TWI591513B

TWI591513B - 人機介面裝置及其背蓋

Info

Publication number: TWI591513B
Application number: TW105124099A
Authority: TW
Inventors: 葉國海
Original assignee: 威綸科技股份有限公司
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2017-07-11
Also published as: TW201809964A

Description

人機介面裝置及其背蓋

本發明涉及一種電子裝置，且還涉及一種人機介面裝置及其背蓋。

由於人機介面裝置所需具備的運算要求較高，因而使得其內部的電子元件(如：中央處理器)相對容易產生較多的熱能，所以現有人機介面裝置的背蓋通過金屬壓鑄成型，以在外表面製成不同凹凸外型(如：鰭片狀)的構造。然而，適用於上述壓鑄成型的金屬須具備較高的降伏強度，並且大都採用具備較低的導熱係數的材質(如：導熱係數約為100W/mK的壓鑄鋁)。因此，現有人機介面裝置已在無形中受限於上述壓鑄成型，而難以有進一步地發展。

於是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。

本發明實施例在於提供一種人機介面裝置及其背蓋，能有效地改善現有人機介面裝置所可能產生的缺陷。

本發明實施例公開一種人機介面裝置，包括：一觸控面板模組，包含有一觸控面及位於所述觸控面相反側的一中央處理器；以及一背蓋，安裝於所述觸控面板模組並且具有相對的一內表面與一外表面，所述背蓋包含：一塑膠殼體，安裝於所述觸控面板模組並且形成有一第一穿孔，而所述第一穿孔的位置對應於所述中央處理器；一第一導熱膠，包覆所述中央處理器；及一金屬殼體，具有150~400W/mK的導熱係數且非以壓鑄成型所製成，所述金屬殼體可分離地固定於所述塑膠殼體，並且所述金屬殼體的一局部穿過所述第一穿孔而抵接於所述第一導熱膠；其中，所述金屬殼體具有裸露於所述塑膠殼體外的一散熱面，並且所述散熱面的面積為所述外表面的面積的20~50%。

本發明實施例也公開一種人機介面裝置的背蓋，用以安裝於一觸控面板模組並且具有相對的一內表面與一外表面，所述背蓋包括：一塑膠殼體，安裝於所述觸控面板模組並且形成有一第一穿孔，而所述第一穿孔的位置對應於所述中央處理器；以及一金屬殼體，具有150~400W/mK的導熱係數且非以壓鑄成型所製成，所述金屬殼體可分離地固定於所述塑膠殼體，並且所述金屬殼體局部穿過所述第一穿孔；其中，所述金屬殼體具有裸露於所述塑膠殼體外的一散熱面，並且所述散熱面的面積為所述外表面的面積的20~50%。

綜上所述，本發明實施例所公開的人機介面裝置及其背蓋，通過採用塑膠殼體以及散熱係數較高的金屬殼體所組成的構造，以達到輕量化及降低成本的效果，並且所述金屬殼體能經由第一導熱膠而與中央處理器接觸，以通過散熱係數較高的金屬殼體快速地排除中央處理器所產生的熱量，而能達到(甚至超過)現有背蓋的散熱效果。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的保護範圍作任何的限制。

100‧‧‧人機介面裝置

1‧‧‧觸控面板模組

11‧‧‧觸控面

12‧‧‧主機板

13‧‧‧中央處理器

14‧‧‧電晶體

15‧‧‧變壓器

2‧‧‧背蓋

21‧‧‧塑膠殼體

211‧‧‧容置槽

212‧‧‧第一穿孔

213‧‧‧第二穿孔

214‧‧‧第三穿孔

22‧‧‧第一導熱膠

23‧‧‧第二導熱膠

24‧‧‧第三導熱膠

25‧‧‧金屬殼體

251‧‧‧散熱板

2511‧‧‧散熱面

2512‧‧‧對流洞

252‧‧‧第一導熱部

2521‧‧‧導熱板

2522‧‧‧導熱鰭片

2523‧‧‧對流孔

253‧‧‧第二導熱部

2531‧‧‧傳熱板

2532‧‧‧傳熱片

圖1為本發明人機介面裝置的立體示意圖。

圖2為圖1另一視角的立體示意圖。

圖3為圖1的分解示意圖。

圖4為圖2的分解示意圖。

圖5為圖3中的背蓋分解示意圖。

圖6為圖5中的金屬殼體分解示意圖。

圖7為圖4中的背蓋分解示意圖。

圖8為圖2的立體剖視示意圖(一)。

圖9為圖2的立體剖視示意圖(二)。

圖10為圖2的平面示意圖。

請參閱圖1至圖10，為本發明的實施例，需先說明的是，本實施例對應附圖所提及的相關數量與外型，僅用來具體地說明本發明的實施方式，以便於了解本發明的內容，而非用來侷限本發明的保護範圍。

如圖1和圖2所示，本實施例公開一種人機介面裝置100，並且上述人機介面裝置100是安裝於一設備(圖中未示出)，使所述人機介面裝置100的背部(如下所指的背蓋2)位於上述設備的內部。也就是說，所述人機介面裝置100在進行操作時，人機介面裝置100的背部不會被操作者所觸碰到。因此，本實施例所公開的人機介面裝置100較佳是排除平板電腦、智慧型手機、及電視等不同類型的裝置。

所述人機介面裝置100包括一觸控面板模組1及安裝於觸控面板模組1的一背蓋2。其中，所述觸控面板模組1於下述說明中僅記載與本發明較為相關的技術特徵；而所述背蓋2能被單獨地製造與販賣，不侷限於結合上述觸控面板模組1一同使用。以下將分別說明觸控面板模組1及背蓋2的構造，而後再適時介紹兩者間的連接關係。

請參閱圖3與圖4，所述觸控面板模組1包含有一觸控面11、一主機板12、一中央處理器(CPU)13、一電晶體(MOS)14、及一變壓器15。其中，上述觸控面11、中央處理器13、電晶體14、及變壓器15皆電性連接於主機板12，並且中央處理器13、電晶體14、及變壓器15皆位於所述觸控面11的相反側。例如：圖3所示的觸控面11位於主機板12的前側，而圖4所示的中央處理器13、電晶體14、及變壓器15則安裝於主機板12的後側。再者，所述變壓器15的高度大於上述中央處理器13的高度、也大於電晶體14的高度。

請參閱圖5至圖7，所述背蓋2於本實施例中為通過多個構件可分離地組裝而形成的構造，但不受限於此。背蓋2具有相對的一內表面(未標示)與一外表面(未標示)。其中，所述背蓋2包含有一塑膠殼體21、一第一導熱膠22、一第二導熱膠23、一第三導熱膠24、及可分離地固定(如：鎖固)於塑膠殼體21的一金屬殼體25。更詳細地說，上述背蓋2的內表面是指塑膠殼體21內表面及金屬殼體25內表面，而背蓋2的外表面是指塑膠殼體21外表面及金屬殼體25外表面。

所述塑膠殼體21的外表面形成有不同凹凸外型的構造，並且塑膠殼體21是安裝於觸控面板模組1。其中，塑膠殼體21的外表面在對應主機板12的位置處凹設有一容置槽211，並且所述容置槽211的一槽底(未標示)形成有一第一穿孔212、一第二穿孔213、及一第三穿孔214，並且所述第二穿孔213於本實施例中是與第三穿孔214相互連通，但本發明不受限於此。進一步地說。上述第一穿孔212的位置對應於所述中央處理器13，第二穿孔213的位置對應於所述電晶體14，而第三穿孔214的位置對應於所述變壓器15。

請參閱圖8和圖9，所述第一導熱膠22、第二導熱膠23、及第三導熱膠24的材質較佳是導熱矽膠，但不受限於此。於本實施例中，第一導熱膠22包覆所述中央處理器13，第二導熱膠23黏接於所述電晶體14遠離主機板12的一端，第三導熱膠24黏接於所述變壓器15遠離主機板12的一端。再者，所述第一導熱膠22、第二導熱膠23、及第三導熱膠24也抵接(如：黏接)於金屬殼體25的內表面。

需先說明的是，現有的背蓋(圖中未示出)大都是以壓鑄鋁(如下表所示的材質代號ADC3、ADC10、ADC12)製成，上述壓鑄鋁具備較高的降伏強度，藉以支撐其凹凸外型所需的強度要求，但此類壓鑄鋁的導熱係數較低。有鑑於此，為使本發明的背蓋2不再侷限於壓鑄鋁並且能夠達到(甚至超過)現有背蓋的散熱效果，所以本發明的金屬殼體25是採用具有150~400W/mK的導熱係數的金屬材料並且非以壓鑄成型所製成。進一步地說，本實施例的金屬殼體25是採用板金成型的一鋁殼體(如下表所示的材質代號Al050)，所述金屬殼體25(鋁殼體)的導熱係數為180~220W/mK，並且金屬殼體25(鋁殼體)的降伏強度為2~6Kg/mm²。換個角度來說，由於導熱係數為180~220W/mK的鋁殼體僅具有2~6Kg/mm²的降伏強度，所以也不適合以壓鑄成型製成。此外，本發明的金屬殼體25也可依據設計者的實際需求而加以調整變化。例如：本發明的金屬殼體25也可以是板金成型的一銅殼體，並且所述金屬殼體25(銅殼體)的導熱係數可以是300~400W/mK。

再者，如圖4，所述金屬殼體25具有裸露於塑膠殼體21外的一散熱面2511，並且上述散熱面2511的面積為所述背蓋2外表面的面積的20~50%。其中，所述金屬殼體25為鋁殼體時，所述散熱面2511面積較佳為所述背蓋2外表面的面積的30~50%，而所述金屬殼體25時，所述銅殼體的散熱面2511面積較佳為所述背蓋2外表面的面積的20~40%。

更詳細地說，所述金屬殼體25朝向所述主機板12正投影所形成的一投影區域(未標示，請參考圖10)，是大致落在所述主機板12的邊緣內。也就是說，金屬殼體25的位置與主機板12的位置相互對應，並且金屬殼體25的尺寸較佳是不大於主機板12的尺寸。其中，請參閱圖5至圖7，所述金屬殼體25包含有一散熱板251、一第一導熱部252、及一第二導熱部253。所述散熱板251呈平板狀且具有相反的兩個板面，所述第一導熱部252及第二導熱部253裝設於散熱板251的其中一個板面，而散熱板251的另一個板面則為所述散熱面2511。也就是說，第一導熱部252及第二導熱部253是裝設於位在散熱面2511相反側的散熱板251表面。

再者，所述散熱板251設置於外形相對應的容置槽211中並且固定(如：鎖固)在上述容置槽211的槽底，而散熱板251的散熱面2511裸露於塑膠殼體21外。所述金屬殼體25的局部(第一導熱部252)穿過塑膠殼體21的第一穿孔212而抵接於第一導熱膠22，金屬殼體25的另一局部(第二導熱部253)穿過塑膠殼體21的第二穿孔213而抵接於第二導熱膠23，而所述第三導熱膠24則黏接於所述變壓器15以及散熱板251。

進一步地說，如圖8和圖9，所述第一導熱部252具有一導熱板2521及自所述導熱板2521每一邊緣所彎曲(如：垂直彎曲)延伸的多個導熱鰭片2522，所述多個導熱鰭片2522站立地設置於所述散熱板251，以使所述導熱板2521與散熱板251相隔有一間距。其中，所述導熱板2521形成有多個對流洞2512，並且對應於上述導熱板2521的散熱板251部位則形成有多個對流孔2523。藉此，所述中央處理器13於單位時間內所產生的熱能，在傳遞至第一導熱膠22與導熱板2521的交界處之後，能夠沿著導熱板2521與導熱鰭片2522傳遞至散熱板251而後排出至金屬殼體25外，並同時通過導熱板2521的對流洞2512以及散熱板251的對流孔2523以熱對流方式傳遞至金屬殼體25外，進而達到快速散熱的效果。

再者，所述第二導熱部253具有一傳熱板2531及自所述傳熱板2531每一邊緣所彎曲(如：垂直彎曲)延伸的一個傳熱片2532，所述多個傳熱片2532站立地設置於所述散熱板251，以使所述傳熱板2531與散熱板251相隔有一間距。其中，由於本實施例的電晶體14於單位時間所產生的熱能小於中央處理器13，所以第二導熱部253於本實施例中可無須形成有任何孔洞，但本發明不受限於此。

依上所述，本實施例所公開的人機介面裝置100及其背蓋2，通過採用塑膠殼體21以及散熱係數較高的金屬殼體25所組成的構造，以達到輕量化及降低成本的效果，並且所述金屬殼體25能經由多個導熱膠(如：第一導熱膠22、第二導熱膠23、第三導熱膠24)分別與不同的高發熱元件(如：中央處理器13、電晶體14、變壓器15)接觸，以通過散熱係數較高的金屬殼體25快速地排除高發熱元件所產生的熱量，而能達到(甚至超過)現有背蓋2的散熱效果。

以上所述僅為本發明的優選可行實施例，並非用來侷限本發明的保護範圍，凡依本發明申請專利範圍所做的同等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。