W/m².K)，故大大提高了中框的导热能力，实现了快速均匀散热，从而将终端设备的整机温升控制在合理范围内，避免了局部温度过高的问题，提升了用户的使用体验。

本发明同时提出一种移动终端，所述移动终端包括一中框，所述中框包括基板，所述基板内部设有至少一个热管，所述热管从所述基板的第一位置延伸至所述基板的第二位置，且当所述终端设备运行时所述第一位置的发热量大于所述第二位置的发热量。本实施例中所描述的中框为本发明中上述实施例所涉及的中框，在此不再赘述。

本发明实施例的移动终端，通过在中框的基板内部集成热管，利用热管的快速均温特性，可以将基板高温区的热量快速转移至低温区，由于热管具有很高的导热系数，一般高到几千(W/m².K)，故大大提高了中框的导热能力，实现了快速均匀散热，从而将移动终端的整机温升控制在合理范围内，避免了局部温度过高的问题，提升了用户的使用体验。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种终端设备的中框，包括基板，其特征在于，所述基板内部设有至少一个热管，所述热管从所述基板的第一位置延伸至所述基板的第二位置，且当所述终端设备运行时所述第一位置的发热量大于所述第二位置的发热量。

2.根据权利要求1所述的终端设备的中框，其特征在于，所述热管沿所述基板的长度方向延伸。

3.根据权利要求1所述的终端设备的中框，其特征在于，所述第一位置对应所述终端设备的主板。

4.根据权利要求3所述的终端设备的中框，其特征在于，所述第二位置对应所述终端设备的小板，所述主板与所述小板分别位于所述终端设备的电池的两边。

5.根据权利要求1所述的终端设备的中框，其特征在于，所述热管的厚度为0.4mm-0.6mm。

6.一种终端设备的中框的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在模具内放置至少一个热管；

向所述模具内注入熔融的原料；

冷却成型后脱模获得一内部具有热管的基板；

其中，所述热管从所述基板的第一位置延伸至所述基板的第二位置，且当所述终端设备运行时所述第一位置的发热量大于所述第二位置的发热量。

7.根据权利要求6所述的终端设备的中框的制备方法，其特征在于，所述向所述模具内注入熔融的原料的步骤包括：

采用压铸工艺，向所述模具内注入熔融的金属材料，并加压预设时间，加压期间控制所述模具的温度在安全范围内。

8.根据权利要求7所述的终端设备的中框的制备方法，其特征在于，所述安全范围为：大于所述金属材料的熔点小于所述热管的管壳的熔点。

9.根据权利要求8所述的终端设备的中框的制备方法，其特征在于，所述安全范围的最高温度小于所述管壳的熔点预设值。

10.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的中框。