ES2290062T3 - Cuadro estructural de materiales termoconductores. - Google Patents
Cuadro estructural de materiales termoconductores. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2290062T3 ES2290062T3 ES00983800T ES00983800T ES2290062T3 ES 2290062 T3 ES2290062 T3 ES 2290062T3 ES 00983800 T ES00983800 T ES 00983800T ES 00983800 T ES00983800 T ES 00983800T ES 2290062 T3 ES2290062 T3 ES 2290062T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- electronic
- structural
- frame
- heat
- structural framework
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
- H05K7/20509—Multiple-component heat spreaders; Multi-component heat-conducting support plates; Multi-component non-closed heat-conducting structures
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/02—Transmitters
- H04B1/03—Constructional details, e.g. casings, housings
- H04B1/036—Cooling arrangements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
- Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
- Y10T29/49126—Assembling bases
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
- Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
- Y10T29/4913—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
- Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
- Y10T29/4913—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
- Y10T29/49146—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc. with encapsulating, e.g., potting, etc.
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
- Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
- Y10T29/49155—Manufacturing circuit on or in base
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
- Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
- Y10T29/49155—Manufacturing circuit on or in base
- Y10T29/49158—Manufacturing circuit on or in base with molding of insulated base
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
- Y10T29/49169—Assembling electrical component directly to terminal or elongated conductor
- Y10T29/49171—Assembling electrical component directly to terminal or elongated conductor with encapsulating
- Y10T29/49172—Assembling electrical component directly to terminal or elongated conductor with encapsulating by molding of insulating material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Marco estructural para disipar el calor proveniente de un dispositivo electrónico (10) que presenta un componente electrónico (16) generador de calor dispuesto en una tarjeta de circuitos electrónicos (14); estando dicho marco estructural (12) montado en dicha tarjeta de circuitos electrónicos (14) y estando, durante su empleo, en comunicación térmica con dicho componente electrónico (16). estando fabricado dicho marco (12) a partir de una composición polimérica térmicamente conductora y moldeable en un proceso de forma neta.
Description
Cuadro estructural de materiales
termoconductores.
La presente invención se refiere generalmente a
dispositivos electrónicos, componentes de circuitos integrados y
marcos estructurales de montaje para el ensamblaje de tales
componentes. Más específicamente, la presente invención se refiere
a la creación de componentes estructurales para estos dispositivos
que también ejerzan la función de disipar el calor generado en el
interior de semejantes dispositivos.
En las industrias de dispositivos electrónicos y
de computadoras pequeños ha sido bien conocido el empleo de varios
tipos de paquetes de componentes electrónicos y chips de circuitos
integrados, tales como los chips centrales de procesamiento
empleados en el interior de teléfonos móviles y las unidades
centrales de procesamiento (CPU) utilizadas en el interior de
computadoras de mano tales como la Cassiopeia fabricada por Casio.
Estos chips de circuitos integrados tienen un paquete de tipo PGA
(Pin Grid Array) y están instalados típicamente en un zócalo, o
están soldados directamente sobre la tarjeta de circuitos de una
computadora. Estos dispositivos de circuito integrado,
particularmente los chips microprocesadores de la CPU, generan una
gran cantidad de calor durante su funcionamiento, el cual tiene que
ser evacuado a fin de impedir efectos desfavorables sobre el
funcionamiento del sistema en el cual está instalado el dispositivo.
Por ejemplo, la CPU dispuesta en el interior de la Cassiopeia, un
microprocesador que contiene millones de transistores, es altamente
susceptible al sobrecalentamiento, el cual podría llegar a destruir
el propio dispositivo microprocesador u otros componentes
dispuestos próximos al microprocesador.
Además del microprocesador de la Cassiopeia
discutido más arriba, existen muchos otros tipos de paquetes de
dispositivos semiconductores que son de empleo común en otros tipos
de dispositivos electrónicos de tamaño pequeño. Recientemente,
varios tipos de encapsulados para montaje en superficie, tales como
los paquetes de semiconductores de tipo BGA (Ball Grid Array) y LGA
(Land Grid Array) han llegado a ser cada vez más populares como el
paquete de semiconductor de elección para dispositivos electrónicos
de tamaño pequeño.
Los componentes electrónicos arriba mencionados
son de empleo común en dispositivos electrónicos tales como
computadoras y teléfonos móviles. Estos dispositivos son fabricados
hoy en día cada vez más pequeños e incluyen en su interior
componentes electrónicos cada vez más rápidos. De ello resulta que
la generación de calor y el sobrecalentamiento continúan siendo un
serio problema a la vez que los tamaños de los dispositivos se
reducen cada vez más. Por ello, surgen problemas en cuanto a cómo
refrigerar de manera efectiva los componentes electrónicos pequeños
dentro de los entornos pequeños y estrechos dentro del dispositivo.
Las soluciones de refrigeración típicas, tales como disipadores de
calor y ventiladores, no se prefieren puesto que son de gran tamaño
y, por consiguiente, ocupan grandes espacios en el interior de la
carcasa de un dispositivo electrónico que ya es estrecho de por sí.
Adicionalmente, ya que estos dispositivos de pequeño tamaño, tales
como teléfonos móviles o computadoras portátiles, tienen que
equilibrar demandas que compiten entre sí con respecto a las
crecientes necesidades de energía, tamaños de baterías más pequeños
con las asociadas limitaciones de potencia y con respecto al tamaño
total de la carcasa del dispositivo, no son deseables las soluciones
de refrigeración activa tales como ventiladores accionados con
energía eléctrica y soluciones parecidas.
Estos dispositivos electrónicos de tamaño
pequeño son fabricados empezando con un marco estructural de base
al que se fijan todos los dispositivos de circuito integrado y sobre
el cual se instalan cubiertas para crear el producto acabado. La
solución tradicional consistía en fabricar el chasis estructural
para estos dispositivos electrónicos de tamaño pequeño a partir de
un material metálico, como por ejemplo de aluminio o de magnesio. A
pesar de que estos materiales permitían la transferencia de calor,
no son tan ligeros como los materiales plásticos y es difícil
otorgarles en la fabricación las formas compactas y complejas
requeridas para los dispositivos electrónicos de tamaño pequeño. A
menudo, estos marcos estructurales metálicos exigen múltiples
operaciones de fresado antes de que estén listos para su
incorporación en el dispositivo. El documento US 5990549 describe
un conjunto electrónico que puede tener un primer paquete de
circuito integrado montado en un primer lado de un sustrato y un
segundo paquete de circuito integrado montado en un segundo lado del
sustrato. Una placa térmica puede estar acoplada térmicamente al
primer paquete de circuito integrado. Un disipador de calor puede
estar montado en la placa térmica. Un bus de transporte de calor
(thermal bus) puede estar acoplado térmicamente al segundo paquete
de circuito integrado y a la placa térmica. El bus de transporte de
calor permite que el calor fluya desde el segundo paquete de
circuito integrado hasta la placa térmica y el disipador de calor.
El documento US 4768286 revela una composición polimérica
térmicamente conductora moldeable destinada a conducir el calor
proveniente de componentes electrónicos en una tarjeta de circuitos
a una carcasa de un dispositivo electrónico. De la DE 19701731 se
conoce un dispositivo de control que tiene por lo menos dos partes
de alojamiento y por lo menos una tarjeta de circuitos poblada de
componentes de potencia, estando por lo menos un componente de
potencia conectado a un cuerpo refrigerador en el lado distante de
la tarjeta de circuito. El cuerpo refrigerador consiste en por lo
menos una de las partes de alojamiento. Al menos uno de los
componentes de potencia tiene su parte inferior en contacto con la
parte de alojamiento que actúa como cuerpo refrigerador.
Por añadidura, se requiere a menudo un
apantallamiento EMI (interferencia magnética) para garantizar el
funcionamiento adecuado del dispositivo electrónico. Sin embargo,
los marcos estructurales metálicos no proporcionan apantallamiento
alguno y el empleo de un apantallamiento EMI tradicional, que
típicamente reviste el componente electrónico dentro del
dispositivo a proteger, obstaculiza la instalación y utilización
adecuadas de soluciones efectivas para refrigerar el mismo
componente electrónico. Por consiguiente, existen necesidades que
compiten entre sí relativas a soluciones de apantallamiento EMI y
de transferencia térmica efectiva dentro de dispositivos
electrónicos, particularmente en aquellas carcasas de dispositivos
en las que el espacio es de suma
importancia.
importancia.
De todo ello se desprende la necesidad de poner
a disposición un marco estructural para un dispositivo electrónico
que sea ligero, de perfil bajo y moldeable en un proceso de forma
neta (net-shape molding) a partir de un material
térmicamente conductor de tal modo que puedan conseguirse geometrías
complejas para permitir configuraciones de refrigeración óptimas.
Asimismo, existe una necesidad de disponer de un marco estructural
para un dispositivo electrónico que proporcione una disipación de
calor pasiva para un componente electrónico generador de calor que
se ha de refrigerar. Además, existe la necesidad de disponer de un
marco estructural para un dispositivo electrónico que pueda servir
tanto de marco estructural como de carcasa de un dispositivo.
Finalmente, existe la necesidad de poner a disposición un marco
estructural para un dispositivo electrónico a fin de proporcionar
tanto un apantallamiento EMI como una disipación superior de
calor.
La presente invención conserva las ventajas de
los conjuntos de disipación de calor, marcos estructurales y
carcasas para dispositivos electrónicos tal como se conocen del
estado de la técnica. Además, ofrece nuevas ventajas que no se
encuentran en los conjuntos disponibles en la actualidad, y supera
muchas desventajas unidas a tales conjuntos disponibles en la
actualidad.
La invención está generalmente dirigida a un
marco estructural novedoso y único que comprende las características
de la reivindicación 1.
El marco estructural objeto de la presente
invención permite la refrigeración eficiente, en cuanto al coste,
de dispositivos electrónicos a la vez que realiza una conductividad
térmica superior y proporciona un apantallamiento electromagnético
mejorado.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona un marco estructural para la disipación del calor
proveniente de un dispositivo electrónico. El dispositivo
electrónico incluye una tarjeta de circuitos electrónicos con un
componente electrónico generador de calor instalado sobre ella,
montada en el marco objeto de la presente invención. Los
componentes generadores de calor dispuestos en la tarjeta de
circuitos están instalados de tal manera que están en comunicación
térmica con el marco, de modo que el calor generado puede ser
disipado a través del marco y evacuado del dispositivo electrónico.
Por añadidura, en el marco estructural están montadas cubiertas
exteriores o componentes de carcasa a fin de proteger los
componentes interiores y proporcionar la forma final del
dispositivo.
El marco estructural es moldeado por inyección a
partir de una composición polimérica térmicamente conductora y
moldeable en un proceso de forma neta. Algunas superficies del marco
están localizadas a lo largo de las superficies exteriores del
dispositivo a fin de proporcionar un punto en el que el calor pueda
ser disipado efectivamente al ser conducido desde el interior del
dispositivo a través del marco térmicamente conductor. Puesto que
el marco estructural objeto de la presente invención es fabricado de
materiales plásticos, resulta más ligero que los materiales
estructurales empleados con anterioridad. Adicionalmente, la
presente invención presenta además la ventaja de ser moldeable en
un proceso de forma neta, lo que significa que la pieza creada en
el proceso de moldeo por inyección no necesita ningún paso adicional
de procesamiento después de ser extraída del molde y antes de ser
incorporada en el dispositivo terminado. Tanto el peso más ligero
como la moldeabilidad en un proceso de forma neta son claras
ventajas con respecto al estado de la técnica en el que las piezas
metálicas tenían que ser maquinadas en varios pasos a fin de
conseguir la geometría deseada de la pieza.
Otra característica de la presente invención es
el apantallamiento de interferencia electromagnética (EMI) que se
proporciona. Normalmente, una pantalla EMI separada es instalada en
un dispositivo electrónico. La pantalla actúa como capa de
recubrimiento alrededor del componente electrónico destinado a
protegerlo contra la interferencia magnética. Sin embargo,
semejante pantalla reviste efectivamente el componente electrónico,
haciendo que el acceso al mismo para disipar el calor sea muy
difícil, si no imposible. Aparte de ello, el revestimiento debido a
la pantalla EMI impide el flujo de aire al componente electrónico
para fines de refrigeración. Ya que el marco estructural está
construido de polímeros térmicamente conductores, absorbe
inherentemente las ondas EMI e impide su transmisión a la
circuitería electrónica dispuesta en el interior del dispositivo
sin que sea necesaria la instalación de un componente adicional.
Esta característica es particularmente importante en aplicaciones
tales como teléfonos móviles en los que las ondas EMI pueden impedir
el funcionamiento correcto del dispositivo. Por consiguiente, un
marco hecho de un polímero térmicamente conductor puede disipar
efectivamente el calor generado en el interior del dispositivo a la
vez que apantalla los componentes electrónicos contra las ondas EMI
sin que sea necesario añadir una parte separada de protección EMI
que pudiese interferir potencialmente con la transferencia de calor
desde el dispositivo.
Alternativamente, la presente invención puede
ser moldeada de tal manera que, además de servir de marco
estructural para el dispositivo electrónico, también forma una
parte sustancial de la superficie exterior del dispositivo,
proporcionando de este modo una superficie exterior acabada para el
dispositivo que asimismo proporciona una superficie más grande a
través de la cual el calor transferido puede ser
disipa-
do.
do.
Por ello, un objetivo de la presente invención
es la puesta a disposición de un marco estructural para un
dispositivo electrónico que mejore la disipación de calor desde un
componente electrónico generador de calor montado en él.
Un objetivo de la presente invención es la
puesta a disposición de un marco estructural para un dispositivo
electrónico que proporcione directamente la disipación de calor para
un componente electrónico generador de calor montado en él.
Un objetivo adicional de la presente invención
es la puesta a disposición de un marco estructural para la carcasa
de un dispositivo electrónico que proporcione pasivamente la
disipación de calor para un componente electrónico generador de
calor montado en él.
Otro objetivo de la presente invención es la
puesta a disposición de un marco estructural para un dispositivo
electrónico que proporcione simultáneamente el apantallamiento
electromagnético y la disipación de calor para un componente
electrónico.
Un objetivo adicional de la presente invención
es la puesta a disposición de un marco estructural para un
dispositivo electrónico que sea moldeable por inyección a base de un
material compuesto de tal modo que adopte geometrías complejas a
fin de mejorar la disipación térmica.
Los rasgos novedosos que son característicos de
la presente invención quedan enunciados en las reivindicaciones
añadidas en el anexo. Sin embargo, las realizaciones preferidas de
la invención, junto con otros objetivos y consiguientes ventajas,
podrán comprenderse mejor con referencia a la siguiente descripción
detallada en conexión con los dibujos que se acompañan y en los
cuales
la figura 1 es un despiece en perspectiva de la
realización preferida del dispositivo electrónico que muestra el
marco estructural objeto de la presente invención;
la figura 2 es una vista en perspectiva del
dispositivo de la figura 1 en estado ensamblado;
la figura 3 es una vista desde arriba del
dispositivo que se muestra sin la batería y partes de la carcasa
para que se pueda apreciar con más claridad; y
la figura 4 es una vista en corte transversal
por la línea 4-4 de la figura 2.
Para fines de ilustración solamente y a modo de
ejemplo, el empleo de la presente invención se demostrará para un
teléfono móvil. Como se verá más adelante, el marco estructural para
el dispositivo electrónico objeto de la presente invención puede
ser empleado fácilmente en la fabricación de otros dispositivos
electrónicos, tales como computadoras portátiles y ordenadores PDA
(Ayudantes Personales Digitales), por ejemplo. A continuación, la
invención será desdrita con más detalle en el contexto de una
aplicación para un teléfono móvil; sin embargo, tal revelación no
intenta limitar el alcance de la presente invención a semejante
aplicación de la presente invención.
La realización preferida de la presente
invención se muestra en las figuras 1 a 4. En la figura 1, se
muestra un despiece en perspectiva de la realización preferida del
dispositivo incluyendo un dispositivo electrónico que presenta una
construcción modular de encaje rápido que presenta la forma de un
teléfono móvil 10. El teléfono móvil 10 incluye un marco
estructural 12 con una tarjeta de circuitos 14 montada sobre él. Un
número de componentes electrónicos 16 generadores de calor, tales
como microprocesadores y chips RAM, están instalados en la tarjeta
de circuitos 14. Como se mostrará en detalle más abajo, el marco
estructural 12 objeto de la presente invención proporciona una
solución de refrigeración térmica para estos componentes
electrónicos 16 sin afectar la operación del teléfono móvil 10..
Además de ello, una antena 18, una batería 20, un teclado (no
representado gráficamente) y cubiertas exteriores 22 están
conectadas de manera modular al marco estructural 12 del teléfono
móvil 10. Como se puede apreciar, el marco estructural 12 se
extiende hasta los bordes periféricos 24 del teléfono móvil 10 y
todos los demás componentes están montados en el marco 12, de modo
que estos bordes 24 pueden quedar expuestos. Los componentes
electrónicos 16 están instalados en las escotaduras 26 contenidas en
la geometría del marco, permitiendo que la batería 20 sea instalada
sobre la parte posterior del marco 12, protegiendo de este modo los
componentes instalados en él. El marco 12 proporciona la estructura
necesaria para que se puedan contener y proteger los componentes
del teléfono 10. Para el acceso a la tarjeta de circuitos 14, para
fines de reparación por ejemplo, la batería 20 y la placa cobertora
22 puede ser retirada. Como se puede apreciar, sin embargo, el
dispositivo, cuando está completamente ensamblado y en
funcionamiento normal, presenta una geometría compacta con pocas
cavidades y pocas trayectorias a través de las cuales puede ser
conducido el calor.
La figura 2 muestra el teléfono móvil 10 en una
posición cerrada y completamente ensamblada, estando las cubiertas
22 instaladas sobre el marco estructural 12 y la batería 20 encajada
en su posición instalada. Como se puede apreciar, la batería 20
cubre casi toda la parte posterior del teléfono móvil 10, mientras
que el teclado (no representado gráficamente) y la pantalla cubren
casi toda la parte anterior, dejando solamente los bordes
periféricos 24 del marco estructural 12 expuestos para la disipación
de calor.
De acuerdo con la presente invención, el marco
estructural 12 es utilizado como estructura disipadora de calor
dentro del teléfono móvil 10. Más específicamente, el marco
estructural 12 es fabricado de un material térmicamente conductor.
Preferentemente, el marco estructural 12 es fabricado a base de una
composición polimérica térmicamente conductora y moldeada en un
proceso de forma neta. El marco estructural 12 es moldeado en un
proceso de forma neta, lo que significa que, después de que el
marco esté moldeado, por ejemplo mediante el moldeo por inyección,
no es necesario efectuar un maquinado adicional de la pieza, porque
ésta ha sido moldedada en su forma y configuración finales tal y
como es utilizada. La composición polimérica que se prefiere incluye
una matriz polimérica como por ejemplo un polímero de cristal
líquido. El polímero está preferentemente cargado con un material de
relleno térmicamente conductor, como por ejemplo fibra de carbono,
escamas de cobre, polvo de nitruro de boro y materiales de relleno
parecidos.
En la figura 3, el marco estructural 12
térmicamente conductor, representado en una vista desde arriba,
presenta escotaduras 26 moldeadas en las que están montados los
componentes electrónicos 16 instalados en una tarjeta de circuito
14. Ya que la tarjeta de circuitos 14 está montada en el marco 12
térmicamente conductor, los dos componentes están en comunicación
térmica. El calor generado a partir de los componentes electrónicos
16 es disipado al marco estructural 12 que los rodea y hacia fuera a
través de los bordes periféricos 24 del marco estructural 12 del
teléfono móvil 10. De ello resulta que se puede conseguir la
disipación térmica del calor proveniente de componentes
electrónicos 16 dispuestos en el interior de un dispositivo
electrónico.
En la figura 4 se muestra un corte transversal
por el dispositivo de teléfono móvil 10. En esta figura se puede
apreciar la geometría compacta del dispositivo 10 completamente
ensamblado, así como las limitadas trayectorias por las cuales el
calor puede ser disipado. Como ya se ha hecho constatar más arriba,
la batería 20 cubre casi por completo la parte posterior del
dispositivo y el teclado 22 cubre casi por completo la parte
anterior. De ello resulta una necesidad de disipar el calor
generado en el interior del dispositivo en los bordes periféricos
24 del marco estructural 12.
Con referencia a las figura 3 y 4, se puede
apreciar una característica adicional de la realización preferida
de la presente invención. Un número de componentes electrónicos 16
están instalados en una tarjeta de circuitos 14 dentro de un
teléfono móvil 10. Según queda discutido más arriba, frecuentemente
se requiere un apantallamiento EMI para garantizar que los
componentes electrónicos 16 y, por ende, todo el dispositivo
electrónico, funcione correctamente. No es necesario discutir en la
presente memoria los detalles de la operación de una pantalla EMI,
puesto que semejantes métodos de apantallamiento EMI son bien
conocidos. Como se puede entender, la instalación y el
posicionamiento de una pantalla EMI alrededor de los componentes
electrónicos 16 impiden el acceso a los componentes electrónicos 16
con fines de fijación de soluciones térmicas tales como disipadores
de calor y otras soluciones de refrigeración. Además, el
revestimiento de los componentes electrónicos 16 dentro de una
pantalla EMI impide la exposición de los componentes electrónicos 16
al aire o a otros componentes dentro de un dispositivo, lo que es un
método común para refrigerar componentes electrónicos 16.
Como mejor se aprecia en las figuras 3 y 4, la
tarjeta de circuitos 14 está instalada en las escotaduras 26
dispuestas dentro del marco estructural 12, por ejemplo mediante
elementos de fijación. El marco estructural 12 circunda
sustancialmente la tarjeta de circuitos 14 y los componentes
electrónicos 16. De acuerdo con la presente invención, ya que el
marco estructural 12 está construido de una composición polimérica
térmicamente conductora, sus propiedades inherentes incluyen la
capacidad para absorber ondas EMI. Por consiguiente, esta geometría
permite que el marco estructural 12 absorba las ondas EMI e impida
su transmisión a los componentes electrónicos 16 dispuestos en el
interior del dispositivo, permitiendo que el dispositivo funcione
sin los efectos perjudiciales de la transmisión de EMI. Con la
presente invención, se puede conseguir un apantallamiento EMI y una
disipación de calor simultáneos del mismo grupo de componentes
electrónicos 16, lo que no era posible en los marcos estructurales
de dispositivos electrónicos correspondientes al estado de la
técnica.
Aparte de ello, el marco 12 puede ser revestido
con un material metálico, como por ejemplo níquel, para reflejar
las ondas EMI en lugar de absorberlas. Semejante reflexión de ondas
EMI puede ser preferida en determinadas aplicaciones de la presente
invención.
Se prefiere que el marco estructural 12 sea
fabricado de un miembro moldeado unitario hecho de un polímero
térmicamente conductor u otro material parecido. Por ejemplo, una
matriz polimérica cargada con un material de relleno conductor,
como por ejemplo fibra de carbono elaborada a partir de breas
(pitch-based carbon), puede ser empleada como
material para la presente invención. Semejante construcción unitaria
es distinta a la que se encuentra en el estado de la técnica y
proporciona ventajas significativas, incluyendo el bajo coste, la
facilidad de fabricación y la flexibilidad de la geometría térmica,
debido a la posibilidad de moldear el conjunto en lugar de
maquinarlo.
maquinarlo.
Claims (6)
1. Marco estructural para disipar el calor
proveniente de un dispositivo electrónico (10) que presenta un
componente electrónico (16) generador de calor dispuesto en una
tarjeta de circuitos electrónicos (14);
estando dicho marco estructural (12) montado en
dicha tarjeta de circuitos electrónicos (14) y estando, durante su
empleo, en comunicación térmica con dicho componente electrónico
(16).
estando fabricado dicho marco (12) a partir de
una composición polimérica térmicamente conductora y moldeable en
un proceso de forma neta.
2. Marco estructural según la reivindicación 1,
en el que dicho marco estructural (12) está moldeado por
inyección.
3. Marco estructural según la reivindicación 1,
en el que dicho marco estructural (12) forma el alojamiento
exterior para dicho dispositivo electrónico (10).
4. Marco estructural según la reivindicación 1,
en el que dicho marco estructural (12) forma una parte del
alojamiento exterior para dicho dispositivo electrónico (10).
5. Marco estructural según la reivindicación 1,
en el que dicho marco estructural (12) apantalla dicho componente
electrónico (16) contra interferencias electrónicas.
6. Conjunto que comprende un marco estructural
(12) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, y que
comprende además
un componente electrónico (16) generador de
calor provisto de una superficie superior, dispuesto en dicha
tarjeta de circuitos (14);
un alojamiento de carcasa exterior de un
dispositivo electrónico (10); teniendo dicho marco estructural (12)
una superficie interior y una superficie exterior, estando montada
dicha tarjeta de circuitos electrónicos (14), que contiene dicho
componente electrónico (16) generador de calor, en dicha superficie
interior de dicho marco estructural (12); y
estando dicha superficie interior de dicho marco
estructural (12) en comunicación térmica con dicha superficie
superior de dicho componente electrónico (16) y formando dicha
superficie exterior de dicho marco estructural (12) una parte de
dicha carcasa exterior, siendo el calor disipado desde dicho
componente electrónico (16) generador de calor a través de dicho
marco estructural (12) hasta dicha superficie exterior.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US16827599P | 1999-12-01 | 1999-12-01 | |
| US168275P | 1999-12-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2290062T3 true ES2290062T3 (es) | 2008-02-16 |
Family
ID=22610816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES00983800T Expired - Lifetime ES2290062T3 (es) | 1999-12-01 | 2000-11-29 | Cuadro estructural de materiales termoconductores. |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6868602B2 (es) |
| EP (1) | EP1240811B1 (es) |
| AT (1) | ATE369032T1 (es) |
| AU (1) | AU2051001A (es) |
| DE (1) | DE60035798T2 (es) |
| DK (1) | DK1240811T3 (es) |
| ES (1) | ES2290062T3 (es) |
| PT (1) | PT1240811E (es) |
| TW (1) | TW538666B (es) |
| WO (1) | WO2001041522A1 (es) |
Families Citing this family (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10234500A1 (de) * | 2002-07-23 | 2004-02-19 | Siemens Ag | Verfahren zur Wärmeableitung in Mobilfunkgeräten und ein entsprechendes Mobilfunkgerät |
| CA2504222C (en) | 2002-10-22 | 2012-05-22 | Jason A. Sullivan | Robust customizable computer processing system |
| WO2004038527A2 (en) | 2002-10-22 | 2004-05-06 | Isys Technologies | Systems and methods for providing a dynamically modular processing unit |
| BR0315570A (pt) * | 2002-10-22 | 2005-08-23 | Jason A Sullivan | Módulo de controle de processamento não-periféricos possuindo propriedades aperfeiçoadas de dissipação de calor |
| US6919504B2 (en) * | 2002-12-19 | 2005-07-19 | 3M Innovative Properties Company | Flexible heat sink |
| DE20302654U1 (de) * | 2003-02-18 | 2003-07-24 | Gees Wolfgang | Telefone mit integrierter Strahlenabwehr |
| WO2004103047A1 (en) * | 2003-05-14 | 2004-11-25 | Chingyi Chen | High efficient heat dissipating module and method of manufacture |
| US7885076B2 (en) * | 2004-09-07 | 2011-02-08 | Flextronics Ap, Llc | Apparatus for and method of cooling molded electronic circuits |
| KR100629517B1 (ko) * | 2005-03-07 | 2006-09-28 | 삼성전자주식회사 | 휴대용 기기 |
| TWI283806B (en) | 2005-06-07 | 2007-07-11 | Htc Corp | Portable electronic device |
| US7990724B2 (en) | 2006-12-19 | 2011-08-02 | Juhasz Paul R | Mobile motherboard |
| US8306252B2 (en) * | 2007-01-05 | 2012-11-06 | Apple Inc. | Integrated microphone assembly for personal media device |
| US7756553B2 (en) | 2007-01-05 | 2010-07-13 | Apple Inc. | Folded flex assembly for personal media device |
| US8126138B2 (en) | 2007-01-05 | 2012-02-28 | Apple Inc. | Integrated speaker assembly for personal media device |
| KR101310757B1 (ko) * | 2007-03-16 | 2013-09-25 | 엘지전자 주식회사 | 휴대 단말기 |
| TW200923619A (en) * | 2007-11-16 | 2009-06-01 | Asustek Comp Inc | Mobile communication device, housing structure and manufacturing method of housing structure |
| US8290546B2 (en) | 2009-02-23 | 2012-10-16 | Apple Inc. | Audio jack with included microphone |
| US8299159B2 (en) * | 2009-08-17 | 2012-10-30 | Laird Technologies, Inc. | Highly thermally-conductive moldable thermoplastic composites and compositions |
| WO2011107189A2 (de) * | 2010-02-03 | 2011-09-09 | Johnson Controls Automotive Electronics Gmbh | Anzeigevorrichtung |
| US8618415B2 (en) | 2010-10-22 | 2013-12-31 | Blackberry Limited | Portable electronic device and method of manufacturing parts thereof |
| US8445800B2 (en) | 2010-12-17 | 2013-05-21 | Eaton Corporation | Electrical system, and circuit protection module and electrical switching apparatus therefor |
| US8514552B2 (en) | 2010-12-17 | 2013-08-20 | Eaton Corporation | Electrical system and matrix assembly therefor |
| WO2013010038A2 (en) | 2011-07-12 | 2013-01-17 | Flextronics Ap, Llc | Heat transfer system with integrated evaporator and condenser |
| US9232630B1 (en) | 2012-05-18 | 2016-01-05 | Flextronics Ap, Llc | Method of making an inlay PCB with embedded coin |
| US9366394B2 (en) | 2012-06-27 | 2016-06-14 | Flextronics Ap, Llc | Automotive LED headlight cooling system |
| US9066172B2 (en) | 2012-09-28 | 2015-06-23 | Apple Inc. | Acoustic waveguide and computing devices using same |
| US9092712B2 (en) | 2012-11-02 | 2015-07-28 | Flextronics Ap, Llc | Embedded high frequency RFID |
| US9380369B2 (en) | 2013-02-14 | 2016-06-28 | Apple Inc. | Microphone seal |
| US9171809B2 (en) | 2013-03-05 | 2015-10-27 | Flextronics Ap, Llc | Escape routes |
| US9521754B1 (en) | 2013-08-19 | 2016-12-13 | Multek Technologies Limited | Embedded components in a substrate |
| US9053405B1 (en) | 2013-08-27 | 2015-06-09 | Flextronics Ap, Llc | Printed RFID circuit |
| US9801277B1 (en) | 2013-08-27 | 2017-10-24 | Flextronics Ap, Llc | Bellows interconnect |
| KR102114614B1 (ko) * | 2013-09-03 | 2020-05-25 | 엘지전자 주식회사 | 이동단말기 및 열확산 부재 제조방법 |
| KR102119660B1 (ko) | 2013-10-17 | 2020-06-08 | 엘지전자 주식회사 | 이동 단말기 |
| US9565748B2 (en) | 2013-10-28 | 2017-02-07 | Flextronics Ap, Llc | Nano-copper solder for filling thermal vias |
| US9661738B1 (en) | 2014-09-03 | 2017-05-23 | Flextronics Ap, Llc | Embedded coins for HDI or SEQ laminations |
| US10123603B1 (en) | 2015-03-27 | 2018-11-13 | Multek Technologies Limited | Diffuse fiber optic lighting for luggage |
| US10321560B2 (en) | 2015-11-12 | 2019-06-11 | Multek Technologies Limited | Dummy core plus plating resist restrict resin process and structure |
| US10064292B2 (en) | 2016-03-21 | 2018-08-28 | Multek Technologies Limited | Recessed cavity in printed circuit board protected by LPI |
| US10712398B1 (en) | 2016-06-21 | 2020-07-14 | Multek Technologies Limited | Measuring complex PCB-based interconnects in a production environment |
| CN110769638A (zh) * | 2019-09-28 | 2020-02-07 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 轻量化综合化电子设备机架结构的方法 |
Family Cites Families (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2597695B1 (fr) * | 1986-04-21 | 1991-07-05 | Aerospatiale | Boitier assurant la stabilisation thermique des equipements tels que des composants electroniques qu'il contient. |
| US4768286A (en) * | 1986-10-01 | 1988-09-06 | Eastman Christensen Co. | Printed circuit packaging for high vibration and temperature environments |
| US5129448A (en) | 1989-09-29 | 1992-07-14 | Rockwell International Corporation | Low torque hinged heat transfer joint |
| DE9016732U1 (es) * | 1990-12-11 | 1992-04-09 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De | |
| WO1993016883A1 (en) * | 1992-02-26 | 1993-09-02 | Seiko Epson Corporation | Additional electronic device and electronic system |
| US5468803A (en) * | 1992-03-03 | 1995-11-21 | Nippon Zeon Co. Ltd. | Medical implement, polymer composition, and optical material |
| EP0662245A4 (en) * | 1992-09-16 | 1995-10-04 | James E Clayton | LOW THICKNESS MULTI-CHIP MODULE. |
| EP0633585B1 (de) * | 1993-07-08 | 1997-11-05 | Philips Patentverwaltung GmbH | Gehäuse für Geräte der elektrischen Nachrichtentechnik |
| JPH09501016A (ja) * | 1993-07-14 | 1997-01-28 | コメリクス・インコーポレーテッド | 馴染み性の良好な伝熱性界面材料 |
| US5430609A (en) | 1993-09-02 | 1995-07-04 | Kikinis; Dan | Microprocessor cooling in a portable computer |
| JP3385482B2 (ja) * | 1993-11-15 | 2003-03-10 | 株式会社日立製作所 | 電子機器 |
| US5552960A (en) | 1994-04-14 | 1996-09-03 | Intel Corporation | Collapsible cooling apparatus for portable computer |
| US5882570A (en) * | 1994-06-20 | 1999-03-16 | Sgl Technic, Inc. | Injection molding graphite material and thermoplastic material |
| JP2776753B2 (ja) * | 1994-11-24 | 1998-07-16 | 埼玉日本電気株式会社 | プラスチックシールド筐体 |
| US5557500A (en) | 1994-12-07 | 1996-09-17 | Digital Equipment Corporation | Heat dissipating arrangement in a portable computer |
| US5513070A (en) | 1994-12-16 | 1996-04-30 | Intel Corporation | Dissipation of heat through keyboard using a heat pipe |
| US5621613A (en) | 1995-05-16 | 1997-04-15 | Intel Corporation | Apparatus for dissipating heat in a hinged computing device |
| US5646822A (en) | 1995-08-30 | 1997-07-08 | Intel Corporation | Heat pipe exchanger system for cooling a hinged computing device |
| US5666261A (en) | 1995-09-25 | 1997-09-09 | At&T Global Information Solutions Company | Honeycomb celled-sheet layer composite panel for monitoring an LCD to a laptop computer |
| US5606341A (en) | 1995-10-02 | 1997-02-25 | Ncr Corporation | Passive CPU cooling and LCD heating for a laptop computer |
| US5726858A (en) * | 1996-05-23 | 1998-03-10 | Compaq Computer Corporation | Shielded electrical component heat sink apparatus |
| US5757615A (en) * | 1996-07-01 | 1998-05-26 | Compaq Computer Corporation | Liquid cooled computer apparatus and associated methods |
| US5828552A (en) * | 1996-08-12 | 1998-10-27 | Ma; Hsi-Kuang | Heat dissipating structure of a notebook computer |
| US5822187A (en) * | 1996-10-25 | 1998-10-13 | Thermal Corp. | Heat pipes inserted into first and second parallel holes in a block for transferring heat between hinged devices |
| US5708566A (en) | 1996-10-31 | 1998-01-13 | Motorola, Inc. | Solder bonded electronic module |
| US5790376A (en) * | 1996-11-06 | 1998-08-04 | Compaq Computer Corporation | Heat dissipating pad structure for an electronic component |
| US5781409A (en) * | 1996-12-19 | 1998-07-14 | Compaq Computer Corporation | Heat dissipating lid hinge structure with laterally offset heat pipe end portions |
| US5818693A (en) * | 1997-01-09 | 1998-10-06 | Thermal Corp. | Heat dissipating computer case having oriented fibers and heat pipe |
| DE19701731A1 (de) * | 1997-01-20 | 1998-07-23 | Bosch Gmbh Robert | Steuergerät bestehend aus mindestens zwei Gehäuseteilen |
| US5832987A (en) * | 1997-03-21 | 1998-11-10 | Lowry; David A. | Rotatable heat transfer coupling |
| US5796581A (en) * | 1997-07-30 | 1998-08-18 | International Business Machines Corporation | Rotational joint for hinged heat pipe cooling of a computer |
| US5990549A (en) * | 1998-02-06 | 1999-11-23 | Intel Corporation | Thermal bus bar design for an electronic cartridge |
| US6147301A (en) * | 1998-06-04 | 2000-11-14 | Intel Corporation | Graphite-fiber enhanced molded plastic for electronic enclosures |
| JP2000010661A (ja) * | 1998-06-18 | 2000-01-14 | Mitsubishi Electric Corp | 携帯型情報処理装置および携帯型情報処理装置用カバー、卓上型情報処理装置 |
| US6195267B1 (en) * | 1999-06-23 | 2001-02-27 | Ericsson Inc. | Gel structure for combined EMI shielding and thermal control of microelectronic assemblies |
| US6377219B2 (en) * | 2000-01-11 | 2002-04-23 | Cool Options, Inc. | Composite molded antenna assembly |
-
2000
- 2000-11-29 PT PT00983800T patent/PT1240811E/pt unknown
- 2000-11-29 DE DE60035798T patent/DE60035798T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-29 EP EP00983800A patent/EP1240811B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-29 WO PCT/US2000/032476 patent/WO2001041522A1/en active IP Right Grant
- 2000-11-29 AT AT00983800T patent/ATE369032T1/de active
- 2000-11-29 ES ES00983800T patent/ES2290062T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-29 AU AU20510/01A patent/AU2051001A/en not_active Abandoned
- 2000-11-29 DK DK00983800T patent/DK1240811T3/da active
-
2001
- 2001-01-09 TW TW089125605A patent/TW538666B/zh not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-01-16 US US10/050,384 patent/US6868602B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2001041522A1 (en) | 2001-06-07 |
| EP1240811A4 (en) | 2005-09-14 |
| DE60035798D1 (de) | 2007-09-13 |
| DK1240811T3 (da) | 2007-11-12 |
| US20020092160A1 (en) | 2002-07-18 |
| ATE369032T1 (de) | 2007-08-15 |
| EP1240811A1 (en) | 2002-09-18 |
| AU2051001A (en) | 2001-06-12 |
| DE60035798T2 (de) | 2008-04-30 |
| US6868602B2 (en) | 2005-03-22 |
| EP1240811B1 (en) | 2007-08-01 |
| PT1240811E (pt) | 2007-09-10 |
| TW538666B (en) | 2003-06-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2290062T3 (es) | Cuadro estructural de materiales termoconductores. | |
| US6487073B2 (en) | Thermally conductive electronic device case | |
| US6503964B2 (en) | Polymer composition with metal coated carbon flakes | |
| CN104272453B (zh) | 使用相变材料和散热器对集成电路的热管理 | |
| US6681487B2 (en) | Method of manufacturing a composite overmolded heat pipe | |
| EP2262354B1 (en) | Assemblies and methods for dissipating heat from handheld electronic devices | |
| US6385047B1 (en) | U-shaped heat sink assembly | |
| US6377219B2 (en) | Composite molded antenna assembly | |
| CN102456638B (zh) | 用于倒装芯片封装的顺应式散热器 | |
| SK8522003A3 (en) | An electronic device | |
| US6557859B2 (en) | Injection moldable elastomeric gasket | |
| US20040132503A1 (en) | Thermal management for telecommunication devices | |
| US10114430B2 (en) | Heat dissipation structure for mobile device | |
| US6543524B2 (en) | Overplated thermally conductive part with EMI shielding | |
| CN108683765A (zh) | 电子设备 | |
| US8363398B2 (en) | Electronic device with heat dissipation casing | |
| KR20120076309A (ko) | 휴대폰 냉각장치 | |
| Moon et al. | Thermal management of a stacked-die package in a handheld electronic device using passive solutions | |
| JP3152577U (ja) | 通信機器ケースの放熱構造 | |
| CN210403707U (zh) | 一种散热装置 | |
| CN213783931U (zh) | 电子设备和电子装置 | |
| US20020062949A1 (en) | Overplated thermally conductive part with EMI sheilding | |
| JP2004140036A (ja) | 電子回路モジュール | |
| KR20200142913A (ko) | 그라파이트 복합 타워형 히트싱크 및 이를 포함한 엘이디 등기구 | |
| CN114430640A (zh) | 电子设备和电子装置 |