[发明专利]散热结构及具有该散热结构的手持式电子装置

说明书

一种散热结构，包括一导热架体，设置在一手持电子装置内，该导热架体具有相反的一第一侧及一第二侧，该第一侧及该第二侧的间具有一腔室，该腔室内具有一以上的毛细结构及一工作流体，其中该第一侧及该第二侧其中任一侧或两侧接触该手持电子装置的多个电子构件，且该第一侧及该第二侧其中任一侧接触该手持电子装置的一壳体，以将电子构件所产生的热量快速传导散热进一步达到解热的效果。

技术领域

本发明涉及一种散热结构及具有该散热结构的手持式电子装置，尤其涉及一种应用于手持电子装置内提升散热效能的散热结构。

背景技术

随着电子产业的飞速发展，手持式行动装置内电子构件运行速度不断的提升，运行时产生大量热量，使其本身及系统温度升高，继而影响其系统的稳定性。为确保电子构件能正常运行，通常在其上安装散热装置，排出其所产生的热量。

均温板、均温片是近来应用于电子产品解热的热门材料，象是智能型手机、平板计算机、照明及车用LED灯具，都开始使用这种被动式散热技术与材料。手机、平板计算机及LED灯具，会选择均温板(Vapor Chamber)、均温片(Heat Spreader)的原因，主要考量点有：两者都是被动式散热，不耗用能源；其次他们的热传导方式是二维的，不受重力影响属于面的传导。第三是受限于电子产品的轻、薄、密闭式设计时，有机构设计的发挥空间又兼具良好的散热效果。

均温板的工作原理与热导管者大致相同，包括了传导、蒸发、对流、凝固四个主要步骤，均温板是由纯水注入布满了微结构的容器而成的双相流体装置。热由外部高温区经由热传导进入板内，接近点热源周遭的水会迅速地吸收热量气化成蒸气，带走大量的热能。再利用水蒸气的潜热性，当板内蒸汽由高压区扩散到低压区(也即低温区)，蒸气接触到温度较低的内壁时，水蒸气会迅速地凝结成液体并放出热能。凝结的水靠微结构的毛细作用流回热源点，完成一个热传循环，形成一个水与水蒸气并存的双相循环系统。均温板内水的气化持续进行，随着温度的变化腔体内的压力会随的维持平衡。水在低温运作时其热传导系数值较低，但因水的黏稠性会随温度不同而改变，故均温板在5℃或10℃时也可运作。由于液体回流是借着毛细力作用，因此均温板受重力的影响较小，应用系统设计空间的运用上就可为任何角度。均温板无需电源也无任何移动元件，是个完全密封的被动式装置。

由于均温板的外壳需做阳极处理，以避免接触空气造成氧化，但阳极处理增加了一层热阻抗，会影响散热效率。因此改用软陶瓷散热漆涂布于均温板外层，尤其是若使用白色软陶瓷散热漆，其热阻抗低到近乎零，又能保护外壳避免氧化，降温效果非常显着。

另外目前更有利用石墨散热膜或称石墨均温片(Graphite Heat Spreader)作为均温散热的构件，石墨散热膜是一种奈米复合材料，适应任何表面均匀导热，具有EMI电磁屏蔽效果，其具有独特的晶粒取向，沿两个方向均匀导热，片层状结构可很好地适应任何表面。

石墨散热膜的化学成分主要是单一的碳(C)元素，是一种自然元素矿物．可以通过化学方法高温高压下得到石墨化薄膜，因为碳元素是非金属元素，但是却有金属材料的导电，导热性能，还具有类似有机塑胶一样的可塑性，并且还有特殊的热性能，化学稳定性，润滑和能涂敷在固体表面的等等一些良好的工艺性能，石墨散热膜平面内(水平导热)具有150-1500W/m-K范围内的超高导热性能。再者石墨的垂直导热系数仅为5～20W/mK，几乎起到了隔热的作用。也因为石墨散热膜拥有水平方向让其他金属难以企及的热传导系数，且在垂直方向上的热传导系数偏低的特征。

另外石墨散热膜的主要特性：超高导热性能、容易操作、低热阻及重量轻。利用石墨的可塑性，可以将石墨材料做成一块像贴纸的薄片，让它贴附在手机内部的电路板上面。既可以阻隔元件的间的接触，也起到一定的抗震作用。由于石墨散热膜具有较高的水平导热系数，因此，它能够将热量进行快速的水平方向的传导，使水平方向整个表面热量分布均匀，消除局部热点。所以准确来说，石墨散热膜其实是起到了导热，并且把热量均匀散布的作用，间接来说也就是起到散热作用。