ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА В СБОРЕ И ОКОНЕЧНОЕ УСТРОЙСТВО
PRINTED CIRCUIT BOARD ASSEMBLY AND TERMINAL DEVICE

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] По данной заявке испрашивается приоритет на основании заявки на патент Китая № 201910548773.6, поданной 24 июня 2019 года и включенной в настоящий документ посредством ссылки во всей своей полноте.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Данное изобретение относится к телекоммуникационным технологиям для принимающей стороны, а именно к печатной плате в сборе и к оконечному устройству.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
th
[0003] С появлением и распространением сетей мобильной связи пятого поколения (5 Generation, 5G) на печатной плате (printed circuit board, PCB) мобильного оконечного устройства, такого как смартфон, приходится размещать все больше электронных компонентов. Кроме того, из-за роста энергопотребления предъявляются все более высокие требования к емкости и размеру аккумулятора. В результате на печатной плате остается недостаточно места в направлении осей X и Y. В настоящее время предпринимаются попытки разместить две или более печатных плат стопкой в направлении оси Z, как показано на фиг. 1 (где a - защитный корпус, b - электронный компонент, c - шарик припоя, d - первая печатная плата, e - промежуточная соединительная плата, а f - вторая печатная плата), чтобы увеличить полезную площадь за счет пространства по оси Z. Промежуточная соединительная плата обеспечивает сигнальное соединение и электромагнитное экранирование.
[0004] Шарики припоя, которые предусмотрены как на верхней, так и на нижней сторонах промежуточной соединительной платы, припаиваются к соответствующим контактным площадкам на первой печатной плате и второй печатной плате. Так как эти шарики припоя несут на себе основную часть нагрузки на промежуточную соединительную плату, одиночное паяное соединение испытывает высокое давление и в определенных сценариях применения подвержено поломкам.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0005] Целью вариантов осуществления данного изобретения является создание печатной платы в сборе и оконечного устройства, которые решают проблему предшествующего уровня техники, связанную с тем, что одиночное паяное соединение на печатной плате в сборе испытывает высокое давление и подвержено поломкам.
[0006] Данное изобретение решает вышеуказанную техническую проблему следующим образом:
[0007] Первый вариант осуществления данного изобретения предоставляет печатную плату в сборе, включающую в себя:
первую печатную плату;
вторую печатную плату, где вторая печатная плата электрически подключена к первой печатной плате посредством по крайней мере четырех паяных соединений;
по крайней мере четыре паяных соединения, включающие в себя первое паяное соединение, второе паяное соединение, третье паяное соединение и четвертое паяное соединение, которые последовательно расположены в заданном направлении, причем первое паяное соединение сообщается со вторым паяным соединением, а третье паяное соединение сообщается с четвертым паяным соединением таким образом, что между вторым паяным соединением и третьим паяным соединением имеется по крайней мере одно паяное соединение и/или по крайней мере одна выемка на печатной плате;
выемку на печатной плате, представляющую собой углубление относительно поверхности печатной платы.
[0008] При необходимости по крайней мере одно паяное соединение между вторым паяным соединением и третьим паяным соединением электрически подключается к первой печатной плате и второй печатной плате.
[0009] При необходимости первая печатная плата электрически подключается ко второй печатной плате посредством третьей печатной платы, где
по крайней мере четыре паяных соединения включают в себя пятое паяное соединение, шестое паяное соединение, седьмое паяное соединение и восьмое паяное соединение, которые последовательно расположены в заданном направлении, причем пятое паяное соединение сообщается с шестым паяным соединением, а седьмое паяное соединение сообщается с восьмым паяным соединением таким образом, что между шестым паяным соединением и седьмым паяным соединением имеется по крайней мере одно паяное соединение и/или по крайней мере одна выемка на печатной плате;
третья печатная плата включает в себя первую торцевую поверхность и вторую торцевую поверхность, причем первая торцевая поверхность электрически подключена к третьей торцевой поверхности первой печатной платы посредством первого паяного соединения, второго паяного соединения, третьего паяного соединения и четвертого паяного соединения, а вторая торцевая поверхность электрически подключена к четвертой торцевой поверхности второй печатной платы посредством пятого паяного соединения, шестого паяного соединения, седьмого паяного соединения и восьмого паяного соединения.
[0010] При необходимости по крайней мере одно паяное соединение между первой торцевой поверхностью и третьей торцевой поверхностью первой печатной платы электрически подключается к первой торцевой поверхности и третьей торцевой поверхности; и/или
по крайней мере одно паяное соединение между второй торцевой поверхностью и четвертой торцевой поверхностью второй печатной платы электрически подключено ко второй торцевой поверхности и четвертой торцевой поверхности второй печатной платы.
[0011] При необходимости на третьей торцевой поверхности предусматривается по крайней мере одна выемка на печатной плате; и/или
на четвертой торцевой поверхности второй печатной платы предусмотрена по крайней мере одна выемка на печатной плате; и/или
на первой торцевой поверхности третьей печатной платы предусмотрена по крайней мере одна выемка на печатной плате; и/или
на второй торцевой поверхности третьей печатной платы предусмотрена по крайней мере одна выемка на печатной плате.
[0012] При необходимости, если между вторым паяным соединением и третьим паяным соединением предусмотрены и паяное соединение, и выемка на печатной плате, то паяное соединение и выемка на печатной плате располагаются поочередно.
[0013] При необходимости выемка на печатной плате может располагаться между паяным соединением и вторым паяным соединением; и/или
выемка на печатной плате расположена между паяным соединением и третьим паяным соединением.
[0014] При необходимости на третьей печатной плате предусматриваются сквозные отверстия, через которые паяные соединения на первой торцевой поверхности сообщаются с паяными соединениями на второй торцевой поверхности.
[0015] При необходимости, если между вторым паяным соединением и третьим паяным соединением предусмотрено только паяное соединение, то паяное соединение отстоит от второго паяного соединения на расстояние, большее или равное предварительно заданному пороговому значению; и/или
паяное соединение отстоит от третьего паяного соединения на расстояние, большее или равное предварительно заданному пороговому значению.
[0016] При необходимости, если между вторым паяным соединением и третьим паяным соединением предусмотрена только выемка на печатной плате, то выемка на печатной плате полностью занимает зазор между вторым паяным соединением и третьим паяным соединением.
[0017] Второй вариант осуществления данного изобретения дополнительно предоставляет оконечное устройство, включающее в себя вышеуказанную печатную плату в сборе.
[0018] В вариантах осуществления данного изобретения предусмотрены первая печатная плата и вторая печатная плата, где вторая печатная плата электрически подключена к первой печатной плате посредством по крайней мере четырех паяных соединений, где по крайней мере четыре паяных соединения включают в себя первое паяное соединение, второе паяное соединение, третье паяное соединение и четвертое паяное соединение, которые последовательно расположены в заданном направлении, причем первое паяное соединение сообщается со вторым паяным соединением, а третье паяное соединение сообщается с четвертым паяным соединением таким образом, что между вторым паяным соединением и третьим паяным соединением имеется по крайней мере одно паяное соединение и/или по крайней мере одна выемка на печатной плате, представляющая собой углубление относительно поверхности печатной платы. Такое решение позволяет равномерно распределить давление на одиночное паяное соединение и обеспечить электромагнитное экранирование сигналов во внутренних паяных соединениях. Кроме того, такое решение позволяет увеличить зазоры между паяными соединениями, в том числе зазоры в направлениях осей X, Y и Z, одновременно распределяя давление на одиночное паяное соединение и обеспечивая электромагнитное экранирование, что расширяет пространство для испарения флюса припоя, предотвращает электромиграцию вдоль оставшегося канала флюса припоя между соседними паяными соединениями в заданной среде и повышает сопротивление электромиграции. В результате решается проблема предшествующего уровня техники, связанная с тем, что одиночное паяное соединение на печатной плате в сборе испытывает высокое давление и подвержено поломкам.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0019] На фиг. 1 представлена принципиальная схема размещения печатных плат стопкой в предшествующем уровне техники;
[0020] На фиг. 2 представлена первая принципиальная структурная схема печатной платы в соответствии с одним из вариантов осуществления данного изобретения;
[0021] На фиг. 3 представлена вторая принципиальная структурная схема печатной платы в соответствии с одним из вариантов осуществления данного изобретения;
[0022] На фиг. 4 представлена третья принципиальная структурная схема печатной платы в соответствии с одним из вариантов осуществления данного изобретения;
[0023] На фиг. 5 представлена четвертая принципиальная структурная схема печатной платы в соответствии с одним из вариантов осуществления данного изобретения;
[0024] На фиг. 6 представлена пятая принципиальная структурная схема печатной платы в соответствии с одним из вариантов осуществления данного изобретения;
[0025] На фиг. 7 представлена шестая принципиальная структурная схема печатной платы в соответствии с одним из вариантов осуществления данного изобретения;
[0026] На фиг. 8 представлена седьмая принципиальная структурная схема печатной платы в соответствии с одним из вариантов осуществления данного изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0027] Ниже четко и в полном объеме описаны технические решения, используемые в вариантах осуществления данного изобретения, со ссылками на соответствующие сопроводительные чертежи. Очевидно, что описанные варианты осуществления являются возможными, но не исчерпывающими для данного изобретения. Все другие варианты осуществления данного изобретения, полученные специалистами в данной области техники на основе описанных вариантов без творческих усилий, входят в объем правовой охраны для данного изобретения.
[0028] Данное изобретение предоставляет печатную плату в сборе, которая решает проблему предшествующего уровня техники, связанную с тем, что одиночное паяное соединение на печатной плате в сборе испытывает высокое давление и подвержено поломкам. Как показано на фиг. 2-8, печатная плата в сборе включает в себя:
первую печатную плату 1 и
вторую печатную плату 2, где вторая печатная плата 2 электрически подключена к первой печатной плате 1 посредством по крайней мере четырех паяных соединений;
по крайней мере четыре паяных соединения включают в себя первое паяное соединение 3, второе паяное соединение 4, третье паяное соединение 5 и четвертое паяное соединение 6, которые последовательно расположены в заданном направлении, причем первое паяное соединение 3 сообщается со вторым паяным соединением 4, а третье паяное соединение 5 сообщается с четвертым паяным соединением 6 таким образом, что между вторым паяным соединением 4 и третьим паяным соединением 5 имеется по крайней мере одно паяное соединение 7 и/или по крайней мере одна выемка на печатной плате 8;
выемка на печатной плате 8 представляет собой углубление относительно поверхности печатной платы.
[0029] Следует отметить, что паяное соединение 7 не подключено ни ко второму паяному соединению 4, ни к третьему паяному соединению 5.
[0030] В этом варианте осуществления данного изобретения на печатной плате в сборе предусмотрены первая печатная плата и вторая печатная плата, где вторая печатная плата электрически подключена к первой печатной плате посредством по крайней мере четырех паяных соединений, где по крайней мере четыре паяных соединения включают в себя первое паяное соединение, второе паяное соединение, третье паяное соединение и четвертое паяное соединение, которые последовательно расположены в заданном направлении, причем первое паяное соединение сообщается со вторым паяным соединением, а третье паяное соединение сообщается с четвертым паяным соединением таким образом, что между вторым паяным соединением и третьим паяным соединением имеется по крайней мере одно паяное соединение и/или по крайней мере одна выемка на печатной плате, представляющая собой углубление относительно поверхности печатной платы. Такое решение позволяет равномерно распределить давление на одиночное паяное соединение и обеспечить электромагнитное экранирование сигналов во внутренних паяных соединениях. Кроме того, такое решение позволяет увеличить зазоры между паяными соединениями, в том числе зазоры в направлениях осей X, Y и Z, одновременно распределяя давление на одиночное паяное соединение и обеспечивая электромагнитное экранирование, что расширяет пространство для испарения флюса припоя, предотвращает электромиграцию вдоль оставшегося канала флюса припоя между соседними паяными соединениями в заданной среде и повышает сопротивление электромиграции. Это решает проблему предшествующего уровня техники, связанную с тем, что одиночное паяное соединение на печатной плате в сборе испытывает высокое давление и подвержено поломкам.
[0031] Как показано на фиг. 2-8, по крайней мере одно паяное соединение 7 между вторым паяным соединением 4 и третьим паяным соединением 5 электрически подключено к первой печатной плате 1 и второй печатной плате 2.
[0032] Это обеспечивает надежную связь между первой печатной платой и второй печатной платой.
[0033] Для увеличения полезной площади печатной платы, как показано на фиг. 3-8, первая печатная плата 1 электрически подключена ко второй печатной плате 2 посредством третьей печатной платы 9; по крайней мере четыре паяных соединения дополнительно включают в себя пятое паяное соединение 10, шестое паяное соединение 11, седьмое паяное соединение 12 и восьмое паяное соединение 13, которые последовательно расположены в заданном направлении, причем пятое паяное соединение 10 сообщается с шестым паяным соединением 11, а седьмое паяное соединение 12 сообщается с восьмым паяным соединением 13 таким образом, что между шестым паяным соединением 11 и седьмым паяным соединением 12 имеется по крайней мере одно паяное соединение 14 и/или по крайней мере одна выемка на печатной плате 15; а третья печатная плата 9 включает в себя первую торцевую поверхность и вторую торцевую поверхность, причем первая торцевая поверхность электрически подключена к третьей торцевой поверхности первой печатной платы 1 посредством первого паяного соединения 3, второго паяного соединения 4, третьего паяного соединения 5 и четвертого паяного соединения 6, а вторая торцевая поверхность электрически подключена к четвертой торцевой поверхности второй печатной платы 2 посредством пятого паяного соединения 10, шестого паяного соединения 11, седьмого паяного соединения 12 и восьмого паяного соединения 13.
[0034] Следует отметить, что паяное соединение 7 не подключено ни к шестому паяному соединению 11, ни к седьмому паяному соединению 12. Третья печатная плата служит промежуточной соединительной платой.
[0035] Как показано на фиг. 3-8, по крайней мере одно паяное соединение 7 между первой торцевой поверхностью и третьей торцевой поверхностью первой печатной платы 1 электрически подключено к первой торцевой поверхности и третьей торцевой поверхности; и/или по крайней мере одно паяное соединение 14 между второй торцевой поверхностью и четвертой торцевой поверхностью второй печатной платы 2 электрически подключено ко второй торцевой поверхности и четвертой торцевой поверхности второй печатной платы.
[0036] Это обеспечивает надежную связь между первой печатной платой и второй печатной платой.
[0037] Как показано на фиг. 3-8, выемка на печатной плате 8 предусмотрена на третьей торцевой поверхности (то есть на торцевой поверхности, обращенной к третьей печатной плате), и/или выемка на печатной плате 15 предусмотрена на четвертой торцевой поверхности второй печатной платы (то есть на торцевой поверхности, обращенной к третьей печатной плате), и/или
выемка на печатной плате 8 предусмотрена на первой торцевой поверхности третьей печатной платы, и/или выемка на печатной плате 15 предусмотрена на второй торцевой поверхности третьей печатной платы.
[0038] Как показано на фиг. 3 и фиг. 4, если между вторым паяным соединением 4 и третьим паяным соединением 5 предусмотрены и паяное соединение 7, и выемка на печатной плате 8, то паяное соединение 7 и выемка на печатной плате 8 располагаются поочередно.
[0039] Это способствует испарению остаточного флюса припоя.
[0040] Как показано на фиг. 3 и фиг. 4, выемка на печатной плате 8 расположена между паяным соединением 7 и вторым паяным соединением 4; и/или выемка на печатной плате 8 расположена между паяным соединением 7 и третьим паяным соединением 5.
[0041] Это дополнительно способствует испарению остаточного флюса припоя.
[0042] Как показано на фиг. 3, фиг. 5 и фиг. 7, на третьей печатной плате 9 предусмотрены сквозные отверстия 16, а паяные соединения на первой торцевой поверхности (включая первое паяное соединение 3, второе паяное соединение 4, третье паяное соединение 5, четвертое паяное соединение 6 и паяное соединение 7) сообщаются с паяными соединениями на второй торцевой поверхности (включая пятое паяное соединение 10, шестое паяное соединение 11, седьмое паяное соединение 12, восьмое паяное соединение 13 и паяное соединение 14) посредством сквозных отверстий 16.
[0043] Это обеспечивает надежную связь между первой печатной платой и второй печатной платой.
[0044] Как показано на фиг. 5 и фиг. 6, если между вторым паяным соединением 4 и третьим паяным соединением 5 предусмотрено только паяное соединение 7, то паяное соединение 7 отстоит от второго паяного соединения 4 на расстояние, большее или равное предварительно заданному пороговому значению, и/или паяное соединение 7 отстоит от третьего паяного соединения 5 на расстояние, большее или равное заданному пороговому значению.
[0045] Это способствует испарению остаточного флюса припоя.
[0046] Как показано на фиг. 7 и фиг. 8, если между вторым паяным соединением 4 и третьим паяным соединением 5 предусмотрена только выемка на печатной плате 8, то выемка на печатной плате полностью занимает зазор между вторым паяным соединением и третьим паяным соединением.
[0047] Это максимально способствует испарению остаточного флюса припоя.
[0048] Следует отметить, что иные конфигурации пятого паяного соединения 10, шестого паяного соединения 11, седьмого паяного соединения 12 и восьмого паяного соединения 13 аналогичны конфигурациям первого паяного соединения 3, второго паяного соединения 4, третьего паяного соединения 5 и четвертого паяного соединения 6 и поэтому здесь и далее не описываются.
[0049] Ниже дополнительно описывается печатная плата в сборе в соответствии с этим вариантом осуществления данного изобретения.
rd
[0050] С учетом вышеуказанной технической проблемы паяные соединения одного и того же контура могут располагаться на внешней стороне, а два соседних паяных соединения могут подключаться таким образом, чтобы распределять давление на одно паяное соединение и обеспечивать электромагнитное экранирование сигналов в паяных соединениях на внутренней стороне. Однако для обеспечения высокого качества пайки на трехмерной печатной плате в сборе (3 Dimensional Printed Circuit Board Assembly, 3DPCBA) требуется флюс припоя. По окончании пайки флюс припоя испаряется во внешнее пространство через окружающий зазор. Однако из-за того, что два соседних паяных соединения на внешней стороне подключены и контактируют между собой, для испарения флюса припоя на внутренней стороне отсутствует достаточный зазор, поэтому остаточный флюс припоя вокруг паяных соединений не испаряется. В этом случае, если возникает разница напряжений между паяными соединениями разных контуров в конкретной среде, то вдоль оставшегося канала флюса припоя между соседними паяными соединениями происходит электромиграция, которая в конечном итоге приводит к короткому замыканию между контурами. Соответственно, этот вариант осуществления данного изобретения предоставляет печатную плату в сборе с увеличенными зазорами между паяными соединениями, включая зазоры в направлениях осей X, Y и Z, одновременно распределяя давление на паяные соединения и обеспечивая электромагнитное экранирование, что расширяет пространство для испарения флюса припоя и повышает сопротивление электромиграции.
[0051] Это, в частности, достигается с помощью двух улучшений.
[0052] Во-первых, конструкция подключения паяных соединений на внешней стороне заменена с прямого подключения двух соседних паяных соединений на подключение, разделенное одним паяным соединением, что увеличивает зазоры между паяными соединениями в направлениях осей X и Y, как показано на фиг. 2-6.
[0053] Во-вторых, вокруг внешних паяных соединений на печатной плате предусмотрены выемки, которые увеличивают зазор между паяными соединениями в направлении оси Z, как показано на фиг. 2-4, фиг. 7 и фиг. 8.
[0054] В отношении первого улучшения:
[0055] С точки зрения конструкции подключения внешних паяных соединений, прямое подключение каждых двух соседних паяных соединений улучшено путем добавления отдельного паяного соединения между двумя группами напрямую подключенных соседних паяных соединений. На участок подключения и отдельные паяные соединения для пайки трех печатных плат наносится паяльная паста, что увеличивает зазоры между паяными соединениями в направлениях осей X и Y, как показано на фиг. 2-6.
[0056] В отношении второго улучшения:
[0057] С учетом первого улучшения вокруг паяных соединений можно добавить выемки на печатной плате. Так как пайка в области выемки не выполняется, зазор между паяными соединениями в направлении оси Z можно дополнительно увеличить без ущерба для прочности пайки и распределения давления, как показано на фиг. 2-4.
[0058] При необходимости второе улучшение можно реализовать отдельно, то есть отдельное паяное соединение между двумя соседними группами подключенных паяных соединений можно заменить выемкой на печатной плате. Кроме того, выемка на печатной плате между двумя соседними группами подключенных паяных соединений может полностью занимать зазор между двумя группами подключенных паяных соединений, как показано на фиг. 7 и фиг. 8.
[0059] Таким образом, наличие выемки увеличивает зазор между печатной платой и промежуточной соединительной платой, что способствует испарению флюса припоя, уменьшению остаточного флюса припоя и снижению риска электромиграции в паяных соединениях.
[0060] Соответственно, решение, предложенное в вариантах осуществления данного изобретения, может расширить пространство для испарения флюса припоя путем увеличения зазоров между паяными соединениями, включая зазоры в направлениях осей X, Y и Z, что повышает сопротивление электромиграции.
[0061] Следует отметить, что предложенное решение не ограничивается двухслойной структурой размещения печатных плат стопкой (например, первой печатной платой и второй печатной платой, которые подключены друг к другу с помощью промежуточной третьей печатной платы) и может быть расширено до многослойной структуры из трех или более слоев печатных плат.
[0062] Другой вариант осуществления данного изобретения дополнительно предоставляет оконечное устройство, включающее в себя вышеуказанную печатную плату в сборе.
[0063] Оконечное устройство в соответствии с этим вариантом осуществления данного изобретения может реализовывать все процессы и функции, которые выполняет печатная плата в сборе, показанная на фиг. 1-8. Во избежание повторений подробное описание далее не приводится в настоящем документе.
[0064] Следует отметить, что термины «содержит», «включает» и любые другие их варианты в описании данного изобретения не подразумевают исключительности, поэтому, например, процессы, способы, изделия или устройства, которые включают в себя набор элементов, не обязательно ограничиваются прямо перечисленными элементами, но могут включать в себя и другие элементы, не перечисленные или не присущие в явном виде таким процессам, способам, изделиям или устройствам. В случае отсутствия других ограничений элемент, которому предшествует «включает в себя…», не исключает существования других идентичных элементов в процессах, способах, изделиях или устройствах, которые включают в себя такой элемент. Кроме того, использование «и/или» в настоящем документе обозначает наличие по крайней мере одного из связанных объектов. Например, «А и/или Б и/или В» обозначает следующие семь случаев: только А; только Б; только В; A и Б; Б и В; A и В; а также A, Б и В.
[0065] Варианты осуществления данного изобретения, описанные выше со ссылками на сопроводительные чертежи, не накладывают каких-либо ограничений. Эти варианты носят лишь иллюстративный, а не ограничительный характер. На основе описанных вариантов специалисты в данной области техники могут разработать множество других вариантов, не имеющих принципиальных отличий и поэтому входящих в объем правовой охраны для данного изобретения. Все такие изменения входят в объем правовой охраны для данного изобретения.