CN110366362B - 电磁屏蔽散热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电磁屏蔽散热装置，其包括框架主体(10)，所述框架主体(10)的制作材料包括金属，所述框架主体(10)具有一个或多个筒形的屏蔽腔(11)，所述屏蔽腔(11)用于容纳被屏蔽物，其中，所述框架主体(10)内分布有若干框架通道(12)，所述框架通道(12)内容纳有传热工质。根据本发明的电磁屏蔽散热装置，其同时具备良好的电磁屏蔽和散热的功能。

Description

电磁屏蔽散热装置
技术领域
本发明涉及电子技术领域，且特别涉及用于电子元器件的电磁屏蔽散热装置。
背景技术
以PCB板(印刷电路板，又称印制电路板)为例，PCB板上的部分电子元件在工作过程中会发热和/或产生电磁辐射。电子元件的发热使得PCB板工作温度升高，过高的温度会导致PCB板上的部分电子元件无法正常工作。而电磁干扰可能会使得该PCB板上的某些电子元件、或在该PCB板周围的其它电子元件无法正常工作。
因此为了保证PCB板上所有电子元件能正常运行并降低电磁干扰，现有技术中通常会对产生热量和/或电磁干扰的源头加以散热处理和屏蔽处理。
现有技术中通常是将散热和电磁屏蔽这两个技术问题分开并通过不同的技术手段独立解决。
例如，现有技术中为提高电磁兼容性，通常是为PCB板设置封闭的金属屏蔽罩，然而，封闭的屏蔽罩阻碍了元件的散热。此外，对于将PCB板整体封闭的屏蔽罩，其生产成本高，且罩体通常存在缝隙，缝隙处易造成电磁泄漏。
又例如，为增加散热，常见的散热方式包括使用风扇、安装导热板等。这些散热方式需要安装额外的部件，不仅占用较大的空间，而且成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足，提供一种能同时实现电磁屏蔽和散热的电磁屏蔽散热装置。
本发明提供一种电磁屏蔽散热装置，其包括框架主体，所述框架主体的制作材料包括金属，所述框架主体具有一个或多个筒形的屏蔽腔，所述屏蔽腔用于容纳被屏蔽物，其中，
所述框架主体内分布有若干框架通道，所述框架通道内容纳有传热工质。
在至少一个实施方式中，所述电磁屏蔽散热装置还包括均温板，所述均温板用于直接接触地连接所述框架主体的内周面和所述被屏蔽物。
在至少一个实施方式中，所述均温板和所述框架主体的互相连接的表面均为不平整的表面，且位于所述均温板的与所述框架主体接触的表面的凸部伸入位于所述框架主体的与所述均温板接触的表面的凹部，位于所述框架主体的与所述均温板接触的表面的凸部伸入位于所述均温板的与所述框架主体接触的表面的凹部。
在至少一个实施方式中，所述框架主体的内周具有框架齿部，所述均温板具有均温板齿部，所述框架齿部和所述均温板齿部互相啮合。
在至少一个实施方式中，所述电磁屏蔽散热装置还包括若干第一翅片，所述第一翅片安装于所述框架主体的外周面，
每一个所述第一翅片的内腔形成有若干第一翅片通道，所述第一翅片通道在所述第一翅片的表面形成至少两个相通的第一翅片通道开口，
所述框架主体的外周面具有至少两个与所述框架通道相通的框架通道开口，
所述第一翅片通道开口连接到所述框架通道开口。
在至少一个实施方式中，所述第一翅片至少有两个，在至少两个相邻的第一翅片之间设置有若干与所述第一翅片相连的第二翅片或第一鳍片。
在至少一个实施方式中，所述电磁屏蔽散热装置还包括若干第三翅片，所述第三翅片连接到所述框架主体的外周面；或
所述电磁屏蔽散热装置还包括若干第二鳍片，所述第二鳍片连接到所述框架主体的外周面。
在至少一个实施方式中，所述电磁屏蔽散热装置还包括上盖和下盖，
所述上盖安装到框架主体的上表面，所述下盖安装到所述框架主体的下表面。
在至少一个实施方式中，所述上盖与所述上表面之间具有环形的第一导电金属件，所述下盖与所述下表面之间具有环形的第二导电金属件，所述第一导电金属件和所述第二导电金属件的电阻小于0.5欧姆。
根据本发明的电磁屏蔽散热装置，其同时具备良好的电磁屏蔽和散热的功能。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施方式的电磁屏蔽散热装置的示意图。
图2是图1在高度方向上的俯视图。
图3是图2的A-A向剖视图。
图4是根据本发明的第二实施方式的电磁屏蔽散热装置的部分结构的分解示意图。
图5是根据本发明的第三实施方式的电磁屏蔽散热装置的部分结构的示意图。
附图标记说明
10框架主体；11屏蔽腔；12框架通道；13框架齿部；14第一翅片；141第一翅片通道；15第二翅片；16第三翅片；
20均温板；21均温板齿部；20F发热元件安装面；
H高度方向；W宽度方向。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。
若非特殊说明，本发明参照图1中的方向定义来说明各部件的位置关系，其中H表示高度方向，W表示宽度方向。
(第一实施方式)
参照图1介绍根据本发明的第一实施方式的电磁屏蔽散热装置。
电磁屏蔽散热装置包括框架主体10。在本实施方式中，框架主体10具有三个筒形的屏蔽腔11，每个屏蔽腔11均在高度方向H上贯穿框架主体10。屏蔽腔11用于容纳被屏蔽物例如PCB板(图中未示出)。
框架主体10的制作材料包括金属，使得屏蔽腔11在周向上具有电磁屏蔽效果。优选地，框架主体10的制作材料包括铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金中的一者或多者。
框架主体10内部分布有若干框架通道12。框架通道12用于容纳传热工质。优选地，传热工质为在加热过程中温度和压力的比值高的工质。框架通道12可以如图1所示在高度方向H和宽度方向W上延伸并形成连通的网状，也可以沿其它不规则路径延伸。应当理解，图1中虚线框所示出的框架通道12位于框架主体10的内部而非表面；通常，对于连通成网状的框架通道12，可以只在框架主体10的表面开设一个口用于给框架通道12填充传热工质。当然，出于其它各种目的，例如当需要框架通道12与其它通道连通时(例如下文第二实施方式中介绍的框架通道12与第一翅片通道141连通的情形)，框架通道12也可以具有多个设置于框架主体10的表面的开口。
图2是电磁屏蔽散热装置的在高度方向H上的俯视图，图3示出了图2的A-A向的剖视图。在图3所示的截面可以观察到框架通道12在框架主体10内部所形成的网络，在图3显示的截面中，框架通道12有两个延伸到框架主体10的下表面的开口。
优选地，框架主体10通过金属挤压工艺制作。通过挤压工艺，框架主体10内部的框架通道12的沿高度方向H延伸的纵向通道分支是在挤压过程中形成的。而框架通道12的沿宽度方向W延伸的横向通道分支可以是在挤压工艺完成后，通过例如线切割、激光切割、打孔等工艺制作。上述制作工艺中，横向通道分支的制作成本大于纵向通道分支的制作成本，因此，通常横向通道分支的数量小于纵向通道分支的数量。
本发明对框架通道12的数量和框架通道12所构成的网络的形状不作限制。例如，框架通道12可以形成六边形蜂窝状、圆形蜂窝状、四边形蜂窝状或是首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形中的一种或多种形状。
容纳有传热工质的框架通道12使得框架主体10具有良好的传热性能，从而安装在屏蔽腔11内的PCB板不仅能被屏蔽电磁辐射，还能将发热元件的热量快速地通过框架主体10而散发至外界的环境中。
优选地，电磁屏蔽散热装置还包括均温板20。均温板20由具有良好热传导性能的材料制成。均温板20用于同时接触框架主体10和PCB板上的发热元件，从而将发热元件的热量通过热传导的形式传递给框架主体10。
均温板20包括发热元件安装面20F，发热元件安装面20F用于与PCB板上的发热元件直接接触。应当理解，发热元件安装面20F不必是平面，其可以根据PCB板的结构设计成具有若干凸台和/或凹槽，以适应PCB板上的发热元件的外形。
PCB板可以通过紧固件固定到框架主体10，并使PCB板上的发热元件接触发热元件安装面20F。或者，也可以将PCB板固定到均温板20，PCB板上的发热元件接触发热元件安装面20F，并将均温板20固定到框架主体10。
优选地，均温板20和框架主体10彼此接触的面均为不平整的表面，且这两个不平整的表面互相匹配地紧密接触，即对于这两个不平整的表面在接触时有：位于均温板20的凸部伸入位于框架主体10的凹部，位于框架主体10的凸部伸入位于均温板20的凹部。相比于平整表面的接触方式，不平整表面的接触方式增大了均温板20和框架主体10的接触面积，更有利于热量的传递。
优选地，均温板20的与框架主体10接触的面具有均温板齿部21，框架主体10的内周形成有框架齿部13，均温板齿部21和框架齿部13能够互相啮合。应当理解，均温板齿部21不必须在均温板20的与框架主体10接触的面均匀分布、也不必须布满这个表面。应当理解，框架齿部13不必须在框架主体10的内周面均匀分布、也不必须布满框架主体10的内周面,。
优选地，均温板20的内部设有容纳有传热工质的通道。
优选地，根据本发明的电磁屏蔽散热装置还包括上盖和下盖(图中未示出)。上盖和下盖分别安装在框架主体10的高度方向H的两侧，从而能封闭屏蔽腔11。
框架主体10的上下两个表面分别设有环形的导电金属件(第一导电金属件和第二导电金属件)，当上盖或下盖被加到框架主体10时，导电金属件能够与上盖或下盖紧密配合，以增强电磁屏蔽散热装置的电磁屏蔽效果。导电金属件可以是固体的金属环，也可以是混合有纳米金属粉末的导电胶。优选地，导电金属件的电阻小于0.5欧姆。
(第二实施方式)
参照图4介绍根据本发明的第二实施方式的电磁屏蔽散热装置。第二实施方式是第一实施方式的变型，其相比于第一实施方式的改进主要在于在框架主体10的外周面增设第一翅片14，并在第一翅片14的表面设置第二翅片15。图4示出了用于连接到框架主体10的第一翅片14和第二翅片15的分解示意图。
第一翅片14的内部具有若干第一翅片通道141。第一翅片通道141在每一个第一翅片14的表面至少形成两个第一翅片通道开口，这两个第一翅片通道开口用于连接到位于框架主体10的表面的框架通道12的两个开口，从而使框架通道12内的传热工质能够流经第一翅片14，扩大了电磁屏蔽散热装置的散热通道的面积。
优选地，多个(图4中只示意性地示出了两个)第一翅片14平行地排列在框架主体10的外表面。
优选地，在每两个相邻的第一翅片14之间，设有多个与第一翅片14相连的第二翅片15。第二翅片15进一步增加了电磁屏蔽散热装置的散热效果。
应当理解，图4中只是示意性地示出了在框架主体10的一个外周面设置第一翅片14和第二翅片15的方案。根据需要，框架主体10的其它外周面也可以设置第一翅片14和第二翅片15。
(第三实施方式)
参照图5介绍根据本发明的第三实施方式的电磁屏蔽散热装置。第三实施方式是第一实施方式的变型，其相比于第一实施方式的改进主要在于在框架主体10的外周面增设第三翅片16。
多个第三翅片16以阵列的形式连接到框架主体10的外周面。应当理解，图5中只是示意性地示出了在框架主体10的一个外周面设置第三翅片16的方案。根据需要，框架主体10的其它外周面也可以设置第三翅片16。
应当理解，上述实施方式、尤其是第二和第三实施方式及其部分方面或特征可以适当地组合。
本发明至少具有以下优点中的一个优点：
(i)框架主体10的内部具有容纳传热工质的框架通道12，使得框架主体10同时具有良好的电磁屏蔽作用和散热作用；
(ii)发热元件通过均温板20将热量传导给框架主体10，且均温板20与框架主体10的接触面不平整、接触面积大，传热效果好；
(iii)框架主体10的外周可以增设第一翅片和/或翅片，增加框架主体10的散热效果。
当然，本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员在本发明的教导下可以对本发明的上述实施方式做出各种变型，而不脱离本发明的范围。例如：
(i)本发明中的翅片(第二翅片或第三翅片)也可以用比翅片更厚的鳍片代替。本发明对翅片或鳍片的材料不作限制，其可以选用散热性能好的材料，例如铝。
(ii)本发明对框架主体10所形成的屏蔽腔11的数量不作限制，框架主体10例如也可以只具有一个屏蔽腔11或者是具有其它数量的屏蔽腔11。虽然每个屏蔽腔11优选安装一个被屏蔽物(例如一块PCB板)，但本发明对每个屏蔽腔11安装的被屏蔽物的数量不作限制。

Claims (7)

1.一种电磁屏蔽散热装置，其包括框架主体(10)，所述框架主体(10)的制作材料包括金属，所述框架主体(10)具有一个或多个筒形的屏蔽腔(11)，所述屏蔽腔(11)用于容纳被屏蔽物，其中，
所述框架主体(10)内分布有若干框架通道(12)，所述框架通道(12)内容纳有传热工质，
所述电磁屏蔽散热装置还包括均温板(20)，所述均温板(20)设置于所述屏蔽腔(11)内，所述均温板(20)用于直接接触地连接所述框架主体(10)的内周面和所述被屏蔽物，
所述均温板(20)和所述框架主体(10)的互相连接的表面均为不平整的表面，且位于所述均温板(20)的与所述框架主体(10)接触的表面的凸部伸入位于所述框架主体(10)的与所述均温板(20)接触的表面的凹部，位于所述框架主体(10)的与所述均温板(20)接触的表面的凸部伸入位于所述均温板(20)的与所述框架主体(10)接触的表面的凹部。
2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽散热装置，其特征在于，所述框架主体(10)的内周具有框架齿部(13)，所述均温板(20)具有均温板齿部(21)，所述框架齿部(13)和所述均温板齿部(21)互相啮合。
3.根据权利要求1所述的电磁屏蔽散热装置，其特征在于，所述电磁屏蔽散热装置还包括若干第一翅片(14)，所述第一翅片(14)安装于所述框架主体(10)的外周面，
每一个所述第一翅片(14)的内腔形成有若干第一翅片通道(141)，所述第一翅片通道(141)在所述第一翅片(14)的表面形成至少两个相通的第一翅片通道开口，
所述框架主体(10)的外周面具有至少两个与所述框架通道(12)相通的框架通道开口，
所述第一翅片通道开口连接到所述框架通道开口。
4.根据权利要求3所述的电磁屏蔽散热装置，其特征在于，所述第一翅片(14)至少有两个，在至少两个相邻的第一翅片(14)之间设置有若干与所述第一翅片(14)相连的第二翅片(15)或第一鳍片。
5.根据权利要求1所述的电磁屏蔽散热装置，其特征在于，所述电磁屏蔽散热装置还包括若干第三翅片(16)，所述第三翅片(16)连接到所述框架主体(10)的外周面；或
所述电磁屏蔽散热装置还包括若干第二鳍片，所述第二鳍片连接到所述框架主体(10)的外周面。
6.根据权利要求1所述的电磁屏蔽散热装置，其特征在于，所述电磁屏蔽散热装置还包括上盖和下盖，
所述上盖安装到框架主体(10)的上表面，所述下盖安装到所述框架主体(10)的下表面。
7.根据权利要求6所述的电磁屏蔽散热装置，其特征在于，所述上盖与所述上表面之间具有环形的第一导电金属件，所述下盖与所述下表面之间具有环形的第二导电金属件，所述第一导电金属件和所述第二导电金属件的电阻小于0.5欧姆。
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