CN113966075A - 具有端部安装到印刷电路板的电部件的装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及具有端部安装到印刷电路板的电部件的装置，并公开一种装置，其包括印刷电路板，该印刷电路板具有第一主表面、与第一主表面相反的第二主表面以及垂直于第一主表面和第二主表面的次表面。装置还包括电部件，该电部件包括在电部件的安装表面上的具有间隔开的焊球的球栅阵列。电部件被安装到印刷电路板的次表面，使得安装表面平行于次表面并且垂直于第一主表面和第二主表面。球栅阵列的焊球电连接到印刷电路板的第一主表面和第二主表面两者。

Description

具有端部安装到印刷电路板的电部件的装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年7月20日提交的美国临时专利申请第63/054,142号的权益，该申请通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及电子设备，并且更具体地涉及将电部件安装到电子设备的印刷电路板。

背景技术

许多电子设备包括安装到印刷电路板的电部件。印刷电路板通常采用被配置为传导电信号的安装焊盘。可以使用表面安装技术(“SMT”)技术将具有焊球的球栅阵列(“BGA”)的电部件安装到安装焊盘。典型SMT技术涉及将电部件安装到印刷电路板的主表面(例如，宽表面)上。

虽然常规SMT技术适用于一些电子设备，但对于其他电子设备诸如需要流线型剖面(profile)的那些电子设备，常规SMT技术不适当。期望利用SMT原理将电部件安装到印刷电路板的方法，该方法促进对应电子设备的低剖面。

发明内容

响应于现有技术的现状，特别是响应于尚未完全解决的利用表面安装技术的常规设备或产品的问题和需求，开发本申请的主题。本申请的主题已经被开发以提供到印刷电路板的端部安装电连接，其克服现有技术的许多缺点。

本文公开一种装置，其包括印刷电路板，该印刷电路板具有第一主表面、与第一主表面相反的第二主表面以及垂直于第一主表面和第二主表面的次表面。装置还包括电部件，该电部件包括在电部件的安装表面上的具有间隔开的焊球的球栅阵列。电部件安装到印刷电路板的次表面，使得安装表面平行于次表面并且垂直于第一主表面和第二主表面。球栅阵列的焊球电连接到印刷电路板的第一主表面和第二主表面两者。装置还包括角撑(gussets)。角撑中的第一角撑在电部件和第一主表面之间并与它们接触，并且角撑中的第二角撑在电部件和第二主表面之间并与它们接触。此段落的前述主题表征本公开的示例1。

印刷电路板是柔性的。此段落的前述主题表征本公开的示例2，其中示例2还包括根据以上示例1的主题。

角撑由环氧树脂材料制成。此段落的前述主题表征本公开的示例3，其中示例3还包括根据以上示例1或2中的任一个的主题。

角撑中的第一角撑在电部件的安装表面和印刷电路板的第一主表面之间并与它们接触。角撑中的第二角撑在电部件的安装表面和印刷电路板的第二主表面之间并与它们接触。此段落的前述主题表征本公开的示例4，其中示例4还包括根据以上示例1-3中的任一个的主题。

角撑中的第一角撑和第二角撑插置在球栅阵列的焊球之间并且不与该焊球重叠。此段落的前述主题表征本公开的示例5，其中示例5还包括根据以上示例4的主题。

角撑中的第一角撑和第二角撑中的每个插置在球栅阵列的焊球中的相应焊球之间并与该相应焊球重叠。此段落的前述主题表征本公开的示例6，其中示例6还包括根据以上示例4的主题。

电部件包括相对于安装表面成角度的相反侧表面。角撑中的第一角撑在电部件的相反侧表面中的第一侧表面和第一主表面之间并与它们接触。角撑中的第二角撑在电部件的相反侧表面的第二侧表面和第一主表面之间并与它们接触。此段落的前述主题表征本公开的示例7，其中示例7还包括根据以上示例1-6中的任一个的主题。

角撑中的第三角撑在电部件的相反侧表面中的第一侧表面和第二主表面之间并与它们接触。角撑中的第四角撑在电部件的相反侧表面中的第二侧表面和第二主表面之间并与它们接触。此段落的前述主题表征本公开的示例8，其中示例8还包括根据以上示例7的主题。

角撑中的第五角撑在电部件的安装表面和印刷电路板的第一主表面之间并与它们接触。角撑中的第六角撑在电部件的安装表面和印刷电路板的第二主表面之间并与它们接触。此段落的前述主题表征本公开的示例9，其中示例9还包括根据以上示例8的主题。

本文还公开一种装置，其包括印刷电路板，该印刷电路板具有第一主表面、与第一主表面相反的第二主表面以及垂直于第一主表面和第二主表面的次表面。装置还包括电部件，该电部件包括在电部件的安装表面上的具有间隔开的焊球的球栅阵列。电部件安装到印刷电路板的次表面，使得安装表面平行于次表面并且垂直于第一主表面和第二主表面。球栅阵列的焊球电连接到印刷电路板的第一主表面和第二主表面两者。装置还包括支撑架，该支撑架与电部件的安装表面、印刷电路板的第一主表面和印刷电路板的第二主表面接触。此段落的前述主题表征本公开的示例10。

支撑架垂直于印刷电路板。此段落的前述主题表征本公开的示例11，其中示例11还包括根据以上示例10的主题。

支撑架插置在球栅阵列的焊球之间。此段落的前述主题表征本公开的示例12，其中示例12还包括根据以上示例10或11中的任一个的主题。

印刷电路板包括第一槽，该第一槽形成在印刷电路板的次表面中并从其延伸。支撑架包括第二槽。支撑架容纳在印刷电路板的第一槽中。印刷电路板容纳在支撑架的第二槽中。此段落的前述主题表征本公开的示例13，其中示例13还包括根据以上示例10-12中的任一个的主题。

支撑架包括中间部分和附加接合部分。中间部分与电部件的安装表面接触。附加接合部分环绕电部件的至少一部分。此段落的前述主题表征本公开的示例14，其中示例14还包括根据以上示例10-13中的任一个的主题。

中间部分垂直于附加接合部分。此段落的前述主题表征本公开的示例15，其中示例15还包括根据以上示例14的主题。

装置还包括角撑。角撑中的第一角撑在电部件和第一主表面之间并与它们接触，并且角撑中的第二角撑在电部件和第二主表面之间并与它们接触。此段落的前述主题表征本公开的示例16，其中示例16还包括根据以上示例10-15中的任一个的主题。

本文另外公开一种装置，其包括印刷电路板，该印刷电路板具有第一主表面、与第一主表面相反的第二主表面以及垂直于第一主表面和第二主表面的次表面。装置还包括电部件，该电部件包括在电部件的安装表面上的具有间隔开的焊球的球栅阵列。电部件安装到印刷电路板的次表面，使得安装表面平行于次表面并且垂直于第一主表面和第二主表面。球栅阵列的焊球电连接到印刷电路板的第一主表面和第二主表面两者。装置还包括分别安装到印刷电路板的第二次表面和第三次表面的第二电部件和第三电部件。第二次表面和第三次表面平行于印刷电路板的次表面。此段落的前述主题表征本公开的示例17。

电部件插置在第二电部件和第三电部件之间。印刷电路板的第二次表面和第三次表面与印刷电路板的次表面间隔开。印刷电路板的第二次表面和第三次表面由印刷电路板的两个叉齿中的对应一个叉齿的端部限定。两个叉齿在垂直于次表面的方向上远离印刷电路板的次表面延伸。此段落的前述主题表征本公开的示例18，其中示例18还包括根据以上示例17的主题。

电部件为相机，第二电部件为第一发光二极管(LED)，并且第三电部件为第二LED。此段落的前述主题表征本公开的示例19，其中示例19还包括根据以上示例17或18中的任一个的主题。

装置还包括电容器，该电容器安装在印刷电路板的第一主表面上，紧邻电部件，并且与电部件电联接以减轻与电部件相关联的干扰和信号或图像劣化。此段落的前述主题表征本公开的示例20，其中示例20还包括根据以上示例17-19中的任一个的主题。

本文还公开一种自动制造装置的方法。方法包括用自动化工具从包括多个发光二极管(LED)的载带单独地挑选LED。方法还包括用自动化工具并相对于自动化工具单独地翻转从载带挑选的LED中的每个LED，并且在翻转LED中的每个LED之后，将LED相对于彼此放置以形成LED巢，该LED巢包括以与印刷电路板上的电接触焊盘的图案对应的预定图案布置的多个LED。方法还包括使用传感器光学验证印刷电路板的电接触焊盘的取向和位置，并且基于电接触焊盘的经验证的取向和经验证的位置，用自动化工具或者第二自动化工具移动印刷电路板，使得印刷电路板的电接触焊盘中的对应电接触焊盘与LED巢中的LED对齐。方法还包括将焊膏施加到电接触焊盘的对应电接触焊盘和LED，并且使施加到电接触焊盘和LED的焊膏回流。方法还包括使用传感器或第二传感器光学验证相机的焊球的位置，并且基于电接触焊盘的经验证的取向和经验证的位置以及相机的焊球的经验证的位置，移动相机，使得相机的焊球与电接触焊盘中的对应电接触焊盘对齐。方法还包括将焊膏施加到焊球和与焊球对齐的电接触焊盘，并且使施加到焊球和与焊球对齐的电接触焊盘的焊膏回流。此段落的前述主题表征本公开的示例21。

本公开的主题的所描述的特征、结构、优点和/或特性可以在一个或多个实施例和/或实施方式中以任何合适方式组合。在以下描述中，提供许多具体细节以提供对本公开主题的实施例的透彻理解。相关领域的技术人员将认识到，可以在没有特定实施例或实施方式的特定特征、细节、部件、材料和/或方法中的一个或多个的情况下实践本公开的主题。在其他情况下，可以在某些实施例和/或实施方式中认识到可能不存在于所有实施例或实施方式中的附加特征和优点。此外，在一些情况下，未详细示出或描述众所周知的结构、材料或操作以避免混淆本公开的主题的方面。本公开的主题的特征和优点将从以下描述和所附权利要求中变得更加明显，或者可以通过如下文阐述的主题的实践而获悉。

附图说明

为了可以更容易地理解本主题的优点，将通过参考在附图中示出的特定实施例来呈现对以上简要描述的主题的更具体的描述。理解这些附图仅描绘主题的典型实施例并且因此不被认为是对其范围的限制，将用通过使用附图的附加特异性和细节来描述和解释主题，其中：

图1示出根据本公开的一个或多个示例的具有连接器阵列的典型印刷电路板的透视图；

图2示出根据本公开的一个或多个示例的具有球栅阵列的电部件和印刷电路板的透视图，示出其中电部件连接到印刷电路板的典型方式；

图3示出根据本公开的一个或多个示例的端部安装到印刷电路板的电部件的透视图；

图4示出根据本公开的一个或多个示例的端部安装到印刷电路板的电部件的透视图；

图5示出根据本公开的一个或多个示例的端部安装到印刷电路板的电部件的透视图；

图6示出根据本公开的一个或多个示例的端部安装到印刷电路板的电部件的透视图；

图7示出根据本公开的一个或多个示例的用焊接连接来端部安装到印刷电路板的电部件的透视图；

图8示出根据本公开的一个或多个示例的用焊接连接来端部安装到印刷电路板的电部件的侧视图；

图9示出根据本公开的一个或多个示例的利用端部安装到印刷电路板的电部件的观察镜的透视图；

图10示出根据本公开的一个或多个示例的尖端外壳被移除的图9的观察镜的透视图；

图11示出根据本公开的一个或多个示例的端部安装到印刷电路板的电部件的透视图；

图12示出根据本公开的一个或多个示例的端部安装到印刷电路板的电部件的侧视图；

图13示出根据本公开的一个或多个示例的端部安装到印刷电路板的电部件的透视图；

图14示出根据本公开的一个或多个示例的准备端部安装到印刷电路板的电部件的透视图；

图15示出根据本公开的一个或多个示例的端部安装到印刷电路板的电部件的透视图；

图16示出根据本公开的一个或多个示例的准备端部安装到印刷电路板的电部件的透视图；

图17示出根据本公开的一个或多个示例的端部安装到印刷电路板的电部件的透视图；

图18示出根据本公开的一个或多个示例的支撑架的透视图；

图19示出根据本公开的一个或多个示例的联接到电部件的支撑架的透视图；

图20示出根据本公开的一个或多个示例的端部安装到印刷电路板的电部件的透视图；并且

图21示出根据本公开的一个或多个示例的自动制造装置的方法，其中电部件端部安装到印刷电路板。

具体实施方式

在整个说明书中对“一个实施例”、“实施例”或类似语言的引用意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本公开的至少一个实施例中。在整个说明书中出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”和类似语言可以但不一定都指代相同的实施例。类似地，术语“实施方式”的使用意指具有结合本公开的一个或多个实施例描述的特定特征、结构或特性的实施方式，然而，如果没有另外指示的明确相关性，则可以将实施方式与一个或多个实施例关联。

参考图1，示出电路板100的一个实施例。电路板100包括被配置为传导电信号的安装焊盘102。参考图2，示出采用表面安装技术(“SMT”)的球栅阵列(“BGA”)的正常安装程序。顾名思义，所有SMT部件都旨在“表面对表面”安装到电路板，与利用管脚阵列(“PGA”)的通孔技术相反。除了利用BGA安装的电部件外，SMT还用于连接LED、电阻器、电容器、IC以及当今使用的几乎所有小型电部件。

图2还示出具有焊球202的球栅阵列的电部件200的透视图，该电部件200被定位成使得电部件200的球栅阵列的焊球202与电路板100的安装焊盘102进行接口连接。焊球202位于电部件200的连接表面204上。如箭头210所示，电部件200向下移动以将电部件200连接到电路板100。

在常规SMT安装技术中，电部件的主表面(例如，宽表面)与电路板100的主表面(例如，宽表面)配合。如图1和2所示，电路板100包括两个主表面，即顶部主表面110a(例如，如图1所示的第一主表面)和底部主表面110b(例如，如图2所示的第二主表面)。电路板100还包括四个次表面或边缘，其中示出三个次表面115a、115b、115c。次表面或边缘中的每个通常可以称为次表面115。次表面115通常比电路板100的主表面小。次表面115具有的宽度等于或不大于电路板100的厚度。此外，电路板100的次表面115垂直于顶部主表面110a和底部主表面110b。虽然电路板100仅具有四个次表面115，但电路板100可以根据电路板100的形状而具有更多或更少的次表面115。如图所示，根据常规方法，电部件200的连接表面204在连接时与电路板100的顶部主表面110a或底部主表面110b平行并相邻。对于具有多个(例如，四个)可能的安装表面和安装取向的一些电部件，无论安装表面中的哪个安装到电路板100的主表面，该安装表面平行于电路板100的主表面。

现在参考图3和图4，示出利用端部安装(即，边缘安装)技术将电部件端部安装到印刷电路板100的装置300的透视图。电部件可以是各种电部件中的任一个并且印刷电路板100可以是柔性印刷电路板。如下文更充分地描述的，如本文所定义的端部安装是将电部件安装到电路板100的次表面115或边缘，使得电部件悬垂在次表面115上。如图所示，电路板100包括顶部主表面110a和底部主表面110b(在图3和图4中不可见)。电路板100还包括多个次表面115，包括三个次表面115a-115c，电部件端部安装到该次表面。在一些示例中，印刷电路板100是柔性的、半刚性的或刚性的。半刚性电路板是柔性电路板，带有横跨柔性电路板的至少一部分的嵌入加强件。

第一电部件200a端部安装到电路板100的第一次表面115a并悬垂在该第一次表面115a上。第二电部件200b端部安装到电路板100的第二次表面115b并悬垂在该第二次表面115b上。第三电部件200c端部安装到电路板100的第三次表面115c并悬垂在该第三次表面115c上。如图3和图4所示，第一电部件200a包括在第一电部件200a的连接表面204上的焊球202。

第一电部件200a端部安装到电路板100，使得连接表面204与电路板100的顶部主表面110a和底部主表面正交。在一些实施例中，电路板100的次表面115a位于第一电部件200a上的至少两个焊球202(例如，在所示示例中，次表面115a的每一侧上的至少一个焊球202或至少两个焊球202的两排)之间。从图3中可见且在图4中更清楚的，第一电部件200a的四个焊球202中的至少一个(例如，两个)在顶部主表面110a之上。尽管不可见，但是第一电部件200a的剩余一个或多个焊球202在电路板100的底部主表面下方。焊球202可以被描述为跨过电路板100的厚度跨立于电路板100。

在一些实施例中，第一电部件200a电连接(例如，钎焊、焊接、铜焊、连接、导电环氧树脂连接等)到电路板100的顶部主表面110a和底部主表面两者。如图所示，顶部主表面110a和底部主表面是电路板100的平行相反侧。第一电部件200a从单个安装表面204电连接到两个主表面110。

装置300还包括第二电部件200b，其端部安装到电路板100的第二次表面115b。第二电部件200b以结合第一电部件200a描述的方式类似的方式联接到电路板100。第二电部件200b联接到电路板100，使得第二电部件200b的单个安装表面204b与电路板100的顶部主表面110a和底部主表面110b正交。虽然在大多数示例中以焊角302联接到电路板100(参见例如图7)，但是在一些示例中，当使用BGA型部件时，电路板100的第二次表面115b位于第二电部件200b的焊球202b之间。第二电部件200b通过单个安装表面204b电连接到电路板100的顶部主表面110a和底部主表面两者。对于具有多个(例如，四个)可能的安装表面和安装取向的一些第二电部件200b，无论安装表面中的哪个安装到电路板100的次表面115b，该安装表面都垂直于电路板100的主表面。

装置300还包括第三电部件200c，其端部安装到电路板100的第三次表面115c。第三电部件200c以与结合第一电部件200a描述的方式类似的方式联接到电路板100。第三电部件200c联接到电路板100，使得第三电部件200c的单个安装表面204c与电路板100的顶部主表面110a和底部主表面110b正交。虽然在大多数示例中以焊角302联接到电路板100(参见例如图7)，但在一些示例中，当使用BGA型部件时，电路板100的第三次表面115c位于第三电部件200c的焊球202c之间。第三电部件200c通过单个安装表面204c电连接到电路板100的顶部主表面110a和底部主表面两者。对于具有多个(例如，四个)可能的安装表面和安装取向的一些第三电部件200c，无论安装表面中的哪个安装到电路板100的次表面115c，该安装表面都垂直于电路板100的主表面。

如结合图3所描述的，端部安装件允许装置300的较低竖直剖面。即，如果电部件联接到电路板100的主表面110，那么竖直剖面(在与主表面100正交的方向上测量的)比如本文所述将电部件端部安装到次表面115的情况大得多。

现在参考图5和图6，示出利用端部安装技术将电部件端部安装到印刷电路板100的装置300的透视图。装置300类似于并且可以包括结合图3和图4的装置300描述的一些或全部特征。印刷电路板100包括在印刷电路板100的顶部主表面110a上可见的各种焊盘102。焊盘102靠近或邻近印刷电路板100的次表面115。可以使用SMT技术或各种其他技术中的任一种(诸如通过使用烙铁或热空气，或经由分配焊膏并使用激光器激活焊膏的机器人组装件，下面将更详细地描述一种或多种此类技术)将电部件的焊球202电连接或焊接到印刷电路板100的焊盘102。

参考图6，底部主表面110b示出具有可见的各种焊盘102。焊盘102靠近或邻近印刷电路板100的次表面115。电部件的焊球202可以电连接或焊接到印刷电路板100的焊盘102。

现在参考图7和图8，分别示出装置300的透视图和侧视图。电部件通过焊角302电连接到印刷电路板100。从图8中更清楚地可见，电部件在印刷电路板100的顶部主表面110a和底部主表面110b两者上连接到印刷电路板100。装置300包括在次表面115的每一侧上的焊角302，以为电部件200提供稳定性。在一些示例中，用于将第一电部件100a焊接到电路板100的焊角302是回流温度不超过175℃的焊膏。此类焊膏有助于减少对焊球202的损坏(例如，熔化、翘曲、变形或)，诸如与连接表面204分层。在一些示例中，用于将第一电部件100a焊接到第一电路板100的焊角302的焊膏包括小焊料颗粒(例如，球体)的集合。

现在参考图9和图10，示出装置300的实施方式。装置300包括结合图3-图8描述的一些或全部特征。图9示出观察镜400的透视图。图10示出观察镜400的透视图，其中尖端外壳404被移除以示出装置300。

装置300可以用于需要减小尺寸或较低剖面的许多应用中并且可以包括但不限于管道镜、医学成像(内窥镜、宫腔镜、耳镜、腹腔镜、胃镜、支气管镜、膀胱镜、输尿管镜、关节镜、结肠镜)、导管、针头和其他类似应用。许多应用利用柔性管或探针，且因此印刷电路板100是柔性的并且允许柔性管或探针在稠密空间中被操纵。装置300的剖面的尺寸减小允许使用具有更小观察镜和导管的电部件。

在一个实施方式中，第一电部件200a是相机并且第二电部件200b和第三电部件200c是光源，通常是LED。如图9所示，电部件200a、200b、200c通过尖端外壳404中的孔暴露出来并为观察镜400提供功能。

本文描述的实施例可以包括将各种电部件中的任一个端部安装到印刷电路板的边缘，其中电部件最初被设计用于SMT安装到印刷电路板的主表面。

参考图11和图12，根据又一示例，装置300包括在电路板100的顶部主表面110a上的角撑310和在电路板100的底部主表面110B上的角撑310。角撑310还联接到第一电部件200a的连接表面204。因此，角撑310中的第一角撑从电路板100的顶部主表面110a延伸到第一电部件200a的连接表面204，并且角撑310中的第二角撑从电路板100的底部主表面110b延伸到第一电部件200a的连接表面204。角撑310中的每个角撑都足够窄以在电路板100的对应侧上位于第一电部件200a的焊角302之间。换句话说，在某些示例中，角撑310中的每个角撑在电路板100的对应侧上插置在第一电部件200a的焊角302之间，但不覆盖该焊角302或与之重叠。

角撑310有助于将机械载荷从第一电部件200a传递到电路板100。例如，在其中第一电部件200a是相机并且因此相对于电路板100而言是相对大的电部件的实施方式中，角撑310有助于减轻在使用期间放在相机上的应变，这有助于维持相机和电路板100之间的强机械和电连接。

角撑310可以由各种材料中的任一种制成并且具有各种形状中的任一种，这允许电路板100的主表面分离并且有助于传递机械载荷。根据某些示例，角撑310由硬化或固化环氧树脂材料制成。角撑310的环氧树脂材料可以是热固性或热塑性材料。在一些示例中，角撑310以可流动或熔融状态沉积在第一电部件200a和电路板100的相应主表面之间的适当位置，且然后通过施加热量(在热固性材料的情况下)，或冷却过程(在热塑性材料的情况下)而使其硬化。在某些示例中，角撑310的环氧树脂材料在施加焊角302之前被施加和硬化。然而，在其他示例中，角撑310的环氧树脂材料在施加焊角302之后被施加和硬化。环氧树脂材料可以是固化相对快的紫外线或热固化环氧树脂，或者是随时间推移而硬化的2部分环氧树脂。

如图13所示，根据其他示例，代替如图11和图12的装置300那样将角撑310仅定位在对应焊角302之间，图13的装置300的焊角302至少部分地被角撑310覆盖。在一些示例中，如所描绘的，对应焊角302(以虚线示出)被角撑310完全覆盖。此类配置提供对施加到第一电部件200a的应变的额外缓解并提高焊角302的耐用性。在这些示例中，在施加或沉积角撑310之前首先施加或沉积焊角302。

参考图14和图15，根据某些示例，装置300的电路板100被重新成形以沿着第一电部件200a的相反侧提供更紧密的配合。因此，在一些示例中，除了连接表面204与电路板100的边缘接触之外，第一电部件200a的相反侧207(其相对于连接表面204成角度(例如，90度)延伸)也与电路板100的由相应延伸部分314限定的相应边缘接触。延伸部分314有效地填充第一电部件200a的侧207与电路板100之间的间隙(参见例如图13)。

此外，图14和图15中的装置300包括在电路板100的顶部主表面110a上的角撑312和在电路板100的底部主表面110B上的角撑312。在电路板100的每个主表面上的角撑312还联接到与电路板100的延伸部分314接触的第一电部件200a的相反侧207中的对应侧。因此，角撑312中的第一角撑从电路板100的顶部主表面110a延伸到第一电部件200a的第一侧207，并且角撑312中的第二角撑从电路板100的顶部主表面110a延伸到第一电部件200a的第二侧207。同样，虽然未图示，但角撑312中的第三角撑从电路板100的底部主表面110b延伸到第一电部件200a的第一侧207，并且角撑312中的第四角撑从电路板100的底部主表面110b延伸到第一电部件200a的第二侧207。在一些示例中，电路板100(虽然不与第一电部件200a的相反侧207物理接触)足够接近电路板100以使得角撑310能够从电路板100的主表面延伸到第一电部件200a的相反侧207。

在一些示例中，以与以上结合图11和图12的装置300或图13的装置300描述的相同的方式，图14和图15的装置300另外包括在第一电部件200a的连接表面204处的角撑310。然而，在其他示例中，为了简化制造过程，图14和图15的装置300不包括在连接表面204处的角撑310。

现在参考图16和图17，根据某些示例，代替或附加于使用角撑310和/或角撑312来帮助稳定第一电部件200a，装置300利用支撑架332。支撑架332是预成型部件，其被配置为将电路板100和第一电部件200a机械联接在一起。如图16所示，电路板100还包括槽330，该槽330形成在电路板100的次表面115a中并从其延伸，第一电部件200a端部安装到该次表面115a(例如次表面115a)。在某些示例中，如图所示，槽330插置在焊盘102之间，第一电部件200a的焊球202焊接该焊盘102。

支撑架332由刚性材料制成，诸如硬化塑料。在一些示例中，支撑架332比电路板100更刚性。支撑架332包括第二槽334，该第二槽334被配置为在其中容纳电路板100的一部分。支撑架332另外包括接合表面336，该接合表面336被配置为接触并且可支撑地接合第一电部件200a的连接表面204。支撑架332的顶部部分从电路板100的顶部主表面110a延伸到第一电部件200a的连接表面204，并且支撑架332的底部部分从电路板100的底部主表面110b延伸到第一电部件200a的连接表面204。在一些实施方式中，接合表面336成形为与连接表面204齐平。例如，接合表面336可以是平坦的。第二槽334通过支撑架332的中间部分335与接合表面336间隔开。为了帮助促进流线型形状并减小装置300的剖面，在一些示例中，支撑架332从接合表面336朝向第二槽334逐渐变细。在某些示例中，支撑架332逐渐变细成刀刃状。然而，支撑架332可以具有允许电路板100的主表面分离并且有助于传递机械载荷的各种形状中的任一种。

通过将支撑架332滑入并沿着电路板100的槽330滑动直到电路板100可滑动且完全容纳在支撑架332的第二槽334内来组装图17的装置300。当槽330的端部接触第二槽334的端部时，电路板100完全容纳在第二槽334内。在一些示例中，槽330的长度和支撑架332的中间部分335的长度相同，使得当电路板100完全容纳在第二槽334内时，接合表面336与第一电部件200a端部安装到的电路板100的次表面齐平。以此方式，当第一电部件200a随后利用焊角302端部安装到电路板100的次表面115a时，接合表面336被定位成接触并支撑第一电部件200a的连接表面204。换言之，首先将支撑架332联接到电路板100，并且然后在支撑架332处于适当位置的情况下将第一电部件200a端部安装到电路板100。在某些示例中，接合表面336用合适粘合剂结合到连接表面204以进一步优化机械支撑的结构完整性。

如图所示，接合表面336在垂直于电路板的次表面115a的第一方向上偏长，使得接合表面336在第一方向上沿连接表面204延伸并且支撑连接表面204，并且次表面115a在垂直于第一方向的第二方向上沿连接表面204延伸并且支撑连接表面204。因此，在一些示例中，架332在支撑第一电部件200a时垂直于电路板100。此类配置促进第一电部件200a和电路板100之间的稳定联接。

参考图18和图19，装置300的另一个示例包括比图16和图17的装置300的支撑架332更稳健的支撑架350。支撑架350(如同支撑架332)包括第二槽334、接合表面336和插置在接合表面336和第二槽334之间的中间部分336。支撑架350也从接合表面336朝向第二槽334逐渐变细。类似于支撑件332，支撑架350被配置为将电路板100完全可滑动地容纳到第二槽334中，使得接合表面336与第一电部件200a端部安装到的电路板100的次表面齐平。

然而，与支撑架332不同，支撑架350包括从接合表面336远离槽334延伸的附加接合部分352。附加接合部分352包括第一凸缘354和第二凸缘356。第一凸缘354和第二凸缘356彼此间隔开，使得接合表面336在第一凸缘354和第二凸缘356之间延伸。在某些示例中，第一凸缘354和第二凸缘356基本上彼此平行。此外，在一些示例中，第一凸缘354和第二凸缘356中的每个凸缘都包括相对的悬垂突片357，其朝向第一凸缘354和第二凸缘356中的另一个凸缘的相对的悬垂突片357延伸。第一凸缘354和第二凸缘356之间的空间限定部件插座358，其尺寸设计成匹配地容纳第一电部件200a的连接端部部分205。第一电部件200a的连接端部部分205包括连接表面204并且可以具有与第一电部件200a的其余部分不同的外周形状。

参考图19，连接端部部分205被示出为插入到支撑架350的部件插座358中。当插入到部件插座358中时，第一凸缘354和第二凸缘356接合连接端部部分205的相反侧，以支撑第一电部件200a并限制第一电部件200a在第一方向上的移动。此外，第一凸缘354和第二凸缘356的相对的悬垂突片也接合连接端部部分205的相反侧以支撑第一电部件200a并限制第一电部件200a在垂直于第一方向的第二方向上的移动。以此方式，附加接合部352至少部分地环绕或围绕连接端部部分205，以在第一电部件200a端部安装到电路板100时除了由接合表面336提供的稳定性之外，还向第一电部件200a提供稳定性。如图19所示，附加接合部分352被具体配置为围绕焊球202延伸，以便不妨碍焊球202焊接到电路板100。

参考图20，在一些示例中，装置300被配置为有利于电联接到电路板100的电部件的容易组装、紧凑性和可靠性。电路板100具有独特形状以有利于装置300的功能。例如，在所示实施方式中，电路板100具有叉形形状。更具体地，在某些示例中，电路板100包括叉形部分313和颈部部分315。颈部部分315从叉形部分313在长度方向L上延伸并且叉形部分313在宽度方向W上比颈部部分315宽。

叉形部分313包括彼此间隔开、彼此平行并且在长度方向L上远离颈部部分315延伸的相对的叉齿(prongs)317。第二电部件200b和第三电部件200c端部安装到相对的叉齿317中的相应一个。第一电部件200a端部安装到插置在相对的叉齿317之间的叉形部分313的中间部分319，使得第一电部件200a插置在相对的叉齿317之间。中间部分319在长度方向L上比相对的叉齿317短，使得相对的叉齿317在长度方向L上延伸超过中间部分319。如图所示，中间部分319(和第一电部件200a)和相对的叉齿317之间限定有间隙321。此类配置使得第二电部件200b和第三电部件200c的远侧范围能够与第一电部件200a的远侧范围共面。然而，在某些示例中，叉形部分313被配置为使得第二电部件200b和第三电部件200c的远侧范围与第一电部件200a的远侧范围不共面(例如，在长度方向L上具有与第一电部件200a的远侧范围的共面性的特定偏离)。

电路板100可以包括形成在顶部主表面110a上的电迹线362，该电迹线362从叉形部分313延伸到颈部部分315。在某些示例中，迹线362的至少一部分形成在顶部主表面110a下方并与其平行的表面层上，从而使得顶部主表面110a能够用作非导电性绝缘体以保护迹线362。电路板100还可以包括电通孔，该电通孔将底部主表面110b上的焊盘102电联接到电迹线362中的对应电迹线，该电迹线362位于顶部主表面110a上或位于平行于顶部主表面110a并在其下方的底层上。以此方式，通过电迹线362建立第一电部件200a的电连接。电迹线362终止于形成在颈部部分315的顶部主表面110a上的对应终端焊盘364。终端焊盘364被对齐并且沿颈部部分315在宽度方向W上间隔开。

装置300另外包括多个电线366。线366中的每一个对应于终端焊盘364中的一个焊盘。在所示实施方式中，装置300包括四个电迹线362、四个终端焊盘364和四个电线366。线366中的每一个诸如经由焊接连接而电联接到终端焊盘364中的对应一个终端焊盘，以电连接第一电部件100a和多个电线366。将终端焊盘364定位在颈部部分315处使电线366的焊接定位成远离第一电部件100a的焊球202，使得由于将电线366焊接到终端焊盘364而引起的焊球202上的热应力减少。另外，将终端焊盘364定位在颈部部分315处使得能够在电线366的中心轴线平行于终端焊盘364和电路板100的主表面的情况下将电线366焊接到终端焊盘364。此类配置促进装置300的紧凑性和流线型设计。此外，因为可以控制电迹线362的长度以具有一致长度和间距，所以可以实现电路的改进阻抗控制。线366可以沿着线366的长度的至少一部分被包套或结合在一起。在一些配置中，线366被具有延伸电迹线362的延伸长度电路板100代替。线366在使用时可以是离散线或同轴线。

另外，参考图20，在某些示例中，装置300包括安装在顶部主表面110a上与电迹线362电连通的电容器360。在某些示例中，电容器360是去耦电容器，其有助于减轻与第一电部件200a相关联的干扰和信号/图像劣化。将电容器360安装到顶部主表面110a上允许紧凑且流线型设计。此外，将电容器360安装于紧靠(例如，尽可能接近)第一电部件200a的焊球202和对应焊角302(并因此紧靠第一电部件200a)促进电容器360的效率。在一些示例中，可以使用与用于将第一电部件200a焊接到电路板100的相同焊角302将电容器360焊接到电路板100。

根据一个示例，制造装置300的方法包括：将第二电部件200b和第三电部件200c定位在电路板100的对应次表面115上，将焊膏施加在第二电部件和第三电部件与电路板100(例如，电路板100上的焊盘)之间，以及经由施加热量使焊膏回流。然后，将第一电部件200a定位在电路板100的对应次表面115上，将焊膏施加在第一电部件与电路板100(例如电路板100上的焊盘)之间，且经由施加热量使焊膏回流，以形成子组装件。将子组装件安装在尖端外壳404中并且使用粘合剂(例如，胶水，诸如UV丙烯酸环氧树脂)将子组装件固定在尖端外壳404中的适当位置。在某些实施方式中，诸如在电部件200a对UV胶或光敏感的情况下，将粘合剂施加到第二部件200b和第三电部件200c，但不施加到第一电部件200a，以防止损坏第一电部件200a的外部涂层或防止粘合剂渗入第一电部件200a。在一些示例中，不透明环氧树脂(例如，黑色环氧树脂)被回填到第一电部件200a和尖端外壳404内以进一步稳定尖端外壳404中的子组装件。

在将至少第一电部件200a焊接到印刷电路板之前，在一些实施方式中，方法另外包括将支撑架(例如，支撑架332或支撑架350中的一个)安装到电路板100。另外，代替或附加于安装支撑架，方法可以包括在将第一电部件200a焊接到印刷电路板之后形成一个或多个角撑310。

虽然方法可以手动执行，但在一些实施方式中，使用自动化工具(例如，机器人臂)以自动化方式执行方法。参考图21，根据自动制造装置100的方法500的一个实施方式，第二电部件200b和第三电部件200c是发光二极管(LED)。LED预先布置在具有一致物理取向的行业标准载带中，该取向由LED的电极性确定。方法500包括：(框502)用自动化工具从载带单独地挑选每个LED，(框504)用自动化工具并相对于自动化工具单独地翻转(例如，旋转180度)每个LED，以及(框506)用自动化工具将翻转的LED放入LED巢中。LED巢包括以与印刷电路板100上的电接触焊盘的图案对应的预定图案布置的多个LED。

相同或另一个自动化工具挑选电路板100并且为了减少零件制造变化的影响，根据方法500的(框508)，传感器光学验证LED将被焊接到的焊盘102的取向和位置。根据方法500的(框510)并且基于焊盘102的经验证的取向和位置，然后自动化工具移动电路板100，使得焊盘102与巢中的LED对齐且如上所述沉积焊膏。然后，根据方法500的(框512)，自动化激光器使焊膏回流。对于与给定装置100的LED相关联的焊角302中的每个，重复此过程。然后，自动化方法500包括使用传感器(框514)光学验证第一电部件200a的焊球202的位置。根据方法500的(框516)，基于印刷电路板100上的电接触焊盘的经验证的取向和经验证的位置以及相机的焊球的经验证的位置，然后移动第一电部件200a，使得焊球与电路板100的对应焊盘(其处于经验证的取向和位置)对齐以接收焊膏以形成焊角302。

在整个说明书中对特征、优点或类似语言的引用并不意味可以通过本公开的主题实现的所有特征和优点应该或在任何单个实施例中。相比之下，引用特征和优点的语言被理解为意指结合实施例描述的特定特征、优点或特性被包括在本公开的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书的特征和优点以及类似的语言的讨论可以但不一定指相同实施例。

在以上描述中，可以使用某些术语，例如“向上”、“向下”、“上”、“下”、“水平”、“竖直”、“左”、“右”、“在……上方”、“在……下方”等。在适用的情况下，使用这些术语是为了在处理相关关系时提供一些清晰的描述。但是，这些术语并不旨在意味绝对关系、位置和/或取向。例如，对于一个物体，只需将物体翻转过来，“上”表面就可以变成“下”表面。尽管如此，它仍然是相同物体。此外，除非另有明确说明，否则术语“包括”、“包含”、“具有”及其变体表示“包括但不限于”。除非另有明确规定，否则列举的项目列表并不意味任何或所有项目是相互排斥和/或相互包含。除非另有明确规定，否则术语“一”、“一个”和“该”也指“一个或多个”。此外，术语“多个”可以定义为“至少两个”。此外，除非另有说明，否则，如本文所定义的，多个特定特征不一定意指特定特征的整个集合或类别中的每个特定特征。

此外，在本说明书中一个元件“联接”到另一元件的情况可以包括直接和间接联接。直接联接可以定义为一个元件联接到另一个元件并与另一个元件有某种接触。间接联接可以定义为两个元件之间的联接，它们彼此不直接接触，而是在联接的元件之间具有一个或多个附加元件。此外，如本文所用，将一个元件固定到另一元件可包括直接固定和间接固定。此外，如本文所用，“相邻”不一定表示接触。例如，一个元件可以与另一个元件相邻而不与该元件接触。

如本文所用，短语“……中的至少一个”在与项目的列表一起使用时意指可以使用的所列项目中的一个或多个的不同组合并且可以仅需要列表中的项目中的一个。项目可以是特定的物体、事物或类别。换言之，“……中的至少一个”意指可以使用来自列表的项目的任意组合或多个项目，但可不需要列表中的所有项目。例如，“项目A、项目B和项目C中的至少一个”可以意指项目A；项目A和项目B；项目B；项目A、项目B和项目C；或项目B和项目C。在一些情况下，“项目A、项目B和项目C中的至少一个”可以意指例如但不限于项目A中的两个、项目B中的一个和项目C中的十个；项目B中的四个和项目C中的七个；或其他一些合适的组合。

除非另有说明，否则术语“第一”、“第二”等在本文中仅用作标签，并不旨在对这些术语所指的项目强加顺序、位置或等级要求。此外，对例如“第二”项目的引用不要求或排除存在例如“第一”或编号更低的项目，和/或例如“第三”或编号更高的项目。

如本文所用，“被配置为”执行指定功能的系统、装置、结构、物品、元件、部件或硬件确实能够在无任何改变的情况下执行指定功能，而不仅仅是在进一步修改后可以执行指定功能。换言之，“被配置为”执行指定功能的系统、装置、结构、物品、元件、部件或硬件被专门选择、创建、实施、利用、编程和/或设计用于执行指定功能。如本文所用，“被配置为”表示系统、装置、结构、物品、元件、部件或硬件的现有特征，其使得系统、装置、结构、物品、元件、部件或硬件能够执行指定功能而无需进一步修改。出于本公开的目的，被描述为“被配置为”执行特定功能的系统、装置、结构、物品、元件、部件或硬件可以附加地或替代地被描述为“适于”和/或被描述为“可操作以”执行该功能。

在不脱离其精神或基本特性的情况下，本主题可以以其他特定形式体现。所描述的实施例在所有方面都应被视为说明性的而非限制性的。落入权利要求的等效含义和范围内的所有变化都应包含在其范围内。

Claims (21)

1.一种装置，其包括：

印刷电路板，其具有第一主表面、与所述第一主表面相反的第二主表面以及垂直于所述第一主表面和所述第二主表面的次表面；

电部件，其包括在所述电部件的安装表面上的具有间隔开的焊球的球栅阵列，其中所述电部件安装到所述印刷电路板的所述次表面，使得所述安装表面平行于所述次表面并且垂直于所述第一主表面和所述第二主表面，并且所述球栅阵列的所述焊球电连接到所述印刷电路板的所述第一主表面和所述第二主表面两者；以及

角撑，其中所述角撑中的第一角撑在所述电部件和所述第一主表面之间并与所述电部件和所述第一主表面接触，并且所述角撑中的第二角撑在所述电部件和所述第二主表面之间并与所述电部件和所述第二主表面接触。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述印刷电路板是柔性的。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述角撑由环氧树脂材料制成。

4.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述角撑中的所述第一角撑在所述电部件的所述安装表面和所述印刷电路板的所述第一主表面之间并与所述电部件的所述安装表面和所述印刷电路板的所述第一主表面接触；并且

所述角撑中的所述第二角撑在所述电部件的所述安装表面和所述印刷电路板的所述第二主表面之间并与所述电部件的所述安装表面和所述印刷电路板的所述第二主表面接触。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述角撑中的所述第一角撑和所述第二角撑插置在所述球栅阵列的所述焊球之间并且不与所述焊球重叠。

6.根据权利要求4所述的装置，其中所述角撑中的所述第一角撑和所述第二角撑中的每个插置在所述球栅阵列的所述焊球中的相应焊球之间并与所述相应焊球重叠。

7.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述电部件包括相对于所述安装表面成角度的相反侧表面；

所述角撑中的所述第一角撑在所述电部件的所述相反侧表面中的第一侧表面和所述第一主表面之间并且与所述电部件的所述相反侧表面中的第一侧表面和所述第一主表面接触；并且

所述角撑中的所述第二角撑在所述电部件的所述相反侧表面中的第二侧表面和所述第一主表面之间并且与所述电部件的所述相反侧表面中的第二侧表面和所述第一主表面接触。

8.根据权利要求7所述的装置，其中：

所述角撑中的第三角撑在所述电部件的所述相反侧表面中的所述第一侧表面和所述第二主表面之间并与所述电部件的所述相反侧表面中的所述第一侧表面和所述第二主表面接触；并且

所述角撑中的第四角撑在所述电部件的所述相反侧表面中的所述第二侧表面和所述第二主表面之间并与所述电部件的所述相反侧表面中的所述第二侧表面和所述第二主表面接触。

9.根据权利要求8所述的装置，其中：

所述角撑中的第五角撑在所述电部件的所述安装表面和所述印刷电路板的所述第一主表面之间并与所述电部件的所述安装表面和所述印刷电路板的所述第一主表面接触；并且

所述角撑中的第六角撑在所述电部件的所述安装表面和所述印刷电路板的所述第二主表面之间并与所述电部件的所述安装表面和所述印刷电路板的所述第二主表面接触。

10.一种装置，其包括：

印刷电路板，其具有第一主表面、与所述第一主表面相反的第二主表面以及垂直于所述第一主表面和所述第二主表面的次表面；

电部件，其包括在所述电部件的安装表面上的具有间隔开的焊球的球栅阵列，其中所述电部件安装到所述印刷电路板的所述次表面，使得所述安装表面平行于所述次表面并且垂直于所述第一主表面和所述第二主表面，并且所述球栅阵列的所述焊球电连接到所述印刷电路板的所述第一主表面和所述第二主表面两者；以及

支撑架，其与所述电部件的所述安装表面、所述印刷电路板的所述第一主表面和所述印刷电路板的所述第二主表面接触。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述支撑架垂直于所述印刷电路板。

12.根据权利要求10所述的装置，其中所述支撑架插置在所述球栅阵列的所述焊球之间。

13.根据权利要求10所述的装置，其中：

所述印刷电路板包括第一槽，所述第一槽形成在所述印刷电路板的所述次表面中并从所述次表面延伸；

所述支撑架包括第二槽；

所述支撑架容纳在所述印刷电路板的所述第一槽内；并且

所述印刷电路板容纳在所述支撑架的所述第二槽中。

14.根据权利要求10所述的装置，其中：

所述支撑架包括中间部分和附加接合部分；

所述中间部分与所述电部件的所述安装表面接触；并且

所述附加接合部分环绕所述电部件的至少一部分。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述中间部分垂直于所述附加接合部分。

16.根据权利要求10所述的装置，其还包括角撑，其中所述角撑中的第一角撑在所述电部件和所述第一主表面之间并与所述电部件和所述第一主表面接触，并且所述角撑中的第二角撑在所述电部件和所述第二主表面之间并与所述电部件和所述第二主表面接触。

17.一种装置，其包括：

印刷电路板，其具有第一主表面、与所述第一主表面相反的第二主表面以及垂直于所述第一主表面和所述第二主表面的次表面；

电部件，其包括在所述电部件的安装表面上的具有间隔开的焊球的球栅阵列，其中所述电部件安装到所述印刷电路板的所述次表面，使得所述安装表面平行于所述次表面并且垂直于所述第一主表面和所述第二主表面，并且所述球栅阵列的所述焊球电连接到所述印刷电路板的所述第一主表面和所述第二主表面两者；以及

第二电部件和第三电部件，其分别安装到所述印刷电路板的第二次表面和第三次表面，其中所述第二次表面和所述第三次表面平行于所述印刷电路板的所述次表面。

18.根据权利要求17所述的装置，其中：

所述电部件插置在所述第二电部件与所述第三电部件之间；

所述印刷电路板的所述第二次表面和所述第三次表面与所述印刷电路板的所述次表面间隔开；

所述印刷电路板的所述第二次表面和所述第三次表面由所述印刷电路板的两个叉齿中的对应一个叉齿的端部限定；并且

所述两个叉齿在垂直于所述次表面的方向上远离所述印刷电路板的所述次表面延伸。

19.根据权利要求17所述的装置，其中所述电部件是相机，所述第二电部件是第一发光二极管即第一LED，并且所述第三电部件是第二LED。

20.根据权利要求1所述的装置，其还包括电容器，所述电容器安装在所述印刷电路板的所述第一主表面上，紧邻所述电部件，并且与所述电部件电联接以减轻与所述电部件相关联的干扰和信号或图像劣化。

21.一种自动制造装置的方法，所述方法包括：

用自动化工具从包括多个发光二极管即LED的载带中单独地挑选LED；

用所述自动化工具并相对于所述自动化工具单独地翻转从所述载带中挑选的所述LED中的每个LED；

在将所述LED中的每个LED翻转后，将所述LED相对于彼此放置以形成LED巢，所述LED巢包括以与印刷电路板上的电接触焊盘的图案对应的预定图案布置的多个LED；

使用传感器来光学验证印刷电路板的电接触焊盘的取向和位置；

基于所述电接触焊盘的经验证的取向和经验证的位置，用所述自动化工具或第二自动化工具移动所述印刷电路板，使得所述印刷电路板的所述电接触焊盘中的对应电接触焊盘与所述LED巢中的所述LED对齐；

将焊膏施加到所述电接触焊盘的所述对应电接触焊盘和所述LED；

使施加到所述电接触焊盘和所述LED的所述焊膏回流；

使用所述传感器或第二传感器光学验证相机的焊球的位置；

基于所述电接触焊盘的所述经验证的取向和所述经验证的位置以及所述相机的所述焊球的经验证的位置，移动所述相机，使得所述相机的所述焊球与所述电接触焊盘的对应电接触焊盘对齐；

将焊膏施加到所述焊球和与所述焊球对齐的所述电接触焊盘；以及

使施加到所述焊球和与所述焊球对齐的所述电接触焊盘的所述焊膏回流。

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