專利名稱：屏蔽和散熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子設(shè)備領(lǐng)域，尤其指一種屏蔽和散熱裝置,背景技術(shù)在電子領(lǐng)域，新的功能和新的零部件的使用量都在不斷的增長。由于向更高的處理能力和更廣闊的應(yīng)用方向的發(fā)展，設(shè)備產(chǎn)生的熱量也迅速增長； 而器件的集成度還在不斷增加，電子設(shè)備的體積在向小型化發(fā)展。 一方面電 子設(shè)備的體積不斷減小，另一方面電子設(shè)備的體積熱流密度不斷增加，由此 導(dǎo)致的直接問題是設(shè)備熱流密度不斷提高，散熱難度和成本迅速加大，成為 設(shè)計的瓶頸。因此，在實際產(chǎn)品中的諸多制約條件下，如何將單板上高密度 的器件產(chǎn)生的熱量有效擴散出去就成了目前急切需要解決的問題。我們通常所說的散熱途徑包括熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射這三種，目前 為電子器件設(shè)計的散熱方式有很多，大都是圍繞這三種散熱途徑展開的。一 種常用的散熱方式是在器件上方安裝散熱器，如

圖1所示，發(fā)熱器件7與PCB (Printed Circuit Board,印刷電路板)5之間有熱焊盤6,用來傳遞熱量；散 熱器2與發(fā)熱器件7表面有導(dǎo)熱層4，用來降低散熱器2與發(fā)熱器件7之間的 界面熱阻。對于自然散熱， 一般采用鋁擠型散熱器。鋁擠型散熱器表面需要 做表面處理，例如陽極處理。表面處理后的鋁擠型散熱器由于表面黑度提高， 增加了輻射散熱能力，也不容易腐蝕。此種散熱方式可以有效擴散發(fā)熱量大 器件的熱量，降低器件溫度。在很多應(yīng)用領(lǐng)域，如無線終端中，射頻和基帶芯片都需要電磁屏蔽。現(xiàn)和PCB地層銅皮一起構(gòu)成一個完整的導(dǎo)電金屬腔室，器件位于金屬腔室內(nèi)部， 根據(jù)屏蔽的需要，金屬腔室可以做成單腔或多腔。在實現(xiàn)本實用新型的過程 中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)以下問題，安裝散熱器的散熱方式雖然可以有效擴散發(fā)熱量大器件的熱量，降低器件溫度，但卻難以應(yīng)用于屏蔽腔內(nèi)部器件的散熱，主
要原因在于
首先，由于屏蔽盒的存在，散熱器不能和器件直接接觸。若要安裝散熱 器，則需在屏蔽盒與散熱器之間填充熱界面材料，以降低屏蔽盒與散熱器之 間的界面熱阻。如此以來，需要在屏蔽盒與散熱器之間、屏蔽盒與發(fā)熱器件 之間使用兩次熱界面材料，使得散熱器與器件之間的熱阻變得很大，散熱器 散熱的效果大打折扣。
其次，若取消屏蔽盒上蓋，在散熱器與器件之間填充熱界面材料，則導(dǎo) 致屏蔽問題無法解決，電氣指標(biāo)不合格。由于經(jīng)過表面處理的鋁擠散熱器表 面不導(dǎo)電，不能和屏蔽腔的其他部分構(gòu)成一個完整的導(dǎo)電屏蔽腔室，容易造 成嚴重的EMC (Electro Magnetic Compatibility,電磁兼容性)問題。
另外，采用導(dǎo)電的散熱器時，既要保證散熱器與器件緊密接觸，又要保 證散熱器與屏蔽盒其他部分導(dǎo)電連接，會有安裝上的困難。而且，散熱器的 熱輻射能力較低，容易被腐蝕。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的實施例要解決的問題是提供一種屏蔽和散熱裝置，以解決 現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)熱電子元件采用屏蔽盒后，難以達到較好的散熱效果的問題。
為達此目的，本實用新型的實施例提供了一種屏蔽和散熱裝置，包括 導(dǎo)電支架和散熱器，所述支架圍繞被屏蔽的發(fā)熱電子元件設(shè)置于印刷電路板 上，且所述支架與印刷電路板的導(dǎo)電層電性導(dǎo)通；所述散熱器設(shè)置于所述發(fā) 熱電子元件上，且具有導(dǎo)電面，所述導(dǎo)電面與所述導(dǎo)電支架電性連接。如此， 散熱器的導(dǎo)電面，導(dǎo)電支架和印刷電路板的導(dǎo)電層構(gòu)成一個完整的屏蔽腔。
本實用新型的實施例，散熱器與發(fā)熱電子元件能夠充分接觸，從而達到 良好的散熱效果。同時，散熱器的導(dǎo)電面作為屏蔽腔的一部分，與導(dǎo)電支架、 印刷電路板的導(dǎo)電層構(gòu)成一個完整的屏蔽腔，達到良好的屏蔽效果。
附困說明圖1是現(xiàn)有技術(shù)中利用散熱器散熱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖; 圖2是本實用新型實施例一的一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本實用新型實施例二的一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本實用新型實施例三的一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本實用新型實施例四的一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。 主要元件符號說明如下1彈性金屬片2散熱器3發(fā)熱電子元件4導(dǎo)熱層5PCB6熱焊盤7發(fā)熱器件8散熱器金屬凸臺9屏蔽盒10螺釘11螺母具體實施方式
本實用新型的實施例提供了一種屏蔽和散熱裝置，對于表面導(dǎo)電的散熱器，在散熱器和PCB的導(dǎo)電層之間用可導(dǎo)電支架連接，該導(dǎo)電支架圍繞被屏 蔽的發(fā)熱電子元件設(shè)置于PCB上，并且該導(dǎo)電支架與PCB的導(dǎo)電層電性連接， 使支架與散熱器和PCB的導(dǎo)電層構(gòu)成一個完整的屏蔽腔，從而使得散熱器能 夠參與對電子元件的電磁屏蔽；對于表面不導(dǎo)電的散熱器，則在散熱器上設(shè) 有導(dǎo)電面，該導(dǎo)電面可"&置于散熱器的底部或頂部，并在散熱器的導(dǎo)電面和 PCB的導(dǎo)電層之間用導(dǎo)電支架連接，使導(dǎo)電支架與散熱器和PCB的導(dǎo)電層構(gòu) 成一個完整的屏蔽腔，從而使得散熱器在散熱的同時還能發(fā)揮電磁屏蔽的作 用。以上導(dǎo)電支架可以為彈性金屬片或彈性導(dǎo)電泡棉等，可同時起到支撐和導(dǎo)電屏蔽的作用。
本實用新型實施例一的一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，圖中采用彈 性金屬片l做支架，并結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)中屏蔽盒的結(jié)構(gòu)，將屏蔽盒9的頂端設(shè) 成開口狀，且彈性金屬片1和屏蔽盒9為一體化的結(jié)構(gòu)，彈性金屬片l作為 屏蔽盒9的一部分，位于屏蔽盒9的腔體內(nèi)，圍繞發(fā)熱電子元件3設(shè)置。屏 蔽盒9的安裝則和現(xiàn)有技術(shù)相同，是焊接于PCB5上，且屏蔽盒9的底部和 PCB5的導(dǎo)電層之間電性連接。散熱器2采用鋁擠型散熱器，表面可導(dǎo)電，把 散熱器2的底部作為導(dǎo)電面，則可將散熱器2上除底部的其余部分進行陽極 處理，保留底部的導(dǎo)電特性；也可先將散熱器2進行陽極處理，然后在散熱 器2的底部鍍上一層導(dǎo)電金屬，使散熱器2的底部具有導(dǎo)電特性。對散熱器2 進行陽性處理是為了提高散熱器2的表面黑度，增加散熱能力，散熱器2上 做陽極處理的部分不能導(dǎo)電。
PCB 5的導(dǎo)電層可為PCB 5的地層銅皮。由于彈性金屬片1本身具有彈 性，所以可將散熱器2直接壓在彈性金屬片l上，使彈性金屬片1由于彈性 而抵頂于散熱器2的底部，輕松實現(xiàn)彈性金屬片1與散熱器2底部的電性連 接。如此以來，散熱器2的底部作為屏蔽盒9的頂部，和屏蔽盒9一起構(gòu)成 一個完整的屏蔽腔體，而屏蔽盒9內(nèi)圍繞發(fā)熱電子元件3設(shè)置的彈性金屬片1， 則將散熱器2和屏蔽盒9構(gòu)成的大屏蔽腔體分成了若干個小的屏蔽腔，用來 屏蔽單個發(fā)熱電子元件3的電磁輻射。
但是散熱器2僅靠自身重力壓在彈性金屬片1上，會使散熱器2和彈性 金屬片l之間的物理連接不牢固，而且對散熱器2的固定也不能達到穩(wěn)定。 因此可在散熱器2和PCB 5的對應(yīng)位置上分別設(shè)置定位孔，當(dāng)散熱器2壓在 彈性金屬片l上，并使散熱器2和PCB5的定位孔分別對應(yīng)后，將螺釘10插 入散熱器2和PCB 5的定位孔中，在螺釘10的另一端旋入螺母11擰緊，以 保證一定的頂緊力，使彈性金屬片l和散熱器2的底部充分接觸。如此以來， 散熱器2即能很好的固定在PCB 5上。
除了利用上述的螺栓固定散熱器2之外，還有其他多種固定散熱器2的 方式，例如在PCB 5上設(shè)置若干個卡座，利用卡簧將散熱器2固定在PCB 5上，也為一種較常見的固定方式，此處不加以贅述。另外，在散熱器2和發(fā)熱電子元件3之間的微小空氣間隙內(nèi)可填充導(dǎo)熱 層4，導(dǎo)熱層4采用熱界面材料，如導(dǎo)熱墊或?qū)崮z，以降低散熱器2和發(fā)熱 電子元件3之間的界面熱阻，從而更好的發(fā)揮散熱器2的散熱能力。對于高 度不同的發(fā)熱電子元件3，導(dǎo)熱層4可為厚度不同，也可為厚度相同的可壓縮 柔軟熱界面材料。發(fā)熱電子元件3所產(chǎn)生的部分熱量通過導(dǎo)熱層4傳導(dǎo)到散 熱器2上，散熱器2通過熱輻射和空氣對流將熱量擴散到周圍環(huán)境中。這樣 以來，發(fā)熱電子元件3的熱量就被最終擴散到周圍環(huán)境中，發(fā)熱電子元件3 本身的溫度下降。本實用新型實施例一，只需在散熱器2和發(fā)熱電子元件3之間填充一層 導(dǎo)熱層4，比現(xiàn)有技術(shù)中需要在屏蔽盒與散熱器之間、屏蔽盒與發(fā)熱器件之間 分別使用導(dǎo)熱層4有更好的散熱效果。圖2中的實施例一，是將屏蔽盒9中的彈性金屬片1與散熱器2的底部 電性連接。為了達到更好的電磁屏蔽效果，本實用新型的實施例二在圖2的 基礎(chǔ)上，將散熱器2的側(cè)面增設(shè)為導(dǎo)電面，即散熱器2的底部和側(cè)面都為導(dǎo) 電面。如圖3所示，彈性金屬片1與散熱器2的側(cè)面電性連接，彈性金屬片1 和屏蔽盒9為一體化的結(jié)構(gòu)，屏蔽盒9焊接在PCB 5上，并且屏蔽盒9與PCB 5的導(dǎo)電層之間電性連接。與散熱器2側(cè)面電性連接的彈性金屬片1需要根據(jù) 散熱器2的大小設(shè)置在屏蔽盒9的對應(yīng)位置，使得散熱器2插入屏蔽盒9頂 部的開口中，向下擠壓時，利用與散熱器2側(cè)面電性連接的彈性金屬片l的 彈性，將散熱器2向內(nèi)壓緊。但是，只靠彈性金屬片1的彈性力無法將散熱 器2固定牢固，因此可在散熱器2和PCB 5的對應(yīng)位置上分別設(shè)置定位孔， 當(dāng)散熱器2和彈性金屬片l之間電性連接，并使散熱器2和PCB 5的定位孔 分別對應(yīng)后，將螺釘10插入散熱器2和PCB 5的定位孔中，在螺釘10的另 一端旋入螺母ll并擰緊，以保證一定的頂緊力，使彈性金屬片l和散熱器2 的底部充分接觸。如此以來，散熱器2即能很好的固定在PCB 5上。另外， 可對散熱器2的頂部做陽性處理，以提高散熱器2的表面黑度，增加散熱能 力。本實用新型實施例三，對圖3所示實施例二中與散熱器2側(cè)面電性連接 的彈性金屬片l進行改進，如圖4所示，在屏蔽盒9的側(cè)壁上設(shè)置彈性金屬 片1,該彈性金屬片2和屏蔽盒9也為一體化的結(jié)構(gòu)。當(dāng)散熱器2插入屏蔽盒 9頂部的開口中，向下擠壓時，屏蔽盒9側(cè)壁上的彈性金屬片l被向外擠壓， 受迫變形，由于彈性金屬片1具有彈性，會給散熱器2施加一個向內(nèi)的擠壓 力，利用該擠壓力，彈性金屬片l將散熱器2向內(nèi)壓緊，使彈性金屬片l和 散熱器2側(cè)面的電性接觸良好。但是只靠彈性金屬片l的擠壓力，無法將散 熱器2固定牢固，因此可采用與以上實施例一、二中相同的螺栓或卡簧等固 定方式將散熱器2固定在PCB 5上。以上為本實用新型實施例利用彈性金屬片作支架的情況，當(dāng)然，除了利 用彈性金屬片，還有其他很多種替代方式，同樣可以實現(xiàn)本實用新型實施例 的目的。例如采用彈性導(dǎo)電金屬泡棉代替彈性金屬片，利用導(dǎo)電金屬泡棉 自身的彈性，來連接PCB和散熱器上的導(dǎo)電面，充分導(dǎo)通，實現(xiàn)電磁屏蔽腔 體的構(gòu)架。另外，為減小發(fā)熱電子元件3與散熱器2之間的導(dǎo)熱熱阻，散熱器2下 表面可設(shè)計成金屬凸臺狀。如圖5所示，為本實用新型實施例四的一種內(nèi)部 結(jié)構(gòu)示意圖，由于發(fā)熱電子元件3的高度各不相同，有些高度較低的電子元 件和散熱器2之間的空隙比較大，導(dǎo)致其空隙中間填充的導(dǎo)熱層4的厚度較 大，影響散熱效果，為解決這一問題，可以在散熱器2的下表面設(shè)計散熱器 金屬凸臺8，對應(yīng)發(fā)熱電子元件3不同的高度，散熱器金屬凸臺8的高度可調(diào) 節(jié)。其目的是減少散熱器2和導(dǎo)熱層4之間的空隙，以降低空隙間填充的導(dǎo) 熱層4的厚度，使散熱效果更好。本實用新型實施例四是在以上實施例的基礎(chǔ)上進行改進，其散熱器2采 用特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使散熱器2和發(fā)熱電子元件3之間填充的導(dǎo)熱層4的厚 度得到降低，散熱效果更好。本實用新型的實施例，其特殊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計，在對現(xiàn)有技術(shù)中的電.子 元件散熱結(jié)構(gòu)不做改動的情況下，較好的解決了散熱器發(fā)揮散熱和電磁屏蔽 雙重功能的問題，并且其結(jié)構(gòu)簡單，解決了安裝上的麻煩。以上7>開的^義為本實用新型的幾個具體實施例，^f旦是，本實用新型并非 局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本實用新型的保護 范圍。
權(quán)利要求1. 一種屏蔽和散熱裝置，其特征在于，包括導(dǎo)電支架，所述支架圍繞被屏蔽的發(fā)熱電子元件設(shè)置于印刷電路板上，且所述支架與印刷電路板的導(dǎo)電層電性連接；散熱器，設(shè)置于所述發(fā)熱電子元件上，且所述散熱器具有導(dǎo)電面，所述導(dǎo)電面與所述導(dǎo)電支架電性連接。
2、 如權(quán)利要求1所述屏蔽和散熱裝置，其特征在于，對所迷散熱器上除 導(dǎo)電面的部分進行表面處理。
3、 如權(quán)利要求2所述屏蔽和散熱裝置，其特征在于，所述表面處理為陽 極處理。
4、 如權(quán)利要求1所述屏蔽和散熱裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電支架包括 彈性金屬片或?qū)щ娊饘倥菝蕖?br> 5、 如權(quán)利要求4所述屏蔽和散熱裝置，其特征在于，所述彈性金屬片與 屏蔽盒為一體化結(jié)構(gòu)。
6、 如權(quán)利要求1所述屏蔽和散熱裝置，其特征在于，所述散熱器底部設(shè) 有金屬凸臺。
7、 如權(quán)利要求1至6中任一項所述屏蔽和散熱裝置，其特征在于，所述 散熱器和所述發(fā)熱電子元件之間設(shè)有導(dǎo)熱層。
8、 如權(quán)利要求7所述屏蔽和散熱裝置，其特征在于，所述導(dǎo)熱層為導(dǎo)熱 墊和/或?qū)崮z。
專利摘要本實用新型公開了一種屏蔽和散熱裝置，將散熱器的底部或頂部設(shè)成導(dǎo)電面，該導(dǎo)電面代替原屏蔽盒的上蓋，使散熱器導(dǎo)電面與屏蔽盒其余部分導(dǎo)通，形成有效的屏蔽腔室，即將散熱器的導(dǎo)電面作為屏蔽盒的一部分，使散熱器在充分散熱的同時還能發(fā)揮電磁屏蔽的作用。
文檔編號H05K9/00GK201104378SQ20072014373
公開日2008年8月20日 申請日期2007年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月4日
發(fā)明者周列春, 靳林芳 申請人:華為技術(shù)有限公司