CN110267499B - 壳体组件及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壳体组件及其制备方法以及电子设备，其中壳体组件包括中框、第一金属层、第二金属层以及导热介质，中框包括中板，中板包括安装表面，安装表面开设有凹槽，中板还包括位于凹槽内的底壁以及侧壁，侧壁围绕底壁并连接于底壁。第一金属层与底壁注塑成型。第二金属层与第一金属层相对设置。连接部连接于第一金属层和第二金属层之间，导热介质设置于介质腔内。由于第一金属层嵌入中板内，不会额外增加壳体组件或电子设备的厚度。使用时，第一金属层与发热元件对应传导热量，通过导热介质将热量在整个壳体组件上进行均热，避免热量在电子设备的局部过度集中，同时也可以增大电子设备的散热传热面积，尽快将热量向外散失出去。

Description

壳体组件及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，具体涉及一种壳体组件及其制备方法以及电子设备。

背景技术

电子设备的电源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壳体组件及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壳体组件，包括中框、第一金属层、第二金属层以及导热介质，中框包括中板和边框，边框围设于中板的边缘并与中板连接，中板包括安装表面，安装表面开设有凹槽，中板还包括位于凹槽内的底壁以及侧壁，侧壁围绕底壁并连接于底壁。第一金属层与底壁注塑成型并铺设于底壁。第二金属层与第一金属层相对设置且与安装表面间隔设置。连接部连接于第一金属层和第二金属层之间，连接部、第一金属层以及第二金属层围成介质腔，导热介质设置于介质腔内。

第二方面，本申请实施例提供了上述壳体组件的制备方法，包括：在第一金属层上注塑形成中框；将第二金属层与第一金属层相对设置，并通过连接部与第一金属层连接围成介质腔并形成连通介质腔的注入口；从注入口对介质腔抽真空，向介质腔内注入导热介质，封闭注入口。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括上述的壳体组件以及发热元件，中板包括与安装表面相互背离的固定面，发热元件设置于固定面上与第一金属层对应的位置。

本申请提供的壳体组件及其制备方法以及电子设备，第一金属层嵌入中板内，不会额外增加壳体组件或电子设备的厚度。使用时，第一金属层与发热元件对应传导热量，第二金属层可以将热量向壳体组件的用于设置显示屏的区域传导，通过导热介质将热量在整个壳体组件上进行均热，避免热量在电子设备的局部过度集中，同时也可以增大电子设备的散热传热面积，尽快将热量向外散失出去。

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壳体组件的结构示意图；

图2是图1沿A-A线的剖视图；

图3是图2中Ⅲ处的放大图；

图4是图3中Ⅳ处的放大图；

图5是图1中沿B-B线的剖视图；

图6是图5中Ⅵ处的放大图；

图7是本申请实施例提供的又一种壳体组件的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图9是图8中沿C-C线的剖视图。

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。以电源为例，现有的壳体组件，通过粘胶固定的方式固定于电源的中框片上，散热过程中，电源产生的热量经过中框片、粘胶后传递至壳体组件，散热效率低，同时整体装配后壳体组件的厚度较大，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壳体组件及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。

参阅图1，本实施例提供一种壳体组件100，包括中框30、第一金属层41、第二金属层42、连接部46(图1中未示出)以及位于第二金属层42与第一金属层41(图1中未示出)之间的导热介质(图未示)。其中第一金属层41与第二金属层42相对设置并通过连接部46连接，且第一金属层41与中框30注塑成型。

请一并参阅图1和图2，中框30包括中板32和边框31，所述边框31围设于所述中板32的边缘并与所述中板32连接，所述中板32包括安装表面322，安装表面322用于设置各类型的元件。所述安装表面322开设有凹槽321，凹槽321可以由安装表面322凹陷形成，可以理解凹槽321可以呈条状延伸，也可以沿任意方向延伸设置，具体可以根据第一金属层41的设计而变动。

请一并参阅图3和图4，所述中板32还包括位于所述凹槽321内的底壁323以及侧壁324，所述侧壁324围绕所述底壁323并连接于所述底壁323。可以理解，底壁323是指位于凹槽321底部的壁，侧壁324是指位于凹槽321的侧表面的壁，底壁323和侧壁324限定出所述凹槽321。在一些实施方式中，底壁323呈大致的平面构型，并与安装表面322大致平行。侧壁324与底壁323以及安装表面322大致垂直，且侧壁324围成的区域可以是任意形状，如矩形、圆形等。

凹槽321占据的安装表面322的范围可以根据需要进行设计，例如凹槽321占据的安装表面322的范围可以是10％、20％、50％等。具体的可以根据需要设置发热元件的区域进行确定，以使得第一金属层41和第二金属层42的位置能与发热元件相互对应，便于传导发热元件产生的热量。

请参阅图4，第一金属层41具有第一贴合面以及与第一贴合面相互背离的第二贴合面，其中第一贴合面铺设于底壁323并铺满底壁323，第一金属层41与底壁323通过注塑的方式一体成型，这种方式可以牢固的固定第一金属层41，且在第一金属层41与底壁323以及侧壁324间不会产生间隙，提高最终形成的介质腔45的密闭性。

第一贴合面可以为平整的平面或者为与底壁323的表面配合的形式。例如在一些实施方式中为曲面，这样，第一贴合面与底壁323完全贴合，同时由于第一贴合面与底壁323间的接触面积增大，可以提高底壁323与第一贴合面之间的连接强度以及导热传递性能。第二贴合面朝向第二金属层42并与第二金属层42相对。

其中，第一金属层41可以由片状的金属材料制成，例如第一金属层41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。

参阅图3和图4，第二金属层42与第一金属层41相对设置，且第二金属层42大致位于凹槽321外并与安装表面322相对设置，可以理解，位于凹槽321外是指第二金属层42的整体均位于凹槽321外。第一金属层41和第二金属层42之间形成间隔，用于供形成介质腔45并填充导热介质。其中，第二金属层42可以由片状的金属材料制成，例如第二金属层42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，第二金属层42可以采用与第一金属层41相同的材料制成，这样利于与第一金属层41之间焊接连接。并且可以避免在第一金属层41和第二金属层42之间在填充入导热介质后形成原电池反应，导致第一金属层41或第二金属层42被腐蚀。例如：第一金属层41和第二金属层42均可以为铜层，铜具有良好的导热性，同时活泼性不高，不易被腐蚀，且较为经济。

其中，第二金属层42的远离第一金属层41的表面可以供设置各类元器件，尤其是发热元件，以使发热元件产生的热量传导至第二金属层42。当然，在其他的一些实施方式中，第二金属层42的远离第一金属层41的表面也可以设置成与各发热元件相配合的形式。

在一些实施方式中，第一金属层41的朝向第二金属层42的表面可以与安装表面322相互平齐，这样，在将第一金属层41与中框30一体注塑成型时，整个中板32的平面保持相平，易于控制注塑成型过程。而在其他的一些实施方式中，第一金属层41的朝向第二金属层42的表面也可以部分或全部突出于凹槽321外，或者第一金属层41的朝向第二金属层42的表面也可以完全位于凹槽321内。

需要说明的是，发热元件是指电子设备中的各类型发热元件，例如电源、主板、处理器、存储器等等。

请一并参阅图5和图6，所述中板32、所述第一金属层41以及所述第二金属层42围成介质腔45，介质腔45用于填充导热介质。导热介质为常温液态介质，例如为水、乙醇等。为了便于向介质腔45内注入导热介质，介质腔45设置有注入口47，注入口47与介质腔45连通。壳体组件100还包括密封部48，密封部48用于封闭注入口47，可以理解的是，密封部48在封闭注入口47的过程中，可以与第一金属层41、第二金属层42以及连接部46通过焊接等方式连接实现对介质腔45的密封。

在一些实施方式中，注入口47可以开设于第一金属层41或第二金属层42，此时在预先形成第一金属层41或第二金属层42时即可一并形成注入口47。密封部48待注入导热介质后再与第一金属层41或第二金属层42连接形成密封。在一些实施方式中，参阅图4，密封部48设置于第一金属层41和第二金属层42之间，这种设置方式，可以使得密封部48在密封注入口47时很好操作，且不需要在第一金属层41以及第二金属层42上预开孔。

第二金属层42与第一金属层41之间的间距决定了整个介质腔45的体积，即决定了导热介质的体积，当第二金属层42与第一金属层41之间的间距较厚时，导热介质的体积更大，散热效果更好，但相应的会增大整个壳体组件100的厚度。在一些实施方式中，第二金属层42与第一金属层41之间的间距可以设置为0.5mm-5mm。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42与第一金属层41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，壳体组件100还可以包括支撑柱44，支撑柱44设于第二金属层42与第一金属层41之间，支撑柱44连接于第二金属层42以及第一金属层41，可以对第二金属层42以及第一金属层41起到支撑作用，防止介质腔45变形。支撑柱44可以采用与第二金属层42相同的材质制成，并可以预先与第一金属层41连接在一起，例如通过焊接的方式连接于第一金属层41的朝向第二金属层42的一侧表面。在一些实施方式中，支撑柱44也可以通过在第一金属层41上进行蚀刻、镭雕等方式形成。可以理解，支撑柱44可以是一个或多个，当支撑柱44为多个时，多个支撑柱44可以间隔均匀分布。

在一些实施方式中，第二金属层42和第一金属层41之间还可以设置毛细结构层43，毛细结构层43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43可以设置成金属网的形式，例如采用铜制的金属网。此外，毛细结构层43也可以连接于第二金属层42上，同时毛细结构层43也可以连接于连接部46形成固定。

使用液态导热介质的壳体组件100的工作原理是：第一金属层41或第二金属层42在发热区域从发热元件上吸收热量并传递至导热介质，介质腔45内的导热介质受热气化，气化的导热介质向低温区域移动，遇到相对低温的第二金属层42或者介质腔45内的毛细结构层43时凝结，热量被传递至低温区域的第二金属层42以及第一金属层41，最终热量被均匀的分散于整个壳体组件100上。

由于导热介质的比热容较大，发热元件产生的热量不会使整个壳体组件100的温度急剧升高，且由于壳体组件100的第一金属层41和第二金属层42的面积较大，热量被均匀分散，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。

在一些实施方式中，参阅图7，壳体组件100还可以包括前壳70和后盖80，其中前壳70和后盖80均可以装配于中框30，且前壳70与后盖80可以位于中板32的相背离的两侧。

上述的壳体组件100可以通过如下方式制备：

S10：在所述第一金属层上注塑形成所述中框。

选取合适的第一金属层41，例如以铜片作为第一金属层41。

可以理解，第一金属层可以采用较中框熔点更高的金属进行制备，例如:第一金属层41采用铜，中框采用铝制，由于铜的熔点显著高于铝，因此在注塑时，第一金属层41不会受热融化。注塑时，第一金属层41的朝向第二金属层42的表面可以与安装表面保持平齐。

在一些实施方式中，在所述第一金属层41上注塑形成所述中框30之前，将所述第一金属层41的边缘弯折形成所述连接部46，且连接部46突出于安装表面322。这样设置的好处在于，在注塑时，连接部46可以对液态的注塑流体形成阻挡，防止注塑流体流动至第一金属层41的朝向第二金属层42的表面上，导致介质腔45的容积被缩小。

S20：将所述第二金属层与所述第一金属层相对设置，并通过所述连接部46与所述第一金属层连接围成介质腔并形成连通介质腔的注入口。

需要说明的是，第一金属层41、第二金属层42以及连接部46可以通过封边焊接的方式连接并围成介质腔45。

在一些实施方式中，在将第一金属层41与第二金属层42通过连接部46连接围成介质腔45之前，在所述第一金属层41的朝向所述第二金属层42的表面烧结形成支撑柱44，在所述第二金属层42的朝向所述第一金属层41的表面连接毛细结构层43。这样实施的好处在于，支撑柱44直接形成于第一金属层41，可以相对于安装表面322朝向第二金属层42突出，可以较为方便的对第二金属层42进行定位。同时在封边焊接时，支撑柱44可以对第二金属层42进行支撑，便于焊接操作，也利于在第一金属层41和第二金属层42之间形成注入口47。而毛细结构层43形成于第二金属层42，在封边焊接时，毛细结构层43可以与支撑柱44相抵，介质腔45的大部分空间形成于靠近第一金属层41的区域，即靠近中板32的区域，这样中板32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30上进行均热，利于提高散热效率。

在一些实施方式中，形成注入口47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47。

S30:从所述注入口47对所述介质腔45抽真空，向所述介质腔45内注入导热介质，封闭所述注入口47。抽真空过程中，可以重复多次进行，以提高介质腔45内的真空度。封闭注入口47可以通过焊接等方式进行。

请一并参阅图8和图9，本实施例还提供一种电子设备10，电子设备10包括中框30，一个或多个发热元件50以及上述的壳体组件100，其中发热元件50设置于中框30，发热元件50例如为电源51，也可以是发热芯片52等。

请参阅图9，本实施例中，发热元件50包括电源51以及发热芯片52，电源51和发热芯片52均是电子设备中发热量较大的元件。中框30包括边框31和中板32，所述边框31围设于所述中板32。中板具有与安装表面322相互背离的固定面，电源51和发热芯片52均设置于中板32的固定面上。

电子设备10还包括前壳70以及显示屏60，其中，前壳装配于中框30并位于安装表面322的一侧，显示屏60装配于中框30且由前壳70围绕，安装表面322与显示屏60相对设置。

电源51和发热芯片52均设置于中板32并与第二金属层42以及第一金属层41所在区域对应。具体的第二金属层42与显示屏60相对。由于第一金属层41通过注塑方式设置于中板32，因而，电源51和发热芯片52产生的热量可以经壳体组件100进行传导，达到相互均热的目的。

本实施例提供的电子设备10，第一金属层41完全嵌入中板32之内，且第二金属层42位于显示屏60与中板32之间的间隙内，可以降低整个散热结构的厚度，不会额外增加中板32位置的厚度，避免增加电子设备10的厚度，同时不影响发热芯片52以及电源51的设置，达到极好的均热效果。并且，第一金属层41与中框30注塑成型，不需要使用粘胶。

采用上述壳体组件100的电子设备10，由于第一金属层41以及第二金属层42形成的散热结构完全嵌入中板32以及中板32与显示屏60之间的间隙中，不需要额外增加电子设备10的厚度，因此中框30内部无需在厚度上预留空间，电子设备10可以较为轻薄。同时由于壳体组件100中在第一金属层41以及第二金属层42在设置时均不需要使用粘胶，降低了热传导过程中的热阻，使得热量传递效率更高，能更好的进行均热。此外，壳体组件100可以直接将电源51和发热芯片52导热连接在一起，可以更为快速的实现均热。

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 (8)

1.一种壳体组件，其特征在于，包括：

中框，所述中框包括中板和边框，所述边框围设于所述中板的边缘并与所述中板连接，所述中板包括安装表面，所述安装表面开设有凹槽，所述中板还包括位于所述凹槽内的底壁以及侧壁，所述侧壁围绕所述底壁并连接于所述底壁；

第一金属层，所述第一金属层与所述底壁注塑成型并铺设于所述底壁；

第二金属层，所述第二金属层与所述第一金属层相对设置且与所述安装表面间隔设置且位于所述凹槽外，

连接部，所述连接部连接于所述第一金属层和所述第二金属层之间并由所述第一金属层弯折形成并突出于所述安装表面，所述第二金属层在第一金属层形成后与所述连接部连接，所述连接部具有注入口，所述连接部、所述第一金属层以及所述第二金属层围成介质腔；

密封部，所述密封部密封所述注入口；以及

导热介质，所述导热介质设置于所述介质腔内。

2.根据权利要求1所述的壳体组件，其特征在于，所述第一金属层的朝向所述第二金属层的表面与所述安装表面平齐。

3.根据权利要求1所述的壳体组件，其特征在于，所述第一金属层与所述第二金属层均为铜层。

4.根据权利要求1-3任一项所述的壳体组件，其特征在于，所述壳体组件还包括支撑柱，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。

5.根据权利要求1-3任一项所述的壳体组件，其特征在于，所述壳体组件还包括毛细结构层，所述毛细结构层设置于所述第一金属层以及所述第二金属层之间，并连接于所述第二金属层。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的壳体组件的制作方法，其特征在于，包括：

在所述第一金属层上注塑形成所述中框并将所述第一金属层的边缘弯折形成所述连接部；

在所述第一金属层形成后，将所述第二金属层与所述第一金属层相对设置，并通过所述连接部与所述第一金属层连接围成介质腔并形成连通介质腔的注入口；

从所述注入口对所述介质腔抽真空，向所述介质腔内注入导热介质，封闭所述注入口。

7.根据权利要求6所述的壳体组件的制作方法，其特征在于，所述将所述第二金属层与所述第一金属层相对设置，并通过所述连接部与所述第一金属层连接围成介质腔之前，还包括：

在所述第一金属层的朝向所述第二金属层的表面烧结形成支撑柱，在所述第二金属层的朝向所述第一金属层的表面连接毛细结构层。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：

如权利要求1-5任一项所述的壳体组件，所述中板包括与所述安装表面相互背离的固定面；以及

发热元件，所述发热元件设置于所述固定面上与所述第一金属层对应的位置。

Images