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TW201528927A - 新構裝散熱設計 - Google Patents

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TW201528927A TW103101295A TW103101295A TW201528927A TW 201528927 A TW201528927 A TW 201528927A TW 103101295 A TW103101295 A TW 103101295A TW 103101295 A TW103101295 A TW 103101295A TW 201528927 A TW201528927 A TW 201528927A
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Pi-Ming Liu
Chi-Ming Yang
Hung-Chih Shih
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Phihong Technology Co Ltd
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Abstract

本發明係關於一種新構裝散熱設計之結構及其構成方法，特別係關於一種在電子裝置之外殼層中嵌入一導熱散熱片，以改善該電子裝置內部溫度之效果及使外殼層表面有效均溫。

Description

新構裝散熱設計
本發明係關於一種新構裝散熱設計之結構與其構成方法，特別係關於一種在電子裝置之外殼層中嵌入一導熱散熱片，以達到改善該電子裝置之降溫效果及使外殼層表面有效均溫之目的。
現今電子裝置設計朝向體積小型化、輕量化，同時功能複雜化的方向發展，而造成電流增加單一電子元件功率消耗量提高，產生電子元件局部溫度過高，因此電子裝置之熱耗散要求亦變得越來越大。
習知散熱技術，係利用設置於電子元件與散熱裝置之間的導熱介質，例如導熱矽膠片、導熱膏、導熱雙面膠帶等，將電子元件所產生之熱能導引至散熱裝置，以達到冷卻電子裝置之目的。散熱機制多係利用熱對流、輻射或其它傳導方式導引熱能自發熱源通過導熱介質與裝置外殼傳導至環境中散熱；習知之散熱裝置通常具有較大的表面積以增進散熱效率，常用來作為散熱裝置之材料可略分為金屬與非金屬兩大類，例如銅、陶瓷等。金屬例如銅本身即具優異的導熱性質，然而金屬本身具導電之特性故該類金屬製的散熱裝置之設置範圍有限，且可能在電子裝置內產生電磁干擾等問題，此外金屬層須要有一定之厚度方具有較佳之散熱效果，因此另有空間安排性之問題；而非金屬散熱裝置雖可降低電磁干擾問題，但其有製造成本過高的問題存在。
上述習知之散熱技術，多係利用一導熱介質將電子元件之熱能導引至散熱器與裝置之外殼層上，再藉由與環境間之熱對流作用以進行散熱；然而為達絕緣效果，電子裝置之外殼多選用導熱係數極低之材料，而不利熱能均勻地分布於外殼層之上且亦不利熱散失，或在有限的空間內無法配合使用散熱裝置時，即不易達到預期之散熱效果。
如上所述之散熱裝置，多係利用電子元件與散熱裝置之間的導熱介質將熱能導引至散熱裝置上並排出，故該類裝置通常需要 在電子裝置內部設置一散熱體(例如，散熱鰭片)，或在電子元件上設置一薄型散熱片以將熱能排出，因此需在電子裝置內部占有一定之空間方可發揮效能，故習知的散熱裝置結構已無法滿足現今體積小型化之電子裝置的熱耗散需求。
為解決此一問題，本發明提供一種新構裝散熱設計結構， 於電子裝置外殼層中嵌入一導熱散熱片結構，使得電子元件在工作時所產生的熱能，可藉由散熱片移除並達到改善降溫與均勻外殼層表面溫度之效果；上述散熱組結構之元件間彼此為相互嵌合，且係可分離拆開，因此毋須使用黏著劑。此外，由於係將導熱散熱片嵌入裝置之外殼層中，故並不占據電子裝置之內部空間，因此，本發明可應用於高功率或可攜式之電子產品中，並有效地改善高功率或小型可攜式電子產品之散熱問題。
本發明提供一種新構裝散熱組結構，該散熱組結構係配置於電子 裝置之絕緣外殼層內，具有：至少一絕緣材料制的夾層結構，提供與導熱散熱片嵌入之結構，且其係與至少一絕緣材料制外殼層相互嵌合；與至少一導熱散熱片，其係與至少一夾層結構相互嵌合；其中該導熱散熱片之材質包含：金屬、石墨、石墨烯、奈米碳管、碳纖維、類鑽碳、高熱傳導之複合材料、高熱傳導性矽組合物或其他可應用之高導熱材料，且可為薄片狀、柱狀組合或任何曲面形狀。
1000‧‧‧散熱組結構
100‧‧‧外殼層
110‧‧‧外部開口區域
120‧‧‧透光片
130‧‧‧LED封裝基板
200‧‧‧夾層
210‧‧‧內部開口區域
300‧‧‧導熱散熱片
400‧‧‧發熱源
本發明揭露之前述特徵及其他特徵皆可參照相關圖式及例示實施例之說明即可明瞭本發明之目的，其中相同的元件將以相同的符號標示於圖式中加以標示。同時，圖式係表達與本發明特徵有關之示意，並不一定按比例繪製，圖式中部件特徵之尺寸可能為清楚說明之目的而放大。
圖一為新構裝散熱組結構之示意圖。
圖一A為新構裝散熱組結構之剖面圖。
圖一B為新構裝散熱組結構另一實施例之剖面圖。
圖一C為新構裝散熱組結構另一實施例之剖面圖。
圖二為新構裝散熱組結構應用於移動式電子通訊裝置之示意圖。
圖三為新構裝散熱組結構應用於LED燈泡之示意圖。
圖四為新構裝散熱組結構應用於移動式電子通訊裝置之另一實施例示意圖。
圖五為新構裝散熱組結構應用於LED燈泡之另一實施例示意圖。
圖六為新構裝散熱組結構應用於移動式電子通訊裝置之另一實施例示意圖。
圖七為新構裝散熱組結構應用於LED燈泡之另一實施例示意圖。
以下參照附圖說明為本發明實施方式之揭示，咸信熟習此項技術者可參閱本發明說明之描述以理解本發明之內容，故應被理解其僅作為理解本發明應用之參考，而非限制本發明應用的可能性。
本發明揭露一種應用於電子裝置之散熱組結構。其係利用一固定於夾層上之導熱散熱片，並將其嵌入電子裝置之外殼層中，透過該散熱片與發熱源之直接或間接接觸將熱能導引至裝置之外部環境，以達到改善降溫效果及使外殼層表面有效均溫之目的。
圖一為本發明實施例之一的散熱組結構示意圖。如圖一所示，散熱組結構1000包含一外殼層100，其內設有一導熱散熱片300，該導熱散熱片300係與一夾層200相互嵌合，並被固定於外殼層100與夾層200之間。本發明所述之散熱組結構1000其元件間係彼此互相嵌合的，因此元件間可彼此互相拆離且毋須使用黏著劑或類似功能之物品作固定之用。
其中，所述之外殼層100係指電子裝置固有之外殼層，該電子裝置包含：移動型電子通訊裝置、高功率燈泡等，且其外殼材質為絕緣材料；所述之夾層200之材質為絕緣材料；所述之導熱散熱片300之材質包含：金屬、石墨、石墨烯、奈米碳管、碳纖維、類鑽碳、高熱傳導之複合材料、高熱傳導性矽組合物或其他可應用之高導熱材料，且可為薄片狀、柱狀組合或任何曲面形狀。
圖一A為圖一的散熱組結構剖面圖。如圖一A所示，散熱組結構1000包含一外殼層100，其內設有一導熱散熱片300，該導熱散熱片300係與一夾層200相互嵌合，並被固定於外殼層100與夾層200之間，且該導熱散熱片300與發熱源400及外部環境呈完全絕緣之狀態存在於所述之散熱組結構1000內。其中，所述之發熱源400係指電子裝置內部之任何產生熱能的電子元件，並不侷限 於整體大面積的電子元件。
圖一B為本發明之另一實施例的散熱組結構剖面圖。如圖一B所 示，散熱組結構1000包含一外殼層100，該外殼層100具有至少一個外部開口區域110以使熱能透過熱對流與熱輻射之作用而更有效地散失於外部環境中，其內設有一導熱散熱片300，該導熱散熱片300係與一夾層200相互嵌合，並被固定於外殼層100與夾層200之間，且該導熱散熱片300與發熱源400呈完全絕緣之狀態，而與外部環境呈部分絕緣之狀態存在於所述之散熱組結構1000內。所述之外部開口區域110可具有複數個，其可為長條型、圓孔型或其他任何曲面形狀之組合，該外部開口區域110可配合局部發熱源400之位置做設計以達到更有效率地熱能散失效果，且該外部開口區域110之設計皆係符合相關之安全法規所規定之標準。
圖一C為本發明另一實施例的散熱組結構剖面圖。如圖一C所 示，散熱組結構1000包含一外殼層100，其內設有一導熱散熱片300，該導熱散熱片300係與一夾層200相互嵌合，並被固定於外殼層100與夾層200之間，該夾層200具有至少一個內部開口區域210使導熱散熱片300與發熱源400作局部接觸呈部分絕緣之狀態，且該導熱散熱片300係與外部環境呈完全絕緣之狀態存在於所述之散熱組結構1000內。所述之內部開口區域210可具有複數個，其可為長條型、圓孔型或其他任何曲面形狀之組合，該內部開口區域210可配合局部發熱源400之位置做設計以達到更有效率地熱能散失效果，且該內部開口區域210之設計皆係符合相關之安全法規所規定之標準。
圖二、圖四及圖六為本發明應用於移動式電子通訊裝置之實施例 示意圖。如圖二所示，電子移動通訊裝置散熱組結構1000包含兩外殼層100，其內設有一導熱散熱片300，該導熱散熱片300係與夾層200互相嵌合，並被固定於外殼層100與夾層200之間，且該夾層200係與外殼層100互相嵌合以構成完整的電子移動通訊裝置散熱組結構1000，並使電子裝置之內部電子元件與外部環境呈完全絕緣狀態。其中如圖四所示，上述結構之夾層200還包括一內部開口區域210，使導熱散熱片300與內部電子元件作局部接觸，且保持該電子元件完全絕緣於外部環境。在另一實施例中如圖六所示，上述結構之一外殼層100還包括至少一外部開口區域110，使熱能透過熱對流與熱輻射之作用而更有效地散失於外部環境中；其中如上所述之外部開口區域110、內部開口區域210可具有複數個， 其可為長條型、圓孔型或其他任何曲面形狀之組合，該外部開口區域110、內部開口區域210可配合電子元件之位置做設計以達到更有效率地熱能散失，且該外部開口區域110、內部開口區域210之設計皆係符合相關之安全法規所規定之標準。
圖三、圖五及圖七為本發明應用於LED燈泡之實施例示意圖。如 圖三所示，LED燈泡散熱組結構1000包含一透光片120、一LED封裝基板130與兩夾層200，該外殼層100內設有一導熱散熱片300，該導熱散熱片300係與夾層200互相嵌合，並被固定於外殼層100與夾層200之間，且該夾層200係與外殼層100互相嵌合以構成完整的LED燈泡散熱組結構1000，並使電子裝置之內部電子元件與外部環境呈完全絕緣狀態。其中如圖五所示、上述結構之夾層200還包括至少一內部開口區域210，使導熱散熱片300與LED封裝基板130作局部接觸，且保持該電子元件完全絕緣於外部環境。在另一實施例中圖七所示，上述結構之外殼層100還包括至少一外部開口區域110，使熱能透過熱對流與熱輻射之作用而更有效地散失於外部環境中；其中如上所述之外部開口區域110、內部開口區域210可具有複數個，其可為長條型、圓孔型或其他任何曲面形狀之組合，該外部開口區域110、內部開口區域210可配合電子元件之位置做設計以達到更有效率地熱能散失，且該外部開口區域110、內部開口區域210之設計皆係符合相關之安全法規所規定之標準。
1000‧‧‧散熱組結構
100‧‧‧外殼層
200‧‧‧夾層
300‧‧‧導熱散熱片
400‧‧‧發熱源

Claims (12)

  1. 一種新構裝散熱組裝置，該散熱組結構係嵌合於電子裝置之外殼層內，其結構至少包含：一夾層，提供高導熱散熱片嵌入之結構，其中該夾層可與至少一外殼層相互嵌合；以及至少一高導熱散熱片，用以將熱能從內部電子裝置導引至外部環境，其中該高導熱散熱片係嵌合於所述之夾層與外殼層內。
  2. 如申請專利範圍第1項之散熱組裝置，其中所述之夾層與外殼層將該高導熱散熱片嵌合形成完全絕緣。
  3. 如申請專利範圍第1項之散熱組裝置，其中所述之至少一夾層與該高導熱散熱片作局部接觸，使所述之高導熱散熱片與內部電子裝置之高溫區作直接接觸。
  4. 如申請專利範圍第1項之散熱組裝置，其中至少一外殼層具有至少一對外開口之區域與電子裝置外部形成局部絕緣。
  5. 如申請專利範圍第1項之散熱組裝置，其中該高導熱散熱片可為薄片狀、柱狀組合或任何曲面形狀。
  6. 如申請專利範圍第1項之散熱片裝置，其中該高導熱散熱片之材質包含：金屬、石墨、石墨烯、奈米碳管、碳纖維、類鑽碳、高熱傳導之複合材料、高熱傳導性矽組合物或其他可應用之高導熱材料。
  7. 一種形成新構裝散熱組裝置之方法，包含：將該散熱組結構嵌合於電子裝置之外殼層內，該散熱組結構具有至少一夾層與至少一高導熱散熱片，該夾層與該電子裝置之外殼層互相嵌合，並且該高導熱散熱片係嵌合於所述之夾層上，用以將熱能從內部電子裝置導引至外部環境。
  8. 如申請專利範圍第7項之散熱組裝置，其中所述之夾層與外殼層 將該高導熱散熱片嵌合形成完全絕緣。
  9. 如申請專利範圍第7項之散熱組裝置，其中至少一夾層與該高導熱散熱片作局部接觸，使所述之高導熱散熱片與內部電子裝置之高溫區作直接接觸。
  10. 如申請專利範圍第7項之散熱組裝置，其中至少一外殼層具有至少一對外開口之區域與電子裝置外部形成局部絕緣。
  11. 如申請專利範圍第7項之散熱組裝置，其中該高導熱散熱片可為薄片狀、柱狀組合或任何曲面形狀。
  12. 如申請專利範圍第7項之散熱組裝置，其中該高導熱散熱片之材質包含：金屬、石墨、石墨烯、奈米碳管、碳纖維、類鑽碳、高熱傳導之複合材料、高熱傳導性矽組合物或其他可應用之高導熱材料。
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