專利名稱：散熱處理裝置及移動(dòng)終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通訊領(lǐng)域，特別是涉及一種散熱處理裝置及移動(dòng)終端。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，移動(dòng)終端特別是基于第三代移動(dòng)通信技術(shù)Urd-generation，簡(jiǎn)稱為3G)、以及長(zhǎng)期演進(jìn)(Long Term Evolution，簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)TE)系統(tǒng)的智能終端，其內(nèi)部主芯片的主頻越來(lái)越高，存儲(chǔ)器存取速度越來(lái)越快，射頻功放和電源管理功耗也相應(yīng)越來(lái)越高，因此，對(duì)移動(dòng)終端的散熱處理(也可以稱為熱設(shè)計(jì))就顯得尤其重要。造型的輕薄化與功能的復(fù)雜化是智能移動(dòng)終端的一體兩面，一方面是炫酷的機(jī)身和多彩的應(yīng)用，另一方面是與日俱增的功耗和移動(dòng)終端狹小的空間，在目前智能終端飛速、發(fā)展的時(shí)代，熱設(shè)計(jì)非常重要。目前，移動(dòng)終端熱設(shè)計(jì)散熱主要依托于硬件布局、結(jié)構(gòu)空間設(shè)計(jì)和導(dǎo)熱材料降熱等方面。在功能機(jī)終端時(shí)代，靠前面二者就能解決問(wèn)題；但智能終端時(shí)代，導(dǎo)熱材料散熱應(yīng)用越來(lái)越廣泛。特別是采用斷板方案的移動(dòng)終端，往往離開(kāi)導(dǎo)熱材料散熱問(wèn)題就無(wú)法有效緩解和解決。上述斷板方案是指移動(dòng)終端內(nèi)部的印刷電路板(Printed Circuit Board,簡(jiǎn)稱為PCB)的面積為整機(jī)縱向剖面一半左右。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常的導(dǎo)熱材料為石墨、導(dǎo)熱銅箔、鋁或銅基導(dǎo)熱片等。但這些導(dǎo)熱材料均只能實(shí)現(xiàn)散熱目的，難有其他綜合效果，且由于原材料、制作工藝等原因大面積使用時(shí)，價(jià)格均比較貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種散熱處理裝置及移動(dòng)終端，能夠?qū)σ苿?dòng)終端電子系統(tǒng)有效地進(jìn)行散熱處理。本發(fā)明提供一種散熱處理裝置，包括經(jīng)過(guò)去低導(dǎo)熱率表層處理的移動(dòng)終端金屬支架、表面粗糙的第一導(dǎo)熱材料、以及多層結(jié)構(gòu)的PCB，其中，移動(dòng)終端金屬支架位于移動(dòng)終端液晶顯示屏(Liquid Crystal Display,簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)CD)與PCB之間；移動(dòng)終端金屬支架與PCB之間填充有第一導(dǎo)熱材料；PCB上的大功率器件設(shè)置在PCB的器件面的中間位置，并相互之間留有空隙；PCB中設(shè)置有至少一層地銅，PCB的器件面的大功率器件底部或其他位置設(shè)置有地銅，PCB的器件面上設(shè)置有地孔。優(yōu)選地，移動(dòng)終端金屬支架與PCB之間的距離大于等于O. I毫米且小于等于O. 2毫米。優(yōu)選地,第一導(dǎo)熱材料為全向?qū)щ娕菝蕖?yōu)選地，去低導(dǎo)熱率表層處理為表面去氧化層處理。優(yōu)選地，大功率器件包括射頻功放、電源管理芯片、以及系統(tǒng)主芯片。優(yōu)選地，在PCB的器件面設(shè)置有金屬屏蔽件，大功率器件位于PCB表面與金屬屏蔽件之間。
優(yōu)選地，移動(dòng)終端金屬支架與PCB的金屬屏蔽件之間填充有第一導(dǎo)熱材料。優(yōu)選地，金屬屏蔽件與大功率器件之間填充有第二導(dǎo)熱材料。優(yōu)選地，第二導(dǎo)熱材料為導(dǎo)熱硅膠。本發(fā)明還提供了一種移動(dòng)終端，包括上述散熱處理裝置。本發(fā)明有益效果如下通過(guò)在進(jìn)行過(guò)去低導(dǎo)熱率表層處理的移動(dòng)終端金屬支架與PCB的間隙填充能夠?qū)щ姷膶?dǎo)熱材料，使得在對(duì)移動(dòng)終端電子系統(tǒng)有效進(jìn)行散熱處理的同時(shí)，能夠提高電子系統(tǒng)接地性能和射頻信號(hào)接收性能以及整機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的抗跌落等可靠性方面的性能。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例的散熱處理裝置的示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的采用全向?qū)щ娕菝捱M(jìn)行移動(dòng)終端散熱處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式為了能夠?qū)σ苿?dòng)終端電子系統(tǒng)有效地進(jìn)行散熱處理，本發(fā)明提供了一種散熱處理裝置及移動(dòng)終端，在本發(fā)明實(shí)施例中，不采用常規(guī)導(dǎo)熱材料，選取常規(guī)用于導(dǎo)電、接地處理的材料，通過(guò)移動(dòng)終端金屬支架表面工藝處理、PCB屏蔽工藝處理以及金屬支架與PCB板屏蔽材料間隙填充等系列工藝處理措施，在達(dá)到對(duì)移動(dòng)終端電子系統(tǒng)有效散熱處理的主要目的同時(shí)，提高了電子系統(tǒng)接地性能和射頻信號(hào)接收性能。以下結(jié)合附圖以及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明。裝置實(shí)施例一根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種散熱處理裝置，圖I是本發(fā)明實(shí)施例的散熱處理裝置的示意圖，如圖I所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的散熱處理裝置包括經(jīng)過(guò)去低導(dǎo)熱率表層處理的移動(dòng)終端金屬支架10、表面粗糙的第一導(dǎo)熱材料12、以及多層結(jié)構(gòu)的PCB 14，以下對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的各個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。具體地，移動(dòng)終端金屬支架10位于移動(dòng)終端IXD與PCB 14之間，移動(dòng)終端金屬支架10與PCB 14之間需要保持一定的空隙，在本發(fā)明實(shí)施例中，移動(dòng)終端金屬支架10與PCB14之間的距離大于等于O. I毫米且小于等于O. 2毫米。需要說(shuō)明的是，移動(dòng)終端金屬支架10的表面需要進(jìn)行去低導(dǎo)熱率表層處理，在本發(fā)明實(shí)施例中，去低導(dǎo)熱率表層處理為表面去氧化層處理。移動(dòng)終端金屬支架10與PCB 14之間填充有第一導(dǎo)熱材料12 ;其中，第一導(dǎo)熱材料12為常規(guī)用于導(dǎo)電的全向?qū)щ娕菝?。上述全向?qū)щ娕菝拊谄胀ㄅ菝薜幕A(chǔ)上均勻摻雜銅粉、鋁粉(早期環(huán)保要求不嚴(yán)的情況下，會(huì)部分摻雜鎳粉)，具有良好的導(dǎo)電性能，同時(shí)，這種材料制作工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉
MTv ο需要說(shuō)明的是，上述第一導(dǎo)熱材料12常規(guī)用途只是用于導(dǎo)電(最常用的導(dǎo)電用途是接地)，在本發(fā)明實(shí)施例中，將這種常規(guī)用于導(dǎo)電的材料用于導(dǎo)熱，在實(shí)際應(yīng)用中，不能簡(jiǎn)單的把常規(guī)用于導(dǎo)電的材料用于導(dǎo)熱，因此本發(fā)明實(shí)施例需要進(jìn)行如下處理
I、對(duì)移動(dòng)終端金屬支架10進(jìn)行工藝處理；具體的，通過(guò)工藝處理提升金屬支架表面的熱導(dǎo)通率；2、對(duì)PCB 14能夠?qū)щ姷膶?dǎo)熱面結(jié)構(gòu)進(jìn)行大面積化，把單個(gè)較小的結(jié)構(gòu)體合并；3、把常規(guī)用于導(dǎo)電的導(dǎo)熱材料進(jìn)行接觸表面粗糙化，形成密集多點(diǎn)接觸，保證最大程度的熱傳導(dǎo)性能。具體地，PCB 14上的大功率器件設(shè)置在PCB 14的器件面的中間位置，并相互之間留有空隙；其中，上述大功率器件包括但不限定于射頻功放、電源管理芯片、以及系統(tǒng)主芯片。移動(dòng)終端的射頻功放、電源管理芯片、系統(tǒng)主芯片是主要熱源，本發(fā)明實(shí)施例的散熱處理裝置主要針對(duì)這些熱源進(jìn)行有效散熱。PCB 14中設(shè)置有至少一層地銅，此外PCB 14的器件面的大功率器件底部或其他 位置也設(shè)置有地銅，PCB 14的器件面上設(shè)置有地孔。
優(yōu)選地，在本發(fā)明實(shí)施例中，在PCB 14的器件面還可以設(shè)置有大屏蔽罩，該大屏蔽罩可以為金屬屏蔽件，大功率器件位于PCB 14表面與金屬屏蔽件之間。金屬屏蔽件能用于規(guī)避PCB 14上有源器件高頻輻射互擾和外界高頻信號(hào)干擾。移動(dòng)終端金屬支架10與PCB 14的金屬屏蔽件之間填充有第一導(dǎo)熱材料12。金屬屏蔽件與大功率器件之間填充有第二導(dǎo)熱材料，上述第二導(dǎo)熱材料為導(dǎo)熱硅膠。以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的上述散熱處理裝置的處理過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。圖2是本發(fā)明實(shí)施例的采用全向?qū)щ娕菝捱M(jìn)行移動(dòng)終端散熱處理的流程圖，如圖2所示，包括如下處理步驟1，對(duì)移動(dòng)終端金屬支架和PCB屏蔽材料之間預(yù)留足夠高度的間隙，以O(shè). Imm到O. 2mm之間為佳。在實(shí)際應(yīng)用中，這個(gè)間隙過(guò)小的話，目前工藝技術(shù)生產(chǎn)的全向?qū)щ娕菝迚嚎s空間不夠，此外，間隙填充足夠的導(dǎo)熱材料才能保證良好的蓄熱能力。上述O. Imm到O. 2mm之間只是推薦值，實(shí)際根據(jù)生產(chǎn)工藝更新情況，間隙可以進(jìn)行調(diào)整。步驟2，對(duì)移動(dòng)終端金屬支架的表面進(jìn)行去低導(dǎo)熱率表層處理。在實(shí)際應(yīng)用中，常用的移動(dòng)終端金屬支架為鎂鋁合金，對(duì)移動(dòng)終端金屬支架的表面進(jìn)行去低導(dǎo)熱率表層處理即對(duì)鎂鋁合金的表面進(jìn)行去氧化層處理。鎂鋁合金具有強(qiáng)度高、彈性模量大、散熱好、消震性好、承受沖擊載荷能力大、無(wú)磁性、屏蔽性好、高導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性等特點(diǎn)，因此目前被廣泛用于移動(dòng)終端。鎂鋁合金增加氧化膜能夠顯著提高其抗腐蝕的性能，傳統(tǒng)氧化膜含有鉻、氟、磷等元素，陽(yáng)極氧化形成的氧化膜主要成分為其表面均勻分布的鋁、硅等元素，這些元素中的大量的非金屬元素(導(dǎo)熱率低)有效降低了鎂鋁合金的防腐蝕性能。本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)比測(cè)試，鎂鋁合金表面氧化層對(duì)導(dǎo)熱率降低表現(xiàn)在最后的測(cè)試結(jié)果對(duì)溫升的控制差異會(huì)達(dá)到2 4度的范圍，即，不去除氧化層對(duì)導(dǎo)熱率的影響非常大。因此，需要對(duì)移動(dòng)終端金屬支架的表面進(jìn)行去低導(dǎo)熱率表層處理。步驟3，對(duì)PCB的布局進(jìn)行優(yōu)化。射頻功放、電源管理芯片和系統(tǒng)主芯片置于板子靠中間部分，且相對(duì)位置散開(kāi)，留足大面積地銅和足夠多的地孔；同時(shí)，對(duì)靠近器件面使用大的導(dǎo)電材料如整體金屬大屏蔽件(單邊長(zhǎng)度長(zhǎng)20mm以上)等形式的大導(dǎo)熱面。
足夠面積的地銅和足夠多的地孔，是電子系統(tǒng)本身散熱的重要因素，因?yàn)殡娮悠骷臒峁β屎纳⒌牡谝宦窂骄褪荘CB板的銅箔以及其他附著金屬物，通過(guò)這些導(dǎo)熱率較高材質(zhì)的熱傳導(dǎo)，熱散播到PCB表面。大的導(dǎo)電材料如整體金屬大屏蔽件有利于第一時(shí)間接收傳導(dǎo)或輻射對(duì)流到PCB表面的熱量。通常為了加大直接熱傳導(dǎo)的比例，本發(fā)明實(shí)施例采用導(dǎo)熱硅膠等材料壓縮填充在熱源電子器件表面和大的導(dǎo)電屏蔽材料如整體金屬大屏蔽件之間。采取上述步驟的重要性在于保證有效集中地把PCB電子器件熱量傳輸?shù)絇CB表面大的導(dǎo)電材料如整體金屬大屏蔽件上，有效保證熱耗散面積和體 積，減少電子系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量直接對(duì)空氣層的輻射和對(duì)流量占比，從而方便采取更進(jìn)一步措施將熱量從PCB表面大的導(dǎo)電材料如整體金屬大屏蔽件處傳輸出去。步驟4，選取內(nèi)含銅、鋁等高導(dǎo)熱率材質(zhì)的全向?qū)щ娕菝?，全向?qū)щ娕菝逓閷?dǎo)熱率高的可壓縮導(dǎo)電材料的典型代表，其表面粗糙，在對(duì)應(yīng)PCB整體大導(dǎo)熱面的間隙實(shí)現(xiàn)完全填充。全向?qū)щ娕菝拗械母邔?dǎo)熱率材質(zhì)能夠有效保證傳熱性能；全向?qū)щ娕菝薇砻娲植冢w可壓縮，可以保證有效接觸面積，全向?qū)щ娕菝揠m然內(nèi)部含銅材質(zhì)比普通導(dǎo)熱銅箔少，但是能有更好的導(dǎo)熱效果。導(dǎo)熱銅箔表面看來(lái)很平，在PCB屏蔽材料和鎂鋁合金之間卻只能點(diǎn)接觸，而全向?qū)щ娕菝弈軐?shí)現(xiàn)面接觸。因此，藉由全向?qū)щ娕菝薜臒醾鲗?dǎo)的絕對(duì)傳熱面積和體積比普通導(dǎo)熱銅箔要大得多。同時(shí)，泡棉體內(nèi)部有微小氣孔，這種如同普通棉被一樣的物理結(jié)構(gòu)能保證足夠的蓄熱能力。出于隔絕空氣目的，需要在對(duì)應(yīng)PCB整體大屏蔽件位置的間隙實(shí)現(xiàn)完全填充。因?yàn)殒V鋁合金表面氧化層去除后，如果不通過(guò)完全填充間隙的方式隔絕空氣，鎂鋁合金表面就會(huì)被氧化掉，從而影響鎂鋁合金長(zhǎng)期使用的可靠性。經(jīng)過(guò)上述步驟處理，對(duì)比石墨(人工、天然)、銅基導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱效果，使用本發(fā)明實(shí)施例的散熱處理裝置，在同樣面積的情況下，能夠達(dá)到價(jià)格是全向?qū)щ娕菝迬装俦兜氖纳嵝Ч?，比?dǎo)熱銅箔和銅基導(dǎo)熱片效果好。經(jīng)過(guò)上述散熱處理后，能夠比導(dǎo)熱銅箔和銅基導(dǎo)熱片降低4飛攝氏度左右。通過(guò)上述四個(gè)步驟的工藝處理保證了全向?qū)щ娕菝拊趯?dǎo)熱能力和蓄熱能力的優(yōu)勢(shì)都得到了充分的利用，用戶在手持使用過(guò)程中不會(huì)感覺(jué)到移動(dòng)終端非常明顯的發(fā)熱。本發(fā)明實(shí)施例在實(shí)現(xiàn)良好的導(dǎo)熱效果之外，還取得了以下效果一方面，整機(jī)電子系統(tǒng)接地效果更佳，從而顯著提升電磁兼容性能，進(jìn)而使得射頻性能指標(biāo)上有顯著的提高。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，使用本發(fā)明實(shí)施例的散熱處理裝置的移動(dòng)終端的射頻接收靈敏度有2 3dBm的提升。特別是弱信號(hào)情況下，對(duì)射頻接收性能提升的效果很明顯。另一方面，整機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性更好，在整機(jī)跌落指標(biāo)方面得以提升。由于全向?qū)щ娕菝薜木彌_作用，使得整機(jī)結(jié)構(gòu)體和關(guān)鍵部件尤其LCD屏在自由跌落試驗(yàn)中耐受的跌落高度提高O. 2米左右，在滾筒跌落試驗(yàn)中耐受的跌落次數(shù)提高至少20次。在一些減薄設(shè)計(jì)的移動(dòng)終端中，IXD與PCB之間沒(méi)有金屬支架，上述方法也能適用，即可以在LCD屏體的金屬鐵框與PCB金屬屏蔽件之間填充條塊狀大面積的全向?qū)щ娕菝?，?shí)現(xiàn)導(dǎo)熱并兼顧射頻優(yōu)化和結(jié)構(gòu)可靠性提升的功用。
裝置實(shí)施例二根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種移動(dòng)終端，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的移動(dòng)終端包括裝置實(shí)施例一所述的散熱處理裝置，本發(fā)明實(shí)施例可以根據(jù)上述裝置實(shí)施例一的描述進(jìn)行理解，在此不再贅述。綜上所述，借助于本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，通過(guò)在進(jìn)行過(guò)去低導(dǎo)熱率表層處理 的移動(dòng)終端金屬支架與PCB的間隙填充能夠?qū)щ姷膶?dǎo)熱材料，使得在對(duì)移動(dòng)終端電子系統(tǒng)有效進(jìn)行散熱處理的同時(shí)，能夠提高電子系統(tǒng)接地性能和射頻信號(hào)接收性能。盡管為示例目的，已經(jīng)公開(kāi)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到各種改進(jìn)、增加和取代也是可能的，因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)不限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.ー種散熱處理裝置，其特征在于，包括經(jīng)過(guò)去低導(dǎo)熱率表層處理的移動(dòng)終端金屬支架、表面粗糙的第一導(dǎo)熱材料、以及多層結(jié)構(gòu)的印刷電路板PCB，其中，所述移動(dòng)終端金屬支架位于移動(dòng)終端液晶顯示屏LCD與所述PCB之間；所述移動(dòng)終端金屬支架與所述PCB之間填充有所述第一導(dǎo)熱材料；所述PCB上的大功率器件設(shè)置在所述PCB的器件面的中間位置，并相互之間留有空隙；所述PCB中設(shè)置有至少ー層地銅，所述PCB的器件面的所述大功率器件底部或其他位置設(shè)置有地銅，所述PCB的器件面上設(shè)置有地孔。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述移動(dòng)終端金屬支架與所述PCB之間的距離大于等于O. I毫米且小于等于O. 2毫米。
3.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述第一導(dǎo)熱材料為全向?qū)щ娕菝蕖?br> 4.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述去低導(dǎo)熱率表層處理為表面去氧化層處理。
5.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述大功率器件包括射頻功放、電源管理芯片、以及系統(tǒng)王芯片。
6.如權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在所述PCB的器件面設(shè)置有金屬屏蔽件，所述大功率器件位于所述PCB表面與所述金屬屏蔽件之間。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述移動(dòng)終端金屬支架與所述PCB的金屬屏蔽件之間填充有所述第一導(dǎo)熱材料。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述金屬屏蔽件與所述大功率器件之間填充有第二導(dǎo)熱材料。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第二導(dǎo)熱材料為導(dǎo)熱硅膠。
10.一種移動(dòng)終端，其特征在干，設(shè)置有權(quán)利要求I至9中任一項(xiàng)所述的散熱處理裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種散熱處理裝置及移動(dòng)終端。該裝置包括經(jīng)過(guò)去低導(dǎo)熱率表層處理的移動(dòng)終端金屬支架、表面粗糙的第一導(dǎo)熱材料、以及多層結(jié)構(gòu)的PCB，其中，移動(dòng)終端金屬支架位于移動(dòng)終端LCD與PCB之間；移動(dòng)終端金屬支架與PCB之間填充有第一導(dǎo)熱材料；PCB上的大功率器件設(shè)置在PCB的器件面的中間位置，并相互之間留有空隙；PCB中設(shè)置有至少一層地銅，PCB的器件面的大功率器件底部或者其他位置設(shè)置有地銅，PCB的器件面上設(shè)置有地孔。借助于本發(fā)明的技術(shù)方案，使得在對(duì)移動(dòng)終端電子系統(tǒng)有效進(jìn)行散熱處理的同時(shí)，能夠提升整機(jī)電磁兼容指標(biāo)、射頻指標(biāo)和結(jié)構(gòu)可靠性指標(biāo)。
文檔編號(hào)H05K7/20GK102711416SQ20121016356
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者張永亮 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司