印刷电路板中的绝缘孔径的制作方法

文档序号:8198751阅读:233来源:国知局
专利名称:印刷电路板中的绝缘孔径的制作方法
印刷电路板中的绝缘孔径
背景技术
几乎每个电子设备都包括一种或多种印刷电路板(“PCB”)。PCB是相对薄的层状 衬底,在其上附连集成电路和其它电子部件。印刷电路板典型地包括以类夹层方式布置的 多个电气上导电和绝缘的层。导电层一般具有通过绝缘层的绝缘材料彼此隔离并且在平面 内按路线布置的导电路径或迹线。这些迹线一般被设计成电接触安装在PCB上的电子部件 的导电部分,以形成电互连。绝缘层使这些导电路径彼此电隔离。导电迹线和绝缘材料层 的原理结构也被较小规模地用在具有类PCB封装衬底的封装微芯片内。在众多情形下,温度敏感设备耦合到PCB。然而,这些温度敏感设备被由在温度敏 感设备附近的耦合到PCB的集成电路和设备产生的热量不利地影响。为最小化这种影响, 所有不必要的导电材料从温度敏感设备周围被移除。因此,在大多数情况下为FR 4的非导 电材料被用作绝缘体。然而,热量仍然可能不利地影响温度敏感设备。因此,将期望的是设 计一种降低热量对耦合到PCB的温度敏感设备的影响的系统。


为了详细描述本发明的示例性实施例,现在将参考附图,其中图1A、1B、1C和1D示出依据本发明实施例的印刷电路板的示例性实施例;图2示出包括依据本发明实施例的印刷电路板的示例性计算机系统;以及图3示出依据本发明实施例实施的方法的示例性流程图。符号与命名在整个以下的说明书和权利要求书中,某些术语用来指代特定系统部件。如本领 域的技术人员会明白的,计算机公司可能用不同的名称来指代部件。本文档不打算区别名 称不同但功能相同的部件。在以下的讨论中和在权利要求书中,术语“包含”和“包括”以 开放式的方式被使用,因此应当被解释为意指“包含但不限于…”。此外,术语“耦合”旨在 意指间接、直接、光学或无线电连接。因此,如果第一设备耦合到第二设备,则该连接可以是 通过直接电连接、通过经由其它设备和连接的间接电连接、通过光学电连接或者通过无线 电连接。
具体实施例方式以下的讨论针对本发明的各个实施例。尽管可能优选这些实施例中的一个或多 个,但是公开的实施例不应当被解释为或以其它方式被用作限制本公开(包括权利要求 书)的范围。另外,本领域的技术人员要理解,以下的描述具有宽泛的应用,并且任何实施 例的讨论意欲仅仅是例示该实施例而不旨在暗示本公开(包括权利要求书)的范围局限于 该实施例。图1A示出依据本发明实施例的印刷电路板(“PCB”)102。PCB 102包括集成电路 108和110。然而,PCB 102也可以包括众多其它集成电路和设备。集成电路108和110生 成可能在PCB 102上扩散的热量。例如,集成电路108可以是耗散巨大量的热量的处理器。PCB 102也包括导电迹线112、114和116。迹线112、114和116—般被设计成电接触安装 在PCB上的电子部件的导电部分,从而形成电互连。迹线112、114和116在PCB 102的制 造期间被蚀刻到PCB 102中并且由例如铜制成。图1A也示出安装在PCB 102上的温度敏感设备(“TSD”)106。尽管温度敏感设 备106可以在PCB 102上的任何地方耦合到PCB 102,但是优选的是把温度敏感设备106耦 合在PCB 102的边缘附近。此外,尽管仅示出一个温度敏感设备,但是多个温度敏感设备可 以存在于PCB102上。温度敏感设备106被认为是耦合到PCB 102的集成电路,其能够测量 在温度敏感设备106耦合到PCB 102的位置处的、来自PCB 102的引线的温度。因此,PCB 102的温度由温度敏感设备106测量。温度敏感设备106也可以测量在温度敏感设备106 的位置处的环境空气温度。然而,温度敏感设备106不必能够测量温度。温度敏感设备106 可以是其操作为温度敏感的设备(例如,其操作受温度不利影响的设备)。PCB 102的由温度敏感设备106所经历的温度受产生通过PCB 102耗散的热量的 集成电路108和110影响。依据各个实施例,为使温度敏感设备106与由集成电路108和 110产生的热量隔绝,在PCB 102中形成(例如,从中切割出)孔径104。在一些实施例中, 在PCB 102的制造时,铜迹线(例如,迹线112、114)在其中孔径104预期所处的位置中不 被蚀刻。必须存在一个或多个迹线112或114以把温度敏感设备106连接到PCB 102上的 其它设备。因此,温度敏感设备106的三个侧面可以免于铜蚀刻112和114,并且围绕温度 敏感设备106的区域类似于半岛。在一些实施例中,使用钻头或刳钻在不存在铜的区域中切穿PCB102,来产生孔径 104。这是在切割PCB 102的最终外部形状时执行的。然而,孔径104不需要从PCB 102切 割出。例如,在制造PCB 102时,模具可以包括作为PCB 102的一部分的孔径104。在各个 实施例中,孔径104延伸到PCB 102的边缘。空气填充孔径104并且用来使温度敏感设备 106与由耦合到PCB 102的其它设备和电路产生的热量隔绝。然而,可以使用除了空气以外 的绝缘介质。例如,抵抗电子运动的任何绝缘材料可以被用作孔径104。然而,空气以显著 更少的成本提供足够的绝缘。如果使用空气以外的绝缘体,则这样的绝缘体将优选地(但 不必)具有比空气的传导系数小的传导系数以提供比空气更好的热绝缘。在一些实施例中,孔径104对应于用于切割孔径的钻头的宽度。因此,孔径104的 最小宽度(在图1A中由107表示)可以等于切割其的钻头的直径。然而,孔径104的宽度 不限于是钻头的直径。孔径104的宽度可以与用户希望的一样宽或薄,只要使该切割完全 贯穿PCB 102的所有层。例如,使用激光器切割的孔径104可能小于一密耳(1/1000英寸) 宽,但仍然将起作用以热隔离温度敏感设备106。在一些实施例中,孔径104被插入在温度敏感设备106和热生成设备(诸如集成 电路108和110)之间以获得热隔离。孔径104至少与温度敏感设备106的宽和长一样长。 例如,图1A将温度敏感设备的宽度示出为由111表示而温度敏感设备的长度为113。在一 些实施例中孔径104至少与111和113 —样长。然而,孔径104不需要是任何特定长度,只 要其是细长的即可。孔径104可以与用户希望的一样长或一样短,只要其被插入在温度敏 感设备106和热生成设备(诸如集成电路108和110)之间即可。在一些实施例中,孔径 104邻近温度敏感设备106,就是说,孔径104足够接近温度敏感设备106以便对其进行热 绝缘。
因为温度敏感设备106与热生成集成电路108和110热隔离,所以温度敏感设备 106能够正确地测量在温度敏感设备106的位置处的PCB 102的温度而不会感觉到来自由 集成电路108和110或者任何其它耦合到PCB 102的集成电路或设备产生的热量的影响。图1B示出依据本发明的PCB 102的可选实施例。图1B等同于图1A,除了孔径 120不是以与孔径104相同的形状被切割。温度敏感设备106耦合到PCB 102并且通过迹 线112、114和116而电连接到集成电路108和110。孔径120被切割成完全贯穿PCB 102, 因此提供空气以使温度敏感设备106与由集成电路108和110产生的热量隔绝。然而,孔 径120不延伸到PCB 102的边缘。因此,PCB 102在PCB 102的位置122处没有任何孔或 孔径。通过不使孔径120延伸到PCB 102的边缘,PCB 102的刚度和硬度可以比图1A的更 尚o图1C示出依据本发明的PCB 102的可选实施例。在图1C中,从PCB 102中切割 两个孔径130和132。温度敏感设备106耦合到PCB 102并且通过迹线112、114和116而 电连接到集成电路108和110。孔径130和132被切割成完全贯穿PCB 102,因此提供空气 以使温度敏感设备106与由集成电路108和110产生的热量隔绝。图1D示出依据本发明的PCB 102的可选实施例。在图1D中,从PCB 102中切割 多个(两个以上)孔径140和142。温度敏感设备106耦合到PCB 102并且通过迹线112、 114和116而电连接到集成电路108和110。孔径140和142被正交地切割成完全贯穿PCB 102,因此提供空气以使温度敏感设备106与由集成电路108和110产生的热量隔绝。如图 1A、1B、1C和1D中看到的,只要孔径104、120、130、132、140和142被插入在温度敏感设备 106和热生成设备(诸如集成电路108和110)之间,温度敏感设备106就将获得一定量的 热隔离。图2示出包括依据本发明的PCB 102的示例性计算机系统200。系统200被示为 台式计算机200,不过任何具有一定量计算能力的、耦合到用户接口的电子设备可以被配置 成包含PCB 102。其中,服务器、便携式计算机、个人数字助理(PDA)和移动电话可以被配置 成包含PCB102。如所示,系统200包括机箱202、显示器204和输入设备206。机箱202耦合到显 示器204和输入设备206以使得用户能够与计算机系统200交互。显示器204和输入设备 206可以一起作为用户接口操作。显示器204被示为视频监视器,但可以采取许多可选的 形式,诸如打印机、扬声器或者其它用于把信息传送到用户的装置。输入设备206被示为键 盘,但可以类似地采取许多可选的形式,诸如按钮、鼠标、小键盘、拨号盘、运动传感器、照相 机、麦克风或其它用于从用户接收信息的装置。显示器204和输入设备206两者可以被集 成到机箱202中。机箱202包括耦合到PCB 102的处理器、存储器和信息存储设备。机箱202还可 以包括网络接口,其允许系统200经由有线或无线网络接收信息。机箱202也包括系统风 扇208。系统风扇208被设计成产生气流,该气流耗散由耦合到PCB 102的处理器和其它集 成电路产生的热量。在一些实施例中,温度敏感设备106位于PCB 102上且直接处于系统风扇208的 通风道(outtake)气流中。如上面阐述的,温度敏感设备106可以用来测量在温度敏感设 备106的位置处PCB 102的温度。因此,因为温度敏感设备106直接位于系统风扇208的通风道气流中,温度敏感设备106可以用来测量用于耗散由耦合到PCB 102的集成电路产 生的热量的环境空气温度。环境空气温度用来生成声学友好的风扇曲线。来自图1A、1B、 1C和1D的孔径104、120、130、132、140和142允许更准确的风扇曲线。风扇曲线是示出风 扇基于温度而必须进行的每分钟转数的温度对风扇速度的曲线图。因为孔径104、120、130、 132、140和142使温度敏感设备106与由集成电路108和110产生的热量隔绝,温度敏感设 备106更准确地测量环境空气温度。因此,更准确的数据可用于生成风扇曲线,这导致更准 确的风扇曲线。空气温度的读数在机箱202的其它区域中也可能是期望的。因此,PCB 102可以 位于机箱202内的任何位置。例如,可能需要温度敏感设备106来测量在机箱202的背部 的空气温度。因此,本公开不限于PCB102直接位于系统风扇208的通风道气流中。图3示出依据本发明实施例实施的方法300的示例性流程图。该方法包括在块302 中将孔径104、120、130、132、140或142切割成完全贯穿PCB 102以便其被插入在PCB 102 上的温度敏感设备106和热生成设备(诸如集成电路108或110)之间。如上面讨论的,在 图1A、1B、1C和1D中,可以从PCB 102中切割一个或多个孔径以获得温度敏感设备106的 热隔离。在制造PCB 102时,在要切割孔径104、120、130、132、140或142的位置中不将铜 迹线蚀刻到PCB 102中。因为需要铜迹线112和114以便把温度敏感设备106连接到安装 到PCB 102的其它设备,孔径104、120、130、132、140和142可以将温度敏感设备106的高 达三个侧面热隔离。上面讨论旨在说明本发明的原理和各个实施例。一旦完全明白上面的公开内容, 众多变化和修改对于本领域的技术人员将变得显而易见。所附的权利要求书意欲被解释为 涵盖所有这样的变化和修改。
权利要求
一种系统,包括印刷电路板(“PCB”),其具有至少一层;以及贯穿所述PCB的所有层的孔径,其插入在温度敏感设备的位置和热生成设备的位置之间以充当热绝缘体。
2.权利要求1的系统,其中用绝缘介质来填充孔径,所述绝缘介质选自由空气和任何 具有比空气的传导系数小的传导系数的材料组成的组。
3.权利要求1的系统,其中温度敏感设备测量在温度敏感设备耦合到PCB的位置处的 PCB的温度或者在温度敏感设备的位置处的环境空气温度。
4.权利要求1的系统,其中孔径延伸到PCB的边缘并且对温度敏感设备进行热绝缘。
5.权利要求1的系统,其中孔径不延伸到PCB的边缘并且在不止一个侧面对温度敏感 设备进行热绝缘。
6.权利要求1的系统,还包括邻近温度敏感设备的贯穿PCB的第二孔径。
7.权利要求6的系统,其中第二孔径与该孔径以正交图案布置。
8.权利要求1的计算机系统,还包括至少两个附加孔径, 其中以正交图案贯穿PCB切割所述至少两个附加孔径。
9.一种计算机系统,包括 机箱;在所述机箱内部的印刷电路板(“PCB”);以及 安装在所述PCB上的温度敏感设备,其中贯穿所述PCB的细长孔径被插入在所述温度敏感设备和热生成设备之间。
10.权利要求9的计算机系统,其中温度敏感设备测量在温度敏感设备耦合到PCB的位 置处的PCB的温度或者在温度敏感设备的位置处的环境空气温度。
11.权利要求9的计算机系统,其中PCB直接位于风扇的通风道气流中。
12.权利要求9的计算机系统,其中孔径被插入以使得温度敏感设备在不止一个侧面 被空气热绝缘。
13.权利要求9的计算机系统,其中孔径延伸到PCB的边缘并且对温度敏感设备进行热绝缘。
14.权利要求9的计算机系统,其中孔径不延伸到PCB的边缘并且在不止一个侧面对温 度敏感设备进行热绝缘。
15.权利要求9的计算机系统,还包括邻近温度敏感设备的贯穿PCB的第二孔径。
16.权利要求15的系统,其中第二孔径与该孔径以正交图案布置。
17.权利要求9的计算机系统,还包括至少两个附加孔径, 其中以正交图案贯穿PCB切割所述至少两个附加孔径。
18.一种方法,包括在温度敏感设备的位置和热生成设备的位置之间完全贯穿印刷电路板(“PCB”)切割孔径。
19.权利要求18的方法,还包括邻近温度敏感设备贯穿PCB切割第二孔径。
20.权利要求18的方法,还包括以正交图案贯穿PCB切割至少两个附加孔径。
全文摘要
系统含有温度敏感设备和印刷电路板。温度敏感设备耦合到印刷电路板。在温度敏感设备和热生成设备之间从印刷电路板中切割出孔径以充当温度敏感设备的绝缘体。
文档编号H05K5/00GK101933410SQ200880125984
公开日2010年12月29日 申请日期2008年1月31日 优先权日2008年1月31日
发明者C·N·里肯, M·D·图帕, M·R·杜尔哈姆 申请人:惠普开发有限公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1