具有流体流动通道的印刷电路板的制作方法
【专利说明】具有流体流动通道的印刷电路板
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年12月10日提交的、标题为“Printed Circuit Board withAir Flow Channels”的、序列号为61/914，243的美国临时专利申请的权益，该美国临时专利申请的全部内容通过引用合并到本文中。
[0003]关于联邦资助研宄或发展的声明
[0004]不适用。
技术领域
[0005]本公开内容总体上涉及电子电路板，并且更特别地涉及位于这样的电子电路板上的电子部件的温度调节。
【背景技术】
[0006]通常通过采用某种方式(例如，单或双叠置连接器布置)将一个或更多个有源部件(例如电子部件)彼此靠近地布置在印刷电路板(PCB)的表面上来实现冷却该PCB上的大量电子模块。然后空气试图在部件上方左右和/或前后流动以保持适当的操作温度。位于该布置的外边缘处的部件趋于使更大的表面面积暴露于空气流，使得该部件的温度与位于该布置的中间附近的部件的温度相比被更高效地调节。因此，设置在PCB上这样布置中的部件的温度通常存在高水平可变性。
【附图说明】
[0007]针对本发明的优选实施方式的详细描述，现在将参照附图，在该附图中:
[0008]图1示出了常规电子系统的示意性侧断面视图；
[0009]图2示出了根据本文中公开的原理的电子系统的示意性侧断面视图；
[0010]图3示出了图2的系统的示意性俯视图；
[0011]图4示出了根据本文中公开的原理的电子系统的示意性俯视图；
[0012]图5示出了根据本文中公开的原理的电子系统的示意性俯视图；
[0013]图6为根据本文中公开的原理的电子系统的示意性侧断面视图；
[0014]图7为图6的系统的一个电磁干扰笼和电子部件的不意性透视图；以及
[0015]图8为根据本文中公开的原理的电子系统的示意性侧断面视图。
【具体实施方式】
[0016]以下论述指向各种示例性实施方式。然而，本领域内技术人员将理解的是，本文中公开的示例具有广泛应用，并且对任意实施方式的论述仅意味着为该实施方式的示例而不意在建议包括权利要求的本公开内容范围限于该实施方式。贯穿以下描述和权力要求使用一定的术语来引用特别的特征或部件。如本领域内技术人员将理解的，不同的人可以通过不同的名称来引用相同的特征或部件。此文献不意于在名称而非功能上不同的部件或特征之间进行区分。附图未必按比例。本文中一定的特征和部件可以按比例或采用略微示意性形式来放大示出，而为了清楚且简明可以不示出常规元件的一些细节。
[0017]在以下论述中并且在权利要求中，术语“包括”和“包含”采用开放方式来使用，并且从而应当解释为意味着“包括但不限于…”。而且，术语“耦接”或其变形意在意味着间接连接或直接连接。从而，如果第一设备耦接至第二设备，则该连接可以通过直接连接或者可以通过经由其他的设备、部件和连接的间接连接。另外，如本文中所使用的，术语“轴向的”和“轴向地”一般意味着沿着或平行于中心轴(例如，本体或端口的中心轴)，而术语“径向的”和“径向地” 一般意味着垂直于中心轴。例如，轴向距离指的是沿着或平行于中心轴测量的距离，而径向距离意味着垂直于中心轴测量的距离。
[0018]如先前所描述的，电子部件通常彼此靠近地布置在PCB的表面上，使得设置在该布置的外边缘处的部件与设置在该布置的内部之内的部件相比具有暴露于跨该PCB流动的空气的更大表面面积。因此，针对这些更内部的部件的操作温度在操作期间趋于相对较高。例如，现在参照图1，其中示出了常规电子系统10。电子系统10包括基板20和设置在基板20上的多个电子模块或部件50。在此实施方式中，基板20包括PCB并且包括第一表面或上表面20a、和与该上表面20a相对的第二表面或下表面20b。
[0019]电子部件50中的每个电子部件包括第一表面或顶表面50a、与该顶表面50a相对的底表面50b、和在该顶表面50a与该底表面50b之间延伸的多个侧表面50c。另外，电子部件50中的每个电子部件沿着基板20的上表面20a彼此靠近地布置，使得每个电子部件50的底表面50b (至少部分地)接合或抵接基板20的上表面20a。
[0020]在操作期间，电子部件50生成热能。为了在操作期间调节部件50的温度，使冷却流体30在基板20的表面20a和/或表面20b上方流动或将冷却流体30强加(force)在基板20的表面20a和/或表面20b上方，以通过流体30与所暴露的表面(例如，表面50a、50c)的接触来促使对部件50的对流冷却。然而，由于部件50沿着基板20的上表面20a的靠近性，而朝向该布置的中心设置的部件50 (例如，部件50’ )在与沿着该布置的边缘设置的部件50 (例如，部件50”)相比时具有暴露于流体30的显著减小的表面面积。因此，在系统10的操作期间，部件50’与部件50”相比趋于具有较高的平均温度。在一些情形下，部件50’由于该提高的平均操作温度而会具有较短的工作寿命。另外，部件50’、50”之间的该温度差异在一些实例中可能限制安装在基板20上的部件50的总数目。
[0021]本文所公开的实施方式包括通过如下方式来解决该问题的电子系统:该电子系统具有包括延伸通过其中的一个或更多个流体流动通道的基板，使得一个或更多个电子部件(例如部件50)可以位于流体流动通道上方、以使得在操作期间部件的较大量表面面积暴露于跨越基板流动的流体，从而提高这样的部件的热传递特性。
[0022]现在参照图2和图3，其中示出了根据本文所公开的原理的电子系统100。系统100包括基板120和多个电子模块或部件50。电子部件50可以包括用于与电子设备或系统一起使用的任何合适的电子部件。例如，电子部件50可以包括电容器、电阻器、传感器、开关、光学部件或其一些组合。特别地，在该实施方式中，部件50均包括光学模块。
[0023]另外，基板120可以包括适用安装电子部件的任何基板。在一些实施方式中，基板120包括PCB。特别地，基板120包括第一表面或上表面120a、与上表面120a相对的第二表面或下表面120b以及沿基板120的整个外周界在表面120a、120b之间延伸的侧边缘120c。
[0024]仍然参照图2和图3，基板120还包括在表面120a、120b之间延伸的多个通道或孔径140。如下面将更加详细描述的，在操作期间，通道140允许流体(例如流体30)通过其流过以便提高设置在基板120上的电子部件(例如部件50)的热传递特性，并且因此，通道140在下文中被称为“流体流动通道”140。如在图3中最佳示出的，在该实施方式中，通道140被布置成沿基板120彼此基本上平行；然而，应当理解的是，在其他实施方式中，通道140中的一个或更多个不沿基板120彼此平行，但仍符合本文所公开的原理。
[0025]另外，如在图3中最佳示出的，在该实施方式中，当在横截面中沿表面120a、120b中之一正交的方向观察时流体流动通道140在形状上通常为矩形；然而，应当理解的是，通道140可以包括任意数目的合适形状、但仍符合本文所公开的原理。例如，在一些实施方式中，通道140可以为方形、圆形、多边形、六角形、八角形、三角形、锯齿形或其一些组合。简要地参照图4，根据本文所公开的原理的电子系统100’的一个特定实施方式在基板120内包括通道140’，该通道140’除了被形成为细长的椭圆形之外与系统100的通道140基本上相同。如以下更加详细描述的，在一些实施方式中，通道140(或通道140’)的尺寸和形状被选择成与相应的电子部件50的底部表面50b相对应。
[0026]再次参照图3，在该实施方式中，通道140基本上被设置在基板120的内周界内，使得每个通道140基本上与侧边缘120c分开或远离。然而，应当理解的是，在其他实施方式中，通道140中的一个或更多个可以基本上沿基板120的侧边缘120c进行设置。例如，简要地参照图5的实施方式，系统100”除了其中通道140中的每一个沿基板120的侧边缘120c进行设置使得通道140形成侧边缘120c的一部分之外与图2和图3的系统100基本上相同。
[0027]再次参照图2和图3，电子部件50中的每个电子部件50均安装在基板120的上表面120a上，使得每个电子部件50的底表面50b设置在流体流动通道140上方。另外，在该实施方式中，部件50中的每个部件50通过电连接器60电耦接至基板120 (或者设置在基板120内的导电体)。然而，应当理解的是，部件50可以通过任何合适的连接(例如，无线、有线和/或光学连接)电连接至基板120和/或另一电子部件(未示出)。在一些实施方式中，通道140的尺寸和形状被选择成使得电子部件的底部表面50b的基本上全部或大部分通过通道140沿基板的下表面120b暴露。例如，在一些实施方式中，每个电子部件50的底表面50b的至少50%通过相应的通道140暴露，而在其他实施方式中，每个部件50的底表面50b的至少80%通过相应通道140暴露。然而，在一些实施方式中，通道140的尺寸和形状被选择成使得每个电子部件50的底部表面50b的仅相对小部分沿基本120的下表面120b暴露，但仍符合本文所公开的原理。此外，在一些实施方式中，流体流动通道140的形状与相应部件50的底表面50b的形状基本上匹配或基本上相似。
[0028]在操作期间，部件50通过连接器60 (或通过先前所述的任何合适的连接)接收和/或发射的电子信号，并且因此产生过量的热能。作为结果，流体30在基板120的下表面