CN109275308A - 可携带电子装置的壳体转印热压成型散热涂层结构 - Google Patents
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Abstract
一种可携带电子装置的壳体转印热压成型散热涂层结构，包括：一适用于可携带电子装置的前壳或后壳，其特征在于：在一未成型的塑化平板上转印一高散热性材料，形成一具有散热涂层的印刷平板；将印刷平板置于一模具中，进行热压成型，根据材料及厚度不同，加温到摄氏300‑900度左右，在印刷平板软化后经由模具热塑成型，并且在模腔进行保压定型，防止回弹变型；如此形成一3D的前壳或后壳，同时表层的散热涂层因热压合，使散热涂层结构于壳体表面的垂直向，形成组织致密的压合散热层，进而提升导热效能。
Description
技术领域
本发明是有关一种可携带电子装置的结构，尤指在壳体上转印热压成型一组织致密的散热涂层结构。
背景技术
目前市售的可携带电子装置，当经由长时间使用后，则在局部出现过热现象，该现象不仅造成电子设备性能降低，机体发烫或当机问题。
次者，由于目前可携带电子装置的外观造型要求厚度过薄，并没有空间预留给传统热传递方法中的热对流(利用风扇获得对流)，所以就只剩下「热传导」和「热辐射」两种方式可被应用，目前市售的可携带电子装置多是利用在热源附近贴附，例如石墨片、铜箔等高导热材料以达到散热降温目的。从市售魅族，小米，华为等品牌大屏手机来看，并无显著散热降温效果，局部温度仍居高不下，该现象不仅造成电子设备性能降低，机体发烫或当机问题甚至让消费者触感温度过高甚至烫伤使用者，消费者使用中多有抱怨。
揆诸目前市售的可携带电子装置的上述缺失，主要原因如图1所示，即目前市售的可携带电子装置10通常于一后壳11结合一前壳12，并于该后壳11与该前壳12之间设有一电路板13与一电池15，该电路板13上具有一核心元件14，且于该前壳12设有一显示模组16与一触控面板17；然而，可携带电子装置10在长时间使用后，由于该电子组件热源(例如核心元件14，电池15)所散发的热量，例如核心元件14(例如高性能CPU)运行中所产生的废热，无法通过有效的方式传递出去，造成局部出现过热现象，此现象不仅为消费者带来了触感温度过高的不良使用感受，甚至使可携带电子装置的运算速度受到限制，甚至过慢当机的现象也时有发生。
再查，目前市售可携带电子装置大都是在后壳11以黏胶方式贴附石墨片20或铜箔等高导热材料，试图将该电子组件热源(例如核心元件14，电池15)所散发的热量，借由后壳11发散出去，以达到散热的目的；但事实上，因未考虑到导热均温的概念，废热无法均匀散布在可携带电子装置的机壳上，故无显著散热效果，例如核心元件14周遭的局部温度仍居高不下，造成机体发烫或当机问题，只能被动以软件降低核心元件14的效率，带给消费者造成不良使用体验。况且贴附石墨片或铜箔的手段，除了有产生裁切废料的问题外，以黏胶方式贴附石墨片20或铜箔等高导热材料，因壳体并非平整片而是有弧边或不规则形状，因此再贴附制作上较为不便，且黏附性也不是很稳固，导致产品可靠度不佳，进而影响其散热效能及使用寿命。
此外，发明人先前利用电镀、涂布或喷涂工艺，在壳体制作散热涂层。但查，以电镀、涂布或喷涂等方式在壳体制作散热涂层，除亦有上揭以黏胶方式贴附的问题外，其制程复杂加上环保问题、良率问题、成本问题，因此未臻完善，是故尚有改善空间。
是以，本发明人有鉴于上揭问题点，积极构思如何方便及有效的将散热涂层结合在可携带电子装置的壳体上，为本发明所欲解决的课题。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种可携带电子装置的壳体转印热压成型散热涂层结构，其具有一组织致密的压合散热层，进而提升导热效能；其具有方便及有效的将散热涂层结合在可携带电子装置内部，达到生产自动化且散热涂层结合质量佳的功效；其具有将可携带电子装置所产生热源散发的热量，经由散热涂层结构，有别于市场贴附散热薄膜方式，克服产品结构复杂下的最大散热面积，进而使芯片及电池等热源散发的热量经由散热涂层结构均匀散布在整个腔体内，再和外界进行热交换，相对核心温度有明确降低，不会造成壳体局部过热的问题，可解决可携带电子装置的散热问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种可携带电子装置的壳体转印热压成型散热涂层结构，包括：一适用于可携带电子装置的前壳及后壳，且该前壳与后壳相对应结合成一组件，并于该后壳与该前壳的腔体内，以及该前壳的顶面设有预定的电子组件，其特征在于：在一未成型的塑化平板上转印一高散热性材料，形成一具有散热涂层的印刷平板；将该印刷平板置于一模具中，进行热压成型，加温到摄氏300-900度左右，在印刷平板软化后经由模具热塑成型，并且在模腔进行保压定型，防止回弹变型；如此形成一3D的前壳或后壳，同时表层的散热涂层因热压合，形成一结合在该前壳或后壳的散热涂层结构，并使该散热涂层结构于该壳体表面的垂直向，形成组织致密的压合散热层，进而提升散热效能。
依据前揭特征，该塑化平板由塑料或玻璃材料其中之一所构成的塑料平板或玻璃平板。
依据前揭特征，该塑化平板由PC、PMMA、塑料复合板材其中任一所构成，其在模具内以热压方式加温到摄氏300度左右。
依据前揭特征，该玻璃平板由可热压成型玻璃板材所构成，其在模具内以热压方式加温到摄氏600-900度左右。
本发明的工作原理：芯片热源散发的热量经由该前壳的散热涂层结构均匀散布在整个腔体内，再由该后壳的散热涂层结构和外界进行热交换，相对能使芯片核心温度有明确降低，不会造成机体发烫或当机问题，相对可以充分发挥电子设备性能，让消费者有更好的人机体验。
借助上揭技术手段，本发明克服了产品结构复杂下的结合问题，其具有一组织致密的散热涂层结构(压合散热层)，进而提升导热效能，同时达到了最大散热面积，也就是说，在相同面积的壳体上，本发明的有效散热面积，较现有的贴附石墨片方式更大且结合更加密合；进而解决可携带电子装置所产生热源散发的热量，经由散热涂层结构，不会造成壳体局部过热的问题。
本发明的有益效果是，其具有一组织致密的压合散热层，进而提升导热效能；其具有方便及有效的将散热涂层结合在可携带电子装置内部，达到生产自动化且散热涂层结合质量佳的功效；其具有将可携带电子装置所产生热源散发的热量，经由散热涂层结构，有别于市场贴附散热薄膜方式，克服产品结构复杂下的最大散热面积，进而使芯片及电池等热源散发的热量经由散热涂层结构均匀散布在整个腔体内，再和外界进行热交换，相对核心温度有明确降低，不会造成壳体局部过热的问题，可解决可携带电子装置的散热问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是现有可携带电子装置的结构分解说明图。
图2是本发明的流程图。
图3是本发明未成型塑化平板的立体图。
图4是本发明未成型塑化平板转印散热涂层的立体图。
图5A是本发明印刷平板放入模具的示意图。
图5B是本发明印刷平板在模具热压成型示意图。
图6是本发明后壳转印热压成型散热涂层结构的结构剖视图。
图6A是本发明转印热压成型形成组织致密的高密度压合散热层的示意图。
图6B是图6中6B所指放大剖视图。
图7是本发明的前壳断面剖视图。
图7A是图7中7A所指放大剖视图。
图8是本发明较佳实施例的剖视图。
图中标号说明：
10A 可携带电子装置
11 后壳
12 前壳
13 电路板
14 核心元件
15 电池
16 显示模组
17 触控面板
18 腔体
19 组件
20A 印刷平板
21 塑化平板
22 高散热性材料
22a 散热涂层
30 散热涂层结构
30a 压合散热层
40 模具
41 第一模具
42 第二模具
43 模腔
具体实施方式
首先，请参阅图8所示，本发明可携带电子装置10A的壳体转印热压成型散热涂层结构，包括一后壳11结合一前壳12，且该前壳12与该后壳11相对应结合成一组件19，并于该后壳11与该前壳12的腔体18内，以及该前壳12的顶面设有预定的电子组件，本实施例中，该电子组件包括设置于该后壳11与该前壳12之间的电路板13与电池15，该电路板13上具有核心元件14，该电子组件还包括设置于该前壳12顶面的显示模组16与触控面板17。但，上揭构成为可携带电子装置的主要构件，属于先前技术(Prior Art)，非本专利的目的，容不赘述。
接着如图2-图8所示，本发明主要特征在于：在一未成型的塑化平板21上转印一高散热性材料22，形成一具有散热涂层22a的印刷平板20A；将该印刷平20A板置于一模具40中，进行热压成型，温度根据材料及厚度不同，塑料平板加温到摄氏300度左右，玻璃平板加温到摄氏300-900度左右，在印刷平板20A软化后经由模具40热塑成型，并且在模腔进行保压定型，防止回弹变型；如此形成一3D的前壳12或后壳11，同时表层的散热涂层22a因热压合，形成一结合在该前壳12或后壳11的散热涂层结构30，且该散热涂层结构30于该前壳12或后壳11表面的垂直向，形成组织致密的高密度压合散热层30a，具有提升导热性的功效。
本实施例中，该高散热性材料22包括选自：以竹炭、碳管、各类型石墨、石墨烯微片、石墨烯、碳球、碳纤维、氮化錋、氮化铝、云母、二氧化硅、二氧化钛、碳化硅、氧化锌、氧化锗、导热金属粒子(银、铜…)等的组合；与选自天拿水、醋酸乙酯、无水乙醇、醇类、酮类、酯类或蒸馏水或前述混合溶剂的组合所混合而成散热涂料。
本发明是在未成型的塑化平板21上转印一高散热性材料22，形成一具有散热涂层22a的印刷平板20A；本实施例中，该高散热性材料22包括以丝网版印刷、凹版印刷等技术印刷在塑化平板21上，因此如图4所示，该散热涂层20a可以很均匀的印刷在塑化平板21的表面。
本实施例中，该热压成型模具40包括第一模具41及第二模具42，以及设在该第一模具41及第二模具42之间的模腔43，其中模腔43配合前壳11或后壳12的形状所设成，如图5A所示，该印刷平板20A先置于第一模具41及第二模具42之间，然后如图5B所示进行热压成型。
本实施例中，该塑化平板21由塑料或玻璃材料其中之一所构成的塑料平板或玻璃平板。其中该塑化平板21如为塑料平板，其可包括由：PC、PMMA、塑料复合板材等其中任一所构成，依据此塑料平板材料的特性，其在模具40内以热压方式加温到摄氏300度左右。再者，该塑化平板21如为玻璃平板，则由可热压成型的玻璃板材所构成，其在模具40内以热压方式加温到摄氏600-900度左右。
本发明是运用转印热压成型技术的工艺成型原理来成型散热涂层结构30。就散热涂层所属技术领域而言，要将「散热涂层」与极薄且外型上并非规则的可携带电子装置的前壳12或后壳11结合，须克服许多技术上的困难，并非惯用手段的直接转用或置换即可轻易完成。是以，就本发明而言，要将「散热涂层」一体转印热压成型结合在前壳12或后壳11上，则需如图2所示，至少包括几个步骤：
步骤一(S1)：提供一未成型的塑化平板21；如图3所示。
步骤二(S2)：在该塑化平板21上转印一高散热性材料22，形成一具有散热涂层22a的印刷平板20A；如图4所示。
步骤三(S3)：将该印刷平板20A置于一模具40中，进行热压成型，温度根据材料及厚度不同，塑料平板加温到摄氏300度左右，玻璃平板加温到摄氏600-900度左右，在印刷平板20A软化后经由模具40热塑成型，并且在模腔43进行保压定型，防止回弹变型；如图5A、图5B所示。
步骤四(S4)：形成一3D的前壳12或后壳11，同时表层的散热涂层22a因热压合，形成一结合在该前壳12或后壳11的散热涂层结构30，且该散热涂层结构30于该前壳12或后壳11表面的垂直向(Z轴方向)，以形成一组织致密的压合散热层30a。如图6-图7所示。
揆诸上述说明得知，本发明要将「散热涂层」转印热压成型结合在前壳12或后壳11，需至少包括上述四个步骤。其中一个很重要的步骤是，运用在模具40中进行热压成型，在印刷平板20A软化后经由模具40热塑成型，并且在模腔43进行保压定型，防止回弹变型；如此不仅印刷平板20A成型为前壳12或后壳11的形状，且在热压成型同时，如图6A-图6B所示，使散热涂层22a由原来的较高厚度(t1)形成组织致密的压合散热层30a，亦即将原来转印的散热涂层22a较高厚度(t1)，热压形成组织致密的压合层30a的较低厚度(t2)。此是高散热性材料22运用转印所构成的散热涂层22a，具有均匀分布在塑化平板21的特性与优点，然因散热涂层22a的材料特性，因此呈现组织松散的情况。是以，本发明先利用转印技术，在塑化平板21上形成均匀分布的散热涂层22a，接着，再利用热压成型同时，将该均匀分布的散热涂层22a，形成组织致密的压合散热层30a，所以二者构成相辅相乘之下，具有良好的导热效果。
本发明的技术方案中通过该散热涂层20a与前壳12或后壳11的转印成型，进而形成一散热涂层结构30(具有压合散热层30a)，如图6或图7所示，该散热涂层结构30与该前壳12与该后壳11转印热压成型，因此其结合性比贴附方式或喷涂加工等现有技术方都更优，相较于现有技术的贴附石墨片或铜箔方式，本发明克服了产品结构复杂下的结合问题，同时达到了最大散热面积，也就是说，在相同面积的壳体上，本发明的有效散热面积，较现有的贴附石墨片或铜箔方式更大且贴合性更加。
本发明上述热压成型是以该后壳11为实施例，其成型后的构造如图6所示，但不限定于此；图7所示是以该前壳12为实施例，该前壳12的形状比后壳11更不规则，但转印热压成型的散热涂层结构30，其特性可使得该边缘或转角的位置，即便在小角度及大深度情况下，也可以达到完美转印热压成型的效果，其结合性比贴附方式或喷涂加工等现有技术方都更优。因此，本发明可在该前壳12或后壳11其中任一实施，当然亦可前壳12与后壳11同时实施。
基于上述的构成，如图8所示，该前壳12与该后壳11相对应形成一散热系统，以该前壳12的散热涂层结构30(具有压合散热层30a)将热均匀散布在整个腔体18内，再由后壳11的散热涂层结构30和外界进行热交换，因此该电子组件热源(例如核心元件14，电池15)运行中所产生的废热，除了借由位于后壳11的散热涂层结构30发散出去，还会利用位于前壳12的散热涂层结构30均匀散布在后壳11与前壳12组成的机壳上，让该电子组件热源(例如核心元件14，电池15)周遭的局部温度下降，致使废热可被有效率地向外传导，而具有散热效果显著的功效。是以，本发明与现有技术相比较，确实具有预料不到的技术效果，具备了发明创造性。
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，凡是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。
综上所述，本发明在结构设计、使用实用性及成本效益上，完全符合产业发展所需，且所揭示的结构亦是具有前所未有的创新构造，具有新颖性、创造性、实用性，符合有关发明专利要件的规定，故依法提起申请。
Claims (6)
1.一种可携带电子装置的壳体转印热压成型散热涂层结构，包括：一适用于可携带电子装置的前壳及后壳，且该前壳与后壳相对应结合成一组件，并于该后壳与该前壳的腔体内，以及该前壳的顶面设有预定的电子组件，其特征在于：
在一未成型的塑化平板上转印一高散热性材料，形成一具有散热涂层的印刷平板；将该印刷平板置于一模具中，进行热压成型，加温到摄氏300-900度左右，在印刷平板软化后经由模具热塑成型，并且在模腔进行保压定型，防止回弹变型；如此形成一3D的前壳或后壳，同时表层的散热涂层因热压合，形成一贴附在该前壳或后壳的散热涂层结构，并使该散热涂层结构于该壳体表面的垂直向，以形成一组织致密的压合散热层。
2.根据权利要求1所述的可携带电子装置的壳体转印散热涂层结构，其特征在于，所述模具包括第一模具及第二模具，以及设在该第一模具及第二模具之间的模腔，该模腔配合该前壳或后壳的形状所设成。
3.根据权利要求1或2所述的可携带电子装置的壳体转印散热涂层结构，其特征在于，所述该塑化平板由塑料或玻璃材料其中之一所构成的塑料平板或玻璃平板。
4.根据权利要求3所述的可携带电子装置的壳体转印散热涂层结构，其特征在于，所述该塑化平板由PC、PMMA、塑料复合板材其中任一所构成，其在模具内以热压方式加温到摄氏300度左右。
5.根据权利要求3所述的可携带电子装置的壳体转印散热涂层结构，其特征在于，所述该玻璃平板由可热压成型的玻璃板材所构成，其在模具内以热压方式加温到摄氏600-900度左右。
6.根据权利要求1所述的可携带电子装置的壳体转印散热涂层结构，其特征在于，所述该高散热性材料包括选自：以竹炭、碳管、各类型石墨、石墨烯微片、石墨烯、碳球、碳纤维、氮化錋、氮化铝、云母、二氧化硅、二氧化钛、碳化硅、氧化锌、氧化锗、导热金属粒子的组合；与选自天拿水、醋酸乙酯、无水乙醇、醇类、酮类、酯类或蒸馏水或前述混合溶剂的组合所混合而成散热涂料。
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