TWM487609U - 手持電子裝置散熱結構 - Google Patents

Description

手持電子裝置散熱結構

本創作係一種手持電子裝置散熱結構，尤指一種應用於手持電子裝置內避免干涉受持電子裝內的發熱元件的散熱結構。

現行手持式行動裝置隨著使用者喜愛輕薄與運算及效能越來越高之要求下，其內部中央處理單元則邁向雙核心或四核心甚至更高之效能，並因中央處理器之處理效能處理速度越快其所產生之熱量也勢必越來越高，故如何解熱也成為一項非常重要的問題。
習知技術如中華民國專利申請號102209866新型一案揭示一種具有散熱結構的手持通訊裝置，此手持通訊裝置包括一殼體、一發熱元件及一散熱器，殼體內部設有一容腔；發熱元件容置在容腔內；散熱器對應發熱元件配置，散熱器包含一熱管及一導熱板，熱管一端熱貼接於發熱元件，另一端朝遠離發熱元件的方向配置；導熱板熱貼接於熱管。藉此，熱管將發熱元件產生之熱量均勻導至導熱板上，避免熱量累積於發熱元件的周圍，以達到提升散熱效率之功效。
習知技術的熱管設置在導熱板的表面上會干涉到發熱元件，所以必須沿著避開發熱元件的路徑延伸設置，但是這樣就不利於手持電子裝置內的有限空間的利用，故如何在現有的空間中在不增加厚度及空間之條件下以有效解決散熱問題，為本創作的起點。

有鑑於上述問題，本創作主要目的係提供一種不僅讓手持電子裝置內的熱管直接或間接貼接發熱元件，且避免熱管與發熱元件干涉以有效利用手持電子裝置內的空間的散熱結構。
為達到上述目的，本創作提供一種手持電子裝置散熱結構，係容置在一手持電子裝置的殼體內，該殼體內具有至少一發熱元件，該散熱結構係包括：一支撐體，具至少一側表面界定一熱接觸區域對應該發熱元件，及一沒有對應該發熱元件之冷區域，一透孔設置在該熱接觸區域內並貫穿該支撐體；一熱管，具有一第一部份設置在該支撐體的至少一側表面並沿著該冷區域延伸及一第二部分嵌埋在該熱接觸區域的透孔內且貼接該發熱元件。
在一實施該熱管與該發熱元件在該支撐體的同一側或不同側。
在一實施該手持電子裝置散熱結構包括一熱傳導片覆蓋該支撐體的熱接觸區域且貼接在透孔中的熱管的第二部分。
在一實施該熱傳導片與該熱管在該支撐體的同一側或不同側。
在一實施該熱傳導片延伸覆蓋到該支撐體沒有設置熱管的表面區域。
在一實施該熱傳導片的組成材質的熱傳導率高於支撐體的組成材質，其中該支撐體係為不銹鋼或鋁合金材質構成，該熱傳導片係為銅、鋁等金屬或石墨材質構成。
在一實施該熱傳導片在該熱管的第二部分與該發熱元件之間。
在一實施該熱管的第一部份及第二部分之間有一傾斜部分，該傾斜部分從該支撐體的至少一側表面傾斜進入該透孔。
在一實施該熱管的第一部份及第二部分之間有一高低落差。

10‧‧‧手持電子裝置散熱結構
11‧‧‧支撐體
111‧‧‧第一側表面
1111‧‧‧熱接觸區域
1112‧‧‧冷區域
112‧‧‧第二側表面
113‧‧‧透孔
12‧‧‧熱管
121‧‧‧第一部分
122‧‧‧第二部分
123‧‧‧傾斜部分
13‧‧‧熱傳導片
14‧‧‧電路板
141‧‧‧發熱元件
20‧‧‧手持電子裝置
21‧‧‧殼體
211‧‧‧前蓋
2111‧‧‧視窗
212‧‧‧背蓋
213‧‧‧空間
24‧‧‧顯示觸控螢幕

下列圖式之目的在於使本創作能更容易被理解，於本文中會詳加描述該些圖式，並使其構成具體實施例的一部份。透過本文中之具體實施例並參考相對應的圖式，俾以詳細解說本創作之具體實施例，並用以闡述創作之作用原理。
第1A圖係為本創作第一實施立體分解示意圖；
第1B圖係為本創作第一實施立體組合示意圖；
第1C圖係為本創作第一實施剖視分解示意圖；
第1D圖係為本創作第一實施剖視組合示意圖；
第2A圖係為本創作第二實施之剖視分解示意圖；
第2B圖係為本創作第二實施之剖視組合示意圖：
第3A圖係為本創作第三實施之剖視分解示意圖；
第3B圖係為本創作第三實施之剖視組合示意圖：
第4A圖係為本創作第四實施之剖視分解示意圖；
第4B圖係為本創作第四實施之剖視組合示意圖：
第5A圖係為本創作容置在手持電子裝置的殼體內之示意圖；
第5B圖係為第5A圖之剖視示意圖。

以下將參照相關圖式，說明本創作較佳實施，其中相同的元件將以相同的元件符號加以說明。
第1A圖係為本創作立體分解示意圖；第1B圖係為本創作之立體組合示意圖；第1C圖係為本創作剖視分解示意圖；第1D圖係為本創作剖視組合示意圖。如第1A至1D圖所示，手持電子裝置散熱結構10包括一支撐體11、一熱管12。該支撐體11又可被稱為中框係設置在手持電子裝置（例如手機或導航器）的殼體內，並作為手持電子裝置內的其他構件例如一電路板14或一電池（無圖示）等連接的支撐結構。電路板14上包括一發熱元件141。
支撐體11具有至少一側表面界定一熱接觸區域對應該發熱元件141，在本實施中表示該支撐體11具有相反的第一側表面111及一第二側表面112，且該第一側表面111界定一熱接觸區域1111對應該發熱元件141。第一側表面111的剩餘區域沒有對應該發熱元件141則界定為冷區域1112。雖然本實施以第一側表面111作為說明但是不限於此，第二側表面112係可界定一熱接觸區域1111對應發熱元件141及一冷區域1112沒有對應發熱元件141。一透孔113設置在該熱接觸區域1111內並貫穿該支撐體11，透孔113配合熱管12的形狀較佳為長條狀。
熱管12位於該支撐體11對應該發熱元件141的一側，該熱管12具有一第一部份121設置在該支撐體11的第一側表面111並沿著該第一側表面111的冷區域1112延伸到該熱接觸區域1111形成第二部分122嵌埋在該熱接觸區域1111的透孔113內且貼接該發熱元件141。在熱管12的第一部份121及第二部分122之間具有一傾斜部分123，該傾斜部分123從該支撐體11的第一側表面111傾斜進入該透孔113。由於傾斜部分123連接該第一部分121及第二部分122，因此該第一部份121及第二部分122之間界定一高低落差h。熱管12較佳為薄型平板式熱管具有相反的兩平面，熱管12內具有一封閉的腔室從第一部分121延伸到傾斜部分123直到第二部分122，該腔室內設有工作流體及毛細結構，藉由在腔室內的工作流體受熱產生循環的液汽二相變化，及汽體與液體於熱管12的第一部分121及第二部分122間汽往液返的對流而達到傳熱的目的。由於熱管12的第二部分122係嵌埋在支撐體11的熱接觸區域1111的透孔113內，因此避免熱管12干涉到對應到支撐體11的熱接觸區域1111的發熱元件141。
再者，在本實施的圖式中更表示有一熱傳導片13設置在支撐體11的第二側表面112跟熱管12不同側，並從第二側表面112貼接在透孔113中的熱管12的第二部分122。並且該支撐體11的第二側表面112對應該第一側表面111的熱接觸區域1111的區域則被該熱傳導片13覆蓋，該熱傳導片13更可以延伸覆蓋到第二側表面112沒有對應第一側表面111的熱管12的區域。
尤其要說明的是，支撐體11係由強度跟硬度較高的材質製成，而該熱傳導片13的組成材質的熱傳導率高於支撐體11的組成材質的熱傳導率，所以藉由熱傳導片13將熱管12的熱均勻分散到支撐體11的第二側表面112沒有對應第一側表面111的熱管12的區域，以避免熱集中在支撐體11對應發熱元件141的周圍。在一實施該支撐體11較佳為不銹鋼或鋁合金材質（例如AL5052）構成，該熱傳導片13較佳為銅、鋁等金屬或石墨散熱膜（或稱石墨均溫片(Graphite Heat Spreader)）構成。
特別是石墨散熱膜是一種奈米複合材料作為均溫散熱的構件，適應任何表面均勻導熱，具有EMI電磁遮罩效果，其具有獨特的晶粒取向，沿兩個方向均勻導熱，片層狀結構可很好地適應任何表面。石墨散熱膜平面內（水平導熱）具有150-1500 W/m-K範圍內的超高導熱性能，而垂直導熱係數僅為5～20W/mK，幾乎起到了隔熱的作用。也因為石墨散熱膜擁有水平方向讓其他金屬難以企及的熱傳導係數，且在垂直方向上的熱傳導係數偏低的特徵。由於石墨散熱膜具有較高的水平導熱係數，因此，它能夠將熱量進行快速的水平方向的傳導，使水平方向整個表面熱量分佈均勻，消除局部熱點。所以準確來說，石墨散熱膜其實是起到了導熱，並且把熱量均勻散佈的作用，間接來說也就是起到散熱作用。
請繼續參考第2A圖係為本創作第二實施之剖視分解示意圖；第2B圖係為本創作第二實施之剖視組合示意圖。如第2A及2B圖所示，係表示該熱傳導片13與該熱管12在支撐體11的同一側。更詳細說，前述的熱傳導片13亦可以設置在第一側表面111的熱接觸區域1111。熱傳導片13的一側貼接透孔113內的熱管12的第二部分122，另一側貼接該發熱元件141，因此該發熱元件141隔著該熱傳導片13對應該熱管12的第二部分。該熱傳導片13可以延伸覆蓋到第一側表面111未設置熱管12的區域。發熱元件141的熱透過熱傳導片13傳遞到該熱管12，藉由熱管12將熱由第二部分122傳遞到第一部份121遠離熱接觸區域1111，同時該發熱元件141的熱經由熱傳導片13傳遞到第一側表面111未設置熱管12的區域。因此第一側表面112的各點位置或各區域的溫度值得係為均勻分佈的狀態，並藉由這樣的設置改善熱集中支撐體11對應發熱元件141的周圍。
請繼續參考第3A圖係為本創作第三實施之剖視分解示意圖；第3B圖係為本創作第三實施之剖視組合示意圖；第4A圖係為本創作第四實施之剖視分解示意圖；第4B圖係為本創作第四實施之剖視組合示意圖。如圖所示，其跟第一實施例的差別在於該熱管12位於該支撐體11對應該發熱元件141的不同側，也就是該熱管12的第一部份121位於支撐體11第二側表面112，熱管12的第二部分122嵌埋在透孔113內，熱管12的傾斜部分123從該第二側表面112傾斜進入該透孔113內。再者該熱傳導片13跟熱管12在支撐體11的同一側（如第3A及3B圖所示）或不同側（如第4A及4B圖所示）。
以下將詳細說明手持電子裝置散熱結構應用在一手持電子裝置內之具體實施，本創作所指的手持電子裝置包含手機（包括智慧型手機）、平板電腦、PDA，顯示器及智慧型手錶，在本說明的圖式將以智慧型手機作為例示。
第5A圖係為本創作容置在手持電子裝置的殼體內之示意圖；第5B圖係為第5A圖之剖視示意圖。如第5A及5B圖並一併參考第1A至1D圖所示，該手持電子裝置20包括一殼體21係由一前蓋211及一背蓋212組成，在該前蓋211與背蓋212之間界定一空間213，前蓋211開設有一視窗2111裝設有一顯示觸控螢幕24。前述的手持電子裝置散熱結構10係放置在該空間213內位於前蓋211與背蓋212之間，除此之外空間213內更容置有該電路板14及電池（無圖示）等零件。在手持電子裝置20內的電路板14上的發熱元件141對應該支撐體11的第一側面111的熱接觸區域1111，且直接貼接嵌埋在熱接觸區域1111內的透孔113的熱管12的第二部分122，以透過熱管12將熱傳導到第一部分121。另外藉由該熱傳導片13將熱管12的熱均勻分散到支撐體11的第二側表面112未對應第一側表面的熱管12的區域。因此第二側表面112的各點位置或各區域的溫度值係為均勻分佈的狀態，並藉由這樣的設置改善發熱元件141的熱集中在支撐體11對應發熱元件141的對應位置的問題。
綜上所述，本創作能被應用在各種手持式裝置，如手機、平板電腦、PDA、及數位顯示器等電子裝置，不僅讓手持電子裝置內的熱管直接或間接貼接發熱元件，且避免熱管與發熱元件干涉以有效利用手持電子裝置內的空間的散熱結構。
雖然本創作以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟悉此技藝者，在不脫離本創作的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本創作之保護範圍當視後附的申請專利範圍所定者為準。

10‧‧‧手持電子裝置散熱結構

11‧‧‧支撐體

111‧‧‧第一側表面

1111‧‧‧熱接觸區域

1112‧‧‧冷區域

112‧‧‧第二側表面

113‧‧‧透孔

12‧‧‧熱管

121‧‧‧第一部分

122‧‧‧第二部分

123‧‧‧傾斜部分

13‧‧‧熱傳導片

14‧‧‧電路板

141‧‧‧發熱元件

Claims (9)

1. 一種手持電子裝置散熱結構，係容置在一手持電子裝置的殼體內，該殼體內具有至少一發熱元件，該散熱結構係包括：
   一支撐體，具至少一側表面界定一熱接觸區域對應該發熱元件，及一冷區域沒有對應該發熱元件，一透孔設置在該熱接觸區域內並貫穿該支撐體；
   一熱管，具有一第一部份設置在該支撐體的至少一側表面並沿著該冷區域延伸及一第二部分嵌埋在該熱接觸區域的透孔內且貼接該發熱元件。
2. 如請求項1所述之手持電子裝置散熱結構，該熱管位於該支撐體對應該發熱元件的同一側或不同側。
3. 如請求項2所述之手持電子裝置散熱結構，更包括一熱傳導片貼接該熱管的第二部分。
4. 如請求項3所述之手持電子裝置散熱結構，其中該熱傳導片與該熱管在該支撐體的同一側或不同側。
5. 如請求項3所述之手持電子裝置散熱結構，其中該熱傳導片的組成材質的熱傳導率高於支撐體的組成材質。
6. 如請求項5所述之手持電子裝置散熱結構，其中該支撐體係為不銹鋼或鋁合金材質構成；該熱傳導片係為銅、鋁等金屬或石墨材質構成。
7. 如請求項4所述之手持電子裝置散熱結構，其中該熱傳導片在該熱管的第二部分與該發熱元件之間。
8. 如請求項3所述之手持電子裝置散熱結構，其中該熱管的第一部份及第二部分之間具有一傾斜部分，該傾斜部分從該支撐體的至少一側表面傾斜進入該透孔。
9. 如請求項8所述之手持電子裝置散熱結構，其中該熱管的第一部份及第二部分之間有一高低落差。