屏蔽绝缘散热系统.pdf

本发明公开了一种屏蔽绝缘散热系统，包括金属屏蔽罩、金属散热器基座及安置有至少一个需散热的电子器件的线路板，该散热器基座盖设固定在该屏蔽罩上并与该屏蔽罩围出一个屏蔽空间，该线路板置于该屏蔽空间内，且该线路板与屏蔽罩和散热器基座均绝缘。通过结合散热器基座和屏蔽罩，实现了散热功能和屏蔽功能；由于线路板与散热器基座和屏蔽罩均绝缘，避免了线路干扰，实现了绝缘的功能，即该系统同时解决了屏蔽、绝缘及散热的问题，而且占用空间小，能够保证电子器件正常平稳的运行。

1.  一种屏蔽绝缘散热系统，其特征在于：包括金属屏蔽罩、金属散热器基座及安置有至少一个需散热的电子器件的线路板，该散热器基座盖设固定在该屏蔽罩上并与该屏蔽罩围出一个屏蔽空间，该线路板置于该屏蔽空间内，且该线路板与屏蔽罩和散热器基座均绝缘。

2.  根据权利要求1所述的屏蔽绝缘散热系统，其特征在于：所述的屏蔽罩和散热器基座中至少之一设有与线路板直接接触的表面，该表面为绝缘表面。

3.  根据权利要求2所述的屏蔽绝缘散热系统，其特征在于：所述的屏蔽罩设有至少一个立放的第一支撑柱，该第一支撑柱设有绝缘的第一支撑表面，散热器基座设有至少一个立放的第二支撑柱，该第二支撑柱设有绝缘的第二支撑表面，该第二支撑表面直接压在该线路板上，该线路板直接压在该第一支撑表面上。

4.  根据权利要求3所述的屏蔽绝缘散热系统，其特征在于：所述的第一支撑柱为至少顶部经过绝缘处理的金属体，第一支撑表面即形成于该顶部，第二支撑柱为至少底部经过绝缘处理的金属体，第二支撑表面即形成于该底部。

5.  根据权利要求4所述的屏蔽绝缘散热系统，其特征在于：所述的第一支撑柱为经过阳极氧化处理且顶部刷有绝缘漆的金属体，第二支撑柱为经过阳极氧化处理且底部刷有绝缘漆的金属体。

6.  根据权利要求4所述的屏蔽绝缘散热系统，其特征在于：所述的第一支撑柱和第二支撑柱均至少有两个，各第一支撑表面共面，各第二支撑表面共面。

7.  根据权利要求3所述的屏蔽绝缘散热系统，其特征在于：所述的屏蔽罩、线路板及散热器基座通过紧固件固接一体。

8.  根据权利要求7所述的屏蔽绝缘散热系统，其特征在于：所述的紧固件为螺纹紧固件，至少一个第二支撑柱具有轴向贯穿的螺纹通孔，散热器基座设有与该螺纹通孔对应的第二螺纹孔，屏蔽罩设有与该螺纹通孔对应的第一螺纹孔，线路板设有与该螺纹通孔对应的过孔，该螺纹紧固件顺次锁入该第二螺纹孔、螺纹通孔、过孔及第一螺纹孔。

9.  根据权利要求1所述的屏蔽绝缘散热系统，其特征在于：所述的屏蔽罩上设有通风孔。

10.  根据权利要求1-9中任意一项所述的屏蔽绝缘散热系统，其特征在于：所述的散热器基座的一侧设有风机。

11.  根据权利要求10所述的屏蔽绝缘散热系统，其特征在于：所述的散热器基座具有面向线路板的下表面及背向线路板的上表面，该下表面设有与需散热的电子器件对应的导热媒介。

12.  根据权利要求10所述的屏蔽绝缘散热系统，其特征在于：所述的散热器基座的上表面设有至少一根热管，该热管与具有至少两个肋片的肋片组连接，相邻肋片之间形成风口，该风机对着该风口。

屏蔽绝缘散热系统
技术领域
本发明是关于一种屏蔽绝缘散热系统。
背景技术
在现有的便携式电子设备中，通常利用散热结构来解决散热问题，利用屏蔽罩来解决屏蔽问题，利用绝缘垫来解决绝缘问题。比如，现有电脑所用的CPU散热器，一般其只能用来解决CPU的散热问题；音响设备常用的金属屏蔽罩只能解决单一的屏蔽问题，电子设备中常常使用塑料片材、纤维板材来解决电子器件的绝缘问题。另外，在通常的机械结构设计中，铝制柱体可以用于实现支撑和螺纹连接，该铝制柱体如常见的压铆螺柱，但铝是导电材质，这时铝制柱体不可避免的与线路板发生导电连通，对线路板上的电子线路容易产生一些干扰信号，从而造成线路输出不良，特别是在彩色多普勒超声诊断仪中，这种通用型的铝制螺柱会造成连续波(CW)干扰，使输出的图像有明显的干扰信号。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种能够同时实现屏蔽、绝缘及散热功能的屏蔽绝缘散热系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种屏蔽绝缘散热系统，包括金属屏蔽罩、金属散热器基座及安置有至少一个需散热的电子器件的线路板，该散热器基座盖设固定在该屏蔽罩上并与该屏蔽罩围出一个屏蔽空间，该线路板置于该屏蔽空间内，且该线路板与屏蔽罩和散热器基座均绝缘。
所述的屏蔽罩和散热器基座中至少之一设有与线路板直接接触的表面，该表面为绝缘表面。
所述的屏蔽罩设有至少一个立放的第一支撑柱，该第一支撑柱设有绝缘的第一支撑表面，散热器基座设有至少一个立放的第二支撑柱，该第二支撑柱设有绝缘的第二支撑表面，该第二支撑表面直接压在该线路板上，该线路板直接压在该第一支撑表面上。
所述的第一支撑柱为至少顶部经过绝缘处理的金属体，第一支撑表面即形成于该顶部，第二支撑柱为至少底部经过绝缘处理的金属体，第二支撑表面即形成于该底部。
所述的第一支撑柱为经过阳极氧化处理且顶部刷有绝缘漆的金属体，第二支撑柱为经过阳极氧化处理且底部刷有绝缘漆的金属体。
所述的第一支撑柱和第二支撑柱均至少有两个，各第一支撑表面共面，各第二支撑表面共面。
所述的屏蔽罩上设有通风孔。
所述的屏蔽罩、线路板及散热器基座通过紧固件固接一体。
所述的紧固件为螺纹紧固件，至少一个第二支撑柱具有轴向贯穿的螺纹通孔，散热器基座设有与该螺纹通孔对应的第二螺纹孔，屏蔽罩设有与该螺纹通孔对应的第一螺纹孔，线路板设有与该螺纹通孔对应的过孔，该螺纹紧固件顺次锁入该第二螺纹孔、螺纹通孔、过孔及第一螺纹孔。
所述的散热器基座的一侧设有风机。
所述的散热器基座具有面向线路板的下表面及背向线路板的上表面，该下表面设有与需散热的电子器件对应的导热媒介。
所述的散热器基座的上表面设有至少一根热管，该热管与具有至少两个肋片的肋片组连接，相邻肋片之间形成风口，该风机对着该风口。
本发明的有益效果是，
1)通过结合散热器基座和屏蔽罩，实现了散热功能和屏蔽功能；由于线路板与散热器基座和屏蔽罩均绝缘，避免了线路干扰，实现了绝缘的功能，即该系统同时解决了屏蔽、绝缘及散热的问题，而且占用空间小，能够保证电子器件正常平稳的运行。
2)由于设置经过绝缘处理的金属第一支撑柱和第二支撑柱，使该系统可以应用于高温环境中。
3)通过设置导热媒介，可以更加有效的将电子器件产生的热量导到散热器基座上；
4)通过设置热管、肋片组及风机，可以更加有效的实现冷热空气的循环，达到更好的散热效果。
附图说明
图1是本实施方式屏蔽绝缘散热系统的立体分解图；
图2是本实施方式屏蔽绝缘散热系统的线路板与屏蔽罩连接前的结构示意图；
图3是本实施方式屏蔽绝缘散热系统的线路板与散热器基座连接前的结构示意图；
图4是本实施方式屏蔽绝缘散热系统的散热器基座的立体图；
图5是本实施方式屏蔽绝缘散热系统的线路板的立体图；
图6是本实施方式屏蔽绝缘散热系统的散热器基座的另一个角度的立体图；
图7是本实施方式屏蔽绝缘散热系统安装在机壳上时的结构示意图。
具体实施方式
图1至图7所示，本实施方式屏蔽绝缘散热系统包括金属屏蔽罩1、金属散热器基座3及安置有至少一个需散热的电子器件4的线路板2，该散热器基座3盖设固定在该屏蔽罩1上并与该屏蔽罩1围出一个屏蔽空间15，该线路板2置于该屏蔽空间15内，且该线路板2与屏蔽罩1和散热器基座3均绝缘。
屏蔽罩1如为金属体，其为由四个首尾相连的框边11组成的方框结构，各框边11均分布有用于通风散热的通风孔111。该屏蔽罩1内侧的四个角落处设有两个第一螺纹孔12和两个第一支撑柱13，该两个第一螺纹孔12在一个对角线上，该两个第一支撑柱13在另一个对角线上。该屏蔽罩1外侧的角落处设有L型的安装板14。两个第一支撑柱13平行并均竖直向上延伸。每个第一支撑柱13均为金属体，其经过阳极氧化处理，并在其顶部刷上绝缘漆，使每个第一支撑柱13的顶部均形成一个绝缘的第一支撑表面131，该第一支撑表面131与线路板2直接接触，且两个第一支撑柱13的第一支撑表面131共平面。第一支撑柱的数量可以为一个、两个或多个。
线路板2具有相对的第一上表面21和第一下表面22，该第一上表面21面向散热器基座3，该第一下表面22面向屏蔽罩1，贯穿该第一上表面21和第一下表面22形成有两个过孔23，该两个过孔23在该线路板2的一个对角线上，且该两个过孔23对应屏蔽罩1的两个第一螺纹孔12。该两个过孔23起到安装和固定整个线路板的作用，其不会影响该线路板自身的电子线路。该线路板2的第一上表面21安装有至少一个需要散热的电子器件4，该电子器件4如CPU芯片、显示芯片或内存芯片等高功率芯片。
散热器基座3为金属板状体，其具有相对的第二上表面31和第二下表面32，该第二上表面31背向线路板2，该第二下表面32面向线路板2。该第二下表面32的四个角落处均固定有第二支撑柱33，该四个第二支撑柱33平行并均竖直向下延伸。每个第二支撑柱33均为金属体，其经过阳极氧化处理，并在其底部刷上绝缘漆，使每个第二支撑柱33的底部均形成绝缘的第二支撑表面331，该第二支撑表面331与线路板2直接接触，且该四个第二支撑柱33的第二支撑表面331共平面。在四个第二支撑柱中，位于散热器基座3的一个对角线上的两个第二支撑柱33具有轴向贯穿的螺纹通孔332，散热器基座3对应该两个螺纹通孔332的位置设有贯穿第二上表面31和第二下表面32的第二螺纹孔34。该散热器基座3的第二下表面32的位于四个角落之间的中间部分设有多个具有高导热系数的导热媒介35，该导热媒介35与线路板2上的需要散热的电子器件4对应，该导热媒介如低热阻的导热硅胶。第二支撑柱可以有四个，也可有一个、两个或其它数量。设有螺纹通孔332的第二支撑柱33可以有两个，也可有一个、两个或其它数量，当然，每个第二支撑柱可以都不设置螺纹通孔，使第二支撑柱不用起到连接线路板和散热器基座的作用。
散热器基座3的第二上表面31分布有多个用于增大散热面积的突起36。该散热器基座3的第二上表面31还安装有热管5，该热管5与具有多个金属肋片61的肋片组6连接，相邻肋片61之间形成风口62，风口62对着固定在机壳7上的风机8，该风机8如风扇。
第一支撑柱13和第二支撑柱33采用阳极氧化，且在端面刷绝缘漆。该绝缘漆经过高温烘烤，绝缘漆硬化后，形成一定的附着力，多次拆装也不会磨损，也不会影响绝缘性能。另外，采用的绝缘漆还可以承受250～300度的高温，使这种做完阳极氧化处理再刷绝缘漆的支撑柱13、33可以在高温环境中使用。当然，对于支撑柱，也可仅作阳极氧化处理或仅刷绝缘漆。
安装时，通过螺丝锁入金属屏蔽罩的L型安装板14和机壳7，将整个屏蔽罩1固定在机壳7上；通过两根螺丝9由上至下顺次穿入散热器基座3的两个第二螺纹孔34、两个第二支撑柱33的螺纹通孔332，线路板2的两个过孔23及屏蔽罩1的两个第一螺纹孔12，使散热器基座3、线路板2及屏蔽罩1固定一体，并通过具有弹性的金属簧片10实现散热器基座3与屏蔽罩1的良好接触；而且，使线路板2的第一下表面22压在屏蔽罩1的两个第一支撑柱13的第一支撑表面131上，使散热器基座3的四个第二支撑柱33的第二支撑表面331压在线路板2的第一上表面21上，实现线路板2与屏蔽罩1、线路板2与散热器基座3之间的绝缘。工作时，通过导热媒介35能更加有效的把电子器件4散发的热量导到散热器基座3上，再通过热管5把热量导到肋片61上，通过风机8把肋片上的热空气吹到机壳7外面，实现冷热空气的循环，达到散热的目的。
对于该屏蔽绝缘散热系统，屏蔽罩为金属体，该屏蔽罩的材料如铜、铝、铁、镀锌钢板(SECC)或冷轧板(SPCC)等。散热器基座为金属体，该散热器基座的材料如铜、铝或其它具有较佳散热性能的金属。该屏蔽罩和散热器基座的大小及形状可以根据要求设计。第一支撑柱和第二支撑柱的材料可以为铝，也可以为铜、铁或不锈钢等金属材料。导热媒介可以为低热阻的导热硅胶，也可以为其它具有一定的导热系数并可以有效的将电子器件产生的热量导到散热器基座上的物质。
对于该屏蔽绝缘散热系统，散热器基座3盖设固定在该屏蔽罩1上，该散热器基座3和屏蔽罩1之间围出一个屏蔽空间15，线路板2置于该屏蔽空间15内，且该线路板2与散热器基座3和屏蔽罩1均绝缘。该绝缘的方式包括以下几种：1)通过独立于散热器基座和屏蔽罩的元件将线路板支撑在屏蔽空间内，此时，线路板通过空气实现与屏蔽罩和散热器基座之间的绝缘；2)散热器基座和屏蔽罩中只有一个与线路板直接接触，如将线路板支撑在设于屏蔽罩上的绝缘的第一支撑表面上，而线路板与散热器基座间则通过空气绝缘；3)散热器基座、屏蔽罩均与线路板直接接触，即屏蔽罩设有与线路板直接接触的绝缘的第一支撑表面，散热器基座设有与线路板直接接触的绝缘的第二支撑表面，线路板置于该第一支撑表面和第二支撑表面之间。对于设在屏蔽罩上的支撑表面，其可形成于一支撑柱的顶部，该支撑柱可以由绝缘材料制成，也可以由能够耐高温的金属材料制成，对于金属材料制成的支撑柱，至少需要在该支撑柱的顶部进行绝缘处理，从而形成绝缘的支撑表面。对于设在散热器基座上的支撑表面，其可形成于一支撑柱的底部，该支撑柱可以由绝缘材料制成，也可以由能够耐高温的金属材料制成，对于金属材料制成的支撑柱，至少需要在该支撑柱的底部进行绝缘处理，从而形成绝缘的支撑表面。
对于该屏蔽绝缘散热系统，线路板可以与屏蔽罩、散热器基座固接一体；线路板也可以仅与屏蔽罩或仅与散热器基座固定；线路板也可与屏蔽罩和散热器基座均不固定。
对于该屏蔽绝缘散热系统，线路板上的电子器件工作时产生的热量可以仅通过金属散热器基座散出去，也可以在散热器基座上设置能够加强散热效果的散热器件。该散热器件如设置在散热器基座面向线路板一侧的导热媒介，或者是设置在散热器基座背向线路板一侧的至少一根热管，该热管与肋片组连接，该肋片组则对着风机。对于设置热管的情况，热管的形状可以根据散热要求设计，如圆状或扁状；热管的数量可以为一根，在散热量大时，也可使用两根或两根以上的热管。
对于该屏蔽绝缘散热系统，通过将散热器基座和屏蔽罩结合，实现了散热功能和屏蔽功能；由于线路板与散热器基座和屏蔽罩均绝缘，避免了线路干扰，实现了绝缘的功能，即同时解决了屏蔽、绝缘及散热的问题，而且占用空间小，能够保证电子器件正常平稳的运行。
对于该屏蔽绝缘散热系统，其不仅可用在现有的便携彩色多普勒超声诊断仪上，用于解决大功率CPU板在狭小空间内的绝缘、屏蔽及散热问题；而且，也可用在机器人运动控制设备、医疗诊断设备、自动化控制设备、视频编辑和生产设备、医疗成像设备，工业及科学仪器、测试计量设备、机电化的显微镜和视觉系统及计算机图形设备等设备或仪器上，用于解决线路板上的电子器件的绝缘、屏蔽及散热问题。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。