JP2016540377A - 印刷回路基板へのヒートシンクの取り付け - Google Patents

Abstract

セットトップボックスのような電子デバイスは、セットトップボックスにおいて位置付けられている外周縁を備えた回路基板を収容する筐体を有する。ヒートシンクは、回路基板と接し位置合わせする方向付け機構をその周囲において備える。更に、ヒートシンクは、セットトップボックスの筐体の後壁における制御面と接し、ヒートシンクをセットトップボックス内で位置合わせする位置決めタブを先端に備える。アンテナアセンブリは、セットトップボックスの筐体の角において、垂直に方向付けられた壁の１つに隣接して位置付けられる。アンテナアセンブリは、回路基板の外周縁及びヒートシンクの周囲の外に位置付けられる。

Description

本原理は、概して、電子デバイスに関係があり、特に、印刷回路基板の近くにヒートシンクを備えた電子デバイスに関係がある。

セットトップボックス及び同様のもの（例えば、コンピュータ、ゲーム機、ＤＶＤプレイヤー、ＣＤプレイヤー、など）の消費者／市場の好みは、そのようなデバイスを小規模／小型にすることである。しかし、この要求は、セットトップボックス及び同様のものが、より多くの機能を実行することを求められ、より多くの内部部品を必要とすることから、ますます困難になってきている。このことは、そのようなデバイスにおいて有害であり得る熱を適切に管理するという更なる課題をもたらす。

無線アンテナは、多くのセットトップボックス及び同様のものの重要な部品の１つになっている。しかし、それらのアンテナは、設計者が進歩したセットトップボックス及び同様のものを設計する際に向かい合うべき課題の多くを強める。

例えば、アンテナに関連する静電放電のリスクを最小限にするよう、セットトップボックスの主形態は、無線アンテナの垂直な向きに適応するよう大きくされてきた。それは、セットトップボックスのための無線アンテナがほとんどの場合に長方形形状であり、最良の性能を可能にするためにボックス内で位置合わせされなければならないことによる。このことは、ボックスにおいて金属部分から十分な間隔が存在すべきであること、及びアンテナの配置及び向きが、他の内部部品とともに有効に働くようボックス内で可能な限り多様でなければならないことを意味する。よって、アンテナの存在は、小型で経済的であること及び複数の機能に対する消費者の好みと結びつけられてアンテナの周囲に関して必要とされる間隔がセットトップボックス内で発熱部品を更に集中させるので、熱管理の懸案事項を強める。

しかし、アンテナの垂直な向きに関連したセットトップボックス又は同様のもののそのようなより大きいサイズが、消費者の好みに受け入れられると考えられない場合に、アンテナは水平に方向付けられてきた。これは、残念なことに、アンテナ性能を低下させてしまう。そのようなものとして、トレードオフは、水平に方向付けられたアンテナに相応のより小さいサイズのボックスが、最適でないアンテナ性能を有して製造されていることであった。要するに、セットトップボックスのような電子デバイスが可能な限り小さく且つ薄いという消費者／市場の美的好みによれば、水平形状因子はしばしば成り行きであって、必要とされ、そのような形状因子によれば、部品の集中を増すことに対する理解である。このことは、優れた熱管理の必要性を高める。

そのようなものとして、十分に薄い電子デバイスに対する消費者／市場の美的要求を依然として満足しながら、静電放電の傾向を低減してアンテナとして適切に機能することができるアンテナアセンブリの必要性が存在する。

加えて、薄型のデバイスが多数の機能及び多数の内部部品を含むことの必要性は、そのようなデバイスに概して過度の熱を生成させ、そのようなものとして、ヒートシンクの必要性が求められる。セットトップボックス及び同様のもののようなデバイスが静かであることを消費者／市場が要求する場合に、有効なヒートシンクを用いることは、より一層必要である。それは、このような要求が、ファンの使用が推奨されないことを意味するからである。

残念なことに、ヒートシンクは、ヒートシンクがアンテナに近すぎる場合に、アンテナの静電放電の主原因となり得る。このことは、込み入ったデバイスにおけるアンテナと一緒のヒートシンクの設置が、大量生産においてヒートシンクが静電放電を引き起こさないことを確かにするよう正確且つち密である必要があることを意味する。

加えて、電子デバイスのより小さい設計形状のための美的要求は、印刷回路基板部品を互いに及びヒートシンク実装点に極めて近く設置させ、そのようなものとして、そのような要求は、印刷回路基板部品が印刷回路基板へのヒートシンクの組み立ての間に損傷される機会を生み出す。これは、大量生産環境において特にそのようである。従って、このような物理的損傷のリスクも、安全な方法においてヒートシンクを正確に且つち密にアライメントする必要性を生じさせる。

上記の課題を考慮して、本原理の目的は、上記の必要性に有効に対処する。

本原理は、印刷回路基板における部品への損傷を防ぐよう組み立ての間に印刷回路基板とのアライメントを提供し、且つ／あるいは、放電事象を回避するようアンテナのような他の部品とのち密且つ正確なアライメントを提供するためのヒートシンクの周囲に関する設計詳細を含む。

実施形態に従って、電子デバイスは、少なくとも２つの垂直に方向付けられた壁１６，１７Ａ，１７Ｂ，７６と、当該電子デバイスにおいて位置付けられる外周縁を備える回路基板５と、前記回路基板と接するヒートシンク６であって、該ヒートシンクの周囲において方向付け機構７９．８０を備える前記ヒートシンクとを有する。前記方向付け機構は、前記回路基板に対して前記ヒートシンクの向きを定める。第１アンテナアセンブリ１５Ｈ，１５Ｖは、前記垂直に方向付けられた壁の１つに隣接して当該電子デバイス内に位置付けられ得る。前記第１アンテナアセンブリは、前記回路基板の前記外周縁及び前記ヒートシンクの前記周囲の外に位置付けられる。前記方向付け機構は、前記ヒートシンクの前記周囲の一辺から突き出る少なくとも２つの位置決めタブ７９を有することができ、該位置決めタブは、前記垂直に方向付けられた壁のもう１つと接する。前記ヒートシンクは、前記位置決めタブの２つが突き出る水平な平面周辺部１２を備え、前記位置決めタブ７９は、前記ヒートシンクを前記回路基板と中心垂直軸に関して回転してアライメントする。前記位置決めタブは、代替的に、又は追加的に、前記ヒートシンクが前記第１アンテナアセンブリから所定の距離を保たれるように、前記ヒートシンクを中心垂直軸に関して回転してアライメントすることができる。前記方向付け機構は、代替的に、又は追加的に、前記ヒートシンクの前記周囲の２つの相対する辺から垂直に延在するアライメント機構８０を有することができ、該アライメント機構８０は、前記ヒートシンクを前記回路基板と位置を合わせるよう前記回路基板の前記外周縁の２つの相対する端部と接する。前記ヒートシンクは、前記位置決めタブの２つ及びアライメント機構８０が突き出る又は延在する水平な平面周辺部１２を備えることができる。

実施形態は、当該電子デバイス内に位置付けられる第２アンテナアセンブリ１５Ｈ，１５Ｖを有することができ、前記垂直に方向付けられた壁は、前壁１６と、第１の角を形成するよう前記前壁の第１の端部へ接続される第１側壁１７Ａと、第２の角を形成するよう前記前壁の第２の端部へ接続される第２側壁１７Ｂと、後壁７６とを含む。ここで、前記第１アンテナアセンブリは、前記第１の角に隣接して位置付けられ、前記第２アンテナアセンブリ１５Ｈ，１５Ｖは、前記第２の角に隣接して位置付けられ得る。前記位置決めタブは、前記ヒートシンクが前記第１アンテナアセンブリ及び前記第２アンテナアセンブリから所定の距離で保たれるように、前記ヒートシンクを回転してアライメントすることができる。

前記アライメント機構は、前記ヒートシンクの前記周囲の前記２つの相対する辺から垂直に下方へ延在することができ、前記アライメント機構は夫々、前記回路基板の前記外周縁の前記相対する端部の鉛直部と接する垂直壁部４１と、該垂直壁部から内部に突き出る水平出っ張り部４２であって、前記回路基板の外周縁に近い前記回路基板の水平面と接する前記水平出っ張り部とを有することができる。

当該電子デバイスは、前記ヒートシンクを前記回路基板に固定し、更に、前記アライメント機構が前記回路基板を位置合わせする場合に前記回路基板を当該電子デバイスのボトムフレームに固定することができる取付手段７２を更に有することができる。前記取付手段７２は、前記ヒートシンクの平面部１２から前記回路基板の方へ延在する凹部４７により前記ヒートシンクを前記回路基板に固定することができ、前記取付手段７２は、前記凹部の下の取付点で前記回路基板を前記ボトムフレームに固定することができる。

本原理は、添付の図面を参照する実施形態を参照して、以下で、より詳細に説明される。
本原理に従うセットトップボックスの上面内部平面図である。 本原理に従うセットトップボックスの一部分の上面内部平面図である。 本原理に従うセットトップボックスの他の部分の上面内部平面図である。 本原理に従うセットトップボックスの一部分の内部斜視図である。 本原理に従うセットトップボックスの部分の底面外側斜視図を示す。 本原理に従うセットトップボックスの外側平面図を示す。 本原理に従うセットトップボックスの一部分の内部断面図である。 本原理に従うセットトップボックスの分解斜視図を示す。 本原理に従うセットトップボックスの内部上面図を示す。 本原理に従う回路基板５及び上側ヒートシンク６の内部斜視図を示す。 本原理に従う回路基板５及び上側ヒートシンク６の内部底面斜視図を示す。 本原理に従うヒートシンク及び印刷回路基板の係合の斜視図を示す。 本原理に従うヒートシンク６及び印刷回路基板の断面図を示す。 本原理に従うヒートシンク６の上面図を示す。 本原理に従うヒートシンク６におけるアライメント機構８０を強調表示する斜視図を示す。 本原理に従うヒートシンク６におけるアライメント機構８０の斜視図を示す。 本原理に従う電子デバイスの組み立て方法を説明するフローチャートである。

本原理は、図８Ａ及び８Ｂに示されるようにアンテナ並びにヒートシンク６における位置決めタブ７９及びアライメント機構８０を有する、セットトップボックス及び同様のもののような電子デバイスを対象とする。図８Ａ及び８Ｂは、本原理に従って電子デバイス１に含まれ得る様々な機構を示す電子デバイス１の分解図である。図に表されるように、メイン回路基板５は、デバイスの上ぶた７内に収容され得る。断熱層（図示せず。）は、回路基板５とボトムフレーム２との間に位置付けられ得る。代替的に、回路基板５は、断熱層が取り付けられている回路基板アセンブリ５と見なされ得る。スマートカートリーダ（図示せず。）は、断熱層にある開口を通じて回路基板５へ接続され得る。デバイス１は、スマートカートリーダや断熱層のような内部部品を有することができ、上側ヒートシンク６は回路基板５と接する。このとき、回路基板５及び内部部品は、ボトムフレーム２と上ぶた７との間に位置付けられる。ヒートシンク６における位置決めタブ７９及びアライメント機構８０は、ヒートシンク６が、本原理の目的を満足するようセットトップボックスにおいて安全にアライメントされ取り付けられることを可能にするのを助ける。デバイスは、回路基板５の下に下側ヒートシンク６ａを更に有することができる。一方又は両方のヒートシンクは、放熱を促すようヒートシンクのいずれかの対角に垂直フィンを有することができる。断熱層は、回路基板５と同じ外形又は回路基板５の面積外形の少なくとも８０％である外形を望ましくは有する断熱材を有することができる。断熱層は、部分的に、回路基板５及びその部品から回路基板下の部品へ熱が伝わらないようにすることによって、回路基板５の下にあるスマートカートリーダ及び他の部品が過熱しないようにする。

図８の前置きの説明から分かるように、本原理の実施形態に従うデバイスの熱管理システムは、特に、電子デバイスのサイズが低減される必要がある場合に、本原理の非常に重要な特徴であり得る。そのようなものとして、熱管理システムは、有利に、ここで開示されているアンテナ設計と協働することができる。その理由は、そのようなデバイスにおける筐体のサイズを低減することが内部部品を不都合に集中させて、有害な過熱を引き起こし得るためである。そのようなものとして、ヒートシンク６は、回路基板５から熱を有効に取り除く熱除去及び／又は放熱機構を設けるために有利に用いられ得る。

ヒートシンク６は、回路基板５を完全に覆うか、あるいは、回路基板５の少なくとも８０％が覆われるように回路基板５を実質的に覆う上面外形を有することができる。ヒートシンク６は、熱接触パッドを有することができる。ヒートシンク６は、おおむね平面の表面１２と、平面表面の面内の中央陥凹のような陥凹機構とを有する成形板である。平面表面は、望ましくは、中央陥凹を取り囲む。中央陥凹は、平面から延在してそれとともに鈍角を形成する側壁を有する。中央陥凹は、回路基板５、回路基板５における発熱部品、及び／又は熱パッドと接するよう設計される平底を備える。

図８Ａ及び８Ｂは、送信／受信角を最適化するよう協働することができる２つの別々のアンテナアセンブリを電子デバイス１が有することを更に示す。１つのアンテナアセンブリ１５Ｖ、１５Ｈ（ここで、“Ｖ”は縦向きを表し、“Ｈ”は横向きを表す。）は、左側壁１７Ａと前壁１６との角にあることができ、他のアンテナアセンブリ１５Ｖ、１５Ｈは、右側壁１７Ｂと前壁１６との角にあることができる。アンテナアセンブリの平面の広い面は、送信／受信角を改善するよう互いに垂直に向けられ得る。理想的に、図８に示される２つのアンテナは、互いに垂直であるが、それらの向きは、互いに平行であることができ、アンテナの夫々は、左側のアンテナが前壁１６（様々な制御ボタン、光インジケータ、ロゴ、ライトパイプ、などを内蔵することができる。）に平行であり且つ右側のアンテナが右側壁１７Ｂに平行であるように、更に９０度回転され得る。図８Ａは、アンテナ１５Ｖの縦置きを示し、図８Ｂは、アンテナ１５Ｈの横置きを示す。

図１は、アンテナアセンブリ１５の位置付けを強調表示する。適切なアンテナ性能に関する重要な点は、アンテナアセンブリ１５が金属部品から離れるべき点である。これは、アンテナアセンブリ１５を印刷回路基板５の周囲の外に位置付けることによって確かにされる。理想的に、アンテナアセンブリの部分は、金属部品の２０ｍｍ内にあってはならない。そのようなものとして、アンテナアセンブリ１５の部分は、メイン印刷回路基板５がそれにおいて金属部品を含み得るので、印刷回路基板の２０ｍｍにあってはならない。ヒートシンク６における位置決めタブ７９及びアライメント機構８０は、アンテナアセンブリからの部品の望ましい間隔又はギャップを保つのを助ける。この図は、送信／受信角を最適化するよう協働することができる２つの別々のアンテナアセンブリを電子デバイスが有することができることを更に示す。１つのアンテナアセンブリ１５は、左側壁１７Ａと前壁１６との角にあることができ、他のアンテナアセンブリ１５は、右側壁１７Ｂと前壁１６との角にあることができる。アンテナアセンブリの平面の広い面は、送信／受信角を改善するよう互いに垂直に向けられ得る。この図では、水平及び垂直アンテナタイプの両方が示されているが、動作において一方又は両方が用いられる。図１に示されるベント１４は、デバイス１の熱管理システムの重要な部分であることができ、それらのベントは、ベースフレーム２において、回路基板５の平面外形の外に位置付けられ得る。

図２は、左側壁１７Ａと前壁１６との角にある１つのアンテナアセンブリ１５を強調表示する。この図はまた、本原理に従うアンテナアセンブリ１５Ｖ、１５Ｈが、長方形のアンテナアセンブリの長軸が水平方向に（Ｘ−Ｙ平面に沿って）走ることができる横向きを有することができ、あるいは、長方形のアンテナアセンブリの短軸が水平方向に（Ｘ−Ｙ平面に沿って）走ることができる縦向きを有することができることを示す。横向きにおいて、アンテナアセンブリ１５Ｈは、お互いに向き合う垂直に方向付けられたスロットを持ったＵ字形ポケット１８の対によって保持され得る。このとき、アンテナアセンブリ１５Ｈの垂直端部は、スロットによって保持される。

図３は、右側壁１７Ｂと前壁１６との角にある１つのアンテナアセンブリ１５を強調表示する。この図はまた、本原理に従うアンテナアセンブリ１５Ｖ、１５Ｈが、長方形のアンテナアセンブリの長軸が水平方向に（Ｘ−Ｙ平面に沿って且つ短軸が垂直であるように）走ることができる横向きを有することができ、あるいは、長方形のアンテナアセンブリの短軸が水平方向に（Ｘ−Ｙ平面に沿って且つ長軸が垂直であるように）走ることができる縦向きを有することができることを示す。縦向きにおいて、アンテナアセンブリ１５Ｖは、スロット１９によって保持され得る。スロット１９は、アンテナアセンブリ１５Ｖがスロット１９に滑り込まされる場合にアンテナアセンブリ１５Ｖをしっかりと保持するようアンテナアセンブリ１５Ｖの端部外形に合うＸ−Ｙ平面における水平外形を持つ。

図２及び３は、とり得るゴム脚２１の取付位置を更に示す。それらの位置は、アンテナアセンブリの近くにあることができ、あるいは、それらの位置は、ボトムフレーム２に実装されたアンテナアセンブリと重なり合うことができる。脚２１は、以下で論じられる熱管理システムにとって重要である。

図４は、右側壁１７Ｂと前壁１６との角にある１つのアンテナアセンブリ１５の斜視図である。この図は、本原理に従うアンテナアセンブリ１５Ｈ、１５Ｖが如何にして横向き又は縦向きのいずれかを有し得るのかをより明らかに示し、更には、アセンブリ１５Ｈ、１５Ｖがセットトップボックスにおいて如何にして支持されるのかを示す。アンテナアセンブリ１５は、お互いに向き合う垂直に方向付けられたスロットを持ち、アンテナアセンブリ１５Ｈの垂直端部がスロットによって保持されるＵ字形ポケット１８の対によって、又はスロット１９によって支持され得る。いずれの場合にも、アンテナアセンブリ１５は、コネクタ２０Ｖ、２０Ｈを有することができ、アンテナアセンブリの下に又はアンテナアセンブリの側にある電気接続部品にまで延在する。アセンブリ１５Ｈは、代替的にスロット１９によって支持されてよく、アセンブリ１５Ｖは、代替的にＵ字形ポケット１８によって支持されてよいことが指摘されるべきである。

図５Ａ及び５Ｂは、アンテナアセンブリ１５の近くにあるボトムフレーム２における及び側壁１７における放熱ベント又はベントくぼみ１４の幾つかを示すセットトップボックスの斜視底面図である。アンテナの近くにおいて、それらのベントは、静電放電を防ぎながら依然としてベントの美的パターンの一貫性を維持するよう“閉鎖ベント（closed vent）”である（“閉鎖ベント”は、美的目的のためにベントの外観があるが、この機能に関連するベント又は開口は実際にはないことを意味する。）。これらの図は、ボトムフレーム２における脚２１を更に示す。脚２１は、空気の対流によって適切な放熱を可能にするよう十分な高さにある支持面においてセットトップボックスを適切に持ち上げるために重要であり得る
図６Ａ及び６Ｂは、本原理に従うセットトップボックスの底面図及び正面図を夫々示す。図６Ａは、アンテナアセンブリ１５の近く及びセットトップボックスの側面に沿った隣接領域にあるボトムフレーム２における放熱ベント又は放熱くぼみ１４の好適なパターンを示す。アンテナの近くにおいて、それらのベントは、静電放電を防ぎながら依然としてベントの美的パターンの一貫性を維持するよう閉鎖ベントである。閉鎖ベントは、ダミーベントと呼ばれ得る。アンテナアセンブリ領域の外にあるベントは、熱除去又は放熱を助けるよう開いていることができる。図６Ａは、メイン印刷回路基板５の近く又はその下にあるボトムフレーム２における他の放熱ベント２２を示す。図６Ｂは、電子デバイス及びその脚２１の正面図を示し、前壁１６を示す。

図７は、セットトップボックスの断面内部図である。この図は、アンテナアセンブリと、位置決めタブ７９及びアライメント機構８０を備えたヒートシンク６のような金属部品との間の横寸法又は間隔２３を有する機構を示す。この図は、横寸法又は間隔２３が、アンテナアセンブリとメイン印刷回路基板５及び／又はその金属部品２４との間にもあることができることを示す。横寸法又は間隔２３は、十分な静電放電絶縁領域又はポケットを作り出すよう約２０ｍｍを超えることが好ましい。ここで、アンテナアセンブリ１５Ｈ及び１５Ｖを保持するスロット１８及び１９は、静電放電を防ぐよう非金属又はプラスチックであることができ、脚２１が置かれているボトムフレーム２における脚開口のような開口からアンテナをシールドすることができる。

要するに、本原理の特徴は、アンテナアセンブリが金属部品から離れるべきことである。これは、アンテナアセンブリを印刷回路基板の周囲の外に位置付けることによって確かにされる。理想的に、アンテナアセンブリの部分は、金属部品の２０ｍｍ内にあってはならない。そのようなものとして、アンテナアセンブリの部分は、メイン印刷回路基板がそれにおいて金属部品を含み得るので、印刷回路基板の２０ｍｍにあってはならない。位置決めタブ７９及びアライメント機構８０（図７には図示されず。）は、ヒートシンク６の位置付けの正確さ及び精密さを高めることによって、放電事象を防ぐのを助ける。

アンテナの動作性能がより重要であると考えられる場合に、長軸が垂直に方向付けられるように長方形のアンテナを実装することは、最良の性能のためにしばしば必要とされる。セットトップボックスの底面において取付脚装飾を方向付けることによって、理想的なアンテナ位置においてアンテナを位置付け、垂直方向においてアンテナをはめ込むことが可能である。これは、セットトップボックスの主形態が垂直なアンテナの高さよりも薄いことを可能にする。しかし、脚取付位置は、ゴム脚を取り付けるための穴をしばしば必要とするので、静電放電が無線アンテナに到達する可能性がある。これを防ぐよう、壁４５の組は、アンテナの周りに連続的なバリアを作り出すようプラスチック装飾において加えられる。これは全て、ボトムフレーム２のプラスチックケースの成形装飾に組み込まれる。脚取付位置を戦略的に配置し、静電放電絶縁ポケットを作り出すことによって、無線アンテナは、無線アンテナの性能を最適化し且つセットトップボックスのサイズを最小限とするように小さいセットトップボックスにおいて実装され得る。絶縁ポケットはまた、ヒートシンク及び印刷回路基板のような、静電放電事象を引き起こしやすい内部部品を、アンテナから十分に間隔をあけられたままとするのに役立つことができる。

本原理の実施形態において、薄い、水平方向に方向付けられたセットトップボックスであって、図８に示されるように印刷回路基板アセンブリのような内部電子装置及びヒートシンクを囲む筐体を形成するプラスチックケースを有することができるセットトップボックスが提供される（筐体は、前壁１６、第１側壁１７Ａ、第２側壁１７Ｂ、後壁７６、ベースフレーム２及び上ぶた７を有する垂直に方向付けられた壁を有することができる。）。無線アンテナ１５は、それらがメイン印刷回路基板及びヒートシンクから離れて位置付けられ得るように、別個の印刷回路基板として作られ得る。印刷回路基板構造として、無線アンテナは、アンテナレイヤ及び基板レイヤを備えた積層構造であることができる。アンテナのための最適な位置は、プラスチックケースの外側周囲にある。アンテナの最適な向きは、アンテナの長軸が垂直であるようなものであり、それらのアンテナは、ケースによって囲まれる必要がある。最適なアンテナ取付位置においてケース取付脚位置を位置付けることによって、垂直なアンテナは、取付位置によって作り出されたポケットにおいて実装され得る。これは、ケースの主形態が、アンテナによって必要とされる高さよりも薄いことを可能にする。

実施形態において、ゴム脚２１のアセンブリは、テーブル天板表面においてセットトップボックスを安定させるのに必要となる。このとき、プラスチック底面の取付装飾における穴が、ゴム脚を保持するために設けられる。しかし、プラスチック筐体における開口は、静電放電が内部電子装置に到達して部品に損傷を与える経路である。脚取付装飾は、美観のために可能な限り小さい必要があるので、このことは、無線アンテナをゴム脚２１のための開口の近くに置く。そのようなものとして、静電放電が無線アンテナに到達することを防ぐよう、プラスチック装飾における壁の追加（ボトムフレーム２に形成されたＵ字形ポケット１８及び／又はスロット１９を含むことができる。）は、アンテナの周囲に連続的なバリアを作り出すことができる。これは全て、プラスチックケースの成形装飾に組み込まれる。

図１〜４及び７における２つのアンテナの位置は、夫々の適用可能な前角について、横向き及び縦向きの両方においてアンテナを実装するための細部とともに示されていることが留意されるべきである。これは、本原理を実施するための複数の可能性を示すために行われている。なお、形状因子の好み、サイズの好み、及び性能の好みに関する物理試験及び消費者の好みは、採用すべき実際の位置付けを決定づける。それは、一般に、夫々の適用可能な角においてただ１つのアンテナが置かれることである。また、水平設置のために設計されるアンテナは、垂直設置のために設計されるアンテナよりも長くて狭いことが留意されるべきである。

すなわち、アンテナアセンブリの縦向き及び横向きは、セットトップボックスが垂直に又は水平に方向付けられ得る両方の位置付けのタイプを本原理が含むことができることを協調するよう示されている。あるいは、本原理は、図７に示されるように、夫々の適用可能な角において両方の位置付けの２つのアンテナの使用を含むことができる。

図９は、如何にしてヒートシンク６が回路基板５の上に位置付けられるのかと、如何にして印刷回路基板５及びヒートシンク６がアンテナ１５から間隔をあけられるのかとを示す、セットトップボックスの上面内部図である。ヒートシンク６は、フィン７８Ｔを有することができる。フィン７８Ｂの他の組は、７８Ｔの間にあり、この図では図示されていない下側ヒートシンク６ａへ接続され得る。ヒートシンク６は、ヒートシンク６の正確なアライメントを確かにするよう、後壁７６におけるパネルジャック７７の機構と係合する位置決めタブ７９を備える。代替的に、位置決めタブ７９は、ヒートシンク６の側方回転位置決めを提供するようパネルジャック７７の平面内側部分と接触し又は押しつけられる。

実施形態において、デバイスは、取付ねじ又は同様のもの７２が締められるまでアライメントを提供するよう、印刷回路基板５の端部及び背面ジャックパネル７７の内側の面と係合する切り込みとともにヒートシンク６の周囲において位置決めタブ７９及び／又はアライメント機構８０を備えることができる。特定の実施形態は、印刷回路基板５の端部とアライメントする４つのアライメント機構８０（図９には図示されず。）と、ヒートシンク６を背面ジャックパネル７７とアライメントする２つのタブ７９とを有する。

図１０は、回路基板５及び上側ヒートシンク６の内部斜視図を示す。ここで、ヒートシンク６の後縁は、パネルジャック７７と係合する。ヒートシンク６は、この係合のためにその後縁においてタブ７９を備える。

図１１は、回路基板５及び上側ヒートシンク６の内部底面斜視図を示す。この図は、ヒートシンクにあるアライメント機構８０を示す。アライメント機構８０は、ヒートシンクの側面にあり、印刷回路基板５とのアライメントのために印刷回路基板５の端部と係合して、組み立てプロセスの間役立つ。

図１２Ａ及び１２Ｂは、ヒートシンク６及び印刷回路基板５が係合される場合にそれらの上面及び底面斜視図を夫々示す。

図１３Ａ及び１３Ｂは、ヒートシンク６及び印刷回路基板５の追加の断面図を示す。それらの図は、如何にしてヒートシンクが支持されて、印刷回路基板とアライメントされるのかを部分的に示す。それらの図は、ヒートシンク６の平面表面部１２の周囲から延在する片とともにヒートシンクのアライメント機構８０を示す。アライメント機構８０は、下部又は角において端部を備え、印刷回路基板５の端部の周囲に合う直角片であることができる。アライメント機構８０は、ヒートシンクの両側にある。この機構は、平面部１２から下向きに遠ざかりながら延在する。機構８０は、ヒートシンク６を印刷回路基板５とアライメントするよう印刷回路基板５の上端形状に適合する内向きの端部又は角を有する。

図１４Ａ及び１４Ｂは、ヒートシンク６の上面図を示し、ヒートシンク６のタブ７９がパネルジャックの周囲で後壁７６と如何にして係合するのかを示す。後壁７６はスロット８１を備えることができる。スロット８１は、アライメントのためにタブと係合する。たとえ有益だとしても、スロットは、タブ７９が、制御された平らな内側表面に接することにおいて有効であり得るから、任意である。

図１５Ａ、１５Ｂ及び１６は、ヒートシンク６におけるタブ７９及びアライメント機構８０を強調表示する様々な斜視図を示す。

要するに、印刷回路基板（一般に平面であることができ、ヒートシンクへの熱の伝達のための接触パッド又は接触部分を備えるもの。）を有するセットトップボックスのような電子デバイスが開示されている。回路基板は、外周縁及び後壁（コネクタのパネルジャックを備えるとともに、内部位置決めインデント８１又は平坦であることができる制御内面を備えるか、あるいは、印刷回路基板とのヒートシンクの回転アライメントのための制御面を備える。）を備える。ヒートシンクは、おおむね平面の表面部分１２と、印刷回路基板と（望ましくは、印刷回路基板における発熱部品において又は接触パッドにおいて）熱的に接触する内側凹部領域４７とを備える。このとき、ヒートシンクは、ヒートシンクが後壁又はパネルジャック（ｚ軸に関する回転位置合わせ及び／又はｙ軸における高さ制御を提供するようタブがインデント８１又は制御内面と結合することができる。）の内面と接する少なくとも１つの突き出たタブを備えた後縁を有する。更に、ヒートシンクは、印刷回路基板の端部と接するよう、ヒートシンクの少なくとも２つの辺において、それらの辺から下向きに延在する少なくとも１つの方向付け機構８０を備えることができる（接触機構が、印刷回路基板の上側水平面と接する水平面を備え且つ／あるいは高さ制御に加えて回転位置合わせ制御も提供するよう印刷回路基板の垂直端面と接する垂直面を備えることができるように設計され得る。）。加えて、ヒートシンクは、印刷回路基板と接触するか又は印刷回路基板を通り抜ける複数の他の凹部４７を備えることできる。それにより、ヒートシンクは、印刷回路基板に及び／又は印刷回路基板を通ってベースフレームに取り付けられ得る。このとき、取り付けは、ねじ、ボルト、鋲、クリップ、又は他の取付機構７２により達成され得る。これは、図１４Ａに示される凹部４７の幾つかが、ヒートシンク及び／又は回路基板を固定するようベースフレーム２と機械接触することができることを意味する。ヒートシンク及び印刷回路基板は、所定の制御された端面を備えることができる。それにより、タブ及び方向付け機構は、印刷回路基板から横方向に間隔をあけられる他の部品（この場合に、他の部品はアンテナであってよい。）からのヒートシンクの端部の制御された間隔を提供する。

アライメント機構８０は、ヒートシンクの周囲の２つの相対する辺から下方向に垂直に延在するものと見なされ得る。このとき、アライメント機構８０は夫々、印刷回路基板の外周縁の相対する端部の鉛直部と接する垂直壁部４１と、垂直壁部から内部に突き出る水平出っ張り部４２とを有する。水平出っ張り部は、印刷回路基板の外周縁に近い印刷回路基板の水平面と接する。

それらのアライメント機構８０及び位置決めタブ７９は、幾つかの凹部４７を回路基板を通ってベースフレームと機械的に接触させることによって、ヒートシンク及び／又は回路基板を正確に位置合わせすることができる。ここで、回路基板は、取付機構７２が用いられる場合に、正確な所定位置に対してアライメント機構８０によって促される位置の自由を回路基板が有することができるほど十分な遊び又は許容差を有する取付のための穴又は機構を備えることができる。上述されたように、部分的に、後壁及び／又はパネルジャック（後壁の部分であってよい。）は、ベースフレーム２において、印刷回路基板において、及び／又はヒートシンクにおいて取付位置に対して正確に位置付けられる制御面を有することができ、ヒートシンク及び／又は回路基板が電子デバイスと正確にアライメントし且つ／あるいは位置付けられるようにする。このアライメントは、ヒートシンク及び／又は回路基板が少なくとも１つのアンテナアセンブリから適切に間隔をあけられることを確かにするのを助けることができる。同様に、ベースフレーム２及び／又は回路基板と接することができる凹部４７は、ヒートシンクのアライメントが、概して、制御面と接するタブ７９によって導かれることを可能にするよう、いくらかの位置の自由を可能にする十分な遊び及び許容差を有することができる。

図１７は、本原理に従う電子でバイスの組み立て方法のステップを表すフローチャートを表す。方法は、垂直に方向付けられた前壁１６と、第１の角を形成するよう前壁の第１の端部へ接続される第１側壁１７Ａと、第２の角を形成するよう前壁の第２の端部へ接続される第２側壁１７Ｂと、後壁７６とを備える外部ケーシングを設けることによって、ステップ９０１から開始する。ステップ９０２の間に、少なくとも１つのアンテナアセンブリが、第１及び第２の角のうちの１つにおいて位置付けられる。ステップ９０３の間に、回路基板（５）が、外周縁を備えて設けられる。回路基板は、ステップ９０４の間に、電子でバイス内にはめ込まれる。ステップ９０５の間に、ヒートシンク（６）が設けられる。ヒートシンクは、ヒートシンクの周囲の一辺から突き出る少なくとも２つの位置決めタブ（７９）を備え、且つ、ヒートシンクの周囲の２つの他の辺から垂直に延在するアライメント機構（８０）を備える。２つの他の辺は、相対する辺である。ステップ９０６の間に、ヒートシンクは、少なくとも２つの位置決めタブが、ヒートシンクを回転してアライメントするよう後壁と接するように、且つ、アライメント機構が、回路基板の外周縁の２つの相対する端部と接してヒートシンクを回路基板と位置を合わせるように、電子デバイス内にはめ込まれる。最後に、ステップ９０７の間に、ヒートシンクは印刷回路基板に取り付けられ、少なくとも１つのアンテナアセンブリは、回路基板の外周縁及びヒートシンクの周囲の外にある。方法は、ヒートシンクを回路基板とアライメントさせる制御面を後壁において設けるステップを有することができる。

語「ヒートシンク」が明細書において及び特許請求の範囲において使用されているが、語「ヒートシンク」は、熱拡散を代替的に意味するよう意図される点が留意されるべきである。

また、語「後壁」及び「前壁」並びに語「垂直」及び「水平」は、図の観察者の視点から解釈されるよう意図される。そのようなものとして、それらの語は、観察者がデバイスを見ている方向に応じて交換され得る。

実例となる実施形態が添付の図面を参照してここで記載されてきたが、本原理はそれらの正確な実施形態に制限されず、様々な変更及び修正が、本原理の適用範囲から逸脱することなしに、当業者によってそれらの実施形態において達成されてよい。そのような変更及び修正の全ては、添付の特許請求の範囲において示される本原理の適用範囲内に含まれるよう意図される。

［関連出願の相互参照］
本願は、２０１３年１１月１３日付けで出願された米国特許仮出願第６１／９０３４７１号及び２０１４年６月１６日付けで出願された米国特許仮出願第６２／０１２５４５号に基づき優先権を主張するものです。なお、これらの特許出願は、その全文を参照により本願に援用される。

Claims (20)

1. 電子デバイスであって、
   少なくとも２つの垂直に方向付けられた壁と、
   当該電子デバイスにおいて位置付けられる外周縁を備える回路基板と、
   前記回路基板と接するヒートシンクであって、該ヒートシンクの周囲において、前記回路基板に対して前記ヒートシンクの向きを定める方向付け機構を備える前記ヒートシンクと、
   前記垂直に方向付けられた壁の１つに隣接して当該電子デバイス内に位置付けられる第１アンテナアセンブリであって、前記回路基板の前記外周縁及び前記ヒートシンクの前記周囲の外に位置付けられる前記第１アンテナアセンブリと
   を有する電子デバイス。
2. 前記方向付け機構は、前記ヒートシンクの前記周囲の一辺から突き出る少なくとも２つの位置決めタブを有し、該位置決めタブは、前記垂直に方向付けられた壁のもう１つと接する、
   請求項１に記載の電子デバイス。
3. 前記ヒートシンクは、前記位置決めタブの２つが突き出る水平な平面周辺部を備え、前記位置決めタブは、前記ヒートシンクを前記回路基板と回転してアライメントする、
   請求項２に記載の電子デバイス。
4. 前記位置決めタブは、前記ヒートシンクが前記第１アンテナアセンブリから所定の距離を保たれるように、前記ヒートシンクを回転してアライメントする、
   請求項３に記載の電子デバイス。
5. 前記方向付け機構は、前記ヒートシンクの前記周囲の２つの相対する辺から垂直に延在するアライメント機構を有し、該アライメント機構は、前記ヒートシンクを前記回路基板と位置を合わせるよう前記回路基板の前記外周縁の２つの相対する端部と接する、
   請求項１に記載の電子デバイス。
6. 前記方向付け機構は、前記ヒートシンクの前記周囲の２つの他の辺から垂直に延在するアライメント機構を有し、前記２つの他の辺は、相対する辺であり、前記アライメント機構は、前記回路基板の前記外周縁の２つの相対する端部と接する、
   請求項３に記載の電子デバイス。
7. 当該電子デバイス内に位置付けられる第２アンテナアセンブリを有し、
   前記垂直に方向付けられた壁は、前壁と、第１の角を形成するよう前記前壁の第１の端部へ接続される第１側壁と、第２の角を形成するよう前記前壁の第２の端部へ接続される第２側壁と、後壁とを含み、
   前記第１アンテナアセンブリは、前記第１の角に隣接して位置付けられ、前記第２アンテナアセンブリは、前記第２の角に隣接して位置付けられる、
   請求項１に記載の電子デバイス。
8. 前記方向付け機構は、前記ヒートシンクの前記周囲の一辺から突き出る少なくとも２つの位置決めタブを有し、該位置決めタブは、前記ヒートシンクを回転して位置合わせするよう前記前壁又は前記後壁と接する、
   請求項７に記載の電子デバイス。
9. 前記ヒートシンクは、前記位置決めタブの２つが突き出る水平な平面周辺部を備え、前記位置決めタブは、前記ヒートシンクを前記回路基板と回転してアライメントする、
   請求項８に記載の電子デバイス。
10. 前記位置決めタブは、前記ヒートシンクが前記第１アンテナアセンブリ及び前記第２アンテナアセンブリから所定の距離で保たれるように、前記ヒートシンクを回転してアライメントする、
    請求項９に記載の電子デバイス。
11. 前記方向付け機構は、前記ヒートシンクの前記周囲の２つの相対する辺から垂直に延在するアライメント機構を有し、該アライメント機構は、前記ヒートシンクを前記回路基板と位置を合わせるよう前記回路基板の前記外周縁の２つの相対する端部と接する、
    請求項７に記載の電子デバイス。
12. 前記方向付け機構は、前記ヒートシンクの前記周囲の２つの他の辺から垂直に延在するアライメント機構を有し、前記２つの他の辺は、相対する辺であり、前記アライメント機構は、前記回路基板の前記外周縁の２つの相対する端部と接する、
    請求項９に記載の電子デバイス。
13. 前記アライメント機構は、前記ヒートシンクの前記周囲の前記２つの相対する辺から垂直に下方へ延在し、前記アライメント機構は、夫々が
    前記回路基板の前記外周縁の前記相対する端部の鉛直部と接する垂直壁部と、
    前記垂直壁部から内部に突き出る水平出っ張り部であって、前記回路基板の外周縁に近い前記回路基板の水平面と接する前記水平出っ張り部と
    を有する、
    請求項５に記載の電子デバイス。
14. 前記アライメント機構は、前記ヒートシンクの前記周囲の前記２つの相対する辺から垂直に下方へ延在し、前記アライメント機構は、夫々が
    前記回路基板の前記外周縁の前記相対する端部の鉛直部と接する垂直壁部と、
    前記垂直壁部から内部に突き出る水平出っ張り部であって、前記回路基板の外周縁に近い前記回路基板の水平面と接する前記水平出っ張り部と
    を有する、
    請求項１１に記載の電子デバイス。
15. 前記ヒートシンクを前記回路基板に固定する取付手段を有し、
    前記取付手段は更に、前記回路基板を当該電子デバイスのボトムフレームに固定し、
    前記アライメント機構は、前記回路基板を位置合わせする、
    請求項６に記載の電子デバイス。
16. 前記取付手段は、前記ヒートシンクの平面部から前記回路基板の方へ延在する凹部により前記ヒートシンクを前記回路基板に固定し、前記取付手段は、前記凹部の下の取付点で前記回路基板を前記ボトムフレームに固定し、
    前記アライメント機構は、前記回路基板を位置合わせする、
    請求項１５に記載の電子デバイス。
17. 前記少なくとも２つの位置決めタブは前記後壁と接し、該後壁はパネルジャックを有する、
    請求項８に記載の電子デバイス。
18. 前記第１側壁及び前記第２側壁はベントを備え、前記第１アンテナアセンブリ及び前記第２アンテナアセンブリは互いに垂直である、
    請求項１７に記載の電子デバイス。
19. 少なくとも１つのアンテナアセンブリを備える電子デバイスを組み立てる方法であって、
    垂直に方向付けられた前壁と、第１の角を形成するよう前記前壁の第１の端部へ接続される第１側壁と、第２の角を形成するよう前記前壁の第２の端部へ接続される第２側壁と、後壁とを備える外部ケーシングを設けるステップと、
    前記第１の角及び前記第２の角のうちの１つにおいて前記少なくとも１つのアンテナアセンブリを位置付けるステップと、
    外周縁を備える回路基板を設けるステップと、
    前記電子デバイス内に前記回路基板をはめ込むステップと、
    ヒートシンクを設けるステップであって、前記ヒートシンクは、該ヒートシンクの周囲の一辺から突き出る少なくとも２つの位置決めタブを備え、且つ、前記ヒートシンクの前記周囲の２つの他の辺から垂直に延在するアライメント機構を備え、前記２つの他の辺は、相対する辺である、ステップと、
    前記少なくとも２つの位置決めタブが、前記ヒートシンクを回転してアライメントするよう前記後壁と接するように、且つ、前記アライメント機構が、前記回路基板の前記外周縁の２つの相対する端部と接して前記ヒートシンクを前記回路基板と位置を合わせるように、前記電子デバイス内に前記ヒートシンクをはめ込むステップと、
    前記ヒートシンクを前記回路基板に取り付けるステップと
    を有し、
    前記少なくとも１つのアンテナアセンブリは、前記回路基板の前記外周縁及び前記ヒートシンクの前記周囲の外にある、方法。
20. 前記ヒートシンクを前記回路基板とアライメントさせる制御面を前記後壁において設けるステップを有する
    請求項１９に記載の方法。

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