针对硬度和传热进行优化的内部框架制造技术

本公开涉及针对硬度和传热进行优化的内部框架。描述了具有显示器的薄型便携式电子设备。电子设备的部件可以布置在外部壳体内的堆叠的层中，其中堆叠的层中的每个层位于相对于设备厚度的不同高度处。堆叠的层中的一层可以是内部金属框架。内部金属框架可以被构造作为位于邻近该内部框架的层中的发热部件的散热器。而且，内部金属框架可以被构造为增加设备的整体结构硬度。此外，内部金属框架可以被构造为为诸如显示器等设备部件提供附接点，从而设备部件可以经由内部金属框架而耦接到外部壳体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及消费电子设备，更具体地，涉及与消费电子设备的热结构设计相关的方法和装置。
技术介绍
就视觉观点来说，用户经常发现紧凑和圆滑设计的消费电子设备在美观上更吸引人。举例来说，既薄又轻的便携式电子设备设计通常受到消费者的欢迎。在一些薄的设备设计中，设备的一面几乎完全贡献给显示器的可视部分，而其它输入/输出部件被布置在设备的侧面和与显示器相对的背部。典型地，显示器由薄外壳包围，显示器驱动器、主逻辑板、电池和其它接口电路全部被封装在该薄外壳内。在前面描述的设备中，诸如处理器和显示器的部件以及其它内部部件会发热。为了保持设备中的电子部件的寿命以及为了用户的舒适，希望防止热点(thermal hot spot) 在外壳内或在外壳的表面上发展。当使用薄且紧凑的外壳时，存在用于在外壳内提供热传导路径或用于增加充当热沉的热物质(thermal mass)的最小可用空间量。还有，当设备的整体重量被最小化并且考虑到设备的可制造性时，不希望包括其唯一目的仅在于处理热问题的零件。基于以上观点，希望外壳部件在满足与采用薄且紧凑外壳的轻质便携式电子设备相关的重量、结构和封装限制的同时处理热问题。
技术实现思路
广义上说，本文公开的实施例描述了非常适用于消费电子设备(诸如膝上型电脑、手机、上网本电脑、便携式媒体播放器和平板电脑)的结构部件。特别地，本文描述了这样的结构部件，其处理与具有薄且紧凑外壳的轻质消费电子设备的设计相关的强度和热问题。本文还描述了用于形成这些结构部件的方法。在一个实施例中，消费电子设备可以是带有显示器的薄型便携式电子设备。该薄型便携式电子设备的部件的内部布置可以被看作是多个堆叠的层。堆叠的层可以与相对于设备厚度的特定高度相关。各种设备部件，诸如但不限于显示电路、CPU、扬声器、存储器、无线通信电路和电池，可以被布置和分布在堆叠的层上。堆叠的层中的一层可以是内部框架。内部框架可以耦接到薄型便携式电子设备的外部壳体。内部框架可以被构造用于为位于与内部框架相邻的层中的发热的部件提供热分配能力，诸如散热。进一步地，内部框架可以被用来增加设备的整体结构硬度。另外，内部框架可以被用作设备中所使用的其它设备部件(诸如显示器)的附接点。在一个实施例中，内部框架可以是由多层不同金属形成的内部金属框架。例如，内部金属框架可以包括位于两个外部层之间的中间层，所述中间层由第一金属形成，所述两个外部层由第二金属形成。第一金属和第二金属可分别根据它们的强度和/或热传导特性来选择。此外，每个层的厚度可以是不同的，以加强其强度或热特征。在一个实施例中，内部金属框架的不同金属层可以利用覆层处理(cladding process)而结合。在特定实施例中，用于中间层的第一金属可以主要根据其热传导特性来选择，使得中间层能够充当散热器，而用于两个外部层的第二金属可以主要被选择为提升内部金属框架的强度，从而改善设备的整体硬度。总的来说，第一金属和第二金属可以被选择为改进热传导特性、强度特性(例如，硬度)、环境特性(例如，抗腐蚀性)和美观特性(例如，设备的外观)中的一个或多个。举例来说，中间层可以由铜形成，这是根据其热特性来选择的， 而两个外部层可以由不锈钢形成，这是根据其强度特性来选择的。在另一个实施例中，用于两个外部层的第二金属可以被选择为使得每个外部层都能充当散热器，而用于中间层的第一金属则可以根据其强度特性来选择。当用于内部金属框架的中间层的第一金属主要根据其热特性来选择以便中间层能够充当散热器时，可以在内部金属框架的外部层中设置一个或多个孔。每个孔可以被定位为邻近设备内的发热部件。可以提供热桥，以便经由外部层中邻近发热部件的孔将与该发热部件相关联的表面热联接到内部金属框架的中间层。在特定实施例中，热桥可以由焊接材料或导热粘合带来形成。通过以下结合附图的详细描述，本专利技术的其它方面和优点将变得显而易见，其中附图以举例的方式图示了本专利技术的原理。附图说明通过以下结合附图的详细描述，所描述的实施例将变得易于理解，其中类似的附图标记表示类似的结构元件，并且其中图IA示出了根据所描述的实施例的便携式电子设备的顶视图。图IB示出了根据所描述的实施例的便携式电子设备的底视图。图IC示出了根据所描述的实施例的便携式电子设备的框图。图ID示出了根据所描述的实施例的便携式电子设备的截面图。图2A和2B示出了根据所描述的实施例的内部框架的顶视图和底视图。图2C示出了根据所描述的实施例的内部框架的顶视图。图3A-3B示出了根据所描述的实施例的内部框架的截面图。图4A-4B示出了根据所描述的实施例，热联接到多个设备部件的内部框架的截面图。图5是根据所描述的实施例，制造带有内部框架的便携式电子设备的方法的流程图，其中所述内部框架被设计为具有特定的热结构特性。图6是根据所描述的实施例，被构造为媒体播放器的便携式电子设备的框图。 具体实施例方式在以下的详细说明中，提出了大量特定细节以提供对所描述的实施例所基于的概念的全面了解。然而对于本领域技术人员来说很明显，所描述的实施例可以无需一些或所有这些特定细节而实践。在另一些情况中，为人所熟知的过程步骤没有被详细描述以避免对基本概念的不必要的干扰。在薄且紧凑型便携式电子设备的热结构设计中，可以考虑的首要因素可以是与用户接口相关的部件的布置。在确定这些部件的外部布置以后，就可以考虑关于壳体设计的因素，诸如内部封装、重量、在预期操作条件下为保护设备所需的强度和硬度。然后，可以考虑热问题，诸如防止内部热点的发展。当综合考虑这些设计因素时，它们可能彼此影响。因此，设备的设计可能是一个反复的过程。作为对便携式设备的热结构设计过程的例示，从上文中所述的因素的角度来讨论设备设计。典型地，便携式设备可以包括显示器。显示器和输入机构通常可以设置在设备的一面上。如果希望，薄轮廓的壳体可以被规定为围绕和包封除用户可见的显示器部分之外的一切。与显示器相对的面可以主要是与壳体相关的结构，但是可以包括用于诸如照相机等其它输入设备的孔。沿着壳体的边缘，可以布置各种输入/输出机构，诸如音量开关、电源按钮、数据和功率连接器、音频插口等。壳体可以包括容纳输入/输出机构的孔。可以选择布置输入/ 输出机构的位置以增强在想要操作设备的条件下接口的可用性。例如，对于想要用单手操作的设备，诸如音频控制开关之类的输入机构可以布置在当设备被握在手掌中时手指容易操作的位置。此外，诸如音频插口之类的输出机构可以布置在不会妨碍握持设备的位置，诸如在设备的顶部边缘上。—旦布置了用户接口的部件，连接到便携式电子设备并允许便携式电子设备为了其预期功能而操作的设备部件可以被封装在外壳内部。内部设备部件的示例可以包括扬声器、麦克风、具有处理器和存储器的主逻辑板、非易失存储设备、数据和功率接口板、显示驱动器和电池。在内部设备部件的位置方面可以提供一定灵活性，只要部件之间所需的连接器能够有足够的空间。还有，可以采用诸如定制形状的PCB或电池之类的途径来使可用内部空间能够被有效利用。一旦用户接口已经被设计并且内部部件被封装在合适的紧凑壳体内，就可以考虑热问题了。许多内部部件产生热。为了防止热在某些区域累积并且可能损坏内部部件，可能需要机构在内部消散和传导热。这些设备的紧凑设计可能几乎没有给对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·R·罗斯科普夫，P·M·霍布森，A·米特尔曼，AK·施德莱特斯基，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：