CN106604606B - 用于衰减电磁干扰的组件和方法、电子设备和屏蔽件 - Google Patents

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Abstract

用于衰减电磁干扰的组件和方法、电子设备和屏蔽件。根据各种方面，公开了包括导热EMI吸收器的示例性实施方式。在示例性实施方式中，导热EMI吸收器包括被设置在板级屏蔽件与散热/除热结构之间的一个或更多个部分。导热EMI吸收器能够进行操作用于使在所述板级屏蔽件与散热/除热结构之间在所述导热EMI吸收器的部分内进行传播的EMI衰减。

Description

用于衰减电磁干扰的组件和方法、电子设备和屏蔽件
技术领域
本公开一般地涉及导热EMI吸收器，该导热EMI吸收器可以定位在或者被定位在板级屏蔽件(BLS)与散热器或底盘(广义地，散热/除热结构)之间。
背景技术
这个部分提供与本公开相关的但未必是现有技术的背景信息。
电子部件(诸如半导体、集成电路组件、晶体管等)通常具有预先设计的温度，在这一温度，电子部件以最优状态运行。理想条件下，预先设计的温度接近周围空气的温度。然而，电子部件的工作产生热。如果不去除热，则电子部件可能以显著高于其正常或期望的工作温度的温度运行。这样过高的温度会对电子部件的工作特性和所关联的设备的运行带来不利影响。
为避免或至少减少由于生热带来的不利的工作特性，应去除热，例如通过将热从工作的电子部件传导到散热片。随后可以通过传统的对流和/或辐射技术使散热片冷却。在传导过程中，热可通过电子部件与散热片之间的直接表面接触和/或电子部件与散热片隔着中间介质或热界面材料(TIM)的接触而从工作中的电子部件传导到散热片。热界面材料可以用来填充传热表面之间的间隙，以便与以空气(相对不良的导热体)填充的间隙相比提高传热效率。
另外，电子设备操作时常见的问题是设备的电子电路内产生电磁辐射。这种辐射可能导致电磁干扰(EMI)或射频干扰(RFI)，这可能干扰一定距离内的其他电子设备的操作。在没有充分屏蔽的情况下，EMI/RFI干扰可能引起重要信号的衰减或完全丢失，从而致使电子设备低效或无法操作。
减轻EMI/RFI影响的常见解决方案是借助使用能够吸收和/或反射和/或重定向EMI能量的屏蔽件。这些屏蔽件典型地用于使EMI/RFI位于其源内，并且用于隔离EMI/RFI源附近的其他设备。
这里所使用的术语“EMI”应当被认为通常包括并指EMI发射和RFI发射，并且术语“电磁的”应当被认为通常包括并指来自外部源和内部源的电磁和射频。因此，(这里所使用的)术语屏蔽广泛地包括并指诸如通过吸收、反射、阻挡和/或重定向能量或其某一组合等来减轻(或限制)EMI和/或RFI，使得EMI和/或RFI例如对于政府法规和/或对于电子部件系统的内部功能不再干扰。
发明内容
根据本发明的一个方面，提出了一种组件，该组件包括：板级屏蔽件，该板级屏蔽件包括开口；导热电磁干扰EMI吸收器，该导热EMI吸收器被配置用于使在所述导热EMI吸收器内传播的EMI衰减；以及结构，该结构相对于所述板级屏蔽件和所述导热EMI吸收器进行定位，使得通过所述开口的EMI被所述结构阻挡并重定向，以在所述板级屏蔽件与所述结构之间在所述导热EMI吸收器内进行传播。
根据本发明的一个方面，提出了一种电子设备，该电子设备包括在其上具有热源的印刷电路板和前述的组件，其中：所述板级屏蔽件被安装到所述印刷电路板，使得所述开口在所述热源上方；所述导热EMI吸收器限定从所述热源到所述结构的导热热量路径的至少一部分；并且所述板级屏蔽件和所述导热EMI吸收器能够进行操作用于提供针对所述热源的EMI屏蔽。
根据本发明的一个方面，提出了一种电子设备，该电子设备包括在其上具有热源的印刷电路板和前述的组件，其中：所述板级屏蔽件被安装到所述印刷电路板，使得所述开口在所述热源上方；所述热界面材料和所述导热EMI吸收器进行合作以限定从所述热源到所述除热/散热结构的导热热量路径的至少一部分；并且所述板级屏蔽件和所述导热EMI吸收器能够进行操作用于提供针对所述热源的EMI屏蔽。
根据本发明的一个方面，提出了一种屏蔽件，该屏蔽件包括：其中具有开口的上表面；一个或更多个侧壁，该一个或更多个侧壁从所述上表面下垂并且被配置用于总体上围绕基板上的一个或更多个部件而安装到所述基板；以及导热EMI吸收器，该导热EMI吸收器至少包括在所述开口上方的第一部分和沿着所述上表面的第二部分，所述导热电磁干扰EMI吸收器被配置为能够进行操作用于使经过所述开口并且在所述导热EMI吸收器内进行传播的EMI衰减。
根据本发明的一个方面，提出了一种组件，该组件包括前述的屏蔽件以及一结构，该结构相对于所述屏蔽件和所述导热EMI吸收器进行定位，使得经过所述开口的EMI被所述结构阻挡并且重定向以在所述导热EMI吸收器的所述第二部分内进行传播，其中，所述导热EMI吸收器的所述第二部分位于所述屏蔽件的所述上表面与所述结构的下表面之间，并且被配置为能够进行操作用于使在所述屏蔽件的所述上表面与所述结构的所述下表面之间在所述导热EMI吸收器的所述第二部分内进行传播的EMI衰减。
根据本发明的一个方面，提出了一种电子设备，该电子设备包括在其上具有热源的印刷电路板和前述的组件，其中：所述屏蔽件被安装到所述印刷电路板，使得所述开口在所述热源上方；所述结构是所述电子设备的散热器或底盘；所述导热EMI吸收器限定从所述热源到所述散热器或所述底盘的导热热量路径；并且所述屏蔽件和所述导热EMI吸收器能够进行操作用于提供针对所述热源的EMI屏蔽。
根据本发明的一个方面，提出了一种方法，该方法包括以下步骤：将导热EMI吸收器定位在屏蔽件的上表面中的开口上方和/或内部；和/或，将具有所述开口的所述屏蔽件和所述导热EMI吸收器定位在基板上的热源上方，使得所述导热EMI吸收器能够进行操作用于使经过所述开口并且在所述导热EMI吸收器内进行传播的EMI衰减。
附图说明
本文所述的附图仅为了说明所选择的实施方式而不是所有可能的实施方式，并且并不旨在限制本公开内容的范围。
图1示出了导热EMI吸收器的部分被定位在板级屏蔽件(BLS)与散热器或底盘(广义地，除热/散热结构或部件)之间的示例性实施方式；
图2示出了导热EMI吸收器的部分被定位在BLS与散热器或底盘之间的另一示例性实施方式；
图3是例如可以在图1和/或图2中所示的示例性实施方式中使用的具有.1英寸(2.54mm)、.040英寸(1.02mm)和020英寸(0.51mm)的厚度的混合热/EMI吸收器的在100℃时摄氏度平方英寸每瓦特(℃*in2/W)的热阻(ASTM D5470)与每平方英寸的磅数压力(psi)的示例性线状图；
图4是例如可以在图1和/或图2中所示的示例性实施方式中使用的具有.1英寸(2.54mm)、.040英寸(1.02mm)和020英寸(0.51mm)的厚度的混合热/EMI吸收器的百分比挠曲(ASTM D575)与压力(psi)的示例性线状图；以及
图5是例如可以在图1和/或图2中所示的示例性实施方式中使用的混合热/EMI吸收器的每厘米分贝衰减(dB/cm)与以千兆赫(GHz)为单位的频率的示例性线状图。
相应的标号在所有附图中始终表示对应的部件。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述示例实施方式。
板级屏蔽件有效地阻止辐射电磁发射。但是板级屏蔽件不是有效的热界面材料，因此热问题是一个问题。为了缓解热问题，可以在BLS上制作孔或开口来允许热量逸出。热界面材料(TIM)还可以用来将热量引导到BLS的外部。但是如本发明的发明人认识的，孔和TIM创建了用于电磁干扰(EMI)从BLS的下面逸出的有效通道。将TIM插入到BLS开口中由于TIM用作通道或波导而增加了辐射电磁发射，所述通道或波导通过BLS开口将能量引导或导向到外部。
在意识到上述内容之后，本申请的发明人开发并在本文中公开了可以相对于BLS中的开口(例如，在开口内、上面、与开口相邻、等)进行定位以在EMI能够辐射或出现之前(例如，在EMI能够干扰相邻电子设备的操作之前等)使通过BLS中的开口的EMI衰减的示例性实施方式。导热EMI吸收器可以包括通常被放置在BLS与散热器或底盘(广义地，除热/散热结构或部件)之间(例如，与BLS直接接触等)的至少一部分。
例如，导热EMI吸收器可以被放置在BLS中的开口内，使得导热EMI吸收器与PCB上的芯片(广义地，热源或部件)和散热器、底盘或者其它除热/散热结构或部件直接接触。导热EMI吸收器还可以包括位于开口的周界外部的部分、被设置在在BLS的顶部与散热器或底盘之间进行分离或限定的空间或空隙内的部分、和/或与BLS的顶部和散热器或底盘接触(例如，直接接触而在其之间没有任何中间部件或空隙等)的部分。在该示例中，导热EMI吸收器可以进行操作以引导热能或者引导热量从芯片通过BLS上的开口到达散热器或底盘。因此，导热EMI吸收器从而限定从芯片到散热器或底盘的导热热量路径。另外，导热EMI吸收器还可以进行操作以将(不需要的)EMI能量引导到BLS外部。当EMI能量碰到散热器/底盘或者被散热器/底盘阻挡时，然后可以使EMI能量重定向以在BLS与散热器/底盘之间在导热EMI吸收器内部传播、传播通过该吸收器或者沿着该吸收器传播。当EMI能量在BLS与散热器/底盘之间在导热EMI吸收器内部前进或传播时，在EMI能量能够在导热EMI吸收器之外外部地出现或辐射之前，导热EMI吸收器使EMI能量衰减。
作为另一示例，导热EMI吸收器可以被放置在热界面材料与散热器或底盘之间。导热EMI吸收器还可以被放置在BLS中的开口上方。热界面材料可以被定位在BLS中的开口内，使得该热界面材料与导热EMI吸收器和芯片以及BLS和散热器或底盘直接热接触。导热EMI吸收器还可以包括位于开口的周界外部的部分、被设置在在BLS的顶部与散热器或底盘之间进行分离或限定的空间内部的部分、和/或与BLS的顶部和散热器或底盘接触(例如，直接接触而在其之间没有任何中间部件或空隙等)的部分。在该示例中，热界面材料可以进行操作以引导热能或者引导热量从芯片通过BLS中的开口到达导热EMI吸收器，反过来，该导热EMI吸收器可以进行操作以引导热能或者引导热量从热界面材料到达散热器或底盘。因此，热界面材料和导热EMI吸收器从而共同限定从芯片到散热器或底盘的导热热量路径。另外，导热EMI吸收器还可以进行操作以将(不需要的)EMI能量引导到BLS外部。当EMI能量碰到散热器/底盘或者被散热器/底盘阻挡时，然后可以使EMI能量重定向以在BLS与散热器/底盘之间在导热EMI吸收器内部传播、传播通过该吸收器或者沿着该吸收器传播。当EMI能量在BLS与散热器/底盘之间通过或者沿着导热EMI吸收器前进或传播时，在EMI能量能够在导热EMI吸收器之外外部地出现或辐射之前，导热EMI吸收器使EMI能量衰减。
在热界面材料的底部将与热源接触或相邻的示例性实施方式中，至少热界面材料的底部可以是介电的并且不导电。在这种情况下，当热界面材料被定位为与热源接触或相邻时，热界面材料将不会使热源短路或者对PCB的性能造成不利影响。
在导热EMI吸收器的底部将与热源接触或相邻的另一示例性实施方式中，至少导热EMI吸收器的底部可以是介电的并且不导电。在这种情况下，当导热EMI吸收器被定位为与热源接触或相邻时，导热EMI吸收器将不会使热源短路或者对PCB的性能造成不利影响。
下面参照附图，图1例示了包括在BLS 100的顶部或上表面116中的开口108内的部分在内的导热EMI吸收器112。BLS 100还包括从BLS上表面116下垂的侧壁120。侧壁120被配置以安装(例如焊接等)于印刷电路板(PCB)104(广义地，基板)，总体上围绕PCB 104上的一个或更多个部件(例如，芯片124、其它热源等)。另选地，导热EMI吸收器112可以与限定开口的BLS围栏或框架一起使用(例如，作为其盖或罩等)。
在该示例性实施方式中，导热EMI吸收器112延伸通过BLS开口108，使得导热EMI吸收器112的部分分别与芯片124(广义地，热源)和散热器或底盘128(广义地，除热/散热结构或部件)直接接触。另选实施方式可以包括导热EMI吸收器112与芯片124之间的和/或导热EMI吸收器112与散热器或底盘128之间的一个或更多个中间部件或层(例如，EMI屏蔽部件、TIM、介电材料等)。
导热EMI吸收器112包括设置在开口108的周界外部的部分132。部分132被设置在在BLS上表面116与散热器或底盘128的底表面或下表面140之间进行分离或限定的空隙或空间136内。部分132优选地与BLS上表面116和散热器或底盘128的下表面140直接接触，在其之间没有可能使得EMI泄露或逸出而不首先经过导热EMI吸收器112的任何空隙。
导热EMI吸收器112可以进行操作以引导热能或者引导热量从芯片124通过BLS100中的开口108到达散热器或底盘128。导热EMI吸收器112因此可以限定从芯片124到散热器或底盘128的导热热量路径、热联结、界面或路径，热量可以沿着该导热热量路径、热联结、界面或路径从芯片124传递(例如，引导)到散热器或底盘128。
另外，导热EMI吸收器112可以进行操作以将(不需要的)EMI能量(在图1中用箭头表示)引导到BLS 100外部。当EMI能量碰到散热器/底盘128或者被散热器/底盘128阻挡时，EMI能量然后在BLS上表面116与散热器/底盘128的下表面140之间在导热EMI吸收器112的部分132的内部、沿着该部分132或者通过该部分132前进或传播。当EMI能量在BLS上表面116与散热器/底盘128的下表面140之间在导热EMI吸收器112内部前进或传播时，在EMI能量能够在导热EMI吸收器112之外外部地出现或辐射之前，导热EMI吸收器112使EMI能量衰减。
如图1中指向朝上的箭头所表示的，在EMI能量大致与从芯片124到散热器/底盘128的热流的方向(图1中向上)平行地前进通过导热EMI吸收器112时，导热EMI吸收器112可以使EMI能量衰减。如图1中向左右指向的箭头所表示的，导热EMI吸收器112还可以在EMI能量大致与从芯片124到散热器/底盘128的热流的方向垂直(图1中左右)地前进通过导热EMI吸收器112时使EMI能量衰减。因此，BLS 100、导热EMI吸收器112和散热器或底盘128因此可以进行操作用于提供针对芯片124的电磁干扰(EMI)屏蔽。
导热EMI吸收器112、BLS 100和BLS 100中的开口108的尺寸可以取决于特定应用而不同。例如，BLS 100中的开口108的尺寸可以取决于热性能要求。导热EMI吸收器112的尺寸可以取决于EMI屏蔽性能要求。导热EMI吸收器112可以至少与开口108一样大或者更大，以获得更好的EMI性能，例如，与整个BLS上表面116或其一部分一样大，等等。
虽然图1示出了定位在芯片124和散热器或底盘128之间的导热EMI吸收器112，但是本文中公开的导热EMI吸收器和板级屏蔽件的示例性实施方式还可以与大范围的热源、电子装置、和/或除热/散热结构或部件(例如，均热器、散热器、热管、装置外壳或壳体等)一起使用。例如，热源可以包括一个或更多个发热组件或设备(例如，CPU、底部填充剂内晶片、半导体设备、倒装芯片设备、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、多处理器系统、集成电路、多核处理器等)。通常，热源可包括温度高于热界面材料和/或以其它方式向热界面材料提供或传递热的任何部件或装置，而不管所述热是由热源生成的还是仅通过或经由热源传递。因此，本公开的方面不应当被限制为利用任何单一类型的热源、电子设备、除热/散热结构等的任何特定用途。
在图2中所示的另一示例性实施方式中，热界面材料244被定位在BLS 200的顶表面或上表面216中的开口208内。导热EMI吸收器212被定位在热界面材料244与散热器或底盘228(广义地，除热/散热结构或部件)之间。BLS 200还包括配置用于大致以围绕PCB 204上的一个或更多个部件(例如，芯片224等)的方式安装于PCB 204的侧壁220。另选地，导热EMI吸收器212可以与限定开口的BLS围栏或框架一起使用(例如，作为其盖或罩等)。
热界面材料244还可以被称作第一热界面材料或TIM1。导热EMI吸收器212还可以被称作第二热界面材料或TIM2。导热EMI吸收器212还可以被称作混合TIM/吸收器，因为它可以具有作为热界面材料和EMI吸收器双方的性能或功能。另外，热界面材料244还可以包括导热EMI吸收器，该导热EMI吸收器可以与其它导热EMI吸收器212相同或不同。另选地，热界面材料244可以包括热空隙填料、热相变材料、热油脂、热胶、热油灰、可分配(dispensable)的热界面材料、热垫，等等。
在该示例性实施方式中，热界面材料244与PCB 204上的芯片224(广义地，热源)直接接触。导热EMI吸收器212位于热界面材料244与散热器或底盘228(广义地，除热/散热结构或部件)之间并且与该热界面材料244和散热器或底盘228直接接触。另选实施方式可以包括位于热界面材料244与芯片224之间、导热EMI吸收器212与热界面材料244之间、和/或导热EMI吸收器212与散热器或底盘228之间的一个或更多个中间部件或层(例如，EMI屏蔽部件、TIM、介电材料等)。
导热EMI吸收器212包括设置在开口208的周界外部的部分232。部分232被设置于在BLS上表面216与散热器或底盘228的底表面或下表面240之间进行分离或限定的空隙或空间236内。部分232优选地与BLS上表面216和散热器或底盘228的下表面240直接接触，在其之间没有可能使得EMI泄露或逸出而不首先经过导热EMI吸收器212的任何空隙。
在该示例中，热界面材料244可以进行操作以引导热能或者引导热量从芯片224通过BLS 200中的开口208到达导热EMI吸收器212。导热EMI吸收器212可以进行操作以引导热能或者引导热量从热界面材料244到达散热器或底盘228。因此，热界面材料244和导热EMI吸收器212因此可以合作以限定从芯片224到散热器或底盘228的导热热量路径、热联结、界面或路径，热量可以沿着该导热热量路径、热联结、界面或路径从芯片224传递(例如，引导)到散热器或底盘228。
另外，导热EMI吸收器212还可以进行操作以将(不需要的)EMI能量引导到BLS 200外部。当EMI能量碰到散热器/底盘228或者被散热器/底盘228阻挡时，EMI能量然后在BLS上表面216与散热器/底盘228之间在导热EMI吸收器212的部分232的内部、通过该部分232或者沿着该部分232前进或传播。当EMI能量在BLS上表面216与散热器/底盘228的下表面240之间在导热EMI吸收器212内部前进或传播时，在EMI能量能够在导热EMI吸收器212之外外部地出现或辐射之前，导热EMI吸收器212使EMI能量衰减。
在该示例性实施方式中，在EMI能量大致与从芯片224到散热器/底盘228的热流的方向(图2中向上)垂直(图2中左右)地前进通过导热EMI吸收器212时，导热EMI吸收器212可以使EMI能量衰减。BLS 200、导热EMI吸收器212和散热器或底盘228因此可以进行操作用于提供针对芯片224的EMI屏蔽。
导热EMI吸收器212、热界面材料244、BLS 200和BLS 200中的开口208的尺寸可以取决于特定应用而不同。例如，BLS 200中的开口208的尺寸可以取决于热性能要求。导热EMI吸收器212的尺寸可以取决于EMI屏蔽性能要求。导热EMI吸收器212可以至少与开口208一样大。为了更好的EMI性能，导热EMI吸收器212可以比开口208大，例如与整个BLS上表面216或其一部分一样大，等等。热界面材料244可以比开口208小，例如以与芯片224的尺寸或覆盖范围等等相对应或相匹配。
通过仅示例的方式，提供下面的尺寸用于例示的目的，因为其它示例性实施方式可以不同地进行配置，例如，更大、更小、具有不同性能等等。在该示例中，下面的尺寸曾用于图2中所示的部件。BLS 200有过19毫米(mm)x 24mm x 0.7mm的尺寸。开口208有过6.5mmx 8.5mm的尺寸。第一热界面材料(TIM1)244有过2.5mmx 4.5mm x 0.35mm的尺寸。BLS上表面216与散热器/底盘228的下表面240之间的距离236曾是0.4mm。导热EMI吸收器212的厚度曾是0.4mm。
继续这个示例，第一热界面材料(TIM1)244和导热EMI吸收器(TIM2)212曾包括具有如下的表和/或图3、图4和图5中所示的线状图表中所示的性能的CoolZorbTM 400系列混合热/EMI吸收器。CoolZorbTM 400系列混合热/EMI吸收器可以用于EMI缓解。CoolZorbTM400系列混合热/EMI吸收器可以如同诸如集成电路(IC)的热源与散热器、金属底盘或者其它热传递设备之间的传统热界面材料一样使用。CoolZorbTM 400系列混合热/EMI吸收器还可以用来抑制造成板级EMI问题的不需要的能量耦合、共振或表面电流。CoolZorbTM 400系列混合热/EMI吸收器可以包括给予以标准热空隙填料为典型的固有粘性的硅树脂粘合剂以及给予微波频率范围内的良好导热性和EMI抑制两者的填料颗粒组合物，例如，具有在5GHz或更高的最佳衰减性能，等等。CoolZorbTM 400系列混合热/EMI吸收器可以被配置为通过UL94V0要求和包括RoHS和REACH在内的法规要求。CoolZorbTM 400系列混合热/EMI吸收器可以被配置以由于其粘性、顺应性特性，当如同传统的热界面材料而使用时，不需要任何即剥即贴粘合剂。
典型特性 数据 测试方法
颜色 深灰 视觉
导热性 2.0W/m-k ASTM D5470
密度 4.5g/cc ASTM D792
硬度 56Shore 00 ASTM D2240
抗张强度 60psi ASTM D638
温度范围 -20℃至100℃ NA
UL可燃性 UL94V0 UL
体积电阻率 5.9x 10<sup>10</sup>Ω ASTM D257
除气(TML) 0.15％ ASTM E595-07
除气(CVCM) 0.06％ ASTM E595-07
热膨胀系数(CTE) 186μm/mc IPC-TM-650 2.4.41
标准厚度范围 .020”-.130”(0.5-3.3mm)
厚度公差 +/-.005”(+/-.127mm)
通过示例的方式，下面的表提供了用于针对导热EMI吸收器(TIM2)212的不同尺寸的微带环源(2mm直径)的以2.7千兆赫(GHz)的总辐射功率的降低。
TIM2尺寸(mm) EMI降低
6.5x8.5(与开口相同) -3.8
7x9 -6.3
8x10 -10
10x10 -13.9
11x11 -16.2
12x12 -18.2
13x13 -20.2
14x14 -22.2
19x24(与整个BLS相同) -28.6
虽然图2示出了定位在芯片224和散热器或底盘228之间的热界面材料244和导热EMI吸收器212，但是本文中公开的热界面材料、导热EMI吸收器和板级屏蔽件的示例性实施方式还可以与大范围的热源、电子装置、和/或除热/散热结构或部件(例如，均热器、散热器、热管、装置外壳或壳体等)一起使用。例如，热源可以包括一个或多个发热组件或设备(例如，CPU、底部填充剂内晶片、半导体设备、倒装芯片设备、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、多处理器系统、集成电路、多核处理器等)。通常，热源可包括温度高于热界面材料或者以其它方式向热界面材料提供或传送热的任何部件或装置，而不管所述热是由热源生成的还是仅通过或经由热源传送。因此，本公开的方面不应当被限制为利用任何单一类型的热源、电子设备、除热/散热结构等的任何特定用途。
本文中还公开了示例性方法。例如，一种方法通常可以包括将导热EMI吸收器定位在屏蔽件的上表面上的开口上方和/或内部。另外或者另选地，该方法可以包括：将具有开口的屏蔽件和导热EMI吸收器定位在基板上的热源上方，使得导热EMI吸收器可以进行操作用于使经过开口并且在导热EMI吸收器内部进行传播的EMI衰减。
该方法还可以包括：将结构相对于屏蔽件和导热EMI吸收器进行定位，使得导热EMI吸收器的至少一部分位于屏蔽件的上表面与结构的下表面之间，并且使得通过开口的EMI被该结构阻挡并被重定向，以在屏蔽件的上表面与结构的下表面之间在至少一部分导热EMI吸收器内部进行传播并发生衰减。导热EMI吸收器可以限定从热源到结构的导热热量路径的至少一部分。导热EMI吸收器可以被配置为在EMI能够从导热EMI吸收器中出现之前，使经过开口并且在导热EMI吸收器内部进行传播的EMI衰减。板级屏蔽件和导热EMI吸收器可以进行操作用于提供针对热源的EMI屏蔽。
该方法还可以包括：将导热EMI吸收器的至少一部分定位在板级屏蔽件的开口内；和/或将导热EMI吸收器定位为与屏蔽件的上表面和结构的下表面直接接触。该方法另外可以包括：将热界面材料定位在屏蔽件的上表面中的开口内，使得导热EMI吸收器的至少一部分位于热界面材料与结构之间。
大范围的导热EMI吸收器可以被用于导热EMI吸收器的示例性实施方式中(例如，图1中为112、图2中为212，等等)。示例性导热EMI吸收器包括莱尔德公司的导热EMI吸收器，诸如CoolZorbTM系列导热微波吸收器材料(例如，CoolZorbTM 400系列导热微波吸收器材料、CoolZorbTM 500系列导热微波吸收器材料、CoolZorbTM 600系列导热微波吸收器材料，等等)。导热EMI吸收器可以包括如本文中公开的混合热/EMI吸收器。例如，图1中所示的导热EMI吸收器112可以包括如上所述的并且具有上面的表中和/或图3、图4和图5中所示的线状图中所示的性能的CoolZorbTM 400系列混合热/EMI吸收器。同样地，第一热界面材料(TIM1)244和导热EMI吸收器(TIM2)212还可以包括如上所述的并且具有上面的表中所示的和/或图3、图4和图5中所示的线状图中所示的性能的CoolZorbTM 400系列混合热/EMI吸收器。
同样通过示例的方式，导热EMI吸收器可以包括与导热材料(例如，氧化铝(Al2O3)、陶瓷，等等)和EMI吸收材料(例如，羰基铁粉(CIP)，等等)协同地工作的碳化硅(SiC)，以增强导热性和EMI吸收性。导热EMI吸收器可以具有高导热性(例如，大于每米每开尔文2瓦特(W/m-K)，等等)和高EMI吸收性或衰减性(例如，以至少5GHz的频率至少每厘米9分贝(dB/cm)、以至少15GHz的频率至少17dB/cm，等等)。在一些示例性实施方式中，导热EMI吸收器可以包括碳化硅(例如，21至27容积百分比(vol％)、26vol％、22vol％、27vol％，等等)、羰基铁(例如，8至38vol％、37vol％、9vol％、10vol％，等等)以及氧化铝(例如，6至44vol％、7vol％、43vol％、34vol％，等等)。导热EMI吸收器可以包括装载有导热颗粒(例如，至少大约6容积百分比的导热颗粒等等)、EMI吸收颗粒(例如，至少大约8容积百分比的EMI吸收颗粒等等)以及碳化硅(例如，至少大约21容积百分比的碳化硅等等)的聚合物基质(例如，硅树脂基质等等)。导热颗粒可以包括以下各项的一种或多种：氧化铝、氧化锌、氮化硼、氮化硅、铝、氮化铝、铁、金属氧化物、石墨和陶瓷。EMI吸收颗粒可以包括以下各项的一种或多种：羰基铁、硅化铁、氧化铁、铁合金、铁铬化合物、磁性金属粉末、坡莫合金、铁氧体、磁性合金、磁粉、磁性片、磁性粒子、镍基合金、镍基粉末和铬合金。
大范围的热界面材料可以被用于针对第一热界面材料(例如，图2中为244等等)的示例性实施方式中，诸如热间隙填料、热相变材料、导热EMI吸收器或混合热/EMI吸收器、热油脂、热胶、热油灰、可分配的热界面材料、热垫，等等。示例性实施方式可以包括来自莱尔德技术有限公司(Laird)的一种或更多种热界面材料，诸如以下材料中的任何一种或更多种：TflexTM系列间隙填料(例如，TflexTM 300系列热间隙填料材料、TflexTM 600系列热间隙填料材料、TflexTM 700系列热间隙填料材料，等等)、TpcmTM系列热相变材料(例如，TpcmTM580系列相变材料，等等)、TpliTM系列间隙填料(例如，TpliTM 200系列间隙填料，等等)、IceKapTM系列热界面材料、和/或CoolZorbTM系列导热微波吸收器材料(例如，CoolZorbTM400系列导热微波吸收器材料、CoolZorbTM 500系列导热微波吸收器材料、CoolZorbTM 600系列导热微波吸收器材料，等等)，等等。
又例如，第一热界面材料可以包括弹性体和/或陶瓷颗粒、金属颗粒、铁氧体EMI/RFI吸收颗粒、基于橡胶、凝胶或蜡的金属或玻璃纤维网等。第一热界面材料可以包括顺从的或适形的硅树脂块、基于无硅树脂的材料(例如，基于无硅树脂的空隙填料、热塑性和/或热固性聚合物、弹性物质等)、丝印材料、聚氨酯泡沫塑料或凝胶、导热添加剂等。第一热界面材料可被配置为具有足够的顺从性、适形性和/或柔软度(例如，不必经历相变或回流等)以在低温(例如，20℃至25℃的室温等)下通过挠曲针对容差或间隙进行调节和/或允许第一热界面材料在被设置为与配合表面(包括非平坦、弯曲或者不平的配合表面)接触(例如，压紧，等等)时紧密地适形于配合表面(例如，按照相对紧密地贴合和包封的方式等)。
第一热界面材料可包括由弹性体和至少一种导热金属、氮化硼和/或陶瓷填料形成的软质热界面材料，使得该软质热界面材料即使不经历相变或回流也可适形。在一些示例性实施方式种，第一热界面材料可包括陶瓷填充硅树脂弹性体、氮化硼填充硅树脂弹性体、玻璃纤维加强间隙填料或者包括大致非加强膜的热相变材料。第一热界面材料可具有相对低的杨氏模量和肖氏硬度值(例如，25、40、70、75、小于100、小于25、大于75、介于25和75之间的Shore 00等的Shore 00硬度)。
根据用于制备TIM的具体材料以及导热填料(如果存在的话)的加载百分比，示例性实施方式可包括具有高热导率(例如，1W/mK(瓦特每米开尔文)、1.1W/mK、1.2W/mK、2.8W/mK、3W/mK、3.1W/mK、3.8W/mK、4W/mK、4.7W/mK、5W/mK、5.4W/mK、6W/mK等)的TIM。这些热导率仅是示例，其它实施方式可包括具有高于6W/mK、小于1W/mK或者介于1和6W/mk之间的其它值的热导率的TIM。因此，本公开的各方面不应限于使用任何特定TIM，示例性实施方式可包括多种多样的热界面材料。
在一些示例性实施方式中，导热EMI吸收器和/或热界面材料还可以包括粘合层，诸如压敏粘合剂(PSA)等等。压敏粘合剂(PSA)通常可以基于包括丙烯酸、硅树脂、橡胶和其组合物在内的化合物。粘合层可以被用来将导热EMI吸收器和/或热界面材料粘附至BLS的一部分，诸如粘附至单件式BLS、至多件式BLS的盖，等等。还能够使用另选的粘附方法，诸如例如机械紧固件。在其它示例性实施方式中，导热EMI吸收器和/或热界面材料可以足够粘或者自带粘性以在没有任何粘合层的情况下自粘至另一表面。
大范围的材料可以被用于散热器或底盘的示例性实施方式中(例如，图1中为128、图2中为228，等等)。通过示例的方式，散热器或底盘可以包括导热材料，诸如铝合金、铜、石墨、其它合适金属和非金属，等等。
大范围的材料可以被用于BLS的示例性实施方式中(例如，图1中为100、图2中为200，等等)。例如，可以制备BLS的示例性材料的简单列表包括冷轧钢、镍银合金、铜镍合金、不锈钢、镀锡冷轧钢、镀锡铜合金、碳钢、黄铜、铜、铝、铜铍合金、磷青铜、钢及其合金，涂覆有导电材料的塑料材料，或者任何其它合适的导电和/或磁性材料。本文中提供的本公开中公开的材料仅用于例示的目的，这是因为例如根据具体应用(诸如要屏蔽的部件、整个设备内的空间考虑、EMI屏蔽和散热需要以及其他因素等)，可以使用不同的材料。
提供示例实施方式旨在使本公开将彻底并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。阐述许多具体细节(例如，特定部件、装置和方法的示例)以提供对本公开的实施方式的彻底理解。对于本领域技术人员而言将显而易见的是，无需采用所述具体细节，示例实施方式可以按照许多不同的形式实施，不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例实施方式中，没有详细描述公知的处理、装置结构和技术。另外，通过本公开的一个或更多个示例性实施方式可以实现的优点和改进仅为了说明而提供，并不限制本公开的范围，因为本文公开的示例性实施方式可提供所有上述优点和改进或不提供上述优点和改进，而仍落入本公开的范围内。
本文公开的具体尺寸、具体材料和/或具体形状本质上是示例性的，并不限制本公开的范围。本文针对给定参数的特定值和特定值范围的公开不排除本文公开的一个或更多个示例中有用的其它值或值范围。而且，可预见，本文所述的具体参数的任何两个具体的值均可限定可适于给定参数的值范围的端点(即，对于给定参数的第一值和第二值的公开可被解释为公开了也能被用于给定参数的第一值和第二值之间的任何值)。例如，如果本文中参数X被举例为具有值A，并且还被举例为具有值Z，则可预见，参数X可具有从大约A至大约Z的值范围。类似地，可预见，参数的两个或更多个值范围的公开(无论这些范围是否嵌套、交叠或截然不同)包含利用所公开的范围的端点可要求保护的值范围的所有可能组合。例如，如果本文中参数X被举例为具有1-10或2-9或3-8的范围中的值，也可预见，参数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在内的其它值范围。
本文使用的术语仅是用来描述特定的示例实施方式，并非旨在进行限制。如本文所用，除非上下文另外明确指示，否则单数形式的描述可旨在包括复数形式。术语“包括”、“包含”和“具有”仅指含有，因此表明存在所述的特征、要件、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一个或更多个其它特征、要件、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。本文描述的方法步骤、处理和操作不一定要按照本文所讨论或示出的特定顺序执行，除非具体指明执行顺序。还将理解的是，可采用附加的或另选的步骤。
当元件或层被称为“在……上”、“接合到”、“连接到”、或“耦接到”另一元件或层时，它可以直接在所述另一元件或层上、或直接接合、连接或耦接到所述另一元件或层，或者也可存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在……上”、“直接接合到”、“直接连接到”、或“直接耦接到”另一元件或层时，可不存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其它词语也应按此解释(例如，“之间”与“直接在……之间”、“相邻”与“直接相邻”)等。如本文所用，术语“和/或”包括任何一个或更多个相关条目及其所有组合。
术语“大约”在应用于值时表示计算或测量允许值的一些微小的不精确性(值接近精确；大约近似或合理近似；差不多)。如果因为一些原因，由“大约”提供的不精确性在本领域中不以别的方式以普通意义来理解，那么如本文所用的“大约”表示可能由普通测量方法引起或利用这些参数引起的至少变量。例如，术语“大致”、“大约”和“基本上”在本文中可用来表示在制造公差内。无论是否由术语“大约”修饰，权利要求包括量的等值。
尽管本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语可仅用来区分一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分。除非上下文清楚指示，否则本文所使用的诸如“第一”、“第二”以及其它数字术语的术语不暗示次序或顺序。因此，在不脱离示例实施方式的教导的情况下，第一元件、部件、区域、层或部分也可称为第二元件、部件、区域、层或部分。
为了易于描述，本文可能使用空间相对术语如“内”、“外”、“下面”、“下方”、“下部”、“上面”、“上部”等来描述图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。除了图中描述的取向之外，空间相对术语可旨在涵盖装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果图中的装置翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件将被取向为在所述其它元件或特征“上面”。因此，示例术语“下方”可涵盖上方和下方两个取向。装置也可另行取向(旋转90度或其它取向)，那么本文所使用的空间相对描述也要相应解释。
提供以上描述的实施方式是为了说明和描述。其并非旨在穷尽或限制本公开。特定实施方式的各个元件或特征通常不限于该特定实施方式，而是在适用的情况下可以互换，并且可用在选定的实施方式中(即使没有具体示出或描述)。这些实施方式还可以按照许多方式变化。这些变化不应视作脱离本公开，所有这些修改均旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (22)

1.一种用于衰减电磁干扰(EMI)的组件，该组件包括：
板级屏蔽件，该板级屏蔽件包括开口；
导热电磁干扰(EMI)吸收器，该导热EMI吸收器被配置用于使在所述导热EMI吸收器内传播的EMI衰减；以及
结构，该结构相对于所述板级屏蔽件和所述导热EMI吸收器进行定位，使得通过所述开口的EMI被所述结构阻挡并重定向，以在所述板级屏蔽件与所述结构之间在所述导热EMI吸收器内进行传播。
2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述导热EMI吸收器被配置为在所述EMI能够从所述导热EMI吸收器中出现之前，使经过所述开口并且在所述导热EMI吸收器内进行传播的所述EMI衰减。
3.根据权利要求1所述的组件，其中，所述导热EMI吸收器的至少一部分位于所述板级屏蔽件的上表面与所述结构的下表面之间，并且被配置为能够进行操作用于使在所述板级屏蔽件的所述上表面与所述结构的所述下表面之间在所述导热EMI吸收器的所述至少一部分内进行传播的EMI衰减。
4.根据权利要求3所述的组件，其中，在所述板级屏蔽件的所述上表面与所述结构的所述下表面之间的所述导热EMI吸收器的所述至少一部分与所述板级屏蔽件的所述上表面和所述结构的所述下表面直接接触。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的组件，其中，所述导热EMI吸收器的至少一部分位于所述板级屏蔽件的所述开口内，并且被配置为能够进行操作以通过所述开口将EMI能量引导到所述板级屏蔽件之外。
6.根据权利要求1到4中任一项所述的组件，其中：
所述结构包括除热/散热结构；并且
所述导热EMI吸收器限定到所述除热/散热结构的导热热量路径的至少一部分。
7.根据权利要求6所述的组件，所述组件还包括热界面材料，该热界面材料被定位在所述板级屏蔽件的所述开口内，并且其中，所述导热EMI吸收器的至少一部分位于所述热界面材料与所述结构之间。
8.一种电子设备，该电子设备包括在其上具有热源的印刷电路板和根据权利要求1到4中任一项所述的组件，其中：
所述板级屏蔽件被安装到所述印刷电路板，使得所述开口在所述热源上方；
所述导热EMI吸收器限定从所述热源到所述结构的导热热量路径的至少一部分；并且
所述板级屏蔽件和所述导热EMI吸收器能够进行操作用于提供针对所述热源的EMI屏蔽。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其中：
所述结构是所述电子设备的散热器或底盘；
所述热源是所述印刷电路板上的芯片；
所述导热EMI吸收器包括：
抵靠所述芯片的第一部分；
位于所述板级屏蔽件中的开口内的第二部分；以及
在所述板级屏蔽件与所述散热器或所述底盘之间延伸的第三部分。
10.根据权利要求8所述的电子设备，其中：
所述结构包括除热/散热结构；
所述导热EMI吸收器限定到所述除热/散热结构的导热热量路径的至少一部分；
所述组件还包括热界面材料，该热界面材料被定位在所述板级屏蔽件的所述开口内，并且其中，所述导热EMI吸收器的至少一部分位于所述热界面材料与所述结构之间；
所述板级屏蔽件被安装到所述印刷电路板，使得所述开口在所述热源上方；
所述热界面材料和所述导热EMI吸收器进行合作以限定从所述热源到所述除热/散热结构的导热热量路径的至少一部分；并且
所述板级屏蔽件和所述导热EMI吸收器能够进行操作用于提供针对所述热源的EMI屏蔽。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其中：
所述结构是所述电子设备的散热器或底盘；
所述热源是所述印刷电路板上的芯片；并且
所述热界面材料与所述导热EMI吸收器不同或相同。
12.一种屏蔽件，该屏蔽件包括：
其中具有开口的上表面；
一个或更多个侧壁，该一个或更多个侧壁从所述上表面下垂并且被配置用于总体上围绕基板上的一个或更多个部件而安装到所述基板；以及
导热EMI吸收器，该导热EMI吸收器至少包括在所述开口上方的第一部分和沿着所述上表面的第二部分，所述导热EMI吸收器被配置为能够进行操作用于使经过所述开口并且在所述导热EMI吸收器内进行传播的EMI衰减。
13.根据权利要求12所述的屏蔽件，其中，所述导热EMI吸收器被配置为在所述EMI能够从所述导热EMI吸收器中出现之前，使经过所述开口并且在所述导热EMI吸收器内进行传播的所述EMI衰减。
14.根据权利要求13所述的屏蔽件，其中，所述导热EMI吸收器包括位于所述上表面中的所述开口内的第三部分，并且被配置为能够进行操作以通过所述开口将EMI能量引导到所述屏蔽件之外。
15.根据权利要求12至14中的任一项所述的屏蔽件，所述屏蔽件还包括被定位在所述上表面中的所述开口内的热界面材料，并且其中，所述导热EMI吸收器的所述第一部分与所述热界面材料相邻或相接触。
16.一种用于衰减电磁干扰(EMI)的组件，该组件包括根据权利要求12至14中任一项所述的屏蔽件以及一结构，该结构相对于所述屏蔽件和所述导热EMI吸收器进行定位，使得经过所述开口的EMI被所述结构阻挡并且重定向以在所述导热EMI吸收器的所述第二部分内进行传播，其中，所述导热EMI吸收器的所述第二部分位于所述屏蔽件的所述上表面与所述结构的下表面之间，并且被配置为能够进行操作用于使在所述屏蔽件的所述上表面与所述结构的所述下表面之间在所述导热EMI吸收器的所述第二部分内进行传播的EMI衰减。
17.一种电子设备，该电子设备包括在其上具有热源的印刷电路板和根据权利要求16所述的组件，其中：
所述屏蔽件被安装到所述印刷电路板，使得所述开口在所述热源上方；
所述结构是所述电子设备的散热器或底盘；
所述导热EMI吸收器限定从所述热源到所述散热器或所述底盘的导热热量路径；并且
所述屏蔽件和所述导热EMI吸收器能够进行操作用于提供针对所述热源的EMI屏蔽。
18.一种用于衰减电磁干扰(EMI)的方法，该方法包括以下步骤：
将导热EMI吸收器定位在屏蔽件的上表面中的开口上方和/或内部；和/或
将具有所述开口的所述屏蔽件和所述导热EMI吸收器定位在基板上的热源上方，使得所述导热EMI吸收器能够进行操作用于使经过所述开口并且在所述导热EMI吸收器内进行传播的EMI衰减。
19.根据权利要求18所述的方法，所述方法还包括以下步骤：将结构相对于所述屏蔽件和所述导热EMI吸收器进行定位，使得所述导热EMI吸收器的至少一部分位于所述屏蔽件的所述上表面与所述结构的下表面之间，并且使得通过所述开口的EMI被所述结构阻挡并重定向，以在所述屏蔽件的所述上表面与所述结构的所述下表面之间在所述导热EMI吸收器的所述至少一部分内进行传播并发生衰减。
20.根据权利要求19所述的方法，其中：
所述导热EMI吸收器限定从所述热源到所述结构的导热热量路径的至少一部分；
所述导热EMI吸收器被配置为在所述EMI能够从所述导热EMI吸收器中出现之前，使经过所述开口并且在所述导热EMI吸收器内进行传播的所述EMI衰减；并且
所述屏蔽件和所述导热EMI吸收器能够进行操作用于提供针对所述热源的EMI屏蔽。
21.根据权利要求19或20所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
将所述导热EMI吸收器的至少一部分定位在所述屏蔽件的所述开口内；和/或
将所述导热EMI吸收器定位为与所述屏蔽件的所述上表面和所述结构的所述下表面直接接触。
22.根据权利要求19或20所述的方法，所述方法还包括以下步骤：将热界面材料定位在所述屏蔽件的所述上表面中的所述开口内，使得所述导热EMI吸收器的至少一部分位于所述热界面材料与所述结构之间。
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