模塊化電子設(shè)備的制造方法
【專利說明】模塊化電子設(shè)備
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求于2012年12月17日提交的名稱為“MODULAR ELECTRONICS(模塊化電子設(shè)備)”的序列號(hào)N0.61/738，297的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)的提交日期根據(jù)美國法律35U.S.C.§ 119(e)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)通過引用的方式為了所有目的以其整體并入本文。
另外，序列號(hào) N0.13/427，576、N0.13/471，052、N0.13/618，138、N0.13/657，476、N0.13/713，564和N0.13/963，199的美國申請(qǐng)也通過引用的方式為了所有目的以其整體并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開涉及使用極高頻(High Frequency, EHF)通信設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸。更具體地，本公開涉及通過使用EHF通信的第二設(shè)備的第一設(shè)備的補(bǔ)充功能的組件。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體工業(yè)和電路設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展已使具有不斷增長的更高的工作頻率ICs的開發(fā)和產(chǎn)品成為可能。因而，與前幾代產(chǎn)品相比，具有這種集成電路的電子產(chǎn)品和系統(tǒng)能夠提供更強(qiáng)的功能。這種增加的功能通常已包括對(duì)以不斷增加的更快的速度不斷增長的更大的數(shù)據(jù)量的處理。
[0003]許多電子系統(tǒng)包括多個(gè)安裝有這些高速ICs的印刷電路板(Printed CircuitBoards，PCBs)，各種信號(hào)通過PCBs在ICs之間來往。在具有至少兩個(gè)PCBs并且需要在這些PCBs之間進(jìn)行通信的電子系統(tǒng)中，已發(fā)展出多種連接器和背板架構(gòu)來方便電路板之間的信息傳遞。遺憾的是，這種連接器和背板架構(gòu)將各種阻抗不連續(xù)帶入了信號(hào)路徑，導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量或完整性的下降。通過例如載波信號(hào)機(jī)械式連接器的傳統(tǒng)方式連接板通常會(huì)造成中斷，這需要昂貴的電子裝置來解決。傳統(tǒng)的機(jī)械式連接器還可能會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生破損、需要精確的對(duì)齊和制造方法，以及容易受到機(jī)械耦合的影響。最后，與通常被發(fā)現(xiàn)安裝在PCB上或例如便攜電子設(shè)備內(nèi)的其他組件相比，傳統(tǒng)的機(jī)械式連接器是龐大的，因此在設(shè)備的整體尺寸上增加了相當(dāng)大的體積。當(dāng)機(jī)械式連接器在兩個(gè)內(nèi)部電路之間時(shí)，這就是事實(shí)，以及當(dāng)機(jī)械式連接器適配為允許兩個(gè)設(shè)備之間的連接時(shí)是，這尤其是真實(shí)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在第一示例中，提供配置電子設(shè)備的方法。電子設(shè)備可以包括第一電子模塊和第二電子模塊。第一電子模塊可以包括電連接至第一通信單元的第一操作組件。第一通信單元可以包括適配為發(fā)送和/或接收極高頻(Extremely High Frequency，EHF)電磁信號(hào)，并且在電信號(hào)和電磁信號(hào)之間轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器。第一通信單元可以包括集成電路，該集成電路包括可操作地耦合至轉(zhuǎn)換器的發(fā)送器電路和接收器電路中的至少一個(gè)。第二電子模塊可以包括電連接至第二通信單元的第二操作組件。第二通信單元可以包括適配為發(fā)送和/或接收EHF電磁信號(hào)，并且在電信號(hào)和電磁信號(hào)之間轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器。第二通信單元可以包括第二集成電路，該第二集成電路包括可操作地耦合至轉(zhuǎn)換器的發(fā)送器電路和接收器電路中的至少一個(gè)。該方法可以包括將第一電子模塊和第二電子模塊的各自的面關(guān)于彼此定向，將第一電子模塊連接到第二電子模塊，各自的面彼此相對(duì)，并且通過第一電子模塊和第二電子模塊的相對(duì)的面建立第一通信單元和第二通信單元之間的EHF通信鏈路。
[0005]在第二示例中，提供模塊化電子系統(tǒng)。模塊化電子系統(tǒng)可以包括第一電子模塊，該第一電子模塊具有電連接至第一通信單元的第一操作組件。第一通信單元可以包括適配為發(fā)送和/或接收極高頻(EHF)電磁信號(hào)，并且在電信號(hào)和電磁信號(hào)之間轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器。第二通信單元可以包括第二集成電路，該第二集成電路具有可操作地耦合至轉(zhuǎn)換器的發(fā)送器電路和接收器電路中的至少一個(gè)。第一電子模塊的主面可以適配為接觸第二電子模塊的主面并且形成第一通信單元和第二通信單元之間的EHF通信鏈路。
[0006]在第三示例中，模塊化電子系統(tǒng)可以包括第一電子模塊，該第一電子模塊包括印刷電路板裝配件。印刷電路板裝配件可以包括第一印刷版(PCB)，該第一印刷版具有第一主表面和相對(duì)的(或相反的)第二主表面。PCB可以限定孔。雙向集成電路(IC)封裝可以安裝到印刷電路板并且適配為生成EHF頻帶信號(hào)。雙向集成電路封裝可以被布置使得雙向IC生成的EHF頻帶信號(hào)通過第一 PCB限定的孔在垂直于第一 PCB的第一主表面的第一方向上傳播，和遠(yuǎn)離第一方向、通過第一 PCB限定的孔、并且垂直于PCB的第二主表面的第二方向上而傳播。
[0007]在第四示例中，模塊化電子系統(tǒng)可以包括多個(gè)電子模塊。多個(gè)電子模塊中的至少兩個(gè)模塊可以封閉在各自的外殼中，并且包括電連接至各自的EHF通信單元的相應(yīng)操作組件。每個(gè)各自的EHF通信單元可以包括適配為至少發(fā)送和/或接收EHF電磁信號(hào)、并且在電信號(hào)和電磁信號(hào)之間轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器。每個(gè)EHF通信單元可以包括集成電路，該集成電路具有可操作地耦合至轉(zhuǎn)換器的發(fā)送器電路和接收器電路中的至少一個(gè)。磁體可以布置在至少一個(gè)外殼中，使得磁體相互作用可以將至少兩個(gè)模塊可釋放地耦合在一起以保持各自的轉(zhuǎn)換器相互靠近以使得各自的EHF通信單元之間的EHF通信鏈路成為可能。
[0008]在第五示例中，計(jì)算設(shè)備可以包括集成電路，該集成電路包括多個(gè)功能性組件和可操作地耦合至集成電路的EHF通信單元。EHF通信單元可以包括適配為發(fā)送和接收EHF電磁信號(hào)、并且在電信號(hào)和電磁信號(hào)之間轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器。計(jì)算設(shè)備可以包括可操作地耦合至轉(zhuǎn)換器的收發(fā)器。EHF通信單元可以使得計(jì)算設(shè)備的至少一個(gè)功能性組件能夠由外部計(jì)算設(shè)備的功能性組件來補(bǔ)充。
[0009]在第六示例中，計(jì)算設(shè)備可以包括第一電子模塊。第一電子模塊可以包括第一 EHF通信單元，和具有第一組功能性處理組件的第一集成單元。計(jì)算設(shè)備可以進(jìn)一步包括第二電子模塊。第二電子模塊可以包括第二 EHF通信單元，和具有第二組功能性處理組件的第二集成單元。第一電子模塊和第二電子模塊在合適的相對(duì)靠近度和相對(duì)定向內(nèi)可隨意使用以允許第一 EHF通信單元和第二 EHF通信單元之間的EHF通信鏈路以允許共享第二組功能性處理組件的至少一個(gè)功能性處理組件和第一組功能性處理組件的至少一個(gè)功能性處理組件。
【附圖說明】
[0010]圖1為根據(jù)本公開的包括第一電子模塊、第二電子模塊和功率模塊的電子設(shè)備的示意性等距視圖。
[0011]圖2A為圖1的電子設(shè)備的分解圖。
[0012]圖2B為圖1的電子設(shè)備的另一種結(jié)構(gòu)的分解圖。
[0013]圖3為描繪用于根據(jù)本公開配置電子設(shè)備的方法的流程圖。
[0014]圖4為凸緣模塊結(jié)構(gòu)的分解圖。
[0015]圖5為圖4的凸緣模塊的示意性側(cè)視圖，示出了相互接觸的模塊的主面。
[0016]圖6為第一模塊和第二模塊的側(cè)視圖，該第一模塊和第二模塊包括用于將第一外殼連接到第二外殼的手動(dòng)可釋放的連接系統(tǒng)。
[0017]圖7A、圖7B和圖7C為顯示第一電子模塊和第二電子模塊的端口特征的示意性等距視圖。
[0018]圖8為電子模塊的示意性等距視圖，該電子模塊包括單向IC封裝、雙向IC封裝和側(cè)發(fā)射IC封裝。
[0019]圖9為模塊化電子系統(tǒng)的示意性等距視圖，該模塊化電子系統(tǒng)包括雙向IC封裝。
[0020]圖10為與外部計(jì)算設(shè)備交互的計(jì)算設(shè)備的框圖。
[0021]圖1lA為用于共享第一電子模塊和第二電子模塊之間的功能性組件的計(jì)算設(shè)備的框圖。
[0022]圖1lB為顯示第一模塊和第二模塊之間的示例性相對(duì)靠近度以使得數(shù)據(jù)的交換成為可能的示意性側(cè)視圖。
[0023]圖12A、圖12B和圖12C示出了根據(jù)本公開的各種模塊的示意性布置。
[0024]本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解的是，圖中的元件為了簡(jiǎn)單和清楚而被示出，并且并不必須按比例繪制。例如，圖中一些元件的尺寸相對(duì)于其他元件會(huì)被放大以為了增進(jìn)對(duì)本公開的理解。
[0025]可能存在說明中描述而圖中并未描繪的附加結(jié)構(gòu)，并且缺少這種繪制不應(yīng)當(dāng)被視為從說明書中遺漏了這種設(shè)計(jì)。
【具體實(shí)施方式】
[0026]在詳細(xì)描述本公開的實(shí)施方式之前，應(yīng)當(dāng)注意到本公開的本實(shí)施方式可以使用與具有EHF通信的電子設(shè)備有關(guān)的裝置組件和方法步驟。因此，在示出了與本公開的理解相關(guān)的具體細(xì)節(jié)的圖中，在合適的地方由傳統(tǒng)符號(hào)來代表裝置組件，以免使用本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的、具有本文描述的益處的細(xì)節(jié)來模糊本公開。
[0027]本文公開了詳細(xì)的實(shí)施方式。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，公開的實(shí)施方式僅僅是可以以各種方式實(shí)現(xiàn)的要求的元件的示例。因此，本文公開的特定結(jié)構(gòu)和功能性細(xì)節(jié)并不解釋為限制，而僅僅作為權(quán)利要求的基礎(chǔ)和作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域中技術(shù)人員各自以合適的結(jié)構(gòu)使用公開的概念的代表性基礎(chǔ)。此外，本文使用的術(shù)語和短語無意作為限制，而是提供主題的可理解的描述。
[0028]此外，在當(dāng)今社會(huì)和計(jì)算環(huán)境中，電子設(shè)備被越來越多的使用。使用EHF通信的方法和裝置可以提供在這些設(shè)備之間和這些設(shè)備內(nèi)的安全、穩(wěn)定和高帶寬的通信。
[0029]EHF通信單元的示例為EHF通信鏈路芯片。在整篇本公開中，術(shù)語通信鏈路芯片、通信鏈路芯片封裝和EHF通信鏈路芯片封裝將會(huì)用于表示嵌入IC封裝中的EHF天線。在序列號(hào)為 N0.61/491，811、Νο.61/467，334,N0.61/485，543 和 N0.61/535，277 的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)中詳細(xì)描述了這種通信鏈路芯片的示例，所有這些申請(qǐng)為了其所有目的以其整體并入本文。通信鏈路芯片是通信設(shè)備的示例，也被稱為通信單元，不論它們是否提供無線通信以及是否在EHF頻率帶中工作。
[0030]無線通信可以用于提供設(shè)備中組件或模塊之間的信號(hào)通信或可以提供設(shè)備之間的通信。無線通信提供不會(huì)遭受機(jī)械和電老化的接口。美國專利N0.5，621，913和美國專利N0.8，554，136中公開了在芯片之間使用無線通信的系統(tǒng)的示例，這些公開通過引用的方式以其整體為了所有目的并入本文。
[0031]在一個(gè)示例中，緊密耦合的發(fā)送器/接收器對(duì)可以以在第一傳導(dǎo)路徑的端部布置的發(fā)送器和在第二傳導(dǎo)路徑的端部布置的接收器來部署。根據(jù)發(fā)送能量的強(qiáng)度，發(fā)送器和接收器可以布置的相互緊密靠近，并且第一傳導(dǎo)路徑和第二傳導(dǎo)路徑可以關(guān)于彼此而不連續(xù)。在示例性版本中，發(fā)送器和接收器可以布置在分離的電路載波上，該載波利用相互靠近的發(fā)送器/接收器對(duì)的天線來定位。
[0032]發(fā)送器或接收器可以配置為IC封裝，其中，天線可以與裸晶鄰近，并且通過電介質(zhì)或絕緣封閉或結(jié)合材料而固定到位。發(fā)送器或接收器可以配置為IC封裝，其中，天線可以與裸晶鄰近并且通過封裝的封裝材料和/或引線框基板而固定到位。
[0033]這些IC封裝與無接觸功率傳輸方法一起可以用于創(chuàng)建用于電子設(shè)備的模塊化組件。因?yàn)槟K可以因此不接觸地傳輸數(shù)據(jù)和功率，每個(gè)模塊可以是獨(dú)立的，并且可以是抵御環(huán)境的。因?yàn)闆]有復(fù)雜的和/或容易損壞的連接器用在裝配中，模塊可以甚至通過手與殼體裝配在一起以及拆開。模塊可以配置有磁體或夾子以一種或多種結(jié)構(gòu)來相互連接。在這種方式中，模塊可以是被場(chǎng)交換的以修復(fù)或升級(jí)，以及可以免除復(fù)雜的最終裝配步驟?？梢杂兄谟脩舻亩ㄖ?。通過使用短程EHF IC封裝來提供通信，由于IC封裝的相當(dāng)容忍的EHF耦合特征，可以有助于放松的模塊對(duì)齊要求。也可以免除暴露的金屬，以致更好的磨損特征以及使得例如防水的能力成為可能。
[0034]操作組件可以涉及以下中的一種或多種:處理器、控制器、邏輯組件、傳感器接口、非易失性存儲(chǔ)器、易失性存儲(chǔ)器、顯示器、用戶接口和/或觸摸板等。
[0035]圖1示出了電子設(shè)備100的示意性等距視圖。電子設(shè)備100可以由多層或模塊制成。多層或模塊可以包括第一電子模塊102、第二電子模塊104和第三(功率)模塊106。例如，第一電子模塊102可以為顯示模塊，而第二電子模塊104可以為處理模塊。
[0036]圖2Α不出了圖1的電子設(shè)備100的分解視圖。如圖2Α中所顯不的，第一電子模塊102可以包括第一操作組件220。第一操作組件220可以電連接至第一通信單元222。第一通信單元222可以包括轉(zhuǎn)換器224和集成電路226。轉(zhuǎn)換器224可以適配為