CN101427619A - 小型面的板级emi屏蔽和热管理装置及其所用的弹簧夹 - Google Patents

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Abstract

根据本公开的各种方面，提供了能够为一个或多个电元件提供板级屏蔽，同时还能提供耗散由一个或多个电元件生成的热的小型面装置的示例性实施方式。在一个具体实施方式中，装置大体上包含可弹性压缩EMI垫圈、吸热器和弹簧夹。该弹簧夹具有带足部的弹性支脚。所述足部构造成接合所述板。当所述足部接合该板时，就产生夹紧力，该夹紧力大致朝着该板压缩地偏压该吸热器和可弹性压缩EMI垫圈。

Description

小型面的板级EMI屏蔽和热管理装置及其所用的弹簧夹
技术领域
本公开总体上(但非排他地)涉及小型面的装置，该小型面装置包含弹簧夹，并且能够提供板级EMI屏蔽并耗散由板的一个或多个电元件产生的热。
背景技术
此部分的描述仅提供与本公开相关的背景信息，可能不构成现有技术。
电子设备包括被安装或者支承在基板上的且可能对电磁干扰(EMI)和射频干扰(RFI)敏感的电元件和电路。这种EMI/RFI干扰可源自电子设备内的内部源和/或外部EMI/RFI干扰源。干扰可能导致重要信号衰减或完全丢失，使得电子设备效率低下或者不起作用。因此，电路(有时被称为RF模块或收发机电路)通常需要EMI/RFI屏蔽以便正常运行。EMI/RFI屏蔽不仅可降低来自外部源的干扰，而且还会降低来自模块内的各种功能块的干扰。
如文中所使用的，术语“EMI”应被认为通常包含并且指的是EMI和RFI发射，而术语“电磁”应被认为通常包含且指的是来自外部源和内部源的电磁和射频。因此，术语屏蔽(如文中所使用的)通常包含并且指的是例如EMI和RFI屏蔽，以防止(或者至少降低)EMI和RFI相对于其中设置有电子设备的壳体或其它外壳的进入和离开。
举例来说，印刷电路板(PCB)的电子电路或元件通常覆盖有屏蔽，以将EMI局限在其源中并且隔离在该EMI源附近的其它器件。这种屏蔽可被焊接或通过其他方式固定在PCB上，因而增加了PCB的总体尺寸。但是，修理或更换被覆盖的元件可能要将被焊接的屏蔽清除掉，这是一个昂贵和费时的而且甚至会损坏PCB的任务。
另外，许多电子或电元件生成大量热(例如，电阻器、功率晶体管、微处理器等等)。过量的热积累会导致产品寿命和可靠性降低。因此，已经提出多种用于除去电子或电元件生成的热的结构。
发明内容
根据本公开的各个方面，提供了能够提供板级EMI屏蔽和耗散由板的一个或多个电元件生成的热的小型面(low—profile)装置的示例性实施方式。其它方面涉及小型面的板级屏蔽和热管理组件的元件。进一步的方面涉及使用小型面的板级EMI屏蔽和热管理组件的方法。另外的方面涉及制造小型面的板级EMI屏蔽和热管理组件的方法，以及制造其元件的方法。
在一个具体实施方式中，装置通常包含可弹性压缩的EMI垫圈，吸热器和弹簧夹。所述弹簧夹具有带足部的弹性支脚。所述足部构造成接合所述板。当所述足部接合所述板时，就产生夹紧力，该夹紧力大致朝着所述板压缩地偏压所述吸热器和可弹性压缩EMI垫圈。
其它示例性实施方式包括可与小型面的板级EMI屏蔽和散热组件一起使用的弹簧夹。在一个这样的实施方式中，弹簧夹大致包含从连接件向下悬置的弹性支脚。所述连接件和弹性支脚可相配合地限定大致为倒U形的轮廓。所述弹性支脚可具有大致为U形的足部，所述足部用于接合支承一个或多个电元件的板。当所述足部脱离所述板时，所述连接件可被弹性偏压为具有第一大致凹形的构造。但是，当所述弹簧夹的足部接合所述板时，所述连接件可挠曲成第二大致平坦的构造。所述被弹性偏压的连接件挠曲成第二大致平坦的构造可大致在所述连接件和所述板之间产生夹紧力。
另外的实施方式涉及提供板级EMI屏蔽和从板的一个或多个电元件耗散热的方法。在一个这样的实施方式中，方法大致包含相对于所述板定位具有弹性支脚的大致为倒U形的弹簧夹，以使所述弹性支脚的大致为U形的足部接合所述板。所述足部与所述板的接合可施加夹紧力，该夹紧力大致朝着所述板压缩地偏压吸热器和EMI垫圈。
本公开的另外的方面和特征将从以下提供的详细说明中显而易见。另外，本公开的任何一个或多个方面可单独实现，或者与本公开的其它方面中的任何一个或多个相组合地实现。应理解，详细说明和特定实施例尽管指示了本公开的示例性实施方式，但是它们仅是为了说明的目的而不是要限制本公开的范围。
附图说明
文中所述的附图仅是说明性的，而不旨在以任何方式限制本公开的范围。
图1是根据一个示例性实施方式的能够提供板级EMI屏蔽和热管理的小型面装置的分解立体图；
图2是图1所示装置的分解仰视立体图；
图3A和3B分别是在图1和2所示的装置已经设置在板的电元件上从而提供EMI屏蔽和散热之后的俯视和仰视立体图；
图4是图3A所示装置沿图3A内的剖切线4-4剖取的剖视图；
图5是图1所示的弹簧夹的立体图；
图6是图5所示的弹簧夹的仰视立体图；
图7是图5所示的弹簧夹的正视图；
图8是图5所示的弹簧夹的侧视图；
图9是根据另一个示例性实施方式的能够提供板级EMI屏蔽和热管理的小型面装置的分解立体图；
图10是图9所示的装置的分解仰视立体图；
图11是在图9和10所示的装置已经设置在板的电元件上从而提供EMI屏蔽和散热之后的立体图；
图12是图11所示装置沿图11内的线12-12剖取的剖视图；并且
图13是根据另一个示例性实施方式的弹簧夹的立体图。
具体实施方式
下文的说明本质上仅是示例性的，而绝不是要限制本公开、应用或使用。
根据本公开的各个方面，提供了能够提供板级的EMI屏蔽以及耗散由板的一个或多个电元件生成的热的小型面装置的示例性实施方式。其它方面涉及小型面的板级EMI屏蔽和热管理组件的元件。进一步的方面涉及使用小型面的板级EMI屏蔽和热管理组件的方法。另外的方面涉及制造小型面的板级EMI屏蔽和热管理组件的方法，以及制造它们的元件的方法。
在各种实施方式中，装置通常包含用于将该装置电接地到板(例如印刷电路板等)上的板级EMI屏蔽垫圈(例如，导电弹性体，等等)。该装置还包括一个或多个结构来耗散由表面安装到板上或通过另外的方式被板支承的一个或多个电元件生成的热。散热结构还可在文中大体上涉指吸热器或放热器。
在一些实施方式中，吸热器可与EMI垫圈配合以为该装置设置在其上的一个或多个电元件(例如，电子仪器组件、电路等等)提供EMI屏蔽和热管理(例如，散热和冷却等等)。热界面(例如，热界面材料、导热材料垫等等)通常可设置在吸热器和被屏蔽的电元件之间。热界面可促进由电元件所生成的热向吸热器的传递。
在一些实施方式中，热界面材料和可弹性压缩的EMI垫圈可结合或连接(例如，粘性连接、经由就地成型(form—in—place)配送设备配送、模制上等等)到载体上。可选实施方式可包括不包含单独载体件的小型面EMI屏蔽和热管理装置。在这样的实施方式中，例如，一种或多种合适的材料可直接结合或连接到吸热器上，从而形成可弹性压缩的EMI垫圈和/或热界面。举例来说，各种实施方式包括可粘性连接、经由就地成型配送设备配送和/或模制(例如，包覆模制到其上，等等)到吸热器上的导电和导热弹性体。在一些实施方式中，导电弹性体直接连接到吸热器以形成可弹性压缩的EMI垫圈，并且另一种材料也连接到吸热器以形成热界面。在这样的实施方式中，热界面材料优选地包括其导电性比用于形成EMI垫圈的导电弹性体更好的材料，但是这并不是所有实施方式所必需的。
在屏蔽和热管理装置的各种实施方式中，采用弹簧作用的保持装置(例如，弹簧夹、夹具等等)来提供实现低热阻抗的机械或夹紧力。在这些实施方式中，弹簧作用保持设备可具有弹性支脚并且在文中通常称为弹簧夹。因此，各种实施方式包含具有接合部件(例如，U形足部，等等)的弹簧夹。接合部件可构造成例如通过穿过板内的对应孔定位接合部件然后接合(例如，在下面钩住等等)该板的下表面来接合板。此下表面可以是板的最下面的表面，但是这并不是必需的。另外或可选择地，弹簧夹的接合部件可通常围绕板的侧面(而不是穿过板内的孔)定位，从而接合板的下侧或板的下表面部分。当弹簧夹安装和接合到板上时，可产生足够的机械力或夹紧力以便大致朝板压缩偏压吸热器。在此示例性方式中，弹簧夹可有助于产生和保持足够的接触以便使EMI屏蔽和热管理装置具有低热阻抗和良好的散热性能。
在一些实施方式中，弹簧夹施加的偏压力还可有助于将吸热器向下牢固地压紧在EMI垫圈和/或热界面上。这继而有助于减小任何间隙，例如EMI垫圈和吸热器之间的间隙，吸热器和热界面之间的间隙，和/或EMI垫圈和板之间的间隙。减小(并且，在一些情况下消除)这种间隙从而可抑制电磁能量通过这些间隙或从这些间隙泄漏出去。
EMI屏蔽和热管理装置的多种元件中的任何一种可使用多种材料。一些实施方式包括片状金属吸热器和/或片状金属载体。这些和其它实施方式还可包含由导电弹性体形成的EMI垫圈，和由(也可以是导电的)导热弹性体形成的热界面。形成EMI垫圈和/或热界面的弹性体材料可设置(例如，连接，粘性连接，经由就地成型配送设备配送，模制、包覆模制等等)到载体和/或直接设置到吸热器上。
在包含载体的那些实施方式中，该载体可有助于当在弹簧夹安装之后EMI垫圈被压缩时保持EMI垫圈的平面图形状。该载体还可提供用于支承(例如，连接，承载，等等)热界面的表面。
在一个具体实施方式中，装置通常包含可弹性压缩的EMI垫圈、吸热器和弹簧夹。弹簧夹具有包含足部的弹性支脚。该足部配置成接合板。当足部接合板时，生成通常朝板压缩地偏压吸热器和可弹性压缩EMI垫圈的夹紧力。
其他示例性实施方式包含可与小型面的板级EMI屏蔽和散热组件一起使用的弹簧夹。在一个这样的实施方式中，弹簧夹通常包含从连接部件上向下悬置的弹性支脚。连接部件和弹性支脚可共同限定大致倒U形的轮廓。弹性支脚可具有大致为U形的足部，该足部用于接合支承一个或多个电元件的板。当该足部脱离该板时，该连接部件可被弹性偏压以具有第一大致凹形构造。但是，当弹簧夹的足部接合板时，该连接件可挠曲为第二大致平坦的结构。被弹性偏压的连接件挠曲成第二大致平坦的结构可大致在连接部件和板之间产生夹紧力。
另外的实施方式涉及用于提供板级EMI屏蔽和从板的一个或多个电元件散热的方法。在一个这样的实施方式中，一种方法通常包含相对于板定位具有弹性支脚的大致为倒U形的弹簧夹，以使该弹性支脚的大致为U形的足部接合该板。足部与板的接合可提供夹紧力，该夹紧力可大致朝板压缩地偏压吸热器和弹性压缩的EMI垫圈。
图1至4示出实现本公开的一个或多个方面的示例性组合小型面EMI屏蔽和热管理装置100。如图所示，装置100通常包含可弹性压缩EMI垫圈104、吸热器108、热界面110、载体112和弹簧夹114。
图3和4示出设置在电元件116上的装置100，该电元件116继而表面安装(或者以其他方式被支承在)板120上。装置100可屏蔽电元件116并且耗散由电元件116生成的热。例如，装置100可屏蔽电元件116不受从装置100外部的其他元件(未示出)发出的电磁干扰(EMI)影响，和/或防止由电元件116发出的EMI干扰装置100外部的其他电子或电元件(未示出)。装置100可与多种电元件(例如表面安装的电子元件、电子仪器组件和印刷电路板的集成电路)一起使用。
如图1和2所示，EMI垫圈104通常包括周边壁124。尽管所示的EMI垫圈104包含大致呈矩形结构的四条周边壁124，但是其它实施方式可包含具有多于或少于四条的周边壁和/或构成为非矩形(例如，三角形、六边形、圆形等等)的周边壁的EMI垫圈。
每个垫圈壁124包括向内延伸的肩部128。肩部128提供了表面，载体112可沿该表面被设置、连接、粘结、支承等等。肩部128使得装置100的处理和组装更加容易。可选实施方式提供了不包含单独载体的组合小型面EMI屏蔽和热管理装置。例如，图9到12示出装置200，在该装置中热界面210(例如，导热弹性体(其可以是导电的或不导电的)，等等)可直接设置在或设置到吸热器208上。在这种实施方式中，热界面210可粘性连接到、经由就地成型配送设备配送到和/或模制到(例如，包覆模制到，等等)吸热器208上。还如图9至12所示，装置200还包括EMI垫圈204和弹簧夹214。
返回参照图1和2，EMI垫圈104还包括相对打开的上表面或窗口156。EMI垫圈104构造成壁124的下边缘129基本是直的。边缘129可提供用于接触和紧靠板120的合适表面，由此这种接触或紧靠可将装置100接地到板120。
EMI垫圈104可使用多种材料，这些材料优选是可弹性压缩的。在一个优选实施方式中，EMI垫圈104由导电弹性体模制而成。可选的是，EMI垫圈104可用其它材料和/或通过其它制造过程形成。举例来说，其它实施方式包括用片状金属或丝网形成的EMI垫圈。
在各种优选实施方式中，EMI垫圈104还可用一种或多种具有足够弹性或柔性的材料制成，以允许EMI垫圈104至少部分地靠着板120的地线(ground trace)115偏转(图4)。此偏转可有助于减小(并且在一些情况中，消除)EMI垫圈104和板120之间在安装弹簧夹114之后的任何间隙。这继而可抑制电磁能量通过EMI垫圈104和板120之间的界面或者通过该界面泄漏出去。
在各种实施方式中，EMI垫圈104由这样的材料形成，即该材料允许EMI垫圈104的压缩或偏转(deflection)量在该垫的自由或未压缩高度的大约20％和大约50％之间。在一些实施方式中，EMI垫圈104的设计可形成为具有处理组装公差的固有或内在能力。可选的是，还可使用其它合适的构造(例如形状、尺寸等等)、材料和制造方法来制造EMI垫圈104。
装置100还包括吸热器108。此吸热器108可有助于耗散、除去和/或扩散由电元件116生成的热。另外，吸热器108还可与EMI垫圈104配合地操作从而为电元件116提供屏蔽。
如图3和4所示，吸热器108的一部分可大致设置在***热界面110和EMI垫圈104上。因此，吸热器108和/或热界面110可用作用于覆盖EMI垫圈104的窗口156的盖子。以此示例性方式，EMI垫圈104和吸热器108和/或热界面110可共同为其上设置有装置100的电元件116提供EMI屏蔽。
在图4所示的示例性实施方式中，吸热器108包括具有大致中空内部的热管，该热管优选填充有流体。在一些实施方式中，热管还可沿其内表面包含较细的凹槽。可选的是，吸热器108可能具有其它构造。例如，吸热器108可包括一块大致平坦的片状金属。此外，吸热器实施方式可包括与装置的另一个元件成一体地形成的散热表面，其中散热表面向外延伸离开EMI垫圈壁。另外的实施方式可包括具有其它形状和尺寸的固体吸热器和/或吸热结构。
吸热器108可用多种材料经由多种制造方法形成。优选的是，吸热器材料是良好的热导体，并且在一些实施方式中还是良好的EMI屏蔽材料。在各种实施方式中，吸热器108可通过弯曲或折叠一块片状金属一体式地或单块地形成为单个元件结构。可选的是，吸热器108可使用其它示例性制造方法和材料，例如铍铜合金、铝、黄铜、磷青铜等等。在一些实施方式中，吸热器108可包括裸露或无涂层的金属。在一些其它实施方式中，吸热器108可包含涂覆有合适的导电镀层的金属以实现与EMI垫圈104的流电兼容(galvanic compatibility)。
图5到8示出可用于装置100的示例性弹簧夹114。弹簧夹114可构造为提供实现低热阻抗的机械或夹紧力。如图3和4所示，弹簧夹114可构造为用于大致朝板120压缩地偏压吸热器108。以此示例性方式，弹簧夹114可有助于产生和维持足够的接触以便使装置100具有低热阻抗和良好的散热性能。
在一些实施方式中，安装的弹簧夹114施加的偏压力还可有助于将吸热器108向下牢固地压紧在EMI垫圈壁124和/或热界面110上。这继而可有助于减小(并且在一些情况下，消除)各种元件之间的间隙，例如EMI垫圈104和板120之间的间隙，以及EMI垫圈104和吸热器108之间的间隙。因此，安装的弹簧夹114施加的夹紧力可有助于抑制电磁能量进入EMI垫圈壁124内限定的内部或者从中泄漏出去。
继续参照图5至8，所示的弹簧夹114包括连接件130和从连接件130向下和向外悬置的弹性支脚132。支脚132具有足部或接合部136。足部136构造成弹性接合或卡在板120的下表面121下(图3B)。如图所示，下表面121包括板120的底面(但是，这不是必需的)。
在具体示出的实施方式(图3B)中，板120包括构造成通过其中接纳弹簧夹的足部136的孔或开口127。在足部136通过孔127被定位之后，足部136然后可接合板的下表面121。可选择地，装置100还可与不具有任何这样的开口或孔127的板一起使用。在这样的可选实施方式中，弹簧夹的接合件或足部可构造成大致围绕板的侧边(而不是穿过板内的孔)定位，从而接合板的下侧或下表面121。
弹簧夹足部136与板120的下表面121的弹性接合可使连接件130挠曲、偏转和/或变形。在此具体实施方式中，连接件130被弹性偏压成第一大致凹形构造(图7)。但是，连接件130可弹性挠曲、偏转和/或变形成第二大致平坦的构造(图3和4)。被弹性偏压的连接件130的此挠曲可产生大致施加在板120和连接件130之间的夹紧力。
如图7所示，当弹簧夹的足部136没有接合到板120上时，连接件130具有大致凹形或者U形的轮廓。另外，图5将连接件130的上表面示出为大致呈矩形且具有两个半圆形的切口部分138和140。在一些实施方式中，半圆形切口部分138和140可被构造(例如，成形、确定尺寸、定位等等)成用于提高支脚132的柔性和/或连接件130的柔性。可选择地，连接件130可采用其它构造(例如形状、尺寸等等)。
继续参照图7，弹簧夹的支脚132相对于连接件130倾斜地向外悬置或延伸。这一大致向外的成锥形倾斜(tapering)或张开使得当连接件130从其第一大致凹形构造挠曲到其第二大致平坦构造时，支脚132变得垂直并且间隔开以在合适的位置与板对直。可选择的弹簧夹实施方式可包含通常沿直线向下或者垂直于连接件130延伸或悬置的或者相对于连接件130向内延伸的一个或多个支脚。此外，其他的实施方式可包括具有多于或少于四个支脚的弹簧夹，和/或一个或多个具有不同构造(例如，形状，大小，等等)支脚的弹簧夹。
继续参照图5至8，支脚132具有接合部136，该接合部136包含向内的足状延伸部，该延伸部具有大致为U型的横向轮廓。尽管所示实施方式示出具有大致为U形的横截面或横向轮廓的足部136，但是，根据例如其中将使用装置100的具体应用，其他横截面形状(例如，L形、斜截(angularly truncated)U形，等等)也是可行的。例如，图13示出具有可选的足部拓扑结构或构造的弹簧夹314，下文将对此进行更详细地说明。
返回参照图3B，在足部136接合到或卡在板120下侧(图3B)之后，连接件130的轮廓已经从其大致为凹形的倒U形轮廓(图7)改变、挠曲或者变形为更加平坦的轮廓(图3)。在各种实施方式中，弹簧夹114由这样的材料制成，其具有足够的弹性或弹力以允许连接件130的轮廓发生改变，以使支脚132可向下移动以便大致在板120下方定位和卡住足部136，然后以足够的恢复力进行响应(在足部136设置在板120下方之后)从而在所示的实施方式中弹簧夹114大致朝EMI垫圈104、热界面110、载体112、电元件116和板120偏压吸热器108。在一个具体实施方式中，弹簧夹114由厚度为大约0.2毫米的片状金属形成。可选择的是，弹簧夹114可使用其它合适的材料。
在足部136已经接合或卡在板120下方(图3)之后，弹簧夹114的弹性或弹力从而可施加压缩偏压压力，将吸热器108向下压在热界面110上。因此，弹簧夹的足状端部136施加的此偏压压力可有助于将吸热器108牢固地向下压在热界面110上，从而有助于在吸热器108和热界面110之间以及在热界面110和电元件116之间保持良好的热接触。在一些实施方式中，弹簧夹的足部136(当接合板下表面121时)施加的偏压力还可有助于将吸热器108牢固地向下压在EMI垫圈壁124上。这继而可有助于减小EMI垫圈104和吸热器108之间的任何间隙，从而防止电磁能量通过吸热器108和EMI垫圈104之间的界面或者通过该界面泄漏出去。因此，安装好的弹簧夹114施加的夹紧力可有助于防止电磁能量进入EMI垫圈壁124限定的内部或者从该内部泄漏出去。
在一些实施方式中，弹簧夹支脚132的下表面170还可用作凸轮面。在这样的实施方式中，弹簧夹支脚132的弯曲下表面170与板120之间的接触可大致向外推压支脚132。这继而使得支脚端部136可大致滑动通过孔127，和/或大致滑过板120的侧边。在足部136穿开板下表面121之后，足部136就可大致内弹以从而与板120的下表面121接合或互锁。
在图1至4所示的实施方式中，装置100包括设置在吸热器108和电元件116之间的热界面110。热界面110可包括设置在电元件116上的一个或多个单独层，和/或设置在吸热器108的下表面164上的一个或多个单独层。
热界面110可使用宽范围的材料。在一个优选实施方式中，热界面110包括模制的导热弹性体。该导热弹性体可以是导电的，也可以是不导电的。在一些实施方式中，热界面110用充有陶瓷或金属颗粒的弹性体材料制成。可选实施方式可包括以橡胶、凝胶、油脂或石蜡等等为基剂的陶瓷颗粒、铁氧体电磁干扰/射频干扰(EMI/RFI)吸收材料、金属、玻璃纤维网形成的热界面。可选的实施方式可提供不包含单独的热界面110的装置。在这种实施方式中，吸热器可直接物理接触并且紧靠该装置设置在其上的一个或多个电或电子元件。
为了进一步说明各个方面及其可能的优点，仅仅以说明的目的而不是为了限制的目的给出以下实施例。在此具体实施例中，元件被构造成当弹簧夹114没有夹在板120上时具有以下高度尺寸：板120的高度为大约1毫米，电元件116的高度为大约0.65毫米，吸热器108的高度为大约1.3毫米(或者，当用大致平的一块片状金属形成时为大约0.2毫米)，热界面110的高度为大约0.13毫米，EMI垫圈104的高度为大约1.0毫米，并且弹簧夹114的片状金属厚度为大约0.20毫米。进而，在本实施例中，并且在通过将弹簧夹114的足部136接合或夹在板下表面121下方而安装弹簧夹114之后，板120上方的总(压缩减小)高度可以是大约2.3毫米(或者，当吸热器108由大致平坦的一块片状金属形成时为大约1.2毫米)。可选的是，可例如根据EMI垫圈104的偏转需求并根据电元件116的高度而实现较小的总高度。另外，上述实施例中的安装好的弹簧夹114可施加大约130牛顿或者30磅的夹紧力，该夹紧力在一些实施方式中足以促进热垫片充分接触(wet—out)或者消除(或者至少减小)空气间隙以便提供高效的热传递。此夹紧力可分布在EMI垫圈104和热界面110之间。此段落内提出的尺寸和其它数值(以及文中所述的所有尺寸和数值)仅是用于说明，因为该装置及其元件可例如根据具体应用(例如将要被屏蔽的元件、整个装置内的空间考虑、EMI屏蔽和散热需求以及其他因素)而构造为具有不同的尺寸和/或提供具有不同数值的操作参数。例如，弹簧夹114的材料和厚度可改变以改变安装好的弹簧夹114施加在装置100上的夹紧力的大小。举例来说，弹簧夹可构造成向热界面施加0.14兆帕(或每平方英寸大约20磅)的压力，在一些实施方式中这基本上足以实现好的热性能。或者，例如，弹簧夹114可构造成为，当该装置与12毫米×12毫米的电元件116一起使用时，向热界面施加每平方英寸大约24牛顿或5.5磅的力。另外，各种实施方式可提供这样的组件，即该组件在10GHz下具有约100dB的EMI屏蔽性能，并且EMI垫圈104可相对于该EMI垫圈的自由高度压缩大约50％。
例如，图13示出具有可选足部拓扑结构或构造的弹簧夹314，下文将对此进行更详细的说明。在此具体实施例中，弹簧夹314仍包含从连接件330悬置的支脚332，当弹簧夹的足部336没有接合到板上时，该连接件具有大致凹形或U形的轮廓。
但是，在此示例性实施方式中，弹簧夹的足部336构造成***板中的孔，然后可相对于该板滑动地移动，以便大致在弹簧夹330的上下肩部或止挡337A、337B之间卡住并且接合该板。当板被卡在并且接合在大致上下肩部337A和337B之间时，弹簧夹314可从图13所示的大致为凹形的构造弹性挠曲、偏转和/或变形为基本上更为平坦的构造。被弹性偏压的连接件330的此挠曲可产生夹紧力，该夹紧力大致施加在板和连接件330之间。
在一个具体实施方式中，弹簧夹314用片状金属形成，从而如图13所示，足部336大致是平的且为钩形。可选的是，弹簧夹314可使用其它材料、形状和构造。
有利的是，各种实施方式使得消费者/制造商可节约成本。这是因为消费者/制造商可购买组合的EMI屏蔽和热管理装置(例如，作为成套件，等等)，而不是购买分别提供EMI屏蔽和热管理的单独装置。
另外，各种实施方式可使EMI屏蔽和热管理具有较小的电元件和电路板布图，例如与移动电话和其它无线/RF设备相关联的电子元件和电路板布图。由于电子元件和布图的尺寸减小，所以各种实施方式能够有助于满足增加这种小的电子元件和布图的散热的需求。
文中使用一些用语仅是为了参考而不是为了限制本发明。例如，诸如“上”、“下”、“上方”、“下方”、“前”、“后”、“后部”、“底部”和“侧面”的用语可指示所参照的附图中的方向，并且/或者可描述元件的一些部分在相容但任意的参照系内的取向，通过参照对所讨论元件进行描述的文字和相关附图会变得清楚。这样的用语可包括以上特别提到的词语、其派生词和同源词。同样，术语“第一”、“第二”和其他这样的涉及结构的数字术语不暗示顺序或次序，除非上下文清楚指出。
当介绍本公开的元件或特征和示例性实施方式时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示具有一个或多个这样的元件或特征。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在包括，表示除了这些特别说明的之外，还可能具有其他的元件或特征。还应理解的是，本文描述的方法步骤、工艺和操作不应解释为必须要以讨论或示出的具体顺序进行，除非特别说明按顺序进行。还应理解的是，可采用其他步骤或可替换步骤。
本公开的描述本质上仅为示例性的，因而没有偏离本公开主旨的变型旨在落入本公开的范围内。这样的变型不应被认为偏离本公开的精神和范围。

Claims (34)

1.一种用于提供板级EMI屏蔽和从板的一个或多个电元件散热的小型面装置，该装置包括周边构造为大致绕板的所述一个或多个电元件布置的可弹性压缩的EMI垫圈、吸热器和大致为倒U形的弹簧夹，该弹簧夹包括弹性支脚，所述弹性支脚具有用于接合该板的足部，由此所述足部与所述板的接合施加夹紧力，该夹紧力用于大致朝着所述板压缩地偏压所述吸热器和所述弹性压缩EMI垫圈。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述足部包括钩状部件，该钩状部件构造成用于穿过所述板内的对应孔定位以接合所述板的下部。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述足部包括大致为U形的部件，该部件构造成大致被钩在所述板的下部的下方。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述弹性支脚包括构造成用于在它们之间相配合地卡住所述板的至少一部分的上止挡和下止挡，并且其中所述足部构造成用于穿过所述板内的对应孔定位，以使得该上止挡和下止挡可沿所述板的大致相对的上表面部分和下表面部分定位。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述弹性支脚从连接件大致向外和向下延伸，所述弹性支脚的向外张开使得当所述连接件从第一大致凹形的构造挠曲成第二大致平坦的构造时，所述弹性支脚可变成基本垂直。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述弹性支脚由连接件连接，该连接件构造成当所述足部接合到所述板上时接触所述吸热器并且向所述吸热器施加压力，当所述足部脱离所述板时，所述连接件被弹性偏压成具有第一大致凹形的构造，并且当所述足部接合所述板时，所述连接件挠曲成第二大致平坦的构造，从而所述连接件挠曲成第二大致平坦的构造产生大致施加在所述连接件和所述板之间的压缩夹紧力。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述弹性支脚由连接件连接，该连接件构造成当所述足部接合到所述板上时接触所述吸热器并且向所述吸热器施加压力，当所述足部脱离所述板时，所述连接件被弹性偏压成具有第一构造，并且当所述足部接合所述板时，该连接件挠曲成第二构造，从而所述连接件挠曲成第二构造产生大致施加在所述连接件和所述板之间的压缩夹紧力。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置构造成所述足部与所述板部分的接合将所述弹性压缩EMI垫圈压靠在所述板上以便使所述装置接地。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述弹簧夹包括具有大致相对的侧缘的上部，至少两个弹性支脚从所述侧缘向下悬置，且它们之间设置有半圆形切口部分。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述可弹性压缩EMI垫圈沿其上部具有开口，并且其中所述吸热器包括设置在所述可弹性压缩EMI垫圈的开口上的盖部，从而所述可弹性压缩EMI垫圈和所述吸热器的所述盖部相配合地对所述可弹性压缩EMI垫圈的周边和所述吸热器的所述盖部限定的内部中的所述一个或多个电元件进行屏蔽。
11.根据权利要求1所述的装置，其中所述可弹性压缩EMI垫圈包括导电弹性体。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述导电弹性体为以下至少一种情形，即，被模制到、粘性结合到或者配送到所述吸热器的下表面部分上。
13.根据权利要求1所述的装置，该装置还包括热界面，该热界面构造成，当所述足部与所述板接合时在压力作用下被夹在所述吸热器和所述一个或多个电元件之间。
14.根据权利要求13所述的装置，其中所述热界面包括导热弹性体。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述导热弹性体为以下至少一种情形，即，被模制到、粘性结合到或者配送到所述吸热器的下表面部分上。
16.根据权利要求13所述的装置，该装置还包括具有上表面部分和下表面部分的载体，其中所述可弹性压缩EMI垫圈至少部分地沿所述载体的下表面部分设置，并且其中所述热界面至少部分地沿所述载体的上表面或下表面部分设置。
17.根据权利要求13所述的装置，其中所述可弹性压缩EMI垫圈包括导电弹性体，该导电弹性体为以下至少一种情形，即，被模制到、粘性结合到或者配送到所述载体的下表面部分上，并且其中所述热界面包括导热弹性体，该导热弹性体为以下至少一种情形，即，被模制到、粘性结合到或者配送到所述载体的上表面部分或下表面部分上。
18.根据权利要求1所述的装置，该装置还包括片状金属载体，该载体联接到所述可弹性压缩EMI垫圈，并且构造成有助于所述可弹性压缩EMI垫圈在所述弹簧夹的足部接合所述板时被压缩之后保持平面图形状。
19.一种包括根据权利要求1所述的装置的电子器件。
20.一种用于小型面的板级EMI屏蔽和散热装置的弹簧夹，该弹簧夹包括从连接件向下悬置的弹性支脚，该连接件和所述弹性支脚相配合限定大致为倒U形的轮廓，所述弹性支脚具有用于接合板的足部，当该足部脱离所述板时，所述连接件被弹性偏压成具有第一大致凹形的构造，并且当所述足部接合所述板时，所述连接件挠曲成第二大致平坦的构造，从而所述连接件挠曲成第二大致平坦的构造可产生大致施加在所述连接件和所述板之间的夹紧力。
21.根据权利要求20所述的弹簧夹，其中所述弹性支脚从所述连接件大致向外和向下延伸，所述弹性支脚的向外张开使得当所述连接件挠曲成第二大致平坦的构造时，所述弹性支脚可变成基本垂直。
22.根据权利要求20所述的弹簧夹，其中所述连接件包括大致相对的侧缘，并且其中至少两个弹性支脚从每个所述侧缘向下悬置。
23.根据权利要求22所述的弹簧夹，其中所述连接件沿着所述侧缘中的至少一个侧缘大致在从所述至少一个侧缘向下悬置的所述至少两个弹性支脚之间包括半圆形切口部分。
24.根据权利要求20所述的弹簧夹，其中所述足部包括大致为钩状的部件，该部件构造成大致钩在所述板的下部下方。
25.根据权利要求20所述的弹簧夹，其中所述支脚包括构造成在它们之间相配合地卡住所述板的至少一部分的上止挡和下止挡，并且其中所述足部构造成穿过所述板内的对应孔定位，以使得该上止挡和下止挡可沿所述板的大致相对的上表面部分和下表面部分定位。
26.一种提供板级EMI屏蔽和从板的一个或多个电元件散热的方法，该方法包括相对于所述板定位具有弹性支脚的大致为倒U形的弹簧夹，以使所述弹性支脚的足部接合所述板，所述足部与所述板的接合施加一夹紧力，该夹紧力大致朝着所述板压缩地偏压吸热器和其周边大致绕所述一个或多个电元件设置的EMI垫圈。
27.根据权利要求26所述的方法，其中定位所述弹性夹包括使所述足部滑动通过所述板内对应的孔，并且使所述足部与所述板的下部接合。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述足部大致为U形，并且其中接合所述足部包括将U形足部大致钩在所述板的下部的下方。
29.根据权利要求27所述的方法，其中所述弹性支脚包括上止挡和下止挡，而且其中滑动和接合所述足部包括沿所述板的大致相对的上表面部分和下表面部分定位所述上止挡和下止挡，而且相对于所述板可滑动地移动所述弹簧夹，以大致在所述上止挡和下止挡之间卡住所述板的上表面部分和下表面部分。
30.根据权利要求26所述的方法，其中所述弹性支脚由连接件连接，当所述足部脱离所述板时，所述连接件具有第一大致凹形的构造，并且其中使所述足部接合所述板包括使所述连接件从所述第一大致凹形的构造挠曲为第二大致平坦的构造，所述连接件被弹性偏压，从而挠曲成所述第二大致平坦的构造可产生大致施加在所述连接件和所述板之间的压缩夹紧力。
31.根据权利要求26所述的方法，其中所述弹性支脚由连接件连接，当所述足部脱离所述板时，所述连接件具有第一构造，并且其中使所述足部与所述板接合包括使所述连接件从所述第一构造挠曲为第二构造，所述连接件被弹性偏压，从而挠曲成所述第二构造可产生大致施加在所述连接件和所述板之间的压缩夹紧力。
32.根据权利要求26所述的方法，该方法还包括在所述弹性压缩EMI垫圈的开口上定位所述吸热器的盖部，从而所述可弹性压缩EMI垫圈和所述吸热器的所述盖部相配合地对所述可弹性压缩EMI垫圈的周边和所述吸热器的所述盖部限定的内部中的所述一个或多个电元件进行屏蔽，并且其中所述足部与所述板的接合施加夹紧力以便大致朝着所述可弹性压缩EMI垫圈压缩偏压所述吸热器的所述盖部。
33.根据权利要求26所述的方法，该方法还包括将热界面定位成当所述弹簧夹的足部接合所述板时，该热界面在压力作用下被夹在所述吸热器和所述一个或多个电元件之间。
34.根据权利要求33所述的方法，其中所述热界面包括导热弹性体，并且其中所述EMI垫圈包括导电弹性体。
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