CN1499923A - 带有散热片用于电路的屏蔽壳体 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于电路的壳体，其对电路进行屏蔽以防止受到EMI现象的影响。所述壳体上具有用于与该壳体内部的发热器件发生热接触的装置，允许将该壳体用作散热片来进行散热。所述壳体包括一个框架、一个护罩以及一个内向突伸构件，用于与壳体内部的热源发生热接触。所述内向突伸构件被设计成不会在壳体上导致存在任何开口。所述内向突伸构件可以是框架或者护罩上的一个整体式部件，并且所述壳体的所有部分均最好使用裁切－弯曲工艺制造而成。

Description

带有散热片用于电路的屏蔽壳体

技术领域

本发明涉及用于电路或者电子电路的壳体，其用于防止电路受到电磁干扰。这种类型的壳体通常也被称作屏蔽壳体。

背景技术

电路和电子电路通常会受到附近的其它电路、承载高频信号或者较大电流的导体或者其它源所产生的电磁干扰。电磁干扰通常被缩写为EMI，并且包括电磁辐射以及静电放电和其它现象，它们会干扰电路和电子电路。任何类型的电磁干扰在下文中均被统称为EMI。EMI会不同地影响和干扰不同类型的电路或者器件。尤其是，用于接收具有低信号电平的高频信号的电路会受到EMI。为了避免由于这种干扰而产生问题，最易于受到EMI影响的电路通常被安置在由电磁屏蔽材料制成的壳体的内部。为了正常工作，壳体比如必须不带有大于干扰电磁波的最小预测波长的开口。这类屏蔽壳体的工作原理是用于将电磁波的能量转换成流过壳体的涡流，并且最终将涡流转换热量。屏蔽壳体的材料最好具有高导电性和低渗磁性。为了提高这种壳体的屏蔽效果和降低由于电容耦合所造成的负面影响，屏蔽壳体通常被连接到一个低阻抗接地电路上。为此，屏蔽壳体具有一些突伸构件，这些突伸构件密切地配合入一个电路载体上的对应开口内，所述电路载体比如是印刷电路板。随后，壳体被焊接到电路载体上，将该壳体导电连接到接地电路上。

常用的屏蔽壳体通常由一个框架和一个盖子或者护罩组成，所述框架确定出了待屏蔽空间，所述盖子或者护罩则被导电紧固在框架上。在附图中的图1内示例性地示出了一个如前所述的屏蔽壳体。

图1a)在其左侧示出了一个根据现有技术的常用屏蔽壳体中框架1的俯视图，在其右侧示出了一个盖子2的俯视图。框架1沿着其周边带有凹陷部3，为了清楚起见，仅利用附图标记示出其中的几个。图1b)示出了根据现有技术的屏蔽壳体中组件的侧视图。类似地，框架1在该图的左侧示出。框架1上的凹陷部3用作与盖子2上的对应元件配合的配合元件。框架1还具有一些突伸构件4，它们用于将框架1导电安装到一个电路载体(未示出)上。在图1b)右侧示出的盖子2沿着其外周具有弹性压扣板6(resilient clamps)，它们被制成能够与框架1上的对应凹陷部3配合起来。当盖子2被正确地安装在框架1上时，框架1上的凹陷部3与盖子2上的弹性压扣板6确保正确地发生电和机械接触。在图1中未予示出的另外一个实施例中，框架1上的凹陷部3突伸到框架1之外，同样与盖子2上的对应弹性压扣板6配合起来。在下文中，这两种方法以及用于将盖子2固定到屏蔽壳体的框架上的其它方法均被认为是等效的，并且不对它们加以区分。

如同前面参照图1所述，被正确组装起来的屏蔽壳体不带有大的开口，由此防止电磁波或者其它EMI现象对包含在壳体内部屏蔽空间内的电路产生干扰。但是，屏蔽壳体内部的电路系统，尤其是有源半导体器件，会产生大量的热量，为了使得不会超过相应器件的最大容许工作温度，必须将这些热量散失掉。由于大多数屏蔽壳体非常小，仅环绕在一个复杂系统中少数器件的周围，对流现象不会对导热和散热作用作出太大贡献。通常，屏蔽壳体内部的器件不会与壳体的任何部分发生明显和可靠的热接触。这样就大大削弱了在固体中直接进行导热的效果，直接进行导热是一种经由散热片将来自于热源的热量去除的最有效方式。经由辐射的散失热量通常远远小于前述的其它导热方式。因此，位于被正确密闭起来的屏蔽壳体内部的器件温度会达到不希望或者甚至是有害的程度。

为了克服屏蔽壳体内部的过热问题，已经进行了某些尝试来在壳体内部的热源与壳体本身之间形成固体接触，由此将壳体用作散热片。图2示出了一种经由导热体提高散热能力的示例性屏蔽壳体，所述导热体与壳体内部的发热器件发生接触。图2a)在其左侧示出了一个框架1，并且在其右侧示出了一个盖子2。在框架1中，设置有一个热源7，该热源7利用一个集成电路示意图予以表示。在图2a)右侧示出的盖子2的一部分被用作一个导热体11，一旦壳体被正确地组装起来，其将与屏蔽壳体内部的热源7发生接触。为了实现这一点，导热体11经过局部裁切来与盖子2分离开，并且向内发生弯曲。图2b)在其左侧示出了壳体1的一个侧视图，在其右侧示出了盖子2的一个侧视图，此时它们被沿着剖面线A-A′切开。框架1基本上与图1中所示相同。框架1借助于突伸构件4被安装在一个电路载体8上，并且在电路载体8上承载着热源7。盖子2类似于图1b)中所示出的盖子2，只是额外承载有裁切-弯曲导热体11(the cut-and-bent thermalconductor)。一旦组装完毕，导热体11上的接触区域12会与屏蔽壳体内部热源7上的对应区域发生接触。为了改善接触区域12与发热器件之间的导热接触，可以使用导热介质。通过对导热体11进行裁切和弯曲，在屏蔽壳体上形成一个开口13，允许电磁波或者其它EMI现象干扰包含在屏蔽空间内的器件，并且削弱屏蔽效果。

本发明的目的在于解决在基本上封闭的壳体中，尤其是在屏蔽壳体中，器件温度过高的问题。

发明内容

为了实现所述目的，提出了一种没有不希望存在的开口的屏蔽壳体，由此提供了抵抗EMI现象的良好屏蔽作用，并且具有用于与壳体内部的发热器件热接触的装置，将壳体用作散热片来进行散热。根据权利要求1，所提出的屏蔽壳体至少由一个框架、一个护罩以及一个内向突伸构件组成，所述内向突伸构件用于与壳体内部的热源热接触。内向突伸构件被设计成不会导致在壳体上形成任何不希望存在的开口。本发明的优选实施例在从属权利要求中公开。

根据本发明，屏蔽壳体具有一个向内突伸入由框架和盖子限定而成的空间内的构件，该构件与壳体内部的热源发生接触，并且用作一个导热体。在一个优选实施例中，内向突伸构件在靠近框架的顶部边缘处被固连在该框架上。但是，也可以将内向突伸构件固连到框架的下边缘上。根据屏蔽壳体内部发热器件的数目，可以使用一个或者多个内向突伸构件。在一个优选实施例中，框架是一个裁切-弯曲部件，其通过对一块平整材料，比如薄金属板，进行裁切并且将裁切部分弯曲成预期的三维形状而制得。以这种方式，框架可以由一个整体构件(one single piece)制成。但是，也可以使用其它技术来制取所述框架，比如模铸技术，或者使用软焊或硬焊技术利用多个部件来组装所述框架，以及使用铆接或者互锁部件，这是一种公知的咬合连接方法。内向突伸构件以这样一种方式发生弯曲，即该构件的一个平整表面与壳体内部热源的一个对应表面弹性接触。通过使用导热介质，可以改善传热。一个完全封闭的盖子被可去除地紧固在框架上，将屏蔽壳体封闭起来。盖子和框架可以具有互锁结构，以改善框架与盖子之间的电和机械接触。框架和盖子上的互锁构件可以从现有技术中公知，因此不予详细描述。但是，也可以使用螺钉、螺栓或者类似装置将盖子紧固到框架上，或者将所述部件软焊或硬焊到一起。在一个实施例中，为了改善内向突伸构件与热源之间的接触作用，所述构件的一个自由端部朝向盖子发生弹性弯曲，以便使得正确放置的盖子在所述构件上施加一个额外的力，通过将所述构件上的接触区域压靠到热源上的对应接触区域而更好地改善传热。在另外一个实施例中，内向突伸构件具有两个或者多个用于与壳体内部的两个或者多个热源发生接触的接触区域。在这种情况下，内向突伸构件朝向各个接触区域之间的盖子发生弯曲，由此通过施加一个力来将所述接触区域压靠到热源上的对应表面上，改善了各个独立接触区域的热接触作用。本发明并不局限于将内向突伸构件固连到框架上。在另外一个实施例中，用作导热体的所述构件被固连到盖子上。在这种情况下，导热体被首先进行弯曲，以便形成一个弹性压扣板，从内侧而并非从外侧对盖子进行紧固。压扣板的自由端部随后被用于形成所述导热体，其与热源发生接触。

附图说明

为了更好地加以理解，在下文中参照附图对本发明进行描述。在附图中：

图1示出了一个根据现有技术的屏蔽壳体，

图2示出了另外一个根据现有技术的的屏蔽壳体，

图3示出了根据本发明的屏蔽壳体的第一实施例，

图4示出了根据本发明的屏蔽壳体的第二实施例，

图5示出了根据本发明的屏蔽壳体的第三实施例。

在附图中，相同或者相似的构件被标记为相同的附图标记。

图1和2已经在现有技术部分进行了详细描述，因此将不再予以描述。

具体实施方式

图3示出了根据本发明的屏蔽壳体的第一实施例。图3a)的左侧示出了一个带有导热体11的框架1的俯视图。热源7利用一个集成电路示意图予以表示。导热体11上的一个接触区域12与热源7上的一个对应表面热接触。沿着框架的周边设置有凹陷部3，用作与盖子上的对应部件配合的配合构件。图3a)的右侧示出了一个盖子2的俯视图，其显然没有由于导热体的存在而导致的开口，由此确保了当被安装到框架1上时正确地进行屏蔽。图3b)在其左侧示出框架1的一个侧视图，此时框架1被沿着图3a)中所示的剖面线B-B′切开。框架1借助于突伸构件4被安装在一个电路载体8上，在电路载体8上承载着热源7。导热体11从框架1的顶部右边缘向内发生弯曲。导热体1 1以这样一种方式发生弯曲，即能够使得其上的接触区域12与热源7上的对应表面发生接触。图3b)的右侧示出了盖子2和弹性压扣板6的一个侧视图，在盖子2被安装起来时，弹性压扣板6与框架上的凹陷部3配合起来。从图3a)和3b)易于看出，在框架1或者盖子2上没有由于形成导热体11而导致的不希望存在的开口。在制造过程中，在框架1被安装起来之前，首先设置并且焊接热源7。当对框架1进行安装时，导热体11可以朝向热源7过度发生弯曲，由此形成一个弹簧加载部，改善热源7与导热体11之间的接触。

图4示出了根据本发明的屏蔽框架的第二实施例。在图4a)的左侧，示出了框架1的俯视图。正如先前在图3中描述的那样，在框架上承载着一个导热体11，该导热体11被固连到框架1的上部右边缘上。导热体11具有一个接触区域12，用于与热源7上的一个对应表面发生接触。热源7利用一个集成电路示意图予以表示。导热体11的一个自由端部或者支承部14朝向图4a)的右侧示出的盖子2发生弯曲，并且正确放置的盖子2会在支承部14上施加一个力，增大接触区域12与热源7上的对应表面之间的压力。如同前面所述，凹陷部3用作固定盖子2的互锁构件。盖子2基本上与在图3中所描述的盖子属于同一类型。当参见在图4b)中示出的框架侧视图时，易于理解导热体11上的支承部14的功能。在图4b)的左侧，示出了框架1的一个侧视图，此时框架1被沿着剖面线C-C′切开。框架1借助于突伸构件4被安装在一个电路载体8上。在电路载体8上承载着热源7。导热体11从框架1的上部右边缘向内发生弯曲，并且朝向热源7向下弯曲。导热体11上的接触区域12与热源7上的对应区域发生接触，并且导热体11随后再次朝向框架1的上侧向上发生弯曲，形成支承部14。在图4b)右侧示出的盖子2，在被正确地放置在框架1上时，在支承部14上施加一个压力，增大接触区域12与热源7上的对应表面之间的压力。框架1上的凹陷部3和盖子2上的弹性压扣板6确保了屏蔽壳体的各个部分正确地机械和电接触。本实施例尤其可以用在热源7没有被贴近框架1设置时，因为较长的导热体11会由于材料具有一定的挠曲度而无法确保导热体11与热源7之间良好地发生接触。

图5示出了根据本发明的屏蔽壳体的第三实施例。图5a)在其左侧示出了一个框架1的俯视图，沿着其周边带有凹陷部3。类似于在前述的实施例中，凹陷部3用作用于盖子2上的对应构件的互锁构件，其中盖子2在图5a)的右侧示出。盖子2具有一个固连在其右侧面上的导热体11。导热体11在盖子2的下方向下发生弯曲，并且具有一个用于与散热器上的一个对应表面发生接触的接触区域12。导热体还具有一个支承部14，该支承部14向上弯曲抵靠在盖子2上，并且在所述接触区域上施加一个额外的力。参照图5b)更易于理解其功能。图5b)在其左侧示出了框架1的一个侧视图，其带有用于与盖子2发生电和机械接触的凹陷部3以及用于将框架安装到一个电路载体8上的突伸构件4。在其右侧，图5b)示出了一个完全组装好的屏蔽壳体的侧视图，此时该屏蔽壳体被沿着剖面线D-D′切开。框架1与突伸构件4一同被安装在电路载体8上。在电路载体8上承载着一个热源7。盖子2被紧固在框架1上，并且通过弹性压扣板6与凹陷部3发生配合而得以锁定。导热体11从盖子2的顶部右边缘向内弯曲入壳体内部。导热体11上的一部分被制成能够形成一个弹性压扣板，从内侧而并非从外侧压靠在所述框架上，如同弹性压扣板6那样。这也在内向弯曲导热体11所在区域内确保盖子2与框架1之间良好地电和机械接触，由此保持一个近乎完全封闭的屏蔽壳体，并且从而保持良好的屏蔽性能。导热体还具有一个接触区域12，用于与热源7上的一个对应表面发生接触。导热体11上的另外一个部分向上发生弯曲，抵靠在盖子2上，形成一个支承部14。这将确保在接触区域12与热源7之间施加均匀分布的压力。

在所有的前述实施例中，当然也可以采用导热介质来改善导热体11与热源之间的热接触。也可以在一个导热体11中成形多个接触区域。可以伴随着在这些多个接触区域12之间存在有对应的支承部。如果对于压力的要求不太苛刻，也可以省除导热体11的支承部14。框架1或者盖子2可以具有不止一个导热体11，并且不同形式的导热体可以在单个屏蔽壳体中并行使用，其中所述导热体既可以是框架1上的部件也可以是盖子2上的部件。因此，前述实施例的任意组合均被认为包含于本发明中。本发明也并不局限于用于屏蔽EMI现象的屏蔽壳体，其还可以用在被设计成用于保持真空或者防止气体或液体进入壳体内部空间的封闭壳体中。

Claims (10)

1、用于对电路进行屏蔽从而防止受到电磁辐射影响的壳体，包括一个框架和一个被紧固在该框架上的护罩，其特征在于：所述壳体包括一个向内突伸入由该壳体限定而成的空间内的构件，该构件与该壳体内的热源发生热接触，并且所述壳体基本上没有开口。

2、根据权利要求1中所述的壳体，其特征在于：所述内向突伸构件是所述框架或者护罩的一部分。

3、根据权利要求2中所述的壳体，其特征在于：所述内向突伸构件与所述框架或者护罩为一个整体部件。

4、根据权利要求1至3中任一所述的壳体，其特征在于：所述内向突伸构件具有弹性。

5、根据权利要求1至4中任一所述的壳体，其特征在于：所述框架和/或护罩是一个裁切-弯曲部件。

6、根据权利要求1至4中任一所述的壳体，其特征在于：所述框架和/或护罩是一个铸造部件。

7、根据权利要求1至6中任一所述的壳体，其特征在于：所述护罩借助于与框架连接起来的弹性压扣板被紧固在所述框架上。

8、根据权利要求7中所述的壳体，其特征在于：所述框架具有用以与弹性压扣板锁定的结构。

9、根据权利要求1至8中任一所述的壳体，其特征在于：所述内向突伸构件的自由端部在与所述热源接触区域的外侧朝向护罩发生弹性弯曲，并且安装在所述框架上的护罩对该自由端部施加一个力，由此将所述构件上的接触区域压靠在热源上。

10、根据权利要求9中所述的壳体，其特征在于：所述内向突伸构件具有多个接触热源的接触区域，并且在与所述热源接触区域的外侧朝向安装的护罩弹性弯曲，所述护罩在朝向其发生弯曲的部分上施加一个力，由此将所述构件上的接触区域压靠在热源上。

Images