公開了與印刷電路板(PCB)組件相關(guān)的實施例。更特別地,公開了與具有安裝在PCB上的數(shù)個電子部件的PCB組件相關(guān)的實施例。
背景技術(shù):
電子裝置,諸如計算機和/或移動裝置,可以包括印刷電路板(PCB)組件,PCB組件具有安裝在PCB上的電子部件,諸如集成電路和電容器。電子部件可以通過具有通孔和跡線的印刷電路電連接。當在通過印刷電路遞送的驅(qū)動電信號中出現(xiàn)電壓紋波時,電子部件可能變形。此外,電子部件的變形可以將變形負荷傳送到PCB,這可能使得PCB振動。這樣的振動可能導致從PCB組件的PCB和電子器件輻射可聽聲學噪聲。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
印刷電路板(PCB)組件可以包括包圍安裝在PCB上的電子部件的防水層。防水層可以用以保護電子部件不受潮。然而,防水層通常是通過使用剛性環(huán)氧樹脂而被包覆成型(overmold)的,所以盡管它可以阻止水分進入電子部件,但是它實際上可能使來自PCB組件的聲學噪聲的輻射加劇。更特別地,電子部件可迫使剛性防水層隨同PCB一起振動,這可以導致聲學噪聲輻射增大。例如,實驗測試結(jié)果已經(jīng)表明,具有剛性防水層的PCB組件可以比沒有剛性防水層的PCB組件響10dBA。來自PCB組件的這個增大的聲學噪聲對于包括防水的PCB組件的電子裝置的用戶來說可能是不希望的。
在實施例中,PCB組件包括使電子組件防水的、而不會大幅增大來自PCB組件的聲學噪聲輻射的一個或多個機制。PCB組件可以包括具有彎曲模量的印刷電路板(PCB)、安裝在PCB上的數(shù)個電子部件以及阻尼(damping)層,阻尼層覆蓋電子部件,并且在電子部件周圍的數(shù)個位置處附連到PCB。阻尼層可以包括比PCB的彎曲模量低的彎曲模量。此外,PCB可以包括第一密度,阻尼層可以包括第二密度,以使得第一彎曲模量與第一密度的第一比率大于第二彎曲模量與第二密度的第二比率。因此,阻尼層可以以減小來自PCB組件的聲學噪聲輻射的方式修改PCB組件的振動特性。
在PCB組件的實施例中,包覆成型層覆蓋阻尼層,并且在阻尼層周圍的數(shù)個位置處附連到PCB。因此,包覆成型層可以被剛性地固定到PCB以夾住阻尼層并且約束阻尼層抵靠PCB。包覆成型層可以是包括比阻尼層的彎曲模量高的彎曲模量的防水層。此外,阻尼層可以包括比包覆成型層的阻尼損耗因子高的第一阻尼損耗因子。因此,包覆成型層可以阻止水分遷移到阻尼層中,并且阻尼層可以以減小來自PCB組件的聲學噪聲輻射的方式修改PCB組件的振動特性。
在實施例中,封裝的電容器被安裝在PCB組件的PCB上。更特別地,封裝層可以覆蓋電容器,并且被設置在阻尼層和PCB之間。也就是說,封裝層可以形成圍繞電容器的薄膜,并且另一個電容器也可以被對應的封裝層包圍,以使得阻尼層填充封裝的電容器之間的側(cè)隙。每個封裝層可以為它封裝的電容器提供防水保護,并且此外,封裝可以改進電容器和PCB之間的機械耦合。也就是說,封裝層可以包圍電容器的外圍,阻尼層可以圍繞該外圍包圍該封裝層。在實施例中,(一個或多個)封裝層包括比包覆成型層的彎曲模量低的彎曲模量。因此,(一個或多個)封裝層可以以減小來自PCB組件的聲學噪聲輻射的方式修改PCB組件的振動特性。
可以使用額外的部件來減小來自PCB組件的聲學噪聲輻射。例如,在實施例中,PCB組件包括安裝在PCB上的電容器、以及覆蓋該電容器并且在該電容器周圍的數(shù)個位置處附連到PCB的阻尼層。另外,PCB組件可以包括在電容器和PCB之間的插入器。例如,插入器可以包括電連接到電容器的上觸點、電連接到PCB的下觸點、以及與上觸點和下觸點電連接的通孔。通孔可以在側(cè)向上(lateral)偏離上觸點或下觸點中的一個或多個,因此,插入器在觸點之間可以更容易變形以吸收能量并且減少電容器和PCB之間的振動的傳送。
在實施例中,電容器包括垂直于PCB的法向中心線,并且與上觸點相比,法向中心線更接近下觸點。例如,插入器的通孔可以包括第一通孔段和第二通孔段,第一通孔段從插入器的頂面上的上觸點向下延伸,第二通孔段從插入器的底面上的下觸點向上延伸。觸點可以在側(cè)向上相互偏離,以使得第一通孔段在側(cè)向上偏離第二通孔段,并且第二通孔段更靠近法向中心線。
PCB組件的插入器可以包括在插入器的頂面和底面之間的、具有一個或多個界面表面的至少兩層。因此,第一通孔段可以從頂面延伸到界面表面,第二通孔段可以從底面延伸到該界面表面。在實施例中,跡線沿著該界面表面在第一通孔段和第二通孔段之間延伸以完成上觸點和下觸點之間的電路。
PCB組件可以包括反射耦合到PCB的電子部件所發(fā)射的聲波的聲學捕集器,從而阻止聲波朝向PCB傳播并且激勵PCB。聲學捕集器可以從通孔起沿著界面表面之一延伸以捕集預定波長的振動聲學。例如,聲學捕集器可以包括等于所述預定波長的四分之一的捕集長度,因此,聲學捕集器可以阻擋具有所述預定波長的聲波通過。
在實施例中,具有阻尼層和插入器的PCB組件還可以包括包覆成型層和/或封裝層。例如,包覆成型層可以覆蓋阻尼層,并且在阻尼層周圍的數(shù)個位置處附連到PCB。此外,封裝層可以覆蓋電容器,并且被設置在阻尼層和PCB之間。
提供了制作PCB組件的方法。在實施例中,所述方法包括:將數(shù)個電子部件安裝在印刷電路板(PCB)上,并且在電子部件上方沉積阻尼層。阻尼層可以是覆蓋電子部件的連續(xù)層,并且可以填充部件之間的側(cè)隙并且附連到PCB。因此,阻尼層可以改變PCB的振動特性,并且減小來自PCB組件的噪聲輻射。所述方法還可以包括在阻尼層上方沉積包覆成型層以使得包覆成型層在阻尼層周圍的數(shù)個位置處附連到PCB以約束阻尼層抵靠PCB。此外,所述方法可以包括在電子部件中的至少一個(例如,電容器)上方沉積封裝層。如上所述,數(shù)個電子部件可以被對應的封裝層封裝,以使得阻尼層填充封裝的電子部件之間的側(cè)隙。
在實施例中,在PCB上安裝電容器包括將電容器安裝在插入器上以使得插入器的上觸點電連接到電容器。插入器也可以被安裝在PCB上,以使得插入器的下觸點電連接到PCB。此外,插入器的上觸點和下觸點可以通過通孔電連接,該通孔具有在插入器的不同層之間的一個或多個通孔段。因此,通孔段中的至少一個可以在側(cè)向上偏離上觸點或下觸點中的一個或多個以降低電容器的端子下面的剛度,因此,減少從電容器到PCB的刺激性振動的傳送。
在實施例中,提供了一種被涂布環(huán)氧樹脂的電容器。所述被涂布環(huán)氧樹脂的電容器可以被安裝在PCB上,和/或可以被合并在PCB組件中。例如,所述被涂布環(huán)氧樹脂的電容器可以被直接安裝在PCB上,或者它可以被安裝在電連接到PCB的插入器上。在實施例中,所述電容器包括具有頂表面和外圍的電容器體部。外圍可以包括第一高度,涂層可以覆蓋外圍的一部分和頂表面。例如,涂層可以包括覆蓋外圍的具有比第一高度小的第二高度的一部分的環(huán)氧樹脂。舉例來說,第二高度可以在第一高度的0.8和0.99之間。在實施例中,環(huán)氧樹脂是低模量環(huán)氧樹脂。例如,環(huán)氧樹脂可以包括小于1.0GPa和/或小于0.5GPa(例如,0.2和0.5GPa之間)的模量。因此,低模量環(huán)氧樹脂涂層可以抑制來自電容器的刺激性振動。
以上總結(jié)不包括本發(fā)明的所有方面的詳盡列表。設想本發(fā)明包括可以從以上總結(jié)的各個方面以及在下面的具體實施方式公開的并且在與本申請一起提交的權(quán)利要求書中特別指出的那些方面的所有合適的組合實施的所有系統(tǒng)和方法。這樣的組合具有在以上總結(jié)中沒有明確記載的特別的優(yōu)點。
附圖說明
圖1是根據(jù)實施例的電子裝置的圖示視圖。
圖2是根據(jù)實施例的電子裝置的示意圖。
圖3是根據(jù)實施例的具有印刷電路板(PCB)組件的電子裝置的沿圖1的線A-A截取的截面圖。
圖4是根據(jù)實施例的具有覆蓋PCB的擋板(baffle)的PCB組件的頂視圖。
圖5是根據(jù)實施例的具有覆蓋PCB的擋板的PCB組件的頂視圖。
圖6是根據(jù)實施例的具有覆蓋數(shù)個電子部件的阻尼層的PCB組件的沿圖3的線B-B截取的截面圖。
圖7是根據(jù)實施例的具有覆蓋數(shù)個電子部件的阻尼層以及包覆成型層的PCB組件的沿圖3的線B-B截取的截面圖。
圖8是根據(jù)實施例的具有覆蓋數(shù)個電子部件(包括至少一個封裝的電容器)的阻尼層以及包覆成型層的PCB組件的沿圖3的線B-B截取的截面圖。
圖9是根據(jù)實施例的具有覆蓋數(shù)個電子部件(包括安裝在插入器上的至少一個封裝的電容器)的阻尼層的PCB組件的沿圖3的線B-B截取的截面圖。
圖10是根據(jù)實施例的插入器的透視圖。
圖11是根據(jù)實施例的具有在側(cè)向上偏離電觸點的通孔段的插入器的截面圖。
圖12是根據(jù)實施例的具有通孔段和在側(cè)向上偏離其他電觸點的電觸點的插入器的截面圖。
圖13是根據(jù)實施例的具有居中安置的電觸點的插入器的頂視圖。
圖14是根據(jù)實施例的具有聲學捕集器的插入器的截面圖。
圖15是根據(jù)實施例的具有聲學捕集器的插入器的沿圖14的線C-C截取的截面圖。
圖16是根據(jù)實施例的制作具有覆蓋PCB的擋板的PCB組件的方法的流程圖。
圖17是根據(jù)實施例的被涂布環(huán)氧樹脂的電容器的透視圖。
圖18是根據(jù)實施例的被涂布環(huán)氧樹脂的電容器的沿圖17的線D-D截取的截面圖。
具體實施方式
實施例描述了如下的印刷電路板(PCB)組件,其具有使電子組件防水、而不會大幅增大來自PCB組件的聲學噪聲輻射的一個或多個機制,該印刷電路板組件特別是用在電子裝置應用中。一些實施例是具體關(guān)于在移動裝置(諸如移動電話)內(nèi)的集成進行描述的。然而,實施例并不因此受限,并且某些實施例也可以適用于其他用途。例如,如下所述的PCB組件可以被合并到其他裝置和設備中,僅舉出幾個可能的應用,包括臺式計算機、膝上型計算機或機動車。
在各種實施例中,參照附圖進行描述。然而,某些實施例可以在沒有這些特定細節(jié)中的一個或多個的情況下實施,或者與其他已知方法和配置組合實施。在以下描述中,闡述了許多特定細節(jié),諸如特定配置、尺寸和處理,以便提供實施例的透徹理解。在其他情況下,沒有對公知的處理和制造技術(shù)進行特別詳細的描述,以便不會不必要地使描述模糊。整個本說明書中對“一個實施例”、“實施例”等的論述意味著所描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)、配置或特性被包括在至少一個實施例中。因此,短語“一個實施例”、“實施例”等在整個本說明書中的各個地方的出現(xiàn)不一定指的是同一個實施例。此外,特定的特征、結(jié)構(gòu)、配置或特性可以被以任何合適的方式組合在一個或多個實施例中。
相對術(shù)語在整個描述中的使用,諸如“向上”和“向下”,可以表示相對位置或方向。例如,電連接可以被描述為從頂表面“向下”延伸,“向上”可以與向下方向相反。盡管如此,這樣的術(shù)語并非意圖使PCB組件的使用限于在下面各種實施例中描述的特定配置。例如,PCB組件可以相對于外部環(huán)境被定向在任何方向上,包括使得支撐電子部件的PCB表面相對于地面面向上、面向下、面向側(cè)面、等等。
存在數(shù)種減小來自PCB組件的聲學噪聲輻射的方式。例如,可以使用更安靜的電容器,諸如不均勻介電層電容器或虛擬層電容器。下面描述在不直接改變安裝在PCB組件的PCB上的電子部件的情況下減小噪聲輻射的數(shù)種方式。
在一個方面,電子裝置包括如下PCB組件,該PCB組件具有安裝在PCB上的數(shù)個電子部件以及覆蓋電子部件的擋板。擋板包括具有防水和/或降噪特性的一個或多個層。例如,阻尼層可以覆蓋電子部件以阻止水分進入電子部件中。此外,阻尼層可以具有比PCB的彎曲模量低的彎曲模量,以使得PCB組件的彎曲波速度下降并且聲學噪聲輻射減小。
參照圖1,示出了根據(jù)實施例的電子裝置的圖示視圖。電子裝置100可以是智能電話裝置??商娲?,它可以是任何其他的便攜式或固定裝置或設備,諸如膝上型計算機或平板計算機。電子裝置100可以包括允許用戶使用特征的各種能力,所述特征涉及例如呼叫、語音郵件、音樂、電子郵件、互聯(lián)網(wǎng)瀏覽、日程安排或照片。電子裝置100還可以包括有助于這樣的能力的硬件。例如,殼體102可以包含在呼叫期間拾取語音的麥克風104以及在呼叫期間將遠端語音遞送給近端用戶的音頻揚聲器106(例如,微型揚聲器)。音頻揚聲器106還可以發(fā)出與在電子裝置100上運行的音樂播放器應用播放的音樂文件相關(guān)聯(lián)的聲音。顯示器108可以向用戶呈現(xiàn)允許用戶與電子裝置100和在電子裝置100上運行的應用進行交互的圖形用戶界面。其他常規(guī)特征未被示出,但是當然可以被包括在電子裝置100中。
參照圖2,示出了根據(jù)實施例的電子裝置的示意圖。如上所述,電子裝置100可以是具有適合于特定功能的電路的數(shù)種便攜式或固定裝置或設備中的一個。因此,用圖表示的電路是以舉例的方式、而非限制的方式提供的。電子裝置100可以包括具有安裝在PCB上的數(shù)個集成電路和其他電子部件的PCB組件(未示出)。例如,一個或多個處理器202可以被安裝在PCB上以執(zhí)行實現(xiàn)上述不同功能和能力的指令。電子裝置100的(一個或多個)處理器202執(zhí)行的指令可以從本地存儲器204檢索,并且可以是具有裝置驅(qū)動器的操作系統(tǒng)程序以及在操作系統(tǒng)的頂部運行的一個或多個應用程序的形式。這些指令可以使電子裝置100執(zhí)行以上介紹的不同功能,例如,電話和/或音樂回放功能。為了執(zhí)行這樣的功能,(一個或多個)處理器202可以直接地或間接地實現(xiàn)控制回路,并且將驅(qū)動信號提供給其他電子部件,諸如一個或多個表面貼裝電容器(未示出)。這些驅(qū)動信號中的電壓紋波可以導致電容器變形以及伴隨的來自PCB的聲學噪聲輻射。
參照圖3,示出了根據(jù)實施例的具有PCB組件的電子裝置的沿圖1的線A-A截取的截面圖。電子裝置100可以包括夾持外部電子部件(諸如顯示器108、揚聲器106和麥克風104)的外殼,該外殼還可以包圍內(nèi)部裝置部件,諸如PCB組件302。更特別地,由相同或不同類型的材料(例如,塑料、陶瓷、玻璃或金屬)制成的殼體部件可以機械地耦合以形成包圍內(nèi)部空間的殼體120。PCB組件302可以被裝入內(nèi)部空間中。例如,PCB組件302可以被安裝在殼體102的背面上以使組件穩(wěn)定,殼體102的前面板可以覆蓋PCB組件302。
在實施例中,PCB組件302包括支撐數(shù)個電子部件306(諸如電容器308和處理器202)的PCB 304。PCB 304包括支撐一個或多個導電片(例如,銅片)的非導電基板的一個或多個層。導電片可以被構(gòu)圖以形成具有電連接電子部件306(諸如處理器202和電容器308)的導電跡線、導電焊盤、導電通孔以及其他導電互連的印刷電路。因此,電子部件306可以被安裝在PCB 304上,并且被印刷電路電連接以形成印刷電路組件。
PCB組件302的印刷電路組件可以至少部分被擋板310覆蓋。擋板310可以偏轉(zhuǎn)、檢查或調(diào)節(jié)PCB 304與殼體102內(nèi)的內(nèi)部空間之間的流體或聲音的通道。更特別地,擋板310可以覆蓋印刷電路組件的至少一部分,包括該部分內(nèi)的兩個或更多個電子部件306。擋板310可以圍繞被覆蓋的電子部件306覆蓋并附連到PCB 304以阻止水分進入覆蓋的PCB部分以及阻止聲音從覆蓋的PCB部分外出。
參照圖4,示出了根據(jù)實施例的具有覆蓋PCB的擋板的PCB組件的頂視圖。PCB組件302可以包括部分被擋板310覆蓋的印刷電路組件。例如,PCB 304可以在外邊緣、即圍繞PCB 304的頂表面包括PCB周界402,在該外邊緣處,PCB 302的頂表面與PCB 304的側(cè)面相交。印刷電路組件的各種電子部件306可以被安裝在PCB 304的頂表面上,因此,可以駐留在PCB周界402的側(cè)向內(nèi)部。例如,在實施例中,處理器202、電容器308以及一個或多個其他的電子部件306(例如,二極管、晶體管、集成電路或光電子器件)被安裝在頂表面上。在實施例中,兩個或更多個電容器308形成安裝在PCB 304上的電子部件306的子集。電容器308可以是當被具有電壓紋波的電信號驅(qū)動時變形的表面貼裝陶瓷電容器。例如,陶瓷電容器可以是類I或類II多層樣式(MLCC)陶瓷電容器。電子部件306(包括電容器308)中的每個可以例如通過高溫焊料連接經(jīng)由焊接結(jié)合機械耦合到PCB304,以將電子部件306的端子與PCB 304的頂表面上的相應的導電焊盤電連接。
擋板310可以覆蓋數(shù)個電子部件306。擋板310可以沉積在印刷電路組件之上,以使得擋板周界404限定擋板310沿著PCB 304的頂表面在側(cè)向方向上的外部界限。此外,擋板周界404可以順著沿著頂表面的、圍繞兩個或更多個電子部件306(例如,數(shù)個電容器308)的路徑。因此,擋板310可以不僅覆蓋電容器308,而且還覆蓋PCB 304在擋板周界404限定的區(qū)域內(nèi)的頂表面。相比之下,擋板周界404可以在PCB周界402的側(cè)向內(nèi)部,因此,其他電子部件306(諸如圖4中所示的處理器202)可以駐留在擋板310的側(cè)向外部,并且在殼體102的內(nèi)部空間內(nèi)不被保護防潮。
參照圖5,示出了根據(jù)實施例的具有覆蓋PCB的擋板的PCB組件的頂視圖。在實施例中,PCB組件302可以包括覆蓋整個PCB 304的擋板310。例如,擋板310可以在PCB 304的整個頂表面上方并且跨PCB 304的限定PCB周界402的側(cè)面中的一個或多個延伸。除了覆蓋側(cè)面中的一個或多個,擋板310可以環(huán)繞PCB 304的底表面的至少一部分,并且在后表面的一些或全部上方延伸。因此,擋板310可以覆蓋PCB 304的整個頂表面、PCB 304的整個頂表面和一個或多個側(cè)面,和/或可以封裝整個PCB 304。擋板310還可以覆蓋安裝在PCB304的被覆蓋部分(頂部或背部)上的電子部件306。如圖5中所示,當擋板310覆蓋印刷電路組件的整個頂表面時,擋板周界404可以側(cè)向延伸到PCB周界402外部。因此,擋板310可以阻止水分進入PCB304的整個頂表面或者阻止聲音從PCB 304的整個頂表面外出。
擋板310可以被以許多方式構(gòu)造為使PCB組件302防水和/或減小來自PCB組件302的聲學噪聲輻射。下面呈現(xiàn)了將擋板310描述為包括特別適合于這些功能的材料的一層或多層的幾個實施例。例如,擋板310的層不僅可以直接阻止來自振動的電子部件306的聲音通過,而且還可以增大電子部件306和PCB 304之間的耦合以減小總體板振動,這具有降噪效果。此外,擋板310可以改變PCB組件302的主體(即,復合)振動特性,這也可以具有降噪效果。因此,以下描述的理解可以導致?lián)醢?10的其他實施例,這些實施例具有所描述的層的替代布置以在減小來自PCB組件302的聲學噪聲輻射的同時保護PCB組件302的印刷電路組件防潮。
參照圖6,示出了根據(jù)實施例的具有覆蓋數(shù)個電子部件的阻尼層的PCB組件的沿圖3的線B-B截取的截面圖。在實施例中,PCB組件302包括安裝在PCB 304上的至少一個電子部件306。例如,電子部件306可以是在一個或多個端子處通過焊料602接合部機械地耦合到PCB 304的電容器308。電容器308可以包括由電容器308的側(cè)向側(cè)面限定的外圍604。電容器308還可以包括頂表面和底表面,底表面可以最接近PCB 304。因為焊料602在垂直于PCB 304的頂表面的向上方向上可以具有厚度,所以間隙606可以位于電容器308的底表面和PCB 304的頂表面之間。
在實施例中,擋板310包括覆蓋電容器308和/或至少一個其他的電子部件306的阻尼層608。也就是說,盡管只有一個電容器308被示出,但是阻尼層608在PCB 304的頂表面上方可以是連續(xù)的以覆蓋圖6中的斷開的區(qū)域中的其他電子部件306。阻尼層608可以圍繞電子部件306附連到PCB 304的頂表面。更特別地,阻尼層608可以圍繞電子部件306附連到PCB 304,并且還可以在側(cè)向上位于電子部件306之間的位置處附連到PCB 304。因此,阻尼層608可以基本上或完全地填充在側(cè)向上偏離的電子部件306的各自的外圍604之間的空間。此外,阻尼層608可以覆蓋電子部件306的頂表面,以使得電子部件306被封裝在阻尼層608和PCB 304之間。例如,阻尼層608的厚度可以大于電容器308的高度(電容器308的頂表面和PCB 304的頂表面之間的距離)。此外,阻尼層608的厚度可以大于擋板310覆蓋的所有電子部件306的高度,以使得阻尼層608在每個電子部件306上方提供阻尼材料的0.2mg的最小封裝。在實施例中,阻尼層608可以在每個電子部件306上方提供0.1mm的最小厚度的阻尼材料。即使間隙606可以保留在電容器308的底表面和PCB 304的頂表面之間,電容器308也可以認為被封裝。更特別地,阻尼層608材料可以填充或者可以不填充電容器308下面的間隙606。因此,當除了底部之外的各側(cè)被阻尼層608覆蓋時,電容器308可以認為被封裝。然而,在實施例中,阻尼層608填充間隙606以在電容器308和PCB 304之間形成阻尼層608的底部填充部分。
覆蓋電子部件306和電子部件306安裝于其上的PCB 304表面的單個阻尼層608可以起防潮層和聲阻尼機制兩者的作用。在實施例中,阻尼層608可以由環(huán)氧樹脂、硅酮或具有抗水性的其他聚合物形成。例如,阻尼層608可以包括被設計為對PCB 304上的部件提供柔性封裝的、從低玻璃化溫度材料配制的封裝材料。因此,包圍PCB組件302的殼體腔體中的水分可能不能通過阻尼層608到達電容器308或其他被覆蓋的電子部件306。
除了使PCB組件302防水之外,單個阻尼層608還可以通過改變PCB組件302的主體振動特性來提供阻尼效果。例如,附連到PCB 304的阻尼層608的復合結(jié)構(gòu)可以降低PCB組件302的彎曲波速度。聲學噪聲輻射與PCB組件302的彎曲波速度相關(guān),更特別地,PCB組件302的聲學噪聲輻射取決于阻尼層608的彎曲波速度與PCB 304的彎曲波速度相比的比率。當阻尼層608的彎曲波速度小于PCB 304的彎曲波速度時,來自PCB組件302的聲學噪聲輻射可以減小。組件部件的彎曲波速度取決于數(shù)個參數(shù),因此,這些部件的結(jié)構(gòu)可以被以數(shù)種方式操縱以實現(xiàn)期望的比率和伴隨的降噪。
PCB組件部件的彎曲波速度與它們各自的彎曲模量成正比。因此,在實施例中,阻尼層608包括比PCB 304的彎曲模量小的彎曲模量。例如,PCB 304可以包括3至30GPa的范圍內(nèi)的彎曲模量。相比之下,阻尼層608可以包括比PCB 304的彎曲模量低的彎曲模量。例如,阻尼層608的彎曲模量可以比PCB 304的彎曲模量低至少20%。舉例來說,阻尼層608的彎曲模量可以在0.001至2.4GPa的范圍內(nèi)。
確定阻尼層608和PCB 304的彎曲波速度中的另一個關(guān)鍵參數(shù)是那些PCB組件部件的密度。更特別地,阻尼層608的彎曲波速度和PCB 304的彎曲波速度與各自部件的密度成反比。因此,在實施例中,阻尼層608包括比PCB 304的密度高的密度。例如,PCB 304可以包括0.5至3g/cm3的范圍內(nèi)的密度。相比之下,阻尼層608可以包括在PCB 304的密度之上的密度。例如,阻尼層608的密度可以比PCB 304的密度高至少10%。舉例來說,阻尼層608的密度可以在0.6至3.5g/cm3的范圍內(nèi)。
實際上,PCB組件部件的彎曲波速度是由該相應部件的不僅密度和彎曲模量之間的、還有其他參數(shù)(諸如厚度)之間的復雜關(guān)系確定的。因此,本領域技術(shù)人員將理解,這些參數(shù)的特定關(guān)系對于控制彎曲波速度可能是關(guān)鍵的。在實施例中,可以控制每個組件部件的彎曲模量與密度的比率來減小聲學輻射。例如,阻尼層608的彎曲模量與密度的比率可以低于PCB 304層的彎曲模量與密度的比率。例如,PCB 304的預定比率可以在1至60GPa/(g/cm3)的范圍內(nèi)。相比之下,阻尼層608的預定比率可以比PCB 304的比率低至少20%。舉例來說,阻尼層608的預定比率可以在0.0001至0.8GPa/(g/cm3)的范圍內(nèi)。
參照圖7,示出了根據(jù)實施例的具有覆蓋數(shù)個電子部件的阻尼層以及包覆成型層的PCB組件的沿圖3的線B-B截取的截面圖。擋板310可以包括覆蓋一個或多個電子部件306的至少兩個材料層。如以上關(guān)于圖6所描述的,擋板310可以包括覆蓋電容器308和/或其他電子部件306的阻尼層608。在實施例中,擋板310進一步包括覆蓋阻尼層608的全部或大部分的包覆成型層702。更特別地,包覆成型層702可以覆蓋阻尼層608,并且在阻尼層608的中心部分周圍的一個或多個位置處附連到PCB 304,阻尼層608覆蓋數(shù)個電子部件306。例如,包覆成型層702可以在阻尼層608的頂表面上方延伸,并且包圍阻尼層外圍704以在PCB周界402處或附近附連到PCB 304。
在實施例中,包覆成型層702提供防水性以阻止水分進入阻尼層608和被阻尼層608覆蓋的電子部件306中。因此,包覆成型層702可以由具有抗水性的硅酮或環(huán)氧樹脂材料形成。假定包覆成型層702實現(xiàn)防水功能,阻尼層608可以由實現(xiàn)降噪功能、而不一定實現(xiàn)防水功能的材料形成。例如,阻尼層608可以由對水遷移提供或不提供屏障的粘彈性阻尼材料形成。更特別地,阻尼層608材料可以基于其減小PCB組件302的振動的效果來選擇,而包覆成型層702材料可以基于其限制水分朝向PCB 304通過的能力來選擇。
包覆成型層702可以覆蓋整個阻尼層608,并且另外,如圖7中所示,包覆成型層702可以覆蓋PCB 304的整個頂表面。然而,除了覆蓋阻尼層608之外,包覆成型層702還可以約束阻尼層608抵靠PCB 304。例如,包覆成型層702在制造過程期間可以被直接沉積到阻尼層608上,使得包覆成型層702的內(nèi)(或底)表面與阻尼層608的外(或頂)表面直接接觸。此外,如上所述,包覆成型層702可以包圍阻尼層外圍704以直接附連到PCB 304并且形成圍繞阻尼層608的殼。因此,材料應變(諸如阻尼層608的膨脹)可以被包覆成型層702抵抗,包覆成型層702在阻尼層608試圖膨脹時擠壓阻尼層608。通過約束阻尼層608,包覆成型層702可以進一步減小聲學輻射,因為它不允許阻尼材料膨脹,膨脹可能破壞阻尼層608中的自然振動模式。
在實施例中,包覆成型層702由比阻尼層608更剛性的材料形成以有助于阻尼層608的約束。更特別地,包覆成型層702可以包括比阻尼層608的彎曲模量高的彎曲模量。例如,包覆成型層702可以包括0.02至30GPa的范圍內(nèi)的彎曲模量。相比之下,阻尼層608可以包括比包覆成型層702的彎曲模量小的彎曲模量。例如,阻尼層608的彎曲模量可以比包覆成型層702的彎曲模量低至少10%。舉例來說,阻尼層608的彎曲模量可以在0.001至2.4GPa的范圍內(nèi)。
如上所述,阻尼層608可以由粘彈性材料形成。事實上,阻尼層608可以由具有必需的阻尼性質(zhì)的任何材料形成。更特別地,在實施例中,阻尼層608由具有減小來自PCB 304的聲學噪聲輻射的阻尼損耗因子的材料形成。阻尼層608可以包括在20Hz至20kHz的頻率范圍上至少0.01的阻尼損耗因子。例如,阻尼損耗可以在0.01至1的范圍內(nèi)。在實施例中,阻尼層608的阻尼損耗因子可以高于包覆成型層702的阻尼損耗因子,使得阻尼層608提供的對聲學噪聲輻射的阻尼大于包覆成型層702。
參照圖8,示出了根據(jù)實施例的具有覆蓋數(shù)個電子部件(包括至少一個封裝的電容器)的阻尼層以及包覆成型層的PCB組件的沿圖3的線B-B截取的截面圖。除了包覆成型層702和/或覆蓋安裝在PCB304上的電子部件306的阻尼層608之外,PCB組件302的每個電子部件306也可以被相應的封裝層802覆蓋。例如,封裝層802可以覆蓋電容器308,并且被設置在阻尼層608和PCB 304之間。更特別地,封裝層802可以包圍電容器308的外圍604,和/或覆蓋電容器308的頂表面。封裝層802可以覆蓋整個電容器308,以使得電容器308被封裝在封裝層802和PCB 304之間。然而,類似于上述單個阻尼層608,封裝層802可能不填充電容器308下面的間隙606。然而,在實施例中,封裝層802填充間隙606,包括電容器308和PCB 304之間的底部填充的部分。
封裝層802可以用作防潮層,也可以用作能量吸收器。更特別地,封裝層802可以附連到PCB 304的頂表面以類似于包覆成型層702形成圍繞阻尼層608的殼的方式形成圍繞電容器308的殼。就這一點而論,封裝層802可以通過增大電容器308和PCB 304之間的機械耦合來約束電容器308。封裝層802本身可以被封裝在阻尼層608和/或包覆成型層702內(nèi)。也就是說,阻尼層608或包覆成型層702中的一個或兩者可以包圍封裝層802的側(cè)面,就這一點而論,也可以包圍電容器308的外圍604。
為了避免水分捕捉,封裝層802可以由阻水材料形成。例如,封裝層802可以由硅酮、環(huán)氧樹脂或具有抗水性或防水性的其他材料形成。盡管如此,封裝層802可以由吸收來自電子部件306的振動能量的材料形成。在實施例中,封裝層802具有比PCB 304的彎曲模量低的彎曲模量。例如,PCB 304可以包括3至30GPa的范圍內(nèi)的彎曲模量。相比之下,封裝層802可以包括比PCB 304的彎曲模量小的彎曲模量。例如,封裝層802的彎曲模量可以比PCB 304的彎曲模量低至少10%。舉例來說,封裝層802的彎曲模量可以在0.01至5GPa的范圍內(nèi)。因此,封裝層802可以具有比PCB 304的彎曲波速度低的彎曲波速度以及對聲學噪聲輻射的阻尼效果。
在實施例中,封裝層802具有比包覆成型層702的彎曲模量低的彎曲模量。例如,包覆成型可以包括0.02至30GPa的范圍內(nèi)的彎曲模量。相比之下,封裝層802可以包括比包覆成型層702的彎曲模量小的彎曲模量。例如,封裝層802的彎曲模量可以比包覆成型層702的彎曲模量低至少10%。舉例來說,封裝層802的彎曲模量可以在0.01至5GPa的范圍內(nèi)。因此,封裝層802可以具有比包覆成型層702低的彎曲波速度。
盡管圖8中未示出,但是多個電子部件306(例如,多個電容器308)可以被各自的封裝層802封裝。例如,另一個電容器308可以在圖8的斷裂剖面中被安裝在PCB 304上,并且另一個封裝層802可以形成圍繞該另一個電容器308的薄封裝膜。因此,阻尼層608可以被在側(cè)向上設置在多個電子部件306之間,并且更特別地,可以被設置在覆蓋電子部件306的各封裝層802之間的側(cè)隙中。
在實施例中,包覆成型層702不包圍阻尼層608的一個或多個側(cè)面。盡管如此,包覆成型層702可以基本上約束阻尼層608抵靠PCB 304。例如,包覆成型層702可以覆蓋阻尼層608的頂表面的全部或大部分,并且在被覆蓋的電子部件306周圍的數(shù)個位置處附連到PCB 304,以在相對于PCB 304的法向方向上將約束力施加于頂表面。約束力可以將阻尼層608向下按壓在被覆蓋的電子部件306的上方。
一個或多個橋接構(gòu)件802可以提供包覆成型層702和PCB 304之間的附連。例如,橋接構(gòu)件802可以是從包覆成型層702的內(nèi)(或底)表面延伸到PCB 304的頂表面的細長突出物。該突出物可以以若干種方式附連到PCB 304,包括通過粘合劑粘結(jié)、機械耦合或扣合特征。因此,即使當阻尼層608由于電子部件306的變形而試圖膨脹時,橋接構(gòu)件802也可以保持包覆成型層702與PCB 304相距固定距離。因此,包覆成型層702和PCB 304基本上形成圍繞阻尼層608和電子部件306的外殼,盡管不一定包圍阻尼層608的側(cè)面。也就是說,如圖8中所示,阻尼層608可以圍繞橋接構(gòu)件802側(cè)向延伸,以使得阻尼層608的側(cè)面與PCB周界402相交,并且橋接構(gòu)件802在包覆成型層702和PCB 304之間被阻尼層608材料封裝。
橋接構(gòu)件802可以具有數(shù)種構(gòu)造。在實施例中,橋接構(gòu)件802可以與包覆成型層702一體形成,以使得橋接構(gòu)件802從包覆成型層702的底表面朝向PCB 304連續(xù)地延伸。例如,橋接構(gòu)件802可以在相同的包覆成型工藝操作中與包覆成型層702一起形成。可替代地,橋接構(gòu)件802可以是單獨的部件,包括支柱、柱子或其他支架,這些部件可以在一端固定到包覆成型層702,在另一端固定到PCB 304,以便緊固這些部件并且將這些部件物理連接在一起。
參照圖9,示出了根據(jù)實施例的具有覆蓋數(shù)個電子部件(包括安裝在插入器上的至少一個封裝的電容器)的阻尼層的PCB組件的沿圖3的線B-B截取的截面圖。具有一個或多個層(諸如包覆成型層702、阻尼層608或封裝層802)的擋板310可以通過阻止來自電子部件306的聲波通過并且修改PCB組件302的主體振動特性以減小聲學噪聲輻射來減小來自PCB組件302的聲學噪聲輻射。特別地,包圍電容器308的外圍604并且約束電容器308抵靠PCB 304、同時還降低PCB組件302的彎曲波速度對于PCB組件302提供了阻尼效果。在實施例中,阻尼效果也通過減小或消除從電容器308傳送到PCB 304的振動來實現(xiàn)。
在實施例中,插入器902被設置在電容器308和PCB 304之間的間隙606中。更特別地,插入器902可以包括這樣的結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)將電信號從PCB 304遞送到電容器308,但是當電信號包括電壓紋波時,該結(jié)構(gòu)不受影響或者變形得不會像電容器308那么多。插入器902可以以許多方式剛性地附連到電容器308和PCB 304。例如,插入器902可以機械地耦合到PCB 304上的一個或多個PCB觸點904,并且還可以機械地附連到容器308的電端子。附連可以包括固定部件并且允許部件彼此電氣連通的焊料602接合部。在實施例中,盡管插入器902和電容器308或PCB 304之間的附連可以是剛性的,但是插入器902可以包括仍然提供阻尼效果并且減少從有噪聲的電容器308到PCB 304的振動的傳送的結(jié)構(gòu)。
參照圖10,示出了根據(jù)實施例的插入器的透視圖。插入器902可以包括以基本平坦的構(gòu)造布置并且彼此層壓的一個或多個插入器層1002。插入器層1002可以是非導電的,即,絕緣的。例如,插入器層1002可以由在環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑內(nèi)交織的玻璃纖維形成。換句話說,插入器層1002可以具有類似于PCB 304的絕緣層的結(jié)構(gòu)。在實施例中,插入器層1002包括環(huán)氧樹脂,然而,沒有玻璃纖維被交織在環(huán)氧樹脂內(nèi)。因此,插入器902和插入器層1002可以包括比PCB 304的基板低的彎曲模量。舉例來說,插入器層1002可以由聚酰亞胺膜、液態(tài)感光覆蓋膜(LPI)、丙烯酸、環(huán)氧玻璃或聚酰亞胺玻璃形成。插入器層1002的彎曲模量可以在0.01-2.1GPa的范圍內(nèi)。更特別地,插入器902的彎曲模量可以比PCB 304的彎曲模量低至少30%。
在實施例中,插入器902的彎曲波速度可以小于PCB 304的彎曲波速度。因此,如以上所討論的,除了彎曲模量之外的其他參數(shù)也可以被修改以實現(xiàn)該關(guān)系。例如,插入器902的密度可以高于PCB 304的密度。此外,插入器902的厚度可以大于PCB 304的厚度。插入器902可以具有被選為使得插入器902充當電容器308和PCB 304之間的非剛性聲學絕緣屏障的特定厚度。PCB 304的厚度通常在0.005英寸至0.038英寸的范圍內(nèi),因此,插入器902的厚度可以在0.001英寸至0.010英寸的范圍內(nèi)。
除了減少從有噪聲的電容器308到PCB 304的機械振動的傳送,插入器902還可以提供電容器308上的觸點和PCB 304之間的電連接。在實施例中,插入器902包括在頂面上的一個或多個上觸點1004。上觸點1004可以在頂面上被安置為與電容器308上的端子直接對置。類似地,插入器902可以包括在底面上的一個或多個下觸點1006。下觸點1006可以被安置為與PCB 304的頂表面上的PCB觸點904直接對置。上觸點1004和下觸點1006可以由導電材料形成,所述導電材料諸如在頂面和底面上尚未被蝕刻掉以便保持導電接觸表面的銅箔。
每個上觸點1004可以通過一個或多個電跡線1008和/或電通孔1010電連接到相應的下觸點1006。這樣的電連接在本領域中是已知的。例如,通孔常用于在PCB的印刷電路中的層之間形成電連接,跡線常用于形成電連接并且沿著PCB的印刷電路中的層的平坦表面?zhèn)鲗盘?。尺?包括跡線1008和通孔1010的寬度和厚度)可以根據(jù)電連接需要承載的電信號、功率或電流而變化。跡線1008和通孔1010由金屬形成,因此,可以比用于形成插入器層1002的材料更硬。盡管如此,跡線1008和通孔1010占據(jù)的體積仍可以小于在插入器902下面的PCB 304的部分中的跡線和通孔占據(jù)的對應體積。此外,在實施例中,通孔1010和跡線1008可以被布線為幫助最大化插入器902的可壓縮性以吸收來自有噪聲的電容器308的振動能量。
插入器902可以包括被安置為從通孔1010側(cè)向向外的上觸點1004和下觸點1006。更特別地,通孔1010可以包括兩個或更多個通孔段1102,并且至少一個通孔段可以被安置為比上觸點1004或下觸點1006更接近插入器902的中心。如所示,通孔1010可以具有分別下穿過一個或多個插入器層1002的段。此外,這些段可以通過跡線1008互連,以使得通孔1010的段的組合從插入器902的頂面下降到插入器902的底面。在實施例中,通孔1010的段被安置為比上觸點1004和下觸點1006更靠近插入器902的中心。更特別地,通孔1010的段可以在側(cè)向上偏離上觸點1004和下觸點1006,以使得沒有段直接駐留在觸點之間。該布線的結(jié)構(gòu)效果是使插入器902在其中心區(qū)域內(nèi)的剛度高于其側(cè)向邊緣處的剛度。更特別地,插入器902在上觸點1004和下觸點1006之間的可壓縮性可以高于在具有通孔1010和跡線1008的中心區(qū)域處的上表面和下表面之間的可壓縮性。因此,有噪聲的電容器308的振動被上觸點1004和下觸點1006之間的插入器層1002材料吸收。
參照圖11,示出了根據(jù)實施例的具有在側(cè)向上偏離電觸點的通孔段的插入器的截面圖?,F(xiàn)在參照圖11中所示的插入器902的左側(cè)的頂面和底面之間的電連接,第一跡線1008可以沿著插入器902的頂面橫向(transverse)地從上觸點1004布線到通孔段1002的上端。通孔段1102的上端的位置可以比上觸點1004更居中。通孔段1102然后可以下降,例如,穿過上面兩個插入器層1002,到達連接到跡線1008的下端,跡線1008被夾在插入器902內(nèi)的插入器層1002之間。插入器902內(nèi)的跡線1008可以遠離居中安置的通孔段1102在側(cè)向上朝向插入器902的一側(cè)布線。側(cè)向布線的跡線1008可以終止于位于下觸點1006上方的另一個通孔段1102,該通孔段1102可以下穿通過一個或多個插入器層1102以連接到下觸點1006。因此,在圖11中所示的電連接中,至少一個通孔段1102可以被安置為比上觸點1004或下觸點1006更接近插入器902的中心。
參照圖12,示出了根據(jù)實施例的具有通孔段以及在側(cè)向上偏離其他電觸點的電觸點的插入器的截面圖。在實施例中,插入器902的上觸點1004和下觸點1006彼此在側(cè)向上偏離。例如,上觸點1004可以被安置為更接近插入器902的外部界限,即外圍,而下觸點1006可以被安置為更接近在垂直于插入器902的頂面的方向上延伸的法向中心線1202。此外,一個通孔段1102可以從上觸點1004向下延伸通過一個或多個界面層,另一個通孔段1102可以從下觸點1006向上延伸通過一個或多個插入器層1002。因此,從上觸點1004延伸的通孔段1102可以在側(cè)向上偏離下觸點1006,從下觸點1006向上延伸的通孔段1102可以在側(cè)向上偏離上觸點1004。同樣地,從插入器902的頂面向下延伸的通孔段1102可以在側(cè)向上偏離從插入器902的底面向上延伸的通孔段1102。
插入器層1002可以彼此層壓,因此,一個插入器層1002可以具有面對相鄰插入器層1002的頂表面的底表面。更特別地,面對的表面可以與中間界面表面1204接觸。因此,就具有兩個插入器層1002的插入器902來說,單個界面表面1204可以存在于層之間。類似地,在具有四個插入器層1002的插入器902中,如所示,三個界面表面1204可以存在于層之間。在實施例中,界面表面1204包括設置在插入器層1002上以允許電連接被形成的導電材料,例如,銅膜。也就是說,界面表面1204可以是蝕刻的導電膜以形成沿著插入器層1002的表面延伸的一個或多個跡線1008。如所示,跡線1008可以沿著界面表面1204在連接到上觸點1004的通孔段1102和連接到下觸點1006的通孔段1102之間延伸。界面表面1204可以通過進行蝕刻以在各個插入器層1002上產(chǎn)生任何期望的印刷電路而形成。因此,插入器902可以被形成具有在側(cè)向上偏離的通孔段1102,即,在側(cè)向上相互偏離的通孔段1102和/或在側(cè)向上偏離上觸點1004或下觸點1006的通孔段1102。通過使通孔段1102交錯遠離電容器終端,插入器902變得更靈活,以使得終端正下方的插入器902材料可以吸收能量并且減少從電容器308到PCB 304的振動的傳送。
參照圖13,示出了根據(jù)實施例的具有居中安置的電觸點的插入器的頂視圖。插入器902可以包括在側(cè)向上偏離上觸點1004和電容器終端的通孔1010。通孔1010可以通過跡線1008連接到下觸點1006,以使得下觸點1006盡可能地靠近插入器902的橫向中心線1302。參照所示的最左邊的上觸點1004,跡線1008可以沿著插入器902的頂面從上觸點1004側(cè)向延伸到橫向中心線1302,橫向中心線1302可以沿著橫向延伸通過插入器902的中部并且被定向為垂直于插入器902的頂面的平面延展。與最左邊的上觸點1004連接的通孔1010和與最右邊的上觸點1004連接的通孔1010都可以沿著橫向中心線1302布置,然而,通孔1010可以在垂直于插入器902的頂面通過的法向中心線1202附近橫向偏離。也就是說,一個通孔1010可以在法向中心線1202的一側(cè)橫向偏離,另一個通孔1010可以在法向中心線1202的另一側(cè)橫向偏離。在實施例中,通孔1010從插入器902的頂面向下延伸通過插入器層1002到達插入器902的底面。因此,每個通孔1010,不是具有多個通孔段1102,而是可以是在垂直于插入器902面的方向上的單個連接器。通孔1010的底端可以通過跡線1008(在圖13中用虛線示出)連接到各下觸點1006,跡線1008在橫向方向上(在橫向中心線1302的方向上)沿著插入器902的底面延展。也就是說,跡線1008可以沿著橫向中心線1302將通孔1010的底端與位于插入器902的中部的下觸點1006互連。更特別地,下觸點1006可以駐留在插入器902的中部,插入器902的中部也可以是與電容器308的中部一致的位置。
仍參照圖13,通孔1010和下觸點1006之間沿著橫向中心線1302的橫向間隔距離可以基于可制造性而被確定。例如,下觸點1006可以被安置為與插入器902的下表面的橫向邊緣相鄰,以使得觸點沿著橫向中心線1302盡可能地隔開。然而,在另一個實施例中,在并排構(gòu)造中,下觸點1006可以駐留在插入器902的中心處、在電容器308的中心的下方。也就是說,下觸點1006可以被安置在插入器902的下表面上、在通孔1010的正下方,只要下觸點1006相隔如下距離即可,該距離允許對插入器902上的導電膜進行可靠蝕刻,并且防止下觸點1006和/或下觸點1006連接到的PCB觸點904之間電氣短路。通過在電容器308的中間附近的位置處在下觸點1006和PCB觸點904之間形成最終的互連,最終的互連將在暴露于最少聲學噪聲的區(qū)域內(nèi),因此可以受益于減小的機械應變,并且將較少的聲學振動傳送到PCB 304。
參照圖14,示出了根據(jù)實施例的具有聲學捕集器的插入器的截面圖。如上所述,插入器902可以包括具有上觸點1004、下觸點1006、通孔段1102或跡線1008的、用以將安裝在上觸點1004上的電容器308電連接到在其上安裝插入器902的PCB 304的電連接。如以上所討論的,在側(cè)向上偏離的觸點和/或通孔段1102可以減少從電容器308到PCB 304的振動的傳送。然而,盡管如此,振動聲學仍可以由有噪聲的電容器308產(chǎn)生,更特別地,聲波可以從電容器308朝向PCB 304輻射。為了阻止這些聲波到達PCB 304,插入器902可以包括捕集聲波和/將聲波反射遠離PCB 304的聲學捕集器1402。聲學捕集器1402可以是沿著上觸點1004和下觸點1006之間的電連接的路徑放置的四分之一波長聲學捕集器。更特別地,聲學捕集器1402可以由從通孔段1102延伸的一個或多個跡線1008或通孔1010或插入器觸點之間的跡線1008形成。盡管聲學捕集器1402可以由導電材料(諸如銅膜或金屬通孔材料)形成,但是聲學捕集器1402可以不形成電路,因此,聲學捕集器1402可以不將插入器902的電氣部件互連。也就是說,聲學捕集器1402的第一端(起始位置)可以被安置在通孔段1102或跡線1008處,但是聲學捕集器1402的第二端可以是死端1404,即,可以不連接到單獨的部件。在實施例中,起始位置也與延展通過插入器902的電氣連接分離。因此,聲學捕集器1402可以是聲學元件,而不是電氣元件。
參照圖15,示出了根據(jù)實施例的具有聲學捕集器的插入器的沿圖14的線C-C截取的截面圖。聲學捕集器1402可以從跡線1008或通孔段1102延伸,因此,聲學捕集器1402可以包括水平跡線長度(當聲學捕集器1402從通孔段1102延伸時)或垂直通孔長度(當聲學捕集器1402從跡線1008延伸時)。如圖所示,聲學捕集器1402的起始位置1504可以被安置在通孔段1102處,并且聲學捕集器1402可以遵循沿著界面表面1204、通過捕集長度1502到達死端1404的路徑。聲學捕集器1402可以遵循起始位置1504和死端1404之間的任何路徑。例如,如圖所示,聲學捕集器1402可以包括一個或多個直線段和/或一個或多個曲線段。除了具有由曲線段形成的彎曲部分之外,直線段可以成直角地相交以形成彎曲部分,但是這不一定是優(yōu)選的。因此,聲學捕集器1402可以在界面表面1204上被構(gòu)圖和/或蝕刻成具有反射預定聲學波長的必需捕集長度1502的任何幾何形狀。
插入器902的聲學捕集器1402可以捕集和/或反射具有捕集長度1502的四倍的波長的聲波。因此,捕集長度1502可以變化以阻止具有預定波長的聲波通過。舉例來說,電容器308可以發(fā)射主要為給定波長(諸如5kHz)的噪聲,并且該頻率的聲波可以具有7cm的波長。因此,為了捕集和/或反射這些聲波,聲學捕集器1402可以被形成具有1.75cm的捕集長度1502,1.75cm是將被捕集的預定波長的四分之一。當然,電容器308可以發(fā)射具有寬范圍的頻率的噪聲,因此,插入器902可以包括一個或多個聲學捕集器1402,這些聲學捕集器1402具有各自的被設計為反射特定音波的捕集長度1502。也就是說,每個聲學捕集器1402可以具有捕集或反射相應的預定波長的捕集長度1502。就這一點而論,聲學捕集器1402幫助確保多個聲學頻率不從電容器308傳遞到PCB 304,因此,減少了預定振動聲學對PCB 304的激勵。
參照圖16,示出了根據(jù)實施例的制作具有覆蓋PCB的擋板的PCB組件的方法的流程圖。在實施例中,PCB組件302可以包括擋板310和插入器902,擋板310具有包覆成型層702、阻尼層608或封裝層802中的一個或多個,插入器902可以包括或者可以不包括聲學捕集器1402。形成具有以上特征中的一個或多個的PCB組件302的方法可選地可以從操作1602將電容器308安裝在插入器902上開始。在實施例中,電容器308和插入器902可以具有相同的輪廓,即,從上方看到的外圍。可替代地,這些輪廓可以是不同的,電容器308的輪廓可以大于插入器902的輪廓,或者反過來。如以上所討論的,電容器308的端子可以通過使用焊料602而被粘合到插入器902的上觸點1004。附加接頭也可以被用來將電容器308緊固到插入器902,例如,環(huán)氧接合部可以被形成在電容器308的底表面和插入器902的相鄰頂面之間。
在操作1604,插入器902可以被安裝在PCB 304上。如以上所討論的,插入器902的下觸點1006可以通過使用焊料602而被粘合到PCB觸點904。附加接合部也可以被用來固定插入器902。例如,環(huán)氧接合部可以被形成在PCB 304的頂表面和插入器902的相鄰面之間。PCB 304可以包括彎曲模量,彎曲模量是PCB 304的彎曲波速度中的關(guān)鍵參數(shù)。
在實施例中,制作PCB組件302的方法可以不包括在電容器308和PCB 304之間提供插入器902。例如,如以上所討論的,相反,電容器308可以被直接安裝在PCB 304上。在這樣的情況下,焊料602和/或環(huán)氧接合部可以被形成在電容器308和PCB 304之間。此外,環(huán)氧樹脂可以用于至少部分填充電容器308的底表面和PCB 304的頂表面之間的間隙606。
在操作1606,一個或多個附加電子部件306可以被安裝在PCB 304上。附加電子部件306(包括處理器202)的安裝可以以與以上關(guān)于電容器308描述的方式類似的方式執(zhí)行。例如,焊料602接合部可以被形成在電子部件306和PCB觸點904之間,以創(chuàng)建電子部件306和PCB 304之間的機械和電氣連接。附加電子部件306和PCB 304之間的間隙606可以被環(huán)氧樹脂或其他填料填充。
在操作1608,阻尼層608可以被沉積在數(shù)個電子部件306的上方。例如,阻尼層608可以被沉積為覆蓋印刷電路組件的整個頂表面的連續(xù)層,以使得阻尼層608覆蓋安裝在PCB 304上的所有電子部件306。可替代地,連續(xù)阻尼層608可以覆蓋印刷電路組件的一部分,并且包括圍繞電容器308和數(shù)個其他的電子部件306的阻尼層外圍704,但是阻尼層外圍704可以從PCB周界402側(cè)向向內(nèi)。在實施例中,阻尼層608由具有允許阻尼層608在安裝在PCB 304上的電子部件306之間流動的粘性的粘彈性材料(諸如彈性體材料)形成。例如,阻尼層608材料可以具有在25℃下在10,000至50,000mPa*s的范圍內(nèi)的粘度(使用Brookfield CP51,2rpm測量)。因此,阻尼層608材料可以被以不受控的方式成型以將電子部件306封裝在PCB 304上并且填充電子部件306之間的側(cè)隙??商娲?,阻尼層608材料可以通過使用受控的成型工藝(諸如圍堰和填充工藝)而被使得在電子部件306上方流動,以形成阻尼層608并且封裝安裝在PCB 304上的電子部件306。已經(jīng)顯示出,以通過受控的圍堰和填充成型工藝涂覆的阻尼層608封裝電子部件306導致來自PCB組件302的聲學噪聲輻射減小,然而,用于將阻尼層608沉積到印刷電路組件上的其他工藝可以被使用。例如,阻尼層608材料可以通過使用注射成型、轉(zhuǎn)送成型或噴涂工藝而被沉積,以制作以上討論的阻尼層608結(jié)構(gòu)。阻尼層608可以被沉積在PCB 304的僅一側(cè)上,諸如PCB 304的頂表面上??商娲?,阻尼層608可以被沉積到PCB 304的至少兩側(cè)上,諸如PCB 304的頂表面和底表面兩者上,以封裝PCB 304上方和下方的電子部件306。
沉積的阻尼層608可以圍繞安裝的電子部件306附連到PCB 304。如以上所討論的,阻尼層608可以包括比PCB 304的彎曲模量低的彎曲模量。因此,阻尼層608可以改變PCB組件302的彎曲波速度,并且減小來自PCB組件302的聲學噪聲輻射。因此,阻尼層608充當電容器308和殼體102內(nèi)的內(nèi)部空間之間的半剛性聲學隔離屏障。
在操作1610,包覆成型層702可以被沉積在阻尼層608的上方。像阻尼層608那樣,包覆成型層702可以通過使用受控的或不受控的成型工藝被沉積。例如,圍堰和填充成型工藝可以用于在阻尼層608上方形成包覆成型層702。包覆成型層702可以在被阻尼層608覆蓋的電子部件306周圍的數(shù)個位置處附連到PCB 304。例如,包覆成型層702可以包圍阻尼層外圍704以附連到PCB 304,或者橋接元件可以從包覆成型層702延伸通過阻尼層608的厚度到達PCB 304以形成部件之間的機械耦合。因此,包覆成型層702可以在阻尼層608的中心部分周圍的數(shù)個位置處連接到PCB 304。因此,包覆成型層702可以約束阻尼層608抵靠PCB 304以限制沉積的阻尼層608材料的膨脹,從而減小噪聲輻射。如以上所討論的,包覆成型層702可以包括比阻尼層608的彎曲模量高的彎曲模量。此外,包覆成型層702的彎曲模量可以與PCB 304的彎曲模量相同或者小于PCB 304的彎曲模量。包覆成型層702的彎曲模量可以通過材料選擇(例如,通過選擇具有固有彎曲模量的成型材料和/或通過將填料材料合并在包覆成型層702材料中以改變固有彎曲模量)而改變。例如,熔融石英可以被合并在包覆成型層702材料中以增大包覆成型層702的彎曲模量。
其他操作可以被執(zhí)行來形成上述結(jié)構(gòu)特征。例如,除了在PCB 304上的電子部件306上方沉積阻尼層608和包覆成型層702之外,還可以在單獨的電子部件306的上方沉積封裝層802。在實施例中,封裝層802可以被直接沉積在電容器308上以形成圍繞電容器308的薄膜封裝并且約束電容器308抵靠PCB 304。電子部件306可以在沉積阻尼層608之前被用封裝層802封裝。像阻尼層608和包覆成型層702那樣,封裝層802可以通過使用受控的或不受控的成型工藝被沉積。例如,封裝層802可以被可控地沉積在數(shù)個電子部件306的上方,而不填充電子部件306之間的側(cè)隙(相反,使得阻尼層608可以填充該側(cè)隙)。因此,封裝層802的粘度可以被選為允許封裝層802形成圍繞電容器308的薄膜。此外,材料性質(zhì)(諸如封裝層802的彎曲模量和封裝層802的粘度)可以被選為促進成型工藝并且確保封裝層802提供期望的防水和/或降噪效果。
以上所討論的結(jié)構(gòu)特征和制造工藝可以在本公開的范圍內(nèi)變化以實現(xiàn)期望的降噪效果。例如,初步測試和仿真結(jié)果表明,降噪效果可以通過以下方式來進行調(diào)諧和優(yōu)化:改變阻尼層608的材料性質(zhì)(例如,彎曲模量、密度或粘度),還有調(diào)整覆蓋范圍,即,印刷電路組件的被阻尼層608封裝的量或者PCB 304的被阻尼層608覆蓋的表面區(qū)域。以上描述提供了本領域技術(shù)人員執(zhí)行這樣的優(yōu)化所必需的細節(jié)。
參照圖17,示出了根據(jù)實施例的被涂布環(huán)氧樹脂的電容器的透視圖。上述PCB組件302中的任何一個中所并入的電子部件306可以包括被涂布環(huán)氧樹脂的電容器308。更特別地,被涂布環(huán)氧樹脂的電容器308可以被提供作為電子部件306,該電子部件306可以被直接安裝在PCB 304上或者可以被安裝在插入器902上、隨后被附連到PCB 304。
在實施例中,涂布環(huán)氧樹脂的電容器308包括電容器體部1702以及覆蓋電容器體部1702的至少一部分的涂層1704。涂層1704可以包括具有諸如下述那些材料性質(zhì)的材料性質(zhì)的環(huán)氧樹脂材料,例如,低模量環(huán)氧樹脂。如所示,涂層1704可以不完整地覆蓋電容器體部1702以提供縮減的覆蓋,即,暴露電容器體部1702的底側(cè)和側(cè)向側(cè)面的至少一部分。
參照圖18,示出了根據(jù)實施例的被涂布環(huán)氧樹脂的電容器的沿圖17的線D-D截取的截面圖。電容器體部1702可以包括已知的無源兩端子電容器部分,諸如與電極1804電連接的末端終端1802,電極1804被介電材料隔開。此外,電容器體部1702可以具有上述電容器308的實施例的參考幾何形狀,即,電容器體部1702可以包括頂表面1806、由電容器體部1702的側(cè)向側(cè)面限定的外圍604、以及當被涂布環(huán)氧樹脂的電容器308被合并在PCB組件302中時面對PCB 304的底表面。電容器體部1702,更特別地,電容器體部1702的外圍604可以包括電容器體部高度1808。例如,電容器體部高度1808可以是電容器體部1702的頂表面1806和底表面之間的沿著外圍604的距離。
在實施例中,涂層1704覆蓋電容器體部1702的外圍604的至少一部分以及頂表面1806。例如,涂層1704可以在電容器體部1702的上部部分上方形成罩。該罩可以覆蓋外圍604的全部或部分。在實施例中,涂層1704在整個頂表面1806上方、沿著外圍604的具有小于電容器體部高度1808的涂層高度1810的一部分延伸。例如,涂層高度可以在電容器體部高度1808的50%和99%之間。在實施例中,外圍604的暴露部分的高度,即,電容器體部高度1808和涂層高度1810之間的差,不大于電容器體部高度1808的20%。例如,涂層高度1810可以為電容器體部高度1808的至少90%。
在實施例中,涂層1704包括低模量材料,諸如低模量環(huán)氧樹脂。低模量環(huán)氧樹脂可以是具有小于1.0GPa的模量的環(huán)氧樹脂。例如,涂層1704可以包括具有小于0.5GPa(例如,在0.2至0.5GPa之間)的模量的環(huán)氧樹脂。因此,低模量環(huán)氧樹脂涂層1704可以提供防潮層和抑制來自電容器體部1702的刺激性振動的聲學阻尼機制兩者。
本領域技術(shù)人員將意識到,涂層1704可以以許多方式被涂覆在電容器體部1702上方。例如,電容器體部1702的制造商或第三方制造商可以將電容器體部1702浸在低模量環(huán)氧樹脂中。通過浸漬形成的環(huán)氧樹脂涂層1704可以被固化以在預定部分(例如,外圍604的一部分以及頂表面1806)上方形成環(huán)氧樹脂罩。被涂布環(huán)氧樹脂的電容器308然后可以被放置到卷帶中。在實施例中,被涂布環(huán)氧樹脂的電容器308可以例如經(jīng)由焊料602接合部而電氣地和/或物理地連接到插入器902,電容器-插入器子組件然后可以被放置到卷帶中。因此,被涂布環(huán)氧樹脂的電容器308可以在卷帶載體中被提供作為成品以供用在制作PCB組件302中。
如上所述,被涂布環(huán)氧樹脂的電容器308和/或電容器-插入器子組件可以經(jīng)由焊料602接合部附連到PCB 304。隨后,附加材料可以被裝載在被涂布環(huán)氧樹脂的電容器308的上方或下方。例如,封裝層802、阻尼層608和/或包覆成型層702可以被涂覆在涂層1704的上方。類似地,在實施例中,阻尼層608填充PCB 304和被涂布環(huán)氧樹脂的電容器308和/或插入器902的底表面之間的間隙606以形成底部填充的部分。
在前述說明書中,已經(jīng)參照本發(fā)明的特定的示例性實施例對本發(fā)明進行了描述。將顯而易見的是,在不脫離如權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的更寬泛的精神和范圍的情況下,可以對示例性實施例進行各種修改。說明書和附圖因此要從說明性的意義、而非限制性的意義上來看待。