TWM555461U - 行動電子裝置之熱管與金屬殼體的連結構造 - Google Patents

Abstract

一種行動電子裝置之熱管與金屬殼體的連結構造，包含一金屬殼體，其上設有一狹長型溝槽，且溝槽左、右二側界定出一溝槽寬度；一熱管，為導熱金屬所構成，具有一扁平狀的本體，且其厚度小於1mm，熱管左、右二側的管體寬度係小於溝槽的容置寬度，當熱管設置於溝槽內時，與溝槽的槽壁間形成一間隙，而熱管與金屬殼體以點膠方式予以定位；及一塑膠層，以一模內射出製程形成於間隙(d)中，將金屬殼體與熱管兩金屬件予以連結的異質結合結構；藉此，具有結合穩固、具薄型化且散熱性佳之功效者。

Description

行動電子裝置之熱管與金屬殼體的連結構造

本創作係有關一種行動電子裝置之熱管與金屬殼體的連結構造，尤指一種塑膠以模內射出(insert molding)將金屬殼體與熱管兩金屬件予以連結的異質結合結構。

按，行動電子裝置愈趨於輕薄多工，且由於電子元件密度提高、工作頻率增快，經長時間使用後會導致於局部出現過熱現象，此現象為消費者帶來了溫度過高觸感的不良使用感受;換言之，通常行動電子裝置的晶片或電池在工作時是主要熱源，散熱不僅是為了降低晶片或電池自身溫度以保證其能在要求的溫度範圍內正常工作，同時還要兼顧散熱時不能造成殼體局部過熱，亦即產生熱點(Hot Spot)，給消費者造成不良使用體驗，目前行動電子裝置之散熱方式，主要是利用簡單的開孔、熱傳導、熱輻射等方式，但該些散熱方式已無法滿足解決現今高效能晶片所產生之熱能，因此會有過熱的問題，熱能無法均勻散佈於殼體，導致行動電子裝置內部的散熱效率降低;進而導致手機中央處理器之指令降頻或過慢死機的現象也時有發生，為解決上述之問題，目前高階手機機種以人工石墨片為主，但隨著影音要求愈高，已逐漸不能解決過熱之問題；因此已有微熱管應用於商用智慧型手機，使用微熱管作為熱交換元件。

次按，圖1所示，係台灣新型第M496156號專利，該專利揭露一種行動電子裝置散熱結構，其包括一前殼支架41、液晶顯示模組42及一後蓋46及該薄型微熱管45，該液晶顯示模組42一側設有一基板44，該基板44上設置有至少一電子元件441，該後蓋46具有一容置空間461，該液晶顯示模組42一側貼設一中框33，該基板44係嵌設於該中框43上，該薄型微熱管45係設置於所述電子元件441與後蓋46之間，該薄型微熱管45一側對應接觸所述電子元件441，另一側對應接觸所述後蓋46，並配合一散熱片451；藉以幫助該電子元件421之熱能均勻散佈不產生積熱。惟查，該薄型微熱管45係為一種以銅質或鋁質材料所製成之管狀體，由於銅質或鋁質材料為導熱之良導體，故被廣泛使用作為與熱源直接接觸用以傳導熱量的導熱元件，但其需再透過錫膏或焊接方式將該薄型微熱管45黏合在該容置空間461內，但因熱管為銅或鋁材質，其本身材料特性透過錫膏黏合或透過焊接結合固定，易造成熱阻問題、殼體不易變薄及環保問題。

又按，圖2A、2B、2C所示，係台灣發明第I544204號專利，該專利揭露一種熱管固定結構，係包含：一熱管52、一承載體51、二固定件53、54；該熱管52具有一本體並具有一第一側及一第二側；該承載體51具有一溝槽511，該溝槽511具有一開放側及一封閉側，該熱管52設置於該溝槽51內，並藉由第一側及一第二側分別對應該開放側及該封閉側；二固定件53、54其外側端54b設置於該熱管53、54及該承載體51上方，該第固定件其內側端54a(自由端)對應與該熱管52之第一側接觸「壓抵或卡接」，提供一種熱管的固定結構，進而改善習知焊接固定熱管之缺失者。惟查，這種透過緊配之方式將熱52管與承載體51作組合，緊配之方式雖可將兩者固定，但有部分緊配結構需對該熱管施加壓力令其變形，而當對熱管施加壓力時會破壞熱管內部之毛細結構使熱管熱傳導效率大幅降低或甚而失能，進而降低或失去熱管熱傳之效果。

再按，圖3A、3B、3C所示，係台灣新型第M522552號專利，該專利揭露一種手持通訊裝置60及其薄型化散熱器70，此薄型化散熱器70包括一第一導熱板71、一熱管72及一第二導熱板73，第一導熱板71設有一穿槽711；熱管72設置於穿槽711內；第二導熱板73對應第一導熱板71及熱管72進行搭接或貼接。藉此，發熱元件63產生之熱量均勻導至熱管72及導熱板71上，避免熱量累積於發熱元件63的周圍或殼體61，以達到提升散熱效率之功效。惟查，熱管72透過第二導熱板73與導熱板71組合，但在此種厚度的熱管，厚度越小效能越差，且其在搬運過程仍會因震動因素造成鬆脫及分解等問題。

是以，上述習知技術之缺失係為熟悉該項技藝之人士欲改善之首要目標。

本創作之主要目的，係欲解決先前技術，而提供一種行動電子裝置之熱管與金屬殼體的連結構造，具有結合穩固、具薄型化且散熱性佳之功效者。

為達上述功效，本創作所採用之之技術特徵，包含:一金屬殼體，係包括為一行動電子裝置上的一中框殼體、後蓋體或一導熱板體所構成，該金屬殼體上設有一狹長型的溝槽，且該溝槽左、右二側界定出一溝槽寬度(S)；一熱管，為導熱金屬所構成，具有一扁平狀的本體，其厚度小於1mm，該本體具有一朝上的第一面，及一相反對應的第二面，且該熱管左、右二側的管體寬度(W)係小於該溝槽的容置寬度(S)，俾當該熱管設置於該溝槽內時，該熱管左、右二側與該溝槽的槽壁間形成一間隙(d)，而該熱管與該金屬殼體以點膠方式予以定位；以及一塑膠層，係以一模內射出(insert molding)製程形成於該間隙(d)中，藉由該注塑成型的塑膠層將該金屬殼體與該熱管兩金屬件予以連結，且該塑膠層係包覆在該熱管的左、右兩側，使該熱管的第一面及一第二面，呈現沒有塑膠層包覆的裸露散熱面。

依據前揭特徵，在第一實施例中，該金屬殼體可為一中框殼體或一後蓋體，該溝槽可包括: 具有一朝上的開放側及一底部的封閉側，該熱管的第一面相對位於該開放側，第二面相對位於該封閉側。

又在第二實施例中，該金屬殼體可為一導熱板體，該溝槽包括:具有一朝上及一朝下的上、下開放側，該熱管的第一面相對位於該上開放側，第二面相對位於該下開放側。

依據前揭特徵，該金屬殼體上的溝槽及該熱管與該塑膠層的接觸面可包括加工使其呈現微孔粗糙面，該塑膠層係呈C型夾持狀包覆在該熱管的左、右兩側。

藉助上揭技術特徵，本創作係相較於傳統的熱管組合構造，本創作沒有傳統透過錫膏黏合或焊接結合固定熱管，易造成熱阻問題及環保問題。也沒有傳統透過「壓抵或卡接」這種透過緊配之方式，易造成熱管施加壓力而變形，失去熱管熱傳之問題點。沒有傳統透過搭接或貼接結合固定熱管，易造成搬運過程因震動因素造成鬆脫及分解等問題。是以，本創作已解決先前技術的上述缺點，以模內射出(insert molding)手段，藉由該注塑成型的塑膠層將該金屬殼體與該熱管兩金屬件予以連結的異質結合結構，具有結合穩固、具薄型化且散熱性佳之功效者。

首先，請參閱圖4～圖7所示，本創作行動電子裝置之熱管與金屬殼體的連結構造，包含:一金屬殼體10，係包括為一行動電子裝置上的一中框殼體10a、一後蓋體10b或一導熱板體10c所構成，該金屬殼體10上設有一狹長型的溝槽11，且該溝槽11左、右二側界定出一溝槽寬度(S)；本實施例中，該金屬殼體10的材料可包括銅、鋁、鈦、不鏽鋼、銀或其金屬合金，或任意兩者或兩者以上之金屬複合材所構成。

一熱管20，為導熱金屬所構成，具有一扁平狀的本體，其厚度小於1mm，該本體具有一朝上的第一面21，及一相反對應的第二面22，且令該熱管左、右二側的管體寬度(W)係小於該溝槽的容置寬度(S)，俾當該熱管20設置於該溝槽11內時，該熱管20左、右二側與該溝槽11的槽壁間形成一間隙(d)，而該熱管20與該金屬殼體10以點膠31方式予以定位；本實施例中，該點膠31可包括:熱塑性樹脂、熱固性樹脂或矽樹脂其中任一所構成。

一塑膠層30，係以一模內射出(insert molding)製程形成於該間隙(d)中，藉由該注塑成型的塑膠層30將該金屬殼體10與該熱管20兩金屬件予以連結，且該塑膠層30係包覆在該熱管20的左、右兩側，使該熱管20的第一面21及一第二面22，呈現沒有塑膠層30包覆的裸露散熱面。本實施例中，該塑膠層30的材料可包括:PBT、PC、ABS、PC/ABS、PPS、PA6、PA66、PA66/PA6、PBT/filler、PC/filler，PC/ABC/filler，PPS/filler，PA6/filler，PA66/filler，PA66/PA6/filler ，其中的filler 可以為纖維或無機填料,其中的纖維可以為碳纖維、石墨纖維、奈米碳管、石墨烯纖維、玻璃纖維、高分子纖維、或高分子中空纖維或奈米金属線;其中的填料可以為碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鋁、碳化矽、雲母、氮化硼、氮化鋁、二氧化鈦、氧化鋅、氧化鎂、碳球、石墨、石墨烯及奈米碳材等。

如圖5A-5D所示，在本實施例中，該金屬殼體10係為一中框殼體10a的構造，其溝槽11包括:具有一朝上的開放側及111一底部的封閉側112，該熱管20的第一面21相對位於該開放側111，第二面22相對位於該封閉側112。也就說在本實施例中，該中框殼體10a之溝槽11的底部，係具有封閉側112，而不是貫穿孔的結構。

如圖5E所示，該金屬殼體10的另一可行實施例係為一後蓋體10b的構造，其溝槽11的底部亦具有一封閉側112，因此當該熱管20設置於該溝槽11內注塑成型的結合構造，係相同於圖5D所示，因此容不贅述。

如圖6A-5D所示，在又一可行實施例中，該金屬殼體10係為一導熱板體10c的構造，該導熱板體10c的溝槽11包括:具有一朝上及一朝下的上、下開放側113、114，該熱管20的第一面相對21位於該上開放側113，第二面相21對位於該下開放側114。也就說在本實施例中，該導熱板體10c之溝槽11的底部沒有封閉側，而是貫穿孔的結構。

是以，本創作運用模內射出(insert molding)，藉由該注塑成型的塑膠層30將該金屬殼體10與該熱管20兩金屬件予以連結，其可適用於包括上述中框殼體10a、後蓋體10b及導熱板體10c等實施例。

進一步，如圖7所示，該金屬殼體10上的溝槽11及該熱管20與該塑膠層30的接觸面更可透過加工，使其呈現微孔粗糙面12、23，該塑膠層係呈C型夾持狀包覆在該熱管的左、右兩側。本實施例中，為讓塑膠層30該金屬殼體10與熱管20兩金屬咬合更完整，接觸面採用一般C或T或HK或E或PMH或TRI處理或是ECIM進行加工。藉此使經過上述加工處理的金屬殼體10表面形成納米級的微孔粗糙面12、23，使該塑膠層30的樹脂與金屬進行咬合，形成「錨栓效應」，屬納米級物理接合，可使樹脂與金屬牢固結合，又經過上述加工，如TRI處理的鋁合金化學，形成一層厚度70-1500nm的氧化膜，氧化膜內含有三嗪硫醇等即能與樹脂反應又可以和金屬結合的物質，在高溫高壓下產生化學反應鏈接合，使樹脂與金屬牢固結合。

藉助上揭技術特徵，本創作係相較於傳統的熱管組合構造，具有下列之功效需再闡明者： 一. 本創作沒有傳統錫膏黏合或焊接結合固定熱管，易造成熱阻問題、殼體不易變薄及環保問題。 二. 本創作沒有傳統「壓抵或卡接」這種透過緊配之方式，易造成熱管施加壓力而變形，失去熱管熱傳之問題點。 三. 本創作沒有傳統搭接或貼接結合固定熱管，易造成搬運過程因震動因素造成鬆脫及分解等問題。 四. 本創作可以不增加結構原先之厚度,亦即可更具薄型化。

是以，本創作已克服並解決先前技術的上述缺點，以模內射出(insert molding)手段，藉由該注塑成型的塑膠層30將該熱管20與金屬殼體10的連結構造，具有結合穩固、具薄型化且散熱性佳之功效者。

綜上所述，本創作所揭示之構造，為昔所無，且確能達到功效之增進，並具可供產業利用性，完全符合新型專利要件，祈請 鈞局核賜專利，以勵創新，無任德感。

惟，上述所揭露之圖式、說明，僅為本創作之較佳實施例，大凡熟悉此項技藝人士，依本案精神範疇所作之修飾或等效變化，仍應包括在本案申請專利範圍內。

10‧‧‧金屬殼體
10a‧‧‧中框殼體
10b‧‧‧後蓋體
10c‧‧‧導熱板體
11‧‧‧溝槽
12‧‧‧微孔粗糙面
111‧‧‧開放側
112‧‧‧封閉側
113‧‧‧上開放側
114‧‧‧下開放側
20‧‧‧熱管
21‧‧‧第一面
22‧‧‧第二面
23‧‧‧微孔粗糙面
30‧‧‧塑膠層
31‧‧‧點膠

圖1係習用台灣新型第M496156號之分解立體圖。 圖2A至2C係習用台灣發明第I544204號專利之分解立體圖、組合圖立體圖及結構剖視圖。 圖3A至3C係習用台灣新型第M522552號專利之分解立體圖、組合立體圖圖及結構剖視圖。 圖4係本創作之成型流程圖。 圖5A至5D係本創作第一實施例之分解立體圖、組合立體圖圖及結構剖視圖。 圖5E係本創作第二實施例之分解立體圖。 圖6A至6D係本創作第三實施例之分解立體圖、組合立體圖圖及結構剖視圖。 圖7係本創作主要構造放大剖視圖。

10‧‧‧金屬殼體

10a‧‧‧中框殼體

11‧‧‧溝槽

111‧‧‧開放側

112‧‧‧封閉側

20‧‧‧熱管

21‧‧‧第一面

22‧‧‧第二面

30‧‧‧塑膠層

d‧‧‧間隙

Claims (4)

1. 一種行動電子裝置之熱管與金屬殼體的連結構造，包含: 一金屬殼體，係包括為一行動電子裝置上的一中框殼體、一後蓋體或一導熱板體所構成，該金屬殼體上設有一狹長型的溝槽，且該溝槽左、右二側界定出一溝槽寬度(S)； 一熱管，為導熱金屬所構成，具有一扁平狀的本體，其厚度小於1mm，該本體具有一朝上的第一面，及一相反對應的第二面，且該熱管左、右二側的管體寬度(W)係小於該溝槽的容置寬度(S)，俾當該熱管設置於該溝槽內時，該熱管左、右二側與該溝槽的槽壁間形成一間隙(d)，而該熱管與該金屬殼體以點膠方式予以定位；以及 一塑膠層，以一模內射出(insert molding)製程形成於該間隙(d)中，藉由該注塑成型的塑膠層將該金屬殼體與該熱管兩金屬件予以連結，且該塑膠層係包覆在該熱管的左、右兩側，使該熱管的第一面及一第二面，呈現沒有塑膠層包覆的裸露散熱面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之一種行動電子裝置之熱管與金屬殼體的連結構造，其中，該金屬殼體為一中框殼體或一後蓋體，該溝槽具有一朝上的開放側及一底部的封閉側，該熱管的第一面相對位於該開放側，第二面相對位於該封閉側。
3. 如申請專利範圍第1項所述之一種行動電子裝置之熱管與金屬殼體的連結構造，其中，該金屬殼體為一導熱板體，該溝槽具有一朝上及一朝下的上、下開放側，該熱管的第一面相對位於該上開放側，第二面相對位於該下開放側。
4. 如申請專利範圍第2或3項所述之一種行動電子裝置之熱管與金屬殼體的連結構造，其中，該金屬殼體上的溝槽及該熱管與該塑膠層的接觸面更包括加工使其呈現微孔粗糙面，且該塑膠層係呈C型夾持狀包覆在該熱管的左、右兩側。