CN103477430A

CN103477430A - 具有集成散热器的用于电子设备的壳体

Info

Publication number: CN103477430A
Application number: CN2012800154780A
Authority: CN
Inventors: 拉斯·奥诺夫·尼尔森
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2013-12-25
Also published as: WO2013117220A1

Abstract

一种用于电子设备的壳体（1），其包括底座（2），底座（2）是布置成用于将至少一个印刷电路板（3）与待冷却的组件壳体（4）内的至少一个组件附接。所述壳体（1）还包括盖体（6），所述盖体（6）将固定到所述底座（2）以覆盖所述印刷电路板（3），并且所述盖体（6）包括具有接触表面（8）的散热器（7），所述接触表面（8）界定一个接触平面、布置成面朝所述待冷却的组件壳体（4）并且布置成平行于所述待冷却的组件壳体（4），以及布置成与布置于所述组件壳体（4）上的导热的间隙填充物（9）接触。对所述散热器（7）的所述接触表面（8）进行了结构化。

Description

具有集成散热器的用于电子设备的壳体

技术领域

本发明涉及用于电子设备的壳体，其包括：底座，布置成用于将至少一个印刷电路板与待冷却的组件壳体内的至少一个组件附接；以及盖体，其将于所述印刷电路板上方固定到底座，并且包括用以冷却所述印刷电路板上的组件壳体的散热器。本发明主要涉及用于经布置以放于室外的电子设备的壳体。

背景技术

散热器在不同的应用中用于冷却用途，例如对布置在印刷电路板（PCB）上的组件壳体中的电子组件进行冷却。散热器通常布置在组件壳体上，在组件壳体和散热器之间有导热的间隙填充物。为使组件壳体和散热器之间有足够的热接触，需将散热器压在组件壳体上。在室内应用中，通常由弹簧提供力将散热器压在组件壳体上。在室外应用中，印刷电路板通常布置在底座板上，并且散热器是集成在盖体中，所述盖体拧在底座板上。所述盖体可以是内部盖体或外部盖体。在第一种情况中，盖体经布置以将热量从散热器引到底座板，然后再引到外部盖体。在两种情况中，外部盖体都优选布置有散热片。

如前所述，需将散热器压在组件壳体上，从而获得足够的热接触。盖体通常包括侧壁，并且底座板可能通常也包括侧壁。盖体布置成拧于底座板上，盖体的壁从而可以与底座板接触。因此，散热器和底座板之间的距离取决于盖体的壁和底座板的壁的高度。PCB、组件壳体和导热的间隙填充物的总高度应略高于底座板和散热器之间的距离，从而可以适当压缩导热的间隙填充物。然而，由于底座板和盖体的制造容限，以及由于PCB安装在底座板上的容限，很难在这几个高度间建立适当的关系。当盖体和/或底座板的壁的高度低于PCB、组件壳体和导热的间隙填充物的总高度时，这可能会导致组件壳体的损坏。或者，当盖体和/或底座板的壁的高度高于PCB、组件壳体和导热的间隙填充物的总高度时，这可能会导致散热器和组件壳体之间的热接触不足。

发明内容

本发明的目标是提供一种具有散热器装置的壳体，所述壳体是现有技术中的壳体的替代物。

本发明的另一目标是提供一种具有散热器装置的壳体，所述壳体至少部分地解决现有技术中的一个问题。

本发明的另一目标是提供一种具有集成散热器以与组件壳体接触的壳体，所述壳体减轻了组件壳体上压力过大的问题。

根据本发明，这些目标中的至少一个目标是提供一种用于电子设备的壳体。所述壳体包括底座，所述底座是布置成用于将至少一个印刷电路板与组件壳体内的至少一个组件附接，所述组件壳体为待冷却的并且包括一个顶面。所述壳体还包括一个盖体，其将于印刷电路板上方固定到底座并且包括具有接触表面的散热器，所述接触表面界定一个接触平面、布置成朝向待冷却的组件壳体的顶面并且布置成基本平行于待冷却的组件壳体的顶面，以及布置成与布置于组件壳体上的导热的间隙填充物接触。所述壳体的特征在于对散热器的接触表面进行结构化。

通过具有经过结构化的接触表面，当盖体在附接到底座的过程中向下移向底座时，一开始只有接触表面的最高部分与导热的间隙填充物接触。因而，组件壳体上的压缩力将会低于接触表面平整的情况下所产生的压缩力。在散热器向下移动的过程中，导热的间隙填充物中的材料可能会膨胀进入经过结构化的接触表面的凹槽内。因而，在散热器从开始时的接触状态向下移动一定距离期间，导热的间隙填充物的总压缩程度会小于接触表面平整的情况下所产生的压缩程度。这导致组件壳体上的力与接触表面平整的情况下所产生的力相比来说较小。

所述接触表面可以采用平整表面的形式，所述平整表面之间有凹槽。这种形式能够相对容易地以多种不同方式进行制造。例如可以用模具制造具有散热器的盖体。或者，所述具有散热器的盖体可以一起使用模制和机械加工来进行制造。

平整表面可以位于同一个平面内。这样可用于整个表面上的均匀压缩。可以改变所述表面上方的高度，从而改变组件壳体的表面上方的力。

所述平整表面的形状可以基本上为圆形。也可以为其他形状。平整表面为圆形的一个优点是，当散热器被迫进入导热的间隙填充物内时，这样可使导热的间隙填充物上的力平稳地发生变化。

或者，所述平整表面可以基本上为正方形。这一形状易于通过机械加工来制造。

平整表面之间的凹槽的壁可以是直的，也可以基本上垂直于所述平整表面。这样的壁易于加工。然而，为实现导热的间隙填充物的最佳压缩，可能需要弯曲的壁。

盖体可以布置为外部盖体或内部盖体。在后一种情况中，盖体与底座接触，并且外部盖体也附接到底座上。

外部盖体可以具有散热片，以增加壳体的冷却。

所述壳体可以由铝合金制造。铝导热性高，密度小，并且抗腐蚀，适合应用在户外所用的壳体上。

所述结构最高点和最低点之间的垂直于接触表面的距离优选适应导热的间隙填充物的厚度，但优选位于0,1mm到10mm的区间内。

所述结构的最低点界定平行于接触平面的第一平面，所述结构的最高点界定平行于接触平面的第二平面，其中，所述接触表面的区域以及第一平面和第二平面之间的距离界定一个结构体积，并且其中，至少50%的结构体积由散热器的材料组成，其余的结构体积是空的。此体积已经被证明是合适的体积，以实现组件壳体和散热器之间良好的热接触，并同时实现组件壳体上较低的压缩力。此外，不超过90%的结构体积宜由散热器的材料组成，其余的结构体积为空的。

本发明的进一步的优点从以下具体说明中显而易见。

附图说明

附图意欲阐明及解释本发明的不同实施例，其中：

图1所示为一个分解图，图示了根据本发明的具有散热器装置的壳体的示意图。

图2所示为盖体拧在底座上的图1中的壳体的截面图。

图3a为根据本发明第一项实施例的具有接触表面的图1中的散热器的透视图。

图3b所示为图3a中散热器的截面图。

图4a所示为根据本发明的第二项实施例的散热器。

图4b所示为图4a中散热器的截面图。

图5a所示为根据本发明第三项实施例的散热器。

图5b所示为图5a中散热器的截面图。

图6所示为根据一项替代实施例的壳体，其中散热器是布置于内部盖体上。

图7为根据本发明一项实施例的盖体的底视图。

具体实施方式

在本发明的优选实施例的以下描述中，同类要素将用同样的参考数字表示。应注意图不是按照实际比例画的。

图1所示为截面图，图示了用于电子设备的壳体1和底座2的分解图，底座2是布置成用于将至少一个印刷电路板3与待冷却的部件壳体4内的至少一个组件附接。组件壳体4具有一个基本上平整的顶面5。壳体1也包括一个盖体6，盖体6固定到底座2以覆盖印刷电路板3，并且盖体6包括具有接触表面8的散热器7，接触表面8是布置成朝向待冷却的组件壳体4，并且是布置成与布置于组件壳体4的顶面5上的导热的间隙填充物9接触。所述组件壳体的特征在于对散热器7的接触表面8进行结构化。如图1中所见，所述底座具有底部10。侧壁11于底部10的边缘处从底部10凸起。对应侧壁12从盖体6延伸，并且布置成与底部10的侧壁11匹配。盖体6的侧壁12的边缘14处布置有凹槽13。边缘14处的凹槽13内布置有垫片15。螺钉16、17布置成穿过盖体6，并且布置成拧入底座2，从而将盖体6附接到底座2上。盖体6可用作带有散热片18的外部盖体，所述散热片布置于盖体上以对盖体6进行冷却，并且因此也对散热器进行冷却。对所述散热器的接触表面8进行了结构化，并且接触表面8包括凹槽19。所述壳体优选采用导热性能较好的铝合金制造。

图2所示为盖体6拧在底座2上的壳体的截面图。散热器7与导热的间隙填充物9接触，所述填充物压缩在散热器7和组件壳体4之间。垫片15也压缩在底座的侧壁11与盖体6的侧壁12之间。导热的间隙填充物9的压缩程度取决于底部10的侧壁11和盖体6的侧壁12的总高度、散热器7的接触表面8和组件壳体4的顶面之间的距离、导热的间隙填充物9的厚度，以及所述散热器的接触表面8的结构。组件壳体4的顶面上的力取决于导热的间隙填充物9的弹性和压缩程度。接触表面的结构是指，当导热的间隙填充物受到来自散热器的压力时，其可能会膨胀进入所述结构的空隙中。作为替代或除此之外，当导热的间隙填充物9受到来自散热器的压力时，导热的间隙填充物9只有部分区域被压缩。

图3a为根据本发明的第一项实施例，带有接触表面8的散热器7的透视图。图3b所示为散热器的截面图。图3所示的接触表面的结构与多个由平滑凹部间隔开的弧面角锥类似。所述结构的最低点界定第一平面20（图3b），第一平面20平行于接触平面并且在所示实施例中与接触平面相重合。所述结构的最高点界定第二平面21（图3b），第二平面21平行于接触平面并且因而也平行于第一平面20。接触表面的区域以及第一平面20和第二平面21之间的距离界定了一个结构体积。优选地，至少50%的结构体积由铝合金组成，以实现散热器和导热的间隙填充物9之间的良好接触。多达95%的结构体积可由铝合金构成。在如图3a的实施例中使用矩形散热器的情况下，所述区域是由散热器的长L和宽W界定。

图4a和4b所示为根据本发明的第二项实施例的散热器。接触表面25的结构采用多个平整表面22的形式，所述多个平整表面22由下降到平整底部24的多个圆形斜坡23围绕。所述斜坡和平整底部24构成了凹槽。平整底部界定第一平面20。平整表面22全部位于同一个第二平面21上。

图5a和5b所示为根据本发明第三项实施例的散热器。接触表面8的结构包括若干柱状台26，每个柱状台具有一个平整顶面22。所述柱状台从基本上平整的、界定第一平面20的底部延伸。平整顶面22全部位于同一个第二平面21上。平整表面之间的凹槽的壁31基本垂直于平整表面延伸，并且因而是直的。

所述结构最高点和最低点之间的垂直于接触表面的距离处于0,1mm到10mm的区间内，并且适应导热的间隙填充物9的厚度。

图6所示为根据本发明的替代实施例的壳体，其中，散热器7布置在与底座2的底部10接触的内部盖体28上。所述壳体也包括具有散热片18的外部盖体29。所述底座也具备散热片18。参考数字指代图1和图2中所描述的特征。

图7为根据本发明一项实施例的盖体6的底视图。散热器7包括接触表面8，接触表面8的结构为具有正方形平整顶面30的正方形台27。

本发明并不限于上述实施例，而是同时涉及且包含所附独立权利要求范围内的所有实施例。因此，有可能组合上述实施例中的各特征，只要该组合是可能的。

所述导热的间隙填充物可以是基于硅酮的间隙填充物，例如陶瓷填充硅酮片、氮化硼填充硅酮片、加强型氮化硼填充硅酮片，或任何等效材料。例如，莱尔德科技（LairdTechnologies）可提供此类导热的间隙填充物。

Claims

1.一种用于电子设备的壳体（1），其包括：底座（2），布置成用于将至少一个印刷电路板（3）与组件壳体（4）中的至少一个组件附接，所述组件壳体（4）是待冷却的并且包括顶面（5）；以及盖体（6），将于所述印刷电路板（3）上方固定到所述底座（2）并且包括具有接触表面（8）的散热器（7），所述接触表面界定一个接触平面、布置成面朝所述待冷却的组件壳体（4）的顶面（5）并且布置成基本平行于所述待冷却的组件壳体（4）的所述顶面（5），以及布置成与布置于所述组件壳体（4）上的导热的间隙填充物（9）接触，所述壳体（1）的特征在于所述散热器（7）的所述接触表面（8）是结构化的。

2.根据权利要求1所述的壳体（1），其中所述接触表面（8）采用多个平整表面（22）的形式，所述平整表面之间设有凹槽（19）。

3.根据权利要求2所述的壳体（1），其中所述平整表面（22）位于同一个平面（21）上。

4.根据权利要求2所述的壳体，其中所述平整表面（22）的形状基本上为圆形。

5.根据权利要求2所述的壳体，其中所述平整表面（30）的形状基本上为正方形。

6.根据任一权利要求1所述的壳体，其中所述平整表面（22、30）之间的所述凹槽（19）的壁是直的。

7.根据权利要求6所述的壳体，其中所述凹槽（19）的所述壁（31）基本垂直于所述平整表面（22、30）。

8.根据权利要求1所述的壳体，其中所述盖体（6）是布置为外部盖体。

9.根据权利要求8所述的壳体，其中所述盖体（6）具有散热片（18）。

10.根据权利要求1所述的壳体，其中所述壳体（1）为铝合金材质。

11.根据权利要求1所述的壳体，其中，所述结构的最高点和最低点之间的基本垂直于所述接触表面（8）的距离位于0,1mm到10mm的区间内。

12.根据权利要求1或11所述的壳体，其中，所述结构的所述最低点界定平行于所述接触平面的第一平面（20），所述结构的所述最高点界定平行于所述接触平面的第二平面（21），其中，所述接触表面（8）的区域以及所述第一平面（20）和所述第二平面（21）之间的距离界定一个结构体积，并且其中，至少50%的所述结构体积由所述散热器（7）的材料组成，并且所述结构体积的其余部分为空的。

13.根据权利要求12所述的壳体，其中不超过90%的所述结构体积由所述散热器（7）的材料组成，并且所述结构体积的其余部分为空的。