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承载多个电子器件的电子模块

文献发布时间:2024-04-18 19:52:40


承载多个电子器件的电子模块

技术领域

本公开涉及承载多个电子器件的电子模块。

背景技术

电子模块,也称为封装内系统(SiP)是已知的,其包括被布置在相同封装中并且相互耦接以执行复杂功能的一个或多个集成电路、感测器和无源元件。

例如,这些电子模块可以被并入到诸如智能电话、媒体播放器、可佩戴器件等移动器件中,或可以为独立器件,诸如用于生物医学、工业、汽车、消费者应用等的IoT器件。

电子模块可以被用于形成彼此无线耦接的电子模块的网络的节点,其中每个电子模块被配置为检测一个或多个物理量并且生成检测数据,处理检测数据并且将经处理的数据发送到网络的其他电子模块。

为此,每个电子模块在相同封装中包括一个或多个感测器,例如惯性、温度、压力感测器等,例如MEMS类型的,被配置为生成检测数据;一个或多个集成电路,其被配置为例如通过复杂人工智能算法来处理检测数据;以及一个或多个天线,例如射频天线,被配置为将经处理的数据发送到电子模块网络的其他电子模块。

如已知的,这些电子模块的天线可以具有高面积占用率,例如针对在大约2GHz的频率下工作的天线具有几平方毫米的量级。

已知的电子模块具有基本上平面的封装,即,电子模块的电子器件全部由平面或基本上平面的单个安装表面承载。

结果,已知的电子模块具有非常高的占地面积或面积占用率。

用于电子器件的封装的已知方式使用双面表面安装技术(SMT),以便减小电子模块的封装的占地面积。

然而,在特定应用中,天线的存在使得电子模块的占地面积不能被充分地减小。

此外,已知电子模块的集成电路和天线可能受到高的相互电磁干扰,特别是如果天线被配置为在不同的频率下操作。

发明内容

本发明涉及克服现有技术缺点的电子模块的至少一个实施例。

例如,在至少一个实施例中,电子模块包括三维框架。印刷电路板被固定到三维框架,并且印刷电路板包括在空间中彼此横向延伸的多个支撑部分。多个电子器件被固定到印刷电路板,多个电子器件可操作地彼此耦接,并且其中电子器件被布置在印刷电路板的至少一个支撑部分上。

附图说明

为了更好地理解本公开,现在参照附图仅通过非限制性示例来描述其一些实施例,其中:

图1示出了本模块的透视图,该模块包括框架、由该框架承载的印刷电路板、以及由该印刷电路板承载的多个电子器件;

图2示出了沿图1的截面II截取的图1的模块的截面;

图3示出了沿图1的截面III截取的图1的模块的截面;

图4示出了根据一个实施例的图1的模块的框架的透视图;

图5和图6分别示出了图1的模块的印刷电路板的内部和外部;

图7示出了本模块的电子器件的框图;

图8和图9示出了根据不同实施例的本模块的框架的两个透视图;

图10示出了根据不同实施例的本模块的透视图;

图11示出了图10的模块的框架的透视图;

图12示出了根据不同实施例的本模块的透视图;

图13示出了图12的模块的框架的透视图;

图14示出了根据另一实施例的本模块的透视图;以及

图15示出了根据不同实施例的本模块的框架。

具体实施方式

图1-3示出了在包括第一轴X、第二轴Y和第三轴Z的笛卡尔参考系XYZ中的模块10,模块10包括框架12、由框架12承载的印刷电路板(PCB)15、以及由印刷电路板15承载的多个电子器件17,例如集成电路、感测器、电池、天线、无源元件等。

模块10可以被用作独立的电子装置,或者可以被安装或集成在此处未示出的电子装置中。

模块10可以被用作由彼此无线互连的多个模块形成的网络的节点,例如模块10可以是封装内系统(SiP),特别是可耦接到IoT器件的网络或与IoT器件的网络通信的IoT(“物联网”)器件。

框架12由能够屏蔽射频电磁辐射的材料制成,例如具有包括在800MHz和5.5GHz之间的范围内的频率。框架12可以屏蔽高达5.5GHZ的电磁辐射的事实还允许屏蔽大于1阶的谐波失真,这是相对于无线通信中通常使用的信号而言的,例如蓝牙低能量(BLTE)协议的二次谐波失真,其具有2450MHz的中心频率和2400MHz与2483.5MHz之间的工作频率范围。

例如,框架12可以由诸如铝或铜的金属材料制成。

然而,框架12可以是不同的材料,例如塑料或陶瓷,或者可以是粘合材料,例如适于经受双重固化或聚合过程的B阶段材料。

例如,如果框架12不是金属材料,则框架12的表面可以部分或全部金属化,以便根据具体应用屏蔽射频电磁辐射。

在图4中详细示出的框架12是单片的并且形成印刷电路板15的三维支撑结构。

换言之,框架12沿着长度彼此相似的第一轴线X、第二轴线Y和第三轴线Z延伸,例如具有相同的量级。实际上,框架12不具有例如沿着第一轴线X的尺寸,该尺寸相对于例如沿着第二轴线Y和第三轴线Z的其他两个尺寸是可忽略的。

详细地,框架12由整体的骨架结构20和壳体结构23形成。例如,骨架结构20和壳体结构23可以通过3D打印被形成,或者可以通过机加工单个块(例如通过铣削、模制等)被获得。

然而,骨架结构20和壳体结构23可以由不同的元件形成,这些元件被分别加工并且随后彼此连接,例如焊接、粘结或胶合。

骨架结构20是多面体,例如四面体、六面体、八面体等,其是规则的或不规则的,凹的或凸的,例如棱柱,在此特别是包括六个面22A-22F的立方体,在下文中也称为第一面22A、第二面22B、第三面22C、第四面22D、第五面22E和第六面22F。由于存在六个面22A-22F,如图3和4所示的框架12可以具有封闭的骨架配置。

面22A-22F的每个面在平面中各自具有例如包括在7mm×7mm和10mm×10mm之间的面积。

骨架结构20可以是实心的,例如以获得更大的电磁屏蔽效果,或者可以是中空的,例如以减小框架12的重量。

备选地,根据具体应用,骨架结构20可以被填充有特定材料,例如树脂或凝胶。例如,骨架结构20包括由六个面22A-22F围绕的内部腔体26,并且在一些实施例中,内部腔体26可以被填充有特定材料,例如树脂或凝胶,这取决于特定应用。

壳体结构23包括六个壳体部分25A-25F,以下也称为第一壳体部分、第二壳体部分、第三壳体部分、第四壳体部分、第五壳体部分和第六壳体部分25A、25B、25C、25D、25E和25F,每个壳体部分耦接到骨架结构20的相应面22A-22F。

壳体部分25A-25F各自具有用于固定印刷电路板15的相应固定表面27,并且各自形成被配置为容纳一个或多个电子器件17的相应壳体30。

壳体部分25A-25F彼此相等;然而,壳体部分25A-25F可以具有彼此不同的形状和/或尺寸。

详细地,壳体部分25A-25F各自由多个壁形成,在此为四个壁28,各自具有包括例如在200μm与300μm之间的厚度Tw。

每个壁28从骨架结构20的相应面22A-22F向骨架结构20的外部延伸例如包括在1mm和3mm之间的长度。

每个壳体部分25A-25F的壁28形成各自的固定表面27。

在该实施例中,每个壳体部分25A-25F的壁28在相应端部处彼此被连接,使得相应固定表面27是连续的表面。

每个壳体部分25A-25F的壁28形成其各自的壳体30。

朝向框架12的内部的壳体30各自由骨架结构20的相应面22A-22F界定。

实际上,壳体30各自在侧面上都被相应壳体部分25A-25F的壁28完全封闭。

此外,在该实施例中,壁28从骨架结构20的相应面22A-22F的拐角延伸。

然而,壁28可以从面22A-22F的内部延伸,使得壳体30在平面图中各自具有比相应面22A-22F的面积更小的面积。

在该实施例中,每个壳体部分25A-25F的壁28垂直于相应面22A-22F延伸。

此外,每个壳体部分25A-25F的壁28都从相应面22A-22F突出相同的长度。实际上,每个壳体部分25A-25F的固定表面27位于与相应面22A-22F的平面平行的平面上。

然而,壳体部分25A-25F可以在相应壁28的数目、形状、尺寸和布置上彼此不同。

印刷电路板15是柔性印刷电路板,特别是刚性-柔性或刚性-柔性印刷电路板,该刚性-柔性或刚性-柔性印刷电路板由通过柔性部分相互电耦接和/或机械耦接的刚性部分形成,并且由框架12的壳体结构23承载。

在印刷电路板15中形成一个或多个电连接线35,为了简单起见在图2和3中用虚线示意性地指示。

电连接线35可以被形成在印刷电路板15的内部和表面两者,并且被配置为将一个或多个电子器件17彼此连接。

详细地,在该实施例中,印刷电路板15包括六个刚性部分37A-37F,下文中也称为第一、第二、第三、第四、第五和第六刚性部分37A、37B、37C、37D、37E和37F,每个刚性部分用于壳体结构23的每个壳体部分25A-25F,以及将刚性部分37A-37F彼此耦接的五个柔性部分40。如本发明的图2所示,电连接线35可以延伸穿过柔性部分40。

印刷电路板15的刚性部分37A-37F各自具有第一表面42A和第二表面42B,第一表面42A面向框架12的内部,特别是在此面向骨架结构20的相应面22A-22F,第二表面42B与第一表面42A相对并且面向框架12的外部。

在该实施例中,刚性部分37A-37F的第一表面42A和第二表面42B具有正方形形状,并且具有例如包括在7mm×7mm和10mm×10mm之间的面积,在此近似等于骨架结构20的面22A-22F的面积。

如图5和6所示,其中所示的印刷电路板15与框架12分离,印刷电路板15在平面图中形成框架12的平面展开。

印刷电路板15的刚性部分37A-37F各自被固定到框架12的相应壳体部分25A-25F。

具体地,刚性部分37A-37F的第一表面42A被结合到相应壳体部分25A-25F的固定表面27,例如通过特定的胶水或粘合剂材料,或通过粘合剂类型的裸片附连膜。

实际上,印刷电路板15的刚性部分37A-37F在空间中彼此横向地延伸;因此,它们具有三维即非平面的空间布置。

电子器件17电耦接到印刷电路板15,使得所有电子器件17或一些电子器件17通过电连接线35相互连接,这取决于具体应用。

在该实施例中,电子器件17由印刷电路板15的刚性部分37A-37F承载。

例如,一些电子器件17可以通过表面安装技术(SMT)被安装在印刷电路板15的刚性部分37A-37F上。

然而,一些电子器件17可以通过不同的耦接技术被耦接到印刷电路板15,例如可以被结合到刚性部分37A-37F并且通过引线结合电连接到电连接线35。

电子器件17还可以被耦接到印刷电路板15的柔性部分40。

此外,一些电子器件17可以直接被形成在印刷电路板15上。

参考图5-7,电子器件17包括至少一个处理或控制器件41,在此为三个处理或控制器件41A-41C,每个处理或控制器件包括各自的集成电路60;以及至少一个无线连接元件42,在此是五个天线56A-56E,其相互耦接。

此外,在该实施例中,电子器件17还包括至少一个检测器件43,在此是两个感测器50,其被配置为检测一个或多个物理量Q并且被耦接到处理或控制器件41A-41C。

天线56A-56E直接被形成在印刷电路板15上,并且被配置为各自接收和发送相应的射频信号。详细地,天线56A-56F由分别形成在印刷电路板15的第一刚性部分、第二刚性部分、第三刚性部分、第四和第六刚性部分37A、37B、37C、37D和37F的第二表面42B上的金属线形成。

例如,天线56A-56E可以被配置为接收和发送具有相同频率或不同频率的电磁信号,这取决于具体应用。

模块10可以包括不同数目的天线,这取决于由模块10期望的发射分布。例如,模块10可以包括六个天线,每个刚性部分37A-37F一个天线。备选地,模块10可以包括较少数目的天线。

第一处理或控制器件、第二处理或控制器件和第三处理或控制器件41A-41C分别由相应的集成电路60和一个或多个振荡器62(例如石英振荡器)以及多个无源元件64(例如电感器、电阻器和电容器)形成。

第一控制器件、第二控制器件和第三控制器件41A-41C分别被安装在印刷电路板15的第二刚性部分37B、第四刚性部分37D和第五刚性部分7E的第一表面42A上。

第一控制器件、第二控制器件和第三控制器件41A-41C中的每个控制器件可以是微控制器、微处理器、片上系统(SoC)等,其被配置为根据特定应用执行特定功能。

例如,第三处理或控制器件41C可以是微控制器,该微控制器被配置为接收并且处理由感测器50提供的数据并且提供有待从外部发送到模块10的输出数据。

根据实施例,第三处理或控制器件41C还可以被配置为耦接到天线56A-56E中的一个或多个天线,例如以控制其激活并且发送输出数据。

第一处理或控制器件41A和第二处理或控制器件41B可以各自是在相应的频率范围内操作的射频换能器,其可操作地耦接到第三处理或控制器件41C和一个或多个天线56A-56E。

感测器50可以是例如惯性感测器,诸如陀螺仪、加速计、倾斜计、静电荷变化感测器、温度感测器、压力感测器、机械应力感测器等,特别是其是使用MEMS(“微机电系统”)技术制成的感测器。

感测器50被安装在印刷电路板15的第三刚性部分37C的第一表面42A上;然而,每个感测器50可以被安装在相应的刚性部分37A-37F上。

根据具体应用,将感测器50安装在印刷电路板的不同刚性部分上可能是有用的,以便修改感测器50的空间取向。

在模块10中,电子器件17还包括形成在印刷电路板15的第五刚性部分37E的第二表面42B上的物理耦接接口58。物理耦接接口58在此处是焊盘栅格阵列(LGA),其可以被用于将第三处理或控制器件41C物理耦接到外部电子电路或器件(在此未示出)。

然而,物理耦接接口58可以是不同的类型,例如针栅阵列(PGA)或球栅阵列(BGA)类型。

备选地,模块10可以被配置为例如通过天线56A-56E仅在无线模式下与外部可耦接。

在使用中,检测器件43生成作为经检测的物理量Q的函数的一个或多个检测信号S

处理或控制器件41接收并且处理检测信号S

例如,传输信号S

例如,处理或控制器件41可以被配置为执行机器学习算法,例如神经网络等,以确定检测信号S

例如,处理或控制器件41可以被配置为将检测信号S

天线56A-56E接收传输信号S

根据具体应用,输出信号S

此外,在使用中,无线连接元件42可以接收来自模块10外部的电子器件的输入信号S

无线连接元件42响应于输入信号S

处理和控制器件41接收接收信号S

耦接到骨架结构20的不同面的天线56A-56E的存在允许天线56A-56E相互具有不同的空间取向。结果,模块10可以具有输出信号S

天线56A-56E可以在印刷电路板15上具有高占地面积(或面积占用率),例如包括在7×7mm

然而,印刷电路板15的刚性部分37A-37F的第一表面和第二表面42A、42B可以被用于形成天线56A-56E和安装感测器50以及处理和控制器件41A-41C的事实允许减小印刷电路板15的总占地面积。

因此,作为一个整体,模块10可以具有低的面积占用率并且因此具有低的制造成本。

此外,如果框架12完全或部分地由能够屏蔽电磁辐射的材料形成,则可以在设计步骤期间通过修改框架12的形状和尺寸,特别是骨架结构20和壳体结构23的形状和尺寸来修改模块10的期望发射图。

此外,在模块10中,壳体30形成用于检测器件43和容纳在其中的处理和控制器件41的电磁屏蔽。结果,检测器件43以及处理和控制器件41受到低电磁干扰,因此降低了电磁干扰损害其性能或正确操作的风险。

在模块10中,处理和控制器件41A-41C被承载在骨架结构20的不同面上。结果,它们面向彼此横向的方向。这允许进一步减少相同处理和控制器件41A-41C之间可能的电磁干扰。

因此,作为整体,模块10的电子器件17受到低的相互电磁干扰。

图8示出了图1的模块10的框架(在此由112指示)的不同实施例。框架112具有类似于图4的框架12的总体结构;因此,共同的元件由相同的附图标记表示并且不再进一步描述。

详细地,框架112可以部分地或全部地(在此全部地)由适于屏蔽射频电磁辐射的金属材料制成,并且由骨架结构(在此由120指示并且在图9中详细地示出)以及由壳体结构23形成。

同样在该实施例中,骨架结构120具有多面体形状,特别是立方体形状,并且包括六个面,在此由122A-122F指示。由于框架12中不存在六个面22A-22F,因此框架112可以具有开口的骨架结构。

骨架结构120具有内部腔体126。

面122A-122F各自与相应的腔体或开口124交叉。实际上,每个面122A-122F形成横向界定相应的腔体或开口124的框架。相应的腔体或开口124延伸到内部腔体126。

壳体结构23在此又包括六个壳体部分25A-25F,每个壳体部分用于面122A-122F中的每个面。详细地,壳体部分25A-25F每个都由壁28形成,壁28从相应面122A-122F向骨架结构120的外部延伸并且形成壳体,在此用130指示。

实际上,在该实施例中,壳体130朝向框架112的内部开口,并且各自与骨架结构120的内部腔体126连通。

框架112可以比图4的框架12轻。例如,由于如图8所示的框架112具有开放的骨架配置并且如图3所示的框架12具有封闭的骨架配置,框架112可以由更少的材料制成,使得框架112不如框架12重(即,更轻)。

图10和11示出本模块的不同实施例,在此用200表示。模块200具有类似于图1的模块10的一般结构;因此,共同的元件由相同的附图标记表示并且不再进一步描述。

详细地,模块200包括框架,在此由212指示;由框架212承载的印刷电路板,在此由215指示;以及由印刷电路板215承载的多个电子器件,在此仅示出了其中的四个天线256A-256D。

在图11中详细示出的框架212在此可以部分地或全部地由适于屏蔽射频电磁辐射的材料制成,例如由金属材料或具有金属涂层的其它材料制成。

框架212包括在此由220指示的骨架结构和在此由223指示的壳体结构,它们彼此是整体的。

骨架结构220是多面体结构,内部是中空的。例如,如图11所示的框架212具有类似于框架112的开口骨架配置。然而,在框架212的一些备选实施例中,框架212可以具有类似于框架12的封闭骨架配置。

详细地,骨架结构220是具有第一基底222A和第二基底222B(在此为六边形类型)以及在第一基底222A和第二基底222B之间延伸的六个侧面222C-222H的棱柱。

侧面222C-222H是平行六面体,在此每个在平面上具有矩形形状。

内部腔体231完全穿过骨架结构220并且在第一基底222A和第二基底222B之间延伸。

侧面222C-222H中的每个侧面在中心与相应的贯通腔体233交叉,贯通腔体233与内部腔体231连通。

壳体结构223包括六个壳体部分225A-225F,每个壳体部分耦接到相应的侧面222C-222H并且具有相应固定表面227。

壳体部分225A-225F在此再次由从相应的侧面222C-222H向骨架结构220的外部延伸的四个壁228形成,从而形成相应壳体230。壳体部分225A-225F中的每个壳体沿着侧面222C-222H的对应的侧面存在。

在该实施例中,壳体230各自与相应的贯通腔体233邻接,并且因此与内部腔体231连通。

此外,壳体230在平面图中具有矩形形状并且具有比相应的侧面222C-222H小的面积。

同样在该实施例中,结合表面227平行于相应的侧面222C-222H。然而,壁228可以彼此被分离,使得每个固定表面227由彼此不连续的部分形成。附加地或备选地,固定表面227可以相对于相应的侧面222C-222H是横向的。

印刷电路板215在此再次是刚性-柔性类型的,并且由八个刚性部分237A-237H形成,这些刚性部分在下文中也被称为第一刚性部分、第二刚性部分、第三刚性部分、第四刚性部分、第五刚性部分、第六刚性部分、第七刚性部分和第八刚性部分237A-237H,这些刚性部分通过在此仅部分示出的柔性部分240互相电耦接和机械耦接。例如,类似于电连接线35的电连接线可以延伸穿过多个柔性部分240的相应柔性部分。

刚性部分237A-237H每个具有各自的第一表面(在此未示出)和各自的第二表面242B,该第一表面被耦接到框架212上并且面向框架212的内部,该第二表面与第一表面相反并且面向框架212的外部。

详细地,第一刚性部分237A和第二刚性部分237B在平面图中具有六边形形状,并且分别耦接到骨架结构220的第一基底222A和第二基底222B,例如粘结或不同地固定。

从第三刚性部分到第八刚性部分237C-237H的刚性部分在平面上具有矩形形状,并且每个刚性部分被耦接到相应壳体部分225A-225F。详细地,刚性部分237C-237H被固定,例如粘接、焊接或不同地固定到相应壳体部分225A-225F的固定表面227上。

在该实施例中,从第三刚性部分到第八刚性部分237C-237H的刚性部分的第一表面242A在平面上具有比相应壳体230更大的面积。实际上,印刷电路板215的刚性部分237C-237H各自从相应壳体部分225A-225F横向突出。

然而,根据具体应用,刚性部分237A-237H的形状和尺寸可以与已经示出的不同。

如图7所示,模块200可以再次包括与模块10所示相同或不同的处理和控制器件41、外部连接元件42和检测器件43,这取决于200的具体应用。

检测器件43以及处理和控制器件41(为了清楚起见在图10中未示出)在此再次被安装在刚性部分237A-237H中的一个或多个刚性部分的第一表面上,以便被布置在壳体230中或内部腔体231中。

实际上,在该实施例中,内部腔体231形成处理和控制器件41和检测器件43的壳体。

模块200包括多个天线,例如每个天线用于印刷电路板215的每个刚性部分237A-237H,并且在图10中仅示出了其中的四个天线256A-256D。

天线256A-256D分别被形成在印刷电路板215的第一刚性部分237A、第三刚性部分237C、第四刚性部分237D和第八刚性部分237H的第二表面242B上。

模块200具有的刚性部分237A-237H的数目大于图1的模块10的刚性部分37A-37F的数目;结果,模块200可以包括比模块10更多的多个电子器件,例如感测器、集成电路、天线。

因此,如果例如模块200包括用于印刷电路板215的每个刚性部分237A-237H的天线,模块10可以具有更大的通用性,例如在修改模块200的电磁发射图时,相对于图1的模块10。

图12和13示出本模块的不同实施例,在此用300指示。模块300具有类似于图1的模块10的一般结构;因此,共同的元件由相同的附图标记指示并且不再进一步描述。

详细地,模块300包括框架,在此由312指示;由框架312承载的印刷电路板15;以及由印刷电路板15承载的多个电子器件,例如如参考图7所述,在此仅示出了其中的三个天线56A-56C。

在图13中详细示出的框架312在此可以再次由金属、塑料或粘合剂材料制成,并且部分地或全部地由适合于屏蔽射频电磁辐射的材料制成,类似于针对模块10的框架12所描述的。

框架312包括多个壳体330并且由骨架结构(在此由320指示)和壳体结构(在此由323指示)形成,并且形成在骨架结构320中。

骨架结构320是多面体,特别是六面体,在此是立方体,具有六个面,其中只有三个面322A-322C在图13中示出。

在该实施例中,骨架结构320的面通过弯曲部分326彼此被连接。实际上,弯曲部分326形成骨架结构320的圆角。

在图12和13中,为了清楚起见,弯曲部分326由实线标识,以便示出其曲率。

壳体结构323包括六个壳体部分,骨架结构320的每个面一个,图13中仅示出了其中的三个壳体部分325A-325C。

壳体部分325A-325C每个从相应面322A-322C朝向骨架结构320的内部延伸并且形成壳体330。

详细地,壳体330在骨架结构320的内部并且由骨架结构320的内壁333限定。由于内壁333的存在,框架312具有类似于框架12的封闭骨架配置。然而,在一些备选实施例中,内壁333可以不存在,使得框架312可以具有类似于框架112的开放骨架配置。

在该实施例中,印刷电路板15直接由骨架结构320承载。

详细地,刚性部分37A-37F(其中仅示出了三个刚性部分37A-37C)被固定,例如结合到骨架结构320的相应面上。

实际上,被安装在每个刚性部分37A-37F的第一表面42A上的电子器件(在此未示出)被布置在壳体330中。

最后,清楚的是,在不脱离如所附权利要求中限定的本公开的范围的情况下,可以对在此描述和示出的模块10、200、300进行修改和变化。

框架的形状和尺寸,特别是骨架结构和壳体结构的形状和尺寸可以变化。例如,骨架结构可以形成不同于所示的多面体结构。此外,骨架结构可以具有非多面体形状,例如圆柱形。

此外,取决于具体应用,骨架结构的面可以彼此相同或不同。

例如,如图14所示,在此由400指示的本模块可以具有形成棱镜的框架412,该棱镜具有方形基底413和矩形侧面414。在一些实施例中,框架412可以具有封闭的骨架配置,并且在一些备选实施例中,框架412可以具有开放的骨架配置。

此外,印刷电路板的刚性部分相对于其耦接的骨架结构的相应面在平面上可以具有不同的形状。

此外,本模块可以具有比相应的骨架结构的面的数目少的多个刚性部分,这取决于具体应用。

此外,印刷电路板的刚性部分可以以不同的方式被固定到框架。例如,图15示出了图1的模块10的框架(在此由512指示),其中壳体部分25A-25F每个包括多个引脚,具体地每个包括四个引脚423。在一些实施例中,框架512可以具有闭合的骨架配置,并且在一些备选实施例中,框架512可以具有打开的骨架配置。

引脚423在此从相应壳体部分25A-25F的固定表面27朝向框架512的外部延伸。

引脚423适于被容纳在形成印刷电路板15的刚性部分37A-37F中的相应的孔内(在此未示出)。

例如,印刷电路板15的刚性部分37A-37F可以仅通过引脚423被固定到框架512,而不被结合到框架512。备选地,印刷电路板15的刚性部分27A-37F也可以被结合到固定表面27;在这种情况下,引脚423可以被用于增加印刷电路板15的刚性部分27A-37F和框架512之间的耦接的稳定性。

本模块还可以包括被安装在印刷电路板上的电子器件,例如用于为相同模块的所有器件供电的电池。在这种情况下,一个或多个天线可以被配置为允许对无线电池充电。

印刷电路板可以具有表面部分,其面向框架的外部并且耦接到参考电压,例如接地。一个或多个金属盖可以被耦接到表面部分,每个金属盖被布置成覆盖一个或多个电子器件。这种金属盖可以屏蔽相应的电子器件,使其免受被布置在金属盖外部的近距离电子器件的信号所生成的高频辐射或干扰。例如,金属盖可以通过焊接或其它组装技术被固定到印刷电路板的表面部分。

此外,作为示例考虑图1的模块10,处理和控制器件41和/或检测器件43也可以被安装在刚性部分37A-37F的第二表面42B上,即面向模块10的外部,这取决于具体应用。

最后,以上描述和示出的实施例可以被组合以形成进一步的解决方案。

电子模块(10;200;300;400)可以被概括为包括三维框架(12;112;212;312;412;512);印刷电路板(15;215),其固定到三维框架并且包括多个支撑部分(37A-37F;237A-237H)在空间中彼此横向延伸;以及多个电子器件(17,43,41,42),其固定到印刷电路板并且可操作地彼此耦接,其中电子器件被布置在印刷电路板的至少一个支撑部分上。

印刷电路板的每个支撑部(37A-37F;237A-237H)可以具有面向三维框架内部的第一表面(42A)和面向三维框架外部的第二表面(42B;242B),其中电子器件包括集成电路(60)和天线(56A-56E),集成电路被布置在印刷电路板的相应的支撑部分的第一表面上,天线被布置在印刷电路板的相应的支撑部分的第二表面上。

三维框架可以包括由多个相互连接的面(22A-22F;122A-122F;222A-222H)形成的骨架结构(20;120;220;320),其中每个面横向于相邻面,印刷电路板的每个支撑部分由骨架结构的相应面承载。

三维框架可以包括多个壳体部分(25A-25F;222A,222B,225A-225F;325A-325F),每个壳体部分耦接到骨架结构的相应面并且形成相应壳体(30;130;230,231;333),印刷电路板的支撑部分每个被固定到相应壳体部分,器件支撑部分的第一表面每个面向相应壳体。

壳体部分(25A-25F;225A-225F)中的至少一个壳体部分可以包括至少一个从骨架结构的相应面延伸并且形成壳体的壁(28;228)。

至少一个壳体部分(25A-25F;225A-225F)可以朝向骨架结构的外部延伸。

至少一个壳体部分(325A-325F)可以向内延伸到骨架结构(320)。

壳体(30)中的至少一个壳体可以由骨架结构(20)的相应面(22A-22F)朝向框架(12)的内部封闭。

骨架结构可具有内部腔体(126;231),壳体(130;230)的至少一个壳体被耦接到骨架结构的具有腔体(124;233)的面(122A-122F;222A-222H),使得壳体通过面的腔体与内部腔体连通。

骨架结构通常可以具有立方体、平行六面体、基于六边形的棱柱或圆柱体的形状。

印刷电路板(15;215)可以是刚性-柔性印刷电路板。

印刷电路板的支撑部分(37A-37F;237A-237H)可以是刚性-柔性印刷电路板的刚性部分,刚性-柔性印刷电路板还可以包括将刚性部分彼此电耦接和机械耦接的柔性部分(40;240)。

三维框架可以包括被配置为屏蔽射频电磁辐射的金属材料。

三维框架可以具有多个固定表面(27;222A,222B,227;322A-322F),一个固定表面用于印刷电路板的每个支撑部分,印刷电路板的每个支撑部分的第一表面(42A)被固定到相应固定表面。

三维框架可以被用于电子模块中。

上述各种实施例可以被组合以提供进一步的实施例。如果需要采用各种专利、申请和出版物的概念来提供进一步的实施例,可以修改实施例的各方面。

根据上述详细描述,可以对实施例进行这些和其它改变。通常,在下面的权利要求中,所使用的术语不应该被解释为将权利要求限制于在说明书和权利要求中公开的特定实施例,而是应该被解释为包括所有可能的实施例以及这些权利要求被授权的等同物的全部范围。因此,权利要求不受本公开的限制。

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