DE102021129132A1

DE102021129132A1 - Wärmemanagementsysteme mit signalübertragungsrouting zur verwendung mit elektronischen vorrichtungen

Info

Publication number: DE102021129132A1
Application number: DE102021129132.1A
Authority: DE
Inventors: Juha Paavola; Sami Heinisuo; Kari Mansukoski
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2021-11-09
Publication date: 2022-06-23
Also published as: US20210112654A1; JP2022099258A

Abstract

Wärmemanagementsysteme mit Signalübertragungs-Routing zur Verwendung mit elektronischen Vorrichtungen werden offenbart. Eine elektronische Vorrichtung beinhaltet ein Gehäuse zum Aufnehmen eines ersten elektronischen Bauteils und eines zweiten elektronischen Bauteils. Im Inneren des Gehäuses ist eine Leiterplatte positioniert. Die Leiterplatte beinhaltet einen ersten Signalpfad zum kommunikativen Koppeln eines von der Leiterplatte getragenen Prozessors und der ersten elektronischen Komponente. Eine wärmeleitende Struktur ist an die Leiterplatte angrenzend positioniert. Die wärmeleitende Struktur soll die vom Prozessor erzeugte Wärme abführen. Die wärmeleitende Struktur soll zumindest einen Teil eines zweiten Signalpfads tragen, um den Prozessor und die zweite elektronische Komponente kommunikativ zu koppeln.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG
Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf elektronische Vorrichtungen und insbesondere auf Wärmemanagementsysteme mit Signalübertragungs-Routing zur Verwendung mit elektronischen Vorrichtungen.
HINTERGRUND
Elektronische Vorrichtungen verwenden thermische Systeme zum Managen der thermischen Bedingungen, um eine optimale Effizienz aufrechtzuerhalten. Zum Managen der thermischen Bedingungen setzen elektronische Vorrichtungen thermische Kühlsysteme ein, die elektronische Komponenten der elektronischen Vorrichtungen während des Gebrauchs kühlen.
Figurenliste

1 ist eine beispielhafte elektronische Vorrichtung mit einem beispielhaften Wärmemanagementsystem, das gemäß den Lehren dieser Offenbarung konstruiert ist.
2 ist eine Querschnittsansicht der beispielhaften elektronischen Vorrichtung von 1 entlang der Linie 2-2 von 1, die ein hierin offenbartes beispielhaftes Wärmemanagementsystem veranschaulicht.
3 ist eine Querschnittsansicht eines anderen hierin offenbarten beispielhaften Wärmemanagementsystems.
4 ist eine Querschnittsansicht eines anderen hierin offenbarten beispielhaften Wärmemanagementsystems.
5 ist eine Querschnittsansicht noch eines weiteren beispielhaften Wärmemanagementsystems.
6 ist eine Draufsicht einer beispielhaften wärmeleitenden Struktur, die die hierin offenbarten Wärmemanagementsysteme implementieren kann.
7 ist eine Draufsicht auf eine beispielhafte Leiterplatte, die ausgelegt ist zur Verwendung mit einem hierin offenbarten beispielhaften Wärmemanagementsystem.
8 ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Leiterplatte, die nicht ausgelegt ist zur Verwendung mit einem hierin offenbarten beispielhaften Wärmemanagementsystem.

Die Figuren sind nicht maßstabsgetreu. Allgemein werden die selben Bezugszahlen durchweg in der (den) Zeichnung(en) und der begleitenden schriftlichen Beschreibung dafür verwendet, auf die gleichen oder ähnliche Teile zu verweisen. Verbindungsbezugnahmen (z. B. angebracht, gekoppelt, verbunden und zusammengefügt) sind breit aufzufassen und können dazwischenliegende Elemente zwischen einer Sammlung von Elementen und eine relative Bewegung zwischen Elementen einschließen, sofern nichts anderes angegeben ist. Von daher lässt sich aus Verbindungsbezugsnahmen nicht darauf schließen, dass zwei Elemente direkt verbunden sind und in einer fixierten Beziehung zueinander stehen.
Deskriptoren „erster“, „zweiter“, „dritter“ usw. werden hierin verwendet, wenn mehrere Elemente oder Komponenten identifiziert werden, auf die sich möglicherweise getrennt bezogen wird. Insofern nicht anders basierend auf ihrem Verwendungszusammenhang spezifiziert oder verstanden, sollen derartige Deskriptoren nicht irgendeine Bedeutung von Priorität, physischer Reihenfolge oder Anordnung in einer Liste oder zeitlicher Ordnung zuschreiben, sondern werden lediglich als Bezeichnungen verwendet, um sich zum leichteren Verständnis der offenbarten Beispiele auf mehrere Elemente oder Komponenten getrennt zu beziehen. Bei manchen Beispielen kann der Deskriptor „erster“ verwendet werden, um auf ein Element in der ausführlichen Beschreibung zu verweisen, während auf dasselbe Element in einem Anspruch mit einem anderen Deskriptor, wie etwa „zweiter“ oder „dritter“, verwiesen werden kann. In derartigen Fällen versteht es sich, dass derartige Deskriptoren lediglich zur Vereinfachung des Bezugnehmens auf mehrere Elemente oder Komponenten verwendet werden.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Während des Betriebs einer elektronischen Vorrichtung (z. B. eines Laptops, eines Tablets usw.) erzeugen Hardwarekomponenten, die in einem Körper oder Gehäuse der Vorrichtung angeordnet sind, wie etwa ein Prozessor, eine Grafikkarte und/oder eine Batterie, Wärme. Von den Hardwarekomponenten der elektronischen Vorrichtung erzeugte Wärme kann bewirken, dass eine Temperatur einer oder mehrerer elektronischer Komponenten die Betriebstemperaturgrenzen der elektronischen Komponenten überschreitet.
Um eine Überhitzung der Hardwarekomponenten zu verhindern, beinhaltet die elektronische Vorrichtung ein Wärmemanagementsystem, um Wärme von der elektronischen Vorrichtung abzuführen. Beispielhafte Wärmemanagementsysteme können aktive Kühlsysteme oder passive Kühlsysteme beinhalten. Passive Kühlsysteme werden oft bei Prozessoren verwendet, die ungefähr 10 Watt Leistung nicht überschreiten. Prozessoren mit einer Leistung von mehr als 10 Watt erfordern häufig aktive Kühlsysteme, um diese Prozessoren effektiv unter die gewünschten Betriebstemperaturen zu kühlen.
Aktive Kühlsysteme verwenden Zwangskonvektionsverfahren, um eine Fluiddurchflussrate zu erhöhen, was eine Wärmeabfuhrrate erhöht. Um beispielsweise im Körper der elektronischen Vorrichtung erzeugte Wärme oder heiße Luft abzulassen und die elektronische Vorrichtung zu kühlen, setzen aktive Kühlsysteme häufig externe Vorrichtungen wie Lüfter oder Gebläse, Zwangsflüssigkeits-, thermoelektrische Kühler usw. ein.
Passive Kühlsysteme verwenden natürliche Konvektion und Wärmeabfuhr, indem sie Kühlkörper und/oder Wärmeverteiler verwenden, um die Strahlungs- und Konvektionswärmeübertragung zu erhöhen (z. B. zu maximieren). Passive Kühlsysteme setzen beispielsweise keine externen Vorrichtungen wie Lüfter oder Gebläse ein, die andernfalls den Luftstrom zwingen würden, Wärme aus dem Gehäuse des elektronischen Vorrichtung abzulassen. Stattdessen verlassen sich passive Kühlsysteme auf Materialeigenschaften, um Wärmeübertragungswege zwischen elektronischen Komponenten und äußeren Oberflächen oder Häuten der elektronischen Vorrichtungen bereitzustellen. Passive Kühlsysteme sind deutlich kostengünstiger als aktive Kühlsysteme, benötigen keinen Strom zum Betrieb und bieten Vorteile bei der Platzersparnis.
Obwohl passive Kühlsysteme platzsparende Vorteile bieten, verwenden elektronische Vorrichtungen häufig relativ dünne Leiterplatten und/oder eine kleine x-y-Platinenarchitektur, um einen kleineren Formfaktor zu liefern. Das Verringern der Größe einer gedruckten Leiterplatte erhöht die Herstellungskomplexität für das Routing von Signalübertragungspfaden (z. B. Leiterbahnen) auf der gedruckten Leiterplatte. Dichte Kommunikationsbereiche einer gedruckten Leiterplatte ergeben einen relativ schmalen Signalpfad (z. B. zwischen benachbarten Leiterbahnen oder Signalpfaden), was zu einem dichten Signalverarbeitungsbereich der Leiterplatte führt. Da elektronische Systeme komplizierter werden und elektrische Schnittstellen in den elektrischen Systemen mit höheren Frequenzen arbeiten, können dichte Signalverarbeitungsbereiche (wie etwa jene an ein Lüftermodul angrenzenden) Übersprechen oder unerwünschte Signalüberkreuzungen zwischen benachbarten Signalpfaden verursachen. Beispielsweise kann Übersprechen eine Störung sein, die durch ein Signal induziert wird, das ein anderes Signal stört, was die Leistungsfähigkeit der elektronischen Vorrichtung verringert. Infolgedessen können dünnere Platinen und kleinere xy-Leiterplattenarchitekturen, die zu schmalen und/oder engen Signalpfadrouten führen, einen Verlust der Signalintegrität verursachen, wodurch die Leistungsfähigkeit der elektronischen Vorrichtung verringert wird. Außerdem sind mehrere Schichten, die auf der Leiterplatte gebildet werden, um dichte Signalpfade zu entschärfen, möglicherweise keine Option, da eine Leiterplatte mit mehreren Schichten eine Leiterplattendicke (z. B. in der z-Richtung) erhöht, die eine gewünschte Dicke überschreiten und/oder eine gewünschte Gesamtdicke (z. B. in z-Richtung) einer elektronischen Vorrichtung beeinflussen kann.
Leiterplatten weisen nahe einer zentralen Verarbeitungseinheit (z. B. einer CPU) einen begrenzten Routing-Raum auf. Signalpfade auf der Leiterplatte verbrauchen Platz und daher setzen solche Platzanforderungen oft Grenzen für Miniaturisierung der Platinengröße und/oder Maximierung der Batteriegröße, insbesondere in mobilen Vorrichtungen. Sind auf der Leiterplatte mehrere Lagen vorgesehen, erhöht sich die Dicke bzw. Höhe der gedruckten Leiterplatte. Somit begrenzen bekannte Konfigurationen des Signalroutingraums häufig andere Leistungsmetriken (z. B. Batterielebensdauer, Größenleistungsfähigkeit usw.) und/oder Gesamtabmessungseigenschaften von elektronischen Vorrichtungen.
Einige hierin offenbarte beispielhafte Einrichtungen sehen passive Kühlung in Kombination mit Signalverarbeitung vor. Ein hierin offenbartes beispielhaftes passives Kühlsystem sieht einen physischen Wärmeübertragungspfad (z. B. zwischen einer oder mehreren elektronischen Komponenten einer elektronischen Vorrichtung und einer Außenhaut der elektronischen Vorrichtung) und einen elektrischen Signalpfad (z. B. zwischen den elektronischen Komponenten einer elektronischen Vorrichtung und einem Prozessor) vor. Insbesondere beinhalten eine oder mehrere Strukturen eines passiven Kühlsystems Signalroutingpfade (z. B. Leiterbahnen), um den Raum für Signalverarbeitungspfade der Leiterplatte zu vergrößern. Vorsehen von Signalroutingpfaden auf einer oder mehreren Strukturen des passiven Kühlsystems reduziert die Signaldichte und/oder die Überlastung auf der Leiterplatte, wodurch zusätzlicher Platz auf der Leiterplatte für kritisches Routen von Signalwegen zu einer zentralen Verarbeitungseinheit bereitgestellt wird. Beispielsweise können Hochgeschwindigkeitsdaten- und/oder andere I/O-Komponenten-Signalisierungspfade, anstelle der Leiterplatte, über eine oder mehrere Strukturen eines Wärmemanagementsystems geroutet werden. Ein solches Routing kann angrenzend an eine zentrale Verarbeitungseinheit oder einen Prozessor vorgesehen werden, wodurch mehr Platz auf der Leiterplatte bereitgestellt wird.
1 ist eine beispielhafte elektronische Vorrichtung 100, die gemäß den Lehren dieser Offenbarung konstruiert ist. Die elektronische Vorrichtung des veranschaulichten Beispiels ist eine persönliche Rechenvorrichtung, wie beispielsweise ein Laptop. Die elektronische Vorrichtung 100 des veranschaulichten Beispiels beinhaltet ein erstes Gehäuse 102, das über ein Scharnier 106 an ein zweites Gehäuse 104 gekoppelt ist. Das Scharnier 106 ermöglicht, dass sich das zweite Gehäuse 104 relativ zum ersten Gehäuse 102 zwischen einer verstauten Stellung (bei der das zweite Gehäuse 104 z. B. mit dem ersten Gehäuse 102 ausgerichtet oder parallel zu diesen ist) und einer offenen Stellung, wie in 1 gezeigt, dreht oder faltet (bei der das zweite Gehäuse 104 z. B. relativ zum ersten Gehäuse 102 nicht parallel ist). In der offenen Stellung kann sich das zweite Gehäuse 104 relativ zum ersten Gehäuse 102 um das Scharnier 106 in einen gewünschten Betrachtungswinkel drehen.
Das erste Gehäuse 102 und/oder das zweite Gehäuse 104 beherbergt und/oder trägt elektronische Komponenten 108 der elektronischen Vorrichtung 100. Zum Beispiel umfassen die elektronischen Komponenten 108 des veranschaulichten Beispiels eine Tastatur 110 und ein Trackpad 112, E/A-Anschlüsse 114 (z. B. universeller serieller Bus (USB) 114a, Ethernet-Buchse114b usw.), eine Anzeige 116, eine Kamera 118, einen Lautsprecher 120 und ein Mikrofon 122. Andere elektronische Komponenten 108 können unter anderem eine Grafikkarte, eine Batterie, Leuchtdioden, Speicher, ein Speicherungslaufwerk, eine Antenne usw. umfassen. Beispielsweise beherbergt das erste Gehäuse 102 die Anzeige 116, die Kamera 118, die Lautsprecher 120 und das Mikrofon 122. Das zweite Gehäuse 104 des veranschaulichten Beispiels beherbergt die Tastatur 110 und das Trackpad 112, die über das zweite Gehäuse 104 freigelegt sind, um Benutzereingaben zu ermöglichen, sowie die E/A-Verbinder 114.
Obwohl die beispielhafte elektronische Vorrichtung 100 des veranschaulichten Beispiels ein Laptop ist, kann die elektronische Vorrichtung 100 in einigen Beispielen ein Tablet (z. B. mit einem einzigen Gehäuse), ein Desktop-Computer, ein Mobilgerät, ein Mobiltelefon, ein Smartphone, ein Hybrid- oder Convertible-PC, eine Personal Computing(PC)-Vorrichtung, ein Server, eine modulare Rechenvorrichtung, ein digitaler Bilderrahmen, ein Grafikrechner, eine Smartwatch und/oder eine beliebige andere elektronische Vorrichtung, das passive Kühlung einsetzt sein.
2 ist ein Querschnitt der beispielhaften elektronischen Vorrichtung 100 von 2 entlang der Linie 2-2 von 1. Wie nehmen Bezug auf 2, in der die elektronische Vorrichtung 100 des veranschaulichten Beispiels eine hierin offenbarte beispielhafte Hardwarekomponentenbaugruppe 200 beinhaltet. Das zweite Gehäuse 104 (1) des veranschaulichten Beispiels trägt die Hardwarekomponentenbaugruppe 200. In einigen Beispielen können eine Hilfs- oder sekundäre Hardwarekomponente und eine Wärmemanagementsystembaugruppe von dem ersten Gehäuse 102 lokalisiert und/oder getragen werden.
Die Hardwarekomponentenbaugruppe 200 des veranschaulichten Beispiels beinhaltet eine Leiterplatte 202 (z. B. eine gedruckte Leiterplatte (PCB)), an die ein Prozessor 204 (z. B. ein System-on-Chip (SOS)) gekoppelt ist. Die Leiterplatte 202 hält eine oder mehrere Schaltungskomponenten 206 (z. B. Widerstände, Transistoren, Kondensatoren, Dioden, Induktivitäten, integrierte Schaltungen usw.). Der Prozessor 204 des veranschaulichten Beispiels überschreitet 10 Watt Leistung nicht. In einigen Beispielen kann der Prozessor 204 jedoch 10 Watt Leistung überschreiten. Der Prozessor 204 des veranschaulichten Beispiels ist zwischen der Leiterplatte 202 und einer wärmeleitenden Struktur 208 eines Wärmemanagementsystems 210 positioniert. Insbesondere ist der Prozessor 204 zwischen einer ersten Oberfläche 212 (z. B. einer ersten horizontalen oder flachen Oberfläche) der Leiterplatte, einer zweiten Oberfläche 214 (z. B. einer zweiten horizontalen oder flachen Oberfläche) entgegengesetzt, und einer ersten Oberfläche 216 (z. B erste horizontale oder flache Oberfläche) der wärmeleitenden Struktur 208, einer zweiten Oberfläche 218 (z. B. einer zweiten horizontalen oder flachen Oberfläche) der wärmeleitenden Struktur 208 entgegengesetzt, positioniert. Die erste Oberfläche 212 der Leiterplatte 202 des veranschaulichten Beispiels ist in Richtung der ersten Oberfläche 216 der wärmeleitenden Struktur 208 orientiert (ist beispielsweise dieser zugewandt). Mit anderen Worten ist der Prozessor 204 des veranschaulichten Beispiels sandwichartig zwischen der ersten Oberfläche 212 der Leiterplatte und der ersten Oberfläche 216 der wärmeleitenden Struktur 208 angeordnet. Zum Beispiel greift eine erste Seite 220 des Prozessors 204 direkt an der ersten Oberfläche 212 der Leiterplatte 202 an und eine zweite Seite 222 des Prozessors 204, der ersten Seite 220 entgegengesetzt, greift direkt an der ersten Oberfläche 216 der wärmeleitenden Struktur 208 an. Somit wird ein Spalt oder ein Zwischenraum 224 zwischen (z. B. der ersten Fläche 212) der Leiterplatte 202 und (z. B. der ersten Fläche 216) der wärmeleitenden Struktur oft durch eine Höhe 226 (z. B. in einer z-Richtung) des Prozessors 204 bestimmt.
Um eine Anzahl von Signalroutings, die auf der Leiterplatte 202 gebildet sind, zu reduzieren, trennt die beispielhafte Hardwarekomponentenbaugruppe 200 des veranschaulichten Beispiels zumindest Teile von Signalroutings zwischen der Leiterplatte 202 und der wärmeleitenden Struktur 208. Um die Signalroutings zu trennen, beinhaltet die beispielhafte Hardwarekomponentenbaugruppe 200 einen ersten Signalpfad 230, der von der Leiterplatte 202 gehalten oder getragen wird, und mindestens einen Teil eines zweiten Signalpfads 232, der von der wärmeleitenden Struktur 208 gehalten oder getragen wird. In einigen Beispielen kann der zweite Signalpfad 232 eine oder mehrere abgehende Signalroutings vom Prozessor 204 sein. In einigen Beispielen kann der zweite Signalpfad 232 ein oder mehrere zurückkommende Signalroutings zum Prozessor 204 sein. In einigen Beispielen sieht der erste Signalpfad 230 einen Signalpfad zum Abgehen von Signalroutings vom Prozessor 204 vor, und der zweite Signalpfad 232 sieht zurückkommende Signalroutings zum Prozessor 204 vor. Das veranschaulichte Beispiel von 2 veranschaulicht einen einzelnen ersten Signalpfad und einen einzelnen zweiten Signalpfad. Der erste Signalpfad 230 kann jedoch eine Vielzahl von ersten Signalpfaden beinhalten, die auf der Leiterplatte 202 gebildet sind, und der zweite Signalpfad 232 kann eine Vielzahl von zweiten Signalpfaden beinhalten, die auf der wärmeleitenden Struktur 208 gebildet sind.
Um den Prozessor 204 und die elektronischen Komponenten 108 (z. B. 1) und/oder die Schaltungskomponenten 206 der elektronischen Vorrichtung 100 kommunikativ und/oder elektrisch zu koppeln (z. B. kommunikativ zu koppeln), beinhaltet die Leiterplatte 202 des veranschaulichten Beispiels den ersten Signalpfad 230. Der erste Signalpfad 230 des veranschaulichten Beispiels ist eine aus einem leitfähigen Material (z. B. Kupfer, Aluminium, Gold usw.) bestehende Leiterbahn 234. Insbesondere wird die Leiterbahn 234 von der Leiterplatte 202 getragen. Die Leiterbahn 234 kann auf und/oder zwischen Schichten der Leiterplatte 202 durch herkömmliche Fertigungstechniken und/oder - prozesse für Leiterplatten (z. B. gedruckte Leiterplatten) gebildet werden.
Der erste Signalpfad 230 des veranschaulichten Beispiels kann kritische Signalpfade beinhalten, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, zum Beispiel Gating-Signale, Ethernet-Signale usw. Zum Beispiel koppelt der erste Signalpfad 230 des veranschaulichten Beispiels den Prozessor 204 und eine erste elektronische Komponente 236 der elektronischen Vorrichtung 100 elektrisch und/oder kommunikativ. Zum Beispiel ist die erste elektronische Komponente 236 des veranschaulichten Beispiels die Ethernet-Buchse 114b (1). In einigen Beispielen kann der erste Signalpfad 230 den Prozessor 204 und eine oder mehrere der anderen elektronischen Komponenten 108 elektrisch und/oder kommunikativ koppeln, einschließlich beispielsweise der Anzeige 116, des Lautsprechers 120, des Mikrofons 122 usw. Die erste elektronische Komponente 236 des veranschaulichten Beispiels ist mit der Leiterbahn 234 der Leiterplatte 202 über einen flexiblen Verbinder 238 (z. B. eine flexible Leiterbahn und/oder andere Verbinder) gekoppelt.
Um den Signalpfad und/oder den Routingraum auf der Leiterplatte 202 zu vergrößern (z. B. für kritische Signalpfade), beinhaltet die wärmeleitende Struktur 208 des veranschaulichten Beispiels den zweiten Signalpfad 232. Der zweite Signalpfad 232 kann Routing für Hochgeschwindigkeitsdatensignale und/oder Routing zwischen dem Prozessor 204 und einer oder mehreren der elektronischen Komponenten 108 bereitstellen. Zum Beispiel beinhaltet die wärmeleitende Struktur 208 des veranschaulichten Beispiels den zweiten Signalpfad 232, um den Prozessor 204 und eine zweite elektronische Komponente 240 der elektronischen Vorrichtung 100 kommunikativ und/oder elektrisch zu koppeln. Der zweite Signalpfad 232 wird von der wärmeleitenden Struktur 208 getragen, um Signal engpässe und/oder Signalüberlastung auf der Leiterplatte 202 zu reduzieren. Mit anderen Worten, der zweite Signalpfad 232 würde ansonsten von der Leiterplatte 202 getragen, wodurch die Signalroutings auf der Leiterplatte 202 erhöht würden. In dem veranschaulichten Beispiel ist die zweite elektronische Komponente 240 die Kamera 118 von 1. In anderen Beispielen kann die zweite elektronische Komponente 240 eine oder mehrere der elektronischen Komponenten 108 der elektronischen Vorrichtung 100 sein (z. B. nicht über den ersten Signalpfad 230 kommunikativ mit dem Prozessor 204 gekoppelt). Zum Beispiel kann die zweite elektronische Komponente 240 das Mikrofon 122, der Lautsprecher 120, die Anzeige 116 und/oder andere elektronische Komponenten der elektronischen Vorrichtung 100 sein. In einigen Beispielen kann der zweite Signalpfad 232 dafür eingerichtet sein, zumindest Teile eines kritischen und/oder Hochgeschwindigkeits-Signalpfads (z. B. ein Ethernet-Signal, ein Gate-Signal usw.) zu unterstützen.
Der zweite Signalpfad 232 des veranschaulichten Beispiels ist eine zweite Leiterbahn 242, die von der wärmeleitenden Struktur 208 getragen wird. Außerdem unterstützt der zweite Signalpfad 232 Schaltungskomponenten 244 (z. B. Transistoren, integrierte Schaltungen, Kondensatoren, Widerstände, Induktivitäten, Dioden usw.), die über die zweite Leiterbahn 242 kommunikativ und/oder elektrisch gekoppelt sind. In dem veranschaulichten Beispiel ist die zweite Leiterbahn 242 (und beispielsweise die Schaltungskomponenten 244) an der ersten Oberfläche 216 der wärmeleitenden Struktur 208 angebracht. Zum Beispiel können die zweite Leiterbahn 242 und/oder die Schaltungskomponenten 244 des veranschaulichten Beispiels auf einer flexiblen Leiterplatte gebildet sein, die beispielsweise über Klebstoff 246 an der ersten Oberfläche 216 der wärmeleitenden Struktur 208 befestigt sein kann. In einigen Beispielen kann der Klebstoff 246 ein wärmeleitfähiger Klebstoff sein. Der zweite Signalpfad 232 ist über einen flexiblen Verbinder 248 elektrisch und/oder kommunikativ mit der zweiten elektronischen Komponente 240 gekoppelt. In einigen Beispielen kann die zweite Leiterbahn 242, wenn sie auf einer flexiblen Leiterplatte ausgebildet ist, so ausgebildet sein, dass sie sich direkt zu der zweiten elektronischen Komponente 240 erstreckt. In einigen Beispielen kann der zweite Signalpfad 232 (z. B. die zweite Leiterbahn 242 und/oder die Schaltungskomponenten 244) auf der ersten Oberfläche der wärmeleitenden Struktur 208 durch Laserdirektsintertechnologie, additive Fertigungstechnologie und/oder eine beliebige andere geeignete flexible Leiterplatte, gedruckte Leiterplatte, Leiterbahnbildung und/oder andere Signalpfad-Herstellungstechniken gebildet werden.
In einigen Beispielen kann eine Isolierschicht (z. B. ein elektrischer Isolator, Isolierpaste usw.) zwischen der ersten Oberfläche 216 der wärmeleitenden Struktur 208 und dem zweiten Signalpfad 232 (z. B. der zweiten Leiterbahn 242, einer flexiblen Schaltung, die die zweite Leiterbahn 242 definiert usw.) vorgesehen sein. Wenn die wärmeleitende Struktur aus einem elektrisch leitenden Material (z. B. Kupfer) hergestellt ist, stört die wärmeleitende Struktur 208 auf diese Weise den zweiten Signalpfad 232 nicht (verschlechtert beispielsweise ein Signal davon nicht). In einigen Beispielen kann mindestens einer von einem Film oder einem Klebstoff über dem zweiten Signalpfad 232 (z. B. der zweiten Leiterbahn 242) positioniert werden, um gegen elektromagnetische Induktion abzuschirmen.
Um den zweiten Signalpfad 232 und/oder die zweite Leiterbahn 242 und den Prozessor 204 kommunikativ zu koppeln, beinhaltet die Leiterplatte 202 des veranschaulichten Beispiels den Verbindungssignalpfad 250. Der Verbindungssignalpfad 250 kann eine auf der Leiterplatte 202 gebildete Verbindungsleiterbahn 252 sein. Um den zweiten Signalpfad 232 und den Prozessor 204 über den Verbindungssignalpfad 250 elektrisch zu koppeln, setzt die elektronische Vorrichtung 100 einen Leiterbahnverbinder 254 ein. Zum Beispiel ist ein erstes Ende des Leiterbahnverbinders 254 an den zweiten Signalweg 232 (z. B. die zweite Leiterbahn 242) gekoppelt und ein zweites Ende des Leiterbahnverbinders 254, dem ersten Ende entgegengesetzt, ist an den Verbindungssignalweg 250 gekoppelt. Zum Beispiel ist der Leiterbahnverbinder 254 des veranschaulichten Beispiels ein Federverbinder (z. B. ein Flex-zu-Leiterplatten-Verbinder). In einigen Beispielen kann der zweite Signalpfad 232 über einen Draht, eine elektrisch leitfähige Struktur und/oder eine beliebige andere Brücke oder einen beliebigen anderen Verbinder zum Verbinden der zweiten Leiterbahn 242 und der Verbindungsleiterbahn 252 elektrisch mit dem Verbindungssignalpfad 250 gekoppelt sein. Beispielsweise kann in einigen Beispielen die zweite Leiterbahn 242 mit dem Prozessor 204 verbunden werden, indem ein Draht an die zweite Leiterbahn 242 und die Verbindungsleiterbahn 252 gelötet wird. Wie unten beschrieben, kann der zweite Signalpfad 232 in einigen Beispielen direkt an dem Prozessor 204 angebracht oder an diesen gekoppelt sein, ohne dass eine Verbindung mit der Leiterplatte 202 erforderlich ist. Somit können in einigen Beispielen der Leiterbahnverbinder 254, die Verbindungsleiterbahn 252 und/oder der Verbindungssignalpfad 250 weggelassen werden.
Die wärmeleitende Struktur 208 des veranschaulichten Beispiels kann eine Dampfkammer, ein Wärmeverteiler, ein Kühlkörper, ein Kühlplattenkühlkörper, ein Wärmerohr, ein strukturelles Chassis, ein Wärmeverteiler (z. B. in Vorrichtungen mit geringer Leistung) und/oder eine beliebige andere wärmeleitende Struktur des Wärmemanagementsystems 210 sein.
Um den zweiten Signalpfad 232 gegen elektromagnetische Induktion und/oder andere Störungen abzuschirmen, beinhaltet der zweite Signalpfad 232 außerdem einen Film und/oder einen Klebstoff 256. Zum Beispiel kann der Film oder der Klebstoff 256 über mindestens einem Abschnitt des zweiten Signalpfads 232 und/oder der zweiten Leiterbahn 242 positioniert sein.
Im Betrieb stellt die wärmeleitende Struktur 208 ein passives Kühlsystem oder einen Kühlkörper für die elektronische Vorrichtung 100 bereit. Zum Beispiel wird von den Schaltungskomponenten 206 und/oder dem Prozessor 204 des veranschaulichten Beispiels erzeugte Wärme über die erste Oberfläche 216 der wärmeleitenden Struktur 208 abgeführt (z. B. verteilt). Zum Beispiel wird vom Prozessor 204 erzeugte Wärme über die wärmeleitende Struktur 208 (z. B. eine Dampfkammer) hinweg verteilt und/oder absorbiert und auf die zweite Oberfläche 218 der wärmeleitenden Struktur 208 übertragen. Die wärmeleitende Struktur 208 ist dafür strukturiert, die Wärme von der zweiten Oberfläche 218 an einen Rahmen des zweiten Gehäuses 104 abzuführen und/oder zu übertragen. Zum Beispiel kann die zweite Oberfläche 218 der wärmeleitenden Struktur 208 dafür ausgelegt sein, Wärme auf eine Haut oder einen Rahmen (z. B. ein Chassis) des zweiten Gehäuses 104 zu übertragen.
3 ist eine Querschnittsansicht einer weiteren hierin offenbarten beispielhaften Hardwarekomponentenbaugruppe 300. Die hierin offenbarte beispielhafte Hardwarekomponentenbaugruppe 300, die die elektronische Vorrichtung 100 von 1 implementieren kann, ist ein Tablet, eine Mobilvorrichtung und/oder eine beliebige andere elektronische Vorrichtung, die passive Kühlung einsetzt.
Wir nehmen Bezug auf 3, in der die Hardwarekomponentenbaugruppe 300 des veranschaulichten Beispiels eine gedruckte Leiterplatte 302 (PCB) und einen Prozessor 304 (z. B. ein System-on-Chip (SOS)) beinhaltet. Die Leiterplatte 302 unterstützt eine oder mehrere Schaltungskomponenten 306 (z. B. Widerstände, Transistoren, Kondensatoren, Dioden, Induktivitäten, integrierte Schaltungen usw.). Die Hardwarekomponentenbaugruppe 300 des veranschaulichten Beispiels beinhaltet eine wärmeleitfähige Struktur 308 eines Wärmemanagementsystems 310, die so strukturiert ist, dass sie von dem Prozessor 304 und/oder den Schaltungskomponenten 306 erzeugte Wärme abführt. Der Prozessor 304 des veranschaulichten Beispiels ist zwischen der Leiterplatte 302 und der wärmeleitenden Struktur 308 positioniert.
Um eine Anzahl von Signalroutings, die auf der Leiterplatte 302 gebildet sind, zu reduzieren, trennt die beispielhafte Hardwarekomponentenbaugruppe 300 des veranschaulichten Beispiels zumindest Teile von Signalroutings zwischen der Leiterplatte 302 und der wärmeleitenden Struktur 308. Die Leiterplatte 302 des veranschaulichten Beispiels beinhaltet eine Vielzahl von ersten Signalpfaden 312, die durch eine Vielzahl von Leiterbahnen 314 definiert sind. Die ersten Signalpfade 312 können Hochgeschwindigkeitssignale und/oder kritische Signale einer elektronischen Vorrichtung verarbeiten. In einigen Beispielen koppeln die ersten Signalpfade 312 und/oder die Leiterbahnen 314 kommunikativ und/oder elektrisch den Prozessor 304 und eine oder mehrere elektronische Komponenten (z. B. die elektronischen Komponenten 108 von 1).
Die wärmeleitende Struktur 308 des veranschaulichten Beispiels trägt einen zweiten Signalpfad 316, um den Prozessor 304 und eine elektronische Komponente 318 (z. B. eine oder mehrere der elektronischen Komponenten 108 von 1 usw.) einer elektronischen Vorrichtung kommunikativ und/oder elektrisch zu koppeln. Der zweite Signalpfad 316 des veranschaulichten Beispiels ist eine zweite Leiterbahn 320 und Schaltungskomponenten 322 (z. B. Transistoren, Kondensatoren, Widerstände, Induktivitäten, Dioden, integrierte Schaltungen usw.), die über die zweite Leiterbahn 320 kommunikativ und/oder elektrisch gekoppelt sind. Um den zweiten Signalpfad 316 und den Prozessor 304 kommunikativ zu koppeln, beinhaltet die Leiterplatte 302 des veranschaulichten Beispiels einen ersten Verbindungssignalpfad 324 (z. B. ähnlich dem Verbindungssignalpfad 250 von 2). Zum Beispiel beinhaltet der erste Verbindungssignalpfad 324 eine erste Verbindungsleiterbahn 326, die auf der Leiterplatte 302 gebildet ist, und einen ersten Leiterbahnverbinder 328, um die zweite Leiterbahn 320 und die erste Verbindungsleiterbahn 326 elektrisch und/oder kommunikativ zu koppeln. Zum Beispiel ist der erste Leiterbahnverbinder 328 des veranschaulichten Beispiels ein Federverbinder (z. B. ein Flex-zu-Leiterplatten-Verbinder).
In dem veranschaulichten Beispiel stellt der zweite Signalpfad 316, der durch die zweite Leiterbahn 320 definiert ist, ein Abgangssignalrouting 330 bereit. Zum Beispiel ermöglicht das Abgangssignalrouting 330 Befehle, Signale und/oder Anweisungen vom Prozessor 304 an die elektronische Komponente 318.
Um Signale von der elektronischen Komponente 318 an den Prozessor 304 zurückzugeben, setzt die Leiterplatte 302 des veranschaulichten Beispiels einen Rücksignalpfad 332 ein. Der Rücksignalpfad 332 des veranschaulichten Beispiels ist durch eine erste Rückleiterbahn 334 und eine zweite Rückleiterbahn 336 definiert. Die erste Rückleiterbahn 334 ist an einem ersten Ende mit der elektronischen Komponente 318 gekoppelt, und ein zweites Ende, dem ersten Ende entgegengesetzt, wird von der wärmeleitenden Struktur 308 gehalten. Die zweite Rückleiterbahn 336 ist mit der Leiterplatte 302 gebildet und beinhaltet ein erstes Ende, das elektrisch an die erste Rückleiterbahn 334 gekoppelt ist, und ein zweites Ende, das elektrisch an den Prozessor 304 gekoppelt ist. Um die erste Rückleiterbahn 334 und die zweite Rückleiterbahn 336 elektrisch zu koppeln, beinhaltet die Hardwarekomponentenbaugruppe 300 des veranschaulichten Beispiels einen zweiten Leiterbahnverbinder 338. Zum Beispiel ist ein erstes Ende des zweiten Leiterbahnverbinders 338 an die erste Rückleiterbahn 334 gekoppelt und ein zweites Ende des zweiten Leiterbahnverbinders 338, dem ersten Ende entgegengesetzt, ist an die zweite Rückleiterbahn 336 gekoppelt. Zum Beispiel ist der zweite Leiterbahnverbinder 338 des veranschaulichten Beispiels ein Federverbinder (z. B. ein Flex-zu-Leiterplatten-Verbinder). In einigen Beispielen kann die erste Rückleiterbahn 334 mit der zweiten Rückleiterbahn 336 verbunden werden, indem ein Draht oder ein anderer Verbinder zwischen die erste Rückleiterbahn 334 und die zweite Rückleiterbahn 336 gelötet wird. Die wärmeleitende Struktur 308 des veranschaulichten Beispiels funktioniert ähnlich wie die wärmeleitende Struktur 208 von 2.
4 ist eine Querschnittsansicht einer anderen hierin offenbarten beispielhaften Hardwarekomponentenbaugruppe 400. Die hierin offenbarte beispielhafte Hardwarekomponentenbaugruppe 400 kann die elektronische Vorrichtung 100 von 1, ein Tablet, ein Mobilgerät und/oder eine beliebige andere elektronische Vorrichtung, die passive Kühlung verwendet, implementieren.
Bezugnehmend auf 4 umfasst die Hardwarekomponentenbaugruppe 400 des veranschaulichten Beispiels eine gedruckte Leiterplatte 402 (PCB) und einen Prozessor 404 (z. B. ein System-on-Chip (SOS). Die Hardwarekomponentenbaugruppe 400 des veranschaulichten Beispiels beinhaltet eine wärmeleitende Struktur 408 eines Wärmemanagementsystems 410, die so strukturiert ist, dass sie von dem Prozessor 404 und/oder anderen Komponenten einer elektronischen Vorrichtung erzeugte Wärme abführt. Der Prozessor 406 des veranschaulichten Beispiels ist zwischen der Leiterplatte 402 und der wärmeleitenden Struktur 408 positioniert.
Um eine Reihe von Signalroutings, die auf der Leiterplatte 402 gebildet sind, zu reduzieren, trennt die beispielhafte Hardwarekomponentenbaugruppe 400 des veranschaulichten Beispiels zumindest Teile von Signalroutings zwischen der Leiterplatte 402 und der wärmeleitenden Struktur 408. Die Leiterplatte 402 und/oder die wärmeleitende Struktur 408 tragen eine oder mehrere Schaltungskomponenten (z. B. Widerstände, Transistoren, Kondensatoren, Dioden, Induktivitäten, integrierte Schaltungen usw.).
Die Leiterplatte 402 des veranschaulichten Beispiels beinhaltet eine Vielzahl von ersten Signalpfaden 412, die durch eine Vielzahl von Leiterbahnen 414 definiert sind. Die ersten Signalpfade 412 können Hochgeschwindigkeitssignale und/oder kritische Signale einer elektronischen Vorrichtung verarbeiten. In einigen Beispielen koppeln die ersten Signalpfade 412 und/oder die Leiterbahnen 414 kommunikativ und/oder elektrisch den Prozessor 404 und eine oder mehrere elektronische Komponenten (z. B. die elektronischen Komponenten 108 von 1).
Die wärmeleitende Struktur 408 des veranschaulichten Beispiels trägt eine Vielzahl von zweiten Signalpfaden 416, um den Prozessor 404 und eine Vielzahl von elektronischen Komponenten (z. B. eine oder mehrere der elektronischen Komponenten 108 von 1 usw.) einer elektronischen Vorrichtung kommunikativ und/oder elektrisch zu koppeln. Die zweiten Signalpfade 416 des veranschaulichten Beispiels beinhalten eine erste Leiterbahn 418 und eine zweite Leiterbahn 420. Um die erste Leiterbahn 418 und den Prozessor 404 kommunikativ zu koppeln, beinhaltet die Leiterplatte 402 des veranschaulichten Beispiels eine Verbindungsleiterbahn 422 und einen Leiterbahnverbinder 424, um die erste Leiterbahn 418 und den Prozessor 404 elektrisch und/oder kommunikativ zu koppeln. Zum Beispiel kann der Leiterbahnverbinder 424 des veranschaulichten Beispiels eine Durchkontaktierung bzw. VIA, eine leitfähige Struktur wie etwa eine Kupferniete, ein Flex-zu-Leiterplatten-Verbinder, ein Draht und/oder ein beliebiger anderer Verbinder sein.
In dem veranschaulichten Beispiel ist die zweite Leiterbahn 420 direkt an den Prozessor 404 gekoppelt. Zum Beispiel kann ein erstes Ende 426 der zweiten Leiterbahn 420 elektrisch und/oder kommunikativ an eine elektronische Komponente gekoppelt sein und ein zweites Ende 428, dem ersten Ende entgegengesetzt, ist elektrisch und/oder kommunikativ an den Prozessor 404 gekoppelt. Zum Beispiel ist das zweite Ende der zweiten Leiterbahn 420 direkt an dem Prozessor 404 angebracht (z. B. durch Löten, einen Flex-to-Board-Verbinder und/oder einen oder mehrere andere Verbinder). Auf diese Weise benötigt die zweite Leiterbahn 420 keine Verbindung mit der Leiterplatte 402. Mit anderen Worten benötigt die zweite Leiterbahn 420 keinen Leiterbahnverbinder zwischen der Leiterplatte 402 und der zweiten Leiterbahn 420, um die zweite Leiterbahn 420 und den Prozessor 404 kommunikativ und/oder elektrisch zu koppeln. Die wärmeleitende Struktur 408 des veranschaulichten Beispiels funktioniert ähnlich wie die wärmeleitende Struktur 208 von 2 und seine Funktion wird nicht wiederholt.
5 ist eine Querschnittsansicht einer weiteren hierin offenbarten beispielhaften Hardwarekomponentenbaugruppe 500. Die hierin offenbarte beispielhafte Hardwarekomponentenbaugruppe 500 kann die elektronische Vorrichtung 100 von 1, ein Tablet, ein Mobilgerät und/oder eine beliebige andere elektronische Vorrichtung, die passive Kühlung verwendet, implementieren. Viele der Komponenten der beispielhaften Hardwarekomponentenbaugruppe 500 von 5 sind den oben in Verbindung mit 4 beschriebenen Komponenten im Wesentlichen ähnlich oder mit diesen identisch. Von daher werden diese Komponenten im Folgenden nicht noch einmal im Detail beschrieben. Für ähnliche Strukturen in 5 werden ähnliche oder identische Bezugszahlen, wie in 4 verwendet werden, verwendet. Zum Beispiel umfasst die Hardwarekomponentenbaugruppe 500 eine Leiterplatte 402, einen Prozessor 404 (z. B. eine zentrale Verarbeitungseinheit), eine Vielzahl erster Signalpfade 412 und Leiterbahnen 414, die im Wesentlichen ähnlich wie die Hardwarekomponentenbaugruppe 400 von 4 aufgebaut sind.
Die Hardwarekomponentenbaugruppe 500 des veranschaulichten Beispiels beinhaltet ein Wärmemanagementsystem 502 mit einer wärmeleitenden Struktur 504. Die wärmeleitende Struktur 504 des veranschaulichten Beispiels, die eine Vielzahl von zweiten Signalpfaden 506 trägt, dient dazu, den Prozessor 404 und eine Vielzahl von elektronischen Komponenten (z. B. eine oder mehrere der elektronischen Komponenten 108 von 1 usw.) einer elektronischen Vorrichtung kommunikativ und/oder elektrisch zu koppeln. Die zweiten Signalpfade 506 des veranschaulichten Beispiels beinhalten eine erste Leiterbahn 508 und eine zweite Leiterbahn 510. Um die erste Leiterbahn 508 und den Prozessor 404 kommunikativ zu koppeln, ist die erste Leiterbahn 508 direkt an den Prozessor 404 gekoppelt (z. B. an diesem angebracht). Um die zweite Leiterbahn 510 und den Prozessor 404 kommunikativ zu koppeln, ist gleichermaßen die zweite Leiterbahn 510 direkt an den Prozessor 404 gekoppelt (z. B. an diesem angebracht). Zum Beispiel kann ein erstes Ende 512 der ersten Leiterbahn 508 elektrisch und/oder kommunikativ an eine elektronische Komponente gekoppelt sein und ein zweites Ende 514, dem ersten Ende 512 entgegengesetzt, ist elektrisch und/oder kommunikativ an den Prozessor 404 gekoppelt. Zum Beispiel kann ein erstes Ende 516 der zweiten Leiterbahn 510 auf ähnliche Weise elektrisch und/oder kommunikativ an eine elektronische Komponente gekoppelt sein und ein zweites Ende 518, dem ersten Ende 516 entgegengesetzt, ist elektrisch und/oder kommunikativ an den Prozessor 404 gekoppelt.
Zum Beispiel ist das erste Ende 514 der ersten Leiterbahn 508 und/oder das zweite Ende 518 der zweiten Leiterbahn 510 direkt an dem Prozessor 404 angebracht (z. B. durch Löten, einen Flex-to-Board-Verbinder und/oder einen oder mehrere andere Verbinder). Auf diese Weise sind die zweiten Signalpfade 506 (z. B. die erste Leiterbahn 508, die zweite Leiterbahn 510, eine dritte Leiterbahn usw.) unabhängig von der Leiterplatte 402 direkt an den Prozessor 404 gekoppelt. Somit erfordern die zweiten Signalpfade 506 (z. B. die erste Leiterbahn 508, die zweite Leiterbahn 510, eine dritte Leiterbahn usw.) keine Verbindung mit der Leiterplatte 402. Mit anderen Worten, die zweiten Signalpfade 506 (z. B. die erste Leiterbahn 508, die zweite Leiterbahn 510, eine dritte Leiterbahn usw.) erfordern keine Leiterbahnverbinder zwischen der Leiterplatte 302 und den zweiten Signalpfaden 506, um die zweiten Signalpfade 506 (z. B. die erste Leiterbahn 508, die zweite Leiterbahn 510, eine dritte Leiterbahn usw.) und den Prozessor 404 kommunikativ und/oder elektrisch zu koppeln. Die wärmeleitende Struktur 504 des veranschaulichten Beispiels funktioniert ähnlich wie die wärmeleitende Struktur 208 von 2.
6 ist eine Vorderansicht einer hierin offenbarten beispielhaften wärmeleitenden Struktur 600. Die wärmeleitende Struktur 600 des veranschaulichten Beispiels kann die hierin offenbarten beispielhaften wärmeleitenden Strukturen 208, 308, 408 und 504 implementieren. Die wärmeleitende Struktur 600 des veranschaulichten Beispiels ist eine Dampfkammer 602. Die wärmeleitende Struktur 600 des veranschaulichten Beispiels weist eine erste Oberfläche 604 (z. B. ähnlich der ersten Oberfläche 216 von 2) auf, die zu einem Prozessor (z. B. dem Prozessor 204, 304 und 404) orientiert ist, wenn sie mit einem elektronischen Vorrichtung gekoppelt ist. Die erste Oberfläche 604 der wärmeleitenden Struktur 600 beinhaltet eine Vielzahl von Signalpfaden 606. Zum Beispiel können die Signalpfade 606 die hierin offenbarten zweiten Signalpfade 232, 316, 416 und/oder 506 implementieren. Die Signalpfade 606 des veranschaulichten Beispiels beinhalten eine Vielzahl von Leiterbahnen 608, die von der wärmeleitenden Struktur 600 getragen werden. Insbesondere sind die Leiterbahnen 608 über einen Oberflächenbereich der ersten Oberfläche 604 bereitgestellt und erstrecken sich zwischen einem Bereich 610, der für einen Prozessor repräsentativ ist, und Umfangskanten 612 der ersten Oberfläche 604. In dem veranschaulichten Beispiel sind die Leiterbahnen 608 auf einer flexiblen Leiterplatte gebildet und die flexible Leiterplatte ist mittels Klebstoff an der ersten Oberfläche 604 angebracht. In einigen Beispielen werden die wärmeleitende Struktur 600 und/oder die Leiterbahnen 608 durch additive Fertigung (z. B. 3D-Druck) gebildet. In anderen Beispielen kann die wärmeleitende Struktur ein Wärmerohr, ein Kühlplatten-Kühlkörper, ein Wärmeverteiler und/oder ein anderer Kühlkörper und/oder eine Komponente eines Wärmemanagementsystems sein, die ein ausreichendes Oberflächengebiet für Platzierung von einem oder mehreren Signalpfaden oder Leiterbahnen vorsieht (z. B. flexible Schaltungen usw.).
7 ist eine Draufsicht auf eine beispielhafte Leiterplatte 700, die zur Verwendung mit einer hierin offenbarten beispielhaften wärmeleitenden Struktur (z. B. der wärmeleitenden Struktur 208, 308, 408 und 506) ausgelegt ist. Die beispielhafte Leiterplatte 700 kann die hierin offenbarten beispielhaften Leiterplatten 202, 302 und 402 implementieren. Zum Beispiel wurde das Signalrouting der Leiterplatte 700 über eine hierin offenbarte wärmeleitende Struktur getrennt. Zum Beispiel weist die Leiterplatte 700 des veranschaulichten Beispiels eine Vielzahl von ersten Signalpfaden 702 (z. B. ein erstes Übertragungssignalrouting) auf. Insbesondere werden die ersten Signalpfade 702 für Hochgeschwindigkeitssignale und/oder kritische Signale bereitgestellt. Wie in 7 gezeigt ist, enthält ein Bereich 704 der Leiterplatte 700 keine zweiten Signalpfade (z. B. die zweiten Signalpfade 232, 316, 416 und 506), da die zweiten Signalpfade von einer wärmeleitenden Struktur einer elektronischen Vorrichtung getragen werden sollen. Somit reduziert das Trennen der Signalpfade zwischen der Leiterplatte 700 und einer wärmeleitenden Struktur einer elektronischen Vorrichtung eine Signalüberlastung und/oder Signalisierungsengpässe auf der Leiterplatte 700.
8 ist eine Draufsicht einer beispielhaften Leiterplatte 800 , die nicht zur Verwendung mit einer hierin offenbarten beispielhaften wärmeleitenden Struktur ausgelegt ist. Mit anderen Worten, die Leiterplatte 800 von 8 ist nicht für die Trennung von Signalroutings ausgelegt. Zum Beispiel beinhaltet die Leiterplatte 800 erste Signalpfade 802 und zweite Signalpfade 804. Wie in 8 gezeigt ist, weist ein Bereich 806 der Leiterplatte 800 (z. B. im Vergleich zu dem Bereich 704 der Leiterplatte 700 von 7) im Vergleich zu der Leiterplatte 700 von 7 ein dichtes Signalrouting auf.
Die vorstehenden Beispiele der Hardwarekomponentenbaugruppen 200, 300, 400, 500, der Leiterplatten 202, 302, 402, der wärmeleitenden Strukturen 208, 308, 408, 504, 600, der ersten Signalpfade 230, 312, 412, 702, der zweiten Signalpfade 232, 316, 416 und/oder andere hierin offenbarte Komponenten können mit einer elektronischen Vorrichtung, einem Wärmemanagementsystem oder einer wärmeleitenden Struktur eingesetzt werden. Obwohl jedes Beispiel der Hardwarekomponentenbaugruppen 200, 300, 400, 500, der Leiterplatten 202, 302, 402, der Wärmemanagementsysteme 210, 310, 410, 502, der wärmeleitenden Strukturen 208, 308, 408, 504, 600, der ersten Signalpfade 230, 312, 412, 702, der zweiten Signalpfade 232, 316, 416 und/oder andere oben offenbarte Komponenten bestimmte Merkmale aufweisen, versteht sich, dass es für ein bestimmtes Merkmal eines Beispiels nicht notwendig ist, ausschließlich mit diesem Beispiel verwendet zu werden. Stattdessen kann jedes der oben beschriebenen und/oder in den Zeichnungen dargestellten Merkmale mit irgendeinem der Beispiele kombiniert werden, zusätzlich zu oder als Ersatz für jegliches der anderen Merkmale dieser Beispiele. Merkmale eines Beispiels schließen sich nicht gegenseitig mit den Merkmalen eines anderen Beispiels aus. Stattdessen umfasst der Schutzumfang dieser Offenbarung jegliche beliebige Kombination von beliebigen der Merkmale.
Beispielhafte Verfahren, Vorrichtungen, Systeme und Herstellungsartikel zum Trennen und/oder Routen von Signalisierungspfaden einer Leiterplatte werden hierin offenbart. Die hierin offenbarten Beispiele trennen Signalroutingpfade auf unterschiedlichen Ebenen nahe einem Prozessor durch Verwendung von Wärmestrukturen eines Wärmemanagementsystems. Die hierin offenbarten Beispiele vergrößern den Platz auf einer Leiterplatte, der verwendet werden kann, um die Signalintegrität zu verbessern, dünnere Leiterplatten (z. B. in einer z-Richtung) zu entwickeln, Signalengpässe zu reduzieren und/oder eine dimensionale Gesamthülle einer elektronischen Vorrichtung zu reduzieren. Die hierin offenbarten Beispiele ermöglichen ein getrenntes Signalrouting zwischen einer Leiterplatte und einer Struktur eines Wärmemanagementsystems. Auf diese Weise können einige Routings, wie etwa beispielsweise Hochgeschwindigkeitsdaten oder andere I/O-Komponenten über die thermische Struktur des Thermomanagementsystems geroutet werden, um mehr Platz auf einer Leiterplatte (z. B. einem Motherboard) für kritisches Routing zu erlauben. Insbesondere werden die Routings getrennt oder nahe dem Prozessor (CPU) verlegt, was mehr Platz für das Routing auf der Platine ermöglicht. Weitere Beispiele und Kombinationen davon beinhalten das Folgende:

Beispiel 1 beinhaltet eine elektronische Vorrichtung, die ein Gehäuse zum Aufnehmen einer ersten elektronischen Komponente und einer zweiten elektronischen Komponente beinhaltet. Im Inneren des Gehäuses ist eine Leiterplatte positioniert. Die Leiterplatte beinhaltet einen ersten Signalpfad zum kommunikativen Koppeln eines von der Leiterplatte getragenen Prozessors und der ersten elektronischen Komponente. Eine wärmeleitende Struktur ist an die Leiterplatte angrenzend positioniert. Die wärmeleitende Struktur soll die vom Prozessor erzeugte Wärme abführen. Die wärmeleitende Struktur soll zumindest einen Teil eines zweiten Signalpfads tragen, um den Prozessor und die zweite elektronische Komponente kommunikativ zu koppeln.
Beispiel 2 beinhaltet die elektronische Vorrichtung von Beispiel 1, wobei der zweite Signalpfad auf einer Oberfläche der wärmeleitenden Struktur gebildet ist.
Beispiel 3 beinhaltet die elektronische Vorrichtung von Beispiel 1, wobei der zweite Signalpfad an einer ersten Oberfläche der wärmeleitenden Struktur angebracht ist.
Beispiel 4 beinhaltet die elektronische Vorrichtung von Beispiel 3, wobei der zweite Signalpfad eine auf einer flexiblen Leiterplatte gebildete Leiterbahn ist.
Beispiel 5 beinhaltet die elektronische Vorrichtung von Beispiel 4, wobei die flexible Leiterplatte über Klebstoff an der ersten Oberfläche der wärmeleitenden Struktur angebracht ist.
Beispiel 6 beinhaltet die elektronische Vorrichtung von Beispiel 3, wobei die erste Oberfläche zur Leiterplatte hin orientiert ist.
Beispiel 7 beinhaltet die elektronische Vorrichtung von Beispiel 1, wobei der zweite Signalpfad direkt von der wärmeleitenden Struktur mit dem Prozessor gekoppelt ist.
Beispiel 8 beinhaltet die elektronische Vorrichtung von Beispiel 1, die ferner einen Federverbinder beinhaltet, um den zweiten Signalpfad zwischen der wärmeleitenden Struktur und dem Prozessor zu koppeln.
Beispiel 9 beinhaltet die elektronische Vorrichtung von Beispiel 8, wobei der zweite Signalpfad über eine auf der Leiterplatte gebildete dritte Leiterbahn mit dem Prozessor gekoppelt ist, wobei die dritte Leiterbahn den Federverbinder und den Prozessor koppelt.
Beispiel 10 beinhaltet die elektronische Vorrichtung von Beispiel 1, wobei die zweite elektronische Komponente mindestens eines von einer Kamera, einem Lautsprecher, einem Mikrofon oder einem Eingabe-/Ausgabe(E/A)-Anschluss beinhaltet.
Beispiel 11 beinhaltet die elektronische Vorrichtung von Beispiel 1, wobei die wärmeleitende Struktur eine Dampfkammer ist.
Beispiel 12 beinhaltet eine beispielhafte elektronische Vorrichtung, die einen Prozessor, eine Leiterplatte mit einer Vielzahl von ersten Leiterbahnen, die mit dem Prozessor gekoppelt sind, und einen Kühlkörper, um vom Prozessor erzeugte Wärme abzuführen, aufweist. Der Kühlkörper weist eine oder mehrere zweite Leiterbahnen zum elektrischen Koppeln mit dem Prozessor auf.
Beispiel 13 beinhaltet die elektronische Vorrichtung von Beispiel 12, wobei der Prozessor zwischen der Leiterplatte und dem Kühlkörper positioniert ist.
Beispiel 14 beinhaltet die elektronische Vorrichtung von Beispiel 12, wobei die eine oder die mehreren zweiten Leiterbahnen auf einer flexiblen Schaltung gebildet sind.
Beispiel 15 beinhaltet die elektronische Vorrichtung von Beispiel 14, wobei die flexible Schaltung an einer Oberfläche des Kühlkörpers angebracht ist.
Beispiel 16 beinhaltet die elektronische Vorrichtung von Beispiel 12, die ferner einen Leiterbahnverbinder beinhaltet, um eine oder mehrere zweite Leiterbahnen und den Prozessor über die Leiterplatte zu koppeln.
Beispiel 17 beinhaltet die elektronische Vorrichtung von Beispiel 12, wobei die eine oder die mehreren zweiten Leiterbahnen direkt mit dem Prozessor gekoppelt sind.
Beispiel 18 beinhaltet eine beispielhafte elektronische Vorrichtung, die einen Prozessor, eine Leiterplatte mit einer Vielzahl von ersten Leiterbahnen, die mit dem Prozessor gekoppelt sind, und ein Wärmemanagementsystem, um Wärme von elektronischen Komponenten der elektronischen Vorrichtung abzuführen, aufweist. Das Wärmemanagementsystem umfasst eine wärmeleitende Struktur. Eine flexible Schaltung, die mehrere zweite Leiterbahnen definiert. Die flexible Schaltung ist an der wärmeleitenden Struktur angebracht. Die mehreren zweiten Leiterbahnen sind mit dem Prozessor gekoppelt.
Beispiel 19 beinhaltet die elektronische Vorrichtung von Beispiel 18, wobei die Vielzahl von zweiten Leiterbahnen direkt mit dem Prozessor gekoppelt ist.
Beispiel 20 beinhaltet die elektronische Vorrichtung von Beispiel 18, wobei die ersten Leiterbahnen dazu dienen, den Prozessor und jeweilige der ersten elektronischen Komponenten elektrisch zu koppeln, und die zweiten Leiterbahnen dazu dienen, den Prozessor und jeweilige zweite elektronische Komponenten, die sich von den ersten Elektronikkomponenten unterscheiden, elektrisch zu koppeln.

Obwohl hier gewisse beispielhafte Verfahren, Einrichtungen und Herstellungsartikel offenbart wurden, ist der Schutzumfang dieses Patents nicht darauf beschränkt. Vielmehr deckt dieses Patent alle Verfahren, Einrichtungen und Herstellungsartikel ab, die angemessen in den Schutzumfang der Ansprüche dieses Patents fallen.

Claims

Elektronische Vorrichtung, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse zum Beherbergen einer ersten elektronischen Komponente und einer zweiten elektronischen Komponente; eine Leiterplatte, innerhalb des Gehäuses positioniert, wobei die Leiterplatte einen ersten Signalweg zum kommunikativen Koppeln eines von der Leiterplatte getragenen Prozessors und der ersten elektronischen Komponente aufweist; und eine wärmeleitende Struktur, die an die Leiterplatte angrenzend positioniert ist, wobei die wärmeleitende Struktur vom Prozessor erzeugte Wärme abführt, wobei die wärmeleitende Struktur mindestens einen Teil eines zweiten Signalpfads trägt, um den Prozessor und die zweite elektronische Komponente kommunikativ zu koppeln.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite Signalpfad auf einer Oberfläche der wärmeleitenden Struktur gebildet ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der zweite Signalpfad an einer ersten Oberfläche der wärmeleitenden Struktur angebracht ist.
Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, wobei der zweite Signalpfad eine auf einer flexiblen Leiterplatte gebildete Leiterbahn ist.
Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die flexible Leiterplatte über Klebstoff an der ersten Oberfläche der wärmeleitenden Struktur angebracht ist.
Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die erste Oberfläche zur Leiterplatte hin orientiert ist.
Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, wobei der zweite Signalpfad direkt von der wärmeleitenden Struktur an den Prozessor gekoppelt ist.
Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, die ferner einen Federverbinder, um den zweiten Signalpfad zwischen der wärmeleitenden Struktur und dem Prozessor zu koppeln, aufweist.
Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, wobei der zweite Signalpfad über eine auf der Leiterplatte gebildete dritte Leiterbahn mit dem Prozessor gekoppelt ist, wobei die dritte Leiterbahn den Federverbinder und den Prozessor koppelt.
Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, wobei die zweite elektronische Komponente mindestens eines von einer Kamera, einem Lautsprecher, einem Mikrofon oder einem Eingabe-/Ausgabe(E/A)-Anschluss umfasst.
Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, wobei die wärmeleitende Struktur eine Dampfkammer ist.
Elektronische Vorrichtung, die Folgendes umfasst: einen Prozessor; eine Leiterplatte, die eine Vielzahl von ersten Leiterbahnen, die mit dem Prozessor verbunden sind, aufweist; und einen Kühlkörper zum Abführen von durch den Prozessor erzeugter Wärme, wobei der Kühlkörper eine oder mehrere zweite Leiterbahnen zum elektrischen Koppeln an den Prozessor aufweist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Prozessor zwischen der Leiterplatte und dem Kühlkörper positioniert ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei die eine oder die mehreren zweiten Leiterbahnen auf einer flexiblen Schaltung gebildet sind.
Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12-14, wobei die flexible Schaltung an einer Oberfläche des Kühlkörpers angebracht ist.
Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12-15, die ferner einen Leiterbahnverbinder zum Koppeln einer oder mehrerer zweiter Leiterbahnen und des Prozessors über die Leiterplatte aufweist.
Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12-16, wobei die eine oder die mehreren zweiten Leiterbahnen direkt mit dem Prozessor gekoppelt sind.
Elektronische Vorrichtung, die Folgendes umfasst: einen Prozessor; eine Leiterplatte, die eine Vielzahl von ersten Leiterbahnen, die mit dem Prozessor verbunden sind, aufweist; ein Wärmemanagementsystem zum Abführen von Wärme von Komponenten der elektronischen Vorrichtung, wobei das Wärmemanagementsystem eine wärmeleitende Struktur aufweist; und eine flexible Schaltung, die eine Vielzahl von zweiten Leiterbahnen definiert, wobei die flexible Schaltung an der wärmeleitenden Struktur angebracht ist, wobei die mehreren zweiten Leiterbahnen mit dem Prozessor gekoppelt sind.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Vielzahl von zweiten Leiterbahnen direkt mit dem Prozessor gekoppelt ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, wobei die ersten Leiterbahnen dazu dienen, den Prozessor und jeweilige der ersten elektronischen Komponenten elektrisch zu koppeln, und die zweiten Leiterbahnen dazu dienen, den Prozessor und jeweilige zweite elektronische Komponenten, die sich von den ersten Elektronikkomponenten unterscheiden, elektrisch zu koppeln.