复合板材、壳体组件和电子设备转让专利
申请号 : CN202010074085.3
文献号 : CN111147641B
文献日 : 2021-06-18
发明人 : 杨光明
申请人 : OPPO广东移动通信有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种壳体组件,其特征在于,所述壳体组件的至少一部分是由复合板材构成的,所述复合板材包括层叠设置的第一板材和第二板材,其中,所述第一板材朝向显示屏组件设置,所述第一板材包括第一聚合物基材和分散于所述第一聚合物基材中的第一石墨与玻璃微珠;
所述第二板材包括第二聚合物基材和分散于所述第二聚合物基材中的第二石墨。
2.根据权利要求1所述的壳体组件,其特征在于,基于所述第一板材的总质量,按质量百分比计,所述第一聚合物基材的质量百分比为55% 75%,所述第一石墨的质量百分比为~
15% 20%,所述玻璃微珠的质量百分比为10% 25%。
~ ~
3.根据权利要求1或2所述的壳体组件,其特征在于,基于所述第二板材的总质量,按质量百分比计,所述第二聚合物基材的质量百分比为65% 85%,所述第二石墨的质量百分比~
为15% 35%。
~
4.根据权利要求1或2所述的壳体组件,其特征在于,所述玻璃微珠满足以下条件至少之一:
直径为2 90微米;
~
抗压强度为10 100MPa。
~
5.根据权利要求4所述的壳体组件,其特征在于,所述玻璃微珠满足以下条件至少之一:
直径为5 50微米;
~
抗压强度为40 70MPa。
~
6.根据权利要求3所述的壳体组件,其特征在于,所述第一石墨和所述第二石墨分别为片状石墨。
7.根据权利要求6所述的壳体组件,其特征在于,所述片状石墨满足以下条件至少之一:
长宽尺寸为15 300微米;
~
厚度为0.2 20微米。
~
8.根据权利要求7所述的壳体组件,其特征在于,所述片状石墨满足以下条件至少之一:
长宽尺寸为50 200微米;
~
厚度为2 10微米。
~
9.根据权利要求1所述的壳体组件,其特征在于,所述第一板材的厚度和所述第二板材的厚度比为1:1 2:1。
~
10.根据权利要求9所述的壳体组件,其特征在于,所述复合板材的厚度为0.6 0.8毫~
米。
11.一种电子设备,其特征在于,包括:权利要求1 10中任一项所述的壳体组件;
~
显示屏组件,所述显示屏组件与所述壳体组件相连,所述显示屏组件和所述壳体组件之间限定出安装空间,其中,所述壳体组件的第一板材朝向所述显示屏组件设置;以及主板,所述主板设置在所述安装空间内且与所述显示屏组件电连接。
说明书 :
复合板材、壳体组件和电子设备
技术领域
背景技术
多占用有限的手机内部空间。随着5G时代的来临,手机发热量上升,若依然采用金属、石墨
块等导热附件进行散热,金属、石墨块材对通讯信号会造成一定的屏蔽作用,所以对热点的
消除又提出了新的挑战。
发明内容
散于所述第一聚合物基材中的第一石墨与玻璃微珠;所述第二板材包括第二聚合物基材和
分散于所述第二聚合物基材中的第二石墨。由此,中空的玻璃微珠作为垂直方向的隔热材
料,可以有效降低垂直导热系数,石墨(包括第一石墨和第二石墨)作为导热材料,可以有效
提高复合板材的面内导热系数,从而使得本申请的复合板材实现垂直方向低导热,面内方
向高导热的目的,以大大提高复合板材的导热系数各向异性比,而且上述结构的复合板材
还具有较低的介电常数,所以,当该复合板材用于电子设备的壳体时,壳体可以快速地将局
部结构产生热点的热量进行面内分散,而且还可以避免对电子设备的信号产生屏蔽作用。
内导热系数和较低的垂直导热系数,从而使其具有较高的导热系数各向异性比,而且该壳
体组件还具有较低的介电常数,所以本申请的壳体组件可以快速地将局部结构产生热点的
热量进行面内分散,而且还可以避免对电子设备的信号产生屏蔽作用。
所述显示屏组件和所述壳体组件之间限定出安装空间,其中,所述壳体组件的第一板材朝
向所述显示屏组件设置;以及主板,所述主板设置在所述安装空间内且与所述显示屏组件
电连接。由此,该电子设备的壳体组件具有较高的导热系数各向异性比和较低的介电常数,
电子设备运行时壳体组件可以快速地将局部结构产生热点的热量进行面内分散,而且壳体
组件对电子设备的信号的屏蔽作用较差,不会影响电子设备的通讯信号。
附图说明
具体实施方式
献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均
为可以通过市购获得的常规产品。
合物基材和分散于所述第一聚合物基材中的第一石墨与玻璃微珠;第二板材12包括第二聚
合物基材和分散于所述第二聚合物基材中的第二石墨。由此,中空的玻璃微珠作为垂直方
向的隔热材料,可以有效降低垂直导热系数,石墨(包括第一石墨和第二石墨)作为导热材
料,可以有效提高复合板材的面内导热系数,从而使得本申请的复合板材实现垂直方向低
导热,面内方向高导热的目的,以大大提高复合板材的导热系数各向异性比,而且上述结构
的复合板材还具有较低的介电常数(即复合板材同时具有较低的垂直导热系数、较高的导
热系数各向异性比和较低的介电常数),所以,当该复合板材用于电子设备的壳体时,壳体
可以快速地将局部结构产生的热点的热量进行分散,而且还可以避免对电子设备的信号产
生屏蔽作用。另外,虽然第二板材中没有玻璃微珠,但是第二板材与第一板材复合层叠设
置,可以在保证复合板材具有较低垂直导热系数的同时,进一步的提高其面内导热系数,进
而更进一步的提高复合板材的导热系数各向异性比。
热量还未分散就垂直导出(若垂直导出,会使得导出热量处的复合板材过热)。所以较高的
导热系数各向异性比,可以使复合板材的热点处的热量在复合板材的面内快速分散,且避
免热量垂直导出。
向,垂直导热系数是指与板材平面垂直z方向上(即板材的厚度方向)的导热率。另外,文中
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
个或者更多个该特征。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。
米),如此,上述直径范围内的玻璃微球,即可以使得复合板材具有较低的垂直导热系数,而
且在制备时便于与第一聚合物基材和第一石墨等材料分散均匀,再者玻璃微珠还具有良好
的抗压强度,以避免其在制备工艺中破碎;若直径小于2微米,玻璃微珠的隔热性能相对较
差,无法很好的降低复合板材垂直方向上的导热系数;若直径大于90微米,则玻璃微珠的浮
力相对偏高,则在制备工艺中玻璃微珠与其他原料混合时不易均匀分散,而且玻璃微珠的
抗压强度相对偏低,在制备工艺中或后续使用中易发生破碎。在一些实施例中,玻璃微珠的
直径为5~50微米,如此,复合板材的垂直导热系数较低,玻璃微球的抗压强度也较高,不易
破碎,且在制备第一板材时玻璃微珠较容易分散均匀,所以,得到的复合板材的综合性能较
高。
不易破碎,进而有效保证复合板材较低的垂直导热系数;若抗压强度小于10MPa,则在第一
板材的制备工艺中或后续使用中,玻璃微珠易发生破碎,影响复合板材的性能和生产良率;
若抗压强度大于100MPa,则表面玻璃微珠的壁厚较大,如此会使得玻璃微珠的导热系数偏
高,进而不利于复合板材垂直导热系数的降低。在一些实施例中,玻璃微珠的抗压强度为40
~70MPa,如此玻璃微珠即不易破碎,而且其导热系数也较低,从而可以使得复合板材的整
体性能较高。
直径,也可以是指所使用的玻璃微球的直径在上述范围内分布;上述玻璃微球的抗压强度
是指所使用的玻璃微球的平均抗压强度。
进一步的提高复合板材的导热系数各向异性比。
米、170微米、180微米、200微米、220微米、250微米、280微米、300微米),如此,上述尺寸的石
墨在复合板材中容易相互接触形成导热网络,提高复合板材的面内导热系数,且可以保证
复合板材较低的垂直导热系数;若尺寸小于15微米,片状石墨粒子之间不易相互接触形成
导热网络,且在板材成型时剪切力不足以使片状石墨沿平面取向,进而相对不利于更好的
提高复合板材的面内导热系数;若尺寸大于300微米,片状石墨容易卷曲,从而导致垂直导
热系数提升,且在制备工艺中,原料混料时易断裂破碎。在一些实施例中,片状石墨的长宽
尺寸为50~200微米,如此,复合板材即具有较高的面内导热系数,且垂直导热系数较低,使
其具有较高的导热系数各向异性比。
稳定性较好,且在面内方向与垂直方向上的厚度差异较大,如此,可以很好提高复合板材的
导热系数各向异性比;若厚度小于0.2微米,则石墨粒子相对容易发生团聚,导致复合板材
的导热稳定性较差;若厚度大于20微米,则会使石墨粒子在面内方向与垂直方向上的厚度
差异不明显,进而不利于复合板材的导热系数各向异性比的提升。在一些实施例中,片状石
墨的厚度为2~10微米,如此,复合板材的导热系数各向异性比更高,且导热稳定性较佳,即
复合板材的综合性能优异。
材和第二聚合物基材的具体材料分别包括但不限于PEEK(聚醚醚酮)、PEI(聚醚酰亚胺)、PA
(尼龙,聚酰胺)、PPS(聚苯硫醚)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇
酯)和PC(聚碳酸酯)中的至少一种。由此,上述材料具有较佳的力学性能,而且与石墨和玻
璃微珠的兼容性较佳。
73%、75%),第一石墨的质量百分比为15%~20%(比如15%、16%、17%、18%、19%、
20%),玻璃微珠的质量百分比为10%~25%(比如10%、12%、15%、16%、17%、18%、
19%、20%、21%、23%、25%)。由此,上述配比得到的第一板材具有较高的面内导热系数和
较低的垂直导热系数,使得第一板材具有较高的导热系数各向异性比,同时第一板材还具
有较低的介电常数,从而提高复合板材整体的导热系数各向异性比,并降低其介电常数。若
玻璃微珠的质量百分比小于10%,则会使得复合板材的垂直导热系数相对较高,进而使其
导热系数各向异性比相对较低,而且还不利于复合板材整体介电常数的降低;若玻璃微珠
的质量百分比大于25%,则第一石墨或第一聚合物基材的含量就会相对降低,如此,会使的
复合板材的面内导热系数相对较低或机械强度等性能相对较差。若第一石墨的含量小于
15%,则会导致第一板材的面内导热系数相对较差,进而降低复合板材整体的面内导热系
数,进而降低其导热系数各向异性比;若第一石墨的含量大于20%,则玻璃微珠或第一聚合
物基材的含量就会相对降低,如此,会使的复合板材的垂直导热系数相对较高或机械强度
等性能相对较差。
有良好的面内导热系数,其与第一板材叠层复合设置,可以更好的提高复合板材的面内导
热系数,进而进一步的提高复合板材的导热系数各向异性比。若第二石墨的含量小于15%,
则第二板材的面内导热系数相对较低,对复合板材的导热系数各向异性比的提高不明显;
若第二石墨的含量大于35%,则会导致第二聚合物基材的含量相对较低,从而会使得第二
板材的机械性能等性能相对较差,而且,可能还会使得第二板材整体的垂直导热系数提升,
从而提升复合板材整体的垂直导热系数。
或流延加工时,力场和聚合物基材的流场都是水平方向的,所以第一板材和第二板材中的
绝大部分片状石墨均可以沿面内方向水平分布。
PC(聚碳酸酯)作为基材为例,混炼好的混合物先经热风干燥机120℃干燥3~5h以上,控制
其水分小于0.02%;共挤机的料口直径为40~100mm,螺杆长度直径比L/D为(15:1)~(25:
1),压缩比为(1.5:1)~(30:1),螺杆回转速度为40~70r/min,料筒温度220~270℃。
导热系数;若第二板材的厚度大于第一板材的厚度,会相对提升复合板材垂直导热系数,进
而降低复合板材的导热系数各向异性比;若第一板材的厚度和第二板材的厚度比大于2:1,
则会相对降低复合板材的面内导热系数,进而降低复合板材的导热系数各向异性比。
~0.8毫米,比如0.6毫米、0.65毫米、0.7毫米、0.75毫米、0.8毫米。由此,可以使得壳体组件
具有较佳的面内导热系数和较低的垂直导热系数,从而使其具有较高的导热系数各向异性
比。
内导热系数和较低的垂直导热系数,从而使其具有较高的导热系数各向异性比,而且该壳
体组件还具有较低的介电常数,所以本申请的壳体组件可以快速地将局部结构产生热点的
热量进行面内分散,而且还可以避免对电子设备的信号产生屏蔽作用。
所述壳体组件100相连,所述显示屏组件200和所述壳体组件100之间限定出安装空间,其
中,所述壳体组件100的第一板材11朝向所述显示屏组件200设置;以及主板(图2中未示
出),所述主板设置在所述安装空间内且与所述显示屏组件电连接。由此,该电子设备的壳
体组件具有较高的导热系数各向异性比和较低的介电常数,电子设备运行时壳体组件可以
快速地将局部结构产生热点的热量进行面内分散,而且壳体组件对电子设备的信号的屏蔽
作用较差,不会影响电子设备的通讯信号。
iPad、kindle、游戏机等电子设备。
聚合物板材的含量、尺寸,第一板材和第二板材的厚度比例以及复合板材的测试结果参照
下表1,其中,复合板材的总厚度为0.60±0.03毫米。其中,面内导热系数的测试标准为A
STM E1461,垂直导热系数的测试标准为ASTM 5476,介电常数的测试标准为GB/T 12636‑
90。
珠的直径在5~50微米内分布,抗压强度在40~70Mpa时,复合板材的导热系数各向异性比
更高,垂直导热系数更低,介电常数值更低;由实施例8~14可知,石墨的长宽尺寸在50~
200微米时,复合板材具有较高的导热系数各向异性比,和较低的介电常数;由实施例15~
20可知,第一板材中石墨含量介于15%~25%时,复合板材的导热系数各向异性比更高,且
垂直导热系数也比较低;由实施例21~26可知,第一板材中玻璃微珠的含量介于10%~
25%时,复合板材的导热系数各向异性比更高,同时介电常数值也较低;由实施例28~34可
知,第二板材中石墨的含量介于15%~35%时,复合板材同时具有较高的导热系数各向异
性比和较低的介电常数;由实施例37可知,若第一板材的厚度比例偏大时,虽然复合板材具
有良好的导热系数各向异性比,但是其介电常数也较高,不利于提高复合板材的综合性能;
根据实施例34可知,若第二板材的厚度大于第一板材的厚度,则会使得垂直导热系数相对
偏大。
点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。
实施例进行变化、修改、替换和变型。