专利名称：用于提供被动冷却并降低电磁干扰辐射的电子仪器罩的制作方法
技术领域：
本公开总的来说涉及对电子元件进行冷却的系统，具体涉及允许被动冷却同时还提供电磁干扰(EMI)屏蔽的系统。本公开还涉及并公开了一种被动冷却及电磁干扰屏蔽系统。
背景技术：
医院需要在对麻醉剂和管制药物之类的特定药品提供安全储存的同时使护理人员可以获取这些药品。提供这种安全储存的一种方法是使用自动剂量器(ADM)，通常该自动剂量器包含功能性地连接到医院数据系统的微处理器以及容纳药品的安全抽屉和隔间。每个ADM的软件一般配置成仅在符合特定要求之后(例如确认了对药品的单个请求被授权)， 才允许选取药品。因为医院必须每天M小时对病人提供护理，所以ADM需连续工作。已知计算机处理器和母板由于在处理器电路和板上电路中传导的高频数字信号而发出宽频带的电磁辐射。为满足对电子装置辐射的电磁能量进行限制的规章要求，通常将处理器安装在导电罩内部。不过，将处理器和母板置于密封的导电壳内具有限制进出罩的冷却空气量的效果，并且因此通常使用风扇强制空气通过罩来冷却内部电路，因为如果不进行的冷却则处理器会过热并自己关断以避免永久性损坏。这些风扇通常会被认为较吵。此外，由于风扇的功能对于处理器以及ADM的操作来说很关键，因此风扇成为设备停工的潜在根源。
实用新型内容需要通过被动冷却对电子仪器提供充分冷却来改善ADM的操作，即通过自然空气对流而不使用风扇将空气吹过电子仪器，并仍对母板和处理器周围提供EMI屏蔽以符合规
章要求。本实用新型公开的系统对电子仪器提供被动冷却和EMI屏蔽。在该系统中，散热器位于电子仪器的一个边缘处并且设计为构成EMI屏蔽的一部分，其中所述屏蔽构造为在散热器周围形成烟 ，从而使得被散热器加热的空气通过烟 上升，并将冷空气通过散热器引入烟囱。结果得到了无需使用风扇的冷却电子仪器的冷却和屏蔽系统，从而降低了噪音、成本、以及与冷却风扇相关联的可靠性问题，同时在电子仪器周围保持EMI屏蔽。在一个实施例中，公开了用于对电子元件提供被动冷却同时降低电磁干扰(EMI) 辐射的电子仪器罩。该电子仪器罩包括电子仪器组件和耦接至电子仪器组件的散热器，该电子仪器组件包括至少一个电子元件。散热器具有底部，将底部构造为当散热器耦接至电子仪器组件时该底部热耦接至所述至少一个电子元件。电子仪器罩还包括在电子仪器组件周围形成封闭体的导电罩。所述导电罩具有构造为装配在散热器周围的第一开口和至少一个第二开口。所有从所述封闭体到外部环境的非导电通道均具有至少一个具有连续导电周长的截面开口，所述截面开口内的最大线长度小于所确定最大屏蔽频率的四分之一波长。在另一实施例中，提供用于对电子元件进行被动冷却同时降低EMI辐射的电子仪器罩。电子仪器罩包括具有平面基板和至少一个电子元件的电子仪器组件，所述平面基板具有前边缘和后边缘并且所述至少一个电子元件在前边缘附近耦接至基板。所述电子仪器罩还包括在基板前边缘附近耦接至电子仪器组件的散热器。散热器具有底部、至少一个热耦接至底部的导热管、至少一个热块、以及多个热耦接至底部的散热片，所述热块热耦接至底部，并且构造为当散热器耦接至电子仪器组件时该热块热耦接至至少一个电子元件。该电子仪器罩还包括在电子仪器组件周围形成封闭体的导电罩，所述导电罩包括构造为装配在散热器周围的第一开口和至少一个第二开口。所有从所述封闭体到外部环境的非导电通道均具有至少一个具有连续导电周长的截面开口，所述截面开口内的最大线长度小于所确定最大屏蔽频率的四分之一波长。本实用新型公开了一种对电子仪器进行被动冷却同时降低从电子仪器产生和辐射的EMI辐射的方法。该方法包括将带有底部的散热器附接至电子仪器组件的步骤，所述电子仪器组件具有至少一个需要冷却的电子元件和具有至少一个带有接口阻抗的触点的接口连接器，所述接口连接器构造为与对接连接器进行配合和阻抗匹配，其中对接连接器具有至少一个带有接口阻抗的触点以减少从连接至对接连接器的触点的导体辐射的EMI， 使得底部热耦接至至少一个电子元件。该方法包括将导电罩附接至电子仪器组件以形成电子仪器组件周围的封闭体的步骤，所述导电罩包括装配在散热器周围的第一开口和至少一个第二开口，其中所有从所述封闭体到外部环境的非导电通道均具有至少一个具有连续导电周长的截面开口，所述截面开口内的最大线长度小于所确定最大屏蔽频率的四分之一波长，从而减少导电罩中通过所述非导电通道辐射的EMI。
包含在本说明书中作为说明书一部分来提供对说明书的进一步理解的附图与具体描述一起示出了所公开的实施例，从而用来解释所公开实施例的原理。在所述附图中图1是根据本实用新型公开某些方面的电子仪器罩的实施例的框图。图2A和图2B是根据本实用新型公开某些方面的电子仪器组件的透视图。图2C和图2D是根据本实用新型公开某些方面的电子仪器组件的开口的侧视截面图。图3A-图3C是根据本实用新型公开某些方面的散热器的透视图。图4是示出了根据本实用新型公开某些方面的空气循环的组装电子仪器罩的截面图。图5-图7是根据本实用新型公开某些方面的截面开口以及开口内的最大线长度的视图。图8是根据本实用新型公开某些方面的图2B所示电子仪器罩的一部分的放大视图。图9是根据本实用新型公开某些方面的散热器的另一个实施例的视图。图10是根据本实用新型公开某些方面的ADM的透视图。
具体实施方式
以下描述公开了电子仪器罩的实施例，该电子仪器罩在对封装电子仪器提供被动冷却的同时提供对电子仪器的EMI屏蔽，以满足对电磁辐射的规章要求。在特定实施例中， 带散热片的散热器热耦接至电子仪器组件上需要冷却的电子元件。导电罩装配在电子仪器周围，罩中具有装配在散热器周围的开口以及优选布置在罩的相对侧的第二开口。散热片构造为片之间的间隙足够大，能够允许足够的空气流入以提供被动冷却，同时实质上阻隔上至最大屏蔽频率的电磁波。这避免了对覆盖散热片并处于空气通道中的导电罩的穿孔部分的需求，而穿孔部分会增大空气流动阻力并降低冷却性能。在以下的详细描述中，提出许多特定细节以提供对本实用新型公开的全面理解。 然而本领域技术人员应当明白无需其中的一些特定细节也能够实现本实用新型公开的实施例。另一方面，并未详细示出公知的结构和技术是为了不模糊本实用新型公开的核心内容。本文所公开的方法和系统通过具有所附微处理器的母板的罩来体现，其中的微处理器作为例如ADM中所使用的计算机系统的一部分。本领域技术人员显然明白该相同配置和方法可被用于既需要EMI屏蔽又需要冷却的电子仪器组件范围内的各种应用。除非有特别说明，否则无需解释也明白的是不应将本文所公开的任何方法或系统的应用限制在医学环境或药品剂量领域。电子仪器发射的电磁辐射由世界上各个国家的各种管理机构控制。在美国，这些规章目前被收录在联邦法规代码(Code of Federal Regulations)标题47的第15部分07 CFR15)中，并由联邦通信委员会(FFC)进行管理。对于通常包括计算机和含微处理器产品的“具有数字装置的无意辐射源”，FFC已确定了在装置工作在IGHz以上频率时在上限频率为40GHz的频率范围发出的辐射的最大等级。针对不同环境提供了不同的等级标准。B 级标准应用于市售家用设备，尽管这样的设备也能用于其他地方。对电视和无线电接收的干扰容易使家庭用户烦恼。A级是针对仅供营业、工业和商业配置的设备提出的更宽松的标准。一些制造商将他们的产品设计成即使供商业环境使用时也符合B级标准。在医疗领域，自动符合各种安全标准已被认为是能够节省诊所员工劳动以及增加符合率，从而增加了病人的安全性。为了实现这样的自动化，一些医疗装置包含了微处理器和用于个人计算机(PC)中的外围装置(包括液晶显示器(LCD)和硬盘驱动器)，以及其他专用的定制硬件装置。例如一种ADM(如Pyxis Medstation 4000)包含了与医院数据系统通信的微处理器以及具有带触摸屏的LCD显示器的用户接口。图1是根据本实用新型公开某些方面的电子仪器罩18的实施例的框图。计算机系统100包括带有微处理器12和至少一个接口连接器14的母板10。母板10上的处理器 12和其它元件(未示出)通过接口连接器14与外部器件通信，在此实施例中接口连接器14 与对接连接器32和连接至单个外部器件的对接板34配合。外部器件可以包括电源40、键盘42、扬声器44、和外部接口模块46，外部接口模块46用于诸如Khernet、Bluetooth 、 及其它有线和无线通信系统的通信链接。母板10还连接至硬盘驱动器48或其它非暂态存储装置(如闪存)和诸如控制一个或多个抽屉电子仪器52的抽屉接口 50的专用装置。电子仪器罩18包括导电罩16和显示器25，以及与显示器25相关联的背光沈和触摸屏35。在此实施例中，导电罩16密封母板10、包括显示器驱动器20和触摸屏控制器 30的断开板36、以及一对扬声器44。在某些实施例中，在导电罩16的内侧还包括诸如硬盘驱动器48的其它装置。在某些实施例中，导电罩中不包含母板10和微处理器12。[0026]图2A和图2B是根据本实用新型公开某些方面的电子仪器组件19的透视图。图 2A示出了在电连接至母板上表面外围的导电片120的母板10下侧具有导电表面16B (如此标记但图中不可见)的母板10。在某些实施例中，导电表面16B是单独的导电元件(未示出)，通过该导电元件而不是母板10的一部分来直接提供导电片120。包含多个散热片112 的散热器110沿着母板10的一个边耦接至母板10。示出了母板10之上的导电盖16A。导电盖16A在散热器110—侧上具有第一开口 102，第一开口 102具有围绕第一开口 102的边缘106。导电盖16A还具有至少一个第二开口 104。图2A所示的实施例具有位于第一开口 102相对侧上的六个第二开口 104。导电盖16A还具有沿着下周长的凸缘108，其构造为在导电盖16A耦接至母板10时与导电片120配合。图2B示出了耦接至母板10的导电盖16A。导电盖16A和母板10下侧的导电表面 16B共同形成图1的导电罩16。第一开口 102布置在散热器110周围，使得边缘106与散热器110沿着末端散热片112A和112B到每个散热片112的顶部114的外侧表面与散热器 110接触。在某些实施例中，边缘106与少于散热片112的全部顶部114电接触。例如，在某些实施例中，边缘106与每隔一个散热片112电接触。在某些实施例中，导电盖16A与散热片112的外表面的一部分重叠，于是开口 102小于散热片112的突出截面。参照图5至图8对散热器110周围的间隙进行更充分的讨论。散热器110被开口 102暴露的部分形成前平面111。经过前平面的空气穿过散热片112的冷却表面，并且如果散热片112比进入的空气热，则热量从散热片112传递至空气中。散热器110的前平面111具有宽度W和高度H，导电盖16的边缘106充分密封至散热器110，使得在此实施例中进入开口 102的空气的大部分穿过散热片112之间。在某些实施例中，用其它的热传递结构(未示出)代替散热片112，进入开口 102的空气将穿过这些热传递结构。在某些实施例中，开口 102小于散热器110，并且前平面111小于散热器110的物理宽度或高度。图2C和图2D是根据本实用新型公开某些方面的电子仪器组件19的开口 102的侧视截面。图2C和图2D均示出了母板10，散热器110与母板10的边缘对齐安装，并且示出了散热器110的散热片112上的导电盖16A。在图2C中，开口 102构造为与散热片112 的轮廓匹配，并且导电盖16A的边缘106与一个或多个散热片的顶部114电接触。在图2D 中，可以看出开口 102小于散热片112的轮廓，并且边缘106与至少一个散热片112的前面电接触。在某些实施例中，散热器110从母板10的边缘凹进。在某些实施例中，边缘106 从母板10的边缘凹进，并且在远离散热片112的前面的点处与至少一个散热片112的顶部 114电接触。图3A至图3C是根据本实用新型公开某些方面的散热器110的透视图。图3A示出了母板10上的散热器110的分解图，母板10具有基板140(如作为示例的印刷电路板 (PCB))、需要冷却以维持安全操作温度的电子元件141和142。散热器110具有底部116， 其在此示例中具有实质上为基板140宽度WSUB的一小部分的宽度WHS。散热器110还具有多个散热片112，散热片112在此实施例中集成至底部116。在某些实施例(未示出)中， 散热片112是使用诸如软焊、焊接、钎焊、粘合、或通过压力或紧配合接合点的机械连接等方法热耦接至底部116的单独元件。在某些实施例中，散热片112具有能提供气流通道以使空气穿过散热器110的构造，参照图9对此进行详细说明。
8[0031]图;3B以反转方向示出了图3A中的散热器110，其在某些实施例中暴露底部116的底表面150。可以看出，在底部116上形成了两个槽152，槽152的方向横跨散热器110的宽度。热块160和162是通过例如上述用于耦接散热片112和底部116的相同方法热耦接至底部116的导热元件。在某些实施例中，热块160和162的尺寸与电子元件141和142的尺寸相似，并且定位为当散热器110耦接至母板10时，使热块160和162与电子元件141、 142接触。在某些实施例中，一个热块(未示出)的尺寸和定位使其与电子元件141和142 均接触。图3C是图;3B的散热器110的分解视图。可以看出，在散热器110的底部116中形成槽152。热管170在组装时位于每个槽152处，并且通过例如导热黏合剂、位于热管170 和槽152之间的紧配合、或焊接而热耦接至底部116。在某些实施例中，槽的深度被选择为使热管170与散热器110的底表面150平齐。在图;3B和图3C的实施例中，热块160、162 与平齐安装的热管170接触。在某些实施例中，例如用热块160和162下面填充进热管170 周围与槽152之间的间隙的导热黏合剂(未示出)来提供热块160、162与热管170之间的额外热耦接。在所公开的实施例中，热管170用于在散热器的宽度上扩散来自电子元件141、 142的热量，从而增大散热器110末端的散热片112与穿过这些散热片112的空气之间的温度差。如果没有热管170，则直接处于电子元件141、142上的散热片112会变得比其它散热片112更热，因为热量必须进一步传导才到达其它散热片112。散热片112上的这种温度梯度降低了从散热器110到空气的整体热传递，因为散热器的较远散热片112与空气之间的较小温度差降低了较远散热片112的效率。通过在散热器110上更均勻地扩散热量，能够使散热器的整个宽度更高效地耦接至空气。图4是示出了根据本实用新型公开某些方面的空气循环的组合电子仪器组件19 的截面。在此实施例中，母板10朝向竖直方向，后边缘10位于前边缘IOA上方。在某些方向中，母板10定位为小于竖直方向的角度，同时保持后边缘10位于前边缘IOA上方。在此实施例中，散热器110耦接至前边缘IOA附近的母板10，其中热块160至少与电子元件141 热接触。导电盖16A耦接至母板10，其中开口 102位于散热器110周围，而第二开口 104位于导电盖16A的相对侧。随着热量从电子元件141导入散热器110，散热片112的温度将升高至超过环境空气温度。靠近散热器Iio的空气特别是散热片112之间的空气将通过与散热片112的接触而被加热并开始上升，如箭头130A所示。尽管开始时在导电盖16A内部会由于热空气继续上升(如箭头130B所示)而存在一些再循环，但当热空气到达开口 104时，热空气将随着箭头130C通过开口 104逃逸。随着上述情况发生，更冷的环境空气将如同箭头130D所示进入下部开口 102。穿过散热器110的开口通道是仅有的通过开口 102的路径，因此周围进入的空气立即与加热的散热片112接触，后者将加热这些新空气。一旦此系统达到均衡，将会有沿着箭头130D-130A-130B-130C通过电子仪器组件19的连续气流。在此实施例中，散热片之间的间隙必须足够大以允许气流不在稳态时达到的速度上阻塞。将散热器110布置在用于冷空气的进气开口 102导致了由于上升的热空气带来的最大“烟囱”效应，并且使最冷的空气与散热器110的散热片112接触，从而使得从散热片 112传递至空气的热量最大化。由于散热器110构造为在外表部分提供EMI屏蔽，如将参照图5-图8进一步讨论，因此无需在气流通道上提供额外EMI屏蔽，从而降低了冷却空气通道上的气流阻力。作为示例，文中所描述的对具有带散热器110和导电罩16的Intel AtomTM D510 双核处理器12的母板10的测试示出了在处理器100%占空比时结合温度高出环境20°C。尽管利用母板10或电子仪器组件的其它平面基板的竖直定位产生了最大烟囱效应，该技术也可以在不同于竖直的其它角度有效。在最大偏离竖直15度的角度下测试的罩显示出良好的性能。只要出口 104位于入口 102上方，被散热片112加热的空气就将在内部上升至电子仪器组件19并通过散热片112吸入空气，尽管气流速率会随着偏离竖直的角度的增大而减小。图5-图7是根据本实用新型公开某些方面的截面开口 180、182、和184以及开口内的最大线长度190、192、和194A的视图。导电材料中的孔会阻断一定范围的电磁辐射频率，上至该电子波的波长小于开口的最大线长度的点。对于图5所示导电罩16(仅示出其一部分)中的矩形孔180，最大的线长度为对角线190。对于图6所示导电罩16中的示例圆形孔182，最大线长度为直径192。不规则的孔较为复杂。例如图7所示导电罩16中的 L形孔184，最大线长度是从下角经过“L”形的内部拐角直到对边的线194A。可以看出，从另一条腿的角开始的备选长度194B比长度194A短。图8是根据本实用新型公开某些方面的图2B所示电子仪器罩的一部分的放大图。 在开口 102的中心部分可以看出，在此实施例中，导电盖16A的边缘106与散热片112的顶部114之间的接触留下了宽度和高度一致的各个矩形开口。每个开口都具有高度196A和对角长度196B。如图5所示，对角长度196B是散热片112之间的开口的最大线长度。由开口所阻断的截止频率近似等于与开口的最大线长度的二倍波长相关联的频率，即最大线长度必须小于一半波长。以圆形孔为例，该孔在半波长与电磁波谐振，并在低于谐振频率的频率处呈现出每十位增大20dB的屏蔽效果。要阻断的频率范围越高，开口越小。用在FCC规章中的40GHz的上限频率具有约7. 5mm(0. 英寸)的波长，其要求开口的最大线长度小于约3. 8mm，而对上至仅IGHz进行滤波要求开口小于150mm，这超过3. 8mm40 倍。每个频率处所需的屏蔽取决于被屏蔽的EMI辐射源的频谱特性，很多装置在40GHz以下的频率处具有尖峰，因此在具有对上至小于40GHz上限的频率提供有效屏蔽的导电罩时， 所遮罩的装置可以符合FCC规章。如图8所示，在开口 102内，除了散热片112的之间的间隙还存在其它通道。热块 160和162之间的长度198可以大于散热片高度196A。如果散热片112的顶部114没有导电地耦接至导电罩16的边缘106，则可以沿着散热片112的顶部114存在不导电的线长度(未示出)。在某些实施例中，边缘106导电地附接至每个顶部114，使得最大线长度是散热片112的中心到中心间距。在某些实施例中，边缘106导电地耦接至每隔一个散热片 112的顶部114，从而使沿着散热器110顶部的最大线长度加倍。在某些其它实施例中，壳体106仅导电地耦接至这样的散热片112的顶部114，这些散热片仅被少于与期望截止频率相等的线距离分隔。图9是根据本实用新型公开某些方面的散热器IlOB的另一个实施例的视图。在某些实施例中，底部110热耦接至箱体118，箱体118包括通过导电材料(如铝)的交叉片形成的矩形排列通道。由于每个通道都在近端(可见)和远端(图9中不可见)开口，因此冷空气能够以穿过图4的散热片112的相似方式穿过箱体118。这种构造相比散热片更适用于较高频率或者其它类型的机械滤波(如碎片(debris))，因为这些通道在开口的纵横比方面更方。图10是根据本实用新型公开某些方面的ADM 2000的透视图。该ADM具有柜体 205和多个包含药品与医疗供给的抽屉210。在图10所示的实施例中，至少一个抽屉构造为在位置212处接受可移除的安全存储容器220。在某些实施例中，电子仪器组件19 (不可见)布置在显示器215后面，其中第二开口 104(不可见)位于显示器215顶部，第一开口 102(不可见)位于显示器215底部并朝向显示器215下的内部空间开口。本文所公开的概念提供了在减少来自电子仪器的EMI辐射的同时对电子仪器进行被动冷却的方法。该方法包括将带有底部的散热器附接至电子仪器组件以使得底部热耦接至至少一个电子元件的步骤，所述电子仪器组件具有至少一个需要冷却的电子元件，还包括将导电罩附接至电子仪器组件以形成电子仪器组件周围的封闭体的步骤，所述导电罩包括装配在散热器周围的第一开口和至少一个第二开口，其中所有从所述封闭体到外部环境的非导电通道均具有至少一个具有连续导电周长的截面开口，所述开口内的最大线长度小于所确定最大屏蔽频率的四分之一波长，从而减少导电罩中通过所述非导电通道辐射的 EMI。在操作该电子仪器时，由电子元件的至少一部分产生的至少一些热量传入散热器，散热器中的至少一些热量传入散热器周围的空气中，热空气穿出第二开口从而将环境空气通过第一开口吸入该封闭体，以冷却所述至少一个电子元件。本实用新型公开的电子仪器罩对置于罩内的电子元件和组件进行冷却，同时还在电子元件和组件周围提供EMI屏蔽。该电子仪器罩包括构造为对发热的电子元件进行被动冷却的散热器和构造为提供EMI屏蔽的导电罩。通过将散热器置于导电罩的进气开口处并且在进气开口的上方提供出气开口，被散热器加热的空气在导电罩内上升并穿过出气开口，从而将环境冷空气通过进气开口吸入并与散热器紧密接触。散热器还构造为在进气开口上提供EMI屏蔽。电子仪器罩耦接至进气开口周围的散热器或者构造为在所确定的频率范围上进行无缝EMI屏蔽。提供前面的描述来使本领域技术人员能够实践这里所描述的各个方面。虽然前面描述了被认为是最佳模式和/或其他的示例，应当理解对于本领域技术人员来说将容易进行对这些方面的各种变型，并且这里所定义的总体原理可被应用于其他方面。因此，无意将权利要求限制在这里所示的方面，而是符合与所表述的权利要求相一致的整体范围，其中， 除非特别说明以外单数形式的元件并非意指“一个和唯一一个”，而是指“一个或多个”。除非特别说明以外，否则术语“一组”和“一些”表示一个或多个。阳性代词(如，他的)也包括阴性和中性(如，她的和它的)，反之亦然。如果存在任何标题或副标题的话，它们仅用于方便说明的目的而并不限制本实用新型。应当理解所公开处理中步骤的特殊顺序或层级是作为示例方法的举例。根据设计的优选，应当理解该处理中步骤的特殊顺序或层级可被重排。一些步骤可以同时执行。所附方法权利要求表现了以示例顺序进行的各个步骤，但并不意味着将本实用新型限于所表现的特定顺序或层级。本公开中所使用的如“顶”、“底”、“前”、“后”之类的术语应被理解为引用任意的参考系，而不是通常的重力参考系。因此，顶表面、底表面、前表面和后表面可在重力参考系中向上、向下、向对角线或向水平方向延伸。短语“一个方面”并不意味着该方面对主题技术是必要的，或者并不意味着该方面被应用于主题技术的所有结构中。与一个方面有关的公开内容可应用于所有结构，或应用于一个或多个结构。一个方面之类的短语可指一个或多个方面，反之亦然。短语“实施例” 并不意味着该实施例对主题技术是必要的，或者并不意味着该实施例被应用于主题技术的所有结构中。与一个实施例有关的公开内容可应用于所有实施例，或应用于一个或多个实施例。一个实施例之类的短语可指一个或多个实施例，反之亦然。词语“示例性”在这里用来表示“用作示例或举例”。在这里被描述为“示例性” 的任何方面或设计都无需被构成为优选或优于其他方面或设计。与本公开全部内容中所描述的各个方面的构成元素等价的所有已知的或本领域技术人员将会得知的结构和功能被清楚地合并在本文中并由权利要求所覆盖。而且不管公开内容是否在权利要求中明确表述，这里公开的内容都不打算被用于公众。没有哪个权利要求的构成元素将在35U. S. C. § 112第六款的规定下被解释，除非该元素清楚地使用短语 “装置”来表述，或者除非在方法权利要求的情况下该元素清楚地用短语“步骤”来表述。而且，对于说明书或权利要求书中所使用的术语“包括”、“具有”等的范围而言，该术语表示的意思是包含的，类似于术语“包含”在用作权利要求中的过渡词时被解释的那样。优选地包括了这里描述的所有元件、部分和步骤。应当理解，对于本领域技术人员来说显然的是，这些元件、部分和步骤中的任何一个都可由其他元件、部分和步骤来代替或被完全删去。本文至少公开如下概念。概念1. 一种用于对电子元件提供被动冷却同时降低电磁干扰(EMI)辐射的电子仪器罩，所述电子仪器罩包括电子仪器组件，所述电子仪器组件包括至少一个电子元件；耦接至所述电子仪器组件的散热器，所述散热器包括底部，将底部构造为当散热器耦接至电子仪器组件时所述底部热耦接至所述至少一个电子元件；和导电罩，其在电子仪器组件周围形成封闭体，所述导电罩包括构造为装配在散热器周围的第一开口和至少一个第二开口；其中所有从所述封闭体到外部环境的非导电通道均具有至少一个具有连续导电周长的截面开口，开口内的最大线长度小于所确定的最大屏蔽频率的四分之一波长。概念2.如概念1所述的电子仪器罩，其中所确定的最大屏蔽频率大于1GHz。概念3.如概念1所述的电子仪器罩，其中所述散热器还包括热耦接至所述底部的热耗散结构。概念4.如概念3所述的电子仪器罩，其中通过所述热耗散结构的通道宽度足够大以避免阻塞自然对流。概念5.如概念4所述的电子仪器罩，其中所述热耗散结构包括多个平面散热片， 所述多个平面散热片以足够避免阻塞自然对流的距离分隔。概念6.如概念5所述的电子仪器罩，其中所述散热片布置在一行中，所述行的每个末端有一个末端散热片；每个散热片具有顶部；并且[0067]所述导电罩的第一开口具有边缘，所述边缘电耦接至末端散热片的底表面和外表面，并且耦接至至少一个处在被小于所确定的最大屏蔽频率的四分之一波长分隔的点处的散热片顶部。概念7.如概念6所述的电子仪器罩，其中所述散热片的从底部到顶部的高度小于所确定的最大屏蔽频率的四分之一波长。概念8.如概念3所述的电子仪器罩，其中所述散热器还包括热耦接至所述底部的至少一个热管。概念9.如概念8所述的电子仪器罩，其中所述散热器的底部包括底表面；所述至少一个热管嵌入所述散热器的底部并且与所述底表面平齐；所述散热器还包括至少一个热块；并且所述至少一个热块耦接至散热器的底表面，使得当散热器耦接至电子仪器组件时至少一个热块热耦接至至少一个电子元件。概念10.如概念1所述的电子仪器罩，其中所述电子仪器组件还包括耦接至所述至少一个电子元件的平面基板，所述平面基板具有前边缘和后边缘；并且所述散热器耦接至靠近所述平面基板的前边缘和后边缘之一的电子仪器组件。概念11.如概念10所述的电子仪器罩，其中所述至少一个第二开口处在所述平面基板的前边缘和后边缘中另一个的附近。概念12.如概念11所述的电子仪器罩，其中所述平面基板定位为所述后边缘处在所述前边缘上方。概念13. —种用于对电子元件提供被动冷却同时降低电磁干扰辐射的电子仪器罩，所述电子仪器罩包括电子仪器组件，包括具有前边缘和后边缘的平面基板；和在前边缘附近耦接至所述平面基板的至少一个电子元件；所述电子仪器罩还包括在所述平面基板的前边缘附近耦接至电子仪器组件的散热器，所述散热器包括底部；热耦接至所述底部的至少一个热管；至少一个热块，所述至少一个热块热耦接至所述底部，并构造为当散热器耦接至电子仪器组件时所述至少一个热块热耦接至至少一个电子元件；和热耦接至所述底部的多个散热片；并且所述电子仪器罩还包括导电罩，其在电子仪器组件周围形成封闭体，所述导电罩包括构造为装配在散热器周围的第一开口和至少一个第二开口；其中所有从所述封闭体到外部环境的非导电通道均具有至少一个具有连续导电周长的截面开口，开口内的最大线长度小于所确定的最大屏蔽频率的四分之一波长。概念14.如概念13所述的电子仪器罩，其中[0094]所述散热片排列在行中，所述行具有处在行的每个末端的第一散热片和最后散热片，并且具有从第一散热片到最后散热片的长度；所述行与所述平面基板的前边缘对齐；并且所述热管与所述散热片的行对齐。概念15.如概念14所述的电子仪器罩，其中每个散热片具有顶部；并且所述导电罩的第一开口具有边缘，所述边缘电耦接至第一散热片和最后散热片的底表面和外表面，并且耦接至至少一个处在被小于所确定的最大屏蔽频率的小于四分之一波长分隔的点处的散热片顶部。概念16. —种用于对电子元件提供被动冷却的电子仪器罩，包括罩，其形成具有第一开口的罩体；布置在所述罩体内的电子仪器组件，所述电子仪器组件包括至少一个电子元件； 禾口耦接至所述至少一个电子元件的散热器，所述散热器具有宽度，所述散热器包括至少一个在散热器的宽度上传递热量的热管；其中所述散热器布置在第一开口附近，使得穿过第一开口的空气趋向于穿过散热
ο概念17.如概念16所述的电子仪器罩，其中所述散热器还包括多个散热片，所述散热片构造为使得穿过所述第一开口的空气趋向于穿过散热片之间。概念18.如概念16所述的电子仪器罩，其中所述热管包括空心圆柱体，所述圆柱体在至少三侧上被散热器封闭。概念19.如概念16所述的电子仪器罩，其中所述罩包括导电表面，并且所有从所述罩体到外部环境的非导电通道均具有至少一个具有连续导电周长的截面开口，开口内的最大线长度小于所确定的最大屏蔽频率的四分之一波长。
权利要求1.一种用于对电子元件提供被动冷却同时降低电磁干扰(EMI)辐射的电子仪器罩，所述电子仪器罩包括电子仪器组件，所述电子仪器组件包括至少一个电子元件；耦接至所述电子仪器组件的散热器，所述散热器包括底部，将底部构造为当散热器耦接至电子仪器组件时所述底部热耦接至所述至少一个电子元件；和导电罩，其在电子仪器组件周围形成封闭体，所述导电罩包括构造为装配在散热器周围的第一开口和至少一个第二开口；其中所有从所述封闭体到外部环境的非导电通道均具有至少一个具有连续导电周长的截面开口，开口内的最大线长度小于所确定的最大屏蔽频率的四分之一波长。
2.如权利要求1所述的电子仪器罩，其中所确定的最大屏蔽频率大于1GHz。
3.如权利要求1所述的电子仪器罩，其中所述散热器还包括热耦接至所述底部的热耗散结构。
4.如权利要求3所述的电子仪器罩，其中通过所述热耗散结构的通道宽度足够大以避免阻塞自然对流。
5.如权利要求4所述的电子仪器罩，其中所述热耗散结构包括多个平面散热片，所述多个平面散热片以足够避免阻塞自然对流的距离分隔。
6.如权利要求5所述的电子仪器罩，其中所述散热片布置在一行中，所述行的每个末端有一个末端散热片；每个散热片具有顶部；并且所述导电罩的第一开口具有边缘，所述边缘电耦接至末端散热片的底表面和外表面， 并且耦接至至少一个处在被小于所确定的最大屏蔽频率的四分之一波长分隔的点处的散热片顶部。
7.如权利要求6所述的电子仪器罩，其中所述散热片的从底部到顶部的高度小于所确定的最大屏蔽频率的四分之一波长。
8.如权利要求3所述的电子仪器罩，其中所述散热器还包括热耦接至所述底部的至少一个热管。
9.如权利要求8所述的电子仪器罩，其中所述散热器的底部包括底表面；所述至少一个热管嵌入所述散热器的底部并且与所述底表面平齐；所述散热器还包括至少一个热块；并且所述至少一个热块耦接至散热器的底表面，使得当散热器耦接至电子仪器组件时至少一个热块热耦接至至少一个电子元件。
10.如权利要求1所述的电子仪器罩，其中所述电子仪器组件还包括耦接至所述至少一个电子元件的平面基板，所述平面基板具有前边缘和后边缘；并且所述散热器耦接至靠近所述平面基板的前边缘和后边缘之一的电子仪器组件。
11.如权利要求10所述的电子仪器罩，其中所述至少一个第二开口处在所述平面基板的前边缘和后边缘中另一个的附近。
12.如权利要求11所述的电子仪器罩，其中所述平面基板定位为所述后边缘处在所述前边缘上方。
13.一种用于对电子元件提供被动冷却同时降低电磁干扰辐射的电子仪器罩，所述电子仪器罩包括电子仪器组件，包括具有前边缘和后边缘的平面基板；和在前边缘附近耦接至所述平面基板的至少一个电子元件；所述电子仪器罩还包括在所述平面基板的前边缘附近耦接至电子仪器组件的散热器，所述散热器包括 底部；热耦接至所述底部的至少一个热管；至少一个热块，所述至少一个热块热耦接至所述底部，并构造为当散热器耦接至电子仪器组件时所述至少一个热块热耦接至至少一个电子元件；和热耦接至所述底部的多个散热片； 并且所述电子仪器罩还包括导电罩，其在电子仪器组件周围形成封闭体，所述导电罩包括构造为装配在散热器周围的第一开口和至少一个第二开口；其中所有从所述封闭体到外部环境的非导电通道均具有至少一个具有连续导电周长的截面开口，开口内的最大线长度小于所确定的最大屏蔽频率的四分之一波长。
14.如权利要求13所述的电子仪器罩，其中所述散热片排列在行中，所述行具有处在行的每个末端的第一散热片和最后散热片， 并且具有从第一散热片到最后散热片的长度； 所述行与所述平面基板的前边缘对齐；并且所述热管与所述散热片的行对齐。
15.如权利要求14所述的电子仪器罩，其中 每个散热片具有顶部；并且所述导电罩的第一开口具有边缘，所述边缘电耦接至第一散热片和最后散热片的底表面和外表面，并且耦接至至少一个处在被小于所确定的最大屏蔽频率的小于四分之一波长分隔的点处的散热片顶部。
16.一种用于对电子元件提供被动冷却的电子仪器罩，包括 罩，其形成具有第一开口的罩体；布置在所述罩体内的电子仪器组件，所述电子仪器组件包括至少一个电子元件；和耦接至所述至少一个电子元件的散热器，所述散热器具有宽度，所述散热器包括至少一个在散热器的宽度上传递热量的热管；其中所述散热器布置在第一开口附近，使得穿过第一开口的空气趋向于穿过散热器。
17.如权利要求16所述的电子仪器罩，其中所述散热器还包括多个散热片，所述散热片构造为使得穿过所述第一开口的空气趋向于穿过散热片之间。
18.如权利要求16所述的电子仪器罩，其中所述热管包括空心圆柱体，所述圆柱体在至少三侧上被散热器封闭。
19.如权利要求16所述的电子仪器罩，其中所述罩包括导电表面，并且所有从所述罩体到外部环境的非导电通道均具有至少一个具有连续导电周长的截面开口，开口内的最大线长度小于所确定的最大屏蔽频率的四分之一波长。
专利摘要本实用新型提供被动冷却及电磁干扰屏蔽系统。本实用新型公开了用于对电子元件提供被动冷却同时降低电磁干扰(EMI)辐射的电子仪器罩。该电子仪器罩包括电子仪器组件和耦接至电子仪器组件的散热器，该电子仪器组件包括至少一个电子元件。散热器具有构造为当散热器耦接至电子仪器组件时热耦接至所述至少一个电子元件的底部。电子仪器罩还包括在电子仪器组件周围形成封闭体的导电罩。所述导电罩具有构造为装配在散热器周围的第一开口和至少一个第二开口。所有从所述封闭体到外部环境的非导电通道均具有至少一个具有连续导电周长的截面开口，所述截面开口内的最大线长度小于所确定最大屏蔽频率的四分之一波长。
文档编号H05K9/00GK202310414SQ20112024483
公开日2012年7月4日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年5月5日
发明者大卫·H·尼科尔, 布伦丹·布格斯, 迈克尔·D·乔伊丝 申请人:康尔福盛303公司