CN103929935A - 散热的emi/rfi屏蔽装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种散热的EMI／RFI屏蔽装置(100)，其具有屏蔽基座(110)、屏蔽盖(130)和散热器(150)。屏蔽基座具有限定开口区域(113)的至少一个侧壁(112)。至少一个安装腿(114)从侧壁延伸出来并被固定至印刷电路板(200)。屏蔽盖具有在屏蔽盖内限定开口的颈圈(136)，屏蔽盖配置成与屏蔽基座匹配。散热器具有从其上延伸出的凸台(156)。凸台配置成至少部分地伸入屏蔽盖的开口，并实现与印刷电路板上所选的发热元件(210)的热接触。

Description

散热的EMI/RFI屏蔽装置

相关申请的交叉参考

本申请要求申请号为US61／752674，申请日为2013年1月15日，发明名称为“散热的EMI／RFI屏蔽装置”的美国临时专利申请，以及申请号为US14152555，申请日为2014年1月10日，发明名称为“散热的EMI／RFI屏蔽装置”的美国专利申请的优先权，因此，作为参考将上述两个申请的整个公开内容包含进来。

发明内容

散热的EMI／RFI屏蔽装置具有屏蔽基座、屏蔽盖和散热器。屏蔽基座具有限定开口区域的至少一个侧壁，侧壁具有从其延伸出来的至少一个安装腿。屏蔽盖具有在屏蔽盖内限定开口的颈圈，屏蔽盖构造成与屏蔽基座匹配。散热器构造成与屏蔽盖配合。散热器具有从其上延伸出的凸台。凸台构造成至少部分地伸入屏蔽盖的开口以实现与印刷电路板上的发热元件的热接触，散热的EMI／RFI屏蔽装置与该印刷电路板连接。

附图说明

图1A和1B是示出示例性的散热的EMI／RFI屏蔽装置的分解透视图；

图2是示出图1中的散热的EMI／RFI屏蔽装置的分解透视图；

图3是示出图1中的散热的EMI／RFI屏蔽装置被部分组装起来的透视图；

图4是示出图1中的散热的EMI／RFI屏蔽装置被组装起来的俯视透视图；

图5和6分别是另一示例性的散热的EMI／RFI屏蔽装置的仰视和俯视透视图；

图7是示出另一示例性的散热的EMI／RFI屏蔽装置的透视图；

图8是示出另一示例性的散热的EMI／RFI屏蔽装置的透视图；

图9是示出制造、组装和利用示例性的散热的EMI／RFI屏蔽装置的过程的逻辑流程图。

具体实施例

以下详细描述涉及散热的EMI／RFI屏蔽装置(HDSs)的技术。这里所公开的HDSs构造成定位得贴近所选的电气电路元件以限制传输能量，例如从所选元件(SC)放射出的电磁干扰(EMI)和／或射频干扰(RFI)。一个SC的示例是半导体电路，例如但不限于微处理器、RF放大器、功率调节电路等。另外，这里所公开的HDSs构造成保护所选元件免于其它源放射出的EMI和RFI。进一步地，这里所公开的HDSs构造成传输和消散所选元件放射的热量。更进一步地，HDSs优选电气接地，这保护SC免于静电放电。

以下的详细描述是参考形成其一部分的附图进行的，通过描述的具体实施例或示例说明了这些附图。现在结合附图来描述用于HDSs的装置、系统和方法，各图中相同的标号表示相同的元件。

图1A和1B是示出示例性的散热EMI／RFI屏蔽装置(这里指“HDS100”)的分解透视图。所述HDS100包括屏蔽基座或屏蔽栏110、屏蔽盖130和散热器150。利用例如图示的插销170的接合组件或结构将HDS100固定至期望的元件或目标，例如但不限于图2-4所示出的印刷电路板(PCB)200。

图示的屏蔽基座110包括限定中央开口区域113的侧壁112、安装腿114、侧壁孔116和侧壁肩118。屏蔽基座110可由导电材料制成，例如但不限于轻量型钢、铝、铜及其组合，等等，优先地由可焊接的导电材料组成。所述HDS100构造成围绕一个或多个所选的发热、发出EMI／RFI和／或对EMI／RFI敏感的元件，例如但不限于图2和3所示的SC210。图示的屏蔽基座110构造成包围SC210。屏蔽基座110在图上示出为矩形，但为了贴近并包围SC110，也可将屏蔽基座110构造成任意所期望的或适宜的形状。安装腿114将屏蔽基座110安装在PCB200上，优选地，将屏蔽基座110对PCB200接地。

侧壁孔116构造成并定位成与屏蔽盖130的构件匹配地接合。每个侧壁112在图上示出为有多个侧壁孔116。可替换的具体实施例包括更少或更多数量的侧壁孔116。进一步地，在一些可替换的具体实施例中，每个侧壁112上不包括侧壁孔116。在还有其它可替换的具体实施例中，可不使用侧壁孔116，而是使用其它结构与屏蔽盖130的构件匹配地接合，例如但不限于夹子、销子、弹簧、臂部、唇部、挂钩及其组合，以及类似物。

侧壁肩118的位置、构造和尺寸并非关键的，如果期望，其可以缩减到当连接屏蔽盖130和散热器150时不发生实质变形的尺寸。优选地，肩118足够小以使其不会在焊接操作中显著抑制热空气的流动。

所述屏蔽盖130包括屏蔽顶132、被示出为构造成多个叶片(1eaf)134的屏蔽凸缘133、限定屏蔽盖中的开口的颈圈136以及沿颈圈136周边设置的多个弹簧指138。屏蔽盖130构造成连接屏蔽基座110，并且与这里所描述的其它构件一起包围SC210。屏蔽盖130图示为矩形，但在可替换的具体实施例中，可将其构造成任意形状，只要贴近SC210即可。类似于屏蔽基座110，屏蔽盖130可由导电材料制成。如下文所述，颈圈136构造成接收，弹簧指138构造成摩擦接合散热器150的构件。

多个叶片134构造成接合多个侧壁孔116。在可替换的具体实施例中，屏蔽盖130可释放地与屏蔽基座110接合。在可替换的具体实施例中，可不使用叶片134；而是使用其它结构与屏蔽基座110的构件匹配地接合，例如但不限于夹子、插销、弹簧、臂部、唇部、挂钩及其组合，以及类似物。图示的HDS100包括分体制作的屏蔽基座110和屏蔽盖130，在将屏蔽基座110焊接至图2-4所述的PC板200后，将屏蔽基座110和屏蔽盖130组合在一起。在另一可替换的具体实施例中，可将屏蔽基座110和屏蔽盖130制成单一单元。

图示的散热器150包括平台152、散热翅片154、靴块(shoe)或凸台156、以及孔158。散热器150可由导热材料制成，例如但不限于铝、铜、钢及其组合，以及类似物。平台152被构造成紧邻(优选地构造成接触)屏蔽盖130设置，靴块156被插入颈圈136，并与弹簧指138摩擦接合，优选地热接合。

可替换的具体实施例包括更少或更多数量的弹簧指138。进一步，一些可替换的具体实施例不包括沿整个颈圈136周边的弹簧指138。在还有其它可替换的具体实施例中，可不使用弹簧指138，而是使用其它结构来匹配地接合靴块156，例如但不限于凸缘、棱边、夹子、销子、弹簧、臂部、唇部、挂钩、金属带、界面散热材料(TIM)及其组合，以及类似物。接合在靴块150周围的弹簧指138能够在接近SC210的某个点上屏蔽EMI和／或RFI，以及能够在接近SC210的某个点上将散热器150接地。

图2是示出图1中散热的EMI／RFI屏蔽装置100的分解透视图。SC210与PCB200连接，SC210可产生和散发热量和／或EMI和／或RFI。如图所示，屏蔽基座110包围SC210并与PCB200连接。通过将安装腿114插入PCB200板上的电镀通孔211，所述屏蔽基座110可与PCB200结构地和电气地连接，电镀通孔211与PCB200内的传导层(未示出)连接，传导层例如但不限于接地平面。由此，在焊接过程中，安装腿114与PCB200内的传导层(未示出)机械地和电气地连接。

诸如插销170之类的接合元件可用于进一步将HDS100固定至PCB200，并提供散热器150、屏蔽盖130、屏蔽基座110和PCB200之间的压缩配合。这里，插销170插入散热器孔158(图1A和1B)，紧挨着屏蔽基座110的是PCB200上的安装孔212(图2)，这些安装孔212构造成接纳和锚定插销170。在可替换的具体实施例中，可使用其它类型的接合结构和构造以进一步将HDS100固定至PCB200，例如但不限于螺钉、螺栓、夹子、销子、臂部、金属丝、锚固件、焊接及其组合，以及类似物。因此，散热器150和／或PCB200可包括不同的接合结构和构造。

由此，图1A、1B和2示出了示例性的散热EMI／RFI屏蔽组件，其包括屏蔽基座110、与屏蔽基座110连接的屏蔽盖130、和与屏蔽盖130连接的散热器150。屏蔽基座110与印刷电路板200的传导层电气连接，并可与电子装置(未示出)结构连接，或者可以是电子装置的—部分。进一步地，散热器150包括靴块156，该靴块156与屏蔽盖130机械-电气地接合。

如图1B和2中最佳可见的，通过将靴块156插入颈圈136，散热器150可被固定至屏蔽盖130，从而弹簧指138与靴块156摩擦接合。将插销170的卡接端插入PCB孔158。因此，散热器150可与屏蔽盖130、屏蔽基座110和PCB200结构地和电气地连接以及对屏蔽盖130、屏蔽基座110和PCB200接地。

图示的靴块156可构造成倒“U”型，包括槽180，顶部182和侧壁184。SC210抵靠在槽180内并可接近或直接接触顶部182和／或侧壁184。这种情况下，SC210所产生和散发的热量可传输至散热器150并由平台152和／或翅片154散除。可应用增强导热性的界面散热材料(未示出)填充SC210和靴块156(包括顶部182或侧壁184之间)之间的任何空隙。槽180的构造允许其与SC210之间的紧密容差，并与SC210接触。靴块156也可有期望的不同构造以获得与SC210良好的热接触。例如，如果SC210是圆形的，靴块156也可是相应或匹配的圆形。如果是那样，颈圈136也是类似圆形。

这里所描述和说明的HDS100可实现多种功能。通过示例但不局限，HDS100限制了从SC210散射的EMI和／或RFI的传输。HDS100也可屏蔽SC210免于遭受其它源散射的EMI和／或RFI。进一步地，HDS100构造成传送和散发由SC210发出的热量。优选地，当屏蔽基座110连接至PCB200的传导层(未示出)时，HDS100由此电接地。尤其是，HDS100和其每个构件，即屏蔽基座110、屏蔽盖130和散热器150同样也电接地。在这样的构造中，这里所描述和说明的HDS可具有静电屏蔽的结构，尤其是在PCB200具有接地平面(未示出)并且SC210在HDS100和接地平面之间的位置的情况下。

图3是示出图1中散热的EMI／RFI屏蔽装置100被部分组装的透视图。如图所示，屏蔽盖130被固定在屏蔽基座110，这样，多个叶片134各自接合于多个侧壁孔116。由此，屏蔽盖130可在结构上和电气地与屏蔽基座110和PCB200连接，并使屏蔽基座110和PCB200接地。

图4是示出图1中的散热的EMI／RFI屏蔽装置100被组装后的俯视透视图。如图1A-4所示，散热器150与屏蔽基座110和屏蔽盖130的大小近似一致。

图5和6分别是描述另一示例性的散热的EMI／RFI屏蔽装置100的仰视和俯视透视图。在该可替换的具体实施例中，散热器150在两个方向上比屏蔽盖130和屏蔽基座110宽，即，散热器150的平台152和翅片154在两侧悬伸于屏蔽盖130和屏蔽基座110之上。如图所示，尽管图中示出的是悬伸于两个相反方向侧上，但散热器150也可在一个或多个方向上比屏蔽盖130或屏蔽基座110宽并悬伸于其上，且任一侧都可以是悬伸侧。

图7是描述另一示例性的散热的EMI／RFI屏蔽装置100的透视图。在该可替换的具体实施例中，散热器150在两个方向上比屏蔽盖130和屏蔽基座110窄，即，散热器的平台152和翅片154在两侧内缩或缩进屏蔽盖130和屏蔽基座110内。如图所示，尽管图中示出的是缩进两个相反方向侧内，但散热器150也可在一个或多个方向上比屏蔽盖130或屏蔽基座110窄，且任一侧都可以是内缩侧。

图8是描述另一示例性的散热的EMI／RFI屏蔽装置150的透视图。在该可替换的具体实施例中，散热器150包括多个靴块156(156A，156B)。靴块156可有各种不同的尺寸、构造和位置以进一步允许与各自的SC210(图8中未示出)之间的紧密容差和接触。

尽管将屏蔽基座110、屏蔽盖130和散热器150大致描述为正方形，但这是出于便于解释的目的。这些构件可以是与任一特定SC210和／或包括PCB200的装置相称的、期望的或适合的形状，例如作为示例但不局限的可以是长方形、三角形、圆形或多边形。通常认为正方形、长方形或多边形具有多个侧边，如果构件或开口或区域是圆形的或其它连续的形状，则认为这样的构件形状要么只有单一的侧边要么有多个侧边。

图9是描述制造、组装和利用示例性的散热EMI／RFI屏蔽装置100的过程的逻辑流程图。应意识到的是，这里所描述的操作可作为一系列制造步骤、机械操作和物理过程而实现。依据特定的利用HDS的制造系统或电子设备的性能和其它需求，实施方式可不相同。还应理解是，可以实现比附图所示和这里所描述的更少或更多的操作。也可与这里所描述的相互平行地或不同顺序地进行操作。

程序300可从操作302开始，在操作302中，利用适当的制造程序制成HDS的各构件，即屏蔽基座110、屏蔽盖130、散热器150和接合构件170。程序300从操作302继续至操作304，在操作304中，将HDS安装进任一类型的电子装置。这里所讨论的是，可将HDS100安装在电子装置所采用的电路板上。尤其是，将屏蔽基座110安装在PCB200上，接着用回流焊接将其固定在PCB上。屏蔽基座110的开口区域113和可选孔116(较低程度地)允许适当的热空气流用于再焊接操作。接着，将屏蔽盖130安装(按压)在屏蔽基座110上。接着，通过从颈圈136突出的并与SC210热接触的凸台156，将散热器150安装在屏蔽盖130的顶上。接着，用销子170或其它所期望的扣件将散热器150固定在PCB200上。因此可全部安装好组件100。接着，程序300进入操作306。

在操作306中，SC210可工作并散射EMI和／或RFI。由于HDS100能基本上防止EMI和／或RFI散射离开屏蔽基座110和／或屏蔽盖130，因此HDS100抑制了EMI和／或RFI。类似地，HDS100能基本上防止来自其它源的散射的EMI和／或RFI影响SC100。程序300进入操作308。

在操作308中，由于SC210运行，其散发热量并可产生EMI／RFI。SC210产生的热量被传输到散热器150并被散除。接着，程序300继续至操作310，在操作310中，在关闭SC210后以及散除热量后，程序结束。

基于前述，应意识到的是，这里已经示出散热的EMI／RFI屏蔽装置。尽管以特定于系统、方法论、机械和物理操作以及制作过程的语言描述了这里呈现的主题内容，应理解的是，这里所公开的概念并非必须限制于这里所描述的特定特征、方法或媒介。相反，所公开的特定特征、方法和媒介只是示例形式。

这里描述的主题内容是出于教导、建议和描述的目的进行的，但不是局限和限制的描述。随后的权利要求中构思、表述和阐述了以上所描述具体实施例的组合和变型。可以在不严格地遵循所描述和说明的具体实施例和应用的情况下，作出针对主题内容的不同更改和改变而不背离所附权利要求的范围。

Claims (17)

1.一种散热的EMI／RFI屏蔽装置，其中所述散热的EMI／RFI屏蔽装置与具有孔和发热元件的电路板连接，所述散热的EMI／RFI屏蔽装置包括：

屏蔽基座，其具有限定开口区域的多个侧壁，每个侧壁具有至少一个孔，以及从所述侧壁上延伸出的多个腿；

屏蔽盖，其具有颈圈和多个凸缘，所述颈圈在所述屏蔽盖上限定了开口，并具有从该颈圈上延伸出的多个指状件或弹簧，每个凸缘具有从该凸缘上延伸出的至少一个叶片，所述叶片构造成与所述屏蔽基座的孔匹配以将所述屏蔽盖固定至所述屏蔽基座；

散热器，其具有从该散热器上延伸出的凸台、多个散热翅片、以及多个平台，每个平台从所述散热器的一侧延伸出来，所述凸台构造成至少部分地伸入所述屏蔽盖的开口并与所述发热元件热接触，所述散热器构造成与所述屏蔽盖匹配，每个平台在其上具有至少一个孔；

多个接合构件，它们构造成插入所述平台的孔和所述电路板上的孔，以将所述散热的EMI／RFI屏蔽装置与所述电路板连接；

其中，当所述散热器与所述屏蔽盖匹配时，所述屏蔽盖的颈圈的多个指状件与所述散热器的凸台接触。

2.如权利要求1所述的散热的EMI／RFI屏蔽装置，其中所述散热器具有至少一个尺寸与所述屏蔽盖或所述屏蔽基座中至少之一的相应尺寸不同。

3.一种散热的EMI／RFI屏蔽装置，包括：

屏蔽基座，具有限定开口区域的至少一个侧壁，所述侧壁具有至少一个从其上延伸出的安装腿；

屏蔽基座，其具有限定开口区域的多个侧壁，每个侧壁具有至少一个孔以及从所述侧壁上延伸出的多个腿；

屏蔽盖，其具有在屏蔽盖内限定开口的颈圈，所述屏蔽盖构造成与屏蔽基座匹配；以及

散热器，其具有从其上延伸出的凸台，所述凸台构造成至少部分地伸入所述屏蔽盖的开口，所述散热器构造成与所述屏蔽盖配合。

4.如权利要求3所述的散热的EMI／RFI屏蔽装置，其中所述屏蔽基座的至少一个侧壁具有至少一个孔，所述孔构造成将所述屏蔽盖固定至所述屏蔽基座。

5.如权利要求3所述的散热的EMI／RFI屏蔽装置，其中所述屏蔽基座具有限定所述开口区域的多个侧壁，至少一些侧壁在其上具有至少一个孔，该孔构造成将所述屏蔽盖固定至所述屏蔽基座。

6.如权利要求3所述的散热的EMI／RFI屏蔽装置，其中：

所述屏蔽盖具有至少一个凸缘，该凸缘具有从其上延伸出的多个叶片；

所述屏蔽基座的至少一个侧壁具有多个孔，所述孔构造成与所述叶片匹配以将所述屏蔽盖固定至所述屏蔽基座。

7.如权利要求3所述的散热的EMI／RFI屏蔽装置，其中：

所述屏蔽盖具有多个凸缘，每个凸缘具有从其上延伸出的至少一个叶片；

所述屏蔽基座具有多个侧壁，每个侧壁具有至少一个孔，所述孔构造成与所述至少一个叶片匹配以将所述屏蔽盖固定至所述屏蔽基座。

8.如权利要求3所述的散热的EMI／RFI屏蔽装置，其中所述屏蔽盖的颈圈具有多个指状件，当所述散热器与所述屏蔽盖匹配时，所述指状件与所述散热器的凸台接触。

9.如权利要求3所述的散热的EMI／RFI屏蔽装置，其中所述散热器具有从其上延伸出的多个散热翅片。

10.如权利要求3所述的散热的EMI／RFI屏蔽装置，其中所述散热的EMI／RFI屏蔽装置连接到具有孔的电路板，其中：

散热器在至少两侧上具有平台，每个平台具有至少一个孔；

所述散热的EMI／RFI屏蔽装置进一步包括多个接合构件，该接合构件构造成插入所述散热器的孔和电路板的孔，以将所述散热的EMI／RFI屏蔽装置与电路板连接。

11.如权利要求3所述的散热的EMI／RFI屏蔽装置，其中所述散热器具有与所述屏蔽盖或所述屏蔽基座大致相同的面积和形状。

12.如权利要求3所述的散热的EMI／RFI屏蔽装置，其中所述散热器悬伸出所述屏蔽盖或所述屏蔽基座的至少其中之一。

13.如权利要求3所述的散热的EMI／RFI屏蔽装置，其中所述散热器具有至少一个尺寸比所述屏蔽盖或所述屏蔽基座的至少其中之一的相应尺寸小。

14.如权利要求3所述的散热的EMI／RFI屏蔽装置，其中所述散热的EMI/RFI屏蔽装置与其上具有发热元件的电路板连接，所述凸台与所述发热元件热接触。

15.如权利要求3所述的散热的EMI／RFI屏蔽装置，其中所述散热的EMI／RFI屏蔽装置与具有接地元件的电路板连接，所述屏蔽基座的至少一个腿焊接至所述接地元件。

16.如权利要求3所述的散热的EMI／RFI屏蔽装置，其中所述散热的EMI／RFI屏蔽装置与其上具有多个发热元件的电路板连接，其中所述散热器包括多个凸台，每个凸台与所述发热元件中相应的一个热接触。

17.—种对在具有发热元件的印刷电路板上的散热的EMI／RFI屏蔽装置进行制造和安装的方法，所述方法包括：

制造屏蔽基座，该屏蔽基座具有多个安装腿和限定开口区域的至少一个侧壁，至少一个腿从所述至少一个侧壁延伸出来；

制造屏蔽盖，该屏蔽盖具有在屏蔽盖内限定开口的颈圈，所述屏蔽盖构造成与屏蔽基座相配；

制造散热器，该散热器具有从其上延伸出的凸台，所述凸台构造成至少部分地伸入所述屏蔽盖的开口，所述散热器构造成与所述屏蔽盖配合；

将所述屏蔽基座放置在所述印刷电路板上，使所述屏蔽基座包围所述发热元件；

用回流焊将所述屏蔽基座焊接至所述印刷电路板；

将所述屏蔽盖放置到所述屏蔽基座上；

将所述散热器放置在所述屏蔽盖上，使所述凸台与所述印刷电路板的发热元件热接触；

使用贯穿所述散热器上的孔和所述印刷电路板上的接合孔的多个接合构件，将所述散热器、所述屏蔽盖、和所述屏蔽基座固定至所述印刷电路板。