CN101611658B - 具有小高度倒装模块的电子装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种电子装置，其包括主印刷电路板(16)，该主印刷电路板(16)具有顶表面(32)、底表面(34)以及在顶表面与底表面之间延伸的孔(36)。该电子装置进一步包括模块印刷电路板(18)，该模块印刷电路板(18)具有安装在模块印刷电路板的顶表面(38)上的至少一个电子部件(22，24)，其中模块印刷电路板倒置并搭着主印刷电路板装配以使模块印刷电路板的顶表面面对主印刷电路板的顶表面，并且所述至少一个电子部件延伸到所述孔内。此外，该电子装置包括位于主印刷电路板底表面上的、用于充分地覆盖所述孔的盖部(26)。

Description

具有小高度倒装模块的电子装置
技术领域
本发明总体上涉及包括印刷电路板(PCB)的电子装置，尤其涉及减小了高度和表面面积要求的主PCB和模块PCB的组合部件。
背景技术
便携式电子装置已流行多年，并且会继续流行下去。人们已发现便携式电子装置已经成为他们日常生活中的基本乃至必需的一部分。诸如移动电话、音乐播放器、个人数字助理、电子邮件通信器、游戏系统等的装置能够提供便利、娱乐等。
便携式电子装置的制造商坚持不懈地努力使得这些装置对消费者来说更具吸引力和/或更实用。使得这种装置更具吸引力和/或实用的一种途径是减小所述装置的尺寸。通过减小其尺寸，便携式电子装置可具有更时尚的外观，可更易于携带(诸如放在衬衣口袋或钱包内)等。
因此，在本领域存在对减小诸如移动电话、音乐播放器、个人数字助理等的电子装置的尺寸的方式的强烈需求。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种电子装置，其包括主印刷电路板(PCB)，该主印刷电路板具有顶表面、底表面以及在该顶表面与该底表面之间延伸的孔。该电子装置进一步包括模块PCB，该模块PCB具有安装在该模块PCB的顶表面上的至少一个电子部件，其中，所述模块PCB倒置并搭着所述主PCB装配以使所述模块PCB的所述顶表面面对所述主PCB的所述顶表面，并且所述至少一个电子部件延伸到所述孔内。此外，所述电子装置包括位于所述主PCB底表面上的充分覆盖所述孔的盖部。
根据另一方面，所述至少一个电子部件包括射频(RF)电路，并且所述盖部用作RF屏蔽部。
根据另一方面，限定所述孔的一个或多个表面包括RF屏蔽材料。
根据又一方面，装配后的模块PCB和主PCB的组合高度小于主PCB的高度和其上安装有所述至少一个电子部件的模块PCB的高度的总和。
根据另一实施方式，所述至少一个电子部件包括在封装内的集成电路芯片。
根据另一方面，所述至少一个电子部件包括直接安装于所述模块PCB的所述顶表面上的集成电路芯片。
根据又一方面，所述电子装置是移动电话。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子装置，其包括主印刷电路板(PCB)，该主印刷电路板具有顶表面、底表面以及形成于所述顶表面内并向所述底表面延伸的腔。所述电子装置进一步包括模块PCB，该模块PCB具有安装在所述模块PCB的顶表面上的至少一个电子部件，其中所述模块PCB倒置并搭着所述主PCB装配以使所述模块PCB的所述顶表面面对所述主PCB的所述顶表面，并且所述至少一个电子部件延伸到所述腔内。
根据又一方面，所述至少一个电子部件包括射频(RF)电路，并且限定所述腔的一个或多个表面用作RF屏蔽部。
根据另一方面，所述一个或多个表面包括其上形成的金属层。
根据另一方面，所述至少一个电子部件包括直接安装于所述模块PCB的所述顶表面上的集成电路芯片。
根据又一方面，装配后的所述模块PCB和所述主PCB的组合高度小于所述主PCB的高度和其上安装有所述至少一个电子部件的所述模块PCB的高度的总和。
根据另一方面，所述模块PCB进一步包括至少一个安装于所述模块PCB的底表面上的附加电路部件。
根据又一方面，所述至少一个附加电路部件包括RF电路和覆盖所述RF电路的RF屏蔽部。
根据另一方面，所述RF电路包括直接安装于所述模块PCB的所述底表面上的集成电路芯片。
根据又一方面，所述电子装置是移动电话。
然后，为了完成前述的相关的目标，本发明包括在下文中全面描述并且在权利要求中具体指出的特征。下述的描述和附图详细地阐述了本发明的特定示例性实施方式。然而，这些实施方式仅是采用本发明的原理的多种方式的代表。当结合附图考虑时，本发明的其它的目的、优点和新颖特征将从本发明的下述详细说明中显而易见。
应当强调的是，当在说明书中使用词语“包括”时，其意指陈述的特征、整体、步骤或组件的存在，但是不排除一个或者多个其它的特征、整体、步骤、组件或者其组合的存在或附加。
附图说明
图1是采用传统方式在电子装置内装配在一起的主印刷电路板(PCB)和模块PCB的横截面示意图；
图2是根据本发明的一实施方式装配的主PCB和模块PCB的横截面示意图；
图3是根据本发明的又一实施方式装配的主PCB和模块PCB的横截面示意图；以及
图4是根据本发明的又一实施方式装配的主PCB和模块PCB的横截面示意图。
具体实施方式
现在将结合附图对本发明进行详细描述，在附图中相同的附图标记始终代表相同的元件。
首先参照图1，在相关部分中示出了诸如移动电话10的传统电子装置。该移动电话10包括壳体12，壳体12中封装有印刷电路板(PCB)组件14。该PCB组件14包括主PCB 16和装配在主PCB 16的顶上的模块PCB 18。主PCB 16典型地具有装配在主PCB 16的顶表面上的各种电子部件(例如，分立部件、集成电路、键区、显示器)。所述各种电子部件(未示出)使移动电话10或其它类型的电子装置能够执行其预期功能。因为安装于主PCB 16上的电子部件的具体类型与本发明没有密切联系，所以这里省略了对它们的进一步详述。
模块PCB 18还包括一个或多个安装在其顶表面的各种电子部件。例如，在示例性实施方式中的模块PCB 18具有安装在其上的射频(RF)模块20。该RF模块20包括多种RF电路，所述多种RF电路被设计成使得移动电话10能够与其它无线装置和/或在无线网络中进行无线通信。例如，这种RF电路可以包括一个或多个集成电路封装22(其中包括集成电路芯片)和/或一个或多个分立部件24。此外，RF模块20可以包括用于覆盖RF电路的RF屏蔽外壳26。正如已知的那样，RF屏蔽外壳26减少/防止了不必要的RF发射和/或干扰。主PCB 16与模块PCB 18之间的各种电互连可以通过模块PCB 18中的适当通孔、形成在模块PCB 18的底表面上的连接焊盘、接合线等来提供。这种技术是已知的并且与本发明没有密切联系。因此，为简洁起见而省略其进一步详述。
正如已知的那样，诸如模块PCB 18的模块PCB通常用于与诸如主PCB 16的主PCB结合以使易于加工并便于不同装置间的互换等。然而遗憾的是，如图1所示，将模块PCB装配在主PCB顶上的应用会导致整个PCB组件14的高度或厚度的增加。例如，图1所示的主PCB 16具有高度y1并且模块PCB 18具有高度y2。RF模块20具有高度y3(由RF屏蔽外壳26表示出的最大高度来限定)。因此，PCB组件14的总高度的最小值为Hconv＝y1+y2+y3。因此，移动电话10特别是壳体12的总高度或厚度的最小值将为y1+y2+y3。
现在参照图2，图2示出了根据本发明的一个实施方式的PCB组件30。基于在此的讨论应该意识到，PCB组件30可以代替图1中的PCB组件14以使得移动电话或其它电子装置10具有减小的高度或厚度。
更具体来说，根据图2的实施方式的主PCB 16包括顶表面32、底表面34以及在顶表面32与底表面34之间延伸的孔36。模块PCB 18具有至少一个安装在模块PCB 18的顶表面38上的电子部件(例如，RF集成电路封装22、分立部件24等)。如图2所示，模块PCB 18倒置并搭着主PCB 16装配，以使模块PCB 18的顶表面38面对主PCB 16的顶表面32并且所述至少一个电子部件(例如，RF集成电路封装22、分组部件24等)延伸进入到孔36内。盖部(在此情况下为RF屏蔽外壳26的形式)被设置在主PCB 16的底表面34侧并且充分地覆盖孔36。在RF屏蔽外壳不是必需部件的另一实施方式中(例如，在非RF型的电子装置10中)，盖部26可以是任何类型盖，诸如金属盖或塑料盖，用于防止装配在模块PCB 18的顶表面38上的电子部件暴露出来。如果需要，孔36也可以由热传导材料填充以传导来自所述至少一个电子部件的热量。
在图2所示的实施方式中，假设RF集成电路封装22和分立部件24的高度小于主PCB 16的厚度或高度y1。因此，在该实施方式中的RF屏蔽外壳26的高度y4可以极小(例如，大约与主PCB 16的底表面34齐平)。因此PCB组件30的总高度为Hemb1＝y1+y2+y4。与图1相比，y4远小于y3，因此Hemb1远小于Hconv。
应该意识到即使RF集成电路封装件22和分立部件24的高度大于主PCB 16的厚度或高度y1，图2所示的实施方式与图1相比仍会导致厚度的减小。在这样的情况下，RF集成电路封装22和/或分立部件24将延伸通过孔36。当然RF屏蔽外壳(盖部)26需要足够高以覆盖该部件延伸出孔36的部分。然而，应该意识到本发明的原理将导致组件的总高度减少了y1的量(即，主PCB 16的高度)。
在图2的实施方式中还应注意到，模块PCB 18的总宽度等于x1。此宽度近似等于根据图1中的传统结构的模块PCB 18的总宽度x0。因此，图2中的实施方式提供了PCB组件的总体高度上的减小，而并不一定提供了模块PCB的总宽度上的减小。
图3示出了本发明的一实施方式，该实施方式既减小了PCB组件的总高度又减小了模块PCB的总宽度，因此也减小了在主PCB上所需的的总表面面积。更具体来说，图3示出了可以替代图1中的PCB组件14的PCB组件40，所述PCB组件40同样使得移动电话或其它电子装置10具有减小的高度或厚度。此外，主PCB 16具有顶表面32和底表面34。然而在本实施方式中，在顶表面32中形成有朝向底表面34延伸的腔42。腔42与图2的实施方式中的孔36的不同之处在于腔42并非从顶表面32到底表面34一直延伸穿过主PCB 16。
当使用很小高度的部件安装到模块PCB 18上时，图3的实施方式特别适用。例如，前面的实施方式中的RF集成电路封装22可以用可直接安装在模块PCB 18的顶表面38上的减小了高度的形式，即芯片(也可以称为“裸芯”)形式的RF集成电路22’来代替。已知多种技术均可用于制造这种减小了高度的集成电路22’，所述技术包括表面安装、倒装芯片、板上芯片、板中芯片等。因此，为简洁起见而省略其详述。
腔42的深度被设计得大于RF集成电路22’和分立部件24的高度。因此，模块PCB 18可以如图3所示倒置并搭着主PCB 16装配以使模块PCB 18的顶表面38面对主PCB 16的顶表面32，并且RF集成电路22’和分立部件24延伸到腔42中。此外，与如前面实施方式中所述的那样需要单独的RF屏蔽外壳26不同，PCB组件40能够使用主PCB 16本身作为RF屏蔽部。更具体来说，腔42的一个或多个表面44具有形成于其上的金属或其它导电层以用作RF屏蔽部。应该意识到金属层可以很容易在电路板加工过程中形成，由此避免需要单独的RF屏蔽外壳26。
因此，PCB组件40提供了为Hemb2＝y1+y2的总高度，其中y1等于主PCB 16的高度，而y2等于模块PCB 18的高度。这个高度远小于上述参照图1所述的传统装置的高度Hconv并且等于或小于结合图2的实施方式所述的高度Hemb1。
图3的实施方式的进一步的优点在于模块PCB 18上的减小了高度的部件提供了模块PCB 18的总宽度的减小。而这又提供了主PCB 16上的更多可用表面面积和/或主PCB 16的宽度的减小。减小了高度的部件(例如，表面安装、倒装芯片、板上芯片、板中芯片等)的宽度典型地小于它们的传统封装的对应件(例如，与RF集成电路22’相比的RF集成电路封装22)的宽度。因此，模块PCB 18的宽度x2可以比图1中的装置的宽度x0和图2中的实施方式的宽度x1小很多。
图4示出了本发明的又一实施方式，其可以包括在诸如移动电话的电子装置10中。在本实施方式中，与图3的实施方式相比，PCB组件50提供了模块PCB 18的宽度的进一步减小，尽管这是以增加高度为代价的。然而，即使PCB组件50的总高度增加了，但与图1中的传统装置相比其仍具有减小的高度。
PCB组件50与图3的实施方式中的PCB组件40相似，但下述除外。在PCB组件50中，电子部件形成在模块PCB 18的上、下两个面上以减小模块PCB 18的总宽度x3。使用众所周知的双面电路板制造技术，模块PCB 18具有形成在一面上的一个或多个电子部件(如分立部件24)和形成在另一面上的一个或多个电子部件(如RF集成电路22’)。因此，双面模块PCB 18比上述实施方式中的单面模块PCB 18需要更少的表面面积。因此模块PCB 18可以具有减小的宽度尺寸(如x3小于图3的实施方式中的x2)。
在图4所示的具体实施方式中，分立部件24位于倒置的模块PCB 18的顶表面38上并且延伸至形成在主PCB 16的顶表面32中的腔42内。需要RF屏蔽部的RF集成电路22’形成在倒置的模块PCB 18的底表面52上。因此，实施方式包括安装在底表面52上并且覆盖了RF集成电路22’的RF屏蔽外壳26。在另一实施方式(未示出)中，RF集成电路22’可以位于倒置的PCB 18的顶表面38上以便延伸至腔42中。分立部件24形成在倒置的PCB 18的底表面52上。与图3中的实施方式相似，腔42的表面44可以具有形成于其上的金属或其它导电层以作为RF屏蔽部。因此，不需要RF屏蔽外壳26以及与之相关的高度。可选择地，在其中模块PCB 18的顶表面38和底表面52上的电子部件均需要RF屏蔽部的实施方式中，腔42的表面44上的导电层可以用作顶表面38上的部件的RF屏蔽部。此外，可以在底表面52上提供RF屏蔽外壳26以覆盖底表面52上的电子部件并用作其屏蔽部。
就图4所示的具体实施方式而言，总高度Hemb3等于y1+y2+y3，其与图1所示的传统装置类似。然而，在图4的实施方式中，RF模块20具有的高度y3(由RF模块屏蔽外壳26所表示的最大高度限定)小于图1中的传统装置的相应高度y3。因此，如上所述，图4的实施方式既提供了PCB组件的总高度的减小又提供了模块PCB 18的宽度的减小(如x3小于x0)。
此处提及的术语“电子装置”包括便携式无线电通信设备。术语“便携式无线电通信设备”，在这里也称为“移动无线电终端”，包括诸如移动电话、寻呼机、通信器，例如电子记事本、个人数字助理(PDA)、智能手机等的所有的设备。
尽管已经示出并参照特定优选实施方式描述了本发明，但是显然本领域的其他技术人员可基于对说明书的阅读和理解而想到本发明的等同例和修改例。本发明包括所有的这些等同例和修改例，并且本发明仅由下述权利要求的范围限定。

Claims (5)

1.一种电子装置，所述电子装置包括：
主印刷电路板(16)，其具有顶表面(12)、底表面(34)以及形成在所述顶表面中并向所述底表面延伸的腔(42)，其中，限定了所述腔的一个或更多个表面(44)充当了射频屏蔽；
模块印刷电路板(18)，其具有安装在所述模块印刷电路板的顶表面(38)上的至少一个电子部件(24)以及安装在所述模块印刷电路板的底表面(52)上的至少一个电路部件(22’)，其中，所述模块印刷电路板(18)倒置并搭着所述主印刷电路板(16)装配以使所述模块印刷电路板的所述顶表面(38)面对所述主印刷电路板的所述顶表面(32)，并且安装在所述模块印刷电路板的顶表面(38)上的所述至少一个电子部件(24)延伸到所述腔(42)内；
其中，安装在所述模块印刷电路板的底表面(52)上的所述至少一个电路部件(22’)包括射频电路；并且
其中，所述模块印刷电路板(16)包括覆盖所述射频电路的射频屏蔽部(26)。
2.如权利要求1所述的电子装置，其中，所述一个或多个表面(44)包括形成于其上的金属层。
3.如权利要求1所述的电子装置，其中，装配后的所述模块印刷电路板(18)和所述主印刷电路板(16)的组合高度小于所述主印刷电路板的高度和其上安装有所述至少一个电子部件(24)的所述模块印刷电路板的高度的总和。
4.如权利要求1所述的电子装置，其中，所述射频电路包括直接安装在所述模块印刷电路板的所述底表面上的集成电路芯片。
5.如权利要求1所述的电子装置，其中，所述电子装置是移动电话。
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