专利名称：仪器封装设备的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及一类用于封装诸如计算机硬件的电子装置的仪器封装设备。更具体而言，本发明涉及一种蚌壳式仪器封装设备。
背景技术：
仪器封装设备一般包括多个计算机硬件装置，例如主板、印刷电路板(PCB)、变压器、风扇、显示面板和处理器。仪器封装设备保护硬件免受由于冲击、振动或外部磨损而可能产生的损害，并提供一种便利的包装，使得硬件能够成为便携式的并且适合于桌上使用或架式安装。仪器封装设备还可包括为硬件屏蔽由仪器封装设备外部的硬件所产生的、以及来自被封装的硬件本身的电磁干扰(EMI)和静电放电(ESD)的装置。
一种已知的制造仪器封装设备的方法使用冲孔钢板封装部件与一个或多个塑性模制体的组合。在组装仪器封装设备之前，封装零件利用一套硬质工具成形，这种制造工序被称为硬质工具加工法。所述的硬质工具加工法一般使用被设计成用于生产固定构形的封装部件的单击式动力压力工具。为了获得一定的灵活性并由此使得利用封装部件能够生产不止一种设计，封装部件的制造工序被分为多个离散的阶段，例如打孔、冲切、折叠阶段一、折叠阶段二。为了进一步提高灵活性，可以使用诸如冲孔机和模具组之类的其它可活动的部件。
所述仪器封装设备一般被设计成，为其制造完成后将要容纳的特定硬件结构提供冷却体系。为了防止由过热引起硬件的损害或低效操作，冷却体系是必不可少的。特定仪器封装设备的冷却需求可通过下列方法实现沿仪器封装设备的侧壁分布通风孔和通过采用积极的冷却方法，例如仪器封装设备内的风扇，或者通过采用消极的冷却方法，其中利用热对流驱动仪器封装设备内的空气循环。积极和消极冷却方法的目标都是通过通风孔排出热空气并用从仪器封装设备外部吸入的较冷的空气替换热空气。
以上制造方法是有缺点的，因为这样的套装硬质工具价格昂贵，并且对仪器封装设备的宽度或长度的改变通常需要设计一套昂贵的、新的工具以用于制造所述新的仪器封装设备。另外，如果一种具有新构形的硬件要被插入仪器封装设备中，那么为先前的硬件构形设计的冷却体系就可能不适合于该新的硬件构形。制造之后，由于封装部件的固定构形，以上描述的仪器封装设备在设计上不灵活，因此为了顺应新的冷却体系，一般会制造新的仪器封装设备。
或者，可以制造诸如注射成形的塑性蚌壳式箱体(clamshell)的仪器封装设备。制造这样的塑料蚌壳式箱体通常比上述钢的仪器封装设备便宜。蚌壳式箱体是一种特定设计的仪器封装设备，包括一个基座部分和一个盖部分。蚌壳式仪器封装设备的组装包括在基座部分内插入硬件，接着将盖部分固定于基座部分以完成组装程序。这样一个组装程序在本领域中被称为“从上至下”的组装。现有的注射成形的蚌壳式封装设备的缺点是每个特定的蚌壳式仪器封装设备都是为单种产品而设计的，并且被设计为支持基于其组装后将容纳的硬件的布置和/或类型而定的特定冷却体系。因此，硬件构形的改变以及因此引起的蚌壳式仪器封装设备的冷却需求的改变就要求设计和制造另一种封装设备。因此，已知的蚌壳式仪器封装设备设计并不很好地适于重新利用或者能适应在使用期中封装设备所容纳的硬件布置和/或类型上的改变。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种仪器封装设备，该设备包括箱体，该箱体具有侧壁和布置在所述箱体内、并邻近所述侧壁的一对固定柱，该固定柱与侧壁一起界定一对相对的沟槽，所述沟槽用于滑动地接收形状互补的插入部件。
所述固定柱可从侧壁的表面突出并可被设置成邻近于所述侧壁。
至少一个所述固定柱可以是细长形的，并且可包括与插入部件宽度渐变的侧壁互补邻近的宽度渐变的表面。
所述固定柱的横截面可以大致为T形。固定柱可与侧壁一体形成。
所述箱体可具有至少三个固定柱，每一对邻近的固定柱与侧壁一起界定一对相对的沟槽，所述固定柱沿所述侧壁间隔分布。
插入部件可以是气流控制装置、通用支架和主板固定器中的任何一种。
至少箱体内的部分表面可被金属化。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于仪器封装设备的插入部件，包括成形为能够执行预定功能的主体；和被设置为能够滑动地插入形状互补的沟槽中的周边台肩。
周边台肩可由宽度渐变的侧壁所界定。
在一个实施例中，本发明提供了仪器封装设备插入部件，其包括上面本发明第二方面所提出的插入部件。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于将EMI接地的屏蔽罩，屏蔽罩包括周边凸起，该凸起可被一箱体用于容纳屏蔽罩的导电部分限制住。
该箱体可具有沟槽，沟槽具有金属化的或金属的表面，并且当使用时，所述的凸起被金属化的或金属的表面限制住。当使用时，凸起可被限制在屏蔽罩向其提供EMI屏蔽的、位于沟槽内的部件和金属化的或金属的表面之间。
根据本发明的第四方面，提供了一种电气零件的箱体，该箱体包括具有开口并形成大致为楔形容积的引导槽，所述引导槽允许电气零件的边缘滑动地插入引导槽的开口中，所述引导槽从开口至比开口窄的沟槽处，其宽度渐变。该槽可在其末端变宽，用于允许电气零件的边缘滑动地插入。
电气零件的边缘的外形可与引导槽的斜度互补，当使用时，电气零件紧密配合在所述引导槽内。电气零件可包括用于EMI屏蔽的屏蔽罩，屏蔽罩的一部分被限制在电气零件和引导槽的侧壁之间。
下面参照附图仅以举例的方式描述本发明的至少一个实施例，其中图1是构成本发明第一实施例的蚌壳式仪器封装设备的基座部分的示意图；图2A和2B分别是图1的固定部件的主视图和俯视图；图3是图1的主板固定器的各种示意图；图4是图1的通风单元的各种示意图；图5是图1的通用支架的各种示意图；图6是部分组装起来的蚌壳式仪器封装设备的示意图；图7是构成本发明第二实施例的前面板显示组件的分解图；图8是图7的装饰面板的示意图；图9是组装好的图7的前面板显示组件的示意图；图10是图1的蚌壳式仪器封装设备的前部的示意图；和图11是构成本发明第三实施例的安装在蚌壳式仪器封装设备内的前面板显示组件的沿图10中B-B线的剖视图。
具体实施例方式
在以下的描述中，相同的标号用来表示相同的部件。
参照图1，蚌壳式仪器封装设备(蚌壳式箱体)的注塑成型的基座部分100包括一个基座102和基本上垂直于基座102延伸的一对侧壁104，每个侧壁104具有沿其设置的多个通风孔106。基座部分100包括用于容纳显示组件110(在图7到图11中进行详细描述)的前部108和用于容纳，例如设置在蚌壳式箱体(图1中未示出)内的电子硬件设备和蚌壳式箱体外部的电子硬件设备之间的数据信号和电源连接件的后部112。基座部分100还包括一个把手连接器联接装置114，用于将把手(未示出)，例如一个半圆形把手，连接到其上。当被连接时，所述把手可位于第一位置用于搬运蚌壳式箱体，也可位于第二位置来为蚌壳式箱体提供倾斜支架。每一个都包括随后插入的、内部有螺纹的金属插入物的多个凸台116，和多个定位部件118与基座102一体形成。基座102的表面包括一个导电的、金属化的覆层以获得一个小于0.05欧姆的普通薄层电阻。可以通过多种方式提供导电的金属化的覆盖层，包括喷涂搀有例如银、石墨或镍的导电微粒的涂料。或者，可采用已知的真空敷层金属化工艺来提供薄金属层。基座102表面的金属化还起到为基座102提供静电放电(ESD)性能的作用。应该理解，可以采用使基座102至少在内表面上具有导电性的其它技术。例如，在基座102注射成型之前，可在被用于形成基座102的塑料模塑混合物中添加不锈钢细丝。同样，还可以想到上述技术的组合。
多个固定柱120与基座102一体形成，从基座沿着基座102的侧面延伸，并基本垂直于基座102。在这个示例中，但不是所有的示例中，固定柱120被以相等的间隔，沿基座102靠近侧壁104的侧面设置。
参照图2A和图2B，固定柱120沿线A-A的横截面基本上是T形的(图2B)。因此，在沿线A-A的横截面中，每一个固定柱120具有主干200和在主干200的末端206会合的第一分支202和第二分支204。主干200从第一和第二分支202、204延伸到固定柱120所邻近的侧壁104之一。每一个第一和第二分支202、204从主干200的末端206延伸出来，最初具有基本上一致的厚度，但沿着朝向第一和第二分支202、204的远离主干200的末端206端部的方向，其厚度增大，以提供朝着固定柱120所邻近的侧壁104之一的分别向内的突起208。在侧视图(图2A)中，每一个固定柱120具有细长的外形，该细长的外形由于表面212从每一个固定柱120的顶部到基座102向外倾斜而逐渐倾斜。尽管在图2A和图2B中没有示出，从图1中可以看出一在基座102和固定柱120的一个侧面124的下部分之间连接有一个支撑短板122，以便加固所述固定柱120。
因此，对于一个给定的固定柱120，由侧壁104之一、主干200和第一或第二分支202、204界定了一个沟槽210。任何两个相对的沟槽210可被用于容纳形状合适的插入装置(或部件)126(图1)。
可以理解，如上所述，在固定柱120沿线A-A具有T形横截面的同时，固定柱120也可以成形为其它横截面形状。
回头参照图1，如上所述，插入装置126可被紧固在一对固定柱120之间，并根据插入装置126所提供的功能成形。例如，插入装置126可以分别是主板固定器128，诸如通风部件130之类的气流控制器件或者在图3、4和5中详细描述的通用支架132。
参照图3，主板固定器128包括固定器主体300，该固定主体300轮廓上基本为矩形并具有上半部分302和下半部分304。夹持部分306与固定器主体300的下半部分304一体形成，并被设置用来接收诸如主板之类的印刷电路板(未示出)的外边缘，并与之啮合。在这方面，所述夹持部分306包括相对于固定器主体300沿纵向隔开的上突舌308，其位于一对分隔开的下支撑突起310之上，并位于一对分隔开的上支撑突起312之间，由下支撑突起和上支撑突起310、312界定一狭槽用于承载上述印刷电路板的外边缘。因此从横向上来说，上突舌308基本上位于所述一对分隔开的下支撑突出310之间的分隔空间314之上。上突舌308包括用来与可沿印刷电路板的外边缘设置的沟槽部分(未示出)进行啮合的固定凸出部分316。上突舌308是可以弹性变形的，这样得当将印刷电路板的外边缘插入夹持部分306后，在印刷电路板的外边缘和夹持部分306之间产生咬合。当将印刷电路板安装在蚌壳式箱体内时，附于印刷电路板之上的管状间隔件(未示出)与各个凸台116对齐，并且螺钉(未示出)分别穿过所述间隔件将印刷电路板经过凸台116固定到导电的基座102上，以使印刷电路板接地。但是，垂直于固定器主体300的矩形轮廓而突出的内置周边侧壁318界定一个内部的周边台肩320以与第一对沟槽134、136(图1)配合。周边侧壁320从固定器主体300的中心向纵向末端322向内逐渐变窄，即周边侧壁320渐变的外形在上半部分302和下半部分304的结合处附近具有最宽的宽度。主板固定器128还包括从固定器主体300的另一侧向外突出的咬合握持部分，所述咬合握持部分在固定器上的突出侧与夹持部分306在固定器主体上延伸出来的那一侧相对，该咬合握持部分324可被插入到通风孔106中以便于将主板固定器128紧固到位。主板固定器128被成形为包括孔326，用于安装后允许一些气流能够通过邻近主板固定器128的通风孔106进入蚌壳式箱体的内部。
参照图4，通风部件130包括具有第一部分402和第二部分404的通风部件主体400。和主板固定器128一样，通分部件130具有基本上为矩形的轮廓和界定用于与第二对沟槽130、140(图1)配合的内部周边台肩320的内置周边侧壁318。周边侧壁318从通风部件130的纵向中心到通风部件130的纵向末端406向内逐渐变窄，即周边侧壁318渐变的外形在第一部分402和第二部分404的结合处具有最宽的宽度。侧壁部分408在纵向末端406之一与通风部件130一体形成，并延伸到，或高于，对应于由下支撑突起和上支撑突出310、312所界定的狭缝的高度，以提供一种防止通风孔无意地被通风部件130阻塞的非常安全简单的特性。在这一点上，印刷电路板包括设置在印刷电路板周边附近的预定位置的间隙槽(未示出)。在间隙槽存在的地方，侧壁部分可穿过间隙槽，这样通风部件可被完全地插入一对对应的固定柱之间。因此通风部件130只能邻近间隙槽被插入。通风部件130还包括一咬合握持部分324，其形状与上面主板固定器128中所描述的一致。如果需要，在通风部件130的第一部分402上可提供孔(未示出)，以接收固定螺钉，用于将一个铰接件紧固于通风部件之上。这个铰接件则可被用于在蚌壳式箱体内紧固小配件、面板和其它模块，从而使得它们能够从正常的装载位置被提升以方便接近它们的下部以及位于它们之下的零件。
参照图5，通用支架132包括具有第一部分502和第二部分504的通用支架主体500。与主板固定器128和通风部件130一样，通用支架132具有基本上为矩形的轮廓，在这个示例中具有基本上为正方形的轮廓，和界定用于与第三对沟槽142、144配合的侧边台肩320的内置侧壁506。该内置侧壁506从第一和第二部分502、504会合处的通用支架的中心到通用支架132的末端508，向内逐渐变窄，即内置侧壁506渐变的外形在第一部分502和第二部分504的结合处具有最宽的宽度。通用支架132还包括圆角孔510，用于接收紧固装置，例如螺钉(未示出)，以便于将诸如风扇(未示出)或变压器(未示出)的之类器件连接到通用支架132上。通用支架132还包括一个或多个桥接部分512，该桥接部分512桥接内置侧壁506突出并垂直于该内置侧壁506，以便在提供一个位于内置侧壁506之间的间隙部分514的同时，连结内置侧壁506。回头参照图1，为了使通用支架132能够跨接一个或多个居中的固定柱146、148(该固定柱位于第三对沟槽142，144之间，而通用支架132的侧台肩320紧密配合在这对沟槽内)，间隙部分514是必不可少的。如果需要，当主板固定器128或者通风部件130的尺寸增大以致于必须跨接一个或多个固定柱120时，它们也可包括所述的桥接部分。
参照图6，一个部分组装的蚌壳式仪器封装设备600包括与盖部分602匹配的基座部分100。基座部分100的定位部件118与和盖部分602上一体形成的相对应的定位部件504匹配，以方便基座部分100与盖部分602进行有效配合。盖部分602还包括前面已经描述过的固定柱120。
蚌壳式仪器封装设备600在其使用期内可用于容纳不同的硬件配置，并且还能提供不同的冷却体系，因为插入装置126可被定位在多个不同沟槽210之间并从而，在这个示例中，位于沿着蚌壳式箱体的侧壁104的各种不同位置上。例如，风扇(未示出)可被连接于通用支架132上，以便于通过其后的通风孔106排出热空气并利用通过对面侧壁上的通风孔106吸入的冷空气代替所排出的热空气。风扇的位置可通过重新确定通用支架132的位置而被方便地改变。如果在蚌壳式箱体内另一种硬件配置，相对于积极的冷却而言，其需要消极的冷却，通用支架132和风扇可用多个通风部件130替代，这些通风部件的分布根据蚌壳式箱体600内的电气设备的空气需求情况而定。
参照图7，前面板显示组件110包括多个组成部件，例如由聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的混合物(PC-ABS)制成的装饰面板700、由硅橡胶制成的按键垫702、挠性键盘电路板706和由不锈钢制成的电磁干扰(EMT)屏蔽罩708，所述按键垫702具有由铸塑聚酯制成并在其中插有不锈钢细网的窗704，所述EMT屏蔽罩708具有沿电磁干扰屏蔽罩708的外围布置、并从中延伸或突出的多个指状触点710或钩形体。在这个示例中，EMI屏蔽罩708形状是矩形的，在EMI屏蔽罩708相对的末端712上的钩形件界定垂直于EMI屏蔽罩708所在平面的倾斜轮廓。在相对的末端712中的任一个之上，一对斜面714由钩形件710所界定，所述钩形件710基本上在大致位于中央的最高点716处会合。
如图8中所最佳地示出的，装饰面板700包括从装饰面板700突出的周边垂直侧壁800。在装饰面板700的第一末端802上，周边侧壁800包括具有第一斜面806和第二斜面808的第一端部侧壁804，该第一和第二斜面806、808从大致位于中央的最高点810开始沿远离彼此的方向倾斜下去；在最高点810处有一道狭窄的凸缘812。装饰面板700的端部侧壁804与由EMT屏蔽罩708的相对末端712之一上的钩形件710所界定的倾斜轮廓互补。参照图7，装饰面板700的周边侧壁800还包括被成形为用于以配合和互补方式接收钩形件710的一系列凹入部分720。
尽管图8中只示出了装饰面板700的一部分，应该理解，参照图7，装饰面板700还包括从装饰面板700的周边侧壁800延伸出的另一周边侧壁722，该周边侧壁722包括外形与第一端部侧壁804的外形相同或类似的第二端部侧壁724，第二端部侧壁724也与由EMI屏蔽罩708的对应末端712上的钩形件710所界定的轮廓在外形上互补。
图7中的前面板显示组件110的组装如下所述。按键垫702从装饰面板700的背面被插入装饰面板700，接下来是窗704，然后是挠性电路板706。EMI屏蔽罩708然后被放置在挠性电路板706和装饰面板700的外露部分的上面，使得EMI屏蔽罩708的钩子710与设置在装饰面板700周围的对应的凹入部分720相互配合。当前面板显示组件被组装之后，按键被用户按下时，EMI屏蔽罩708为挠性电路板706和按键垫702提供机械支撑。
参照图9，组装好的前面板显示组件900包括连接在EMI屏蔽罩708后面、并通过挠性平面片状连接导线904电连接到挠性电路板706上的显示支撑组件902。显示支撑组件902在装饰面板700上扣合到位并将EMI屏蔽罩708紧固在合适的位置上。显示支撑组件902包括硬件(未示出)，例如显示器、显示接口板(D.I.B)和驱动显示器背部照明的背光板。
EMI屏蔽罩708的钩形件710位于形成于装饰面板700的周边侧壁800上的对应凹入部分718当中，由于置于相应的凹入部分中的钩形件710的附加厚度，侧壁的高度h变大。
参照图10，蚌壳式箱体的基座部分100的前面部分108包括引导槽950，该槽宽度逐渐变化，与第一和第二端部侧壁804、724的第一或第二斜面806、808之一的逐渐倾斜的外形互补。在这方面上，基座部分100的引导槽950包括一个沟槽952，该沟槽952形成于每一个侧壁104上并具有基本上垂直于基座102的前壁954和与前壁954间隔一个渐变宽度的后壁956，所述渐变宽度基本上对应于最高点810的高度。后壁956向着前壁954和基座102向内逐渐倾斜。在基座102上，逐渐倾斜的沟槽952与基座沟槽958相连通，所述基座沟槽的基本上一致的宽度与周边侧壁800的宽度非渐变侧的一侧或两侧的宽度相对应。所组装的前面板显示组件900被插到成形为用于在前面部分108接收所组装的前面板显示组件900的槽950中。周边侧壁800由钩形件710而获得的附加高度起到在所组装的前面板显示组件900和蚌壳式箱体之间建立压配合的作用，周边侧壁800的插入将钩形件710带入槽950中，迫使钩形件710进入与它们所对应的凹入部分718中，并提供足够的附加厚度以确保前面板显示组件900通过摩擦被固定在槽内。
参照图11，在沿图10中的线B-B所取的横截图中，当所组装的前面板显示组件900被插入槽950中时，围绕着装饰面板700边缘的EMI屏蔽罩708的钩形件710与基座102的(金属化了的)内部形成电接触，从而提供了用于EMI接地的装置。EMI屏蔽罩708因此为前面板显示组件900提供了结构支撑，并且还依靠钩形件710提供了前面板组件900的EMI屏蔽罩708与蚌壳式箱体的内部机壳之间的电接触，以使EMI连续地接地。
权利要求
1.一种仪器封装设备，包括箱体，该箱体具有侧壁和布置于箱体内并邻近侧壁的一对固定柱，所述固定柱和侧壁一起界定一对相对的沟槽，用于滑动地接收形状互补的插入部件。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述固定柱被设置成邻近于所述侧壁。
3.如权利要求1所述的设备，其中，至少一个所述的固定柱是细长形的，并包括与所述插入部件宽度渐变的侧壁互补邻接的宽度渐变的表面。
4.如权利要求1所述的设备，其中，所述固定柱的横截面大致为T形。
5.如权利要求1所述的设备，其中，所述固定柱与所述侧壁一体形成。
6.如权利要求1所述的设备，其中，所述箱体具有至少三个固定柱，每一对邻近的固定柱和所述侧壁一起界定一对相对的沟槽，所述固定柱沿所述侧壁间隔分布。
7.如权利要求1所述的设备，其中，所述插入部件是气流控制装置、通用支架和主板固定器中的任何一种。
8.如权利要求1所述的设备，其中，至少部分箱体的内表面是被金属化的。
9.一种用于仪器封装设备的插入部件，包括成形为能够执行预定功能的主体；被设置成可滑动地插入形状互补的沟槽中的周边台肩。
10.如权利要求9所述的插入部件，其中，所述的周边台肩由宽度渐变的侧壁所界定而成。
11.一种仪器封装设备插入部件，其包括权利要求9所述的插入部件。
12.一种用于将电磁干扰接地的屏蔽罩，包括周边凸起，所述凸起可被一箱体用于容纳所述屏蔽罩的导电部分限制住。
13.如权利要求12所述的屏蔽罩，其中，所述箱体具有一沟槽，所述沟槽具有金属化的或金属的表面，并且当使用时，所述凸起被所述金属化的或金属的表面限制住。
14.如权利要求13所述的屏蔽罩，其中，当使用时，所述凸起被限制在所述屏蔽罩向其提供电磁干扰屏蔽的、位于沟槽内的部件和所述金属化的或金属的表面之间。
15.一种电气零件的箱体，所述箱体包括具有开口并形成大致为楔形容积的引导槽，所述引导槽允许电气零件的边缘滑动地插入所述引导槽的开口中，所述引导槽从所述开口至比所述开口窄的沟槽处，其宽度渐变。
16.如权利要求15所述的箱体，其中，所述电气零件的边缘成形为与所述引导槽的锥度互补，当使用时，所述电气零件紧密配合在所述引导槽内。
17.如权利要求15所述的箱体，其中，所述电气零件包括用于电磁干扰屏蔽的屏蔽罩，所述屏蔽罩的一部分被限制在所述电气零件和所述引导槽的侧壁之间。
全文摘要
一种仪器封装设备具有箱体，该箱体具有侧壁和被布置在箱体内并邻近侧壁的一对固定柱，所述固定柱与侧壁一起界定一对相对的沟槽，用于滑动地接收形状互补的插入部件。通风孔可沿箱体的侧壁布置，并且插入部件帮助提供可改变的气流控制设计。
文档编号H05K5/02GK1487385SQ0314964
公开日2004年4月7日 申请日期2003年8月5日 优先权日2002年8月28日
发明者罗纳尔·戴维森, 罗纳尔 戴维森, 戴维·拉维亚, 拉维亚 申请人:安捷伦科技有限公司