DE102017117914A1

DE102017117914A1 - Elektronisches Gerät mit Strukturschicht

Info

Publication number: DE102017117914A1
Application number: DE102017117914.3A
Authority: DE
Inventors: Robert James Kapinos; Russell Speight VanBlon; Scott Wentao Li
Original assignee: Lenovo Singapore Pte Ltd
Current assignee: Lenovo Singapore Pte Ltd
Priority date: 2016-08-18
Filing date: 2017-08-07
Publication date: 2018-02-22
Also published as: GB201712660D0; CN107770996A; US20180052491A1; GB2553428A; KR102513646B1; EP3285140A1; TW201809962A; GB2553428B; TWI645280B; EP3285140B1; CN107770996B; US10503209B2; KR20180020883A

Abstract

Ein Gerät kann eine Strukturschicht; eine erste glasfaserverstärkte Epoxid-Platine, die auf einer Seite der Strukturplatte montiert ist; eine zweite glasfaserverstärkte Epoxid-Platine, die auf einer gegenüberliegenden Seite der Strukturplatte montiert ist; Bauteile, wobei die Bauteile einen Prozessor, einen Speicher, der operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist, und ein Display, das operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist, umfassen; und ein Gehäusematerial, das von der Strukturschicht getragen wird, umfassen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft im Allgemeinen elektronische Geräte.
HINTERGRUND
Ein elektrisches Gerät kann elektrische Bauteile umfassen, die auf einer Leiterplatte montiert sind.
KURZDARSTELLUNG
Ein Gerät kann eine Strukturschicht; eine erste glasfaserverstärkte Epoxid-Platine, die auf einer Seite der Strukturplatte montiert ist; eine zweite glasfaserverstärkte Epoxid-Platine, die auf einer gegenüberliegenden Seite der Strukturplatte montiert ist; Bauteile, wobei die Bauteile einen Prozessor, einen Speicher, der operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist, und ein Display, das operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist, umfassen; und ein Gehäusematerial, das von der Strukturschicht getragen wird, umfassen. Es werden auch diverse andere Vorrichtungen, Systeme, Verfahren usw. offenbart.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Merkmale und Vorteile der beschriebenen Umsetzungen sind mit Bezug auf die folgende Beschreibung, die in Verbindung mit Beispielen der beiliegenden Zeichnungen zu sehen ist, einfacher zu verstehen. Es zeigen:
1 ein Diagramm mit Beispielen von Schichtstrukturen;
2 eine Grafik von Spannung gegenüber Dehnung;
3 eine Grafik von Kraft gegenüber Verlagerung für FR4-Proben;
4 eine Reihe von Grafiken für mechanische Eigenschaften von Display-Glas;
5 eine auseinandergezogene Ansicht eines Beispiels eines elektronischen Gerätes;
6 eine auseinandergezogene Ansicht eines Beispiels eines elektronischen Gerätes;
7 eine Reihe von Ansichten von Beispielen von elektronischen Geräten, die mindestens eine Strukturschicht umfassen;
8 eine Reihe von Ansichten eines Beispiels eines elektronischen Gerätes, das eine Strukturschicht umfasst;
9 eine Reihe von Ansichten eines Beispiels einer Schaltkreisstruktur, die eine Strukturschicht umfasst;
10 eine Reihe von Ansichten der Schaltkreisstruktur im Verhältnis zu Abdeckungen, die ein Beispiel eines elektronischen Gerätes bilden;
11 eine perspektivische Ansicht und eine Querschnittsansicht des elektronischen Gerätes aus 10;
12 eine Reihe von Ansichten eines Beispiels einer Schaltkreisstruktur, die eine Strukturschicht umfasst und mindestens eine Halterung zum Montieren eines Bauteils;
13 eine Reihe von Ansichten von Beispielen von Strukturschichten;
14 ein Diagramm mit Beispielen von Geräten; und
15 ein Diagramm eines Beispiels eines Systems, das einen oder mehrere Prozessoren umfasst.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung umfasst die beste derzeit in Betracht gezogene Art, um die beschriebenen Umsetzungen in die Praxis umzusetzen. Die vorliegende Beschreibung ist nicht als einschränkend anzusehen, sondern ist vielmehr nur zum Zweck der Beschreibung allgemeiner Grundsätze von diversen Umsetzungen gedacht. Der Umfang der Erfindung ist mit Bezug auf die erteilten Ansprüche zu ermitteln.

FR4 ist eine Qualitätsbezeichnung, die glasfaserverstärkten Epoxid-Schichtpressplatten zugewiesen wird, die als Trägersubstrat in Leiterplatten (PCB) Verwendung finden. FR4 ist ein Verbundmaterial, das aus gewebtem Glasfaserstoff mit einem Epoxid-Harzbindemittel besteht, das flammfest (selbstlöschend) ist, was die Abkürzung „FR” erklärt, welche für „flame retardant” (flammenhemmend) steht. FR4 ist ein wärmeausgehärtetes Material von der Qualität eines Plastikschichtstoffs mit elektrisch isolierenden Eigenschaften. FR4 wurde 1968 von NEMA aus den konstituierenden Materialien (Epoxid-Harz, gewebte Glasfaserstoffverstärkung, bromierter Flammenhemmer usw.) geschaffen. Andere Qualitätsbezeichnungen für Glas-Epoxid-Schichtstoffe umfassen: G10, G11, FR4, FR5 und FR6. Die nachstehende Tabelle 1 führt diverse Parameter und Werte für FR4 auf, wobei sich die Abkürzungen LW (längs, Kettgarnrichtung) und CW (quer, Schussgarnrichtung) auf die rechtwinkligen Faserorientierungen in der XY-Ebene einer Platte (in der Ebene) beziehen. Im Sinne von kartesischen Koordinaten kann längs entlang der X-Achse gehen und quer kann entlang der Y-Achse gehen, wobei die Z-Achse eine Richtung durch die Ebene (z.B. eine Dicke) sein kann. Tabelle 1. FR4-Beispieldaten

Parameter	Wert
Spezifische Dichte	1,850 g/cm³ (3,118 lb/cu yd)
Wasserabsorption	–0,125 in < 0,10 %
Temperaturindex	140 °C (284 °F)
Wärmeleitfähigkeit,	0,29 W/(m·K), 0,343 W/(m·K)
durch die Ebene
Wärmeleitfähigkeit,	0,81 W/(m·K), 1,059 W/(m·K)
in der Ebene
Rockwell-Härte	110 Scale M
Haftfestigkeit	> 1000 kg (2200 lb)
Biegefestigkeit (A; 0,125 in)	> 415 MPa (60200 psi)
– LW
Biegefestigkeit (A; 0,125 in)	> 345 MPa (50000 psi)
– CW
Durchschlag (A)	> 50 kV
Durchschlag (D48/50)	> 50 kV
Durchschlagfestigkeit	20 MV/m
Relative Dielektrizitätskonstante (A)	4,8
Relative Dielektrizitätskonstante (D24/23)	4,8
Verlustfaktor (A)	0,017
Verlustfaktor (D24/23)	0,018
Dielektrizitätskonstante	4,70 max., 4,35 bei 500 MHz, 4,34 bei 1 GHz
Glasübergangstemperatur	> 100 °C
E-Modul – LW	3,5 × 10⁶ psi (24 GPa)
E-Modul – CW	3,0 × 10⁶ psi (21 GPa)
Wärmeausdehnungskoeffizient – X-Achse	1,4 × 10^–5 K^–1
Wärmeausdehnungskoeffizient – Y-Achse	1,2 × 10^–5 K^–1
Wärmeausdehnungskoeffizient – Z-Achse	7,0 ×10^–5 K^–1
Querzahl – LW	0,136
Querzahl – CW	0,118
LW Schallgeschwindigkeit	3602 m/s
SW Schallgeschwindigkeit	3369 m/s
LW Akustische Impedanz	6,64 MRayl

Die FR4-Dicke kann in Tausendstel, Inch, Mikrometer oder Millimeter vorgegeben werden. Beispielsweise können die FR4-Dicken von etwa 10 Tausendstel (0,010 Inch, 254 Mikrometer) bis etwa 3 Inch (76 mm) reichen.
1 zeigt Beispiele der Schichtstrukturen 101 und 103, wobei jede der Schichtstrukturen 101 und 103 mindestens eine Leiterplatte (PCB) 110-1 bis 110-N und mindestens eine Strukturplatte 130 umfasst.

Als ein Beispiel kann eine Strukturplatte ein Material sein oder umfassen, welches ein oder mehrere Kennzeichen (z.B. Materialeigenschaften) aufweist, das bzw. die über eines oder mehrere der Kennzeichen von FR4 hinausgeht bzw. hinausgehen. Man denke beispielsweise an ein Material, das durch einen Elastizitätsmodul (z.B. E-Modul) gekennzeichnet ist, der mehr als etwa 50 GPa beträgt. Als ein Beispiel kann ein Material aus den Materialien ausgewählt werden, die in der Tabelle 2 aufgeführt sind, wobei der E-Wert in GPa mehr als etwa 100 GPa oder beispielsweise mehr als etwa 140 GPa oder beispielsweise mehr als etwa 179 GPa oder beispielsweise mehr als etwa 193 GPa beträgt. Tabelle 2. Unlegierte Kohlenstoff- und schwachlegierte Stahlarten

Metall	E (GPa)
Stahllegierung A36	207
Stahllegierung 1020	207
Stahllegierung 1040	207
Stahllegierung 4140	207
Stahllegierung 4340	207
Rostfreie Stahlarten
Legierung 304	193
Legierung 316	193
Legierung 405	200
Legierung 440A	200
Legierung 17-7PH	204
Sonstige
Sonstige
Nickel 200	204
Inconel 625	207
Monel 400	180
Haynes-Legierung 25	236
Invar	141
Super Invar	144
Kovar	207
Chemisch reines Blei	13,5
Antimonblei (6 %)	44,3
Zinn (technisch rein)	30
Blei – Zinnlot (60Sn – 40 Pb)	104,5
Zink (Technisch rein)	99,3

Bezüglich der Biegefestigkeit von FR4 gibt die International Electrotechnical Commission (IEC) 340 MPa LW und 170 MPa CW vor. Werte von handelsüblichen Materialien können von etwa 450 MPa bis etwa 550 MPa LW betragen und ungefähr proportional weniger CW.
Als ein Beispiel kann ein Material einer Strukturschicht ein kohlenstoffbasiertes Material wie etwa Kohlefaser umfassen. Als ein Beispiel kann Kohlefaser verwendet werden, um eine Strukturschicht mit einer Biegefestigkeit von mehr als etwa 1 GPa zu bilden. Als ein Beispiel kann eine Strukturschicht, die Kohlefaser umfasst, richtungsabhängig sein oder aufgebaut sein, um relativ homogen zu sein (z.B. mehr als zwei Orientierungen usw.). Als ein Beispiel können Kohlefasern Längen aufweisen, die kleiner als die Breite oder Länge einer Strukturschicht sind (z.B. Verbundmaterial mit kurzen Längen von zufällig oder anderweitig orientierten Kohlefasern).
Als ein Beispiel kann ein Material einer Strukturschicht eine Titan-(Ti)Legierung umfassen, die gebildet sein kann, um eine Biegefestigkeit von mehr als etwa 1 GPa aufzuweisen.
Als ein Beispiel kann ein Material einer Strukturschicht eine Zugfestigkeit von mehr als etwa 50 × 10⁹ Pa in seiner höchsten Richtung umfassen.
Als ein Beispiel kann für ein homogenes Material ein Wert für die Biegefestigkeit ungefähr der gleiche wie ein Wert für die Zugfestigkeit sein. Als ein Beispiel kann ein Material als Strukturschicht verwendet werden, wobei das Material in den ebenen Richtungen der Strukturschicht im Wesentlichen homogen ist (z.B. im Vergleich zu FR4, das, wie in 3 gezeigt, in den ebenen Richtung inhomogen ist). Als ein Beispiel kann eine Strukturschicht, die im Wesentlichen homogen ist (man nehme beispielsweise ein Metall, eine Legierung, Wirrfasern usw.), für eine Qualitätskontrollprüfung besser geeignet sein, wenn eine derartige Strukturschicht in einem elektronischen Gerät verwendet wird. Bei einem derartigen Beispiel kann das elektronische Gerät von einem Benutzer mit größerer Sicherheit bezüglich der Belastungen, die von dem elektronischen Gerät mit einem minimalen Beschädigungsrisiko gehandhabt werden können, verwendet werden; wohingegen für ein Material, wie etwa FR4, eine maximale Belastung von der Orientierung der Fasern abhängig sein kann, und die Art der Beschädigung von der Anordnung der Schaltkreise, Bauteile, usw. im Verhältnis zu der Orientierung der Fasern abhängig sein kann.
Als ein Beispiel kann, wenn eine Warnung in einem Handbuch, Marketingunterlagen, usw. enthalten ist, die Verwendung einer Strukturschicht, deren Qualität auf mögliche, vorhersehbare Bedingungen bezüglich der Belastung mit größerer Sicherheit als ein Material, wie etwa FR4, geprüft werden kann, für einen Endbenutzer, einen Hersteller, einen Versicherungsgeber, einen Versicherungsnehmer, usw. vorteilhaft sein.
Als ein Beispiel kann eine Strukturschicht, die stärker als FR4 ist, als Strukturträger für eine Platine verwendet werden, die auf FR4 beruht. Bei einem derartigen Beispiel kann die Strukturschicht dazu beitragen sicherzustellen, dass die Verlagerung (z.B. Biegung) des FR4 unter Belastung minimiert wird, da die Belastung von der Strukturschicht aufgenommen (z.B. darauf übertragen) werden kann. Ferner kann ein derartiger Lösungsansatz wie erwähnt dazu beitragen, Unbekannte, wie etwa die Orientierung der Belastung im Verhältnis zur Faserorientierung in dem FR4 zu minimieren, insbesondere wenn die Strukturschicht homogener als FR4 ist (z.B. in Bezug auf die Struktur und die dazugehörigen mechanischen Eigenschaften usw.).
Als ein Beispiel kann ein Gerät eine Strukturschicht umfassen, die beispielsweise eine Strukturplatte sein kann. Eine derartige Schicht kann in ein Gerät als Kern für Arbeitsteile des Gerätes integriert werden (z.B. elektronische Geräte, PC-Platinen, Batterien, Bildschirme usw.). Als ein Beispiel kann eine Strukturschicht (z.B. eine Matrix, ein Gitter, ein Schichtstoff usw.) ein oder mehrere starre Materialien umfassen. Als ein Beispiel kann eine Strukturschicht in einer oder mehreren Schichten von einer oder mehreren Platinen geschichtet sein, beispielsweise auf einer oder mehreren Oberflächen. Als ein Beispiel können Drähte zu einem oder mehreren Peripherieanschlüssen, Sensoren usw. durch Löcher, Kanäle, Nuten usw. in einer Strukturschicht verlaufen und/oder können einen oder mehrere Ränder verlassen.
Als ein Beispiel kann ein Gerät eine oder mehrere Abdeckungen umfassen, die aus Strukturmaterialien hergestellt ist bzw. sind, die an einer Strukturschicht (z.B. direkt) angebracht sind. Bei einem derartigen Beispiel kann bzw. können eine oder mehrere Abdeckungen dazu dienen, Staub abzuhalten, die Oberflächen von Bauteilen zu schützen, Erschütterungen bei Stößen zu reduzieren, und/oder für das Erscheinungsbild und/oder die Ergonomie zu sorgen. Als ein Beispiel kann eine externe Abdeckung metallisiert werden, um als Faraday-Käfig um diverse Elektronik (z.B. Bauteile, Schaltkreise usw.) herum zu dienen.
2 zeigt eine Grafik 200 einer Spannungs–Dehnungs-Kurve mit einem Beispiel des Fließverhaltens für eine Kennlinie von Nichteisen-Legierungen, wobei die Spannung σ als Kraft pro Flächeneinheit definiert und als Funktion der Dehnung ∊ eingezeichnet ist, die als eine inkrementale Änderung eines Wertes einer Dimension im Verhältnis zu einem Anfangswert für diese Dimension definiert ist. Die Punkte, die in der Grafik 200 gekennzeichnet sind, umfassen 1 die wahre Elastizitätsgrenze, 2 die Proportionalitätsgrenze, 3 die Elastizitätsgrenze und 4 die Dehngrenzfestigkeit. In der Grafik 200 ist der Richtungskoeffizient mit E gekennzeichnet, wobei es sich um den E-Modul bzw. Elastizitätsmodul des geprüften Materials handelt.
Bezüglich der Proportionalitätsgrenze (Punkt 2) neigt die Spannung bis zu diesem Spannungsbetrag dazu, zu der Dehnung proportional zu sein (siehe beispielsweise Hookesches Gesetz). Somit können Daten unter Verwendung eines linearen Modells eingepasst werden, wenn der Richtungskoeffizient der Spannungs-Dehnungs-Daten eine Schätzung des Elastizitätsmoduls des Materials ist. Bezüglich der Elastizitätsgrenze (Punkt 3) wird dies als Dehngrenze bezeichnet, wobei es über die Dehngrenze hinaus zu einer dauerhaften Verformung kommt. Die Elastizitätsgrenze ist daher die geringste Spannung, bei der eine dauerhafte Verformung gemessen werden kann. Präzise Dehnungsmessungen haben gezeigt, dass eine plastische Dehnung bei geringen Spannungen beginnen kann. Einige Metalle, wie etwa weicher unlegierter Stahl, erreichen eine obere Streckgrenze, bevor diese schnell unter eine untere Streckgrenze abfallen. Das Materialverhalten neigt dazu, bis zu der oberen Streckgrenze linear zu sein, jedoch wird die untere Streckgrenze in der Bautechnik als vorsichtiger Wert verwendet.
Das Material kann dadurch gekennzeichnet werden, dass man eine oder mehrere von diversen Prüfungsarten verwendet. Beispielsweise kann man eine Maschine, die unter der Marke INSTRON^TM (Norwood, Massachusetts) vermarktet wird, verwenden, wobei eine derartige Maschine dazu ausgelegt ist, die mechanischen Eigenschaften von Materialien und Bauteilen zu bewerten.
Eine Prüfung ist als Dreipunkt-Biegeprüfung oder 3-Punkt-Dehnungsprüfung bekannt, die Werte für den Elastizitätsmodul bei Biegung E_f, die Biegespannung σ_f, die Biegedehnung ∊_f, und das Biegespannungs-Dehnungs-Verhalten des Materials bereitstellen kann.
3 zeigt eine Grafik 300 von Kraft zu Verlagerung für FR4-Proben unter Verwendung der 3-Punkt-Dehnungsprüfung für Biegefestigkeit, Biegedehnung und Elastizitätsmodul. Insbesondere zeigt die Grafik 300 die Belastung als Funktion der Verlagerung und der Orientierung für drei FR4-Materialproben mit niedriger Tg (Glasübergangstemperatur), wobei jede Probe eine Dicke von ungefähr 1,6 mm und eine Breite von ungefähr 12 mm bis ungefähr 16 mm aufwies. Die Biegefestigkeit und Biegedehnung können basierend auf der Bruchlast, der Geometrie der Probe und den Randbedingungen, die durch die 3-Punkt-Dehnungsprüfung gegeben sind, berechnet werden. Das Elastizitätsmodul kann basierend auf dem linearen Teil der Grafik berechnet werden. Für ein Material mit niedriger Tg und hoher Tg weist die Kettorientierung die höchsten Werte auf. Die Bruchlast kann recht abhängig von geringen Mängeln sein, die hohe Spannungskonzentrationen verursachen, und somit kann es problematisch sein, die Biegefestigkeit und Biegedehnung zu beurteilen, was gegen die Verwendung von FR4 als Strukturmaterial sprechen kann. In der Grafik 300 ist die 45-Grad-Orientierung nachgiebiger als die Kett- und Schussrichtung, wie es die Form der Kraft-Verlagerungs-Kurze zeigt. Dadurch gaben die Proben mit 45-Grad-Orientierung nach und versagten nicht bei den Kräften und Verlagerungen der Grafik 300.
Wie erwähnt kann das FR4 bezüglich seiner Materialeigenschaften problematisch zu beurteilen sein, beispielsweise auf Grund der Abhängigkeit von Faktoren, wie etwa kleinen Mängeln, die sich in lokalisierten Regionen mit hoher Spannungskonzentration ergeben können. Ferner können, wie in der Grafik 300 angegeben, einige Eigenschaften von der ausgeübten Kraft im Verhältnis zu den Kett-, Schuss- und Nicht-Kett- oder Nicht-Schuss-Orientierungen des FR4 recht abhängig sein. Obwohl das FR4 bestimmte Eigenschaften aufweist, die zur Verwendung als Leiterplatten geeignet sind, zeigt das FR4 Eigenschaften, die zu Problemen bei der Qualitätskontrolle und/oder Leistungsproblemen führen können (z.B. auf Grund von Defekten, Orientierung usw.).
Für die ungefähr 1,6 mm dicken FR4-Proben wurden Biegefestigkeitswerte geschätzt, und es hat sich herausgestellt, dass diese weniger als etwa 700 MPa betrugen, und das Elastizitätsmodul weniger als etwa 25000 MPa (z.B. 25 GPa) betrug (siehe z.B. Haugen et al., „Characterization of the material properties of two FR4 circuit board laminates", Norwegian Defence Research Establishment (FFI), Januar 2014 (FFI-Bericht 2013/01956), der hiermit zur Bezugnahme übernommen wird).
Wie in der Grafik 300 aus 3 gezeigt, konnten die 1,6 mm dicken FR4-Proben einer maximalen Kraft von etwa 250 N (z.B. etwa einer Kraft von 25 kg oder ungefähr 56 Pfund) in der Kettrichtung unter Verwendung der 3-Punkt-Prüfung standhalten. Als ein Beispiel nehme man ein Computergerät, Tablet-Gerät, usw. im Taschenformat, wobei sich eine Person, die etwa 70 kg wiegt, versehentlich auf das Gerät setzen kann. Falls das Gerät von einer 1,6 mm dicken FR4-Schicht getragen werden würde, wie in der Grafik 300 gezeigt, würde das Gerät wahrscheinlich beschädigt werden. Ferner kann das Ausmaß und/oder die Art der Beschädigung von Faktoren abhängen, wie etwa kleinen Defekten in dem FR4, der Orientierung von Kette, Schuss usw.
Wie in der Grafik 300 aus 3 gezeigt, erfolgt eine Verlagerung von etwa 1 mm bei etwa 50 N (z.B. etwa einer Kraft von 5 kg oder etwa 11 Pfund), und kann ein derartiges Ausmaß an Verlagerung ausreichen, um ein oder mehrere Merkmale einer PCB, die auf FR4 als Strukturträgerschicht beruht, zu stören und/oder zu beschädigen.
Als ein Beispiel kann ein Gerät Glas, wie beispielsweise GORILLA^TM-Glas (Corning, Corning, New York), umfassen. Eine andere Glasart kann XENSATION^TM-Glas (Schott, Louisville, Kentucky) sein, das eine Festigkeit von etwa 800 MPa oder mehr bei einer 4-Punkt-Biegeprüfung aufweisen kann und in Dicken von etwa 0,5 mm bis etwa 3 mm verfügbar sein kann.
4 zeigt die Grafiken 410 und 430 für GORILLA^TM-Glas, wobei die Grafik 410 die kritische Belastung in Gramm zeigt, die für die Probe von GORILLA^TM-Glas 3 bei etwa 14000 (14 kg) liegt, und wobei die Grafik 430 die Bruchlast zeigt, die mit der Dicke ansteigt, wobei zu beachten ist, dass eine 1 mm dicke Probe eine Bruchlast von etwa 120 kgf aufweist; wohingegen das Natronkalkglas, das eine Dicke von etwa 1 mm aufweist, eine Bruchlast von etwa 20 kgf aufweist.
Gemäß den Daten aus 3 und 4 kann bzw. können eine FR4-Schicht und/oder eine Glasart beschädigt werden, wobei eine derartige Beschädigung eine Beschädigung der Schaltkreise einer FR4-Leiterplatte und/oder eine Beschädigung des Glases (z.B. Springen, Zerbrechen usw.) sein kann.
Als ein Beispiel kann ein Computergerät eine interne Strukturschicht umfassen, die als Hauptträgerstruktur für das Computergerät dient. Bei einem derartigen Beispiel kann die Strukturschicht eine PCB, die mit einer Seite gekoppelt ist, und beispielsweise eine andere PCB, die mit einer gegenüberliegenden Seite gekoppelt ist, umfassen. Bei diesen Beispielen kann bzw. können eine oder mehrere PCBs, beispielsweise eine oder mehrere FR4-basierte PCBs oder beispielsweise eine oder mehrere nicht-FR4-basierte PCBs, umfassen. Bezüglich des Letzteren kann die Strukturschicht wahlweise eine Verwendung einer PCB erlauben, die dünner, leichter usw. ist. Man denke beispielsweise an eine folienbasierte PCB, bei der Schichten von Folien Schaltkreise usw. umfassen können.
Als ein Beispiel kann ein Gerät, welches eine Anordnung von Schichten umfasst, die eine Strukturschicht umfassen, eine Kapsel umfassen, die an der Strukturschicht befestigt ist, wobei die Kapsel beispielsweise eine dünne Materialschicht sein kann. Als ein Beispiel kann eine Kapsel als wärmeausgehärtete oder thermoplastische Schicht gebildet sein, die vor Ort gehärt oder ausgehärtet wird. Beispielsweise kann eine Unterbaugruppe in eine Form gesetzt werden, in die ein wärmeausgehärtetes und/oder thermoplastisches Material eingeführt und dann gehärtet wird.
5 zeigt ein Beispiel eines Gerätes 500, welches eine LCD-Baugruppe 501, eine Kamerabaugruppe 502, eine Gebläsebaugruppe 503, eine Platine 504 (z.B. eine Platine, eine Systemplatine, eine Hauptplatine usw.), eine drahtlose WAN-Karte 505, eine drahtlose LAN-Karte 506, eine E/A-Platine 507, eine Abdeckbaugruppe 508, eine DC-Kabelbaugruppe 509, eine Kommunikationskarte 510, ein Festkörper-Laufwerk 511, einen Batterieblock 513, einen Eingabestift 514 und eine Strukturschicht 550 umfasst, wobei die Platine 504 und/oder ein oder mehrere andere Bauteile mit der Strukturschicht 550 physisch gekoppelt sein kann bzw. können (z.B. um eine Schichtstruktur, wie etwa die Schichtstruktur 101 oder die Schichtstruktur 103 aus 1, zu bilden). Bei dem Beispiel aus 5 kann die Platine 504 einen Prozessor und einen Speicher umfassen, die konfiguriert sein können, um Anweisungen zu speichern, auf die der Prozessor zugreifen kann und welche beispielsweise durch den Prozessor ausführbar sind, um einen oder mehrere Arbeitsschritte auszuführen.
6 zeigt ein Beispiel eines Gerätes 600. Als ein Beispiel kann das Gerät 600 mit dem Gerät 600 operativ gekoppelt sein. Bei dem Beispiel aus 6 umfasst das Gerät 600 eine Abdeckungs- und Scharnier-Baugruppe 601, eine Verbindungsstruktur 602, eine Gebläsebaugruppe 603, eine Tastaturbaugruppe 604, einen Batterieblock 605, eine Basisabdeckung 606, eine E/A-Platine 607, eine Scharnierbaugruppe 608, Verbindungsstücke 609, eine Verbindungsstückabdeckung 610 und eine Strukturschicht 650, wobei die Bauteile mit der Strukturschicht 650 physisch gekoppelt sein können (z.B. um eine Schichtstruktur, wie etwa die Schichtstruktur 101 oder die Schichtstruktur 103 aus 1, zu bilden).
7 zeigt die beispielhaften Baugruppen 710 und 750, welche die Schichtstrukturen 715 und 755 umfassen, die beispielsweise eine Schichtstruktur, wie etwa die Schichtstruktur 101 oder die Schichtstruktur 103 aus 1, sein können. Bei den Beispielen aus 7 kann die Schichtstruktur 715 ein oder mehrere Bauteile tragen, und kann die Schichtstruktur 755 ein oder mehrere Bauteile tragen. Bei diesen Beispielen kann eine Strukturschicht der Schichtstruktur 715 der Hauptstrukturträger für ein Gerät sein, bei der es sich beispielsweise um den Träger einer Kapsel 717 handeln kann, und kann eine Strukturschicht der Schichtstruktur 755 der Hauptstrukturträger für ein Gerät sein, wobei es sich beispielsweise um einen Träger einer Kapsel 757 handeln kann.
8 zeigt ein Beispiel eines Gerätes 800, welches eine Strukturschicht 815 umfassen kann, die Teil einer Schaltkreisstruktur 825 ist, wobei die Schaltkreisstruktur 825 wahlweise in ein Polymermaterial 835, oder wahlweise ein Polymerverbundmaterial, gesetzt werden kann, und wobei das Gerät 800 wahlweise ein Display 840 umfassen kann, das mit Glas abgedeckt sein kann. Wie bei dem Beispiel aus 8 gezeigt, können diverse Arten von grafischen Benutzerschnittstellen an dem Display 840 des Gerätes 800 wiedergegeben werden. Als ein Beispiel kann das Gerät 800 Mobilkommunikationsschaltungen, Internetkommunikations-Schaltungen, Kamera- und/oder Videoschaltungen usw. umfassen. Als ein Beispiel kann das Gerät 800 prozessorausführbare Anweisungen umfassen, die in einem prozessorlesbaren Speichermedium gespeichert sind, welches keine Trägerwelle ist und das kein Signal ist, und das nicht transitorisch ist. Bei einem derartigen Beispiel können die Anweisungen Anwendungsanweisungen sein, welche das Gerät 800 anweisen, Informationen an dem Display 840 wiederzugeben. Wenn das Display 840 ein Display mit Berührungsbildschirm ist, kann ein Benutzer das Display 840 berühren, so dass das Gerät 800 die Berührung(en) als Eingabe über Sensoren des Displays mit Berührungsbildschirm empfängt, und wobei ein oder mehrere Befehle als sensorbasierte Ausgabe erzeugt werden kann bzw. können.
9 zeigt ein Beispiel einer Schaltkreisstruktur 925, die aus einer Vielzahl von Platinen 910-1 und 910-2 und einer Strukturschicht 915 gebildet ist. Wie gezeigt, kann die Strukturschicht 915 Verbindungsstücke 916 und/oder Öffnungen 917 umfassen. Als ein Beispiel kann bzw. können die Platine 910-1 und/oder die Platine 910-2 die Öffnungen 911-1 und 911-2 umfassen und können diese die Bauteile 912-1 und 912-2 (z.B. Chips oder andere elektrische Bauteile usw.) umfassen. Bei dem Beispiel aus 9 ist die Platine 910-1 mit einer Seite der Strukturschicht 915 verbunden, und ist die Platine 910-2 mit einer gegenüberliegenden Seite der Strukturschicht 915 verbunden. Wie gezeigt können die Verbindungsstücke 916 zugänglich sein, um beispielsweise ein oder mehrere Bauteile mit der Strukturschicht 915 zu verbinden. Bei einer derartigen Anordnung können die Verbindungen direkt oder indirekt sein. Beispielsweise können die Verbindungsstücke 916 Verlängerungen des Materials der Strukturschicht 915 und/oder Anschlussteile sein, die mit der Strukturschicht 915 verbunden sind. In beiden Fällen sind die Verbindungsstücke 916 strukturmäßig Teil der Strukturschicht 915 oder sind mit dieser gekoppelt.
10 zeigt eine Abdeckung oder Kapsel 952 und eine Abdeckung oder Kapsel 954, wobei die Kapsel 952 und die Kapsel 954 mit der Strukturschicht 915 der Schaltkreisstruktur 925 beispielsweise über die Verbindungsstücke 916 verbunden sein können. Als ein Beispiel kann die Abdeckung oder Kapsel 952 ein Display 953 umfassen (z.B. oder Display-Glas usw.). Als ein Beispiel kann die Abdeckung oder Kapsel 952 die Kopplungen 956 umfassen, und kann die Abdeckung oder Kapsel 954 die Kopplungen 958 umfassen. Bei einem derartigen Beispiel können die Kopplungen 956 und 958 verwendet werden, um die Kapsel 952 und die Kapsel 954 beispielsweise über die Verbindungsstücke 916 mit der Strukturschicht 915 zu koppeln. Wie in 9 gezeigt, können die diversen Teile zusammengebaut werden, um ein Gerät 900 zu bilden.
11 zeigt ein Beispiel des Gerätes 900 zusammen mit einer Querschnittsansicht. Wie gezeigt umfasst die Schaltkreisstruktur 925 die Strukturschicht 915, die verwendet wird, um Schaltungen und die Abdeckungen oder Kapseln 952 und 954 zu tragen.
Im Sinne eines Zusammenbauverfahrens wird das Gerät 900 unter Verwendung einer Unterbaugruppe zusammengebaut, die als Schaltkreisstruktur 925 gezeigt ist, welche die Strukturschicht umfasst. Als ein Beispiel kann eine derartige Schaltkreisstruktur als fertiggestellte Unterbaugruppe von einer Fertigungsstraße bereitgestellt werden. Bei einem derartigen Beispiel kann ein Gerät fertiggestellt werden, indem ein oder mehrere Bauteile an der Schaltkreisstruktur (z.B. Unterbaugruppe) angebracht wird bzw. werden und/oder indem mindestens ein Teil der Schaltkreisstruktur in einem Polymermaterial (z.B. wahlweise einem Polymerverbundmaterial) eingekapselt wird.
12 zeigt ein Beispiel eines Bauteils 1205, das an einer Schaltkreisstruktur 1225 angebracht werden kann, die eine Strukturschicht 1215 umfasst, die zwischen einer Vielzahl von Platinen 1210-1 bis 1210-N angeordnet ist. Wie bei dem Beispiel aus 12 gezeigt, kann das Bauteil 1205 eine oder mehrere Halterungen 1207-1 und 1207-2 umfassen, und kann die Schaltkreisstruktur 1225 eine oder mehrere entsprechende Halterungen 1217-1 und 1217-2 umfassen. Als ein Beispiel kann das Bauteil 1205 strukturmäßig mit der Strukturschicht 1215 über die Halterungen 1207-1 und 1217-1 und/oder die Halterungen 1207-2 und 1217-2 gekoppelt sein.
13 zeigt ein Beispiel einer Strukturschicht 1315, die Zellen umfasst. Man denke beispielsweise an eine Wabenzellenstruktur. Eine derartige Zellenstruktur kann wünschenswerte physische Eigenschaften verleihen. Beispielsweise können die Zellen die Biegefestigkeit der Strukturschicht 1315 erhöhen. Als ein Beispiel können die Zellen den Durchgang von Drähten, Verbindungsstücken, usw. ermöglichen. Als ein Beispiel können die Zellen Lufträume erstellen.
Als ein Beispiel können die Zellenwände Öffnungen umfassen, die eine Luftströmung zulassen. Bei dem Beispiel aus 13 wird die Strukturschicht 1315 mit optionalen beispielhaften Öffnungen 1317 punktiert gezeigt. Als ein Beispiel können diese Öffnungen richtungsabhängig sein. Beispielsweise wenn ein Gerät in einer Richtung im Verhältnis zur Schwerkraft orientiert werden soll, kann es in der Konvektionsluftströmung in einer Richtung, die derjenigen der Schwerkraft entgegengesetzt ist, zu Auftrieb kommen. Man denke beispielsweise an ein Tablet-Gerät, die einen Ständer umfasst, der das Tablet-Gerät in einem Winkel von etwa 45 Grad bis etwa 90 Grad orientieren kann. Bei einem derartigen Beispiel, bei dem eine Strukturschicht Öffnungen, Durchgänge usw. umfasst, kann sich die Luft durch den Betrieb des Gerätes erhitzen, wobei die erhitzte Luft weniger dicht wird und nach oben durch die Öffnungen, Durchgänge usw. strömt. Bei einem derartigen Beispiel kann die Strukturschicht eine Wärmeübertragungsschicht sein, welche passiv sein kann. Als ein Beispiel kann ein Gerät ein Lüftungsgerät (z.B. ein Gebläse) umfassen, wobei das Lüftungsgerät die Strömung durch eine Strukturschicht hindurch (z.B. wahlweise richtungsabhängig usw.) fördert.
Als ein Beispiel kann die Strukturschicht 1315 mindestens teilweise mit einem Klebstoff 1320 bedeckt sein, wobei es sich um einen Klebstoff für ein Außenhautmaterial 1330 handeln kann. Man denke beispielsweise an eine Strukturschicht aus Metall oder Metalllegierung mit Zellen, wobei ein Klebstoff aufgetragen wird, um ein Außenhautmaterial auf die Strukturschicht zu kleben. Als ein Beispiel kann ein Klebstoff verwendet werden, um eine Platine auf die Strukturschicht (z.B. indirekt anhand des Klebstoffs) zu kleben.
Als ein Beispiel kann eine Strukturschicht ein Leiter sein, der beispielsweise aus einem elektrisch leitenden Material besteht, und/oder kann ein oder mehrere Außenhautmaterialien umfassen, wobei es sich um elektrisch leitende Materialien handelt. Bei diesen Beispielen kann bzw. können die Strukturschicht und/oder ihre Außenhaut als Massefläche dienen. Bei Leiterplatten kann eine Massefläche ein großer Bereich von Kupferfolie auf der Platine sein, der mit der Energieversorgungsmasseklemme verbunden ist und als Rückweg für Strom von verschiedenen Bauteilen auf der Platine dient.
Als ein Beispiel kann eine Strukturschicht eine Schaumstoffschicht und eine oder mehrere Außenhautschichten umfassen. Bei Jan et al., „Flexural strength of honey comb sandwich structures", Int. Journal of Applied Sciences and Engineering Research, Bd. 4, Ausgabe 1, 2015, werden Daten für ein Wabenkernmaterial aus Aluminium (z.B. als eine Schaumstoffschicht) und Glasfaserdeckschichten (z.B. als Außenhautschichten) mit einer Gesamtdicke von etwa 14 mm (13 mm Kern und 0,5 mm pro Deckschicht) vorgelegt. Testproben mit einer Länge von 200 mm und einer Breite von 28 mm wurden einer 3-Punkt-Prüfung unterzogen. Die Ergebnisse zeigten eine maximale Belastung von 0,92 kN (920 N) mit einer Durchbiegung von etwa 0,7 mm, wobei es beim Versagen zur Krümmung des Kerns kam.
Die Tabelle 3 zeigt einige beispielhafte Elastizitätsmoduldaten für Aluminium, die man mit den Daten der Tabelle 2 vergleichen kann. Tabelle 3. Beispielhafte Daten für Aluminium

Metall GPa

Aluminiumlegierung 1100 69

Aluminiumlegierung 2024 72,4

Aluminiumlegierung 6061 69

Aluminiumlegierung 7075 71

Aluminiumlegierung 356.0 72,4
Als ein Beispiel kann eine Strukturschicht ein Material umfassen, das stärker als Aluminium ist (siehe beispielsweise ein oder mehrere Materialien der Tabelle 2 usw.), so dass ein Material als Schaumstoffschicht gebildet sein kann, wobei eine oder mehrere Außenhautschichten an der Schaumstoffschicht angebracht werden kann bzw. können. Bei einem derartigen Beispiel kann die maximale Belastung 920 N überschreiten, und die Durchbiegung kann geringer als etwa 1 mm sein. Als ein Beispiel kann eine Strukturschicht eine Dicke aufweisen, die kleiner als etwa 15 mm oder beispielsweise kleiner als etwa 10 mm oder beispielsweise kleiner als etwa 5 mm ist. Als ein Beispiel kann eine Strukturschicht eine Kraft von 250 N oder mehr bei einer 3-Punkt-Prüfung aushalten, wobei die Verlagerung bei etwa 250 N weniger als etwa 4 mm oder beispielsweise weniger als etwa 2 mm oder beispielsweise weniger als etwa 1 mm beträgt.
14 zeigt einige Beispiele von Geräten 1400, die Bauteile umfassen. Als ein Beispiel kann bzw. können eine oder mehrere der Geräte 1400 mit einer oder mehreren Lithium-Ionen-Zellen betrieben werden (z.B. in der Form einer oder mehrerer Lithium-Ionen-Batterien). Beispielsweise kann ein Handy, ein Tablet, eine Kamera, ein GPS-Gerät, ein Notebook-Computer oder ein anderes Gerät mit einer oder mehreren Lithium-Ionen-Zellen betrieben werden. Ein Gerät kann ein Kraftfahrzeug, ein Spielzeug, ein ferngesteuertes Gerät (z.B. Bombenschnüffler, Drohnen, usw.), usw. sein. Ein Gerät kann einen oder mehrere Prozessoren 1402, einen Speicher 1404, eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen 1406, ein oder mehrere Displays 1408 und als Energiequelle beispielsweise eine oder mehrere Lithium-Ionen-Zellen 1410 umfassen.
Als ein Beispiel kann ein Gerät 1411 eine Schaltkreisstruktur 1425 umfassen, die eine Strukturschicht und die Verbindungsstücke 1416-1 und 1416-2, ein Display 1440 (z.B. mit Display-Glas) und eine oder mehrere Energiezellen 1480 umfasst. Bei einem derartigen Beispiel kann die Dicke des Gerätes 1411 weitgehend durch eine Dicke der Energiezellen 1460 bestimmt sein. Als ein Beispiel kann eine Strukturschicht eine Öffnung umfassen, wobei eine oder mehrere Energiezellen mindestens teilweise in der Öffnung angeordnet ist bzw. sind. Bei einem derartigen Beispiel kann die Dicke im Vergleich zu einem Beispiel, bei dem die Energiezelle(n) auf einer Seite oder einer anderen Seite der Strukturschicht angeordnet ist bzw. sind, reduziert werden.
Als ein Beispiel kann ein Gerät eine Strukturschicht; eine erste glasfaserverstärkte Epoxid-Platine, die auf einer Seite der Strukturplatte montiert ist; eine zweite glasfaserverstärkte Epoxid-Platine, die auf einer gegenüberliegenden Seite der Strukturplatte montiert ist; Bauteile, wobei die Bauteile einen Prozessor, einen Speicher, der operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist, und ein Display, das operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist, umfassen; und ein Gehäusematerial, das von der Strukturschicht getragen wird, umfassen. Bei einem derartigen Beispiel kann die Strukturschicht Kohlenstoff, wie beispielsweise Graphen, umfassen. Als ein Beispiel kann eine Strukturschicht mindestens ein Übergangsmetall umfassen. Beispielsweise kann eine Strukturschicht ein oder mehrere Metalle umfassen, das bzw. die in der Form eines Metallmaterials vorliegen kann bzw. können, wie beispielsweise als relativ reines Metallmaterial oder als Legierung (z.B. ein Legierungsmaterial).
Als ein Beispiel kann eine Strukturschicht Zellen umfassen, wie etwa die Zellen eines Schaumstoffs. Bei einem derartigen Beispiel kann der Schaumstoff ein Metall, eine Legierung oder ein Verbundmaterial sein. Als ein Beispiel können die Zellen Wandöffnungen umfassen. Beispielsweise kann eine Wand, die eine Zelle definiert, eine oder mehrere Öffnungen umfassen. Als ein Beispiel kann eine sechseckige Zelle sechs Wände umfassen, wobei eine oder mehrere der Wände eine oder mehrere Öffnungen umfassen kann bzw. können.
Als ein Beispiel kann eine Vorrichtung eine Strukturschicht; eine erste glasfaserverstärkte Epoxid-Platine, die auf einer Seite der Strukturplatte montiert ist; eine zweite glasfaserverstärkte Epoxid-Platine, die auf einer gegenüberliegenden Seite der Strukturplatte montiert ist; Bauteile, wobei die Bauteile einen Prozessor, einen Speicher, der betriebsfähig mit dem Prozessor gekoppelt ist, und ein Display, das betriebsfähig mit dem Prozessor gekoppelt ist, umfassen; und ein Gehäusematerial, das von der Strukturschicht getragen wird, umfassen. Bei einem derartigen Beispiel kann die Strukturschicht ein Elastizitätsmodul aufweisen, das größer als ungefähr 50 GPa ist. Als ein Beispiel kann ein Gehäusematerial ein Polymermaterial sein oder umfassen. Als ein Beispiel kann ein derartiges Polymermaterial auf eine Strukturschicht gebondet werden. Als ein Beispiel kann das Gehäusematerial eine Kapsel, die mit einer Strukturschicht verbunden ist, sein oder bilden.
Als ein Beispiel kann ein Gerät eine Strukturschicht; eine erste glasfaserverstärkte Epoxid-Platine, die auf einer Seite der Strukturplatte montiert ist; eine zweite glasfaserverstärkte Epoxid-Platine, die auf einer gegenüberliegenden Seite der Strukturplatte montiert ist; Bauteile, wobei die Bauteile einen Prozessor, einen Speicher, der operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist, und ein Display, das operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist, umfassen; und ein Gehäusematerial, das von der Strukturschicht getragen wird, umfassen. Bei einem derartigen Beispiel kann das Gerät eine maximale Dicke von weniger als ungefähr 10 mm aufweisen. Beispielsweise kann ein derartiges Gerät ein im Wesentlichen rechteckiges Gerät sein, welches durch eine Länge und eine Breite eines Rechtecks definiert sein kann, wobei eine Dicke zwischen gegenüberliegenden Seiten geringer als ungefähr 10 mm ist.
Als ein Beispiel kann bei einem Gerät eine Strukturschicht eine Massefläche sein oder umfassen. Als ein Beispiel kann eine Strukturschicht mindestens einen Stützstift umfassen, wobei beispielsweise ein Gerät ein Bauteil umfassen kann, das mit einem Stützstift verbunden ist, wobei der Stützstift mit der Strukturschicht verbunden ist. Als ein Beispiel kann bzw. können ein oder mehrere Stützstifte verwendet werden, um eine oder mehrere Belastungen, die auf eine Kapsel, eine äußere Oberfläche usw. ausgeübt wird bzw. werden, auf eine Strukturschicht zu übertragen. Wenn eine Kapsel beispielsweise über Stützstifte an einer Strukturschicht angebracht ist, kann eine Kraft, die auf die Kapsel ausgeübt wird, auf die Strukturschicht derart übertragen werden, dass sie die Belastung nicht direkt auf eine Leiterplatte (PCB) überträgt, die mit der Strukturschicht gekoppelt sein kann. Bei einem derartigen Beispiel kann die Strukturschicht als Strukturkern verwendet werden, der Belastungen, die auf eine Oberfläche eines elektronischen Gerätes ausgeübt werden, tragen und aushalten kann, und zwar mit einem reduzierten Risiko einer Beschädigung an den Schaltungen einer Leiterplatte (PCB), da sie FR4 als Trägersubstrat umfassen kann.
Als ein Beispiel kann ein Gerät ein Display-Glas umfassen, wobei das Display-Glas mindestens teilweise ein erste Seite des Gerätes bildet, und wobei das Gehäusematerial mindestens teilweise ein zweite, gegenüberliegende Seite des Gerätes bildet. Als ein Beispiel kann eine Strukturschicht mit einer Kapsel eines elektronischen Gerätes gekoppelt sein, die ein Display-Glas umfasst, wobei eine Kraft von der Kapsel auf die Strukturschicht übertragen werden kann, was dazu beitragen kann, das Risiko einer Beschädigung an dem Display-Glas zu reduzieren. Als ein Beispiel kann eine Strukturschicht als Träger für ein Display-Glas verwendet werden, beispielsweise in einer gestapelten Orientierung, wobei das Display-Glas und ein Display auf der Strukturschicht gestapelt sind (z.B. mit wenig bis gar keinem Platz zwischen dem Display-Glas, dem Display und einer Oberfläche der Strukturschicht). Bei einem derartigen Beispiel kann eine Kraft, die auf das Display-Glas ausgeübt wird, auf die Strukturschicht übertragen werden, was dazu beitragen kann, eine Verlagerung, Biegung usw. des Display-Glases und/oder des Displays zu verhindern. Bei einem derartigen Beispiel kann das Display gedruckte Schaltungen oder eine andere Art von Display-Schaltungen (z.B. Elektroden usw.) umfassen, die ein FR4- oder anderes Trägersubstrat umfassen können. Bei einem derartigen Beispiel kann das Display auf einer Seite der Strukturschicht montiert sein, und kann eine andere Schaltungsplatine auf der anderen Seite der Strukturschicht montiert sein.
Als ein Beispiel kann ein Gerät eine Lithium-Ionen-Batterie umfassen, die auf einer Strukturschicht montiert ist. Als ein Beispiel kann eine Strukturschicht dazu beitragen, eine Lithium-Ionen-Batterie vor einer Kraft zu schützen, die auf ein elektronisches Gerät ausgeübt wird. Beispielsweise kann eine Lithium-Ionen-Batterie zwischen einer Strukturschicht und einer Kapsel angeordnet sein, wobei beispielsweise Stützstifte oder andere Träger eine Kraft, die auf die Kapsel ausgeübt wird, auf die Strukturschicht übertragen können, so dass die Lithium-Ionen-Batterie vor der Ausübung der Kraft geschützt ist. Als ein Beispiel kann eine Lithium-Ionen-Batterie eine beutelartige Batterie (z.B. mit einem flexiblen Schichtbeutel) sein oder kann andersartig sein.
Als ein Beispiel kann ein Gerät eine Strukturschicht; eine erste Platine, die auf einer Seite der Strukturplatte montiert ist; eine zweite Platine, die auf einer gegenüberliegenden Seite der Strukturplatte montiert ist; Bauteile, wobei die Bauteile einen Prozessor, einen Speicher, der operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist, und ein Display, das operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist, umfassen; und ein Gehäusematerial, das von der Strukturschicht getragen wird, umfassen. Bei einem derartigen Beispiel kann das Gerät eines oder mehrere von einem Tablet und einem Smartphone sein. Als ein Beispiel kann das Gerät mindestens ein Teil eines Clamshell-Computers sein. Beispielsweise kann ein derartiges Gerät ein Teil eines Clamshell-Laptop-Computers sein.
Als ein Beispiel kann ein Verfahren das Aufbauen einer Strukturmatrix in einen Kern von Arbeitsteilen eines elektronischen Gerätes, wie beispielsweise einer oder mehrerer Leiterplatten, einer oder mehrerer Batterien, eines oder mehrerer Anzeigebildschirme, umfassen. Als ein Beispiel kann ein Strukturgitter aus einem relativ starren Material bestehen, das mit einer oder mehreren anderen Schichten laminiert werden kann, wobei es sich um eine Innenschicht oder eine Oberflächenschicht einer Schichtstruktur handeln kann. Als ein Beispiel kann eine Schichtstrukturbaugruppe Drähte umfassen, die mit einem oder mehreren Peripherieanschlüssen und/oder einem oder mehreren Sensoren verbunden sind, wobei diese Drähte durch ein oder mehrere Löcher in einem Gitter einer Schichtstrukturbaugruppe verlaufen können und/oder an einem oder mehreren Rändern einer Schichtstrukturbaugruppe austreten können.
Als ein Beispiel kann eine Abdeckung eines Gerätea aus einem oder mehreren Materialien bestehen, das bzw. die an einer Strukturschicht angebracht ist bzw. sind, wobei es sich um eine starre Platinenstruktur handelt. Bei einem derartigen Beispiel kann die Abdeckung darauf abzielen, Staub abzuhalten, ein gewisses Ausmaß an Stoßfestigkeit bereitzustellen, das Erscheinungsbild des Gerätes bereitzustellen und/oder die Ergonomie des Gerätes bereitzustellen (z.B. Griffigkeit, haptisches Gefühl usw.).
Als ein Beispiel kann ein Gerät eine externe Abdeckung umfassen, die metallisiert sein kann. Bei einem derartigen Beispiel kann die Abdeckung als Faraday-Käfig um diverse Elektronik herum dienen. Als ein Beispiel kann eine Abdeckung teilweise metallisiert sein und teilweise für einen bestimmten Bereich von elektromagnetischer Energie durchlässig sein, wie beispielsweise für einen Bereich, der mit drahtlosen Kommunikationsschaltungen verknüpft ist. Als ein Beispiel kann eine Abdeckung einen oder mehrere feste Metallabschnitte und/oder einen oder mehrere netzartige Metallabschnitte umfassen.
Der Begriff „Schaltung” oder „Schaltungen” kann in der Kurzdarstellung, der Beschreibung und/oder den Ansprüchen verwendet werden. Wie es in der Technik wohlbekannt ist, umfasst der Begriff „Schaltungen” alle Ebenen der verfügbaren Integration, z.B. von diskreten logischen Schaltungen bis zur höchsten Ebene der Schaltungsintegration, wie etwa VLSI, und umfasst programmierbare logische Bauteile, die programmiert sind, um die Funktionen einer Ausführungsform auszuführen, sowie universelle oder spezifische Prozessoren, die mit Anweisungen programmiert sind, um diese Funktionen auszuführen. Diese Schaltungen können optional auf einem oder mehreren computerlesbaren Medien beruhen, das bzw. die computerausführbare Anweisungen umfasst bzw. umfassen. Wie es hierin beschrieben wird, kann ein computerlesbares Medium ein Speichergerät sein (z.B. eine Speicherkarte, eine Speicherplatte usw.) und kann als computerlesbares Speichermedium bezeichnet werden. Als ein Beispiel kann ein computerlesbares Medium ein computerlesbares Medium sein, das keine Trägerwelle ist.
Obwohl diverse Beispiele von Schaltkreisen oder Schaltungen besprochen wurden, bildet 15 ein Blockdiagramm eines erläuternden Computersystems 1500 ab. Das System 1500 kann ein Desktop-Computersystem, wie etwa eines der PC-Reihe ThinkCentre^® oder ThinkPad^®, die von Lenovo (US) Inc. aus Morrisville, NC, verkauft wird, oder ein Workstationscomputer, wie etwa eine ThinkStation^®, die von Lenovo (US) Inc. aus Morrisville, NC, verkauft wird, sein; wie es jedoch aus der vorliegenden Beschreibung hervorgeht, kann ein Satellit, eine Basisstation, ein Server oder eine andere Maschine andere Merkmale oder nur einige der Merkmale des Systems 1500 umfassen. Wie es hierin beschrieben wird, kann ein Gerät, wie etwa eines der Geräte 1400 aus 14, mindestens einige der Merkmale des Systems 1500 umfassen.
Wie in 15 gezeigt, umfasst das System 1500 einen so genannten Chipsatz 1510. Ein Chipsatz bezieht sich auf eine Gruppe von integrierten Schaltungen bzw. Chips, die ausgelegt sind, um zusammen zu arbeiten. Die Chipsätze werden gewöhnlich als Einzelprodukt vermarktet (siehe z.B. die Chipsätze, die mit den Marken INTEL^®, AMD^® usw. vermarktet werden).
Bei dem Beispiel aus 15 weist der Chipsatz 1510 eine bestimmte Architektur auf, die je nach Marke oder Hersteller einigermaßen variieren kann. Die Architektur des Chipsatzes 1510 umfasst eine Kern- und Speichersteuergruppe 1520 und einen E/A-Steuerknoten 1550, die Informationen (beispielsweise Daten, Signale, Befehle usw.) beispielsweise über eine Direct Management Interface oder Direct Media Interface (DMI) 1542 oder einen Link-Controller 1544 austauschen. Bei dem Beispiel aus 15 ist die DMI 1542 eine Chip-zu-Chip-Schnittstelle (gelegentlich als Verknüpfung zwischen einer „Northbridge” und einer „Southbridge” bezeichnet).
Die Kern- und Speichersteuergruppe 1520 umfasst einen oder mehrere Prozessoren 1522 (beispielsweise Einzel- oder Mehrkern usw.) und einen Speicher-Steuerknoten 1526, die Informationen über einen Front Side Bus (FSB) 1524 austauschen. Wie hierin beschrieben, können diverse Bauteile der Kern- und Speichersteuergruppe 1520 auf einem einzigen Prozessorchip integriert sein, um beispielsweise einen Chip zu erstellen, der die herkömmliche Architektur nach Art einer „Northbridge” ersetzt.
Der Speicher-Steuerknoten 1526 bildet eine Schnittstelle mit dem Speicher 1540. Beispielsweise kann der Speicher-Steuerknoten 1526 Unterstützung für einen DDR-SDRAM-Speicher (z.B. DDR, DDR2, DDR3 usw.) bereitstellen. Im Allgemeinen ist der Speicher 1540 eine Art von Arbeitsspeicher (RAM). Er wird häufig als „Systemspeicher” bezeichnet.
Der Speicher-Steuerknoten 1526 kann ferner eine Niederspannungs-Differenzialsignalisierungs-(LVDS)Schnittstelle 1532 umfassen. Die LVDS 1532 kann eine so genannte LVDS-Anzeigeschnittstelle (LDI) zur Unterstützung eines Anzeigegerätes 1592 (z.B. eines CRT, eines Flachbildschirms, eines Projektors usw.) sein. Ein Block 1538 umfasst einige Beispiele von Techniken, die über die LVDS-Schnittstelle 1532 unterstützt werden können (z.B. serielles digitales Video, HDMI/DVI, DisplayPort). Der Speicher-Steuerknoten 1526 umfasst auch eine oder mehrere PCI-Express-Schnittstellen (PCI-E) 1534, beispielsweise zur Unterstützung von diskreter Grafik 1536. Die diskrete Grafik, die eine PCI-E-Schnittstelle verwendet, ist zu einem alternativen Lösungsansatz für einen beschleunigten Grafikanschluss (AGP) geworden. Beispielsweise kann der Speicher-Steuerknoten 1526 einen 16-spurigen (x16) PCI-E-Anschluss für eine externe Grafikkarte auf PCI-E-Basis umfassen. Ein System kann AGP oder PCI-E zur Unterstützung der Grafik umfassen. Wie es hierin beschrieben wird, kann ein Display ein Sensor-Display sein (z.B. konfiguriert, um eine Eingabe unter Verwendung eines Stylus, eines Fingers usw. zu empfangen). Wie es hierin beschrieben wird, kann ein Sensor-Display auf resistiver Abtastung, optischer Abtastung oder andersartiger Abtastung beruhen.
Der E/A-Steuerknoten 1550 umfasst diverse Schnittstellen. Das Beispiel aus 15 umfasst eine SATA-Schnittstelle 1551, eine oder mehrere PCI-E-Schnittstellen 1552 (wahlweise eine oder mehrere ältere PCI-Schnittstellen), eine oder mehrere USB-Schnittstellen 1553, eine LAN-Schnittstelle 1554 (ganz allgemein eine Netzwerkschnittstelle), eine universelle E/A-Schnittstelle (GPIO) 1555, eine Schnittstelle 1570 mit geringer Stiftanzahl (LPC), eine Energieverwaltungsschnittstelle 1561, eine Taktgeberschnittstelle 1562, eine Audioschnittstelle 1563 (z.B. für Lautsprecher 1594), eine Gesamtbetriebskosten-(TCO)Schnittstelle 1564, eine Systemverwaltungsbus-Schnittstelle (z.B. eine serielle Multimaster-Computerbusschnittstelle) 1565 und eine serielle periphere Flash-Speicher-/Controller-Schnittstelle (SPI-Flash) 1566, die bei dem Beispiel aus 15 das BIOS 1568 und den Boot-Code 1590 umfasst. In Bezug auf die Netzwerkverbindungen kann der E/A-Steuerknoten 1550 integrierte Gigabit-Ethernet-Controller-Leitungen umfassen, die mit einem PCI-E-Schnittstellenanschluss gemultiplext sind. Andere Netzwerkmerkmale können unabhängig von einer PCI-E-Schnittstelle funktionieren.
Die Schnittstellen des E/A-Steuerknotens 150 können die Kommunikation mit diversen Geräten, Netzwerken, usw. bereitstellen. Beispielsweise stellt die SATA-Schnittstelle 1551 das Lesen, das Schreiben oder das Lesen und Schreiben von Informationen auf einem oder mehreren Laufwerken 1580 bereit, wie etwa auf HDDs, SDDs oder einer Kombination davon. Der E/A-Steuerknoten 1550 kann auch eine Advanced Host Controller Interface (AHCI) umfassen, um ein oder mehrere Laufwerke 1580 zu unterstützen. Die PCI-E-Schnittstelle 1552 ermöglicht drahtlose Verbindungen 1582 mit Geräten, Netzwerken, usw. Die USB-Schnittstelle 1553 stellt Eingabegeräte 1584, wie etwa Tastaturen (KB), einen oder mehrere optische Sensoren, Mäuse und diverse andere Geräte (z.B. Mikrofone, Kameras, Telefone, Speichergeräte, Medienwiedergabegeräte usw.) bereit. Eine oder mehrere andere Sensorarten kann bzw. können optional auf der USB-Schnittstelle 1553 oder einer anderen Schnittstelle (z.B. PC usw.) beruhen. Bezüglich der Mikrofone kann das System 1500 aus 15 Hardware (z.B. eine Audiokarte) umfassen, die geeignet konfiguriert ist, um Ton zu empfangen (z.B. Benutzerstimme, Umgebungsgeräusche usw.).
Bei dem Beispiel aus 15 stellt die LPC-Schnittstelle 1570 die Verwendung einer oder mehrerer ASICs 1571, eines Trusted Platform Modules (TPM) 1572, eines Super-E/A 1573, eines Firmware-Knotens 1574, einer BIOS-Unterstützung 1575 sowie von diversen Arten von Speicher 1576 bereit, wie etwa ROM 1577, Flash 1578 und nicht-flüchtigen RAM (NVRAM) 1579. In Bezug auf das TPM 1572 kann dieses Modul in Form eines Chips vorliegen, der verwendet werden kann, um Software- und Hardware-Geräte zu authentifizieren. Beispielsweise kann ein TPM in der Lage sein, eine Plattformauthentifizierung auszuführen, und kann verwendet werden, um zu überprüfen, dass ein System, das Zugang sucht, das erwartete System ist.
Beim Einschalten kann das System 1500 konfiguriert sein, um den Boot-Code 1590 für das BIOS 1568 auszuführen, der in dem SPI-Flash 1566 gespeichert ist, und verarbeitet anschließend Daten unter der Kontrolle von einem oder mehreren Betriebssystemen und Anwendungs-Software (wie beispielsweise im Systemspeicher 1540 gespeichert). Ein Betriebssystem kann an einer beliebigen von diversen Stellen gespeichert sein und kann beispielsweise gemäß den Anweisungen des BIOS 1568 zugänglich sein. Wie hierin beschrieben kann wiederum ein Satellit, eine Basisstation, ein Server oder eine andere Maschine eine kleinere oder größere Anzahl von Merkmalen als bei dem System 1500 aus 15 gezeigt umfassen. Ferner wird das System 1500 aus 15 gezeigt, wie es wahlweise Handyschaltungen 1595 umfasst, die GSM-, CDMA- und ähnliche Arten von Schaltungen umfassen können, die für einen koordinierten Betrieb mit einem oder mehreren der anderen Merkmalen des Systems 1500 konfiguriert sind. Ebenfalls in 15 gezeigt sind Batterieschaltungen 1597, die ein oder mehrere Merkmale, das bzw. die mit Batterien, Energie usw. zusammenhängen, bereitstellen können (z.B. wahlweise, um ein oder mehrere andere Bauteile des Systems 1500 anzuleiten). Als ein Beispiel kann ein SMBus über eine LPC-Schnittstelle (siehe beispielsweise die LPC-Schnittstelle 1570), über eine I²C-Schnittstelle (siehe beispielsweise die SM/I²C-Schnittstelle 1565) usw. bedienbar sein.
SCHLUSSFOLGERUNG
Obwohl Beispiele von Verfahren, Geräten, Systemen usw. in einem Wortlaut beschrieben wurden, der für Strukturmerkmale und/oder methodische Aktionen spezifisch ist, versteht es sich, dass der Gegenstand, der in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist, nicht unbedingt auf die beschriebenen spezifischen Merkmale oder Aktionen eingeschränkt ist. Vielmehr werden die spezifischen Merkmale und Aktionen als Beispiele von Formen zum Umsetzen der beanspruchten Verfahren, Geräte, Systeme, usw. offenbart.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

Haugen et al., „Characterization of the material properties of two FR4 circuit board laminates”, Norwegian Defence Research Establishment (FFI), Januar 2014 (FFI-Bericht 2013/01956) [0040]
Jan et al., „Flexural strength of honey comb sandwich structures”, Int. Journal of Applied Sciences and Engineering Research, Bd. 4, Ausgabe 1, 2015 [0061]

Claims

Gerät, umfassend: – eine Strukturschicht; – eine erste glasfaserverstärkte Epoxid-Platine, die auf einer Seite der Strukturplatte montiert ist; – eine zweite glasfaserverstärkte Epoxid-Platine, die auf einer gegenüberliegenden Seite der Strukturplatte montiert ist; – Bauteile, wobei die Bauteile einen Prozessor, einen Speicher, der operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist, und ein Display, das operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist, umfassen; und – ein Gehäusematerial, das von der Strukturschicht getragen wird.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Strukturschicht Kohlenstoff umfasst.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Strukturschicht Graphen umfasst.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Strukturschicht mindestens ein Übergangsmetall umfasst.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Strukturschicht Zellen umfasst.
Gerät nach Anspruch 5, wobei die Zellen Wandöffnungen umfassen.
Gerät nach Anspruch 5, wobei die Zellen sechseckige Zellen umfassen.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Strukturschicht ein Elastizitätsmodul umfasst, welches größer als ungefähr 50 GPa ist.
Gerät nach Anspruch 1, wobei das Gehäusematerial ein Polymermaterial umfasst.
Gerät nach Anspruch 9, wobei das Polymermaterial an die Strukturschicht gebondet ist.
Gerät nach Anspruch 1, wobei das Gehäusematerial eine Kapsel umfasst, die mit der Strukturschicht verbunden ist.
Gerät nach Anspruch 1, wobei das Gerät eine Dicke von weniger als ungefähr 10 mm umfasst.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Strukturschicht eine Massefläche umfasst.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Strukturschicht mindestens einen Stützstift umfasst.
Gerät nach Anspruch 1, umfassend ein Bauteil, das mit einem Stützstift verbunden ist, wobei der Stützstift mit der Strukturschicht verbunden ist.
Gerät nach Anspruch 1, umfassend ein Display-Glas, wobei das Display-Glas mindestens teilweise eine erste Seite des Gerätes bildet, und wobei das Gehäusematerial mindestens teilweise eine zweite, gegenüberliegende Seite des Gerätes bildet.
Gerät nach Anspruch 1, umfassend eine Lithium-Ionen-Batterie, die an der Strukturschicht montiert ist.
Gerät nach Anspruch 1, umfassend ein Tablet.
Gerät nach Anspruch 1, umfassend ein Smartphone.
Gerät nach Anspruch 1, umfassend mindestens einen Teil eines Clamshell-Computers.