CN104604352B - 具有热沉施压装置的机顶盒 - Google Patents

Abstract

描述了一种电子设备，包括：顶框；底框；安装在底框上的电路板；安装在电路板上的导热片；与导热片相关联的热沉；以及多个弹簧，用于提供保持热沉抵靠导热片的偏置力，热沉包括围绕中心凹陷的平面部，其中该多个弹簧将电路板的导热片固定在热沉的中心凹陷部与电路板之间。

Description

具有热沉施压装置的机顶盒

本申请要求于2012年9月7日提交的题为“Set-Top-Box Having Heat sinkPressure Applying Means(具有热沉施压装置的机顶盒)”的美国临时申请No.61/698,077的优先权，其通过引用的方式完整地并入本文。

技术领域

本发明涉及机顶盒，更具体地，涉及具有用于保持热沉的弹簧的机顶盒。

背景技术

热管理仍然是机顶盒中的一项重大挑战。随着诸如智能卡读卡器等更多组件的引入以及功能的增加(这往往产生更多热量)，需要改进的热管理***。

机顶盒中的另一难题是由于消费者偏好而需要减小机顶盒的尺寸。这种紧凑性的趋势也给热管理带来了挑战，这是因为随着内部组件数量的增加而增大的紧凑性通常导致热量集中。

电路板上的导热片(thermal pad)与热沉之间的适当热接触改善了从电路板的散热。用于抵靠导热片固定热沉的现有装置导致抵靠着导热片的热沉和机顶盒发生不期望的震颤。此外，现有的固定装置未提供导热片与热沉的充分接触。

因此，需要用于固定热沉以与导热片适当接触并且稳定热沉以减小震颤的保持器(retainer)。

图1至图9示出了采用一种确保热接触和热沉稳定性的装置的机顶盒。图1至图9中的***的缺点在于，优选地在热沉中形成长凹槽，并且一些附加装置可能必须要添加到底部，以固定紧压件(hold down)。

然而，所公开的发明可以与图1至图9中所示和所述的所有实施例或一些实施例一起使用。所公开的发明可以在没有紧压件但是具有添加到底部的附加装置的情况下与所使用的特征一起使用，或者所公开的发明可以在具有紧压件但是没有附加装置的情况下使用。

如图1中所示，电路板5容纳在机顶盒1的顶盖7中。绝热层4位于电路板5与底框2之间。智能卡读卡器3通过绝热层4中的孔8连接到电路板5。机顶盒1具有内部组件，包括：智能卡读卡器3、绝热层4、电路板5以及热沉6，热沉6与电路板5接触并且位于底框2与顶盖7之间。绝热层4包括绝热材料，优选地，该绝热材料具有与电路板5基本上相同的轮廓或者轮廓为电路板5的面积轮廓的至少80％。绝热层4部分地通过防止来自电路板5及其上组件的热传递，来使电路板5下的智能卡读卡器3和其他组件避免过热。

热沉6是从电路板5移除热量的散热特征。热沉6的顶部平面轮廓完全覆盖电路板5，或基本上覆盖电路板5，使得电路板5的至少80％被覆盖。热沉6可以包括导热片9。现在参照图3，热沉6是成型板，具有基本上平面的***52和平面***52的平面中的凹入特征，例如，中心凹陷53，其中，平面***52优选地围绕中心凹陷53。中心凹陷53的侧壁从平面***52延伸出来并且与平面***52形成钝角。中心凹陷53具有平坦底部，该平坦底部被设计为与电路板5、电路板5上的发热组件和/或导热片9接触。

现在参照图2和图3，热沉6在平面***52的外边缘处具有竖直延伸部64，竖直延伸部64垂直于平面***52，并且延伸超出电路板5并与底框2或底框2的竖直延伸部62接触。热沉6通过形成在这些元件上的槽和卡子而附接到底框2。竖直延伸部62从底框2延伸出来，并具有容纳槽61，容纳槽61被设计为容纳形成在热沉6的竖直延伸部64上的卡子71。竖直延伸部62可以是塑料组件，由此允许热沉的卡子71弹性地咬合到槽61中，从而将热沉6固定到底框2。如图2中所示，箭头指示了热沉的卡子71如何下压到底框的槽61中。

图3是机顶盒1的内部组件的透视图。机顶盒1可以包括第二中心凹陷90，第二中心凹陷90接触与智能卡读卡器3相关联的第二导热片99(未示出)。底框2可以包括处于热沉6的竖直延伸部64之一和电路板5下方的智能卡存取槽91。槽91还可以处于底框2的竖直延伸部62之间。第二中心凹陷90通过电路板5中的孔8与智能卡读卡器3热连通或者通过电路板5与第二导热片99热连通。

图1至图3中所述的机顶盒1还包括用于抵靠电路板5固定热沉6的紧压件(holddown)130。图4示出了具有紧压件130的机顶盒1的分解视图。紧压件130包括限定***的框。紧压件130可以是与热沉6的形状基本上匹配的矩形框。紧压件130的***包括布置在紧压件130端部的保持器103。保持器103被成形为匹配并接合至少设置在底框2上的配合位置。热沉6也可以包括针对保持器103的配合位置。紧压件130优选地由刚柔材料(rigidflexible material)构成，例如，金属线或多根金属线，优选地为不锈钢，该刚柔材料可以对角线地延伸以使热沉6向下偏置抵靠导热片9，并且提供电路板5、导热片9和热沉6的中心凹陷53之间的接触，从而进行适当的散热。金属线可以彼此交错，使得一根金属线包括在另一金属线下方延伸的弯曲部分。紧压件的组成部分或金属线交错的区域可以集中于中心凹陷之上并且可以位于中心凹陷内。紧压件或金属线可以应用于现有装配以增强向热沉的热传递。

中心凹陷53的底面和电路板5在相对两侧与导热片9接触，并且将导热片9夹在它们之间。紧压件130提高了这些组件之间的表面接触。

紧压件130可以由弹性材料形成。紧压件130的尺寸优选地选定为使得紧压件在安装时是拉紧的，并且在紧压件130的保持器103与底框2和热沉6的配合位置接合之后，紧压件在热沉6的顶部或在热沉6上的特定位置处施加偏置力。

热沉6的顶面可以限定纵向平面，并且紧压件130的框可以在该平面或平行平面中延伸。如图9中所示，当紧压件130与底框2和热沉6的配合位置接合并且紧压件130与热沉6的顶面接合时，热沉6和紧压件130在向下方向上远离初始平面弯曲。紧压件130还可以包括在热沉6的纵向平面上垂直突起的端部。紧压件130在端部之间的范围可以向下弯曲以向热沉6施加力。紧压件130可以包括中心部，中心部向下延伸到热沉6的中心凹陷53中并且沿着中心凹陷53的内廓延伸，使得紧压件130与热沉6进一步接触并且移动进一步减小。与现有的机顶盒相比，由于紧压件130对热沉6施加的偏置力，紧压件130允许使用更薄的导热片9。

图5至图8示出了机顶盒1和紧压件130的各种特征。紧压件130的保持器103与形成在底框2的竖直延伸部62上的槽92及形成在热沉6的竖直延伸部64上的槽120接合。图5示出了具有紧压件130的机顶盒1的装配剖面图，其中紧压件130将热沉6的中心凹陷53下压在电路板5上的导热片9上。热沉6可以包括凹槽67，凹槽67的深度足以容纳紧压件130并且防止紧压件130在热沉6上方突出。凹槽67允许机顶盒1的垂直高度保持与没有紧压件的机顶盒的垂直高度相同。热沉6的竖直延伸部64还可以包括切割部140，切割部140被成形为容纳紧压件130的保持器部分103。

图6是机顶盒1的截面侧视图，并且示出了与现有机顶盒相比，中心凹陷53的底面与导热片9的改善接触。图7示出了底框2上用于容纳热沉6的卡子71的槽61、以及用于容纳紧压件130端部处的保持器103的槽92。图8示出了紧压件130的保持器103的备选实施例，并且示出了保持器103可以包括将紧压件130与底框2和热沉6的配合位置固定在一起的任何适当端部。保持器103可以包括与底框2的槽92和热沉6的槽120相接合的U形或V形向内形状的端部132。保持器103可以备选地包括具有与底框2和热沉6的槽92和120相接合的第一竖直部、下水平部以及第二竖直部的端部134。如上所述，端部132、134可以以拉紧紧压件130的方式与槽92、120接合。

发明内容

提供了用于电子设备的一系列弹簧，该一系列弹簧使热沉抵靠着电路板。热沉咬合到底框中。弹簧与顶盖的内侧以及热沉的顶面接触。热沉与电路板的上侧或其上的组件接触，并且位于底框2与顶盖7之间。弹簧提供了使热沉抵靠电路板的偏置力。

本发明的实施例提供了用于机顶盒等的弹簧，机顶盒包括：底框；安装在底框上的电路板；安装在电路板上的导热片；以及与导热片相关联的热沉。弹簧均可以由扁平伸长金属带制成，并可以具有V形。弹簧可以转动，使得弹簧的V形的对称轴平行于热沉与弹簧接触的部分延伸。多个弹簧用于与顶盖内侧上的多个配合位置接合，并且提供保持热沉抵靠位于底框与弹簧之间的电路板的偏置力。热沉可以包括围绕中心凹陷部和/或另一凹陷部的平面部。弹簧将电路板的导热片固定在热沉的中心凹陷部和/或另一凹陷部与电路板之间。多根金属线的尺寸可以选定为使得偏置力是确保电路板上的导热片与热沉的中心凹陷之间充分接触并且确保不使热沉震颤所需的必要力。

热沉可以包括用于容纳弹簧端部的凹槽。热沉可以包括与电路板上的第二发热组件接触的第二中心凹陷部。底框可以在相对侧包括具有槽的竖直延伸部，并且热沉可以包括具有卡子的竖直延伸部，卡子咬合到底框的槽中，从而将热沉固定到底框。保持器可以具有容纳在底框和热沉的配合位置中的U形或V形形状。保持器可以包括第一竖直部、下水平部以及第二竖直部，第二竖直部容纳在底框和热沉的配合位置中。

本发明的实施例涉及电子设备，包括：底框；安装在底框上的电路板；安装在电路板上的导热片；与导热片相关联的热沉；以及V形弹簧，用于提供保持热沉抵靠导热片的偏置力。紧压件可以包括限定***的框，具有多个保持器，该多个保持器被配置为与至少在底框上限定的多个配合位置相接合。热沉可以包括围绕中心凹陷部的平面部，并且紧压件将电路板的导热片固定在热沉的中心凹陷部与电路板之间。紧压件包括彼此交错的多根金属线。弹簧的尺寸可以选定为使得偏置力被施加到热沉的顶面上。热沉在平面部中包括用于容纳弹簧的凹槽。

本文描述了一种电子设备，包括：顶框；底框；安装在底框上的电路板；安装在电路板上的导热片；与导热片相关联的热沉；以及多个弹簧，用于提供保持热沉抵靠导热片的偏置力，热沉包括围绕中心凹陷的平面部，其中该多个弹簧将电路板的导热片固定在热沉的中心凹陷部与电路板之间。

附图说明

结合附图阅读以下详细描述，可最佳地理解本发明。附图包括下面简要描述的图：

图1是已知机顶盒的分解视图。

图2是示出了在与底框附接之前图1的热沉的放大视图，其中可以结合有根据本发明的弹簧(未示出)。

图3示出了热沉附接到底框后的图1至图2的机顶盒的内部组件。

图4是具有已知紧压件的机顶盒的分解视图。

图5示出了热沉中用于与已知紧压件接合的凹槽。

图6示出了已知紧压件如何与热沉的顶面和底框的配合位置接合。

图7示出了底盖上的槽。

图8示出了已知紧压件的备选保持器。

图9示出了下弓的已知紧压件。

图10示出了在机顶盒的底框中具有导热片的印刷电路板的透视图。

图11示出了在印刷电路板上需要与机顶盒的底框中的热接触片相接触的热沉的透视图，其中，热沉可以不具有如图2中所示的竖直延伸部64和容纳卡子71。

图12示出了根据本发明的机顶盒的多个视图，用于说明应用弹簧的位置，其中存在四个弹簧，每一个弹簧在一个象限中。

图13示出了用于进一步说明弹簧定位的机顶盒拆开视图。

具体实施方式

本发明的优点是消除了对紧压件130的需要或者可以用于附加稳定性、对热沉中用于容纳紧压件130的长凹槽67的可能需要、以及对将紧压件130与底框2和热沉6的配合位置固定在一起的保持器103的需要。

可以参照图10至图13来理解本发明。本发明可应用于机顶盒等，图10中所示的机顶盒在底框2中具有印刷电路板5，在印刷电路板5上具有中心发热组件和/或热接触片9。

图11示出了覆盖在印刷电路板5上的热沉6的透视图，热沉6被设计为与底框2中的发热组件或热接触片9接触。

图12(A)示出了根据本发明的机顶盒1的平面顶视图，并且还示出了针对图12(B)和图12(C)中机顶盒的内部截面图的机顶盒切割线A-A。图12(C)是图12(B)的进一步放大的视图，并且更好地示出了弹簧51。图12(B)和图12(C)示出了弹簧51为大致V形，并且具有与从顶部7的内表面突出的竖直延伸柱50(可以为圆柱状)接合的孔54(如图13所示)。每一个柱50在其底部处可以具有部分地将其围绕的弯曲台面(mesa)或面向内的U形结构56(如图13所示)，其可以具有三个侧面，这三个侧面被设计为当弹簧被放置在柱50上时围绕与顶部7接触的弹簧的一端和两个侧面。结构56可以被设计为稳固地使弹簧保持在柱上，以防止在最终装配期间当顶部被置于底部上时弹簧掉落。

图13示出了用于进一步说明弹簧51的定位的机顶盒的拆开视图。机顶盒的顶部被倒置示出以更好地说明本发明及其操作。该视图示出了弹簧的孔54以及热沉6的***部52上的配合热沉孔55。在完全装配状态下，每一个柱50位于弹簧(即，上半部和下半部)的两个相应孔54以及相应的热沉孔55中，并且弹簧51的上半部在其端部处由弯曲台面或面向内的U形结构56围绕和固定。

这一系列弹簧51使热沉6抵靠着电路板5。热沉可以咬合到底框中，并且弹簧可以提供附加推动力。弹簧与顶盖的内侧和热沉的顶面接触。热沉与电路板的上侧或其上的组件接触，并且位于底框2与顶盖7之间。即使热沉未如图2所示咬合到底框中时，弹簧也可以提供使热沉抵靠电路板的偏置力。

本发明的实施例提供了用于机顶盒等的弹簧，机顶盒包括：底框；，安装在底框上的电路板；安装在电路板上的导热片；以及与导热片相关联的热沉。弹簧均可以由扁平伸长金属带制成，并且具有V形。弹簧可以转动，使得V形的对称轴平行于热沉与弹簧接触的部分延伸。多个弹簧用于与顶盖的内侧上由柱和台面(50、56)建立的多个配合位置相接合，并且当柱50与弹簧的孔54和热沉的孔55接合时提供保持热沉抵靠着位于底框与弹簧之间的电路板的偏置力。热沉可以包括围绕中心凹陷部53和/或另一凹陷部的平面部52。弹簧将电路板的导热片固定在热沉的中心凹陷部和/或其他部与电路板之间。多个弹簧的尺寸可以选定为使得偏置力是确保电路板上的导热片与热沉的中心凹陷之间充分接触并且确保不使热沉震颤所需的必要力。

热沉可以包括与电路板上的第二发热组件接触的第二中心凹陷部。底框可以在相对侧包括具有槽的竖直延伸部，并且热沉可以包括具有卡子的竖直延伸部，卡子咬合到底框的槽中，从而将热沉固定到底框。保持器可以具有容纳在底框和热沉的配合位置中的U形或V形形状。保持器可以包括第一竖直部、下水平部以及第二竖直部，第二竖直部容纳在底框和热沉的配合位置中。因此，图1至图9中所示的特征可以与弹簧51结合包含到本发明的附加实施例。

本发明的其他优点是弹簧提供了在无需占用任何当前电路板空间并且无需在电路板中布置附加销钉、螺钉或孔的情况下在导热片上提供均匀压力的不复杂方式。

前述描述仅说明了用于实现本发明的一些可能方式。在本发明的范围和精神内，很多其他实施例是可能的。因此，前述描述旨在被视为说明性的而非限制性的。

总的来说，公开了一种电子设备，包括：底框；安装在底框上的电路板；安装在电路板上的导热片；与导热片相关联的热沉；以及弹簧，用于提供保持热沉抵靠导热片的偏置力。热沉可以包括围绕中心凹陷部的平面部，并且弹簧将电路板的导热片固定在热沉的中心凹陷部与电路板之间。多个弹簧的尺寸选定为使得偏置力被施加到热沉的顶面上。

考虑到本文的教导，本领域普通技术人员将能够设想本发明的这些和类似的实现或配置。

Claims (6)

1.一种电子设备，包括：

顶框；

底框；

安装在所述底框上的电路板；

安装在所述电路板上的导热片；

与所述导热片相关联的热沉；以及

多个弹簧，所述多个弹簧用于提供保持所述热沉抵靠所述导热片的偏置力，所述热沉包括围绕中心凹陷的平面部，其中所述多个弹簧将所述电路板的所述导热片固定在所述热沉的所述中心凹陷部与所述电路板之间，其中，所述弹簧均由伸长金属带制成，所述伸长金属带被弯曲为形成V形；

其中，在所述多个弹簧中具有孔，以与从所述设备的所述顶框突出的竖直柱相接合；所述设备的所述顶框还包括多个弯曲台面或面向内的U形结构，所述弯曲台面或面向内的U形结构具有三个侧面以在所述弹簧被放置在所述竖直柱上时围绕每一个所述弹簧的一端和两个侧面。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备的所述底框还包括多个弯曲台面或面向内的U形结构，所述弯曲台面或面向内的U形结构具有三个侧面以在所述弹簧被放置在所述竖直柱上时围绕每一个所述弹簧的一端和两个侧面。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述弹簧能够被转动，使得所述V形的对称轴平行于所述热沉与所述弹簧接触的部分延伸。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个弹簧的尺寸选定为使得所述偏置力是确保所述电路板的所述导热片与所述热沉的所述中心凹陷之间充分接触所需的力。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述热沉包括与所述电路板的第二发热部接触的第二中心凹陷，所述顶框在相对侧包括具有槽的竖直柱，所述热沉包括具有卡子的竖直柱，所述卡子咬合到所述顶框的所述槽中，从而将所述热沉固定到所述顶框。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，热沉的保持器具有容纳在所述顶框和所述热沉的配合位置中的U形或V形形状。