本公開涉及用于吸收來自電子組件的能量的裝置。
背景技術:
這個部分提供與本公開相關的但未必是現(xiàn)有技術的背景信息。
電子裝置通常包括靠近發(fā)熱組件放置的一個或更多個裝置,以耗散由該組件產(chǎn)生的熱。典型地講,這種熱采用瞬變溫度尖峰的形式。時常地,電子組件中的一個或更多個發(fā)熱組件(和/或其它組件)可能必須降低它們的性能(例如,通過節(jié)流過程(throttling process)等),來縮減發(fā)熱量。
技術實現(xiàn)要素:
根據(jù)本實用新型的第一方面,提供了一種用于吸收來自電子組件的能量的裝置,其特征在于,該裝置包括:低熔點合金層,該低熔點合金層包括第一側和與所述第一側相反的第二側;第一涂層,該第一涂層大致覆蓋所述低熔點合金層的所述第一側;以及第二涂層,該第二涂層大致覆蓋所述低熔點合金層的所述第二側。
根據(jù)本實用新型的第二方面,提供了一種包括電子組件和根據(jù)第一方面的、連接至所述電子組件的裝置的組裝件。
根據(jù)本實用新型的第三方面,提供了一種用于吸收來自電子組件的能量的裝置,其特征在于,該裝置包括:第一導熱層,該第一導熱層包括第一側和與所述第一側相反的第二側;兩個或更多個低熔點合金層,一個低熔點合金層連接至所述第一導熱層的所述第一側,另一個低熔點合金層連接至所述第一導熱層的所述第二側;兩個或更多個石墨層,一個石墨層連接至所述一個低熔點合金層,另一個石墨層連接至所述另一個低熔點合金層;以及兩個或更多個涂層,一個涂層大致覆蓋所述一個石墨層的一側,另一個涂層大致覆蓋所述另一個石墨層的一側。
根據(jù)本實用新型的第四方面,提供了一種包括電子組件和根據(jù)第三方面的、連接至所述電子組件的裝置的組裝件。
根據(jù)本實用新型的第五方面,提供了一種組裝件,其特征在于,該組裝件包括:電子組件,該電子組件被配置為產(chǎn)生能量;以及導熱層,該導熱層由第二側和連接至所述電子組件的第一側限定,所述導熱層包括聚合物混合物和分散在所述聚合物混合物中的多個低熔點合金微粒,所述導熱層被配置為吸收由所述電子組件產(chǎn)生的能量。
附圖說明
本文所述的附圖僅為了說明所選擇的實施方式而不是所有可能的實施方式,并且并不旨在限制本公開內(nèi)容的范圍。
圖1是根據(jù)本公開一個示例實施方式的、包括具有聚合物混合物和分散在該聚合物混合物中的低熔點合金微粒的導熱層的組裝件的框圖。
圖2是根據(jù)另一示例實施方式的、包括具有附加導熱微粒的圖1的導熱層的組裝件的框圖。
圖3是根據(jù)又一示例實施方式的、包括具有導熱層、兩個低熔點合金層、以及兩個涂層的裝置的組裝件的框圖。
圖4是根據(jù)另一示例實施方式的、包括具有導熱層、兩個低熔點合金層、兩個石墨層、以及兩個涂層的裝置的組裝件的框圖。
圖5是根據(jù)又一示例實施方式的、包括具有導熱層、兩個低熔點合金層(皆具有聚合物混合物和分散在該聚合物混合物中的低熔點合金微粒)、兩個石墨層、以及兩個涂層的裝置的組裝件的框圖。
圖6是根據(jù)另一示例實施方式的、包括具有寬度不同的層的裝置的組裝件的框圖。
圖7是根據(jù)又一示例實施方式的、包括將石墨層連接至基準電位的圖4的裝置的組裝件的框圖。
圖8是根據(jù)另一示例實施方式的、包括將該石墨層之一連接至基準電位的圖4的裝置的組裝件的框圖。
圖9是比較針對傳統(tǒng)鋁箔材料與噪底的插入損耗的圖形。
圖10是比較針對單個合成石墨片與單個鋁箔片的插入損耗的圖形。
圖11是比較針對兩個合成石墨片與兩個鋁箔片的插入損耗的圖形。
圖12、圖13和圖14是比較利用(a)圖4的裝置、(b)氣隙、以及(c)已知硅樹脂油灰(silicone putty)的電子組件的溫度的圖形。
圖15、圖16A和圖16B是比較利用(a)圖4的裝置、和(b)用石墨包封的銅箔的電子組件的溫度的圖形。
具體實施方式
下面將參照附圖詳細描述示例實施方式。
圖1中例示了根據(jù)本公開的一個示例實施方式的組裝件,并且總體上用標號100指示。如圖1所示,組裝件100包括產(chǎn)生能量的電子組件102,和由連接至該電子組件102的至少一個底側108與頂側106限定的導熱層104。該導熱層104包括聚合物混合物(總體上用標號110指示),和分散在該聚合物混合物110中的低熔點合金微粒(如橢圓112所示)。該導熱層104(例如,裝置)吸收由該電子組件102產(chǎn)生的能量。另外,該導熱層104可以可選地耗散其吸收能量的至少一部分。
在一些實施方式中,該導熱層104可以在不利用散熱裝置(例如,散熱器、熱管等)的情況下,吸收并耗散充分量的能量。由此,并且如圖1所示,該組裝件100不包括連接至導熱層104的頂側106(或任何其它側)的散熱裝置。
導熱層104例如根據(jù)希望熱性能、周圍空間約束等,而可以具有任何合適厚度。例如,導熱層104可以具有在大約0.05mm至大約15mm之間的厚度。在其它實施方式中,該厚度可以大于大約15mm或者小于0.05mm。另外,層104(和在此公開的任何其它層)的厚度可以是均勻或不均勻的。
如圖1所示,電子組件102連接至基板114。例如,電子組件102可以是集成電路,而基板114可以是印刷電路板。在其它示例實施方式中,電子組件102可以是另一合適的電子組件,其連接至或者不連接至電路板和/或另一合適基板。
在一些實施方式中,導熱層104可以包括一種或更多種其它導熱微粒(除了低熔點合金微粒112以外),以幫助對能量進行吸收、傳播、耗散等。例如,圖2例示了包括與圖1的導熱層104大致類似的導熱層204的組裝件200。然而,圖2的導熱層204還包括導熱微粒(如矩形202所示),和分散在該聚合物混合物110中的低熔點合金微粒112。
該導熱微粒202例如可以是石墨微粒和/或纖維、金屬(包括金屬合金)、陶瓷、以及/或者其組合。例如,該石墨可以是天然石墨、合成石墨、兩者的組合,該金屬可以包括銅、鋁等,而該陶瓷可以包括氮化鋁、氮化硅等。另外和/或另選地,在不脫離本公開的范圍的情況下,導熱層204可以包括一種或更多種其它合適的導熱微粒。
圖3例示了另一示例組裝件300,其包括圖1的連接至基板114的電子組件102,和用于吸收(并因此去除)來自電子組件102的能量的裝置320。如圖3所示,該裝置320包括:可選導熱層302、兩個低熔點合金層304、306,以及兩個涂層308、310。每一個低熔點合金層304、306分別包括連接至導熱層302的一側312、316,和大致被涂層308、310覆蓋的另一相反側314、318。同樣地,該裝置320的橫截面布置結構包括:涂層(與電子組件102相鄰)、低熔點合金層、可選導熱層、另一低熔點合金層、以及另一涂層(與裝置320的頂部相鄰)。
在圖3的實施方式中,該低熔點合金層304、306被涂覆在導熱層302上。例如,可以將一個或兩個低熔點合金層304、306圍繞導熱層302模制,焊接至導熱層302等。在這種示例中,每一個低熔點合金層304、306都具有在大約0.1mil至大約10mil之間的厚度。在其它實施方式中,可以將一個或兩個低熔點合金層304、306按另一合適方式放置在導熱層302上和/或例如根據(jù)希望結果、利用該裝置320的應用等具有另一合適厚度。
該低熔點合金層304、306可以包括如下進一步說明的僅一個或者更多個具體低熔點合金。在其它示例實施方式中,一個或兩個低熔點合金層304、306可以包括與該低熔點合金一起混合的導熱微粒,以增強如所述的熱導率,連同該低熔點合金一起的具有高熱導率(例如,大于大約5w/mK)的連續(xù)材料等。
一個或兩個低熔點合金層304、306可以隨著電子組件102(和/或相鄰組件)釋放能量(如熱、波等)而融化,如下進一步說明的。例如,如果溫度增加至層304、306的熔點溫度(例如,大約60℃),則該層開始融化并且從電子組件102(和/或相鄰組件)吸收能量。在這個時間期間,層304、306的體積例如因相變而稍微增加。
在溫度降低低于層304、306的熔點溫度之后,該層可以將所吸收能量傳導至裝置300中的相鄰層、遠離裝置300(例如,傳導至相鄰裝置)等。在這個時間期間,層304、306的體積例如因相變而稍微減小(相對于融化時的體積)。
另外,層304、306的熱導率可以在相變之后改變。例如,層304、306可以在溫度高于它們的熔點溫度時具有大約10W/mK的熱導率,而在溫度低于它們的熔點溫度時具有大約19W/mK的熱導率。
圖3的導熱層302可以是金屬層、石墨層等。例如,如果層302是金屬層,則其可以包括箔、網(wǎng)絲以及/或者另一合適的金屬材料。該金屬層可以由銅(包括銅合金)、鋁(包括鋁合金)以及/或者另一合適材料形成。在一些實施方式中,該金屬層可以排它地由一種或更多種金屬(例如,銅、銅合金等)等來形成。
在圖3的特定示例中,該導熱層302具有在大約1mil至大約2mil之間的厚度。在其它實施方式中,導熱層302的厚度可以為大于2mil或小于1mil。例如,導熱層302的厚度可以為大約0.25mil、大約2.5mil、大約2.9mil等。
如上說明的,每一個涂層308、310都可以大致覆蓋其對應低熔點合金層304、306。例如,涂層308可以整個覆蓋低熔點合金層304的一側314,而涂層310可以整個覆蓋低熔點合金層306的一側318。
在其它實施方式中,涂層308、310可以封裝裝置320的至少一部分。例如,涂層308可以延伸超出低熔點合金層304的一側314,并且向下朝著電子組件102延伸。在這種情況下,涂層308可以覆蓋低熔點合金層304的一個或兩個外周側,并且可選地覆蓋導熱層302的一個或兩個外周側。類似的是,涂層310可以延伸超出低熔點合金層306的一側318。在一些實施方式中,涂層308、310可以形成封裝整個裝置320的一個涂層。
另外和/或另選地,低熔點合金層306和/或低熔點合金層304可以至少部分暴露。由此,在一些示例中,可以不采用涂層308和/或涂層310。在其它示例中,一個或兩個涂層308、310可以覆蓋小于一個或兩個低熔點合金層304、306的側314、318的整個表面積。例如,涂層310可以覆蓋小于低熔點合金層306的整個一側318。在這種示例中,涂層310可以覆蓋一側318的、與電子組件102對齊的部分。
每一個涂層308、310都可以由任何合適材料形成。例如,涂層308、310中的一個或兩個可以是絕熱和/或電絕緣的、導熱和/或導電的,等。例如,涂層308、310可以是具有大約0.02W/mK的熱導率的各向同性絕熱、具有直至大約400W/mK的熱導率的各向同性導熱、具有大約2W/mK至大約16W/mK之間的貫穿平面(z軸)熱導率和大約100W/mK至大約1900W/mK之間的平面內(nèi)(x、y軸)熱導率的各向異性導熱,等。
同樣地,一個或兩個涂層308、310可以包括塑料、導熱材料等。例如,層308、310可以包括至少部分涂覆有塑料(若希望的話)的金屬、陶瓷、石墨等。在一些實施方式中,該導熱材料可以采用塑料包封。另外,若希望的話,層308、310可以防刮擦。
另外,涂層308、310可以是柔性的。由此,層308、310可以適形于與它們的相鄰層(若可用的話)配對。另外,可以在涂層308、310與它們的相鄰層(例如,圖3的低熔點合金層304、306)之間放置粘合劑。在一些示例中,該粘合劑可以是導熱粘合劑。
在一些實施方式中,裝置320(和/或在此公開的另一裝置)可以包括一個或更多個附加導熱層,以對能量進行吸收、傳播、耗散等。例如,圖4例示了包括與圖3的裝置320大致類似的裝置420的組裝件400。然而,圖4的裝置420還包括定位在涂層與低熔點合金層之間的導熱層。
在圖4的特定示例中,該裝置420包括定位在涂層308與低熔點合金層304之間的、由石墨形成的導熱層402,和定位在涂層310與低熔點合金層306之間的、由石墨形成的導熱層404。同樣地,該裝置420的橫截面布置結構包括:涂層(與電子組件102相鄰)、石墨層、低熔點合金層、導熱層、另一低熔點合金層、另一石墨層、以及另一涂層(與裝置420的頂部相鄰)。
石墨層402、404可以幫助傳播從電子組件102吸收的能量。例如,每一個石墨層402、404都可以是各向異性的,因為平面內(nèi)熱導率(例如,與頂側和底側平行的平面)可以大于貫穿平面熱導率(例如,與頂側和底側垂直的平面)。這導致與貫穿平面相比,將更大量的能量傳播通過每一個石墨層402、404的平面內(nèi)。
另外,石墨層402、404可以幫助吸收和耗散能量。例如,石墨層404可以吸收來自電子組件102的能量(例如,經(jīng)由涂層310),并將能量耗散到低熔點合金層306中。能量的這種耗散因如上所述的各向異性關系而跨過石墨層404的頂側傳播。在一些實施方式中,可以將低熔點合金層304、306中的一個或兩個吸收到石墨層402、404中,以促進能量的這種傳導。
石墨層402、404可以由天然石墨和/或合成石墨形成。例如,石墨層402可以由天然石墨形成,而石墨層404可以由合成石墨形成。該石墨層例如可以包括石墨片,如具有剝落的天然石墨薄片的柔性石墨片、合成石墨片等。在這種示例中,一個或兩個涂層308、310可以大致防止石墨從石墨層402、404剝落。合成石墨可以包括熱解石墨或另一合適的合成石墨材料。
一個或兩個石墨層402、404可以具有處于大約0.014mm至大約1mm之間的厚度。圖4的一個或兩個低熔點合金層304、306可以具有處于大約0.0025mm至大約0.5mm之間的厚度,并且圖4的一個或兩個涂層308、310可以具有處于大約0.0025mm至大約0.5mm之間的厚度。在其它示例實施方式中,這些層中的任一個或更多個例如根據(jù)希望熱性能、周圍空間約束等可以具有另一合適厚度。
在一些實施方式中,一個或兩個石墨層402、404因該石墨層402、404的導電性而可以提供對電子組件102(若可用的話)的屏蔽。例如,圖7例示了包括圖4的裝置420的組裝件700,其中,石墨層402、404由一個或更多個石墨片形成,并且該石墨片連接至基準電位(例如,基板114上的地)。結果,石墨層402、404可以提供對電子組件102的屏蔽(例如,電磁干擾屏蔽等)。
在圖7的示例實施方式中,石墨層402、404分別經(jīng)由電導體702、704(虛線所示)連接至基板114上的基準電位。例如,可以采用一個或更多個端子(如引腳、鉤子等)、導電粘合劑(如焊料等)等來將電導體702、704連接至石墨層402、404和/或基板114。
在一些實施方式中,可以將石墨層402、404中的僅一個連接至基板114上的基準電位。例如,石墨層404可以連接至該基準電位(經(jīng)由電導體704),而石墨層402可以不連接至該基準電位。
如圖7所示,裝置420可以是獨立裝置。在這種示例中,裝置420可以定位在電子組件102上,而不需要如圖7所示的附加屏蔽裝置。在一些獨立裝置中,石墨層404(并且可選地,涂層310)的每一側都可以向下朝著基板114延伸達大致等于電子組件102的高度的距離。如此,當裝置420與電子組件102相鄰地定位時,石墨層404的向下延伸側(未示出)可以與基板114大致齊平,從而大致包圍電子組件102。
另選的是,裝置420可以接合至板級屏蔽(BLS)裝置。例如,裝置420可以接合至BLS裝置的蓋。在其它示例實施方式中,裝置420可以取代BLS裝置的蓋。例如,圖8例示了包括圖4的裝置420的示例組裝件800,使石墨層404連接至位于基板114上的BLS裝置的部分802、804。在圖8的特定示例中,石墨層404由一個或更多個石墨片形成,該裝置420是BLS裝置的蓋,并且所述部分802、804是BLS裝置的、包圍電子組件102的兩個相對側(例如,圍欄)。
如圖8所示,當裝置420與電子組件102相鄰地定位時,圍欄部分802、804的至少一部分806、808刺入(并且穿透)涂層310接著連接至石墨層404。這可以允許石墨層404經(jīng)由所述部分802、804連接至基板114上的基準電位。由此,在圖8的示例實施方式中,石墨層404提供對電子組件102的屏蔽。
另外,并且如圖8所示,BLS裝置的所述部分802、804可以刺入石墨層404。在其它實施方式中,所述部分802、804可以連接至石墨層404的底側。在任一情況下,導電粘合劑(例如,焊料等)可以被用于確保屏蔽圍欄和石墨層404充分接觸。
測試表明,石墨片的屏蔽性能可比得上其它典型屏蔽材料。例如,圖9、圖10和圖11例示了比較合成石墨片、鋁箔材料、以及/或者噪底的屏蔽性能的圖形900、1000、1100。具體來說,圖9的圖形900比較傳統(tǒng)鋁箔材料(用線902指示)與噪底(用線904指示)之間的、在2GHz至18GHz之間的插入損耗(分貝(dB)),以校準該測試夾具(testing fixture)。傳統(tǒng)鋁箔材料是兩英尺×兩英尺的鋁箔片。線902與線904之間的差異指示環(huán)繞鋁箔片泄露的能量。
圖10的圖形1000比較單個合成石墨片(用線1002指示)與單個鋁箔片(用線1004指示)之間的插入損耗(dB),而圖11的圖形1100比較兩個并排合成石墨片(用線1102指示)與兩個并排鋁箔片(用線1104指示)之間的插入損耗(dB)。圖10和11所示用于測試的片為七英寸×八英寸。如圖10和11所示,合成石墨片的插入損耗類似于鋁箔片方的插入損耗。由此,合成石墨片的估計屏蔽性能在至少2GHz與18GHz頻率范圍之間類似于鋁箔片。另外,在低于2GHz和高于18GHz的某些情況下可以看到比得上的屏蔽性能。
返回參照圖4,除了所述低熔點合金層304、306中的一個或兩個以外,或者代替所述低熔點合金層304、306中的一個或兩個,裝置420還可以包括具有聚合物混合物和分散在該聚合物混合物中的低熔點合金微粒的低熔點合金層。例如,圖5例示了包括與圖4的裝置420大致類似的裝置520的組裝件500。然而,圖5的裝置520包括位于導熱層與石墨層之間的、具有聚合物混合物和低熔點合金微粒的低熔點合金層。
在圖5的特定示例中,該裝置520包括位于導熱層506與石墨層402之間的低熔點合金層502,和位于導熱層506與石墨層404之間的低熔點合金層504。由此,該低熔點合金層502、504被連接至導熱層506的相反兩側。
如圖5所示,每一個低熔點合金層502、504都包括聚合物混合物(總體上用標號510指示),和分散在該聚合物混合物510中的低熔點合金微粒(如橢圓508所示)。該聚合物混合物510和低熔點合金微粒508分別可以大致類似于圖1和2的聚合物混合物110和低熔點合金微粒112。
另外,除了低熔點合金微粒508以外,一個或兩個低熔點合金層502、504還可以可選地包括分散在聚合物混合物510中的其它導熱微粒(圖5中未示出)。這些附加導熱微??梢源笾骂愃朴趫D2的導熱微粒202。同樣地,該導熱微粒例如可以是石墨微粒和/或纖維、金屬(包括金屬合金)、陶瓷,以及/或者其組合。
該導熱層506可以是金屬層、石墨層,或者另一合適的導熱層。另外,圖5的特定導熱層506具有處于大約0.00625mm(6.25um)至大約1mm之間的厚度。例如,如果導熱層506是石墨層,則該導熱層的厚度可以具有大約0.025mm至大約0.25mm之間的厚度。在其它示例實施方式中,該導熱層506可以具有另一合適厚度。
而且,圖5的一個或兩個低熔點合金層502、504可以具任何合適厚度。例如,如果導熱層506是金屬層,則一個或兩個低熔點合金層502、504可以具有大約0.1mil至大約10mil之間的厚度。
圖5的導熱層506可以由任何合適的導熱材料形成。例如,導熱層506可以由石墨形成(如上所述)。在這種示例中,裝置520可以包括可以如上所述提供屏蔽的多個石墨層(例如,導熱層506、石墨層402、404等)。在其它實施方式中,該導熱層506可以是大致類似于圖3的導熱層302的金屬層。
盡管在此公開的裝置包括按特定次序的特定數(shù)量的層,但應當明白,若希望的話,可以省略、添加、以及/或者按不同次序定位一個或更多個層。例如,盡管圖3的裝置320包括采用三明治狀構造的一個導熱層302、兩個低熔點合金層304、306、以及兩個涂層308、310,但該裝置320可以包括一個低熔點合金層、和處于該低熔點合金層的每一側上的兩個涂層。在其它實施方式中,該裝置320可以包括:兩個導熱層、三個低熔點合金層、以及兩個涂層。
另外,并且如在此說明的,在此公開的任一個層都可以連接至其相鄰層。例如,一個層可以經(jīng)由粘合劑(例如,焊料)等連接至另一層。其它層可以層壓在一起、熔覆在一起等。
另外,裝置(包括導熱層104)中的任一個都可以經(jīng)由界面連接(例如,熱連接)至其相應電子組件和/或另一裝置,如散熱器、熱管等(若可用的話)。例如,圖1的導熱層104可以經(jīng)由熱油脂或另一合適熱界面連接至電子組件102。在其它實施方式中,可以在該裝置與電子組件之間定位粘合劑(例如,焊料、帶等)。
而且,盡管在此公開的裝置具有包括相同寬度的一個或更多個層,但應當明白,該裝置的任何層都可以包括具有不同寬度的(多個)層。例如,圖6例示了與圖4和5的組裝件400和500大致相似的裝置600,但包括寬度不同的層。這些寬度例如可以取決于包括該裝置的系統(tǒng)中的可用空間、這些層中的一個或更多個層的熱特性、希望熱結果等。
在此公開的聚合物混合物(例如,圖1的聚合物混合物110)可以包括交聯(lián)聚合物,如交聯(lián)硅樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯或另一合適交聯(lián)聚合物。
在此公開的低熔點合金微粒(例如,圖1的微粒112、圖5的微粒508等)和在此公開的低熔點合金層(例如,圖3的層304、306,圖5的層502、504等)可以由任何合適的低熔點合金形成。在一些示例中,低熔點合金微??梢杂稍诖蠹s160℃或低于160℃熔化的低熔點合金形成,而低熔點合金層可以由在大約60℃或低于60℃熔化的低熔點合金形成。
例如,該低熔點合金微粒/層可以由鎵/銦(29.6In、33In、52In、66.3In等)、鉍(33.7Bi、35.5Bi、54.1Bi、67Bi等)、錫(16.3Sn、16.5Sn等)等形成。在一些示例實施方式中,該低熔點合金微粒/層優(yōu)選為由易熔(eutectic)材料形成。在其它示例實施方式中,鎘或鉛不被用于形成該微粒/層。一般來說,形成該微粒/層的(多個)低熔點合金具有大于或等于大約6.0g/cc的密度。
在此公開的微??梢酝ㄟ^高速分散、超聲混合、離心式混合、行星式混合、搖動、超聲處理,或者另一合適分散過程而分散在該聚合物混合物中。另外,該微??梢宰鳛榫哂写笾虑蛐挝⒘5念A制粉末來分散。在其它示例實施方式中,低熔點合金可以在處于聚合物混合物(如上所述)中的同時熔化,并接著通過高速混合、超聲混合等而經(jīng)受剪切(shear),以生成單個微粒(其在冷卻時離散地固化)。
該聚合物混合物可以包括任何合適重量百分比的在此公開的低熔點合金微粒。例如,如果圖5的導熱層506是金屬層(如上所述),則圖5的一個或兩個低熔點合金層502、504可以具有大約重量占百分之五或以上的低熔點合金微粒508。在其它實施方式中,該聚合物混合物可以包括具有大約重量的百分之五至重量的百分之九十八之間的微粒。例如,圖2的微粒112可以具有大約百分之六十(60%)的重量,而圖2的微粒202可以具有大約百分之三十五(35%)的重量。
如在此使用的,能量可以指例如因流過電子組件和/或相鄰組件等的電流而由該電子組件和/或相鄰組件產(chǎn)生的熱。另外和/或另選地,能量可以指從電子組件和/或相鄰組件發(fā)射的波(例如,電磁波等)。
通過采用在此公開的裝置,與傳統(tǒng)設計(例如,包括石蠟設計等)相比,來自電子組件中的瞬變溫度尖峰的能量可以被更有效地吸收、傳播、耗散等。如此,可以管理否則可能對電子裝置中的組件、持有該電子裝置的用戶等造成破壞性影響的這種能量,而不需要例如降低集成電路和/或其它電子組件的性能(例如,通過節(jié)流過程等)以減少所產(chǎn)生能量的量。
例如,圖12、圖13、圖14和圖15例示了示出圖4的裝置420與已知設計相比的各種測試結果的圖形1200、1300、1400、1500。圖12的圖形1200例示了利用(a)裝置420(統(tǒng)稱為“樣本1”)、(b)氣隙(統(tǒng)稱為“樣本2”)以及(c)已知硅樹脂油灰(統(tǒng)稱為“樣本3”)的電子組件之間的熱管理比較。樣本1、樣本2、以及樣本3的溫度分別用線1202、1204、1206表示。
在測試期間,樣本1(例如,該電子組件)按0.5W加電達11分鐘(660秒鐘),而樣本2和樣本3按0.5W加電達60秒鐘。如圖12所示,樣本1的溫度在11分鐘測試期間,在斷電之前未達到樣本2的最大溫度(大約77℃)。另外,并且如圖12所示,在樣本1達到樣本3的最大溫度(大約61℃)之前經(jīng)過了大約130秒鐘。樣本2和樣本3的最大溫度分別用線1208、1210表示。
圖13的圖形1300例示了在皆按1.0W加電達60秒鐘時的樣本1、樣本2、以及樣本3之間的熱管理比較。樣本1、樣本2、以及樣本3的溫度分別用線1302、1304、1306表示。
如圖13所示,樣本1、樣本2、以及樣本3的溫度(在60秒鐘時)分別為68.51℃、106.68℃以及90.95℃。由此,樣本1相對于樣本2(氣隙樣本)減小溫度達大約38℃,而樣本3相對于樣本2減小溫度達大約16℃。
圖14的圖形1400例示了皆包括BLS裝置的樣本1、樣本2、以及樣本3之間的熱管理比較。例如,樣本1包括如上所述的電子組件和裝置420、和包圍該電子組件與裝置420的BLS裝置。每一個樣本都按1.0W加電達60秒鐘。圖14的樣本1、樣本2、以及樣本3的溫度分別用線1402、1404、1406表示。
如圖14所示,樣本1、樣本2、以及樣本3的溫度(在60秒鐘標記處)分別為57.96℃、71.29℃以及82.67℃。由此,樣本1相對于樣本2(氣隙樣本)減小溫度達大約13℃,而樣本3相對于樣本2增加溫度達大約11℃。
圖15的圖形1500例示了利用(a)裝置420(統(tǒng)稱為“樣本A”)和(b)包封有石墨的銅箔(統(tǒng)稱為“樣本B”)的電子組件之間的熱管理比較。圖形1500例示了靠近樣本A的角落(線1502)、樣本A的中心(線1504)、樣本B的中心(線1506)、以及樣本B的角落(線1508)的電子組件的溫度。每一個樣本都具有4cm×4cm×0.02cm的尺度。
如圖15、圖16A和圖16B所示,靠近樣本A的中心的溫度(在大約300秒鐘時)大約為67.3℃,而樣本A的角落大約為65.3℃??拷鼧颖綛的中心的溫度(在大約300秒鐘時)大約為76.1℃,而樣本B的角落大約為64.2℃。由此,樣本A(包括圖4的裝置420)具有比樣本B更均勻的溫度。同樣地,橫跨樣本A的裝置420的平面內(nèi)傳播的熱大于樣本B的銅箔裝置。
另外,樣本A的裝置420和電子組件具有比樣本B的銅箔裝置和電子組件更低的溫度。而且,測試表明,在65℃,樣本A吸收了比樣本B更大量的熱。
而且,通過采用具有聚合物混合物層(例如,圖1的導熱層104、圖2的導熱層204、圖5的低熔點合金層502、504等)的裝置,該裝置可以經(jīng)歷增加的順從性(compliancy),這可以改進針對配對表面的適應性,減小表面之間的接觸電阻,以及增加利用該裝置的特定應用中的高度變化的容差。
另外,如在此公開的包括石墨層的裝置除了提供如上所述的改進能量性能以外還提供屏蔽。在某些情況下,這些裝置可以重量更小,使用更少基板空間,以及比傳統(tǒng)剛性屏蔽裝置更靈活。例如,石墨的重量可以比典型屏蔽材料(例如,不銹鋼、鋁等)輕大約百分之二十至百分之三十之間,同時具有比典型屏蔽材料高大約四倍至一百倍以上的熱導率。另外,與已知裝置相比,提供屏蔽和熱管理的總成本因可以將兩個功能組合到一個裝置中而可以降低。由此,利用包括石墨層的裝置來替代典型板級屏蔽可以改進熱性能、成本減少、減小包括該裝置的產(chǎn)品的重量,并且減小屏蔽組件所需的空間,而都如上所述地保持有效屏蔽性能。
而且,在此公開的裝置可以在例如包括智能電話、平板電腦等的各種電子裝置中采用。例如,該裝置可以在電子板級應用中利用,以吸收能量達一持續(xù)時間,由此降低電子裝置中的集成電路或其它電子組件上(和/或附近)的溫度。該裝置還可以如在此所述地傳播和/或傳導能量。
提供示例實施方式旨在使本公開將徹底并且將向本領域技術人員充分傳達本公開的范圍。闡述許多具體細節(jié)(例如,特定部件、裝置和方法的示例)以提供對本公開的實施方式的徹底理解。對于本領域技術人員而言將顯而易見的是,無需采用所述具體細節(jié),示例實施方式可以按照許多不同的形式實施,不應被解釋為限制本公開的范圍。在一些示例實施方式中,沒有詳細描述公知的處理、裝置結構和技術。另外,通過本公開的一個或更多個示例性實施方式可以實現(xiàn)的優(yōu)點和改進僅為了說明而提供,并不限制本公開的范圍,因為本文公開的示例性實施方式可提供所有上述優(yōu)點和改進或不提供上述優(yōu)點和改進,而仍落入本公開的范圍內(nèi)。
本文公開的具體尺寸、具體材料和/或具體形狀本質(zhì)上是示例性的,并不限制本公開的范圍。本文針對給定參數(shù)的特定值和特定值范圍的公開不排除本文公開的一個或更多個示例中有用的其它值或值范圍。而且,可預見,本文所述的具體參數(shù)的任何兩個具體的值均可限定可適于給定參數(shù)的值范圍的端點(即,對于給定參數(shù)的第一值和第二值的公開可被解釋為公開了也能被用于給定參數(shù)的第一值和第二值之間的任何值)。例如,如果本文中參數(shù)X被舉例為具有值A,并且還被舉例為具有值Z,則可預見,參數(shù)X可具有從大約A至大約Z的值范圍。類似地,可預見,參數(shù)的兩個或更多個值范圍的公開(無論這些范圍是否嵌套、交疊或截然不同)包含利用所公開的范圍的端點可要求保護的值范圍的所有可能組合。例如,如果本文中參數(shù)X被舉例為具有1-10或2-9或3-8的范圍中的值,也可預見,參數(shù)X可具有包括1-9、1-8、1-3、1-2、2-10、2-8、2-3、3-10和3-9在內(nèi)的其它值范圍。
本文使用的術語僅是用來描述特定的示例實施方式,并非旨在進行限制。如本文所用,除非上下文另外明確指示,否則單數(shù)形式的描述可旨在包括復數(shù)形式。術語“包括”、“包含”和“具有”僅指含有,因此表明存在所述的特征、要件、步驟、操作、元件和/或部件,但不排除存在或增加一個或更多個其它特征、要件、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。本文描述的方法步驟、處理和操作不一定要按照本文所討論或示出的特定順序執(zhí)行,除非具體指明執(zhí)行順序。還將理解的是,可采用附加的或另選的步驟。
當元件或層被稱為“在……上”、“接合到”、或“連接到”另一元件或層時,它可以直接在所述另一元件或層上、或直接接合或連接到所述另一元件或層,或者也可存在中間元件或層。相反,當元件被稱為“直接在……上”、“直接接合到”、或“直接連接到”另一元件或層時,可不存在中間元件或層。用于描述元件之間的關系的其它詞語也應按此解釋(例如,“之間”與“直接在……之間”、“相鄰”與“直接相鄰”)等。如本文所用,術語“和/或”包括任何一個或更多個相關條目及其所有組合。
術語“大約”在應用于值時表示計算或測量允許值的一些微小的不精確性(值接近精確;大約近似或合理近似;差不多)。如果因為一些原因,由“大約”提供的不精確性在本領域中不以別的方式以普通意義來理解,那么如本文所用的“大約”表示可能由普通測量方法引起或利用這些參數(shù)引起的至少變量。例如,術語“大致”、“大約”和“基本上”在本文中可用來表示在制造公差內(nèi)?;蛘?,例如,如在此使用的術語“大約”在修改本實用新型中的成分或反應物的量時,指可以因所使用的典型測量和處理過程而發(fā)生的數(shù)值量的變化,例如,當現(xiàn)實世界中,因這些過程中的疏忽大意而致使?jié)饪s或溶解時;因制造、源或者被采用以進行合成或者執(zhí)行該方法的成分的純度中的差異;等等。該術語“大約”也涵蓋了因針對由特殊初始混合物所產(chǎn)生的合成物的不同平衡條件而不同的數(shù)量。無論是否由術語“大約”修飾,權利要求包括量的等值。
盡管本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件、部件、區(qū)域、層和/或部分,這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應受這些術語限制。這些術語可僅用來區(qū)分一個元件、部件、區(qū)域、層或部分與另一區(qū)域、層或部分。除非上下文清楚指示,否則本文所使用的諸如“第一”、“第二”以及其它數(shù)字術語的術語不暗示次序或順序。因此,在不脫離示例實施方式的教導的情況下,下面討論的第一元件、部件、區(qū)域、層或部分也可稱為第二元件、部件、區(qū)域、層或部分。
為了易于描述,本文可能使用空間相對術語如“內(nèi)”、“外”、“下面”、“下方”、“下部”、“上面”、“上部”等來描述圖中所示的一個元件或特征與另一元件或特征的關系。除了圖中描述的取向之外,空間相對術語可旨在涵蓋裝置在使用或操作中的不同取向。例如,如果圖中的裝置翻轉,則被描述為在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件將被取向為在所述其它元件或特征“上面”。因此,示例術語“下方”可涵蓋上方和下方兩個取向。裝置也可另行取向(旋轉90度或其它取向),那么本文所使用的空間相對描述也要相應解釋。
提供以上描述的實施方式是為了說明和描述。其并非旨在窮盡或限制本公開。特定實施方式的各個元件、計劃的或規(guī)定的使用、或特征通常不限于該特定實施方式,而是在適用的情況下可以互換,并且可用在選定的實施方式中(即使沒有具體示出或描述)。這些實施方式還可以按照許多方式變化。這些變化不應視作脫離本公開,所有這些修改均旨在被包括在本公開的范圍內(nèi)。
提供示例實施方式旨在使本公開將徹底并且將向本領域技術人員充分傳達本公開的范圍。闡述許多具體細節(jié)(例如,特定部件、裝置和方法的示例)以提供對本公開的實施方式的徹底理解。對于本領域技術人員而言將顯而易見的是,無需采用所述具體細節(jié),示例實施方式可以按照許多不同的形式實施,不應被解釋為限制本公開的范圍。在一些示例實施方式中,沒有詳細描述公知的處理、裝置結構和技術。
本文使用的術語僅是用來描述特定的示例實施方式,并非旨在進行限制。如本文所用,除非上下文另外明確指示,否則單數(shù)形式的描述可旨在包括復數(shù)形式。術語“包括”、“包含”和“具有”僅指含有,因此表明存在所述的特征、要件、步驟、操作、元件和/或部件,但不排除存在或增加一個或更多個其它特征、要件、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。本文描述的方法步驟、處理和操作不一定要按照本文所討論或示出的特定順序執(zhí)行,除非具體指明執(zhí)行順序。還將理解的是,可采用附加的或另選的步驟。
當元件或層被稱為“在……上”、“接合到”、或“連接到”另一元件或層時,它可以直接在所述另一元件或層上、或直接接合或連接到所述另一元件或層,或者也可存在中間元件或層。相反,當元件被稱為“直接在……上”、“直接接合到”、或“直接連接到”另一元件或層時,可不存在中間元件或層。用于描述元件之間的關系的其它詞語也應按此解釋(例如,“之間”與“直接在……之間”、“相鄰”與“直接相鄰”)等。如本文所用,術語“和/或”包括任何一個或更多個相關條目及其所有組合。
盡管本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件、部件、區(qū)域、層和/或部分,這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應受這些術語限制。這些術語可僅用來區(qū)分一個元件、部件、區(qū)域、層或部分與另一區(qū)域、層或部分。除非上下文清楚指示,否則本文所使用的諸如“第一”、“第二”以及其它數(shù)字術語的術語不暗示次序或順序。因此,在不脫離示例實施方式的教導的情況下,下面討論的第一元件、部件、區(qū)域、層或部分也可稱為第二元件、部件、區(qū)域、層或部分。
為了易于描述,本文可能使用空間相對術語如“內(nèi)”、“外”、“下面”、“下方”、“下部”、“上面”、“上部”等來描述圖中所示的一個元件或特征與另一元件或特征的關系。除了圖中描述的取向之外,空間相對術語可旨在涵蓋裝置在使用或操作中的不同取向。例如,如果圖中的裝置翻轉,則被描述為在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件將被取向為在所述其它元件或特征“上面”。因此,示例術語“下方”可涵蓋上方和下方兩個取向。裝置也可另行取向(旋轉90度或其它取向),那么本文所使用的空間相對描述也要相應解釋。
提供以上描述的實施方式是為了說明和描述。其并非旨在窮盡或限制本公開。特定實施方式的各個元件或特征通常不限于該特定實施方式,而是在適用的情況下可以互換,并且可用在選定的實施方式中(即使沒有具體示出或描述)。這些實施方式還可以按照許多方式變化。這些變化不應視作脫離本公開,所有這些修改均旨在被包括在本公開的范圍內(nèi)。