压电有源冷却设备的制作方法

压电有源冷却设备的制作方法
【专利摘要】用于使用压电有源冷却设备为移动设备提供冷却的方法、系统和设备。一些实施例利用使平面元件(124)在空气通道(115)内振荡以扇动该空气通道内或其出口处的空气的压电致动器(122)。空气通道可以由与移动设备中产生过多废热的组件热接触的至少一个散热表面(112)来限定。例如，空气通道可以包括与移动计算设备的处理器热接触的表面。在各实施例中，压电有源冷却设备可用于层叠封装(PoP)处理器封装中堆叠式封装之间的空气间隙中。所描述的各实施例提供了使用低功率的有源冷却，能够被控制以提供可变冷却，使用高度可靠的元件，并且能够以低成本来实现。
【专利说明】压电有源冷却设备
[0001]背景
[0002]随着移动计算设备变得更为集成且包括更多计算能力，它们可能产生越来更多热量。例如，现代智能电话可以包括一个或多个高度集成的组件，这些组件被称为片上系统(“SoC”)或系统级封装(“SiP”)。每一 SoC或SiP可以具有含有一个或多个处理器核的一个或多个集成电路(“1C”)、存储器电路、图形处理电路、射频通信电路、以及其它数字和模拟电路。此外，多个SoC或SiP可以被堆叠在层叠封装(“PoP”)配置中。常见的PoP配置包括具有处理电路和其它电路的一个SoC或SiP封装以及包括易失性和/或非易失性存储器组件的第二堆叠式封装。
[0003]这些高度集成的处理组件可以在紧密集成的封装结构中产生大量的热量。附加地，许多制造商期望增大处理核的数目和处理器时钟速度，这进一步增大了封装中产生的热量。尤其对于移动计算设备处理器而言，热量可能成为计算性能的限制因素。
[0004]通常，移动计算设备可以包括将热量从要求散热的处理器封装和/或其它组件转移至移动计算设备的外表面的无源散热组件(例如，散热片等)。然而，将热量从移动计算设备消散的总体能力可能受限于移动计算设备的外表面与环境(例如，空气或者与外表面接触的其它介质)之间的热传导路径。随着移动处理器的功耗持续增大，无源散热技术可能不再能够跟上由移动计算设备产生的热量。尽管存在用于有源冷却的已知技术(诸如冷却风扇)，但这些技术可能难以集成到移动计算设备的有限封闭空间中。
[0005]概述
[0006]描述了用于使用压电冷却设备为移动计算设备提供有源冷却的方法、系统和设备。所描述的各实施例提供了使用低功率的有源冷却，其能够被控制以提供可变冷却，使用高度可靠的元件，并且能够以低成本来实现。一些实施例利用使平面元件在空气通道内振荡以扇动该空气通道内或其出口处的空气的压电致动器。空气通道可以由与产生过多废热的移动设备组件热接触的至少一个散热表面来限定。例如，空气通道可以包括与移动计算设备的处理器热接触的表面。在各实施例中，压电有源冷却设备可被用于层叠封装(PoP)处理器封装中堆叠式封装之间的空气间隙中。在各实施例中，压电致动器以低于用户通常能够听见的频率来致动。
[0007]在一些实施例中，压电致动器是压电双晶片致动器。压电双晶片致动器可以在一端固定或在中间固定，而至少一个自由端在压电双晶片致动器致动时振荡。压电双晶片致动器的自由端可以附连至可由压电双晶片致动器振荡的平面元件。该平面元件可以是风扇状的，其自由端具有半圆形和/或具有大于附连至压电双晶片致动器的端的宽度。压电双晶片致动器可以用AC驱动信号(诸如正弦波信号)以串联或并联配置来驱动。
[0008]在一些实施例中，压电致动器用于建立平面元件中的行波。该行波可以推动空气通过空气通道以建立一般在空气通道的入口与空气通道的出口之间的空气流。平面元件可以是弹性材料，诸如弹簧钢、碳纤维、塑料、和/或其它材料。压电致动器可以是在一端固定并且在第二端耦合至平面元件的压电双晶片。平面元件可以在另一端自由振动、固定、在位置上固定但自由旋转、和/或通过弹簧耦合至移动计算设备和/或空气通道。
[0009]—些实施例包括一种移动设备,该移动设备包括由至少第一散热表面限定的空气通道、至少部分地置于空气通道内的平面元件、以及被配置成使平面元件振荡以致使空气在空气通道内移动的压电致动器。在一些实施例中，压电致动器和平面元件包括压电双晶片致动器。移动设备可以包括具有上表面(该上表面包括第一散热表面)的第一半导体封装以及具有下表面(该下表面包括空气通道的第二散热表面)的第二半导体封装，第二半导体封装处于具有第一半导体封装的层叠封装(PoP)配置中。
[0010]在一些实施例中，空气通道包括移动设备的外壳上的空气入口端口以及移动设备的外壳上的空气出口端口。一些实施例包括空气通道的空气出口，其中平面元件扇动空气远离空气通道的空气出口处的第一散热表面。一些实施例包括空气入口，该空气入口具有基本与平面元件共面且在空气通道中毗邻平面元件的横向边缘的一侧与空气通道联结的上表面和下表面。平面元件可以包括耦合至压电致动器的第一端以及第二弓状自由端。
[0011]在一些实施例中，平面元件在第一端处耦合至压电致动器，并且压电致动器的致动引起平面元件中从平面元件的第一端行进至第二远侧端的横向波。压电致动器可以包括压电双晶片，其中压电双晶片的第一端固定地附连至移动设备，而压电双晶片的第二端耦合至平面元件的第一端。弹簧元件可以耦合至平面元件的第二端，该弹簧元件有弹性地将平面元件的第二端附连至移动设备。替换地，可以将重物耦合至平面元件的第二端和/或平面元件的第二端可以固定地和/或旋转式地附连至移动设备。
[0012]在一些实施例中，压电致动器包括压电双晶片致动器，其中压电双晶片致动器的中央部分固定至移动设备而压电双晶片致动器的端头部分在压电双晶片致动器致动时自由移动。压电双晶片致动器可以包括端到端耦合以形成带的多个压电双晶片区段，其中带的第一端和带的第二远侧端耦合至移动设备。多个压电双晶片区段可以用多个基本正弦驱动波形来驱动。
[0013]在一些实施例中，移动设备包括温度传感器和耦合至该温度传感器和压电致动器的温度控制器，其中该温度控制器基于温度传感器的测得温度和温度阈值来控制压电致动器以使平面元件振荡。温度控制器可以基于测得温度来改变对压电致动器的驱动信号的幅值。空气通道可以包括具有第一尺寸的第一部分以及从第一尺寸向空气通道的出口端口处的第二较大尺寸锥形化的第二部分。空气通道可以包括具有第一尺寸的第一部分以及在第一尺寸与空气通道的出口端口处的第二较大尺寸之间弓形化的第二部分。第二部分可以为弓状以基本匹配平面元件在振荡时的范围。
[0014]—些实施例包括一种用于冷却移动设备的方法。该方法可包括:在移动设备内设置由至少第一散热表面限定的空气通道；将平面元件至少部分地设置于空气通道内；将压电致动器耦合至平面元件；和/或控制压电致动器以使平面元件振荡以致使空气在空气通道内移动。该方法可以包括测量移动设备的温度并且基于测得温度来控制压电致动器。压电致动器可耦合至平面元件的第一端，并且控制压电致动器可以包括在平面元件中建立从平面元件的第一端行进至平面元件的第二远侧端的横向波。
[0015]在一些实施例中，一种用于冷却移动设备的方法包括:接收温度信息，该温度信息指示移动设备内的温度；将温度信息对照温度阈值作比较；和/或响应于该比较，控制压电致动器以使平面元件振荡以致使空气在移动设备内移动。压电致动器和/或平面元件可以包括压电双晶片致动器。温度信息可以指示移动设备的处理器的温度。温度信息可以指示移动设备内的空气通道的温度。控制可以包括基于温度信息对照温度阈值的比较来控制对压电致动器的驱动电压的幅值。温度阈值可以包括多个温度阈值，并且比较可以包括基于多个温度阈值来确定压电致动器的控制设定点。
[0016]在一些实施例中，平面元件在第一端耦合至压电致动器，对压电致动器的控制包括生成在平面元件中从平面元件的第一端行进至平面元件的第二远侧端的横向波。压电致动器可以包括压电双晶片，其中压电双晶片的第一端可以固定地附连至移动设备，而压电双晶片的第二端可以耦合至平面元件的第一端。平面元件的第二端可以耦合至弹簧元件，该弹簧元件有弹性地将平面元件的第二段附连至移动设备。平面元件的第二端可以耦合至一重物。平面元件的第二端可以固定地或旋转式地附连至移动设备。
[0017]在一些实施例中，压电致动器包括压电双晶片致动器，其中压电双晶片致动器的中央部分固定至移动设备而压电双晶片致动器的端头部分在压电双晶片致动器致动时自由移动。在一些实施例中，压电致动器包括端到端耦合以形成带的多个压电双晶片区段，其中带的第一端和带的第二远侧端耦合至移动设备。控制压电致动器可以包括用多个驱动波形来驱动多个压电双晶片区段，其中每一驱动波形包括与用于联结压电双晶片区段的驱动波形具有相移的交流电压波形。
[0018]在一些实施例中，一种移动设备包括:用于接收温度信息的装置，该温度信息指示移动设备内的温度；用于将温度信息对照温度阈值作比较的装置；和/或用于响应于该比较，控制压电致动器以使平面元件振荡以致使空气在移动设备内移动的装置。在一些实施例中，一种移动设备包括至少一个处理器。在各实施例中，该处理器被配置成:接收温度信息，该温度信息指示移动设备内的温度；将温度信息对照温度阈值作比较；以及响应于该比较，控制压电致动器以使平面元件振荡以使空气在移动设备内移动。
[0019]前述内容已较宽泛地勾勒出根据本公开的示例的特征和技术优势以力图使下面的详细描述可以被更好地理解。其它特点和优点将在此后描述。所公开的概念和各特定示例可容易地被用作修改或设计用于实施与本公开相同的目的的其他结构的基础。此类等效构造没有背离所附权利要求书的精神和范围。被认为是本文所公开的概念的特性的各特征在其组织和操作方法两方面以及相关联的优势将因结合附图来考虑以下描述而被更好地理解。仅出于解说和说明目的提供每一附图，且并不定义对权利要求的限定。
[0020]附图简述
[0021]通过参照以下附图可实现对本发明的本质和优势的更进一步的理解。在附图中，类似组件或特征可具有相同的附图标记。此外，相同类型的各种组件可通过在附图标记后跟随虚线以及在类似组件之间进行区分的第二标记来区分。如果在说明书中仅仅第一附图标记被使用，则该描述可应用于具有相同的第一附图标记的类似组件中的任何一个组件而不论第二附图标记如何。
[0022]图1A示出了根据各个实施例的采用压电有源冷却设备的堆叠式半导体封装的侧视图；
[0023]图1B示出了根据各个实施例的采用压电有源冷却设备的堆叠式半导体封装的俯视图；
[0024]图2A示出了根据各个实施例的压电有源冷却设备；
[0025]图2B示出了根据各个实施例的采用压电致动器的有源冷却设备；
[0026]图2C示出了根据各个实施例的采用压电双晶片致动器的有源冷却设备；
[0027]图3A示出了根据各个实施例的采用行波型压电有源冷却设备的堆叠式半导体封装的侧视图；
[0028]图3B示出了根据各个实施例的采用行波型压电有源冷却设备的堆叠式半导体封装的侧视图；
[0029]图3C示出了根据各个实施例的采用行波型压电有源冷却设备的堆叠式半导体封装的俯视图；
[0030]图4A示出了根据各个实施例的行波压电冷却设备；
[0031 ] 图4B示出了根据各个实施例的行波压电冷却设备；
[0032]图4C示出了根据各个实施例的行波压电冷却设备；
[0033]图5示出了根据各个实施例的用于移动设备中的压电有源冷却设备的控制系统的框图；
[0034]图6A示出了根据各个实施例的在具有锥形壁的空气通道内采用压电有源冷却设备的堆叠式半导体封装的侧视图；
[0035]图6B示出了根据各个实施例的在具有弓状壁的空气通道内采用压电有源冷却设备的堆叠式半导体封装的侧视图；
[0036]图6C示出了根据各个实施例的采用压电有源冷却设备的堆叠式半导体封装的俯视图；
[0037]图7示出了根据各个实施例的采用压电有源冷却设备的移动设备；
[0038]图8A示出了根据各个实施例的采用多个压电双晶片区段的压电有源冷却设备；
[0039]图SB示出了根据各个实施例的采用多个压电双晶片区段的压电有源冷却设备；
[0040]图SC示出了根据各个实施例的采用多个压电双晶片区段的压电有源冷却设备；
[0041]图9示出了根据各个实施例的采用压电有源冷却设备的移动设备的框图；
[0042]图1OA示出了根据各个实施例的一种用于为移动计算设备提供有源冷却的方法的框图；以及
[0043]图1OB示出了根据各个实施例的一种用于为移动计算设备提供有源冷却的方法的框图。
[0044]发明具体描述
[0045]所描述的各实施例涉及使用压电冷却设备为移动计算设备提供有源冷却。一些实施例利用使平面元件在空气通道内振荡以扇动空气通道内或出口处的空气的压电致动器。空气通道可以由与产生过多废热的移动设备组件进行热接触的至少一个散热表面来限定。例如，空气通道可以包括与移动计算设备的处理器热耦合的表面。在各实施例中，压电有源冷却设备可用于层叠封装(PoP)处理器封装中堆叠式封装之间的空气间隙中。在各实施例中，压电致动器以低于用户通常能够听见的频率来致动。所描述的各实施例提供了使用低功率的有源冷却，能够被控制以提供可变冷却，使用高度可靠的元件，并且能够以低成本来实现。
[0046]在一些实施例中，有源冷却设备的压电致动器是压电双晶片致动器。压电双晶片致动器可以在一端固定或在中间固定，其至少一个自由端在压电双晶片致动器致动时振荡。压电双晶片致动器的自由端可以附连至可由压电双晶片致动器振荡的平面元件。该平面元件可以是风扇状的，其自由端具有半圆形和/或具有大于附连至压电双晶片致动器的端的宽度。压电双晶片致动器可以用AC驱动信号(诸如正弦波信号)以串联或并联配置来驱动。
[0047]在一些实施例中，压电致动器用于建立平面元件中的横向行波。行波可以推动空气通过空气通道以建立一般在从空气通道的入口至空气通道的出口的空气通道内的空气流。平面元件可以是柔韧且弹性的材料，诸如弹簧钢、碳纤维、塑料、和/或其它材料。压电致动器可以在一端固定并且在第二端耦合至平面元件的压电双晶片。平面元件可以在另一端自由振动、加重量、固定、在位置中固定但自由旋转、和/或通过弹簧耦合至移动计算设备和/或空气通道。
[0048]本描述提供各示例，并不旨在限定本发明的范围、适用性、或配置。相反，随后的描述将向本领域技术人员提供实现用于实现本发明的各实施例的描述。可以对要素的功能和安排作出各种改变而不会脱离本发明的精神和范围。
[0049]各种实施例可恰适地省略、替代、或添加各种规程或组件。例如，应当领会，各种方法可以按照与所描述的不同顺序执行，并且可以添加、略去或组合各个步骤。同样，关于某些实施例描述的各方面和元素可在各种其他实施例中加以组合。还应当领会，以下系统、方法、设备和软件可以单独地或一并地成为更大系统的组件，其中其他规程可以超越先后次序或以其他方式修改其应用。
[0050]图1A和图1B示出了根据各个实施例的采用压电有源冷却设备120的堆叠式半导体封装100 (例如PoP等)。图1A解说了安装到电路板105的堆叠式封装100的侧视图，该堆叠式封装100在空气通道115内采用压电冷却设备120，该空气通道115由第一封装110-a的上表面112-a和第二封装110_b的下表面112_b来限定。空气通道115的上表面112-a和/或下表面112-b可以与堆叠式封装100中产生过多废热的处理器或其他组件热接触。例如，堆叠式封装110-a和110-b可以由陶瓷或热传导以将废热从封装中集成电路传送至封装的散热表面112-a和112-b的其他材料制成。
[0051]堆叠式半导体封装100的有源冷却可以提供若干性能优势，包括增加堆叠式半导体封装100的组件的处理能力和/或降低组件的功耗。例如，堆叠式半导体封装100的处理器组件的性能在没有有源冷却的情况下可能受到热限制。在这一实例中，可以将处理器操作的时钟频率和/或数目控制在处理器的最大能力之下以维持热性能。使用压电有源冷却设备120的有源冷却可以允许处理器操作的频率和/或数目增大而不超过处理器的热限制。使用压电有源冷却设备120的有源冷却还可用于降低处理器和/或堆叠式半导体封装100的其他组件(例如存储器等)的工作温度。降低工作温度可以减小堆叠式半导体封装100的组件的关断状态漏泄电流，该漏泄电流可能是堆叠式半导体封装100的总体功耗的重要分量。由于堆叠式半导体封装100的组件的减小的关断状态漏泄电流导致节省的功率可以大于操作压电有源冷却设备120所要求的功率。
[0052]图1A中解说的压电有源冷却设备120可以被称为风扇型压电有源冷却设备，因为在空气通道115内压电冷却设备120的自由端的振荡致使远离压电冷却设备120的振荡端的空气移动130。压电冷却设备120可以包括压电元件122，其中压电元件122的至少一部分相对于封装100固定，而压电元件122的至少一部分在压电元件122被致动时自由振动。在各实施例中，压电元件122中间部分或端头部分在空气通道内固定，而至少一端自由振动。在图1A中示出的示例中，压电元件122中间由一个或多个支撑物126固定,压电元件122的任一端自由振动。
[0053]图1B解说了堆叠式封装100的俯视图。如图1B所见，堆叠式封装100的顶部和底部封装110可以通过互连技术(诸如球栅阵列或针栅阵列112)来连接。尽管未在图1A和IB中解说，但底部封装110-a可以通过类似的互连技术连接至电路板105。图1B解说了随着空气被驱使远离压电冷却设备120的振动或振荡端，空气可以从压电冷却设备120的两侧向内流动。该一般空气流通过消耗远离空气通道的受热空气同时较冷空气流入空中通道115来向堆叠式封装100提供冷却。在各实施例中，压电冷却设备120的两端可被成形以改善空气流动。例如，平面元件124可以是风扇状或以其他方式具有增大的表面积以将更多的空气推动远离堆叠式封装100，如图1B所解说的。
[0054]压电冷却设备120可以包括由非压电材料(诸如塑料、金属、碳、和/或其他合适的材料)制成的一个或多个平面元件124。(诸)平面元件124可以具有耦合至压电致动器122的部分，并且具有当压电致动器122振动时振动的一个或多个自由端。(诸)平面元件124可以引起压电致动器的振荡放大，以使得(诸)平面元件124的自由端在比压电致动器122更大的距离上振荡。例如，平面元件124的自由端的振荡可以通过以压电致动器122和/或平面元件124的谐振频率来致动压电致动器122来放大。如图1A中所解说的，压电致动器122和/或平面元件124可以置于空气通道115内，以使得压电致动器122和/或平面元件124与空气通道115的纵轴118共面。
[0055](诸)平面元件124可被成形为使得离压电致动器122最远的横向边具有较长的边距。例如，平面元件124可以是梯形，其中梯形中离压电致动器122最远的平行边较长。在各实施例中，离压电致动器122最远的横向边可以是弓状或半圆形，如图1B中所解说的。
[0056]压电致动器122可以是压电有源材料，诸如具有在施加电场时引起机械位移的偏振的压电陶瓷材料。压电元件122还可以是压电单晶片、和/或压电双晶片材料。压电单晶片包括绑定在一起的一个有源层和一个无源层。有源层是在施加电场时变形的压电层。有源层的变形致使压电单晶片弯曲。压电双晶片具有由无源层隔开的两个有源层，诸如金属、碳纤维、和/或其他合适的材料。电场的施加可用于致使一个压电层收缩而另一压电层扩张。因此，压电双晶片能够根据所施加的场的极性在两个方向上弯曲。如果压电双晶片的一部分固定，则施加交流电场可致使压电双晶片的自由端来回振动。
[0057]转向图2A，根据各个实施例解说了压电冷却设备220-a。压电冷却设备220-a包括固定至支撑物215且能操作用于使平面元件224振动的压电致动器222。压电致动器222可以在与平面元件224的平面正交的方向上被极化，并且可包括用于使用电压驱动器205来施加电场的电极层226-a和226-b。
[0058]转向图2B，根据各个实施例解说了压电冷却设备220-b。压电冷却设备220_b包括压电双晶片致动器230，压电双晶片致动器230包括第一压电层232-a、第二压电层232-b和中央层238。在图2B中解说的实施例中，压电双晶片致动器230在串彳丁连接配直中解说，在该配置中压电层232-a和232-b具有相对的极化方向而来自电压驱动器205的电场串行地跨两个压电层来施加。压电双晶片致动器230可包括电极层236-a和236-b以用于使用电压源205来施加电场。中央层238可以是薄的导电材料，诸如弹簧钢或碳纤维。
[0059]转向图2C，根据各个实施例解说了压电冷却设备220-c。压电冷却设备220_c包括压电双晶片致动器240，压电双晶片致动器240包括第一压电层242-a、第二压电层242-b和中央层248。压电双晶片致动器240可包括电极层246-a和246_b以用于使用电压驱动器205来施加电场。在图2C中解说的实施例中，压电双晶片致动器240在并行配置连接配置中解说，在该配置中压电层242-a和242-b具有相同的极化方向并且来自电压驱动器205的电场在每一压电层的电极和公共电极之间并行施加。公共电极可以是例如中央层248。中央层248可以是薄的导电材料，诸如弹簧钢或碳纤维。
[0060]在各实施例中，压电冷却设备220-b和/或220-c可以包括附连至压电双晶片致动器230和/或240的自由端的平面延伸234。该平面延伸可以由刚性材料制成，或者其可以由柔性材料制成以对压电双晶片致动器230和/或240的端的振荡提供进一步的放大。在各实施例中，平面延伸234可以是中央层238和/或248的延伸。例如，如图1A和/或图1B中所解说的压电冷却设备120可以根据图2B和/或图2C构造成具有与压电致动器230和/或240的平面延伸234相对应的平面延伸124。在各实施例中，平面延伸234可以由弹簧钢、碳纤维、和/或塑料来构造。
[0061]图3A解说了根据各个实施例的采用压电有源冷却设备320-a的堆叠式封装架构300-a的另一实施例。在堆叠式封装架构300-a中，压电冷却设备320_a包括压电元件322-a，压电元件322-a使平面元件324_a的一端振动以在平面元件中建立从压电元件322-a振动的端朝着相对端行进的横向波。在图3A中解说的压电有源冷却设备320_a的实施例中，压电致动器322-a与空气通道115的纵轴118成正交地振动，一般使平面元件324-a中固定至压电致动器233-a的一端与纵轴118成正交地移动。
[0062]当平面元件324-a上的行波移动通过空气通道115时，其将空气沿着行波推动，从而建立一般从堆叠式封装300-a的一侧通过空气通道115向另一侧的空气流330。例如，平面元件325-a中的横向波可以使平面元件324-a变形，以使得波高度基本上占据了空气通道115的高度。当波远离压电致动器322-a行进时，空气连同波向平面元件324-a的相对端被推动。通过空气通道115流动的空气耗散了来自封装110-a和/或110-b的表面112_a和/或112-b的热，并且较热的受热空气从空气通道的空气出口处流出空气通道115，从而消耗来自堆叠式封装300-a的废热。平面元件324-a可以任选地在空气通道115的出口端处耦合至封装300-a。例如，可以使用(诸)弹簧328将平面元件324-a耦合至堆叠式封装300-a以协助在平面元件324-a中建立横向行波。平面元件324_a可以由合适的柔性但有弹性的材料制成，诸如弹簧钢、碳、和/或塑料。
[0063]图3B解说了根据各个实施例的采用压电有源冷却设备320-b的堆叠式封装架构300-b的另一实施例。与压电冷却设备320-a类似，压电冷却设备320_b包括压电元件322-b，压电元件322-b使平面元件324-b的一端振动以在平面元件中建立从压电元件322-b振动的端朝着相对端行进的横向波。压电冷却设备320-b可以使用压电双晶片致动器322-b来生成平面元件324-b中的行波。例如，压电双晶片322-b的一端可以相对于空气通道115固定至支撑物326-b，而另一端耦合至平面元件324-b。当向压电双晶片324_b施加电场时，压电双晶片324-b的弯曲使得平面元件324-b的一端振动，从而在平面元件324-b中建立横向行波。
[0064]图3C解说了根据各个实施例的堆叠式封装架构300的俯视图。例如，图3C可以解说如图3A和/或图3B中所解说的堆叠式封装300-a和/或300_b的俯视图。图3C解说了一般地由压电冷却设备320生成的通过堆叠式封装300的空气流330。在各实施例中，通道壁335-a和335-b可用于限定空气通道115的两侧以维持空气流从空气通道115的入口 334至出口 332。因而，空气通道115可以具有与纵轴118正交的横截面，其中该横截面的宽度大于该横截面的高度。
[0065]图4A-4C解说了通过在平面兀件中建立横向行波来使空气移动的压电冷却设备420的各个实施例。在图4A中解说的一个实施例中，行波压电冷却设备420-a采用加重的端来帮助在平面元件中生成行波。压电冷却设备420-a可被用于致使空气在移动设备内或在移动设备内的空气通道内移动。在压电冷却设备420-a中，压电双晶片致动器422 —端附连至移动设备或者在支撑物426处附连至移动设备的空气通道。压电双晶片致动器422的相对端附连至平面元件424的一端425-a并且在压电双晶片致动器422致动时振动。压电双晶片致动器422的致动致使平面元件424中的行波一般地从平面元件424的端425_a朝着端425-b行进。当在空气通道内采用压电冷却设备420-a时，行波一般地在从平面元件425-a附连至压电双晶片致动器422的一端向相对端425_b的方向430上推动空气。在压电冷却设备420中，平面元件424的相对端425-b附连至重物428，该重物428抑制端425_b的移动以帮助生成行波。
[0066]在图4B中解说的压电冷却设备420-b的实施例中，平面元件424的端425_b通过可旋转耦合438旋转式地附连至支撑物436。例如，可旋转耦合438可以使用插入到罩子中的允许平面元件424相对于支撑物436旋转的引脚来支撑平面元件424的端425_b的两侦U。可旋转耦合438可以使用压电致动器422的振荡来帮助在平面元件424上生成行波。
[0067]在图4C中解说的压电冷却设备420-c的实施例中，在压电致动器的相对端处使用弹簧448附连平面元件424。弹簧448可以是叶型弹簧、线圈型弹簧、和/或允许在平面元件424的端425-b处的某种垂直移动和/或旋转移动但提供有助于在平面元件424中建立行波的反馈力的任何其他类型的弹簧。
[0068]图1A、图1B、图2A、图2B、图2C、图3A、图3B、图4A、图4B和/或图4C中解说的压电有源冷却设备120、220、320和/或420提供的冷却量可以通过控制压电致动器的振荡的幅值和频率来控制。例如，压电双晶片的偏转幅值可以与所施加的电压的幅值成比例。因此，改变所施加的交流电压的幅值可被用于改变空气移动的量。改变压电致动器的频率也改变空气移动的量。例如，较高的致动频率可以在风扇型和行波型压电冷却设备中推动较多的空气。然而，相对低频率的致动可提供足够的冷却而不会造成可能使用户反感的可听声波。在各实施例中，压电致动器以低于可听频率水平的频率(例如以低于约20Hz的频率)来驱动。替换地，压电致动器可以以较高的频率来驱动，包括可听范围内的频率或者甚至是高于可听频率范围的频率(例如，高于约20KHz)。还可将不同类型的驱动信号用于压电有源冷却设备120、220、320和/或420。例如，取决于所期望的压电致动器的致动，可以使用正弦波、方波、三角波、和/或其他类型的驱动信号。
[0069]移动计算设备可以包括一个或多个温度传感器和控制框，该温度传感器和控制框测量移动计算设备的温度并且根据测得的温度来控制压电致动器的致动。施加于压电致动器的交流电压可以由交换电路或生成交流电压的其他电路来生成或者由以压电致动器的谐振频率来振荡的自谐振电路来生成。
[0070]图5是根据各个实施例的用于移动设备的有源冷却系统500的框图。系统500可以包括一个或多个温度传感器510、压电有源冷却设备520、温度控制模块530、和/或驱动器模块525。在系统500中，压电有源冷却设备520可以是图1A、图1B、图2A、图2B、图2C、图3A、图3B、图4A、图4B、和/或图4C中解说的风扇型或行波型压电有源冷却设备120、220、320和/或420之一。
[0071](诸)温度传感器510、温度控制模块530、和/或驱动器模块525可以实现为容纳在半导体封装(诸如图1A、图1B、图3A和/或图3B中解说的堆叠式封装100)内的组件。例如，(诸)温度传感器510、温度控制模块530、和/或驱动器模块525可以实现在容纳在半导体封装(诸如半导体封装100和/或300)内的处理器505上。(诸)温度传感器可以是处理器505上的片上温度传感器、位于半导体封装内的其他位置处、和/或可以在半导体封装的外部。例如，(诸)温度传感器510中的一个或多个温度传感器可位于空气通道中以测量空气通道的散热表面的温度或者空气通道的空气温度(例如，入口空气温度、出口空气温度等)。驱动器模块525可以包括生成模拟驱动电压或者使用压电致动器的谐振以创建可经由控制电压或其他控制输入来控制的自谐振电路的一个或多个组件(例如，数模转换器(DAC)、运算放大器、晶体管、电容器、电感器、电阻器等)。
[0072]系统500可以被配置成控制压电有源冷却设备520以维持半导体封装和/或移动设备内各组件的某一温度。例如，温度控制模块530可以被配置成监视(诸)温度传感器510并且基于监视到的温度经由驱动器模块525来控制压电有源冷却设备520.在一实施例中，温度控制模块530被配置成驱动压电有源冷却设备520以在测得的温度超过温度阈值时致使空气在移动设备内移动。
[0073]对压电有源冷却设备520的控制可以包括对压电有源冷却设备520的压电致动器的驱动电压和/或驱动频率的控制。例如，在幅值控制配置中，压电有源冷却设备520的压电致动器的驱动电压的幅值可以基于温度来控制。在一些实施例中，温度控制模块530被配置成使用多个温度设定点或阈值(例如，查找表、预定义等式、线性内插等)根据预定温度对电压的关系基于监视到的温度经由驱动器模块525来控制压电有源冷却设备520的驱动电压幅值。在频率控制配置中，压电有源冷却设备520的压电致动器的驱动频率基于温度来控制。在一些实施例中，同时控制压电有源冷却设备520的压电致动器的驱动电压的幅值和频率。例如，诸如在图3A、3B、3C、4A、4B和/或4C中解说的那些行波配置中，可以使用线性或非线性关系来控制对压电致动器的驱动电压的频率和幅值以改变空气移动同时维持平面元件上的行波。
[0074]系统500还可包括(诸)其他传感器535，诸如环境空气传感器、定向传感器、空气流传感器等。例如，(诸)其他传感器535可以包括一个或多个空气流传感器，而温度控制模块530可以控制压电有源冷却设备520以基于(诸)温度传感器510的温度读数来提供通过移动设备的预定空气流。在一个实施例中，温度控制模块530基于来自(诸)空气流传感器535的测得的空气流以及(诸)温度传感器510的温度读数来改变压电有源冷却设备520的压电致动器的驱动电压和/或频率。可以按照与移动设备的(诸)温度传感器510的测得温度的预定关系来控制空气流。在各实施例中，空气流传感器535可以检测移动设备的空气通道中的空气流何时受阻并且当空气流在空气通道中受阻时阻止压电有源冷却设备520的操作。例如，当移动设备置于保护罩、口袋、或阻碍空气流的其他环境中时，可以停用压电冷却设备。
[0075]系统500的各组件可以单独地或共同地用适配成用硬件执行一些或全部适用功能的一个或多个专用集成电路(ASIC)来实现。替换地，这些功能可以由一个或更多个集成电路上的一个或更多个其他处理单元(或核心)来执行。在其他实施例中，可以使用其他类型的电路组件(例如，结构化/平台ASIC、场可编程门阵列(FPGA)、其他半定制1C、其他数字或模拟1C、和/或其他分立组件)，这些电路组件可以用本领域公知的任何方式来编程。每一单元的功能也可以完全地或部分地用存储器中实现的、被格式化成由一个或多个通用或应用专用处理器执行的指令来实现。对于本领域技术人员而言将是显而易见的是，根据具体要求可以使用实质性变体。例如，也可使用定制化硬件，或可在硬件、软件(包括便携式软件，诸如applet (小应用程序)等)中实现特定元件。
[0076]一些实施例包括采用改善通道内和/或远离移动设备的空气流的通道壁结构的移动设备的空气通道。在一些实施例中，空气通道可以包括限定空气入口端口和/或空气出口端口和/或在移动设备内弓I导空气流的通道壁。在一些实施例中，空气通道壁在空气通道的出口端口处被锥形化或弓形化以改善在出口端口处或靠近出口端口处配置有自由振动端的压电有源冷却设备所生成的空气流。空气通道可以被锥形化或弓形化以基本匹配压电有源冷却设备的自由振动端的振动范围。例如，压电有源冷却设备可以朝着空气通道的中间或内部固定，并且压电有源冷却设备的一端或多端可以朝着空气通道的出口端口自由振动。空气通道可以具有朝着空气通道的中间或内部(在该处压电有源冷却设备的振动范围较小)较小的高度而在朝着出口端口(在该处压电有源冷却设备的自由振动端在较大范围上振动)具有较大的高度。空气通道壁可以在较小高度与较大高度之间被锥形化以沿着设备的长度基本匹配压电有源冷却设备的振动范围。例如，空气通道壁可以在较小高度与较大高度之间线性锥形化或者可以被弓形化以按照振动时的行进范围来基本匹配压电有源冷却设备的曲线形状。
[0077]图6A示出了根据各个实施例的在具有锥形壁的空气通道615-a内采用压电有源冷却设备120的堆叠式半导体封装600-a的侧视图。堆叠式半导体封装600-a包括第一封装610-a和第二封装610-b。第一封装610_a的上表面612_a和第二封装610_b的下表面612-b限定空气通道615-a的表面或通道壁。可以使用支撑物626在空气通道内将压电有源冷却设备120耦合至堆叠式半导体封装600-a。压电有源冷却设备120的一端可以自由振动。自由振动端可以位于空气通道615-a的出口端口 622-a处或靠近出口端口 622_a。
[0078]空气通道615-a可以包括朝着空气通道615-a的内部或中间与压电有源冷却设备120的平面元件垂直的较小尺寸的部分625-a。例如，部分625_a可以毗邻压电有源冷却设备120中耦合至堆叠式半导体封装600-a的中间或一端。空气通道壁612-a和/或612_b可以具有锥形部分614-a和/或614-b以使得空气通道615_a在出口端口 622_a处具有较大尺寸。锥形部分614-a和/或614-b可以在较小尺寸与较大尺寸之间被线性锥形化。锥形部分614-a和614-b可以被锥形化使得压电有源冷却设备120的振动范围与通道壁之间的距离在锥形的开始和末尾处近乎恒定。例如，激活的压电有源冷却设备120与锥形部分
614-b之间在锥形起始点处的距离628-a可以近似等于激活的压电有源冷却设备120与锥形部分614-b之间在末尾的距离628-b。
[0079]图6B示出了根据各个实施例的在具有弓形壁的空气通道615-b内采用压电有源冷却设备120的堆叠式半导体封装600-b的侧视图。堆叠式半导体封装600-b包括第一封装610-c和第二封装610-d。第一封装610-c的上表面612_c和第二封装610_d的下表面612-d限定空气通道615-b的表面或通道壁。可以使用支撑物626在空气通道内将压电有源冷却设备120耦合至堆叠式半导体封装600-b。压电有源冷却设备120的一端可以自由振动。自由振动端可以位于空气通道615-b的出口端口 622-b处或靠近出口端口 622-b。
[0080]空气通道615-b可以包括朝着空气通道615-b的内部或中间与压电有源冷却设备120的平面元件垂直的较小尺寸的部分625-b。例如，部分625-b可以毗邻压电有源冷却设备120中耦合至堆叠式半导体封装600-b的中间或一端。空气通道壁612-c和/或612_d可以包括弓形部分614-c和/或614-d以使得空气通道615-b在出口端口 622_b处具有较大尺寸。弓形部分614-c和614-d可具有在振动时基本匹配压电有源冷却设备120的范围的曲线形状的形状。
[0081]图6C解说了根据各个实施例的使用压电冷却设备120的半导体封装600-c。在半导体封装600-c中，空气通道壁635 —般地将空气通道615-c限定为具有两个空气入口端口 634-a和634-b以及两个空气出口端口 632_a和632_b。空气通道壁635对于压电有源冷却设备120的长度的一部分可一般地遵循压电有源冷却设备120的两侧的形状。压电有源冷却设备120扇动空气远离空气出口端口 632-a和632-b，从而一般地建立在封装的相对侧流入空气入口端口 634-a和634-b以及在封装的其他相对侧流出空气出口端口 632_a和632-b的空气流。空气入口端口 634-a和634_b可具有基本与空气通道615_c的上表面和下表面共面的上表面和下表面，并且在空气通道中与压电有源冷却设备120的横向边缘毗邻的一侧处与空气通道615-c联结。空气入口端口可以在空气通道615-c的一侧的一部分处与空气通道615-c联结，同时通道壁635阻塞从入口端口 634-a和634_b去往空气通道615-c的其他部分的空气流。
[0082]尽管图1A、图1B、图3A、图3B、图3C和图6解说了在堆叠式封装的空气通道115、
615-a、615-b和/或615-c内采用的压电有源冷却设备120和320，但这些设备也可在移动设备的其他合适空气通道中采用。例如，空气通道可被设计到移动计算设备的情形中，而根据所公开的各实施例的压电冷却设备可用于形成通过移动计算设备的空气通道的空气流。移动设备中的空气通道可在移动设备的外壳上具有空气入口和出口端口，其中空气通道的各部分由移动设备的堆叠式封装中的空气间隙来限定。例如，半导体封装600-c可以集成到移动设备内，以使得入口端口 634-a和634-b对应于移动设备上的入口端口而出口端口632-a和632-b对应于移动设备上的出口端口。以此方式，可致使环境空气在移动设备内移动并且直接地冷却其中可生成移动设备的大部分废热的半导体封装600-c。
[0083]图7解说了根据各个实施例的在移动设备的空气通道715内采用压电有源冷却设备的移动设备700。如图7中所解说的，移动设备700包括具有空气入口 734和空气出口732的空气通道715。压电有源冷却设备720被解说为位于空气通道715内以使空气一般地从空气入口端口 734向空气出口或耗散端口 732移动。压电有源冷却设备720在图7中被解说为行波型压电冷却设备。然而，如参考图1A、图1B和图6描述的风扇型压电冷却设备也可在空气通道715内采用以致使空气在移动设备内移动。
[0084]空气通道715的表面可以与生成废热的移动设备700的各组件热接触。例如，空气通道715的表面可以是组件(诸如移动设备700的处理组件)的散热元件的表面。在一实施例中，空气通道715的一部分包括堆叠式封装(诸如参考图1A、图1B、图3A、图3B、图3C、图6A、图6B和/或图6C描述的堆叠式封装100,300,600-a,600-b和/或600-c)中容纳移动设备的处理和/或其他计算组件的空气间隙。附加地，空气通道715可以包括一个以上的空气入口端口 734和/或空气出口端口 732。例如，空气通道715可以包括一般地与堆叠式封装600-c的空气入口端口 634-a和634-b相对应的两个空气入口端口 734以及一般地与堆叠式封装600-c的空气出口端口 632-a和632-b相对应的两个空气出口端口 732。在各实施例中，空气通道715可以包括锥形和/或弓形空气通道壁部分，诸如图6A和/或图6B中解说的空气通道615-a和/或615_b。
[0085]在各实施例中，压电有源冷却设备可以包括耦合在一起以形成压电有源冷却设备的多个平面压电双晶片区段。图8A解说了包括两个压电双晶片区段822-a和822-b的压电有源冷却设备820-a。压电双晶片区段822-a和822_b可以在支撑物826_a和826_b处耦合至移动设备或移动设备内的空气通道，并且在压电有源冷却设备820-a的中间机械地耦合在一起。使用异相交替电压波形对压电冷却设备820-a的压电双晶片822-a和822_b的致动将致使每一区段在交替方向上弯曲，从而一般地近似压电冷却设备820-a中的驻波。
[0086]在一些实施例中，可以使用在压电有源冷却设备中端到端联结的两个以上的压电双晶片区段来生成横向行波的近似。例如，图8B解说了具有端到端联结的三个压电双晶片区段的平面有源冷却设备820-b的一个实施例。第一压电双晶片区段832-a的一端可以耦合至支撑物826-a，而另一端耦合至压电双晶片区段832-b的一端，压电双晶片区段832_b的另一端耦合至压电双晶片区段832-c的一端。压电双晶片区段832-c的另一端可以耦合至支撑物826-b。压电双晶片区段832-a、832-b和832_c可以用具有各自不同相位的交流电压波形来驱动，从而引起在平面压电有源冷却设备820-b中对横向行波的近似。
[0087]可以领会，更多的压电双晶片区段可以允许对平面压电有源冷却设备中的横向行波的更接近的近似。例如，图8C解说了具有端到端联结并且在支撑物826-a和/或826_b处耦合至移动设备和/或空气通道的四个压电双晶片区段(842-a、842-b、842-c和842_d)的平面压电有源冷却设备820-c的一实施例。如同平面压电有源冷却设备820-b那样，压电双晶片区段842-a、842-b、842-c和842_d可以用具有各自不同相位的交流电压波形来驱动，从而引起在平面压电有源冷却设备820-c中对横向行波的近似。尽管越多的区段可允许对横向行波的越接近的近似，但具有如图8B中所解说的三个区段那么少的平面压电有源冷却设备可以在空气通道内提供一般在一个方向上的空气流动。
[0088]尽管图8A、8B和8C解说了旋转式耦合至支撑物826_a和/或826_b的压电有源冷却设备820-a、820-b和/或820-c，但可以将其他耦合方法用于多区段压电双晶片有源冷却设备。例如，压电有源冷却设备820-a、820-b和/或820_c可以使用包括针对图4A、4B和/或4C的平面元件424的端部425-b所解说的那些耦合方法和/或其他耦合方法来耦合至支撑物826-a和/或826-b。
[0089]图9不出了根据各个实施例的米用压电有源冷却设备的移动设备900的框图。移动设备900可以包括处理器模块930、(诸)温度传感器940、存储器980、压电有源冷却设备920、(诸)存储设备915 (例如，SSD、盘驱动器等)、(诸)I/O端口 925 (例如，USB、电源、视频、音频等)、(诸)I/O设备970 (例如，触摸屏、QWERTY键盘、滚轮、点击轮、按钮等)、通信管理模块960、收发机模块950、和/或(诸)天线945。这些组件可以通过一个或多个电接口(诸如总线905)通信耦合。处理器模块930、(诸)温度传感器940、存储器980、和/或压电有源冷却设备920可以在堆叠式封装半导体封装910中配置，诸如上文参考图1A、图1Β、图3Α、图3Β、图3C、图6Α、图6Β和/或图6C来描述的堆叠式封装100,300,600-a,600-b和/或600-c。压电有源冷却设备920可以是如上文参考图1A、图1B、图2A、图2B、图2C、图3A、图3B、图3C、图4A、图4B、图4C、图8A、图8B和/或图8C中描述的风扇型或行波型压电有源冷却设备120、220、320、420和/或820之一。
[0090]存储器980可以存储包含指令的计算机可读、计算机可执行的软件代码985，这些指令被配置成在被执行时致使处理器模块930执行本文描述的各种功能(例如，监视温度传感器和/或其他传感器、控制压电有源冷却设备920的驱动属性等)。替换地，软件代码985可以不被处理器模块930直接执行，但被配置成(例如，在被编译和执行时)致使处理器模块930执行本文描述的各个功能。处理器模块930可以包括执行本文描述的各功能的一个或多个处理核。例如，这些指令可以致使处理器模块从温度传感器接收测得温度，对照温度阈值来比较测得温度，以及控制压电有源冷却设备920以使空气移动从而冷却移动设备。
[0091]图1OA示出了根据各个实施例的一种用于移动设备的有源冷却的方法1000-a的流程图。方法1000-a可以利用各个移动设备(诸如图5和/或图7中所见的移动设备500和/或700)采用压电有源冷却设备(包括但不限于，如图1A、图1B、图2A、图2B、图2C、图3A、图3B、图3C、图4A、图4B、图4C、图8A、图8B和/或图8C中所见的压电有源冷却设备120、220、320、420 和 / 或 820)来实现。
[0092]在方法1000-a的框1005，接收指示移动设备内的温度的温度信息。温度信息可以指示移动设备的处理器的温度或移动设备的其他内部温度(诸如移动设备内空气通道的散热表面的温度)。例如，可以在移动设备的处理器(诸如移动设备900的处理器模块930)内从(诸)温度传感器940接收温度信息。。
[0093]在方法1000-a的框1010，将温度信息与温度阈值作比较。例如，温度阈值可以由移动设备或移动设备的组件的期望工作温度来设置。例如，温度阈值可以根据移动设备的处理器的最大期望工作温度来设置。在框1015，可以控制压电致动器以使平面元件振荡以致使空气在移动设备内移动。
[0094]图1OB示出了根据各个实施例的一种用于移动设备的有源冷却的方法1000-b的流程图。方法1000-b可以利用各个移动设备(诸如图5和/或图7中所见的移动设备500和/或700)采用压电有源冷却设备(包括但不限于，如图1A、图1B、图2A、图2B、图2C、图3A、图3B、图3C、图4A、图4B、图4C、图8A、图8B和/或图8C中所见的压电有源冷却设备120、220、320、420 和 / 或 820)来实现。
[0095]在方法1000-b的框1005，接收指示移动设备内的温度的温度信息。温度信息可以指示移动设备的处理器的温度或移动设备的其他内部温度(诸如移动设备内空气通道的散热表面的温度)。例如，可以在移动设备的处理器(诸如移动设备900的处理器模块930)内从(诸)温度传感器940接收温度信息。
[0096]在方法1000-b的框1010-a，将温度信息与多个温度阈值作比较。例如，可以对照温度阈值的查找表来比较温度信息。在框1020,基于温度信息与多个温度阈值的比较来确定压电冷却设备的控制设定点。例如，可以根据查找表来确定压电冷却设备的控制设定点。压电冷却设备的控制设定点可以表示来自压电冷却设备的期望冷却的量。
[0097]在框1025，可以根据压电冷却设备的控制设定点来确定压电冷却设备的压电致动器的驱动信号的电压幅值。在框1030，可以根据压电冷却设备的控制设定点来确定压电冷却设备的压电致动器的驱动信号的频率。在框10105-a，可以根据驱动信号来控制压电冷却设备的压电致动器以使平面元件振荡以致使空气在移动设备内移动。
[0098]应当注意到，上文讨论的各方法、系统和设备仅仅旨在成为示例。必须强调的是，各实施例可恰适地省略、替代、或添加各种规程或组件。例如，应当领会，在替换实施例中，各种方法可以按照与所描述的不同顺序执行，并且可以添加、略去或组合各个步骤。此外，关于某些实施例描述的特征可在各种其他实施例中加以组合。实施例的不同方面和元件可按类似方式加以组合。而且，应当强调的是，技术演进并且因而许多元件在本质上是示例性的并且不应当被解释为限制本发明的范围。
[0099]在本描述中给出了具体细节以提供对实施例的透彻理解。但是，本领域普通技术人员将可理解，没有这些具体细节也可实践这些实施例。例如，公知的电路、过程、算法、结构和技术未以不必要的细节来示出以免湮没这些实施例。
[0100]而且，注意到，各实施例可以被描述为被描绘为流程图或框图的过程。尽管每个实施例可能会把诸操作描述为顺序过程，但是这些操作中有许多能够并行或并发地执行。此夕卜，这些操作的次序可以重新安排。过程可具有附图中不包括的附加步骤。
[0101]此外，如此处所公开的，术语“存储器”或“存储器单元”可以表示用于存储数据的一个或多个设备，包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、核存储器、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备、或用于存储信息的其他计算机可读介质。术语“计算机可读介质”包括但不限于，便携式或固定存储设备、光存储设备、无线信道、sim卡、其他智能卡、以及能够存储、保存或承载指令或数据的各种其他介质。
[0102]此外，诸实施例可以由硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或其任何组合来实现。当在软件、固件、中间件或微代码中实现时，执行必要任务的程序代码或代码段可被存储在计算机可读介质(诸如存储介质)中。处理器可执行这些必要任务。
[0103]已经描述了若干实施例，本领域技术人员将认识到，可以使用各种修改、替换构造和等价物而不背离本发明的精神。例如，以上元件可以仅仅是较大系统的组件，其中其他规则可优先于或以其他方式修改本发明的应用。另外，在考虑上述元素之前、期间或之后可采取数个步骤。相应地，不应当将以上描述视为对本发明的范围的限制。
【权利要求】
1.一种移动设备，包括: 由至少第一散热表面限定的空气通道； 至少部分地置于所述空气通道内的平面元件；以及 压电致动器，被配置成使所述平面元件振荡以致使空气在所述空气通道内移动。
2.如权利要求1所述的移动设备，其特征在于，所述压电致动器和所述平面元件包括压电双晶片致动器。
3.如权利要求1所述的移动设备，其特征在于，所述移动设备进一步包括: 第一半导体封装，其具有包括第一散热表面的上表面；以及 第二半导体封装，其具有包括所述空气通道的第二散热表面的下表面，所述第二半导体封装处于具有所述第一半导体封装的层叠封装(PoP)配置中。
4.如权利要求3所述的移动设备，其特征在于，所述空气通道进一步包括: 在所述移动设备的外壳上的空气入口端口 ；以及 在所述移动设备的外壳上的空气出口端口。
5.如权利要求1所述的移动设备，其特征在于，进一步包括: 所述空气通道的空气出口，其中所述平面元件被配置成扇动空气远离所述空气通道的空气出口处的第一散热表面。
6.如权利要求5所述的移动设备，其特征在于，进一步包括: 具有上表面和下表面的空气入口，所述上表面和下表面基本与所述平面元件共面且在所述空气通道中毗邻所述平面元件的横向边缘的一侧处与所述空气通道联结。
7.如权利要求1所述的移动设备，其特征在于，所述平面元件进一步包括耦合至所述压电致动器的第一端以及第二弓形自由端。
8.如权利要求1所述的移动设备，其特征在于，所述平面元件在第一端处耦合至所述压电致动器，并且所述压电致动器的致动引起所述平面元件中从所述平面元件的第一端行进至第二远侧端的横向波。
9.如权利要求8所述的移动设备，其特征在于，所述压电致动器包括压电双晶片，所述压电双晶片的第一端固定地附连至所述移动设备，而所述压电双晶片的第二端耦合至所述平面元件的所述第一端。
10.如权利要求8所述的移动设备，其特征在于，进一步包括耦合至所述平面元件的第二端的弹簧元件，所述弹簧元件有弹性地使所述平面元件的第二端附连至所述移动设备。
11.如权利要求8所述的移动设备，其特征在于，进一步包括耦合至所述平面元件的第二端的重物。
12.如权利要求8所述的移动设备，其特征在于，所述平面元件的第二端固定地附连至所述移动设备。
13.如权利要求8所述的移动设备，其特征在于，所述平面元件的第二端旋转式地附连至所述移动设备。
14.如权利要求1所述的移动设备，其特征在于，所述压电致动器包括压电双晶片致动器，所述压电双晶片致动器的中央部分固定于所述移动设备，并且所述压电双晶片致动器的端头部分在所述压电双晶片致动器致动时自由移动。
15.如权利要求1所述的移动设备，其特征在于，所述压电致动器包括: 端到端地耦合以形成带的多个压电双晶片区段，其中所述带的第一端和所述带的第二远侧端耦合至所述移动设备。
16.如权利要求15所述的移动设备，其特征在于，所述多个压电双晶片区段用多个基本上为正弦的驱动波形来驱动。
17.如权利要求1所述的移动设备，其特征在于，进一步包括: 温度传感器；以及 耦合至所述温度传感器和所述压电致动器的温度控制器，其中所述温度控制器基于所述温度传感器的测得温度以及温度阈值来控制所述压电致动器以使所述平面元件振荡。
18.如权利要求17所述的移动设备，其特征在于，所述温度控制器基于测得温度来改变对所述压电致动器的驱动信号的幅值。
19.如权利要求1所述的移动设备，其特征在于，所述空气通道包括: 具有第一尺寸的第一部分；以及 从所述第一尺寸向所述空气通道的出口端口处的第二较大尺寸锥形化的第二部分。
20.如权利要求1所述的移动设备，其特征在于，所述空气通道包括: 具有第一尺寸的第一部分；以及 在所述第一尺寸和所述空气通道的出口端口处的第二较大尺寸之间弓形化的第二部分，所述第二部分的形状基本匹配所述平面元件在振荡时的范围。
21.—种用于冷却移动设备的方法,所述方法包括: 在所述移动设备内设置由至少第一散热表面限定的空气通道； 将平面元件至少部分地设置于所述空气通道内；以及 将压电致动器耦合至所述平面元件；以及 控制所述压电致动器以使所述平面元件振荡以致使空气在所述空气通道内移动。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，进一步包括: 测量所述移动设备的温度；以及 基于测得温度来控制所述压电致动器。
23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述压电致动器耦合至所述平面元件的第一端，并且控制所述压电致动器包括控制所述压电致动器以在所述平面元件中建立从所述平面元件的第一端行进至所述平面元件的第二远侧端的横向波。
24.一种用于冷却移动设备的方法，所述方法包括: 接收温度信息，所述温度信息指示所述移动设备内的温度； 将所述温度信息对照温度阈值作比较；以及 响应于所述比较来控制压电致动器以使平面元件振荡以致使空气在所述移动设备内移动。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述压电致动器包括压电双晶片致动器。
26.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述压电致动器和所述平面元件包括压电双晶片致动器。
27.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述温度信息指示所述移动设备的处理器的温度。
28.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述温度信息指示所述移动设备内的空气通道的温度。
29.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述控制包括基于所述温度信息对照所述温度阈值的比较来控制对所述压电致动器的驱动电压的幅值。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述温度阈值包括多个温度阈值，并且所述比较包括基于所述多个温度阈值来确定所述压电致动器的控制设定点。
31.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述平面元件在第一端处耦合至所述压电致动器，并且对所述压电致动器的控制包括生成在所述平面元件中从所述平面元件的第一端行进至第二远侧端的横向波。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述压电致动器包括压电双晶片，所述压电双晶片的第一端固定地附连至所述移动设备，而所述压电双晶片的第二端耦合至所述平面元件的第一端。
33.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述平面元件的第二端耦合至弹簧元件，所述弹簧元件有弹性地将所述平面元件的第二端附连至所述移动设备。
34.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述平面元件的第二端耦合至一重物。
35.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述平面元件的第二端固定地附连至所述移动设备。
36.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述平面元件的第二端旋转式地附连至所述移动设备。
37.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述压电致动器包括压电双晶片致动器，所述压电双晶片致动器的中央部分固定于所述移动设备，并且所述压电双晶片致动器的端头部分在所述压电双晶片致动器致动时自由移动。
38.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述压电致动器包括: 端到端地耦合以形成带的多个压电双晶片区段，其中所述带的第一端和所述带的第二远侧端耦合至所述移动设备。
39.如权利要求38所述的方法，其特征在于，所述控制包括: 用多个驱动波形来驱动所述多个压电双晶片区段，其中每一驱动波形包括与用于联结压电双晶片区段的驱动波形具有相移的交流电压波形。
40.—种移动设备,包括: 用于接收温度信息的装置，所述温度信息指示所述移动设备内的温度； 用于将所述温度信息对照温度阈值作比较的装置；以及 用于响应于所述比较来控制压电致动器以使平面元件振荡以致使空气在所述移动设备内移动的装置。
41.一种移动设备,包括: 至少一个处理器，其被配置成: 接收温度信息，所述温度信息指示所述移动设备内的温度； 将所述温度信息对照温度阈值作比较；以及 响应于所述比较来控制压电致动器以使平面元件振荡以致使空气在所述移动设备内移动。
【文档编号】H05K7/20GK104272481SQ201380024167
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年5月9日 优先权日:2012年5月9日
【发明者】Q·李, J·J·安德森 申请人:高通股份有限公司