专利名称：散热卡连接器的制作方法
散热卡连接器相关申请的交叉引用本申请要求共同待审查的、2011年3月3日提交的、题为“Heat-Dissipating CardReader (散热卡连接器)”的美国临时专利申请第61/448，914号和2011年9月28日提交的、题为“Heat-Dissipating Card Connector (散热卡连接器)”的美国非临时专利申请第13/247，396号的权益，各申请的全部内容清楚地以参见的方式纳入本文。
背景技术：
智能卡用于各种类型的电子装置，以提供认证和其它类型的功能。例如，卫星电视接收器通常包括智能读卡器。将智能卡发给卫星电视订户，该智能卡在插入合适的卫星电视接收器内的读卡器内时将允许订户被认证为电视服务的授权用户。智能卡通常包括嵌入式集成电路。当插入合适的读卡器时，向智能卡供电，由此向嵌入式集成电路供电。嵌入在智能卡上的集成电路会产生大量热，特别是当用在诸如机顶盒之类的小型被动冷却的电子装置内时。参照这些考虑和其它方面来提出在此作出的本发明。
发明内容
文中公开了一种散热读卡器。文中公开的散热读卡器消散由智能卡或其它类型的具有嵌入式电子器件的、约为信用卡大小的卡产生的热量。根据一个方面，文中公开的散热卡读取器可将由智能卡产生的热量传送、传递和消散到其内安装有散热卡读取器的电子装置的平台、机架或壳体。根据一个方面，在此设置卡连接器，该卡连接器包括由诸如塑料的不导电材料制成的本体。本体以适于安装在电子电路板上以及适于接纳信用卡状的卡的形状来形成，该卡诸如是智能卡、芯片卡或包括嵌入式电子器件的集成芯片卡(“ICC”)。本体具有模制于其内的一组导电电接触件，这些电接触件构造成与插入读卡器的卡可操作地匹配或连接。接触件可连接到安装有读卡器的电路板上的合适的电接触件。根据另一方面，读卡器还包括一个或多个导热弹簧。导热弹簧至少部分地由诸如金属或合金之类的传热或散热的合适材料制成，并模制到读卡器的本体内。在一个实施方式中，导热弹簧包括主体、卡配合部、机架配合部和本体配合部。本体配合部模制到智能卡读取器的本体内。卡配合部从每个导热弹簧的本体向下延伸，并与插入到读卡器内的卡接触。机架配合部从导热弹簧的本体向上延伸。当卡插入所设的读卡器内时，卡与一个或多个导热弹簧的卡配合部接触，由此使本体和导热弹簧的机架配合部向安装有读卡器的电子装置的机架或壳体偏转。由卡产生的热量由此消散到导热弹簧，并消散到容纳读卡器的电子装置的壳体或机架。可将诸如热脂的传热化合物可涂敷于每个导热弹簧的机架配合部，以便于将热量传递到电子装置的机架或壳体。文中教导的散热读卡器的实施例包括附连于电子装置的安装表面的散热卡连接器。散热卡连接器包括本体，该本体构造成接纳卡，并通信地联接于或电连接到电子装置。本体包括多个电接触件，这些电接触件从本体延伸，并当卡插入读卡器内时与卡的电路接触。本体还包括至少一个导热弹簧，该导热弹簧从本体延伸，当卡插入读卡器内时，该导热弹簧与卡接触。导热弹簧将来自卡的热量导出到电子装置的散热结构。文中教导的散热卡连接器的实施例包括连接器本体，该连接器本体安装到并电连接或以其它方式电联结到电子装置的印刷电路板。连接器本体构造成在卡插入读卡器内时接纳具有电子器件或嵌入式电路的卡。连接器本体包括多个电接触件，这些电接触件与卡电路配合，并将卡的电路可操作地连接或以其它方式连接到印刷电路板。散热卡连接器还包括附连于连接器本体的至少一个导热弹簧，该导热弹簧包括卡配合部，当卡可操作地配合到读卡器时，该卡配合部与卡接触，并从卡导出热量。当卡可操作地配合到读卡器时，也是导热弹簧的一部分的导热元件将来自卡配合部的热量传递到电子装置的散热结构。相似地在文中教导了用于读卡器的导热弹簧的实施例。导热弹簧包括导热弹簧本体和连接器本体配合部，该连接器本体配合部从弹簧本体的一个端部延伸，并附连于连接器本体。导热弹簧还包括导热卡接触部，该导热卡接触部从导热弹簧本体的另一端部延伸，并构造成与插入卡读取器内的卡摩擦配合，并将来自卡的热量传递到导热弹簧本体。此外，导热弹簧还包括与导热弹簧本体成一体的至少一个散热元件，该散热元件构造成将热量从导热弹簧本体传递到电子装置内的散热结构。一种构造用于读卡器的散热卡连接器的方法是文中教导的另一实施例。该方法教导一种构造成接纳具有电子器件或嵌入式电路的卡的连接器本体，即，该连接器本体构造成附连于安装表面，并构造成电连接或以其它方式电联结到电子装置。该方法还包括将多个电接触件附连于连接器本体，因而，在卡插入读卡器内时，卡的电路被可操作地配合或以其它方式被触及。该方法还包括将至少一个导热弹簧附连于连接器本体。导热弹簧具有附连于连接器本体的本体配合部、导热卡配合部以及导热元件，当卡可操作地配合到电子装置时，该导热卡配合部与卡接触并从卡导出热量，而导热元件将来自导热卡配合部的热量传递到电子装置的散热结构。应理解，上述主题还可实施成电气设备、制造过程、电气和机械系统或制造物件。已作讨论的特征、功能和优点可在本发明各实施例中独立地实现或在又一些实施例中可以组合，可参照以下详细说明和附图看出其更多细节。提供此总结来引入简化形式的概念选择，这些概念在详细说明中下面进一步描述。此总结不意在识别要求的主题的关键特征或基本特征，也不意在此总结用于限制要求的主题的范围。此外，要求的主题不限于解决在本发明的任何部分中提及的任何或所有缺点的实施方式。
图1是示出示例性散热卡连接器的立体图。图2是示出图1的示例性散热卡连接器的分解立体图。图3A-3B分别是示例性散热读卡器的俯视图和侧视图，该散热读卡器具有部分地插入读卡器的卡。图4A-4B分别是示例性散热读卡器的俯视图和侧视图，该散热读卡器具有完全插入读卡器的卡。图5A-5B是示例性散热读卡器的侧视图，这些图示出当卡插入读卡器时的示例性散热弹簧。图6A-6F是用在读卡器的实施例中的示例性导热弹簧的立体图。图7是示出用于制造、组装和利用示例性散热读卡器的过程的逻辑流程图。
具体实施例方式下面详细说明涉及用于散热卡连接器和散热读卡器的技术。文中公开的散热读卡器能散去由智能卡或包括嵌入式电子器件或电路的其它类型的卡产生的热量。特别是，在一个实施方式中，文中公开的散热读卡器可将由智能卡产生的热量消散到散热结构，散热结构诸如是其内安装有散热读卡器的电子装置的平台、机架或壳体。在下述具体说明中，参照构成本发明一部分的附图，且附图以说明方式示出说明的实施例或示例。现参照附图，将描述用于散热读卡器的设备、系统和方法的各方面，在这些附图中相似的附图标记表示相似的元件。图1是示出文中公开的示例性散热卡连接器100 (在此为“卡连接器100”)的各方面的立体图。如图1中所示，所示的卡连接器100包括本体102，该本体主要由诸如但不限于是HDPE或PCT的模制热塑件制成。在一些实施例中，本体102可由其它类型的不导电金属或合成物来制成，诸如但不限于是陶瓷。在替代的实施例中，本体102可包括可传导的一体或附连的元件，这些元件可传导电流或热量。图1中所示的卡连接器100还可用于可从卡接收和获取数据的任何类型的电子装置并与该电子装置通信地联接，电子装置诸如是但不限于ATM、自动售货机、售货点及其组合等。应理解，尽管文中所述的卡连接器100通常是在大体平坦的智能卡、芯片卡、ICC卡及其组合等的情况下作出描述，但卡连接器100元件可为了与包括电路或嵌入式电子器件的任何类型的装置连接、联接、链接或配合来成形，可以从这些电路或嵌入式电子器件获取数据(文中在图3A-3B中最清楚示出的“卡”302)。本体102的尺寸设计成和构造成当附连于安装表面并通信地联接于或可操作地配合到电子装置的电路、诸如印刷电路板时，该本体能接纳卡或其它类型的卡装置。例如，卡连接器100可附连于安装表面，该安装表面是卫星电视接收器中的印刷电路板，并且卡连接器构造成接纳用于授权电视服务的智能卡。在替代的实施例中，卡连接器100附连于是诸如平台、机架或壳体之类的散热结构的安装表面，或者以其它方式通信地联接于或电联结到印刷电路板。根据一个实施例，本体102包括多个配合构件，在此示出为与本体102模制成一体的凸柱106。凸柱106构造成插入诸如是在印刷电路板、平台、机架或壳体的安装表面内适当定位的孔内。凸柱106可包括凸片或凸台，或者用于将卡连接器100固定到安装表面的其它机构。诸如焊接接片(在图2中最清楚示出的204A-204C)之类的其它类型的配合机构或紧固件也可用于将卡连接器100附连于安装表面。如图1中所示，本体102还具有至少一组弹性导电电接触件104，这些电接触件附连于或一体模制于本体102，并构造成通信地联接于或以其它方式与插入卡连接器100的卡的电路可操作地配合。电接触件104可连接到与卡连接器100通信联接的印刷电路板上的合适电接触件。卡连接器100还包括一个或多个导热弹簧108A-108B。如下面将更详细讨论的那样，导热弹簧108A-108B构造成与插入卡连接器100内的卡接触，并传送、传递或散去由卡产生的热量。热量可通过导热弹簧108A-108B本身来传递，并还可消散到散热表面，散热表面诸如是其内安装有卡连接器100的电子装置的平台、机架或壳体。应理解，尽管在图1中示出两个导热弹簧108A-108B，但可以在其它实施例中采用一个或更多个导热弹簧108A-108B。关于卡连接器100和导热弹簧108A-108B的构造和使用的其它细节将参照图2-7来描述。图2是示出散热卡连接器100的实施例的其它方面的分解立体图。如上简单讨论的，诸如但不限于弹性导电电接触件104、导热弹簧108和开关接触件202的元件可以在制造过程中附连于或模制到卡连接器100的本体102内。开关接触件202可用于检测卡是否完全插入卡连接器100。如上讨论的那样，诸如焊接接片204A-204C的配合机构或紧固件可附连于或模制到本体102内，以将卡连接器100附连于安装表面，安装表面诸如是但不限于是电路板、平台、机架或壳体。还如图2中所示，导热弹簧108A-108B中的每个导热弹簧包括一个或多个导热元件。例如，在所示实施例中，导热弹簧108A-108B中的每个导热弹簧包括呈向外延伸凸片206形式的两个导热元件(弹簧108A包括凸片206A-206B，而弹簧108B包括凸片206C-206D)。如下面将更详细描述的，凸片206A-206B构造成当卡被插入卡连接器100时与其内安装有卡连接器100的诸如平台、机架或壳体之类的散热表面交界。由卡产生的热量传递到导热弹簧108A-108B并通过这些导热弹簧消散，并借助凸片206A-206D传递到安装表面。下面将提供关于通过导热弹簧206A-206D传热和散热以及散热弹簧108A-108B的替代实施例的其它细节。图3A-3B分别是卡部分地插入读卡器内的、散热读卡器300的实施例的俯视图和侧视图。在所示实施例中，卡连接器100已被安装到印刷电路板304。印刷电路板304又安装在机架或壳体306内。在此，机架306由散热材料制成。例如，在此实施方式中，卡连接器100安装到适于用在卫星电视接收器内的电路板304。然后，电路板304安装到诸如金属机顶盒的卫星电视接收器的机架306。在图3A-3B中所示的示例中，已开始将卡302插入读卡器300，但卡302还未完全插入。特别是，卡302插入读卡器300，以使卡302的前端仅与导热弹簧108A-108B略接触。由此，还未使凸片206A-D与壳体306接触或交界。图5A示出在图3B中所示的卡插入的放大图。图4A-4B分别是在卡302已插入读卡器内的实施例中所设的散热读卡器300的俯视图和侧视图。在图4A-4B中所示的示例中，卡302完全插入读卡器300。由此，卡302与导热弹簧108A-B的卡配合部(在图6A-6E中最清楚示出的606)配合，由此使导热弹簧108的凸片206A-D与壳体306邻接。如文中所述，将卡302完全插入读卡器300将向嵌入卡302内的电子器件供电。然后，由嵌入式电子器件产生的热量将传递到导热弹簧108A-B和其内安装有读卡器300的电子装置的壳体306。图5B示出在图4B中所示的卡插入的放大图。如参照图3A-B上述，图5A是当卡302部分地插入卡连接器100但未与导热弹簧108接触时的、包括凸片206的示例性导热弹簧108的构造和位置的放大图。在此，在所示导热弹簧108的正常闲置构造和位置的情况下，凸片206偏置成不与壳体306接触。如参照图4A-B所述，图5B是当卡302完全插入读卡器300并与导热弹簧108接触时的、包括凸片206的示例性导热弹簧108的构造和位置的放大图。在所示导热弹簧108的正常配合的构造和位置的情况下，使凸片206置于将热量直接或间接传递到壳体306的位置。在一些实施例中，诸如图5B中所示，凸片206与壳体306邻接，或以其它方式放置成与壳体306直接接触，以使凸片206将热量直接传递到壳体306。在其它实施例中，凸片206不与壳体306邻接，而是与壳体306交界或以其它方式放置成相当靠近该壳体，因而，凸片206辐射热量并由此将热量间接地传递到壳体306。如文中所用，术语“传热”包括导热弹簧108的元件从卡302吸热并将热量直接或间接地传递到将消散热量的安装表面，安装表面诸如是平台、机架、壳体、其组合等。图6A-6E是用于卡连接器100和读卡器300的实施例的导热弹簧108的实施例的立体图。如上简略地讨论，在一个实施例中所设的导热弹簧108包括本体600。本体600连接到本体配合部602，该本体配合部模制到卡连接器100的本体102内。在替代的实施例中，本体配合部602借助本领域技术人员熟知的方法和紧固件附连于本体102，所述的方法和紧固件包括机械和化学的紧固件和粘结剂。在其它实施例中，本体配合部602模制到本体102内并延伸通过本体102，因而，本体配合部端部602A定位在本体102之外，并构造成将热量传递到散热表面，散热表面诸如是平台、机架、壳体、其组合等。导热弹簧108还包括卡配合部606，该卡配合部从本体600向卡302的位置延伸，以与插入读卡器300的卡配合。在所示实施例中，卡配合部606向下或向内延伸，而在替代实施例中，卡配合部606向上或向外延伸。在本发明的情况下，词语“向下”、“向上”、“向内”、“向外”等及它们的衍生词中的任一个仅用于教导关于本体600的方向，它们都不意在限制或约束导热弹簧108的结构。导热弹簧108还包括至少一个导热元件，在此以导热凸片604的形式示出。在一个实施例中，当卡302完全插入读卡器300时，导热凸片604向上和向外延伸，并具有位于与机架306大致平行的平面内的至少一个表面。在替代实施例中，导热凸片604向上和向内延伸，并包括各种构造和设计。在替代实施例中，本体600为拱形，以使它向上延伸然后向下延伸，并且它本身是当卡完全插入读卡器300内时将热量传递到散热表面的导热元件，散热表面诸如是平台、机架或壳体306。在其它实施例中，导热元件呈从卡配合部端部606A延伸的导热凸片604。应理解，图6A-6E中所示的导热弹簧108仅是一个示例，且在此可利用文中教导的替代实施例。例如，可采用使与机架306接触的导热弹簧108的表面积最大化的其它构造。在这点上，散热部604可构造成比附图中所示的大得多。此外，更多或更大导热弹簧108还可用于其它实施例。此外，如文中教导的那样，导热元件可采取各种形式，并且定位在各种位置，导热元件的实际数目和构造仅是一种设计选择。将卡302插入读卡器300将使卡302与卡配合部606接触，这又将使本体600和导热元件604沿机架306的方向移动。当卡302完全插入时，导热元件604将与机架306接触或交界，由此允许将热量从卡302消散到机架306。诸如热脂之类的传热化合物可涂敷于每个导热弹簧108的导热元件604，以便于将热量传递到散热表面。
在图6F中最清楚示出的另一替代实施例示出某些元件的加宽，元件诸如是但不限于本体配合部602。提供可能比卡配合部606宽或者可能比导热凸片604宽的本体配合部602的优点在于较宽的本体配合部602可减少导热弹簧108的与热量有关的扭曲量。通过加宽本体600或导热凸片602或卡配合部606可实现相似的优点。图7是示出用于制造、组装和利用文中公开的散热读卡器300的过程700的逻辑流程图。应理解，文中所述的操作能实施成制造步骤、机械操作和物理过程的顺序。实施方式可根据采用文中公开的读卡器300的特定制造系统或电子装置的性能和其它要求来变化。还应理解到可以进行比附图中所示和文中所述的更多或更少的操作。这些操作还可并行或以与文中所述的不同的次序来执行。过程700以操作702开始，在此操作时，采用合适的制造工序来模制卡连接器100的本体102，而导热弹簧108模制于该卡连接器的本体内。图2中所示的其它部件还可模制到卡连接器100的本体102内。流程700从操作702继续到操作704，在此操作时，卡连接器100安装到电子设备内。如上讨论的那样，卡连接器100可安装到用于机顶盒或其它类型的电子装置内的电路板上。一旦卡连接器100已安装，流程700继续到操作706。在操作706时，读卡器300接纳卡302。一旦卡插入读卡器300，则卡302使导热弹簧108偏转，以使导热弹簧的机架配合部604与机架306接触或交界。这发生在操作708时。在操作710时，由卡产生的热量通过导热弹簧108和通过散热结构306来消散。然后，流程700继续到操作712，在该操作下结束流程。基于前述，应理解，文中公开了散热连接器100和散热读卡器300。尽管在此提出的主题已用系统、方法作用、机械和物理操作专用的语言作出描述，但应当理解，在此公开的本发明并不一定限于本文所述的特定特征、作用或介质。而是，这些具体特征、作用和介质被揭示为示例形式。出于教导、建议和描述而不是限制性的目的，仅通过说明方式提供在此所述的主题。可设想、在此描述和在权利要求书中阐述代替所述实施例的方式。可对本文所述的主题进行各种更改和改变而不遵循所示和所述的示例实施例和应用，并且不偏离以下权利要求书中阐述的本发明的真实精神和范围。
权利要求
1.一种散热读卡器，所述散热读卡器包括连接器本体，所述连接器本体附连于电子装置的安装表面，所述连接器本体构造成接纳包括电路的卡，并通信地联接于所述电子装置；至少一个电接触件，所述至少一个电接触件从所述连接器本体延伸，在所述卡插入所述连接器本体内时，所述至少一个电接触件与卡电路可操作地配合；以及至少一个导热弹簧，所述至少一个导热弹簧从所述连接器本体延伸，在所述卡插入所述连接器本体内时，所述至少一个导热弹簧与所述卡接触，并将热量传递到散热结构。
2.如权利要求1所述的读卡器，其特征在于，所述导热弹簧还包括附连于所述连接器本体的本体配合部。
3.如权利要求1所述的读卡器，其特征在于，所述导热弹簧还包括卡配合部，当所述卡插入所述连接器本体内时，所述卡配合部与所述卡接触，并传递来自所述卡的热量。
4.如权利要求1所述的读卡器，其特征在于，所述导热弹簧还包括导热元件，在所述卡插入所述连接器本体内时，所述导热元件将热量传递到所述散热结构内。
5.如权利要求1所述的读卡器，其特征在于，所述散热结构是所述读卡器的元件。
6.如权利要求1所述的读卡器，其特征在于，所述散热结构是所述电子装置的元件。
7.如权利要求4所述的读卡器，其特征在于，所述导热元件与所述散热结构接触。
8.如权利要求4所述的读卡器，其特征在于，所述导热元件与所述散热结构交界。
9.一种散热卡连接器，所述散热卡连接器包括连接器本体，所述连接器本体安装到并电联结到电子装置的印刷电路板，所述连接器本体构造成当卡至少部分地插入所述电子装置内时接纳包含电路的卡的至少一部分；至少一个电接触件，所述至少一个电接触件附连于所述连接器本体，当所述卡插入所述电子装置内时，所述至少一个电接触件与卡电路可操作地配合，并将卡的电路电联结到所述印刷电路板；以及至少一个导热弹簧，所述至少一个导热弹簧包括附连于所述连接器本体的本体配合部、卡配合部以及导热元件，当所述卡可操作地配合到所述电子装置时，所述卡配合部与所述卡接触并从所述卡导出热量，当所述卡可操作地配合到所述电子装置时，所述导热元件将来自所述卡配合部的热量传送到散热结构。
10.如权利要求9所述的散热卡连接器，其特征在于，所述散热结构是连接到所述电子装置的读卡器的元件。
11.如权利要求9所述的散热卡连接器，其特征在于，所述散热结构是所述电子装置的元件。
12.如权利要求9所述的散热卡连接器，其特征在于，所述导热元件与所述散热结构接触。
13.如权利要求9所述的散热卡连接器，其特征在于，所述导热元件与所述散热结构交界。
14.一种用于读卡器的导热弹簧，所述导热弹簧包括导热弹簧本体；读卡器本体配合部，所述读卡器本体配合部从所述弹簧本体的第一端部延伸，并构造成附连于读卡器本体；导热卡接触部，所述导热卡接触部从所述导热弹簧本体的第二端部延伸，所述导热卡接触部构造成与插入所述读卡器内的卡摩擦配合，并将来自所述卡的热量传递到所述导热弹簧本体；以及至少一个散热元件，所述至少一个散热元件与所述导热弹簧本体成一体，并构造成将热量从所述导热弹簧本体传递到散热结构。
15.如权利要求14所述的导热弹簧，其特征在于，所述散热元件与所述散热结构接触。
16.如权利要求14所述的导热弹簧，其特征在于，所述散热元件与所述散热结构交界。
17.如权利要求14所述的导热弹簧，其特征在于，所述散热结构是附连于所述电子装置的读卡器的元件。
18.如权利要求14所述的导热弹簧，其特征在于，所述散热结构是所述电子装置的元件。
19.一种构造用于读卡器的散热卡连接器的方法，所述方法包括提供连接器本体，所述连接器本体构造成接纳包含电路的卡，附连于安装表面，并电联结到电子装置；将至少一个电接触件附连于所述连接器本体，在所述卡插入所述电子装置内时，所述至少一个电接触件与卡的电路可操作地配合；以及将至少一个导热弹簧附连于所述连接器本体，所述导热弹簧包括附连于所述连接器本体的本体配合部、导热卡配合部以及导热元件，当所述卡可操作地配合到所述电子装置时， 所述导热卡配合部与所述卡接触并从所述卡导出热量，而所述导热元件将来自所述导热卡配合部的热量传递到所述电子装置的散热结构。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括将包含所述连接器本体的读卡器电联结到电子装置。
全文摘要
本发明涉及与散热卡连接器有关的设备、系统和方法，该散热卡连接器用于连接到电子装置的读卡器。连接器具有构造成在卡插入读卡器内时接纳具有电路的卡的本体。连接器本体包括多个电接触件，这些电接触件与卡的电路配合，并将卡可操作地连接到电子装置。连接器本体包括至少一个导热弹簧，该导热弹簧包括卡配合部。当卡插入读卡器时，卡配合部与卡接触，并从卡导出热量。当卡插入读卡器内时，也是导热弹簧的一部分的导热元件将来自卡配合部的热量传递到电子装置的散热结构。
文档编号H05K7/20GK103004295SQ201180034844
公开日2013年3月27日 申请日期2011年12月2日 优先权日2011年3月3日
发明者格雷戈里·劳埃德·穆林斯, 林纪伦, 陈灼 申请人:起源技术美国股份有限公司