专利名称：散热处理装置及移动终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通讯领域，特别是涉及一种散热处理装置及移动终端。
背景技术：
在现有技术中，移动终端特别是基于第三代移动通信技术Urd-generation，简称为3G)、以及长期演进(Long Term Evolution，简称为LTE)系统的智能终端，其内部主芯片的主频越来越高，存储器存取速度越来越快，射频功放和电源管理功耗也相应越来越高，因此，对移动终端的散热处理(也可以称为热设计)就显得尤其重要。造型的轻薄化与功能的复杂化是智能移动终端的一体两面，一方面是炫酷的机身和多彩的应用，另一方面是与日俱增的功耗和移动终端狭小的空间，在目前智能终端飞速、发展的时代，热设计非常重要。目前，移动终端热设计散热主要依托于硬件布局、结构空间设计和导热材料降热等方面。在功能机终端时代，靠前面二者就能解决问题；但智能终端时代，导热材料散热应用越来越广泛。特别是采用断板方案的移动终端，往往离开导热材料散热问题就无法有效缓解和解决。上述断板方案是指移动终端内部的印刷电路板(Printed Circuit Board,简称为PCB)的面积为整机纵向剖面一半左右。在现有技术中，通常的导热材料为石墨、导热铜箔、铝或铜基导热片等。但这些导热材料均只能实现散热目的，难有其他综合效果，且由于原材料、制作工艺等原因大面积使用时，价格均比较贵。
发明内容
本发明提供一种散热处理装置及移动终端，能够对移动终端电子系统有效地进行散热处理。本发明提供一种散热处理装置，包括经过去低导热率表层处理的移动终端金属支架、表面粗糙的第一导热材料、以及多层结构的PCB，其中，移动终端金属支架位于移动终端液晶显示屏(Liquid Crystal Display,简称为LCD)与PCB之间；移动终端金属支架与PCB之间填充有第一导热材料；PCB上的大功率器件设置在PCB的器件面的中间位置，并相互之间留有空隙；PCB中设置有至少一层地铜，PCB的器件面的大功率器件底部或其他位置设置有地铜，PCB的器件面上设置有地孔。优选地，移动终端金属支架与PCB之间的距离大于等于O. I毫米且小于等于O. 2毫米。优选地,第一导热材料为全向导电泡棉。优选地，去低导热率表层处理为表面去氧化层处理。优选地，大功率器件包括射频功放、电源管理芯片、以及系统主芯片。优选地，在PCB的器件面设置有金属屏蔽件，大功率器件位于PCB表面与金属屏蔽件之间。
优选地，移动终端金属支架与PCB的金属屏蔽件之间填充有第一导热材料。优选地，金属屏蔽件与大功率器件之间填充有第二导热材料。优选地，第二导热材料为导热硅胶。本发明还提供了一种移动终端，包括上述散热处理装置。本发明有益效果如下通过在进行过去低导热率表层处理的移动终端金属支架与PCB的间隙填充能够导电的导热材料，使得在对移动终端电子系统有效进行散热处理的同时，能够提高电子系统接地性能和射频信号接收性能以及整机结构系统的抗跌落等可靠性方面的性能。
图I是本发明实施例的散热处理装置的示意图；图2是本发明实施例的采用全向导电泡棉进行移动终端散热处理的流程图。
具体实施例方式为了能够对移动终端电子系统有效地进行散热处理，本发明提供了一种散热处理装置及移动终端，在本发明实施例中，不采用常规导热材料，选取常规用于导电、接地处理的材料，通过移动终端金属支架表面工艺处理、PCB屏蔽工艺处理以及金属支架与PCB板屏蔽材料间隙填充等系列工艺处理措施，在达到对移动终端电子系统有效散热处理的主要目的同时，提高了电子系统接地性能和射频信号接收性能。以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。装置实施例一根据本发明的实施例，提供了一种散热处理装置，图I是本发明实施例的散热处理装置的示意图，如图I所示，根据本发明实施例的散热处理装置包括经过去低导热率表层处理的移动终端金属支架10、表面粗糙的第一导热材料12、以及多层结构的PCB 14，以下对本发明实施例的各个模块进行详细的说明。具体地，移动终端金属支架10位于移动终端IXD与PCB 14之间，移动终端金属支架10与PCB 14之间需要保持一定的空隙，在本发明实施例中，移动终端金属支架10与PCB14之间的距离大于等于O. I毫米且小于等于O. 2毫米。需要说明的是，移动终端金属支架10的表面需要进行去低导热率表层处理，在本发明实施例中，去低导热率表层处理为表面去氧化层处理。移动终端金属支架10与PCB 14之间填充有第一导热材料12 ;其中，第一导热材料12为常规用于导电的全向导电泡棉。上述全向导电泡棉在普通泡棉的基础上均匀掺杂铜粉、铝粉(早期环保要求不严的情况下，会部分掺杂镍粉)，具有良好的导电性能，同时，这种材料制作工艺简单，价格低廉
MTv ο需要说明的是，上述第一导热材料12常规用途只是用于导电(最常用的导电用途是接地)，在本发明实施例中，将这种常规用于导电的材料用于导热，在实际应用中，不能简单的把常规用于导电的材料用于导热，因此本发明实施例需要进行如下处理
I、对移动终端金属支架10进行工艺处理；具体的，通过工艺处理提升金属支架表面的热导通率；2、对PCB 14能够导电的导热面结构进行大面积化，把单个较小的结构体合并；3、把常规用于导电的导热材料进行接触表面粗糙化，形成密集多点接触，保证最大程度的热传导性能。具体地，PCB 14上的大功率器件设置在PCB 14的器件面的中间位置，并相互之间留有空隙；其中，上述大功率器件包括但不限定于射频功放、电源管理芯片、以及系统主芯片。移动终端的射频功放、电源管理芯片、系统主芯片是主要热源，本发明实施例的散热处理装置主要针对这些热源进行有效散热。PCB 14中设置有至少一层地铜，此外PCB 14的器件面的大功率器件底部或其他 位置也设置有地铜，PCB 14的器件面上设置有地孔。
优选地，在本发明实施例中，在PCB 14的器件面还可以设置有大屏蔽罩，该大屏蔽罩可以为金属屏蔽件，大功率器件位于PCB 14表面与金属屏蔽件之间。金属屏蔽件能用于规避PCB 14上有源器件高频辐射互扰和外界高频信号干扰。移动终端金属支架10与PCB 14的金属屏蔽件之间填充有第一导热材料12。金属屏蔽件与大功率器件之间填充有第二导热材料，上述第二导热材料为导热硅胶。以下结合附图，对本发明实施例的上述散热处理装置的处理过程进行详细的说明。图2是本发明实施例的采用全向导电泡棉进行移动终端散热处理的流程图，如图2所示，包括如下处理步骤1，对移动终端金属支架和PCB屏蔽材料之间预留足够高度的间隙，以O. Imm到O. 2mm之间为佳。在实际应用中，这个间隙过小的话，目前工艺技术生产的全向导电泡棉压缩空间不够，此外，间隙填充足够的导热材料才能保证良好的蓄热能力。上述O. Imm到O. 2mm之间只是推荐值，实际根据生产工艺更新情况，间隙可以进行调整。步骤2，对移动终端金属支架的表面进行去低导热率表层处理。在实际应用中，常用的移动终端金属支架为镁铝合金，对移动终端金属支架的表面进行去低导热率表层处理即对镁铝合金的表面进行去氧化层处理。镁铝合金具有强度高、弹性模量大、散热好、消震性好、承受冲击载荷能力大、无磁性、屏蔽性好、高导热性和导电性等特点，因此目前被广泛用于移动终端。镁铝合金增加氧化膜能够显著提高其抗腐蚀的性能，传统氧化膜含有铬、氟、磷等元素，阳极氧化形成的氧化膜主要成分为其表面均匀分布的铝、硅等元素，这些元素中的大量的非金属元素(导热率低)有效降低了镁铝合金的防腐蚀性能。本发明实施例对此进行了详细的对比测试，镁铝合金表面氧化层对导热率降低表现在最后的测试结果对温升的控制差异会达到2 4度的范围，即，不去除氧化层对导热率的影响非常大。因此，需要对移动终端金属支架的表面进行去低导热率表层处理。步骤3，对PCB的布局进行优化。射频功放、电源管理芯片和系统主芯片置于板子靠中间部分，且相对位置散开，留足大面积地铜和足够多的地孔；同时，对靠近器件面使用大的导电材料如整体金属大屏蔽件(单边长度长20mm以上)等形式的大导热面。
足够面积的地铜和足够多的地孔，是电子系统本身散热的重要因素，因为电子器件的热功率耗散的第一路径就是PCB板的铜箔以及其他附着金属物，通过这些导热率较高材质的热传导，热散播到PCB表面。大的导电材料如整体金属大屏蔽件有利于第一时间接收传导或辐射对流到PCB表面的热量。通常为了加大直接热传导的比例，本发明实施例采用导热硅胶等材料压缩填充在热源电子器件表面和大的导电屏蔽材料如整体金属大屏蔽件之间。采取上述步骤的重要性在于保证有效集中地把PCB电子器件热量传输到PCB表面大的导电材料如整体金属大屏蔽件上，有效保证热耗散面积和体 积，减少电子系统产生的总热量直接对空气层的辐射和对流量占比，从而方便采取更进一步措施将热量从PCB表面大的导电材料如整体金属大屏蔽件处传输出去。步骤4，选取内含铜、铝等高导热率材质的全向导电泡棉，全向导电泡棉为导热率高的可压缩导电材料的典型代表，其表面粗糙，在对应PCB整体大导热面的间隙实现完全填充。全向导电泡棉中的高导热率材质能够有效保证传热性能；全向导电泡棉表面粗糙，整体可压缩，可以保证有效接触面积，全向导电泡棉虽然内部含铜材质比普通导热铜箔少，但是能有更好的导热效果。导热铜箔表面看来很平，在PCB屏蔽材料和镁铝合金之间却只能点接触，而全向导电泡棉能实现面接触。因此，藉由全向导电泡棉的热传导的绝对传热面积和体积比普通导热铜箔要大得多。同时，泡棉体内部有微小气孔，这种如同普通棉被一样的物理结构能保证足够的蓄热能力。出于隔绝空气目的，需要在对应PCB整体大屏蔽件位置的间隙实现完全填充。因为镁铝合金表面氧化层去除后，如果不通过完全填充间隙的方式隔绝空气，镁铝合金表面就会被氧化掉，从而影响镁铝合金长期使用的可靠性。经过上述步骤处理，对比石墨(人工、天然)、铜基导热片的导热效果，使用本发明实施例的散热处理装置，在同样面积的情况下，能够达到价格是全向导电泡棉几百倍的石墨的散热效果，比导热铜箔和铜基导热片效果好。经过上述散热处理后，能够比导热铜箔和铜基导热片降低4飞摄氏度左右。通过上述四个步骤的工艺处理保证了全向导电泡棉在导热能力和蓄热能力的优势都得到了充分的利用，用户在手持使用过程中不会感觉到移动终端非常明显的发热。本发明实施例在实现良好的导热效果之外，还取得了以下效果一方面，整机电子系统接地效果更佳，从而显著提升电磁兼容性能，进而使得射频性能指标上有显著的提高。根据实验，使用本发明实施例的散热处理装置的移动终端的射频接收灵敏度有2 3dBm的提升。特别是弱信号情况下，对射频接收性能提升的效果很明显。另一方面，整机结构系统可靠性更好，在整机跌落指标方面得以提升。由于全向导电泡棉的缓冲作用，使得整机结构体和关键部件尤其LCD屏在自由跌落试验中耐受的跌落高度提高O. 2米左右，在滚筒跌落试验中耐受的跌落次数提高至少20次。在一些减薄设计的移动终端中，IXD与PCB之间没有金属支架，上述方法也能适用，即可以在LCD屏体的金属铁框与PCB金属屏蔽件之间填充条块状大面积的全向导电泡棉，实现导热并兼顾射频优化和结构可靠性提升的功用。
装置实施例二根据本发明的实施例，提供了一种移动终端，根据本发明实施例的移动终端包括装置实施例一所述的散热处理装置，本发明实施例可以根据上述装置实施例一的描述进行理解，在此不再赘述。综上所述，借助于本发明实施例的技术方案，通过在进行过去低导热率表层处理 的移动终端金属支架与PCB的间隙填充能够导电的导热材料，使得在对移动终端电子系统有效进行散热处理的同时，能够提高电子系统接地性能和射频信号接收性能。尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。
权利要求
1.ー种散热处理装置，其特征在于，包括经过去低导热率表层处理的移动终端金属支架、表面粗糙的第一导热材料、以及多层结构的印刷电路板PCB，其中，所述移动終端金属支架位于移动終端液晶显示屏LCD与所述PCB之间；所述移动終端金属支架与所述PCB之间填充有所述第一导热材料；所述PCB上的大功率器件设置在所述PCB的器件面的中间位置，并相互之间留有空隙；所述PCB中设置有至少ー层地铜，所述PCB的器件面的所述大功率器件底部或其他位置设置有地铜，所述PCB的器件面上设置有地孔。
2.如权利要求I所述的装置，其特征在于，所述移动終端金属支架与所述PCB之间的距离大于等于O. I毫米且小于等于O. 2毫米。
3.如权利要求I所述的装置，其特征在于，所述第一导热材料为全向导电泡棉。
4.如权利要求I所述的装置，其特征在于，所述去低导热率表层处理为表面去氧化层处理。
5.如权利要求I所述的装置，其特征在于，所述大功率器件包括射频功放、电源管理芯片、以及系统王芯片。
6.如权利要求I至5中任一项所述的装置，其特征在于，在所述PCB的器件面设置有金属屏蔽件，所述大功率器件位于所述PCB表面与所述金属屏蔽件之间。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述移动終端金属支架与所述PCB的金属屏蔽件之间填充有所述第一导热材料。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述金属屏蔽件与所述大功率器件之间填充有第二导热材料。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二导热材料为导热硅胶。
10.一种移动終端，其特征在干，设置有权利要求I至9中任一项所述的散热处理装置。
全文摘要
本发明公开了一种散热处理装置及移动终端。该装置包括经过去低导热率表层处理的移动终端金属支架、表面粗糙的第一导热材料、以及多层结构的PCB，其中，移动终端金属支架位于移动终端LCD与PCB之间；移动终端金属支架与PCB之间填充有第一导热材料；PCB上的大功率器件设置在PCB的器件面的中间位置，并相互之间留有空隙；PCB中设置有至少一层地铜，PCB的器件面的大功率器件底部或者其他位置设置有地铜，PCB的器件面上设置有地孔。借助于本发明的技术方案，使得在对移动终端电子系统有效进行散热处理的同时，能够提升整机电磁兼容指标、射频指标和结构可靠性指标。
文档编号H05K7/20GK102711416SQ20121016356
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月24日 优先权日2012年5月24日
发明者张永亮 申请人:中兴通讯股份有限公司