CN107592763A - 一种隔热结构、移动终端以及隔热方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种隔热结构，包括金属面壳；所述金属面壳在对应主板上发热芯片的位置与侧边之间开设有至少一个第一孔隙，其中，所述侧边为与所述发热芯片位置较近的侧边。本发明还提供一种移动终端，包括上述的隔热结构。本发明还提供一种移动终端隔热方法。综上所述，本发明通过在移动终端的金属面壳上对应主板上发热芯片位置的一侧增加孔隙，阻隔热量快速传递到前壳的侧边，即人手母指和食指容易接触的部位，以降低侧边的温度，提高用户体验。本发明基于现有金属前壳进行加工，或直接成型，制作简单、成本低，也无特殊组装要求，实现方便。

Description

一种隔热结构、移动终端以及隔热方法

技术领域

本发明涉及移动终端设备领域，特别是涉及一种隔热结构、移动终端以及隔热方法。

背景技术

目前的电子终端产品(包括手机、平板，但不仅限于这两类产品)，因均是手持装置所以基于安全与体感的要求，装置表面的温度一般要求在45度左右，甚至更低。又因电子产品工作过程中，芯片的功耗不断增加，其发热量也在持续上升，使与机壳之间温升的矛盾很难根本解决。

市面上最常用的散热技术是在装置的热点位置增加热界面材料并贴散热膜，使热量扩散开，从而降低热点的温度，这种材料比较常见是石墨片，铜箔，或其它复合材料，其作用都是达到热量扩散的目的。而目前市场上也有一些隔热材料，主要用于在散热膜与机壳之间，起到有限阻隔热量传递的作用，这种隔热材料是使用材料的低导热率，降低热量的传递速度，但即使最好的隔热材料的导热率也大于空气的导热率。一般隔热材料是通过发泡、模切等工艺制作而成，多为实心片状物。

现有常见的隔热材料的主体材料仍是普通的聚合物，如PE膜，或其它一些低导热率的材料，如玻璃棉，基材导热率约在0.04～0.4W/mK左右，空气的导热率为0.0263W/mK。这些散热和隔热材料与石墨片或铜箔搭配只应用在手机的电池盖、主板、或是前壳(面壳)上，以达到降低手机前后两个面电池盖或是屏幕()的温升。而无法对手握的区域，即手机左右两侧边进行热量阻隔与降温，该位置因为靠近主板，所以发热比其它部位更明显。

现有的技术是将散热和隔热材料贴在电池盖、主板、或是前壳上，以达到降低手机前后两个面的温升。手机的金属前壳除基本的夹具定位孔及器件避让孔外，都比较完整。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种隔热结构，阻隔热量快速传递到前壳的侧边，即人手母指和食指容易接触的部位，以降低侧边的温度，提高用户体验。

本发明提供一种隔热结构，包括金属面壳；所述金属面壳在对应主板上发热芯片的位置与侧边之间开设有至少一个第一孔隙，其中，所述侧边为与所述发热芯片位置较近的侧边。

进一步地，所述第一孔隙为条状，且所述第一孔隙与侧边平行。

进一步地，所述第一孔隙内填充有隔热材料。

进一步地，所述第一孔隙为“一”字形孔隙。

进一步地，所述第一孔隙为“L”形孔隙或圆弧形孔隙。

进一步地，所述金属面壳在对应主板上发热芯片的位置与距离所述发热芯片较远的侧边之间开设有至少一个第二孔隙，所述第二孔隙的宽度小于所述第一孔隙的宽度。

进一步地，所述金属面壳还开有夹具孔。

本发明还提供一种移动终端，包括上述的隔热结构。

本发明还提供一种移动终端隔热方法，包括：确定移动终端的金属面壳与主板上发热芯片对应的位置；在所述位置与所述金属面壳的侧边之间为移动终端金属面壳开设至少一个第一孔隙，其中，所述侧边为与所述发热芯片位置较近的侧边。

进一步地，在所述第一孔隙内填充隔热材料。

综上所述，本发明通过在移动终端的金属面壳上对应主板上发热芯片位置的一侧增加孔隙，阻隔热量快速传递到前壳的侧边，即人手母指和食指容易接触的部位，以降低侧边的温度，提高用户体验。本发明基于现有金属前壳进行加工，或直接成型，制作简单、成本低，也无特殊组装要求，实现方便，可以把目前手机两侧边的最高温降低1.5～2℃左右。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的移动终端的部分结构示意图。

图2为本发明第一实施例提供的隔热结构的示意图。

图3为本发明第一实施例提供的隔热结构的效果图。

图4为本发明第二实施例提供的隔热结构的示意图。

图5为本发明第三实施例提供的隔热结构的示意图。

图6为本发明提供的移动终端隔热方法的流程示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的卡片自动拔出方法、卡片自动拔出装置及终端其具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如下。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效,在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明,当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用,并非用来对本发明加以限制。

图1为本发明第一实施例提供的移动终端的部分结构示意图。图2为本发明第一实施例提供的隔热结构的示意图。其中，图2为图1的局部放大示意图。

如图1和图2所示，移动终端结构包括主板10以及隔热结构20。

其中，主板10包括电路板，及设置在电路板上的发热芯片11以及芯片插座12。

在一实施方式中，发热芯片11可以但不限于为CPU或其他处理器。发热芯片11位于芯片插座12内，芯片插座12用于固定发热芯片11。

芯片，又称微电路(microcircuit)、微芯片(microchip)、集成电路(integratedcircuit/IC)。是指内含集成电路的硅片，体积很小，常常是计算机或其他电子设备的一部分。芯片的封装材料主要有塑料、陶瓷、玻璃、金属等等。芯片的封装形式主要有普通双列直插式，普通单列直插式，小型双列扁平，小型四列扁平，圆形金属，体积较大的厚膜电路等等。芯片的封装体积最大为厚膜电路，其次分别为双列直插式，单列直插式，金属封装、双列扁平、四列扁平为最小。芯片的封装类型主要有以下几种：1.BGA球栅阵列封装，2.CSP芯片缩放式封装，3.COB板上芯片贴装，4.COC瓷质基板上芯片贴装，5.MCM多芯片模型贴装等等。芯片的引脚间距主要为以下几种：普通标准型塑料封装，双列、单列直插式一般多为2.54±0.25mm，其次有2mm(多见于单列直插式)、1.778±0.25mm(多见于缩型双列直插式)、1.5±0.25mm，或1.27±0.25mm(多见于单列附散热片或单列V型)、1.27±0.25mm(多见于双列扁平封装)、1±0.15mm(多见于双列或四列扁平封装)、0.8±0.05～0.15mm(多见于四列扁平封装)、0.65±0.03mm(多见于四列扁平封装)。芯片的引脚宽度主要为以下几种：双列直插式封转一般有7.4～7.62mm、10.16mm、12.7mm、15.24mm等数种；双列扁平封装(包括引线长度)一般有6～6.5±mm、7.6mm、10.5～10.65mm等；四列扁平封装(40引脚以上的长×宽)一般有10×10mm(不计引线长度)、13.6×13.6±0.4mm(包括引线长度)、20.6×20.6±0.4mm(包括引线长度)、8.45×8.45±0.5mm(不计引线长度)、14×14±0.15mm(不计引线长度)等。

芯片插座12一般为带引脚的集成电路插座，起方便拆卸芯片的作用，有了芯片插座，芯片就可以直接插拔而无需使用电烙铁进行拆焊了，便于更换。芯片插座的材料一般与芯片封装的材料相同，例如塑料、陶瓷、玻璃、金属等。

其中，隔热结构20包括金属面壳21，金属面壳21在对应主板上发热芯片的位置与第一侧边22之间开设有至少一个第一孔隙23(图中仅仅示出一个)，第一侧边22为与发热芯片11位置最近的侧边。

在一实施方式中，第一孔隙23为“一”字形的条状孔隙，且与第一侧边22平行。在另一实施方式中，第一孔隙23内可以填充有隔热材料。

隔热材料是能阻滞热流传递的材料，又称热绝缘材料。传统绝热材料有玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐等；新型绝热材料有气凝胶毡、真空板等。隔热材料分为多孔材料,热反射材料和真空材料三类。多孔材料利用材料本身所含的孔隙隔热，因为空隙内的空气或惰性气体的导热系数很低，如泡沫材料、纤维材料等；热反射材料具有很高的反射系数，能将热量反射出去，如金、银、镍、铝箔或镀金属的聚酯、聚酰亚胺薄膜等。真空绝热材料是利用材料的内部真空达到阻隔对流来隔热。

隔热材料(绝热材料)类型不同，导热系数不同。隔热材料的物质构成不同，其物理热性能也就不同；隔热机理存有区别，其导热性能或导热系数也就各有差异。即使对于同一物质构成的隔热材料，内部结构不同，或生产的控制工艺不同，导热系数的差别有时也很大。对于孔隙率较低的固体隔热材料，结晶结构的导热系数最大，微晶体结构的次之，玻璃体结构的最小。但对于孔隙率高的隔热材料，由于气体(空气)对导热系数的影响起主要作用，固体部分无论是晶态结构还是玻璃态结构，对导热系数的影响都不大。

温度对各类绝热材料导热系数均有直接影响，温度提高，材料导热系数上升。因为温度升高时，材料固体分子的热运动增强，同时材料孔隙中空气的导热和孔壁间的辐射作用也有所增加。但这种影响，在温度为0-50℃范围内并不显著，只有对处于高温或负温下的材料，才要考虑温度的影响。

常温时，松散颗粒型材料的导热系数随着材料粒度的减小而降低。粒度大时，颗粒之间的空隙尺寸增大，其间空气的导热系数必然增大。此外，粒度越小，其导热系数受温度变化的影响越小。

热传导的方式有三种：对流、传导和辐射。其中对流方式导热为最重要的。通过真空阻绝了对流导热系数就大大的降低了，原理就像是热水瓶一样。而作为骨架的填充材料可能会通过传导方式导热，所以采用导热系数低的玻璃纤维做骨架，外表加上铝膜包装袋对辐射进行阻隔，这种材料是导热系数最小的。

图3为本发明第一实施例提供的隔热结构的效果图。如图3所示，左图为无隔热结构效果图，右图为有隔热结构效果图。侧边2的温度相比侧边1的温度降低1.5～2℃左右。

原本的金属前壳除模具定位，制程需求的夹具孔(一般为圆孔或是方孔)外，没有其它孔隙。如左图所示，经过热仿真，在手指握持的位置即侧边1约54℃。

隔热是指在热量传递过程中，热量从温度较高空间向温度较低空间传递时由于传导介质的变化导致的单位空间温度变化变小从而阻滞热传导的物理过程。通常利用隔热材料来实现，也有通过空气动力等动态技术手段实现隔热。

在金属前壳上增加条形孔隙，该孔隙即破坏了热传递的路径，增大了热阻(空气的热阻远远大于金属的热阻)，使高温区域的热传递到低温区域在经过该孔隙时受阻，在孔隙的前后产生明显的温差。以达到降低手机侧边温升之目的。如右图所示，经过热仿真，在手指握持的位置即侧边2在52℃左右，比无孔隙隔热结构的左图侧边1低约2℃。

静止的空气的导热系数才比隔热材料小，且不会产生对流传热。大多数隔热材料有一个特征：内部有很多静止的空气。另外，组成隔热材料的纤维或粉末本身的导热系数较低。隔热材料靠这两点就可阻碍热传导和热对流，以达到隔热的目的。

材料内部孔隙的构造可分为连通的和封闭的两种，连通的孔隙则孔隙中充满流动的空气，封闭的孔隙内仍然存在空气或为真空气体，孔隙按尺寸大小可分为毛细孔隙、细孔隙和粗孔隙。

当材料的气孔尺寸小于50nm即达到纳米级时，使对流传热大幅度降低，导热系数低于静止空气的导热系数而达到超级绝热。

孔隙的大小及其孔隙内所含空气分布对材料的导热性能影响较大。在孔隙率相同的条件下，孔隙尺寸越大，导热系数越大；互相连通型的孔隙比封闭型孔隙的导热系数高，封闭孔隙率越高，则导热系数越低。例如绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料XPS系由许许多多封闭的多面体蜂窝组成，每个蜂窝的直径为0.2-0.5㎜ 蜂窝壁仅0.001㎜，其中聚苯乙烯只有约2％，其余约98％为气。由于截留在蜂窝的静止空气为热的不良导体，因而具有良好的保温性能。

为保持整体的机械强度，可以配合前壳进行“模内注塑”，用塑胶料将该孔隙填充，因塑胶的导热率也明显低于金属，填充后并不会对原本的隔热效果产生大的影响。该填充物不一定是塑胶，也可以是其它“热的不良导体”,即隔热材料。使用填充隔热材料的孔隙隔热结构与使用单孔隙的孔隙隔热结构相对比温升高约0.2℃，但仍在52℃左右。

材料的导热系数决定于材料的化学组成、结构、构造、孔隙率与孔隙特征、含水状况及导热时的温度。一般来讲 金属材料、无机材料、晶体材料的导热系数分别大于非金属材料、有机材料、非晶体材料。宏观结构呈层状或纤维构造的材料，其导热系数因热流与纤维方向不同而有差异，顺纤维或层内材料的导热系数明显高于与纤维垂直或层间的方向的导热系数。

另外，导热系数较低的保温隔热纸呈白色纸状，厚度为0.4-5mm，具有超薄的优势，常用于IT类小型电子产品以及家电领域，为本发明孔隙填充隔热材料的较优选择。

图4为本发明第二实施例提供的隔热结构的示意图。如图4所示，隔热结构30包括金属面壳31，金属面壳31在对应主板上发热芯片11的位置与第一侧边32之间，以及对应主板上发热芯片11的位置与第二侧边33之间开设有一个第一孔隙34，第一侧边32为与发热芯片位置最近的侧边，第二侧边33为与第一侧边32相邻，且与发热芯片11距离较近的侧边。第一孔隙34为“L”形的条状孔隙，且与第一侧边32以及第二侧边33平行。在另一实施方式中，第一孔隙34内填充有隔热材料。

在其它实施方式中，在对应主板上发热芯片11的位置与第三侧边之间也可以设置第三孔隙。第三侧边为与第一侧壁32相对的侧边。第三孔隙的形状可以但不限于为长条状等等，第三孔隙的宽度可以但不限于小于第一孔隙34的宽度。此外，第三孔隙内也可以填充隔热材料。

图5为本发明第三实施例提供的隔热结构的示意图。如图5所示，隔热结构40包括金属面壳41，金属面壳41在对应主板上发热芯片11的位置与第一侧边42之间开设有一个第一孔隙44，第一侧边42为与发热芯片11位置最近的侧边。第一孔隙44为“一”字形的条状孔隙，且与第一侧边42平行。

在本实施方式中，金属面壳41在对应主板上发热芯片11的位置与第二侧边43之间开设有一个第二孔隙45，第二侧边43为与第一侧边42平行的侧边。

在本实施方式中，第二孔隙45为“一”字形的条状孔隙，且与第二侧边43平行，第二孔隙45的宽度小于第一孔隙44的宽度。当然，在其它实施方式中，第二孔隙45也可以为其它形状例如圆弧形等等，此外，第二孔隙45的宽度也可以等于第一孔隙的宽度。

在其它实施方式中，为了进一步提高隔热效果，还可以在发热芯片11的四周都开设有孔隙。

在一实施方式中，第一孔隙44与第二孔隙45内均填充有隔热材料。

图6为本发明提供的移动终端隔热方法的流程示意图。如图6所示，移动终端隔热方法包括以下步骤：

S1.确定移动终端的金属面壳与主板上发热芯片对应的位置；

S2.在所述位置与所述金属面壳的侧边之间为移动终端金属面壳开设至少一个第一孔隙，其中，所述侧边为与所述发热芯片位置较近的侧边；

S3.在所述第一孔隙内填充隔热材料。

本发明可以不用增加额外的隔热材料，只要金属面壳上增加孔隙实现隔热结构即可，制程简单，成本低。本发明提供的隔热结构中孔隙的位置不限，只要在发热芯片到人手母指和食指容易接触的部位即移动终端金属前壳的侧边之间起到隔热的作用即可。

本发明提供的隔热结构中孔隙的形状不限制，只要机构强度允许，可以是“一“字形，”L“形等条形结构，在孔隙中形成空气隔热层以达到隔热效果。厚的空气层中空气有流动的空间，易产生对流导热，而静止的空气导热性较差，因此孔隙不宜过宽，以免影响空气隔热层隔热效果。

本发明也可以与现有的“模内注塑”一起使用，用塑胶材料填充孔隙，以提高整体强度，且并不明显影响整体隔热效果，对成本也无影响。另外，孔隙中还可填充其他导热性较差的隔热材料以达到隔热效果。

本发明还可以在孔隙的内壁面加贴辐射系数小的反射材料，以减小孔隙辐射传热，从而增强孔隙的隔热能力。

综上所述，本发明通过在移动终端的金属面壳上对应主板上发热芯片位置的一侧增加孔隙，阻隔热量快速传递到人手母指和食指容易接触的部位，即金属面壳的侧边，以降低侧边的温度，提高用户体验。本发明基于现有金属前壳进行加工，或直接成型，制作简单、成本低，也无特殊组装要求，实现方便，可以把目前手机两侧边的最高温降低1.5～2℃左右。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可通过上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种隔热结构，其特征在于，包括金属面壳；所述金属面壳在对应主板上发热芯片的位置与侧边之间开设有至少一个第一孔隙，其中，所述侧边为与所述发热芯片位置较近的侧边。

2.如权利要求1所述的移动终端隔热结构，其特征在于，所述第一孔隙为条状，且所述第一孔隙与侧边平行。

3.如权利要求1所述的隔热结构，其特征在于，所述第一孔隙内填充有隔热材料。

4.如权利要求1所述的隔热结构，其特征在于，所述第一孔隙为“一”字形孔隙。

5.如权利要求1所述的隔热结构，其特征在于，所述第一孔隙为“L”形孔隙或圆弧形孔隙。

6.如权利要求1所述的隔热结构，其特征在于，所述金属面壳在对应主板上发热芯片的位置与距离所述发热芯片较远的侧边之间开设有至少一个第二孔隙，所述第二孔隙的宽度小于所述第一孔隙的宽度。

7.如权利要求1所述的隔热结构，其特征在于，所述金属面壳还开有夹具孔。

8.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1-7所述的隔热结构。

9.一种隔热方法，其特征在于，包括：

确定移动终端的金属面壳与主板上发热芯片对应的位置；

在所述位置与所述金属面壳的侧边之间为移动终端金属面壳开设至少一个第一孔隙，其中，所述侧边为与所述发热芯片位置较近的侧边。

10.如权利要求9所述的隔热方法，其特征在于，还包括：

在所述第一孔隙内填充隔热材料。