一种电子设备的制作方法

本申请涉及芯片散热技术领域，特别涉及一种电子设备。

背景技术：

随着科技的进步和人们沟通方式的变化，终端设备凭借其优势地位，越来越受到消费者的青睐，同时人们对终端设备的要求也越来越高，比如高性能、高可靠性、超薄化等。

终端设备中存在许多高功耗芯片，例如应用处理器(applicationprocessor,ap)、射频放大器等，这些高功耗芯片既是高发热源，也是电磁干扰(electromagneticinterference,emi)源。emi屏蔽是影响终端设备的天线等各模块性能的关键因素，同时散热的好坏也决定了芯片性能和客户的直接体验。

相关技术中，终端设备的芯片固定在电路板上，并且在芯片外设置固定于电路板上的屏蔽框，在屏蔽框上设置屏蔽罩以形成封闭空间，从而达到对芯片的emi屏蔽的要求。而为了对芯片进行散热，可以在芯片与屏蔽罩、屏蔽罩与中框之间分别填充导热凝胶，芯片产生的热量依次通过导热凝胶、屏蔽罩、导热凝胶共三层导热介质传输至中框。

一般情况下，每层导热凝胶的厚度通常在0.1毫米左右，而屏蔽罩的厚度也在0.1～0.15毫米，由此使得热量由芯片传输到中框的路径较长，传热热阻偏大，芯片的散热能力不足。此外，该结构也不利于终端设备的超薄化设计。

技术实现要素：

本申请提供一种电子设备，在保证对电子发热元件的屏蔽效果的同时，能够强化电子发热元件的散热能力。

第一方面，提供了一种电子设备，包括：电路板，电路板上设置有电子发热元件；屏蔽框，安装在电路板上，并且包围电子发热元件的侧壁面，屏蔽框上开设有开口；散热件，设置于该开口上方，散热件依次通过第一弹性导热层、第一超薄导电层、第二弹性导热层与电子发热元件相连接，且第一弹性导热层和第二弹性导热层处于被压缩状态；第一超薄导电层的面积大于或等于该开口的面积，第一超薄导电层与屏蔽框电气连接，屏蔽框、第一超薄导电层及电路板形成容纳电子发热元件的电磁屏蔽腔体。

在本申请中，散热件依次通过第一弹性导热层、第一超薄导电层、第二弹性导热层与电子发热元件相连接，并且第一弹性导热层和第二弹性导热层均处于被压缩的状态，从而可以实现和散热件、电子发热元件的可靠连接和浸润，形成低热阻导热通道，强化了电子发热元件的散热能力，电子发热元件产生的热量可以依次通过第一弹性导热层、第一超薄导电层、第二弹性导热层迅速传输至散热件并散去。同时，在第一弹性导热层压缩力的作用下也可以实现第一超薄导电层与屏蔽框之间的可靠低阻抗电连接，并且形成密闭的电磁屏蔽腔体，从而提升屏效及屏效一致性。此外，本申请的电子设备电子发热元件和散热件之间的间距更小，不仅减少了热量传输路径的长度，降低传热热阻，同时也方便了电子设备的超薄化设计。

可选地，电路板可以是印刷电路板。

可选地，电子发热元件可以为电子设备的主发热芯片，例如，应用处理器、射频放大器、功率放大器，电源管理芯片等。

可选地，屏蔽框的材料可以是金属材料，比如不锈钢、洋白铜、镁铝合金等，本申请对此并不限定。

可选地，第一弹性导热层、第二弹性导热层可以由相同的导热材料构成，也可以由不同的导热材料构成，二者的厚度可以相同，也可以不同。此外，第一弹性导热层、第二弹性导热层压缩率可以相同，也可以不同，第一弹性导热层和/或第二弹性导热层不同区域的压缩率可以相同，也可以不同，本申请对此并不限定。

可选地，第一弹性导热层和/或第二弹性导热层可以为弹性导热垫片。

可选地，第一弹性导热层和/或第二弹性导热层可以由导热硅胶、导热硅脂、高导热材料、相变导热材料等材料构成。

在一种可能的设计中，第二弹性导热层的面积大于电子发热元件上壁面的面积，第二弹性导热层被压合于电子发热元件的上壁面上，并且与电子发热元件的部分侧壁面相接触。通过以上设置，能够增大第二弹性导热层与电子发热元件之间的导热面积(即接触面积)，强化了电子发热元件的散热能力。

在一种可能的设计中，第一超薄导电层的下壁面上还设置有环设于第二弹性导热层外侧的第二超薄导电层，第一超薄导电层通过第二超薄导电层与屏蔽框电气连接。通过以上设置，能够提高第一超薄导电层与屏蔽框之间电气连接的可靠性。

可选地，第一超薄导电层和第二超薄导电层的厚度可以相同，也可以不同，二者的材料可以相同，也可以不同，本申请对此并不限定。

在一种可能的设计中，电子发热元件包括多个且高度不完全相同。为了使第二弹性导热层与高度不同的电子发热元件相连接，可以根据电子发热元件的高度情况相对应的设置第二弹性导热层在不同区域的厚度不相同。通过以上设置，使得本申请的应用范围更加广阔。

在一种可能的设计中，第一弹性导热层和/或第二弹性导热层具有导电能力。也就是说，第一弹性导热层和/或第二弹性导热层既能够导热，又能够导电，从而能够进一步提高电磁屏蔽效果。

可选地，第一弹性导热层和/或第二弹性导热层可以由导热又导电的复合材料构成，该复合材料中的导电材料，可以是金、银、铜及各类合金颗粒或纤维，石墨、石墨烯、碳纳米管等，复合材料至少厚度方向具有导电性。该复合材料中的导热基材，可以是石墨、导热凝胶填充物，金、银、铜及各类合金颗粒、碳纤维、金属纤维等，具有较高的导热系数(大于3w/m·k)及较低的传热热阻。

在一种可能的设计中，第一超薄导电层上开设有至少一个通孔。由于第一弹性导热层和/或第二弹性导热层具有导电能力，具有了足够的电磁屏蔽能力，因此，本申请中的第一超薄导电层上可以开设有至少一个通孔。以上设置的好处是，通过在第一超薄导电层上开设有至少一个通孔，可以使第一弹性导热层和第二弹性导热层的压缩性更好，有利于二者的压缩，同时，上述二者直接接触，也有利于降低整个传热路径的热阻，提高了对电子发热元件的散热效果。

可选地，通孔可以为圆形、三角形、矩形、菱形中的任意一种。

可选地，第一超薄导电层可以为网格状结构。

在一种可能的设计中，第一超薄导电层为金属箔、导电纤维层、石墨层中的任意一种。

例如，第一超薄导电层可以为铜箔或者铝箔。

可选地，第一超薄导电层的厚度不超过30um，从而有利于减少散热件与电子发热元件之间的间距，减少热量的传输路径，提高散热能力。

例如，第一超薄导电层的厚度可以为8um、10um或者12um。

在一种可能的设计中，散热件为金属中框、非金属支撑结构件、热管中的任意一种。

可选地，金属中框可以为电子设备内电池或者屏幕的金属支撑部件。

可选地，金属中框可以是镁铝合金中框。

在一种可能的设计中，通过过盈配合将第二弹性导热层嵌入所述开口内。第二弹性导热层的面积略大于开口的面积，可以通过过盈配合将第二弹性导热层嵌入所述开口内，这样，第二弹性导热层(的侧壁面)将与屏蔽框相接触，电子发热元件产生的热量也可以被传输至屏蔽框上(热量可以进一步通过屏蔽框传输至电路板)，同样也强化了电子发热元件的散热能力。

在一种可能的设计中，屏蔽框包括有多个，每个屏蔽框内均包括有电子发热元件，所述散热件依次通过第一弹性导热层、第一超薄导电层、第二弹性导热层与每个屏蔽框内包括的所述电子发热元件相连接。

在一种可能的设计中，电子设备为手机、平板电脑、路由器、机顶盒、电视、调制解调器、笔记本电脑、台式电脑中的任意一种。

附图说明

图1是本申请提供的电子设备的一例的主视图。

图2是本申请实施例提供的电子设备的局部结构的主视图。

图3是图2中部分结构的俯视图。

图4是本申请提供的电子设备的一例的侧视图。

图5是本申请提供的电子设备的另一例的局部结构的主视图。

图6是图5中第一超薄导电层的俯视图。

图7是本申请提供的电子设备的再一例的局部结构的主视图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“侧”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于安装的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。

本申请实施例提供一种电子设备，该电子设备可以为手机、平板电脑、路由器、机顶盒、电视、调制解调器、笔记本电脑、台式电脑等设备，但不限于此。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的电子设备的主视图。作为示例而非限定，在图1中，电子设备500为手机，并且包括壳体100和显示屏200，显示屏200安装在壳体100上。

壳体100可以是为金属壳体，比如镁合金、不锈钢等金属。此外，还可以是塑胶壳体、玻璃壳体、陶瓷壳体等，但不限于此。

显示屏200可以是发光二极管(lightemittingdiode,led)显示屏、液晶(liquidcrystaldisplay,lcd)显示屏或者有机发光二极管(organiclight-emittingdiode,oled)显示屏等，但不限于此。

电子设备500还包括设置于壳体100内部并且位于显示屏200后方的电路板1，该电路板1上设置有电子发热元件2。

其中，电路板1可以是印刷电路板(printedcircuitboard,pcb)等，但不限于此。

电子发热元件2可以为电子设备的主发热芯片，例如，应用处理器、射频放大器、功率放大器，电源管理芯片(powermanagementic,pmic)等，但不限于此。

此外，电子设备500内还可以设置有其他电子元件，例如，摄像头、闪光灯、麦克风、传感器、电池等，但不限于此。

容易理解的，电子发热元件2在工作时，既是高发热源，也是电磁干扰源。本申请实施例提供的电子设备500，在保证对电子发热元件的屏蔽效果的同时，能够强化电子发热元件的散热能力。下面将结合附图，继续介绍本实施例提供的电子设备500。

图2是本申请实施例提供的电子设备的局部结构的主视图，图3是图2中部分结构的俯视图，如图2、图3所示，本实施例提供的电子设备500包括：

电路板1，电路板1上设置有电子发热元件2；

屏蔽框3，设置在电路板1上，并且包围电子发热元件2的侧壁面，屏蔽框3上开设有开口31；

散热件4，位于开口31上，散热件4依次通过第一弹性导热层5、第一超薄导电层6、第二弹性导热层7与电子发热元件2相连接，且第一弹性导热层5和第二弹性导热层7处于被压缩状态；

第一超薄导电层6的面积大于或等于开口31的面积，第一超薄导电层6与屏蔽框3电气连接，屏蔽框3、第一超薄导电层6及电路板1形成容纳电子发热元件2的电磁屏蔽腔体。

如图3所示，在本实施例中，由于屏蔽框3上开设有开口31，外部的电磁干扰将通过开口31干扰屏蔽框3内的电子发热元件2，同时，电子发热元件2工作时产生的电磁场也将通过开口31干扰外部的元器件(例如天线)。为了避免这种电磁干扰的情况发生，本实施例通过设置第一超薄导电层6，并且设置第一超薄导电层6与屏蔽框3电气连接(即让第一超薄导电层6与屏蔽框3之间保持相互电气可导通的状态)，使得屏蔽框3、第一超薄导电层6及电路板1形成容纳所述电子发热元件2的电磁屏蔽腔体，进而将电子发热元件2与外部元器件相互隔离开，屏蔽电子发热元件2对屏蔽框3外部其他元器件的电磁干扰，同时也避免外部的电磁场干扰电子发热元件2。

进一步地，散热件4依次通过第一弹性导热层5、第一超薄导电层6、第二弹性导热层7与电子发热元件2相连接，并且第一弹性导热层5和第二弹性导热层7均处于被压缩的状态，从而可以实现和散热件4、电子发热元件2的可靠连接和浸润，形成低热阻导热通道，强化了电子发热元件2的散热能力，电子发热元件2产生的热量可以依次通过第一弹性导热层5、第一超薄导电层6、第二弹性导热层7迅速传输至散热件4并散去。同时，在第一弹性导热层5压缩力的作用下也可以实现第一超薄导电层6与屏蔽框3之间的可靠低阻抗电连接，并且形成密闭的电磁屏蔽腔体，从而提升屏效及屏效一致性。此外，本实施例提供的电子设备电子发热元件2和散热件4之间的间距更小，不仅减少了热量传输路径的长度，降低传热热阻，同时也方便了电子设备的超薄化设计。

在本实施例中，

屏蔽框3能够起到屏蔽电磁波的作用，可以由导电材料制成，例如，该导电材料可以是金属材料，比如不锈钢、洋白铜、镁铝合金等，本申请对此并不限定。

散热件4具有足够高的导热系数，能够起到散热的作用，例如，可以通过散热件4将热量传输至壳体100和/或显示屏200。

作为示例，散热件4可以是电子设备一些元件的金属支架，例如为电池或者屏幕的金属支撑部件。在其他实施例中，散热件4可以是电子设备的金属中框，例如镁铝合金中框等，此外，散热件4还可以是热管等，但不限于此。

随着材料科学的发展，一些非金属材料也可以具备足够大的导热系数，具有较强的导热能力。因此，在其他实施例中，散热件4还可以是非金属的支撑结构件，例如，可以是石墨材料制成的非金属支撑架，由此使得本实施例的应用范围更广。

在本实施例中，第一超薄导电层6具有较强的导电能力并且具有较低的厚度，第一超薄导电层6可以为金属箔、导电纤维层、石墨层中的任意一种。例如，可以为铜箔或者铝箔。第一超薄导电层6的厚度不超过30um，从而有利于减少散热件4与电子发热元件2之间的间距，减少热量的传输路径，提高散热能力。例如，第一超薄导电层6的厚度可以为8um、10um或者12um。

在其他实施例中，第一超薄导电层6可以包括金、银、铜、合金、纤维、石墨、石墨烯、碳纳米管等导电颗粒中的至少一种，这样，导电颗粒可以刺穿屏蔽框3表面可能存在的氧化层，从而保证可靠的低阻抗电连接以及良好屏蔽。

第一超薄导电层6的面积可以大于开口31的面积，由此可以将整个开口31覆盖住，作为一种示例，第一超薄导电层6的大小、形状可以和屏蔽框3的上壁面大小以及形状相同，由此可以完全覆盖整个屏蔽框3的上壁面。

第一弹性导热层5和第二弹性导热层7柔韧且可压缩，可以吸收垂直方向的公差，并实现可靠搭接、浸润。第一弹性导热层5、第二弹性导热层7具有较高的导热系数(大于3w/m·k)和较高的压缩率(大于10％)。

在本实施例中，在装配完成后，第一弹性导热层5和第二弹性导热层7处于被压缩的状态，换句话说，在装配完成后，电子发热元件2与散热件4之间的间距要小于第一弹性导热层5、第一超薄导电层6、第二弹性导热层7的整体原始厚度(即未被压缩前的厚度)。例如，第一弹性导热层5、第一超薄导电层6、第二弹性导热层7的整体原始厚度为0.3mm，而在装配完成后，电子发热元件2与散热件4之间的间距可以为0.2mm(即被压缩后的厚度为0.2mm)。

通过以上设置，一方面可以实现第一弹性导热层5、第二弹性导热层7和散热件4、电子发热元件2的可靠搭接和浸润，降低接触热阻，形成低热阻导热通路，提高了电子发热元件2的散热效果，同时，在第一弹性导热层5压缩力的作用下也可以实现第一超薄导电层6与屏蔽框3之间的可靠低阻抗电连接，并且形成密闭的电磁屏蔽腔体，从而提升屏效及屏效一致性。

在本实施例中，第一弹性导热层5、第二弹性导热层7可以由相同的导热材料构成，也可以由不同的导热材料构成，二者的厚度可以相同，也可以不同。此外，第一弹性导热层5、第二弹性导热层7压缩率可以相同，也可以不同，第一弹性导热层5和/或第二弹性导热层7不同区域的压缩率可以相同，也可以不同，本申请对此并不限定。

可选地，第一弹性导热层5和/或第二弹性导热层7可以为弹性导热垫片。

可选地，第一弹性导热层5和/或第二弹性导热层7可以由导热硅胶、导热硅脂、高导热材料、相变导热材料等材料构成。

在本实施例中，可以预先将第一弹性导热层5和第二弹性导热层7分别附着在第一超薄导电层6的两个侧面，形成既导热又导电的复合层叠结构，在装配时，可以先将该复合层叠结构先贴合在散热件4的预设位置上，之后压合固定于屏蔽框3之上即可，由此简化了组装工序。

第二弹性导热层7的形状可以和电子发热元件2上壁面的形状相适配，第二弹性导热层7的面积大于电子发热元件2上壁面的面积，从而能够完全覆盖住电子发热元件2的整个上壁面。此外，如图1所示，第二弹性导热层7被压合连接于电子发热元件2的上壁面上，并且与电子发热元件2的部分侧壁面相接触，从而能够增大第二弹性导热层7与电子发热元件2之间的导热面积，强化了电子发热元件2的散热能力。

如图2所示，在本实施例中，第二弹性导热层7的形状可以和开口31的形状相适配，第二弹性导热层7的面积略大于开口31的面积，可以通过过盈配合将第二弹性导热层7嵌入所述开口31内，这样，第二弹性导热层7(的侧壁面)将与屏蔽框3相接触，电子发热元件2产生的热量也可以被传输至屏蔽框3上(热量可以进一步通过屏蔽框3传输至电路板1)，同样也强化了电子发热元件2的散热能力。

图4为本申请实施例提供的电子设备的侧视图。结合图2和图4，电路板1上的电子发热元件2工作时产生的热量依次经过第二弹性导热层7、第一超薄导电层6、第一弹性导热层5传递给散热件4(此时散热件4可以是显示屏200的金属支撑部件)，并且通过散热件4将热量向显示屏200(以及壳体100)散去。

图5是本申请另一实施例提供的电子设备的局部结构的主视图，如图5所示，本实施例提供的电子设备与前述图2所示的实施例提供的电子设备在结构上大致相同，在此只阐述不同之处。

在图5中，第一超薄导电层6的下壁面上还设置有环设于第二弹性导热层7外侧的第二超薄导电层8，第一超薄导电层6通过第二超薄导电层8与所述屏蔽框3电气连接。

具体地，第一超薄导电层6的下表面可以同时与第二弹性导热层7和第二超薄导电层8相连接，并且第二超薄导电层8环设于第二弹性导热层7的外侧，第一超薄导电层6通过第二超薄导电层8与屏蔽框3电气连接，从而提高第一超薄导电层6与屏蔽框3之间电气连接的可靠性。

第一超薄导电层6和第二超薄导电层8的厚度可以相同，也可以不同，二者的材料可以相同，也可以不同，本申请对此并不限定。

电子发热元件2可以包括多个且高度不完全相同。如图5所示，在本实施例中，电子发热元件2为两个，并且二者高度不同，为了使第二弹性导热层7与高度不同的电子发热元件2相连接，可以根据电子发热元件2的高度情况相对应的设置第二弹性导热层7在不同区域的厚度不相同。例如，图5中左侧的电子发热元件2高度较小，可以设置第二弹性导热层7对应区域的厚度更厚一些，而右侧的电子发热元件2高度较大，可以设置第二弹性导热层7对应区域的厚度更薄一些。因此，本实施例的应用范围更加广阔。

在本实施例中，第一弹性导热层5和/或第二弹性导热层7具有导电能力。也就是说，第一弹性导热层5和/或第二弹性导热层7既能够导热，又能够导电，从而能够进一步提高电磁屏蔽效果。

例如，可以设置第二弹性导热层7具有导电能力，并且通过过盈配合将第二弹性导热层7嵌入所述开口31内，这样，第二弹性导热层7(的侧壁面)将与屏蔽框3相接触，从而可以通过电路板1、屏蔽框3以及第二弹性导热层7形成密闭的电磁屏蔽腔体，能够提高电磁屏蔽效果。

第一弹性导热层5和/或第二弹性导热层7可以由导热又导电的复合材料构成，该复合材料中的导电材料，可以是金、银、铜及各类合金颗粒或纤维，石墨、石墨烯、碳纳米管等，复合材料至少厚度方向具有导电性。该复合材料中的导热基材，可以是石墨、导热凝胶填充物，金、银、铜及各类合金颗粒、碳纤维、金属纤维等，具有较高的导热系数(大于3w/m·k)及较低的传热热阻。

图6示出了本实施例提供的第一超薄导电层6的俯视图。在本实施例中，由于第一弹性导热层5和/或第二弹性导热层7具有导电能力，具有了足够的电磁屏蔽能力，因此，如图6所示，本实施例中的第一超薄导电层6上可以开设有至少一个通孔61。以上设置的好处是，通过在第一超薄导电层6上开设有至少一个通孔61，可以使第一弹性导热层5和第二弹性导热层7的压缩性更好，有利于二者的压缩，同时，上述二者直接接触，也有利于降低整个传热路径的热阻，提高了对电子发热元件2的散热效果。

可选地，通孔61可以为圆形、三角形、矩形、菱形中的任意一种。

可选地，第一超薄导电层6可以为网格状结构。

图7是本申请再一实施例提供的电子设备的局部结构的主视图，如图7所示，本实施例提供的电子设备与前述图2所示的实施例提供的电子设备在结构上大致相同，在此只阐述不同之处。

在本实施例中，屏蔽框3包括多个(图7示出了两个)，每个所述屏蔽框3内均包括有所述电子发热元件2，散热件4依次通过第一弹性导热层5、第一超薄导电层6、第二弹性导热层7与每个屏蔽框3内包括的每个电子发热元件2相连接。

具体地，在图7中，可以根据电子发热元件2的数量以及分布，设置多个屏蔽框3来包围电子发热元件2，并且，不同屏蔽框3内的电子发热元件2产生的热量可以依次通过第二弹性导热层7、第一超薄导电层6、第一弹性导热层5传输至同一个散热件4。

如图7所示，多个电子发热元件2可以位于同一个电路板1上。在其他实施例中，多个电子发热元件2也可以位于不同的电路板1之上。

如图7所示，左边的屏蔽框3和右边的屏蔽框3上设置的第一弹性导热层5、第一超薄导电层6可以相互连接(即在两个屏蔽框3中间也设置有第一弹性导热层5、第一超薄导电层6)。在其他实施例中，左边的屏蔽框3和右边的屏蔽框3上设置的第一弹性导热层5、第一超薄导电层6也可以不相互连接。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。