用于高功率密度EMI屏蔽的电子器件的热管理的系统和方法技术方案

用于高功率密度EMI屏蔽的电子器件的热管理的系统和方法。在一个实施例中，一种电子模块包括：电路板；安装到电路板的至少一个集成电路；安装到电路板的至少一个电磁干扰(EMI)屏蔽栅，其中，该至少一个集成电路安装在由EMI屏蔽栅限定的周界内；散热EMI屏蔽盖，固定在该至少一个EMI屏蔽栅上，其中，散热EMI屏蔽盖将该至少一个集成电路密封在该至少一个EMI屏蔽栅内；其中，散热EMI屏蔽盖包括与该至少一个集成电路导热接触的弹簧加载的热界面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于高功率密度EMI屏蔽的电子器件的热管理的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年4月4日提交的题为“SYSTEMSANDMETHODSFORTHERMALMANAGEMENTFORHIGHPOWERDENSITYEMISHIELDEDELECTRONICDEVICES”的美国临时专利申请62/317,929的优先权和权益，该申请通过引用整体并入本文。
技术介绍
发送和接收射频(RF)信号的现代产品通常包括数字组件和一个或多个集成天线。集成天线和数字组件都容易受到拾取噪声的影响，这些噪声会对由组件处理的信号引入干扰。在这些组件周围添加电磁干扰(EMI)屏蔽件在减轻这种干扰方面是有效的。然而，特别是在高频RF通信应用中，数字组件通常使用集成片上系统(SOC)器件来实现。随着持续的技术进步，这些器件以越来越小的加工尺寸(footprint)来进行制造，因此与这些器件相关联的功率密度也相应提高。倒装芯片球栅阵列(Flip-ChipBallGridArray，FC-BGA)是一种安装技术，其对于高功率密度SOC器件已经变得普遍，因为低外壳阻抗避免了在EMI屏蔽件所包围的区域内产生不必要的热量。即使如此，FC-BGASOC器件的有源区产生在小区域中集中的大量热量，并且热量通常必须利用完全包围在EMI屏蔽件内的器件消散，以使SOC器件保持可操作。
技术实现思路
本公开的实施例提供用于高功率密度EMI屏蔽的电子器件的热管理的方法和系统，并且将通过阅读和研究以下说明书来理解。在一个实施例中，一种电子模块包括：电路板；至少一个集成电路，安装到电路板；至少一个电磁干扰(EMI)屏蔽栅(fence)，安装到电路板，其中，该至少一个集成电路安装在由EMI屏蔽栅限定的周界内；散热EMI屏蔽盖，固定在该至少一个EMI屏蔽栅上，其中，散热EMI屏蔽盖将该至少一个集成电路密封在该至少一个EMI屏蔽栅内；其中，散热EMI屏蔽盖包括与该至少一个集成电路导热接触的弹簧加载的热界面。附图说明当考虑优选实施例的描述和以下附图时，能够更容易地理解本公开的实施例并且其进一步的优点和用途将更加明显，其中：图1、图1A和图1B是例示本公开的一个实施例的无线电模块100的示图；图1C是例示本公开的一个实施例的示例集中式无线电接入网络(C-RAN)的示图；图1D是例示本公开的一个实施例的示例分布式天线系统(DAS)的示图；图2和图2A是例示本公开的一个实施例的无线电模块100的一种实施方式的示图，其中EMI屏蔽栅内的多个组件导热耦合到散热EMI屏蔽盖；以及图3是例示本公开的一个实施例的无线电模块100的替代实施方式的示图，该实施方式将不同EMI屏蔽栅内的多个组件耦合到公共的散热EMI屏蔽盖。根据惯例，各种描述的特征未按比例绘制，而是用于强调与本文所述的实施例相关的特征。相似的附图标记在整个图和文本中表示相似的元件。具体实施方式在以下的详细描述中，参考形成其一部分的附图，并且其中通过可以实践的特定示例性实施例示出。足够详细地描述这些实施例以使得本领域技术人员能够实践这些实施例，并且应该理解，可以利用其他实施例，并且可以在不脱离本公开的范围的情况下进行逻辑、机械和电气变化。因此，以下详细描述不应被视为具有限制意义。本公开的实施例提供了同时解决高功率集成数字电子器件的热管理和电磁干扰(EMI)管理的系统和方法。例如，本文公开的实施例可以实施为管理从相对紧凑的区域(诸如高频RF信号处理器件)发出强热的小型集成器件封装件的热量和EMI。如下面更详细解释的，本文公开的实施例将用于保护组件免受数字噪声影响的EMI屏蔽件与用于高功率倒装芯片BGA和类似高功率密度电子器件的冷却机制集成。然而，应该注意，这些实施例也可以用于管理大型器件的热量和EMI，其中大型器件包括将受益于热管理和电磁干扰(EMI)管理的任何集成电路。本文描述的实施例呈现了将EMI屏蔽件与散热器组合的解决方案，诸如图1、图1A和图1B中所示的示例无线电模块100所示。图1是无线电模块100的组装横截面视图，图1A例示无线电模块100的分解视图，以及图1B例示其中散热EMI屏蔽盖110被移除以露出EMI屏蔽栅116内的组件的俯视图。尽管各种实施例将模块100指代为利用本文描述的热和EMI管理解决方案的“无线电模块”，但应该理解，本公开不限于此。即，特别地，已知在射频(RF)处操作的电子器件与EMI屏蔽件结合使用。然而，包括高密度发热组件的其他电子器件也可以与EMI屏蔽件结合使用。因此，明确地预期，本文中关于无线电模块的热和EMI管理的任何实施例的描述通常也适用于更广泛的电子模块。在替代实施方式中，模块100可以包括无线网络接入点(诸如无线局域网接入点)、蜂窝无线电接入网络(RAN)、分布式天线系统(DAS)远程天线单元，或蜂窝基站或演进节点B(例如，用于云或集中式RAN(C-RAN)架构系统的无线电点)的组件。在一些实施方式中，无线电模块100可以包括具有集成天线的任何产品。在其他实施方式中，模块不包括集成天线。作为另一示例，图1C是例示本公开的一个实施例的C-RAN10的框图。在该实施例中，一个或多个控制器12通过以太网网络14耦合到多个无线电点16。在C-RAN10的一个实施方式中，以太网网络14通过铜线来实施，并且还可以包括通过铜线耦合的一个或多个以太网开关。在其他实施方式中，可以使用其他传输介质，诸如但不限于光纤线缆。2013年2月7日提交的题为“RADIOACCESSNETWORKS”的美国专利申请序列No.13/762,283公开了C-RAN10的替代示例架构，该申请通过引用整体并入本文。利用本公开的实施例，一个或多个无线电点16可以包括电子模块100，电子模块100诸如是包括热和EMI管理的无线电模块100，其包括与EMI屏蔽栅组合安装的散热EMI屏蔽盖，如下所述。在这样的实施例中，空中接口的基带处理的一部分在远程无线电点16中进行，因此减少在控制器12和无线电点16之间前程(front-hauled)的数据量。本文描述的实施例通过为执行处理的高功率密度组件提供热和EMI管理来便于将基带处理转移到远程无线电点16。例如，图1D是例示本公开的一个实施例的分布式天线系统20的框图。DAS20包括通过多个数字传输链路24耦合到多个远程天线单元(如26所示)的主机单元22。远程天线单元26可以直接耦合到主机单元22或经由一个或多个中间器件间接耦合到主机单元22。数字传输链路24可以包括如图1D所示的光纤链路，但是在其他实施方式中，可以包括其他材料，诸如但不限于铜线。在下行链路方向上，DAS20用作RF信号的点对多点传输。由DAS20在主机单元22处(例如，从基站(BS)25)接收的下行链路信号被同时传输到每个远程天线单元26。在上行链路方向上，在每个远程天线单元26处收集的RF信号被传输到主机单元22，其中RF信号被聚合以向更上游的组件提供统一的RF信号。2013年6月13日提交的题为“DistributedAntennaSystemArchitectures”的美国专利申请序列No.13/495,220公开了DAS20的替代示例架构，该申请通过引用整体并入本文。利用本公开的实施例，一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子模块，所述模块包括：电路板；至少一个集成电路，安装到所述电路板；至少一个电磁干扰EMI屏蔽栅，安装到所述电路板，其中，所述至少一个集成电路安装在由所述EMI屏蔽栅限定的周界内；以及散热EMI屏蔽盖，固定到所述至少一个EMI屏蔽栅上，其中，所述散热EMI屏蔽盖将所述至少一个集成电路密封在所述至少一个EMI屏蔽栅内；并且其中，所述散热EMI屏蔽盖包括与所述至少一个集成电路导热接触的弹簧加载的热界面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.04 US 62/317,9291.一种电子模块，所述模块包括：电路板；至少一个集成电路，安装到所述电路板；至少一个电磁干扰EMI屏蔽栅，安装到所述电路板，其中，所述至少一个集成电路安装在由所述EMI屏蔽栅限定的周界内；以及散热EMI屏蔽盖，固定到所述至少一个EMI屏蔽栅上，其中，所述散热EMI屏蔽盖将所述至少一个集成电路密封在所述至少一个EMI屏蔽栅内；并且其中，所述散热EMI屏蔽盖包括与所述至少一个集成电路导热接触的弹簧加载的热界面。2.根据权利要求1所述的模块，其中，所述散热EMI屏蔽盖包括：EMI屏蔽盖构件，具有与所述至少一个EMI屏蔽栅接合的第一表面和包括多个散热鳍的相对的第二表面。3.根据权利要求2所述的模块，其中，所述EMI屏蔽盖构件包括从所述第一表面延伸的一个或多个压缩停止支柱，其中，所述一个或多个压缩停止支柱具有限制所述弹簧加载的热界面的压缩的校准长度。4.根据权利要求3所述的模块，其中，所述EMI屏蔽盖构件通过一个或多个紧固件安装到所述电路板，其中所述一个或多个紧固件穿过所述电路板并进入所述一个或多个压缩停止支柱。5.根据权利要求2所述的模块，其中，与所述至少一个EMI屏蔽栅接合的第一表面包括与所述EMI屏蔽栅对准的至少一个槽，其中，所述至少一个EMI屏蔽至少部分地插入所述至少一个槽中。6.根据权利要求5所述的模块，还包括：弹簧特征件，位于所述至少一个EMI屏蔽栅和所述EMI屏蔽盖构件之间的界面处。7.根据权利要求2所述的模块，其中，所述弹簧加载的热界面包括耦合到热间隙垫的散热器，其中，所述热间隙垫耦合到所述EMI屏蔽盖的第一表面，并且所述散热器导热耦合到所述至少一个集成电路的有源区。8.根据权利要求7所述的模块，其中，所述散热器包括铜块。9.根据权利要求7所述的模块，其中，所述散热器的表面面积大于所述至少一个集成电路的有源区的表面面积。10.根据权利要求7所述的模块，其中，所述散热器通过高流动热界面材料导热耦合到所述至少一个集成电路的有源区。11.根据权利要求1所述的模块，其中，所述至少一个集成电路包括倒装芯片架构，并且通过球栅阵列(BGA)安装技术耦合到所述电路板。12.根据权利要求1所述的模块，其中，所述至少一个集成电路包括片上系统器件。13.根据权利要求1所述的模块，其中，所述至少一个集成电路包括射频信号处理器件，并且所述电子模块是无线电模块。14.根据权利要求1所述的模块，其中，两个或更多个电子器件通过公共的、弹簧加载的热界面热耦合到所述散热EMI屏蔽盖。15.根据权利要求1所述的模块，其中，第一电子器件通过第一弹簧加载的热界面热耦合到所述散热EMI屏蔽盖，并且第二电子器件通过第二弹簧加载的热界面热耦合到所述散热EMI屏蔽盖。16.根据权利要求1所述的模块，其中，所述模块是以下之一的组件：无线网络接入点；蜂窝基站；以及分布式天线系统。17.一种用于集成电路器件的热和电磁干扰(EMI)管理系统，所述系统包括：至少一个电磁干扰EMI屏蔽栅，其中，所述集成电路器件在由所述EMI屏蔽栅限定的周界内安装到基板；和散热EMI屏蔽盖，固定在所述至少一个EMI屏蔽栅上，其中，所述散热EMI屏蔽盖将所述至少一个集成电路密封在所述至少一个EMI屏蔽栅内；其中，所述散热EMI屏蔽盖包括弹簧加载的热界面，所述弹簧加载的热界面被配置为抵靠所述至少一个集...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·克雷格，
申请(专利权)人：康普技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US