电路板组件及电子设备的制作方法

文档序号:30056290发布日期:2022-05-17 18:23阅读:85来源:国知局
电路板组件及电子设备的制作方法

1.本技术涉及电子设备技术领域,尤其涉及一种电路板组件及电子设备。


背景技术:

2.随着电子设备技术的发展,用户希望电子设备能够实现更多的功能,因此电子设备中需要集成更多器件,这些器件用户可以明显感知到,例如更大容量的电池、更多数量的摄像模组、更多类型的传感器。随着这些用户可感知的电子器件的数量增多,主板上担负数据处理、供电等主要功能的器件的排布空间越来越小。


技术实现要素:

3.本技术提供一种电路板组件及电子设备,可以在满足电路板组件的紧凑性设计的同时,提高电路板组件的可靠性。
4.本技术实施例一方面提供一种电路板组件,包括第一印制电路板、第二印制电路板、第一柔性电路板和转接件;所述第一印制电路板和所述第二印制电路板相对设置,所述第一印制电路板包括相对的第一表面和第二表面,所述第二印制电路板包括面向所述第二表面设置的第三表面和与所述第三表面相对的第四表面;所述第一印制电路板的第一端和所述第二印制电路板的第一端通过所述第一柔性电路板连接,所述第一柔性电路板呈弯折设置,所述第一印制电路板的第二端和所述第二印制电路板的第二端通过转接件连接,所述转接件包括柔性电路板和/或印制电路板;其中,所述第一印制电路板的第一端和第二端为所述第一印制电路板在一个预设方向上互相远离的两端,所述第二印制电路板的第一端和第二端为所述第二印制电路板在所述预设方向上互相远离的两端,所述第二印制电路板的第一端为靠近所述第一印制电路板的第一端的一端,所述第二印制电路板的第二端为靠近所述第二印制电路板的第二端的一端。
5.相比于相关技术中采用框架板连接第一印制电路板和第二印制电路板的方案,本技术实施例中采用第一柔性电路板和转接件连接的方案,在电路板组件受到机械或热应力冲击时,柔性电路板可以吸收一部分冲击力,因此连接焊点的可靠性提升,电路板组件整体的可靠性提升;另一方面,不需要设置“回”字形的框架板,也不需要满足框架板和印制电路板之间的加工平面度的要求,可以减少印制电路板的浪费,降低生产成本;并且,可以有效提高返修效率,且维修成本大大降低。
6.在一种可能的实施方式中,所述第一柔性电路板的一端焊接在所述第一表面或所述第二表面上,另一端焊接在所述第三表面或所述第四表面上。
7.第一柔性电路板采用低温焊接,有利于降低返修温度,降低柔性电路板的变形程度。
8.在一种可能的实施方式中,所述第一柔性电路板的两端分别连接在所述第一印制电路板的侧壁和所述第二印制电路板的侧壁上,所述第一印制电路板、所述第一柔性电路板和所述第二印制电路板共同组成软硬结合板。
9.设置软硬结合板具有可以减少整体的组装尺寸、避免连线错误、提高可靠性的优点,可以简化组装步骤。
10.在一种可能的实施方式中,所述转接件包括第三印制电路板和第二柔性电路板;所述第三印制电路板设置在所述第二印制电路板的第二端,所述第三印制电路板的远离所述第二印制电路板的表面和所述第一表面通过所述第二柔性电路板连接。
11.第三印制电路板和第二柔性电路板的设置,为柔性连接单板增加了走线通道,第一印制电路板上的信号可以就近选择第一走线通道或者第二走线通道实现与第二印制电路板的连通。
12.在一种可能的实施方式中,所述转接件包括第三柔性电路板,所述第三柔性电路板垂直于所述第一印制电路板和所述第二印制电路板设置,所述第三柔性电路板的两端分别与所述第一印制电路板和所述第二印制电路板焊接。
13.设置竖直连接的第三柔性电路板与第一印制电路板、第二印制电路板焊接,在增加走线通道的基础上,电路板组件的架构简单,连接链路短,阻抗不连续点较少,可以提高信号质量。同时,受到板厚公差和装配公差的影响小,可以降低加工成本和质量成本。且两端均采用柔性电路板连接,在电路板组件受到机械或热应力冲击时,柔性电路板可以吸收一部分冲击力,因此,连接焊点的可靠性提升,电路板组件整体的可靠性提升。并且,维修时可以采用剪断第三柔性电路板的方式,有效提高返修效率,且维修成本大大降低。
14.在一种可能的实施方式中,所述第三柔性电路板的面向所述第一印制电路板和所述第二印制电路板的表面上设置有第一焊盘和第二焊盘,所述第一焊盘和所述第一表面或第二表面上的焊盘垂直并通过预制锡或焊球焊接,所述第二焊盘和所述第三表面或第四表面上的焊盘垂直并通过预制锡或焊球焊接。
15.柔性电路板上的焊盘所在的表面和印制电路板上的焊盘所在的表面相互垂直,电路板的结构强度低,焊盘的接触面积小,焊接精度要求高,需要更多数量的夹具、承载平台、激光设备等多个设备的协同,焊接后还需要进行信号传输的仿真,因此,整体工艺克服了较多技术障碍,具有较高的技术含量。
16.在一种可能的实施方式中,所述第三柔性电路板的背离所述第一印制电路板和所述第二印制电路板的表面上连接有补强板。
17.补强板可以提高第三柔性电路板的结构强度,保证第三柔性电路板焊接时不会发生变形,提高焊接的可靠性。
18.在一种可能的实施方式中,所述转接件包括第四印制电路板,所述第四印制电路板垂直于所述第一印制电路板和所述第二印制电路板设置,所述第四印制电路板的两端分别与所述第一印制电路板和所述第二印制电路板焊接。
19.设置竖直连接的第四印制电路板,在增加走线通道的基础上,电路板组件的架构简单,连接链路短,阻抗不连续点较少,可以提高信号质量,同时,受到板厚公差和装配公差的影响小,可以降低加工成本和质量成本。
20.在一种可能的实施方式中,所述第四印制电路板的面向所述第一印制电路板和所述第二印制电路板的表面上设置有第三焊盘和第四焊盘,所述第三焊盘和所述第一表面或所述第二表面上的焊盘垂直并通过预制锡或焊球焊接,所述第四焊盘和所述第三表面或所述第四表面上的焊盘垂直并通过预制锡或焊球焊接。
21.该种焊接方式适用于第一印制电路板的第二端的端面和第二印制电路板的第二端的端面共面的情况。
22.在一种可能的实施方式中,所述第四印制电路板的面向所述第一印制电路板的表面上设置有第五焊盘,所述第四印制电路板的背离所述第二印制电路板的表面上设置有第六焊盘,所述第五焊盘和所述第一表面或所述第二表面上的焊盘垂直并通过预制锡或焊球焊接,所述第六焊盘和所述第三表面上的焊盘垂直并通过预制锡或焊球焊接。
23.该种焊接方式适用于第一印制电路板的第二端的端面与第二印制电路板的第二端的端面不共面,第四印制电路板的一端端面抵接在第二印制电路板的第三表面上,且抵接位置与第二印制电路板的第二端的端面有足够用来设置焊盘的距离的情况。
24.在一种可能的实施方式中,所述第四印制电路板的面向所述第一印制电路板的表面上设置有第七焊盘,所述第四印制电路板的面向所述第三表面的表面上设置有第八焊盘,所述第七焊盘和所述第一表面或所述第二表面上的焊盘垂直并通过预制锡或焊球焊接,所述第八焊盘和所述第三表面上的焊盘平行并通过预制锡或者焊球焊接。
25.该种焊接方式适用于第一印制电路板的第二端的端面与第二印制电路板的第二端的端面不共面,第四印制电路板的一端端面抵接在第二印制电路板的第三表面上,且抵接位置与第二印制电路板的第二端的端面没有足够用来设置焊盘的距离的情况。
26.在一种可能的实施方式中,所述电路板组件还包括副板,所述第二柔性电路板的远离第一印制电路板的一端延伸至与所述副板连接。
27.第二柔性电路板在连接第一印制电路板和第三印制电路板的同时,可以起到连接主板和副板的作用,从而可以大大简化线路排布。
28.在一种可能的实施方式中,所述第二柔性电路板上设置有天线弹片,所述天线弹片用于连接天线。
29.第一印制电路板上的射频信号通过第二柔性电路板和天线弹片传递至天线,从而可以大大简化线路排布。
30.在一种可能的实施方式中,所述第二柔性电路板和所述第一印制电路板、所述第三印制电路板、所述副板之间,均通过预制锡、焊球、弹簧或者弹片进行焊接。
31.设置焊球、弹簧或者弹片,均可以起到吸收第一印制电路板、第三印制电路板、副板的高低公差的作用,可以解决高低差导致的焊接不可靠的问题。
32.在一种可能的实施方式中,所述电路板组件还包括第六印制电路板、第七印制电路板、第四柔性电路板和第五柔性电路板;所述第六印制电路板设置在所述第二印制电路板的远离所述第一印制电路板的一侧,且所述第六印制电路板和所述第二印制电路板相对设置,所述第七印制电路板连接在所述第二印制电路板的第一端,所述第六印制电路板的第一端和所述第七印制电路板的远离所述第二印制电路板的表面通过所述第五柔性电路板连接,所述第二印制电路板的第二端和所述第六印制电路板的第二端通过呈弯折设置的所述第四柔性电路板连接;或者,所述第六印制电路板设置在所述第一印制电路板的远离所述第二印制电路板的一侧,且所述第六印制电路板和所述第一印制电路板相对设置,所述第六印制电路板的第一端和所述第二印制电路板的第一端通过呈弯折设置的所述第四柔性电路板连接,所述第七印制电路板连接在所述第二印制电路板的第二端,所述第六印制电路板的第二端和所述第七印制电路板的远离所述第二印制电路板的表面通过所述第
五柔性电路板连接。
33.本技术实施例提供了一种具有三层印制电路板的电路板组件,可以增大电子元器件的布局面积,有效提高电子设备的空间利用率;且装配效率高,返修效率高,维修成本低。
34.在一种可能的实施方式中,所述第一柔性电路板的长度方向上的两端分别设置有与所述第一印制电路板、所述第二印制电路板连接的焊盘,所述焊盘沿着所述第一柔性电路板的宽度方向排列,所述焊盘包括功能引脚、接地引脚和防护引脚,所述防护引脚设置在所述第一柔性电路板的宽度方向的两端,所述接地引脚和所述功能引脚设置在所述防护引脚之间。
35.将柔性电路板通过焊接的方式连接在印制电路板上,且引脚可以沿着柔性电路板的宽度方向布置,通过增加柔性电路板的宽度,即可以排布更多数量的引脚,相比于采用板对板连接器扣合的方式来说,引脚数量受到的限制大大减少,连接信号的数量大大增加采用柔性电路板来连接两个印制电路板的方式,可靠性冗余引脚的数量大大减少,在设计同样数量的功能引脚和接地引脚的情况下,总的引脚数可以降低到原来的15%-25%,从而有利于节约引脚的占用空间,增加电子元器件在电路板组件上的布局面积。防护引脚可以承受柔性电路板的宽度方向的两端的撕裂力,避免内侧的功能引脚和接地引脚受到损伤。
36.在一种可能的实施方式中,所述第二柔性电路板分段设置,或者,所述第二柔性电路板上设置有开孔,所述开孔沿着所述第二柔性电路板的与走线方向平行的长度方向延伸,且所述开孔的长度小于所述第二柔性电路板的长度。
37.通过将第二柔性电路板分段或者开口,可以降低柔性电路板的应力很大程度上避免柔性电路板发生卷曲、弯折和偏移,减少焊接偏差。
38.在一种可能的实施方式中,所述第一表面、所述第二表面、所述第三表面和所述第四表面中的至少三个表面上设置有电子元器件。
39.在除了第二表面或第三表面以外的三个表面上设置电子元器件,或者在四个表面上设置电子元器件,可以实现双层电路板的三维空间的布局。
40.在一种可能的实施方式中,所述第一印制电路板和所述第二印制电路板通过螺钉连接。
41.螺钉直接连接第一印制电路板和第二印制电路板,不需要占用框架板的体积,也不会影响到柔性电路板上的引脚的设置,因此可以节约电路板的空间,增加电子元器件的布局面积。
42.本技术实施例另一方面提供一种电子设备,包括如上所述的电路板组件。
43.采用如上实施例提供的电路板组件,有利于电子设备的紧凑性设计和小型化设计。
44.在一种可能的实施方式中,所述电子设备包括中框以及分别连接在所述中框两侧的显示屏和后盖,所述显示屏、所述中框和所述后盖围设成容纳空间,所述电路板组件设置在所述容纳空间内。
45.该电子设备可以为手机、平板电脑等装置,采用如上实施例提供的电路板组件,可以增大电子元器件的布局空间,提高电子设备整体的空间利用率。
46.在一种可能的实施方式中,所述容纳空间内设置有主板和副板,所述主板包括第一印制电路板、第二印制电路板、第三印制电路板、第一柔性电路板和第二柔性电路板,所
述第一印制电路板的第一端和所述第二印制电路板的第一端通过所述第一柔性电路板连接,所述第一柔性电路板呈弯折设置,所述第三印制电路板设置在所述第二印制电路板的第二端,所述第三印制电路板的远离所述第二印制电路板的表面和所述第一表面通过所述第二柔性电路板连接,所述第二柔性电路板的远离第一印制电路板的一端延伸至与所述副板连接。
47.第二柔性电路板在连接第一印制电路板和第三印制电路板的同时,可以起到连接主板和副板的作用,从而可以大大简化线路排布。
48.本技术再一方面提供一种电路板组件的制作方法,所述制作方法包括:提供第一印制电路板、第二印制电路板、第三印制电路板、第一柔性电路板、第二柔性电路板、电子元器件和螺母;将一部分电子元器件通过表面贴装技术组装到第一印制电路板上,将一部分电子元器件、螺母及第三印制电路板焊接到第二印制电路板上;将第一柔性电路板的两端分别焊接到第一印制电路板的第一端和第二印制电路板的第一端;转动第一印制电路板和/或第二印制电路板,直至第一印制电路板和第二印制电路板处于相对设置的状态,且第三印制电路板位于第二印制电路板的第二端上面向第一印制电路板的一侧;将螺钉伸入第一印制电路板上的螺孔中,并和第二印制电路板上的螺母锁紧;将第二柔性电路板的两端分别焊接到第一印制电路板的第二端和第三印制电路板上。
49.这样设置,电路板组件发生故障需要维修时,可以直接将第二柔性电路板剪断,将螺钉拆除,然后,第一印制电路板和第二印制电路板可以相对于第一柔性电路板转动,由此,电路板组件上的所有电子元器件均可以暴露在外,可以有效提高返修效率,且复原时仅需更换新的第二柔性电路板,相对于拆除整个框架板来说,维修成本大大降低。
附图说明
50.图1为本技术一实施例提供的电子设备的结构示意图;
51.图2为本技术一实施例提供的电子设备的爆炸示意图;
52.图3为相关技术提供的电路板组件的爆炸示意图;
53.图4为图3中a-a对应的剖面结构示意图;
54.图5为相关技术提供的框架板的焊盘结构示意图;
55.图6为本技术实施例一提供的电路板组件的结构示意图;
56.图7为图6中b-b对应的剖面结构示意图;
57.图8为本技术实施例一提供的电路板组件的另一种剖面结构示意图;
58.图9为本技术一实施例提供的第一印制电路板、第二印制电路板和第一柔性电路板的组装过程的结构示意图;
59.图10为本技术一实施例提供的第一柔性电路板弯折过程的结构示意图;
60.图11为本技术一实施例提供的第一印制电路板、第三印制电路板和第二柔性电路板的组装过程的结构示意图;
61.图12为本技术实施例一提供的电路板组件的俯视示意图;
62.图13为本技术实施例一提供的第一印制电路板和第三印制电路板的俯视示意图;
63.图14为本技术实施例一提供的第二印制电路板的俯视示意图;
64.图15为本技术实施例一提供的第一柔性电路板的焊盘结构示意图;
65.图16为图15中c处的放大示意图;
66.图17为本技术实施例一提供的第二柔性电路板的焊盘结构示意图;
67.图18a、图18b、图18c为本技术实施例一提供的第一印制电路板、第三印制电路板和第二柔性电路板的连接结构示意图;
68.图19a为本技术实施例一提供的第二柔性电路板的焊盘结构示意图;
69.图19b为本技术实施例一提供的第二柔性电路板的焊盘的另一种结构示意图;
70.图20为本技术实施例一提供的第一印制电路板和第三印制电路板上的焊盘的结构示意图;
71.图21为本技术实施例二提供的电路板组件的结构示意图;
72.图22a为本技术实施例二提供的电路板组件的剖面结构示意图;
73.图22b为本技术实施例二提供的电路板组件的另一种剖面结构示意图;
74.图23为本技术实施例三提供的电路板组件的结构示意图;
75.图24为本技术实施例三提供的电路板组件的剖面结构示意图;
76.图25为本技术实施例三提供的电路板组件的另一种剖面结构示意图;
77.图26为本技术实施例三提供的电路板组件的又一种剖面结构示意图;
78.图27为本技术实施例四提供的电路板组件的结构示意图;
79.图28为本技术实施例四提供的电路板组件的剖面结构示意图;
80.图29为本技术实施例五提供的电路板组件的结构示意图;
81.图30为本技术实施例五提供的电路板的剖面结构示意图;
82.图31为本技术实施例六提供的电路板组件的结构示意图;
83.图32为本技术实施例六提供的电路板组件的剖面结构示意图;
84.图33为本技术实施例七提供的电路板组件和中框的结构示意图;
85.图34为本技术实施例七提供的电路板组件的剖面结构示意图;
86.图35a、图35b、图35c为本技术实施例七提供的第二柔性电路板的连接结构示意图;
87.图36为本技术实施例八提供的电路板组件的结构示意图;
88.图37为图36中j-j对应的剖面结构示意图;
89.图38为本技术实施例八提供的第一印制电路板、第二印制电路板、第六印制电路板和第一柔性电路板、第四柔性电路板的组装结构示意图;
90.图39为本技术一实施例提供的第一柔性电路板和第四柔性电路板弯折过程的结构示意图;
91.图40为本技术一实施例提供的第二柔性电路板和第五柔性电路板的组装过程的结构示意图;
92.图41为本技术实施例八提供的电路板组件的另一种结构示意图;
93.图42为图41中k-k对应的剖面结构示意图;
94.图43为本技术实施例八提供的第一印制电路板和第二印制电路板的组装结构示意图;
95.图44为本技术实施例八提供的第四柔性电路板的连接过程示意图;
96.图45为本技术实施例八提供的第四柔性电路板弯折过程的结构示意图;
97.图46为本技术实施例八提供的第五柔性电路板的组装过程的结构示意图;
98.图47为本技术实施例九提供的电路板组件的结构示意图;
99.图48为图47中l-l对应的剖面结构示意图。
100.附图标记说明:
101.100-电子设备;11-显示屏;12-中框;13-后盖;
102.200-电路板组件;201-功能引脚;202-接地引脚;203-防护引脚;204-螺孔;205-螺钉;206-螺母;207-走线;208-腰形孔;209-定位销孔;2010-补强板;2011-预制锡;2012-焊球;2013-金属线材;2014-弹簧;2015-弹片;
103.210-框架板;211-第一印制电路板;212-第二印制电路板;213-第一柔性电路板;214-第三印制电路板;215-第二柔性电路板;2151-开口;216-第三柔性电路板;217-第四印制电路板;218-第五印制电路板;219-第六印制电路板;220-第四柔性电路板;221-第七印制电路板;222-第五柔性电路板;223-第八印制电路板;224-第九印制电路板;225-第十印制电路板;p01-p13-焊盘;
104.30-电子元器件;301-球栅阵列;302-屏蔽框;
105.400-副板;41-天线弹片。
具体实施方式
106.本技术实施例提供一种电子设备,包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer,umpc)、手持计算机、对讲机、上网本、pos机、个人数字助理(personal digital assistant,pda)、可穿戴设备、虚拟现实设备、无线u盘、蓝牙音响、蓝牙耳机或车载装置等具有电路板组件的移动或固定终端设备。
107.以下参考附图和具体的实施例对本技术实施例提供的电路板组件的结构进行具体说明,本技术实施例中,以应用在手机上的电路板组件作为例子。需要说明的是,本技术实施例的各个附图中,x轴、y轴、z轴的方向分别代表着电子设备的宽度方向、长度方向和厚度方向。
108.图1为本技术一实施例提供的电子设备的结构示意图,图2为本技术一实施例提供的电子设备的爆炸示意图。参考图1和图2所示,电子设备包括中框12和分别连接在中框12两侧的显示屏11和后盖13,显示屏11、中框12和后盖13共同围设成容纳空间,该容纳空间内可以设置电路板组件200、电池、摄像头模组及其它电子器件。
109.电路板组件200上连接有基带芯片、电源管理芯片、射频处理器、射频功放、中央处理器、摄像模组的接口、显示屏的接口、各种传感器等器件,电子设备内部的摄像头模组、电池、存储卡等部件,均需要通过电路板组件200承载或者连接,以完成电子设备的信号输入输出、处理、发送,整机的供电、控制等功能。
110.随着电子设备的功能越来越多,电子设备内部的电子元器件数量越来越多,因此,电路板组件200的紧凑性设计越来越重要。图3为相关技术提供的电路板组件的爆炸示意图,图4为图3中a-a对应的剖面结构示意图。参考图3-图4所示,相关技术中,电路板组件200包括相对设置的第一印制电路板211和第二印制电路板212,第一印制电路板211和第二印制电路板212通过框架板210实现固定连接和电连接,框架板210可以设置为“回”字形结构,内部挖空设计,以使第一印制电路板211和第二印制电路板212相对的表面上,对应挖空位
置的区域可以布局电子元器件。
111.第一印制电路板211和第二印制电路板212上的芯片等电子元器件300可以通过回流焊的方式进行焊接,若一个印制电路板上两个表面均布局电子元器件300,则该印制电路板需要进行两次回流焊。框架板210的相对的两个表面分别焊接在第一印制电路板211和第二印制电路板212上,其中一个表面可以采用无铅合金焊接,另一个表面则需要通过回流焊的方式进行焊接,对于两个表面均布局电子元器件300的印制电路板来说,共经历三次回流焊,第三次回流焊时,前两次回流焊的电子元器件300可能会发生掉落,导致工艺难度增加,虽然可以通过对电子元器件300进行点胶以防止其掉落,但是存在暴胶风险。并且,印制电路板上有些焊盘可以允许的回流次数较低,导致维修时焊盘失效无法复用,必须更换整个印制电路板,维修成本大大增加。
112.框架板210、第一印制电路板211、第二印制电路板212均为硬质电路板,通过焊接和螺钉连接这两种方式固定为一个整体,在受到机械或者热应力冲击时,力从一个印制电路板上通过与框架板210的焊点及螺钉传递至另一个印制电路板,焊点为薄弱环节,尤其是采用回流焊低温焊接的位置,焊点容易发生断裂,从而导致电路板组件200的功能失效和市场返还。印制电路板上的螺钉和框架板210附近的区域,受力后会传递给该区域内焊接的芯片,因此会影响到该区域内芯片焊接的可靠性。
113.框架板210的表面若凹凸不平,则很多焊点可能会无法焊接或者焊接不可靠,因此,框架板210的加工平面度要求高;框架板210的内部挖空面积可能会无法使用导致浪费,从而导致电路板组件200的加工成本高,容易造成成本浪费。并且,位于框架板210的挖空区域内的电子元器件,一旦发生焊点断裂或者其它故障,维修或者更换时,需要拆除整个框架板210,操作难度高,维修成本高。
114.图5为相关技术提供的框架板的焊盘结构示意图。参考图5所示,框架板210上设置有功能引脚201、接地引脚202和防护引脚203,防护引脚203设置在框架板210的两侧边缘区域,功能引脚201和接地引脚202设置在框架板210的中部,位于两侧的防护引脚203之间,防护引脚203作为可靠性加强冗余引脚,可以提高框架板210的连接可靠性。框架板210、第一印制电路板211、第二印制电路板212还需要通过螺钉固定,以增加三者连接的可靠性。框架板210上设置有多个用来安装螺钉的螺孔204,螺孔204的周圈也需要增设置防护引脚203。这些防护引脚203,造成了电路板组件200的面积的浪费。
115.并且,采用框架板210和螺钉结合的方式连接第一印制电路板211和第二印制电路板212时,若第一印制电路板211和第二印制电路板212为不规则形状,框架板210不是规则的“回”字形,而存在更多条边时,需要在每两条边的连接拐角处均设置螺钉,以使每条边上的焊点均可靠连接。但是,设置更多数量的螺钉会占用印制电路板上电子元器件的布局空间,且增加防护引脚的数量,造成印制电路板的面积的浪费。
116.基于上述描述,本技术实施例提供一种电路板组件,两层或多层印制电路板之间,可以通过柔性电路板连接,以克服上述焊点不可靠、维修成本高等缺陷。
117.实施例一
118.图6为本技术实施例一提供的电路板组件的结构示意图,图7为图6中b-b对应的剖面结构示意图。参考图6和图7所示,本技术实施例中,电路板组件200包括第一印制电路板211、第二印制电路板212和第一柔性电路板213,第一印制电路板211和第二印制电路板212
相对设置,第一印制电路板211的第一端和第二印制电路板212的第一端可以通过呈弯折状态的第一柔性电路板213连接。
119.其中,第一印制电路板211和第二印制电路板212上均可以设置芯片、电阻、电容、射频天线等电子元器件,不同的芯片之间、芯片与电阻器和电容器之间,芯片与射频天线之间均可以通过走线连接互通,连接链路的长度对信号质量有非常大的影响。第一印制电路板211和第二印制电路板212通过第一柔性电路板213连接后,形成了单侧连接的柔性连接单板,可以实现信号的互通互连。但是,若仅设置第一柔性电路板213,则第一印制电路板211上的所有走线都需要通过第一柔性电路板213连接到第二印制电路板212,会导致走线链路长,特别是对于射频芯片来说,走线需要绕线,可能会降低射频芯片的性能。
120.基于此,本技术实施例中,电路板组件200还包括第三印制电路板214和第二柔性电路板215,第三印制电路板214连接在第二印制电路板212的第二端,第一印制电路板211的第二端和第三印制电路板214通过呈平直状态的第二柔性电路板215连接。第三印制电路板214可以起到架高作用,以使第一印制电路板211和第三印制电路板214各自的背离第二印制电路板212的表面共面,从而使得第二柔性电路板215可以呈平直状态。
121.第三印制电路板214和第二柔性电路板215的设置,为柔性连接单板增加了走线通道,第一印制电路板211上的信号可以就近选择第一走线通道或者第二走线通道实现与第二印制电路板212的连通。其中,第一走线通道的信号传输路径为,第一印制电路板211至第一柔性电路板213、至第二印制电路板212;第二走线通道的信号传输路径为,第一印制电路板211至第二柔性电路板215、至第三印制电路板214、至第二印制电路板212。
122.具体地,第一印制电路板211包括相对的第一表面211a和第二表面211b,第二印制电路板212包括相对的第三表面212a和第四表面212b,第一表面211a和第三表面212a的朝向一致,如均朝向图中的z轴正方向。第一柔性电路板213的一端可以焊接在第一表面211a或第二表面211b上,另一端可以焊接在第三表面212a或第四表面212b上。本技术实施例的各个附图中,以第一柔性电路板213的两端分别焊接在第一表面211a和第三表面212a上为例。
123.第三印制电路板214的其中一个表面焊接在第三表面212a上,与该表面相对的另一个表面与第一表面211a平齐,第二柔性电路板215的一端焊接在第一表面211a上,另一端焊接在第三印制电路板214的与第一表面211a平齐的表面上。
124.需要说明的是,第一印制电路板211的第一端和第二端指的是,在第一印制电路板211的某一个预设方向上的互相远离的两端,如图中的y方向上的左端和右端。第二印制电路板212的第一端和第二端为第二印制电路板212在该预设方向上的互相远离的两端,第二印制电路板212的第一端为与第一印制电路板211的第一端位置接近的一端,第二印制电路板212的第二端为与第一印制电路板211的第二端位置接近的一端。“第一端”和“第二端”是相对的一头和另一头的概念,并不是代表印制电路板的端面(即侧壁),“a连接在b的第一端”也并不限定连接位置与端面的距离。
125.图8为本技术实施例一提供的电路板组件的另一种剖面结构示意图。参考图8所示,第一表面211a、第二表面211b、第三表面212a、第四表面212c上均可以设置电子元器件300,电子元器件300包括芯片、电容器、电阻器、晶体管、集成电路等,其可以直接焊接在印制电路板上,也可以采用球栅阵列302等方式封装,印制电路板上还设置有屏蔽框302,屏蔽
框302罩设在电子元器件之外,以起到电磁屏蔽的作用。
126.本技术实施例中,根据电子设备中z方向上空间的大小,可以在第一表面211a、第二表面211b、第三表面212a、第四表面212b中的四个表面上均设置电子元器件,也可以在除了第二表面211b或第三表面212a以外的三个表面上设置电子元器件,以实现双层电路板的三维空间的布局。另外,第一柔性电路板213、第三印制电路板214和第二柔性电路板215上也可以设置电子元器件,以增大电路板组件200整体的局部面积,提高电路板组件200的空间利用率。
127.示例性地,第一表面211a上可以设置射频芯片等器件,第三表面212a上可以设置电源管理芯片、近距离无线通信nfc控制器等器件,第四表面212b上可以设置系统级芯片soc、通用存储器ufs、无线网络wifi模组、快充芯片等器件,第三印制电路板214和第二柔性电路板215上可以设置指南针等传感器,第一柔性电路板213上可以增加驱动芯片等器件,以提高传输信号的质量。
128.以下,参考图9-图11所示,对本技术实施例一提供的电路板组件200的组装过程进行详细描述。
129.图9为本技术一实施例提供的第一印制电路板、第二印制电路板和第一柔性电路板的组装过程的结构示意图。参考图9所示,电路板组件200的组装过程的第一步为,将电子元器件300通过表面贴装技术组装到第一印制电路板211上,将电子元器件300、螺母206及第三印制电路板214焊接到第二印制电路板212上。
130.接下来,将第一柔性电路板213的两端分别焊接到第一印制电路板211的第一端和第二印制电路板212的第一端,焊接方式可以为激光焊接或者加热压焊接。由于柔性电路板的强度低,在将柔性电路板焊接到印制电路板上的过程中,柔性电路板容易发生变形或者移位,导致焊接失效,因此,焊接过程中柔性电路板需要在工装的支撑下尽量保持水平不受力状态。本技术实施例中,焊接过程中需要保证第一柔性电路板213保持水平偏差小于等于30
°
的状态,以保证焊接的可靠性。
131.图10为本技术一实施例提供的第一柔性电路板弯折过程的结构示意图。参考图10所示,接下来,转动第一印制电路板211和/或第二印制电路板212,直至第一印制电路板211和第二印制电路板212处于相对设置的状态,转动过程中第一柔性电路板213发生弯折,转动方向例如可以为图10中的箭头方向。
132.图11为本技术一实施例提供的第一印制电路板、第三印制电路板和第二柔性电路板的组装过程的结构示意图。参考图11所示,接下来,需要将螺钉205伸入第一印制电路板211上的螺孔204中,并和第二印制电路板212上的螺母206锁紧。最后,需要将第二柔性电路板215的两端分别焊接到第一印制电路板211和第三印制电路板214上。
133.需要理解的是,对于相对设置的第一印制电路板211和第二印制电路板212来说,第一印制电路板211的第一端和第二印制电路板212的第一端直接通过柔性电路板连接(如第一柔性电路板213),第一印制电路板211的第二端和第二印制电路板212的第二端也直接通过柔性电路板连接,这个方案在工艺上无法实现。参考图9-图10所示的附图及对应的装配过程的描述可知,在将第一柔性电路板213的两端分别焊接到第一印制电路板211的第一端和第二印制电路板212的第一端的过程中,需要使两者保持基本水平的状态,以使第一柔性电路板213需要在工装的支撑下尽量保持水平不受力状态,在焊接完成后才可以通过将
第一柔性电路板213弯折以实现第一印制电路板211和第二印制电路板212的相对设置。此时,对于完成了第一柔性电路板213的焊接的相对设置的第一印制电路板211和第二印制电路板212来说,第一印制电路板211的第二端和第二印制电路板212的第二端接近且两者保持基本水平的状态无法实现,因此第一印制电路板211的第二端和第二印制电路板212的第二端无法为柔性电路板提供水平不受力的焊接条件,强行在第一印制电路板211的第二端和第二印制电路板212的第二端焊接柔性电路板,会因为柔性电路板的变形或者移位,导致焊接失效。
134.本技术实施例提供的技术方案可以克服该技术缺陷,本技术实施例通过在第二印制电路板212的第二端设置第三印制电路板214作为架高块,使第一印制电路板211和第三印制电路板214各自的远离第二印制电路板212的表面接近共面状态,使得第一印制电路板211的第二端和第三印制电路板214可以通过第二柔性电路板215直接连接,从而使第一印制电路板211的第二端和第二印制电路板212的第二端间接实现柔性连接,第二柔性电路板215和第三印制电路板214的焊接工艺简单,便于制备。
135.相比于相关技术中采用框架板210连接第一印制电路板211和第二印制电路板212的方案,本技术实施例中采用柔性电路板连接的方案,一方面,电路板组件200受到机械或热应力冲击时,柔性电路板可以吸收一部分冲击力,因此连接焊点的可靠性提升,电路板组件200整体的可靠性提升;另一方面,力主要从一个印制电路板上通过螺钉传递至另一个印制电路板,芯片避开螺钉附近的区域设置,可以大大提高芯片焊点的可靠性。并且,螺钉的设置无需考虑到框架板210的形状和焊点可靠性,因此螺钉的数量可以减少,从而可以减少印制电路板的成本浪费。
136.第一印制电路板211和第二印制电路板212的四个表面均可以采用回流焊的工艺焊接电子元器件,每个印制电路板只需要进行两次回流焊,不存在电子元器件300点胶后暴胶的风险,整体工艺难度和维修成本均大大降低。第一柔性电路板213和第二柔性电路板215均采用低温焊接,有利于降低返修温度,降低柔性电路板的变形程度。
137.又一方面,不需要设置“回”字形的框架板,也不需要满足框架板和印制电路板之间的加工平面度的要求,可以减少印制电路板的浪费,降低生产成本;由“回”字形的四侧连接的方式,变为单侧、双侧或者更多侧的连接,可以增加连接的灵活性。
138.此外,由上述电路板组件200的组装过程可以看出,电路板组件200发生故障需要维修时,可以直接将第二柔性电路板215剪断,将螺钉拆除,然后,第一印制电路板211和第二印制电路板212可以相对于第一柔性电路板213转动,由此,电路板组件200上的所有电子元器件300均可以暴露在外,可以有效提高返修效率,且复原时仅需更换新的第二柔性电路板215,相对于拆除整个框架板210来说,维修成本大大降低。
139.以下,参考图12-图22,对本技术实施例一提供的电路板组件200中的各处焊盘结构进行详细描述。
140.图12为本技术实施例一提供的电路板组件的俯视示意图,图13为本技术实施例一提供的第一印制电路板和第三印制电路板的俯视示意图,图14为本技术实施例一提供的第二印制电路板的俯视示意图。参考图12-图14所示,第一印制电路板211的第一端设置有焊盘p01、第二端设置有焊盘p02,第三印制电路板214上设置有焊盘p03,第二印制电路板212的第一端设置有焊盘p04,第二印制电路板212的第二端设置有焊盘p05,焊盘p01和焊盘p04
对应设置,且通过第一柔性电路板213连接,焊盘p02和焊盘p03对应设置,且通过第二柔性电路板215连接,焊盘p05则和第三印制电路板214的底面上的焊盘(图中未示出)对应设置。
141.本技术实施例中,各个组焊盘的引脚数量和引脚排布不做具体限制,示例性地,本技术实施例一提供的附图中,焊盘p01具有三列引脚,焊盘p02具有一列引脚。
142.此外,第一印制电路板211上设置有多个螺孔204,第二印制电路板212上设置有多个螺母206,螺孔204和螺母206一一对应设置,且通过螺钉205固定连接。螺孔204例如可以设置为四个,分布在第一印制电路板211的四角,以使受力分布均匀,固定可靠。螺钉205直接连接第一印制电路板211和第二印制电路板212,不需要占用框架板210的体积,也不会影响到柔性电路板上的引脚的设置,因此可以节约电路板的空间,增加电子元器件的布局面积。
143.图15为本技术实施例一提供的第一柔性电路板的焊盘结构示意图,图16为图15中c处的放大示意图。参考图15和图16所示,第一柔性电路板213上设置有焊盘p06和焊盘p07,焊盘p06和第二印制电路板212上的焊盘p04对应设置并焊接,焊盘p07和第一印制电路板211上的焊盘p01对应设置并焊接。
144.焊盘p06和焊盘p07上的引脚对应设置,并通过走线207连接。对于柔性电路板和印制电路板上的焊盘来说,每一个引脚的焊盘上开设有腰形孔,以实现锡膏在电路板上预制锡,并通过加热实现焊盘之间的可靠焊接。
145.走线207的方向为第一柔性电路板213的长度方向,引脚沿着第一柔性电路板213的宽度方向排列。相关技术中,柔性电路板可以通过板对板连接器扣合在印制电路板上,板对板连接器设置在柔性电路板的长度方向上的端部,走线沿着柔性电路板的长度方向延伸。本技术实施例中,将柔性电路板通过焊接的方式连接在印制电路板上,且引脚可以沿着柔性电路板的宽度方向布置,通过增加柔性电路板的宽度,即可以排布更多数量的引脚,相比于采用板对板连接器扣合的方式来说,引脚数量受到的限制大大减少,连接信号的数量大大增加。
146.以焊盘p06上的局部区域为例,引脚的种类包括功能引脚201、接地引脚202和防护引脚203,功能引脚201和接地引脚202沿着柔性电路板的宽度方向延伸,防护引脚203设置在功能引脚201和接地引脚202的外侧,即分布在柔性电路板的宽度方向上的两端,以使防护引脚203可以承受柔性电路板的宽度方向的两端的撕裂力,避免内侧的功能引脚201和接地引脚202受到损伤。
147.此外,对比图5所示,本技术实施例中采用柔性电路板来连接两个印制电路板的方式,可靠性冗余引脚的数量大大减少,在设计同样数量的功能引脚和接地引脚的情况下,总的引脚数可以降低到原来的15%-25%,从而有利于节约引脚的占用空间,增加电子元器件在电路板组件上的布局面积。
148.图17为本技术实施例一提供的第二柔性电路板的焊盘结构示意图。参考图13-图17所示,第二柔性电路板215的两端分别设置有焊盘p08和焊盘p09,焊盘p08和焊盘p09通过走线连接。焊盘p08和第一印制电路板211上的焊盘p02对应设置且焊接,焊盘p09和第三印制电路板214上的焊盘p03对应设置且焊接。
149.需要说明的是,以上多组焊盘各自的连接材料、引脚间距、引脚数量等可以根据传输信号的功能不同而不同,例如,电源信号的传输可以采用厚铜柔性电路板连接,高速信号
可以采用双层柔性电路板连接,射频信号可以采用链路控制协议lcp0或者信息传递接口mp0i来传输。
150.图18a、图18b、图18c为本技术实施例一提供的第一印制电路板、第三印制电路板和第二柔性电路板的连接结构示意图。参考图18a-18c所示,由于第一印制电路板211和第三印制电路板214在制造过程和焊接过程中存在公差,第一印制电路板211和第三印制电路板214存在高度一致或高度不一致的情况。需要说明的是,第一印制电路板211和第三印制电路板214的“高度”指的是各自的远离第二印制电路板212的表面相对于第二印制电路板212的高度。
151.参考图18a,第一印制电路板211和第三印制电路板214的高度一致时,第二柔性电路板215可以保持水平状态下焊接。第一印制电路板211上的焊盘p02的长度为b,第三印制电路板214上的焊盘p03的长度为d,第二柔性电路板215上的焊盘p08的长度为a,第二柔性电路板215上的焊盘p09的长度为c。由于制造过程和焊接过程中存在公差,第一印制电路板211和第三印制电路板214之间的距离可能会比预设距离偏大或偏小。本技术实施例中,b大于a,d大于c,即第一印制电路板211和第三印制电路板214上的焊盘的长度大于第二柔性电路板215上对应的焊盘的长度,使得第一印制电路板211和第三印制电路板214之间的距离比预设距离偏大或偏小时,第二柔性电路板215依然可以顺利焊接到第一印制电路板211和第三印制电路板214上。
152.参考图18b和图18c,第一印制电路板211和第三印制电路板214的高度不一致时,第二柔性电路板215需要在倾斜状态下焊接,倾斜状态下,柔性电路板上的焊盘受到较大的应力。本技术实施例中,可以加长第二柔性电路板215上的焊盘p08或者焊盘p09的长度,以加长焊盘p09的长度为例,焊盘p09原长度为c,两侧分别增加长度e和长度f,以吸收第一印制电路板211和第三印制电路板214的高度差对焊盘造成的应力,起到防护作用,保证焊接的可靠性。
153.为了排布更多数量的引脚,柔性电路板的宽度大大增加,当柔性电路板的宽度远超过长度时,柔性电路板容易发生卷曲、褶皱或者偏移,导致柔性电路板上的焊盘无法对准印制电路板上的焊盘,从而导致焊接不可靠。本技术实施例中,以第二柔性电路板215为例,通过将第二柔性电路板215分段或者开口,可以降低柔性电路板的应力。
154.图19a为本技术实施例一提供的第二柔性电路板的焊盘结构示意图。参考图19a所示,在一种可能的实施方式中,第二柔性电路板215可以分成多段设置。第二柔性电路板215的原宽度为k,原长度为m,将第二柔性电路板215分割成多段设置,例如图中的三段,三段的宽度h、l、n之和等于原宽度k,三段的宽度h、l、n分别小于长度m的1.5倍,从而可以降低第二柔性电路板215的应力,很大程度上避免柔性电路板发生卷曲、弯折和偏移,减少焊接偏差。并且,多段设置还有利于第二柔性电路板215的灵活布局。
155.图19b为本技术实施例一提供的第二柔性电路板的焊盘的另一种结构示意图。参考图19b所示,在另一种可能的实施方式中,第二柔性电路板215上设置有开口2151。第二柔性电路板215的原宽度为k,原长度为m,开口2151沿着第二柔性电路板215的长度方向延伸,多个开口2151可以沿着第二柔性电路板215的宽度方向间隔设置。开口2151的宽度s不小于0.1mm,开口2151的长度小于第二柔性电路板215的长度,且长度方向的边缘距离第二柔性电路板215的宽边边缘的距离不小于0.2mm,开口2151的长度r《m-0.2-0.2。通过在第二柔性
电路板215上设置开口2151,可以泄去第二柔性电路板215上的大部分应力,很大程度上避免柔性电路板发生卷曲、弯折和偏移,减少焊接偏差。
156.图20为本技术实施例一提供的第一印制电路板和第三印制电路板上的焊盘的结构示意图。参考图19a-图20所示,在第二柔性电路板215采用图19a中的分段设置或者图19b中的开口设置的方式时,第一印制电路板211上的焊盘p02和第三印制电路板214上的焊盘p03分别对应于第二柔性电路板215上的焊盘p08和p09设置,通过定位销孔209实现第二柔性电路板215的精定位,从而可以提高焊接精度。
157.实施例二
158.图21为本技术实施例二提供的电路板组件的结构示意图,图22a为本技术实施例二提供的电路板组件的剖面结构示意图,图22b为本技术实施例二提供的电路板组件的另一种剖面结构示意图,剖面对应于图21中d-d。参考图21-图22b所示,本技术实施例中,电路板组件200包括第一印制电路板211、第二印制电路板212、第一柔性电路板213和第三柔性电路板216,第一印制电路板211和第二印制电路板212相对设置,第一印制电路板211的第一端和第二印制电路板212的第一端通过第一柔性电路板213连接,第一印制电路板211的第二端和第二印制电路板212的第二端通过第三柔性电路板216连接。
159.其中,第一印制电路板211、第二印制电路板212和第一柔性电路板213的连接,可以参考实施例一中的描述,在此不再赘述。
160.第三柔性电路板216相对于第一印制电路板211和第二印制电路板212垂直设置,第三柔性电路板216的面向第一印制电路板211和第二印制电路板212的表面上设置有第一焊盘p12和第二焊盘p13,第一焊盘p12与第一印制电路板211的第一表面211a或第二表面211b上的焊盘p10焊接,第二焊盘p13与第二印制电路板212上的第三表面212a或第四表面212b上的焊盘p11焊接。
161.焊盘p10设置在第一表面211a上且焊盘11设置在第四表面212b上时,由于焊盘均暴露在柔性连接单板的外侧,因此有利于降低第三柔性电路板216的焊接难度。
162.不难理解,焊盘p10位于第一印制电路板211的第二端且靠近其端面设置,焊盘11位于第二印制电路板212的第二端且靠近其端面设置,第一印制电路板211的第二端的端面和第二印制电路板212的第二端的端面共面,以保证第三柔性电路板216保持平直状态。第三柔性电路板216上的第一焊盘p12和第二焊盘p13做加长设计,以保证第一印制电路板211和第二印制电路板212的板厚公差和装配公差不会影响到第三柔性电路板216的焊接。
163.本技术实施例中,焊接方式可以如图22a所示,将预制锡2011设置在第三柔性电路板216的焊盘上或者第一印制电路板211、第二印制电路板212的焊盘上,通过激光或者加热的方式实现预制锡的融化,从而可以实现焊接。或者,焊接方式也可以如图22b所示,采用激光植球工艺,利用焊球2012的融化形成良好的导通焊接。
164.第三柔性电路板216的背向第一印制电路板211和第二印制电路板212的表面上还可以连接有补强板2010,补强板2010可以通过粘胶粘接在第三柔性电路板216上,补强板2010可以为金属片,例如不锈钢薄片,以提高第三柔性电路板216的结构强度,保证第三柔性电路板216焊接时不会发生变形,提高焊接的可靠性。需要说明的是,补强板2010在图21中未示出。
165.相关技术中,对于不锈钢等金属型材,其厚度和结构强度较高,焊接的精度要求较
低,其两个互相垂直的表面可以通过焊接实现固定。而本技术实施例中,柔性电路板上的焊盘所在的表面和印制电路板上的焊盘所在的表面相互垂直,电路板的结构强度低,焊盘的接触面积小,焊接精度要求高,需要更多数量的夹具、承载平台、激光设备等多个设备的协同,焊接后还需要进行信号传输的仿真,因此,整体工艺克服了较多技术障碍,具有较高的技术含量。
166.设置竖直连接的第三柔性电路板216与第一印制电路板211、第二印制电路板212焊接,在为第一印制电路板211和第二印制电路板212增加走线通道的基础上,电路板组件200的架构简单,连接链路短,阻抗不连续点较少,可以提高信号质量。同时,受到板厚公差和装配公差的影响小,可以降低加工成本和质量成本。
167.第一印制电路板211和第二印制电路板212的两端均采用柔性电路板连接,在电路板组件200受到机械或热应力冲击时,柔性电路板可以吸收一部分冲击力,因此,连接焊点的可靠性提升,电路板组件200整体的可靠性提升。并且,相比于相关技术中采用框架板连接的方案,可以减少焊点数量,降低整体的加工成本。
168.此外,电路板组件200发生故障需要维修时,可以直接将第三柔性电路板217剪断,将螺钉拆除,然后,第一印制电路板211和第二印制电路板212可以相对于第一柔性电路板213转动,由此,电路板组件200上的所有电子元器件300均可以暴露在外,可以有效提高返修效率,且复原时仅需更换新的第三柔性电路板216,相对于拆除整个框架板210来说,维修成本大大降低。
169.实施例三
170.图23为本技术实施例三提供的电路板组件的结构示意图。参考图23所示,本技术实施例中,电路板组件200包括第一印制电路板211、第二印制电路板212、第一柔性电路板213和第四印制电路板217,第一印制电路板211和第二印制电路板212相对设置,第一印制电路板211的第一端和第二印制电路板212的第一端通过第一柔性电路板213连接,第一印制电路板211的第二端和第二印制电路板212的第二端通过第四印制电路板217连接。
171.其中,第一印制电路板211、第二印制电路板212和第一柔性电路板213的连接,可以参考实施例一中的描述,在此不再赘述。第四印制电路板217相对于第一印制电路板211和第二印制电路板212垂直设置,第四印制电路板217与第一印制电路板211、第二印制电路板212的焊接有多种实现方式。
172.图24为本技术实施例三提供的电路板组件的剖面结构示意图,剖面对应于图23中的剖面线e-e,需要说明的是,图24和图23中的第四印制电路板217的位置存在区别,第四印制电路板217相对于第一印制电路板211和第二印制电路板212垂直设置,在此基础上,图24中的第四印制电路板217连接在第一印制电路板211端面和第二印制电路板212的端面上。
173.在一种可能的实施方式中,第四印制电路板217的面向第一印制电路板211和第二印制电路板212的表面上设置有第三焊盘p14和第四焊盘p15,第三焊盘p14与第一印制电路板211的第一表面211a或第二表面211b上的焊盘p10焊接,第四焊盘p15与第二印制电路板212上的第三表面212a或第四表面212b上的焊盘p11焊接。
174.焊盘p10设置在第一表面211a上且焊盘p11设置在第四表面212b上时,由于焊盘均暴露在柔性连接单板的外侧,因此有利于降低第四印制电路板217的焊接难度。
175.此时,不难理解,焊盘p10位于第一印制电路板211的第二端且靠近其端面设置,焊
盘11位于第二印制电路板212的第二端且靠近其端面设置,第一印制电路板211的第二端的端面和第二印制电路板212的第二端的端面共面。
176.图25为本技术实施例三提供的电路板组件的另一种剖面结构示意图,剖面对应于图23中的剖面线e-e。在另一种可能的实施方式中,第四印制电路板217的面向第一印制电路板211的表面上设置有第五焊盘p16,第四印制电路板217的背向第二印制电路板212的表面上设置有第六焊盘p17,第五焊盘p16与第一印制电路板211的第一表面211a或第二表面211b上的焊盘p10焊接,第六焊盘p17与第二印制电路板212上的第三表面212a上的焊盘p11焊接。
177.此时,不难理解,第一印制电路板211的第二端的端面与第二印制电路板212的第二端的端面不共面,第四印制电路板217垂直于第一印制电路板211和第二印制电路板212设置,第四印制电路板217的一端端面抵接在第二印制电路板212的第三表面212a上,且抵接位置与第二印制电路板212的第二端的端面有足够的距离,以用来设置焊盘p11。
178.图26为本技术实施例三提供的电路板组件的又一种剖面结构示意图,剖面对应于图23中的剖面线e-e。在又一种可能的实施方式中,第四印制电路板217的面向第一印制电路板211的表面上设置有第七焊盘p18,第四印制电路板217的面向第三表面212a的表面上设置有第八焊盘p19,第七焊盘p18与第一印制电路板211的第一表面211a或第二表面211b上的焊盘p10焊接,第八焊盘p19和第三表面212a上的焊盘p11平行并通过预制锡或者焊球焊接。
179.此时,不难理解,第一印制电路板211的第二端的端面与第二印制电路板212的第二端的端面不共面,第四印制电路板217垂直于第一印制电路板211和第二印制电路板212设置,第四印制电路板217的一端端面焊接在第二印制电路板212的第三表面212a上,且焊接位置与第二印制电路板212的第二端的端面之间的距离可以接近零或者为零。
180.由图24-图26可知,第一印制电路板211和第二印制电路板212的尺寸、位置关系及焊盘的位置,在实际应用中存在多种不同的情况,对应地,第四印制电路板217可以将焊盘设置在不同的位置,以适用于不同的情况,因此可以提高电路板组件200的适用性。
181.此外,第四印制电路板217上的焊盘可以做加长设计,以保证第一印制电路板211和第二印制电路板212的板厚公差和装配公差不会影响到第四印制电路板217的焊接。第四印制电路板217的焊接,同样包括预制锡和焊球两种实现方式。
182.设置竖直连接的第四印制电路板217与第一印制电路板211、第二印制电路板212焊接,在为第一印制电路板211和第二印制电路板212增加走线通道的基础上,电路板组件的架构简单,连接链路短,阻抗不连续点较少,可以提高信号质量,同时,受到板厚公差和装配公差的影响小,可以降低加工成本和质量成本。并且,第四印制电路板217具有较高的结构强度,焊接工艺难度低,焊接可靠性高。此外,相比于相关技术中采用框架板连接的方案,可以减少焊点数量,降低整体的加工成本。
183.电路板组件200发生故障需要维修时,可以仅拆除第四印制电路板217和螺钉,然后,第一印制电路板211和第二印制电路板212可以相对于第一柔性电路板213转动,由此,电路板组件200上的所有电子元器件300均可以暴露在外,可以有效提高返修效率,复原时仅需更换新的第四印制电路板217,相对于拆除整个框架板210来说,维修成本大大降低。
184.实施例四
185.图27为本技术实施例四提供的电路板组件的结构示意图,图28为本技术实施例四提供的电路板组件的剖面结构示意图,剖面对应于图27中的剖面线f-f。参考图27和图28所示,本技术实施例中,电路板组件200包括第一印制电路板211、第二印制电路板212、第一柔性电路板213和第三印制电路板214,第一印制电路板211和第二印制电路板212相对设置,第一印制电路板211的第一端和第二印制电路板212的第一端通过第一柔性电路板213连接,第三印制电路板214连接在第二印制电路板212的第二端,第一印制电路板211的第二端和第三印制电路板214通过金属线材2013连接。
186.其中,第一印制电路板211、第二印制电路板212和第一柔性电路板213的连接,以及第三印制电路板214和第二印制电路板212的连接,可以参考实施例一中的描述,在此不再赘述。金属线材2013可以为金线、银线或者铜线,通过打线接合(wire bonding)的工艺实现连接,占用的体积很小。
187.打线接合工艺目前仅应用在集成电路封装中,其可以利用线径处于15-50μm范围内的金属线材将芯片及导线架连接起来,使微小的芯片与外部电路导通。本技术实施例中,将打线接合工艺应用在两个印制电路板上焊盘之间的连接,相比于集成电路封装领域,在焊点尺寸、焊接环境、线材的尺寸和强度等方面均存在很大的不同。
188.通过打线接合工艺连接第一印制电路板211和第三印制电路板214,在为第一印制电路板211和第二印制电路板212增加走线通道的基础上,电路板组件200的架构简单,连接链路短,阻抗不连续点较少,可以提高信号质量。同时,受到板厚公差和装配公差的影响小,可以降低加工成本和质量成本。
189.电路板组件200发生故障需要维修时,可以仅剪断金属线材2013,拆除螺钉,然后,第一印制电路板211和第二印制电路板212可以相对于第一柔性电路板213转动,由此,电路板组件200上的所有电子元器件300均可以暴露在外,可以有效提高返修效率,复原时仅需再次利用金属线材2013打线接合,相对于拆除整个框架板210来说,维修成本大大降低。
190.实施例五
191.图29为本技术实施例五提供的电路板组件的结构示意图,图30为本技术实施例五提供的电路板的剖面结构示意图,剖面对应于图29中的g-g。参考图29-图30所示,电路板组件200包括第一印制电路板211、第二印制电路板212和第一柔性电路板213,第一印制电路板211和第二印制电路板212相对设置,第一印制电路板211的第一端和第二印制电路板212的第一端通过第一柔性电路板213连接,第一柔性电路板213和第一印制电路板211、第二印制电路板212可以形成软硬结合板,第一柔性电路板213的两端通过压合等工艺,分别连接在第一印制电路板211和第二印制电路板212的内部。
192.第一印制电路板211的第二端和第二印制电路板212的第二端的连接方式,可以为上述实施例一至实施例四中的任意一种。示例性地,第一印制电路板211的第二端和第二印制电路板212的第二端通过第三印制电路板214和第二柔性电路板215连接,第三印制电路板214连接在第二印制电路板212的第二端,第一印制电路板211的第二端和第三印制电路板214之间通过第二柔性电路板215连接,具体可以参考实施例一中的描述,在此不再赘述。
193.软硬结合板指的是将柔性电路板和印制电路板,经过压合等工序组合在一起,形成的同时具有柔性电路板特性和印制电路板特性的电路板,具有可以减少整体的组装尺寸、避免连线错误、提高可靠性及实现不同装配条件下的三维立体组装等优点。本实施例
中,可以先将软硬结合板制作完成,再将电子元器件100组装到第一印制电路板211和第二电路板212上,以简化组装步骤。
194.实施例六
195.图31为本技术实施例六提供的电路板组件的结构示意图,图32为本技术实施例六提供的电路板组件的剖面结构示意图,剖面对应于图31中的h-h。参考图31-图32所示,本技术实施例中,电路板组件200包括第一印制电路板211、第二印制电路板212和第五印制电路板218,第一印制电路板211和第二印制电路板212相对设置,第一印制电路板211的第一端和第二印制电路板212的第一端通过第五印制电路板218连接,第五印制电路板218焊接在第一印制电路板211和第二印制电路板212之间,即焊接在第二表面211b和第三表面212a上。
196.第一印制电路板211的第二端和第二印制电路板212的第二端的连接方式,可以为上述实施例一至实施例四中的任意一种。示例性地,第一印制电路板211的第二端和第二印制电路板212的第二端通过第三印制电路板214和第二柔性电路板215连接,第三印制电路板214连接在第二印制电路板212的第二端,第一印制电路板211的第二端和第三印制电路板214之间通过第二柔性电路板215连接,具体可以参考实施例一中的描述,在此不再赘述。
197.第五印制电路板218整体呈长条形,相比于“回”字形的框架板来说,可以减少印制电路板的浪费,降低生产成本;并且,由“回”字形的四侧连接的方式,变为单侧、双侧或者更多侧的连接,可以增加连接的灵活性,为第一印制电路板211和第二印制电路板212之间增加走线通道。
198.实施例七
199.图33为本技术实施例七提供的电路板组件和中框的结构示意图,图34为本技术实施例七提供的电路板组件的剖面结构示意图,剖面对应于图33中的i-i。参考图33和图34所示,本技术实施例中,电路板组件200包括副板400和构成主板的第一印制电路板211、第二印制电路板212、第一柔性电路板213、第三印制电路板214、第二柔性电路板215。
200.其中,构成主板的多个电路板之间的连接可以参考上述实施例一中的描述,主板的结构也可以参考上述实施例二至实施例六,在此不再赘述。主板和副板400可以分别设置在电子设备100内部的两个区域,主板上可以搭载处理器、存储、射频等核心芯片器件以及连接摄像模组等器件,主板可以靠近电子设备100的顶部设置,副板400上可以搭载耳机接口、数据传输及充电接口连接器、扬声器等,可以靠近电子设备100的底部设置。
201.相关技术中,主板和副板400可以通过柔性电路板连接,柔性电路板的两端分别通过板对板连接器扣合在主板和副板400上。中框12上或者中框12的附近可以设置天线,天线需要和主板上的射频芯片连接,相关技术中,天线通过导电线缆与主板上的射频芯片连接。
202.本技术实施例中,第二柔性电路板215延长至与副板300连接,则第二柔性电路板215在连接第一印制电路板211和第三印制电路板214的同时,可以起到连接主板和副板300的作用。并且,第二柔性电路板215上可以连接天线弹片51,天线弹片51直接和中框12上或中框12附近的天线连接,第一印制电路板211上的射频信号通过第二柔性电路板215和天线弹片51传递至天线,从而可以大大简化线路排布。
203.在一种可能的实施方式中,第二柔性电路板215与第一印制电路板211、第三印制电路板214、副板400之间的连接,均可以通过焊盘印锡的方式实现焊接。
204.图35a、图35b、图35c为本技术实施例七提供的第二柔性电路板的连接结构示意图。参考图35a-35c,第二柔性电路板215与第一印制电路板211、第三印制电路板214、副板400之间的连接,还可以通过焊球2012、或者弹簧2014、或者弹片2015的方式进行焊接,并通过螺钉紧固或者其它压紧方式实现电路板之间的紧密连接。设置焊球2012、弹簧2014或者弹片2015,均可以起到吸收第一印制电路板211、第三印制电路板214、副板400的高低公差的作用,可以解决高低差导致的焊接不可靠的问题。
205.实施例八
206.图36为本技术实施例八提供的电路板组件的结构示意图,图37为图36中j-j对应的剖面结构示意图。参考图36和图37所示,电路板组件300包括依次相对设置的第一印制电路板211、第二印制电路板212和第六印制电路板219。
207.其中,第一印制电路板211和第二印制电路板212之间,通过第一柔性电路板213、第三印制电路板214和第二柔性电路板215连接,可以参考实施例一的描述,此处不再赘述。第六印制电路板219的第二端通过第四柔性电路板220与第二印制电路板212的第二端连接,第七印制电路板221连接在第二印制电路板212的第一端,第六印制电路板219的第一端和第七印制电路板221通过第五柔性电路板222连接。
208.第六印制电路板219和第二印制电路板212的连接,可以视作为第一印制电路板211和第二印制电路板212的连接的中心对称结构,因此可以参照第一印制电路板211和第二印制电路板212的连接,在此不再赘述。
209.需要说明的是,在另一种可能的实施方式中,第六印制电路板219和第二印制电路板212的连接,也可以为第一印制电路板211和第二印制电路板212的连接的轴对称结构,即第六印制电路板219的第一端通过第四柔性电路板220与第二印制电路板212的第一端连接,第七印制电路板221连接在第二印制电路板212的第二端,第六印制电路板219的第二端通过第七印制电路板221通过第五柔性电路板222连接。
210.以下,参考图38-图40所示,对本技术实施例八提供的电路板组件200的组装过程进行详细描述。
211.图38为本技术实施例八提供的第一印制电路板、第二印制电路板、第六印制电路板和第一柔性电路板、第四柔性电路板的组装结构示意图。参考图38所示,电路板组件200的组装过程的第一步为,将多个电子元器件300通过表面贴装技术分别组装到第一印制电路板211、第二印制电路板212和第六印制电路板219上,并将第三印制电路板214及第七印制电路板221焊接到第二印制电路板212上。
212.接下来,在保证第一柔性电路板213处于水平状态下,将第一柔性电路板213的两端分别焊接到第一印制电路板211的第一端和第二印制电路板212的第一端,将第四柔性电路板220的两端分别焊接到第一印制电路板212的第二端和第六印制电路板219的第一端。
213.图39为本技术一实施例提供的第一柔性电路板和第四柔性电路板弯折过程的结构示意图。参考图39所示,接下来,转动第一印制电路板211和第六印制电路板219,直至第一印制电路板211、第二印制电路板212、第六印制电路板219处于相对设置的状态,转动过程中第一柔性电路板213和第四柔性电路板220发生弯折,转动方向例如可以为图39中的箭头方向。
214.图40为本技术一实施例提供的第二柔性电路板和第五柔性电路板的组装过程的
结构示意图。参考图40所示,接下来,需要通过螺钉205固定第一印制电路板211、第二印制电路板212和第六印制电路板219。最后,需要将第二柔性电路板215的两端分别焊接到第一印制电路板211和第三印制电路板214上,将第五柔性电路板222的两端分别焊接到第六印制电路板219和第七印制电路板221。
215.本技术实施例提供了一种具有三层印制电路板的电路板组件,可以增大电子元器件的布局面积,有效提高电子设备的空间利用率;第一印制电路板211和第六印制电路板219设置在第二印制电路板212的两侧且呈中心对称或轴对称设置,一道工序中可以同时连接三个印制电路板,因此可以节省装配步骤,提高装配效率。同时,由上述组装过程可以看出,电路板组件200发生故障需要维修时,可以直接将第二柔性电路板215和第五柔性电路板222剪断,将螺钉拆除,然后,第一印制电路板211和第六印制电路板219可以相对于第二印制电路板212转动,由此,电路板组件200上的所有电子元器件300均可以暴露在外,可以有效提高返修效率,且复原时仅需更换新的第二柔性电路板215和第五柔性电路板222剪断,相对于拆除整个框架板210来说,维修成本大大降低。
216.图41为本技术实施例八提供的电路板组件的另一种结构示意图,图42为图41中k-k对应的剖面结构示意图。参考图41和图42所示,电路板组件300包括依次相对设置的第六印制电路板219、第一印制电路板211和第二印制电路板212。
217.其中,第一印制电路板211和第二印制电路板212之间,通过第一柔性电路板213、第三印制电路板214和第二柔性电路板215连接,可以参考实施例一的描述,此处不再赘述。第六印制电路板219的第一端通过第四柔性电路板220与第二印制电路板212的第一端连接,第七印制电路板221连接在第二印制电路板212的第二端,第六印制电路板219的第二端和第七印制电路板221通过第五柔性电路板222连接。第六印制电路板219和第二印制电路板212的连接,可以视作为第一印制电路板211和第二印制电路板212的连接的重复,因此可以参照第一印制电路板211和第二印制电路板212的连接,在此不再赘述。
218.以下,参考图43-图46所示,对本技术实施例八提供的另一种电路板组件200的组装过程进行详细描述。
219.图43为本技术实施例八提供的第一印制电路板和第二印制电路板的组装结构示意图。参考图43所示,电路板组件200的组装过程的第一步,可以参考实施例一中的描述,使第一印制电路板211和第二印制电路板212的第一端通过第一柔性电路板213连接,第二端通过第二柔性电路板215和第三柔性电路板214连接。且将第七印制电路板221焊接在第二印制电路板212上。
220.图44为本技术实施例八提供的第四柔性电路板的连接过程示意图。参考图44所示,在保证第四柔性电路板220处于水平状态下,将第四柔性电路板220的两端分别焊接在第二印制电路板212上和第六印制电路板219上。
221.图45为本技术实施例八提供的第四柔性电路板弯折过程的结构示意图。参考图45所示,接下来,转动第一印制电路板211和/或第六印制电路板219,直至第一印制电路板211、和第六印制电路板219处于相对设置的状态,转动过程中第四柔性电路板220发生弯折,转动方向例如可以为图45中的箭头方向。
222.图46为本技术实施例八提供的第五柔性电路板的组装过程的结构示意图。参考图46所示,接下来,需要通过螺钉205固定第一印制电路板211、第二印制电路板212和第六印
制电路板219。最后,需要将第五柔性电路板222的两端分别焊接到第六印制电路板219和第七印制电路板221上。
223.本技术实施例提供了一种具有三层印制电路板的电路板组件,可以增大电子元器件的布局面积,有效提高电子设备的空间利用率;相比于相关技术中采用框架板210的方案,采用柔性电路板连接可以吸收冲击力,提高连接焊点的可靠性,并且可以有效提高返修效率,大大降低维修成本。
224.实施例九
225.图47为本技术实施例九提供的电路板组件的结构示意图,图48为图47中l-l对应的剖面结构示意图。参考图47和图48所示,本技术实施例提供一种四层电路板组件的结构,包括依次相对设置的第六印制电路板219、第一印制电路板211、第二印制电路板212和第八印制电路板223。
226.其中,第一印制电路板211的第一端和第二印制电路板212的第一端通过第一柔性电路板213连接,第一印制电路板211的第一端和第六印制电路板219的第一端通过第四柔性电路板220连接,具体可以参考上述实施例八的描述。第一印制电路板211的第二端、第二印制电路板212的第二端、第六印制电路板219的第二端,可以通过垂直与第一印制电路板211设置的第九印制电路板224连接,具体可以参考上述实施例三的描述。第八印制电路板223的第一端和第二端,分别通过垂直于第二印制电路板212设置的第十印制电路板225、第十一印制电路板225,与第二印制电路板212的第一端、第二端连接,具体可以参考上述实施例三的描述。
227.需要说明的是,本技术实施例提供的四层电路板组件,可以是上述实施例一至实施例八的任意组合,上述实施例一至实施八也可以组合形成更多层数的电路板组件。整体上,对于信号数量多且分布密集的区域,可以采用柔性电路板连接或者焊球连接的方式,对于信号数量较少且分布较稀疏的区域,可以采用预制锡的方式进行焊接。
228.在投影面积一定的情况下,本技术实施例中,设置具有多层印制电路板的电路板组件,可以高效利用印制电路板的面积,实现多层三维高密布局,并且,多个印制电路板之间的信号可以实现直接跨板互连,及多个位置同时互连,从而,可以增加信号传输的路径,提高信号传输的质量。
229.本技术实施例中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。本技术实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
230.此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
231.最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本技术实施例的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本技术实施例进行了详细的说明,本领域的普通技术人员
应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本技术实施例技术方案的范围。
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