[发明专利]薄型热管理组件

说明书

一种薄型热管理组件，其包含有导热板结构及隔热板结构，可用以管理行动电子装置的机壳内的发热元件的热传导行为。导热板结构的表面上具有耦接发热元件的热源区。隔热板结构覆盖部分的导热板结构，且隔热板结构自相对于导热板结构接近发热元件的部分向外延伸。隔热板结构具有第二真空腔体，用以阻挡发热元件所产生的热能经由导热板结构朝向隔热板结构的方向传递至机壳的壳体表面。

技术领域

本发明关于一种薄型热管理组件，用以管理薄型行动电子装置，尤其是指管理一种薄型智慧型手机的微处理器元件所产生的高密度热能于手机系统中的热传导行为；尤其系关于一种在发热元件高密度热能区域同时具有横向(X-Y轴)快速导热能力及纵向(Z轴)隔热能力的薄型热管理组件。藉此控制薄型行动电子装置中相对于发热元件处的机壳的表面温度处于较低的温度范围或减缓其升温的速度，进而延迟智慧型手机因机壳表面的热点(Hot Spot)区域温度过高而导致微处理器元件被迫降频(Throttling)的时间。

背景技术

电子及手持通讯装置产品的发展趋势不断地朝向薄型化与高功能化，人们对装置内微处理器(Microprocessor)运算速度及功能的要求也越来越高。微处理器是电子及通讯产品的核心元件，在高速运算下容易产生热而成为电子装置的主要发热元件，如果没能即时将热散去，热能将累积而产生局部性的热点(Hot Spot)。电子及手持通讯系统在设计时对于微处理器所产生的热能倘若没有良好热管理系统，往往会造成微处理器过热，同时亦会快速的造成其在Z轴上方机壳表面温度过热并超过机壳表面温度在设计上容忍的极限，进而启动微处理器降频的动作，因而无法发挥出微处理器在设计上应有的功能。微处理器所产生的热能若没有适当的管理，不仅会影响到整个电子装置系统的寿命及可靠度，也会造成机壳表面的温度分布不平均，进而产生热点(Hot Spot)。一旦机壳表面的热点的温度超过45℃时系统将自动启动微处理器的降频机制，以降低微处理器的温度及机壳表面的热点的温度。随着5G通讯的普及，行动电子装置的功能不断的提升，微处理器及系统为了处理更庞大复杂的数据资料，进而导致消耗功率增加。然而，行动电子装置中尤其如智能手机(Smartphone)及平板电脑(Tablet PC)更是持续追求超薄的产品设计，因此在系统的热管理上面临了更大的挑战。

由于某些电子或通讯产品，例如智慧型手机，其产品设计的非常的轻薄，因此微处理器的表面和机壳的表面间的厚度空间往往小于1.5mm。这使得微处理器于运作时所产生的高温很容易沿着Z轴方向直接传导到机壳，进而导致机壳表面的温度过高。根据国际安全标准UL/IEC 62368-1的规定，手持式装置的表面温度仅可达到摄氏48℃，倘若过热就可能会有烫伤、电池损害…等安全疑虑。智慧型手机在一般上网或通话使用时手机温度在摄氏35～40℃微温状态是正常的。然而，由于目前智慧型手机大多具备多工功能，使用耗能的APP软体(如游戏、Flash、相机、看影片或大量资料传输)，智慧型手机的温度将会持续飙高，而使安全性的产生疑虑。尤其在智能手机通讯由4G迈入5G世代，系统消耗功率将倍增，对于微处理器所产生高密度热能的热能管理将更加严峻。一般智能手机的机壳表面的温度若有任何一个区域超过45℃就会让使用者感觉非常不舒服，因此一般智能手机的设计都将启动降频，以让机壳表面的温度控制在45℃以下。对此，在智能手机内装置一种超薄型且高效率的热管理元件或组件就变得非常的重要。

现有的技术在处理此问题时，大都使用扁薄型热导管元件(Heat Pipe)或均温板元件(Vapor Chamber)。将扁薄型热导管元件或均温板元件放置在智能手机的中框金属片上，并将热导管或均温板的吸热端(Evaportor)紧贴于微处理器发热元件上，以将微处理器发热元件所产生的热能快速导引至冷凝端(Condensor)来降低微处理器的表面温度。虽然上述的热导管或均温板的吸热端并不会接触机壳内表面，但仍会因为机壳内的其他热传导行为使机壳表面的温度过高。

发明内容