CN107431054A - 电子设备 - Google Patents

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Abstract

在本发明中，板簧(51)设置在电路板(20)和上屏蔽(30)之间。板簧(51)经由连接构件(52)朝向电路板(20)推动热沉(14)。板簧51没有电连接到上屏蔽(30)。由于该构造，可以可靠地使集成电路和热沉彼此接触。此外，可以有效地抑制不必要的辐射的发生。

Description

电子设备
技术领域
本发明涉及其中利用热沉冷却集成电路的电子设备。
背景技术
在诸如游戏装置或个人计算机的电子设备中，为了冷却诸如中央处理单元(CPU)或图形处理单元(GPU)的集成电路，从集成电路接收热量的热沉有时被利用。
在美国专利申请公开号2008/074839的电子设备中，集成电路安装在电路板上，热沉的热接收块设置在集成电路的表面上。为了防止电路板的不必要的辐射，电路板的相反面覆盖有金属板(屏蔽)。板簧设置在热沉的相反侧，屏蔽和电路板插入其间。板簧通过延伸穿过屏蔽和电路板的螺钉被连接到热接收块。板簧通过螺钉将热接收块拉向电路板。因此，热接收块被压在集成电路的表面上，结果，可以将热量从集成电路平顺地传递到热接收块。
在美国专利申请公布号2008/074839中，覆盖电路板的屏蔽具有防止电路板不必要的辐射的功能。然而，由于板簧位于两个屏蔽的外侧并且还保持与屏蔽板接触，存在不能实现充分的防辐射效果的可能性。
发明内容
根据本发明的电子设备包括电路板，安装在电路板的一个面上的集成电路，设置在集成电路的表面上的热沉，覆盖电路板的另一面的第一屏蔽，延伸穿过形成在所述电路板中的通孔的连接构件，以及偏置构件，该偏置构件设置在所述电路板和所述第一屏蔽之间并且被构造成用于经由所述连接构件朝向所述电路板的所述一个面偏置所述热沉，所述偏置构件没有电连接到屏蔽。根据该电子设备，集成电路和热沉可以通过偏置构件的动作确定地彼此接触。此外，偏置构件被设置在电路板和第一屏蔽之间，并且没有电连接到第一屏蔽。因此，可以有效地抑制不必要的辐射的产生。
附图说明
图1是设置在根据本发明实施例的电子设备中的电路板、上屏蔽、下屏蔽等的分解透视图。在该图中，从斜上方观察电路基板等；
图2是板簧、电路板、下屏蔽等的分解透视图。在该图中，从斜下方观察电路基板等；
图3是热沉的透视图；
图4是上屏蔽的平面图。在该图中，示出了与上屏蔽的与电路板相对的面相反的侧面；
图5是弹簧接收构件的透视图；
图6是沿图4中所示的VI-VI线截得的截面图；
图7是沿图4中所示的VII-VII线截得的截面图；
图8是根据本发明实施例的电子设备的透视图。
具体实施方式
在下面，对本发明的实施例进行描述。图1是设置在根据本发明的实施例的电子设备中的电路板20、上屏蔽30和下屏蔽40的分解透视图。在图1中，从斜上方观察电路基板20等。此外，在图1中，还示出了下文描述的板簧51和弹簧接收构件53。图2是电路板20、下屏蔽40等的分解透视图。在图2中，从斜下方观察电路板20等，并且示出附接到下屏蔽40的热沉14。图3是热沉14的透视图。图4是上屏蔽30的平面图。图5是板簧51和弹簧接收构件53的透视图。在图5(a)中，从上侧观察所述构件，以及在图5(b)中，观察所述构件的下侧。图6是沿图4中所示的VI-VI线截得的截面视图。图7是沿图4中所示的VII-VII线截得的截面图。
在下面的描述中，这些图中所示的Y1和Y2分别表示向前方向和向后方向，X1和X2分别表示向右方向和向左方向。此外，Z1和Z2分别表示向上方向和向下方向。
虽然根据本发明的电子设备例如是游戏设备、个人计算机、视听设备等，但是也可以应用于其他电子设备。
电子设备包括电路板20和屏蔽30和40。如图2所示，集成电路21安装在电路板20上。在这里描述的示例中，集成电路21安装在电路板20的下面上。集成电路21例如是控制整个电子设备的CPU。集成电路21可以是GPU，或者可以是具有CPU的功能和GPU的功能两者的微处理器。
每个屏蔽30和40由具有导电性的材料(例如，金属)的板构件构成。电路板20被屏蔽30和40覆盖。更具体地说，下屏蔽40覆盖安装有集成电路21的电路板20的面(在本例中为下面)，上屏蔽30覆盖在与安装有集成电路21的面相反侧的面(在本例中为上面)。屏蔽30和40防止电路板20的不需要的辐射(更具体地说，是来自诸如集成电路21的电子部件的不需要的辐射)。屏蔽30和40例如覆盖电路板20的整个区域。为了避免安装在电路板20上的部件和屏蔽30和40等之间的干扰的目的，电路板20的一部分可以从屏蔽30和40暴露。屏蔽30和40被电接地。屏蔽30和40可以在其外围边缘处彼此接触。
屏蔽30和40以及电路板20通过诸如螺钉的紧固构件相互固定。屏蔽30和40的外围部分30d和40d以及电路板20的外围部分20d具有形成在其中的多个安装孔，使得紧固构件被插入。例如，屏蔽30和40以及电路板20被容纳在构造电子设备的外面的外部构件中，并且通过螺钉固定到外部构件。此外，屏蔽30和40以及电路板20可以通过诸如螺钉的紧固构件固定到构造电子设备的框架，并被外部构件覆盖。
如图6所示，热沉14设置在电路板20的下侧。热沉14保持与集成电路21的表面接触。特别地，热沉14具有为板形式的热接收块14a，以及设置在热接收块14a的一个面上并以彼此间隔开的关系并置的多个翅片14b(参照图3)。翅片14b可以通过焊接等附接到热接收块14a，或者可以与热接收块14a一体地模制。热接收块14a在其另一面与集成电路21的表面保持接触。如图6所示，热接收块14a具有设置在其上的传热构件14c，该传热构件是由热管或具有高导热性的材料形成的棒。
如图1和图2所示，电子设备包括设置在电路板20和上屏蔽30之间的偏置构件，用于将热沉14朝向电路板20偏置。在本实施例中，电子设备具有作为偏置构件板簧51。在电路板20和上屏蔽30之间形成空间，并且板弹簧51设置在该空间中。板簧51位于集成电路21和热沉14的相反侧，电路板20插入其间，并被上屏蔽30覆盖。电路板20中形成有通孔20a，并连接构件52延伸穿过通孔20a。虽然每个连接构件52例如是螺钉，但也可以是螺栓。板簧51通过连接构件52朝向电路板20偏置所述热沉14。也就是说，板簧51通过连接构件52将热沉14拉向集成电路21(在图6中，板簧51的力由箭头F1)表示。因此，热沉14的热接收块14a和集成电路21可以确定地保持彼此接触。连接构件52可以连接到热沉14，或者可以如下文所述地附接到下屏蔽40并间接地连接到热沉14。偏置构件不必限于板簧51。例如，如果电路板20和上屏蔽30之间的空间在电路板20的厚度方向上相对较大，则可以使用螺旋弹簧作为以上所述的偏置构件。
如上所述，板簧51被上屏蔽30覆盖。板簧51不与上屏蔽30电连接。由此，可以抑制来自板簧51的辐射而不向外出射，则能够有效地抑制来自电子设备的不必要的辐射的产生。如图6所示，在一示例中，在板簧51和上屏蔽30之间提供间隙，使得板簧51没有电连接到与上屏蔽30。作为另一示例，绝缘体可以设置在板簧51和上屏蔽30，使得板簧51没有电连接到上屏蔽30。板簧51和连接构件52由具有导电性的材料(特别是金属)形成。换句话说，具有导电性的两个构件被构造为不彼此电连接。作为使用绝缘体的形式，例如，由绝缘材料形成的片材，被附接到板簧51和上屏蔽30中的一个。在绝缘片附接到板簧51的地方，该绝缘片可以附接在板簧51的整个区域上，或者仅可以附接到板簧51的一部分。在绝缘片附接到上屏蔽30在地方，该绝缘片可以附接在对应于板簧51的上屏蔽的一部分的整个区域上，或者可以仅附接到对应于板簧51的部分的部分区域。
如图2所示，在这里的示例中，热沉14附接到下屏蔽40，并且连接构件52附接到下屏蔽40。因此，板簧51通过下屏蔽40拉动热沉14。通过这种结构，消除了为热沉14提供用于连接连接构件52的位置的必要性。结果，可以增加热沉14的形状自由度。用于将板簧51和热沉14彼此连接的结构不限于此。例如，连接构件52可以直接附接到热沉14的热接收块14a。特别地，可以在热接收块14a中设置用于附接每个连接构件52的螺纹孔。
如图6所示，电子设备具有在彼此相反的侧面处定位的两个连接构件52，其间插入有集成电路21。两个连接构件52位于彼此相反的侧面上，热沉14插入其间。板簧51通过两个连接构件52朝向电路板20偏置热沉14。因此，热接收块14a的接触力可以均匀地作用在集成电路21的表面上。
如图5所示，板簧51具有基部部分51a，和从基部部分51a延伸到彼此相反侧面的两个弹簧部分51b。在其中固定所述基部部分51a的状态下，两个弹簧部分51b能够在电路板20的厚度方向弹性变形。两个连接构件52附接到两个弹簧部分51b的端部部分。特别地，例如，在每个弹簧部分51b的端部部分处形成孔51c，并且连接构件52从上侧装配在孔51c中。每个连接构件52通过孔51c的边缘(参见图6)在其基部部分处被俘获。在图5所示的示例中，每个弹簧部分51b朝向其末端逐渐变薄。弹簧部分51b的形状不限于图5所示的示例，并且可以适当地改变。
如图6所示，在下屏蔽40中形成有与多个翅片14b的尺寸相对应的尺寸的开口。翅片14b从上侧装配在下屏蔽40的开口中，并且热接收块14a通过开口的边缘的上侧被俘获在其外围部分处。可以在热接收块14a(参照图3)的外周部分上形成有用于将热接收块14a的位置固定在下屏蔽40上的多个突起14d。突起14d装配在形成在下屏蔽40的开口的边缘上的孔中。
如图6所示，下屏蔽40具有在彼此相反侧面处定位的两个附接部分(特别是螺钉孔)40b，热沉14被插入在其间。两个连接构件52在其端部部分(螺钉)处被附接到两个附接部分40b。如图4所示，两个连接构件52(两个附接部分40b)位于相对于与集成电路21的四个边缘垂直的方向倾斜的直线上(在图4中，直线指示图6的横截面)。换句话说，两个连接构件52(两个附接部分40b)在彼此相反的侧面处设置在集成电路21的对角线上。
如图6所示，弹簧接收构件53设置在电路板20上。弹簧接收构件53位于电路板20和板簧51的基部部分51a之间，并且具有将板簧51的基部部分51a支撑在其上的接收部分53a(参见图5)。接收部分53a具有板的形式，并且板簧51的基部部分51a设置在接收部分53a上。如图5所示，突起51d可以形成在基部部分51a处，使得突起51d朝向接收部分53a突起。通过形成该突起51d，可以指定基部部分51a和接收部分53a之间的接触位置。
弹簧接收构件53包括设置在电路板20上并将接收部分53a支撑在其上的支撑部分53b。突起53f(参照图6)优选形成在支撑部分53b的外周边缘上，使得突起53f围绕接收部分53a的外周边缘。由此接收部分53a在支撑部分53b上的位置能够被固定。这样的突起53f可以不必被形成。
支撑部分53b优选由绝缘材料形成。由此，可以确定地防止形成在电路板20上的布线的短路。支撑部分53b例如由树脂(例如塑料)模制。接收部分53a优选由刚性高于支撑部分53b的材料形成。例如，接收部分53a由金属形成。弹簧接收构件53的结构不限于上述。例如，接收部分53a也可以由树脂形成。此外，整个弹簧接收构件53可以由树脂一体地模制。
电路板20具有安装在集成电路21的相反侧上的电子部件22，电路板20插入其间(参照图1)。如图6所示，弹簧接收构件53的接收部分53a位于电子部件22和板簧51的基部部分51a之间。弹簧接收构件53的支撑部分53b形成为避免电子部件22的位置并支撑所述接收部分53a。因此，可以抑制板簧51的力作用在电子部件22上。如图5(b)所示，在弹簧接收构件53的示例中，支撑部分53b具有在其内侧上具有开口的框架的形式并且支撑所述接收部分53a的外边缘。电子部件22位于支撑部分53b的内侧处。支撑部分53b的厚度大于电子部件22的高度。
尽管所述支撑部分53b和接收部分53a具有例如如图5所示的四边形形状，但是它们的形状不限于四边形。在电子部件22没有安装在集成电路21的相反侧上的地方，支撑部分53b可能没有形成在其中的开口。
如图5(b)所示，可以在支撑部分53b的下表面(与电路板20接触的面)上形成多个突起53c。通过利用该突起53c，可以指定支撑部分53b与电路板20接触的位置。此外，通过突起53c确保在支撑部分53b和电路板20之间的间隙。结果，可以抑制电子部件22的热量停留在支撑部分53b的内侧。多个突起53c优选均匀地布置在支撑部分53b的整个区域上。例如，四个突起53c分别设置在支撑部分53b的四个侧面上。
如图5所示，弹簧接收构件53的支撑部分53b具有在彼此相反的方向上延伸的两个延伸部53d。在每个延伸部53d的端部，突出部53e形成为使得突出部53e插入到形成在电路板20中的孔中。因此，限定了弹簧接收部分件53在电路板20上的位置。弹簧接收构件53附接到电路板20，使得弹簧接收构件53从板簧51的基部部分51a接收板簧51的弹力。突出部53e不必形成在弹簧接收构件53上。
如图5(a)和图7所示，在弹簧接收构件53上形成间隔件部分53g，使得间隔件部分53g向上屏蔽30突出。间隔件部分53g的末端被定位成相当靠近上屏蔽30，在电路板20的厚度方向上超过板簧51的位置。间隔件部分53g的末端与上屏蔽30之间的距离小于板簧51和上屏蔽30之间的距离。通过正如上述构造，即使当上屏蔽30被偏转或者推动上屏蔽30的上侧的力作用在上屏蔽30上，上屏蔽30和电路板20之间的距离可以通过间隔件部分53g来固定。结果，可以防止上屏蔽30和板簧51之间的接触。在一个示例中，在正常状态(上屏蔽30未被偏转的状态)下，间隔件部分53g的末端不与上屏蔽30接触。在间隔件部分53g由绝缘材料形成的地方，间隔件部分53g可以与上屏蔽30接触。在这里的描述中，“板簧51和上屏蔽30之间的距离”是在板簧51和上屏蔽30之间的距离最小的位置处它们之间的距离。在这里的示例中，如图7所示，在上屏蔽30上形成突出部33b。因此，在这里的描述中，“板簧51与上屏蔽30之间的距离”是突出部33b的末端与板簧51的表面之间的距离G。突出部33b可以不必形成在上屏蔽30上。
间隔件部分53g与由绝缘材料形成的支撑部分53b一体模制。由此，即使推动上屏蔽30的力作用此上并且上屏蔽30与间隔件部分53g接触，接收部分53a可以维持其与上屏蔽30电隔离的状态。结果，即使，在接收部分53a由导电材料形成的形式下，推动上屏蔽30的力作用在此上，从而可以防止板簧51和上屏蔽30彼此电连接。间隔件部分53g沿着接收部分53a的外周边缘形成。因此，接收部分53a的位置也由间隔件部分53g限定。在一示例中，支撑部分53b具有定位在彼此相反的侧面上的两个间隔件部分53g，接收部分53a的中心插入在其间。板簧51的基部部分51a设置在两个间隔部53g之间。
如图4和图7所示，间隔件部分31形成在上屏蔽30上，使得间隔件部分31朝向电路板20突出。每个间隔件部分31的末端被定位成相当靠近电路板20，在电路板20的厚度方向上超过板簧51的位置。间隔件部分31的末端与电路板20的表面(板簧51侧的面)之间的距离小于板簧51与上屏蔽30之间的距离。通过该构造，即使上屏蔽30偏转或者推动上屏蔽30的上侧的力作用于其上，上屏蔽30与电路板20之间的距离也可以通过间隔件部分31固定，结果，可以防止上屏蔽30和板簧51之间的接触。在这里的描述中，“板簧51和上屏蔽30之间的距离”是与以上所述类似的在板簧51和上屏蔽30之间的距离为最小的位置处它们之间的距离。
在一个示例中，在正常状态下(在力不作用于上屏蔽30的状态下)，间隔件部分31的末端不与电路板20接触。通过刚刚描述的构造，由上屏蔽30和电路板20之间的公差引起的一些负载可被抑制为从间隔件部分31的末端施加到电路板20。间隔件部分31的末端可以与电路板20接触。间隔件部分31优选设置在电路板20上不存在电子部件的位置处。
上屏蔽30由金属的板构件形成。通过冲压在间隔件部分31的位置处压下上屏蔽30的上侧而形成间隔件部分31。如图4所示，上屏蔽30优选地具有多个间隔件部分31。多个间隔件部分31被设置成以便围绕板簧51。在这里的示例中，上屏蔽30具有三个间隔件部分31。三个间隔件部分31围绕板簧51的中心沿圆周方向以彼此隔开的关系设置。间隔件部分31的数量不限于三个，而是可以是两个或三个以上。
如图7所示，下屏蔽40可以在对应于上屏蔽30的间隔件部分31的位置处具有突出部41，使得突出部41朝向电路板20突出。突出部41与间隔件部分31相对，电路板20插入其间。通过刚刚描述的构造，即使间隔件部分31撞击电路板20，也可以由下屏蔽40的突出部41接收该力。结果，可以抑制电路板20的偏转。
如图7所示，上屏蔽30具有形成在其上的间隔件部分32，使得间隔件部分32朝向电路板20突出。每个间隔件部分32的末端被定位成相当靠近电路板20，在电路板20的厚度方向上超过所述板簧51的位置。在这里的示例中，电路板20在与安装集成电路21的面相反的一侧的其表面上具有多个电子部件23。多个电子部件23被设置为以便围绕集成电路21的位置。电子部件23例如是集成电路(例如，辅助CPU或存储器)。电子部件23可以不必是集成电路。间隔件部分32朝向电子部件23突出。衬垫24设置在间隔件部分32和电子部件23之间。衬垫24由诸如橡胶的弹性体形成。隔垫部分32的末端与衬垫24相邻接。通过该构造，即使当上屏蔽30偏转或者推动上屏蔽30的上侧的力作用在此上时，上屏蔽30与电路板之间的距离20可以被固定，并且可以防止上屏蔽30和板簧51之间的接触。衬垫24优选由具有导热性的橡胶形成。通过该构造，电子部件23的热量可以通过衬垫24传递到上屏蔽30，结果可以冷却电子部件23。
如图7所示，每个间隔件部分32在其末端处具有一平坦面32a，其面积大于上述间隔件部分31的末端的面积。根据该构造，即使间隔件部分32与电子部件23邻接，也能够抑制作用在电子部件23上的过大的力。
如图6所示，上屏蔽30具有多个间隔件部分32。多个间隔件部分32分别对应于安装在电路板20上的多个电子部件23的位置。多个间隔件部分32被设置为以便围绕板簧51。在这里的示例中，上屏蔽30具有八个间隔件部分32。
如图1所示，上屏蔽30具有覆盖板簧51的部分33(以下称为弹簧面向部分)。弹簧面向部分33在其中它与板簧51间隔开的方向上相对于弹簧面向部分33周围的部分30c膨胀，在这里的示例中，向上膨胀(参见图6)。根据刚刚描述的构造，有利于确保板簧51和上屏蔽30之间的间隙。
在一个示例中，弹簧面向部分33具有对应于板簧51的尺寸，并且还具有与板簧51对应的形状。弹簧面向部分33形成为比板簧51稍大。如图6所示，在弹簧面向部分33的外周边缘33a(弹簧面向部分33与其周围的部分30c之间的边界)上形成台阶。该台阶围绕板簧51的整个周边。在弹簧面向部分33的外周边缘33a在平面图中围绕板簧51的地方，弹簧面向部分33的形状可不必对应于板簧51。
如图2和图7所示，弹簧面向部分33可以具有形成在其上的突出部33b，使得该突出部33b朝向板簧51的基部部分51a突出。在这种情况下，还在突出部33b和基部部分51a之间设置间隙。通过设置刚刚描述的这样的突出部33b，例如推动上屏蔽30的力作用在此上时，可以抑制以集中方式作用在电路板20的一部分上的力。
图8是示出根据本发明的电子设备的示例的透视图。图8所示的电子设备1具有主体10，构造电子设备1的外表面的一部分并且还覆盖主体10的上侧的上盖12以及构造电子设备1的外表面的一部分并且覆盖主体10的下侧的下盖13。上述电路板20、上屏蔽30和下屏蔽40设置在主体10上。电子设备1例如是游戏设备。
如上所述，在根据本实施例的电子设备中，板簧51(偏置构件)通过连接构件将热沉14朝向电路板20的一面(安装有集成电路21的面)偏置。因此，热沉14和集成电路21可以确定地彼此接触。此外，板簧51位于电路板20和上屏蔽30之间并且被布置成使得板簧51没有电连接到上屏蔽30。因此，可以抑制来自板簧51的辐射出射到外面。
本发明不限于上述实施例，并且可以进行各种改变。例如，在连接构件52直接附接到热沉14的地方，下屏蔽40可不必设置在电子设备上。
此外，作为用于防止的位置，当推动上屏蔽30的力作用在此上时，上屏蔽30和板簧51彼此接触，弹簧接收构件53的间隔件部分和形成在上屏蔽30上的间隔件部分31和32被提供。可以提供专用部分以确保电路板20和上屏蔽30之间的距离。

Claims (12)

1.一种电子设备，包括：
电路板；
安装在电路板的一个面上的集成电路；
设置在集成电路的表面上的热沉；
覆盖所述电路板的另一面的第一屏蔽；
连接构件，该连接构件被构造成延伸穿过形成在所述电路板中的通孔；以及
偏置构件，该偏置构件被设置在所述电路板和所述第一屏蔽之间并且构造成通过所述连接构件将所述热沉朝向所述电路板的所述一个面偏置，所述偏置构件没有电连接到所述屏蔽。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中
确保在偏置构件和第一屏蔽之间的间隙。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其中
所述电路板和屏蔽之一具有设置在其上以便朝向所述电路板和屏蔽中的另一个突出的间隔件部分，以及
所述间隔件部分的端部被定位成相当靠近所述电路板和屏蔽中的另一个，在所述电路板的厚度方向上超过所述偏置构件的位置。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其中
所述间隔件部分与所述电路板和屏蔽之一形成一体，或者附接到所述电路板和屏蔽之一。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其中
所述电路板具有附接到其上的弹簧接收构件，该弹簧接收构件位于所述电路板和偏置构件之间并且具有将所述偏置构件支撑在其上的接收部分，以及
所述间隔件部分形成在所述弹簧接收构件上。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其中
所述弹簧接收构件包括支撑部分，该支撑部分设置在电路板上并具有支撑在其上的接收部分，以及
所述支撑部分由绝缘材料形成。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其中
所述间隔件部分形成在所述支撑部分上。
8.根据权利要求6所述的电子设备，其中
所述接收部分由具有高于所述支撑部分的刚性的刚性的材料形成。
9.根据权利要求1所述的电子设备，其中
所述电路板在其另一面上具有电子部件，以及
所述电子设备包括弹簧接收构件，该弹簧接收构件包括在所述电路板的厚度方向上位于所述电路板的电子部件和偏置部件之间并将偏置构件支撑在其上的接收部分，以及设置在电路板上并将接收部分支撑在其上的支撑部分，该支撑部分避免所述电子部件的位置。
10.根据权利要求4所述的电子设备，其中
所述间隔件部分是形成在第一屏蔽上并朝向所述电路板突出的突出部。
11.根据权利要求3所述的电子设备，其中
至少两个间隔件部分设置在所述电路板和屏蔽之一上，以及
所述至少两个间隔件部分位于彼此相反的侧面处，其中所述偏置构件如在平面图中看到的被插入其间。
12.根据权利要求1所述的电子设备，其中
所述屏蔽具有覆盖所述偏置构件的第一部分和为围绕第一部分的部分的第二部分，以及
所述第一部分在其中第一部分与所述偏置构件间隔开的方向上相对于所述第二部分膨胀。
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