电子设备的散热结构及电子设备的制作方法

1.本技术涉及设备技术领域，特别涉及电子设备的散热结构及电子设备。


背景技术：

2.电子设备通常需要进行散热。以识别一体机为例，识别一体机例如为虹膜识别一体机，人脸加虹膜识别一体机等。根据应用场景的不同，识别一体机可以被设计为考勤设备、门禁设备、手持识别设备等。目前的电子设备的散热结构主要是将后壳设计为金属材质，并且通过金属块与主板热源搭接进行散热。
3.然而，目前的散热方式只能通过后壳对电子设备中热源进行统一散热。在不同热源具有不同功耗和温升限制时，目前的散热方式容易造成不同热源之间的相互影响。例如，目前的散热方式可能会出现热回流现象，即热量从高发热器件通过后壳向低发热器件传递，从而使后壳对低发热器件形成了加热作用。


技术实现要素：

4.本技术的实施例提供了一种电子设备的散热结构，包括：
5.第一散热片，设置于所述电子设备的后壳的内表面的第一区域，与处于电子设备的第一区域的第一目标热源导热连接；
6.第二散热片，设置于所述电子设备的后壳的内表面的第二区域，与处于电子设备的第二区域的第二目标热源导热连接，其中，所述第一散热片与所述第二散热片之间设置有第一隔热槽；
7.相变储热块，设置于电子设备的内腔中；
8.热管，将第三目标热源与所述相变储热块导热连接和/或将第三目标热源与所述电子设备的外壳导热连接。
9.在一些实施例中，所述电子设备的散热结构还包括中框，处于所述电子设备的前面板与后壳之间；其中，所述中框包括：金属框架区和塑料框架区，所述金属框架区与所述塑料框架区拼接；所述热管与所述金属框架区导热连接，并且与所述第一散热片导热连接。
10.在一些实施例中，所述中框的金属框架区为压铸铝结构；
11.所述中框的外缘包覆有塑料层；
12.所述金属框架区的靠近前面板边缘的区域包覆有塑料层，使得所述靠近前面板边缘的区域与所述前面板之间隔热；
13.所述金属框架区的靠近显示屏侧边的区域包覆有塑料层，使得靠近所述显示屏侧边的区域与所述显示屏之间隔热，所述显示屏处于所述前面板内侧；
14.所述金属框架区设置有避让所述第一目标热源的镂空；
15.所述塑料框架区承接无线模块。
16.在一些实施例中，所述第一散热片包括：第一散热区和第二散热区；
17.其中，所述第一散热区和所述第二散热区之间热隔离或者具有通过局部搭接而成
的热桥；
18.所述第一散热区与所述第一目标热源导热连接，所述第二散热区与第四目标热源导热连接；
19.所述第一散热区与所述热管导热连接。
20.在一些实施例中，散热结构进一步包括第三散热片，处于叠板布局的所述第四目标热源和所述第二目标热源之间；
21.所述第三散热片的两侧延伸到所述第二目标热源之外并与第二散热区搭接；
22.所述第三散热片具有折边，所述折边对所述第二目标热源进行支撑。
23.在一些实施例中，散热结构进一步包括：楔形散热块，设置于所述第三目标热源的背部，所述热管搭接在所述楔形散热块上，所述第一散热片通过导热垫压紧所述热管在所述楔形散热块上的搭接段，
24.其中，所述楔形散热块与所述第三目标热源的背板之间填充有导热硅脂。
25.在一些实施例中，散热结构进一步包括第四散热片，处于所述目标热源和所述第一散热片之间，所述第四散热片将所述目标热源与所述第一散热片导热连接。
26.在一些实施例中，散热结构进一步包括：
27.第五散热片，铺设在所述相变储热块上，并与所述热管搭接，以便所述热管与所述相变储热块导热连接。
28.在一些实施例中，所述第一散热片为散热钣金，所述第二散热片为石墨片。
29.根据本技术一个方面，提供一种电子设备，包括上述的散热结构。
30.综上，本技术实施例的散热结构，可以利用第一散热片对第一目标热源进行散热，并且利用第二散热片对第二目标热源进行散热。由于第一散热片和第二散热片之间设置有第一隔热槽，本技术实施例的散热结构，能够避免第一目标热源对第二目标热源的影响(即避免第一目标热源与第二目标热源之间的热回流现象)。
31.另外，由于热管将第三目标热源与相变储热块导热连接，相变储热块可以有效吸收第三目标热源短时间工作生成的热量，从而减缓第三目标热源的温度上升速率，进而提高第三目标热源的可靠性。相比于未配置相变储热块的情况，本技术实施例的散热结构使第三目标热源在工作时间内温度被控制得更低，以及使得电子设备的外表温度也更低。当电子设备处于待机状态时，第三目标热源长时间不发热，相变储热块可以将储存的热量逐渐扩散出去，以便下一次第三目标热源发热时，相变储热块可以发挥其完全的吸热性能。
32.另外，在热管将第三目标热源与电子设备的外壳导热连接时，本技术实施例的散热结构可以利用外壳对第三目标热源进行散热。
附图说明
33.图1示出了根据本技术一些实施例的电子设备的外观图；
34.图2示出了根据本技术一些实施例的电子设备的分解示意图；
35.图3示出了根据本技术一些实施例的中框示意图；
36.图4示出了根据本技术一些实施例的中框的局部剖面图；
37.图5示出了根据本技术一些实施例的第三目标热源的散热方式的示意图；
38.图6示出了根据本技术一些实施例的散热结构的示意图；
39.图7示出了根据本技术一些实施例的第一散热片和第二散热片的示意图；
40.图8示出了根据本技术一些实施例的隔热槽隔热原理的示意图；
41.图9示出了根据本技术一些实施例的散热结构的示意图。
具体实施方式
42.为使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本技术进一步详细说明。
43.图1示出了根据本技术一些实施例的电子设备的外观图。图2示出了根据本技术一些实施例的电子设备的分解示意图。图3示出了根据本技术一些实施例的中框示意图。图4示出了根据本技术一些实施例的中框的局部剖面图。图5示出了根据本技术一些实施例的第三目标热源散热方式的示意图。图6示出了根据本技术一些实施例的散热结构的示意图。图7示出了根据本技术一些实施例的第一散热片和第二散热片的示意图。图8示出了根据本技术一些实施例的隔热槽隔热原理的示意图。图9示出了根据本技术一些实施例的散热结构的示意图。
44.如图2及图5所示，电子设备的散热结构可以包括第一散热片1、第二散热片2、相变储热块6和热管7。电子设备例如可以是识别一体机，但不限于此。
45.其中，第一散热片1设置于电子设备的后壳30的内表面的第一区域，与电子设备的主板 40的第一目标热源41导热连接。这里，第一散热片1例如为散热钣金。第一散热片1可以通过热熔固定、双面胶粘贴或者螺钉锁固等方式紧贴在后壳30的内表面的第一区域。第一区域例如为后壳内表面的中部区域。第一散热片1可根据后壳30的局部造型进行适配的外形设定。主板40的第一目标热源41例如为中央处理器(cpu)或者微系统控制单元(mcu)等热源。
46.第二散热片2设置于电子设备的后壳30的内表面的第二区域。第二散热片2与第二目标热源50导热连接。这里，第二目标热源50例如为虹膜识别芯片模组。例如，图7中虚线框 51示出了第二目标热源50与第二散热片2之间的搭接区域。如图2所示，第二散热片2与第二目标热源50之间可以填充导热垫52，以便第二目标热源50的热量可以高效传导至第二散热片2。如图7所示，第一散热片1与第二散热片2之间设置有第一隔热槽11。第二散热片2例如可以是石墨片、铝钣金、铜钣金、石墨烯、铝箔、铜箔等具有散热性能的材料。
47.相变储热块6设置于电子设备的内腔中。
48.热管7将第三目标热源70与相变储热块6导热连接和/或将第三目标热源70与电子设备的外壳导热连接。
49.在一些实施例中，热管7将第三目标热源70与相变储热块6导热连接。第三目标热源 70例如可以是虹膜led灯。例如，电子设备可以部署两组虹膜led灯。两组虹膜led灯可以交替闪烁。虹膜led灯只有在人眼处于电子设备前方一定距离范围内才会开启，因此虹膜 led灯是脉冲式的短时间内发热。
50.在一些实施例中，热管7将第三目标热源70与电子设备的外壳导热连接。这里，外壳是指电子设备的后壳和/或中框的边缘。中框处于电子设备的后壳与前面板之间。
51.综上，本技术实施例的散热结构，可以利用第一散热片1对主板40的第一目标热源41 进行散热，并且利用第二散热片2对第二目标热源50进行散热。由于第一散热片1和第二
散热片2之间设置有第一隔热槽11，本技术实施例的散热结构，能够避免第一目标热源41对第二目标热源50的影响(即避免第一目标热源41与第二目标热源50之间的热回流现象)。例如，在第二目标热源为虹膜识别芯片模组的场景中，由于第一散热片1和第二散热片2之间设置有第一隔热槽11，，本技术实施例的散热结构，能够避免第一目标热源41对虹膜识别芯片模组的影响，从而提高虹膜识别芯片模组的成像质量。
52.另外，由于热管7将第三目标热源70与相变储热块6导热连接，相变储热块6可以有效吸收第三目标热源70短时间工作生成的热量，从而减缓第三目标热源70的温度上升速率，进而提高第三目标热源70的可靠性。相比于未配置相变储热块6的情况，本技术实施例的散热结构使第三目标热源70在工作时间内温度被控制得更低，以及使得电子设备的外表温度也更低。当电子设备处于待机状态时，第三目标热源70长时间不发热，相变储热块6可以将储存的热量逐渐扩散出去，以便下一次第三目标热源70发热时，相变储热块6可以发挥其完全的吸热性能。
53.另外，在热管7将第三目标热源70与电子设备的外壳导热连接时，本技术实施例的散热结构可以利用外壳对第三目标热源70进行散热。
54.例如，在电子设备为识别一体机，第三目标热源70为虹膜led灯的场景中，虹膜led 灯短时间工作生成的热量，从而减缓虹膜led灯70温度的上升速率，进而提高虹膜led灯的可靠性并使虹膜led灯在工作时间内温度被控制得更低，以及使得电子设备的外表温度也更低。当识别一体机处于待机状态，虹膜led灯70长时间不发热的阶段，相变储热块6可以将储存的热量逐渐扩散出去，以便下一次虹膜led70灯发热时，相变储热块6可以发挥其完全的吸热性能。在热管7将虹膜led灯与电子设备的外壳导热连接时，本技术实施例的散热结构可以利用外壳对虹膜led灯进行散热。
55.在一些实施例中，如图6所示，散热结构还包括第四散热片4，处于主板40的第一目标热源41和第一散热片1之间。第四散热片4将主板40的第一目标热源41与第一散热片1导热连接。第四散热片4例如为铝钣金、铜钣金、铝块或铜块等导热结构，第四散热片4与第一散热片1之间粘贴有导热垫42。导热垫42可以填充第四散热片4与第一散热片1之间的间隙。另外，第四散热片4与第一目标热源41之间粘贴有导热垫43，以填充第四散热片4 与第一目标热源41之间的间隙。在此基础上，第一目标热源41的热量能够高效地传递至第一散热片1。另外，在第一目标热源41与第一散热片1之间距离较近时，本技术实施例也可以省略第四散热片4，并通过导热垫等导热材料对第一目标热源41和第一散热片1进行搭接。
56.在一些实施例中，如图5所示，散热结构还包括第五散热片5，铺设在相变储热块6上，与热管7搭接，以便热管7与相变储热块6导热连接。第五散热片5例如可以是铝钣金、铜钣金、石墨片、石墨烯等高导热材料。
57.在一些实施例中，散热结构还包括用于安装主板40的中框20。中框20处于电子设备的前面板10与后壳30之间。如图3所示，中框20外缘包覆有塑料层27。中框20包括金属框架区21(图3中虚线框的区域)和塑料框架区22。金属框架区21和塑料框架区22拼接。金属框架区21例如为压铸铝结构。外缘包覆的塑料层27可以避免压铸铝结构直接裸露，可以有效提升电子设备外边缘的触摸体验。如图3所示，金属框架区21覆盖中框20的中上部区域，塑料框架区22处于底部区域。塑料框架区22例如为在金属框架区21基础上进行塑料填充形成的区域。塑料框架区22可以承接3/4/5g、wifi模块、天线等无线模块。这样，金属框架区21可
以避让无线模块，以避免影响无线模块的信号传输。
58.在一些实施例中，如图4所示，金属框架区21的靠近前面板边缘的区域(例如图4中点胶区域24)包覆有塑料层23，使得靠近前面板10边缘的区域与前面板之间隔热。显示屏60 处于前面板10的内侧。金属框架区21的靠近显示屏60侧边的区域包覆有塑料层26，使得靠近显示屏60侧边的区域与显示屏60之间隔热。这样，中框20边缘处的塑料层23和塑料层26能够防止热量过快地从压铸铝结构直接传递给前面板10和显示屏60，从而避免影响前面板10触摸的手感和显示屏60的可靠性。
59.如图5及9所示，热管7与金属框架区21导热连接，并且与第一散热片1导热连接。这样，在第三目标热源70发热时，第三目标热源70可以通过热管7向金属框架区21传导部分热量，以及向第一散热片1传导部分热量，以便提高对第三目标热源70的散热效率。例如，在第三目标热源70为虹膜led灯发热时，虹膜led灯可以通过热管7向金属框架区21传导部分热量，以及向第一散热片1传导部分热量，以便提高对虹膜led灯的散热效率。
60.在一些实施例中，第三目标热源70的背板采用铝基板。第三目标热源70的背板与识电子设备的前面板10所处平面并不平行，而是成一定倾斜角度，例如，呈8度倾角。散热结构进一步包括：楔形散热块71，设置于第三目标热源70的背部。楔形散热块71与第三目标热源70的背板之间填充有导热硅脂。其中，热管7搭接在楔形散热块71上。第一散热片1通过导热垫72(图7中虚线框73示出了导热垫72与第一散热片1的搭接位置)压紧热管7在楔形散热块71上的搭接段，以便楔形散热块71与虹膜led灯70的背板紧密贴合，以减小接触热阻。这里，楔形散热块71可以铜块、铝钣金、铜钣金、石墨烯板等高导热材料。
61.在一些实施例中，如图7所示，第一散热片1的两个外侧具有折边15，然后通过导热垫与热管7搭接，热管7通过硅脂等导热材料或结构硬接触与金属框架区21搭接。这样，热管 7、第一散热片1以及中框20在空间上形成了一个立体散热系统。立体散热系统散热结构件相互连通，以减轻分布多处的热源(例如，第三目标热源70和第一目标热源41)的不均匀发热所带来的大温差现象，从而可以有效降低最热点的温度。
62.另外，电子设备的热源通常不会同时以最大功率持续运行，立体导热系统可以在不同热源发热时起到不同的作用。例如，当虹膜识别功能未启用时，第一目标热源41通常为最大的发热源，其热量会先传递至第一散热片1，然后热量再通过传递至热管7，进一步传递至中框 20的金属框架区21，立体导热系统内所有散热件都可为第一目标热源41的散热助力。
63.当虹膜识别功能启用时，第三目标热源70的发热量会远大于第一目标热源41，此时热量会从第三目标热源70传递到热管7，再传递至中框20的金属框架区21和第一散热片1。
64.综上，立体导热系统服务于其导热路径上的所有发热源，当某一发热源具有突出的发热量时，其可以将热量扩散传递至整个导热结构上，从而尽可能地使内部温度均匀，大幅降低局部热点温度。换言之，当立体导热系统导热连接的某一处热源发热较大时，热量就会传递到温度较低的区域；当多处热源产生不均匀发热时，立体导热系统中相互连通的导热结构就可以最大程度地使局部热量扩散，减轻局部热点。
65.在一些实施例中，由于立体导热系统有助于保障电子设备的散热可靠性，本技术实施例的后壳可以设计为全塑料材质，而不是必需设计为金属材质。因此，立体导热系统保
障电子设备散热可靠性的同时，也使得塑料外壳(即中框20的边缘和塑料的后壳30)上没有较高的热点区域，保障用户手感体验。
66.如图5所示，金属框架区21设置有避让主板40的第一目标热源41的镂空25。这样，金属框架区21的镂空25可以减小第一目标热源41的热量向中框20的传递，从而避免中框 20承载过多的热量而导致第一目标热源41的热量过多传导至相变储热块6。这里，第一目标热源41的热量过多传导至相变储热块6会使得相变储热块6无法有效吸收第三目标热源70 (例如虹膜led灯)短时间工作生成的热量。因此，金属框架区21的镂空25能够防止相变储热块6的功能失效。
67.在一些实施例中，如图7所示，第一散热片1包括：第一散热区8和第二散热区9。
68.第一散热区8与第一目标热源41导热连接。换言之，第一散热区8主要用于第一目标热源41的散热。例如，图7中虚线框81为第一目标热源41与第一散热区8之间的搭接区域的位置。第二散热区9与第四目标热源80导热连接。第四目标热源80例如为人脸识别芯片模组。
69.例如，图7中虚线框84为第二散热区9与第四目标热源80之间搭接区域的位置。其中，第一散热区8和第二散热区9之间热隔离或者具有通过局部搭接形成的热桥。这里，第一散热区8和第二散热区9之间热隔离时，第一散热区8和第二散热区9可以认为是相互独立的两个散热片。例如，第一散热区8和第二散热区9可以通过设置隔热槽实现热隔离，即隔绝两个散热片之间的直接热传导。在一些场景中，第一散热片1为钣金材质。为了一体成型，第一散热区8和第二散热区9之间可以通过局部搭接形成热桥14。例如，本技术实施例可以通过第二隔热槽12和第三隔热槽13形成热桥14。图7中第二隔热槽12没有将第一散热区8 和第二散热区9完全隔开。
70.这里，如果第一散热区8和第二散热区9没有隔热槽设计并且没有热隔离，第一目标热源41的热量可以沿最短路径(例如，图8中箭头82的直线路径)从第一散热区8传递至第二散热区9。由于第一目标热源41的发热量大于第四目标热源80，会显著影响第四目标热源 80的散热。由于设置第二隔热槽12和第三隔热槽13，本技术实施例可以利用隔热槽形成的热桥14控制第一散热区8的热量从热桥14扩散到第二散热区9。例如，第一散热区8的热量沿着图8中箭头83和85的路径进行扩散。这样，本技术实施例既可以使得第二散热区9 能够帮助第一目标热源41进行一定的散热，又可以避免第一散热区8的热量过多到达第二散热区9而影响第四目标热源80的散热。另外，第二散热区9与第二散热片2之间的第一隔热槽11，以及第二隔热槽12和第三隔热槽13的设计，可以使得第一目标热源41的热量无法通过高导热介质(例如第一散热片1)到达第二目标热源50，只能通过空气等导热能力差的介质传递，进而极大避免第一目标热源41的热量对第二目标热源50的影响。
71.在一些实施例中，第一散热区8与热管7导热连接。例如，第一散热区8通过折边15与热管7搭接。折边15例如可以通过导热垫等导热介质与热管7导热连接。
72.在一些实施例中，如图6所示，散热结构还包括第三散热片3，处于叠板布局的第四目标热源80和第二目标热源50之间。第三散热片3的两侧延伸到第二目标热源50之外并与第二散热区9搭接。另外，第三散热片3还具有折边31，第三散热片3的折边31可以对第二目标热源50进行支撑。第三散热片3与第一散热片1之间粘贴有导热垫32，以便填充第三散热片3与第一散热片1之间的间隙。另外，第三散热片3与第四目标热源80之间粘贴有导热垫
33，以便填充第三散热片3与第四目标热源80之间的间隙。在此基础上，第四目标热源80可以通过导热垫33、第三散热片3和导热垫32向第一散热片1散热。
73.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。