用于便携式电子设备中的系统级封装组件的热解决方案技术方案

本发明专利技术公开了被封装到系统级封装组件中的紧凑型便携式电子设备和用于该设备的热解决方案。该紧凑型便携式电子设备可被组装到单个封装中，以减小尺寸并改善形状因数。包括多个裸片、无源部件、机械或光学部件的几十或几百个部件可被封装到印刷电路板上的单个系统中。该部件中的一个或多个部件可消耗大量电力，从而导致生成过量的热。为了去除过量的热，该设备可包括一个或多个热解决方案，诸如内部热插头、散热器、内部嵌入式散热片和/或外部散热片。在一些示例中，该热解决方案可将热经由传导而被消散到基板的底部或者经由对流而被消散到系统的顶部或者两者的组合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关专利申请的交叉引用本专利申请要求于2014年6月26日提交的美国临时专利申请62/017,630和于2014年9月30日提交的美国专利申请14/503,067的优先权，上述专利申请中的每个专利申请据此全文以引用方式并入本文。
本专利申请总体涉及散热，并且更具体地涉及紧凑型便携式电子设备中的系统级封装组件中的部件的有效热解决方案。
技术介绍
紧凑型便携式电子设备变得日益普及。该紧凑型便携式电子设备的示例包括膝上型计算机、平板计算设备、蜂窝电话、媒体播放器、游戏设备、手持设备、微型设备(诸如吊坠和腕表设备)、以及其他设备。通常期望的是减小紧凑型便携式电子设备的尺寸以及改善形状因数。减小尺寸和改善形状因数的一种方式是将电路结合到系统级封装组件中。在系统级封装组件中，包括多个裸片、无源部件、机械或光学部件的几百个电子部件可被封装在印刷电路板上的单个系统中。系统级封装组件中的部件中的一个或多个部件可消耗大量电力。这种电力消耗可导致生成热。随着计算速度和复杂度的改进，这一问题可进一步复杂化。在没有有效热解决方案的情况下，过量的热可导致性能降级以及部件长期可靠性降低。
技术实现思路
本专利申请涉及紧凑型便携式电子设备以及用于被封装到系统级封装组件中的设备的热解决方案。该紧凑型便携式电子设备可被组装到单个封装中，以减小尺寸并改善形状因数。包括多个裸片、无源部件、机械或光学部件的几十或几百个部件可被封装到印刷电路板上的单个系统中。该部件中的一个或多个部件可消耗大量电力，从而导致生成过量的热。为了去除过量的热，该设备可包括一个或多个热解决方案，诸如内部热插头、散热器、内部嵌入式散热片和/或外部散热片。附图说明图1A-图1D示出了可在其中实施本公开的示例的系统。图2A示出了示例性便携式电子设备的透视图。图2B示出了示例性便携式电子设备的框图。图2C示出了包括被安装在一个或多个印刷电路板上的部件的示例性便携式电子设备的透视图。图3A示出了根据本公开的示例的被组装到SiP组件中的示例性便携式电子设备的示例性框图。图3B示出了根据本公开的示例的具有集成到SiP组件中的部件和电路的示例性便携式电子设备的透视图。图4A示出了被组装到SiP组件中的示例性便携式电子设备的横截面视图。图4B示出了形成被组装到SiP组件中的示例性便携式设备的过程。图5示出了被组装到使用引脚或焊球来散热的SiP组件中的示例性便携式电子设备的横截面视图。图6A-图6C示出了根据本公开的示例的被组装到使用一个或多个热插头来散热的SiP组件中的示例性便携式电子设备的横截面视图。图6D示出了根据本公开的示例的形成被组装到使用一个或多个热插头来散热的SiP组件中的示例性便携式电子设备的过程。图7A-图7D示出了根据本公开的示例的被组装到使用一个或多个热插头和散热器来散热的SiP组件中的示例性便携式电子设备的横截面视图。图7E示出了根据本公开的示例的形成被组装到使用一个或多个热插头和散热器来散热的SiP组件中的示例性便携式电子设备的过程。图8A-图8D示出了根据本公开的示例的被组装到使用一个或多个散热片和散热器来散热的SiP组件中的示例性便携式电子设备的横截面视图。图8E示出了根据本公开的示例的形成被组装到使用一个或多个散热片和散热器来散热的SiP组件中的示例性便携式电子设备的过程。图9A-图9E示出了根据本公开的示例的被组装到使用外部散热片来散热的SiP组件中的示例性便携式电子设备的横截面视图。图9F示出了根据本公开的示例的形成被组装到使用外部散热片来散热的SiP组件中的示例性便携式电子设备的过程。具体实施方式在以下对示例的描述中将引用附图，在附图中以例示的方式示出了可被实施的特定示例。应当理解，在不脱离各个示例的范围的情况下，可使用其他示例并且可作出结构性变更。本专利申请涉及使用系统级(SiP)封装技术组装的便携式电子设备中的电气、机械和光学部件和子系统的热解决方案。该热解决方案可包括但不限于热插头、散热器、内部嵌入式散热片和外部散热片。该热解决方案可允许由“热”部件内部生成的热被传导或消散出去。热部件可包括收发器、存储器电路和由一个或多个分立部件诸如晶体管、放大器、电感器、电容器、电阻器、开关等形成的其他电路。热解决方案可将热经由传导而被消散到基板的底部或者经由对流而被消散到系统的顶部或者两者的组合。近些年，便携式电子设备诸如膝上型电脑、平板计算设备、蜂窝电话、媒体播放器、游戏设备、手持设备、微型设备等已变得小而轻并且强大。有助于尺寸的这种减小的一个因素可能得益于制造商以越来越小的尺寸来制造这些设备中的各种部件的能力，同时在一些情况中，提高这些部件的能力和/或运行速度。有助于尺寸减小的另一因素在于用户从视觉观点通常发现便携式电子设备的紧凑和光滑设计更具美学吸引，并且因此要求紧凑和光滑设计。对于更小、更轻、更紧凑而强大的设备的趋势呈现出在便携式电子设备及其相关部件设计上的不断挑战。可实现小型而紧凑的设备的一个领域是内部封装。特定设备可具有期望的形状因数和功能。期望的形状因数可确定外壳的尺寸，其中提供期望功能的部件被封装在外壳中。内部封装设计可涉及使在某些方式下对设备的功能没有贡献的任何未使用的无效区域最小化，同时仍然适配位于由形状因数决定的分配空间中的所需的部件。电气、机械和光学部件可被包括在一个或多个子系统中并且使用系统级封装(SiP)技术进行封装。SiP为被组装成单个封装的功能系统。包括多个裸片、无源部件、机械或光学部件的几十或几百个部件可被封装在印刷电路板(PCB)上的单个系统中。PCB可由刚性PCB材料诸如玻璃纤维填充的环氧树脂(例如，FR4)、柔性印刷电路(例如，由柔性聚合物片材诸如聚酰亚胺形成的印刷电路)和刚性弯曲电路(例如，包含刚性部分和柔性尾部两者的印刷电路)形成。其上安装部件诸如集成电路部件和分立部件的PCB有时可被称为主逻辑板(MLB)。部件可使用焊料或其他合适的安装布置而被安装在PCB上。例如，部件可为直接被安装到PCB上的表面贴安装技术(SMT)部件。SiP可导致更高的容积效率、优异的可靠性、更高的性能和更小的形状因数。图1A-图1D示出了可在其中实施本公开的示例的系统。图1A示出了包括被封装在外壳150中的触摸屏124的示例性移动电话136。图1B示出了包括被封装在外壳160中的触摸屏126的示例性数字媒体播放器140。图1C示出了包括被封装在外壳170中的触摸屏128的示例性个人计算机144。图1D示出了包括被封装在外壳180中的触摸屏130的示例性平板计算设备148。根据本公开的一个或多个热解决方案可在系统中的一个或多个系统中实现。图2A示出了示例性便携式电子设备的透视图。设备200可包括具有开口208的外壳210。由边框围绕的显示器204可被定位在开口208中。用于显示器204的显示电路可被定位在外壳210中，诸如显示器204正下方。显示电路的定位可影响外壳210中得可用的内部空间。触摸屏可与显示器204相关联。与触摸屏相关联的电路诸如触摸屏控制器可被定位在外壳210中。外壳210可由任何材料诸如金属、塑料、纤维合成材料、碳纤维材料、玻璃、陶瓷或这些材料的组合形成。外壳210可由单件机加工金属(例如，使用单体型构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子设备，包括：基板；和系统级封装组件，所述系统级封装组件包括：多个部件，所述多个部件包括第二表面和被安装到所述基板的第一表面，和被安装到至少一个部件的所述第二表面的一个或多个热导体，其中至少一个热导体为热插头。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.26 US 62/017,630;2014.09.30 US 14/503,0671.一种电子设备，包括：基板；和系统级封装组件，所述系统级封装组件包括：多个部件，所述多个部件包括第二表面和被安装到所述基板的第一表面，和被安装到至少一个部件的所述第二表面的一个或多个热导体，其中至少一个热导体为热插头。2.根据权利要求1所述的设备，还包括另一个热导体，其中所述另一个热导体为内部散热片和外部散热片中的至少一者。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述热插头由铜和钢中的至少一者制成。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述热导体中的至少一个热导体电耦接至接地部或接地层。5.根据权利要求1所述的设备，还包括被安装在所述多个部件中的至少一个部件的所述第一表面和所述基板之间的散热片。6.根据权利要求1所述的设备，还包括屏蔽结构，所述屏蔽结构包括绝缘体和屏蔽件。7.根据权利要求6所述的设备，其中所述屏蔽件是多功能的并且被配置作为散热器。8.根据权利要求6所述的设备，其中所述屏蔽件与至少一个热导体电耦接。9.根据权利要求6所述的设备，其中所述屏蔽件电耦接至接地部或接地层。10.根据权利要求6所述的设备，还包括形成在所述绝缘体中的多个沟槽，其中所述多个沟槽的宽度介于10微米-100微米之间。11.根据权利要求1所述的设备，其中从所述多个部件中的一个或多个部件生成的热通过传导和对流而消散。12...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·S·佩纳瑟，C·AS·里巴斯，D·特奥曼，M·恩，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US