CN201222843Y

CN201222843Y - 电磁干扰防治模块

Info

Publication number: CN201222843Y
Application number: CNU2008201155211U
Authority: CN
Inventors: 李永森
Original assignee: Inventec Corp
Current assignee: Inventec Corp
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2008-07-14
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2018-07-14

Abstract

本实用新型涉及一种用以减少因电子元件运作而产生的电磁干扰的电磁干扰防治模块，其有金属板、电路板、金属结构和锁固件。金属板电性接地且设置有第一锁固孔。电路板设置有一电子元件和贯穿孔。金属结构贴覆电子元件且设置有第二锁固孔贯穿金属结构。一锁固件穿过互相垂直对齐的第一锁固孔、贯穿孔和第二锁固孔，且锁固第一锁固孔和第二锁固孔，以固定金属板、电路板和金属结构，并使金属结构透过金属板电性接地。

Description

电磁干扰防治模块

技术领域

本新型是有关于一种用于电磁干扰防治的结构，且特别是有关于一种用于防止散热器的电磁干扰的结构。

背景技术

随着半导体工业的快速发展，电子元件的发展也日新月异，尤其是计算机系统及其相关周边产业的进步更是一日千里。因此，在追求轻便性与实用性的考虑下，目前市面上的电子元件一般都趋向于做成轻薄短小，以符合现代社会的生活方式。

众所皆知，当电子元件在运作时，本身会发热使整个系统的环境温度升高，而导致系统的稳定度下降，甚至故障。因此必须使用散热器，使系统维持在一稳定的环境温度下运作。散热器的种类和型态有许多种，一般最为常见的为贴合于电子元件表面的金属结构，通过金属高导热性将热快速排除。

就电磁干扰防治设计的观点看来，贴在电子元件上的金属散热器不仅是个冷却元件，更是一个电磁干扰源。具体来说，当电子元件运行时会产生电磁波，而散热器相当于金属的天线，可将电磁波发射出去。

传统电子元件的工作频率低，可产生的电磁波波长较长，电磁波波长与散热器的尺寸无法匹配，因此谐振现象和天线效应不易发生，电磁干扰的情况较不明显。然而，随着科技的发展，电子元件的工作频率逐渐提高，现今多数芯片的工作频率为特高频(ultra high frequency，UHF，300-3000MHz)频段，甚至有些芯片的工作频率已达到超高频(super high frequency，SHF，3-30GHz)频段，其可产生的电磁波的波长与散热器的尺寸相当，散热器将会有效地传送出电磁波，严重干扰系统稳定。

有鉴于此，需要一种电磁干扰防治的设计及其装置，可有效地防止各种贴在电子元件上的金属结构，如散热器，成为电磁干扰的发射源。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种电磁干扰防治模块，用以消除或减少因电子元件运作而产生的电磁干扰。

本实用新型的另一目的在于提供一种电磁干扰防治模块，用以防止散热器成为电磁干扰的发射源。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电磁干扰防治模块，其具有一个电性接地的金属板，其上设置有至少一第一锁固孔。一电路板紧邻金属板，且设置有一电子元件和至少一贯穿孔，其中贯穿孔垂直地贯穿电路板。一金属结构贴覆电子元件，且其上设置有至少一第二锁固孔，第二锁固孔垂直地贯穿金属结构。其中，第一锁固孔、贯穿孔和第二锁固孔互相垂直对齐。一锁固件穿过第一锁固孔、贯穿孔和第二锁固孔，且锁固第一锁固孔和第二锁固孔，以固定金属板、电路板和金属结构。其中，金属结构透过锁固件和金属板电性接地。

由此可知，电磁干扰防治模块将电子元件四周的金属板和金属结构等电位，使得流至金属结构且向自由空间辐射的射频电流得以下降，减少电磁辐射。同时，由于金属板和金属结构接地，可对电子元件产生金属屏蔽作用，进而防堵电磁干扰。

为了实现上述目的，本实用新型还提供了一种电磁干扰防治模块，其具有金属板、电路板、散热器和锁固件。金属板电性接地且具有数个第一锁固孔。电路板上设置有芯片和数个第二锁固孔。第二锁固孔贯穿电路板，且分别设置于芯片之四周并垂直对齐第一锁固孔。散热器贴覆在芯片上，用以排除芯片所产生之热。散热器上设置有数个第三锁固孔。其中，第三锁固孔贯穿散热器，且分别垂直对齐第一锁固孔。锁固件穿过且锁固第一锁固孔、第二锁固孔和第三锁固孔，以将电路板和散热器固定并电性连接金属板。

因此，电磁干扰防治模块中的散热器和金属板均接地且等电位，以对芯片和电路板提供金属屏蔽的作用，进而将电磁辐射或射频电流限制于散热器和金属板之间。另一方面，将散热器直接电性连接到金属板，可提供射频电流一个低阻抗的回路，使得流向散热器的射频电流下降，减少射频电流由散热器向自由空间辐射，达到电磁干扰防治的效果。

附图说明

为让本实用新型的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的详细说明如下：

图1A是依照本实用新型一实施例的一种电磁干扰防治模块的立体图；

图1B是依照图1A所示的电磁干扰防治模块的爆炸图；

图1C是依照图1A所示的电磁干扰防治模块沿着A-A’线垂直剖面的剖面图；

图2A是依照本实用新型另一实施例的一种电磁干扰防治模块的立体图；

图2B是依照图2A所示的电磁干扰防治模块的爆炸图；

图2C是依照图2A所示的电磁干扰防治模块沿着B-B’线垂直剖面的剖面图。

【主要元件符号说明】

100：电磁干扰防治模块 110：金属板

112：锁固孔 114：螺纹

116：开口 120：电路板

122：孔 124：螺纹

130：金属结构 132：锁固孔

134：螺纹 140：锁固件

142：螺纹 150：芯片

d1：间距 d2：间距

具体实施方式

请参考图1A、图1B和图1C，图1A是依照本实用新型的实施例的一种电磁干扰防治模块100的立体图，图1B是电磁干扰防治模块100的爆炸图，图1C是沿着图1A中A-A’线段垂直剖面的剖面图。如前所述，当电子设备中的各个元件运作时，元件本身和元件之间的等效寄生元件会产生电磁波，透过天线传送而产生电磁干扰。本实用新型所揭露的电磁干扰防治模块100是一种用来消除或减少电磁干扰的设计。

电磁干扰防治模块100具有一金属板110、一电路板120、一金属结构130和一锁固件140。金属板110设置有数个锁固孔112，电路板120上设置有芯片150和数个孔122，金属结构130上设置有数个锁固孔132。孔122垂直贯穿电路板120，锁固孔132垂直贯穿金属结构130，且锁固孔112、孔122和锁固孔132互相垂直对齐。锁固件140穿过锁固孔112、孔122和锁固孔132，而锁固锁固孔112和锁固孔132，进而固定金属板110、电路板120和金属结构130，且将金属结构130和金属板110电性连接，使得金属结构130电性接地。接着就各个元件及其关系逐一详细说明如下。

金属板110紧邻电路板120，且其面积大于电路板120。金属板110电性接地。金属板110也可为任何金属材质做成的平板，可直接电性接地，或透过系统接地，或电性连接到机壳而透过机壳接地。在本实用新型的实施例中，金属板110为机壳的一部分。

电路板120容置于机壳中，且紧邻金属板110。电路板120上有多种电子电路，包含有多种电子元件，诸如电容、电感、电阻等。本实用新型的实施例中，以芯片150涵盖各种集成电路及其中的电子元件。电路板120上散布有数个垂直贯穿电路板120的孔122，孔122分别设置于芯片150的四周。

金属结构130贴覆于芯片150上，使得芯片150介于金属结构130和电路板120之间。在本实用新型的实施例中，金属结构130为散热器，贴覆芯片150的一表面上，用以排除芯片150所产生的热。散热器的型态有许多种，诸如金属平板或鳍式等各种结构。请注意，在图1A到图2C中所示金属结构130为鳍式的散热器以为范例，然而并非限制金属结构130的种类、用途或形状。

如前所述，随着科技的发展，芯片150的工作频率逐渐提高，特高频(ultrahigh frequency，UHF，300-3000MHz)频段和超高频(super high frequency，SHF，3-30GHz)频段，其可产生的电磁波的波长介于约1厘米到约100厘米之间。本技术领域中具有通常知识者均知，当电磁波长为天线长度的四倍时，天线的发射和接收效率较佳。换句话说，金属结构130的长度介于约0.25厘米到约25厘米之间时，金属结构130会有效率地发射出上述的电磁波，而形成电磁干扰。

传统上，电磁防治设计多采用接地的方法，将散热器接地来解决上述的天线问题。但接地设计并无考虑到芯片150在高频环境下所衍生出的高频现象，诸如等效寄生元件和谐振现象等。因此，单纯的接地设计对于高频环境下的电磁干扰防治的效果有限。

在本实用新型的实施例中，将金属结构130和金属板110电性连接且接地，使两者等电位且均为零电位，并且将芯片150及各种可能的等效寄生元件夹持在金属结构130和金属板110之间。如此一来，金属结构130和金属板110可提供金属屏蔽。另一方面，金属结构130和金属板110可提供一个低阻抗回路，使得射频电流维持在低阻抗回路中，而非向自由空间辐射，大幅减少电磁波的强度。

当电路板120的接地端未直接连接且电性连接金属板110时，电路板120的基准电位与金属板110的电位有落差，等效寄生元件将无法消除。在本实用新型的实施例中，通过将芯片150两侧的金属结构130和金属板110的间距d₁减缩，使间距d₁小于电磁波波长的十分之一，利用金属屏蔽的作用将电磁波有效隔绝。

另一方面，为了有效消除寄生元件，电路板120的基准电位与金属板110的电位应相同。在本实用新型的实施例中，电路板120的接地端电性连接金属板110。通过垂直贯穿电路板120上的孔122，将电路板120的接地端电性连接锁固件140，而与金属板110电性连接。具体而言，孔122上涂布有导电材料且连接到设置于电路板120上的接地端上，使得孔122电性连接电路板120上的接地端。孔122的内壁亦涂布有导电材料，当锁固件140穿过孔122时，锁固件140与孔122电性接触，进而使得电路板120上的接地端透过孔122、锁固件140和金属板110而电性接地。

锁固件140与锁固孔112、孔122和锁固孔132作为电性连接装置及固持装置，用以锁固及电性连接金属板110、电路板120和金属结构130。在本实用新型的实施例中，锁固件140为长圆柱体，其上设置有螺纹142，例如螺丝。锁固孔112的内壁设置有螺纹114，锁固孔132的内壁设置有螺纹134，螺纹114和螺纹134均可与螺纹142互相咬合。

电路板120上的孔122也可作为锁固之用。在本实用新型的实施例中，孔122的内壁也设置有螺纹124，螺纹124可与锁固件140上的螺纹142互相咬合。

锁固件140的组成材料为导电材料，例如多晶硅或金属，如铁、铜和镍等。如前所述，孔122设置于芯片150的四周，因此当锁固件140穿过孔122后，芯片150的四周会竖立着数个锁固件140。为了避免金属材料制成的锁固件140成为电磁干扰的发射源，可对孔122的间距d₂进行调整，使间距d₂不等于电磁波长的四分之一或其整数倍。

在本实用新型的实施例中，芯片150连同电路板120是位于金属板110和金属结构130之间。在本实用新型的另一实施例中，电路板120也可设置于金属板110和金属结构130之外。

请参考图2A、图2B和图2C。图2A和图2B分别是依照本新型另一实施例的一种电磁干扰防治模块100的立体图和爆炸图，图2C是沿着图2A中B-B’线段垂直剖面的剖面图。在本实施例中，金属板110上设置有一个开口116，电路板120位于机壳之内，位于金属板110的一侧。设置于电路板120上的芯片150垂直穿过开口116，使得芯片150由金属板110的一侧穿出而露出于金属板110的另一侧，即露出于机壳之外。

金属结构130从机壳外透过锁固件140连接金属板110和电路板120。如此一来，芯片150夹在电路板120和金属结构130之间，并且金属板110也位于电路板120和金属结构130之间。

综合上述各个实施例可知，电磁干扰防治模块100将芯片150两侧的金属板110和金属结构130的电位相等，使得流至金属结构130且向自由空间辐射的射频电流得以下降，减少电磁辐射。同时，由于金属板110和金属结构130接地，可对芯片150产生金属屏蔽作用，进而防堵电磁干扰。

另一方面，本实用新型所揭露的电磁干扰防治模块100主要为利用电子设备中原有的元件，如机壳上的金属板110、电路板120、金属结构130如散热器和各元件的固持装置如锁固件140、锁固孔112和锁固孔132等，作为电磁干扰防治的工具。无须在电子设备中添加过多的元件，利用锁固件140将金属板110、电路板120和金属结构130如散热器电性连接且接地，便可解决多种电磁干扰的现象，达到电磁干扰防治的功效，同时兼顾电磁干扰防治及电子设备轻薄化的趋势。

虽然本实用新型已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何在本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视后附的权利要求所界定的范围为准。

Claims

1、一种电磁干扰防治模块，其特征在于，至少包含：

一金属板，电性接地，具有至少一第一锁固孔设置于其上；

一电路板，紧邻该金属板，具有一电子元件和至少一贯穿孔设置于其上，其中该贯穿孔贯穿该电路板；

一金属结构，贴覆该电子元件，且具有至少一第二锁固孔贯穿该金属结构，其中该第一锁固孔、该贯穿孔和该第二锁固孔互相垂直对齐；以及

一锁固件，穿过该第一锁固孔、该贯穿孔和该第二锁固孔，且锁固该第一锁固孔和该第二锁固孔，以固定该金属板、该电路板和该金属结构，其中该金属结构透过该锁固件和该金属板电性接地。

2、根据权利要求1所述的电磁干扰防治模块，其特征在于，该电子元件位于该电路板和该金属结构之间。

3、根据权利要求2所述的电磁干扰防治模块，其特征在于，该贯穿孔电性连接该锁固件。

4、根据权利要求3所述的电磁干扰防治模块，其特征在于，该贯穿孔具有导电材料涂布于其上以电性连接该电路板的接地端，使得该电路板透过该金属板电性接地。

5、根据权利要求2所述的电磁干扰防治模块，其特征在于，当该电子元件工作时，该电子元件产生一电磁波，其中该电子元件的工作频率介于3亿赫兹和3百亿赫兹之间。

6、根据权利要求5所述的电磁干扰防治模块，其特征在于，该金属结构与该金属板的间距小于该电磁波的波长的十分之一。

7、根据权利要求2所述的电磁干扰防治模块，其特征在于，该电路板位于该金属板和该金属结构之间。

8、根据权利要求2所述的电磁干扰防治模块，其特征在于，还包含一开口设置该金属板中，其中该金属板介于该电路板和该金属结构之间，且该电子元件穿过该开口。

9、根据权利要求1所述的电磁干扰防治模块，其特征在于，该锁固件为一螺丝，且该第一锁固孔的内壁和该第二锁固孔的内壁分别具有与该螺丝相对应至少一螺纹。

10、一种电磁干扰防治模块，其特征在于，至少包含：

一金属板，电性接地，且具有多个第一锁固孔；

一电路板，具有一芯片和多个第二锁固孔设置于其上，其中所述多个第二锁固孔贯穿该电路板，且分别设置于该芯片的四周并垂直对齐所述多个第一锁固孔，且其中当该芯片工作时，产生一电磁波，所述多个第二锁固孔之间的一最小间距不等于该电磁波波长的四分之一；

一散热器，贴覆该芯片，用以排除该芯片所产生的热，且具有多个第三锁固孔设置于其上，其中该些第三锁固孔贯穿该散热器且分别垂直对齐该第一锁固孔；以及

一锁固件，穿过且锁固该第一锁固孔、该第二锁固孔和该第三锁固孔，以将该电路板和该散热器固定并电性连接该金属板。