CN110191625A - 散热组件、其制备方法以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种散热组件、其制备方法以及电子设备，其中散热组件可以包括导热基底、第一金属层、第二金属层、围沿部以及导热介质，导热基底具有第一表面以及第二表面。第一金属层镀覆于第一表面，绝缘胶层设置于第二表面。第二金属层与第一金属层间隔设置，围沿部连接于第二金属层的边缘，且围沿部与第一金属层连接，第二金属层、第一金属层以及围沿部围成介质腔，导热介质填充于介质腔内。本申请提供的散热组件、其制备方法以及电子设备，导热基底可以与发热元件贴合传导热量，通过导热介质直接传递至第二金属层向外散失，传热效率更高，更利于散热。同时还可以降低散热组件的厚度，利于电子设备的轻薄化。

Description

散热组件、其制备方法以及电子设备

技术领域

本申请涉及电子设备散热技术领域，具体涉及一种散热组件、其制备方法以及电子设备。

背景技术

电子设备的电池或者其他电子器件在工作时会产生大量的热量，带来电子设备的整体温度升高，当温度急剧升高时，存在自燃风险。现在的一些电子设备在温度升高后都会自动采取部分降低功耗的措施，这导致电子设备的运行效率下降，导致电子设备变得卡顿；同时用户握持电子设备时会有烫手情形。

发明内容

本申请的目的在于提供一种散热组件、其制备方法以及电子设备，其可以提高电子设备的散热效率。

第一方面，本申请实施例提供了一种散热组件，包括导热基底、第一金属层、第二金属层、围沿部以及导热介质，导热基底具有第一表面以及与第一表面相互背离的第二表面。第一金属层镀覆于第一表面。第二金属层与第一金属层间隔设置，第二金属层与第一金属层位于导热基底的同侧，围沿部连接于第二金属层的边缘，且围沿部与第一金属层连接，第二金属层、第一金属层以及围沿部围成介质腔，导热介质填充于介质腔内。

第二方面，本申请实施例提供了一种散热组件的制备方法，包括：

提供导热基底；导热基底具有第一表面以及与第一表面相互背离的第二表面。对导热基底进行电镀，在第一表面形成第一金属层；提供第二金属层以及围沿部，将第二金属层与第一金属层相对设置，并通过围沿部将第二金属层与第一金属层连接并围成介质腔，并预留注入口；经注入口对介质腔抽真空处理，并向介质腔内填充导热介质。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括中框、第一金属层、第二金属层、围沿部、导热介质以及发热元件。中框包括边框和中板，边框连接于中板的边缘并围绕中板设置，中板包括相互背离的第一表面和第二表面。第一金属层镀覆于第一表面，第二金属层与第一金属层间隔设置，第二金属层与第一金属层位于导热基底的同侧。围沿部连接于第二金属层的边缘，且围沿部与第一金属层连接，第二金属层、第一金属层以及围沿部围成介质腔。导热介质填充于介质腔内，发热元件装设于中框内并位于中板的第二表面一侧。

本申请提供的散热组件、其制备方法以及电子设备，导热基底可以通过绝缘胶层与发热元件贴合传导热量，通过导热介质直接传递至第二金属层向外散失，传热效率更高，更利于散热。同时还可以降低散热组件的厚度，利于电子设备的轻薄化。

本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种散热组件的结构示意图；

图2是图1中的散热组件的拆分结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图4是图3中沿AA线的剖面结构图；

图5是图4中Ⅴ处的放大图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

随着电子设备(例如移动终端)的快速发展，电子设备的耗电量也逐渐增大，随之，电子设备在工作过程中产生的热量也较大。以电池为例，现有的散热组件，通过粘胶固定的方式固定于电池的中框片上，散热过程中，电池产生的热量经过中框片、粘胶后传递至散热组件，散热效率低，同时整体装配后散热组件的厚度较大，需要电子设备在厚度方向上预留较大的空间，导致电子设备的厚度偏大。因此，发明人提出了本申请实施例中的散热组件、其制备方法以及电子设备。下面将结合附图具体描述本申请的各实施例。

请一并参阅图1以及图2，本实施例提供一种散热组件100，包括导热基底110、第一金属层120、第二金属层130、围沿部150、位于第二金属层130与第一金属层120之间的导热介质140以及可选的绝缘胶层200。其中第一金属层120设置于导热基底110上，第二金属层130与第一金属层120相对设置，绝缘胶层200设置于导热基底110的与第一金属层120相互背离的表面。

请参阅图2，导热基底110具有第一表面111以及与第一表面111相互背离的第二表面112，其中第二表面112用于设置绝缘胶层200，绝缘胶层200可以用以将发热元件上产生的热量传导至导热基底110上。需要说明的是，此处的发热元件是指电子设备中的各类型发热元件，例如电池、主板、处理器、存储器等等。因此第二表面112可以设置成平整的平面或者设置成与发热元件的表面配合的形式，例如设置成曲面，这样在使用时，第二表面112可以与发热元件完全贴合，提高第二表面112与发热元件的接触面积，提高导热基底110的导热效率。

导热基底110可以设置成片状，其中，导热基底110可以由金属材料制成，例如导热基底110可以是钢片、铜片、铝片等热传导效率高的金属片制成，也可以由其他的金属或者合金制备而成。在一些实施方式中，导热基底110也可以由传热效率高的陶瓷等材料制成。可以理解，导热基底110上还可以设置通孔形成镂空状，这样便于与各类型的发热元件进行适配。

第一金属层120形成于第一表面111，其中第一金属层120是指由金属材料直接镀覆在第一表面111形成的层状结构，其与导热基底110直接连接。镀覆的方式形成的第一金属层120厚度极为均匀，同时金属原料可以形成致密的层状，利于快速导热，同时通过控制镀覆时间、电压等参数，可以精确的控制第一金属层12.的厚度，相比于现有技术中均热板采用片状的金属片进行制备，第一金属层120的厚度可以显著下降。可以理解，金属原料可以是金属酸性溶液，例如第一金属层120为铜层，铜的金属原料可以是硫酸铜溶液，通过将导热基底110置于硫酸铜溶液中进行电镀，即可获得第一金属层120。可以理解，金属原料也可以是铝、金、银、铂、铁等。

第一金属层120的厚度越薄，越有利于将热量从导热基底110传递至导热介质140，同时，整个散热组件100的厚度更小，便于节省安装空间。在一些实施方式中，第一金属层120的厚度可以小于或等于0.05mm，该厚度的第一金属层120在制备时，例如在通过电镀方式制备时，镀层厚度适中，可以使得第一金属层120与第一表面111的结合力更均匀，保证第一金属层120不会出现脱落情形，同时该厚度显著低于市售的金属片(例如铜片)的厚度，可以明显降低散热组件100的厚度。可以理解的是，第一金属层120的厚度也可以大于0.05mm。

第二金属层130与第一金属层120间隔设置，且第二金属层130与第一金属层120位于导热基底110的同侧。导热介质140设置于第二金属层130与第一金属层120之间，其中，第二金属层130用于将从第一金属层120、导热介质140传导的热量向外散失。例如：在应用于电子设备时，第二金属层130可以与电子设备的外壳直接接触进行散热。

第二金属层130可以是金属片(例如钢片、铜片、铝片等)、陶瓷片或者由其他的具有热传递功能的材料制成。在一些实施方式中，第二金属层130可以采用与第一金属层120相同的材料制成，这样利于与第一金属层120之间焊接连接。

围沿部150连接于第二金属层130的边缘，并且可以焊接于第一金属层120，使得第二金属层130、围沿部150以及第一金属层120之间围成介质腔121，介质腔121用于容纳导热介质140。可以理解，介质腔121为封闭的腔体，可以用于容纳液态的导热介质140，并可以防止液态的导热介质140外漏，其中液态介质可以是水、乙醇或者其他液态流体。液态介质的比热容通常更大，例如水的比热容很大，即使电子设备产生的热量较多，也不会造成导热介质140急剧升至高温，可以有效避免电子设备的运行效率下降。在一些实施方式中，在注入液态的导热介质140时，可以对介质腔121内进行抽真空处理，以防止介质腔121内产生气泡，避免其中的气体受热膨胀将第二金属层130挤压变形。

围沿部150与第二金属层130可以通过焊接连接或者由板材一体弯折或冲压成型，这样保证围沿部150与第二金属层130之间无缝隙产生，围沿部150可以通过焊接的方式连接于第一金属层120。在一些实施方式中，围沿部150焊接于第一金属层120时，可以预留开口作为注入口，用于向介质腔121内注入导热介质，待导热介质140注入介质腔121后再焊接封闭注入口。

绝缘胶层200设置于第二表面，绝缘胶层200例如可以选用导热绝缘胶，其既具有良好的导热性能，又能起到绝缘保护作用。这样使得在镀覆第一金属层的过程中，第二表面不会被电镀，起到对第二表面的保护作用。同时绝缘胶层200在应用于电子设备时，可以直接与发热元件进行贴合，起导热作用并且由于绝缘胶具有较强的变形性，因此不会对发热元件产生硬接触，导致损坏发热元件。绝缘胶层200例如可以采用单组份室温硫化的硅酮胶粘剂。

可以理解，绝缘胶层200的厚度可以根据需求进行设置，例如以0.1-0.5mm为宜，该厚度下的绝缘胶层200较为轻薄，不会显著增加散热组件的厚度。同时在电镀过程中已能很好的保护第二表面，整体较为适宜。

需要说明的是，绝缘胶层200并不是必需的，在一些实施方式中，可以不设置绝缘胶层200，这样第二表面112可以直接与发热元件贴合，进一步降低热阻，提高散热效率。

第二金属层130与第一金属层120之间的间距决定了整个介质腔121的体积，即决定了导热介质140的体积，当第二金属层130与第一金属层120之间的间距较厚时，导热介质140的体积更大，散热效果更好，但相应的会增大整个散热组件100的厚度。因此，在一些实施方式中，第二金属层130与第一金属层120之间的间距可以设置为0.1mm-1mm。在该间距内，散热效果较佳且不会造成厚度过大，且易于加工。可以理解，第二金属层130与第一金属层120之间的间距也可以小于0.5mm或者大于5mm。

在一些实施方式中，散热组件100还可以包括固定部160，固定部160可以连接于导热基底110的边缘并且朝向远离第二金属层130的一侧伸出，形成用于容纳发热元件的容纳空间190，通过设置固定部160，固定部160也可以与发热元件的表面进行接触传热，提高与发热元件的接触面积以及传输效果。此外，当发热元件装配于电子设备内的中框或者其他结构时，导热基底110以及固定部160完全贴附在发热元件表面，同时导热基底110和固定部160也可以固定于电子设备的中框，对发热元件还可以起到固定的作用，防止发热元件晃动。可以理解，固定部160可以选用与导热基底110相同材料制成，并可以与导热基底110一体弯折或冲压成型。

在一些实施方式中，散热组件100还可以包括支撑柱170，支撑柱170设于第二金属层130与第一金属层120之间，支撑柱170连接于第二金属层130并支撑在第一金属层120上，可以对第二金属层130起到支撑作用，防止介质腔121变形。支撑柱170可以采用与第二金属层130相同的材质制成，并可以预先与第二金属层130连接在一起，例如通过焊接的方式连接于第二金属层130的朝向第一金属层120的一侧表面。在一些实施方式中，支撑柱170也可以通过在第二金属层130上进行蚀刻形成。可以理解，支撑柱170可以是一个或多个，当支撑柱170为多个时，多个支撑柱170可以间隔均匀分布。

在一些实施方式中，第二金属层130和第一金属层120之间还可以设置毛细结构层180，毛细结构层180的设置，可以供受热出现气化现象的导热介质再凝结液化，并将热量从高温区域传导至低温区域。毛细结构层180具有微孔结构，可以理解，微孔结构是指毛细结构层上形成有多个微孔，微孔的孔径例如可以是小于或等于0.1mm，这些微孔可以互相连通，导热介质可以扩散至微孔内，增大毛细结构层180与导热介质140的接触面积，利于受热气化后的导热介质140在毛细结构层180上冷凝液化。毛细结构层180可以直接连接于第一金属层120、第二金属层130或者围沿部150。例如：毛细结构层180可以设置成金属网的形式，如铜制或其他金属制成的金属网。在一些实施方式中，毛细结构层180可以直接形成于支撑柱170上，即连接于支撑柱170，这样设置，便于预先固定毛细结构层180。此外，毛细结构层180也可以支撑于第一金属层120或者第二金属层130上，同时毛细结构层180也可以连接于围沿部150形成固定。

使用液态导热介质140的散热组件100的工作原理是：导热基底110从发热元件上吸收热量传递至第一金属层120，介质腔121内的导热介质140受热气化，气化的导热介质140遇到相对低温的第二金属层130或者介质腔121内的毛细结构层180时凝结，热量被传递至第二金属层130或毛细结构层180，然后热量在整个第一金属层120以及第二金属层130上扩散均热，部分热量最终经第二金属层130散出。在应用于电子设备时，热量可以直接被传导至手机中框上，由于导热介质140的比热容较大，发热元件产生的热量不会使整个散热组件100的温度急剧升高，因此用户使用时不会感觉到过烫，也避免了电子设备主动降耗引起运行效率下降。

本实施例同时还提供一种散热组件100的制备方法，包括以下步骤：

S10：提供导热基底，所述导热基底具有第一表面以及与第一表面相互背离的第二表面。

S20：对导热基底进行电镀，在所述第一表面形成第一金属层。

电镀选用与第一金属层对应的金属的盐溶液作为电解质，在一些实施方式中，电镀以前，可以在所述第二表面涂覆绝缘胶层200。

涂覆绝缘胶层200之前可以对导热基底进行除油处理，例如用高分子溶剂对导热基底进行洗涤，而后用水进行洗涤，洗涤后干燥。绝缘胶层200可以对第二表面进行保护，避免电镀时在第二表面形成金属层。当然，在一些实施方式中，也可以在电镀完成后出去第二表面的绝缘胶层。

绝缘胶层200涂覆的厚度按设计需求进行，在一些实施方式中，在导热基底的除第一表面以及第二表面的其他表面上，也可以涂覆绝缘胶层200进行保护，后续去除非第二表面上的绝缘胶层200即可。

电镀过程例如按以下方式进行：电镀槽液温度10-60℃，采用磷铜或纯铜作为阳极，导热基底作为阴极，电流密度0.5-5A/dm²，电镀时间0.01-15mi n，制备出第一金属层厚度大致为0.005-0.01mm的第一金属层。

S30：提供第二金属层以及围沿部，将所述第二金属层与所述第一金属层相对设置，并通过所述围沿部将所述第二金属层与所述第一金属层连接并围成介质腔，并预留注入口。

需要说明的是，第一金属层120、第二金属层130以及围沿部150可以通过封边焊接的方式连接并围成介质腔45。第一金属层120、第二金属层130以及围沿部150均可以为相同金属。

在一些实施方式中，在将第一金属层120与第二金属层130通过围沿部150连接围成介质腔45之前，可以在所述第一金属层120的朝向所述第二金属层130的表面烧结形成支撑柱170，在所述第二金属层130的朝向所述第一金属层120的表面连接毛细结构层180。这样实施的好处在于，支撑柱170直接形成于第一金属层120，可以相对于第一表面111朝向第二金属层130突出，可以较为方便的对第二金属层130进行定位。同时在封边焊接时，支撑柱170可以对第二金属层130进行支撑，便于焊接操作，也利于在第一金属层120和第二金属层130之间形成注入口。而毛细结构层180形成于第二金属层130，在封边焊接时，毛细结构层180可以与支撑柱170相抵，介质腔47的大部分空间形成于靠近第一金属层120的区域，这样第一金属层120应用于电子设备并安装于中框时，与中板连接的发热元件所产生的热量能够快速的被导热介质吸收，并在整个中框上进行均热，利于提高散热效率。可以理解的是，在一些实施方式中，也可以直接在支撑柱170上直接烧结形成毛细结构层180。

在一些实施方式中，形成注入口可以按以下方式进行：在封边焊接的过程中，预留部分开口不进行焊接形成注入口。

S40：经所述注入口对所述介质腔抽真空处理，并向所述介质腔内填充所述导热介质。

向所述介质腔121内注入导热介质，封闭所述注入口。抽真空过程中，可以重复多次进行，以提高介质腔121内的真空度。封闭注入口可以通过焊接等方式进行。

参阅图3，本实施例还提供一种电子设备10，电子设备10包括中框20，一个或多个发热元件30以及上述的散热组件100，其中发热元件30设置于中框20内部，发热元件30例如为电池，也可以是主板、处理器等。

中框20包括边框23和中板22，其中中板22直接作为散热组件100的导热基底110，中板22包括第一表面111以及第二表面112，第一金属层120直接镀覆于第一表面111。所述边框23连接于所述中板22的边缘并围绕所述中板22设置。请一并参阅图4和图5，本实施例中，发热元件30为电池，中框20的边框23和中板22围成电池仓21，电池仓21的尺寸略大于发热元件30，以便于发热元件30的装配。第二金属层130与中板22的第一表面相对设置。

当设置有绝缘胶层220时，绝缘胶层200与发热元件30贴合，以传导发热元件30的热量。可以理解，第二表面112可以完全与发热元件30贴合，也可以部分的与发热元件30贴合。在一些实施方式中，固定部160也可以与发热元件30贴合，以提高发热元件30的热传导面积。绝缘胶层200还可以防止导热基底110上的毛刺对电池形成损伤，较好的保护电池。应当理解，当未设置绝缘胶层时，发热元件30直接贴合于第二表面设置，这样发热元件产生的热量直接传导至中板22并经第一金属层120传导至介质腔121内实现均热。

参阅图4以及图5，电子设备10还包括显示屏60和前盖70，其中前盖70装配于中框20的边框23上，并位于中板22的靠近第二金属层130的一侧，显示屏60装配于中框20并由前壳70固定。显示屏60与散热组件100位于中板22的相互背离的两侧。

上述的电子设备10，由于散热组件100直接在中框20的中板22上形成，其不会增加电子设备10的厚度，因此中框20内部无需在厚度上预留空间，电子设备10可以设计得更为轻薄。同时由于散热组件100中不需要使用粘胶，降低了热阻，使得热量传递效率更高。

本申请中的电子设备10可以为移动电话或智能电话(例如，基于iPhone TM，基于Android TM的电话)，便携式游戏设备(例如Nintendo DS TM，PlayStation Portable TM，Gameboy Advance TM，iPhone TM)、膝上型电脑、PDA、便携式互联网设备、音乐播放器以及数据存储设备，其他手持设备以及诸如手表、耳机、吊坠、耳机等，电子设备10还可以为其他的可穿戴设备(例如，诸如电子眼镜、电子衣服、电子手镯、电子项链、电子纹身、电子设备10或智能手表的头戴式设备(HMD))。

电子设备10还可以是多个电子设备10中的任何一个，多个电子设备10包括但不限于蜂窝电话、智能电话、其他无线通信设备、个人数字助理、音频播放器、其他媒体播放器、音乐记录器、录像机、照相机、其他媒体记录器、收音机、医疗设备、车辆运输仪器、计算器、可编程遥控器、寻呼机、膝上型计算机、台式计算机、打印机、上网本电脑、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、运动图像专家组(MPEG-1或MPEG-2)音频层3(MP3)播放器，便携式医疗设备以及数码相机及其组合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种散热组件，其特征在于，包括：

导热基底，所述导热基底具有第一表面以及与所述第一表面相互背离的第二表面；

第一金属层，所述第一金属层镀覆于所述第一表面；

第二金属层，所述第二金属层与所述第一金属层间隔设置，所述第二金属层与所述第一金属层位于所述导热基底的同侧；

围沿部，所述围沿部连接于所述第二金属层的边缘，且所述围沿部与所述第一金属层连接，所述第二金属层、所述第一金属层以及所述围沿部围成介质腔；以及

导热介质，所述导热介质填充于所述介质腔内。

2.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，所述散热组件还包括绝缘胶层，所述绝缘胶层设置于所述第二表面。

3.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，所述第一金属层的厚度小于或等于0.05mm。

4.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，所述第一金属层以及所述第二金属层均为铜层。

5.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，所述散热组件还包括固定部，所述固定部连接于所述导热基底的边缘，所述固定部与所述导热基底之间形成用于容纳发热元件的容纳空间。

6.根据权利要求1-5任一项所述的散热组件，其特征在于，所述散热组件还包括支撑柱，所述支撑柱设置于所述介质腔内，且所述支撑柱连接于所述第一金属层以及所述第二金属层之间。

7.根据权利要求6所述的散热组件，其特征在于，所述支撑柱上形成有毛细结构层。

8.根据权利要求7所述的散热组件，其特征在于，所述毛细结构层具有多个微孔结构，所述导热介质扩散至所述微孔结构内。

9.根据权利要求1-4任一项所述的散热组件，其特征在于，所述散热组件还包括毛细结构层，所述毛细结构层设置于所述第二金属层以及所述第一金属层之间。

10.根据权利要求9所述的散热组件，其特征在于，所述毛细结构层具有多个微孔结构，所述导热介质扩散至所述微孔结构内。

11.一种散热组件的制备方法，其特征在于，包括：

提供导热基底，所述导热基底具有第一表面以及与第一表面相互背离的第二表面；

对所述导热基底进行电镀，在所述第一表面形成第一金属层；

提供第二金属层以及围沿部，将所述第二金属层与所述第一金属层相对设置，并通过所述围沿部将所述第二金属层与所述第一金属层连接并围成介质腔，并预留注入口；

经所述注入口对所述介质腔抽真空处理，并向所述介质腔内填充所述导热介质。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将所述第二金属层与所述第一金属层连接之前，还包括：

在所述第二金属层朝向所述第一金属层的表面形成支撑柱，并在所述支撑柱上形成毛细结构层。

13.一种电子设备，其特征在于，包括：

中框，所述中框包括边框和中板，所述边框连接于所述中板的边缘并围绕所述中板设置，所述中板包括相互背离的第一表面和第二表面；

第一金属层，所述第一金属层镀覆于所述第一表面；

第二金属层，所述第二金属层与所述第一金属层间隔设置，所述第二金属层与所述第一金属层位于所述导热基底的同侧；

围沿部，所述围沿部连接于所述第二金属层的边缘，且所述围沿部与所述第一金属层连接，所述第二金属层、所述第一金属层以及所述围沿部围成介质腔；以及

导热介质，所述导热介质填充于所述介质腔内；以及

发热元件，所述发热元件装设于所述中框内并位于所述中板的所述第二表面一侧。

14.根据权利要求13所述的电子设备，其特征在于，所述边框与所述中板围成电池仓，所述发热元件为电池，所述电池设于所述电池仓内。

15.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，所述第二表面设置有绝缘胶层，所述电池与所述绝缘胶层贴合。