CN112543577B - 一种生物控温电子产品壳体组件 - Google Patents
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Abstract
一种生物控温电子产品壳体组件，属于电子产品散热技术领域。具有一机体，所述机体内部具有至少一热源，包括一外壳体、一外导热片，所述外壳体结合于机体上且包含相对的内表面与外表面及贯穿该内表面、外表面的至少一孔洞，所述外导热片与外壳体结合且包含相对的内端面与外端面，所述外导热片的内端面面向电子产品的热源，所述外导热片还包括至少一传热部，所述传热部中至少一传热部对应外壳体上至少一孔洞的位置设置，使得使用者可以通过孔洞接触传热部。实现了完全不用更改电子产品的内部结构，而只需将该电子产品的普通外壳体更换为具有同型式或同尺寸之本发明的壳体组件，就能将该电子产品机体内的辐射热有效导至机体外，达成高速导热与散热效果。
Description
技术领域
本发明属于电子产品散热技术领域，特别涉及一种利用热交换来实现散热的壳体组件。
背景技术
随着半导体制程技术的进步，手机与平板电脑等电子产品越做越薄，功能越来越多，且内载APP容量愈来愈大。此外，使用者对网速的要求也越来越高。伴随而生之问题在于如何有效逸散半导体组件(例如CPU)运作时产生的热量，以维系半导体装置之顺畅运作。
一般电子产品(例如手机、平板电脑、笔记本电脑、桌面等)之电子基板，均会在线路板的上、下端面作涂布封胶，借以防止因湿气氧化线路而影响半导体运作，但也因此让半导体运作衍生之热度无法有效散热，只能靠半导体本身之承受热度来消解。因此，目前解决该问题的方法是在半导体之顶部接缘设置散热膜来散热，或在半导体热源之附近空间架设吸辐射热片、冷凝管、热导棒、热导管延伸到机体内的低温带，俾让半导体热度传至机体内低温带来匀热。此外，高端手机更使用合金机身来加强机体内热辐射之导热。
然而，轻薄且体积短小是电子产品的趋势。由于电子产品(特别是手机与平板)要求薄化，所以设在电子产品内部的散热组件也需要缩减为超薄尺寸。但尺寸缩减之后的散热组件将不能提供有效的热传导，导致散热效能无法提升。再者，手机/平板的半导体基板多为封胶处理，机体内部又为密室状态，透气对流极为有限，对于快速上升的热辐射几无有效的解决方案。具体而言，手机与平板电脑的内部常会产生热量堆积，对机体运行速度产生负面影响且常会产生热当的缺失，严重时将造成半导体芯片因过度积热而热衰、机体烫手、及电池过热损坏。纵使目前高端手机配置了金属机身与上述的热导件，但因半导体大多处于密室状，散热不足，所以，仍无法使半导体运作于密室中的积热现象得以缓解。尤其，手机已由4G时代已进入5G时代，数据显示5G芯片耗电约为4G芯片之2.5倍，密室积热非常快，上述现象更为严重。此外，有一些高端手机的半导体组件在运作时会产生较高的热量，因而，需要在机体内部配置中壳体用以防止高热直接透过外壳体导出而可能烫伤使用者，然而，由于中壳体没有配置导热体，造成内部积热几乎无法外泄，严重影响运作效率。
发明内容
因此，本发明目的在于提供一种生物控温电子产品壳体组件，其适用在符合目前各种手机、平板电脑或穿戴装置等电子产品的外壳体及中壳体上，让电子产品机体内部的热源(例如半导体组件)产生的辐射积热可经由该壳体组件快速地导出，而达到控温效果，以维持半导体件组件的正常运作。
一种生物控温电子产品壳体组件，该电子产品具有一机体，所述机体内部具有至少一热源，包括一外壳体、一外导热片，所述外壳体结合于机体上且包含相对的内表面与外表面及贯穿该内表面、外表面的至少一孔洞，所述外导热片与外壳体结合且包含相对的内端面与外端面，所述外导热片的内端面面向电子产品的热源，所述外导热片还包括至少一传热部，所述传热部对应外壳体上孔洞的设置，使得使用者可以通过孔洞接触传热部。
上述方案更进一步的是，所述电子产品可为手机、平板电脑、笔记本电脑、wifi中转机、LED灯具、太阳能联电盒、太阳能逆变器、穿戴装置，所述外壳体有塑料材料制成，所述外导热片由金属材料制成，所述传热部由自外端面向外突出的一凸部构成且嵌入在外壳体的孔洞中。
上述方案更进一步的是，所述传热部由自该内端面向外凸出的一凸部构成。
上述方案更进一步的是，所述外导热片上设有若干小孔，所述小孔中被注入塑料，使得该外导热片的周围被包覆在该外壳体内以形成一体结合。
上述方案更进一步的是，所述外导热片的周围设有凸缘，所述外导热片的外端面设有若干凸粒，该外导热片的凸缘与凸粒系熔合于该外壳体使得该外导热片系熔接在该外壳体的内表面。
上述方案更进一步的是，所述孔洞包扩若干孔洞且配置在邻近该外壳体的侧边。
上述方案更进一步的是，所述壳体组件还包括一结合于电子产品之机体内部的中壳体及一结合于该中壳体的内导热片，所述中壳体包括相对的内表面与外表面及贯穿该内、外表面的一孔洞，所述内导热片对应热源设置且位于外导热片与热源之间，所述内导热片与中壳体相结合且包含一传热部，所述内导热片的传热部对应该中壳体的孔洞。
本发明在实施上，实现了完全不用更改电子产品(例如手机、平板电脑、笔记本电脑、wifi路由器、wifi室外中转机、太阳能联电盒、逆变器、LED灯泡、投射灯等)的内部结构，而只需将该电子产品的普通外壳体(或包含中壳体)更换为具有同型式或同尺寸之本发明的壳体组件，就能将该电子产品机体内的辐射热有效导至机体外，达成高速导热与散热效果。具体而论，本发明之壳体组件的导热片可将电子产品内部之热源所产生的辐射热快速吸收，同时由传热部向壳体外辐射散热，使得半导体运作于密室中的积热现象得以缓解。再者，使用者可以透过皮肤(含手指)接触传热部，让热源产生的辐射热快速导出，达到人体生物控温的导热及散热效果。此外，本发明之壳体组件更可应用于为保护电池在低温状态会关机的电子产品(如手机、穿戴/智能装置)，借由导热片与手指或皮肤之接触，使人体温度可通过导热片导热且辐射入机体内，形成密室升温以避免电池在低温状态关机。
附图说明
图1系本发明第一实施例之生物控温电子产品壳体组件的分解图。
图2显示图1之壳体组件的立体图。
图3显示图1之壳体组件的剖视图。
图4显示图1之壳体组件实施于手机的示意图。
图5系本发明第二实施例之电子产品壳体组件的分解图。
图6显示图5之壳体组件的剖视图。
图7系与图3类似的剖视图，显示本发明第三实施例之壳体组件。
图8系与图3类似的剖视图，显示本发明第四实施例之壳体组件。
图9至图12系本发明第五至第八实施例之壳体组件的立体示意图。
图13显示用户的手指接触图9之传热部的使用状态示意图。
图14显示用户的手指接触图12之传热部的使用状态示意图。
图15系本发明一实施例之壳体组件实施于灯具的示意图。
图16系本发明一实施例之壳体组件实施于中转机的示意图。
图17系本发明一实施例之壳体组件实施于联电盒的示意图。
图18系本发明一实施例之壳体组件实施于逆变器的示意图。
图19系本发明一实施例之壳体组件实施于穿戴装置的示意图。
图20显示图19之穿戴装置的分解图。
图21显示图19之穿戴装置的剖视图。
图22系本发明一实施例之壳体组件实施于手机的示意图。
图23显示图22之电子产品的剖视图。
图24显示图22之中壳体的剖视图。
图25系与图24类似的剖视图，显示中壳体的另一实施例。
附图标记说明
10 壳体组件 12外壳体
12a 中壳体 14 外导热片
14a 内导热片 16 基板
18 热源 20内表面
22 外表面 24、24a 孔洞
26 内端面 28 外端面
30 传热部 30a 传热部
32 外侧 36小孔
37 周围 38凸缘
40 凸粒 42 LED灯具
44 LED灯具机体 46 wifi中转机
48 wifi中转机机体 50 太阳能联电盒
52 太阳能联电盒机体 54 太阳能逆变器
56 太阳能逆变器机体 58 手表
60 手表机体 62 表盖。
具体实施方式
现将仅为例子但非用以限制的具体实施例，并参照所附图式就本发明之技术内容说明如下：
本发明的生物控温电子产品壳体组件可应用在例如手机、平板电脑、笔记本电脑、wifi路由器、投影仪、小型摄影机、LED灯具、太阳能联电盒、太阳能逆变器、穿戴装置(如智能手表、智能眼镜)等电子产品上。如图1至图4所示，本发明第一实施例之生物控温电子产品壳体组件10，在本实施例中，该电子产品为一手机(或平板电脑)，该电子产品的机体(未图示)内部具有一半导体基板16(见图4），该基板16上具有至少一热源18，当该电子产品运作时，该热源18会产生辐射热。
该壳体组件10包含结合在该电子产品之机体上的一外壳体12及一外导热片14。该外壳体12可为例如塑料或玻璃的低导热材料制成且包含相对的内表面20与外表面22及贯穿内、外表面20、22的至少一孔洞24。在本实施例中，该外壳体12上设有分隔的二孔洞24，其中一孔洞24对应该热源18。该外导热片14可为例如金属的高导热材料制成，该外导热片14与外壳体12结合且包含相对的内端面26与外端面28。该外导热片14的内端面26面向或对应电子产品的热源18。该外导热片14更包含与该至少一孔洞24对应的至少一传热部30，在本实施例中，该外导热片14上设有分隔的二传热部30，各传热部30系由自外端面28向外凸出的一凸部构成且嵌入在该外壳体12的一对应的孔洞24中，使得各传热部30外露在该外壳体12的外表面22且该传热部30的周缘包覆在该外壳体12的厚度中。在本实施例中，各传热部30的外侧32与该外壳体12的外表面22平齐(见图3)，且各传热部30由外导热片14的内端面26凹陷形成。在可行的实施例中，各传热部30的外侧32系凸出该外壳体12的外表面22(未图示)。
在本实施例中，该外导热片14系嵌合包覆在该外壳体12内。具体而论，该外壳体12为塑料制成，该外导热片14上设有若干呈锥状的小孔36。在制造上，系将该外导热片14置于一制造外壳体12的模具中，再注入塑料在该若干小孔36中，使得该外导热片14的传热部30嵌入外壳体12的孔洞24中且外导热片14的周围37被包覆在外壳体12内以形成一体的结合。
如图5至图6所示，该外导热片14系熔接结合在塑料制成之外壳体12的内表面20。具体而论，该外导热片14的周围37设有凸缘38，且该外导热片14的外端面28设有呈尖锐状的凸粒40。在制造上，系将该外导热片14的外端面28面向该外壳体12的内表面20，且将该外导热片14的传热部30嵌入该外壳体12的孔洞24中，再借由高周波熔合该外导热片14的凸缘38与凸粒40，使得该外导热片14的凸缘38与凸粒40熔合到该外壳体12以形成一体结构。在可行的实施例中，外导热片14的周围37可延伸到外壳体12的内表面20周缘处，以扩大吸热与散热面积。
如图7至图8所示，显示本发明两个可行实施例的壳体组件10。在图7中，与孔洞24对应的各传热部30系由自内端面26向外凸出的一凸部构成，使得各传热部30可以更靠近热源18或者甚至接触热源18。在图8中，与孔洞24对应的各传热部30系由没有凸出的平坦部分构成。再者，在图7与图8中，该外导热片14系嵌合包覆在该外壳体12内，使得该外导热片14的周围37被包覆在外壳体12内以形成一体结合。在可行的实施例中，图7与图8中的外导热片14可熔接结合在外壳体12的内表面20(如图6所示)。
如图9至图12所示，显示本发明四个可行实施例的壳体组件10，该四个壳体组件10与第一实施例之壳体组件10的主要差异在于，该孔洞24与传热部30二者的形状、数量以及配置位置。图9显示一手机外壳体12的上侧与下侧分别具有一个直向孔洞24与一个横向孔洞24，图10显示一手机外壳体12的上侧与下侧分别具有一个T型孔洞24与一个横向孔洞24，图11显示一平板外壳体12的两侧分别配置有两个椭圆状孔洞24，图12显示一平板外壳体12的两侧分别具有一个直向孔洞24。当若干孔洞24配置在邻近该外壳体12的侧边或是周围时，有利握持手机或平板的使用者可以透过皮肤(含手指)接触传热部30，让热源18产生的辐射热可经人体皮肤接触传热而快速导出。
本发明之壳体组件10在实施上，由于该外导热片14邻近或对应热源18且该外导热片14的传热部30与所对应的孔洞24对应连通，因而，在密封状态或半密封状态内之半导体热源18所产生的辐射热可由该外导热片14快速吸收且均热于电子产品密封空间的其他低温区，并借由孔洞24向壳体组件10外之大气空间散热，让热源18产生的辐射热可快速导出。此外，当使用者操作手机或平板时，使用者握持手机或平板的手指可经由孔洞24接触传热部30(如图13至图14所示)，让传热部30和人体形成热交换效应，达成高速导热及散热，进而阻止或推迟机体内部的辐射升温，让机体内部的温度停在略高于人体体温。具体而论，热源18产生的温度(例如60~120℃)可经由传热部30的导热以及人体的生物控温而降到38~40℃，以维持半导体件组件的正常运作，并保持机体内部温度，不让高温损害电池。再者，本发明之导热片14可进行高吸辐射热、高导热、高散热、防氧化、绝缘及/或防静电处理，借以避免一般散热使用的铜导管、铜导热片、镀铜石墨棒、泠凝铜管等所带来的氧化及干扰电磁的负面作用。
本发明之壳体组件10除了可抑制半导体组件在机体内产生高温外，亦可利用人体生物控温逆向导热到机体内，使得电子产品16处于低温状态时，而借由生物控温启动开机。具体而论，一般电子产品或穿戴装置(例如智能手表或智能眼镜)处于低温状态(例如低于10℃时)，为保护电池通常需要强制关机。而本发明之壳体组件10在实施上，使用者的皮肤(含手指)可以透过孔洞24接触传热部30，使得人体生物温度经由该传热部30传递到电子产品的机体内而升温，而启动开机及运作。
如图15所示，显示本发明第九实施例之生物控温电子产品壳体组件10，在本实施例中，该电子产品系一LED灯具42，该LED灯具42包含一LED灯具机体44以及结合在LED灯具机体44上的壳体组件10，该LED灯具机体44内具有一基板16以及设在该基板16上的若干热源18。该壳体组件10包含结合于该LED灯具42之LED灯具机体44上的一外壳体12及一外导热片14，该外壳体12上设有一孔洞24，该孔洞24对应该热源18。该外导热片14包含自外端面28向外凸出的一传热部30。该传热部30嵌入在该孔洞24中且外露在该外壳体12的外表面22，该外导热片14的周围37系一体地包覆在该外壳体12内。
如图16所示，显示本发明第十实施例之生物控温电子产品壳体组件10，在本实施例中，该电子产品系一wifi中转机46，该中转机46包含一wifi中转机机体48以及结合在wifi中转机机体48上的壳体组件10。该wifi中转机机体48内具有一基板16以及设在该基板16上的若干热源18。该壳体组件10包含结合于该wifi中转机机体48的一外壳体12及一外导热片14，该外壳体12上设有一孔洞24，该孔洞24对应该热源18。该外导热片14包含自外端面28向外凸出的一传热部30。该传热部30嵌入在该孔洞24中且外露在该外壳体12的外表面22。
如图17所示，显示本发明第十一实施例之生物控温电子产品壳体组件10，在本实施例中，该电子产品系一太阳能联电盒50，该联电盒50包含一太阳能联电盒机体52及结合在太阳能联电盒机体52上的壳体组件10，该太阳能联电盒机体52内具有一基板16及设在基板16上的若干热源18。该壳体组件10包含结合于该太阳能联电盒机体52上的一外壳体12及一外导热片14，该外壳体12上设有对应该热源18的一孔洞24。该外导热片14包含自外端面28向外凸出的一传热部30。该传热部30嵌入在该孔洞24中且外露在该外壳体12的外表面22。
如图18所示，显示本发明第十二实施例之生物控温电子产品壳体组件10，在本实施例中，该电子产品系一太阳能逆变器54，该逆变器54包含一太阳能逆变器机体56以及结合在太阳能逆变器机体56上的壳体组件10，该太阳能逆变器机体56内具有一基板16以及设在基板16上的热源18。该壳体组件10包含结合于太阳能逆变器机体56的一外壳体12及一外导热片14，该外壳体12上设有对应该热源18的一孔洞24。该外导热片14包含自外端面28向外凸出的一传热部30。该传热部30嵌入在孔洞24中且外露在该外壳体12的外表面22，该外导热片14的周围系一体地包覆在外壳体12内。
如图19至图21所示，显示本发明第十三实施例之生物控温电子产品壳体组件10，在本实施例中，电子产品系一智能手表(穿戴装置)58，该手表58包含一手表机体60以及结合在手表机体60上的一表盖62与一壳体组件10，该手表机体60内具有一基板16以及设在基板16上的热源18。该壳体组件10包含结合于该手表机体60的一外壳体12及一外导热片14，该外壳体12上设有对应该热源18的一环状孔洞24。该外导热片14包含一向外凸出的传热部30，该传热部30配置在邻近该外导热片14的周围。该传热部30嵌入在孔洞24中且外露在该外壳体12的外表面22，该外导热片14的周围37系一体地包覆在该外壳体12内。当使用者配戴该手表58时，使用者的皮肤会接触传热部30，让热源18产生的辐射热快速导出，达到人体生物控温的散热效果。
如图22至图23所示，显示本发明第十四实施例之生物控温电子产品壳体组件10，在本实施例中，该壳体组件10包含一结合于该电子产品之机体外部的外壳体12、一结合于该外壳体的外导热片14、一结合于该电子产品之机体内部的中壳体12a、及一结合于该中壳体12a的内导热片14a。该电子产品的机体(未图示)内部具有一半导体基板16，该基板16上具有至少一热源18。本实施例之外壳体12与外导热片14的结构分别与图3所示的外壳体12与外导热片14结构类似，不再说明。该中壳体12a包含相对的内表面20与外表面22及贯穿该内、外表面20、22的一孔洞24a(见图24)，孔洞24a与该热源18以及该外导热片14对应。该内导热片14a与该中壳体12a结合且包含相对的内端面26与外端面28以及自内端面26向外凸出的一传热部30a，该传热部30a邻近或对应热源18，且传热部30a嵌入该中壳体12a的孔洞24a中。在本实施例中，各传热部30a系由内导热片14a的外端面28凹陷所形成，且传热部30a的周缘包覆在该中壳体12a的厚度中(见图24)。
依据图22与23的壳体组件10在实施上，该中壳体12a与该外壳体12系可直接用来更换既有手机的中壳体与外壳体，使得原机体内部的结构完全不用更改。再者，由于该内导热片14a邻近或对应热源18且位在该外导热片14与该热源18之间，因而，在密封状态或半密封状态内之半导体热源18所产生的辐射热可由该内导热片14a快速吸收且均热于电子产品密封空间的其他低温区，并借由外导热片14向外壳体10外侧之大气空间散热，让热源18产生的辐射热可快速导出。此外，当使用者操作手机或平板电脑时，使用者握持手机或平板的手指可接触外导热片14的传热部30，让传热部30和人体形成热交换效应，达成高速导热及散热的效果。
如图24所示，该内导热片14a系一体地嵌合包覆在该中壳体12a内(类似图3所示的嵌合包覆结构)。在图25的实施例中，该内导热片14a系熔接结合在该中壳体12a而形成一体结构(类似图6所示的熔合结构)。
在前述说明书中，本发明仅是就特定实施例做描述，而依本发明的特征仍可有多种变化或修改。是以，对于熟悉此项技艺人士可作之明显替换与修改，仍将并入于本发明所主张的专利范围之内。
Claims (8)
1.一种生物控温电子产品壳体组件，该电子产品具有一机体，所述机体内部具有至少一热源，其特征在于：包括一外壳体、一外导热片，所述外壳体结合于机体上且包含相对的内表面与外表面及贯穿该内表面、外表面的至少一孔洞，所述外导热片与外壳体结合且包含相对的内端面与外端面，所述外导热片的内端面面向电子产品的热源，所述外导热片还包括至少一传热部，所述传热部嵌入在该外壳体的一对应的孔洞中且所述传热部的周缘包覆在该外壳体的厚度中，所述传热部的外侧与该外壳体的外表面平齐而外露在该外壳体的外表面，使得使用者可以通过孔洞接触传热部。
2.根据权利要求1所述的一种生物控温电子产品壳体组件，其特征在于：所述电子产品可为手机、平板电脑、笔记本电脑、wifi中转机、LED灯具、太阳能联电盒、太阳能逆变器、穿戴装置，所述外壳体有塑料材料制成，所述外导热片由金属材料制成，所述传热部由自外端面向外突出的一凸部构成。
3.根据权利要求1或2所述的一种生物控温电子产品壳体组件，其特征在于：所述外导热片上设有若干小孔，所述小孔内被注入塑胶，使得外导热片的周围被包覆在外壳体内以形成一体的结合。
4.根据权利要求1或2所述的一种生物控温电子产品壳体组件，其特征在于：所述外导热片的周围设有凸缘，所述外导热片的外端面设有若干凸粒，所述外导热片的凸缘与凸粒熔合于外壳体，使得外导热片熔接在外壳体的内表面。
5.根据权利要求1或2所述的一种生物控温电子产品壳体组件，其特征在于：所述孔洞中至少一孔洞还包含有若干孔洞且设置在临近的外壳体的侧边。
6.根据权利要求1所述的一种生物控温电子产品壳体组件，其特征在于：包括一结合于机体内部的中壳体及一结合于中壳体的内导热片，所述中壳体包含相对的内表面与外表面及贯穿该内、外表面的一孔洞，所述内导热片对应热源设置且位于外导热片与热源之间，所述内导热片与中壳体相结合且包括一传热部，所述内导热片的传热部对应中壳体的孔洞。
7.根据权利要求6所述的一种生物控温电子产品壳体组件，其特征在于：所述电子产品为手机，所述外壳体有塑料材料制成，所述外导热片由金属材料制成，所述传热部由自外端面向外突出的一凸部构成。
8.根据权利要求6或7所述的一种生物控温电子产品壳体组件，其特征在于：所述内导热片包含相对的内端面与外端面，所述内导热片的传热部由内导热片的内端面向外凸出。
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