[发明专利]装配有隔热层的电子设备

说明书

技术领域

本文提供装配有隔热层的电子设备。

背景技术

随着微电子电路继续在尺寸上的缩小，并且电路的能力在功能性方面的继续增强，使用时由电路产生的热量对制造商和终端用户来说变得越来越成问题。换言之，所产生的热量水平与半导体封装件的性能相关，其中，更加高度地执行，设备会产生更高等级的热量。例如，在消费电子设备内电路板上装配的半导体封装件，例如在中央和图形处理单元、芯片组、电池和稳压器中发现的那些半导体封装件，产生的全部热量作为操作的正常副产物。半导体封装件产生需要被管理的热量，从而增加封装件的寿命，最小化设计限制并提高封装件的性能，以及由此提高消费电子设备的寿命和性能。

热管理材料是众所周知的，用于驱散由电路产生的热量，且放置在电子设备内的重要位置处的风扇也从电路或热模块带走热量。多余的热量从半导体封装件转移到热沉或具有热界面材料(“TIM”)的热模块，所述热界面材料通常位于半导体封装件与热沉或热模块之间。

然而，用以管理所产生热量的这些策略已经引起新的问题，因为热空气被引导离开半导体封装件的当前环境，而朝向设备的外壳的内部。

更具体而言，在常规的膝上型或笔记本计算机中(在图2中示出)，存在外壳，在该外壳下面的是键盘下方的部件(在图3中示出)。该组件包括热沉、热管(位于CPU芯片上)、风扇、用于PCMIA卡的槽、硬盘驱动器、电池以及用于DVD驱动器的托架。硬盘驱动器被设置在左侧掌托下方，而电池被设置在右侧掌托下方。通常，硬盘在高温工作，导致不舒服的掌托触摸温度，尽管使用冷却部件来驱散该热量。当使用设备时，由于在设备外部的某些部分达到的高温，可能会导致终端用户消费者不适。

一种降低由掌托位置处的终端用户察觉到的使用高温的解决方案例如是使用设置在重要位置处的天然石墨散热器。这些散热器据报道在提供隔热时通过材料的厚度均匀地分布热量。一种这样的石墨材料可从俄亥俄州克利夫兰的GrafTech公司在市场上获得为SpreaderShield^TM。【参见M.Smalc等，“天然石墨散热器的热性能(Thermal Performance Of Natural Graphite Heat Spreaders)”，Proc.IPACK2005，Interpack2005-73073(2005年7月)；也参见美国专利No.6482520。】

期望另一种有利的解决方案，因为在市场中有不断增长的管理由电子设备中使用的这种半导体封装件所产生热量，以使得终端用户消费者并不会由于使用它们时产生的热量而感到不适的方式的需求。和这种需要保持平衡的是认识到半导体芯片设计者将继续减少半导体芯片与半导体封装件的尺寸和几何形状，但是增加其容量，以便使得电子设备对于消费者具有吸引力，但这样做使得半导体芯片及半导体封装件继续在升高的温度条件下工作。因此，用可替换的技术来满足该不断增长的、未满足的需求以鼓励更强大的消费电子设备的设计和开发将是有利的，所述更强大的消费电子设备在操作中不烫手。

直到现在，这种需求还未得到满足。

发明内容

本文提供一种消费电子制品，包括：

外壳，所述外壳包括具有内表面和外表面的至少一个衬底；

隔热元件的层，所述隔热元件的层设置在所述至少一个衬底的所述内表面的至少一部分上；以及

至少一个半导体封装件，所述至少一个半导体封装件包括组件，所述组件包括以下两组中的至少一组：

I.

半导体芯片；

散热器；以及

位于所述半导体芯片与所述散热器之间的热界面材料，或者

II.

散热器；

热沉；以及

位于所述散热器与所述热沉之间的热界面材料。(也被称为TIM2应用)

此外，本文提供一种制造这种消费电子设备的方法。

附图说明

图1描绘了电路板的剖视图，在该电路板上设置有多个半导体封装件和电路，以及在封装件本身的组件中和板上封装件的组件中通常使用的电子材料。附图标记1-18是指在半导体和印刷电路板的封装和装配中使用的一些电子材料。

图2描绘了处于打开位置的膝上型个人电脑。

图3描绘了在键盘和其掌托下方的膝上型个人电脑的内容的顶视图。

图4描绘了电子设备的总体示意图。

具体实施方式