电磁干扰屏蔽技术的制作方法
【专利摘要】本发明公开了用于制造具有电磁干扰(EMI)屏蔽且相对于常规框架和屏蔽方法还具有减小体积的印刷电路板(PCB)的方法和设备。一些实施例包括通过如下方式制造PCB：将集成电路安装到PCB，利用若干接地通孔勾勒出与集成电路对应的区域，在PCB之上选择性地施加绝缘层，使得暴露接地通孔的至少一个，并在PCB之上选择性地施加导电层，使得导电层覆盖集成电路的至少一部分，并且使得导电层耦合到暴露的接地通孔中的至少一个。
【专利说明】电磁干扰屏蔽技术
【背景技术】
[0001]1.【技术领域】
[0002]本发明整体涉及电磁干扰(EMI)屏蔽，更具体地，涉及EMI屏蔽技术，该技术减少消耗的空间总量并提供与常规屏蔽技术基本上相同的EMI保护。
[0003]I1.【背景技术】
[0004]电子设备在社会中无所不在，从便携式蜂窝电话到手表，它们处处可见。这些电子设备中的很多向其周围发射电磁干扰(EMI)或通过其周围环境暴露于EMI下。由于政府法规常常规定允许这些电子设备发射的EMI量，因此这些电子设备的设计者们常常采用各种技术以使从电子设备内的电路发射的EMI量最小化。此外，由于暴露于EMI对电子设备中的电路可能有害，所以这些电子设备的设计者们常常采用各种技术使这些电子设备暴露于的EMI量最小化。使用EMI屏蔽技术，设计者们将这些设备发射的EMI量和这些电子设备暴露于的EMI量都实现最小化。
[0005]常规的BO屏蔽技术，有时被称为“框架和屏蔽”方法，常常涉及在金属结构之内装入电子设备的电路。被封装的电路与其他电路一起被安装在印刷电路板(PCB)上。在框架和屏蔽方法中，首先将金属框架或“栅栏”安装到要屏蔽的电路周边附近的PCB上，然后将金属屏蔽按扣配合到此栅栏。尽管这种框架和屏蔽方法可以将电路发射的EMI量和此电路暴露于的EMI量都限制到低至可接受水平，但也会消耗PCB上横向大量空间以及电子设备之内纵向的大量空间(即在大致垂直于PCB表面的Z方向上)。仅在电子设备具有安装于PCB两侧的电路时这个问题才会恶化。例如，很多便携式电子设备具有位于PCB顶部和底部的电路，因此，EMI屏蔽技术消耗的纵向空间实际上加倍了。因此，希望有一些EMI屏蔽技术，其减小消耗的空间总量且提供与常规屏蔽技术基本上相同的EMI保护。
【发明内容】
[0006]本发明公开了用于制造具有电磁干扰(EMI)屏蔽且相对于常规框架和屏蔽方法还具有减小体积的印刷电路板(PCB)的方法和设备。
[0007]在一些实施例中，可以提供一种方法，该方法可以包括将第一集成电路安装到电路板的第一表面，以及在电路板的第一表面上与第一集成电路相邻地提供至少第一电焊盘。在安装之后且在提供之后，该方法还可以包括在电路板的第一表面上围绕第一集成电路周边的至少一部分选择性地施加绝缘层，同时使第一电焊盘暴露。在选择性地施加绝缘层之后，该方法还可以包括选择性地施加导电层，导电层覆盖第一集成电路的至少一部分且电耦合到暴露的第一电焊盘。例如，在一些实施例中，该方法还可以包括将第二集成电路安装到电路板，其中可以将绝缘层和导电层共形地施加到第一集成电路而不是第二集成电路。例如，在一些其他实施例中，该方法还可以包括将第二集成电路安装到电路板的第二表面，其中可以将绝缘层和导电层共形地施加到第一集成电路和第二集成电路两者。例如，在一些实施例中，该方法还可以包括将栅栏安装到电路板，其中选择性地施加导电层可以包括将导电层安装到栅栏。在一些特定实施例中，可以将这样的栅栏安装到电路板的第二表面。例如，在一些实施例中，该方法还可以包括将第一分立部件和第二分立部件安装到电路板，其中可以将绝缘层和导电层共形地施加到第一分立部件而不是第二分立部件。例如，在一些实施例中，该方法还可以包括将第一栅栏安装到电路板的第一表面，以及第二栅栏安装到电路板的第二表面，其中选择性地施加导电层可以包括在第一栅栏的基座和第二栅栏的基座之间施加导电层。例如，在一些其他实施例中，该方法还可以包括将栅栏安装到电路板的第一表面，其中选择性地施加导电层可以包括在栅栏的基座和第二电焊盘之间施加导电层，第二电焊盘可以在电路板的第二表面上。例如，在一些实施例中，该方法还可以包括在选择性地施加绝缘层之前，在电路板的第一表面上、在第一集成电路和第一电焊盘之间，掩蔽第一电焊盘和/或提供屏障。
[0008]在一些其他实施例中，可以提供一种设备,该设备可以包括具有第一表面和第二表面的电路板，耦合到电路板的第一表面的第一集成电路，电路板的第一表面上的、与第一集成电路相邻的第一焊盘，电路板的第一表面和电路板的第二表面之一上的第二焊盘，以及导电层，其中导电层电耦合到第一焊盘，导电层电耦合到第二焊盘，并且导电层覆盖第一集成电路的至少一部分。例如，在一些实施例中，导电层可以电耦合到电路板的第一表面上的、与第一集成电路相邻的第二焊盘。例如，在一些其他实施例中，导电层可以电耦合到电路板第二表面上的第二焊盘，其中第一表面可以是电路板的顶表面，第二表面可以是电路板的底表面，和/或其中导电层可以电耦合到电路板第二表面上第一位置处的第二焊盘，电路板的第二表面上的第一位置可以在电路板第一表面上第一位置的正下方，并且第一集成电路的一部分可以被定位于电路板第一表面上的第一位置上。此外或备选地，导电层可以缠绕在第一集成电路一侧周围，并且可以缠绕在电路板的可以在电路板的第一表面和电路板的第二表面之间延伸的一侧周围。例如，在一些实施例中，第一焊盘可以电耦合到电路板的电接地，并且第二焊盘可以电耦合到电路板的电接地。例如，在一些实施例中，第一栅栏可以电耦合到第一焊盘，其中导电层可以经由第一栅栏电耦合到第一焊盘，并且第二栅栏可以电耦合到第二焊盘，其中导电层可以经由第二栅栏电耦合到第二焊盘。例如，在一些实施例中，第二集成电路可以耦合到电路板第二表面，其中第二焊盘可以在电路板的第二表面上，并且其中导电层可以覆盖第二集成电路的至少一部分，和/或其中导电层可以缠绕在第一集成电路的一侧周围，缠绕在电路板的在电路板的第一表面和电路板的第二表面之间延伸的一侧周围，以及缠绕在第二集成电路的一侧周围。例如，在一些实施例中，第一栅栏可以电耦合到第一焊盘，并且第二栅栏可以电耦合到第二焊盘，其中导电层可以经由第一栅栏电耦合到第一焊盘并经由第二栅栏电耦合到第二焊盘。
[0009]在又一些其他实施例中，可以提供一种方法，该方法可以包括将第一集成电路安装到电路板的第一表面，将导电层电耦合到电路板第一表面上的、与第一集成电路相邻的第一焊盘，以及将导电层电耦合到电路板的第一表面和电路板的第二表面之一上的第二焊盘，以利用导电层屏蔽第一集成电路的至少一部分。例如，在一些实施例中，导电层电耦合到电路板的第二表面上的第二焊盘，其中导电层缠绕在第一集成电路的一侧周围，以及缠绕在电路板的在电路板的第一表面和电路板的第二表面之间延伸的一侧周围。作为另外一种选择或除此之外，在一些实施例中，该方法还可以包括将第二集成电路安装到电路板的第二表面，其中导电层可以屏蔽第二集成电路的至少一部分，和/或其中导电层可以缠绕在第一集成电路的一侧周围，缠绕在电路板的在电路板的第一表面和电路板的第二表面之间延伸的一侧周围，以及缠绕在第二集成电路的一侧周围。例如，在一些实施例中，该方法还可以包括将第一栅栏电耦合到第一焊盘并将第二栅栏电耦合到第二焊盘，其中导电层可以经由第一栅栏电耦合到第一焊盘，并且导电层可以经由第二栅栏电耦合到第二焊盘。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1A不出了一种电子设备；
[0011]图1B在分解图中示出了图1A的电子设备；
[0012]图2示出了可以集成到电子设备之内印刷电路板(PCB)上的电路的框图；
[0013]图3A和图3B分别示出了 PCB —个实施例的前侧和后侧；
[0014]图4A示出了未施加绝缘体或导体材料的集成电路的俯视图；
[0015]图4B示出了围绕周边共形设置了绝缘体的集成电路的横截面；
[0016]图4C示出了施加绝缘体的替代实施例；
[0017]图4D示出了分配在绝缘体附近的导体的替代实施例；
[0018]图5A-图5E示出了根据几个不同实施例的具有EMI屏蔽的集成电路；并且
[0019]图6和图7是根据一些实施例的用于屏蔽集成电路的例示性过程的流程图。
[0020]在不同附图中使用相同的附图标号可以表示类似或相同的项目。
【具体实施方式】
[0021]本发明公开了用于制造具有电磁干扰(EMI)屏蔽且相对于常规框架和屏蔽方法还具有减小体积的印刷电路板(PCB)的方法和设备。一些实施例包括通过如下方式制造PCB:将集成电路安装到PCB，利用若干接地通孔勾勒出与集成电路对应的区域，在PCB之上选择性地施加绝缘层，使得暴露接地通孔的至少一个，并在PCB之上选择性地施加导电层，使得导电层覆盖集成电路的至少一部分，并且使得导电层耦合到暴露的接地通孔中的至少一个。
[0022]尽管可以参考特定电子设备详细描述本文公开的实施例的一个或多个，但不应将实施例解释为或以其他方式用于限制本公开，包括权利要求的范围。此外，本领域技术人员将理解以下描述具有广泛的应用。例如，尽管本文公开的实施例可以集中于某些便携式电子设备，例如蜂窝电话，但应当理解本文公开的概念同样适用于其他有EMI屏蔽需求且希望外形更小的便携式电子设备。例如，略举数例，可以在手表、计算器和/或音乐播放器中采用本文公开的概念。此外，应当理解，本文公开的概念同样可以应用于非便携式电子设备，例如台式计算机或电视。因此，对任何实施例的论述都仅仅是示例性的，并非要暗示本公开(包括权利要求)的范围限于这些实施例。
[0023]图1A示出了根据一个实施例的电子设备100。在一些实施例中，电子设备100可以是用于播放音乐和/或视频的媒体播放器、蜂窝电话、个人数据管理器或它们的任何组合。因此，电子设备100可以是提供媒体播放器、蜂窝电话、个人数据管理器等的功能性的任一种或组合的统一设备。此外，设备100可允许用户连接到互联网或其他网络(例如局域网或广域网)并通过其通信。例如，电子设备100可允许用户使用电子邮件、文本消息、即时消息或使用其他形式的电子通信来通信。例如，电子设备100可以是购自Apple Inc.(Cupertino, California)的带显示器的 _iPo(T 或 iPhone?'型号。[0024]在图示实施例中，电子设备100包括外壳102、显示器104、用户输入结构106和输入/输出端口 108。外壳102可以由塑料、金属、复合材料或其他合适的材料或它们的任何组合形成。外壳102可以保护电子设备100的内部电路以免受到物理损坏，还可以为内部电路屏蔽电磁干扰(EMI)。下文更详细地论述减小电子设备100总体积的附加EMI屏蔽技术。
[0025]显示器104可以是液晶显示器(IXD)或可以是基于发光二极管(LED)的显示器、基于有机LED的显示器或其他合适的显示器。根据本技术的某些实施例，显示器104可以显示用户界面112以及各种图像105，例如徽标、头像、照片、专辑封面等。此外，在一个实施例中，显示器104可以是触摸屏，用户可以通过其与用户界面进行交互。显示器104还可以显示各种功能和/或系统指示符以向用户提供反馈，例如电源状态、呼叫状态、存储器状态等。可以将这些指示符纳入显示器104上显示的用户界面。如本文论述的，在某些实施例中，用户界面112可以显示于显示器104上，并可以提供一种供用户与电子设备100交互的方式。用户界面可以是文本用户界面、图形用户界面(GUI)或它们的任何组合，并且可以包括各种层、窗口、屏幕画面、模板、元件或其他部件，它们可以显示于显示器104的仅仅一部分或所有区域中。
[0026]在一个实施例中，配置用户输入结构106的一个或多个以通过例如控制工作模式、输出电平、输出类型等控制设备100。例如，用户输入结构106可以包括打开或关闭设备100的按钮。一般来讲，电子设备100的实施例可以包括任何数量的用户输入结构106，包括按钮、开关、控制盘、按键、旋钮、滚轮或任何其他合适的输入结构。输入结构106可以与设备100上显示的用户界面一起工作，以控制设备100的功能或连接到设备100或由设备100使用的其他设备的功能。例如，用户输入结构106可允许用户在显示的用户界面中导航或使此所显示的用户界面返回到默认屏幕或主屏幕。
[0027]在某些实施例中，用户界面112可允许用户经由一个或多个用户输入结构106和/或经由显示器104的触敏实施方式与显示的界面元件交互。在此类实施例中，用户界面112提供交互功能性，允许用户通过触摸屏或其他输入结构在显示器104上显示的选项中进行选择。因此，用户能够通过与用户界面112适当交互来操作设备100。用户界面112可以是任何适当设计，以允许在用户和设备100之间的交互。因此，用户界面112可以提供窗口、菜单、图形、文本、键盘或数字小键盘、滚动装置或任何其他元件。在一个实施例中，用户界面112可以包括屏幕、模板和用户界面部件，并且可以包括或被分成任何数量的这些或其他元件。用户界面112的元件布置可以是分层的，使得屏幕包括一个或多个模板，其中模板包括一个或多个用户界面部件。应当理解，其他实施例可以将用户界面元件布置成任何分层或不分层的结构。
[0028]电子设备100还可以包括各种输入和输出端口 108，以允许连接附加设备。例如，端口 108可以是为听筒提供连接的听筒插孔。此外，端口 108可以具有输入/输出能力，以为耳机(例如听筒和麦克风组合)提供连接。实施例可以包括任何数量的输入和/或输出端口，包括听筒和耳机插孔、通用串行总线(USB)端口、Firewire (IEEE-1394)端口、用户身份模块(SIM)卡插槽和AC和/或DC电源连接器。此外，设备100可以使用输入和输出端口以连接到任何其他设备并与之发送或接收数据，其他设备例如是其他便携式电子设备、个人计算机、打印机等。例如，在一个实施例中，电子设备100可以经由Firewire (IEEE-1394)连接而连接到个人计算机以发送和接收数据文件，例如媒体文件。在其他实施例中，端口108可用于提供电力以为电子设备100之内的内部电池充电。
[0029]电子设备100还可以分别包括各种首频输入和输出部分110和11。例如，输入接收器110可以是接收用户音频输入的麦克风。输入接收器110的实施例可以包括线圈和磁体麦克风、电容式麦克风、碳粒式麦克风、铝带式麦克风、微电子机械系统(MEMS)麦克风或它们的任何组合。输出发射器111可以是向用户发送音频信号的扬声器。在一些实施例中，输入接收器110和输出发射器111可以是具有双重功能性的同一物理设备。例如，在输入接收器110是线圈和磁体型麦克风的实施例中，可以通过反向操作线圈和磁体作为扬声器来实现输出发射器111，反之亦然。
[0030]图1B在分解图中示出了图1A中体现的电子设备100。应当理解，图1B中所示的电子设备100的实施例仅仅是例示性的，并且为了论述的目的，图1B中未具体示出外壳102之内包含的很多部件。现在参考图1B，外壳102容纳了经由连接器117耦合到印刷电路板(PCB) 116的电池114。电池114向位于印刷电路板116上的电路提供电力。电池114可以是可再充电或可置换的电池，在任何情况下，这种由电池供电的具体实施都可以是高度便携的，允许用户在旅行、工作、锻炼等时携带电子设备100。
[0031]这样，根据电子设备100提供的功能性，电子设备100的用户可以在携带电子设备100自由运动的同时听音乐、打游戏或播放视频、记录视频或拍照片、拨打和接听电话、与他人通信、控制其他设备(如电子设备100可以包括遥控和/或蓝牙功能性)等。此外，在某些实施例中，可以设定电子设备100的尺寸，使其相对容易配合放到用户口袋或手中。在此类实施例中，电子设备100相对较小，方便被其用户拿放和使用，从而可以被带到用户旅行的几乎任何地方。PCB116包括用于执行电子设备100功能性的很多电路。为了将电子设备100的总体尺寸保持到最小，也将集成到PCB116上的电路的横向和纵向间距保持到最小。下面的图3A-图5E更详细论述了集成到PCB116上的电路，它们的EMI屏蔽需求，以及在试图使电子设备100的尺寸最小化时这些EMI屏蔽需求造成的困难。
[0032]图2示出了可以集成到PCB116上的电路的框图。如图2所示，电子设备100可以包括主总线200，周边的电子部件可通信地耦合到其上。在一些实施例中，主总线200可以
是来自ARM Limited的符合高级微控制器总线架构(AMBA? )的数据总线之一。
[0033]电子设备100还可以包括耦合到主总线200的CPU202。CPU202可以是任何通用微处理器，例如来自ARM Limited的精简指令集计算机(RISC)。CPU202可以执行电子设备100的操作系统并管理电子设备100的各种功能。同样，它可以耦合到主总线200并配置成向耦合到主总线200的其他设备传输指令。
[0034]主总线200还可以耦合到系统存储器204。系统存储器204可以存储在电子设备100上执行的操作系统和/或其他固件。系统存储器204的实施例可以包括，例如任何类型的随机存取存储器(RAM)、非易失性存储器设备，例如R0M、EPR0M和EEPR0M、N0R或NAND闪存存储器，但也可以包括任何种类的电子存储设备，例如磁盘或光盘或它们的组合。此外，尽管未具体示出，系统存储器204也可以包括存储器控制器，其控制往返于系统存储器204的数据流动。
[0035]主总线200还可以耦合到互联网通信设备206。互联网通信设备206可以实施用于和互联网通信的各种操作。例如，互联网通信设备206可以包括根据电气和电子工程师协会(IEEE)802.11标准操作的无线通信设备或根据IEEE802.3标准操作的以太网通信设备。在一些实施例中，互联网通信设备206可以仅执行与互联网通信的任务的一部分；例如，在一些实施例中，互联网通信设备206可以仅仅是物理通信链路，与互联网通信的任务的其余部分由在CPU202上执行的软件执行。
[0036]主总线200还可以耦合到用户接口 208。如上文结合图1A的项目106和112所述，用户接口 208可以被体现为各种用户接口工具，例如按钮、旋钮、触摸屏、轨迹球等。
[0037]主总线200还可以耦合到视频部件，包括视频处理电路210、视频显示电路212和显示器214。视频处理电路210可以被配置为将视频数据压缩成各种格式并将压缩的视频数据发送到电子设备100的其他部分。例如，视频处理电路210可以耦合到照相机216，视频处理电路210可以将来自照相机216的原始图像数据处理成JPEG或MPEG格式，然后将这种压缩的视频数据经由主总线200发送到系统存储器204。视频处理电路210还可以被配置成对各种编码格式的视频数据解压并将解压的视频数据发送到系统的其他部分。例如，视频处理电路210可以被配置成对从系统存储器204获得的JPEG或MPEG编码的视频数据解压，并且然后将解压的视频数据发送到系统存储器204或视频显示电路212。
[0038]视频显示电路212还可以被配置成以范围广泛的视频格式生成视频数据。例如，视频显示电路212可以生成模拟信号，例如兼容NTSC的信号或数字信号，例如兼容ATSC或HDMI的信号。此外，显示器214可以是任何类型的视频显示设备，例如IXD屏幕。在一些实施例中，显示器214是电子设备100的整体部分；然而，在替代实施例中，显示器214可以是通过数据传输介质(例如HDMI接口)耦合到电子设备100的外部设备。
[0039]可以将视频部件210、212和214 —起用于显示各种形式的视频内容。例如，可以使用视频部件210、212和214来通过照相机216显示实时照相机视图，或者先前记录并存储的静态图片。此外，可以使用视频部件210、212和214显示具有音频与视频内容的媒体的视频部分。例如，可以使用视频部件210、212和214处理并显示从任何可能的来源(例如广播电视信号、来自互联网的流媒体或存储于系统存储器204中的音频/视频文件)输送给电子设备100的音频/视频媒体(例如电子游戏或广播媒体)。
[0040]主总线200还可以耦合到基带无线电设备218，基带无线电设备进一步耦合到天线220。在电子设备100是便携式电话的实施例中，基带无线电设备218经由天线220传输和接收无线电话信号。由于基带无线电设备218耦合到CPU202，因此CPU202可以直接控制基带无线电设备218的各种特征，例如传入或传出电话呼叫的开始和终止。在一些实施例中，CPU202可以通过无线电话数据服务传输和接收数据，使得基带无线电设备218类似于互联网通信设备206那样工作。
[0041]在互联网通信设备206和基带无线电设备218之间，电子设备100可以能够通过多种无线通信协议(包括3G、全球定位系统(GPS)、全球移动通信系统(GSM)、W1-Fi?、
BIuetOOthli等)进行通信。因为这些无线通信协议的每种都工作在不同频带，所以互联
网通信设备206和/或基带无线电设备218接收和/或传输的总频率范围可以在很宽范围变化。例如，在基带无线电设备218实现蓝牙无线协议的实施例中，基带无线电设备218使用的频率范围可以介于大约2.402GHz和大约2.496GHz之间。同时，在互联网通信设备206实现W1-Fi?无线协议的实施例中，互联网通信设备206使用的频率范围可以介于大约
5.736GHz 和大约 5.834GHz 之间。[0042]电子设备100的这些各种工作频率的每个都可能以不同方式干扰其他电子设备，甚至电子设备100之内的其他电路。例如，蓝牙协议与其他家用设备，例如无绳电话和无线网络以及一些婴儿监护仪和微波炉，共享2.4GHZ的工业、科学和医疗(ISM)频段，因此，在电子设备100工作在蓝牙模式中时，它会干扰这些电子设备。而且，GSM频率(如702MHz到
2.0GHz)的很多频段会干扰紧密物理接近电子设备100或在电子设备自身之内的线圈和磁体扬声器和/或麦克风。因为电子设备100的不同部分可能具有独特的干扰模式，所以公开了 PCB116的实现选择性的EMI屏蔽的实施例(图1B中所示)。
[0043]图3A和图3B分别示出了图1B所示的PCB116的一个实施例的前侧和后侧。简要参考图1B，结合图3A和3B，可以理解，PCB116的总体形状被设计成使其连同其他电气部件(例如电池114) 一起配合在外壳102之内。因为外壳内的空间非常宝贵，所以如图3A和图3B所示，在PCB116的前侧和后侧都安装电路。安装于PCB116任一侧表面上的电路包括封装的集成电路以及分立的电气部件。
[0044]例如，前侧上的集成电路(图3A中所示)可以包括(仅举几个例子)诸如处理器302和收发器304的封装集成电路、诸如表面安装的电阻器和电容器306的分立电气部件，以及诸如SM卡插槽305的连接机构。同样，后侧的集成电路(图3B中所示)也可以包括(仅举几个例子)诸如蜂窝数据联网芯片308和电源管理芯片310的封装集成电路、诸如表面安装的电阻器和电容器312的分立电气部件，以及诸如电池连接器117(上文结合图1A
所述)的连接机构。在图示实施例中，其中电子设备100是iPhone%处理器302可以是来自Apple Inc.的A5双核处理器,收发器304可以是来自Qualco_ Inc.的RTR8605多频带RF收发器，蜂窝数据联网芯片308可以是来自Qualcomm Inc.的MDM6610移动数据调制解调器，以及电源管理芯片310可以是来自Qualcomm Inc.的PM8028电源管理芯片。当然还有电子设备100的其他实施例，对于每个实施例，安装到PCBl 16前后侧的具体集成电路有所不同。
[0045]安装到PCBl 16前和/或后的每个电路都可能具有特定的EMI屏蔽需求，为了方便电子设备100的便携性，应当通过使安装到PCB116前和/或后的电路的横向和/或纵向间距最小化使PCBl 16的体积保持最小。图4A-图5E示出了用于安装到PCBl 16的电路的多种EMI屏蔽技术，其中在横向和/或纵向上减小了 PCB116的总体积。应该指出的是，为了例示的原因，图4A-图5E示出了应用于单一封装集成电路的屏蔽技术。不过，本文所述技术可以应用于电子设备100之内的任何部件，例如未封装的集成电路、分立的电子部件(例如电阻器和电容器)、电气总线、电动机、多个封装电路等。此外，可以选择性地将图4A-图5E所示技术的任一项应用于安装到PCBl 16的部件之一，以排除其他部件，从而向安装于PCBl 16的每个部件提供不同量的EMI屏蔽。
[0046]在出于BO目的进行屏蔽之前，可以利用绝缘体材料围绕集成电路。绝缘体材料可以防止电路与水分、灰尘、化学制品接触，还有助于调适集成电路的总体温度。例如，没有这样的绝缘体，集成电路的表面可能会被离子物质例如指纹残余所污染，在有水分的情况下会变为导电，导致集成电路性能随着时间劣化。此外，利用绝缘体围绕集成电路可以提供额外的保护措施，避免通过空气(即没有绝缘体)发生静电放电(ESD)，因为绝缘体在电场存在情况下相较于空气不易受到极化的影响。在施加绝缘体材料之后，可以在绝缘体材料之上施加导体，用于EMI屏蔽。[0047]图4A示出了未施加绝缘体或导体材料的集成电路400的俯视图。首先参考图4A，集成电路400可以是上文结合图3A和图3B所述集成电路的任一种。如图4A中所示，集成电路400可置于PCBl 16上，使其位于由PCBl 16的接地点或焊盘401界定的横向区域之内。这些焊盘401可以连接到整个PCBl 16的电接地。为了便于论述，图4A所示的集成电路400的俯视图在每侧都具有四个接地焊盘，不过，在实施过程中可以使用任何数量的接地焊盘。
[0048]图4B示出了围绕集成电路400周边共形设置了绝缘体402的集成电路400的横截面，使得绝缘体402基本覆盖了集成电路400的顶部和侧面。图4B还示出了在围绕绝缘体402周边共形设置的导体406，使得其基本覆盖绝缘体402并与焊盘401接触。可以使用各种方法将绝缘体402施加到集成电路400，并可以使用各种方法将导体406施加到绝缘体402。下面将论述用于施加绝缘体402的方法，然后在这一论述之后，将论述可用于施加导体406的方法。
[0049]在一个实施例中，可以利用喷涂机，例如可购自从Precision Valve andAutomation的PVA2000或可购自Nordson ASYMTEK的SL-940E，将绝缘体402共形地施加到集成电路400。喷涂绝缘体402可允许以选择性方式共形地施加它，这样允许利用绝缘体涂布集成电路400，同时使PCB116上的焊盘401或其他导体暴露。通过允许PCB116上的焊盘401或其他导体保持暴露，可以形成EMI屏蔽并在施加导体406时附接于接地焊盘401。
[0050]在其他实施例中，作为喷涂的替代或补充，可以使用掩模选择性地暴露PCB116上集成电路400所在的区域并覆盖PCBl 16上焊盘401所在的区域。在这些实施例中，掩蔽固定件可以高度准确和对准，如在集成电路400或要掩蔽的任何其他部件边缘处+/-0.2%之内。此外，在这些实施例中，掩蔽固定件可以由硅酮制成。
[0051]在最终实现的实施例之间，使用的共形绝缘体的类型可以不同。在一个实施例中，绝缘体402可以是可购自Chase Corporation的HumiSeal--牌共形涂层，例如1A33和/
或UV40-250。在其他实施例中，绝缘体402可以是可购自Henkel Corporation的Hysol &
品牌共形涂层，例如PC40-UM或UV7993。可以单独或与稀释剂一起使用这些共形涂层，以改变最终获得的覆盖范围。
[0052]仍然参考图4B中所示的绝缘体402，施加绝缘体402可以采用其他方法。可以利用化学气相沉积(CVD)技术共形地施加绝缘体402以选择PCB116的部分。在一些实施例中，通过CVD沉积的材料是聚对二甲苯-N。当然，可以施加除聚对二甲苯-N之外的涂层，例如聚对二甲苯-C或聚对二甲苯-D。聚对二甲苯-N涂层可以在PCB116的选定部分上提供疏水性涂层。利用CVD施加聚对二甲苯-N可以包括首先向PCBl 16的导电区域，例如焊盘401或导电带状线施加掩模。在一些实施例中,可以利用分配的娃酮进行这种掩蔽。PCBl 16上的某些部件可能给正确掩蔽带来困难。例如，简要参考图1B和图3B，可能难以正确地掩蔽连接器117。在这些实施例中，可以制备PCBl 16以包括一个或多个预先形成的硅酮插头，其充当用于连接器117的掩模。可以与将连接器117焊接到PCB116表面同时将这些预先形成的硅酮插头附接于PCB116。此外，可能难以掩蔽图3A中所示的SM卡插槽305，可以向插槽305中插入防尘待机卡以充当掩模。无论在施加聚对二甲苯-N之前使用什么掩蔽步骤，就像为上述共形喷涂进行掩蔽的情况一样，在施加聚对二甲苯-N之前进行掩蔽允许保留PCB116的焊盘401或其他导电区域，供稍后连接到EMI屏蔽。[0053]再次参考图4B，在掩模就位之后，可以向绝缘体402施加一种或多种物质以促进聚对二甲苯-N的粘附。例如，在一些实施例中，在掩蔽之后，并在施加聚对二甲苯-N之前，可以施加娃烧作为粘合增进剂，娃烧例如是Momentive A-174NT制造的Silquest。
[0054]在施加粘合增进剂之后，可以通过CVD向由掩蔽步骤暴露的表面，例如集成电路400的顶部和侧面以及PCBl 16的某些未掩蔽部分(在图4B中由基座404表示)，共形地施加聚对二甲苯-N。在一些实施例中，可以实现大约4.5到4.9 μ m的厚度，由此显著减小所得EMI屏蔽的纵向间距。在PCBl 16被制造成在连接器117和/或插槽305之上包括预先形成的硅酮插头的实施例中，可以在通过CVD施加聚对二甲苯-N之后去除它们。
[0055]图4C示出了施加绝缘体402的替代实施例。参考图4C，选择性地向集成电路400的侧面，而非集成电路400的顶部施加绝缘体402。这样可以通过屏蔽集成电路400减少消耗的纵向空间，因为在集成电路400顶部没有绝缘体402。因此，图4C中所示的EMI屏蔽实施例消耗的纵向空间通常少于图4B所示实施例消耗的纵向空间。
[0056]如图4C所示，可以在集成电路400和屏障或阻障408之间分配绝缘体402。阻障408可以恰好置于焊盘401内部，以便产生基本连续的屏障，以保持绝缘体402。在一些实施例中，集成电路400和焊盘401之间的间隙为约1.2mm。形成阻障408时使用的材料可以
包括各种环氧树脂或丙烯酸，例如全部来自Henkel的Loetite? 3705、Hysol? E01072和
Hysol? UV9060或来自Panacol的Vitra]it? 1671。形成绝缘体402时使用的材料也可以
变化，在一些实施例中，包括均可购自Henkel的Loctite? 3311和/或Hysol? 1061。可以利用来自Speedline Technologies的分配器(例如FX-D)形成阻障408。在这些实施例中，可以在相继施加的阻障材料之上构建的几个层中形成阻障408。
[0057]参考图4B和图4C，现在将论述用于施加导体406的方法。通过选择性地施加绝缘体402，使得焊盘401保持暴露，可以在施加绝缘体402期间向焊盘401施加导体406或向集成电路400顶部施加导体406。由于焊盘401连接到接地端，因此焊盘401和导体406的组合可以形成屏蔽，保护集成电路400不受环境EMI影响，还可以保护PCB116上的、与集成电路400相邻的其他部件，不受集成电路400产生的EMI影响。
[0058]基于最终实现的实施例，形成导体406时使用的材料类型可以变化。在一些实施例中，可以利用物理气相沉积(PVD)技术施加导体406，其中导体406是铬和铜的组合。例如，在使用PVD的一个实施例中，可以通过沉积IOOnm厚的第一铬层，随后是350nm厚的铜层，随后是IOOnm厚的第二铬层，从而形成导体406。在一些实施例中，可以使用等离子体预处理来促进与绝缘体402的粘附。例如，在一个实施例中，在施加第一铬层之前使用氩等离子体。
[0059]仍然参考图4B和图4C中所示的导体406，一些实施例可以在绝缘体402周围设置导体406，作为基于油墨的导体。例如，一些实施例可以使用导电油墨，可以利用喷墨技术将其施加到绝缘体402。可商购获得的油墨包括来自Cabot Conductive Ink的CC1-300，其由超细银颗粒构成，加工银颗粒以形成低电阻率导体。用于在绝缘体402表面之上施加基于油墨的导体的其他技术包括利用分配系统分配金属油墨。例如，可以利用空气辅助分配机(例如购自Nordson ASYMTEK的S-900分配机)，在绝缘体402之上分配UV固化的银薄片油墨(类似的，来自Henkel的PD-004A)。[0060]在基于油墨的实施例中，可以定制施加导体406以便形成特定结构。例如,如果集成电路400具有噪声特别大的部分，那么导体406在这些区域中可以更厚或形成特定屏蔽形状，以抵消集成电路400的这一有噪声部分。定制施加导体406还可以允许将导体406做到屏蔽中，这样除了是EMI屏蔽之外而且美观，例如，在屏蔽中显示徽标。在一些实施例中，在喷墨沉积之前，可以利用UV臭氧处理来处理绝缘体402以使导体406充分润湿。其他实施例可以包括利用等离子体对绝缘体402进行预处理。
[0061]图4D示出了分配在绝缘体402附近的导体406的替代实施例。如图所示，可以将导体406分配成具有脊410的网格。用于形成脊410的材料可以是金属环氧树脂材料，例如基于银或铜的环氧树脂。在一些实施例中，可以利用标准分配系统，例如来自SpeedlineTechnologies的上述FX-D分配系统分配导体406。可以使用这些分配方法改变脊410的节距和直径。例如，在一些实施例中，脊410可以为约75 μ m宽，间距大约200 μ m。类似于基于油墨的导体，可以分配所分配的环氧树脂导体，从而将它们形成特定屏蔽形状，以抵消集成电路400的这一有噪声部分或将它们形成美学上具有吸引力的图案或徽标。
[0062]图5A-图5E示出了根据几个不同实施例的具有EMI屏蔽的集成电路400。首先参考图5A，集成电路400被示为安装到由焊盘401界定的横向区域之内的PCBl 16。可以将框架或栅栏500耦合到焊盘401并围绕集成电路400的横向周边延伸。图5B示出了安装到PCBl 16的集成电路400的俯视图，围绕集成电路400周边为栅栏500。参考图5A，导体501被示为安装到栅栏500的顶部，从而可以将导体501经由栅栏500电耦合到焊盘401中的至少一个(如可以将栅栏500电耦合到焊盘401，可以将导体501电耦合到栅栏500)。图5B示出了导体501未安装到栅栏500的集成电路400的俯视图。导体501可以是上文结合导体406描述的相同类型的材料。在一些实施例中，导体501是箔，例如来自Tatsuto的SF-P3100 箔。
[0063]栅栏500可以是金属或金属复合材料。用于将导体501安装到栅栏500有各种方案是可能的。例如，在一些实施例中，人工或利用热压焊接技术将导体501焊接到栅栏500的顶部。如图5A中所示，栅栏500可以耦合到接地焊盘401，使得栅栏500、导体501和焊盘401的组合包括EMI屏蔽。
[0064]在一些实施例中，栅栏500的总高度小于或等于集成电路400的高度，使得被屏蔽集成电路消耗的纵向空间基本等于集成电路400的厚度加上导体501的厚度。此外，栅栏500的宽度在实施例之间可以有所变化。例如，在一些实施例中，栅栏500的宽度为大约
0.75mm,以允许导体501和栅栏500之间充分接触。尽管栅栏500被示为连续的，但栅栏500包括间隙的其他实施例是可能的。在栅栏500连续的实施例中，基本可以利用绝缘体502填充集成电路400和栅栏500之间的间隙。绝缘体502可以是上文结合绝缘体402描述的相同类型材料。
[0065]图5C示出了栅栏504和导体506配置的替代实施例。图示出了施加导体506之前图5C的替代实施例。参考图5C和图所示的实施例，栅栏504耦合到PCB116的前侧或顶部表面上的第一焊盘401，并进行取向，使得栅栏504的基座508部分面对远离集成电路400的方向。基座508耦合到导体506，导体506缠绕在集成电路400周围以与PCBl 16的反向侧(如PCB116的后侧或底部表面)上的第二焊盘401接触。在一些实施例中，如图5C中所示，导体506围绕并沿着集成电路400的侧面缠绕以及围绕并沿着PCB116的侧面(如在PCBl 16的顶部表面和底部表面之间延伸的PCBl 16的侧面)缠绕。因此，如图5C所示，导体506通过两个焊盘401耦合到接地端而形成EMI屏蔽。可以将第二焊盘401定位在集成电路400的正下方，如图5C所示，在一些实施例中，可以将一部分集成电路400电耦合到PCBl 16的前侧或顶部表面上第二焊盘401的一部分，而导体506可以电耦合到PCBl 16后侧或底部表面上第二焊盘401的一部分。可以将基座508定位在集成电路400顶部下方，使得由导体506形成的EMI屏蔽具有最小的纵向空间要求，即仅有图示实施例中集成电路400和导体506的厚度。出于几个原因，EMI屏蔽还可以具有最小的横向空间要求。首先，由于基座508背对集成电路400，可以将栅栏504放置得更接近集成电路400，从而节省横向区域。例如，如果基座508面对集成电路400，那么集成电路400将必须具有更短的纵向廓线以容纳基座508，或者集成电路400将需要与栅栏504间隔更远，由此消耗更大的横向空间。第二，因为可以消除相对的栅栏，这有利于将导体506直接安装到PCB116的反向侧上的焊盘401，可以消除栅栏消耗的横向空间。
[0066]基于最终实现的实施例，形成导体506使用的材料类型可以变化。在一些实施例中，导体506可以是基于金属箔的导电膜，例如均来自3M的AL-10S或⑶-10S。此外，在一些实施例中，可以将水传感器(未具体示出)集成到导体506中以测量PCB116是否暴露于水。
[0067]图5E显示的替代实施例示出了 PCB116的两侧性质。参考图5E，除了集成电路400之外，可以有安装到PCB116反向侧的集成电路510。而且，除了可以电耦合到PCB116前侧或顶部表面上的第一焊盘401的栅栏504之外，还可以有安装到PCB116反向侧(如PCB116的后侧或底部表面)的栅栏512。可以将栅栏512安装到和/或电耦合到PCB116的反向侧上的第二焊盘401。如图5E中所示，可以将栅栏504和栅栏512安装在和/或电耦合到PCB116相对侧上的同一焊盘401。尽管在其他实施例中，可以将栅栏504和栅栏512的每个安装在和/或电耦合到PCB116相对侧上其自己的不同焊盘401。如图示实施例中所示，栅栏512可以具有面对远离集成电路510方向的基座513。可以将导体514安装到(如电耦合到)基座508并一直缠绕和安装到(如电耦合到)基座513。
[0068]图6是例示性过程600的流程图，可以包括在步骤602向电路板的第一表面安装第一集成电路。在步骤604，过程600可以包括在电路板的第一表面上与第一集成电路相邻地提供至少第一电焊盘。接下来，在步骤602之后且在步骤604之后，过程600可以包括在步骤606，在电路板第一表面上围绕第一集成电路周边的至少一部分选择性地施加绝缘层，同时使第一电焊盘暴露。例如，如结合图4A-图4D所述，可以将绝缘体402施加到PCBl 16，同时可以暴露至少一个焊盘401。在步骤606之后，过程600可以包括在步骤608选择性地施加导电层，导电层覆盖第一集成电路的至少一部分且电耦合到暴露的第一电焊盘。例如，如结合图4B-图4D所述，可以施加导体406以覆盖集成电路400的至少一部分并可以电耦合到至少一个暴露的焊盘401。
[0069]应当理解，图6的过程600中所示的步骤仅仅是例示性的，可以修改或省略现有步骤，可以增加额外的步骤，并可以改变某些步骤的顺序。
[0070]图7是例示性过程700的流程图，可以包括在步骤702将第一集成电路安装到电路板的第一表面。过程700还可以包括在步骤704将导电层电耦合到电路板的第一表面上的、与第一集成电路相邻的第一焊盘。过程700还可以包括在步骤706将导电层电耦合到电路板的第一表面上和电路板的第二表面之一上的第二焊盘，以利用导电层屏蔽第一集成电路的至少一部分。例如,如图4A和图4B中所示，可以将导体406电耦合到第一焊盘401和第二焊盘401，用于屏蔽集成电路400的至少一部分。
[0071]应当理解，图7的过程700中所示的步骤仅仅是例示性的，可以修改或省略现有步骤，可以增加额外的步骤，并可以改变某些步骤的顺序。
[0072]尽管已经描述了用于屏蔽集成电路的系统和方法，但应当理解，可在不脱离本发明实质和范围的情况下对其做出很多变更。本领域普通技术人员视为要求保护的主题的非实质变更，无论是现在已知的还是以后设计的，都被明确考虑为在权利要求的范围之内是等价的。因此，本领域普通技术人员现在或以后所知的明显置换被定义为在所定义元件的范围之内。还应当理解，本文可能仅仅为了方便起见使用各种方向和取向术语，例如“上”和“下”、“前”和“后”、“顶部”和“底部”以及“侦愐”、“长度”和“宽度”以及“厚度”、“X-”和“Y-”和“Z-”等，利用这些词语并非要进行任何固定或绝对方向或取向限制。例如，本发明的设备可以具有任何期望的取向。如果重新取向，可能需要在其描述中使用不同的方向或取向术语，但将不会改变其在本发明范围和实质之内的基本性质。
[0073]因此，本领域的技术人员将认识到，可以通过除所述实施例之外的方式来实践本发明，所述实施例是为了例示而非限制而提供的。
【权利要求】
1.一种方法，包括: 将第一集成电路安装到电路板的第一表面； 在所述电路板的所述第一表面上与所述第一集成电路相邻地提供至少第一电焊盘； 在所述安装之后且在所述提供之后，在所述电路板的所述第一表面上围绕所述第一集成电路周边的至少一部分选择性地施加绝缘层，同时使所述第一电焊盘暴露；以及 在选择性地施加所述绝缘层之后，选择性地施加导电层，所述导电层覆盖所述第一集成电路的至少一部分且电耦合到所述暴露的第一电焊盘。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括将第二集成电路安装到所述电路板，其中将所述绝缘层和导电层共形地施加到所述第一集成电路而不是所述第二集成电路。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括将第二集成电路安装到所述电路板的第二表面，其中将所述绝缘层和导电层共形地施加到所述第一集成电路和第二集成电路两者。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括将栅栏安装到所述电路板，其中选择性地施加所述导电层包括将所述导电层安装到所述栅栏。
5.根据权利要求4所述的方法，其中安装所述栅栏包括将所述栅栏安装到所述电路板的所述第二表面。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括将第一分立部件和第二分立部件安装到所述电路板，其中将所述绝缘层和导电层共形地施加到所述第一分立部件而不是所述第二分立部件。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括: 将第一栅栏安装到所述电路板的所述第一表面；以及 将第二栅栏安装到所述电路板的第二表面，其中选择性地施加所述导电层包括在所述第一栅栏的基座和所述第二栅栏的基座之间施加所述导电层。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括将栅栏安装到所述电路板的所述第一表面，其中选择性地施加所述导电层包括在所述栅栏的基座和第二电焊盘之间施加所述导电层。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第二电焊盘在所述电路板的第二表面上。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括在选择性地施加所述绝缘层之前，掩蔽所述第一电焊盘。
11.根据权利要求1所述的方法，还包括在选择性地施加所述绝缘层之前，在所述电路板的所述第一表面上、在所述第一集成电路和所述第一电焊盘之间提供屏障。
12.—种设备,包括: 电路板，所述电路板包括第一表面和第二表面； 第一集成电路，所述第一集成电路耦合到所述电路板的所述第一表面； 第一焊盘，所述第一焊盘在所述电路板的所述第一表面上、与所述第一集成电路相邻; 第二焊盘，所述第二焊盘在所述电路板的所述第一表面和所述电路板的所述第二表面之一上；以及 导电层，其中: 所述导电层电耦合到所述第一焊 盘； 所述导电层电耦合到所述第二焊盘；并且所述导电层覆盖所述第一集成电路的至少一部分。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述导 电层电耦合到所述电路板的所述第一表面上的、与所述第一集成电路相邻的所述第二焊盘。
14.根据权利要求12所述的设备，其中所述导电层电耦合到所述电路板的所述第二表面上的所述第二焊盘。
15.根据权利要求14所述的设备，其中: 所述第一表面是所述电路板的顶部表面；并且 所述第二表面是所述电路板的底部表面。
16.根据权利要求14所述的设备，其中: 所述导电层电耦合到所述电路板的所述第二表面上第一位置处的所述第二焊盘；所述电路板的所述第二表面上的所述第一位置在所述电路板的所述第一表面上的第一位置的正下方；并且 所述第一集成电路的一部分被定位在所述电路板的所述第一表面上的所述第一位置上。
17.根据权利要求14所述的设备，其中: 所述导电层缠绕在所述第一集成电路的一侧周围；并且 所述导电层缠绕在所述电路板的在所述电路板的所述第一表面和所述电路板的所述第二表面之间延伸的一侧周围。
18.根据权利要求12所述的设备，其中: 所述第一焊盘电耦合到所述电路板的电接地；并且 所述第二焊盘电耦合到所述电路板的所述电接地。
19.根据权利要求12所述的设备，还包括电耦合到所述第一焊盘的第一栅栏，其中所述导电层经由所述第一栅栏电耦合到所述第一焊盘。
20.根据权利要求19所述的设备，还包括电耦合到所述第二焊盘的第二栅栏，其中所述导电层经由所述第二栅栏电耦合到所述第二焊盘。
21.根据权利要求12所述的设备，还包括耦合到所述电路板的所述第二表面的第二集成电路，其中所述第二焊盘在所述电路板的所述第二表面上。
22.根据权利要求21所述的设备，其中所述导电层覆盖所述第二集成电路的至少一部分。
23.根据权利要求21所述的设备，其中: 所述导电层缠绕在所述第一集成电路的一侧周围； 所述导电层缠绕在所述电路板的在所述电路板的所述第一表面和所述电路板的所述第二表面之间延伸的一侧周围；并且 所述导电层缠绕在所述第二集成电路的一侧周围。
24.根据权利要求21所述的设备，还包括: 电耦合到所述第一焊盘的第一栅栏；以及 电耦合到所述第二焊盘的第二栅栏，其中: 所述导电层经由所述第一栅栏电耦合到所述第一焊盘；并且 所述导电层经由所述第二栅栏电耦合到所述第二焊盘。
25.—种方法,包括: 将第一集成电路安装到电路板的第一表面； 将导电层电耦合到所述电路板的所述第一表面上的、与所述第一集成电路相邻的第一焊盘；以及 将所述导电层电耦合到所述电路板的所述第一表面和所述电路板的第二表面之一上的第二焊盘，用于利用所述导电层屏蔽所述第一集成电路的至少一部分。
26.根据权利要求25所述的方法，其中所述导电层电耦合到所述电路板的所述第二表面上的所述第二焊盘。
27.根据权利要求26所述的方法，其中: 所述导电层缠绕在所述第一集成电路的一侧周围；并且 所述导电层缠绕在所述电路板的在所述电路板的所述第一表面和所述电路板的所述第二表面之间延伸的一侧周围。
28.根据权利要求26所述的方法，还包括将第二集成电路安装到所述电路板的所述第二表面，其中所述导电层屏蔽所述第二集成电路的至少一部分。
29.根据权利要求28所述的方法，其中: 所述导电层缠绕在所述第一集成电路的一侧周围； 所述导电层缠绕在所述电路板的在所述电路板的所述第一表面和所述电路板的所述第二表面之间延伸的一侧周围；并且 所述导电层缠绕在所述第二集成电路的一侧周围。
30.根据权利要求26所述的方法，还包括: 将第一栅栏电耦合到所述第一焊盘；以及 将第二栅栏电耦合到所述第二焊盘，其中: 所述导电层经由所述第一栅栏电耦合到所述第一焊盘；并且 所述导电层经由所述第二栅栏电耦合到所述第二焊盘。
【文档编号】H05K1/02GK103907404SQ201280053514
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年10月26日 优先权日:2011年11月4日
【发明者】N·G·墨兹, 王红, M·M·尼可欧, D·R·派珀, C·M·沃纳 申请人:苹果公司