屏蔽絕緣散熱系統的製作方法

2023-06-14 03:31:46

專利名稱：屏蔽絕緣散熱系統的製作方法
技術領域：
本發明是關於一種屏蔽絕緣散熱系統。
背景技術：
在現有的可攜式電子設備中，通常利用散熱結構來解決散熱問題，利 用屏蔽罩來解決屏蔽問題，利用絕緣墊來解決絕緣問題。比如，現有電腦 所用的CPU散熱器， 一般其只能用來解決CPU的散熱問題；音響設備常 用的金屬屏蔽罩只能解決單一的屏蔽問題，電子設備中常常使用塑料片材、 纖維板材來解決電子器件的絕緣問題。另外，在通常的機械結構設計中， 鋁製柱體可以用於實現支撐和螺紋連接，該鋁製柱體如常見的壓鉚螺柱， 但鋁是導電材質，這時鋁製柱體不可避免的與線路板發生導電連通，對線 路板上的電子線路容易產生一些幹擾信號，從而造成線路輸出不良，特別 是在彩色都卜勒超聲診斷儀中，這種通用型的鋁製螺柱會造成連續波(CW) 幹擾，使輸出的圖像有明顯的幹擾信號。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種能夠 同時實現屏蔽、絕緣及散熱功能的屏蔽絕緣散熱系統。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案 一種屏蔽絕緣散熱系統， 包括金屬屏蔽罩、金屬散熱器基座及安置有至少一個需散熱的電子器件的 線路板，該散熱器基座蓋設固定在該屏蔽罩上並與該屏蔽罩圍出一個屏蔽 空間，該線路板置於該屏蔽空間內，且該線路板與屏蔽罩和散熱器基座均
絕緣o
所述的屏蔽罩和散熱器基座中至少之一設有與線路板直接接觸的表 面，該表面為絕緣表面。
所述的屏蔽罩設有至少一個立放的第一支撐柱，該第一支撐柱設有絕 緣的第一支撐表面，散熱器基座設有至少一個立放的第二支撐柱，該第二 支撐柱設有絕緣的第二支撐表面，該第二支撐表面直接壓在該線路板上， 該線路板直接壓在該第一支撐表面上。
所述的第一支撐柱為至少頂部經過絕緣處理的金屬體，第一支撐表面
4即形成於該頂部，第二支撐柱為至少底部經過絕緣處理的金屬體，第二支 撐表面即形成於該底部。
所述的第一支撐柱為經過陽極氧化處理且頂部刷有絕緣漆的金屬體， 第二支撐柱為經過陽極氧化處理且底部刷有絕緣漆的金屬體。
所述的第一支撐柱和第二支撐柱均至少有兩個，各第一支撐表面共面， 各第二支撐表面共面。
所述的屏蔽罩上設有通風孔。
所述的屏蔽罩、線路板及散熱器基座通過緊固件固接一體。 所述的緊固件為螺紋緊固件，至少一個第二支撐柱具有軸向貫穿的螺 紋通孔，散熱器基座設有與該螺紋通孔對應的第二螺紋孔，屏蔽罩設有與 該螺紋通孔對應的第一螺紋孔，線路板設有與該螺紋通孔對應的過孔，該 螺紋緊固件順次鎖入該第二螺紋孔、螺紋通孔、過孔及第一螺紋孔。 所述的散熱器基座的一側設有風機。
所述的散熱器基座具有面向線路板的下表面及背向線路板的上表面， 該下表面設有與需散熱的電子器件對應的導熱媒介。
所述的散熱器基座的上表面設有至少一根熱管，該熱管與具有至少兩 個肋片的肋片組連接，相鄰肋片之間形成風口，該風機對著該風口。
本發明的有益效果是，
1) 通過結合散熱器基座和屏蔽罩，實現了散熱功能和屏蔽功能；由於 線路板與散熱器基座和屏蔽罩均絕緣，避免了線路千擾，實現了絕緣的功 能，即該系統同時解決了屏蔽、絕緣及散熱的問題，而且佔用空間小，能 夠保證電子器件正常平穩的運行。
2) 由於設置經過絕緣處理的金屬第一支撐柱和第二支撐柱，使該系統 可以應用於高溫環境中。
3) 通過設置導熱媒介，可以更加有效的將電子器件產生的熱量導到散 熱器基座上；
4) 通過設置熱管、肋片組及風機，可以更加有效的實現冷熱空氣的循 環，達到更好的散熱效果。


圖1是本實施方式屏蔽絕緣散熱系統的立體分解圖； 圖2是本實施方式屏蔽絕緣散熱系統的線路板與屏蔽罩連接前的結構 示意圖3是本實施方式屏蔽絕緣散熱系統的線路板與散熱器基座連接前的結構示意圖4是本實施方式屏蔽絕緣散熱系統的散熱器基座的立體圖； 圖5是本實施方式屏蔽絕緣散熱系統的線路板的立體圖； 圖6是本實施方式屏蔽絕緣散熱系統的散熱器基座的另一個角度的立 體圖7是本實施方式屏蔽絕緣散熱系統安裝在機殼上時的結構示意圖。
具體實施例方式
圖1至圖7所示，本實施方式屏蔽絕緣散熱系統包括金屬屏蔽罩1、 金屬散熱器基座3及安置有至少一個需散熱的電子器件4的線路板2，該 散熱器基座3蓋設固定在該屏蔽罩1上並與該屏蔽罩1圍出一個屏蔽空間 15，該線路板2置於該屏蔽空間15內，且該線路板2與屏蔽罩1和散熱器 基座3均絕緣。
屏蔽罩1如為金屬體，其為由四個首尾相連的框邊11組成的方框結構， 各框邊11均分布有用於通風散熱的通風孔111。該屏蔽罩1內側的四個角 落處設有兩個第一螺紋孔12和兩個第一支撐柱13，該兩個第一螺紋孔12 在一個對角線上，該兩個第一支撐柱13在另一個對角線上。該屏蔽罩1 外側的角落處設有L型的安裝板14。兩個第一支撐柱13平行並均豎直向 上延伸。每個第一支撐柱13均為金屬體，其經過陽極氧化處理，並在其頂 部刷上絕緣漆，使每個第一支撐柱13的頂部均形成一個絕緣的第一支撐表 面131，該第一支撐表面131與線路板2直接接觸，且兩個第一支撐柱13 的第一支撐表面131共平面。第一支撐柱的數量可以為一個、兩個或多個。
線路板2具有相對的第一上表面21和第一下表面22,該第一上表面 21面向散熱器基座3，該第一下表面22面向屏蔽罩1，貫穿該第一上表面 21和第一下表面22形成有兩個過孔23，該兩個過孔23在該線路板2的一 個對角線上，且該兩個過孔23對應屏蔽罩1的兩個第一螺紋孔12。該兩 個過孔23起到安裝和固定整個線路板的作用，其不會影響該線路板自身的 電子線路。該線路板2的第一上表面21安裝有至少一個需要散熱的電子器 件4，該電子器件4如CPU晶片、顯示晶片或內存晶片等高功率晶片。
散熱器基座3為金屬板狀體，其具有相對的第二上表面31和第二下表 面32，該第二上表面31背向線路板2，該第二下表面32面向線路板2。 該第二下表面32的四個角落處均固定有第二支撐柱33，該四個第二支撐 柱33平行並均豎直向下延伸。每個第二支撐柱33均為金屬體，其經過陽 極氧化處理，並在其底部刷上絕緣漆，使每個第二支撐柱33的底部均形成絕緣的第二支撐表面331，該第二支撐表面331與線路板2直接接觸，且 該四個第二支撐柱33的第二支撐表面331共平面。在四個第二支撐柱中， 位於散熱器基座3的一個對角線上的兩個第二支撐柱33具有軸向貫穿的螺 紋通孔332，散熱器基座3對應該兩個螺紋通孔332的位置設有貫穿第二 上表面31和第二下表面32的第二螺紋孔34。該散熱器基座3的第二下表 面32的位於四個角落之間的中間部分設有多個具有高導熱係數的導熱媒 介35,該導熱媒介35與線路板2上的需要散熱的電子器件4對應，該導 熱媒介如低熱阻的導熱矽膠。第二支撐柱可以有四個，也可有一個、兩個 或其它數量。設有螺紋通孔332的第二支撐柱33可以有兩個，也可有一個、 兩個或其它數量，當然，每個第二支撐柱可以都不設置螺紋通孔，使第二 支撐柱不用起到連接線路板和散熱器基座的作用。
散熱器基座3的第二上表面31分布有多個用於增大散熱面積的突起 36。該散熱器基座3的第二上表面31還安裝有熱管5，該熱管5與具有多 個金屬肋片61的肋片組6連接，相鄰肋片61之間形成風口 62，風口 62 對著固定在機殼7上的風機8，該風機8如風扇。
第一支撐柱13和第二支撐柱33採用陽極氧化，且在端面刷絕緣漆。 該絕緣漆經過高溫烘烤，絕緣漆硬化後，形成一定的附著力，多次拆裝也 不會磨損，也不會影響絕緣性能。另外，採用的絕緣漆還可以承受250-300 度的高溫，使這種做完陽極氧化處理再刷絕緣漆的支撐柱13、 33可以在高 溫環境中使用。當然，對於支撐柱，也可僅作陽極氧化處理或僅刷絕緣漆。
安裝時，通過螺絲鎖入金屬屏蔽罩的L型安裝板14和機殼7，將整個 屏蔽罩1固定在機殼7上；通過兩根螺絲9由上至下順次穿入散熱器基座 3的兩個第二螺紋孔34、兩個第二支撐柱33的螺紋通孔332，線路板2的 兩個過孔23及屏蔽罩1的兩個第一螺紋孔12，使散熱器基座3、線路板2 及屏蔽罩1固定一體，並通過具有彈性的金屬簧片10實現散熱器基座3 與屏蔽罩1的良好接觸；而且，使線路板2的第一下表面22壓在屏蔽罩1 的兩個第一支撐柱13的第一支撐表面131上，使散熱器基座3的四個第二 支撐柱33的第二支撐表面331壓在線路板2的第一上表面21上，實現線 路板2與屏蔽罩1、線路板2與散熱器基座3之間的絕緣。工作時，通過 導熱媒介35能更加有效的把電子器件4散發的熱量導到散熱器基座3上, 再通過熱管5把熱量導到肋片61上，通過風機8把肋片上的熱空氣吹到機 殼7外面，實現冷熱空氣的循環，達到散熱的目的。
7對於該屏蔽絕緣散熱系統，屏蔽罩為金屬體，該屏蔽罩的材料如銅、
鋁、鐵、鍍鋅鋼板(SECC)或冷軋板(SPCC)等。散熱器基座為金屬體，該散 熱器基座的材料如銅、鋁或其它具有較佳散熱性能的金屬。該屏蔽罩和散 熱器基座的大小及形狀可以根據要求設計。第一支撐柱和第二支撐柱的材 料可以為鋁，也可以為銅、鐵或不鏽鋼等金屬材料。導熱媒介可以為低熱 阻的導熱矽膠，也可以為其它具有一定的導熱係數並可以有效的將電子器 件產生的熱量導到散熱器基座上的物質。
對於該屏蔽絕緣散熱系統，散熱器基座3蓋設固定在該屏蔽罩1上， 該散熱器基座3和屏蔽罩1之間圍出一個屏蔽空間15，線路板2置於該屏 蔽空間15內，且該線路板2與散熱器基座3和屏蔽罩1均絕緣。該絕緣的 方式包括以下幾種l)通過獨立於散熱器基座和屏蔽罩的元件將線路板支 撐在屏蔽空間內，此時，線路板通過空氣實現與屏蔽罩和散熱器基座之間 的絕緣；2)散熱器基座和屏蔽罩中只有一個與線路板直接接觸，如將線路 板支撐在設於屏蔽罩上的絕緣的第一支撐表面上，而線路板與散熱器基座 間則通過空氣絕緣；3)散熱器基座、屏蔽罩均與線路板直接接觸，即屏蔽 罩設有與線路板直接接觸的絕緣的第一支撐表面，散熱器基座設有與線路 板直接接觸的絕緣的第二支撐表面，線路板置於該第一支撐表面和第二支 撐表面之間。對於設在屏蔽罩上的支撐表面，其可形成於一支撐柱的頂部， 該支撐柱可以由絕緣材料製成，也可以由能夠耐高溫的金屬材料製成，對 於金屬材料製成的支撐柱，至少需要在該支撐柱的頂部進行絕緣處理，從 而形成絕緣的支撐表面。對於設在散熱器基座上的支撐表面，其可形成於 一支撐柱的底部，該支撐柱可以由絕緣材料製成，也可以由能夠耐高溫的 金屬材料製成，對於金屬材料製成的支撐柱，至少需要在該支撐柱的底部 進行絕緣處理，從而形成絕緣的支撐表面。
對於該屏蔽絕緣散熱系統，線路板可以與屏蔽罩、散熱器基座固接一
體；線路板也可以僅與屏蔽罩或僅與散熱器基座固定；線路板也可與屏蔽
罩和散熱器基座均不固定。
對於該屏蔽絕緣散熱系統，線路板上的電子器件工作時產生的熱量可 以僅通過金屬散熱器基座散出去，也可以在散熱器基座上設置能夠加強散 熱效果的散熱器件。該散熱器件如設置在散熱器基座面向線路板一側的導 熱媒介，或者是設置在散熱器基座背向線路板一側的至少一根熱管，該熱 管與肋片組連接，該肋片組則對著風機。對於設置熱管的情況，熱管的形
狀可以根據散熱要求設計，如圓狀或扁狀；熱管的數量可以為一根，在散熱量大時，也可使用兩根或兩根以上的熱管。
對於該屏蔽絕緣散熱系統，通過將散熱器基座和屏蔽罩結合，實現了
散熱功能和屏蔽功能；由於線路板與散熱器基座和屏蔽罩均絕緣，避免了 線路幹擾，實現了絕緣的功能，即同時解決了屏蔽、絕緣及散熱的問題， 而且佔用空間小，能夠保證電子器件正常平穩的運行。
對於該屏蔽絕緣散熱系統，其不僅可用在現有的便攜彩色都卜勒超聲 診斷儀上，用於解決大功率CPU板在狹小空間內的絕緣、屏蔽及散熱問題; 而且，也可用在機器人運動控制設備、醫療診斷設備、自動化控制設備、 視頻編輯和生產設備、醫療成像設備，工業及科學儀器、測試計量設備、 機電化的顯微鏡和視覺系統及計算機圖形設備等設備或儀器上，用於解決 線路板上的電子器件的絕緣、屏蔽及散熱問題。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說 明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術 領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若 幹簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種屏蔽絕緣散熱系統，其特徵在於包括金屬屏蔽罩、金屬散熱器基座及安置有至少一個需散熱的電子器件的線路板，該散熱器基座蓋設固定在該屏蔽罩上並與該屏蔽罩圍出一個屏蔽空間，該線路板置於該屏蔽空間內，且該線路板與屏蔽罩和散熱器基座均絕緣。
2. 根據權利要求1所述的屏蔽絕緣散熱系統，其特徵在於所述的屏 蔽罩和散熱器基座中至少之一設有與線路板直接接觸的表面，該表面為絕 緣表面。
3. 根據權利要求2所述的屏蔽絕緣散熱系統，其特徵在於所述的屏 蔽罩設有至少一個立放的第一支撐柱，該第一支撐柱設有絕緣的第一支撐 表面，散熱器基座設有至少一個立放的第二支撐柱，該第二支撐柱設有絕 緣的第二支撐表面，該第二支撐表面直接壓在該線路板上，該線路板直接 壓在該第一支撐表面上。
4. 根據權利要求3所述的屏蔽絕緣散熱系統，其特徵在於所述的第 一支撐柱為至少頂部經過絕緣處理的金屬體，第一支撐表面即形成於該頂 部，第二支撐柱為至少底部經過絕緣處理的金屬體，第二支撐表面即形成 於該底部。
5. 根據權利要求4所述的屏蔽絕緣散熱系統，其特徵在於所述的第 一支撐柱為經過陽極氧化處理且頂部刷有絕緣漆的金屬體，第二支撐柱為 經過陽極氧化處理且底部刷有絕緣漆的金屬體。
6. 根據權利要求4所述的屏蔽絕緣散熱系統，其特徵在於所述的第 一支撐柱和第二支撐柱均至少有兩個，各第一支撐表面共面，各第二支撐 表面共面。
7. 根據權利要求3所述的屏蔽絕緣散熱系統，其特徵在於所述的屏 蔽罩、線路板及散熱器基座通過緊固件固接一體。
8. 根據權利要求7所述的屏蔽絕緣散熱系統，其特徵在於所述的緊 固件為螺紋緊固件，至少一個第二支撐柱具有軸向貫穿的螺紋通孔，散熱 器基座設有與該螺紋通孔對應的第二螺紋孔，屏蔽罩設有與該螺紋通孔對 應的第一螺紋孔，線路板設有與該螺紋通孔對應的過孔，該螺紋緊固件順 次鎖入該第二螺紋孔、螺紋通孔、過孔及第一螺紋孔。
9. 根據權利要求1所述的屏蔽絕緣散熱系統，其特徵在於所述的屏 蔽罩上設有通風孔。
10. 根據權利要求1-9中任意一項所述的屏蔽絕緣散熱系統，其特徵在於所述的散熱器基座的一側設有風機。
11. 根據權利要求10所述的屏蔽絕緣散熱系統，其特徵在於所述的 散熱器基座具有面向線路板的下表面及背向線路板的上表面，該下表面設 有與需散熱的電子器件對應的導熱媒介。
12. 根據權利要求10所述的屏蔽絕緣散熱系統，其特徵在於所述的 散熱器基座的上表面設有至少一根熱管，該熱管與具有至少兩個肋片的肋 片組連接，相鄰肋片之間形成風口，該風機對著該風口。
全文摘要
本發明公開了一種屏蔽絕緣散熱系統，包括金屬屏蔽罩、金屬散熱器基座及安置有至少一個需散熱的電子器件的線路板，該散熱器基座蓋設固定在該屏蔽罩上並與該屏蔽罩圍出一個屏蔽空間，該線路板置於該屏蔽空間內，且該線路板與屏蔽罩和散熱器基座均絕緣。通過結合散熱器基座和屏蔽罩，實現了散熱功能和屏蔽功能；由於線路板與散熱器基座和屏蔽罩均絕緣，避免了線路幹擾，實現了絕緣的功能，即該系統同時解決了屏蔽、絕緣及散熱的問題，而且佔用空間小，能夠保證電子器件正常平穩的運行。
文檔編號H05K9/00GK101568247SQ20081006686
公開日2009年10月28日 申請日期2008年4月25日 優先權日2008年4月25日
發明者劉國濤, 朱大惠, 肖訓華, 陳國鷹 申請人:深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司