KR101034920B1 - 다중 위치 래칭을 구비한 덮개 및 프레임을 포함하는 ｅｍｉ 차폐 및 열 관리 조립체 - Google Patents

다중 위치 래칭을 구비한 덮개 및 프레임을 포함하는 ｅｍｉ 차폐 및 열 관리 조립체 Download PDF

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KR101034920B1
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제랄드 로버트 잉글리쉬
알렌 리처드 주엘스도르프
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레어드 테크놀로지스 인코포레이티드
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Abstract

본 발명의 다양한 태양에 따라서, 예시적 실시예는 하나 이상의 전기적 구성요소의 기판 레벨 EMI 차폐 및 열 소산을 제공할 수 있는 조립체로 이루어진다. 다른 태양은 이런 조립체의 구성요소에 관한 것이다. 또다른 태양은 EMI 차폐 및 열 관리 조립체를 사용하는 방법에 관한 것이다. 부가적인 태양은 EMI 차폐 및 열 관리 조립체를 제조하는 방법 및 그 구성요소 제조 방법에 관한 것이다.
Figure R1020087021931
EMI 차폐, 열 소산, 덮개, 프레임, 열 계면

Description

다중 위치 래칭을 구비한 덮개 및 프레임을 포함하는 ＥＭＩ 차폐 및 열 관리 조립체 {EMI SHIELDING AND THERMAL MANAGEMENT ASSEMBLIES INCLUDING FRAMES AND COVERS WITH MULTI-POSITION LATCHING}
본 발명은 일반적으로 덮개가 [예를 들어, 리플로우(reflow) 이전의 제1 스테이지에서] 제1 래치 위치에서, 그후, (예를 들어, 리플로우 이후의 제2 스테이지에서] 제2 래치 위치에서 프레임에 부착될 수 있도록 다중 위치 래칭을 구비한 프레임 및 덮개를 포함하는 EMI 차폐 및 열 관리 조립체에 관한 것이다(그러나, 다른 것들을 배제하지는 않는다).
본 장에서의 설명은 단지 본 발명에 관련된 배경 정보를 제공하는 것으로, 종래 기술이 아닐 수도 있다.
전자 장비는 전자기 간섭(EMI) 및 라디오 주파수 간섭(RFI)에 민감할 수 있는 기판 상에 장착된 전기적 구성요소 및 회로를 포함한다. 이런 EMI 및 RFI 간섭은 전자 장비 내의 내부적 근원으로부터 발생하거나 또는 외부적 EMI 및 RFI 간섭 근원으로부터 발생할 수 있다. 간섭은 중요한 신호의 열화 또는 완전한 손실을 유발할 수 있으며, 그에 의해 전자 장비가 비효율적 또는 작동불능 상태가 되게 된다. 따라서, (때때로, RF 모듈 또는 송수신기 회로라 지칭되는) 회로는 일반적으로 적절한 기능을 위해 EMI 및 RFI 차폐를 필요로 한다. 차폐는 외부적 근원으로부터 뿐만 아니라, 또한, 모듈 내의 다양한 기능 블록으로부터의 간섭을 감소시킨다.
본 명세서에 사용될 때, 용어 "EMI"는 EMI 및 RFI 방사 양자 모두를 포괄적으로 포함 및 지칭하는 것으로 고려되어야 하며, 용어 "전자기"는 내부 근원 및 외부 근원으로부터의 전자기 및 라디오 주파수 양자 모두를 포괄적으로 포함 및 지칭하는 것으로 고려되어야 한다. 따라서, (본 명세서에서 사용시) 용어 차폐는 예를 들어, 전자기 장비가 내부에 배치되어 있는 하우징 또는 기타 수납체에 대한 EMI 및 RFI의 유입 및 유출을 방지(또는 적어도 저감)하기 위한 EMI 차폐 및 RFI 차폐 양자 모두를 포괄적으로 포함 및 지칭한다.
예로서, 인쇄 회로 기판(PCB)의 전자 회로 또는 구성요소는 EMI를 EMI의 근원 내부로 국지화시키고, EMI 근원에 인접한 다른 장치를 격리시키도록 차폐부 내에 수납되는 경우가 많다. 이런 차폐부는 PCB에 솔더링 또는 다른 방식으로 고정될 수 있으며, 따라서, PCB의 전체 크기를 증가시킨다. 그러나, 솔더링된 차폐부는 피피복 구성요소를 수리 또는 교체하기 위해 제거될 필요가 있을 수 있으며, 이는 비용이 많이 들고 시간 소모적인 작업일 수 있으며 심지어 PCB에 대한 손상을 유발할 수 있다.
부가적으로, 다수의 전자 구성요소는 상당한 열량을 발생한다. 과도한 열 누적은 제품 수명 및 신뢰성을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 태양에 따라서, 예시적 실시예는 하나 이상의 전기적 구성요소의 기판 레벨 EMI 차폐 및 열 소산을 제공할 수 있는 조립체를 포함한다. 일 태양은 이런 조립체의 구성요소에 관한 것이다. 다른 태양은 EMI 차폐 및 열 관리 조립체를 사용하는 방법에 관한 것이다. 부가적 태양은 EMI 차폐 및 열 관리 조립체를 제조하는 방법 및 그 구성요소를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일 예시적 실시예에서, 조립체는 프레임과, 제1 래치 위치 및 적어도 제2 래치 위치에서 프레임에 부착가능한 덮개를 포함한다. 또한, 조립체는 적어도 하나의 열 전도성 유연성 재료(thermally-conductive compliant material)를 포함한다. 덮개가 제1 래치 위치에서 프레임에 부착될 때, 적어도 하나의 열 전도성 유연성 재료는 덮개 또는 하나 이상의 전기적 구성요소 중 적어도 하나로부터 이격 거리만큼 분리된다. 덮개가 제2 래치 위치에서 프레임에 부착될 때, 이격 거리는 실질적으로 제거되고, 적어도 하나의 열 전도성 유연성 재료는 하나 이상의 전기적 구성요소로부터 덮개로의 열 전도성 열 경로를 형성한다.
다른 실시예에서, 조립체는 일반적으로 프레임과, 프레임에 부착가능한 덮개와, 적어도 하나의 열 계면 및 상 변화 재료(thermal interface/phase change material)를 포함한다. 기판으로의 프레임의 솔더 리플로우 이전에, 열 계면 및 상 변화 재료와 덮개와 프레임에 의해 형성된 내부 내에 배치된 하나 이상의 전기적 구성요소 사이에 이격 거리가 제공된다. 그러나, 솔더 리플로우 및 냉각 이후, 열 계면 및 상 변화 재료의 변위 및 덮개의 열 수축은 일반적으로 덮개와 하나 이상의 전기적 구성요소 사이에서 열 계면 및 상 변화 재료를 압축시키기 위한 클램핑력을 상호협력 발생시킬 수 있으며, 그에 의해, 열 계면 및 상 변화 재료는 하나 이상의 전기적 구성요소로부터 덮개로의 열 전도성 열 경로를 형성한다.
다른 예시적 실시예는 기판의 하나 이상의 전기적 구성요소를 위한 기판 레벨 EMI 차폐 및 열 관리를 제공하기 위한 방법을 포함한다. 일 예시적 실시예에서, 본 발명의 방법은 프레임과 덮개에 의해 형성된 내부 내에 배치된 적어도 하나의 열 전도성 유연성 재료가 프레임과 덮개에 의해 형성된 내부 내에 배치된 하나 이상의 전기적 구성요소 또는 덮개 중 적어도 하나로부터 이격 거리만큼 분리되도록 제1 래치 위치에서 프레임에 덮개를 부착하는 것을 포함한다. 또한, 이 방법은 제1 래치 위치로부터, 이격 거리가 실질적으로 제거되고 적어도 하나의 열 전도성 유연성 재료가 하나 이상의 전기적 구성요소부터 덮개로의 열 전도성 열 경로를 형성하는 제2 래치 위치로 기판을 향해 상대적으로 하방으로 덮개를 이동시키는 것을 포함한다.
본 발명의 다른 태양 및 특징은 이하에 제공된 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 부가적으로, 본 발명의 임의의 하나 이상의 태양은 개별적으로 또는 본 발명의 다른 태양 중 임의의 하나 이상과의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 발명의 예시적 실시예를 나타내지만, 상세한 설명 및 특정 예는 단지 예시를 위한 것이며, 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것은 아니라는 것을 이해하여야 한다.
본 명세서에 설명된 도면은 단지 예시를 위한 것이며, 어떠한 방식으로도 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것은 아니다.
도1은 예시적 실시예에 따라 제1 또는 제2 래치 위치에서 프레임에 덮개가 부착될 수 있도록 다중 위치 래칭을 구비한 프레임 및 덮개를 포함하는 EMI 차폐 열 관리 조립체의 분해 사시도이다.
도2는 제1 래치 위치(예를 들어, 리플로우 이전의 제1 스테이지에서)에서 프레임에 덮개가 부착되어 있는 도1에 도시된 덮개와 프레임의 사시도이다.
도3은 덮개의 내부면 상에 배치된 열 계면을 추가로 예시하는 도2에 도시된 프레임과 덮개의 하부 사시도이다.
도4는 덮개의 내부면 상에 배치된 열 계면과 전자 구성요소 사이에 이격 거리가 제공되어 있는 제1 래치 위치(예를 들어, 리플로우 이전의 제1 스테이지에서)에서 프레임에 부착된 덮개를 예시하는 도2 및 도3에 도시된 프레임과 덮개의 횡단면도이다.
도5는 낮은 열적 임피던스를 위해 일반적으로 전자 구성요소와 덮개 사이에서 열 계면을 압축하기 위해 압축력이 발생되는 제2 래치 위치(예를 들어, 리플로우 이후의 제2 스테이지에서)에서 프레임에 부착된 덮개를 예시하는 도4에 도시된 프레임 및 덮개의 횡단면도이다.
도6은 예시적 실시예에 따라 열 계면이 그 위에 배치되어 있는 히트 싱크 및 히트 스프레더를 추가로 예시하는, 도5에 도시된 덮개 및 프레임의 횡단면도이다.
도7은 도1 내지 도6에 도시된 프레임의 사시도이다.
도8은 도7에 도시된 프레임의 상면도이다.
도9는 도7에 도시된 프레임의 측면도이다.
도10은 도7에 도시된 프레임의 정면도이다.
도11은 도10에 11로 표시된 부분의 입면도이다.
도12는 예시적 실시예에 따른, 도7 내지 도11에 도시된 프레임을 제조하기 위해 사용될 수 있는 평면 패턴 프로파일을 포함하는 블랭크(blank)의 평면도이다.
도13은 도1 내지 도6에 도시된 덮개의 사시도이다.
도14는 도13에 도시된 덮개의 상면도이다.
도15는 도13에 도시된 덮개의 측면도이다.
도16은 도13에 도시된 덮개의 정면도이다.
도17은 도7 내지 도11에 도시된 프레임에 대해 제1 위치에서 덮개를 래칭하기 위해 사용되는 덮개의 멈춤쇠 중 하나를 예시하는, 도13의 선 17-17을 따라 취한 덮개의 부분 횡단면도이다.
도18은 도7 내지 도11에 도시된 프레임에 대해 제2 래치 위치에서 덮개를 래칭하기 위해 사용되는 덮개의 멈춤쇠 중 하나를 예시하는, 도13의 선 18-18을 따라 취한 덮개의 부분 횡단면도이다.
도19는 예시적 실시예에 따른 도13 내지 도18에 도시된 덮개를 제조하기 위해 사용될 수 있는 평면 패턴 프로파일을 포함하는 블랭크의 평면도이다.
도20은 다중 위치 래칭을 구비한 프레임과 덮개를 포함하는 EMI 차폐 및 열 관리 조립체의 다른 실시예의 분해 사시도이다.
도21은 제1 래치 위치(예를 들어, 리플로우 이전의 제1 스테이지에서)에서 덮개가 프레임에 부착되어 있는 도20에 도시된 덮개와 프레임의 사시도이다.
도22는 덮개의 내부면 상에 배치된 열 계면을 추가로 예시하는, 도21에 도시된 덮개와 프레임의 하부 사시도이다.
도23은 덮개의 내부면 상에 배치된 열 계면과 전자 구성요소 사이에 이격 거리가 제공되어 있는 (예를 들어, 리플로우 이전의 제1 스테이지에) 제1 래치 위치에서 프레임에 부착된 덮개를 예시하는 도21 및 도22에 도시된 덮개와 프레임의 횡단면도이다.
도24는 낮은 열적 임피던스를 위해 일반적으로 전자 구성요소와 덮개 사이에서 열 계면을 압축하기 위해 압축력이 발생되는 (예를 들어, 리플로우 이후의 제2 스테이지에) 제2 래치 위치에서 프레임에 부착된 덮개를 예시하는 도23에 도시된 덮개와 프레임의 횡단면도이다.
도25는 예시적 실시예에 따른 열 계면이 그 위에 배치되어 있는 히트 싱크 및 히트 스프레더를 추가로 예시하는, 도24에 도시된 덮개와 프레임의 횡단면도이다.
도26은 예시적 실시예에 따른 제1 또는 제2 래치 위치에서 프레임에 덮개가 부착될 수 있도록 다중 위치 래칭을 구비하도록 프레임과 덮개가 구성되어 있는, EMI 차폐 및 열관리 조립체의 다른 실시예를 위한 프레임과 덮개의 분해 사시도이다.
도27은 (예를 들어, 리플로우 이전의 제1 스테이지에) 제1 래치 위치에서 프레임에 부착된 덮개를 예시하는 도26에 도시된 프레임 및 덮개의 사시도이다.
도28은 (예를 들어, 리플로우 이후의 제2 스테이지에) 제2 래치 위치에서 프레임에 부착된 덮개를 예시하는 도26 및 도27에 도시된 덮개와 프레임의 사시도이 다.
도29는 덮개의 내부면 상에 배치된 열 계면을 예시하는 도28에 도시된 덮개 및 프레임의 하부 사시도이다.
도30은 덮개의 내부면 상에 배치된 열 계면과 전자 구성요소 사이에 이격 거리가 제공되어 있는 (예를 들어, 리플로우 이전의 제1 스테이지에) 제1 래치 위치에서 프레임에 부착된 덮개를 예시하는 도26 내지 도29에 도시된 덮개와 프레임의 횡단면도이다.
도31은 낮은 임피던스를 위해 일반적으로 덮개와 전자 구성요소 사이에서 열 계면을 압축하기 위해 압축력이 생성되는 (예를 들어, 리플로우 이후의 제2 스테이지에) 제2 래치 위치에서 프레임에 부착된 덮개를 예시하는 도30에 도시된 덮개와 프레임의 횡단면도이다.
도32는 예시적 실시예에 따른 제1 또는 제2 래치 위치에 덮개가 부착될 수 있도록 다중 위치 래칭을 구비하도록 프레임과 덮개가 구성되어 있는 EMI 차폐 및 열 관리 조립체의 다른 실시예의 프레임 및 덮개의 분해 사시도이다.
도33은 (예를 들어, 리플로우 이전의 제1 스테이지에) 제1 래치 위치에서 프레임에 부착된 덮개를 예시하는 도32에 도시된 덮개와 프레임의 사시도이다.
도34는 (예를 들어, 리플로우 이후의 제2 스테이지에) 제2 래치 위치에서 프레임에 부착된 덮개를 예시하는 도32 및 도33에 도시된 덮개와 프레임의 사시도이다.
도35는 덮개의 내부면 상에 배치된 열 계면을 예시하는 도34에 도시된 덮개 와 프레임의 하부 사시도이다.
도36은 덮개의 내부면 상에 배치된 열 계면과 전자 구성요소 사이에 이격 거리가 제공되어 있는 (예를 들어, 리플로우 이전의 제1 스테이지에) 제1 래치 위치에서 프레임에 부착된 덮개를 예시하는 도32 내지 도35에 도시된 프레임과 덮개의 횡단면도이다.
도37은 낮은 열적 임피던스를 위해 일반적으로 덮개와 전자 구성요소 사이에서 열 계면을 압축하기 위하여 압축력이 발생되는 (예를 들어, 리플로우 이후의 제2 스테이지에) 제2 래치 위치에서, 프레임에 부착된 덮개를 예시하는 도36에 도시된 프레임과 덮개의 횡단면도이다.
도38은 프레임과, 예시적 실시예에 따른 프레임을 위한 덮개로서 기능하는 비전기 전도성 열 계면 및 금속화된 또는 전기 전도성 열 계면을 조립체가 포함하고 있는 기판 레벨 EMI 차폐 및 열 관리를 제공할 수 있는 저-프로파일 조립체의 분해 사시도이다.
도39는 차폐 및 열 소산을 제공하기 위해 기판 장착 전자 구성요소 위에 배치된 조립체를 예시하는, 전방부가 파단 제거되어 있는 도38에 도시된 조립체를 도시하는 도면이다.
도40은 프레임이 예시적 실시예에 따른 파지기 영역을 포함하는 인쇄 회로 기판 상에 배치된 프레임의 상면도이다.
도41은 조립체가 프레임과, 덮개와, 낮은 열적 임피던스를 위한 힘을 발생시키기 위한 열 계면 및 상 변화 재료를 포함하고, 예시적 실시예에 따른 제1 또는 제2 래치 위치에서 덮개가 프레임에 부착될 수 있도록 프레임 및 덮개가 다중 위치 래칭을 포함하는 EMI 차폐 및 열 관리 조립체의 분해 사시도이다.
도42는 솔더 리플로우 프로세스 이전의 기판 장착 전자 구성요소 위에 배치된 조립체를 예시하는 전방부가 파단 제거되어 있는 도41에 도시된 조립체를 도시하는 도면이다.
도43은 열 계면 및 상 변화 재료가 낮은 열적 임피던스를 위해 힘이 발생될 수 있는 구성으로 존재하도록 솔더 리플로우를 받은 이후의 도41 및 도42에 도시된 조립체를 도시하는 도면이다.
하기의 설명은 본질적으로 단지 예시적인 것이며, 어떠한 방식으로도 본 발명, 용례 및 이용방법을 제한하고자 하는 것은 아니다.
다양한 태양에 따라서, 예시적 실시예는 하나 이상의 전기적 구성요소의 기판 레벨 EMI 차폐 및 열 소산을 제공할 수 있는 EMI 차폐 및 열 관리 조립체를 포함한다. 다양한 실시예에서, 조립체는 다중 위치 래칭을 갖는 프레임 및 덮개를 포함한다. 이런 실시예에서, 덮개는 (예를 들어, 리플로우 이전의 제1 스테이지에) 제1 래치 또는 개방 위치에서 프레임에 부착될 수 있다. 또한, 덮개는 (예를 들어, 리플로우 이후의 제2 스테이지에) 제2 또는 동작 래치 위치에서 프레임에 부착될 수 있다. 다른 태양은 이런 조립체의 구성요소에 관한 것이다. 다른 태양은 EMI 차폐 및 열 관리 조립체를 사용하는 방법에 관한 것이다. 부가적 태양은 EMI 차폐 및 열 관리 조립체를 제조하는 방법과, 그 구성요소를 제조하는 방법에 관한 것이다.
다양한 예시적 실시예는 인쇄 회로 기판 등 같은 기판에 조립체를 전기적으로 접지시키기 위해, 그리고, 기판 레벨 EMI 차폐를 제공하도록 프레임과, 프레임에 부착될 수 있는 덮개를 포함하는 열적으로 향상된 EMI 차폐 조립체를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 패드 또는 열 계면 재료(본 명세서에서 열 계면이라고도 지칭됨)이 덮개의 내부면에 배치 또는 부착될 수 있다. 열 계면은 하나 이상의 전자 구성요소에 의해 발생된 열의 기판으로의 전달을 촉진하기 위해 사용될 수 있다.
다양한 실시예에서, 조립체는 기판의 하나 이상의 전자 구성요소로부터 발생된 열을 기판으로 소산 또는 확산하기 이한 열 관리 구조체를 포함할 수도 있다. 이 열 관리 구조체는 본 명세서에서 일반적으로 히트 싱크, 히트 파이프 또는 히트 스프레더라고도 지칭된다. 몇몇 실시예에서, 열 계면은 일반적으로 덮개와 히트 싱크 및 히트 스프레더 사이에 배치된다. 이 열 계면은 덮개로부터 발생된 열의 히트 싱크 및 히트 스프레더로의 전달을 촉진하기 위해 사용될 수 있다. 히트 싱크 및 히트 스프레더와 열 계면의 사용은 몇몇 실시예에서 조립체의 열 성능을 향상시킬 수 있다.
다양한 실시예는 제1 래치 위치 또는 제2 래치 위치에서 프레임에 덮개가 부착될 수 있게 하기 위한 다중 위치 래칭 수단을 포함한다. 이 2 위치 래칭은 표면 장착 기술(SMT) 솔더링 프로세스를 용이하게 할 수 있다. 일 특정 예에서, 덮개는 프레임과 덮개에 의해 형성된 내부 내에 배치된 전자 구성요소들(예를 들어, 기판 상의 마이크로전자 장치 등)과 덮개 사이에 간극 또는 이격 거리가 제공되도록 제1 래치 또는 개방 위치에서 프레임에 결합될 수 있다. 이 이격 거리는 솔더 페이스트와 비교적 친밀한 접촉 상태로 프레임이 배치될 수 있게 하여 솔더 리플로우를 촉진한다. 예로서, 솔더 리플로우 프로세스 동안 프레임의 접점 각각의 양 측부에 솔더가 "흡수(wick)" 또는 접착할 수 있게 하도록 충분한 깊이로 솔더 페이스트내에 프레임이 배치될 수 있다.
솔더링 프로세스가 완료된 이후, 제2 또는 동작 래치 위치에서 프레임에 덮개를 부착하기 위해 덮개는 프레임(그리고, 프레임이 솔더링된 기판)에 대해 이동될 수 있다. 이 제2 래치 위치에서, 낮은 열적 임피던스를 위해 일반적으로 덮개와 전자 구성요소(들) 사이의 열 계면을 압축하기 위해 압축력이 발생된다. 이 압축력은 기판 상의 전자 구성요소의 적어도 일부에 대하여 덮개의 내측상에 배치된 열 계면이 압착될 수 있게 한다. 전자 구성요소와 열 계면 사이의 이 압축성 접촉은 부가적 열 전도 경로의 일부를 생성하며, 이 부가적인 열 전도 경로를 통해 전자 구성요소에 의해 발생된 열이 덮개를 통해 기판으로 전도 및/또는 소산될 수 있다. 즉, 전자 구성요소에 의해 발생된 열은 열 계면으로 전도되고, 그후, 덮개로 전도될 수 있다. 덮개로부터 열은 프레임으로 전도될 수 있다. 프레임으로부터, 열은 기판과 프레임 사이의 솔더 조인트를 경유하여 기판으로 전도될 수 있다. 히트 싱크 및 히트 스프레더를 포함하는 이들 실시예에서, 또한, 열은 덮개로부터 열 계면으로, 그리고, 그후, 히트 싱크 및 스프레더로 전도될 수도 있다.
예로서, 일 실시예는 적어도 하나의 로킹 스냅이 대응 개구 내로 결합 및 로킹하여 덮개를 프레임에 대해 제2 래치 구조로 결합시키도록 덮개가 프레임 상으로 수직 하향 가압되는 덮개와 프레임을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 덮개는 대응 개구(예를 들어, 리세스, 공극, 공동, 슬롯, 홈, 구멍, 오목부, 그 조합 등)를 포함하는 프레임과의 로킹 스냅 또는 포획부[예를 들어, 래치, 탭, 멈춤쇠, 돌기, 돌출부, 리브, 리지, 경사상승부(ramp-up), 다트(dart), 창형상부(lance), 딤플(dimple), 하프-딤플(half-dimple), 그 조합 등]를 포함한다. 다른 실시예에서, 프레임은 로킹 스냅 또는 포획부를 포함하고, 덮개는 대응 개구를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 덮개 및 프레임은 양자 모두 다른 구성요소의 대응 개구와 결합하기 위한 로킹 스냅 또는 포획부를 포함할 수 있다.
다른 실시예는 일회용 또는 상대적 저비용 덮개를 사용하는 열적으로 향상된 EMI 차폐 조립체를 포함한다. 일 예시적 실시예에서, 어떠한 열 계면도 그 위에 구비하지 않은 저 비용 및 일회용 덮개가 솔더 리플로우 프로세스 동안 사용될 수 있다. 이 저 비용 및 일회용 덮개는 덮개와 전자 구성요소(들)(예를 들어, 기판 상의 마이크로전자 장치 등) 사이에 이격 거리가 제공되도록 제1 래치 또는 개방 위치에서 프레임에 래치될 수 있다. 이 이격 거리는 솔더 페이스트와의 비교적 친밀한 접촉 상태로 프레임이 배치될 수 있게 하여 솔더 리플로우를 용이하게 한다.
솔더 리플로우 프로세스가 완료된 이후, 저 비용 및 일회용 덮개는 (이제 기판에 솔더링된) 프레임으로부터 제거되고, 교체 덮개로 대체될 수 있다. 특정 고객에 따라, 교체 덮개는 솔더링된 프레임에 비교적 인접하게 부착될 수 있거나, 고객이 프레임과, 프레임이 솔더링되는 기판 및/또는 기판 상에 장착된 전자 구성요소를 검사한 이후 프레임에 부착될 수 있다. 교체 덮개는 그 내측면 상에 배치된 열 계면을 포함할 수 있다. 교체 덮개는 제2 또는 동작 래치 위치에서 프레임에 래치될 수 있다. 이 제2 래치 위치에서, 낮은 열적 임피던스를 위해 일반적으로 덮개와 전자 구성요소(들) 사이에서 열 계면을 압축하기 위해 압축력이 발생된다. 이 압축력은 교체 덮개의 내측 상에 배치된 열 계면이 기판 상의 전자 구성요소의 적어도 일부에 대하여 압축되게 할 수 있다. 전자 구성요소와 열 계면 사이의 이 압축력은 부가적 열 전도 경로의 적어도 일부를 생성하며, 이 부가적인 열 전도 경로를 통해 전자 구성요소에 의해 발생된 열은 교체 덮개를 통해 기판으로 전도 및/또는 소산될 수 있다.
다른 예시적 실시예에서, 조합된 저 프로파일 EMI 차폐 및 열 관리 조립체는 프레임(예를 들어 SMT 프레임 등)과, 프레임을 위한 덮개 또는 뚜껑으로서 동작 또는 기능하는 열 계면을 포함한다. 이런 실시예에서, SMT 프레임 및 금속화된 열 계면은 인쇄 회로 기판 등 같은 기판에 조립체를 접지시킴으로써 EMI 차폐를 제공할 수 있다. 부가적으로, SMT 프레임은 조립 라인 픽-앤드-플레이스(pick-and-place) 방법을 사용함으로써, 기판 상에 프레임의 배치를 촉진하기 위해 측부 픽-업 영역(side pick-up area) 또는 파지기를 포함할 수 있다. 또한, 열 계면은 조립체에 의해 EMI 차폐되는 전자 구성요소 또는 구성요소들에 의해 발생되는 열의 전달을 촉진하기 위해 사용될 수도 있다. 또한, 조립체의 열적 성능을 향상시키기 위해 몇몇 실시예에서 히트 싱크 및 히트 스프레더가 사용될 수 있다. 솔더 리플로우 이후, 히트 싱크 및 히트 스프레더는 조립체가 사용되는 전화 또는 기타 전자 장치의 조립 동안 제 위치로 스냅 또는 가압될 수 있으며, 그에 의해, 낮은 열적 임피던스를 갖는 조립체를 제공하기 위해 충분한 크기를 갖는 힘을 발생시킨다. 다양한 실시예에서, 전화 또는 기타 전자 장치는 양호한 전기 및 열 계면을 갖는 조립체를 제공하기 위해 히트 싱크 및 히트 스프레더에 충분한 힘을 인가하도록 구성된다.
또 다른 예시적 실시예는 일반적으로, 프레임, 덮개 및 낮은 열적 임피던스를 위해 힘을 발생시키기 위한 열 계면 및 상 변화 재료를 포함하는 조합된 저 프로파일 EMI 차폐 및 열 관리 조립체를 제공한다. 이런 실시예에서, SMT 프레임과 덮개는 인쇄 회로 기판 등 같은 기판에 조립체를 접지함으로써 EMI 차폐를 제공할 수 있다. 열 계면 및 상 변화 재료는 전자 구성요소에 의해 발생된 열의 덮개로의 전달을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 솔더 리플로우 온도로부터 실온으로의 냉각 이후 발생하는 열 계면 및 상 변화 재료의 변위는 낮은 열적 임피던스를 위해 충분한 힘을 발생시킬 수 있다. 이런 실시예에서, 조립체는 열 계면 및 상 변화 재료가 덮개의 내면 상에 배치 또는 설치된 상태로 배송될 수 있다. 그후, 조립체는 솔더 리플로우 프로세스를 통해 이송될 수 있다. 기판이 냉각됨에 따라, 기판에 프레임을 장착하기 위해 사용된 솔더는 응고한다. 또한, 열 계면 및 상 변화 재료도 응고하지만, 열 계면 및 상 변화 재료의 표면 장력은 열 계면 및 상 변화 재료를 적소에 유지한다. 조립체가 냉각될 때의 열 수축으로부터 덮개의 상대적으로 작은 이동이 초래된다. 덮개의 이 수축은 낮은 열적 임피던스를 갖는 조립체를 제공하기에 충분한 크기의 힘을 열 계면 및 상 변화 재료 상에 발생시킬 수 있다. 다양한 실시예에서, 열 계면 및 상 변화 재료의 두께는 적어도 부분적으로 덮개 높이 및 구성요소 높이에 기초하여 선택될 수 있다.
도1은 본 발명의 하나 이상의 태양을 채용하는 예시적 조합된 저 프로파일 EMI 차폐 및 열 관리 조립체(100)를 예시한다. 도시된 바와 같이, 조립체(100)는 일반적으로 베이스 부재 또는 프레임(102)과, 뚜껑 또는 덮개(104)와, 제1 열 계면(106)과, 제2 열 계면(108)과, 열의 분산 또는 소산을 향상시키기 위한 히트 싱크 및 히트 스프레더(110)를 포함한다.
도4 내지 도6은 기판(120)(예를 들어, 인쇄 회로 기판 등)의 전자 구성요소(116) 위에 배치된 조립체(100)를 예시하며, 조립체(100)는 전자 구성요소(116)를 EMI 차폐하고, 전자 구성요소(116)에 의해 발생된 열을 소산시킬 수 있다. 예로서, 조립체(100)는 다른 전자 구성요소로부터 방출된 EMI 및 RFI로부터 전자 구성요소(116)를 차폐 및/또는 전자 구성요소(116)에 의해 방출된 EMI 및 RFI가 다른 구성요소와 간섭하는 것을 억제할 수 있다. 조립체(100)는 인쇄 회로 기판 등 상에 장착된 집적 회로 같은 광범위한 전자 구성요소 및 패키지와 함께 사용될 수 있다.
도1 및 도3 내지 도6에 도시된 바와 같이, 제1 열 계면(106)은 덮개 또는 뚜껑(104)의 내면 상에 배치된다. 따라서, 제1 열 계면(106)은 전자 구성요소(116)에 의해 발생된 열의 덮개(104)로의 전달을 촉진할 수 있다. 도1 및 도6에 도시된 바와 같이, 제2 열 계면(108)은 히트 싱크 및 히트 스프레더(110)의 표면 상에 배치된다. 따라서, 제2 열 계면(108)은 덮개(104)로부터 히트 싱크 및 히트 스프레더(110)로의 열 전달을 촉진할 수 있다.
제1 및 제2 열 계면(106, 108)은 광범위한 재료로 형성될 수 있으며, 이 재료들은 바람직하게는 공기 단독인 경우 보다 더 양호한 열 전도체이고, 더 높은 열 전도성을 갖는다. 따라서, 열 계면(106)[전기적 구성요소(116)에 대한 그 압축성 접촉과 함께]은 단지 공기에만 의존하여 덮개의 하부측과 전자 구성요소 사이에서 열 경로를 형성하는 디자인들에 비해 전자 구성요소(116)로부터 덮개(104)로의 개선된 열 전달을 가능하게 할 수 있다. 몇몇 양호한 실시예에서, 열 계면(106, 108)은 미주리주 세인트 루이스 소재의 레이어드 테크놀로지스, 인크(Laird Technologies, Inc.)로부터 상업적으로 입수할 수 있는 티-플렉스(등록상표)(T-flexTM) 600 계열 열 간극 충전재로 형성되며, 따라서, 레이어드 테크놀로지스, 인크(Laird Technologies, Inc.)의 상표명을 참조로 표시되어 있다. 일 특정 양호한 실시예에서, 열 계면(106, 108)은 티-플렉스(등록상표)(T-flextm) 620 열 간극 충전재를 포함하며, 이는 일반적으로 강화 질화붕소 충전 실리콘 엘라스토머(reinforced boron nitride filled silicone elastomer)를 포함한다. 다른 예로서, 다른 실시예는 전기-전도성 엘라스토머로 성형된 열 계면(106, 108)을 포함한다. 부가적인 예시적 실시예는 고무, 겔, 그리스 또는 왁스 등의 기반 내의 세라믹 입자, 페라이트 EMI 및 RFI 흡수 입자, 금속 또는 유리섬유 메시로 형성된 열 계면 재료를 포함한다. 다른 적절한 열 계면 재료는 이하의 표에 기재되어 있다. 그러나, 대안 실시예는 제1 열 계면(106) 및/또는 제2 열 계면(108)을 포함하지 않는 조립체를 제공할 수 있다.
또한, 매우 다양한 재료가 히트 싱크 또는 히트 스프레더(110)를 위해 사용될 수 있으며, 이들은 양호한 열 전도성의 재료, 그리고, 몇몇 실시예에서는 또한 양호한 차폐성 재료인 것이 바람직하다. 사용될 수 있는 예시적 재료는 구리 및 구리 기반 합금, 베릴륨-구리 합금, 알루미늄, 황동, 인청동(phosphor bronze) 등을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 히트 싱크 및 스프레더(110)는 나체(bared) 금속 또는 비코팅 금속을 포함할 수 있다. 몇몇 다른 실시예에서, 히트 싱크 및 스프레더(110)는 프레임(102)과 갈바닉 호환성(galvanic compatibility)을 제공하도록 적절한 전기 전도성 도금으로 코팅된 금속을 포함할 수 있다.
도4 및 도5를 계속 참조하면, 덮개(104)는 제1 래치 위치(도4) 또는 제2 래치 위치(도5)에서 프레임(102)에 부착될 수 있다. 이 2-위치 래칭은 표면 장착 기술(SMT) 솔더링을 가능하게 할 수 있다. 이에 관하여, 덮개(104)는 덮개(104)가 전자 구성요소(116)의 상부면으로부터 간극 또는 이격 거리만큼 분리시되도록 제1 래치 또는 개방 위치(도4)에서 프레임(102)에 덮개(104)가 결합될 수 있게 한다. 이 이격 거리는 프레임(102)이 솔더 페이스트와 비교적 친밀한 접촉 상태로 배치될 수 있게 하며, 그에 의해, 솔더 리플로우를 촉진한다. 솔더 리플로우 이후, 제2 래치 위치(도5)에서 프레임(102)에 덮개(104)를 부착하기 위해 프레임(102)[그리고, 프레임(102)이 솔더링되는 기판(120)]에 대해 덮개(104)가 이동될 수 있다. 제2 래치 위치에서, 낮은 열적 임피던스를 위해 일반적으로 전자 구성요소(116)와 덮개(104) 사이의 제1 열 계면(106)을 압축하기 위해 압축력이 발생된다. 이 압축력은 덮개(104)의 내측에 배치된 제1 열 계면(106)이 전자 구성요소(116)의 적어도 일부에 대하여 압축되게 할 수 있다. 전자 구성요소(116)와 제1 열 계면(106) 사이의 이 압축성 접촉은 전자 구성요소(116)에 의해 발생된 열이 통과 전도될 수 있는 열 전도 경로를 생성한다. 예로서, 전자 구성요소(116)에 의해 발생된 열은 제1 열 계면(106)에 전도되고, 그후, 덮개(104)로 전도될 수 있다. 덮개(104)로부터, 열은 프레임(102)으로 전도될 수 있다. 프레임(102)으로부터 열은 기판(120)과 프레임(102) 사이의 솔더 조인트를 경유하여 기판(120)으로 전도될 수 있다. 그리고, 히트 싱크 및 히트 스프레더(110)를 포함하는 도1 및 도6의 도시된 실시예에서, 열은 또한 덮개(104)로부터 제2 열 계면(108)으로 전도되고, 그후, 히트 싱크 및 히트 스프레더(110)로 전도될 수도 있다.
도3을 참조하면, 프레임(102)은 제1 및 제2 개구(124, 126)를 포함한다. 덮개(104)는 프레임(102)의 대응하는 제1 개구(124)와 제2 개구(126) 내에 결합 수용되도록 구성된 멈춤쇠, 돌출부 또는 돌기(128, 130)를 포함한다. 제1 래치 위치에서, 덮개(104)의 제1 멈춤쇠(128)는 프레임(102)의 제1 개구(124)와 결합된다(예를 들어, 개구 내부로 상호로킹 또는 스냅결합되는 등). 그러나, 덮개(104)가 프레임(102)에 대하여 하향 이동될 때, 이때, 덮개의 (예를 들어, 본 실시예에서 하프-딤플로서 도시된) 제2 멈춤쇠(130)가 프레임(102)의 대응 제2 개구(126)와 결합(예를 들어, 그 내부로 상호로킹 또는 스냅 결합되는 등)되어 덮개(104)를 제2 래치 위치에서 프레임(102)에 부착한다. 제2 래치 위치에서, 덮개(104)를 프레임(102)을 향해 하향 편의시키는 기계적 힘 또는 클램핑력이 발생된다. 이 편의력은 제1 열 계면(106)이 전자 구성요소(116)의 적어도 일부에 대하여 압축성 접촉하게 함으로써(도5에 도시된 바와 같이), 비교적 낮은 열적 임피던스를 갖는 조립체(100)를 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 열 계면(106)은 덮개(104)가 제2 래치 위치에 서 프레임(102)에 부착될 때, 전자 구성요소(116)와 덮개(104) 사이에 압력하에 개재되도록 구성된다(예를 들어, 크기설정, 성형, 배치, 재료 등).
도1 내지 도3을 계속 참조하면, 예시된 덮개(104)는 복수의 애퍼쳐 또는 구멍(140)을 포함한다. 이들 구멍(140)은 덮개(104)의 내측에서의 솔더 리플로우 가열을 촉진할 수 있으며, 전자 구성요소(116)의 냉각을 가능하게 할 수 있고, 그리고/또는 덮개(104) 아래의 전자 구성요소의 부분들의 시각적 검사를 가능하게 할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 구멍(140)은 간섭 EMI 및 RFI의 통과를 억제하기에 충분하게 작다. 구멍(140)의 특정 수, 크기, 형상, 배향 등은 예로서, 특정 용례에 따라 변할 수 있다(예를 들어, 전자 장치의 감도 등, 더 민감한 회로는 더 작은 직경의 구멍의 사용을 필요로할 수 있음).
부가적으로, 프레임(102) 및/또는 덮개(104)는 픽-앤드-플레이스 장비(예를 들어, 진공 픽-앤드-플레이스 장비 등)에 의한 취급을 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 예로서, 도13 및 도14는 픽-업 영역(144)을 구비한 덮개(104)를 예시한다. 부가적으로, 덮개(104)는 또한 코너(146)에 복수의 탭(145)을 갖는 것으로 도시되어 있다. 몇몇 실시예에서, 코너(146) 및/또는 탭(145)은 예로서, 점진적 다이 스탬핑 프로세스를 통한 덮개(104)의 제조 동안, 덮개(104)의 취급을 용이하게 할 수 있다. 대안적으로, 다른 제조 방법도 덮개(104)를 제조하기 위해 사용될 수 있다.
도7 및 도8은 각 코너에 영역(142)을 구비하는 프레임(102)을 예시한다. 또한, 도7 및 도8에는 프레임(102)이 코너에 탭(143)을 또한 포함한다는 것이 도시되어 있다. 부가적으로, 또는 대안적으로, 프레임(702)이 픽-업 영역(760)을 포함하 는 도40에 도시된 것과 유사한 영역(143)을 프레임(102)이 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 영역(142) 및/또는 탭(143)은 예로서, 점진적 다이 스탬핑 프로세스를 통한 프레임(102)의 제조 동안, 프레임(102)의 취급을 용이하게 할 수 있다. 대안적으로, 프레임(102)의 제조를 위해 다른 제조 방법도 사용될 수 있다.
따라서, 프레임(102) 및 덮개(104)는 몇몇 실시예에서, 수동으로 및/또는 픽-앤드-플레이스 장비에 의해 개별적으로 취급될 수 있다. 덮개(104)가 프레임(102)에 조립된 이후에, 덮개(104) 및 프레임(102)은 덮개의 픽-업 영역(144) 및/또는 덮개의 코너(146)를 거쳐 수동으로 또는 픽-앤드-플레이스 장비(예를 들어, 진공 픽-앤드-플레이스 장비 등)에 의해 전체적으로 취급될 수 있다.
도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 프레임(102) 및 덮개(104) 양자 모두는 일반적으로 직사각형이다. 대안 실시예는 네 개 이상 또는 그 미만의 외주 벽 및/또는 다른 직사각형 구조나 비직사각형 구조(예를 들어, 삼각형, 육각형, 원형, 다른 다각형, 도면에 도시된 것 이외의 다른 직사각형 구조 등)의 외주 벽을 갖는 덮개 및/또는 프레임을 포함할 수 있다. 다른 실시예는 도면에 도시된 것 보다 많거나 작은 개구 및/또는 더 많거나 적은 멈춤쇠를 구비하는 외주벽을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 프레임(102)은 단일 구성요소로서 일체형 또는 단일체형으로 형성될 수 있다. 예로서, 도12는 프레임(102)을 제조하기 위해 사용될 수 있는 예시적 블랭크를 예시한다. 본 특정 실시예에서, 프레임(102)은 프레임(102)을 위한 평면 프로파일 패턴을 재료편 내에 스탬핑함으로써 형성될 수 있다. 도12에 도시된 바와 같이, 프레임(102)을 위한 스탬핑된 프로파일은 개구(124, 126) 및 탭(143)을 포함한다. 스탬핑 이후, 재료편 내에 프레임(102)을 위한 평면 패턴 프로파일을 스탬핑한 이후, 그후, 벽 부분은 도7 내지 도10에 도시된 바와 같이 실질적 수직으로 절첩 또는 굴곡될 수 있다. 프레임(102)이 본 예에서 일체로 형성될 수 있지만, 이는 모든 실시예에 필요한 것은 아니다. 예로서, 프레임의 다른 실시예는 예를 들어, 용접, 접착제, 다른 적절한 방법들 중 하나에 의해 프레임에 개별적으로 부착된 분리된 구성요소인 탭 또는 벽 부분을 포함할 수 있다. 대안적 구성(예를 들어, 형상, 크기 등), 재료 및 제조 방법[예를 들어, 인발(drawing) 등]가 프레임(102)을 제조하기 위해 사용될 수 있다.
표면 장착 기술 리플로우 작업을 위해 적절히 솔더링가능한 것이 바람직한 광범위한 재료가 프레임(102)을 위해 사용될 수 있다. 프레임을 위해 사용될 수 있는 예시적 재료는 니켈-은 합금, 구리-니켈 합금, 냉간 압연강, 스테인레스 강, 주석-도금 냉간 압연강, 주석-도금 구리 합금, 탄소강, 황동, 구리, 알루미늄, 구리-베릴륨 합금, 인청동, 강철, 그 조합, 다른 적절한 전기 전도성 재료 중 하나를 포함한다. 예시적 실시예에서, 프레임(102)은 약 0.20mm의 두께를 갖는 한 장의 니켈-은 합금으로 형성된다. 조립체 및 그 구성요소는 예를 들어, 차폐 대상 구성요소, 전체 장치 내부의 공간적 고려사항, EMI 차폐 및 열 소산 수요 및 기타 요인들 같은 특정 용례에 의존하여 다른 재료 및/또는 다른 치수로 구성될 수 있기 때문에, 본 명세서에 제공되는 재료 및 치수는 예시의 목적을 위한 것일 뿐이다.
다양한 실시예에서, 덮개(104)는 단일 구성요소로서 일체로 또는 단일체형으 로 형성될 수 있다. 예로서, 도19는 덮개(104)를 제조하기 위해 사용될 수 있는 예시적 블랭크를 예시한다. 본 특정 실시예에서, 덮개(104)는 덮개(104)를 위한 평면 프로파일 패턴을 단일편의 재료 내에 스탬핑함으로써 형성될 수 있다. 도19에 도시된 바와 같이, 덮개(104)를 위한 스탬핑된 프로파일은 멈춤쇠(228, 230), 구멍(140) 및 탭(145)을 포함한다. 덮개(104)를 위한 평면 패턴 프로파일을 재료편에 스탬핑한 이후, 그후, 벽 부분은 도13 내지 도16에 도시된 바와 같이 실질적 수직으로 절첩 또는 굴곡될 수 있다. 덮개(104)가 본 실시예에서, 일체로 형성될 수 있지만, 이는 모든 실시예에 필요한 것은 아니다. 예로서, 다른 실시예는 예를 들어, 용접, 접착제, 다른 적절한 방법들 중 하나에 의해 덮개(104)에 개별적으로 부착된 분리된 구성요소인 탭, 벽 부분 및/또는 돌기를 포함할 수 있다. 대안적 구성(예를 들어, 형상, 크기 등), 재료, 및 제조 방법(예를 들어, 인발 등)이 덮개(104)를 제조하기 위해 사용될 수 있다.
니켈-은 합금, 구리-니켈 합금, 냉간 압연강, 스테인레스강, 주석 도금 냉간 압연강, 주석 도금 구리 합금, 탄소강, 황동, 구리, 알루미늄, 구리-베릴륨 합금, 인청동, 강철, 그 조합, 다른 적절한 전기 전도성 재료들 중 하나 같은 광범위한 재료가 덮개(104)를 위해 사용될 수 있다. 일 예시적 실시예에서, 덮개(104)는 약 0.13 mm의 두께를 가지는 한 장의 니켈-은 합금으로 형성된다. 조립체 및 그 구성요소는 예를 들어, 차폐 대상 구성요소, 전체 장치 내부의 공간적 고려사항, EMI 차폐 및 열 소산 수요 및 기타 요인들 같은 특정 용례에 의존하여 다른 재료 및/또는 다른 치수로 구성될 수 있기 때문에, 본 명세서에 제공되는 재료 및 치수는 예 시의 목적을 위한 것일 뿐이다.
도20 내지 도25는 본 발명의 하나 이상의 태양을 구현하는 조합된 저-프로파일 EMI 차폐 및 열관리 조립체(300)의 다른 실시예를 예시한다. 도20에 도시된 바와 같이, 조립체(300)는 일반적으로, 베이스 부재 또는 프레임(302), 뚜껑 또는 덮개(304) 및 제1 열 계면(306)을 포함한다.
도25에 도시된 바와 같이, 조립체(300)의 몇몇 실시예는 또한 열을 분산 및/또는 소산시키기 위한 히트 싱크 및 히트 스프레더(310)를 포함한다. 제2 열 계면은 덮개(304)로부터 히트 싱크 및 스프레더(310)로의 열 전도 및 전달을 촉진하도록 일반적으로 덮개(304)와 히트 싱크 및 히트 스프레더(310) 사이에 배치될 수 있다. 히트 싱크 및 히트 스프레더(310) 및 제2 열 계면을 사용하는 것은 열의 분산 또는 소산을 향상시킬 수 있다.
도23 내지 도25는 기판(320)(예를 들어, 인쇄 회로 기판 등)의 전자 구성요소(316) 위에 배치된 조립체(300)를 예시하며, 조립체(300)는 전자 구성요소(316)를 EMI 차폐할 수 있고, 또한, 전자 구성요소(316)에 의해 발생된 열을 소산할 수 있다. 예로서, 조립체(300)는 다른 전자 구성요소로부터 방출되는 EMI 및 RFI로부터 전자 구성요소(316)를 차폐할 수 있고, 그리고/또는 전자 구성요소(316)에 의해 방출된 EMI 및 RFI가 다른 구성요소와 간섭하는 것을 억제한다. 조립체(300)는 인쇄 회로 기판 등 상에 장착된 집적 회로 같은 광범위한 전자 구성요소 및 패키지와 함께 사용될 수 있다.
도22에 도시된 바와 같이, 제1 열 계면(306)은 덮개(304)의 내부면 상에 배치될 수 있다. 따라서, 제1 열 계면(306)은 전자 구성요소(316)에 의해 발생된 열의 덮개(304)로의 전달을 촉진할 수 있다. 광범위한 재료가 조립체(300)의 열 계면을 위해 사용될 수 있으며, 이들은 공기 단독인 경우 보다 더 양호한 열 전도체이면서, 더 높은 열 전도성을 갖는 것이 바람직하다. 따라서, [전자 구성요소(316)에 대한 그 압축성 접촉과 함께] 열 계면(306)은 단지 공기 만에 의존하여 전기적 구성요소와 덮개의 하측면 사이의 열 경로를 형성하는 것들에 비해 전기적 구성요소(316)로부터 덮개(304)로의 개선된 열 전달을 가능하게 할 수 있다. 몇몇 양호한 실시예들은 미주리주 세인트 루이스 소재의 레이어드 테크놀로지스 인크(Laird Technologies, Inc.)로부터 상업적으로 입수할 수 있는 티-플렉스(등록상표)(T-flexTM) 600 계열 열 계면을 포함할 수 있다. 일 특정 양호한 실시예에서, 열 계면(306)은 티-플렉스(등록상표)(T-flextm) 620 열 간극 충전재를 포함하며, 이는 일반적으로 강화 질화붕소 충전 실리콘 엘라스토머를 포함한다. 다른 예로서, 다른 실시예는 전기-전도성 엘라스토머로 성형된 열 계면을 포함한다. 부가적인 예시적 실시예는 고무, 겔, 그리스 또는 왁스 등의 기반 내의 세라믹 입자, 페라이트 EMI 및 RFI 흡수 입자, 금속 또는 유리섬유 메시로 형성된 열 계면 재료를 포함한다. 다른 적절한 열 계면 재료는 이하의 표에 기재되어 있다. 그러나, 대안 실시예는 어떠한 이런 열 계면도 포함하지 않는 조립체를 제공할 수 있다.
또한, 매우 다양한 재료가 히트 싱크 및 히트 스프레더(310)를 위해 사용될 수 있으며, 이들은 몇몇 실시예에서 양호한 열 전도성이면서, 또한, 양호한 차폐성의 재료인 것이 바람직하다. 히트 싱크 및 히트 스프레더(310)를 위해 사용될 수 있는 예시적 재료는 구리 및 구리 기반 합금, 베릴륨-구리 합금, 알루미늄, 황동, 인청동 등을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 히트 싱크 및 히트 스프레더(310)는 나체 또는 비코팅 금속을 포함할 수 있다. 몇몇 다른 실시예에서, 히트 싱크 및 히트 스프레더(310)는 프레임(302)과의 갈바닉 호환성을 제공하도록 적절한 전기 전도성 도금으로 코팅된 금속을 포함할 수 있다.
도23 및 도24를 계속 참조하면, 덮개(304)는 제1 래치 위치(도23) 또는 제2 래치 위치(도24)에서 프레임(302)에 부착될 수 있다. 이 2-위치 래칭은 표면 장착 기술(SMT) 솔더링을 가능하게할 수 있다. 이에 관하여, 덮개(304)는 전자 구성요소(316)의 상단부와 덮개(304)가 간극 또는 이격 거리만큼 분리되도록 제1 래치 또는 개방 위치(도23)에서 프레임(302)에 결합될 수 있다. 이 이격 거리는 프레임(302)이 솔더 페이스트와 비교적 친밀한 접촉 상태로 배치될 수 있게 하여 솔더 리플로우를 촉진한다. 솔더링 프로세스가 완료된 이후, 덮개(304)는 제2 또는 동작 래치 위치(도24)로 프레임(302)[그리고, 프레임(302)이 솔더링되는 기판(320)]에 대해 이동될 수 있다.
제2 래치 위치에서, 낮은 열적 임피던스를 위해 일반적으로 덮개(304)와 전자 구성요소(316) 사이에서 열 계면을 압축하기 위해 압축력이 발생된다. 이 압축력은 덮개(304)의 내측에 배치된 열 계면(306)이 전자 구성요소(316)의 적어도 일부에 대하여 압축되게 할 수 있다. 전자 구성요소(316)와 열 계면(306) 사이의 이 압축성 접촉은 전자 구성요소(316)에 의해 발생된 열이 통과 전도될 수 있는 열 전도 경로를 생성한다. 예로서, 전자 구성요소(316)에 의해 발생된 열은 열 계면(306)으로 전도되고, 그후, 덮개(304)로 전도될 수 있다. 덮개(304)로부터, 열은 프레임(302)으로 전도될 수 있다. 프레임(302)으로부터 열은 기판(320)과 프레임(302) 사이의 솔더 조인트를 거쳐서 기판(302)으로 전도될 수 있다. 그리고, 히트 싱크 및 히트 스프레더(310)를 포함하는 도25의 예시된 실시예에서, 열은 또한 덮개(304)로부터 제2 열 계면으로 전도되고, 그후, 히트 싱크 및 히트 스프레더(310)로 전도될 수 있다.
덮개(304)가 제1 래치 위치(도23)에 있을 때, 프레임(302)의 멈춤쇠(328)는 덮개(304)의 대응 개구(324)와 결합된다. 도20에 도시된 바와 같이, 프레임의 멈춤쇠(328)는 프레임(302)의 내주 립(330)을 따라 배치된다. 제1 래치 위치(도23)에서, 덮개(304)의 (예시된 실시예에서, 하프-딤플로 도시된) 멈춤쇠(326)는 일반적으로 프레임의 내주 립(330) 아래에 있다.
제1 래치 위치로부터, 덮개(304)는 프레임(302) 상으로 상대적으로 하향 이동될 수 있다. 도24에 도시된 바와 같이, 덮개(304)와 프레임(302) 사이의 이 상대적 이동은 일반적으로 덮개의 멈춤쇠(326) 위에 프레임의 내주 립(330)을 위치시킬 수 있다. 프레임 립(330)은 덮개의 멈춤쇠(326)의 상부와 상호로킹 결합하여 제2 래치 위치에서 프레임(302)에 덮개(304)를 부착할 수 있다. 제2 래치 위치에서, 프레임(302)을 향해 하향으로 덮개(304)를 편의시키는 기계적 힘 또는 클램핑력이 발생된다. 이 편의력은 열 계면(306)이 전자 구성요소(316)의 적어도 일부에 대하여 압축성 접촉하게 함으로써(도24에 도시된 바와 같이), 비교적 낮은 열적 임 피던스를 갖는 조립체(300)를 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 열 계면(306)은 덮개(304)가 제2 래치 위치에서 프레임(302)에 부착되어 있을 때 덮개(304)와 전자 구성요소(316) 사이에서 압력하에 개재되도록 구성(예를 들어, 크기설정, 성형, 배치, 재료 등)될 수 있다.
예시된 덮개(304)는 애퍼쳐 또는 구멍(340)을 포함한다. 이들 구멍(340)은 덮개(304)의 내부의 솔더 리플로우 가열을 촉진할 수 있으며, 전자 구성요소(316)의 냉각을 가능하게 할 수 있고, 그리고/또는 덮개(304) 아래의 전자 구성요소의 부분의 시각적 검사를 가능하게 할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 구멍(340)은 간섭하는 EMI 및 RFI의 통로를 억제하도록 충분히 작다. 구멍(340)의 특정 수, 크기, 형상, 배향 등은 예로서, 특정 용례(예를 들어, 전자 장치의 감도 등, 더 민감한 회로는 더 작은 직경의 구멍의 사용을 필요로할 수 있음)에 따라 변할 수 있다.
부가적으로, 프레임(302) 및/또는 덮개(304)는 픽-앤드-플레이스 장비(예를 들어, 진공 픽-앤드-플레이스 장비 등)에 의한 취급을 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 예로서, 도20은 픽-업 영역(344)을 구비하는 덮개(304)를 예시한다. 부가적으로, 덮개(304)는 또한 각 코너(346)에 탭(345)을 구비하는 것으로 도시되어 있다. 몇몇 실시예에서, 코너(346) 및/또는 탭(345)은 예로서, 점진적 다이 스탬핑 프로세스를 통한 덮개(304)의 제조 동안, 덮개(304)의 취급을 용이하게 할 수 있다. 대안적으로, 덮개(304)의 제조를 위해 다른 제조 방법도 사용될 수 있다.
도20은 각 코너에 영역(342)을 구비하는 프레임(302)을 예시한다. 도20에 도시된 바와 같이, 프레임(302)은 코너에 탭(343)을 포함한다. 부가적으로, 또는 대안적으로, 프레임(302)은 프레임(702)이 픽-업 영역(760)을 포함하는 도40에 도시된 것과 유사한 영역을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 영역(342) 및/또는 탭(343)은 예로서, 점진적 다이 스탬핑 프로세스를 통한 프레임(302)의 제조 동안 프레임(302)의 취급을 용이하게 할 수 있다. 대안적으로, 프레임(302)을 제조하기 위해, 다른 제조 방법이 사용될 수도 있다.
따라서, 프레임(302) 및 덮개(304)는 몇몇 실시예에서, 픽-앤드-플레이스 장비에 의해 및/또는 수동으로 개별 취급될 수 있다. 덮개(304)가 프레임(302)에 조립된 이후, 덮개(304) 및 프레임(302)은 덮개의 픽-업 영역(344) 및/또는 덮개의 코너(346)를 거쳐 픽-앤드-플레이스 장비(예를 들어, 진공 픽-앤드-플레이스 장비 등)에 의해, 또는 수동으로 전체적으로 취급될 수 있다.
도20 내지 도22에 도시된 바와 같이, 프레임(302) 및 덮개(304)는 양자 모두 실질적 직사각형이다. 대안 실시예는 4개 보다 많거나 적은 외주 벽 및/또는 다른 직사각형 구조 또는 비직사각형 구조(예를 들어, 삼각형, 육각형, 원형, 기타 다각형, 도면에 도시된 것 이외의 다른 직사각형 구조 등)의 외주 벽을 구비하는 덮개 및/또는 프레임을 포함할 수 있다. 다른 실시예는 도면에 배치된 것 보다 많거나 작은 멈춤쇠 및/또는 많거나 적은 개구를 구비한 외주벽을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 프레임(302)은 단일 구성요소로서 일체로 또는 단일체형으로 형성될 수 있다. 이런 실시예에서, 프레임(302)은 프레임(302)을 위한 평면 프로파일 패턴을 재료의 단일편 내에 스탬핑함으로써 형성될 수 있다. 재료편 내에 프레임(302)을 위한 부분적 평면 패턴 프로파일을 스탬핑한 이후, 그후, 벽 부 분은 도20에 도시된 바와 같이, 실질적 수직으로 절첩 또는 굴곡될 수 있다. 프레임(302)이 본 실시예에서는 일체로 형성될 수 있지만, 이는 모든 실시예에 필요한 것은 아니다. 예로서, 다른 실시예는 용접, 접착제, 기타 적절한 방법 중 하나에 의해 프레임(302)에 별개로 부착된 분리된 구성요소인 멈춤쇠 또는 돌기를 포함할 수 있다. 대안적 구조(예를 들어, 형상, 크기 등), 재료 및 제조 방법(예를 들어, 인발 등)이 프레임(302)의 제조를 위해 사용될 수 있다.
표면 장착 기술 리플로우 작업을 위해 적절히 솔더링가능한 것이 바람직한 매우 다양한 재료가 프레임(302)을 위해 사용될 수 있다. 프레임을 위해 사용될 수 있는 예시적 재료는 니켈-은 합금, 구리-니켈 합금, 냉간 압연강, 스테인레스 강, 주석-도금 냉간 압연강, 주석-도금 구리 합금, 탄소강, 황동, 구리, 알루미늄, 구리-베릴륨 합금, 인청동, 강철, 그 조합, 다른 적절한 전기 전도성 재료들 중 하나를 포함한다.
다양한 실시예에서, 덮개(304)는 단일 구성요소로서 일체로 또는 단일체형으로 형성될 수 있다. 이런 실시예에서, 덮개(304)는 덮개(304)를 위한 평면 프로파일 패턴을 재료편 내에 스탬핑함으로써 형성될 수 있다. 재료편 내에 덮개(304)를 위한 평면 프로파일을 스탬핑한 이후, 그후, 벽 부분은 도20에 도시된 바와 같이 절첩 또는 굴곡될 수 있다. 덮개(304)가 본 실시예에서 일체로 형성될 수 있지만, 이는 모든 실시예에 필요한 것은 아니다. 예로서, 다른 실시예는 예를 들어, 용접, 접착제, 다른 적절한 방법들 중 하나에 의해 덮개(304)에 개별적으로 부착된 분리된 구성요소인 멈춤쇠들을 구비할 수 있다. 대안적 구조(예를 들어, 형상, 크 기 등), 재료 및 제조 방법(예를 들어, 인발 등)이 덮개(304)를 제조하기 위해 사용될 수 있다.
니켈-은 합금, 구리-니켈 합금, 냉간 압연강, 스테인레스강, 주석-도금 냉간 압연강, 주석-도금 구리 합금, 탄소강, 황동, 구리, 알루미늄, 구리-베릴륨 합금, 인청동, 강철, 그 조합, 다른 적절한 전기 전도성 재료 중 하나 같은 매우 다양한 재료가 덮개(304)를 위해 사용될 수 있다.
도26 내지 도31은 본 발명의 하나 이상의 태양을 구현하는 조합된 EMI 차폐 및 열 관리 조립체(400)의 다른 실시예를 예시한다. 도시된 바와 같이, 조립체(400)는 일반적으로, 베이스 부재 또는 프레임(402) 및 뚜껑 또는 덮개(404)와, 제1 열 계면(406)을 포함한다. 몇몇 실시예는 히트 싱크 및 히트 스프레더를 또한 포함할 수 있다. 히트 싱크 및 히트 스프레더를 포함하는 실시예에서, 제2 열 계면이 덮개와 히트 싱크 및 히트 스프레더 사이에 배치될 수 있다.
프레임(402) 및 덮개(404)는 제1 래치 위치(도27 및 도30)와 제2 래치 위치(도28 및 도31)에서 프레임(402)에 덮개(404)가 부착될 수 있도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 제1 래치 위치는 기판(420)에 대한 프레임(402)의 리플로우 솔더링 이전의 제1 스테이지에서의 조립체(400)를 나타내고, 제2 래치 위치는 리플로우 솔더링이 완료된 이후의 제2 스테이지에서 조립체(400)를 나타낸다. 이 2-위치 래칭은 표면 장착 기술(SMT) 솔더링을 가능하게할 수 있다. 이에 관하여, 덮개(404)는 덮개(404) 및 전자 구성요소(416)의 상단부가 간극 또는 이격 거리만큼 분리되도록 제1 래치 또는 개방 위치에서 프레임(402)에 결합될 수 있다. 이 이격 거리는 프 레임(402)이 솔더 페이스와 상대적으로 친밀한 접촉 상태로 배치될 수 있게 하여 솔더 리플로우를 촉진한다. 솔더링 프로세스가 완료된 이후, 덮개(404)는 프레임(402)[그리고, 프레임(402)이 솔더링되는 기판(420)]에 대하여 제2 또는 동작 래치 위치로 이동될 수 있다.
이 제2 래치 위치에서, 낮은 열적 임피던스를 위해 일반적으로 덮개(404)와 전자 구성요소(416) 사이에서 열 계면(406)을 압축하기 위해 압축력이 발생된다. 이 압축력은 열 계면(406)이 전자 구성요소(416)의 적어도 일부에 대해 압축될 수 있게 한다. 전자 구성요소(416)와 열 계면(406) 사이의 이 압축성 접촉은 전자 구성요소(416)에 의해 발생된 열이 통과 전도될 수 있는 열 전도 경로를 생성한다. 예로서, 전자 구성요소(416)에 의해 발생된 열은 열 계면(406)으로 전도될 수 있고, 그후, 덮개(404)로 전도될 수 있다. 덮개(404)로부터, 열은 프레임(402)으로 전도될 수 있다. 프레임(402)으로부터, 열은 기판(420)에 프레임(402)을 장착하는 솔더 조인트를 거쳐 기판(402)으로 전도될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 열 계면(406)은 덮개(404)가 제2 래치 위치에서 프레임(402)에 부착되어 있을 때 전자 구성요소(416)와 덮개(404) 사이에 압력하에 개재되도록 구성(예를 들어, 크기설정, 성형, 배치, 재료 등)될 수 있다.
덮개(404)가 제1 래치 위치(도27 및 도30)에 있을 때, 덮개(404)의 멈춤쇠(428)는 프레임(402)의 대응 개구(424)와 결합된다. 도26에 도시된 바와 같이, 덮개의 멈춤쇠(428)는 벽 부분(429) 상의 내향 연장 딤플에 의해 형성된다. 대안적으로, 덮개(404)는 프레임(402)의 개구(424)와 결합하여 덮개(404)를 제1 래치 위치에서 프레임(402)에 부착하기 위한 다른 수단을 포함할 수 있다.
제1 래치 위치로부터, 덮개(404)는 도28 및 도31에 도시된 제2 래치 위치로 프레임(402)상으로 상대적으로 하향 이동될 수 있다. 제2 래치 위치에서, 덮개(404)의 멈춤쇠(430)는 프레임(402)의 대응 개구(426) 내에 결합된다. 부가적으로, 덮개(404)의 멈춤쇠(431)는 덮개의 멈춤쇠(431)의 상부 부분이 프레임(402)의 외향 돌출 립 부분(435)과 상호로킹 결합되도록 대응 개구(433)와 결합된다.
도26에 도시된 바와 같이, 덮개의 멈춤쇠(430)는 벽 부분(437)의 하부 내향 굴곡부에 의해 형성된다. 덮개의 멈춤쇠(431)는 벽 부분(437)의 내향 연장 하프-딤플에 의해 형성된다. 하프 딤플의 하부 둥근 부분은 프레임(402)으로부터 이격 방향으로 덮개의 벽 부분(437)을 외향 압박하기 위한 캠 면으로서 동작하여 프레임의 돌출 립 부분(435)과 덮개의 멈춤쇠(431)의 결합을 촉진할 수 있다. 덮개의 벽 부분(437)의 외향 이동은 덮개의 멈춤쇠(431)의 상부 부분이 프레임의 립 부분(435) 아래에 배치될 수 있게 한다. 이 지점에서, 덮개의 벽 부분(437)은 그후 탄성적으로 내향 스프링 또는 스냅결합하고, 그에 의해, 프레임의 립 부분(435)의 아래에 덮개의 멈춤쇠(431)를 상호로킹한다. 또한, 도26에 도시된 바와 같이, 프레임의 립 부분(435)은 프레임(402)의 외주 또는 림을 따라 배치된다. 대안적으로, 덮개(404) 및/또는 프레임(402)은 제2 래치 위치에서 프레임(402)에 덮개(404)가 부착될 수 있게 하는 다른 수단을 포함할 수 있다.
부가적으로, 이 특정 실시예는 또한 예로서, 프레임(404)의 윈도우 또는 개구를 통한 전자 구성요소(416)에 대한 액세스(예를 들어, 수리, 재가공, 재배치, 시각적 검사 등)를 위해 프레임(402)으로부터의 덮개(404)의 쉽고 용이한 해제 및 제거를 가능하게 한다. 후속하여 덮개(404)는 프레임(404)에 재부착되거나, 새로운 덮개가 프레임(402)에 부착될 수 있다.
덮개(404)를 제거하기 위해 덮개의 벽 부분(437)은 프레임(402)에 대해 외향 굴곡 또는 회전되어 덮개의 멈춤쇠(431)를 프레임의 돌출 립 부분(435) 아래로부터 외부로 이동시킬 수 있다. 단지 예로서, 이는 덮개(404)를 프레임(402)으로부터 이격 방향으로 이동시키기 위한 힘을 인가함으로써 달성될 수 있다. 예로서, 다른 가능한 방식들(예를 들어, 덮개의 탭에 힘을 인가) 중 공구 또는 손톱을 덮개(402) 내의 구멍(440) 내로 삽입함으로써 덮개(404)에 힘이 인가될 수 있다.
프레임(402)으로부터 이격 방향으로의 덮개(404)의 상대적 이동으로, 덮개의 멈춤쇠(430)의 상부 둥근 부분은 프레임(402)으로부터 이격 방향으로 덮개의 벽 부분(437)을 외향 압박하기 위한 캠 면으로서 동작하여 프레임의 돌출 립 부분(435)으로부터 덮개의 멈춤쇠(431)를 분리시킨다. 프레임의 돌출 립 부분(435) 아래로부터 외부로의 덮개의 멈춤쇠(431)의 분리 이후, 덮개(404)는 프레임(402)을 벗어나 들어올려질 수 있다. 일 특정 실시예에서, 덮개(404)는 단지 약 1과 1/2 파운드 또는 7 N(Newton)의 힘을 인가함으로써 프레임(402)으로부터 비교적 쉽게 제거될 수 있다. 따라서, 덮개(404)는 프레임(402) 또는 덮개(404)의 임의의 부분의 어떠한 절단 또는 파괴도 요구하지 않으면서 프레임(404)으로부터 쉽게 제거될 수 있다. 덮개(404)의 제거를 위해 비교적 낮은 힘이 필요하기 때문에, 이런 실시예는 프레임(402) 또는 회로 기판(420)에 대한 손상 없이 덮개(404)가 제거될 수 있 게 한다. 따라서, 후속하여 동일 덮개(404)가 프레임(402)에 재부착될 수 있거나, 새로운 덮개가 프레임(402) 상에 조립될 수 있다.
조립체(400)가 도30 및 도31에 도시된 바와 같은 기판(420)의 전자 구성요소(416) 위에 배치될 때, 조립체(400)는 전자 구성요소(416)를 EMI 차폐하고, 또한, 전자 구성요소(416)에 의해 발생된 열을 소산시킬 수 있다. 예로서, 조립체(400)는 다른 전자 구성요소로부터 방출된 EMI 및 RFI로부터 전자 구성요소(416)를 차폐할 수 있으며, 그리고/또는 전자 구성요소(416)에 의해 방출된 EMI 및 RFI가 다른 구성요소와 간섭하는 것을 억제할 수 있다. 조립체(400)는 인쇄 회로기판 등 상에 장착된 집적 회로 같은 광범위한 전자 구성요소 및 패키지와 함께 사용될 수 있다.
도29에 도시된 바와 같이, 제1 열 계면(406)은 덮개(404)의 내부면 상에 배치될 수 있다. 따라서, 제1 열 계면(406)은 덮개(404)로의 전자 구성요소(416)에 의해 발생된 열의 전달을 촉진할 수 있다. 조립체(400)의 열 계면을 위해 매우 다양한 재료가 사용될 수 있으며, 이들은 공기 단독인 경우 보다 더 양호한 열 전도체이고, 더 높은 열 전도성을 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 열 계면(406)(전기적 구성요소(416)에 대한 그 압축성 접촉과 함께)은 덮개의 하측면과 전기적 구성요소 사이의 열 경로를 형성하기 위해 공기 단독에만 의존하는 디자인들에 비해 전기적 구성요소(416)로부터 덮개(404)로의 향상된 열 전달을 가능하게 할 수 있다. 몇몇 양호한 실시예는 미주리주 세인트 루이스 소재의 레이어드 테크놀로지스, 인크(Laird Technologies, Inc.)로부터 상업적으로 입수할 수 있는 티-플렉스(등록상표)(T-flexTM) 600 계열 열 간극 충전재로 형성된 열 계면을 포함한다. 일 특정 양호한 실시예에서, 열 계면(406)은 일반적으로 강화 질화붕소 충전 실리콘 엘라스토머를 포함하는 티-플렉스(등록상표)(T-flexTM) 620 열 간극 충전재를 포함한다. 다른 예로서, 다른 실시예는 전기 전도성 엘라스토머로 성형된 열 계면을 포함한다. 부가적인 예시적 실시예는 고무, 겔, 그리스 또는 왁스 등의 기반 내의 세라믹 입자, 페라이트 EMI 및 RFI 흡수성 입자, 금속 또는 유리섬유 메시로부터 형성된 열 계면 재료를 포함한다. 다른 적절한 열 계면 재료는 하기의 표에 기재되어 있다. 그러나, 대안적 실시예는 어떠한 이런 열 계면도 포함하지 않는 조립체를 제공할 수 있다.
예시된 덮개(404)는 상술한 바와 같이, 프레임(402)으로부터 덮개(404)의 제거를 용이하게 할 수 있는 애퍼쳐 또는 구멍(440)을 포함한다. 또한, 구멍(440)은 덮개(404)의 내부의 솔더 리플로우 가열을 촉진할 수 있으며, 전자 구성요소(416)의 냉각을 가능하게 할 수 있고, 그리고/또는 덮개(404) 아래의 전기적 구성요소의 부분의 시각적 검사를 허용할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 구멍(440)은 EMI 및 RFI 간섭의 통로를 억제하도록 충분히 작다. 구멍(440)의 특정 수, 크기, 형상, 배향 등은 예를 들어, 특정 용례(예를 들어, 전자 장치의 감도 등, 더 민감한 회로는 더 작은 직경의 구멍의 사용을 필요로할 수 있음)에 의존하여 변할 수 있다.
부가적으로, 프레임(402) 및/또는 덮개(404)는 픽-앤드-플레이스 장비에 의한 취급을 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 도26에 도시된 바와 같이, 덮개(404) 는 픽-업 영역(444)을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 덮개(404)는 그 측부 및/또는 코너를 따라 탭을 포함할 수도 있다[예를 들어, 도13에 도시된 덮개(104)의 탭(145)]. 이런 실시예에서, 픽-업 영역(pick-up area) 및/또는 운반 탭(carrying tab)을 덮개에 제공하는 것은 예를 들어, 점진적 다이 스탬핑 프로세스를 통한 덮개의 제조 동안 덮개의 취급을 용이하게 할 수 있다. 대안적으로, 덮개의 제조를 위해 다른 제조 방법도 사용될 수 있다.
또한, 프레임(402)은 각 코너 및/또는 기타 영역[예를 들어, 도40의 프레임(702)의 픽-업 영역(760) 등]에 영역(442)을 포함할 수 있다. 다른 예에서와 같이, 프레임(402)은 역시 측부 및/또는 그 코너를 따라 탭을 포함할 수 있다[예를 들어, 도7 및 도8에 도시된 프레임(102)의 탭(143)]. 이런 실시예에서, 영역 및/또는 운반 탭을 제공하는 것은 예로서, 점진적 다이 스탬핑 프로세스를 통한 프레임의 제조 동안 프레임의 취급을 용이하게 할 수 있다. 대안적으로, 다른 제조 방법도 프레임을 제조하기 위해 사용될 수 있다.
따라서, 프레임(402) 및 덮개(404)의 몇몇 실시예는 수동으로 및/또는 몇몇 실시예에서는 픽-앤드-플레이스 장비에 의한 개별 취급을 가능하게 한다. 덮개(404)가 프레임(402)에 조립된 이후, 덮개(404) 및 프레임(402)은 또한 예로서, 덮개의 픽-업 영역(444)을 거쳐 픽-앤드-플레이스 장비에 의해 전체적으로 취급될 수도 있다.
도26 및 도29에 도시된 바와 같이, 프레임(402), 덮개(404) 및 열 계면(406)은 일반적으로 직사각형이다. 대안 실시예는 다른 직사각형 구조 또는 비직사각형 구조(예를 들어, 삼각형, 육각형, 원형, 다른 다각형 형상, 도면에 도시된 것 이외의 다른 직사각형 구조 등)를 포함할 수 있다. 다른 실시예는 도면에 개시된 것 보다 많거나 적은 멈춤쇠 및/또는 많거나 적은 개구를 구비한 외주벽을 갖는 프레임 및/또는 덮개를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 프레임(402)은 단일 구성요소로서 일체로 또는 단일체형으로 형성될 수 있다. 이런 실시예에서, 프레임(402)은 프레임(402)을 위한 평면 프로파일 패턴을 재료편 내에 스탬핑함으로써 형성될 수 있다. 프레임(402)을 위한 부분적 평면 패턴 프로파일을 재료편 내에 스템핑한 이후, 그후, 벽 부분은 도26에 도시된 바와 같이 실질적 수직으로 절첩 또는 굴곡될 수 있다. 프레임(402)이 본 실시예에서 일체로 형성될 수 있지만, 이는 모든 실시예에 필요한 것은 아니다. 대안적 구성(예를 들어, 형상, 크기 등), 재료 및 제조 방법(예를 들어, 인발 등)이 프레임(402)을 제조하기 위해 사용될 수 있다.
니켈-은 합금, 구리-니켈 합금, 냉간 압연강, 스테인레스강, 주석-도금 냉간 압연강, 주석-도금 구리 합금, 탄소강, 황동, 구리, 알루미늄, 구리-베릴륨 합금, 인청동, 강철, 그 조합, 다른 적절한 전기 전도성 재료들 중 하나 같은 매우 다양한 재료가 프레임(402)을 위해 사용될 수 있다.
다양한 실시예에서, 덮개(404)는 단일 구성요소로서 일체로 또는 단일체형으로 형성될 수 있다. 이런 실시예에서, 덮개(404)는 덮개(404)를 위한 평면 프로파일 패턴을 재료편 내에 스탬핑함으로써 형성될 수 있다. 덮개(404)를 위한 평면 패턴 프로파일을 재료편 내에 스탬핑한 이후, 그후, 벽 부분은 도26에 도시된 바와 같이 절첩 또는 굴곡될 수 있다. 덮개(404)가 본 실시예에서 일체로 형성될 수 있지만, 이는 모든 실시예에 필요한 것은 아니다. 대안적 구성(예를 들어, 형상, 크기 등), 재료 및 제조 방법(예를 들어, 인발 등)이 덮개(404)의 제조를 위해 사용될 수 있다.
니켈-은 합금, 구리-니켈 합금, 냉간 압연강, 스테인레스강, 주석-도금 냉간 압연강, 주석-도금 구리 합금, 탄소강, 황동, 구리, 알루미늄, 구리-베릴륨 합금, 인청동, 강철, 그 조합 다른 적절한 전기 전도성 재료들 중 하나 같은 광범위한 재료가 덮개(404)를 위해 사용될 수 있다.
도32 내지 도37은 본 발명의 하나 이상의 태양을 구현하는 조합된 EMI 차폐 및 열 관리 조립체(500)의 다른 실시예를 예시한다. 도시된 바와 같이, 조립체(500)는 일반적으로 베이스 부재 또는 프레임(502)과 뚜껑 또는 덮개(504) 및 제1 열 계면(506)을 포함한다. 또한, 몇몇 실시예는 히트 싱크 및 히트 스프레더를 포함할 수도 있다. 히트 싱크 및 히트 스프레더를 포함하는 실시예에서, 제2 열 계면은 덮개와 히트 싱크 및 히트 스프레더 사이에 배치될 수 있다.
프레임(502) 및 덮개(504)는 덮개(504)가 제1 래치 위치(도33 및 도36) 및 제2 래치 위치(도34 및 도37)에서 프레임(502)에 부착될 수 있도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 제1 래치 위치는 기판(520)에 대한 프레임(502)의 리플로우 솔더링 이전의 제1 스테이지에서 조립체(500)를 나타내며, 제2 래치 위치는 리플로우 솔더링이 완료된 이후의 제2 스테이지에서 조립체(500)를 나타낸다. 이 2-위치 래칭은 표면 장착 기술(SMT) 솔더링을 가능하게할 수 있다. 이에 관하여, 전자 구성요 소(516)의 상단부와 덮개(504) 사이가 간극 또는 이격 거리만큼 분리되도록 제1 래치 또는 개방 위치에서 프레임(502)에 덮개(504)가 결합될 수 있다. 이 이격 거리는 솔더 페이스트와의 비교적 친밀한 접촉 상태로 프레임(502)이 배치될 수 있게 하며, 그에 의해, 솔더 리플로우를 촉진한다. 솔더링 프로세스가 완료된 이후, 덮개(504)는 제2 또는 동작 래치 위치로 프레임(502)[그리고, 프레임(502)이 솔더링되는 기판(520)]에 대하여 이동될 수 있다.
제2 래치 위치에서, 낮은 열적 임피던스를 위해 일반적으로 전자 구성요소(516)와 덮개(504) 사이에서 열 계면(506)을 압축하기 위해 압축력이 생성된다. 이 압축력은 전자 구성요소(516)의 적어도 일부에 대하여 열 계면(506)이 압축되게 할 수 있다. 전자 구성요소(516)와 열 계면(506) 사이의 이 압축성 접촉은 전자 구성요소(516)에 의해 발생된 열이 통과 전도될 수 있는 열 전도 경로를 생성한다. 예로서, 전자 구성요소(516)에 의해 발생된 열은 열 계면(506)으로 전도되고, 그후, 덮개(504)로 전도될 수 있다. 덮개(504)로부터, 열은 프레임(502)으로 전도될 수 있다. 프레임(502)으로부터 열은 프레임(502)을 기판(520)에 장착하는 솔더 조인트를 거쳐 기판(502)으로 전도될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 열 계면(506)은 덮개(504)가 제2 래치 위치에서 프레임(502)에 부착되어 있을 때 전자 구성요소(516)와 덮개(504) 사이에 압력하에 개재되도록 구성(예를 들어, 크기설정, 성형, 배치, 재료 등)된다.
덮개(504)가 제1 래치 위치(도33 및 도36)에 있을 때, 덮개(504)의 멈춤쇠(528)는 프레임(502)의 대응 개구(524)와 결합된다. 도32에 도시된 바와 같이, 덮개의 멈춤쇠(528)는 벽 부분(529) 상의 내향 연장 딤플에 의해 형성된다. 대안적으로, 덮개(504)는 프레임(502)의 개구(524)와 결합하여 덮개(504)를 제1 래치 위치에서 프레임(502)에 부착하기 위한 다른 수단을 포함할 수 있다.
제1 래치 위치로부터, 덮개(504)는 도34 및 도37에 도시된 제2 래치 위치로 프레임(502) 상으로 상대적으로 하향 이동될 수 있다. 제2 래치 위치에서, 덮개(504)의 멈춤쇠(530)는 프레임(502)의 대응 개구(526) 내에 결합된다. 부가적으로, 덮개(504)의 탭(531)은 덮개의 탭(531)이 프레임(502)의 립 부분(535) 아래에 상호로킹 결합되도록 대응 개구(533)와 결합된다.
도32에 도시된 바와 같이, 덮개의 멈춤쇠(530)는 벽 부분(536)의 하부 내향 굴곡부에 의해 형성된다. 덮개의 탭(531)은 벽 부분(537)의 상부 부분에 의해 형성된다. 멈춤쇠(530)의 하부 둥근 부분은 프레임(502)으로부터 이격 방향으로 덮개의 벽 부분(537)을 외향 압박하기 위한 캠면으로서 동작하여, 프레임의 립 부분(535)과 덮개의 탭(531)의 결합을 촉진할 수 있다. 덮개의 벽 부분(537)의 외향 이동은 덮개의 탭(531)이 프레임의 립 부분(535)의 아래에 배치될 수 있게 한다. 이 지점에서, 덮개의 벽 부분(537)은 그후 내향으로 탄성 스프링 또는 스냅 결합되고, 그에 의해, 프레임의 립 부분(535) 아래에 덮개의 탭(531)을 상호로킹한다. 도32에 도시된 바와 같이, 프레임의 립 부분(535)은 프레임(502)의 외주 또는 림을 따라 배치된다. 대안적으로, 덮개(504) 및/또는 프레임(502)은 제2 래치 위치에서 프레임(502)에 덮개(504)가 부착될 수 있게 하기 위한 다른 수단을 포함할 수 있다.
부가적으로, 이 특정 실시예는 또한, 예로서, 프레임(504)의 윈도우 또는 개구를 통한 전자 구성요소(516)의 액세스(예를 들어, 수리, 재가공, 재배치, 시각적 검사 등)를 위해 프레임(502)으로부터 덮개(504)의 쉽고 용이한 해제 및 제거를 가능하게 한다. 후속하여, 덮개(504)는 프레임(504)에 재부착될 수 있거나, 새로운 덮개가 프레임(502)에 부착될 수 있다.
덮개(504)를 제거하기 위해, 덮개의 벽 부분(537)은 프레임(502)에 대해 외향으로 굴곡 또는 회전되어 덮개의 탭(531)을 프레임의 립 부분(535) 아래로부터 외부로 이동시킬 수 있다. 단지 예로서, 이는 프레임(502)으로부터 이격 방향으로 덮개(504)를 이동시키기 위한 힘을 인가함으로써 달성될 수 있다. 예로서, 다른 가능한 방식들 중(예를 들어, 덮개의 운반 탭에 힘을 인가) 덮개(502) 내의 구멍(540) 내로 공구 또는 손톱을 삽입함으로써 덮개(504)에 힘이 인가될 수 있다.
프레임(502)으로부터 이격 방향으로의 덮개(504)의 상대적 이동으로, 덮개의 멈춤쇠(530)의 상부 둥근 부분은 프레임(502)으로부터 이격 방향으로 덮개의 벽 부분(537)을 외향 압박하기 위한 캠면으로서 동작하여 덮개의 탭(531)을 프레임의 립 부분(535)으로부터 분리할 수 있다. 프레임의 립 부분(535) 아래로부터 외부로의 덮개의 탭(531)의 분리 이후, 덮개(504)는 프레임(502) 외부로 들어올려질 수 있다. 일 특정 실시예에서, 덮개(504)는 단지 약 1과 1/2 파운드 또는 7 N의 힘을 인가함으로써 프레임(502)으로부터 비교적 쉽게 제거될 수 있다. 따라서, 덮개(504)는 프레임(502) 또는 덮개(504)의 임의의 부분의 임의의 절단 또는 파괴를 필요로하지 않고, 프레임(504)으로부터 쉽게 제거될 수 있다. 덮개(504)를 제거하 기 위해 비교적 작은 힘이 필요하기 때문에, 이런 실시예는 프레임(502) 또는 회로 기판(520)에 대한 손상 없이 덮개(504)가 제거될 수 있게 한다. 따라서, 후속하여, 동일한 덮개(504)가 프레임(502)에 재부착될 수 있거나, 새로운 덮개가 프레임(502) 상에 조립될 수 있다.
조립체(500)가 도36 및 도37에 도시된 바와 같은 기판(520)의 전자 구성요소(516) 위에 배치될 때, 조립체(500)는 전자 구성요소(516)를 EMI 차폐할 수 있으며, 또한, 전자 구성요소(516)에 의해 발생된 열을 소산시킬 수 있다. 예로서, 조립체(500)는 다른 전자 구성요소로부터 방출된 EMI 및 RFI로부터 전자 구성요소(516)를 차폐할 수 있고, 그리고/또는 전자 구성요소(516)에 의해 방출된 EMI 및 RFI가 다른 구성요소와 간섭하는 것을 억제할 수 있다. 조립체(500)는 인쇄 회로 기판 등 상에 장착된 집적 회로 같은 광범위한 전자 구성요소 및 패키지와 함께 사용될 수 있다.
도35에 도시된 바와 같이, 제1 열 계면(506)은 덮개(504)의 내면 상에 배치될 수 있다. 따라서, 제1 열 계면(506)은 전자 구성요소(516)에 의해 발생된 열의 덮개(504)로의 전달을 촉진한다. 조립체(500)의 열 계면을 위해 매우 다양한 재료가 사용될 수 있으며, 이들은 공기 단독인 경우 보다 더 양호한 전도체이고, 더 높은 열 전도성을 가지는 것이 바람직하다. 따라서, 열 계면(506)[전기적 구성요소(516)에 대한 그 압축성 접촉과 함께)은 따라서, 덮개의 하부측과 전기적 구성요소 사이의 열 경로를 형성하기 위해 단지 공기에만 의존하는 디자인들에 비해, 전기적 구성요소(516)로부터 덮개(504)로의 개선된 열 전달을 가능하게 할 수 있다. 몇몇 양호한 실시예는 미주리주 세인트 루이스 소재의 레이어드 테크놀로지스, 인크(Laird Technologies, Inc.)로부터 상업적으로 입수할 수 있는 티-플렉스(등록상표)(T-flexTM) 600 계열 열 간극 충전재로 형성된 열 계면을 포함한다. 일 특정 양호한 실시예에서, 열 계면(506)은 일반적으로 강화 질화붕소 충전 실리콘 엘라스토머를 포함하는 티-플렉스(등록상표)(T-flexTM) 620 열 간극 충전재를 포함한다. 다른 예로서, 다른 실시예는 전기 전도성 엘라스토머로 성형된 열 계면을 포함한다. 부가적인 예시적 실시예는 고무, 겔, 그리스 또는 왁스 등의 기반 내의 세라믹 입자, 페라이트 EMI 및 RFI 흡수성 입자, 금속 또는 유리섬유 매시로 형성된 열 계면 재료를 포함한다. 다른 적절한 열 계면 재료는 이하의 표에 기재되어 있다. 그러나, 대안적 실시예는 어떠한 이런 열 계면도 포함하지 않는 조립체를 제공할 수 있다.
예시된 덮개(504)는 상술한 바와 같이, 프레임(502)으로부터 덮개(504)의 제거를 촉진할 수 있는 애퍼쳐 또는 구멍(540)을 포함한다. 또한, 구멍(540)은 덮개(504)의 내부의 솔더 리플로우 가열을 촉진할 수 있으며, 전자 구성요소(516)의 냉각을 가능하게 할 수 있고, 그리고/또는 덮개(504) 아래의 전자 구성요소의 부분의 시각적 검사를 가능하게 할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 구멍(540)은 EMI 및 RFI 간섭의 통과를 억제하기 위해 충분히 작다. 구멍(540)의 특정 수, 크기, 형상, 배향 등은 예로서, 특정 용례(예를 들어, 전자 장치의 감도 등, 더 민감한 회로는 더 작은 직경의 구멍의 사용을 필요로할 수 있다)에 따라 변할 수 있다.
부가적으로, 프레임(502) 및/또는 덮개(504)는 픽-앤드-플레이스 장비에 의한 취급을 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 도32에 도시된 바와 같이, 덮개(504)는 픽-업 영역(544)을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 덮개(504)는 또한, 측부를 따라 및/또는 그 코너에 탭을 포함할 수도 있다[예를 들어, 도13에 도시된 덮개(104)의 탭(145)]. 이런 실시예에서, 픽-업 영역 및/또는 운반 탭을 덮개에 제공하는 것은 예로서, 점진적 다이 스탬핑 프로세스를 통한 덮개의 제조 동안 덮개의 취급을 용이하게 할 수 있다. 대안적으로, 덮개를 제조하기 위해, 다른 제조 방법도 사용될 수 있다.
프레임(502)은 각 코너 및/또는 다른 영역[예를 들어, 도40의 프레임(702)의 픽-업 영역(760) 등]에 영역(542)을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 프레임(502)은 또한 그 코너에 및/또는 측부를 따라 탭을 포함할 수도 있다[예를 들어, 도7 및 도8에 도시된 프레임(102)의 탭(143)]. 이런 실시예에서, 영역 및/또는 운반 탭을 프레임에 제공하는 것은 예로서, 점진적 다이 스탬핑 프로세스를 통한 프레임의 제조 동안 프레임의 취급을 용이하게 할 수 있다. 대안적으로, 다른 제조방법도 프레임 제조를 위해 사용될 수 있다.
따라서, 프레임(502) 및 덮개(504)의 몇몇 실시예는 수동 및/또는 몇몇 실시예에서는 픽-앤드-플레이스 장비에 의한 개별 취급을 가능하게 한다. 덮개(504)가 프레임(502)에 조립된 이후, 덮개(504) 및 프레임(502)은 또한 예로서, 덮개의 픽-업 영역(544)을 거쳐 픽-앤드-플레이스 장비에 의해 전체적으로 취급될 수도 있다.
도32 및 도35에 도시된 바와 같이, 프레임(502), 덮개(504) 및 열 계면(506) 은 실질적으로 직사각형이다. 대안 실시예는 다른 직사각형 구조 또는 비직사각형 구조(예를 들어, 삼각형, 육각형, 원형, 다른 다각형, 도면에 도시된 것 이외의 다른 직사각형 구조 등)를 포함할 수 있다. 다른 실시예는 도면에 도시된 것 보다 많거나 적은 멈춤쇠 및/또는 많거나 적은 개구를 구비한 외주벽을 갖는 덮개 및/또는 프레임을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 프레임(502)은 단일 구성요소로서 일체로 또는 단일체형으로 형성될 수 있다. 이런 실시예에서, 프레임(502)은 프레임(502)을 위한 평면 프로파일 패턴을 재료편 내에 스탬핑함으로써 형성될 수 있다. 프레임(502)을 위한 부분적 평면 패턴 프로파일을 재료편 내에 스탬핑한 이후에, 그후, 벽 부분은 도32에 도시된 바와 같이 실질적 수직으로 절첩 또는 굴곡될 수 있다. 프레임(502)이 본 실시예에서 일체로 형성될 수 있지만, 이는 모든 실시예에 필요한 것은 아니다. 대안적 구조(예를 들어, 형상, 크기 등), 재료 및 제조 방법(예를 들어, 인발 등)이 프레임(502)의 제조를 위해 사용될 수 있다.
니켈-은 합금, 구리-니켈 합금, 냉간 압연강, 스테인레스강, 주석 도금 냉간 압연강, 주석-고금 구리 합금, 탄소강, 황동, 구리, 알루미늄, 구리-베릴륨 합금, 인청동, 강철, 그 조합, 다른 적절한 전기 전도성 재료들 중 하나 같은 광범위한 재료가 프레임(502)을 위해 사용될 수 있다.
다양한 실시예에서, 덮개(504)는 단일 구성요소로서 일체로 또는 단일체형으로 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 덮개(504)는 덮개(504)를 위한 평면 프로파일 패턴을 재료편 내에 스탬핑함으로써 형성될 수 있다. 재료편 내에 덮개(504)를 위한 평면 패턴 프로파일을 스탬핑한 이후에, 그후, 벽 부분은 도32에 도시된 바와 같이 절첩 또는 굴곡될 수 있다. 덮개(504)가 본 실시예에서 일체로 형성될 수 있지만, 이는 모든 실시예에 필요한 것은 아니다. 대안적 구조(예를 들어, 형상, 크기 등), 재료 및 제조 방법(예를 들어, 인발 등)이 덮개(504)의 제조를 위해 사용될 수 있다.
니켈-은 합금, 구리-니켈 합금, 냉간 압연강, 스테인레스강, 주석-도금 냉간압연강, 주석-도금 구리 합금, 탄소강, 황동, 구리, 알루미늄, 구리-베릴륨 합금, 인청동, 강철, 그 조합, 다른 적절한 전기 전도성 재료 중 하나 같은 광범위한 재료가 덮개(504)를 위해 사용될 수 있다.
도38 및 도39는 본 발명의 하나 이상의 태양을 구현하는 조합된 EMI 차폐 및 열 관리 조립체(600)의 다른 실시예를 예시한다. 도38에 도시된 바와 같이, 조립체(600)는 일반적으로, 베이스 부재 또는 프레임(602)과, 비전기 전도성 열 계면 재료(606), 금속화된 또는 전기 전도성 열 계면 재료(608) 및 열의 분산 및/또는 소산을 위한 히트 싱크 및 스프레더(610)를 포함한다. 본 특정 실시예에서, 금속화된 또는 전기 전도성 열 계면 재료는 또한 프레임(602)을 위한 덮개로서 기능한다.
도39는 기판(620)(예를 들어, 인쇄 회로 기판 등)의 전자 구성요소 위에 배치된 조립체(600)를 예시하며, 조립체(600)는 전자 구성요소(616)를 차폐하고 전자 구성요소(616)에 의해 발생된 열을 소산시킬 수 있다. 예를 들어, 조립체(600)는 다른 전자 구성요소로부터 방출된 EMI 및 RFI로부터 전자 구성요소(616)를 차폐할 수 있으며, 그리고/또는 전자 구성요소(616)에 의해 방출된 EMI 및 RFI가 다른 구성요소와 간섭하는 것을 억제할 수 있다. 조립체(600)는 인쇄 회로 기판 상에 장착된 집적 회로 등 같은 광범위한 전자 구성요소 및 패키지와 함께 사용될 수 있다.
광범위한 재료가 열 계면(606)을 위해 사용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 열 계면(606)은 전기 전도성 엘라스토머로 성형된다. 대안적 실시예는 고무, 겔, 그리스 또는 왁스 등의 기반 내의 세라믹 입자, 페라이트 EMI 및 RFI 흡수성 입자, 금속 또는 유리섬유 메시로부터 형성된 열 계면을 포함할 수 있다. 다른 적절한 열 계면 재료는 이하의 표에 기재되어 있다.
또한, 양호한 열 전도성 및 차폐 특성을 가지는 재료인 것이 바람직한 매우 다양한 재료가 금속화된 열 계면(608)을 위해 사용될 수 있다. 금속화된 열 계면(608)을 위해 사용될 수 있는 예시적 재료는 금속화된 실리콘 기반 재료를 포함한다. 일 특정 실시예에서, 금속화된 열 계면(608)은 비교적 강성의 금속화된 라이너를 구비하는 티-플렉스(등록상표)(T-flexTM) 300 계열 열 전도성 간극 충전재로 형성된다. 티-플렉스(등록상표)(T-flexTM) 300 계열 재료는 미주리주 세인트 루이스 소재의 레이어드 테크놀로지스, 인크(Laird Technologies, Inc.)로부터 상업적으로 입수할 수 있으며, 따라서, 레이어드 테크놀로지스, 인크(Laird Technologies, Inc.)의 상표명을 참조로 표시되었다. 일반적으로, 티-플렉스(등록상표)(T-flexTM) 300 계열 재료는 세라믹 분말과 조합된 실리콘 겔을 포함할 수 있다.
또한, 양호한 열 전도성 및 몇몇 실시예에서는, 또한 양호한 EMI 차폐성 재료인 것이 바람직한 매우 다양한 재료가 히트 싱크 및 히트 스프레더(610)를 위해 사용될 수 있다. 히트 싱크 및 히트 스프레더(610)를 위해 사용될 수 있는 예시적 재료는 구리 및 구리-기반 합금, 베릴륨-구리 합금, 알루미늄, 황동, 인청동 등을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 히트 싱크 및 히트 스프레더(610)는 나체 또는 비코팅 금속을 포함할 수 있다. 몇몇 다른 실시예에서, 히트 싱크 및 히트 스프레더(610)는 금속화된 열 계면(608)과 갈바닉 호환성을 제공하도록 적절한 전기 전도성 도금으로 코팅된 금속을 포함할 수 있다.
도39는 조립체(600)에 낮은 열적 임피던스 및 양호한 전기 및 열 계면을 제공하도록 충분한 크기의 힘이 발생되도록 예로서, 셀룰러 전화(또는 다른 전자 장치)의 조립 동안 제 위치에 스냅 결합 또는 가압된 이후의 조립체(600)를 예시한다. 이런 실시예에서, 조립체(600) 및/또는 전자 장치(예를 들어, 셀룰러 전화, 기타 셀룰러 통신 장치 등)는 전자 장치 내에 조립체(600)가 설치된 이후, 히트 싱크 및 히트 스프레더(610)에 충분한 힘이 인가되도록 설계될 수 있다. 예로서, 몇몇 실시예에서, 클램핑력 또는 결합력은 조립 동안 외부 본체(예를 들어, 셀룰러 통신 장치의 플라스틱 하우징 등)에 의해 발생되며, 클램핑력은 조립체(600)에 낮은 열적 임피던스를 제공하도록 일반적으로 프레임(602)을 향해 히트 싱크 및 히트 스프레더(610) 및 금속화된 열 계면(608)을 편의시키기에 충분한 크기를 갖는다.
도38에 도시된 바와 같이, 프레임(602), 열 계면(606), 금속화된 열 계면(608) 및 히트 싱크 및 히트 스프레더(610)는 모두 실질적 직사각형 구조로 도시되어 있다. 대안적으로, 다른 실시예는 다른 직사각형 구조 또는 비직사각형 구조(예를 들어, 삼각형, 육각형, 원형, 다른 다각형, 도면에 도시된 것 이외의 다른 직사각형 구조 등)를 갖는 하나 이상의 구성요소를 구비하는 조합된 차폐 및 열 관리 조립체를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 프레임(602)은 예로서, 스탬핑 및 성형, 인발, 점진적 다이 프로세스 등에 의해 단일 구성요소로서 일체로 또는 단일체형으로 형성될 수 있다. 대안적 구조(예를 들어, 형상, 크기 등), 재료 및 제조 방법(예를 들어, 인발 등)이 프레임(602)의 제조를 위해 사용될 수 있다. 니켈-은 합금, 구리-니켈 합금, 냉간 압연강, 스테인레스강, 주석-도금 냉간 압연강, 주석-도금 구리 합금, 탄소강, 황동, 구리, 알루미늄, 구리-베릴륨 합금, 인청동, 강철, 그 조합, 다른 적절한 전기 전도성 재료 중 하나 같은 광범위한 재료가 프레임(602)을 위해 사용될 수 있다.
도41 및 도43은 본 발명의 하나 이상의 태양을 채용하는 조합된 EMI 차폐 및 열 관리 조립체의 다른 예시적 실시예를 예시한다. 도시된 바와 같이, 조립체(800)는 일반적으로, 베이스 부재 또는 프레임(802)과, 뚜껑 또는 덮개(804)와, 열 계면 및 상 변화 재료(806)를 포함한다. 조립체(800)의 몇몇 실시예는 또한 히트 싱크 및 히트 스프레더를 포함할 수도 있다. 히트 싱크 및 히트 스프레더를 포함하는 실시예에서, 열 계면은 덮개와 히트 싱크 및 히트 스프레더 사이에 배치될 수 있다.
프레임(802) 및 덮개(804)는 제1 또는 제2 래치 위치에서 프레임(802)에 덮개(804)가 부착될 수 있도록 구성될 수 있다. 프레임(802) 및 덮개(804)는 제1 래치 위치 및 제2 래치 위치에서 프레임(802)에 덮개(804)가 부착될 수 있게 하는 장착 형상부를 포함할 수 있다. 단지 예로서, 프레임(802) 및 덮개(804)는 본 명세서에 도시 및 설명된 임의의 프레임 및 덮개 조합과 실질적으로 동일할 수 있다[예를 들어, 도1에 도시된 프레임(102) 및 덮개(104), 도20에 도시된 프레임(302) 및 덮개(304), 도26에 도시된 프레임(402) 및 덮개(404), 도32에 도시된 프레임(502) 및 덮개(504) 등]. 달리 말하면, 상술한 조립체[100(도1), 300(도20), 400(도26), 500(도32)]는 열 계면 및 상 변화 재료를 포함할 수 있다.
대안적으로, 몇몇 실시예는 프레임, 덮개 및 열 계면 및 상 변화 재료를 포함하지만, 덮개가 제1 또는 제2 래치 위치에서 프레임에 부착될 수 있게 하는 다중 래칭 형상부를 포함하지 않을 수 있다.
도42 및 도43은 기판(820)(예를 들어, 인쇄 회로 기판 등)의 전자 구성요소(816) 위에 배치된 조립체(800)를 예시하며, 조립체(800)는 전자 구성요소(816)를 차폐하고, 전자 구성요소(816)에 의해 발생된 열을 소산시킬 수 있다. 예로서, 조립체(800)는 다른 전자 구성요소로부터 방출된 EMI 및 RFI로부터 전자 구성요소(816)를 차폐하고, 그리고/또는 전자 구성요소(816)에 의해 방출된 EMI 및 RFI가 다른 구성요소와 간섭하는 것을 억제한다. 조립체(800)는 인쇄 회로 기판 등 상에 장착된 집적 회로 같은 광범위한 전자 구성요소 및 패키지와 함께 사용될 수 있다.
열 계면 및 상 변화 재료(806)는 덮개(804)의 내부면 상에 배치될 수 있다. 따라서, 열 계면 및 상 변화 재료(806)는 전자 구성요소(816)에 의해 발생된 열의 덮개(804)로의 전달을 촉진할 수 있다.
열 계면 및 상 변화 재료(806)는 바람직하게는 공기 단독인 경우 보다 더 양호한 열 전도체이면서 더 높은 열 전도성을 갖는 매우 다양한 재료로 형성될 수 있다. 따라서, 열 계면 및 상 변화 재료(806)[전자 구성요소(816)에 대한 그 압축성 접촉을 구비]는 따라서 전자 구성요소와 덮개 하부측 사이에 열 경로를 형성하기 위해 공기에만 의존하는 디자인들에 비해, 전자 구성요소(816)로부터 덮개(804)로의 개선된 열 전달을 가능하게 할 수 있다. 몇몇 실시예는 낮은 열 저항을 발생시키도록 정합면 상에서의 친밀한 접촉으로부터 동작 온도에서 용융되는 실온에서는 고체 및/또는 반고체인 패드를 포함하는 열 계면 및 상 변화 재료를 포함한다. 예시적 양호한 실시예는 미주리주 세인트 루이스 소재의 레이어드 테크놀로지스, 인크(Laird Technologies, Inc.)로부터 상업적으로 입수할 수 있으며, 따라서, 레이어드 테크놀로지스, 인크(Laird Technologies, Inc.)의 상표명을 참조로 표시되어 있는 티-피씨엠(등록상표)(T-pcmTM) 580 계열 열 상 변화 재료를 포함하는 열 계면 및 상 변화 재료(806)를 포함한다. 일 특정 양호한 실시예에서, 열 계면 및 상 변화 재료(806)는 일반적으로 비강화 필름을 포함하는 티-피씨엠(등록상표)(T-pcmTM) 583 열 상 변화 재료를 포함한다. 다른 예로서, 다른 실시예는 알루미나, 질화알루미늄(aluminium nitride), 질화붕소, 다이아몬드, 그라파이트 및/또는 금속 입자를 포함하는 적절한 열 전도성 입자로 충전된 왁스형, 왁스 및/또는 수지 기반 시스템으로 형성된 하나 이상의 열 계면 및 상 변화 재료를 포함한다. 열 계면 및 상 변화 재료(806)를 위해 선택된 특정 재료, 위치 및 두께는 전자 구성요소(816)의 높이에 대한 덮개(804)의 높이 같은 특정 용례에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다.
도42를 계속 참조하면, 덮개(804)는 조립체(800)가 솔더 리플로우를 받기 이전에, 저자 구성요소(816)의 상단부로부터 덮개(804)가 간극 또는 이격 거리(822)에 의해 분리되도록 프레임(802)에 부착될 수 있다. 간극(822)이 존재하는 상태에서, 조립체(800)는 솔더 리플로우를 받을 수 있다. 솔더 리플로우 프로세스는 열 계면 및 상 변화 재료(806)가 상 변화를 받고 더 많이 액체화 되도록(또는 적어도 보다 덜 단단해지도록) 충분히 높은 온도에서 수행될 수 있다. 냉각시, 기판(820)에 프레임(802)을 장착하기 위해 사용된 솔더가 응고하고, 열 계면 및 상 변화 재료(806)는 더 많이 단단해지며, 덮개(804)는 열 수축한다. 덮개(804)가 열 수축하고, 열 계면 및 상 변화 재료(806)가 더 단단해질 때, 열 계면 및 상 변화 재료(806)의 표면 장력이 일반적으로 열 계면 및 상 변화 재료(806)를 제 위치에 유지 또는 보유하며, 따라서, 덮개(804)와 열 계면 및 상 변화 재료(806) 사이의 상대 이동이 초래된다.
이 상대 이동 및 덮개(804)의 수축은 열 계면 및 상 변화 재료(806) 상에 힘을 발생시키며, 이는 조립체(800)에 낮은 열적 임피던스를 제공하기에 충분한 힘 크기를 갖는 것이 바람직하다. 예로서, 몇몇 실시예는 열 계면 및 상 변화 재료(806)가 냉각 이후 전자 구성요소(816)와 덮개(804) 사이에서 압력 하에 개재되도록 구성된(예를 들어, 크기설정, 배치, 재료로 형성 등)열 계면 및 상 변화 재료(806)를 포함한다. 이런 실시예에서, 압축력은 열 계면 및 상 변화 재료(806)가 도43에 도시된 바와 같이, 기판(820) 상의 전자 구성요소(816)의 적어도 일부에 대해 열 계면 및 상 변화 재료(806)를 압축시킬 수 있다.
전자 구성요소(816)와 열 계면 및 상 변화 재료(806) 사이의 접촉은 전자 구성요소(316)에 의해 발생된 열이 통과 전도될 수 있는 열 전도 경로를 생성할 수 있다. 즉, 전자 구성요소(816)에 의해 발생된 열은 열 계면 및 상 변화 재료(806)로 전도되고, 그후, 덮개(804)로 전도될 수 있다. 덮개(804)로부터, 열은 프레임(802)으로 전도될 수 있다. 프레임(802)으로부터, 열은 프레임(802)과 기판(820) 사이의 솔더 조인트를 거쳐 기판(820)으로 전도될 수 있다. 히트 싱크 및 히트 스프레더를 포함하는 실시예들에서, 열은 또한 덮개(804)와 히트 싱크 및 히트 스프레더 사이에 배치된 열 계면을 거쳐(몇몇 실시예에서) 덮개(804)로부터 히트 싱크 및 히트 스프레더로 전도될 수도 있다.
도41에 도시된 바와 같이, 예시된 덮개(804)는 애퍼쳐 또는 구멍(840)을 포함한다. 이들 구멍(840)은 덮개(804)의 내부의 솔더 리플로우 가열을 촉진할 수 있으며, 전자 구성요소(816)의 냉각을 가능하게 할 수 있고, 그리고/또는 덮개(804) 아래의 전자 구성요소의 부분의 시각적 검사를 가능하게 할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 구멍(840)은 간섭하는 EMI 및 RFI의 통로를 억제하기에 충분하게 작다. 구멍(840)이 특정 수, 크기, 형상, 배향 등은 예로서, 특정 용례(예를 들어, 전자 장치의 감도 등, 더 민감한 회로는 더 작은 직경의 구멍의 사용을 필요로할 수 있다)에 따라 변할 수 있다.
부가적으로, 프레임(802) 및/또는 덮개(804)는 픽-앤드-플레이스 장비에 의한 취급을 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 도41에 도시된 바와 같이, 덮개(804)는 픽-업 영역(844)을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 덮개(804)는 또한 그 측면을 따라 및/또는 코너에서 탭을 포함할 수도 있다[예를 들어, 도13에 도시된 덮 개(104)의 탭(145)]. 이런 실시예에서, 픽-업 영역 및/또는 운반 탭을 갖는 덮개를 제공하는 것은 예로서, 점진적 다이 스탬핑 프로세스를 통한 덮개의 제조 동안 덮개의 취급을 용이하게 할 수 있다. 대안적으로, 덮개를 제조하기 위해 다른 제조방법도 사용될 수 있다.
프레임(802)은 도40의 프레임(702)의 픽-업 영역(760) 등과 유사한 영역을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 프레임(802)은 탭 또는 캐어링 코너[예를 들어, 도7 및 도8에 도시된 프레임(012)의 탭(143)]를 포함할 수도 있다. 이런 실시예에서, 영역 및/또는 운반 탭을 프레임에 제공하는 것은 예로서, 점진적 다이 스탬핑 프로세스를 통한 프레임의 제조 동안, 프레임의 취급을 용이하게 할 수 있다. 대안적으로, 프레임을 제조하기 위해 다른 제조 방법도 사용될 수 있다.
따라서, 프레임(802) 및 덮개(804)의 몇몇 실시예는 수동으로 및/또는 몇몇 실시예에서, 픽-앤드-플레이스 장비에 의한 개별 취급을 가능하게 한다. 덮개(804)가 프레임(802)에 조립된 이후, 덮개(804)와 프레임(802)은 또한 예로서, 덮개의 픽-업 영역(844)을 거쳐, 픽-앤드-플레이스 장비에 의해 전체적으로 취급될 수도 있다.
도41에 도시된 바와 같이, 프레임(802), 덮개(804) 및 열 계면 및 상 변화 재료(806)는 일반적으로 직사각형이다. 대안적 실시예는 다른 직사각형 구조 또는 비직사각형 구조(예를 들어, 삼각형, 육각형, 원형, 다른 다각형, 도면에 도시된 것 이외의 다른 직사각형 구조 등)를 포함할 수 있다. 다른 실시예는 도면에 개시된 것 보다 많거나 적은 멈춤쇠 및/또는 많거나 적은 개구를 구비한 외주벽을 갖는 덮개 및/또는 프레임을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 프레임(802)은 단일 구성요소로서 일체로 또는 단일체형으로 형성될 수 있다. 이런 실시예에서, 프레임(802)은 프레임(802)을 위한 평면 프로파일 패턴을 재료편 내에 스탬핑함으로써 형성될 수 있다. 프레임(802)을 위한 부분적 평면 패턴 프로파일을 재료편 내에 스탬핑한 이후, 그후, 벽 부분은 도41에 도시된 바와 같이 실질적 수직으로 절첩 또는 굴곡될 수 있다. 프레임(802)이 본 예에서 일체로 형성될 수 있지만, 이는 모든 실시예에서 필요한 것은 아니다. 대안적 구조(예를 들어, 형상, 크기 등), 재료 및 제조 방법(예를 들어, 인발 등)이 프레임(802)을 제조하기 위해 사용될 수 있다.
니켈-은 합금, 구리-니켈 합금, 냉간 압연강, 스테인레스강, 주석-도금 압연강, 주석-도금 구리 합금, 탄소강, 황동, 구리, 알루미늄, 구리-베릴륨 합금, 인청동, 강철, 그 조합, 다른 적절한 전기 전도성 재료들 중 하나 같은 광범위한 재료가 프레임(802)을 위해 사용될 수 있다.
다양한 실시예에서, 덮개(804)는 단일 구성요소로서 일체로 또는 단일체형으로 형성될 수 있다. 이런 실시예에서, 덮개(804)는 덮개(804)를 위한 평면 패턴 프로파일을 재료편 내에 스탬핑함으로써 형성될 수 있다. 재료편 내에 덮개(804)를 위한 평면 패턴 프로파일을 스탬핑한 이후, 그후, 벽 부분은 도41에 도시된 바와 같이 절첩 또는 굴곡될 수 있다. 덮개(804)는 본 예에서 일체로 형성될 수 있지만, 이는 모든 실시예에 필요한 것은 아니다. 예로서, 다른 실시예는 예를 들어, 용접, 접착제, 다른 적절한 방법들 중 하나에 의해 덮개(804)에 별개로 부착된 분리된 구성요소인 멈춤쇠를 구비할 수 있다. 대안적 구성(d를 들어, 형상, 크기 등), 재료 및 제조 방법(예를 들어, 인발 등)이 덮개(804)를 제조하기 위해 사용될 수 있다.
니켈-은 합금, 구리-니켈 합금, 냉간 압연강, 스테인레스 강, 주석-도금 압연강, 주석-도금 구리 합금, 탄소강, 황동, 구리, 알루미늄, 구리-베릴륨 합금, 인청동, 강철, 그 조합, 다른 적절한 전기 전도성 재료들 중 하나 같은 광범위한 재료가 덮개(804)를 위해 사용될 수 있다.
이하의 표는 본 명세서에 예시 및/또는 설명된 임의의 하나 이상의 실시예의 열 계면으로서 사용될 수 있는 예시적 열 계면 재료를 나열한다. 이들 예시적 열 계면 재료는 미주리주 세인트 루이스 소재의 레이어드 테크놀로지스, 인크(Laird Technologies, Inc.)로부터 상업적으로 입수할 수 있으며, 따라서, 레이어드 테크놀로지스, 인크(Laird Technologies, Inc.)의 상표명을 참조로 표시되어 있다. 이 표는 단지 예시의 목적으로 제공된 것이며 제한을 목적으로 하지는 않는다.
명칭 구성 조성 유형 열 전도성
[W/mK]		 열적 임피던스
[℃-cm2/W]		 열적 임피던스 측정 압력[kPa]
티-플렉스(등록상표)(T-flexTM) 620 강화 질화붕소 충전 실리콘 엘라스토머 간극 충전재 3.0 2.97 69
티-플렉스(등록상표)(T-flexTM) 640 질화붕소 충전 실리콘 엘라스토머 간극 충전재 3.0 4.0 69
티-플렉스(등록상표)(T-flexTM) 660 질화붕소 충전 실리콘 엘라스토머 간극 충전재 3.0 8.80 69
티-플렉스(등록상표)(T-flexTM) 680 질화붕소 충전 실리콘 엘라스토머 간극 충전재 3.0 7.04 69
티-플렉스(등록상표)(T-flexTM) 6100 질화붕소 충전 실리콘 엘라스토머 간극 충전재 3.0 7.94 69
티-플리(등록상표)(T-pliTM) 210 질화붕소 충전 실리콘 엘라스토머, 유리섬유 강화 간극 충전재 6 1.03 138
티-플렉스(등록상표)(T-flexTM) 820 강화 실리콘 엘라스토머 간극 충전재 2.8 2.86 69
티-피씨엠(등록상표)(T-pcmTM) 583 비강화 필름 상 변화 3.8 0.12 69
티-플렉스(등록상표)(T-flexTM) 320 세라믹 충전 실리콘 엘라스토머 간극 충전재 1.2 8.42 69
티-그리스(등록상표)(T-greaseTM) 실리콘 기반 그리스 또는 비 실리콘 기반 그리스 서멀 그리스 1.2 0.138 348
위의 표에 나열된 예에 부가하여, 다른 열 계면 재료도 사용될 수 있으며, 이들은 공기 단독인 경우 보다 전도성 및 열 전달성이 양호한 것이 바람직하다. 예시적 열 계면 재료는 유연성(compliant) 또는 형상합치성(conformable) 실리콘 패드, 비실리콘 기반 재료(예를 들어, 비실리콘 기반 간극 충전재, 열가소성 및/또는 열 경화성 중합성, 탄성중합성 재료 등), 실크 스크린형 재료, 폴리우레탄 발포 체 또는 겔, 서멀 퍼티, 서멀 그리스, 열 전도성 첨가제 등을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 차폐 장치가 전기적 구성요소 위에서 인쇄 회로 기판에 설치될 때, 전기적 구성요소의 외부 형상 및 크기에 비교적 밀접하게 패드가 합치될 수 있게 하기에 충분한 압축성 및 유연성을 구비하는 하나 이상의 형상합치성 열 계면 패드가 사용된다. 이 비교적 밀접한 끼워맞춤 및 캡슐화 방식으로 전기적 구성요소를 결합시킴으로써, 형상합치성 열 계면 패드는 열적 에너지 소산시 전기적 구성요소로부터 덮개로 열을 전도할 수 있다.
따라서, 다양한 실시예는 고객에게 비용절감을 허용할 수 있어 유리하다. EMI 차폐 및 열 관리를 각각 제공하기 위해 별개의 구성요소를 구비하는 대신, 고객은 차폐 및 열 관리를 제공할 수 있는 열적으로 개선된 EMI 차폐 조립체를 대신 구매할 수 있다.
다양한 실시예에서, 프레임 및 덮개는 표준 자동화된 픽 앤드 플레이스 장비와 함께 사용하도록 테이프 및 릴 패키징에 적합할 수 있거나, 대안적으로, 프레임 및 덮개는 자동화된 시스템 내에서 정확한 배향을 위해 트레이 내에 팩킹될 수 있다. 부가적으로, 다양한 실시예는 셀룰러 전화 및 기타 무선 전자 장치와 연계된 전자 구성요소 및 회로 기판 레이아웃 같은 비교적 작은 전자 구성요소 및 회로 기판 레이아웃의 EMI 차폐 및 열 관리를 제공할 수 있다. 전자 구성요소 및 레이아웃은 크기가 감소하고 있기 때문에, 다양한 실시예는 이런 작은 전자 구성요소 및 레이아웃으로부터 열 소산을 향상시키는 수요를 충족하는 것을 도울 수 있다.
본 명세서에 사용된 특정 용어는 단지 참조용이며, 따라서, 제한을 의도하지 는 않는다. 예로서, "상부", "하부", "위" 및 "아래" 같은 용어는 참조가 이루어지는 도면 내의 방향을 지칭한다. "전방", "후방", "뒤", "저면" 및 "측부" 같은 용어는 설명 중인 구성요소를 설명하는 본문 및 관련 도면을 참조함으로써 명확해질 수 있는 일정한 그러나 임의적인 기준 프레임 내에서 구성요소의 부분의 배향을 설명한다. 이런 용어는 특정하게 상술한 단어, 그 파생어 및 유사한 의미의 단어를 포함할 수 있다. 유사하게, 구조체를 언급하는 용어 "제1", "제2" 및 기타 이런 수치적 용어는 문맥상 명확하게 나타나지 않는 한 순서나 차례를 의미하지는 않는다.
본 발명 및 예시적 실시예의 요소 또는 특징의 소개시, 관사 "일" 및 "상기"는 하나 이상의 이런 요소 또는 특징부의 존재를 의미하는 것을 의도한다. 용어 "포함하는", "내포하는" 및 "구비하는"은 포함의 의미이며, 구체적으로 언급된 것들 이외의 부가적 요소 또는 특징부가 존재할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 본 명세서에 설명된 방법, 단계, 공정 및 작업은 순서 또는 수행으로서 명시적으로 나타나지 않는 한 특정 예시 또는 설명된 순서로의 그 수행을 필수로하는 것으로 해석되지 않아야한다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 부가적 또는 대안적 단계들이 사용될 수 있다.
본 명세서의 설명은 본질적으로 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않는 변형은 본 발명의 범주 내에 있다. 이런 변형은 본 발명의 개념 및 범주로부터 벗어난 것으로 간주되지 않아야 한다.

Claims (28)

  1. 기판의 하나 이상의 전기적 구성요소로부터 열을 소산시키고 EMI 차폐를 제공하기 위한 조립체이며,
    프레임과,
    제1 래치 위치와, 적어도 하나의 제2 래치 위치에서 프레임에 부착될 수 있는 덮개와,
    적어도 하나의 열 전도성 유연성 재료를 포함하고,
    덮개가 제1 래치 위치에서 프레임에 부착되어 있을 때, 적어도 하나의 열 전도성 유연성 재료가 하나 이상의 전기적 구성요소 또는 덮개 중 적어도 하나로부터 이격 거리만큼 분리되고,
    덮개가 제2 래치 위치에서 프레임에 부착되어 있을 때, 상기 이격 거리는 제거되고, 적어도 하나의 열 전도성 유연성 재료는 하나 이상의 전기적 구성요소로부터 덮개로의 열 전도성 열 경로를 형성하는 열 소산 및 EMI 차폐 제공용 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 덮개가 제2 래치 위치에서 프레임에 부착되어 있을 때, 덮개 및 하나 이상의 전기적 구성요소에 대하여 적어도 하나의 열 전도성 유연성 재료를 압축시키는 클램핑력이 발생되는 열 소산 및 EMI 차폐 제공용 조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 하나의 열 전도성 유연성 재료는 덮개가 제2 래치 위치에서 프레임에 부착되어 있을 때 하나 이상의 전기적 구성요소의 적어도 일부와 덮개 사이에 압축되어 개재되도록 구성되는 열 소산 및 EMI 차폐 제공용 조립체.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 덮개 및 상기 프레임 중 적어도 하나는 제1 래칭 부재를 포함하고, 상기 덮개 및 상기 프레임 중 나머지 하나는 제1 래치 위치에서 프레임에 덮개를 부착하기 위해 제1 래칭 부재를 결합적으로 수용하도록 구성된 제1 개구를 포함하며,
    상기 덮개 및 상기 프레임 중 적어도 하나는 제2 래칭 부재를 포함하고, 상기 덮개 및 상기 프레임 중 나머지 하나는 제2 래치 위치에서 프레임에 덮개를 부착하기 위해 제2 래칭 부재를 결합적으로 수용하도록 구성된 제2 개구를 포함하는 열 소산 및 EMI 차폐 제공용 조립체.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 덮개는 픽-앤드-플레이스 장비에 의한 덮개의 취급을 용이하게 하도록 구성된 적어도 하나의 픽-업 영역을 포함하는 열 소산 및 EMI 차폐 제공용 조립체.
  6. 제5항에 있어서, 덮개는 운반 탭을 포함하는 열 소산 및 EMI 차폐 제공용 조립체.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 덮개는 제1 및 제2 래치 위치에서 프레임에 제거가능하게 부착될 수 있는 열 소산 및 EMI 차폐 제공용 조립체.
  8. 제7항에 있어서, 덮개는 제1 벽 부분과, 제1 벽 부분에 대하여 내향 연장하는 제1 멈춤쇠와, 제2 벽 부분과, 제2 벽 부분에 대하여 내향 연장하는 제2 및 제3 멈춤쇠를 포함하고,
    프레임은 제1 래치 위치에서 프레임에 덮개를 부착하기 위해 제1 멈춤쇠를 결합적으로 수용하기 위한 제1 개구와, 제2 래치 위치에서 프레임에 덮개를 부착하기 위해 각각의 제2 및 제3 멈춤쇠를 결합적으로 수용하기 위한 제2 및 제3 개구를 포함하는 열 소산 및 EMI 차폐 제공용 조립체.
  9. 제8항에 있어서, 프레임은 제2 멈춤쇠가 프레임의 립 부분 아래에 배치되어 있을 때, 덮개의 제2 멈춤쇠와 상호로킹 결합하기 위한 립 부분을 포함하는 열 소산 및 EMI 차폐 제공용 조립체.
  10. 제9항에 있어서, 덮개의 제3 멈춤쇠는 덮개의 제2 벽 부분의 하부 내향 굴곡부를 포함하고, 제3 멈춤쇠의 상부 부분은 덮개의 제2 벽 부분을 프레임으로부터 이격 방향으로 외향 압박하기 위한 캠면으로서 동작하여 프레임의 돌출 립 부분의 아래로부터의 제2 멈춤쇠의 분리 및 프레임으로부터의 덮개의 제거를 용이하게 하는 열 소산 및 EMI 차폐 제공용 조립체.
  11. 제8항에 있어서, 덮개의 제2 멈춤쇠는 탭을 포함하는 열 소산 및 EMI 차폐 제공용 조립체.
  12. 제8항에 있어서, 덮개는 제1 멈춤쇠를 형성하는 제1 벽 부분 상의 내향 연장 딤플을 포함하는 열 소산 및 EMI 차폐 제공용 조립체.
  13. 제8항에 있어서, 덮개는 제2 멈춤쇠를 형성하는 제2 벽 부분 상의 내향 연장 하프-딤플을 포함하는 열 소산 및 EMI 차폐 제공용 조립체.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 히트 싱크 및 히트 스프레더 중 적어도 하나 이상으로서 동작할 수 있는 열 관리 구조체와, 덮개와 열 관리 구조체 사이에 열 전도성 열 경로를 형성하도록 덮개와 열 관리 구조체 사이에 배치된 적어도 하나의 열 전도성 재료를 더 포함하는 열 소산 및 EMI 차폐 제공용 조립체.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 하나의 열 전도성 유연성 재료는 열 계면 및 상 변화 재료를 포함하는 열 소산 및 EMI 차폐 제공용 조립체.
  16. 기판의 하나 이상의 전기적 구성요소를 위한 기판 레벨 EMI 차폐 및 열 관리를 제공하는 방법이며,
    덮개와 프레임에 의해 형성된 내부 내에 배치된 적어도 하나의 열 전도성 유연성 재료가 프레임과 덮개에 의해 형성된 내부 내에 배치된 하나 이상의 전기적 구성요소 또는 덮개 중 적어도 하나로부터 이격 거리만큼 분리되도록 제1 래치 위치에서 프레임에 덮개를 부착하는 단계와,
    제1 래치 위치로부터, 이격 거리가 제거되고 적어도 하나의 열 전도성 유연성 재료가 하나 이상의 전기적 구성요소로부터 덮개로의 열 전도성 열 경로를 형성하는 제2 래치 위치로 덮개를 기판을 향해 하향 이동시키는 단계를 포함하는 기판 레벨 EMI 차폐 및 열 관리 제공 방법.
  17. 제16항에 있어서, 덮개가 제1 래치 위치에서 프레임에 부착되어 있는 동안 기판을 프레임에 장착하도록 솔더 리플로우 공정을 수행하는 단계를 더 포함하는 기판 레벨 EMI 차폐 및 열 관리 제공 방법.
  18. 제16항에 있어서, 덮개를 프레임에 부착하기 이전에 기판에 프레임을 장착하도록 솔더 리플로우 공정을 수행하는 단계를 더 포함하는 기판 레벨 EMI 차폐 및 열 관리 제공 방법.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 래치 위치로부터 제2 래치 위치로 덮개를 이동시키는 단계는 하나 이상의 전기적 구성요소의 적어도 일부와 덮개에 대하여 적어도 하나의 열 전도성 유연성 재료를 압축시키는 클램핑력을 발생시키는 기판 레벨 EMI 차폐 및 열 관리 제공 방법.
  20. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 래치 위치로부터 제2 래치 위치로 덮개를 이동시키는 단계는 하나 이상의 전기적 구성요소와 덮개 사이에 적어도 하나의 열 전도성 유연성 재료를 압축하여 개재시키는 기판 레벨 EMI 차폐 및 열 관리 제공 방법.
  21. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 래치 위치에서 프레임에 덮개를 부착하는 단계는 픽-앤드-플레이스 장비를 사용하여 프레임 상에 덮개를 픽-업 및 배치하는 단계를 포함하는 기판 레벨 EMI 차폐 및 열 관리 제공 방법.
  22. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 래치 위치에서 프레임에 덮개를 부착한 이후, 픽-앤드-플레이스 장비를 사용하여 기판 상에 덮개와 프레임을 픽-업 및 배치하는 단계를 더 포함하는 기판 레벨 EMI 차폐 및 열 관리 제공 방법.
  23. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 전기적 구성요소를 액세스하기 위해 프레임으로부터 덮개를 제거하는 단계를 더 포함하는 기판 레벨 EMI 차폐 및 열 관리 제공 방법.
  24. 제23항에 있어서, 제거된 덮개를 프레임에 재부착하는 단계를 더 포함하는 기판 레벨 EMI 차폐 및 열 관리 제공 방법.
  25. 제23항에 있어서, 프레임에 교체 덮개를 부착하는 단계를 더 포함하는 기판 레벨 EMI 차폐 및 열 관리 제공 방법.
  26. 기판의 하나 이상의 전기적 구성요소의 EMI 차폐 및 열 관리를 위한 조립체이며,
    프레임과,
    프레임에 부착될 수 있는 덮개와,
    열 계면 및 상 변화 재료를 포함하고,
    열 계면 및 상 변화 재료는, 기판에 대한 프레임의 솔더 리플로우 이전에, 프레임과 덮개에 의해 형성된 내부 내에 배치된 하나 이상의 전기적 구성요소와 열 계면 및 상 변화 재료 사이에 이격 거리가 제공되고, 솔더 리플로우 및 냉각 이후에, 덮개의 열 수축과 열 계면 및 상 변화 재료의 변위가 상호작용하여 일반적으로 하나 이상의 전기적 구성요소와 덮개 사이에 열 계면 및 상 변화 재료를 압축시키기 위한 클램핑력을 발생시켜 열 계면 및 상 변화 재료가 하나 이상의 전기적 구성요소로부터 덮개로의 열 전도성 열 경로를 형성하도록 구성되는 EMI 차폐 및 열 관리용 조립체.
  27. 제26항에 있어서, 덮개 및 프레임은, 하나 이상의 전기적 구성요소와 열 계면 및 상 변화 재료가 이격 거리만큼 분리되는 제1 래치 위치와, 열 계면 및 상 변화 재료가 하나 이상의 전기적 구성요소의 적어도 일부와 접촉하고 하나 이상의 전기적 구성요소로부터 덮개로의 열 전도성 열 경로를 형성하는 제2 래치 위치에서 덮개가 프레임에 부착될 수 있도록 구성되는 EMI 차폐 및 열 관리용 조립체.
  28. 제26항 또는 제27항에 있어서, 열 계면 및 상 변화 재료는 열 전도성 입자로 충전된 중합성 수지 재료를 포함하는 EMI 차폐 및 열 관리용 조립체.
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