專利名稱：小型面的板級emi屏蔽和熱管理裝置及其所用的彈簧夾的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開總體上(但非排他地)涉及小型面的裝置，該小型面裝置包 含彈簧夾，并且能夠提供板級EMI屏蔽并耗散由板的一個或多個電元件 產(chǎn)生的熱。
背景技術(shù)：
此部分的描述僅提供與本公開相關(guān)的背景信息，可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
電子設(shè)備包括被安裝或者支承在基板上的且可能對電磁干擾(EMI) 和射頻干擾(RFI)敏感的電元件和電路。這種EMI/RFI干擾可源自電子 設(shè)備內(nèi)的內(nèi)部源和/或外部EMI/RJFI干擾源。干擾可能導(dǎo)致重要信號衰減 或完全丟失，使得電子設(shè)備效率低下或者不起作用。因此，電路(有時 被稱為RF模塊或收發(fā)機(jī)電路)通常需要EMI/RFI屏蔽以便正常運(yùn)行。 EMI/RFI屏蔽不僅可降低來自外部源的干擾，而且還會降低來自模塊內(nèi) 的各種功能塊的干擾。
如文中所使用的，術(shù)語"EMI"應(yīng)被認(rèn)為通常包含并且指的是EMI和 RFI發(fā)射，而術(shù)語"電磁"應(yīng)被認(rèn)為通常包含且指的是來自外部源和內(nèi)部源 的電磁和射頻。因此，術(shù)語屏蔽(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相對于其 中設(shè)置有電子設(shè)備的殼體或其它外殼的進(jìn)入和離開。
舉例來說，印刷電路板(PCB)的電子電路或元件通常覆蓋有屏蔽， 以將EMI局限在其源中并且隔離在該EMI源附近的其它器件。這種屏蔽 可被焊接或通過其他方式固定在PCB上，因而增加了 PCB的總體尺寸。 但是，修理或更換被覆蓋的元件可能要將被焊接的屏蔽清除掉，這是一 個昂貴和費(fèi)時的而且甚至?xí)p壞PCB的任務(wù)。
7另外，許多電子或電元件生成大量熱(例如，電阻器、功率晶體管、 微處理器等等)。過量的熱積累會導(dǎo)致產(chǎn)品壽命和可靠性降低。因此，已 經(jīng)提出多種用于除去電子或電元件生成的熱的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本公開的各個方面，提供了能夠提供板級EMI屏蔽和耗散由板
的一個或多個電元件生成的熱的小型面(low—profile)裝置的示例性實 施方式。其它方面涉及小型面的板級屏蔽和熱管理組件的元件。進(jìn)一步 的方面涉及使用小型面的板級EMI屏蔽和熱管理組件的方法。另外的方 面涉及制造小型面的板級EMI屏蔽和熱管理組件的方法，以及制造其元 件的方法。
在一個具體實施方式
中，裝置通常包含可彈性壓縮的EMI墊圈，吸 熱器和彈簧夾。所述彈簧夾具有帶足部的彈性支腳。所述足部構(gòu)造成接 合所述板。當(dāng)所述足部接合所述板時，就產(chǎn)生夾緊力，該夾緊力大致朝 著所述板壓縮地偏壓所述吸熱器和可彈性壓縮EMI墊圈。
其它示例性實施方式包括可與小型面的板級EMI屏蔽和散熱組件一 起使用的彈簧夾。在一個這樣的實施方式中，彈簧夾大致包含從連接件 向下懸置的彈性支腳。所述連接件和彈性支腳可相配合地限定大致為倒U 形的輪廓。所述彈性支腳可具有大致為U形的足部，所述足部用于接合 支承一個或多個電元件的板。當(dāng)所述足部脫離所述板時，所述連接件可 被彈性偏壓為具有第一大致凹形的構(gòu)造。但是，當(dāng)所述彈簧夾的足部接 合所述板時，所述連接件可撓曲成第二大致平坦的構(gòu)造。所述被彈性偏 壓的連接件撓曲成第二大致平坦的構(gòu)造可大致在所述連接件和所述板之 間產(chǎn)生夾緊力。
另外的實施方式涉及提供板級EMI屏蔽和從板的一個或多個電元件 耗散熱的方法。在一個這樣的實施方式中，方法大致包含相對于所述板 定位具有彈性支腳的大致為倒U形的彈簧夾，以使所述彈性支腳的大致 為U形的足部接合所述板。所述足部與所述板的接合可施加夾緊力，該 夾緊力大致朝著所述板壓縮地偏壓吸熱器和EMI墊圈。本公開的另外的方面和特征將從以下提供的詳細(xì)說明中顯而易見。 另外，本公開的任何一個或多個方面可單獨(dú)實現(xiàn)，或者與本公開的其它 方面中的任何一個或多個相組合地實現(xiàn)。應(yīng)理解，詳細(xì)說明和特定實施 例盡管指示了本公開的示例性實施方式，但是它們僅是為了說明的目的 而不是要限制本公開的范圍。


文中所述的附圖僅是說明性的，而不旨在以任何方式限制本公開的 范圍。
圖1是根據(jù)一個示例性實施方式的能夠提供板級EMI屏蔽和熱管理
的小型面裝置的分解立體圖2是圖1所示裝置的分解仰視立體圖3A和3B分別是在圖1和2所示的裝置己經(jīng)設(shè)置在板的電元件上 從而提供EMI屏蔽和散熱之后的俯視和仰視立體圖4是圖3A所示裝置沿圖3A內(nèi)的剖切線4-4剖取的剖視圖5是圖1所示的彈簧夾的立體圖6是圖5所示的彈簧夾的仰視立體圖7是圖5所示的彈簧夾的正視圖8是圖5所示的彈簧夾的側(cè)視圖9是根據(jù)另一個示例性實施方式的能夠提供板級EMI屏蔽和熱管 理的小型面裝置的分解立體圖10是圖9所示的裝置的分解仰視立體圖11是在圖9和10所示的裝置已經(jīng)設(shè)置在板的電元件上從而提供 EMI屏蔽和散熱之后的立體圖12是圖11所示裝置沿圖11內(nèi)的線12-12剖取的剖視圖；并且 圖13是根據(jù)另一個示例性實施方式的彈簧夾的立體圖。
具體實施例方式
下文的說明本質(zhì)上僅是示例性的，而絕不是要限制本公開、應(yīng)用或使用。
根據(jù)本公開的各個方面，提供了能夠提供板級的EMI屏蔽以及耗散 由板的一個或多個電元件生成的熱的小型面裝置的示例性實施方式。其
它方面涉及小型面的板級EMI屏蔽和熱管理組件的元件。進(jìn)一步的方面 涉及使用小型面的板級EMI屏蔽和熱管理組件的方法。另外的方面涉及 制造小型面的板級EMI屏蔽和熱管理組件的方法，以及制造它們的元件 的方法。
在各種實施方式中，裝置通常包含用于將該裝置電接地到板(例如 印刷電路板等)上的板級EMI屏蔽墊圈(例如，導(dǎo)電彈性體，等等)。該 裝置還包括一個或多個結(jié)構(gòu)來耗散由表面安裝到板上或通過另外的方式 被板支承的一個或多個電元件生成的熱。散熱結(jié)構(gòu)還可在文中大體上涉 指吸熱器或放熱器。
在一些實施方式中，吸熱器可與EMI墊圈配合以為該裝置設(shè)置在其 上的一個或多個電元件(例如，電子儀器組件、電路等等)提供EMI屏 蔽和熱管理(例如，散熱和冷卻等等)。熱界面(例如，熱界面材料、導(dǎo) 熱材料墊等等)通?？稍O(shè)置在吸熱器和被屏蔽的電元件之間。熱界面可 促進(jìn)由電元件所生成的熱向吸熱器的傳遞。
在一些實施方式中，熱界面材料和可彈性壓縮的EMI墊圈可結(jié)合或 連接(例如，粘性連接、經(jīng)由就地成型(form—in—place)配送設(shè)備配送、 模制上等等)到載體上?？蛇x實施方式可包括不包含單獨(dú)載體件的小型 面EMI屏蔽和熱管理裝置。在這樣的實施方式中，例如， 一種或多種合 適的材料可直接結(jié)合或連接到吸熱器上，從而形成可彈性壓縮的EMI墊 圈和/或熱界面。舉例來說，各種實施方式包括可粘性連接、經(jīng)由就地成 型配送設(shè)備配送和/或模制(例如，包覆模制到其上，等等)到吸熱器上 的導(dǎo)電和導(dǎo)熱彈性體。在一些實施方式中，導(dǎo)電彈性體直接連接到吸熱 器以形成可彈性壓縮的EMI墊圈，并且另一種材料也連接到吸熱器以形 成熱界面。在這樣的實施方式中，熱界面材料優(yōu)選地包括其導(dǎo)電性比用 于形成EMI墊圈的導(dǎo)電彈性體更好的材料，但是這并不是所有實施方式 所必需的。在屏蔽和熱管理裝置的各種實施方式中，釆用彈簧作用的保持裝置 (例如，彈簧夾、夾具等等)來提供實現(xiàn)低熱阻抗的機(jī)械或夾緊力。在 這些實施方式中，彈簧作用保持設(shè)備可具有彈性支腳并且在文中通常稱 為彈簧夾。因此，各種實施方式包含具有接合部件(例如，U形足部， 等等)的彈簧夾。接合部件可構(gòu)造成例如通過穿過板內(nèi)的對應(yīng)孔定位接 合部件然后接合(例如，在下面鉤住等等)該板的下表面來接合板。此 下表面可以是板的最下面的表面，但是這并不是必需的。另外或可選擇 地，彈簧夾的接合部件可通常圍繞板的側(cè)面(而不是穿過板內(nèi)的孔)定 位，從而接合板的下側(cè)或板的下表面部分。當(dāng)彈簧夾安裝和接合到板上 時，可產(chǎn)生足夠的機(jī)械力或夾緊力以便大致朝板壓縮偏壓吸熱器。在此 示例性方式中，彈簧夾可有助于產(chǎn)生和保持足夠的接觸以便使EMI屏蔽 和熱管理裝置具有低熱阻抗和良好的散熱性能。
在一些實施方式中，彈簧夾施加的偏壓力還可有助于將吸熱器向下
牢固地壓緊在EMI墊圈和/或熱界面上。這繼而有助于減小任何間隙，例 如EMI墊圈和吸熱器之間的間隙，吸熱器和熱界面之間的間隙，和/或 EMI墊圈和板之間的間隙。減小(并且，在一些情況下消除)這種間隙 從而可抑制電磁能量通過這些間隙或從這些間隙泄漏出去。
EMI屏蔽和熱管理裝置的多種元件中的任何一種可使用多種材料。 一些實施方式包括片狀金屬吸熱器和/或片狀金屬載體。這些和其它實施 方式還可包含由導(dǎo)電彈性體形成的EMI墊圈，和由(也可以是導(dǎo)電的) 導(dǎo)熱彈性體形成的熱界面。形成EMI墊圈和/或熱界面的彈性體材料可設(shè) 置(例如，連接，粘性連接，經(jīng)由就地成型配送設(shè)備配送，模制、包覆 模制等等)到載體和/或直接設(shè)置到吸熱器上。
在包含載體的那些實施方式中，該載體可有助于當(dāng)在彈簧夾安裝之 后EMI墊圈被壓縮時保持EMI墊圈的平面圖形狀。該載體還可提供用于 支承(例如，連接，承載，等等)熱界面的表面。
在一個具體實施方式
中，裝置通常包含可彈性壓縮的EMI墊圈、吸 熱器和彈簧夾。彈簧夾具有包含足部的彈性支腳。該足部配置成接合板。 當(dāng)足部接合板時，生成通常朝板壓縮地偏壓吸熱器和可彈性壓縮EMI墊圈的夾緊力。
其他示例性實施方式包含可與小型面的板級EMI屏蔽和散熱組件一 起使用的彈簧夾。在一個這樣的實施方式中，彈簧夾通常包含從連接部 件上向下懸置的彈性支腳。連接部件和彈性支腳可共同限定大致倒U形 的輪廓。彈性支腳可具有大致為U形的足部，該足部用于接合支承一個 或多個電元件的板。當(dāng)該足部脫離該板時，該連接部件可被彈性偏壓以 具有第一大致凹形構(gòu)造。但是，當(dāng)彈簧夾的足部接合板時，該連接件可 撓曲為第二大致平坦的結(jié)構(gòu)。被彈性偏壓的連接件撓曲成第二大致平坦 的結(jié)構(gòu)可大致在連接部件和板之間產(chǎn)生夾緊力。
另外的實施方式涉及用于提供板級EMI屏蔽和從板的一個或多個電
元件散熱的方法。在一個這樣的實施方式中， 一種方法通常包含相對于
板定位具有彈性支腳的大致為倒U形的彈簧夾，以使該彈性支腳的大致 為U形的足部接合該板。足部與板的接合可提供夾緊力，該夾緊力可大 致朝板壓縮地偏壓吸熱器和彈性壓縮的EMI墊圈。
圖1至4示出實現(xiàn)本公開的一個或多個方面的示例性組合小型面 EMI屏蔽和熱管理裝置100。如圖所示，裝置100通常包含可彈性壓縮 EMI墊圈104、吸熱器108、熱界面110、載體112和彈簧夾114。
圖3禾n 4示出設(shè)置在電元件116上的裝置100，該電元件116繼而表 面安裝(或者以其他方式被支承在)板120上。裝置100可屏蔽電元件 116并且耗散由電元件116生成的熱。例如，裝置100可屏蔽電元件116 不受從裝置100外部的其他元件(未示出)發(fā)出的電磁干擾(EMI)影響， 和/或防止由電元件116發(fā)出的EMI干擾裝置100外部的其他電子或電元 件(未示出)。裝置100可與多種電元件(例如表面安裝的電子元件、電 子儀器組件和印刷電路板的集成電路)一起使用。
如圖1和2所示，EMI墊圈104通常包括周邊壁124。盡管所示的 EMI墊圈104包含大致呈矩形結(jié)構(gòu)的四條周邊壁124，但是其它實施方式 可包含具有多于或少于四條的周邊壁和/或構(gòu)成為非矩形(例如，三角形、 六邊形、圓形等等)的周邊壁的EMI墊圈。
每個墊圈壁124包括向內(nèi)延伸的肩部128。肩部128提供了表面，
12載體112可沿該表面被設(shè)置、連接、粘結(jié)、支承等等。肩部128使得裝
置100的處理和組裝更加容易。可選實施方式提供了不包含單獨(dú)載體的 組合小型面EMI屏蔽和熱管理裝置。例如，圖9到12示出裝置200，在 該裝置中熱界面210 (例如，導(dǎo)熱彈性體(其可以是導(dǎo)電的或不導(dǎo)電的)， 等等)可直接設(shè)置在或設(shè)置到吸熱器208上。在這種實施方式中，熱界 面210可粘性連接到、經(jīng)由就地成型配送設(shè)備配送到和/或模制到(例如， 包覆模制到，等等)吸熱器208上。還如圖9至12所示，裝置200還包 括EMI墊圈204和彈簧夾214。
返回參照圖1和2， EMI墊圈104還包括相對打開的上表面或窗口 156。 EMI墊圈104構(gòu)造成壁124的下邊緣129基本是直的。邊緣129可 提供用于接觸和緊靠板120的合適表面，由此這種接觸或緊靠可將裝置 100接地到板120。
EMI墊圈104可使用多種材料，這些材料優(yōu)選是可彈性壓縮的。在 一個優(yōu)選實施方式中，EMI墊圈104由導(dǎo)電彈性體模制而成?？蛇x的是， EMI墊圈104可用其它材料和/或通過其它制造過程形成。舉例來說，其 它實施方式包括用片狀金屬或絲網(wǎng)形成的EMI墊圈。
在各種優(yōu)選實施方式中，EMI墊圈104還可用一種或多種具有足夠 彈性或柔性的材料制成，以允許EMI墊圈104至少部分地靠著板120的 地線(ground trace) 115偏轉(zhuǎn)(圖4)。此偏轉(zhuǎn)可有助于減小(并且在一 些情況中，消除)EMI墊圈104和板120之間在安裝彈簧夾114之后的 任何間隙。這繼而可抑制電磁能量通過EMI墊圈104和板120之間的界 面或者通過該界面泄漏出去。
在各種實施方式中，EMI墊圈104由這樣的材料形成，即該材料允 許EMI墊圈104的壓縮或偏轉(zhuǎn)(deflection)量在該墊的自由或未壓縮高 度的大約20%和大約50%之間。在一些實施方式中，EMI墊圈104的設(shè) 計可形成為具有處理組裝公差的固有或內(nèi)在能力?？蛇x的是，還可使用 其它合適的構(gòu)造(例如形狀、尺寸等等)、材料和制造方法來制造EMI 墊圈104。
裝置100還包括吸熱器108。此吸熱器108可有助于耗散、除去和/或擴(kuò)散由電元件116生成的熱。另外，吸熱器108還可與EMI墊圈104 配合地操作從而為電元件116提供屏蔽。
如圖3和4所示，吸熱器108的一部分可大致設(shè)置在插入熱界面110 和EMI墊圈104上。因此，吸熱器108和/或熱界面110可用作用于覆蓋 EMI墊圈104的窗口 156的蓋子。以此示例性方式，EMI墊圈104和吸 熱器108和/或熱界面110可共同為其上設(shè)置有裝置100的電元件116提 供EMI屏蔽。
在圖4所示的示例性實施方式中，吸熱器108包括具有大致中空內(nèi) 部的熱管，該熱管優(yōu)選填充有流體。在一些實施方式中，熱管還可沿其 內(nèi)表面包含較細(xì)的凹槽?？蛇x的是，吸熱器108可能具有其它構(gòu)造。例 如，吸熱器108可包括一塊大致平坦的片狀金屬。此外，吸熱器實施方 式可包括與裝置的另一個元件成一體地形成的散熱表面，其中散熱表面 向外延伸離開EMI墊圈壁。另外的實施方式可包括具有其它形狀和尺寸 的固體吸熱器和/或吸熱結(jié)構(gòu)。
吸熱器108可用多種材料經(jīng)由多種制造方法形成。優(yōu)選的是，吸熱 器材料是良好的熱導(dǎo)體，并且在一些實施方式中還是良好的EMI屏蔽材 料。在各種實施方式中，吸熱器108可通過彎曲或折疊一塊片狀金屬一 體式地或單塊地形成為單個元件結(jié)構(gòu)?？蛇x的是，吸熱器108可使用其 它示例性制造方法和材料，例如鈹銅合金、鋁、黃銅、磷青銅等等。在 一些實施方式中，吸熱器108可包括裸露或無涂層的金屬。在一些其它 實施方式中，吸熱器108可包含涂覆有合適的導(dǎo)電鍍層的金屬以實現(xiàn)與 EMI墊圈104的流電兼容(galvanic compatibility)。
圖5到8示出可用于裝置100的示例性彈簧夾114。彈簧夾114可構(gòu) 造為提供實現(xiàn)低熱阻抗的機(jī)械或夾緊力。如圖3和4所示，彈簧夾114 可構(gòu)造為用于大致朝板120壓縮地偏壓吸熱器108。以此示例性方式，彈 簧夾114可有助于產(chǎn)生和維持足夠的接觸以便使裝置100具有低熱阻抗 和良好的散熱性能。
在一些實施方式中，安裝的彈簧夾114施加的偏壓力還可有助于將 吸熱器108向下牢固地壓緊在EMI墊圈壁124和/或熱界面110上。這繼而可有助于減小(并且在一些情況下，消除)各種元件之間的間隙，例
如EMI墊圈104和板120之間的間隙，以及EMI墊圈104和吸熱器108 之間的間隙。因此，安裝的彈簧夾114施加的夾緊力可有助于抑制電磁 能量進(jìn)入EMI墊圈壁124內(nèi)限定的內(nèi)部或者從中泄漏出去。
繼續(xù)參照圖5至8，所示的彈簧夾114包括連接件130和從連接件 130向下和向外懸置的彈性支腳132。支腳132具有足部或接合部136。 足部136構(gòu)造成彈性接合或卡在板120的下表面121下(圖3B)。如圖 所示，下表面121包括板120的底面(但是，這不是必需的)。
在具體示出的實施方式(圖3B)中，板120包括構(gòu)造成通過其中接 納彈簧夾的足部136的孔或開口 127。在足部136通過孔127被定位之后， 足部136然后可接合板的下表面121?？蛇x擇地，裝置IOO還可與不具有 任何這樣的開口或孔127的板一起使用。在這樣的可選實施方式中，彈 簧夾的接合件或足部可構(gòu)造成大致圍繞板的側(cè)邊(而不是穿過板內(nèi)的孔) 定位，從而接合板的下側(cè)或下表面121。
彈簧夾足部136與板120的下表面121的彈性接合可使連接件130 撓曲、偏轉(zhuǎn)和/或變形。在此具體實施方式
中，連接件130被彈性偏壓成 第一大致凹形構(gòu)造(圖7)。但是，連接件130可彈性撓曲、偏轉(zhuǎn)和/或變 形成第二大致平坦的構(gòu)造(圖3和4)。被彈性偏壓的連接件130的此撓 曲可產(chǎn)生大致施加在板120和連接件130之間的夾緊力。
如圖7所示，當(dāng)彈簧夾的足部136沒有接合到板120上時，連接件 130具有大致凹形或者U形的輪廓。另外，圖5將連接件130的上表面 示出為大致呈矩形且具有兩個半圓形的切口部分138和140。在一些實施 方式中，半圓形切口部分138和140可被構(gòu)造(例如，成形、確定尺寸、 定位等等)成用于提高支腳132的柔性和/或連接件130的柔性?？蛇x擇 地，連接件130可采用其它構(gòu)造(例如形狀、尺寸等等)。
繼續(xù)參照圖7，彈簧夾的支腳132相對于連接件130傾斜地向外懸 置或延伸。這一大致向外的成錐形傾斜(tapering)或張開使得當(dāng)連接件 130從其第一大致凹形構(gòu)造撓曲到其第二大致平坦構(gòu)造時，支腳132變得 垂直并且間隔開以在合適的位置與板對直?？蛇x擇的彈簧夾實施方式可包含通常沿直線向下或者垂直于連接件130延伸或懸置的或者相對于連 接件130向內(nèi)延伸的一個或多個支腳。此外，其他的實施方式可包括具 有多于或少于四個支腳的彈簧夾，和/或一個或多個具有不同構(gòu)造(例如， 形狀，大小，等等)支腳的彈簧夾。
繼續(xù)參照圖5至8，支腳132具有接合部136，該接合部136包含向 內(nèi)的足狀延伸部，該延伸部具有大致為U型的橫向輪廓。盡管所示實施 方式示出具有大致為U形的橫截面或橫向輪廓的足部136，但是，根據(jù) 例如其中將使用裝置IOO的具體應(yīng)用，其他橫截面形狀(例如，L形、斜 截(angularly truncated) U形，等等)也是可行的。例如，圖13示出具 有可選的足部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或構(gòu)造的彈簧夾314，下文將對此進(jìn)行更詳細(xì)地說 明。
返回參照圖3B，在足部136接合到或卡在板120下側(cè)(圖3B)之 后，連接件130的輪廓已經(jīng)從其大致為凹形的倒U形輪廓(圖7)改變、 撓曲或者變形為更加平坦的輪廓(圖3)。在各種實施方式中，彈簧夾114 由這樣的材料制成，其具有足夠的彈性或彈力以允許連接件130的輪廓 發(fā)生改變，以使支腳132可向下移動以便大致在板120下方定位和卡住 足部136，然后以足夠的恢復(fù)力進(jìn)行響應(yīng)(在足部136設(shè)置在板120下方 之后)從而在所示的實施方式中彈簧夾114大致朝EMI墊圈104、熱界 面110、載體112、電元件116和板120偏壓吸熱器108。在一個具體實 施方式中，彈簧夾114由厚度為大約0.2毫米的片狀金屬形成?？蛇x擇的 是，彈簧夾114可使用其它合適的材料。
在足部136己經(jīng)接合或卡在板120下方(圖3)之后，彈簧夾114 的彈性或彈力從而可施加壓縮偏壓壓力，將吸熱器108向下壓在熱界面 110上。因此，彈簧夾的足狀端部136施加的此偏壓壓力可有助于將吸熱 器108牢固地向下壓在熱界面110上，從而有助于在吸熱器108和熱界 面110之間以及在熱界面110和電元件116之間保持良好的熱接觸。在 一些實施方式中，彈簧夾的足部136 (當(dāng)接合板下表面121時)施加的偏 壓力還可有助于將吸熱器108牢固地向下壓在EMI墊圈壁124上。這繼 而可有助于減小EMI墊圈104和吸熱器108之間的任何間隙，從而防止電磁能量通過吸熱器108和EMI墊圈104之間的界面或者通過該界面泄 漏出去。因此，安裝好的彈簧夾114施加的夾緊力可有助于防止電磁能 量進(jìn)入EMI墊圈壁124限定的內(nèi)部或者從該內(nèi)部泄漏出去。
在一些實施方式中，彈簧夾支腳132的下表面170還可用作凸輪面。 在這樣的實施方式中，彈簧夾支腳132的彎曲下表面170與板120之間 的接觸可大致向外推壓支腳132。這繼而使得支腳端部136可大致滑動通 過孔127，和/或大致滑過板120的側(cè)邊。在足部136穿開板下表面121 之后，足部136就可大致內(nèi)彈以從而與板120的下表面121接合或互鎖。
在圖1至4所示的實施方式中，裝置100包括設(shè)置在吸熱器108和 電元件116之間的熱界面110。熱界面110可包括設(shè)置在電元件116上的 一個或多個單獨(dú)層，和/或設(shè)置在吸熱器108的下表面164上的一個或多 個單獨(dú)層。
熱界面110可使用寬范圍的材料。在一個優(yōu)選實施方式中，熱界面 110包括模制的導(dǎo)熱彈性體。該導(dǎo)熱彈性體可以是導(dǎo)電的，也可以是不導(dǎo) 電的。在一些實施方式中，熱界面110用充有陶瓷或金屬顆粒的彈性體 材料制成?？蛇x實施方式可包括以橡膠、凝膠、油脂或石蠟等等為基劑 的陶瓷顆粒、鐵氧體電磁干擾/射頻干擾(EMI/RFI)吸收材料、金屬、 玻璃纖維網(wǎng)形成的熱界面。可選的實施方式可提供不包含單獨(dú)的熱界面 110的裝置。在這種實施方式中，吸熱器可直接物理接觸并且緊靠該裝置 設(shè)置在其上的一個或多個電或電子元件。
為了進(jìn)一步說明各個方面及其可能的優(yōu)點(diǎn)，僅僅以說明的目的而不 是為了限制的目的給出以下實施例。在此具體實施例中，元件被構(gòu)造成 當(dāng)彈簧夾114沒有夾在板120上時具有以下高度尺寸板120的高度為 大約1毫米，電元件116的高度為大約0.65毫米，吸熱器108的高度為 大約1.3毫米(或者，當(dāng)用大致平的一塊片狀金屬形成時為大約0.2毫米)， 熱界面110的高度為大約0.13毫米，EMI墊圈104的高度為大約1.0毫 米，并且彈簧夾114的片狀金屬厚度為大約0.20毫米。進(jìn)而，在本實施 例中，并且在通過將彈簧夾114的足部136接合或夾在板下表面121下 方而安裝彈簧夾114之后，板120上方的總(壓縮減小)高度可以是大約2.3毫米(或者，當(dāng)吸熱器108由大致平坦的一塊片狀金屬形成時為大
約1.2毫米)。可選的是，可例如根據(jù)EMI墊圈104的偏轉(zhuǎn)需求并根據(jù)電 元件116的高度而實現(xiàn)較小的總高度。另外，上述實施例中的安裝好的 彈簧夾114可施加大約130牛頓或者30磅的夾緊力，該夾緊力在一些實 施方式中足以促進(jìn)熱墊片充分接觸(wet—out)或者消除(或者至少減小) 空氣間隙以便提供高效的熱傳遞。此夾緊力可分布在EMI墊圈104和熱 界面110之間。此段落內(nèi)提出的尺寸和其它數(shù)值(以及文中所述的所有 尺寸和數(shù)值)僅是用于說明，因為該裝置及其元件可例如根據(jù)具體應(yīng)用 (例如將要被屏蔽的元件、整個裝置內(nèi)的空間考慮、EMI屏蔽和散熱需 求以及其他因素)而構(gòu)造為具有不同的尺寸和/或提供具有不同數(shù)值的操 作參數(shù)。例如，彈簧夾114的材料和厚度可改變以改變安裝好的彈簧夾 114施加在裝置100上的夾緊力的大小。舉例來說，彈簧夾可構(gòu)造成向熱 界面施加0.14兆帕(或每平方英寸大約20磅)的壓力，在一些實施方式 中這基本上足以實現(xiàn)好的熱性能。或者，例如，彈簧夾114可構(gòu)造成為， 當(dāng)該裝置與12毫米xl2毫米的電元件116 —起使用時，向熱界面施加每 平方英寸大約24牛頓或5.5磅的力。另外，各種實施方式可提供這樣的 組件，即該組件在10GHz下具有約100dB的EMI屏蔽性能，并且EMI 墊圈104可相對于該EMI墊圈的自由高度壓縮大約50%。
例如，圖13示出具有可選足部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或構(gòu)造的彈簧夾314，下文 將對此進(jìn)行更詳細(xì)的說明。在此具體實施例中，彈簧夾314仍包含從連 接件330懸置的支腳332，當(dāng)彈簧夾的足部336沒有接合到板上時，該連
接件具有大致凹形或U形的輪廓。
但是，在此示例性實施方式中，彈簧夾的足部336構(gòu)造成插入板中 的孔，然后可相對于該板滑動地移動，以便大致在彈簧夾330的上下肩 部或止擋337A、 337B之間卡住并且接合該板。當(dāng)板被卡在并且接合在 大致上下肩部337A和337B之間時，彈簧夾314可從圖13所示的大致 為凹形的構(gòu)造彈性撓曲、偏轉(zhuǎn)和/或變形為基本上更為平坦的構(gòu)造。被彈 性偏壓的連接件330的此撓曲可產(chǎn)生夾緊力，該夾緊力大致施加在板和 連接件330之間。在一個具體實施方式
中，彈簧夾314用片狀金屬形成，從而如圖13
所示，足部336大致是平的且為鉤形?？蛇x的是，彈簧夾314可使用其 它材料、形狀和構(gòu)造。
有利的是，各種實施方式使得消費(fèi)者/制造商可節(jié)約成本。這是因為 消費(fèi)者/制造商可購買組合的EMI屏蔽和熱管理裝置(例如，作為成套件， 等等)，而不是購買分別提供EMI屏蔽和熱管理的單獨(dú)裝置。
另外，各種實施方式可使EMI屏蔽和熱管理具有較小的電元件和電 路板布圖，例如與移動電話和其它無線/RF設(shè)備相關(guān)聯(lián)的電子元件和電路 板布圖。由于電子元件和布圖的尺寸減小，所以各種實施方式能夠有助 于滿足增加這種小的電子元件和布圖的散熱的需求。
文中使用一些用語僅是為了參考而不是為了限制本發(fā)明。例如，諸 如"上"、"下"、"上方"、"下方"、"前"、"后"、"后部"、"底部"和"側(cè)面" 的用語可指示所參照的附圖中的方向，并且/或者可描述元件的一些部分 在相容但任意的參照系內(nèi)的取向，通過參照對所討論元件進(jìn)行描述的文 字和相關(guān)附圖會變得清楚。這樣的用語可包括以上特別提到的詞語、其 派生詞和同源詞。同樣，術(shù)語"第一"、"第二"和其他這樣的涉及結(jié)構(gòu)的數(shù) 字術(shù)語不暗示順序或次序，除非上下文清楚指出。
當(dāng)介紹本公開的元件或特征和示例性實施方式時，冠詞"一"、"一 個"、"該"和"所述"旨在表示具有一個或多個這樣的元件或特征。術(shù)語"包 括"、"包含"和"具有"旨在包括，表示除了這些特別說明的之外，還可能 具有其他的元件或特征。還應(yīng)理解的是，本文描述的方法步驟、工藝和 操作不應(yīng)解釋為必須要以討論或示出的具體順序進(jìn)行，除非特別說明按 順序進(jìn)行。還應(yīng)理解的是，可釆用其他步驟或可替換步驟。
本公開的描述本質(zhì)上僅為示例性的，因而沒有偏離本公開主旨的變 型旨在落入本公開的范圍內(nèi)。這樣的變型不應(yīng)被認(rèn)為偏離本公開的精神
和范圍。
權(quán)利要求
1. 一種用于提供板級EMI屏蔽和從板的一個或多個電元件散熱的小型面裝置，該裝置包括周邊構(gòu)造為大致繞板的所述一個或多個電元件布置的可彈性壓縮的EMI墊圈、吸熱器和大致為倒U形的彈簧夾，該彈簧夾包括彈性支腳，所述彈性支腳具有用于接合該板的足部，由此所述足部與所述板的接合施加夾緊力，該夾緊力用于大致朝著所述板壓縮地偏壓所述吸熱器和所述彈性壓縮EMI墊圈。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述足部包括鉤狀部件，該鉤 狀部件構(gòu)造成用于穿過所述板內(nèi)的對應(yīng)孔定位以接合所述板的下部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述足部包括大致為U形的部 件，該部件構(gòu)造成大致被鉤在所述板的下部的下方。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述彈性支腳包括構(gòu)造成用于 在它們之間相配合地卡住所述板的至少一部分的上止擋和下止擋，并且 其中所述足部構(gòu)造成用于穿過所述板內(nèi)的對應(yīng)孔定位，以使得該上止擋 和下止擋可沿所述板的大致相對的上表面部分和下表面部分定位。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述彈性支腳從連接件大致向 外和向下延伸，所述彈性支腳的向外張開使得當(dāng)所述連接件從第一大致 凹形的構(gòu)造撓曲成第二大致平坦的構(gòu)造時，所述彈性支腳可變成基本垂 直。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述彈性支腳由連接件連接， 該連接件構(gòu)造成當(dāng)所述足部接合到所述板上時接觸所述吸熱器并且向所 述吸熱器施加壓力，當(dāng)所述足部脫離所述板時，所述連接件被彈性偏壓 成具有第一大致凹形的構(gòu)造，并且當(dāng)所述足部接合所述板時，所述連接件撓曲成第二大致平坦的構(gòu)造，從而所述連接件撓曲成第二大致平坦的 構(gòu)造產(chǎn)生大致施加在所述連接件和所述板之間的壓縮夾緊力。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述彈性支腳由連接件連接，該連接件構(gòu)造成當(dāng)所述足部接合到所述板上時接觸所述吸熱器并且向所 述吸熱器施加壓力，當(dāng)所述足部脫離所述板時，所述連接件被彈性偏壓成具有第一構(gòu)造，并且當(dāng)所述足部接合所述板時，該連接件撓曲成第二 構(gòu)造，從而所述連接件撓曲成第二構(gòu)造產(chǎn)生大致施加在所述連接件和所 述板之間的壓縮夾緊力。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述裝置構(gòu)造成所述足部與所述板部分的接合將所述彈性壓縮EMI墊圈壓靠在所述板上以便使所述裝置接地。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述彈簧夾包括具有大致相對的側(cè)緣的上部，至少兩個彈性支腳從所述側(cè)緣向下懸置，且它們之間設(shè) 置有半圓形切口部分。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述可彈性壓縮EMI墊圈沿 其上部具有開口，并且其中所述吸熱器包括設(shè)置在所述可彈性壓縮EMI 墊圈的開口上的蓋部，從而所述可彈性壓縮EMI墊圈和所述吸熱器的所 述蓋部相配合地對所述可彈性壓縮EMI墊圈的周邊和所述吸熱器的所述 蓋部限定的內(nèi)部中的所述一個或多個電元件進(jìn)行屏蔽。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述可彈性壓縮EMI墊圈包 括導(dǎo)電彈性體。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的裝置，其中所述導(dǎo)電彈性體為以下至少 一種情形，即，被模制到、粘性結(jié)合到或者配送到所述吸熱器的下表面 部分上。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，該裝置還包括熱界面，該熱界面 構(gòu)造成，當(dāng)所述足部與所述板接合時在壓力作用下被夾在所述吸熱器和 所述一個或多個電元件之間。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述熱界面包括導(dǎo)熱彈性體。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述導(dǎo)熱彈性體為以下至少 一種情形，g卩，被模制到、粘性結(jié)合到或者配送到所述吸熱器的下表面 部分上。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，該裝置還包括具有上表面部分，口 下表面部分的載體，其中所述可彈性壓縮EMI墊圈至少部分地沿所述載 體的下表面部分設(shè)置，并且其中所述熱界面至少部分地沿所述載體的上表面或下表面部分設(shè)置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述可彈性壓縮EMI墊圈包括導(dǎo)電彈性體，該導(dǎo)電彈性體為以下至少一種情形，即，被模制到、 粘性結(jié)合到或者配送到所述載體的下表面部分上，并且其中所述熱界面 包括導(dǎo)熱彈性體，該導(dǎo)熱彈性體為以下至少一種情形，即，被模制到、 粘性結(jié)合到或者配送到所述載體的上表面部分或下表面部分上。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，該裝置還包括片狀金屬載體，該 載體聯(lián)接到所述可彈性壓縮EMI墊圈，并且構(gòu)造成有助于所述可彈性壓 縮EMI墊圈在所述彈簧夾的足部接合所述板時被壓縮之后保持平面圖形
19. 一種包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置的電子器件。
20. —種用于小型面的板級EMI屏蔽和散熱裝置的彈簧夾，該彈簧 夾包括從連接件向下懸置的彈性支腳，該連接件和所述彈性支腳相配合 限定大致為倒U形的輪廓，所述彈性支腳具有用于接合板的足部，當(dāng)該 足部脫離所述板時，所述連接件被彈性偏壓成具有第一大致凹形的構(gòu)造， 并且當(dāng)所述足部接合所述板時，所述連接件撓曲成第二大致平坦的構(gòu)造， 從而所述連接件撓曲成第二大致平坦的構(gòu)造可產(chǎn)生大致施加在所述連接 件和所述板之間的夾緊力。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的彈簧夾，其中所述彈性支腳從所述連接 件大致向外和向下延伸，所述彈性支腳的向外張開使得當(dāng)所述連接件撓 曲成第二大致平坦的構(gòu)造時，所述彈性支腳可變成基本垂直。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的彈簧夾，其中所述連接件包括大致相對 的側(cè)緣，并且其中至少兩個彈性支腳從每個所述側(cè)緣向下懸置。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的彈簧夾，其中所述連接件沿著所述側(cè)緣 中的至少一個側(cè)緣大致在從所述至少一個側(cè)緣向下懸置的所述至少兩個 彈性支腳之間包括半圓形切口部分。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的彈簧夾，其中所述足部包括大致為鉤狀 的部件，該部件構(gòu)造成大致鉤在所述板的下部下方。
25. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的彈簧夾，其中所述支腳包括構(gòu)造成在它們之間相配合地卡住所述板的至少一部分的上止擋和下止擋，并且其中 所述足部構(gòu)造成穿過所述板內(nèi)的對應(yīng)孔定位，以使得該上止擋和下止擋 可沿所述板的大致相對的上表面部分和下表面部分定位。
26. —種提供板級EMI屏蔽和從板的一個或多個電元件散熱的方法， 該方法包括相對于所述板定位具有彈性支腳的大致為倒U形的彈簧夾， 以使所述彈性支腳的足部接合所述板，所述足部與所述板的接合施加一 夾緊力，該夾緊力大致朝著所述板壓縮地偏壓吸熱器和其周邊大致繞所 述一個或多個電元件設(shè)置的EMI墊圈。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中定位所述彈性夾包括使所述 足部滑動通過所述板內(nèi)對應(yīng)的孔，并且使所述足部與所述板的下部接合。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述足部大致為U形，并且 其中接合所述足部包括將U形足部大致鉤在所述板的下部的下方。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述彈性支腳包括上止擋和 下止擋，而且其中滑動和接合所述足部包括沿所述板的大致相對的上表 面部分和下表面部分定位所述上止擋和下止擋，而且相對于所述板可滑 動地移動所述彈簧夾，以大致在所述上止擋和下止擋之間卡住所述板的 上表面部分和下表面部分。
30. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述彈性支腳由連接件連接， 當(dāng)所述足部脫離所述板時，所述連接件具有第一大致凹形的構(gòu)造，并且 其中使所述足部接合所述板包括使所述連接件從所述第一大致凹形的構(gòu) 造撓曲為第二大致平坦的構(gòu)造，所述連接件被彈性偏壓，從而撓曲成所 述第二大致平坦的構(gòu)造可產(chǎn)生大致施加在所述連接件和所述板之間的壓 縮夾緊力。
31. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述彈性支腳由連接件連接， 當(dāng)所述足部脫離所述板時，所述連接件具有第一構(gòu)造，并且其中使所述 足部與所述板接合包括使所述連接件從所述第一構(gòu)造撓曲為第二構(gòu)造， 所述連接件被彈性偏壓，從而撓曲成所述第二構(gòu)造可產(chǎn)生大致施加在所 述連接件和所述板之間的壓縮夾緊力。
32. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，該方法還包括在所述彈性壓縮EMI墊圈的開口上定位所述吸熱器的蓋部，從而所述可彈性壓縮EMI墊 圈和所述吸熱器的所述蓋部相配合地對所述可彈性壓縮EMI墊圈的周邊 和所述吸熱器的所述蓋部限定的內(nèi)部中的所述一個或多個電元件進(jìn)行屏 蔽，并且其中所述足部與所述板的接合施加夾緊力以便大致朝著所述可 彈性壓縮EMI墊圈壓縮偏壓所述吸熱器的所述蓋部。
33. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，該方法還包括將熱界面定位成當(dāng) 所述彈簧夾的足部接合所述板時，該熱界面在壓力作用下被夾在所述吸 熱器和所述一個或多個電元件之間。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中所述熱界面包括導(dǎo)熱彈性體， 并且其中所述EMI墊圈包括導(dǎo)電彈性體。
全文摘要
根據(jù)本公開的各種方面，提供了能夠為一個或多個電元件提供板級屏蔽，同時還能提供耗散由一個或多個電元件生成的熱的小型面裝置的示例性實施方式。在一個具體實施方式
中，裝置大體上包含可彈性壓縮EMI墊圈、吸熱器和彈簧夾。該彈簧夾具有帶足部的彈性支腳。所述足部構(gòu)造成接合所述板。當(dāng)所述足部接合該板時，就產(chǎn)生夾緊力，該夾緊力大致朝著該板壓縮地偏壓該吸熱器和可彈性壓縮EMI墊圈。
文檔編號H05K9/00GK101427619SQ200780000828
公開日2009年5月6日 申請日期2007年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月9日
發(fā)明者肯尼思·M·羅賓遜, 詹姆斯·E·克蘭 申請人:萊爾德技術(shù)股份有限公司