Защитный кожух, печатная плата и терминальное устройство
Изобретение относится к области электронных компонентов устройств и может быть использовано для разрешения проблемы отвода тепла в электронных устройствах Представлены защитный кожух, печатная плата (Printed Circuit Board, PCB) и терминальное устройство. Защитный кожух содержит первую часть (1) защитного кожуха и вторую часть (2) защитного кожуха, соединенные друг с другом, причем вторая часть (2) защитного кожуха по меньшей мере частично покрывает внешнюю поверхность первой части (1) защитного кожуха, а между первой частью (1) защитного кожуха и второй частью (2) защитного кожуха расположен теплоаккумулирующий материал (3). Технический результат – повышение эффективности регулирования тепловыделения в электронных устройствах. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.
Ссылки на родственные заявки
Настоящая заявка основана на китайской патентной заявке № 201510660841.X, поданной 14 октября 2015 г., все содержание которой включено в настоящую заявку посредством ссылки и притязает на приоритет по ней.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к технической области электронных компонентов, а более конкретно касается защитного кожуха, печатной платы (Printed Circuit Board, PCB), использующей защитный кожух, и терминального устройства, использующего такую печатную плату.
Уровень техники
По мере экономического и социального развития возрастают требования к производительности терминальных устройств, например мобильных телефонов, что приводит к увеличению энергопотребления их электронными компонентами; вследствие этого у всех производителей оборудования неизбежно возникает потребность в разрешении проблемы отвода тепла.
Раскрытие изобретения
Для решения проблем, существующих в известных технологиях, в соответствии с настоящим изобретением предлагаются защитный кожух, печатная плата и терминальное устройство.
В соответствии с первым аспектом одного из вариантов осуществления настоящего изобретения предлагается защитный кожух, содержащий первую часть защитного кожуха и вторую часть защитного кожуха, соединенные друг с другом, причем первая часть защитного кожуха содержит первую верхнюю стенку и первую боковую стенку, вторая часть (2) защитного кожуха содержит вторую верхнюю стенку (21) и вторую боковую стенку (22), вторая часть (2) защитного кожуха по меньшей мере частично покрывает внешнюю поверхность первой части (1) защитного кожуха, а между первой частью (1) защитного кожуха и второй частью (2) защитного кожуха расположен теплоаккумулирующий материал (3).
В соответствии со вторым аспектом одного из вариантов осуществления настоящего изобретения предлагается печатная плата (PCB), содержащая основу (4) платы и нагревающийся компонент (5), расположенный на основе (4) платы, причем нагревающийся компонент (5) покрыт защитным кожухом, описанным в вышеприведенном варианте осуществления настоящего изобретения, а защитный кожух соединен с основой платы; в альтернативном варианте осуществления нагревающийся компонент покрыт первой частью защитного кожуха, внешняя поверхность первой части защитного кожуха покрыта второй частью защитного кожуха, первая часть защитного кожуха и вторая часть защитного кожуха по отдельности соединены с основой платы, а между первой частью защитного кожуха и второй частью защитного кожуха расположен теплоаккумулирующий материал.
В соответствии с третьим аспектом одного из вариантов осуществления настоящего изобретения предлагается терминальное устройство, содержащее печатную плату (PCB), описанную в вышеприведенном варианте осуществления настоящего изобретения и предусмотренную в составе терминального устройства.
Техническая схема по данному варианту осуществления настоящего изобретения обладает следующими преимуществами: теплоаккумулирующий материал, расположенный между двумя частями защитного кожуха, обеспечивает возможность поглощения и сохранения тепла, излучаемого нагревающимся компонентом, с последующим постепенным рассеянием такого тепла; в связи с этим решение по настоящему изобретению не только обеспечивает рассеяние тепла, поступающего от нагревающегося компонента, работающего на высокой скорости, но и предотвращает влияние прямого излучения рассеянного тепла вовне терминального устройства на ощущения пользователя; кроме того, двухслойная структура обладает большой площадью поверхности для поглощения тепла, что повышает эффективность регулирования тепловыделения.
Следует понимать, что как приведенное выше общее описание, так и нижеследующее подробное раскрытие представлены исключительно в качестве примера и в целях пояснения и не налагают на настоящее изобретение, определенное пунктами формулы изобретения, каких-либо ограничений.
Краткое описание чертежей
Прилагаемые чертежи, включенные в состав настоящего описания и составляющие его часть, иллюстрируют варианты осуществления, соответствующие настоящему изобретению, и предназначены в сочетании с описанием для разъяснения принципов изобретения.
На фиг. 1 представлена схема печатной платы по первому примеру осуществления изобретения в разрезе.
На фиг. 2 представлена схема печатной платы по второму примеру осуществления изобретения в разрезе.
На фиг. 3 представлена схема печатной платы по третьему примеру осуществления изобретения в разрезе.
На фиг. 4 представлен в аксонометрии защитный кожух по первому примеру осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
Ниже следует подробное описание вариантов осуществления изобретения, примеры которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. Нижеследующее описание содержит ссылки на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые ссылочные номера обозначают одни и те же или сходные элементы, если не оговорено иное. Решения, раскрытые в нижеследующем описании примеров вариантов осуществления изобретения, не представляют все решения, соответствующие настоящему изобретению. Они лишь представляют собой примеры устройств и способов, соответствующих аспектам настоящего изобретения, определенным в прилагаемых пунктах формулы изобретения.
Используемые ниже термины, обозначающие положение, например, «верхний», «нижний», «левый», «правый», в общем случае обозначают соответствующие направления на прилагаемых чертежах, если иное не оговорено особо, и в частности обозначают направления, представленные на фиг. 1-3. Кроме того, термины «внутренний» и «внешний» обозначают внутреннюю сторону и внешнюю сторону профиля соответствующего элемента.
Как показано на фиг. 1-3, в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения предлагаются защитный кожух, печатная плата (Printed Circuit Board, PCB) и терминальное устройство, причем терминальное устройство может представлять собой устройство, которое пользователю часто приходится держать в руке, например, мобильный телефон, планшетный компьютер и т. п. Существенный источник тепла в терминальном устройстве представляет собой нагревающийся компонент 5, установленный на печатной плате, например, основную микросхему. Нагревающийся компонент 5 такого типа выделяет большое количество тепла во время работы на высокой скорости. В соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения обеспечена возможность эффективного ограничения влияния теплового излучения нагревающегося компонента 5 на ощущения пользователя.
Для обеспечения лучшего рассеяния тепла в терминальных устройствах, представленных на фиг. 1 и фиг. 2, в соответствии с первым и вторым примерами осуществления настоящего изобретения предлагается печатная плата (PCB), содержащая основу 4 платы и нагревающийся компонент 5, расположенный на основе 4 платы, причем нагревающийся компонент 5 покрыт защитным кожухом, а защитный кожух соединен с основой 4 платы, например, при помощи сварки. Сам защитный корпус может экранировать излучение, исходящее от элемента (например, нагревающегося компонента 5), работающего на высокой скорости, для предотвращения нежелательного воздействия на другие элементы; защитный кожух может быть выполнен из нержавеющей стали или медно-никелевого сплава, а также других защитных материалов.
Для обеспечения возможности управления рассеянием тепла от нагревающегося компонента 5 защитный кожух, предлагаемый в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения, содержит первую часть 1 защитного кожуха и вторую часть 2 защитного кожуха, соединенные друг с другом, причем первая часть 1 защитного кожуха содержит первую верхнюю стенку 11 и первую боковую стенку 12, вторая часть 2 защитного кожуха содержит вторую верхнюю стенку 21 и вторую боковую стенку 22, причем боковые стенки двух частей защитного кожуха могут проходить вниз от верхней стенки перпендикулярно ей или под небольшим наклоном, образуя конструкцию в форме щита. Вторая часть 2 защитного кожуха по меньшей мере частично покрывает внешнюю сторону первой части 1 теплозащитного кожуха, при этом между первой частью 1 защитного кожуха и второй частью 2 защитного кожуха расположен теплоаккумулирующий материал 3.
Таким образом, теплоаккумулирующий материал 3, размещенный между двумя частями защитного кожуха, обеспечивает возможность поглощения и сохранения тепла, излучаемого нагревающимся компонентом 5, с последующим постепенным рассеянием такого тепла; в связи с этим решение по настоящему изобретению не только обеспечивает рассеяние тепла от нагревающегося компонента 5, работающего на высокой скорости, но и предотвращает влияние прямого излучения рассеянного тепла вовне терминального устройства на ощущения пользователя; кроме того, двухслойная структура обладает большой площадью поверхности для поглощения тепла, что повышает эффективность регулирования тепловыделения. Кроме того, в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения теплоаккумулирующий материал 3 может состоять из материала с пониженным коэффициентом теплопроводности, например из силикагеля с пониженным коэффициентом теплопроводности.
Как показано на фиг. 1 и фиг. 4, в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения вторая часть 2 защитного кожуха покрывает внешнюю поверхность первой верхней стенки 11; таким образом, верхняя стенка 11 первой части 1 теплозащитного кожуха, имеющая сравнительно большую площадь, несет на себе теплоаккумулирующий материал 3; кроме того, установка первой части защитного кожуха на основу 4 печатной платы может быть сравнительно просто осуществлена путем приваривания низа первой боковой стенки 12 к основе 4 печатной платы. Две части защитного кожуха могут быть изготовлены по отдельности путем штамповки, а затем соединены при помощи сварки; для обеспечения лучшего соединения между ними вторая часть 2 защитного кожуха имеет меньшую площадь поперечного сечения, чем первая часть 1 защитного кожуха; низ второй боковой стенки 22 меньшей второй части 2 защитного кожуха легко может быть приварен к первой верхней стенке 11 первой части 1 теплозащитного кожуха. В соответствии с другими возможными вариантами осуществления площади поперечного сечения обеих частей защитного кожуха могут быть равны; две части защитного кожуха или две части защитного кожуха и основа 4 печатной платы могут быть соединены с возможностью разбора, например, путем обжатия или вставки.
Как показано на фиг. 2, в соответствии со вторым примером осуществления настоящего изобретения, отличным от первого примера осуществления, представленного на фиг. 1, вторая часть 2 защитного кожуха покрывает внешнюю поверхность как первой верхней стенки 11, так и первой боковой стенки 12. Таким образом, во время работы нагревающегося компонента 5 тепло, излучаемое нагревающимся компонентом 5, может быть поглощено и сохранено как верхней, так и боковой стенками, что обеспечивает возможность регулирования тепловыделения терминального устройства.
В соответствии со вторым примером осуществления для соединения двух частей защитного кожуха вторая часть 2 защитного кожуха соединяется с первой частью 1 защитного кожуха с использованием нескольких уплотнительных колец 23, расположенных с интервалами по периметру; внутренний край уплотнительного кольца 23 соединен с углом между первой верхней стенкой и первой боковой стенкой, а его внешний край соединен с углом между второй верхней стенкой и второй боковой стенкой; таким образом, теплоаккумулирующий материал 3 может включать первый теплоаккумулирующий материал 31, расположенный между первой верхней стенкой и второй верхней стенкой и представляющий собой, например, теплоаккумулирующий материал в форме пластины, и второй теплоаккумулирующий материал 32, расположенный между первой боковой стенкой и второй боковой стенкой и представляющий собой, например, теплоаккумулирующий материал в форме кольца. Пространства между двумя частями защитного кожуха соединены между собой через зазоры, имеющиеся между несколькими уплотнительными кольцами 23, что обеспечивает возможность совместного функционирования двух теплоаккумулирующих материалов 3 для более эффективного поглощения и сохранения тепла, поступающего от верхней и боковых стенок нагревающегося компонента 5.
Первый теплоаккумулирующий материал 31 и второй теплоаккумулирующий материал 32 могут быть выполнены в виде единого целого с отверстиями, через которые проходят уплотнительные кольца 23. В альтернативном варианте осуществления первый теплоаккумулирующий материал и второй теплоаккумулирующий материал являются независимыми, то есть они размещены, соответственно, между верхними стенками и между боковыми стенками двух частей защитного кожуха. В некоторых из возможных вариантов осуществления две части защитного кожуха также могут быть соединены через уплотнительные кольца, расположенные по углам, причем такое уплотнительное кольцо также может быть расположено на верхней стенке или на боковой стенке.
В соответствии с первым и вторым примерами осуществления обе части теплозащитного кожуха образуют цельную конструкцию; однако, как показано на фиг. 3, в соответствии с третьим примером осуществления настоящего изобретения две части защитного кожуха могут быть не соединены между собой; таким образом, нагревающийся компонент 5 покрыт первой частью 1 защитного кожуха, вторая часть 2 защитного кожуха покрывает внешнюю поверхность первой части 1 защитного кожуха, первая часть 1 защитного кожуха и вторая часть 2 защитного кожуха соединены соответственно с основой 4 печатной платы, например, посредством сварки, а теплоаккумулирующий материал 3 расположен между первой частью 1 защитного кожуха и второй частью 2 защитного кожуха. Регулирование тепловыделения нагревающегося компонента 5 также может быть обеспечено в соответствии с третьим вариантом осуществления благодаря использованию теплоаккумулирующего материала, расположенного между двумя частями защитного кожуха. В третьем примере осуществления конструкция двух частей защитного кожуха может совпадать с конструкцией двух частей защитного кожуха по второму варианту осуществления или быть сходной с ней; теплоаккумулирующий материал 3, предусмотренный между двумя частями защитного кожуха, может быть расположен одновременно между верхними стенками и между боковыми стенками или, в соответствии с другими возможными вариантами осуществления, только между верхними стенками.
Кроме того, как показано на фиг. 4, в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения на второй части 2 защитного кожуха предусмотрено несколько расположенных с интервалами вентиляционных отверстий 24. Через такие вентиляционные отверстия теплоаккумулирующий материал может рассеивать тепло после поглощения и сохранения такого тепла, тем самым снижая нагрузку по поглощению тепла на теплоаккумулирующий материал. Сходным образом, аналогичные вентиляционные отверстия 24 могут также быть выполнены на второй части 2 защитного кожуха и в других вариантах осуществления. Кроме того, форма части защитного кожуха может быть разработана в соответствии с числом и конфигурацией покрываемых им электронных компонентов.
По рассмотрении представленных подробных описаний и вариантов практического использования настоящего изобретения специалисты в данной области легко могут разработать и другие варианты его осуществления. Подразумевается, что настоящая заявка охватывает все вариации, варианты применения и практические модификации настоящего изобретения. Такие вариации, варианты применения и практические модификации соответствуют общим принципам настоящего изобретения и включают в себя отклонения от настоящего описания, не выходящие за пределы известных или обычно используемых в данной области технологий. Представленные подробные описания и варианты осуществления следует рассматривать лишь в качестве примеров, а объем и сущность настоящего изобретения определены нижеследующими пунктами формулы изобретения.
Следует понимать, что изобретение не ограничено конкретными конструкциями, описанными выше и представленными на прилагаемых чертежах, и что в него могут быть внесены различные модификации и изменения, не выходящие за рамки изобретения. Подразумевается, что объем изобретения ограничен лишь прилагаемыми пунктами формулы изобретения.
Промышленная применимость
Теплоаккумулирующий материал, расположенный между двумя частями защитного кожуха, обеспечивает возможность поглощения и сохранения тепла, излучаемого нагревающимся компонентом, с последующим постепенным рассеянием такого тепла; в связи с этим решение по настоящему изобретению не только обеспечивает рассеяние тепла, поступающего от нагревающегося компонента, работающего на высокой скорости, но и предотвращает влияние прямого излучения рассеянного тепла вовне терминального устройства на ощущения пользователя; кроме того, двухслойная структура обладает большой площадью поверхности для поглощения тепла, что повышает эффективность регулирования тепловыделения.
1. Защитный кожух, содержащий первую часть (1) защитного кожуха и вторую часть (2) защитного кожуха, соединенные друг с другом, причем первая часть (1) защитного кожуха содержит первую верхнюю стенку (11) и первую боковую стенку (12), вторая часть (2) защитного кожуха содержит вторую верхнюю стенку (21) и вторую боковую стенку (22), вторая часть (2) защитного кожуха по меньшей мере частично покрывает внешнюю поверхность первой части (1) защитного кожуха, а между первой частью (1) защитного кожуха и второй частью (2) защитного кожуха расположен теплоаккумулирующий материал (3).
2. Защитный кожух по п. 1, отличающийся тем, что вторая часть (2) защитного кожуха покрывает внешнюю поверхность первой верхней стенки (11).
3. Защитный кожух по п. 2, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения второй части (2) защитного кожуха меньше площади поперечного сечения первой части (1) защитного кожуха, а низ второй боковой стенки (22) приварен к первой верхней стенке (11).
4. Защитный кожух по п.1, отличающийся тем, что вторая часть (2) защитного кожуха покрывает внешнюю поверхность и первой верхней стенки (11), и второй боковой стенки (12).
5. Защитный кожух по п. 4, отличающийся тем, что вторая часть (2) защитного кожуха соединена с первой частью (1) защитного кожуха через несколько уплотнительных колец (23), расположенных с интервалами по периметру; внутренний край уплотнительного кольца (23) соединен с углом между первой верхней стенкой (11) и первой боковой стенкой (12), а внешний край уплотнительного кольца (23) соединен с углом между второй верхней стенкой (21) и второй боковой стенкой (22); теплоаккумулирующий материал (3) содержит первый теплоаккумулирующий материал (31), расположенный между первой верхней стенкой (11) и второй верхней стенкой (21), и второй теплоаккумулирующий материал (32), расположенный между первой боковой стенкой (12) и второй боковой стенкой (22).
6. Защитный кожух по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что на второй части(2) защитного кожуха выполнено несколько расположенных с интервалами вентиляционных отверстий (24).
7. Печатная плата (PCB), содержащая основу (4) платы и нагревающийся компонент (5), расположенный на основе (4) платы, причем нагревающийся компонент (5) покрыт защитным кожухом по любому из пп. 1-6, и защитный кожух соединен с основой (4) платы.
8. Печатная плата (PCB), содержащая основу (4) платы и нагревающийся компонент (5), расположенный на основе (4) платы, причем нагревающийся компонент (5) покрыт первой частью (1) защитного кожуха, внешняя поверхность первой части (1) защитного кожуха покрыта второй частью (2) защитного кожуха, первая часть (1) защитного кожуха и вторая часть (2) защитного кожуха соответственно соединены с основой (4) платы, а между первой частью (1) защитного кожуха и второй частью (2) защитного кожуха расположен теплоаккумулирующий материал (3).
9. Терминальное устройство, содержащее печатную плату (PCB) по п. 7 или 8, предусмотренную в терминальном устройстве.
10. Терминальное устройство по п.9, отличающееся тем, что представляет собой мобильный телефон или планшетный компьютер.
