TWI514121B - 計算裝置及其建構方法 - Google Patents

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Description

計算裝置及其建構方法
實施例大致關於裝置的製造。具體言之，實施例關於使用薄膜插入成型以製造計算裝置。
計算裝置之外殼溫度過高是應關心的領域，尤其是隨著縮小裝置形狀因素及可能越來越多的熱能產生組件。雖然風扇式冷卻方案可被使用以除去特定熱能相關的擔心，但仍有很多的進步空間。舉例來說，風扇可能為大、吵、貴，且可能會消耗電能，尤其是對於手持裝置。
2‧‧‧線
10‧‧‧裝置
12‧‧‧外殼
14‧‧‧內容物
16‧‧‧觸控螢幕
18‧‧‧熱固性樹脂
20‧‧‧電路板
22‧‧‧處理器
24‧‧‧記憶體控制器
26‧‧‧被動元件
28‧‧‧熱能散佈器
30‧‧‧熱介面材料
32‧‧‧電池
34‧‧‧裝置製造流程
35‧‧‧製造階段
36‧‧‧薄膜
37‧‧‧階段
38‧‧‧內容物
39‧‧‧觸控板
40‧‧‧凸緣件
41‧‧‧電池
42‧‧‧模具
43‧‧‧階段
44‧‧‧電子組件
45‧‧‧階段
46‧‧‧電子組件
50‧‧‧方法
52‧‧‧處理區塊
54‧‧‧區塊
56‧‧‧區塊
58‧‧‧區塊
60‧‧‧區塊
藉由閱讀以下說明及所述申請專利範圍及參考以下圖式，本發明之實施例的各種優點對於所屬技術領域中具有通常知識者將變得顯而易見，其中：第1A及1B圖分別為根據一實施例之計算裝置的範例之前及後視圖；第2圖為沿第1A圖之線2-2的截面圖； 第3A及3B圖為根據一實施例之製造流程的範例之方塊圖；及第4圖為根據一實施例之製造流程的範例之流程圖。
 【發明內容及實施方式】
現參照第1A及1B圖，裝置10係被顯示。於所示範例中，裝置10具有外殼12，其係由一薄膜製成，該薄膜包括例如塑膠(如聚碳酸酯)、金屬及/或防火材料之材料。後文中將進一步詳細說明，外殼12可藉由熱固性樹脂/環氧樹脂實質地填充，其中樹脂可包括任何可鑄性材料，例如壓克力、矽膠、環氧樹脂、烏拉坦(urethane)等。因此，樹脂可同時具有熱及UV(紫外線)固化特質。於一實施例中，樹脂包圍裝置10之內部組件，其中熱固性樹脂可經組構以吸收、儲存、及/或分散在操作期間由裝置10之內部組件所產生的熱能。具體言之，熱能的儲存可經由相轉變組態而完成，於其中，當熱能被吸收時，樹脂及/或添加劑會轉變至不同晶體結構、融化、氣化等。再者，熱固性樹脂之熱能的分散可逐漸地隨著時間而發生。於一實施例中，裝置10為具有觸控螢幕16及非常薄的形狀因素之「超薄」智慧型平板電腦。例如個人數位助理(PDA)、行動網際網路裝置(mobile Internet device；MID)、無線智慧型手機、媒體播放器、影像裝置、筆記型電腦/隨身型易網機(netbook)、桌上型個人電腦(PC)、伺服器、內嵌式裝置等之其它計算裝置亦可 被使用。
所示的裝置10亦包括內容物14，例如文字、圖形、標誌(logo)等，其中內容物14可被列印至外殼12之內或外表面。舉例來說，外殼12可為透明的使得熱固性樹脂的顏色成為裝置10的外部視覺外觀，且將內容物14以不同顏色列印以提供對比效果。於此情形中，裝置10的紋理(texture)將仍由外殼12提供，其於使用者觀點為期望的。具體言之，熱固性樹脂可典型地對於觸控為相對粗糙或具有表面瑕疵，包括：孔洞、縫合線(knit line)、流動痕跡(flow mark)、顏色問題等。
另一方面，根據使用的薄膜材料表面之類型，薄膜12可為相對地平滑且可提供絕佳色彩重現/工藝逼真度(art work fidelity)等。於另一範例中，外殼12可本身具有期望的色彩以被使用作為裝置10之外部視覺外觀，將內容物14以不同於外殼12之顏色及/或設計來列印。於另一範例中，外殼12對應至內容物14之部分可被反向列印(reverse printed)(例如保持透明)使得內容物14使用熱固性樹脂之顏色/外觀。亦可使用其他技術將內容物14列印至外殼12。實際上，內容物14可被列印至外殼12之凸起及凹入部分以提供內容物14有3D(三維)效果。應注意的是，將內容物14列印於外殼12之內表面可提供內容物14高度保護，以避免刮痕或會導致內容物14隨時間的經過自外殼12移除之其他磨損力。雖然如此，內容物14亦可被列印至外殼12之外表面。此外，裝 置之外殼12可為被形成或被加工金屬組件。
第2圖顯示裝置10之截面圖，其中熱固性樹脂18含有相變材料(phase change material；PCM)，其實質地填充外殼12及包圍裝置10之一或多個組件。於所示範例中，裝置10包括電池32及具有例如一或多個處理器22及記憶體控制器24之電子組件設置於其上的電路板20。例如記憶體模組及晶片組組件之其他電子組件亦可被耦接至電路板20，其中電子組件在裝置10之操作期間會產生熱能。具體言之，記憶體控制器24可便利資料自一或多個記憶體模組(未圖示)之儲存及擷取，且處理器22可具有經組構以執行與主機作業系統及/或應用軟體相關聯之一或多個驅動程式之核心，其中各核心具有指令提取單元、指令解碼器、第一層(L1)快取、執行單元等可為功能齊全的。
於一實施例中，記憶體模組包括雙倍資料速率(double data rate；DDR)同步動態隨機存取記憶體(SDRAM，例如2008年四月的DDR3 SDRAM JEDEC Standard JESD79-3C)模組，其中模組之其中一或多者可被混合至單進線記憶體模組(single inline memory module；SIMM)、雙進線記憶體模組(dual inline memory module；DIMM)、小型雙行記憶體模組(small outline DIMM；SODIMM)等。其它「被動元件(passives)」(例如，非熱能產生組件)26亦可被耦接至電路板20。通常，所示的電子組件在操作期間可產生可觀的量之熱能。 因此，於所示的範例中，處理器22係經由熱介面材料(thermal interface material；TIM)30耦接至熱能散佈器28，其中TIM 30及熱能散佈器28可便利熱能自處理器22轉移至周圍的熱固性樹脂18。
具體言之，熱固性樹脂18可包括添加劑(例如，“相變材料”球)以吸收、儲存、及分散於裝置10之操作期間由電子組件(例如處理器22及記憶體控制器24)所產生的熱能。一旦硬化(例如固化)，熱固性樹脂18可因此作用為裝置10之堅硬的結構核心以及能量儲存材料。確實，所示的裝置10可承受掉落及撞擊，且甚至可在水中保持功能。再者，薄膜式外殼12可除去任何有關熱固性樹脂18之外觀及/或耐磨性的考量。特別要注意的是，所示的裝置10缺少風扇，其係因熱固性樹脂18吸收及分散熱能之能力。
此外，相對於裝置10之寬度(W，例如280mm)及深度(D，例如180mm)，裝置10之厚度(T)可為極端地薄(例如，少於18-20mm)。外殼厚度(t，例如1-2mm)可根據一些考量(例如最小能量儲存/樹脂進入間隙及/或間隙而改變。
現在參照第3A圖，裝置製造流程34係被顯示。於所示的範例中，薄膜36經歷列印操作，於其中各種顏色、文字、圖形、標誌、及其他裝飾係被施加至薄膜36。於所示的範例中，內容物38係在特定位置處與薄膜36之表面結合。如前所述，內容物38可被列印至將成為薄膜36 之內表面者。薄膜36可接著被形成(例如被引伸)成界定內部區域之形狀，其中該形成操作可導致一或多個凸緣件40。舉例來說，衝壓(stamping)或塑膠熱成形操作可被使用以在具有期望形狀的模具周圍及/或之中形成薄膜36。薄膜可被修整以移除凸緣件40並獲得最終成形的外殼於階段45。修整的薄膜可被置於模具42中，伴隨一或多個電子組件44及熱固性樹脂46，其實質上使用低壓(例如，<200psi)包圍電子組件46。模具可與被使用以形成薄膜的模具相同或不同。熱固性樹脂46可在輕微提高溫度或室溫(例如，低於約攝氏六十度)被硬化(例如，固化)，其中在硬化之後，薄膜可被使用作為釋放層以自模具42移除計算裝置。
第3B圖顯示在製造階段35，電子組件可被嵌入於樹脂中。於階段37，電池41及觸控板39可被加入裝置，其中裝置係於階段43完成。
第4圖顯示製造裝置之方法50。方法50可使用一或多個已被詳細記錄的製造技術(例如塑膠成形、鑄造、金屬衝壓(例如連續引伸(progressive draw)、深引伸(deep draw))、裝配等)來實現。所示的處理區塊52提供結合內容物至薄膜之表面，其中內容物可藉由列印內容物於表面上、引伸內容物於表面內(例如塑膠表面上突出的字母)等而被結合至表面。區塊54可將薄膜形成為界定內部區域之形狀於區塊54。區塊52及54可因此包括例如網印的使用及模內裝飾(IMD)技術以將圖模(art work)轉換成薄膜之一或多個內及/或外表面於精密模具中。IMD薄膜可接著被安裝至樹脂填充模具中，其中所示的區塊56設置一或多個電子組件、熱能散佈器等於薄膜之內部區域內。
內部區域亦可被實質上以熱固性樹脂充填於區塊58使得樹脂包圍電子組件。熱固性樹脂可被硬化於區塊60。舉例來說，區塊58及60可能涉及樹脂的除氣(degassing)、預熱樹脂至輕微提高的溫度(例如50℃)；加熱模具至輕微提高的溫度、及加壓樹脂填充模具以將樹脂流經整個模具，其中混合物可被固化於50℃以上之溫度。若有需要的話，最終的密封亦可提供觸控螢幕面板。因此，熱固性樹脂可含有熱能吸收及分散添加劑，且可被硬化於室溫或接近室溫。所示的可被實現的處理區塊之次序係被顯示以僅供討論用，且可根據情況而改變。
實施例可因此包括具有具有界定內部區域之形狀的薄膜之裝置及設置於該薄膜之內部區域內的電子組件。該裝置亦可包括設置於內部區域內之固化的樹脂，其中樹脂包圍電子組件且實質填充薄膜之內部區域。
實施例亦可包括建構裝置之方法，其中薄膜係被形成為界定內部區域之形狀。該方法亦可提供設置電子組件於薄膜之內部區域內，且實質以樹脂填充薄膜之內部區域，其中該樹脂包圍電子組件。此外，該樹脂可被硬化。
再者，實施例可包括具有薄膜之計算裝置，該薄膜具有界定內部區域之形狀，其中該薄膜包括一或多個塑膠材 料、金屬材料、及防火材料。計算裝置亦可具有設置於內部區域內之電子組件，其中電子組件包括具有一或多個處理器、記憶體控制器、記憶體模組、及晶片組組件之電路板。此外，計算裝置具有設置於內部區域內之固化的樹脂，其中該樹脂包圍電子組件，實質上填充薄膜之內部區域，且包括一添加劑，其係經組構以吸收及分散在計算裝置之操作期間由電子組件所產生的熱能。
此外，實施例可包括建構計算裝置之方法，其中薄膜係設置於模具內，且模具係被使用以提供薄膜界定內部區域之形狀。於一實施例中，薄膜包括一或多個塑膠材料、金屬材料、及防火材料。此外，薄膜可被修整，其中，電子組件可被設置於薄膜之內部區域內。電子組件可包括具有一或多個處理器、記憶體控制器、記憶體模組、及晶片組組件之電路板。該方法亦可涉及混合添加劑至樹脂中，且實質上以樹脂填充薄膜之內部區域，其中該樹脂包圍電子組件且該添加劑係經組構以吸收及分散在計算裝置之操作期間由電子組件所產生的熱能。再者，該方法可提供在室溫硬化樹脂，且使用薄膜作為釋放層以自模具移除計算裝置。
此處所描述之技術可因此使得顧客面對表面(customer-facing surface)成為抗磨損(abrasion resistant)，且有可能展現例外的效能(例如，根據所選的薄膜材料，通過鋼絲絨測試)。再者，高解析度圖形(例如標誌、石墨纖維編織圖(graphite fiber weaves artwork)、照 片備妥原圖(photo ready artwork)等可被列印於薄膜之內側上且由薄膜所保護，其會在任何損壞列印的內容物之前損壞。確實，視情況而定，期望的“似水的(watery)”外觀可被給予至列印的內容物。此外，相較於傳統塑膠射出成型壓力，熱固性樹脂成型製程可為相對低壓，且該裝置的外殼紋理可僅藉由對於薄膜材料選擇另一表面處理而被改變。再者，風扇的去除可降低電力消耗及延長電池壽命。
本發明之實施例可應用於所有類型的半導體積體電路(IC)晶片。這些IC晶片的範例包括(但不限於)處理器、控制器、晶片組組件、可程式化邏輯陣列(PLAs)、記憶體晶片、網路晶片、晶片上系統(SoCs)、SSD/NAND控制器ASICs、及類似物。此外，於某些圖式中，訊號導體線路係以線來表示。有些可為不同的，以表示更多組成訊號路徑；具有數字標籤，以表示一些組成訊號路徑；及/或在一或多個末端具有箭頭，以表示主要資訊流方向。然而，此不應被解釋為限制的方式。而是，此增加的細節可被連同一或多個例示實施例一起使用以促進電路的更容易了解。任何表示的訊號線，不論是否具有額外的資訊，可實際上包含可在多個方向行進的一或多個訊號且可被利用任何適合類型的訊號方案(例如以差動對(differential pair)、光纖線路及/或單端線路實現的數位或類比線路)來實現。
範例尺寸/模型/值/範圍可已被給定，雖然本發明之實 施例並不限於此。當製造技術(例如光微影)隨著時間而成熟，可期望的是較小尺寸的裝置可被製成。此外，為了顯示及說明的簡單性，至IC晶片及其他組件之已知的電源/接地連接可或可不被顯示於圖式，且因而不模糊本發明之實施例的特定態樣。再者，排列可以方塊圖形式來顯示以避免模糊本發明之實施例，且考慮到指明方塊圖排列的實現係高度根據該實施例被實現之平台內的事實，亦即此指明應適當地在所屬技術領域中具有通常知識者的範圍內。其中，特定細節(例如電路)係被提出以說明本發明之例示實施例，對於所屬技術領域中具有通常知識者而言，在沒有這些特定細節或其改變的情況下，本發明之實施例可被實現係顯而易見的。因此，本說明書係被視為說明用而非限制用。
術語“組合(coupled)”可於此被使用以參照任何類型的關係(直接或間接)於所討論的組件之間，且可應用至電、機械、流體、光、電磁、機電、或其他連接。此外，術語“第一(first)”、“第二(second)”等可被使用於此處以助於討論，且除非另有說明，不具有特定時間的或按時間順序的含義。
所屬技術領域中具有通常知識者將從前述說明理解到本發明之實施例的技術可以許多形式實現。因此，雖然此發明之實施例已根據其特定範例說明，本發明之實施例的真實範疇應不被如此限制，因為其他修改對於所屬技術領域中具有通常知識者在學習圖式、說明書及後附申請專利 範圍下，將變得清楚易見。
10‧‧‧裝置
12‧‧‧外殼
16‧‧‧觸控螢幕
18‧‧‧熱固性樹脂
20‧‧‧電路板
22‧‧‧處理器
24‧‧‧記憶體控制器
26‧‧‧被動元件
28‧‧‧熱能散佈器
30‧‧‧熱介面材料
32‧‧‧電池
T‧‧‧厚度
W‧‧‧寬度
D‧‧‧深度
t‧‧‧外殼厚度

Claims (29)

  1. 一種計算裝置，包含：一薄膜，包括界定一內部區域之一形狀，其中該薄膜包括一或多個塑膠材料、金屬材料、及防火材料；一電子組件，設置於該內部區域內，其中該電子組件包括具有一或多個處理器、記憶體控制器、記憶體模組、及晶片組組件之一電路板；及一固化樹脂，設置於該內部區域內，其中該樹脂包圍該電子組件、實質地填充該薄膜之該內部區域，及包括一添加劑，該添加劑係經組構以吸收、儲存、及分散在該計算裝置之操作期間由該電子組件所產生的熱能。
  2. 如申請專利範圍第1項之計算裝置，更包括耦接至該薄膜之表面的內容物。
  3. 如申請專利範圍第2項之計算裝置，其中該內容物係耦接至該薄膜之內表面。
  4. 如申請專利範圍第2項之計算裝置，其中該內容物係耦接至該薄膜之外表面。
  5. 如申請專利範圍第1項之計算裝置，其中該樹脂包括可鑄性材料。
  6. 一種建構一計算裝置之方法，包含：設置一薄膜於一模具內；使用該模具以提供該薄膜界定一內部區域之一形狀，其中該薄膜包括一或多個塑膠材料、金屬材料、及防火材料； 修整該薄膜；設置一電子組件於該薄膜之該內部區域內，其中該電子組件包括具有一或多個處理器、記憶體控制器、記憶體模組、及晶片組組件之一電路板；混合添加劑於樹脂中；以該樹脂實質地填充該薄膜之該內部區域，其中該樹脂包圍該電子組件且該添加劑係經組構以吸收、儲存、及分散在該計算裝置之操作期間由該電子組件所產生的熱能；以低於約攝氏六十度的溫度硬化該樹脂；及使用該薄膜作為釋放層以自該模具移除該計算裝置。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，更包括在設置該薄膜於該模具內之前，將內容物耦接至該薄膜之表面。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該內容物係耦接至該薄膜之內表面及外表面之其中一或多者。
  9. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該內容物係經列印至及經引伸至該薄膜之表面上之其中一或多者。
  10. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該樹脂包括可鑄性材料。
  11. 一種計算裝置，包含：一薄膜，包括界定一內部區域之一形狀；一電子組件，設置於該薄膜之該內部區域內；及一固化樹脂，設置於該內部區域內，其中該樹脂包圍該電子組件且實質地填充該薄膜之該內部區域。
  12. 如申請專利範圍第11項之計算裝置，更包括耦接至該薄膜之表面的內容物。
  13. 如申請專利範圍第12項之計算裝置，其中該內容物係耦接至該薄膜之內表面。
  14. 如申請專利範圍第12項之計算裝置，其中該內容物係耦接至該薄膜之外表面。
  15. 如申請專利範圍第11項之計算裝置，其中該固化樹脂包括一添加劑，該添加劑係經組構以吸收及分散在該裝置之操作期間由該電子組件所產生的熱能。
  16. 如申請專利範圍第15項之計算裝置，其中該樹脂包括可鑄性材料。
  17. 如申請專利範圍第11項之計算裝置，其中該添加劑更進一步經組構以儲存由該電子組件所產生的熱能。
  18. 如申請專利範圍第11項之計算裝置，其中該薄膜包括一或多個塑膠材料及金屬材料。
  19. 如申請專利範圍第11項之計算裝置，其中該薄膜包括防火材料。
  20. 如申請專利範圍第11項之計算裝置，其中該電子組件包括具有一或多個處理器、記憶體控制器、記憶體模組、及晶片組組件之一電路板。
  21. 一種建構一計算裝置之方法，包含：將一薄膜形成為一形狀，該形狀界定一內部區域；設置一電子組件於該薄膜之該內部區域內；以一樹脂實質地填充該薄膜之該內部區域，其中該樹 脂包圍該電子組件；及硬化該樹脂；其中形成該薄膜包括設置該薄膜於一模具內；使用該模具以提供該薄膜界定該內部區域之該形狀；及修整該薄膜。
  22. 如申請專利範圍第21項之方法，更包括在形成該薄膜之前，將內容物耦接至該薄膜之表面。
  23. 如申請專利範圍第22項之方法，其中該內容物係耦接至該薄膜之內表面及外表面之其中一或多者。
  24. 如申請專利範圍第22項之方法，其中該內容物係經列印至及經引伸至該薄膜之表面上之其中一或多者。
  25. 如申請專利範圍第21項之方法，更包括混合添加劑於該樹脂中，其中該添加劑係經組構以吸收及分散在該裝置之操作期間由該電子組件所產生的熱能，且其中該樹脂包括可鑄性材料。
  26. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該樹脂係被以低於約攝氏六十度的溫度進行硬化。
  27. 如申請專利範圍第21項之方法，更包括使用該薄膜作為釋放層以自該模具移除該裝置。
  28. 如申請專利範圍第21項之方法，其中形成該薄膜包括形成具有一或多個塑膠材料、金屬材料、及防火材料之薄膜。
  29. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該計算裝置設置該電子組件於該薄膜之該內部區域內包括設置具有 一或多個處理器、記憶體控制器、記憶體模組、及晶片組組件之一電路板。
TW102116211A 2012-05-17 2013-05-07 計算裝置及其建構方法 TWI514121B (zh)

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