CN114567960B - 具有浮动支撑结构的电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种具有浮动支撑结构的电子设备,应用在智能汽车、新能源汽车的车辆。该电子设备包括组装在一起的壳体组件、电路板、电子器件和浮动支撑组件。壳体组件的内部形成有安装空间,电路板、电子器件和浮动支撑组件均收纳于安装空间内。电路板安装于壳体组件,电子器件由电路板支撑并且电子器件与电路板信号连通。浮动支撑组件设置于电路板以支撑电子器件或者设置于壳体组件以支撑电路板,使得在浮动支撑组件的预加载力的作用下电子器件压抵于壳体组件。这样,浮动支撑组件能够将电子器件压抵于壳体组件,从而经由壳体组件散热;浮动支撑组件还能够代替导热材料层补偿电子设备的尺寸链公差,避免了导热材料层过厚影响电子器件的散热。
Description
技术领域
本申请涉及电子设备内部的电子器件的支撑散热结构,尤其涉及一种具有浮动支撑结构的电子设备。
背景技术
现有的电子设备的电子器件的计算能力越来越强大,因此电子器件的功耗随之增加,发热量也变得越来越大。例如,如图1A至图1D所示,在智能汽车中,随着自动驾驶级别的不断提升,用于实现自动驾驶的芯片(电子器件的示例)的功耗和发热量不断增大。作为自动驾驶核心的车载智能计算平台需要接入多种传感器,每个传感器(摄像机、激光雷达等)每秒产生的数据为20MByte-100MByte,多个传感器产生的大量数据需要在数十毫秒的时间内完成实时分析与处理,因而对车载智能计算平台的芯片的性能要求非常高。通常,L2级的自动驾驶需要>10TOPS(每秒钟进行一万亿次操作)的算力,L3级的自动驾驶需要100TOPS-200TOPS的算力,L4级的自动驾驶需要400TOPS-600TOPS的算力,L5级的自动驾驶需要>3000TOPS的算力。随着算力要求不断提升,使得车载智能计算平台及其芯片的功耗不断提升。未来实现L5级的自动驾驶的车载智能计算平台的功耗在370W以上,主芯片的功耗在200W以上。因此,为了例如上述车载智能计算平台的主芯片等的电子器件的稳定正常工作,必须保证对这些电子器件进行有效的散热。为此,技术人员对这样电子器件采用了不同的散热方案。
图2A示出了实现一种电子器件散热方案的电子设备。如图2A所示,该电子设备包括壳体组件10、电路板20和电子器件30。壳体组件10包括彼此组装在一起的上壳体101和底壳102,上壳体101和底壳102包围形成供电路板20和电子器件30安装的安装空间,上壳体101还形成有朝向底壳102凸出且位于安装空间内的多个凸出部101P。电路板(例如印刷电路板)20经由上述多个凸出部101P固定于上壳体101,电子器件(例如芯片)30固定安装于电路板20且位于电路板20和上壳体101之间。另外,该电子设备还包括设置于电子器件30和上壳体101之间的用于导热的导热材料层(例如凝胶层)。一方面,该导热材料层用于吸收电路板20安装于上壳体101以及电子器件30安装于电路板20两个安装结构在高度方向T上的尺寸链公差;另一方面,电子器件30能够经由导热材料层向上壳体101传递热量,从而电子器件30能够经由上壳体101进行散热。在该电子设备中,通常,由于上述公差链的公差范围在±0.35mm,而且导热材料层的厚度不低于0.2mm,因此导热材料层最大厚度将达到0.9mm左右。因此,导热材料层的厚度较大,热阻较大,不适用于高功耗、高热密度的电子器件30的散热。
图2B示出了实现另一种电子器件散热方案的电子设备。如图2B所示,该电子设备与图2A中的电子设备的不同之处在于,该电子设备还包括均温板40(例如真空均温板)。该均温板40设置在电子器件30和上壳体101之间并且在均温板40和电子器件30之间填充硅脂来提高导热能力。导热材料层(例如凝胶层)则设置在均温板40和上壳体101之间。这样,与图2A中的散热方案相比,该均温板40与上壳体101之间的接触面积较大(大于图2A中的电子器件30与上壳体101之间的接触面积),而且导热材料层和均温板40均具有较高的导热能力,从而相比图2A所示的散热方案提高了对电子器件30的散热能力。但是,由于在电子芯片上增了的均温板40,这对尺寸链公差产生了不利影响,因而在该电子设备中利用导热材料层补偿尺寸链公差的情况下导热材料层的厚度可能进一步增大,最大可能达到1.2mm。而且电子器件30到上壳体101之间的热传递路径变长,导致中间热阻变大。因而与图2A中所示的散热方案相比,对于高功耗、高热密度的电子器件30的散热效果提升有限。
图2C示出了实现又一种电子器件散热方案的电子设备。如图2C所示,该电子设备与图2A中的电子设备的不同之处在于,该电子设备在上壳体101安装浮动散热器50,浮动散热器50通过上壳体101的开口与电子器件30接触并且在电子器件30与浮动散热器50之间填充硅脂。这样,一方面,利用浮动散热器50的浮动特性来吸收在高度方向T上的尺寸链公差;另一方面,浮动散热器50能够有效地对电子器件30进行散热。因而,在这种散热方案中,电子器件30到上壳体101之间的热传递路径较短,散热效果更佳,从而能够更好地适用于高功耗、高热密度的散热要求高的电子器件30的散热。但是,在该散热方案中,浮动散热器50设置在壳体组件10的外部,而且上壳体101必须设置开口来使浮动散热器50与电子器件30接触,因此这种散热方案难以满足例如IP67等标准的要求,在电子器件30的屏蔽和防腐蚀方面也存在较大隐患而且成本较高。
发明内容
有鉴于此,提出了一种具有浮动支撑结构的电子设备,其能够实现浮动支撑电子器件的方案以使得电子器件抵接于壳体组件,从而较好地实现高功耗、高热密度的电子器件经由壳体组件的散热,并且该电子设备易于满足针对防尘防腐蚀等相关标准的要求。
第一方面,本申请的实施例提供了具有浮动支撑结构的电子设备,所述电子设备包括:壳体组件,所述壳体组件的内部形成有安装空间;电路板,所述电路板收纳于所述安装空间内且安装于所述壳体组件;电子器件,所述电子器件收纳于所述安装空间内且由所述电路板支撑,所述电子器件与所述电路板信号连通;以及浮动支撑组件,所述浮动支撑组件收纳于所述安装空间内,并且所述浮动支撑组件设置于所述电路板以支撑所述电子器件或者设置于所述壳体组件以支撑所述电路板,使得在所述浮动支撑组件的预加载力的作用下所述电子器件压抵于所述壳体组件。
通过采用上述技术方案,浮动支撑组件不仅能够将电子器件压抵于壳体组件,从而实现电子器件经由壳体组件的散热;而且,浮动支撑组件能够代替导热材料层补偿电子设备的尺寸链公差,避免了导热材料层过厚影响电子器件的散热。
根据第一方面,在所述电子设备的第一种可能的实现方式中,所述电路板固定安装于所述壳体组件;所述浮动支撑组件包括:扣板,所述电子器件固定安装于所述扣板,所述扣板位于所述电路板和所述电子器件之间;以及弹性支撑件,所述弹性支撑件设置于所述扣板和所述电路板之间,以从所述扣板的安装有所述电子器件的那侧的相反侧对所述扣板施加所述预加载力。
通过采用上述的技术方案,扣板扩大了芯片的布局范围,提高了芯片的布局灵活性;而且,设置弹性支撑件能够灵活调节预加载力的大小。
根据第一方面的第一种可能的实现方式,所述浮动支撑组件还包括连接件,所述连接件穿过所述扣板且延伸到所述电路板并使所述扣板与所述电路板相连;在所述扣板与所述电路板经由所述连接件相连的状态下,所述扣板与所述电路板能够在预定范围内彼此相对运动。
通过采用上述的技术方案,使得在施加预加载力的情况下扣板能够适当地调整相对于电路板的位置,从而始终保证电子器件压抵于壳体组件。
根据第一方面的第一种可能的实现方式,或基于以上第一种可能的实现方式的任意一种实现方式,所述弹性支撑件为螺旋弹簧,所述螺旋弹簧套装于所述连接件。
通过采用上述的技术方案,以相对简单的结构实现了弹性件,并且易于实现弹性件和连接件之间的安装固定。
根据第一方面的第一种可能的实现方式,或基于以上第一种可能的实现方式的任意一种实现方式,所述扣板具有扣板连接端;所述电路板具有与所述扣板连接端对应的电路板连接端;所述扣板连接端与所述电路板连接端彼此插接在一起,以使得所述电子器件和所述电路板经由所述扣板、所述扣板连接端和所述电路板连接端实现所述信号连通。
通过采用上述技术方案,能够保证电子器件与电路板进行有效的信号连通。
根据第一方面的第一种可能的实现方式,或基于以上第一种可能的实现方式的任意一种实现方式,所述扣板连接端和所述电路板连接端能够随着所述扣板与所述电路板的相对运动而彼此相对运动。
通过采用上述技术方案,即使扣板与电路板在浮动支撑组件的浮动支撑下发生相对运动,也能够保证电子器件与电路板进行有效的信号连通。
根据第一方面,在所述电子设备的第二种可能的实现方式中,所述电子器件固定安装于所述电路板;所述浮动支撑组件包括多个弹性支撑件,所述多个弹性支撑件设置于所述电路板的端面与所述壳体组件之间,所述多个弹性支撑件用于对所述电路板的端面施加所述预加载力。
通过采用上述的技术方案,以相对简单的结构以及更灵活的方式实现了浮动支撑组件。
根据第一方面的第二种可能的实现方式,所述壳体组件形成有朝向所述安装空间凸出多个凸出部,所述多个凸出部朝向所述电路板延伸并穿过所述电路板;各所述弹性支撑件套装于所述凸出部的位于所述电路板的一侧的部分,以使得所述弹性支撑件产生所述预加载力将设置于所述电路板的另一侧的电子器件抵接于所述壳体组件。
通过采用上述的技术方案,以相对简单的结构实现了浮动支撑组件。
根据第一方面的第二种可能的实现方式,或基于以上第二种可能的实现方式的任意一种实现方式,各所述凸出部包括主体部和凸缘部,所述主体部从所述电路板的一侧延伸穿过所述电路板,所述凸缘部设置于所述主体部的位于所述电路板的另一侧的部分;所述弹性支撑件为螺旋弹簧,所述螺旋弹簧的一端抵接于所述电路板且另一端抵接于所述凸缘部。
通过采用上述的技术方案,以相对简单的结构实现了浮动支撑组件。
根据第一方面,在所述电子设备的第三种可能的实现方式中,所述电子器件固定安装于所述电路板;所述浮动支撑组件包括多个弹性支撑件,所述多个弹性支撑件设置于所述电路板的外周部与所述壳体组件之间,所述多个弹性支撑件用于对所述电路板的外周部施加所述预加载力。
通过采用上述的技术方案,以相对简单的结构以及更灵活的方式实现了浮动支撑组件。
根据第一方面的第三种可能的实现方式,所述弹性支撑件为弹性片,所述弹性片绕着所述电路板的外周部间隔开地布置,各所述弹性片的一端与所述外周部相连且另一端与所述壳体组件相连。
通过采用上述的技术方案,以相对简单的结构实现了浮动支撑组件。
根据第一方面,或以上第一方面的任意一种可能的实现方式,所述壳体组件包括上壳体和底壳,所述上壳体与所述底壳以能够拆卸的方式固定在一起;所述电子器件抵接于所述上壳体。
通过采用上述的技术方案,电子器件和电路板的布局更灵活。
根据第一方面,或以上第一方面的任意一种可能的实现方式,所述上壳体具有顶部以及从所述顶部朝向底壳延伸的侧壁部,所述电子器件抵接于所述顶部。
通过采用上述的技术方案,电子器件经由壳体组件的散热效果更佳,电子器件的受力情况更优。
根据第一方面,或以上第一方面的任意一种可能的实现方式,所述电子设备还包括导热材料层,所述导热材料层设置于所述上壳体与所述电子器件之间。
通过采用上述的技术方案,电子器件经由壳体组件的散热效果更佳。
根据第一方面,或以上第一方面的任意一种可能的实现方式,所述电路板为单板或联板;所述电子器件为芯片。
通过采用上述的技术方案,使得本申请的方案的应用范围更广。
本申请的这些和其他方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面,并且用于解释本申请的原理。
图1A是示出了智能汽车实现不同级别的自动驾驶所需算力的需求趋势的曲线图;图1B是示出了L2/ADAS(高级驾驶辅助系统)的功能及功耗的示意图;图1C是示出了智能汽车的自动驾驶域控制器的功能分布图;图1D示出了智能汽车实现不同级别的自动驾驶所需算力和功耗的表格。
图2A是示出了实现一种电子器件散热方案的电子设备的剖视示意图;图2B是示出了实现另一种电子器件散热方案的电子设备的剖视示意图;图2C是示出了实现又一种电子器件散热方案的电子设备的剖视示意图。
图3A是示出了根据本申请的第一示例性实施例的具有浮动支撑结构的电子设备的剖视示意图;图3B是示出了图3A中的电子设备的分解结构示意图。
图4是示出了根据本申请的第二示例性实施例的具有浮动支撑结构的电子设备的剖视示意图。
图5是示出了根据本申请的第三示例性实施例的具有浮动支撑结构的电子设备的剖视示意图。
图6是示出了根据本申请的第四示例性实施例的具有浮动支撑结构的电子设备的剖视示意图。
图7是示出了智能汽车的域控制器的连接结构示意图,本申请的技术方案可应用于这些域控制器的芯片的支撑和散热。
附图标记说明
10壳体组件 101上壳体 101P凸出部 102底壳 20电路板 30电子器件 40均温板50浮动散热器
1壳体组件 11上壳体 111顶部 112侧壁部 11P第一凸出部 11P1主体部11P2凸缘部 12底壳 12P第二凸出部 2电路板 2c电路板连接端 3电子器件 4浮动支撑组件 41扣板41c扣板连接端 42连接件 43、43’弹性支撑件
T高度方向。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外,为了更好的说明本申请,在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解,没有某些具体细节,本申请同样可以实施。在一些实例中,对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件未作详细描述,以便于凸显本申请的主旨。
在本申请中,如无其它说明,“高度方向”是指壳体组件的高度方向,在具体实施方式的各示例性实施例中也与电路板和芯片的厚度方向一致。
以下结合说明书附图说明根据本申请的第一示例性实施例的具有浮动支撑结构的电子设备的具体结构。
(根据本申请的第一示例性实施例的具有浮动支撑结构的电子设备的结构)
如图3A和图3B所示,根据本申请的第一示例性实施例的具有浮动支撑结构的电子设备包括组装在一起的壳体组件1、电路板2、电子器件3以及浮动支撑组件4。壳体组件1的内部形成有安装空间,电路板2、电子器件3以及浮动支撑组件4均收纳于壳体组件1的安装空间内。浮动支撑组件4设置于电路板2以由电路板2支撑,电子器件3设置于浮动支撑组件4以由浮动支撑组件4支撑,由此浮动支撑组件4位于电路板2和电子器件3之间。
具体地,在本实施例中,壳体组件1包括组装在一起的上壳体11和底壳12。上壳体11与底壳12以能够拆卸的方式固定在一起。上壳体11具有板状的顶部111以及从顶部111的周缘部朝向底壳12延伸的侧壁部112。底壳12具有板状结构,以封闭由上壳体11的侧壁部112所形成的开口,从而在上壳体11的顶部111、侧壁部112和底壳12之间包围形成壳体组件1的安装空间。
应当理解,虽然本申请中使用了“上壳体”、“底壳”这样的表述,但是本申请的电子设备的使用状态或姿态不限于例如图3A所示那样的情况,可以以各种状态或姿态使用本申请的电子设备。
此外,上壳体11的顶部111形成有多个朝向底壳12凸出的第一凸出部11P,第一凸出部11P并不延伸到底壳12,而是在第一凸出部11P的自由端部与底壳12之间留有足够的空间。这样,电路板2能够安装于这些第一凸出部11P的自由端部处,使得电路板2与上壳体11固定在一起。
在本实施例中,电路板2整体具有矩形的平板形状并且为单板形式的印刷电路板。电路板2收纳于安装空间内且以与上壳体11的顶部111大致平行的方式固定于上壳体11的第一凸出部11P,而且电路板2与上壳体11的顶部111之间留有足够的空间,用于设置电子器件3以及浮动支撑组件4。
此外,电路板2还设置有用于与浮动支撑组件4的下述扣板41的扣板连接端41c匹配连接的电路板连接端2c,电路板连接端2c从电路板2朝向图3A中的上方凸出并且形成供扣板连接端41c插入的插口部。
在本实施例中,电子器件3为芯片并且固定安装于浮动支撑组件4的扣板41。在浮动支撑组件4的下述弹性支撑件43的作用下,电子器件3从图3A中的下方抵接于上壳体11的顶部111,使得电子器件3能够经由上壳体11的顶部111进行散热。
在本实施例中,在高度方向T上(图3A中的上下方向上),浮动支撑组件4设置在电子器件3和电路板2之间,在浮动支撑组件4的预加载力的支撑作用下将电子器件3压抵于上壳体11的顶部111。在本实施例中,浮动支撑组件4包括组装在一起的扣板41、连接件42和弹性支撑件43。
具体地,扣板41整体具有矩形平板形状并且位于电子器件3的下方,电子器件3固定安装于扣板41的预先设计的供电子器件3安装的部位。扣板41的面积小于电路板2的面积,使得扣板41与电路板2在高度方向T上完全重叠。此外,扣板41具有与电路板2的电路板连接端2c匹配的扣板连接端41c。该扣板连接端41c能够插入电路板连接端2c的插口部内,从而实现扣板连接端41c与电路板连接端2c的信号连通。这样,电路板2与电子器件3能够经由扣板41、扣板连接端41c和电路板连接端2c与电路板2实现信号连通,通过扣板连接端41c与电路板连接端2c实现的信号连通具备通流量大和多信号输送能力等特点。
连接件42例如为螺栓或销钉,该连接件42穿过扣板41的四个角部形成的通孔以延伸到电路板2并与电路板2的对应部位连接。这样,在扣板41与电路板2经由连接件42相连的状态下,扣板41与电路板2在施加预加载力的方向(图3A中的上下方向)上能够在预定范围内彼此相对运动。进一步地,可以理解,扣板连接端41c和电路板连接端2c将能够随着扣板41与电路板2的相对运动而彼此相对运动,这样即使扣板连接端41c和电路板连接端2c彼此产生相对运动也不会影响扣板连接端41c和电路板连接端2c之间的连接关系,因而确保了信号质量以及连接的可靠性。
弹性支撑件43可以为例如圆柱螺旋弹簧并且套装于连接件42的位于扣板41和电路板2之间的部分,圆柱螺旋弹簧的轴向一端抵接于扣板41而另一端抵接于电路板2。这样,弹性支撑件43从扣板41的安装有电子器件3的那侧(图3A中的上侧)的相反侧(图3A中的下侧)对扣板41施加预加载力,进而对电子器件3施加预加载力。
在上述的第一实施例的技术方案中,通过在电路板2和电子器件3之间设置浮动支撑组件4,一方面,电子器件3能够在浮动支撑组件4的预加载力的作用下被压抵于上壳体11的顶部111,从而在保证了电子器件3将热量传递给上壳体11的情况下以最短的热传递路径将电子器件3所产生的热量传递到壳体的顶部111,热阻显著降低,有效提高了对电子器件3的散热能力;另一方面,代替电子器件3和上壳体11的顶部111之间的导热材料层,浮动支撑组件4还能够以使得扣板41相对于电路板2上下浮动(在高度方向T上相对运动)的方式支撑扣板41,由此来补偿在高度方向T上的尺寸链的公差。
以下将结合说明书附图说明根据本申请的第二示例性实施例的具有浮动支撑结构的电子设备的具体结构。
(根据本申请的第二示例性实施例的具有浮动支撑结构的电子设备的结构)
为了简化说明,在本实施例中,对于与图3A和图3B所示的第一示例性实施例的结构相同的部分,省略详细说明,以下将主要说明本实施例与第一实施例不同的结构。
在本实施例中,如图4所示,浮动支撑组件4设置于上壳体11的第一凸出部11P,电子器件3直接安装固定于电路板2的对应部位处。
进一步地,浮动支撑组件4包括设置于电路板2的下端面且套装于第一凸出部11P的多个弹性支撑件43,弹性支撑件43可以均为圆柱螺旋弹簧。在图4中,电子器件3位于电路板2的上方,多个弹性支撑件43位于电路板2的下方,使得电子器件3和多个弹性支撑件43位于电路板2的相反侧。各弹性支撑件43的一端抵接于电路板2且另一端抵接于第一凸出部11P,从而各弹性支撑件43用于对电路板2施加朝向上方的预加载力。
与设置弹性支撑件43的结构配合地,上壳体11的朝向电路板2凸出的多个第一凸出部11P穿过电路板2,各弹性支撑件43套装于第一凸出部11P的位于电路板2的下方的部分,以使得弹性支撑件43产生的预加载力将设置于电路板2的上方的电子器件3抵接于上壳体1的顶部111。更具体地,各第一凸出部11P包括彼此固定的圆柱状的主体部11P1和位于主体部11P1的远离上壳体11的自由端部的凸缘部11P2。主体部11P1从电路板2的上方延伸穿过电路板2,凸缘部11P2设置于主体部11P1的位于电路板2的下方的部分,并且凸缘部11P2的外径大于主体部11P1的外径。这样,套装于主体部11P1的弹性支撑件43的一端抵接于电路板2且另一端抵接于凸缘部11P2,使得弹性支撑件43能够产生预期的预加载力。这里,凸缘部11P2和主体部11P1可以经由各种手段连接在一起,例如,可以经由螺钉将凸缘部11P2和主体部11P1连接在一起。
在第二示例性实施例的一个变形例中,第一凸出部11P可以全部位于电路板2的上方,可以使用例如螺钉的支撑件或连接件将电路板2连接到第一凸出部11P。例如螺钉的支撑件或连接件穿过电路板2上的对应的孔连接到第一凸出部11P。例如螺旋弹簧的弹性件的一端抵接于电路板2,另一端抵接于例如螺钉的支撑件或连接件的下端(凸缘)。
以下将结合说明书附图说明根据本申请的第三示例性实施例的具有浮动支撑结构的电子设备的具体结构。
(根据本申请的第三示例性实施例的具有浮动支撑结构的电子设备的结构)
为了简化说明,在本实施例中,对于与图4所示的第二示例性实施例的结构相同的部分,省略详细说明,以下将主要说明本实施例与第二实施例不同的结构。
在本实施例中,如图5所示,浮动支撑组件4设置于底壳12的第二凸出部12P,电子器件3直接固定安装于电路板2的对应部位处。
进一步地,浮动支撑组件4包括设置于电路板2的下端面与第二凸出部12P之间的多个弹性支撑件43,弹性支撑件43可以均为圆柱螺旋弹簧。电子器件3位于电路板2的上方,多个弹性支撑件43位于电路板2的下方,使得电子器件3和多个弹性支撑件43位于电路板2的相反侧。各弹性支撑件43的一端抵接于电路板2且另一端抵接于第二凸出部12P,从而各弹性支撑件43用于对电路板2施加预加载力。
可以理解,可以经由例如螺钉的支撑件或连接件将电路板2连接到第二凸出部12P,电路板2可以相对于该支撑件或连接件在高度方向T上移动,弹性支撑件43可以套设于该支撑件或连接件。
在本实施例中,省略了上壳体11的第一凸出部11P,代替地,上壳体11形成朝向电路板2凸出的多个第二凸出部12P,各弹性支撑件43设置于第二凸出部12P,以使得弹性支撑件43对电路板2施加预加载力。
以下将结合说明书附图说明根据本申请的第四示例性实施例的具有浮动支撑结构的电子设备的具体结构。
(根据本申请的第四示例性实施例的具有浮动支撑结构的电子设备的结构)
为了简化说明,在本实施例中,对于与图4所示的第二示例性实施例的结构相同的部分,省略详细说明,以下将主要说明本实施例与第二实施例不同的结构。
在本实施例中,如图6所示,浮动支撑组件4设置于上壳体11的第一凸出部11P,电子器件3直接安装于电路板2的对应部位处。浮动支撑组件4包括设置于电路板2的外周部与上壳体11的第一凸出部11P之间的多个弹性支撑件43’,多个弹性支撑件43’用于对电路板2施加预加载力。在本实施例中,弹性支撑件43’可以为弹性片,多个弹性片绕着电路板2的外周部间隔开地布置,各弹性片的一端与电路板2的外周部相连且另一端与上壳体11的第一凸出部11P相连。这样,通过弹性片本身的结构能够对电路板2施加预加载力。
虽然在以上的各实施例中说明了具有不同结构的浮动支撑组件4,但是可以理解,第二示例性实施例至第四示例性实施例中说明的浮动支撑组件4能够实现与第一示例性实施例中的浮动支撑组件4同样的效果。
以上内容对本申请的具体实施方式的示例性实施例及相关的变型例进行了阐述,以下进行补充说明。
i.虽然在以上的具体实施方式中没有明确说明,但是可以理解,为了提高电子器件3向上壳体11的顶部111传递热量的能力,电子设备还可以包括设置于上壳体11与电子器件3之间的导热材料层。该导热材料层可以是硅脂或相变膜等高导热TIM材料(导热界面材料)。
ii.虽然在以上的具体实施方式中说明了电路板2为单板形式的印刷电路板,但是本发明不限于此,该电路板2也可以是联板形式的印刷电路板。
iii.虽然在以上的具体实施方式中说明了弹性支撑件43、43’为弹簧或者弹性片,但是本申请不限于此。该弹性支撑件还可以是其它种类的弹簧或者其它形式的弹性件。
iv.虽然在以上的具体实施方式的例如第一示例性实施例和第四示例性实施例中说明了电路板2安装于上壳体11,但是可以理解在这两个示例性实施例中,该电路板2也可以安装于底壳12。
v.另外,在以上的各实施例的电子设备的组装过程中,优选地使得浮动支撑组件4能够对电子器件3施加足够的朝向上壳体11的顶部111的预加载力,使得电子器件3与上壳体11的顶部111之间紧贴在一起,从而满足散热要求以及电子器件3的承压能力要求。
vi.可以理解,本申请的技术方案可以应用于各种领域。图7示出了智能汽车的域控制器的连接结构示意图,本申请的技术方案可应用于这些域控制器的芯片的支撑和散热。具体地,汽车的电子电气架构由传统的分布式架构向集中式的域控制器架构不断演进,域控制器是把汽车电子各部分功能划分成几个域,比如动力传动域、车身电子域、智能驾驶域等,然后采用强大的核心处理器去控制域内原来归属各个ECU(电子控制单元)的大部分功能,以此来取代传统的分布式架构。一种典型的架构如图7所示:该汽车电子架构由四大域控制器、中央网关以及T-Box构成,其中MDC为智能驾驶域控制器,BCM为车身域控制器,VCU为整车动力域控制器,CDC为智能座舱域控制器,T-BOX为远程信息处理器(通信盒子)。由于域控制器需要强大的核心处理器,必然对系统特别是核心处理器的散热能力有极高的要求。尤其是,MDC作为智能驾驶域控制器,为提供强大的算力,需要有强大的芯片。因此,本申请的技术方案能够应用于智能汽车、新能源汽车等的车辆中。本申请的技术方案可以用于MDC的芯片的支撑和散热,当然也可以用于其它的域控制器的芯片的支撑和散热。除了上述应用的示例之外,本申请的技术方案还可以应用于IT以及通信领域中的各种电子器件。
vii.可以理解,在上述第一示例性实施例中,扣板连接端41c与电路板连接端2c彼此连接实现的通信方案比利用柔性电路板实现通信的方案,提升了通信能力而且降低了成本;此外,可以在扣板41上改变电子器件3的设置部位,从而使得电子器件3可以设置在扣板41的任意位置,从而有效增大了电子器件3的布局灵活性。进一步地,在本申请的所有示例性实施例中,由于浮动支撑组件4并非设置在电子器件3的上方,因而避免了浮动支撑组件4本身的重量对电子器件3的冲击,同时避免了冲击下电子器件3内的应力问题。此外,在本申请的电子设备的壳体上无需开设散热器开口,因而电子设备可以满足各种防护标准的要求。而且,本申请的方案结构简单,成本较低,支持风冷、液冷等各种类型的散热方案。
尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述,然而,在实施所要求保护的本申请过程中,本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书,可理解并实现所公开实施例的其它变化。在权利要求中,“包括”一词不排除其他组成部分或步骤,“一”或“一个”不排除多个的情况。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施,但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
以上已经描述了本申请的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (9)
1.一种具有浮动支撑结构的电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:
壳体组件(1),所述壳体组件(1)的内部形成有安装空间;
电路板(2),所述电路板(2)收纳于所述安装空间内且固定安装于所述壳体组件(1);
电子器件(3),所述电子器件(3)收纳于所述安装空间内且由所述电路板(2)支撑,所述电子器件(3)与所述电路板(2)信号连通;以及
浮动支撑组件(4),所述浮动支撑组件(4)收纳于所述安装空间内,并且所述浮动支撑组件(4)设置于所述电路板(2)以支撑所述电子器件(3)或者设置于所述壳体组件(1)以支撑所述电路板(2),使得在所述浮动支撑组件(4)的预加载力的作用下所述电子器件(3)压抵于所述壳体组件(1),
所述浮动支撑组件(4)包括:
扣板(41),所述电子器件(3)固定安装于所述扣板(41),所述扣板(41)位于所述电路板(2)和所述电子器件(3)之间;以及
弹性支撑件(43),所述弹性支撑件(43)设置于所述扣板(41)和所述电路板(2)之间,以从所述扣板(41)的安装有所述电子器件(3)的那侧的相反侧对所述扣板(41)施加所述预加载力。
2.根据权利要求1所述的具有浮动支撑结构的电子设备,其特征在于,所述浮动支撑组件(4)还包括连接件(42),所述连接件(42)穿过所述扣板(41)且延伸到所述电路板(2)并使所述扣板(41)与所述电路板(2)相连;
在所述扣板(41)与所述电路板经由所述连接件(42)相连的状态下,所述扣板(41)与所述电路板(2)能够在预定范围内彼此相对运动。
3.根据权利要求2所述的具有浮动支撑结构的电子设备,其特征在于,所述弹性支撑件(43)为螺旋弹簧,所述螺旋弹簧套装于所述连接件(42)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的具有浮动支撑结构的电子设备,其特征在于,所述扣板(41)具有扣板连接端(41c);所述电路板(2)具有与所述扣板连接端(41c)对应的电路板连接端(2c);
所述扣板连接端(41c)与所述电路板连接端(2c)彼此插接在一起,以使得所述电子器件(3)和所述电路板(2)经由所述扣板(41)、所述扣板连接端(41c)和所述电路板连接端(2c)实现所述信号连通。
5.根据权利要求4所述的具有浮动支撑结构的电子设备,其特征在于,所述扣板连接端(41c)和所述电路板连接端(2c)能够随着所述扣板(41)与所述电路板(2)的相对运动而彼此相对运动。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的具有浮动支撑结构的电子设备,其特征在于,所述壳体组件(1)包括上壳体(11)和底壳(12),所述上壳体(11)与所述底壳(12)以能够拆卸的方式固定在一起;
所述电子器件(3)抵接于所述上壳体(11)。
7.根据权利要求6所述的具有浮动支撑结构的电子设备,其特征在于,所述上壳体(11)具有顶部(111)以及从所述顶部(111)朝向底壳(12)延伸的侧壁部(112),所述电子器件(3)抵接于所述顶部(111)。
8.根据权利要求6所述的具有浮动支撑结构的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括导热材料层,所述导热材料层设置于所述上壳体(11)与所述电子器件(3)之间。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的具有浮动支撑结构的电子设备,其特征在于,
所述电路板(2)为单板或联板;
所述电子器件(3)为芯片。
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