CN104216468A - 弹簧螺钉和具有该弹簧螺钉的显卡 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种弹簧螺钉和具有该弹簧螺钉的显卡。该弹簧螺钉包括螺钉、弹簧和固定件。螺钉包括具有外螺纹的杆状的螺纹连接部和垂直地连接至螺纹连接部的顶部的盘状的头部。弹簧环绕螺纹连接部且与螺纹连接部同轴地设置，弹簧在从弹簧的顶部到底部的方向上具有渐缩的径向尺寸，弹簧的最顶层线圈的内径小于头部的直径，且弹簧的最底层线圈的内径大于螺纹连接部的外径。固定件将弹簧的顶部固定至螺纹连接部的顶部或头部。该弹簧螺钉可以在安装状态下仅与电路板上较小尺寸的接地焊盘电接触，避免弹簧损坏电路板上的布线。这样可以节省绝缘垫片，避免由于使用绝缘垫片给EMI测试带来的一系列问题。

Description

弹簧螺钉和具有该弹簧螺钉的显卡

技术领域

本发明涉及电学领域，具体涉及一种弹簧螺钉和具有该弹簧螺钉的显卡。

背景技术

弹簧螺钉通过被用来将显卡的散热器固定在显卡的电路板上，以确保安装过程中电路板的安全。此外，电路板上用于接收弹簧螺钉的螺纹孔的外围还设置有接地焊盘，这样当散热器通过弹簧螺钉安装至电路板上时，弹簧螺钉与接地焊盘接触，因此还能够起到将散热器通过电路板接地的作用。

但是随着显卡的尺寸越来越小，为了增大电路板上的有效布线面积，必须缩小接地焊盘的直径，例如从目前的10mm缩小到5mm。当接地焊盘缩小到5mm时，必须在电路板和弹簧螺钉之间设置绝缘垫片，例如麦拉片（Mylar），来避免弹簧螺钉超出接地焊盘的部分损坏电路板上的布线而导致短路。

但是，上述解决方案却带来了另一个问题。在显卡的电磁干扰（Electromagnetic Interference，EMI）测试过程中，由于散热器无法正常接地，散热器会耦合大量的电磁辐射，而经常导致EMI测试失败。目前的解决方案是对电路板进行改版来增加多个接地点，或者如果提前设置有多余焊盘的情况下还可以使用EMI夹。但是，无论如何都会拖延时间表并且还需要在电路板上预留额外的空间。并且，在使用EMI夹的情况下，很难控制接触阻抗。最重要的是，这将给设计增加额外的成本，并且浪费EMI的调试时间。

发明内容

因此，需要一种弹簧螺钉和具有该弹簧螺钉的显卡，以解决现有技术中存在的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个实施例，提供了一种弹簧螺钉。所述弹簧螺钉包括螺钉，所述螺钉包括具有外螺纹的杆状的螺纹连接部和垂直地连接至所述螺纹连接部的顶部的盘状的头部。所述弹簧螺钉包括弹簧，所述弹簧环绕所述螺纹连接部且与所述螺纹连接部同轴地设置，所述弹簧在从所述弹簧的顶部到底部的方向上具有渐缩的径向尺寸，所述弹簧的最顶层线圈的内径小于所述头部的直径，且所述弹簧的最底层线圈的内径大于所述螺纹连接部的外径。所述弹簧螺钉还包括固定件，所述固定件将所述弹簧的顶部固定至所述螺纹连接部的顶部或所述头部。

优选地，所述固定件的第一端连接至所述弹簧的顶部，且所述固定件的第二端连接至所述螺纹连接部的顶部，所述螺纹连接部的顶部设置有沿所述螺纹连接部的周向环绕所述螺纹连接部的凹槽，所述固定件的所述第二端在所述凹槽内连接至所述螺纹连接部。

优选地，所述螺纹连接部上设置有沿所述螺纹连接部的周向环绕所述螺纹连接部的肩部，所述凹槽设置在所述头部与所述肩部之间。

优选地，所述固定件的第一端连接至所述弹簧的位于其顶部的端部，且所述固定件的第二端弯曲呈钩状连接至所述螺纹连接部的顶部。

优选地，所述固定件与所述弹簧一体地形成。

优选地，所述螺纹连接部的所述外螺纹位于所述螺纹连接部的下部，且所述弹簧处于完全压缩状态下的轴向长度小于所述螺纹连接部上部未设置外螺纹的部分的轴向长度。

优选地，所述螺纹连接部上还设置有限位件，所述限位件位于所述外螺纹的顶端，且所述限位件的外径大于所述外螺纹的外径。

优选地，所述弹簧的每层线圈的内径均大于或等于位于其下面的下层线圈的外径。

优选地，所述弹簧处于自然状态下的轴向长度小于所述螺纹连接部的轴向长度。

优选地，所述弹簧的最顶层线圈的外径小于或等于所述头部的直径。

根据本发明的另一个实施例，还提供了一种显卡。所述显卡包括电路板，所述电路板上设置有螺纹孔，在所述电路板的上表面在所述螺纹孔的外围设置有接地焊盘。所述显卡包括散热器，所述散热器设置在所述电路板的下表面。所述显卡还包括如上所述的任一种弹簧螺钉，所述弹簧螺钉将所述散热器安装至所述电路板，所述弹簧与所述接地焊盘电连接。

本发明提供的弹簧螺钉由于具有沿向下的方向渐缩的弹簧，因此可以在安装状态下仅与电路板上较小尺寸的接地焊盘电接触，避免弹簧损坏电路板上的布线。这样可以节省绝缘垫片，避免由于使用绝缘垫片给EMI测试带来的一系列问题，诸如，改版电路板、增加额外的EMI夹、减小电路板上的有效面积、延长工艺时间和提高成本等。

以下结合附图，详细说明本发明的优点和特征。

附图说明

为了使本发明的优点更容易理解，将通过参考在附图中示出的具体实施例更详细地描述上文简要描述的本发明。可以理解这些附图只描绘了本发明的典型实施例，因此不应认为是对其保护范围的限制，通过附图以附加的特性和细节描述和解释本发明。

图1A为根据本发明的一个优选实施例的弹簧螺钉的立体图；

图1B为根据本发明的一个优选实施例的弹簧螺钉的仰视图；

图2A为根据本发明的一个优选实施例的螺钉的立体图；

图2B为根据本发明的一个优选实施例的螺钉的主视图；

图3A为根据本发明的一个优选实施例的弹簧和固定件的立体图；以及

图3B为根据本发明的一个优选实施例的弹簧和固定件的俯视图。

具体实施方式

在下文的讨论中，给出了细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，本领域技术人员可以了解，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在特定的示例中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行详尽地描述。

根据本发明的一个方面，提供一种弹簧螺钉。图1A-1B示出了根据本发明一个实施例的弹簧螺钉的示意图。如图1A-1B所示，弹簧螺钉100包括螺钉200、弹簧300以及固定件（未示出）。

如图1A-1B所示，螺钉200包括螺纹连接部210和头部220。螺纹连接部210呈杆状，且具有外螺纹211，用于与待安装位置处的螺纹孔相配合。根据需要，外螺纹211可以设置在螺纹连接部210的上部、下部、中部或螺纹连接部210的整个长度上。头部220呈盘状，且垂直地连接至螺纹连接部210的顶部。在一个优选实施例中，螺纹连接部210和头部220一体地形成。在头部220的上表面可以设置有便于安装的凹槽，诸如一字形凹槽、十字形凹槽、六角形凹槽、三角形凹槽等。当然，为了便于安装也可以在头部220的侧壁上设置防滑纹，而不在头部220的上表面形成凹槽。

继续参照如图1A-1B，弹簧300环绕螺纹连接部210且与螺纹连接部210同轴地设置。弹簧300在从弹簧300的顶部到底部的方向上具有渐缩的径向尺寸。以此设置方式，弹簧螺钉100安装至电路板上时可以不受接地焊盘的尺寸缩小的限制，因而无需在弹簧螺钉100与电路板之间设置绝缘垫片，并且还能够保证与接地焊盘电接触，进而避免EMI测试失效。位于弹簧300的最顶部的最顶层线圈具有各层线圈中最大的径向尺寸。位于弹簧300的最底部的最底层线圈具有各层线圈中最小的径向尺寸。为了使该弹簧螺钉100能够顺利地安装至待安装位置处的螺纹孔，弹簧300的最底层线圈的内径优选地大于螺纹连接部210的外径。这样，弹簧300可以沿着螺纹连接部210的轴向伸缩而不会被螺纹连接部210阻挡。在一个优选实施例中，弹簧300的最顶层线圈的内径小于头部220的直径，以便弹簧螺钉100在安装过程中，可以使弹簧300受到头部220阻挡而保持在头部300的下方。在进一步的优选实施例中，弹簧300的最顶层线圈的外径小于或等于头部220的直径，这样可以根据头部220的尺寸来规定弹簧螺钉100的整体尺寸，并且安装后弹簧300能够被头部220遮盖，进而使安装部位的表面平整。

固定件可以具有任意结构，只要能够将弹簧300的顶部固定至螺钉200即可。固定件可以将弹簧300的顶部固定至螺钉200的头部220上的任何位置。在一个实施例中，固定件将弹簧300的顶部固定至头部220的下表面。在此实施例中，固定件可以为弹簧300的最顶层线圈的上表面，该上表面可以通过粘结或焊接等方式固定至头部220的下表面。此外，优选地，固定件可以将弹簧300的顶部固定至螺纹连接部210的顶部。在此优选实施例中，固定件的第一端连接至弹簧300的顶部，且固定件的第二端连接至螺纹连接部210的顶部。固定件连接至螺纹连接部210可以便于固定件与螺钉200的固定，后文将结合附图2A-3B对此进行详细描述。由于固定件连接至螺纹连接部210的顶部或头部220，因此可以避免弹簧螺钉100在安装过程中受到固定件的阻碍，并且在弹簧的尺寸固定的情况下还可以使安装后的高度保持在限定高度内。

需要说明的是，本文提到的“上部”、“下部”、“顶部”、“底部”、“上表面”、“顶端”等均是相对于弹簧300安装至螺钉200且螺钉200的头部220位于螺纹连接部210的上方的情况而言的。

本发明提供的弹簧螺钉100由于具有沿向下的方向渐缩的弹簧，因此在安装状态下可以仅与电路板上较小尺寸的接地焊盘电接触，避免弹簧损坏电路板上的布线。这样可以节省绝缘垫片，避免由于使用绝缘垫片给EMI测试带来的一系列问题，诸如，改版电路板、增加额外的EMI夹、减小电路板上的有效面积、延长工艺时间和提高成本等。

图2A-2B具体地示出了根据本发明的一个优选实施例的螺钉200的结构。图3A-3B具体地示出了根据本发明的一个优选实施例的弹簧300和紧固件400的结构。下面将参照附图详细地描述该螺钉200、弹簧300和紧固件400。

如图2A-2B所示，螺纹连接部210垂直地连接至头部220的下表面。螺纹连接部210上设置有用于与螺纹孔配合的外螺纹211，为了简洁，图中并未将外螺纹211详细地示出。虽然图中示出的外螺纹211位于螺纹连接部210的下部，但是，如前文所述的，本发明并不限于此。

如图3A-3B所示，弹簧300在从弹簧300的顶部到底部的方向上具有渐缩的径向尺寸。从弹簧300的顶层线圈301到底层线圈302具有渐缩的直径。固定件400的第一端连接至弹簧300的顶部。

在上文提到的优选实施例中，固定件400的第二端连接至螺纹连接部210的顶部。在此情况下，螺纹连接部210的顶部可以设置有沿螺纹连接部210的周向环绕螺纹连接部210的凹槽212，这样固定件400的该第二端可以在凹槽212内连接至螺纹连接部210。如果螺纹连接部210的径向尺寸较大，可以将凹槽212的深度设置得足够深，以将固定件400的第二端完全容纳在该凹槽212内。这样，不但可以使弹簧螺钉的结构更加紧凑，而且还能够使固定件400与螺纹连接部210之间的连接更加牢固。

考虑到螺纹连接部210的径向尺寸有限，凹槽212设置得过深可能会降低螺纹连接部210的强度，因此，在一个优选实施例中，螺纹连接部210上设置有沿螺纹连接部210的周向环绕螺纹连接部210的肩部213。凹槽212设置在头部220与肩部213之间，肩部213与凹槽212相邻的侧面构造为凹槽212的侧壁。如此设置可以增加凹槽212的深度，以使固定件400与螺纹连接部210之间的连接更加牢固。在一个实施例中，肩部213沿着螺纹连接部210的周向可以是连续的。在另一个实施例中，肩部213沿着螺纹连接部210的轴向可以是间断的。

在一个优选实施例中，如图3A-3B所示，固定件400的第一端连接至弹簧300的位于其顶部的端部，且固定件400的第二端弯曲呈钩状连接至螺纹连接部210的顶部，例如连接至螺纹连接部210的顶部的凹槽212内（参见图2A-2B）。这种结构会带来加工工艺简单的益处。进一步优选地，固定件400可以与弹簧300一体地形成。

优选地，弹簧300处于自然状态下的轴向长度小于螺纹连接部的210轴向长度，以方便安装过程中弹簧螺钉100的定位。

在另一个优选实施例中，螺纹连接部210的外螺纹位于螺纹连接部210的下部，且弹簧300处于完全压缩状态下的轴向长度小于螺纹连接部210上部未设置外螺纹的部分的轴向长度。“弹簧300的完全压缩状态”是指弹簧300处于压缩极限，而不能继续被压缩的状态。由于弹簧300在该完全压缩状态下的轴向长度小于螺纹连接部210的未设置外螺纹部分的轴向长度，因此可以使得在安装弹簧螺钉100过程中，全部的外螺纹都处于能够被使用的状态并且弹簧300能够对待安装位置均匀地施加力。

进一步优选地，螺纹连接部210上还设置有限位件214，限位件214位于外螺纹的顶端。限位件214的外径大于外螺纹的外径，以避免螺纹连接部210的非螺纹部分进入待安装位置的螺纹孔内而损坏螺纹孔。在一个实施例中，如图2A-2B所示，限位件214可以为位于外螺纹的顶端向外凸起的台阶，该台阶的径向尺寸大于外螺纹的径向尺寸，因此可以起到限位作用。当然，在其它实施例中，限位件214还可以具有其它构造，只要能够起到上述限位作用即可。

在一个优选实施例中，弹簧300的每层线圈的内径均大于或等于位于其下面的下层线圈的外径，如图3B所示。这样，在弹簧300处于完全压缩状态下具有最小的高度，进而可以降低弹簧螺钉100安装后留在安装位置外部的高度，以使弹簧螺钉100的安装高度符合安装要求。

本发明还提供一种显卡，该显卡包括电路板、散热器和如上所述的任一种弹簧螺钉。电路板上设置有螺纹孔，且在电路板的上表面在螺纹孔的外围设置有接地焊盘。散热器设置在电路板的下表面。可以理解，散热器上也应当设置有相应的螺纹孔，弹簧螺钉通过与电路板上的螺纹孔以及散热器上的螺纹孔配合而将散热器安装至电路板的下表面。这样，在电路板的上表面，弹簧螺钉的弹簧与接地焊盘电连接，具体地，是弹簧的最底层线圈与接地焊盘电连接，进而通过该接地焊盘使散热器接地。这里所述的电路板的“上表面”和“下表面”是相对而言的，当电路板的摆放位置倒置时，上文中提到的“上表面”则成为位于下方的下表面，而上文提到的“下表面”则成为位于上方的上表面。

为了进行说明，前述描述参照了具体实施例进行描述。然而，上文的示例性的讨论并非意欲是无遗漏地或将本发明限制在所公开的明确形式上。鉴于以上教导，也有可能存在很多变型和变化。选择并描述了实施例，以最好地解释本发明的原理和实际应用，以使本领域的其他技术人员最好地利用本发明以及具有各种变型的各种实施例，以能适用于期望的特定用途。

由此描述了根据本发明的实施例。虽然本公开已在特定实施例中予以描述，但是应当了解，本发明不应理解为由这些实施例所限制，而应根据权利要求进行理解。

Claims (20)

1.一种弹簧螺钉，包括：

螺钉，所述螺钉包括具有外螺纹的杆状的螺纹连接部和垂直地连接至所述螺纹连接部的顶部的盘状的头部；

弹簧，所述弹簧环绕所述螺纹连接部且与所述螺纹连接部同轴地设置，所述弹簧在从所述弹簧的顶部到底部的方向上具有渐缩的径向尺寸，所述弹簧的最顶层线圈的内径小于所述头部的直径，且所述弹簧的最底层线圈的内径大于所述螺纹连接部的外径；以及

固定件，所述固定件将所述弹簧的顶部固定至所述螺纹连接部的顶部或所述头部。

2.如权利要求1所述的弹簧螺钉，其特征在于，所述固定件的第一端连接至所述弹簧的顶部，且所述固定件的第二端连接至所述螺纹连接部的顶部，所述螺纹连接部的顶部设置有沿所述螺纹连接部的周向环绕所述螺纹连接部的凹槽，所述固定件的所述第二端在所述凹槽内连接至所述螺纹连接部。

3.如权利要求2所述的弹簧螺钉，其特征在于，所述螺纹连接部上设置有沿所述螺纹连接部的周向环绕所述螺纹连接部的肩部，所述凹槽设置在所述头部与所述肩部之间。

4.如权利要求1所述的弹簧螺钉，其特征在于，所述固定件的第一端连接至所述弹簧的位于其顶部的端部，且所述固定件的第二端弯曲呈钩状连接至所述螺纹连接部的顶部。

5.如权利要求4所述的弹簧螺钉，其特征在于，所述固定件与所述弹簧一体地形成。

6.如权利要求1所述的弹簧螺钉，其特征在于，所述螺纹连接部的所述外螺纹位于所述螺纹连接部的下部，且所述弹簧处于完全压缩状态下的轴向长度小于所述螺纹连接部上部未设置外螺纹的部分的轴向长度。

7.如权利要求6所述的弹簧螺钉，其特征在于，所述螺纹连接部上还设置有限位件，所述限位件位于所述外螺纹的顶端，且所述限位件的外径大于所述外螺纹的外径。

8.如权利要求1所述的弹簧螺钉，其特征在于，所述弹簧的每层线圈的内径均大于或等于位于其下面的下层线圈的外径。

9.如权利要求1所述的弹簧螺钉，其特征在于，所述弹簧处于自然状态下的轴向长度小于所述螺纹连接部的轴向长度。

10.如权利要求1所述的弹簧螺钉，其特征在于，所述弹簧的最顶层线圈的外径小于或等于所述头部的直径。

11.一种显卡，所述显卡包括：

电路板，所述电路板上设置有螺纹孔，在所述电路板的上表面在所述螺纹孔的外围设置有接地焊盘；

散热器，所述散热器设置在所述电路板的下表面；以及

弹簧螺钉，所述弹簧螺钉穿过所述螺纹孔将所述散热器安装至所述电路板，所述弹簧螺钉包括：

螺钉，所述螺钉包括具有外螺纹的杆状的螺纹连接部和垂直地连接至所述螺纹连接部的顶部的盘状的头部；

弹簧，所述弹簧环绕所述螺纹连接部且与所述螺纹连接部同轴地设置，所述弹簧在从所述弹簧的顶部到底部的方向上具有渐缩的径向尺寸，所述弹簧的最顶层线圈的内径小于所述头部的直径，且所述弹簧的最底层线圈的内径大于所述螺纹连接部的外径，其中所述弹簧与所述接地焊盘电连接；以及

固定件，所述固定件将所述弹簧的顶部固定至所述螺钉。

12.如权利要求11所述的显卡，其特征在于，所述固定件的第一端连接至所述弹簧的顶部，且所述固定件的第二端连接至所述螺纹连接部的顶部，所述螺纹连接部的顶部设置有沿所述螺纹连接部的周向环绕所述螺纹连接部的凹槽，所述固定件的所述第二端在所述凹槽内连接至所述螺纹连接部。

13.如权利要求12所述的显卡，其特征在于，所述螺纹连接部上设置有沿所述螺纹连接部的周向环绕所述螺纹连接部的肩部，所述凹槽设置在所述头部与所述肩部之间。

14.如权利要求11所述的显卡，其特征在于，所述固定件的第一端连接至所述弹簧的位于其顶部的端部，且所述固定件的第二端弯曲呈钩状连接至所述螺纹连接部的顶部。

15.如权利要求14所述的显卡，其特征在于，所述固定件与所述弹簧一体地形成。

16.如权利要求11所述的显卡，其特征在于，所述螺纹连接部的所述外螺纹位于所述螺纹连接部的下部，且所述弹簧处于完全压缩状态下的轴向长度小于所述螺纹连接部上部未设置外螺纹的部分的轴向长度。

17.如权利要求16所述的显卡，其特征在于，所述螺纹连接部上还设置有限位件，所述限位件位于所述外螺纹的顶端，且所述限位件的外径大于所述外螺纹的外径。

18.如权利要求11所述的显卡，其特征在于，所述弹簧的每层线圈的内径均大于或等于位于其下面的下层线圈的外径。

19.如权利要求11所述的显卡，其特征在于，所述弹簧处于自然状态下的轴向长度小于所述螺纹连接部的轴向长度。

20.如权利要求11所述的显卡，其特征在于，所述弹簧的最顶层线圈的外径小于或等于所述头部的直径。