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CN104770074B - 具有散热片的壳体单元 - Google Patents

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Abstract

在此描述了一种驱散或传递来自安装在壳体单元内的电子器件上的热量的装置。壳体单元包括具有第一扣件部的盖体以及具有第二扣件部的基座。基座还包括用于支撑安装有电子组件的印刷电路板(PCB)的支撑结构。散热片设置在基座内。第一扣件部和第二扣件部将盖体和基座锁定在一起，其中散热片和印刷电路板安装在支撑结构与盖体之间。

Description

具有散热片的壳体单元
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年8月31日提交的美国非临时专利申请13/601421的优先权，其全部内容合并于此以作参考。
技术领域
本发明涉及安装在壳体单元内的电子器件的热管理技术。
背景技术
各种系统和设备需要使用用于安装电子器件的壳体单元。这些壳体单元通常防止电子器件暴露至多种环境因素中，并适于在关键位置连接至系统和设备。例如，车辆上的这些壳体单元中可以包括控制电子器件，该控制电子器件用于控制升降车门、车窗、雨刮器、座椅、声学器件等等，并且可以靠近所述控制装置设置。
包函在壳体单元中的电子器件包括处理器、存储器以及其他产热组件。尽管电子器件执行的功能不断增加，尺寸仍持续减小并且密度持续增加。其结果是，将来自电子器件上的热量驱散或传递变得至关重要。
发明内容
在此描述一种用于将来自安装在壳体单元内的电子器件上的热量驱散或传递的装置。壳体单元包括具有第一扣件部的盖体，以及具有第二扣件部的基座。所述基座还包括用于支撑具有散热片的印刷电路板(PCB)的支撑结构，该散热片安装在支撑结构与盖体之间。
附图说明
图1是一种具有导热垫的散热片的实施例；
图2是一种壳体单元的实施例；
图3是散热片设置在壳体单元上的示意图；
图4是散热片位于壳体单元内的示意图；
图5是散热片设置在壳体单元内的另一示意图；
图6是具有散热片的闭合的壳体单元的示意图；
图7是图6的闭合的壳体单元的剖视图；
图8是具有通孔(vias)的闭合的壳体单元的局部剖视图；
图9是具有散热片的闭合的壳体单元的局部剖视图，该散热片直接接触组件；
图10是用于提供具有散热片的壳体单元的实施流程图。
具体实施方式
应该理解的是，为了展示相关元件以清楚理解，具有散热片的壳体单元的实施方式的描述和附图已经被简化，同时为清楚目的，省略了设置在典型的电子包装内的许多其他元件。本领域技术人员能够辨认出在形成具有散热片的壳体单元时想要和/或需要的其他元件和/或步骤。然而，由于这样的元件和步骤在本领域是熟知的且并不有助于更好的理解具有散热片的壳体单元，因而在此就不再讨论这些元件和步骤。
在此描述的非限制性的实施方式是关于具有散热片的壳体单元的。在此描述和/或附图所显示的的实施方式和变型仅以示例的方式呈现，并不用于限制范围及构思。具有散热片的壳体单元可以用于包括汽车应用的多种应用中。
通常，壳体单元一般防止电子器件暴露至多种环境因素中，并适于在关键位置中与系统和设备连接。这些电子器件名义上设置在安装于壳体单元内的印刷电路板(PCB)上。这些电子器件可以包括处理器、存储器以及其他产热组件，将来自电子器件上的热量驱散或传递变得至关重要。
图1显示了具有导热垫130的散热片100的实施例。散热片100具有顶面105、侧壁结构110以及凸缘115。顶面105还包括凹部120，该凹部120允许散热片100靠近需要传热的电子组件。顶面105还可以包括翅片或其他相似结构(未显示)，以增加散热片100的表面积并帮助传热。例如，散热片100可以为金属散热片。金属可以为铝、铜、合金等类似物，但不限于此。选择的金属除了能够传热之外，还可以提供电磁防护。散热片100可以通过多种方法制成，包括金属冲压、模压、挤出、粉末金属以及注射成型，但本发明不局限于此。
导热垫130粘附于凹部120的底面125上。导热垫130可以由石蜡、硅树脂、亚克力、陶瓷等类似材料制成，也可以是可压缩材料，但不限于此。导热垫130利用例如传热带、涂膜表面等协助热量传递，该热量远离正在冷却的电子组件并进入凹部120的底面125。
图2显示了一种壳体单元的实施例，该壳体单元具有通过铰链机构215连接的盖体205和基座210。盖体205包括顶面220、侧壁结构225以及扣件机构上的部件232。顶面220还包括孔235。顶面220、侧壁结构225以及孔235的大小和结构与图1的散热片100对应。
基座210包括底面240、侧壁结构242、244、246、248以及扣件机构上的配合部件234。基座210还包括加强筋270、274以及侧壁结构244上用于支撑印刷电路板(PCB)260的镜像加强筋，加强筋270、274从底面240向上延伸至侧壁结构248上的预定高度，印刷电路板(PCB)260以透明视角显示并具有指定进行传热的区域262。该区域262为印刷电路板(PCB)260上的电子组件需要传热的地方。可以包括支柱272和276，为印刷电路板(PCB)260提供额外的支撑，其中支柱272和276的高度也为预定高度。如以下显示的，预定高度允许散热片结构(例如散热片或导热垫)紧挨区域262。
如图所示，扣件机构包括两部分，部件232和配合部件234。扣件机构可以允许使用多种机构。例如，扣件机构可以为卡扣配合机构，其中部件232可以为一对开口环(windowedtabs)，配合部件234可以为侧壁结构242的外表面上的一对凸起件。如图6所示，在闭合位置，凸起件装配至开口环中以密封壳体单元200。
壳体单元200可以由多种材料构成，该材料包括塑料和金属，但本发明并不局限于此。壳体单元200也可以使用多种方法制造，该制造方法包括，壳体单元200可以允许做成单独的盖体和基座或作为单独工件，但本发明不局限于此。正如此处所述，铰链机构215连接盖体205和基座210。铰链机构215可以使用多种机构。如果壳体单元200为单独的工件，铰链机构215可以为集成的塑料铰链。
图3显示了一种实施例中的散热片302设置在一种实施例中的壳体单元304上的打开的装配视图300。如上所述，散热片302具有凹部310，壳体单元304具有加强筋322和326以及支柱324和328，例如，用于支撑印刷电路板(PCB)330。散热片302设置为使得凹部310位于指定传热的支撑印刷电路板(PCB)330的区域340的上面。图4显示了设置在壳体单元404内的散热片402的示意图400。特别地，散热片402位于印刷电路板(未显示)上。
图5显示了一种实施例中的散热片502设置在一种实施例中的壳体单元504上的打开的装配视图500。如在此所描述的，散热片502可以包括凹部510、侧壁结构515以及凸缘520。导热垫525可以粘附在凹部510的表面上。壳体单元504具有加强筋532和536以及支柱534和538，例如，用于支撑印刷电路板(PCB)540。印刷电路板(PCB)540具有指定用于传热的区域542。壳体单元504还包括侧壁结构545和孔(不可见)。如图所示，侧壁结构545和孔为标准尺寸，用以接受侧壁结构515和散热片502的凸缘520。
图6显示了一种实施例中的散热片610设置在一种实施例中的壳体单元605上的打开的装配视图600。如图所示，开口环615卡扣配合在凸起件620上，以紧固壳体单元605。散热片610的顶部通过例如图2所示的孔暴露在外部环境中。
图7显示了闭合的具有散热片704的壳体单元702的一种实施例沿图6的线A-A的剖视图700。印刷电路板(PCB)725设置在支柱715、717和719的上面。印刷电路板(PCB)725具有可能需要传热的组件727和729。壳体单元702还包括盖体712，盖体712具有侧壁结构730和孔(不可见)。散热片704具有侧壁结构735、凹部740和凸缘745。导热垫750粘附于凹部740的表面上。
在闭合的装配位置，导热垫750位于组件727和729的上面，以将热量传递至散热片704。侧壁结构730与侧壁结构735和745之间的配合特性允许散热片704设置在盖体712与印刷电路板(PCB)725之间。这也保证当安装时印刷电路板(PCB)725沿肩部抵靠在支柱715、717和719上。因此，壳体单元结构省略了螺纹或其他外部结构以将散热片704安装在壳体单元702上，并将印刷电路板(PCB)725安装至壳体单元702或散热单元704上。这也减小了壳体单元结构的重量、成本和装配时间。
图8显示了具有一种实施例的散热片804的闭合的壳体单元802的另一种实施例的局部剖视图800。正如在此描述的，散热片804具有侧壁结构835，以及凹部840。导热垫850粘附于凹部840的表面。壳体单元802包括基座810，该基座810具有支柱815和817，印刷电路板(PCB)825抵靠在支柱815和817上。印刷电路板(PCB)825具有可能需要传热的组件827和829。印刷电路板(PCB)825也可以包括通孔830，通孔830协助通过印刷电路板(PCB)825传导热量离开组件827和829，并朝向导热垫850和最终的散热片804传递。
图9显示了具有一种实施例的散热片904的闭合的壳体单元902的一种实施例的局部剖视图900。散热片904通过导热垫950直接接触组件927和929。正如在此描述的，散热片904具有侧壁结构935以及凹部940。壳体单元902包括基座910，该基座910具有加强筋915和支柱917，支撑印刷电路板(PCB)925抵靠在支柱917上。导热垫950与组件927和929直接接触，通过导热垫950将热量传递至散热片904上。
图10显示了将来自具有电子组件的壳体单元的热量驱散的实施流程图1000。该流程包括：(1005)设置散热片；(1010)提供包括第一扣件部的盖体；(1015)提供包括第二扣件部和支撑安装有电子组的印刷电路板(PCB)的支撑结构的基座；(1020)散热片设置在基座内；(1025)盖体和基座使用第一扣件部和第二扣件部相互锁定，散热片和印刷电路板(PCB)安装在支撑结构与盖体之间。
尽管以上描述的特征和元件为特殊组合，每个特征或元件都能单独使用而无需其他特征或元件，或者使用在具有或无需其他特征或元件的各种组合中。

Claims (19)

1.一种用于电子组件的壳体单元，该壳体单元包括：
散热片，该散热片包括散热片侧壁结构，该散热片侧壁结构包括凸缘；
盖体，该盖体包括第一扣件部和盖体侧壁结构；
基座，该基座包括第二扣件部和支撑结构，所述支撑结构设置为从下方支撑安装有电子组件的印刷电路板(PCB)；以及
所述第一扣件部和所述第二扣件部设置为将所述盖体和所述基座锁定在一起，其中所述散热片安装在所述壳体单元上且所述印刷电路板通过所述散热片侧壁结构的所述凸缘固定至所述壳体单元上，并且所述散热片的所述凸缘和所述印刷电路板设置在所述支撑结构与所述盖体侧壁结构之间。
2.根据权利要求1所述的壳体单元，其中，所述散热片还包括凹部，所述凹部紧邻安装的所述电子组件设置。
3.根据权利要求1所述的壳体单元，其中，所述支撑结构包括至少一个支柱和至少一个加强筋。
4.根据权利要求1所述的壳体单元，其中，所述散热片包括导热垫。
5.根据权利要求4所述的壳体单元，其中，所述导热垫与安装的所述电子组件直接接触。
6.根据权利要求4所述的壳体单元，其中，所述印刷电路板设有通孔，并且所述导热垫与所述印刷电路板接触。
7.根据权利要求1所述的壳体单元，其中，所述盖体和所述基座为一体件。
8.一种用于安装有电子组件的印刷电路板的壳体单元，该壳体单元包括：
散热片，该散热片包括散热片侧壁结构，该散热片侧壁结构包括凸缘；
盖体，该盖体包括盖体侧壁结构；
基座，该基座设有支撑结构以从下方支撑所述印刷电路板；以及
与所述盖体和所述基座集成的扣件，其中所述扣件设置为锁定所述盖体和基座，以牢固地将所述散热片保持在所述壳体单元上且牢固地将所述印刷电路板通过所述散热片侧壁结构的所述凸缘固定保持在所述壳体单元上，并且所述印刷电路板和所述散热片的所述凸缘设置在所述支撑结构与所述盖体侧壁结构之间。
9.根据权利要求8所述的壳体单元，其中，所述散热片还包括凹部，所述凹部紧邻安装的所述电子组件设置。
10.根据权利要求8所述的壳体单元，其中，所述支撑结构包括支柱和加强筋。
11.根据权利要求8所述的壳体单元，其中，所述散热片包括导热垫。
12.根据权利要求11所述的壳体单元，其中，所述导热垫与安装的所述电子组件直接接触。
13.根据权利要求11所述的壳体单元，其中，所述印刷电路板设有通孔，并且所述导热垫与所述印刷电路板接触。
14.一种用于在壳体单元内为电子组件传热的方法，该方法包括：
提供散热片，该散热片包括散热片侧壁结构，该散热片侧壁结构包括凸缘；
提供盖体，该盖体包括第一扣件部和盖体侧壁结构；
提供基座，该基座包括第二扣件部和支撑结构，该支撑结构设置为从下方支撑安装有电子组件的印刷电路板(PCB)；
将所述印刷电路板定位在所述基座内，以使得所述印刷电路板支撑在所述支撑结构上；
将所述散热片定位在所述基座内；以及
利用所述第一扣件部和所述第二扣件部将所述盖体和基座锁定在一起，其中所述散热片安装在所述壳体单元上且所述印刷电路板通过所述散热片侧壁结构的所述凸缘固定在所述壳体单元上，并且所述散热片的所述凸缘和所述印刷电路板设置在所述支撑结构与所述盖体侧壁结构之间。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述散热片包括凹部，所述凹部紧邻安装的所述电子组件设置。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述支撑结构包括至少一个支柱和至少一个加强筋。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述散热片包括导热垫。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述导热垫与安装的所述电子组件直接接触。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述印刷电路板中形成有通孔，并且所述导热垫与所述印刷电路板接触。
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