专利名称：用于电子设备的散热装置和散热方法
技术领域：
本发明涉及电子设备、例如数字电视广播接收机等，更具体地，本发明涉及用于使发热电路元件散热的散热装置和散热方法。
背景技术：
众所周知，近年来，电视广播的数字化得到了推广。例如，在日本，除了卫星数字广播，诸如BS(广播卫星)数字广播、110℃S(通信卫星)数字广播等以外，开始了地面数字广播。
在用于接收这些数字电视广播的数字广播接收机中，特别是由于要求高速处理数字视频数据，例如LSI(大规模集成电路)等执行高速处理的电路元件产生热量。因此，采取散热措施是非常关键的。
日本专利申请公开出版物第9-64582号披露了一种装置，在屏蔽壳平行于电路板表面的屏蔽壳的平面中形成孔，将金属分离片(distinct piece)附着至孔的外围边缘部分，以与装配在电路板上的发热元件形成接触。这样，以通过平行于屏蔽壳的平面从金属分离片凸出的一对凸起沿厚度方向夹住孔的外围边缘部分的方式，使金属分离片附着至屏蔽壳。
美国专利第5060114号披露了一种装置，使发热元件通过柔性胶状垫片与散热器形成接触，该散热器还用作屏蔽壳。这样，通过该散热器本身产生的弹力，使散热器和发热元件形成压力接触。日本专利申请公开出版物第2002-359330号和美国专利第5384940号披露了一种装置，通过片簧或卷簧使散热件和发热元件形成压力接触。
发明内容
鉴于上述情况，已经作出的本发明的一个目的在于提供用于电子设备的散热装置和散热方法，通过其使用简单的配置就可以获得充分的散热效果，并且适于实际应用。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于电子设备的散热装置，包括电路板，其上装配有形成近似平板形状的电路元件；导热片，附着至与电路元件的与电路元件面对电路板的表面相反的表面；散热器，与所述导热片接触；以及屏蔽壳，其覆盖包括所述电路元件的电路板的表面，并且屏蔽壳具有在其上形成的加压部，当屏蔽壳覆盖电路板的表面时，加压部使散热器压向导热片，使散热器以预定压力与导热片(33)形成紧密接触。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于电子设备的散热方法，包括以下步骤第一步骤，将导热片附着至装配在电路板上的近似平面形状的电路元件与其面对电路板的表面相反的表面；第二步骤，使散热器与导热片形成接触；以及第三步骤，当屏蔽壳覆盖包括电路元件的电路板的表面时，通过在屏蔽壳上形成加压部，使散热器以预定压力与导热片形成紧密接触。
图1是示出本发明的一个实施例并且说明电视广播接收机的视频信号处理系统的框图；图2是示出其上设置有该实施例的视频信号处理系统的电路板的分解透视图；图3和图4是分别示出该实施例的散热器和屏蔽壳的连接结构的侧截面图；图5是示出该实施例中用作导热片材料的柔性硅的负荷对压缩率特性的曲线图；图6是示出该实施例中的屏蔽壳的一种修改的分解透视图；图7是示出该实施例中的屏蔽壳的另一种修改的分解透视图；图8是示出该实施例中的散热器的一种修改的分解透视图；图9是示出本发明的另一个实施例并且说明散热器和屏蔽壳的连接结构的侧截面图；以及图10是示出本发明的又一个实施例并且说明散热器和屏蔽壳的连接结构的侧截面图。
具体实施例方式
下面将参照附图详细说明本发明的一个实施例。图1示意性地示出实施例中说明的电视广播接收机11的视频信号处理系统。更具体地，将由用于接收数字电视广播的天线12接收的数字电视广播信号通过输入端子13提供给调谐器单元14。
调谐器单元14从输入到其的数字电视广播信号中选择并且解调期望频道的信号。将从调谐器单元14输出的信号提供给解码器单元15，使其在那里经受例如MPEG(活动图片专家组)2解码处理，然后将信号提供给选择器16。
此外，将由用于接收模拟电视广播的天线17接收的模拟电视广播信号通过输入端子18提供给调谐器单元19。调谐器19从输入到其的模拟电视广播信号中选择并且解调期望频道的信号。从调谐器单元19输出的信号通过A/D(模拟/数字)转换单元20被数字化后，被输出至选择器16。
此外，提供给用于模拟视频信号的外部输入端子21的模拟视频信号被提供给A/D转换单元22进行数字化后，被输出至选择器16。此外，提供给用于数字视频信号的外部输入端子23的数字视频信号被原样提供给选择器16。
选择器16选择输入到其的四种数字视频信号中的一种，并将其提供给视频信号处理单元24。视频信号处理单元24对输入到其的数字视频信号进行预定信号处理，从而将其显示在视频显示单元25上。视频显示单元25采用包括例如液晶显示器、等离子体显示器等的平板显示器。
在电视广播接收机11中，通过控制器26整体控制包括上述各种信号接收操作的各种操作。控制器26由包括CPU(中央处理器)的微处理器构成，并且响应于来自于包括遥控器(未示出)等的操作单元27的操作信息控制各个单元，从而反映该操作信息的操作内容。
在这种情况下，控制器26主要使用ROM(只读存储器)28，其中储存有将由CPU执行的控制程序；RAM(随机存取存储器)29，用于向CPU提供暂存区；以及非易失性存储器30，其中储存有各种设置信息、控制信息等。
图2示出了电路板31，其上设置有电视广播接收机11的视频信号处理系统。即，构成视频信号处理系统的各种电路元件、电路图案等都装配在电路板31上。特别是对于装配在电路板31上的各种电路元件中构成解码器单元15的LSI 32，因为当LSI 32高速处理数字数据时会产生热量，所以其需要散热措施。
作为散热措施，通过柔性导热片33，使散热器34与LSI 32的表面形成紧密接触，该LSI的表面形成近似正方形平面形状，与散热器形成紧密接触的表面与面对电路板31的表面相反。然后，各种电路元件通过屏蔽壳35与散热器34一起覆盖其上装配有LSI 32的电路板31的表面而被电磁屏蔽。
图3示出散热器34和屏蔽壳35的结构。首先，散热器34由形成近似正方形平面形状的基板34a、相对于基板34a的表面垂直地沿同一方向从基板34a的相对端伸出的一对侧板34b和34c、平行于基板34a分别从侧板34b和34c的顶端向外延伸的散热板34d和34e、以及多个(图示实例中是两个)平行于侧板34b和34c从基板34a的预定位置凸出的散热板34f和34g构成，并且这些部件通过挤压模塑(extrusion molding)例如具有导热性的金属材料等彼此整体形成。然后，散热器34被附着使得与其上形成有基板34a的散热板34f和34g的表面相反的表面和导热片33形成接触。
此外，屏蔽壳35由形成近似正方形平面形状的平板35a、四个相对于平板35a的表面垂直地沿同一方向分别从平板35a的四端延伸的四个侧板35b、35c、35d、和35e、以及从平板35a朝散热器34的基板34a凸出的多个(图示实例中是两个)加压部(presserportion)35f和35g构成，并且这些部件通过挤压模塑例如金属材料等彼此整体形成。
要注意，形成近似正方形平面形状的LSI 32被装配在电路板31的一个表面上，使LSI 32的一个表面面对电路板31的一个表面。导热片33被附着至LSI 32的另一表面，即，被附着至与其面对电路板31的表面相反的表面。
导热片33被从外部施加的负荷挤压。因此，当用tS表示在没有负荷的情况下导热片33的厚度，用tL表示LSI 32的厚度时，当不施加负荷时，从电路板31的前表面到导热片33的上表面的高度h0用下面的等式表达h0＝tL+tS如图4所示，屏蔽壳35通过被附着至电路板31使得由各侧板35b、35c、35d、和35e形成的开口端与电路板31的表面形成接触，来覆盖装配在电路板31上的各种电路元件。
将屏蔽壳35如此配置当将其如上所述附着至电路板31时，屏蔽壳35的加压部35f和35g的顶端使散热器34的基板34a以预定压力压向导热片33。以此配置，通过使散热器34的基板34a与导热片33形成紧密接触构成散热结构。
在这种情况下，为了防止对LSI 32施加过量负荷，将加压部35f和35g的尺寸设置为使得从电路板31的前表面到导热片33的上表面的高度h1满足下面的等式h1＝tL+(1-k)·tS＝h0-k·tS
其中，k表示当对导热片33施加负荷时导热片的压缩率。
此时，将k·tS的值设置为大于机械尺寸公差。例如，当将机械尺寸公差设置为±0.3mm作为产品的设计精度时，就必须满足k·tS≥0.3。
图5示出在没有负荷的情况下将厚度为1.5mm的柔性硅作为导热片33材料的负荷和压缩率之间的关系的实例。尽管，优选抑制压缩率，以减小施加至LSI 32的负荷，但考虑到上述机械尺寸公差，预计将k设置为约30％到60％是合理的。
当这里假定k设置为40％时，k·tS的值是1.5mm的40％，即0.6mm，这满足了机械尺寸公差为0.3或更大的条件。更具体地，按该实例设计散热器时，加压部35f和35g的尺寸被设置为h0-h1＝0.6mm。
由于可以从图5发现，当k设置为40％时，负荷是0.05MPa，施加到LSI 32的负荷也是0.05MPa。当负荷具有不破坏LSI 32本身的可靠性并且不破坏焊接至LSI 32的电路板31的可靠性的值时，可以附着散热器34。
根据上述实施例，当将屏蔽壳35被附着至电路板31时，使散热器通过屏蔽壳35的加压部35f和35g以适当的压力与导热片33形成紧密接触。从而，用于使散热器34利用片簧、卷簧等与LSI 32形成压力接触的配置不是必须的，由此通过简单的配置就可以充分获得散热效果。
此外，如图6所示，可以在屏蔽壳35的平板35a对应于散热器34的连接部的部分上形成切除部35h，并且剩余一部分平板35a，加压部35f和35g可以通过使平板35a的剩余部分弯曲成L形而形成。通过此配置，由于散热器34通过切除部35h暴露到外部，所以可加强散热效果。
此外，当在不牺牲屏蔽效果的范围内，屏蔽壳35的平板35a上形成多个隙孔35i时，可以进一步加强散热效果。
此外，当如图8所示在散热器34的基板34a形成隙孔34h时，可以在屏蔽壳35附着至电路板31时通过切除部35h观察隙孔34h中的导热片33的膨胀来从视觉上确定散热器34是否与导热片33牢固地形成紧密接触。
图9示出了本发明的另一实施例。在图9中，当通过相同的参考标号表示与图4相同的部分进行说明时，在散热器34的基板34a的预定位置形成限位块(stopper)34i，以朝电路板31凸起。当屏蔽壳35的加压部35f和35g的尺寸超出假定尺寸时，当将外部压力施加至屏蔽壳35时等情况，限位块34i与电路板31形成接触，并且使电路板31的表面与散热器34之间保持预定间距，从而不会将不必要的负荷施加给LSI 32。
将限位块34i的顶端与电路板31之间的间距h2设置成满足下面的等式h2＝(kMAX-k)·tS其中，kMAX表示关于导热片33的压缩率k的离差(dispersion)最大容许值。由于kMAX一般不超过1，所以将h2设置成满足下面的等式h2＜(1-k)·tS
图10示出了本发明的又一实施例。在图10中，当通过相同参考标号表示与图4相同的部分进行说明时，在散热器的一对侧板34b和34c上形成锁孔34b1和34c1。此外，在屏蔽壳35的加压部35f和35g上形成可以与形成在侧板34b和34c上的锁孔34b1和34c1接合的凸起35f1和35g1。
因此，通过将形成在屏蔽壳35的加压部35f和35g上的凸起35f1和35g1与形成在散热器34的侧板34b和34c上的锁孔34b1和34c1接合，可以使散热器34与屏蔽壳35整体结合，从而可以加强装配的可使用性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。例如，一些部件可以从实施例的组件中删除。而且，不同实施例的组件可以被适当地结合。
权利要求
1.一种用于电子设备的散热装置，其特征在于包括电路板(31)，其上装配有形成近似平板形状的电路元件(32)；导热片(33)，附着至所述电路元件(32)的与所述电路元件面对所述电路板(31)的表面相反的表面；散热器(34)，与所述导热片(33)接触；以及屏蔽壳(35)，其覆盖包括所述电路元件(32)的所述电路板(31)的表面，并且所述屏蔽壳具有形成在其上的加压部(35f、35g)，当所述屏蔽壳(35)覆盖所述电路板(31)的表面时，所述加压部使所述散热器(34)压向所述导热片(33)，以使所述散热器(34)以预定压力与所述导热片(33)形成紧密接触。
2.根据权利要求1所述的用于电子设备的散热装置，其特征在于，所述屏蔽壳(35)具有平板(35a)，所述平板被形成为在所述屏蔽壳(34)覆盖所述电路板(31)的表面时基本上平行于所述电路板(31)的表面，并且所述加压部(35f、35g)在面对所述散热器(34)的位置从所述平板(35a)凸起。
3.根据权利要求1所述的用于电子设备的散热装置，其特征在于，所述屏蔽壳(35)具有平板(35a)，当所述屏蔽壳(35)覆盖所述电路板(31)的表面时，所述平板基本平行于所述电路板(31)的表面，并且通过使所述平板(35a)部分地弯曲，在所述屏蔽壳(35)上形成所述加压部(35f、35g)。
4.根据权利要求1所述的用于电子设备的散热装置，其特征在于，所述屏蔽壳(35)具有平板(35a)，当所述屏蔽壳(35)覆盖所述电路板(31)的表面时，所述平板基本平行于所述电路板(31)的表面，并且在所述平板(35a)上形成切除部(35h)，以使由所述加压部(35f、35g)按压的所述散热器(34)暴露到外部。
5.根据权利要求1所述的用于电子设备的散热装置，其特征在于，在所述散热器(34)与所述导热片(33)接触的部分上形成隙孔(34h)，使得可以通过所述隙孔观察所述散热器(34)与所述导热片(33)的接触状态。
6.根据权利要求1所述的用于电子设备的散热装置，其特征在于，设置所述屏蔽壳(35)的所述加压部(35f、35g)的尺寸，使得当所述屏蔽壳(35)覆盖所述电路板(31)的表面时，所述电路板(31)的表面和与所述散热器(34)形成接触的所述导热片(33)的表面之间的间距h1满足下面的等式h1＝tL+(1-k)·tS其中，tS表示在没有负荷的情况下所述导热片(33)的厚度，tL表示所述电路元件的厚度tL，以及k表示当将负荷施加到所述导热片(33)上时所述导热片的压缩率。
7.根据权利要求6所述的用于电子设备的散热装置，其特征在于，将k·tS的值设置为大于机械尺寸公差。
8.根据权利要求6所述的用于电子设备的散热装置，其特征在于，设置所述屏蔽壳(35)的所述加压部(35f、35g)的尺寸，使得所述导热片(33)的压缩率k设置在30％到60％的范围内。
9.根据权利要求1所述的用于电子设备的散热装置，其特征在于，所述散热器(34)具有限位块(34i)，所述限位块用于通过与所述电路板(31)的表面形成接触，来保持所述电路板(31)的表面与所述散热器(34)之间的预定间距。
10.根据权利要求9所述的用于电子设备的散热装置，其特征在于，设置所述散热器(34)的所述限位块(34i)的尺寸，使得当所述屏蔽壳(35)覆盖所述电路板(31)的表面时，所述电路板(31)的表面与所述限位块(34i)之间的间距h2满足下式h2＜(1-k)·tS其中，tS表示在没有负荷的情况下所述导热片(33)的厚度，以及k表示当将负荷施加到所述导热片(33)上时所述导热片的压缩率。
11.根据权利要求1所述的用于电子设备的散热装置，其特征在于，所述散热器(34)由所述屏蔽壳(35)支撑。
12.一种用于电子设备的散热装置，其特征在于包括电路板(31)，形成为平板形状；平板形状的电路元件(32)，装配在所述电路板(31)的一个表面上，以使所述平板形状的电路元件(32)的一个表面面对所述电路板(31)的一个表面；导热片(33)，其由柔性材料构成，并且附着至与所述电路元件(32)的与所述电路元件面对所述电路板(31)的表面相反的表面；散热器(34)，由以下部件整体构成基板(34a)，与所述导热片(33)接触；侧板(34b、34c)，相对于所述基板(34a)的表面垂直地从所述基板(34a)的端部延伸；以及散热板(34d、34e)，从所述侧板(34b、34c)的端部延伸；以及屏蔽壳(35)，其覆盖包括所述散热器(34)的所述电路板(31)的表面，所述散热器由以下部件整体构成平板(35a)，基本平行于所述电路板(31)的表面设置；侧板(35b至35e)，从所述平板(35a)的外围边缘部分延伸；以及加压部(35f、35g)，在与所述侧板(35b至35e)相同的方向上从所述平板(35a)的预定位置凸起，并且使所述散热器(34)的所述基板(34a)压向所述导热片(33)。
13.一种用于电子设备的散热方法，其特征在于，包括以下步骤第一步骤，将导热片(33)附着至装配在电路板(31)上的近似平面形状的电路元件(32)的表面，所述表面与所述近似平面形状的电路元件面对所述电路板(31)的表面相反；第二步骤，使散热器(34)与所述导热片(33)形成接触；以及第三步骤，当所述屏蔽壳(35)覆盖包括所述电路元件(32)的所述电路板(31)的表面时，通过在屏蔽壳(35)上形成的加压部(35f、35g)，使所述散热器(34)以预定压力与所述导热片(33)形成紧密接触。
全文摘要
将导热片(33)附着至装配在电路板(31)上的电路元件(32)，并且使散热器(34)与导热片(33)形成接触。当屏蔽壳(35)覆盖包括电路元件(32)的电路板(31)的表面时，在屏蔽壳(35)上形成的加压部(35f、35g)按压散热器(34)，以使散热器以预定压力与导热片(33)形成紧密接触。
文档编号H05K9/00GK1822758SQ20061000771
公开日2006年8月23日 申请日期2006年2月14日 优先权日2005年2月14日
发明者龟本一广 申请人:株式会社东芝