CN103249249A - 电路板系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种电路板系统、一种电路板配置和一种用于产生电路板配置的方法。所述系统包括：第一电路板和第二电路板（2），每个电路板具有正面（11、21）和反面（12、22）；至少一个第一电子组件（28），其安装在所述第二电路板（2）的反面上。所述第一电路板在其正面（12）上具有多个导电的第一接触元件（13）。所述第二电路板（2）在其反面（22）上具有多个导电的第二接触元件（26）。此外，凹口（10）形成于所述第一电路板（1）中。所述第二电路板（2）可安装在所述第一电路板上，使得所述第二电路板（2）的反面面向所述第一电路板的正面，所述至少一个第一电子组件（28）至少部分配置在所述凹口（10）中；且每个所述第一接触元件（26）匹配所述第二接触元件（13）之一。

Description

电路板系统

技术领域

本文公开了一种可用于例如信息娱乐头端单元或远程信息处理单元的电路板系统，和一种用于产生电路板系统的方法。

背景技术

具有两个或更多个电互连电路板的模块化电路板系统正因这些配置的模块化允许迅速修正或调整现有技术而变得越来越受欢迎。在许多常规电路板系统中，个别电路板之间的连接作为插入式连接而实施。然而，插入式技术是昂贵的，因为其需要插头和插座。除此之外，插头和插座技术会在电路板上占据许多空间。另一方面，如果使用焊接式连接而非插入式技术，那么电路板系统的大小受限于焊接需求。此外，在电路板的反面直接焊接到载体电路板并且所述电路板不会横向延伸超过所述载体电路板的情况下，电路板与载体电路板之间的距离通常太小以至于无法将电子组件安装到所述反面上。其它问题是许多应用需要使用阻塞电容器。然而，在常规电路板系统中，阻塞电容器通常无法放置在其理想位置中且因此必须经由不利地影响各自电路行为的长导线而连接。为了避免这些长导线，常规解决方案是将涉及实质上形成于电路板的第一个上的电路的阻塞电容器安装在所述电路板的第二个上而非所述第一电路板上。因此，第一电路板无法独立于第二电路板进行测试。

因此，需要一种改善型电路板系统。

发明内容

根据第一实施例，一种电路板系统包括：第一电路板和第二电路板，每个电路板具有正面和反面，至少一个第一电子组件安装在所述第二电路板的反面上；第一电路板在其正面上具有多个导电的第一接触元件；第二电路板在其反面上具有多个导电的第二接触元件；此外，凹口形成于第一电路板中；第二电路板可安装在第一电路板上，使得第二电路板的反面面向第一电路板的正面，至少一个第一电子组件至少部分配置在凹口中；且每个第一接触元件匹配第二接触元件之一。

根据第二实施例，在包括这种电路板系统的电路板配置中，每个第一接触元件通过焊接电连接和机械连接到第二接触元件之一。这种电路板配置尤其可用于信息娱乐系统的头端单元或信息娱乐系统的远程信息处理单元。

根据第三实施例，一种用于产生电路板的方法包括：提供根据如上述第一实施例所解释的电路板系统；通过焊接将每个第一接触元件电连接和机械连接到第二接触元件之一。

附图说明

下文根据附图中各图所示的原理更详细描述各个特定实施例。除非另有说明，否则在所有图中类似或相同组件是用相同参考数字进行标注。

图1是第二电路板的横截面图，其中第二电路板的反面具有焊料球和至少一个电子组件两者。

图2是图1的第二电路板的仰视图。

图3是电路板配置的横截面图，其中图1和图2的第二电路板焊接到第一电路板，使得至少一个电子组件至少部分配置在所述第一电路板的凹口中。

图4是图3的电路板配置的仰视图。

图5是示出了在焊接到第一电路板之前的多个电子组件和具有第二电路板的电路板系统的横截面图。

图6是在焊接到第一电路板之后的图5的电子组件和第二电路板的横截面图。

图7是其中凹口形成为湾状的电路板配置的横截面图。

图8是图7的电路板配置的仰视图。

具体实施方式

图1示出了具有正面21和与正面21相对的反面22的第二电路板2。正面21和反面22两者可分别具有以常规类型的正面金属化层（未示出）和反面金属化层（未示出），即，被结构化来包括导体轨道和/或导电焊盘的平坦金属箔。在反面22上，存在包括焊料球25的多个导电的第二接触元件。如下文将更详细地说明，第二接触元件允许将第二电路板2焊接到第一电路板1。替代焊料球或除焊料球外，某些或所有第二接触元件可具有形成于反面金属化层中的焊盘（金属垫）。除第二接触元件外，至少一个第一电子组件28也安装在反面上。视需要，正面21可装配有至少一个第二电子组件27。

图2示出了第二电路板2的仰视图。在图2中，还标注了图1的视图的截面E1-E1。如自图2可见，可以存在每个包括以栅格状方式配置在反面22上的焊料球25的多个第二接触元件。例如，在本发明的意义上，在焊料球25的情况下这种栅格阵列可以是球栅格阵列（BGA），或在焊盘而非焊料球25的情况下是焊盘栅格阵列（LGA）。这种栅格阵列可具有至少2行、至少3行、至少4行或至少5行和至少2列、至少3列、至少4列或至少5列（与行数无关）。

现参考图3，示出了电路板配置5，其中上文参考图1和图2描述的第二电路板2与其第二接触元件一起焊接到用作载板的第一电路板1的对应第一接触元件13。第一电路板1具有正面11和与正面11相对的反面12。正面11和反面12两者可分别具有以常规类型的正面金属化层（未示出）和反面金属化层（未示出），即，被结构化来包括导体轨道和/或导电焊盘的平坦金属箔。第二电路板2的反面22面向第一电路板1的正面11。

第一电路板1的第一接触元件13可以是形成于第一电路板1的正面金属化层中的导电焊盘和/或导电轨道。为了焊接，焊料球25熔融且随后固化，以将每个第二接触元件电连接和机械连接到其对应第一接触元件13。

如在焊接状态下，至少一个第一电子组件28的高度大于第一电路板1与第二电路板2之间的距离，第一电路板1设有至少一个第一电子组件28至少部分配置在其中的凹口10。由于这个凹口10，第二电路板2的反面22还可以装配有一个或多个电子组件28。因此，改善了第二电路板2的布局的设计灵活性。例如，如果至少一个电子组件28之一是阻塞电容器，那么阻塞电容器可以放置于在第二电路板2上且对通过阻塞电容器实现的阻塞效应来说是最优的位置处或放置在接近其之处。为免浪费第一电路板1的空间，凹口10的形状可以实质上限于/适于容纳至少一个电子组件28所需要的空间。因此，凹口10可具有任意规则或不规则形状。

图4是以图2中已示的相同E1-E1为截面的图3的电路板配置的仰视图。如在这个仰视图中，第二电路板2主要隐藏在第一电路板1后面，第二电路板2的位置是用虚线示出。如自图3和图4的实施例可见，凹口10可以是完全延伸通过第一电路板1的孔，即，在第一电路板1的平面中其完全被第一电路板1环绕。

也如图3所示，第一电路板1的正面11可以视需要装配有至少一个第三电子组件17。除此之外，如图4所示，第一电路板1的反面12可以视需要装配有至少一个第四电子组件18。就这点来说，应注意在图3中，存在可选的至少一个第四电子组件18，但是为清楚起见被省略了。

在图1到图4的实施例中，第二接触元件被描述为包括焊料球25。如图5和图6所示，第二电路板2的第二接触元件可以或者或此外包括导电焊盘26。这些焊盘26可形成于第二电路板2的反面金属化层中。到第一接触元件13或对应第二接触元件包括焊料球25的程度，焊料6（图6）必须涂敷到第一接触元件13和对应第二接触元件的至少之一。为此，例如，焊料6可以焊膏形式涂敷到各自第一接触元件13。例如，可以通过丝网或模板印刷涂敷焊膏6。随后，第二电路板2可放置在第一电路板1上，使得第二电路板2的反面22面向第一电路板1的正面11，至少一个第四电子组件18至少部分延伸到凹口10中，且每个第二接触元件配置在对应第一接触元件13上方。视需要，焊料6和第三电子组件17可以配置在另一第一接触元件13上。之后，具有安置在第一接触元件13上的焊料6的第一电路板1和第二电路板2和视需要安置在第一接触元件13和焊料6上的第三电子组件17可以放置在焊接炉中，其中第二电路板2和可选的第三电子组件17焊接到第一电路板1。到第二电路板2的第二接触元件包括焊料球25的程度，将额外焊料6涂敷到对应第一接触元件13是不必要的但有可能。图6示出了完成的电路板配置。

因为电路板配置的所有或至少一些组件可能需要避免不必要的焊接循环，所以第二电路板2可以在第一焊接步骤中装配有其组件27、28。接着，装配的第二电路板2可以视需要进行预测试且随后在第二焊接步骤中焊接到第一电路板1，其中要焊接到第一电路板1的正面11的组件17也焊接到第一电路板1。

根据图7和图8所示的另一实施例，至少一个第一电子组件28至少部分配置在其中的凹口10可以形成为第一电路板1中的湾状凹槽。图7是以E2-E2为截面的图6的电路板配置5的横截面图。在图7中，存在配置在第一电路板1的反面12上的可选的一个或多个第四电子组件18，但是为清楚起见被省略了。

通常，本发明包括第二电路板2在其反面22上焊接到第一电路板1和至少一个电子组件28配置在该反面22上并且至少部分延伸到形成于第一电路板1中的凹口10中的配置。因此，第二电路板2可以完全配置在如图4和图8所示的第一电路板的横向边界内。然而，第一电路板1和第二电路板2还可以仅部分重叠。

在上文描述的实施例中，第一电路板1仅具有单个凹口10。而是，第一电路板1可以包括两个或更多个凹口10，至少一个第一电子组件28至少部分延伸到每个所述凹口中。因此，每个所述至少一个第一电子组件28安装在焊接到第一电路板1的第二电路板2上。至少一个第一电子组件28可以安装在共同的第二板或者两个或更多个第二电路板2上，每个所述电路板焊接到相同的第一电路板1。在存在两个或更多个第二电路板2的情况下，不同的第二电路板2可以配置在第一电路板1的相同面11或12或者相对面11、12上。

在本发明的任何构造中，至少一个第一电子组件28可以包括表面安装技术（SMT）组件。这种表面安装技术组件可以具有任何可能形状和大小，特别是以JEDEC标准定义的这些形状和大小。例如，第一电子组件28可以是分别对应英寸制的0201组件、0402组件和0603组件的0603组件、1005组件或1608组件（米制）。

此外，本发明不限于仅具有正面金属化和反面金属化的第一电路板1和第二电路板2。本发明还涉及设计成多层板或仅具有一个金属化层的第一电路板1和第二电路板2。例如，这种多层板可以具有例如四个或八个金属化层。然而，任何其它数量的层也是适用的。

如上文描述的电路板系统或配置可以用于任何任意技术领域，例如汽车应用，如同信息娱乐系统的头端单元或远程信息处理单元。这种远程信息处理单元可以包括例如以下功能之一-某些或所有（以任何组合）：紧急呼叫；调制解调器；无线热点；失窃车辆追踪；全球定位系统（GPS）。

Claims (14)

1.一种电路板系统，其包括：

第一电路板，其包括正面和反面；

第二电路板，其包括正面和反面；

至少一个第一电子组件，其安装在所述第二电路板的所述反面上；其中

所述第一电路板在其正面上包括多个导电的第一接触元件；

所述第二电路板在其反面上包括多个导电的第二接触元件；

所述第一电路板包括凹口；

所述第二电路板可安装在所述第一电路板上使得：

所述第二电路板的所述反面面向所述第一电路板的所述正面；和

所述至少一个第一电子组件至少部分配置在所述凹口中；且

每个所述第一接触元件匹配所述第二接触元件之一。

2.根据权利要求1所述的电路板系统，其中所述多个第二接触元件

由焊料球组成或包括焊料球；和/或

由焊盘组成或包括焊盘。

3.根据权利要求2所述的电路板系统，其中所述多个第二接触元件形成球栅格阵列或焊盘栅格阵列，其具有

至少2行、至少3行、至少4行或至少5行；和

至少2列、至少3列、至少4列或至少5列。

4.根据前述权利要求中的一项所述的电路板系统，其中所述第二电路板的所述正面装配有至少一个第二电子组件。

5.根据前述权利要求中的一项所述的电路板系统，其中所述至少一个第一电子组件包括表面安装技术组件。

6.根据权利要求5所述的电路板系统，其中所述表面安装技术组件是0603组件、1005组件或1608组件（米制）。

7.根据前述权利要求中的一项所述的电路板系统，其中所述至少一个第一电子组件包括阻塞电容器。

8.根据前述权利要求中的一项所述的电路板系统，其中所述凹口是形成于所述第一电路板中的通孔。

9.根据前述权利要求中的一项所述的电路板系统，其中所述第一电路板的所述正面装配有至少一个第三电子组件。

10.根据前述权利要求中的一项所述的电路板系统，其中每个所述第一接触元件通过焊接电连接和机械连接到所述第二接触元件之一。

11.根据权利要求10所述的电路板系统，其是由车辆所包括的信息娱乐头端单元或远程信息处理单元。

12.一种用于产生电路板系统的方法，其包括：

提供根据权利要求1至权利要求8中的一项所述的电路板系统；

通过焊接将每个所述第一接触元件电连接和机械连接到所述第二接触元件之一。

13.根据权利要求12所述的方法，其中在与每个所述第一接触元件连接到所述第二接触元件之一的焊接步骤相同的焊接步骤中，至少一个第三电子组件焊接到所述第一电路板的所述正面。

14.根据权利要求12所述的方法，其中在通过焊接将每个所述第一接触元件连接到所述第二接触元件之一之前或之后，至少一个第三电子组件焊接到所述第一电路板的所述正面。

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