TWI620056B - 電子裝置及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種電子裝置及其製造方法。電子裝置包括一散熱殼體、一電子元件以及一第一導熱緩衝墊。散熱殼體圍繞一容置空間並包括一多層殼體區。多層殼體區包括一第一外殼層及一第一導熱塑膠內層，第一導熱塑膠內層直接接觸第一外殼層的內壁表面且具有一第一突出部分朝散熱殼體的內部延伸。第一導熱塑膠內層的導熱係數為2~60W/m-K。電子元件配置於容置空間內。第一導熱緩衝墊設置於電子元件和第一突出部分之間並直接接觸電子元件和第一突出部分。

Description

電子裝置及其製造方法

本發明是有關於一種電子裝置及其製造方法，且特別是有關於一種具有良好散熱效果的電子裝置及其製造方法。

隨著現今的電子產品之功能漸趨強大而尺寸漸趨輕薄化的趨勢，電子產品系統對其散熱效能的要求也隨之日益嚴苛。一般的塑膠外殼具有非常低的導熱係數，因而散熱效果很差。以高導熱性金屬材料(例如鋁)作為電子產品的外殼，雖可提供良好的散熱效果，但會衍生加工不易、重量較重且成本較高的問題。

本發明有關於一種電子裝置及其製造方法，能夠有效提高散熱效果，進而提高電子裝置的穩定性。

根據本發明的一實施例，提出一種電子裝置。電子裝置包括一散熱殼體、一電子元件以及一第一導熱緩衝墊。散熱殼體圍繞一容置空間並包括一多層殼體區。多層殼體區包括一第 一外殼層及一第一導熱塑膠內層，第一導熱塑膠內層直接接觸第一外殼層的內壁表面且具有一第一突出部分朝散熱殼體的內部延伸。第一導熱塑膠內層的導熱係數為2~60W/m-K。電子元件配置於容置空間內。第一導熱緩衝墊設置於電子元件和第一突出部分之間並直接接觸電子元件和第一突出部分。

根據本發明的另一實施例，提出一種電子裝置。電子裝置包括一散熱殼體以及一電子元件。散熱殼體圍繞一容置空間並包括一多層殼體區。多層殼體區包括一第一外殼層及一第一導熱塑膠內層，第一導熱塑膠內層直接接觸第一外殼層的內壁表面。第一導熱塑膠內層的導熱係數為2~60W/m-K。電子元件配置於容置空間內。

根據本發明的又一實施例，提出一種電子裝置的製造方法。電子裝置的製造方法包括以下步驟。形成一散熱殼體，圍繞一容置空間，散熱殼體包括一多層殼體區，形成多層殼體區包括：形成一第一外殼層，其中第一外殼層的導熱係數為0.2~0.5W/m-K；及形成一第一導熱塑膠內層，第一導熱塑膠內層直接接觸第一外殼層的內壁表面並具有一第一突出部分朝散熱殼體的內部延伸，其中第一導熱塑膠內層的導熱係數為2~60W/m-K；配置一電子元件於容置空間內；以及設置一第一導熱緩衝墊於電子元件和第一突出部分之間並直接接觸電子元件和第一突出部分。

根據本發明的再一實施例，提出一種電子裝置的製造方法。電子裝置的製造方法包括以下步驟。形成一散熱殼體，圍繞一容置空間，散熱殼體包括一多層殼體區，形成多層殼體區 包括：形成一第一外殼層，其中第一外殼層的導熱係數為0.2~0.5W/m-K；及形成一第一導熱塑膠內層，第一導熱塑膠內層直接接觸第一外殼層的內壁表面，其中第一導熱塑膠內層的導熱係數為2~60W/m-K；以及配置一電子元件於容置空間內。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

10、20、30、40‧‧‧電子裝置

100‧‧‧散熱殼體

110‧‧‧多層殼體區

111‧‧‧第一外殼層

111s、121s、123pa‧‧‧表面

113‧‧‧第一導熱塑膠內層

113p‧‧‧第一突出部分

113s、123s‧‧‧外緣

115‧‧‧第一導熱層

120‧‧‧下殼體區

121‧‧‧第二外殼層

123‧‧‧第二導熱塑膠內層

123p‧‧‧第二突出部分

125‧‧‧第二導熱層

200‧‧‧電子元件

300‧‧‧第一導熱緩衝墊

400‧‧‧第二導熱緩衝墊

500‧‧‧印刷電路板

S‧‧‧容置空間

第1圖繪示依照本發明一實施例之電子裝置的示意圖。

第2圖繪示依照本發明另一實施例之電子裝置的示意圖。

第3圖繪示依照本發明又一實施例之電子裝置的示意圖。

第4圖繪示依照本發明更一實施例之電子裝置的示意圖。

第1圖繪示依照本發明一實施例之電子裝置10的示意圖。如第1圖所示，電子裝置10包括散熱殼體100、電子元件200以及第一導熱緩衝墊300。

散熱殼體100圍繞一容置空間S，且散熱殼體100包括一多層殼體區110。多層殼體區110包括第一外殼層及111及第一導熱塑膠內層113，第一導熱塑膠內層113直接接觸第一外殼層111的內壁表面111s，且第一導熱塑膠內層113具有第一突出部分113p，第一突出部分113p朝散熱殼體100的內部延伸。第一導熱塑膠內層113的導熱係數為2~60W/m-K。

如第1圖所示，電子元件200配置於容置空間S內。第一導熱緩衝墊300設置於電子元件200和第一突出部分113p之間，且第一導熱緩衝墊300直接接觸電子元件200和第一突出部分113p。電子元件200可以是任何會發熱的電子元件，例如是晶片(chip)。

實施例中，第一導熱緩衝墊300是軟質的材料，例如是導熱矽膠。第一導熱緩衝墊300可以提供第一導熱塑膠內層113(第一突出部分113p)和電子元件200之間良好的接觸，使第一導熱塑膠內層113和電子元件200之間具有良好密合度，而可提高有效接觸面積，避免導熱途徑被空氣阻絕的疑慮。

於一些其他實施例中，電子裝置10可以不包括第一導熱緩衝墊300(未繪示於圖式中)，第一導熱塑膠內層113可以不具有第一突出部分113p(未繪示於圖式中)，電子元件200設置於由第一外殼層111及第一導熱塑膠內層113所構成的散熱殼體100中。

再者，根據本實施例，第一導熱塑膠內層113直接接觸第一外殼層111的內壁表面111s，可以有效地將電子元件200產生的熱經由第一導熱塑膠內層113導向第一外殼層111而傳導至電子裝置10之外，而能夠達到良好的散熱效果。

如第1圖所示，實施例中，第一導熱塑膠內層113例如是共形於第一外殼層111的內壁表面111s。如此一來，第一導熱塑膠內層113的尺寸不會受限於容置空間S的範圍，而能夠沿著第一外殼層111的內壁表面111s形成，且可以與第一外殼層111具有最大的接觸面積，而能夠更有效地將熱經由第一外殼層 111傳導至電子裝置10之外。

如第1圖所示，實施例中，第一導熱塑膠內層113覆蓋第一外殼層111的內壁表面111s的面積的約90%以上。如此一來，第一導熱塑膠內層113不會受限於電子裝置10的尺寸，此較大的散熱面積可以提供更佳的散熱效果。

實施例中，第一外殼層111的厚度例如是0.5~2毫米(mm)；第一外殼層111包括一塑膠材料，第一外殼層111的導熱係數為0.2~0.5W/m-K；第一外殼層111的材料可包括聚碳酸酯(PC)、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚丙烯(PP)、聚醯胺(PA)、或上述之組合。

實施例中，第一導熱塑膠內層113的厚度例如是0.5~2毫米(mm)；第一導熱塑膠內層113包括一塑膠材料及一導熱性材料混合於塑膠材料中；第一導熱塑膠內層113的塑膠材料可包括聚碳酸酯(PC)、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚丙烯(PP)、聚醯胺(PA)、液晶聚合物(LCP)、聚苯硫醚(PPS)、或上述之組合，混入上述塑膠材料的導熱性材料可包括石墨、陶瓷粉末、金屬氧化物、金屬粉末、或上述之組合。然第一導熱塑膠內層113採用的材料可依實際情況做適當選用，只要能讓第一導熱塑膠內層113的導熱係數為2~60W/m-K即可。

第一外殼層111的塑膠材料具有良好的加工性，且具有良好的彈性與韌性，其外觀、結構、顏色、質感、造型等之設計與調整具有高自由度，因而可以配合消費者的需求製作出各式電子裝置的外殼。具有良好導熱性的第一導熱塑膠內層113直接接觸第一外殼層111的內壁表面111s，因而可以有效率地將熱 傳導至電子裝置10外部。如此一來，根據本揭露內容之實施例的散熱殼體100，相較於僅以塑膠材料製作的外殼具有良好的散熱性，相較於僅以導熱塑膠製作的外殼又具有較佳的彈性與韌性，且相較於僅以導熱金屬製作的外殼更具有低成本及輕量的優點。

再者，一實施例中，第一外殼層111的塑膠材料和第一導熱塑膠內層113的塑膠材料可選用同質性的材料，例如選用相同的塑膠材料，如此一來，可以提高此兩層的附著性，進而提高整個裝置的可靠性。

電子裝置10更可包括一連接件(未繪示)，散熱殼體100更可包括下殼體區120，多層殼體區110和下殼體區120相接以圍繞容置空間S。多層殼體區110和下殼體區120經由此連接件而相接。此連接件例如是鎖合結構或卡合結構，例如可包括卡勾、螺絲、螺柱等連接固定元件。下殼體區120可包括塑膠材料，其導熱係數例如為0.2~0.5W/m-K。

如第1圖所示，實施例中，電子裝置10更可包括印刷電路板500，電子元件200設置於印刷電路板500上。實施例中，印刷電路板500例如包括玻璃纖維基板。

第2圖繪示依照本發明另一實施例之電子裝置20的示意圖。本實施例中與前述實施例相同或相似之元件係沿用同樣或相似的元件標號，且相同或相似元件之相關說明請參考前述，在此不再贅述。

如第2圖所示，電子裝置20中，散熱殼體100的多層殼體區110更包括第二外殼層121以及第二導熱塑膠內層 123。第一外殼層111和第一導熱塑膠內層113以及第二外殼層121和第二導熱塑膠內層123接合而圍繞容置空間S。第二導熱塑膠內層123直接接觸第二外殼層121的內壁表面121s，且第二導熱塑膠內層123具有第二突出部分123p，第二突出部分123p朝散熱殼體100的內部延伸。

實施例中，第二外殼層121的厚度例如是0.5~2毫米(mm)；第二外殼層121的材料可與第一外殼層111相同。第二導熱塑膠內層123的厚度例如是0.5~2毫米(mm)；第二導熱塑膠內層123的導熱係數為2~60W/m-K；第二導熱塑膠內層123的材料可與第一導熱塑膠內層113相同。

如第2圖所示的電子裝置20更可包括第二導熱緩衝墊400。第二導熱緩衝墊400設置於電子元件200和第二突出部分123p之間，且第二導熱緩衝墊400直接接觸第二突出部分123p。

實施例中，第二導熱緩衝墊400是軟質的材料，例如是導熱矽膠。第二導熱緩衝墊400可以提供第二導熱塑膠內層123(第二突出部分123p)和印刷電路板500之間良好的接觸及密合度，而可提高有效接觸面積，避免導熱途徑被空氣阻絕的疑慮。

於一些其他實施例中，電子裝置20可以不包括第二導熱緩衝墊400(未繪示於圖式中)，第二導熱塑膠內層123可以不具有第二突出部分123p(未繪示於圖式中)，電子元件200設置於由第一外殼層111、第一導熱塑膠內層113、第二外殼層121及第二導熱塑膠內層123所構成的散熱殼體100中。

如第2圖所示，實施例中，第二導熱塑膠內層123 例如是共形於第二外殼層121的內壁表面121s；第二導熱塑膠內層123覆蓋第二外殼層121的內壁表面121s的面積的約90%以上；第二突出部分123p以上表面123pa直接接觸第二導熱緩衝墊400。

第3圖繪示依照本發明又一實施例之電子裝置30的示意圖。本實施例中與前述實施例相同或相似之元件係沿用同樣或相似的元件標號，且相同或相似元件之相關說明請參考前述，在此不再贅述。

如第3圖所示，電子裝置30包括多層殼體區110和下殼體區120，多層殼體區110更可包括第一導熱層115。第一導熱層115直接接觸第一導熱塑膠內層113，且第一導熱層115位於第一突出部分113p和第一導熱塑膠內層113的外緣113s之間。實施例中，第一導熱層115的導熱係數約為大於或等於200W/m-K。

如第3圖所示，第一導熱層115例如是埋設於第一導熱塑膠內層113內。另一實施例中，第一導熱層115例如是貼附於第一導熱塑膠內層113上。第一導熱層115可以增加散熱殼體100的不同位置之間的均溫性，避免因導熱路徑拉長可能發生的溫度差異。舉例而言，如第3圖所示，第一導熱層115例如位於第一外殼層111和第一導熱塑膠內層113之間，而可以有效增加整體的均溫性。如此一來，不僅可以避免局部高溫而造成使用者燙手的情形，也不會因為熱累積在局部區域而破壞電子元件，並且可以有效提高散熱殼體100的整體熱傳導效果。實施例中，第一導熱層115例如是石墨片(graphite sheet)、金屬片(metal sheet)、或金屬網格(metal mesh)。

第4圖繪示依照本發明更一實施例之電子裝置40的示意圖。本實施例中與前述實施例相同或相似之元件係沿用同樣或相似的元件標號，且相同或相似元件之相關說明請參考前述，在此不再贅述。

如第4圖所示，電子裝置40的多層殼體區110更可包括第二導熱層125。第二導熱層125直接接觸第二導熱塑膠內層123，且第二導熱層125位於第二突出部分123p和第二導熱塑膠內層123的外緣123s之間。實施例中，第二導熱層125的導熱係數約為大於或等於200W/m-K。

如第4圖所示，第二導熱層125例如是埋設於第二導熱塑膠內層123內。另一實施例中，第二導熱層125例如是貼附於第二導熱塑膠內層123上。舉例而言，如第4圖所示，第二導熱層125例如位於第二外殼層121和第二導熱塑膠內層123之間，而可以有效增加整體的均溫性。第4圖的第二導熱層125的功效及材料選定與前述第3圖的第一導熱層115皆類似，故在此不多作贅述。

以下參照第1圖說明依照本發明一實施例之電子裝置10的製造方法。首先，形成散熱殼體100，散熱殼體100圍繞容置空間S且包括多層殼體區110。

本實施例中，更可另外形成下殼體區120。在之後的步驟中，本實施例的多層殼體區110和下殼體區120相接可構成容置空間S。

實施例中，可採用例如是雙料射出成形製程，形成 多層殼體區110的第一外殼層111和第一導熱塑膠內層113。例如，射出塑膠材料於一模具(未繪示)的模穴內先形成第一導熱塑膠內層113，再射出另一種塑膠材料以形成第一外殼層111於第一導熱塑膠內層113上。第一導熱塑膠內層113具有第一突出部分113p。形成的第一外殼層111具有導熱係數約為0.2~0.5W/m-K，形成的第一導熱塑膠內層113具有導熱係數約為2~60W/m-K。於一些其他實施例中，形成的第一導熱塑膠內層113可以不具有第一突出部分113p(未繪示於圖式中)。

以雙料射出成形製程製作的第一外殼層111和第一導熱塑膠內層113，此兩層之間具有化學鍵結，因此具有良好的密接性，也因而可以提供良好的熱傳導效果。

並且，可採用例如是射出成形製程，形成下殼體區120。例如，射出塑膠材料於一模具(未繪示)的模穴內，以形成下殼體區120。形成的下殼體區120具有導熱係數約為0.2~0.5W/m-K。

接著，配置電子元件200於容置空間S內。例如，先將電子元件200配置於下殼體區120中。並且，可配置印刷電路板500於容置空間S內。例如，將電子元件200設置於印刷電路板500上，而將電子元件200和印刷電路板500配置於下殼體區120中。

接著，設置第一導熱緩衝墊300，以及將第一外殼層111和第一導熱塑膠內層113與下殼體區120接合。散熱殼體100中，第一導熱緩衝墊300設置於電子元件200和第一突出部分113p之間、並直接接觸電子元件200和第一突出部分113p。

於一些其他實施例中，可以不設置第一導熱緩衝墊300(未繪示於圖式中)，電子元件200設置於由第一外殼層111、第一導熱塑膠內層113及下殼體區120所構成的散熱殼體100中。

至此，形成於第1圖所示的電子裝置10。

以下參照第2圖說明依照本發明另一實施例之電子裝置20的製造方法。本實施例與前述實施例不同之處在於，形成第二外殼層121和第二導熱塑膠內層123、以及設置第二導熱緩衝墊400。本實施例中，第二外殼層121和第二導熱塑膠內層123的製造方法與前述第一外殼層111和第一導熱塑膠內層113的製造方法相同，均是以雙料射出成形製程製作而成。

本實施例中，接合第一外殼層111和第一導熱塑膠內層113以及第二外殼層121和第二導熱塑膠內層123之前，設置第二導熱緩衝墊400。第二導熱緩衝墊400設置於印刷電路板500和第二突出部分123p之間、並直接接觸電子元件200和第二突出部分123p。

於一些其他實施例中，形成的第二導熱塑膠內層123可以不具有第二突出部分123p(未繪示於圖式中)，亦可以不設置第二導熱緩衝墊400(未繪示於圖式中)，電子元件200設置於由第一外殼層111、第一導熱塑膠內層113、第二外殼層121及第二導熱塑膠內層123所構成的散熱殼體100中。

以下參照第3圖說明依照本發明又一實施例之電子裝置30的製造方法。本實施例與前述第1圖之實施例不同之處在於，形成第一導熱層115。本實施例中，形成多層殼體區110的第一外殼層111和第一導熱塑膠內層113的步驟中，更形成第 一導熱層115於第一突出部分113p和第一導熱塑膠內層113的外緣113s之間。第一導熱層115直接接觸第一導熱塑膠內層113，且第一導熱層115的導熱係數約為大於或等於200W/m-K。

實施例中，可採用例如是雙料射出成形製程形成第一外殼層111、第一導熱塑膠內層113和第一導熱層115，使得第一導熱層115埋設於第一導熱塑膠內層113內。如此一來，可以避免二次加工，而且第一導熱塑膠內層113對第一導熱層115的包覆效果會很好，整個結構的可靠性也會很高，第一導熱層115不會輕易脫落。

另一實施例中，可以採用例如是雙料射出成形製程形成第一外殼層111和第一導熱塑膠內層113之後，將第一導熱層115貼附於第一導熱塑膠內層113上。

以下參照第4圖說明依照本發明更一實施例之電子裝置40的製造方法。本實施例與前述第2圖之實施例不同之處在於，形成第二導熱層125。本實施例中，形成第二外殼層121和第二導熱塑膠內層123的步驟中，更形成第二導熱層125於第二突出部分123p和第二導熱塑膠內層123的外緣123s之間。第二導熱層125直接接觸第二導熱塑膠內層123，且第二導熱層125的導熱係數約為大於或等於200W/m-K。

實施例中，第二外殼層121、第二導熱塑膠內層123和第二導熱層125的製造方法與前述第一外殼層111、第一導熱塑膠內層113和第一導熱層115的製造方法相同，可採用雙料射出成形製程使得第二導熱層125埋設於第二導熱塑膠內層123內，也可將第二導熱層125貼附於第二導熱塑膠內層123上。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (12)

1. 一種電子裝置，包括：一散熱殼體，圍繞一容置空間，該散熱殼體包括一多層殼體區，該多層殼體區包括：一第一外殼層；一第一導熱塑膠內層，直接接觸該第一外殼層的內壁表面，具有一第一突出部分朝該散熱殼體的內部延伸，其中該第一導熱塑膠內層的導熱係數為2~60W/m-K；及一第一導熱層，埋設於該第一導熱塑膠內層內；一電子元件，配置於該容置空間內；以及一第一導熱緩衝墊，設置於該電子元件和該第一突出部分之間並直接接觸該電子元件和該第一突出部分。
2. 一種電子裝置，包括：一散熱殼體，圍繞一容置空間，該散熱殼體包括一多層殼體區，該多層殼體區包括：一第一外殼層；一第一導熱塑膠內層，直接接觸該第一外殼層的內壁表面，其中該第一導熱塑膠內層的導熱係數為2~60W/m-K；及一第一導熱層，埋設於該第一導熱塑膠內層內；以及一電子元件，配置於該容置空間內。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之電子裝置，其中 該第一導熱塑膠內層共形於該第一外殼層的內壁表面。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之電子裝置，其中該第一導熱塑膠內層覆蓋該第一外殼層的內壁表面的面積的90%以上。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之電子裝置，其中該第一外殼層包括一塑膠材料，該第一外殼層的導熱係數為0.2~0.5W/m-K。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該第一導熱緩衝墊直接接觸該電子元件和該第一突出部分。
7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之電子裝置，其中該第一導熱層的導熱係數為大於或等於200W/m-K。
8. 一種電子裝置的製造方法，包括：形成一散熱殼體，圍繞一容置空間，該散熱殼體包括一多層殼體區，形成該多層殼體區包括：形成一第一外殼層，其中該第一外殼層的導熱係數為0.2~0.5W/m-K；形成一第一導熱塑膠內層，該第一導熱塑膠內層直接接觸該第一外殼層的內壁表面並具有一第一突出部分朝該散熱殼體的內部延伸，其中該第一導熱塑膠內層的導熱係數為2~60 W/m-K；及形成一第一導熱層，該第一導熱層埋設於該第一導熱塑膠內層內；配置一電子元件於該容置空間內；以及設置一第一導熱緩衝墊於該電子元件和該第一突出部分之間並直接接觸該電子元件和該第一突出部分。
9. 一種電子裝置的製造方法，包括：形成一散熱殼體，圍繞一容置空間，該散熱殼體包括一多層殼體區，形成該多層殼體區包括：形成一第一外殼層，其中該第一外殼層的導熱係數為0.2~0.5W/m-K；形成一第一導熱塑膠內層，該第一導熱塑膠內層直接接觸該第一外殼層的內壁表面，其中該第一導熱塑膠內層的導熱係數為2~60W/m-K；及形成一第一導熱層，該第一導熱層埋設於該第一導熱塑膠內層內；以及配置一電子元件於該容置空間內。
10. 如申請專利範圍第8或9項所述之製造方法，更包括：以一雙料射出成形製程形成該多層殼體區。
11. 如申請專利範圍第8項所述之製造方法，其中該第一導熱層的導熱係數為大於或等於200W/m-K。
12. 如申請專利範圍第11項所述之製造方法，更包括：以一雙料射出成形製程形成該第一外殼層、該第一導熱塑膠內層和該第一導熱層。