CN101277603A - 具有孔口的电路封盖组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电路结构，提供具有孔口的电路封盖组件，其可安装在衬底上，可具有与衬底间隔开的内部表面，且可在电路组件上方限定中空腔室。中空腔室可填充有流体，如气体或液体。封盖组件可具有围绕电路组件沿衬底延伸的边缘。在某些实例中，封盖组件可包括介电封盖、延伸穿过介电封盖的孔口及在孔口上延伸的膜片。该介电封盖可大体封闭介电封盖所限定的中空腔室。该孔口使中空腔室与介电封盖外部之间流体连通。该膜片可适于允许一种或多种气体通过该孔口并防止液体通过该孔口。在某些实例中，可将电磁屏蔽件附装至介电封盖并大体封闭中空腔室。该孔口可延伸穿过该电磁屏蔽件。该封盖组件可包括附装至介电封盖并电连接至电路组件的导体组件。

Description

具有孔口的电路封盖组件
本申请要求2007年3月27日提出申请的序列号为11/692,129的美国专利申请的优先权。
技术领域
本发明涉及电路结构，具体涉及电路封盖组件。
背景技术
电子电路元件可由外壳或封盖覆盖，以保护电路元件或抑制电子电路元件在通信频率(其中包括射频)下所形成的危险或破坏性电磁(EM)辐射。通常，该封盖具有导电性且可连接至接地电路。EM屏蔽件可为将电子电路包裹起来的形状形成一个腔室的实心金属外壳或盖罩。人们已开发出在紧凑电子环境中使用的EM屏蔽件，该紧凑电子环境在衬底上包括很多电子组件。这些电路元件可在可能有显著温度及/或压力变化或者其可能受到天气或环境污染的环境下使用。
发明内容
可将封盖组件安装在衬底上。封盖组件可具有与衬底间隔开的内部表面，且可在电路组件上方限定一个中空腔室。中空腔室可填充有流体，例如，气体或液体。封盖组件可具有围绕电路组件沿该衬底延伸的边缘。在某些实例中，封盖组件可包括介电封盖、延伸穿过介电封盖的孔口及跨过孔口延伸的膜片。介电封盖可大体封闭该介电封盖所限定的中空腔室。孔口可使中空腔室与介电封盖外部之间流体连通。该膜片可适于允许一种或多种气体通过该孔口而防止液体通过该孔口。在某些实例中，可将电磁屏蔽件附装至介电封盖并大体封闭该中空腔室。孔口可延伸穿过电磁屏蔽件。封盖组件可包括附装至介电封盖且电连接至该电路组件的导体组件。
附图说明
图1是电路结构的平面图，该电路结构包括安装在衬底上的封盖组件。
图2是沿图1中线2-2截取的截面。
图3是沿图2中线3-3截取的截面。
图4是沿图2中线4-4截取的截面。
图5-7是其它封盖组件实例的类似于图2的局部截面。
具体实施方式
为方便起见，图1-4绘示简化的例示性电路结构8，其包括具有单个复合实施例中所示各种特征的封盖组件10或封盖。这些特征可具有各种形式，且可单独地或以各种其它组合的形式实现到其它的封盖组件中。本文中所使用的封盖组件可装纳一个或多个电路组件12，该一个或多个电路组件可单独地或以组合的形式形成一个或多个完整电路、一个或多个电路的一个或多个部分、电路中元件或组件的一个或多个组合、或电路的任一组合、若干电路部分及电路元件，且可包括共用电路部分或组件。
在该实例中，然后，可将封盖组件10安装至衬底14。封盖组件10亦可称为包壳。如果希望阻挡电磁辐射，则封盖组件10可包括形成EM屏蔽件16的电磁传导层。封盖组件10具有顶侧或远侧20及中间侧部22(例如，侧部22a、22b、22c及22d)，从而形成封闭的中空腔室26。该中空腔室可填充有流体，例如，流体或液体。当填充高度绝缘液体时，可改善封闭式电路的可靠性。这种液体的实例包括：γ-丁内酯、N-甲基吡咯烷酮、氟代烷烃或氟化烃、碳氟化合物、多氯联苯、变压器油(普通)、矿物油(其有很多级别)及硅油。如图2中截面所见，该封盖组件可为压层，或可由多个层构成。导电外部或外层16可沿封盖组件的整个外部延伸。屏蔽件16可由电磁传导(其中包括导电或导磁)的材料制成，例如，铝、铜或其它金属，且可由若干材料的组合形成，其中至少一种材料具有传导性，例如，带有非传导(介电)或半传导材料的传导层。直接毗邻屏蔽件16的可为介电层或介电体17。介电体17可为进一步布置成一个或多个层的复合层。
屏蔽件16还可包括一个或多个开口或切口(例如，切口24)，以让电流(例如，以信号或电力的形式)通过进入或离开腔室26，而大体不会对该屏蔽件造成损害。虽然该实例中只图解了一个切口，但应了解，EM屏蔽件16可包括一个以上的切口，且这些切口可位于封盖组件10的顶部或任一侧上。如图中所见，显示为安装在衬底14上的导电体33可穿过切口24将电路组件12与位于封盖组件外部的其它电路组件或组件电连接在一起。导体33可为导线、微带线、或任一其它能够传导电流的配置。
封盖组件10可保护封闭在腔室26内的电路组件(例如，组件12)不受到环境的影响和电磁影响，且可将所述封闭式电路组件隔离起来。虽然图中未显示，但封盖组件10可进一步包括内壁，该内壁可将腔室26分成可能够隔离两个或更多个电路组件的一个以上子腔室。
电路组件12可包括各种组件。出于图解说明的目的，电路组件12可包括各自的由适合互连(例如，接合线34)连接起来的电路元件30和32。接合线34可藉由连接至定位在电路元件30上的端子31而连接至电路元件30。电路元件30可包括集总元件或分布元件或者可包括被动及/或主动元件(例如，传输线、电阻器、电容器、电感器及半导体装置)的组合或网络结构，且可安装在具有介电、半传导或传导衬底的电路芯片上。此外，电路组件12可包括集成电路(IC)或芯片内的二极管及晶体管的其中一者或其组合，该集成电路(IC)或芯片包括(例如)单片式微波集成电路(MMIC)、应用专用集成电路(ASIC)等。出于图解说明的目的，电路元件32可为用于传输有关电路元件30的信号或电力的导电体。
如图2中所见，EM屏蔽件16可直接安装至衬底14的一处或多处。在该实例中，衬底14具有传导性并为该屏蔽件提供接地。可使用其它形式的衬底，例如，带有一个或多个传导层的介电层。因此，可使用传导粘结剂36将屏蔽件16直接附装至衬底14。传导粘结剂可包括传导环氧树脂、传导垫、焊料、钎焊料、变形金属、z-轴传导弹性体或任一类似的传导或电阻材料。此外，还有一种或多种传导粘结剂可用于封盖组件10的安装。应注意，封盖组件侧部22c可不直接附装至衬底14的切口24区域。
任选地，EM屏蔽件16可包括一个或多个接地电连接器(此处未显示)，以将屏蔽件16接地至本地电路接地。这些接地连接器可采用金属条的形式，该金属条从该屏蔽件的一个或多个部分延伸进入衬底，进入毗邻的EM屏蔽件，或到达任何有接地连接的地方。
可使用绝缘层38将导体32和33安装至衬底14上。所述绝缘层可采用绝缘环氧树脂或其它粘结剂或绝缘垫的形式。这些绝缘层将所述导体与传导衬底隔离开。电路组件12的电路元件30可能需要接地，在此情况下，可使用传导粘结剂36将电路元件30的背侧附装至衬底34。
封盖组件10可进一步包括相对于屏蔽件16由介电体17支撑的传导组件39。传导组件39可提供穿过或沿循封盖组件的连续电路径41。无论适合载送信号还是电力，路径41都可具有若干分支及多个路径。该传导组件的组件可沿介电体17的表面延伸或嵌入介电体17。介电体17可为单个介电层或由多个介电层形成的复合层，这些层可或可不被一个或多个非介电材料层分开。在该实例中，介电体17包括第一介电层42和第二介电层46。第一介电层42和第二介电层46可连续地沿循EM屏蔽件16，沿封盖组件顶部20及侧部22a、22b、22c和22d延伸。介电体17还可只在屏蔽件16的一个或多个部分上延伸。在某些区域中，第一介电层42和第二介电层46可合并为一个层，而并未由任何非介电材料分开。第二介电层46可具有限定腔室26的内部表面或内部面或者内表面或内面48。虽然图中显示介电层42和46自上而下地延伸穿过封盖组件的侧部，但可使用单独的介电层来(例如)形成介电体中组成侧部的部分。
传导组件39可包括可延伸穿过介电体17或在其上延伸的传导条44。在该所示配置中，传导条44夹在第一介电层42与第二介电层46之间。传导条44可由任何适合的传导材料(其中包括以上论述的传导金属)构成。
封盖组件的中间侧部22a和22c可包括一个或多个在第一介电层42与第二介电层46之间延伸的通路50(例如，通路50a和50c)。可通过钻孔、蚀刻或以其它方式形成各自的细长通孔52(例如，孔52a和52c)来形成所述通路。这些通孔或隧道可在第一介电层42与第二介电层46之间延伸，或者延伸穿过个别的层。然后，可用电磁传导材料来涂布这些通孔或者部分或完整地填充这些通孔，以形成所述通路。
如图中所示，通路50a和50c可在侧部22a和22c的整个高度内延伸。封盖组件10可具有与衬底14接触的下部边缘54。通路50a和50c相应地也具有定位在封盖组件的下部边缘部分54a和54c附近的下部端或部分，且向上延伸至在各自相交点56a和56c处与导电条44接触的上部部分。所述通路的下部端可通过任一合适的手段(例如，使用传导粘结剂36)分别连接至信号导体32和33。
通路50a和50c可与传导条44连接以形成封盖组件10内的传导组件39。传导组件39可能够用作电路的一部分。例如，传导层33可能够传导电路组件12中电路元件30所使用或产生的电流或信号。电流可从电路元件30传导穿过端子31、接合线34、信号导体32、通路50a、传导条44、通路50c及导体33。因此，通过导体33，信号或电力便可在电路组件12与屏蔽腔室26外部的电路之间流动。
图1-4显示封盖组件10的实施例，其只包括一个嵌入封盖组件10中的传导条44，且传导条44分别在相交点56a和56c处与通路52a和52c对接。封盖组件10可包括一个以上传导条或传导组件，且这些条可进一步嵌入在两个以上隔离介电层之间或者可在介电层或介电体上延伸。类似地，虽然这些图式显示了形成在封盖组件两侧内的通路，但这些通路可包含在封盖组件所有侧部上或任何几个侧部上。某些实例除了通路以外还可包括一个或多个沿侧部22的传导条，或者包括一个或多个沿侧部22的传导条来替代通路。此外，任一例上可有多个通路及/或多个传导条。也可使用其它形式或配置来实现传导组件39。
封盖组件10可包括由电阻材料60组成的部分，其可有效地阻尼腔室26内有害的电传播。包壳(例如，腔室26)可在各个频率下发生共振，从而会干扰腔室26内电路组件12的正常操作。电阻材料60可降低或阻尼这些共振，且一层电阻材料60可沿整个或部分介电层46延伸。
电阻材料60可为一层电阻墨水、膜、油漆、其它电阻图层或其组合。可通过丝网印刷、网板印刷、喷涂、喷射、上漆、喷墨印刷、平版印刷、胶印或任一其它便利的方法来施加该材料。任选地，可根据分布的图案断续地施加电阻材料60以形成多个电阻材料区域。
如图2中所示，内部封盖组件表面48可包括第一电阻材料区域62，该第一电阻材料区域分布均匀且覆盖该内部封盖组件表面中沿封盖组件10的顶部20和侧部22a二者的部分。该内部表面还可包括只覆盖侧部22c的一部分的第二电阻材料区域64。该电阻材料的厚度可为均匀的，或者该厚度可变化。可使用传导粘结剂36将某些电阻材料区域连接至衬底14。
图4中显示一个替代实施例。如在该截面中所见，该内部封盖组件表面可覆盖有图案均匀的电阻材料60。该图案70可具有敞开绝缘区域66与经覆盖电阻材料区域68的预定比例。可将该电阻材料图案70施加在一个可包含网眼的片或膜内。可限定该膜具有介于10欧姆/平方与1000欧姆/平方之间的平均电阻率。
图5中显示另一实施例。如该截面中所见，电阻材料60设置在第二介电体17内。可以多个步骤或层的形式(例如，通过形成第一介电层和第二介电层42和46)来形成介电体17。可通过丝网印刷、网板印刷、喷涂、喷射、上漆、喷墨印刷、平版印刷、胶印或任一其它便利的方法将该电阻材料施加至中间表面。可根据分布的图案断续地施加电阻材料60以形成多个电阻材料区域(例如，图4中所示的图案)。应了解，电阻材料60可整个位于封盖组件的内部表面上，整个位于封盖组件内，或部分地位于封盖组件内及部分地位于封盖组件的表面上。
如上所提及，添加这一层电阻材料可导致在所希望的频率范围上腔室26内的共振和外界耦合得到阻尼。为提高该阻尼作用，可根据电阻率及该材料可施加的厚度和图案来选择电阻材料60。另外，可通过适当地选择封盖组件10的第一介电层42和第二介电层46中所包含的介电材料及该介电材料的厚度来提高阻尼作用。
封盖组件10可由电路板材料(其中包括传导及介电材料)来制造。通过将封盖组件10及/或衬底14、或包括封盖组件10和衬底14的电路结构8以及相关联电路系统(例如，电路组件12)排列在面板上，便可一同实施所述物件的制造。在面板上进行大规模制造之后，便可进行分割所述组件的操作。
通过这种组装，每一腔室26内可有多个电路组件12，且每一封盖组件10内可有多个腔室26。另外，一个给定的封盖组件可包括或省略用于阻尼的电阻材料60，可包括或省略传导组件39，且可包括或省略EM屏蔽件16。
图5还以虚线显示了替代通路50a的传导元件50a，传导元件50a部分地设置在封盖组件10的内部表面48上并部分地穿过介电层46。可使用类似于用于施加电阻层技术的技术来施加传导元件50a中位于该内部表面上的部分。传导元件50中通过介电层46的部分可采用通路的形式。应了解，只要传导组件39与电屏蔽件16电间隔，则传导组件39是部分设置在还是全部设置在封盖组件的内部表面或外部表面上皆可。
中空腔室26可填充有或包含气体材料。在某些实例中，一种或多种气体可由诸如粘结剂、墨水等材料释放出，或可以其它方式产生在该中空腔室内。如图6-7中所示，为保持封盖组件的完整性，该组件可包括一个或多个在中空腔室与封盖组件外部之间延伸的孔口80。膜片82可阻挡或覆盖该孔口。在某些实例中，该隔膜可允许一种或多种气体在中空腔室与封盖组件外部之间通过。另外地或作为另一选择，该膜片可防止液体在中空腔室与封盖组件外部之间通过。
在图6中，顶侧或远侧20以及侧部22a各自包括延伸穿过封盖组件(其包括电磁屏蔽件16及介电体17)的孔口80。透气膜片82可在该孔口上延伸(例如，通过粘结至内部表面48)，从而覆盖该孔口。如图6中虚线所示，任选地，可将该膜片施加至外部表面84从而覆盖该孔口。
在图7中，顶侧或远侧20及侧部22a由第一介电层86和第二介电层88来形成，第一介电层86和第二介电层88大体上环绕或嵌入膜片82’和82”的至少一部分。形成于侧部22a内的孔口80’包括延伸穿过第一介电层86的孔口部分90及延伸穿过第二介电层88的孔口部分92，且孔口80’包含在封盖组件、电磁屏蔽件16中。如图7中所见，孔口80’的孔口部分90和92大体彼此对准且形成均匀孔口80’中延伸穿过封盖组件且位于封盖组件内部表面与外部表面之间的部分。膜片82’可允许一种或多种气体通过延伸穿过孔口80’的膜片82’直接从中空腔室中逸出。
任选地，该膜片可延伸超出一个或多个介电层孔口部分的边界以外，例如图7中孔口膜片82”所示。在某些实例中，膜片82”可延伸至封盖组件表面中的一个(例如，外部表面84)。在这些实例中，一种或多种气体可在(例如)内孔口部分90’处进入膜片，且可在该膜片中沿循延长孔口80”’传播到达暴露部分94，该一种或多种气体在该暴露部分94处放出。
在其它实例中，第二外孔口部分92’可设置成紧邻第一孔口部分90’，但可与第一孔口部分90’部分或完全地不对准或偏置。在某些实例中，如图7中所示，孔口80”的孔口部分90’和92’完全偏置(孔口部分90’中没有任何部分与孔口80”中延伸在封盖组件各个面之间的孔口部分92’对准)。在这些实例中，一种或多种气体可在第一孔口部分90’处进入膜片，沿含有位于孔口部分90’与92’之间的膜片的孔口部分迁移，并进入孔口部分92’。
在其它实例中，孔口部分可只部分地延伸穿过封盖组件，例如，从一个表面延伸至包含该膜片的沟道或通道。因此，在某些实例中，只存在孔口部分90’或孔口部分92’，而不是两个都存在，且该膜片(如在孔口80”’中)沿另一孔口部分延伸至封盖组件的表面。
膜片82可由任一适合的透气并/或液体排斥材料形成，例如，多孔聚合物膜及/或含氟聚合物膜(例如，W.L.Gore&Associates ofNewark，Delaware以专有名GORE-TEX
Figure A20081009078600121
出售的聚四氟乙烯(ePTFE))、金属箔片(例如，钯箔片)等。该膜片可让所有种类的气体同等地通过，或者可让某些种类的气体，例如，小分子种类气体(例如，氢气)等，比较大分子种类气体(例如，水蒸气)更容易通过。在某些实例中，该膜片可具有传导性，或可包括耦合至电磁屏蔽件16或传导组件的传导部分。
任选地，可通过螺纹或类似的保持机构以可拆除的方式将一个包括膜片的插栓(未显示)插入该孔口。例如，已知带有这种透气材料(其穿过插栓覆盖沟道)的插栓可用于包含微波无线电装置的户外单元的外壳，以实现该外壳的通风而不会让雨水或大气污染物进入。这种膜片排气插栓可从W.L.Gore&Associates处购得。
因此，虽然上文参照本发明揭示内容特别地显示及阐述了电路结构的实施例，但可对其做出很多变化。可使用其它的特征、功能、元件及/或性质组合或子组合。这些变化，无论其是关于不同的组合还是关于相同的组合，无论其在范围上不同、较宽、较窄还是相同，都视为包含在本发明的主旨中。前述实施例为说明性的，且对于在此申请案或随后申请案中所主张的所有可能组合，没有任何一个特征或元件是必不可少的。因此，权利要求书对先前揭示内容中所揭示的发明进行限定。如果权利要求项叙述“一个”元件或“第一”元件或其等效物，则这些权利要求项包括一个或多个此等元件，既不必需要两个或更多个此等元件也不排除有两个或更多个此等元件。此外，除另有说明外，否则用于识别元件的序数指示符(例如，第一、第二或第三)是用来区分各个元件，而并不指示此等元件所需的或限定的编号，且并不指示此等元件的具体位置或次序。

Claims (10)

1.一种电路结构，其包括：
衬底；
安装在所述衬底上的电路组件；及
封盖组件，其安装在所述衬底上且具有限定中空腔室的内部表面并与所述衬底及所述电路组件间隔开，所述封盖组件具有围绕所述电路组件沿所述衬底延伸的边缘及延伸穿过所述封盖组件的孔口；所述封盖组件包括介电封盖及跨过所述孔口延伸的膜片；所述孔口在所述中空腔室与所述封盖组件外部之间提供流体连通，且所述膜片适于允许一种或多种气体通过所述孔口并防止液体通过所述孔口。
2.如权利要求1所述的电路结构，其特征在于：所述膜片粘结至所述介电封盖的内部表面从而覆盖所述孔口。
3.如权利要求1所述的电路结构，其特征在于：所述膜片粘结至所述介电封盖的外部表面从而覆盖所述孔口。
4.如权利要求1所述的电路结构，其特征在于：
所述介电封盖包括位于该中空腔室近侧的第一介电层及位于所述中空腔室远侧的第二介电层，
所述孔口包括延伸穿过所述第一介电层的第一孔口部分及延伸穿过所述第二介电层的第二孔口部分，且
所述膜片设置在所述第一介电层与第二介电层之间。
5.如权利要求4所述的电路结构，其特征在于：从所述封盖组件内部表面看去，所述第一孔口部分与第二孔口部分对准。
6.如权利要求5所述的电路结构，其特征在于：从所述封盖组件内部表面看去，所述第一孔口部分与第二孔口部分至少部分地不对准，且所述膜片在所述第一孔口部分与第二孔口部分之间延伸。
7.如权利要求1所述的电路结构，其特征在于：所述膜片至少部分地设置在所述介电封盖内且延伸至所述封盖组件的表面，且所述孔口至少部分地沿所述膜片延伸。
8.如权利要求1所述的电路结构，其特征在于：所述封盖组件具有与所述衬底对置的远侧，且所述孔口延伸穿过所述远侧。
9.如权利要求1所述的电路结构，其特征在于：所述封盖组件具有与所述衬底对置的远侧及在所述远侧与所述衬底之间延伸的中间侧，且所述孔口延伸穿过所述中间侧其中的一个。
10.如权利要求1所述的电路结构，其特征在于：所述封盖组件包括附装至所述介电封盖的电磁屏蔽件并大体封闭所述腔室，所述孔口延伸穿过所述电磁屏蔽件。
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