專利名稱：殼體的設(shè)計(jì)方法及殼體、包括該殼體的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種殼體的設(shè)計(jì)方法及殼體、包括該殼體的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)終端越來(lái)越普及，而且向著更加智能化、更高集成度、更強(qiáng)功能、更高能耗的方向發(fā)展?，F(xiàn)在的便攜式電子設(shè)置，如智能手機(jī)，其集音視頻通話、短信、多媒體、上網(wǎng)、電子游戲、拍照、錄音、計(jì)算、文件管理等多種功能于一體。在為用戶帶來(lái)更多方便的同時(shí)，移動(dòng)終端對(duì)電能的消耗也呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。對(duì)于產(chǎn)品體積有嚴(yán)格限制的便攜式消費(fèi)類電子產(chǎn)品(如MP3、MP4、手機(jī)、數(shù)據(jù)卡等)，無(wú)法提供強(qiáng)迫風(fēng)冷裝置的安裝空間，該種條件下，隨著功耗密度的增長(zhǎng)，散熱成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的瓶頸。主要存在兩方面的問(wèn)題:1、為了提高產(chǎn)品可靠性和延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命，必須降低產(chǎn)品內(nèi)部器件溫升；2、用戶對(duì)溫度敏感，需要措施降低產(chǎn)品整體溫度，改善用戶體驗(yàn)。器件的可靠性隨著溫度的升高而降低。如硅PNP管，其電應(yīng)力比為0.3時(shí)，在130°C時(shí)的基本失效率為13.9\10_6/11，而在251:時(shí)的基本失效率為2.25 X 10_6/h，高低溫失效率之比為6: I?，F(xiàn)有技術(shù)中電子設(shè)備的殼體，其散熱效果差，不利于電子設(shè)備的散熱，導(dǎo)致電子設(shè)備使用壽命短、產(chǎn)品可靠性差、用戶體驗(yàn)感覺(jué)差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種殼體的設(shè)計(jì)方法及殼體、包括該殼體的電子設(shè)備，改善殼體散熱效果，以利于提高電子設(shè)備的散熱能力，從而提高了產(chǎn)品的可靠性并利于延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種殼體的設(shè)計(jì)方法，將殼體設(shè)置為由位于外側(cè)的結(jié)構(gòu)層和位于內(nèi)側(cè)且利于散熱的導(dǎo)熱層組成，結(jié)構(gòu)層與導(dǎo)熱層之間層疊設(shè)置?！N殼體，由層疊設(shè)置的導(dǎo)熱層和結(jié)構(gòu)層組成，導(dǎo)熱層位于內(nèi)側(cè)，結(jié)構(gòu)層位于外側(cè)。本發(fā)明還提供了一種電子設(shè)備，包括具有容置腔的外殼，所述外殼的容置腔內(nèi)設(shè)置有電路板和電子元器件，所述外殼包括至少一上述的殼體。本發(fā)明提供的一種殼體的設(shè)計(jì)方法及殼體、包括該殼體的電子設(shè)備，其創(chuàng)造性地將殼體分設(shè)為兩層，其中內(nèi)層的導(dǎo)熱層采用導(dǎo)熱性佳的改性導(dǎo)熱塑料制成，外層的結(jié)構(gòu)層采用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度佳且可滿足噴涂要求的普通塑料制成，很好地互補(bǔ)了兩種材料的不足，從而得到導(dǎo)熱性佳，結(jié)構(gòu)可靠并便于噴涂的殼體，很好地挖掘產(chǎn)品殼體的散熱能力，改善了殼體散熱效果，以利于提高電子設(shè)備的散熱能力，從而提高了產(chǎn)品的可靠性并利于延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命，且散熱效果好，明顯改善了用戶體驗(yàn)的效果。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種殼體的橫截面示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的普通塑料和兩種導(dǎo)熱塑料的散熱性能實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)圖；圖3是采用本發(fā)明實(shí)施例所提供的殼體與現(xiàn)有技術(shù)中的殼體分別應(yīng)用于電子設(shè)備時(shí)的散熱性能實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(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，并不用于限定本發(fā)明。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種殼體的設(shè)計(jì)方法，將殼體設(shè)置為由位于外側(cè)的結(jié)構(gòu)層110和位于內(nèi)側(cè)且利于散熱的導(dǎo)熱層120組成，結(jié)構(gòu)層110與導(dǎo)熱層120之間層疊設(shè)置。其中內(nèi)層的導(dǎo)熱層120采用導(dǎo)熱性佳的改性導(dǎo)熱塑料制成，外層的結(jié)構(gòu)層110采用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度佳且可滿足噴涂要求的普通塑料制成，很好地互補(bǔ)了兩種材料的不足，從而得到導(dǎo)熱性佳，結(jié)構(gòu)可靠并便于噴涂的殼體，以利于提高電子設(shè)備的散熱能力，從而提高了產(chǎn)品的可靠性并利于延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命，且散熱效果好，可明顯改善用戶體驗(yàn)的效果。具體地，如圖1所示，導(dǎo)熱層120和結(jié)構(gòu)層110之間粘接物或/和鎖緊件連接。鎖緊件可為螺絲等，導(dǎo)熱層120和結(jié)構(gòu)層110之間可設(shè)置硅膠等導(dǎo)熱膠，以進(jìn)一步提高設(shè)備的散熱效果。另外地，作為替代方案，殼體采用二次注塑或鑲嵌注塑的方式制成，以減少裝配步驟。在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下，可盡量降低結(jié)構(gòu)層110的厚度，并在保證產(chǎn)品內(nèi)部尺寸和外形尺寸滿足要求的情況下增大導(dǎo)熱層120的厚度，以達(dá)到最佳的散熱效果。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種殼體，用于手機(jī)、MP3、MP4、手機(jī)、數(shù)據(jù)卡、導(dǎo)航儀等電子設(shè)備上。上述殼體由層疊設(shè)置的導(dǎo)熱層120和結(jié)構(gòu)層110組成，導(dǎo)熱層120位于內(nèi)側(cè)，結(jié)構(gòu)層110位于外側(cè)。導(dǎo)熱層120其采用導(dǎo)熱性能佳的非金屬材料如改性導(dǎo)熱塑料制成，以避免屏蔽信號(hào)，但是改性導(dǎo)熱塑料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度差，其強(qiáng)度、韌性比普通塑料差，不耐沖擊、振動(dòng)和彎折，而且改性導(dǎo)熱塑料的表面無(wú)法采用普通塑料使用的噴涂工藝，適應(yīng)性差。本發(fā)明實(shí)施例所提供的殼體，其創(chuàng)造性地將殼體分設(shè)為兩層，其中內(nèi)層的導(dǎo)熱層120采用導(dǎo)熱性佳的改性導(dǎo)熱塑料制成，外層的結(jié)構(gòu)層110采用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度佳且可滿足噴涂要求的普通塑料制成，很好地互補(bǔ)了兩種材料的不足，從而得到導(dǎo)熱性佳，結(jié)構(gòu)可靠并便于噴涂的殼體，很好地挖掘產(chǎn)品殼體的散熱能力，改善殼體散熱效果，以利于提高電子設(shè)備的散熱能力，從而提高了產(chǎn)品的可靠性并利于延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命，且散熱效果好，可明顯改善用戶體驗(yàn)的效果。優(yōu)選地，導(dǎo)熱層120采用改性塑料制成，改性塑料包括塑料基材和導(dǎo)熱輔材。導(dǎo)熱輔材為導(dǎo)熱性能優(yōu)異的材料。通過(guò)在塑料基材中混入導(dǎo)熱輔材并由塑膠模具成型，從而得到導(dǎo)熱性能佳的導(dǎo)熱層120。具體地，塑料基材為塑膠材料或樹脂材料，導(dǎo)熱輔材為金屬粉末或金屬氧化物粉末。塑料基材包括PC(Polycarbonate,聚碳酸酯)、ABS(Acrylonitrile Butadiene Styreneplastic,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料)、PC/ABS合金、尼龍中的一種或幾種，導(dǎo)熱輔材為AlN(氮化鋁)、Al2O3(氧化鋁)中的一種或幾種。其中，PC/ABS合金為改性工程塑料，其兼具PC和ABS的優(yōu)點(diǎn)。具體應(yīng)用中，可根據(jù)實(shí)際情況選用合適的塑料基材和導(dǎo)熱輔材，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。優(yōu)選地，塑料基材占?xì)んw重量的70%至90%，導(dǎo)熱輔材占?xì)んw重量的30%至10%，在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下，盡可能地提高殼體和散熱能力。當(dāng)然，可以理解地，也可以選用其它配比的塑料基材和導(dǎo)熱輔材。優(yōu)選地，導(dǎo)熱層120的導(dǎo)熱系數(shù)介于2W/m.K(瓦特/米.開(kāi)，為熱導(dǎo)率單位，定義:當(dāng)溫度垂直梯度為l°c /m時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位水平截面積所傳遞的熱量)至50W/m.K(瓦特/米.開(kāi))之間，此范圍內(nèi)的材料，其導(dǎo)熱系數(shù)是普通塑料導(dǎo)熱系數(shù)(約0.25W/m.K)的8倍以上，熱阻大大降低，電子設(shè)備內(nèi)部的熱量可及時(shí)快速地排出，而且，導(dǎo)熱系數(shù)大的材料其均溫效果明顯，產(chǎn)品的整體溫度明顯低于普通塑料。導(dǎo)熱系數(shù)介于2W/m.K至50W/m.K之間的改性塑料，其具有整體不導(dǎo)電的特性，以免影響產(chǎn)品內(nèi)部天線的效率。圖2所示為普通塑料和兩種導(dǎo)熱塑料的散熱性能實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。圖2中的縱坐標(biāo)為溫度參數(shù)，橫坐標(biāo)為手機(jī)的各元器件，從圖2可看出，采用普通塑料作為殼體材料的手機(jī)，其上殼、下殼、Flash(閃存芯片)等元器件的溫度均高于采用導(dǎo)熱改性塑料1、2作為殼體材料的手機(jī)，因?yàn)閷?dǎo)熱改性塑料I和2的熱導(dǎo)率均高于普通塑料的導(dǎo)熱率，散熱效果也就更好。導(dǎo)熱改性塑料1、2之間材料配比不同，使改性塑料2的導(dǎo)熱率與導(dǎo)熱改性塑料I的導(dǎo)熱率不同。導(dǎo)熱改性塑料2的執(zhí)導(dǎo)率高于導(dǎo)熱改性塑料1，故采用了導(dǎo)熱改性塑料2為殼體材料的手機(jī)，其上殼、下殼、Flash (閃存芯片)等元器件的溫度均低于采用普通塑料作為殼體材料的手機(jī)，也低于采用導(dǎo)熱改性塑料I作為殼體材料的手機(jī)。據(jù)此可推斷，由普通塑料制成的結(jié)構(gòu)層和由導(dǎo)熱改性塑料的導(dǎo)熱層層疊組合形成的殼體，其導(dǎo)熱率高于普通塑料的導(dǎo)熱率，且低于單純采用導(dǎo)熱改性塑料制成的殼體的導(dǎo)熱率。圖3所示為采用本發(fā)明實(shí)施例所提供的殼體與現(xiàn)有技術(shù)中的殼體分別應(yīng)用于電子設(shè)備時(shí)的散熱性能實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。圖3中的橫坐標(biāo)為手機(jī)的各溫度測(cè)試點(diǎn)，芯片1、芯片2、芯片3為手機(jī)內(nèi)不同的芯片,夕卜殼1、外殼2、外殼3、外殼4為手機(jī)殼體上四個(gè)不同位置的測(cè)試點(diǎn)；圖3中的縱坐標(biāo)為溫度，單位為攝氏度。圖3中矩形節(jié)點(diǎn)為現(xiàn)有技術(shù)中原始設(shè)計(jì)的殼體應(yīng)用于手機(jī)時(shí)的測(cè)量結(jié)果，菱形節(jié)點(diǎn)為本實(shí)施例所提供的殼體應(yīng)用于同種手機(jī)時(shí)的測(cè)量結(jié)果。圖3中新設(shè)計(jì)的殼體的材料，采用PC/ABS合金為塑料基材，其占?xì)んw重量的80% ;采用氮化鋁為導(dǎo)熱輔材，其占?xì)んw重量的20%。從圖3可以看出，手機(jī)通過(guò)采用本實(shí)施所提供的新設(shè)計(jì)的殼體，其內(nèi)的各芯片及各殼體位置的溫度均低于采用傳統(tǒng)技術(shù)的殼體的手機(jī)。具體地，導(dǎo)熱層120和結(jié)構(gòu)層110之間采用粘接物或/和鎖緊件連接。粘接物可為膠水等，鎖緊件可為螺絲等，導(dǎo)熱層120和結(jié)構(gòu)層110之間可設(shè)置硅膠等導(dǎo)熱膠，以進(jìn)一步提高設(shè)備的散熱效果?；蛘?，作為替代方案，殼體采用二次注塑或鑲嵌注塑的方式制成，以減少裝配步驟。具體地，二次注塑的方式如下:可采用雙色注塑模具，其具有兩個(gè)模腔，在第一模腔內(nèi)先注塑成型導(dǎo)熱層120，待導(dǎo)熱層120冷卻后再將第一模具的前模及其上的導(dǎo)熱層120整體移入第二模腔中注塑結(jié)構(gòu)層110，這樣，導(dǎo)熱層120和結(jié)構(gòu)層110可以可靠地粘合成一個(gè)整體，這種生產(chǎn)方式，所用的注塑機(jī)設(shè)置有兩套獨(dú)立的熔膠、注射系統(tǒng)，產(chǎn)品生產(chǎn)效率高，利于提高產(chǎn)能。鑲嵌注塑的方式如下:先在第一套模具的模腔內(nèi)成型導(dǎo)熱層120，待其冷卻后將導(dǎo)熱層120從第一套模具的模腔中取出，再放入第二套模具的模腔內(nèi)并進(jìn)行定位，并將熔融的普通塑料注入第二套模具的模腔內(nèi)以成型結(jié)構(gòu)層110，普通塑料可覆蓋于導(dǎo)熱層120上形成結(jié)構(gòu)層110 ;這種生產(chǎn)方式，采用普通的具有一套熔膠、注射系統(tǒng)的注塑機(jī)便可生產(chǎn)，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利于降低模具成本。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種電子設(shè)備，包括具有容置腔的外殼，所述外殼的容置腔內(nèi)設(shè)置有電路板和電子元器件；所述外殼包括至少一上述的殼體。具體應(yīng)用中，外殼可由前殼、后殼等組成，其前殼、后殼等可全部采用上述具有結(jié)構(gòu)層Iio和導(dǎo)熱層120的殼體結(jié)構(gòu)。也可根據(jù)實(shí)際情況，外殼由上述殼體和由普通塑料制成的普通殼體拼裝而成，將上述殼體應(yīng)用于電子設(shè)備發(fā)熱量較大的區(qū)域處，其它發(fā)熱量較小的區(qū)域可采用以普通塑料為材料的普通殼體，以降低成本。電子設(shè)備可為MP3、MP4、手機(jī)、數(shù)據(jù)卡等移動(dòng)終端設(shè)備，適應(yīng)范圍廣。通過(guò)采用具有導(dǎo)熱系數(shù)高的導(dǎo)熱層120和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度佳的結(jié)構(gòu)層110的殼體，很好地互補(bǔ)了兩種材料的不足，在保證殼體強(qiáng)度的前提下可大大提高電子設(shè)備的散熱能力，從而提高了產(chǎn)品的可靠性并利于延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命，且散熱效果好。以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種殼體的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，將所述殼體設(shè)置為由位于外側(cè)的結(jié)構(gòu)層和位于內(nèi)側(cè)且利于散熱的導(dǎo)熱層組成，所述結(jié)構(gòu)層與導(dǎo)熱層之間層疊設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的殼體的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述導(dǎo)熱層和結(jié)構(gòu)層之間粘接物或/和鎖緊件連接。
3.一種殼體，其特征在于，由層疊設(shè)置的導(dǎo)熱層和結(jié)構(gòu)層組成，所述導(dǎo)熱層位于內(nèi)側(cè)，所述結(jié)構(gòu)層位于外側(cè)。
4.如權(quán)利要求3所述的殼體，其特征在于，所述導(dǎo)熱層采用改性塑料制成，所述改性塑料包括塑料基材和導(dǎo)熱輔材。
5.如權(quán)利要求4所述的殼體，其特征在于，所述塑料基材為塑膠材料或樹脂材料，所述導(dǎo)熱輔材為金屬粉末或金屬氧化物粉末。
6.如權(quán)利要求5所述的殼體，其特征在于，所述塑料基材包括聚碳酸酯PC、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料ABS、PC/ABS合金、尼龍中的一種或幾種，所述導(dǎo)熱輔材為氮化鋁A1N、氧化鋁Al2O3中的一種或幾種。
7.如權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的殼體，其特征在于，所述導(dǎo)熱層的導(dǎo)熱系數(shù)介于2瓦特/米.開(kāi)至50瓦特/米.開(kāi)之間。
8.如權(quán)利要求3所述的殼體，其特征在于，所述導(dǎo)熱層和結(jié)構(gòu)層之間采用粘接物或/和鎖緊件連接。
9.如權(quán)利要求3所述的殼體，其特征在于，所述殼體采用二次注塑或鑲嵌注塑的方式制成。
10.一種電子設(shè)備，包括具有容置腔的外殼，所述外殼的容置腔內(nèi)設(shè)置有電路板和電子元器件，其特征在于，所述外殼包括至少一如權(quán)利要求3至9中任一項(xiàng)所述的殼體。
全文摘要
本發(fā)明適用于電子設(shè)備領(lǐng)域，公開(kāi)了一種殼體的設(shè)計(jì)方法及殼體、包括該殼體的電子設(shè)備。上述殼體的設(shè)計(jì)方法，將殼體設(shè)置為由位于外側(cè)的結(jié)構(gòu)層和位于內(nèi)側(cè)且利于散熱的導(dǎo)熱層組成，結(jié)構(gòu)層與導(dǎo)熱層之間層疊設(shè)置。上述殼體，由層疊設(shè)置的導(dǎo)熱層和結(jié)構(gòu)層組成，導(dǎo)熱層位于內(nèi)側(cè)，結(jié)構(gòu)層位于外側(cè)。上述電子設(shè)備，包括上述的殼體。本發(fā)明提供的一種殼體的設(shè)計(jì)方法及殼體、包括該殼體的電子設(shè)備，其改善殼體散熱效果，以利于提高電子設(shè)備的散熱能力，從而提高了產(chǎn)品的可靠性并利于延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。
文檔編號(hào)H05K5/00GK103140064SQ20111039016
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者周列春, 黃焱翥, 陽(yáng)軍 申請(qǐng)人:華為終端有限公司