CN116685055B - 电路板组件和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电路板组件和电子设备,涉及电子技术领域,本申请实施例的电路板组件,当电路板组件的周向上受到撞击或跌落时,可以使得向第一电子元件传递的作用力在传递到第一电子元件之前在应力释放孔处得到一定的释放,从而可以至少在一定程度上减弱传递至第一电子元件处的作用力,至少在一定程度上避免第一电子元件与电路板之间的第一焊点开裂以及第一电子元件自身的电极断裂,从而有利于在一定程度上防止第一电子元件的失效。
Description
技术领域
本申请涉及电子技术领域,尤其涉及一种电路板组件和电子设备。
背景技术
目前,智能手表、手机、笔记本电脑等电子设备日渐成为现代人生活的必须品之一。为了实现电子设备的功能,电子设备中通常设置有电路板组件。电路板组件包括电路板和焊接于电路板上的电子元件。电路板组件或电子设备在跌落或受到撞击时,容易引起电子元件失效,无法正常工作。
发明内容
本申请实施例提供一种电路板组件和电子设备,有利于至少在一定程度上防止第一电子元件的失效,至少在一定程度上保证第一电子元件的正常工作。
为达到上述目的,本申请的实施例采用如下技术方案:
第一方面,本申请实施例提供了一种电路板组件,包括:第一电子元件、电路板和塑封体。电路板具有承载面,第一电子元件通过第一焊点与承载面相连,电路板具有应力释放孔,应力释放孔具有位于承载面的开口,第一电子元件和第一焊点整体在承载面的投影为第一投影,应力释放孔位于第一投影的外周,且与第一投影间隔开,塑封体封装于承载面,且覆盖第一电子元件和应力释放孔。
根据本申请实施例的电路板组件,当电路板组件的周向上受到撞击或跌落时,可以使得向第一电子元件传递的作用力在传递到第一电子元件之前在应力释放孔处得到一定的释放,从而可以至少在一定程度上减弱传递至第一电子元件处的作用力,至少在一定程度上避免第一电子元件与电路板之间的第一焊点开裂以及第一电子元件自身的电极断裂,从而有利于在一定程度上防止第一电子元件的失效。
在一些实施例中,应力释放孔与第一投影之间的距离大于或等于0.1mm。这样,可防止因应力释放孔设置地与第一投影太近而导致的电路板的用于承载第一电子元件处的结构强度低的问题,并且还可以防止因应力释放孔设置地与第一电子元件太近而影响第一电子元件与电路板之间的第一焊点的设置问题,为第一电子元件与电路板之间的电性连接的安全性提供一定的安全距离,提高第一电子元件与电路板之间电性连接的可靠性。
在一些实施例中,应力释放孔与第一投影之间的距离小于或等于10mm。从而防止因应力释放孔与第一电子元件之间的距离较远,导致应力释放孔无法对作用于第一电子元件的应力有效释放的情况发生。
在一些实施例中,应力释放孔的等效直径的取值范围为0.2~3mm。这样设置,一方面可以防止因将应力释放孔设置的过大,而影响电路板的结构强度,另一方面,可以防止因应力释放孔设置的过小,而导致的应力释放孔对应力释放的效果差的问题,从而可以兼具电路板的结构强度以及应力释放效果。
在一些实施例中,电路板的长度方向为第一方向,第一投影在第一方向上的至少一侧设有应力释放孔。由于电路板组件在跌落或撞击时,相较于电路板组件在其宽度方向的变形来说,电路板组件在其长度方向上的变形更加容易,而且变形量也更大。因此,这样设置,能够有效地降低电路板组件在跌落或撞击时,导致的第一焊点开裂或第一电子元件的损坏风险。
在一些实施例中,第一投影在第一方向上的两侧分别设有应力释放孔。由于应力的作用通常是分散在某一区域的一条线上,而不是指向于某一点,通过在第一电子元件在第一方向上的两侧分别设置应力释放孔,可有效减少沿着第一方向且处于第一电子元件两侧的指向第一电子元件的作用力对第一电子元件造成损伤的风险,有利于应力得以尽快释放,从而减少了应力作用于第一电子元件以及第一焊点的风险。
在一些实施例中,位于第一投影在第一方向上的两侧的应力释放孔相对于第一投影对称设置。这样,一方面可有效减少沿着第一方向且处于第一电子元件两侧的指向第一电子元件的作用力对第一电子元件造成损伤的风险,有利于应力得以尽快释放;另一方面,还可以利用应力释放孔起到定位第一电子元件的作用,简化第一电子元件的贴装工艺。
在一些实施例中,位于第一投影在第一方向上的两侧的应力释放孔包括至少一组应力释放孔组。每组应力释放孔组包括两个应力释放孔。每组应力释放孔组中的两个应力释放孔相对于第一投影对称设置。至少一组应力释放孔组的两个应力释放孔在承载面的正投影的中心的连线为第一连线L1。该第一连线L1与第一焊点在承载面的正投影相交。由此,在电路板组件在跌落或撞击时,使得原本沿着第一连线L1指向第一电子元件的作用力的方向被改变,以避免该作用力作用在第一焊点上,从而避免第一焊点的开裂。
在一些实施例中,承载面具有第一区域,第一区域处于第一投影在第一方向上的至少一侧,第一投影在第一方向上的至少一侧设置有应力释放孔,与第一区域处于第一投影的同一侧的应力释放孔位于第一区域内;第一电子元件在承载面的正投影包括第一边缘、第二边缘和第三边缘,第一边缘和第二边缘均沿第一方向延伸,且二者相对设置,第三边缘处于第一边缘和第二边缘的在第一方向上的一侧,且与第一边缘和第二边缘相连,第一边缘与第三边缘相交于第一点,第二边缘与第三边缘相交于第二点,以第一点为起点,朝向远离第一边缘的一侧延伸、且与第一边缘共线的射线为第一射线;以第二点为起点,朝向远离第二边缘的一侧延伸、且与第二边缘共线的射线为第二射线;第一区域为第一射线绕第一点、第二射线绕第二点,且第一射线和第二射线分别朝向远离彼此的方向偏转预设夹角所形成的区域,预设夹角的取值范围为(0,45°]。这样,通过将应力释放孔布置在第一区域,可以确保应力释放孔对沿着第一方向指向第一电子元件的应力的有效释放,提高对第一电子元件的防护效果。
示例性的,预设夹角为15°、20°、25°、30°或35°。
在一些实施例中,第一电子元件具有第一端电极和第二端电极,第一端电极和第二端电极中的其一个为正极,且另一个为负极,第一端电极和第二端电极处于第一电子元件在第一方向上的两端;承载面上设有第一焊盘和第二焊盘,第一端电极和第一焊盘焊接以形成一个第一焊点,第二端电极与第二焊盘焊接以形成另一个第一焊点;第一投影在第一方向上的至少一侧设有应力释放孔。这样,可以有效地利用应力释放孔对沿着第一方向指向第一电子元件和第一焊点的应力的有效释放,提高对第一电子元件以及第一焊点的防护效果。
在一些实施例中,至少一个应力释放孔为在电路板的厚度方向上贯穿电路板的通孔。如此,有利于提高应力释放孔对应力的释放效果。
在一些实施例中,至少一个应力释放孔为沿着电路板的厚度方向,由承载面凹陷形成的盲孔。如此,有利于提高电路板的结构强度。
示例性地,盲孔的深度尺寸与电路板的厚度尺寸的比值的取值范围为1/3~4/5。由此,可以兼顾应力释放效果和电路板的结构强度。
在一些实施例中,电路板包括由金属层和绝缘介质层依次交替并堆叠而成的多层布线结构;应力释放孔贯穿多层布线结构的至少一层绝缘介质层,且多层布线结构的处于应力释放孔的底壁的远离开口的一侧具有至少一层金属层和至少一层绝缘介质层。这样设置,一方面可以保证电路板的结构强度,另一方面还可以利用处于应力释放孔的底壁的远离开口的一侧的金属层提高电路板的通流面积,从而提高电路板在应力释放孔处的通流能力。
在一些实施例中,至少一个应力释放孔内填充有填充材料部,填充材料部的刚度小于或等于塑封体的刚度,且小于电路板的刚度。由此,与不填充任何材料相比,有利于利用填充材料部的变形能力保证应力释放孔对应力的释放效果不降低,另一方面,还可以提高电路板的结构强度。
在一些实施例中,填充材料部为柔性材料件,柔性材料件的刚度小于塑封体的刚度。如此,一方面,与不填充任何材料相比,有利于利用填充材料部的较高的柔性变形能力保证应力释放孔对应力的释放效果不降低,另一方面,还可以提高电路板的结构强度。
在一些实施例中,填充材料部与塑封体材质相同,且二者为一体成型件。这样,在采用封装工艺对第一电子元件和电路板进行封装以形成塑封体时,可以同时形成填充材料部,加工方式简单。
在一些实施例中,至少一个应力释放孔内设有第一刚性件,第一刚性件的位于应力释放孔内的部分的横截面积小于应力释放孔的横截面积,第一刚性件的一部分经由开口伸出应力释放孔,且朝向远离承载面的方向延伸,第一刚性件的刚度大于塑封体的刚度,塑封体覆盖第一刚性件。由此,当电路板组件受到撞击或跌落,并且作用力由第一刚性件到第一电子元件的方向传递到第一刚性件上时,一方面,利用第一刚性件的刚度大于塑封体的刚度的特性,第一刚性件的位于应力释放孔外的部分可以对应力起到一定的抵挡的作用,减弱塑封体的变形,并且还可以分散一部分作用力,从而可以至少在一定程度上减弱传递至第一电子元件处的作用力;另一方面,第一刚性件还可以将作用力引导至应力释放孔内,由于第一刚性件的位于应力释放孔内的部分的横截面积小于应力释放孔的横截面积,这样可以便于应力在应力释放孔内得到释放,从而进一步地减弱传递至第一电子元件处的作用力。结合以上两个方面,可以至少在一定程度上避免第一电子元件与电路板之间的第一焊点开裂以及第一电子元件自身的电极断裂,从而有利于在一定程度上防止第一电子元件的失效。
在一些实施例中,在垂直于承载面的方向上,第一刚性件的远离承载面的一端凸出于第一电子元件的远离承载面的一端表面。这样,有利于利用第一刚性件对从第一电子元件的外周向第一电子元件的方向传递的应力可靠地抵挡,减弱塑封体的变形,从而可以至少在一定程度上减弱传递至第一电子元件处的作用力。
在一些实施例中,第一刚性件的远离承载面的一端与塑封体的远离承载面的一侧表面之间的距离的取值范围为0.1mm~0.3mm。由此,可以提高塑封体对第一电子元件的防护效果。
在一些实施例中,应力释放孔的孔壁与第一刚性件之间的环形空间内填充有填充部,填充部的刚度小于或等于塑封体的刚度。由此,与不填充任何材料相比,有利于利用填充部的变形能力保证应力释放孔对应力的释放效果不降低,另一方面,还可以提高电路板的结构强度,同时还可以提高第一刚性件与电路板之间的连接强度。
示例性地,填充部为柔性材料件。柔性的填充部的刚度小于塑封体的刚度。
又示例性地,填充部与塑封体的材质相同,且二者为一体成型件。这样,在采用封装工艺对第一电子元件和电路板进行封装以形成塑封体时,可以同时形成填充部,加工方式简单。
示例性地,应力释放孔的孔壁与第一刚性件之间的环形空间包括第一空间和第二空间。第一空间和第二空间在应力释放孔的周向方排布。第二空间内具有用于连接第一刚性件和电路板的第二焊点,例如,在第一刚性件的外周壁上印制锡膏,通过回流焊工艺将第一刚性件与应力释放孔焊接以形成第二焊点。
示例性地,填充部充满第一空间。第一空间也可以为空腔,也即第一空间内未填充任何结构。
示例性的,第一空间处于第一刚性件的靠近第一电子元件的一侧。这样,有利于提高第一刚性件对第一电子元件的防护效果。
在一些实施例中,第一刚性件的外周壁上设有环形定位凸台,环形定位凸台支撑于承载面的围绕开口的部分。这样设置,有利于利用定位凸台对第一刚性件的定位安装,简化第一刚性件与电路板之间的装配工艺。
在一些实施例中,环形定位凸台具有缺口,缺口在垂直于承载面的方向上贯穿环形定位凸台,缺口在承载面的正投影与开口有交叠,应力释放孔的孔壁与第一刚性件之间的空间内填充有填充部,填充部的刚度小于第一刚性件的刚度,且小于电路板的刚度。利用该缺口可以向环形空间内填充填充材料和/或焊料。
在一些实施例中,缺口在承载面的正投影具有第一侧边和第二侧边,在朝向远离第一刚性件在承载面的正投影的方向上,第一侧边和第二侧边朝向远离彼此的方向延伸,且二者之间的夹角为预设角度,预设角度的取值范围为[20°,50°]。如此,可以便于利用该缺口向环形空间内填充填充材料和/或焊料。
在一些实施例中,电路板上设应力分散孔。第一电子元件在第二方向上的至少一侧布置有应力分散孔。
在一些实施例中,当应力分散孔和应力释放孔中的至少一个为盲孔时,应力分散孔与应力释放孔可以连通。以形成环形的应力分散环围绕第一电子元件。以进一步提高对第一电子元件的防护效果。
在一些实施例中,电路板组件还包括第二刚性件,第二刚性件包括第一部分,第一部分处于第一投影的周向一侧,且与承载面相连,第一部分凸出于承载面,第一部分与应力释放孔间隔开,塑封体覆盖第二刚性件,第二刚性件的刚度大于塑封体的刚度,第二刚性件与应力释放孔间隔开。由此,当电路板组件受到撞击,并且作用力由第一部分到第一电子元件的方向传递到第一部分上时,利用第一部分的刚度大于塑封体的刚度的特性,第一部分可以对应力起到一定的抵挡的作用,减弱塑封体的变形,从而可以至少在一定程度上减弱传递至第一电子元件处的作用力,可以至少在一定程度上避免第一电子元件与电路板之间的第一焊点开裂以及第一电子元件自身的电极断裂,从而有利于在一定程度上防止第一电子元件的失效。
示例性地,第一部分的宽度大于或等于0.1mm。由此,可以保证第二刚性件的结构强度。
示例性地,电路板上具有第五焊盘,第一部分的朝向电路板的表面在第五焊盘处与电路板通过第五焊点相连。由此,有利于提高第二刚性件与电路板之间的连接强度。在此基础上,为了保证第二刚性件与电路板焊接的可靠性,第五焊盘的宽度尺寸大于第一部分的宽度尺寸。
在一些实施例中,第二刚性件包括第二部分,第二部分与第一部分设置于第一投影在第一方向上的两侧,第二部分与承载面相连,第二部分凸出于承载面,第二部分与应力释放孔间隔开。由此,可以从第一投影的在第一方向上的两侧对第一电子元件进行防护,可以至少在一定程度上避免第一电子元件与电路板之间的第一焊点开裂以及第一电子元件自身的电极断裂,从而有利于在一定程度上防止第一电子元件的失效。
在一些实施例中,第二刚性件包括第三部分,第三部分处于第一电子元件的远离承载面的一侧,且与第一电子元件间隔开,第三部分连接在第一部分和第二部分之间。由此,第二刚性件可以起到罩设第一电子元件的作用,从而可以进一步地减弱传递至第一电子元件处的作用力,避免第一电子元件与电路板之间的第一焊点开裂以及第一电子元件自身的电极断裂,从而有利于在一定程度上防止第一电子元件的失效。
在一些实施例中,第一电子元件为电容,例如,陶瓷电容。如此,有利于提高对电容的防护效果。
在一些实施例中,第一电子元件为多个。每个第一电子元件在第一方向上的两侧分别设置有多个应力释放孔。相邻的两个应力释放孔之间的间距为相邻的两个第一电子元件之间的间距的0.5~1.5倍。例如,相邻的两个应力释放孔之间的间距与相邻的两个第一电子元件之间的间距相等。这样,有利于优化电路板的结构布局。
第二方面,本申请实施例提供了一种电路板组件,包括:第一电子元件、电路板、第二刚性件和塑封体。电路板具有承载面,第一电子元件通过第一焊点与承载面相连,第一电子元件和第一焊点整体在承载面的投影为第一投影;第二刚性件包括第一部分,第一部分处于第一投影的周向一侧,且与承载面相连,第一部分凸出于承载面;塑封体覆盖第一电子元件、和第二刚性件,且封装于承载面,塑封体的刚度小于第二刚性件的刚度。由此,当电路板组件受到撞击,并且作用力由第一部分到第一电子元件的方向传递到第一部分上时,利用第一部分的刚度大于塑封体的刚度的特性,第一部分可以对应力起到一定的抵挡的作用,减弱塑封体的变形,从而可以至少在一定程度上减弱传递至第一电子元件处的作用力,可以至少在一定程度上避免第一电子元件与电路板之间的第一焊点开裂以及第一电子元件自身的电极断裂,从而有利于在一定程度上防止第一电子元件的失效。
在一些实施例中,第二刚性件包括第二部分,第二部分与第一部分设置于第一投影在第一方向上的两侧,第二部分与承载面相连,第二部分凸出于承载面。由此,可以从第一投影的在第一方向上的两侧对第一电子元件进行防护,可以至少在一定程度上避免第一电子元件与电路板之间的第一焊点开裂以及第一电子元件自身的电极断裂,从而有利于在一定程度上防止第一电子元件的失效。
在一些实施例中,第二刚性件包括第三部分,第三部分处于第一电子元件的远离承载面的一侧,且与第一电子元件间隔开,第三部分连接在第一部分和第二部分之间。由此,第二刚性件可以起到罩设第一电子元件的作用,从而可以进一步地减小传递至第一电子元件处的作用力,避免第一电子元件与电路板之间的第一焊点开裂以及第一电子元件自身的电极断裂,从而有利于在一定程度上防止第一电子元件的失效。
在一些实施例中,第二刚性件和电路板之间的空间内填充有填充结构,填充结构覆盖第一电子元件,填充结构的刚度小于或等于塑封体的刚度。由此,与不填充任何材料相比,一方面有利于利用填充结构的变形能力保证第二刚性件朝向第一电子元件一侧的变形,另一方面,还有利于抵挡第二刚性件向第一电子元件的变形,同时还可以提高第二刚性件与电路板之间的连接强度。
示例性地,填充结构为柔性材料件。例如,填充结构的材料包括但不限于树脂、橡胶、发泡塑料聚合物等。
又示例性地,填充结构与塑封体的材质相同,且二者为一体成型件。这样,在采用封装工艺对第一电子元件、第二刚性件和电路板进行封装以形成塑封体时,可以同时形成填充结构,加工方式简单。
在一些实施例中,第三部分具有第一连通孔。这样,一方面可以便于填充材料经由第一连通孔进入到第二刚性件与电路板之间的空间内,另一方面,还可以减轻第二刚性件的重量。
为了便于第二刚性件与电路板之间的空间内流入填充材料以形成填充结构,同时加强第二刚性件的结构强度,在一些实施例中,第一连通孔在承载面的正投影的面积为S1,第三部分的实体部分在承载面的正投影的面积为S2。S1/S2的取值范围为0.8~1.2。
在一些实施例中,第三部分包括多个第一横梁,多个第一横梁在第二方向上间隔排布,每个第一横梁连接在第一部分和第二部分之间,相邻的两个第一横梁之间形成有第一连通孔。
在一些实施例中,第三部分包括多个第一纵梁,多个第一纵梁在第二方向上间隔开设置,每个第一纵梁与所有的第一横梁相连。由此,通过设置第一纵梁,有利于提高第二刚性件的结构强度。
在一些实施例中,第一部分具有第二连通孔。这样,一方面可以便于填充材料经由第二连通孔进入到第二刚性件与电路板之间的空间内,另一方面,还可以减轻第二刚性件的重量。此外,第二连通孔的设置还可以对施加在第二刚性件上的作用力起到一定的释放的作用。
在一些实施例中,为了进一步地提高填充材料进入到第二刚性件与电路板之间的空间内的便利性,第一连通孔与第二连通孔连通。
在一些实施例中,第一部分包括:第二纵梁和多个第一竖梁,第二纵梁固定于承载面,且沿着第二方向延伸,每个第一竖梁固定于第二纵梁,且朝向远离承载面的方向延伸,多个第一竖梁在第二方向上间隔开,相邻的两个第一竖梁之间形成有第二连通孔。由此,结构简单,便于加工制造。
在一些实施例中,第一部分和第二部分结构相同,且第一部分和第二部分相对于第三部分对称设置。
在一些实施例中,电路板的长度方向为第一方向,第一部分处于第一投影在第一方向上的一侧。由于电路板组件在跌落或撞击时,相较于电路板组件在其宽度方向的变形来说,电路板组件在其长度方向上的变形更加容易,而且变形量也更大。这样可有效地降低电路板组件在跌落或撞击时,导致的第一焊点开裂或第一电子元件的损坏的风险。
在一些实施例中,第一电子元件的两端分别设有第一端电极和第二端电极,第一端电极和第二端电极中的其一个为正极,且另一个为负极;承载面上设有第一焊盘和第二焊盘,第一端电极和第一焊盘焊接以形成第一焊点,第二端电极与第二焊盘焊接以形成第二焊点;第一端电极和第二端电极的排布方向与第一方向一致。这样可以有效地利用第一部分和第二部分对沿着第一方向指向第一电子元件的应力进行抵挡,减弱电路板组件的变形,从而防止电路元件以及第一焊点的损坏。
在一些实施例中,第二刚性件还包括第四部分。第四部分处于第一部分在第二方向上的一端。且第四部分连接在第二部分与第一部分之间。有利于提高第二刚性件的结构强度。
在一些实施例中,第二刚性件还包括第五部分。第五部分处于第一部分在第二方向上的另一端。且第五部分连接在第二部分与第一部分之间。这样,有利于提高第二刚性件的强度。
在一些实施例中,第二刚性件为绝缘件。这样,有利于提高第二刚性件的绝缘效果,防止第二刚性件与位于第二刚性件与电路板之间的第一电子元件产生短路等问题。
在一些实施例中,第二刚性件为导电件。第二刚性件的表面设置有绝缘层,也就是说,第二刚性件的未用于与电路板连接的部分的表面设置有绝缘层。示例性地,绝缘层可以通过溅射工艺或包覆工艺设置于第二刚性件上。这样,有利于提高第二刚性件的绝缘效果。
在一些实施例中,第二刚性件与电路板电连接。这样,有利于提高电路板组件的通流能力,从而有利于提高电池的充放电效率。
在一些实施例中,电路板组件为电池保护板。
第三方面,本申请提供一种电子设备,包括:外壳、功能器件和上述任一项的电路板组件,功能器件设置于外壳内,电路板组件设置于外壳内,且与功能器件电连接。
其中,第三方面中任一种设计方式所带来的技术效果可参见第一方面和第二方面中不同设计方式所带来的技术效果,此处不再赘述。
附图说明
图1为本申请一些实施例提供的电子设备的立体图;
图2为图1所示的电子设备的爆炸图;
图3为本申请一些实施例提供的电池的立体图;
图4为根据图3所示的电池的分解示意图。
图5为根据图3所示的电池在A1-A1线处的截面结构示意图;
图6为根据图5所示的电路板组件的部分结构示意图。
图7为根据图6所示的电路板组件的局部结构示意图;
图8为本申请另一些实施例提供的电路板组件局部结构的俯视示意图,其中,塑封体未示出;
图9a为根据图8所示的电路板组件的截面结构示意图;
图9b为本申请实施例提供的应力释放孔的形状示意图;
图10为本申请再一些实施例提供的电路板组件局部结构的俯视示意图,其中,塑封体未示出;
图11为本申请再一些实施例提供的电路板组件局部结构的俯视示意图,其中,塑封体未示出;
图12为根据图11所示的实施例提供的电路板组件的截面结构示意图;
图13为根据图12所示的电路板的局部结构示意图;
图14为本申请再一些实施例提供的电路板组件的截面结构示意图;
图15为本申请再一些实施例提供的电路板组件的截面结构示意图;
图16为本申请再一些实施例提供的电路板组件的截面结构示意图;
图17为本申请再一些实施例提供的电路板组件的截面结构示意图;
图18为本申请再一些实施例提供的电路板组件的截面结构示意图;
图19a为本申请再一些实施例提供的电路板组件的截面结构示意图;
图19b为根据图19a中的应力释放孔和第一刚性件的位于应力释放孔内的部分的投影关系示意图。
图20为根据图19a所示的第一刚性件、定位凸台和应力释放孔在承载面的正投影视图;
图21为根据图19a所示的第一刚性件与定位凸台的配合示意图;
图22a为本申请再一些实施例提供的电路板组件局部结构的俯视示意图,其中,塑封体未示出;
图22b为本申请再一些实施例提供的电路板组件局部结构的俯视示意图,其中,塑封体未示出;
图23为本申请再一些实施例提供的电路板组件局部结构的俯视示意图,其中,塑封体未示出;
图24为根据图23所示的电路板组件的截面结构示意图;
图25为根据图24所示的第二刚性件的立体图;
图26为本申请提供的另一种第二刚性件的结构示意图;
图27为本申请提供的再一种第二刚性件的结构示意图;
图28为采用图27所示的第二刚性件的电路板组件的截面结构示意图;
图29为本申请提供的再一种第二刚性件的结构示意图;
图30为本申请提供的再一种第二刚性件的结构示意图;
图31为采用图30所示的第二刚性件的电路板组件的立体图,其中,塑封体未示出;
图32为根据图31所示的电路板组件的俯视示意图,其中,塑封体未示出;
图33为本申请提供的再一种第二刚性件的结构示意图;
图34为采用图33所示的第二刚性件的电路板组件的截面结构示意图;
图35为本申请提供的再一种第二刚性件的结构示意图;
图36为采用图35所示的第二刚性件的电路板组件的立体图,其中,塑封体未示出;
图37为本申请提供的再一种第二刚性件的结构示意图;
图38为采用图37所示的第二刚性件的电路板组件的立体图,其中,塑封体未示出;
图39为根据图38所示的电路板组件的俯视示意图,其中,塑封体未示出;
图40为本申请一些实施例的电路板组件的结构示意图;
图41为三杆治具与根据图31所示的电路板组件的配合示意图;
图42为图6所示的电路板组件的仿真测试结果的应变分布图;
图43为图31所示的电路板组件的仿真测试结果的应变分布图;
图44为图36所示的电路板组件的仿真测试结果的应变分布图;
图45为图38所示的电路板组件的仿真测试结果的应变分布图。
具体实施方式
在本申请实施例的描述中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
本申请提供一种电子设备。具体地,该电子设备可以是便携式电子装置或其他合适的电子装置。例如,该电子设备可以是手机、平板电脑(tablet personal computer)、笔记本电脑、膝上型电脑(laptop computer)、个人数码助理(personal digital assistant,PDA)、和可穿戴设备(例如手表或眼镜)等电子设备。
请参阅图1和图2,图1为本申请一些实施例提供的电子设备100的立体图,图2为图1所示的电子设备100的爆炸图。在本实施例中,电子设备100为手机。电子设备100包括外壳10、功能器件50、充电管理模块60、电源管理模块70、电路板组件(图未示出)和电池20。
为了方便下文各实施例的描述,建立XYZ坐标系。具体地,定义电子设备100的宽度方向为X轴方向,电子设备100的长度方向为Y轴方向,电子设备100的厚度方向为Z轴方向。可以理解的是,电子设备100的坐标系设置可以根据实际需要进行灵活设置,在此不做具体限定。
请继续参阅图2,外壳10包括前盖板11、边框12和后盖13。前盖板11的材质包括但不限于玻璃、塑胶和陶瓷。前盖板11和后盖13层叠且间隔设置。边框12和后盖13的材质包括但不限于金属和塑胶。边框12位于前盖板11和后盖13之间,且围绕前盖板11和后盖13的边缘一周设置。示例性地,边框12可以通过粘胶固定连接于后盖13上。边框12也可以与后盖13为一体成型结构,即边框12与后盖13为一个整体结构。前盖板11固定于边框12上。一些实施例中,前盖板11可以通过胶粘固定于边框12上。前盖板11、后盖13和边框12围成电子设备100的内部容纳空间。该内部容纳空间将功能器件50、电路板组件和电池20容纳在内。
功能器件50设置于外壳10内。功能器件50用于实现电子设备100的某一项或者多项功能。功能器件50包括但不限于摄像头模组52、显示屏51、扬声器、受话器、麦克风、用户标识模块(subscriber identification module,SIM)卡接口、按键、充电管理模块60、电源管理模块70、应用处理器(application processor,AP)、双倍数据率同步动态随机存取存储器(double data rate,DDR)、通用存储器(universal flash storage,UFS)、天线模块、蓝牙模块、WiFi模块、GPS模块、屏幕显示及操作模块等等。具体地,请参阅图2,功能器件50为多个,且包括显示屏51、摄像头模组52、充电管理模块60、电源管理模块70和屏幕显示及操作模块等。
显示屏51与前盖板11层叠设置并固定连接。显示屏51用于显示图像、视频等。示例性地,显示屏51与前盖板11之间通过胶粘相连。显示屏51可以采用柔性显示屏51,也可以采用刚性显示屏51。
电路板组件设置于外壳10内,且电路板组件与功能器件50电连接。
在一些实施例中,电路板组件可以应用于电池20中的电池保护板22,也就是说,电路板组件为电池保护板22,这样,电路板组件可以为电池20的一部分。当然,可以理解的是,在另一些实施例中,电路板组件还可以为电子设备的主板30。在其它示例中,电路板组件也可以为电子设备100的其它电路板,比如为手机内用于承载扬声器(speaker)的副电路板40,或者应用于副电路板40。这样,电路板组件可以用于对功能器件50、充电管理模块60和电源管理模块70进行信号控制、数据信号处理以及数据信号存储等操作。
为了便于说明,以下以电路板组件用作电池保护板22为例,对电路板组件的具体结构进行说明,这并不能认为是对本申请构成的特殊限制。本领域技术人员在阅读了本申请之后,可以将下文中的电路板组件的具体结构应用于包括主板、副电路板或其它任一中电路板结构中,这都落入本申请的保护范围之内。
在此基础上,请继续参阅图2,电子设备100还包括主板30和副电路板40。主板30和副电路板40均固定于外壳10内,且在Y轴方向上间隔开。上述的摄像头模组52、充电管理模块60、电源管理模块70和屏幕显示及操作模块等固定于主板30上。屏幕显示及操作模块与显示屏51电连接,用于控制显示屏51显示图像或视频。主板30与摄像头模组52电连接,以用于控制摄像头模组52采集图像等。副电路板40用于承载扬声器(speaker)等。当然,可以理解的是,在其它的示例中,主板30和副电路板40还可以设置成一个。
请继续参阅图2,外壳10内设有电池仓a。电池仓a用于容纳电池20。电池仓a处于主板30和副电路板40之间。一些实施例中,请参阅图2,电子设备100还包括中板15。中板15位于电子设备100的内部容纳空间,且固定于边框12的内表面一周。示例地,中板15可以通过焊接固定于边框12上,也可以与边框12为一体成型结构。中板15用作电子设备100内的支撑“骨架”,用于支撑功能器件50等。中板15的材料包括但不限于金属和塑胶。电池仓a为设置于中板15朝向后盖13的表面的凹槽。在又一些实施例中,电子设备100内也可以不设置中板15,而采用图2中的显示屏51形成电池仓a的底壁,主板30、副电路板40和边框12形成电池仓a的侧壁。在此不做具体限定。
电池20安装于电池仓a内,且电池20用于向电子设备100内的功能器件50、主板30和副电路板40提供电量。
电源管理模块70可以设置于主板30或副电路板40上,且与主板30或副电路板40板电连接。电源管理模块70与电池20电连接。电源管理模块70用于接收电池20的输入,并且对主板30、副电路板40和功能器件50等进行放电。电源管理模块70还可以用于监测电池20的容量、充放电循环次数、健康状态(漏电,阻抗)等参数。
充电管理模块60可以设置于主板30或副电路板40上。充电管理模块60电连接于充电器与电池20之间。充电管理模块60用于从充电器接收充电输入。充电器可以是无线充电器,也可以是有线充电器。在一些有线充电的实施例中,充电管理模块60可以通过通用串行总线USB接口接收有线充电器的充电输入。在一些无线充电的实施例中,充电管理模块60可以通过电子设备100的无线充电线圈接收无线充电输入。电源管理模块70和充电管理模块60可以集成为一体,也可以分体设置,在此不做具体限定。
请参阅图3,图3为本申请一些实施例提供的电池20的立体图。在本实施例中,电池20为锂离子电池。电池20包括电芯21和电路板组件221。
可以理解的是,图3以及下文相关附图仅示意性的示出了电子设备100包括的一些部件,这些部件的实际形状、实际大小、实际位置和实际构造不受图3以及下文各附图限定。
请参阅图4,图4为根据图3所示的电池20的分解示意图。电芯21包括壳体211和裸电芯212。
壳体211用于封装并保护裸电芯212。壳体211包括但不限于钢壳和铝塑膜。铝塑膜,也称铝塑包装膜,至少包括三层材料,中间层为铝层,起隔绝水分作用。外层为尼龙(nylon)胶层,起阻止空气尤其是氧的渗透作用。内层为聚丙烯(polypropylene,PP)层,起密封并防止电解液腐蚀铝层的作用。
壳体211内封装有电解液。裸电芯212位于壳体211内并浸润在电解液中。电解液存在于壳体211内部裸电芯212的各空隙处,用作电池20内传输锂离子的载体。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料在一定条件下并按一定比例配制而成。
裸电芯212通常包括正极极片、负极极片和隔膜。正极极片和负极极片均包括集流体以及涂覆于集流体上的电极材料。正极极片的集流体通常为铝箔。负极极片的集流体通常为铜箔。隔膜也称隔离膜,设置于正极极片与负极极片之间,用于将裸电芯212的正极极片和负极极片隔开,以防止两种极片直接接触而产生短路。隔膜的材料通常为聚烯烃多孔膜。
为了便于将电芯21连接到电路中,裸电芯212上设有两个极耳。极耳用于将裸电芯212的电极引出至壳体211外。具体地,用于引出裸电芯212正极的极耳为正极极耳2121a,用于引出裸电芯212负极的极耳为负极极耳2121b。正极极耳2121a可以通过焊接方式连接于裸电芯212中正极极片的集流体上,也可以由正极极片的集流体直接延伸形成。同理的,负极极耳2121b可以通过焊接方式连接于裸电芯212中负极极片的集流体上,也可以由负极极片的集流体直接延伸形成。正极极耳2121a通常为铝材料。负极极耳2121b通常为镍材料或铜镀镍(Ni—Cu)材料。为了避免极耳与壳体211中的金属(比如铝塑膜中的铝层)产生短路,通常在极耳的穿设于壳体211处的部位包覆有极耳胶,以起到绝缘隔离的作用。
电路板组件221(也即电池保护板22)设置于壳体211的外侧,且与上述的电芯21的极耳电连接。请继续参阅图4,电路板组件221具有正极端子D和负极端子E。正极端子D和负极端子E与主板30电连接,以实现与前述电源管理模块70、充电管理模块60、充电器的电连接。电路板组件221可以用于提供过充保护和短路保护。当电芯21内的电流和电压过高或过低时,电路板组件221可与主板30断开电连接。因此,通过电路板组件221将主板30和电芯21进行连接,能够防止电池20产生过压、过充、过流、过放等问题。
电路板组件221的厚度方向、电池20的厚度方向与电子设备100的厚度方向(也即Z轴方向)一致。示例性地,在Y轴方向上,电池保护板22处于电芯21与主板30之间,以便于主板30与电芯21之间的电连接。
请参阅图5和图6,图5为根据图3所示的电池20在A1-A1线处的截面结构示意图,图6为根据图5所示的电路板组件221的部分结构示意图。电路板组件221包括电路板2211、电子元件2212和FPC板222。
电路板2211具有在自身厚度方向(也即Z轴方向)上相对的连接面F2和承载面F1。示例性地,电路板2211为印制电路板2211(printed circuit board,PCB)。电路板2211的形状包括但不限于矩形、圆形、椭圆形或异形。
电路板2211的连接面F2用于固定FPC板222,且电路板2211与FPC板电连接。具体地,请参阅图6,FPC板222包括第一连接段2221、第二连接段2222和第三连接段2223。第一连接段2221层叠设置于电路板2211的连接面F2所朝向的一侧,且固定于连接面F2,例如,第一连接段2221焊接于连接面F2。示例性的,连接面F2具有焊盘,第一连接段2221焊接于该焊盘。示例性的,该“焊盘”可以为表面贴装(Surface Mounted Device,SMD)焊盘。表面贴装(Surface Mounted Device,SMD)焊盘是指允许将电子元件通过表面贴装工艺设置在电路板上的焊盘。也就是说,用于安装表面贴装电子元件的焊盘称为表面贴装焊盘。FPC板222借助第一连接段2221与电芯21的极耳固定,且与极耳电连接。示例性地,请继续参阅图5,第一连接段2221的远离电路板2211的一侧设置有两个镍片223,分别为正极镍片和负极镍片。正极镍片与电芯21的正极极耳2121a焊接。负极镍片与电芯21的负极极耳2121b焊接。
第二连接段2222和第三连接段2223分别与第一连接段2221的长度方向(也即X轴方向)的两端相连。第二连接段2222和第三连接段2223绕过电路板2211弯折至承载面F1所朝向的一侧。第二连接段2222上设有上述的正极端子D,第三连接段2223上设有上述的负极端子E。当然,可以理解的是,在其它的示例中,也可以不设置第三连接段2223。而是将正极端子D和负极端子E均设置于第二连接段2222上。或者,在其它的示例中,也可以不设置FPC板222,而是将正极端子D和负极端子E均设置于电路板221上。
为了提高电路板组件221工作的可靠性,防止灰尘潮气等影响其工作,在一些实施例中,请继续参阅图5,电路板组件221还包括防水绝缘包裹层224。防水绝缘包裹层224包裹极耳、电路板2211、第一连接段2221和镍片223等,仅允许第二连接段2222和第三连接段2223外露。示例性地,防水绝缘包裹层224的材质为塑胶或硅胶,例如,麦拉片。
请参阅图7,图7为根据图6所示的电路板组件221的局部结构示意图。承载面F1上可以设置有电子元件2212。具体地,电子元件2212与承载面F1通过第一焊点(图未示出)相连。电子元件2212可以为多个。多个电子元件2212包括控制芯片(图未示出)、金属-氧化物半导体场效应晶体管22122、热敏电阻器22121、电容22123和存储器(图未示出)等中的任意一种或多种电子元件2212。
控制芯片与金属-氧化物半导体场效应晶体管22122、热敏电阻器22121、电容22123和存储器等均电连接。
热敏电阻器22121按照温度系数不同可以分为正温度系数热敏电阻器(PositiveTemperatureCoefficient,PTC)和负温度系数热敏电阻器(NegativeTemperatureCoefficient,NTC),热敏电阻器22121的特点是其对温度敏感,能够在不同的温度下表现出不同的电阻值,其中,正温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越大,负温度系数热敏电阻器(NTC)在温度越高时电阻值越低。负温度系数热敏电阻器(NTC)温度变化系数一般用ppm/℃表示,即温度变化1度对应电阻变化百万分之几。100ppm/℃就是0.01%/℃。
金属-氧化物半导体场效应晶体管22122(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor,MOSFET)简称金氧半场效晶体管22122,是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管22122。当一个足够大的电位差施于金氧半场效晶体管22122的栅极与源极之间时,电场会在氧化层下方的半导体表面形成感应电荷,而这时就会形成"反转沟道"(inversionchannel)。反转沟道的极性与其漏极(drain)与源极相同,假设漏极和源极是n型,那么沟道也会是n型。沟道形成后,金氧半场效晶体管22122即可让电流通过,而依据施于栅极的电压值不同,可由金氧半场效晶体管22122的沟道流过的电流大小亦会受其控制而改变。
控制芯片可用于控制金氧半场效晶体管22122,使电芯21与主板30保持电连接或断开电连接。当电芯21电压或回路电流未超过存储器中存储的规定值时,控制芯片控制金氧半场效晶体管22122导通,电芯21与主板30电连接。当电芯21电压或回路电流超过规定值时,控制芯片则控制金氧半场效晶体管22122关断,保护电芯21的安全。
电容22123,例如,陶瓷电容器(ceramic capacitor;ceramic condenser),使用在电路中可以起到隔直、滤波、储能等作用。
随着电子设备100需要实现的功能越来越多,布置在电子设备100内部主板30上的电子器件也就越来越多。相应地,主板30在电子设备100内的占用空间也就越来越大,而这与电子设备100的小型化趋势相背。为了解决主板30在电子设备100内的占用空间越来越大与电子设备100的小型化之间的这一矛盾,在一些设计思路中,可以通过提高主板30上的电子器件的布置密度,来优化主板30的结构以缩小主板30的占用空间。
然而,由于主板30上所集成的电子器件比较多,提高主板30上的电子器件的布置密度导致相邻的两个电子器件的间距较小,影响电子器件之间的信号,通过提高主板30上的电子器件的布置密度,来优化主板30的结构以缩小主板30的占用空间的方式比较困难。在此基础上,可以通过优化电子设备100内部的其它的结构,比如电池20等结构的方式来优化电子设备100内部的空间布局,以解决主板30在电子设备100内的占用空间越来越大与电子设备100的小型化之间的这一矛盾。
具体而言,在电池20中,为了防止电路板2211上的电子元件2212与其它的结构之间产生碰撞,而引起电子元件2212的损坏。电子元件2212与电路板2211的边缘之间需要预留一定的安全距离,使得电子元件2212在承载面F1上的正投影与电路板2211的边缘之间的距离一般比较大,这就使得电路板组件221的整体的周向尺寸的比较大。为了解决该技术问题,请继续参阅图5和图6,电路板组件221还包括:塑封体2213。塑封体2213封装于承载面F1,且覆盖电子元件2212。示例性地,可以采用系统级封装工艺(System In a Package,SIP)将塑封体2213注塑(又称,injection molding)在电路板2211的承载面F1,以将电路板2211以及电路板2211上的电子元件2212封装在一起。
这样,可以利用塑封体2213对电路板2211上的电子元件2212进行防护,从而无需在电子元件2212与电路板2211的边缘之间预留过多的安全距离,可以有利于减小电子元件2212在承载面F1上的正投影与电路板2211的边缘之间的距离,进而有利于减小电路板组件221的周向尺寸,从而优化电子设备100内部的结构布局,有利于实现电子设备100的小型化设计。
但是,在该方案中,由于塑封体2213和电路板2211配合包裹了电子元件2212,当电路板组件221在跌落或撞击的过程中,作用在塑封体2213和/或电路板2211上的作用力,极易传递到电子元件2212上,一方面可能会导致电子元件2212与电路板2211之间的第一焊点开裂,另一方面,可能会导致电子元件2212自身的电极断裂,引起电子元件2212的失效。尤其地,对于陶瓷电容器来说,陶瓷电容器的介质材料为陶瓷,比较脆,容易断裂。
为了解决上述的技术问题,本申请从以下两个思路出发,对上述的实施例进行了改进。
思路一:在电路板2211上设置应力释放孔,当电路板组件221受到撞击或跌落时,可以使得向电子元件2212传递的作用力在传递到电子元件2212之前在应力释放孔22111处得到一定的释放,从而可以至少在一定程度上减弱传递至电子元件2212处的作用力,至少在一定程度上避免电子元件2212与电路板2211之间的第一焊点开裂以及电子元件2212自身的电极断裂,从而有利于在一定程度上防止电子元件2212的失效。
思路二:在电路板2211上设置位于电子元件2212外围的第二刚性件2217,当电路板组件221受到撞击或跌落时,利用第二刚性件2217的刚度大于塑封体2213的刚度的特性,可以减弱塑封体2213的变形,并且还可以将第二刚性件2217所受的作用力分散,从而可以至少在一定程度上减弱传递至电子元件2212处的作用力,至少在一定程度上避免电子元件2212与电路板2211之间的第一焊点开裂以及电子元件2212自身的电极断裂,从而有利于在一定程度上防止电子元件2212的失效。
值得说明的是,由于电路板2211上设置有多种不同的电子元件2212,每种电子元件2212可能为一个,也可能为多个。因此,存在对每一个电子元件2212均采用上述的思路一和/或思路二进行防护的情况,也存在对其中一些或其中一个电子元件2212采用上述的思路一和/或思路二进行防护,其余的电子元件2212均不进行防护的情况。为了便于说明,以下将采用上述的思路一和/或思路二进行防护的电子元件2212称为第一电子元件。
下面结合附图对思路一的具体实现方式进行详细说明。
请参阅图8和图9a,图8为本申请另一些实施例提供的电路板组件221局部结构的俯视示意图,其中,塑封体2213未示出;图9a为根据图8所示的实施例提供的电路板组件221的截面结构示意图。该实施例与上述的实施例的不同之处在于:电路板2211具有应力释放孔22111。应力释放孔22111具有位于承载面F1的开口。塑封体2213除了覆盖第一电子元件2212a以外,还覆盖应力释放孔22111的开口。
第一电子元件2212a以及用于连接该第一电子元件2212a与电路板2211的第一焊点N1(如图8中的矩形框)整体在承载面F1的正投影为第一投影K1。应力释放孔22111位于第一投影K1的外周,且与第一投影K1间隔开。这样,当电路板组件221的周向上受到撞击或跌落时,可以使得向第一电子元件2212a传递的作用力在传递到第一电子元件2212a之前在应力释放孔22111处得到一定的释放,从而可以至少在一定程度上减弱传递至第一电子元件2212a处的作用力,至少在一定程度上避免第一电子元件2212a与电路板2211之间的第一焊点N1开裂以及第一电子元件2212a自身的电极断裂,从而有利于在一定程度上防止第一电子元件2212a的失效。
为了保证电路板2211的用于承载第一电子元件2212a处的结构强度,在一些实施例中,应力释放孔22111与第一投影K1之间的距离d1大于或等于0.1mm。也就是说,应力释放孔22111在承载面F1上的正投影的任意一点与第一投影K1之间的距离均大于或等于0.1mm。这样,可防止因应力释放孔22111设置地与第一投影K1太近而导致的电路板2211的用于承载第一电子元件2212a处的结构强度低的问题,并且还可以防止因应力释放孔22111设置地与第一电子元件2212a太近而影响第一电子元件2212a与电路板2211之间的第一焊点N1的设置问题,为第一电子元件2212a与电路板2211之间的电性连接的安全性提供一定的安全距离,提高第一电子元件2212a与电路板2211之间电性连接的可靠性。当然,可以理解的是,在其它的示例中,应力释放孔22111与第一投影K1之间的距离d1还可以小于0.1mm,例如为0.05mm。
在此基础上,为了防止因应力释放孔22111与第一电子元件2212a之间的距离较远,导致应力释放孔22111无法对作用于第一电子元件2212a的应力有效释放的情况发生,应力释放孔22111与第一投影K1之间的距离d1小于或等于10mm。示例性地,应力释放孔22111与第一投影K1之间的距离d1为0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.2mm、1.4mm、1.5mm、1.8mm、2.2mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、3.0mm、3.2mm、3.4mm、3.5mm、3.6mm、3.8mm、4.0mm、4.2mm、4.4mm、4.5mm、4.7mm、4.9mm、5.0mm、5.2mm、5.5mm、5.8mm、6.0mm、6.2mm、6.5mm、6.8mm、7.0mm、7.3mm、7.5mm、7.8mm、8.0mm、8.2mm、8.5mm、8.6mm、8.9mm、9.0mm、9.2mm、9.3mm或9.5mm。当然,可以理解的是,在其它的示例中,应力释放孔22111与第一投影K1之间的距离d1还可以大于10mm,例如为11mm。
在上述任一实施例的基础上,在一些实施例中,应力释放孔22111的等效直径的取值范围为0.2~3mm。例如,应力释放孔22111的等效直径为0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm或2.9mm。这样,一方面可以防止因将应力释放孔22111设置的过大,而影响电路板2211的结构强度,另一方面,可以防止因应力释放孔22111设置的过小,而导致的应力释放孔22111对应力释放的效果差的问题,从而可以兼具电路板2211的结构强度以及应力释放效果。
其中,值得说明的是,当应力释放孔22111为如图8中的圆形孔时,该等效直径为应力释放孔22111的孔径。请参阅图9b,图9b为本申请实施例提供的应力释放孔22111的形状示意图。当应力释放孔22111为如图9b中的(a)所示的方形,如图9b中的(b)所示的三角形,如图9b中的(c)所示的六边形,如图9b中的(d)所示的长圆形,如图9b中(e)所示的花生形,以及如图9b中(f)所示的双圆形,或其它异形孔时,等效直径可以理解为与应力释放孔22111的横截面的面积相等的圆的直径。
由于电路板组件221在跌落或撞击时,相较于电路板组件221在其宽度方向的变形来说,电路板组件221在其长度方向上的变形更加容易,而且变形量也更大。因此,为了有效地降低电路板组件221在跌落或撞击时,导致的第一焊点N1开裂或第一电子元件2212a的损坏的风险,在上述任一实施例的基础上,在一些实施例中,请继续参阅图8,第一投影K1在第一方向上的至少一侧设有应力释放孔22111。其中,第一方向平行于承载面F1,第一方向为电路板2211的长度方向(也即X轴方向)。在其它的示例中,第一方向也可以为电路板2211的宽度方向(也即Y轴方向)。
在此基础上,示例性地,请参阅图8和图9a,第一投影K1在第一方向上的一侧设置应力释放孔22111。
在此基础上,又示例性地,请参阅图10,图10为本申请再一些实施例提供的电路板组件221局部结构的俯视示意图,其中,塑封体2213未示出。第一投影K1在第一方向上的两侧分别设有应力释放孔22111。具体而言,由于应力的作用通常是分散在某一区域的一条线上,而不是指向于某一点,通过在第一电子元件2212a在第一方向上的两侧分别设置应力释放孔22111,可有效减少沿着第一方向且处于第一电子元件2212a两侧的指向第一电子元件2212a的作用力对第一电子元件2212a造成损伤的风险,有利于应力得以尽快释放,从而减少了应力作用于第一电子元件2212a以及第一焊点N1的风险。
示例性地,第一投影K1在第一方向上的两侧分别设有多个应力释放孔22111,例如第一投影K1在第一方向上的两侧分别设有2个、3个、5个或10个应力释放孔22111。位于第一投影K1在第一方向上的同一侧的多个应力释放孔22111在垂直于第一方向的第二方向(也即Y轴方向)上间隔排布。又示例性地,第一投影K1在第一方向上的两侧分别设有一个应力释放孔22111,或者,第一投影K1在第一方向上的一侧设有一个应力释放孔22111,另一侧设有多个沿第二方向间隔排布的应力释放孔22111。在一些具体示例中,位于第一投影K1在第一方向上的同一侧的多个应力释放孔22111在第二方向上均匀间隔设置。
在此基础上,请继续参阅图10,位于第一投影K1在第一方向上的两侧的应力释放孔22111相对于第一投影K1对称设置。这样,一方面如上文中所述的,应力的作用通常是分散在某一区域的一条线上,相对于第一投影K1对称设置的应力释放孔22111可有效减少沿着第一方向且处于第一电子元件2212a两侧的指向第一电子元件2212a的作用力对第一电子元件2212a造成损伤的风险,有利于应力得以尽快释放;另一方面,还可以利用应力释放孔22111起到定位第一电子元件2212a的作用,简化第一电子元件2212a的贴装工艺。当然,在另一些示例中,位于第一投影K1在第一方向上的两侧的应力释放孔22111相对于第一投影K1也可以不对称设置。
请继续参阅图10,位于第一投影K1在第一方向上的两侧的应力释放孔22111包括至少一组应力释放孔组。每组应力释放孔组包括两个应力释放孔22111。每组应力释放孔组中的两个应力释放孔22111相对于第一投影K1对称设置。至少一组应力释放孔组的两个应力释放孔22111在承载面F1的正投影的中心的连线为第一连线L1。该第一连线L1与第一焊点N1在承载面F1的正投影相交。由此,如上文中所述的,应力的作用通常是分散在某一区域的一条线上,第一连线L1与第一焊点N1在承载面F1的正投影相交可以在电路板组件221在跌落或撞击时,使得原本沿着第一连线L1指向第一电子元件2212a的作用力的方向被改变,以避免该作用力作用在第一焊点N1上,从而避免第一焊点N1的开裂。
可以理解的是,应力释放孔组可以为一组,也可以为多组,如图10中的2组。当应力释放孔组为多组时,多组应力释放孔组在第二方向上间隔分布。并且,可以是多组应力释放孔组中的一组应力释放孔组的两个应力释放孔22111在承载面F1的正投影的中心的连线为第一连线L1。也可以是,每组应力释放孔组中的两个应力释放孔22111在承载面F1的正投影的中心的连线为第一连线L1。当应力释放孔组为一组时,该组应力释放孔组中的两个应力释放孔22111在承载面F1的正投影的中心的连线为第一连线L1。
在上述任一实施例的基础上,在一些实施例中,请参阅图11,图11为本申请再一些实施例提供的电路板组件221局部结构的俯视示意图,其中,塑封体2213未示出。承载面F1具有两个第一区域F11(如图11中填充有“+”的区域)。两个第一区域F11处于第一投影K1在第一方向上的两侧。处于第一投影K1在第一方向上的一侧的应力释放孔22111位于处于第一投影K1在第一方向上的一侧的第一区域F11内,处于第一投影K1在第一方向上的另一侧的应力释放孔22111位于处于第一投影K1在第一方向上的另一侧的第一区域F11内。也就是说,与第一区域F11处于第一投影K1的在第一方向上的同一侧的应力释放孔22111,位于该第一区域F11内。
具体地,第一电子元件2212a在承载面F1的正投影的边缘包括第一边缘B1、第二边缘B2和两个第三边缘B3。第一边缘B1和第二边缘B2均沿第一方向延伸,且二者相对设置。两个第三边缘B3在第一方向上相对。且其中一个第三边缘B3处于第一边缘B1和第二边缘B2的在第一方向上的一侧。另一个第三边缘B3处于第一边缘B1和第二边缘B2的在第一方向上的一侧。两个第三边缘B3均与第一边缘B1和第二边缘B2相连。第一边缘B1与每个第三边缘B3分别相交于第一点C1。第二边缘B2与每个第三边缘B3分别相交于第二点C2。下面以其中一个第三边缘B3为例,对与该第三边缘对应的第一区域F11进行说明。
以第一点C1为起点,朝向远离第一边缘B1的一侧延伸、且与第一边缘B1共线的射线为第一射线X1。以第二点C2为起点,朝向远离第二边缘B2的一侧延伸、且与第二边缘共线的射线为第二射线X2。第一区域F11为第一射线X1绕第一点C1、第二射线X2绕第二点C2,且第一射线X1和第二射线X2分别朝向远离彼此的方向偏转预设夹角α所形成的区域。也就是说,第一射线X1绕着点C1向远离第二射线X2的方向偏转预设夹角α后得到射线Y1。第二射线X2绕着点C2向远离第一射线X1的方向偏转预设夹角α后得到射线Y2。第一区域F11为射线Y1、射线Y2以及第三边缘B3围成的区域。其中,预设夹角α的取值范围为(0,45°]。示例性地,预设夹角α为15°、20°、25°、30°或35°。
这样,通过将应力释放孔22111布置在第一区域F11,可以确保应力释放孔22111对沿着第一方向指向第一电子元件2212a的应力的有效释放,提高对第一电子元件2212a的防护效果。
可以理解的是,在其它的示例中,可以仅在第一投影K1在第一方向的一侧设置上述的第一区域F11。在此基础上,示例性地,第一投影K1在第一方向上的两侧可以设置有应力释放孔22111。在其它的示例中,可以仅在第一投影K1在第一方向上的具有第一区域F11的一侧设置应力释放孔22111,另一侧不设置应力释放孔22111。
在上述任一实施例的基础上,请继续参阅图11,并且结合图12,图12为根据图11所示的实施例提供的电路板组件221的截面结构示意图。第一电子元件2212a具有第一端电极a1和第二端电极a2。第一端电极a1和第二端电极a2处于第一电子元件2212a在第一方向上的两端。第一端电极a1和第二端电极a2中的其中一个为正极且另一个为负极。承载面F1上设置第一焊盘和第二焊盘。第一端电极a1与第一焊盘焊接以形成一个第一焊点N1,第二端电极a2与第二焊盘焊接以形成另一个第一焊点N1。由于应力释放孔22111处于第一投影K1在第一方向上的两侧或一侧。这样,可以有效地利用应力释放孔22111对沿着第一方向指向第一电子元件2212a和第一焊点N1的应力的有效释放,提高对第一电子元件2212a以及第一焊点N1的防护效果。
在上述任一实施例的基础上,在一些实施例中,请继续参阅图12,至少一个应力释放孔22111为沿着电路板2211的厚度方向,由承载面F1的一部分凹陷形成的盲孔(也称凹槽)。也就是说,当应力释放孔22111为一个时,该一个应力释放孔22111为盲孔。当应力释放孔22111为多个时,可以是多个应力释放孔22111中的其中一部分为盲孔,其它的应力释放孔22111不为盲孔,例如为通孔;还可以是所有的应力释放孔22111均为盲孔。如此,有利于提高电路板2211的结构强度。
示例性地,盲孔的深度尺寸h与电路板2211的厚度尺寸d的比值的取值范围为1/3~4/5。例如,盲孔的深度尺寸h与电路板2211的厚度尺寸d的比值为0.4、0.5、0.6、或0.7。由此,可以兼顾应力释放效果和电路板2211的结构强度。
在此基础上,请参阅图13,图13为根据图12所示的电路板2211的局部结构示意图。一些实施例中,电路板2211包括由金属层2211a和绝缘介质层2211b依次交替并堆叠而成的多层布线结构。一些实施例中,电路板2211还包括设置于多层布线结构的表面的阻焊层2211c。应力释放孔22111贯穿多层布线结构的至少一层金属层2211a和至少一层绝缘介质层2211b,且多层布线结构的处于应力释放孔22111的底壁的远离开口的一侧具有至少一层金属层2211a和至少一层绝缘介质层2211b。具体地,应力释放孔22111可以贯穿多层布线结构的一层金属层2211a和一层绝缘介质层2211b,也可以贯穿多层布线结构的多层金属层2211a和多层绝缘介质层2211b。在图13所示的实施例中,应力释放孔22111贯穿了多层布线结构的两层金属层2211a和一层绝缘介质层2211b。且多层布线结构中的处于应力释放孔22111的底壁的远离开口的一侧具有三层金属层2211a和三层绝缘介质层2211b。这样设置,一方面可以保证电路板2211的结构强度,另一方面还可以利用处于应力释放孔22111的底壁的远离开口的一侧的金属层2211a提高电路板2211的通流面积,从而提高电路板2211在应力释放孔22111处的通流能力。可以理解的是,在其示例中,应力释放孔22111也可以不贯穿金属层2211a,仅贯穿一层绝缘介质层2211b。
需要说明的是,当电路板2211还包括设置于多层布线结构的表面的阻焊层2211c时,应力释放孔22111还贯穿该阻焊层2211c。
在上述任一实施例的基础上,在另一些实施例中,请参阅图14,图14为本申请再一些实施例提供的电路板组件221的截面结构示意图。至少一个应力释放孔22111为沿着电路板2211的厚度方向(也即Z轴方向)贯穿电路板2211的通孔。也就是说,当应力释放孔22111为一个时,该一个应力释放孔22111为通孔。当应力释放孔22111为多个时,可以是多个应力释放孔22111中的其中一部分为通孔,其它的应力释放孔22111不为通孔,例如为盲孔;还可以是所有的应力释放孔22111均为通孔。如此,有利于提高应力释放孔22111对应力的释放效果。
在上述任一实施例的基础上,在一些实施例中,请参阅图15和图16,图15为本申请再一些实施例提供的电路板组件221的截面结构示意图;图16为本申请再一些实施例提供的电路板组件221的截面结构示意图。至少一个应力释放孔22111内填充有填充材料部2214。也就是说,当应力释放孔22111为一个时,该一个应力释放孔22111内填充有填充材料部2214。当应力释放孔22111为多个时,示例性的,可以是多个应力释放孔22111中的其中一部分内填充填充材料部2214,其它的应力释放孔22111不填充任何材料;又示例性的,还可以是所有的应力释放孔22111内均填充柔性材料部,在此不作具体限定。在图15所示的具体示例中,应力释放孔22111为盲孔,在盲孔内填充填充材料部2214。在图16所示的具体示例中,应力释放孔22111为通孔,在通孔内填充填充材料部2214。
填充材料部2214的刚度小于或等于塑封体2213的刚度。由于塑封体2213的刚度小于电路板2211的刚度,因此,填充材料部2214的刚度小于电路板2211的刚度。由此,与不填充任何材料相比,有利于利用填充材料部2214的变形能力保证应力释放孔22111对应力的释放效果不降低,另一方面,还可以提高电路板2211的结构强度。
示例性地,填充材料部2214为柔性材料件。例如,填充材料部2214的材料包括但不限于树脂、橡胶、发泡塑料聚合物等。柔性的填充材料部2214的刚度小于塑封体2213的刚度,且小于电路板2211的刚度。如此,一方面,与不填充任何材料相比,有利于利用填充材料部2214的较高的柔性变形能力保证应力释放孔22111对应力的释放效果不降低,另一方面,还可以提高电路板2211的结构强度。
在此基础上,填充材料部2214与电路板2211的承载面F1平齐。这样,可以便于塑封体2213覆盖填充材料部2214。
又示例性地,填充材料部2214与塑封体2213的材质相同,且二者为一体成型件。这样,在采用封装工艺对第一电子元件2212a和电路板2211进行封装以形成塑封体2213时,可以同时形成填充材料部2214,加工方式简单。并且,由于塑封体2213的刚度小于电路板2211的刚度,与不填充任何材料相比,有利于利用填充材料部2214的变形能力保证应力释放孔22111对应力的释放效果不降低,另一方面,还可以提高电路板2211的结构强度。
在上述任一实施例的基础上,在另一些实施例中,请参阅图17,图17为本申请再一些实施例提供的电路板组件221的截面结构示意图。至少一个应力释放孔22111内设有第一刚性件2215。也就是说,当应力释放孔22111为一个时,该一个应力释放孔22111内设置有第一刚性件2215。当应力释放孔22111为多个时,可以是多个应力释放孔22111中的其中一部分内设有第一刚性件2215,其它的应力释放孔22111不填充任何材料,或者其它的应力释放孔22111填充上述的填充材料部2214;可以是多个应力释放孔22111中的其中一部分内设有第一刚性件2215,另外一部分应力释放孔22111不填充任何材料,其余的应力释放孔22111填充上述的填充材料部2214。还可以是所有的应力释放孔22111内均设置有第一刚性件2215,在此不作具体限定。
第一刚性件2215的位于应力释放孔22111内的部分的横截面积小于应力释放孔22111的横截面积。由此,第一刚性件2215的位于应力释放孔22111内的部分与应力释放孔22111之间可以具有间隙,示例性地,该间隙尺寸为0.1~0.3mm。第一刚性件2215的刚度大于塑封体2213的刚度。第一刚性件2215的一部分经由开口伸出应力释放孔22111,且朝向远离承载面F1的方向延伸,塑封体2213覆盖所述第一刚性件2215。
由此,第一刚性件2215的一部分处于第一电子元件2212a的外周面所朝向的一侧,当电路板组件221受到撞击,并且作用力由第一刚性件2215到第一电子元件2212a的方向传递到第一刚性件2215上时,一方面,利用第一刚性件2215的刚度大于塑封体2213的刚度的特性,第一刚性件2215的位于应力释放孔22111外的部分可以对应力起到一定的抵挡的作用,减弱塑封体2213的变形,并且还可以分散一部分作用力,从而可以至少在一定程度上减弱传递至第一电子元件2212a处的作用力;另一方面,第一刚性件2215还可以将作用力引导至应力释放孔22111内,由于第一刚性件2215的位于应力释放孔22111内的部分的横截面积小于应力释放孔22111的横截面积,这样可以便于应力在应力释放孔22111内得到释放,从而进一步地减弱传递至第一电子元件2212a处的作用力。结合以上两个方面,可以至少在一定程度上避免第一电子元件2212a与电路板2211之间的第一焊点N1开裂以及第一电子元件2212a自身的电极断裂,从而有利于在一定程度上防止第一电子元件2212a的失效。
在此基础上,在一些实施例中,请继续参阅图17,在垂直于承载面F1的方向(也即Z轴方向)上,第一刚性件2215的远离承载面F1的一端凸出于第一电子元件2212a的远离承载面F1的一端表面。如图17所示的,第一刚性件2215的远离承载面F1的一端凸出于第一电子元件2212a的远离承载面F1的一端的高度为d3。这样,有利于利用第一刚性件2215对从第一电子元件2212a的外周向第一电子元件2212a的方向传递的应力可靠地抵挡,减弱塑封体2213的变形,从而可以至少在一定程度上减弱传递至第一电子元件2212a处的作用力。
在另一些实施例中,在垂直于承载面F1的方向上,第一刚性件2215的远离承载面F1的一端与第一电子元件2212a的远离承载面F1的一端平齐。在又一些实施例中,在垂直于承载面F1的方向上,第一刚性件2215的远离承载面F1的一端低于第一电子元件2212a的远离承载面F1的一端,例如,第一刚性件2215的位于应力释放孔22111外的部分在Z轴方向上的高度为第一电子元件2212a在Z轴方向上的高度的1/3~2/3。
进一步地,请继续参阅图17,第一刚性件2215的远离承载面F1的一端与塑封体2213的远离承载面F1的一侧表面之间的距离d2的取值范围为0.1mm~0.3mm。例如,d2为0.15mm、0.2mm、或0.25mm。由此,可以提高塑封体2213对第一电子元件2212a的防护效果。
在一些实施例中,请继续参阅图17,第一刚性件2215的外周壁上设有定位凸台22151。定位凸台22151支撑于承载面F1的围绕开口的部分。这样设置,有利于利用定位凸台22151对第一刚性件2215的定位安装,简化第一刚性件2215与电路板2211之间的装配工艺。
示例性地,第一刚性件2215与定位凸台22151为一体成型件。这样,可以简化第一刚性件2215与定位凸台22151的加工工艺,提高第一刚性件2215与定位凸台22151的连接可靠性。又示例性地,第一刚性件2215与定位凸台22151还可以为独立成型件,二者在各自成型后,通过卡接、胶粘、焊接或螺钉连接等方式相连。示例性地,第一刚性件2215的材质可以为黄铜、纯铜、钢镀锡或塑胶镀焊层等。
示例性地,定位凸台22151的高度为0.1mm~0.3mm。例如,定位凸台22151的高度为0.2mm或0.25mm。
示例性地,第一刚性件2215的位于应力释放孔22111内的部分的长度为0.1mm~0.3mm。例如,第一刚性件2215的位于应力释放孔22111内的部分的长度为0.2mm或0.25mm。
在一些实施例中,请参阅图18,图18为本申请再一些实施例提供的电路板组件221的截面结构示意图。应力释放孔22111的孔壁与第一刚性件2215之间的环形空间G内填充有填充部2216,填充部2216的刚度小于或等于塑封体2213的刚度。由此,与不填充任何材料相比,有利于利用填充部2216的变形能力保证应力释放孔22111对应力的释放效果不降低,另一方面,还可以提高电路板2211的结构强度,同时还可以提高第一刚性件2215与电路板2211之间的连接强度。
示例性地,填充部2216为柔性材料件。例如,填充部2216的材料包括但不限于树脂、橡胶、发泡塑料聚合物等。柔性的填充部2216的刚度小于塑封体2213的刚度。在此基础上,填充部2216与电路板2211的承载面F1平齐。这样,可以便于塑封体2213覆盖填充部2216。
又示例性地,填充部2216与塑封体2213的材质相同,且二者为一体成型件。这样,在采用封装工艺对第一电子元件2212a和电路板2211进行封装以形成塑封体2213时,可以同时形成填充部2216,加工方式简单。并且,由于塑封体2213的刚度小于电路板2211的刚度,与不填充任何材料相比,有利于利用填充部2216的变形能力保证应力释放孔22111对应力的释放效果不降低,另一方面,还可以提高电路板2211的结构强度。
在此基础上,在图18所示的示例中,填充部2216充满应力释放孔22111的孔壁与第一刚性件2215之间的环形空间G。当然,可以理解的是,在另一些示例中,填充部2216也可以不充满应力释放孔22111的孔壁与第一刚性件2215之间的环形空间G。示例性地,请参阅图19a和图19b,图19a为本申请再一些实施例提供的电路板组件221的截面结构示意图,图19b为根据图19a中的应力释放孔和第一刚性件的位于应力释放孔内的部分的投影关系示意图。应力释放孔22111的孔壁与第一刚性件2215之间的环形空间G包括第一空间G1和第二空间G2。第一空间G1和第二空间G2在应力释放孔22111的周向方排布,且第一空间G1处于第一刚性件2215靠近第一电子元件2212a的一侧。在其它的示例中,第一空间G1和第二空间G2还可以沿着电路板2211的厚度方向排布,且第一空间G1靠近承载面F1。
填充部2216充满第一空间G1。第二空间G2内具有用于连接第一刚性件2215和电路板2211的第二焊点N2,例如,在第一刚性件2215的外周壁上印制锡膏,通过回流焊工艺将第一刚性件2215与应力释放孔22111焊接以形成第二焊点N2。当然,可以理解的是,在其它的示例中,第一空间也可以为空腔,第一空间内未填充任何结构。
为了便于环形空间G内流入填充材料以形成填充部2216和/或环形空间G内流入焊料以形成第二焊点N2,请参阅图20和图21,图20为根据图19a所示的第一刚性件2215、定位凸台22151和应力释放孔22111在承载面F1的正投影视图,图21为根据图19a所示的第一刚性件2215与定位凸台22151的配合示意图。定位凸台22151具有缺口221511。缺口221511在垂直于承载面F1的方向上贯穿定位凸台22151。缺口221511在承载面F1的正投影与开口有交叠以形成交叠区域,(如图20中,填充有网格的区域为二者的交叠区域),如此,可以在电路板组件221的装配过程中,利用该缺口221511向环形空间G内填充填充材料和/或焊料。
示例性地,请继续参阅图20和图21,缺口221511在承载面F1的正投影具有第一侧边和第二侧边,第一侧边和第二侧边在应力释放孔22111的周向上排布,在朝向远离第一刚性件2215在承载面F1的正投影的方向上,第一侧边和第二侧边朝向远离彼此的方向延伸,且二者之间的夹角为预设角度β。预设角度β的取值范围为[20°,50°]。如此,可以便于利用该缺口221511向环形空间G内填充填充材料和/或焊料。
例如,缺口221511在承载面F1的正投影的外轮廓的形状可以为三角形。当然,可以理解的是,在其它的示例中,缺口221511在承载面F1的正投影的外轮廓的形状可以为矩形或异形。
在上述任一实施例的基础上,第一电子元件2212a为电容22123。如此,有利于提高对电容22123的防护效果。具体地,该电容22123为陶瓷电容器。
在上述任一实施例的基础上,第一电子元件2212a为多个。每个第一电子元件2212a在第一方向上的两侧分别设置有多个应力释放孔22111。相邻的两个应力释放孔之间的间距为相邻的两个第一电子元件2212a之间的间距的0.5~1.5倍。例如,相邻的两个应力释放孔之间的间距为相邻的两个第一电子元件2212a之间的间距相等。
请参阅图22a,图22a为本申请再一些实施例提供的电路板组件221局部结构的俯视示意图,其中,塑封体2213未示出。多个第一电子元件2212a分成至少一组第一器件组2212A,例如,图22a中示出了2组第一器件组2212A。第一器件组2212A包括多个第一电子元件2212a。第一器件组2212A中的多个第一电子元件2212a在第一方向(也即X轴方向)上间隔开设置。第一器件组2212A中,相邻的两个第一电子元件2212a之间设有应力释放孔22111,且相邻的两个第一电子元件2212a共用该部分应力释放孔22111。这样,有利于减小电路板2211上应力释放孔22111的数量,提高电路板2211的结构强度。
在上述任一实施例的基础上,请继续参阅图22a,在一些实施例中,电路板2211上还设置有应力分散孔22119。第一电子元件2212a在第二方向上的至少一侧设有应力分散孔22119。具体地,应力分散孔22119处于第一电子元件2212a在第二方向上的两侧。
示例性的,多个第一电子元件2212a分成至少一组第二器件组。第二器件组包括多个第一电子元件2212a。第二器件组中的多个第一电子元件2212a在第二方向(也即Y轴方向)上间隔开设置。第二器件组中,相邻的两个第一电子元件2212a之间未设有应力分散孔22119,而是将应力分散孔22119设置于第二器件组在第二方向上的一侧或两侧。可以理解的是,在其它的示例中,第二器件组中,相邻的两个第一电子元件2212a之间也可以设置应力分散孔22119。
在一些实施例中,请参阅图22b,图22b为本申请再一些实施例提供的电路板组件221局部结构的俯视示意图,其中,塑封体2213未示出。当应力分散孔22119和应力释放孔22111中的至少一个为盲孔时,应力分散孔22119与应力释放孔22111可以连通,形成环形的应力分散环围绕第一电子元件2212a。以进一步提高对第一电子元件2212a的防护效果。示例性地,应力分散孔22119为盲孔,应力释放孔22111为通孔。又示例性地,应力分散孔22119为通孔,应力释放孔22111为盲孔。再示例性地,应力分散孔22119和应力释放孔22111均为盲孔,例如,二者为深度相同的盲孔。
需要说明的是,应力分散孔的具体结构以及与第一电子元件2212a的相对关系可以参照上文中的应力释放孔22111的具体结构以及与第一电子元件2212a的相对关系,此处不再赘述。
下面结合附图对思路二的具体实现方式进行详细说明。
请参阅图23和图24,图23为本申请再一些实施例提供的电路板组件221局部结构的俯视示意图,其中,塑封体2213未示出;图24为根据图23所示的电路板组件221的截面结构示意图。第一电子元件2212a以及用于连接该第一电子元件2212a与电路板2211的第一焊点N1整体在承载面F1的正投影为第一投影K1。电路板组件221包括第二刚性件2217。塑封体2213覆盖第一电子元件2212a和第二刚性件2217,且封装于承载面F1。塑封体2213的刚度小于第二刚性件2217的刚度。第二刚性件2217包括第一部分22171。第一部分22171处于第一投影K1的外周,且与承载面F1相连。第一部分22171凸出于承载面F1。由此,第一部分22171处于第一电子元件2212a的外周面所朝向的一侧,当电路板组件221受到撞击,并且作用力由第一部分22171到第一电子元件2212a的方向传递到第一部分22171上时,利用第一部分22171的刚度大于塑封体2213的刚度的特性,第一部分22171可以对应力起到一定的抵挡的作用,减弱塑封体2213的变形,从而可以至少在一定程度上减弱传递至第一电子元件2212a处的作用力,可以至少在一定程度上避免第一电子元件2212a与电路板2211之间的第一焊点N1开裂以及第一电子元件2212a自身的电极断裂,从而有利于在一定程度上防止第一电子元件2212a的失效。
示例性地,第一部分22171的宽度大于或等于0.1mm。例如,第一部分22171的宽度为0.2、0.3、0.4或0.5mm。由此,可以保证第二刚性件2217的结构强度。其中,第一部分22171的宽度是指第一部分22171在承载面F1的正投影的宽度,也即第一部分22171在第一方向上的尺寸。
示例性地,第一部分22171的厚度大于或等于0.1mm。例如,第一部分22171的厚度为0.2、0.3、0.4或0.5mm。由此,可以保证第二刚性件2217的结构强度。其中,第一部分22171的厚度是指第一部分22171在垂直于承载面F1的方向上的尺寸。
示例性地,电路板2211上具有第五焊盘,第一部分22171的朝向电路板2211的表面在第五焊盘处与电路板2211通过第五焊点相连。由此,有利于提高第二刚性件2217与电路板2211之间的连接强度。当然,可以理解的是,在其它的示例中,第一部分22171与电路板2211之间还可以通过卡接或胶粘等方式相连。
在此基础上,为了保证第二刚性件2217与电路板2211焊接的可靠性,第五焊盘的宽度尺寸大于第一部分22171的宽度尺寸。示例性地,第五焊盘的宽度尺寸与第一部分22171的宽度尺寸的差值的取值范围为0.1~0.3mm。示例性地,第五焊盘的宽度尺寸与第一部分22171的宽度尺寸的差值的取值为0.2或0.25mm。如此,可以便于在第五焊盘上设置锡膏,以便于第一部分22171与电路板2211的焊接。
在此基础上,请继续参阅图23和图24,第二刚性件2217包括第二部分22172,第二部分22172与第一部分22171设置于第一投影K1在第一方向上的两侧,第二部分22172与承载面F1相连,第二部分22172凸出于承载面F1。由此,可以从第一投影K1的在第一方向上的两侧对第一电子元件2212a进行防护,可以至少在一定程度上避免第一电子元件2212a与电路板2211之间的第一焊点N1开裂以及第一电子元件2212a自身的电极断裂,从而有利于在一定程度上防止第一电子元件2212a的失效。
示例性地,电路板2211上具有第六焊盘,第二部分22172的朝向电路板2211的表面在第六焊盘处与电路板2211通过第六焊点相连。由此,有利于提高第二刚性件2217与电路板2211之间的连接强度。当然,可以理解的是,在其它的示例中,第二部分22172与电路板2211之间还可以通过卡接或胶粘等方式相连。
在此基础上,为了保证第二刚性件2217与电路板2211焊接的可靠性,第六焊盘的宽度尺寸大于第二部分22172的宽度尺寸。示例性地,第六焊盘的宽度尺寸与第二部分22172的宽度尺寸的差值的取值范围为0.1~0.3mm。示例性地,第六焊盘的宽度尺寸与第二部分22172的宽度尺寸的差值的取值为0.2或0.25mm。如此,可以便于在第六焊盘上设置锡膏,以便于第二部分22172与电路板2211的焊接。
在此基础上,请继续参阅图23和图24,第二刚性件2217包括第三部分22173,第三部分22173处于第一电子元件2212a的远离承载面F1的一侧,且与第一电子元件2212a间隔开,第三部分22173连接在第一部分22171和第二部分22172之间。由此,第二刚性件2217可以起到罩设第一电子元件2212a的作用,当电路板组件221受到撞击,并且作用力由第一部分22171到第一电子元件2212a的方向传递到第一部分22171上时,可以利用第三部分22173将第一部分22171所受到的作用力避开第一电子元件2212a,而被引导至第二部分22172;同理的,当电路板组件221受到撞击,并且作用力由第二部分22172到第一电子元件2212a的方向传递到第二部分22172上时,可以利用第三部分22173将第二部分22172所受到的作用力避开第一电子元件2212a,而被引导至第一部分22171,从而可以进一步地减弱传递至第一电子元件2212a处的作用力,避免第一电子元件2212a与电路板2211之间的第一焊点N1开裂以及第一电子元件2212a自身的电极断裂,从而有利于在一定程度上防止第一电子元件2212a的失效。
示例性地,第三部分22173的厚度大于或等于0.1mm。例如,第三部分22173的厚度为0.2、0.3、0.4或0.5mm。由此,可以保证第二刚性件2217的结构强度。其中,第三部分22173的厚度是指第三部分22173在垂直于承载面F1的方向上的尺寸。
在此基础上,为了提高电路板组件221的结构强度,请继续参阅图24,第二刚性件2217与电路板2211之间的空间填充有填充结构2218。填充结构2218覆盖位于第二刚性件2217与电路板2211之间的第一电子元件2212a,填充结构2218的刚度小于或等于塑封体2213的刚度。由此,与不填充任何材料相比,一方面有利于利用填充结构2218的变形能力保证第二刚性件2217朝向第一电子元件2212a一侧的变形,另一方面,还有利于抵挡第二刚性件2217向第一电子元件2212a的变形,同时还可以提高第二刚性件2217与电路板2211之间的连接强度。当然,可以理解的是,在其它的示例中,第二刚性件2217与电路板2211之间的空间也可以不填充任何材料。
示例性地,填充结构2218为柔性材料件。例如,填充结构2218的材料包括但不限于树脂、橡胶、发泡塑料聚合物等。柔性的填充结构2218的刚度小于塑封体2213的刚度。
又示例性地,填充结构2218与塑封体2213的材质相同,且二者为一体成型件。这样,在采用封装工艺对第一电子元件2212a、第二刚性件2217和电路板2211进行封装以形成塑封体2213时,可以同时形成填充结构2218,加工方式简单。
在此基础上,为了便于第二刚性件2217与电路板2211之间的空间内流入填充材料以形成填充结构2218,请参阅图25,图25为根据图24所示的第二刚性件2217的立体图。第三部分22173具有第一连通孔221731。这样,一方面可以便于填充材料经由第一连通孔221731进入到第二刚性件2217与电路板2211之间的空间内,另一方面,还可以减轻第二刚性件2217的重量,从而减轻电路板组件221的重量,进而减轻电池20的重量,继而达到减小电子设备100的重量的目的。此外,第一连通孔221731的设置还可以对施加在第二刚性件2217上的作用力起到一定的释放的作用。
在上述任一包括第三部分22173的实施例的基础上,为了便于第二刚性件2217与电路板2211之间的空间内流入填充材料以形成填充结构2218,同时加强第二刚性件2217的结构强度,在一些实施例中,第一连通孔221731在承载面F1的正投影的面积为S1,第三部分22173的实体部分在承载面F1的正投影的面积为S2。S1/S2的取值范围为0.8~1.2。示例性地,S1/S2的比值为0.9、1、或1.1。
请继续参阅图25,在一些实施例中,第三部分22173包括第一横梁221732。第一横梁221732连接在第一部分22171和第二部分22172之间。第一横梁221732可以为一个,当第一横梁221732一个时,第一部分22171的远离电路板2211的一端以及第二部分22172的远离电路板2211之间的空间的未被第一横梁221732封堵的部分可以为第一连通孔221731,这样,第一连通孔221731处于第一横梁221732在第二方向上的两侧。第一横梁221732也可以为多个。当第一横梁221732为多个时,相邻的两个第一横梁221732之间限定出第一连通孔221731。示例性地,第一横梁221732为三个、四个、五个、六个或七个。多个第一横梁221732在第二方向上间隔排布。这样设置,不但结构简单,而且有利于提高第一连通孔221731对应力的释放效果。
示例性地,第一横梁221732的宽度大于或等于0.1mm。例如,第一横梁221732的宽度为0.2、0.3、0.4或0.5mm。由此,可以保证第二刚性件2217的结构强度。其中,第一横梁221732的宽度是指第一横梁221732在承载面F1的正投影的宽度尺寸,也即第一横梁221732在第二方向上的尺寸。
示例性地,请继续参阅图25,多个第一横梁221732中,其中一部分第一横梁221732在第一方向上呈直线延伸,另一部分第一横梁221732沿着第二方向也即电路板2211的宽度方向(也即Y轴方向)弯折,且弯折方向一致。这样,通过利用呈直线延伸的第一横梁221732可以起到防止第一部分22171和第二部分22172朝向靠近彼此的方向变形;当在某种情况下,当第一部分22171和第二部分22172朝向靠近彼此的方向受力导致呈直线延伸的第一横梁221732断裂或变形严重时,由于弯折延伸的第一横梁221732具有比较好的变形能力,因此,弯折延伸的第一横梁221732还可以实现对第一部分22171和第二部分22172的连接,依然可以起到作用力在第一部分22171和第二部分22172之间的传递的作用。
又示例性地,请参阅图26,图26为本申请提供的另一种第二刚性件2217的结构示意图。与图25所示的实施例的不同之处在于:在另一些实施例中,多个第一横梁221732中,其中一部分第一横梁221732在第一方向上呈直线延伸,另一部分第一横梁221732朝向沿着电路板2211的宽度方向(也即Y轴方向)弯折。且相邻的两个弯折延伸的第一横梁221732的弯折方向相反。这样,有利于增大第一连通孔221731在两个弯折延伸的第一横梁221732的弯折处的尺寸,便于填充材料进入到第二刚性件2217与电路板2211之间。
再示例性地,请参阅图27和图28,图27为本申请提供的再一种第二刚性件2217的结构示意图,图28为采用图27所示的第二刚性件2217的电路板组件221的截面结构示意图。与图25所示的实施例的不同之处在于:在另一些实施例中,多个第一横梁221732中,其中一部分第一横梁221732在第一方向上呈直线延伸,另一部分第一横梁221732朝向远离第一电子元件2212a的方向弯折。例如,弯折延伸的两个第一横梁221732之间布置有一个呈直梁延伸的第一横梁221732。
本申请不限于此,在其它的示例中,每个第一横梁221732在第一方向上延伸成直梁。或者,每个第一横梁221732在第一方向上弯折延伸。
在上述任一第三部分22173包括多个第一横梁221732的实施例的基础上,请参阅图29,图29为本申请提供的再一种第二刚性件2217的结构示意图。第三部分22173还包括第一纵梁221733。第一纵梁221733与所有的第一横梁221732相连。示例性地,第一纵梁221733可以为一个。又示例性地,第一纵梁221733还可以为多个,例如,两个、三个、四个、五个、六个或七个。多个第一纵梁221733在第一方向上间隔开设置。相邻的两个第一纵梁221733以及相邻的两个第一横梁221732可以围成一个第一连通孔221731。由此,通过设置第一纵梁221733,有利于提高第二刚性件2217的结构强度。
示例性地,第一纵梁221733的宽度大于或等于0.1mm。例如,第一纵梁221733的宽度为0.2、0.3、0.4或0.5mm。由此,可以保证第二刚性件2217的结构强度。其中,第一纵梁221733的宽度是指第一纵梁221733在承载面F1的正投影的宽度尺寸,也即第一纵梁221733在第一方向上的尺寸。
示例性地,第一纵梁221733可以在第二方向上延伸成直梁,也可以在第二方向上弯折延伸。本申请对此不作具体限定。
在上述任一实施例的基础上,请继续参阅图29,第一部分22171具有第二连通孔221711。这样,一方面可以便于填充材料经由第二连通孔221711进入到第二刚性件2217与电路板2211之间的空间内,另一方面,还可以减轻第二刚性件2217的重量,从而减轻电路板组件221的重量,进而减轻电池20的重量,继而达到减小电子设备100的重量的目的。此外,第二连通孔221711的设置还可以对施加在第二刚性件2217上的作用力起到一定的释放的作用。
请继续参阅图29,为了进一步地提高填充材料进入到第二刚性件2217与电路板2211之间的空间内的便利性,第一连通孔221731与第二连通孔221711连通。
在此基础上,请继续参阅图29,第一部分22171包括第二纵梁221713和多个第一竖梁221712。第二纵梁221713固定于承载面F1,且沿着第二方向延伸。每个第一竖梁221712固定于第二纵梁221713,且朝向远离承载面F1的方向延伸,多个第一竖梁221712在第二方向上间隔开。相邻的两个第一竖梁221712之间形成有第二连通孔221711。由此,结构简单,便于加工制造。
在此基础上,多个第一竖梁221712与多个第一横梁221732一一对应,每个第一横梁221732连接在对应的第一竖梁221712与第二部分22172之间。
示例性地,第一竖梁221712可以在第二方向上延伸成直梁,也可以在第二方向上弯折延伸。本申请对此不作具体限定。示例性地,第二纵梁221713可以在第二方向上延伸成直梁,也可以在第二方向上弯折延伸。本申请对此不作具体限定。
在上述任一实施例的基础上,请继续参阅图29,第一部分22171和第二部分22172的结构相同,且第一部分22171和第二部分22172相对于第三部分22173对称设置。这样,有利于保证第一部分22171和第二部分22172具有大体一致的结构强度和刚度,从而可以防止因第一部分22171和第二部分22172的结构不相同而导致的两部分的结构强度不同、刚度差距大的问题,这样,当电路板组件221受到撞击,可以防止因第一部分22171和第二部分22172中结构强度较弱、刚度小的那一个变形较大,而导致的整个第二刚性件2217倾斜倒塌对第一电子元件2212a造成的挤压问题。
在上述任一第三部分22173包括第一横梁221732和第一纵梁221733的实施例的基础上,请参阅图30、图31和图32,图30为本申请提供的再一种第二刚性件2217的结构示意图,图31为采用图30所示的第二刚性件2217的电路板组件221的立体图,其中,塑封体2213未示出;图32为根据图31所示的电路板组件221的俯视示意图,其中,塑封体2213未示出。图30-图32所示的实施例与图28-图29所示的实施例的不同之处在于:第一部分22171和第二部分22172上均未设置第一连通孔221731。且第一横梁221732的数量为三个,第一横梁221732均为沿第一方向延伸的直梁,第一纵梁221733的数量为一个,且第一纵梁221733为沿第二方向延伸的直梁。
在上述任一实施例的基础上,请参阅图33和图34,图33为本申请提供的再一种第二刚性件2217的结构示意图;图34为采用图33所示的第二刚性件2217的电路板组件221的截面结构示意图。第二刚性件2217还包括第四部分22174。第四部分22174处于第一部分22171在第二方向上的一端。且第四部分22174连接在第二部分22172与第一部分22171之间。这样设置,有利于提高第二刚性件2217的结构强度。当然,可以理解的是,在其它的示例中,也可以不设置第四部分22174。
在此基础上,第四部分22174具有第四连通孔221741。这样,一方面可以便于填充材料经由第四连通孔221741进入到第二刚性件2217与电路板2211之间的空间内,另一方面,还可以减轻第二刚性件2217的重量,从而减轻电路板组件221的重量,进而减轻电池20的重量,继而达到减小电子设备100的重量的目的。此外,第四连通孔221741的设置还可以对施加在第二刚性件2217上的作用力起到一定的释放的作用。当然,可以理解的是,在其它的示例中,第四部分22174上也以不设置第四连通孔221741。
示例性地,第四部分22174形成为沿第一方向延伸的柱状。第四部分22174连接在第一部分22171的第二纵梁221713和第二部分22172的第二纵梁之间。
示例性地,第四部分22174的宽度大于或等于0.1mm。例如,第四部分22174的宽度为0.2、0.3、0.4或0.5mm。由此,可以保证第二刚性件2217的结构强度。其中,第四部分22174的宽度是指第四部分22174在承载面F1上的正投影的宽度尺寸。
示例性地,第四部分22174的厚度大于或等于0.1mm。例如,第四部分22174的厚度为0.2、0.3、0.4或0.5mm。由此,可以保证第二刚性件2217的结构强度。其中,第四部分22174的厚度是指第四部分22174在垂直于承载面F1的方向上的尺寸。
示例性地,电路板2211上具有第七焊盘,第四部分22174的朝向电路板2211的表面在第七焊盘处与电路板2211通过第七焊点相连。由此,有利于提高第二刚性件2217与电路板2211之间的连接强度。当然,可以理解的是,在其它的示例中,第四部分22174与电路板2211之间还可以通过卡接或胶粘等方式相连。
在此基础上,为了保证第二刚性件2217与电路板2211焊接的可靠性,第七焊盘的宽度尺寸大于第四部分22174的宽度尺寸。示例性地,第七焊盘的宽度尺寸与第四部分22174的宽度尺寸的差值的取值范围为0.1~0.3mm。示例性地,第七焊盘的宽度尺寸与第四部分22174的宽度尺寸的差值的取值为0.2或0.25mm。如此,可以便于在第七焊盘上设置锡膏,以便于第四部分22174与电路板2211的焊接。
在此基础上,请继续参阅图33,第二刚性件2217还包括第五部分22175。第五部分22175处于第一部分22171在第二方向上的另一端。且第五部分22175连接在第二部分22172与第一部分22171之间。这样设置,有利于提高第二刚性件2217的结构强度。
示例性地,电路板2211上具有第八焊盘,第五部分22175的朝向电路板2211的表面在第八焊盘处与电路板2211通过第八焊点相连。由此,有利于提高第二刚性件2217与电路板2211之间的连接强度。当然,可以理解的是,在其它的示例中,第五部分22175与电路板2211之间还可以通过卡接或胶粘等方式相连。
在此基础上,为了保证第二刚性件2217与电路板2211焊接的可靠性,第八焊盘的宽度尺寸大于第五部分22175的宽度尺寸。示例性地,第八焊盘的宽度尺寸与第五部分22175的宽度尺寸的差值的取值范围为0.1~0.3mm。示例性地,第八焊盘的宽度尺寸与第五部分22175的宽度尺寸的差值的取值为0.2或0.25mm。如此,可以便于在第八焊盘上设置锡膏,以便于第五部分22175与电路板2211的焊接。
在此基础上,第五部分22175与第四部分22174的结构相同,且第五部分22175与第四部分22174相对于第三部分22173对称设置。这样,有利于保证第五部分22175和第四部分22174具有大体一致的结构强度和刚度,一方面,当电路板组件221受到撞击,可以防止因第五部分22175与第四部分22174中结构强度较弱、刚度小的那一个变形较大,而导致的整个第二刚性件2217倾斜倒塌对第一电子元件2212a造成的挤压问题。
请参阅图35和图36,图35为本申请提供的再一种第二刚性件2217的结构示意图,图36为采用图35所示的第二刚性件2217的电路板组件221的立体图,其中,塑封体2213未示出。图35和图36所示的实施例与图33所示的实施例的不同之处在于:第一部分22171和第二部分22172上均未设置第一连通孔221731。且第一横梁221732的数量为三个,第一横梁221732均为沿第一方向延伸的直梁,第一纵梁221733的数量为一个,且第一纵梁221733为沿第二方向延伸的直梁。第四部分22174和第五部分22175上均未设置第四连通孔221741。第一部分22171、第二部分22172、第三部分22173和第四部分22174围合成封闭的环形,例如,矩形环状。
请参阅图37-图39,图37为本申请提供的再一种第二刚性件2217的结构示意图。图38为采用图37所示的第二刚性件2217的电路板组件221的立体图,其中,塑封体2213未示出;图39为根据图38所示的电路板组件221的俯视示意图,其中,塑封体2213未示出。图37-图39所示的实施例与图35所示的实施例的不同之处在于:第三部分22173中未设置第一纵梁221733。
值得理解的是,在第二刚性件2217的其它的实现方式中,第二刚性件2217可以包括第一部分22171,不包括第二部分22172、第三部分22173、第四部分22174和第五部分22175中的任意一个、两个、三个或所有。此外,当第二刚性件2217包括第一部分22171和第二部分22172时,第一部分22171和第二部分22172之间可以设置有一个第一电子元件2212a,如图38-图39所示。也可以设置有多个第一电子元件2212a,如图31-图32所示。本申请对此不作具体限定。
在上述任一实施例的基础上,在一些实施例中,第二刚性件2217为绝缘件。这样,有利于提高第二刚性件2217的绝缘效果,防止第二刚性件2217与位于第二刚性件2217与电路板2211之间的第一电子元件2212a产生短路等问题。
在上述任一实施例的基础上,在另一些实施例中,第二刚性件2217为导电件。第二刚性件2217的表面设置有绝缘层,也就是说,第二刚性件2217的未用于与电路板2211连接的部分的表面设置有绝缘层。示例性地,绝缘层可以通过溅射工艺或包覆工艺设置于第二刚性件2217上。这样,有利于提高第二刚性件2217的绝缘效果,防止第二刚性件2217与位于第二刚性件2217与电路板2211之间的第一电子元件2212a产生短路等问题。示例性地,第二刚性件2217为金属件或导电塑料件。
在此基础上,第二刚性件2217与电路板2211电连接。这样,有利于提高电路板组件221的通流能力,从而有利于提高电池20的充放电效率。
在上述任一实施例的基础上,由于电路板组件221在跌落或撞击时,相较于电路板组件221在其宽度方向的变形来说,电路板组件221在其长度方向上的变形更加容易,而且变形量也更大。因此,为了有效地降低电路板组件221在跌落或撞击时,导致的第一焊点N1开裂或第一电子元件2212a的损坏的风险,请返回参阅图23,第一方向为电路板2211的长度方向(也即X轴方向),也就是说,第一部分22171和第二部分22172处于第一投影K1在电路板2211的长度方向上的两侧。在其它的示例中,第一方向也可以为电路板2211的宽度方向(也即Y轴方向)。
在此基础上,请参阅图24,第一电子元件2212a具有第一端电极a1和第二端电极a2。第一端电极a1和第二端电极a2处于第一电子元件2212a在第一方向上的两端。第一端电极a1和第二端电极a2中的其中一个为正极且另一个为负极。承载面F1上设置第一焊盘和第二焊盘。第一端电极与第一焊盘焊接以形成一个第一焊点N1,第二端电极与第二焊盘焊接以形成另一个第一焊点N1。第一部分22171处于第一投影K1在第一方向上的一侧,第二部分22172处于第一投影K1在第一方向的另一侧,由此可知,第一端电极和第二端电极的排列方向与第一部分22171与第二部分22172的排列方向一致。这样,可以有效地利用第一部分22171和第二部分22172对沿着第一方向指向第一电子元件2212a的应力进行抵挡,减弱电路板组件221的变形,从而防止电路元器件以及第一焊点N1的损坏。
值得理解的是,在电路板组件221的其它实现方式中,可以将上述思路二中的任意一种技术方案与上述的思路一中的任意一种技术方案进行组合,在将二者结合时,只要第二刚性件与应力释放孔间隔开,二者相互不干涉即可,例如,应力释放孔可以位于电路板的由第二刚性件罩设的区域内,也可以位于第二刚性件的外周。这也落在本申请要保护的范围内。示例性地,请参阅图40,图40为本申请一些实施例的电路板组件221的结构示意图。该实施例与图23-图39中所示的电路板组件221的区别在于:电路板2211的位于第一部分22171的远离第二部分22172的一侧的部分上设有应力释放孔22111,且电路板2211的位于第二部分22172的远离第一部分22171的一侧的部分上设有应力释放孔22111。
下面对图31、图36和图38所示的电路板组件221采用三杆弯曲的方式进行模拟仿真测试。具体如下:
采用三杆治具对电路板组件221进行弯曲。请参阅图41,图41为三杆治具200与根据图31所示的电路板组件221的配合示意图。具体地,如图41中的(a),三杆治具200包括第一治具杆201、第二治具杆202和第三治具杆203。其中,第一治具杆201、第二治具杆202和第三治具杆203可相互分离。第一治具杆201和第二治具杆202处于电路板组件221的厚度方向的一侧。且第一治具杆201和第二治具杆202位于承载面F1所朝向的一侧。第一治具杆201和第二治具杆202在电路板组件221的长度方向(也即X轴方向)上间隔开。第三治具杆203处于电路板组件221的厚度方向的另一侧。第三治具杆203与第二刚性件2217在电路板组件221的厚度方向上相对。第一治具杆201、第二治具杆202和第三治具杆203均沿电路板组件221的宽度方向延伸。且第一治具杆201和第二治具杆202相对于第三治具杆203对称。
在实际测试过程中,对第一治具杆201、第二治具杆202和第三治具杆203分别施加作用力,使得电路板组件221的位于第三治具杆203的两侧的部分以第三治具杆203为弯曲中心,分别沿着箭头V1和箭头V2产生弯曲,如图41中的(b)中的虚线框所示意的结构为弯曲后的电路板组件221。
可以理解的是,采用三杆治具200对图6、图36以及图38所示的电路板组件221进行弯曲的过程可以参照如图41所示意图的过程,对此不再赘述。
采用三杆弯曲的方式对图6、图31、图36、图38所示的电路板组件221进行模拟仿真测试的测试结果请参阅图42-图45以及表1。其中,图42为图6所示的电路板组件221的仿真测试结果的应变分布图;
图43为图31所示的电路板组件221的仿真测试结果的应变分布图;图44为图36所示的电路板组件221的仿真测试结果的应变分布图;图45为图38所示的电路板组件221的仿真测试结果的应变分布图。其中,表1为图6、图31、图36、图38所示的电路板组件221的具体结构参数和测试结果表。在表1中,第一横梁221732的宽度尺寸有2种。其中,宽度为0.25mm的第一横梁221732为一个,该第一横梁221732位于其它第一横梁221732的在电路板2211的宽度方向上的一侧,其它第一横梁221732的宽度均为0.5mm。
表1
根据表1可知,图6所示的实施例中,第一电子元件2212a所受到的最大应变为1.284。
图31所示的实施例中第一电子元件2212a所受到的最大应变为1.208。相较于图6的第一电子元件2212a,图31所示的实施例中第一电子元件2212a所受到的最大应变减小了0.076。在图31所示的实施例中,第二刚性件2217对第一电子元件2212a的防护可靠性提升了6.29%。
图36所示的实施例中第一电子元件2212a所受到的最大应变为1.157。相较于图6的第一电子元件2212a,图36所示的实施例中第一电子元件2212a所受到的最大应变减小了0.127。在图36所示的实施例中,第二刚性件2217对第一电子元件2212a的防护可靠性提升了10.98%。
图38所示的实施例中第一电子元件2212a所受到的最大应变为1.066。相较于图6中的第一电子元件2212a,图38所示的实施例中第一电子元件2212a所受到的最大应变减小了0.218。在图38所示的实施例中,第二刚性件2217对第一电子元件2212a的防护可靠性提升了20.45%。
由此可知,采用第二刚性件2217对第一电子元件2212a进行防护的效果明显,有利于降低第一电子元件2212a的损坏以及焊点的开裂风险。
此外,图36所示的实施例相较于图31所示的实施例,最大应变减小了0.051(由1.208-1.157得出)。在图36所示的实施例中,第二刚性件2217对第一电子元件2212a的防护可靠性提升了4.69%(由10.98%-6.29%得出)。图36所示的实施例中,第二刚性件2217包括第四部分22174和第五部分22175。因此,可以得出,在第一电子元件2212a的整个周向上对第一电子元件2212a进行防护效果更好。
图38所示的实施例相较于图36所示的实施例,最大应变减小了0.091(由1.157-1.066得出)。在图38所示的实施例中,第二刚性件2217对第一电子元件2212a的防护可靠性提升了9.47%(由20.45%-10.98%得出)。由此可知,利用第二刚性件2217对一个第一电子元件2212a进行防护的防护效果优于利用一个第二刚性件2217同时对多个第一电子元件2212a进行防护的防护效果。
在本说明书的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,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申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (32)
1.一种电路板组件,其特征在于,包括:
第一电子元件;
电路板,所述电路板具有承载面,所述第一电子元件通过第一焊点与所述承载面相连,所述电路板具有应力释放孔,所述应力释放孔具有位于所述承载面的开口,所述第一电子元件和所述第一焊点整体在所述承载面的投影为第一投影,所述应力释放孔位于所述第一投影的外周,且与所述第一投影间隔开,至少一个所述应力释放孔内设有第一刚性件,所述第一刚性件的位于所述应力释放孔内的部分的横截面积小于所述应力释放孔的横截面积,所述第一刚性件的一部分经由所述开口伸出所述应力释放孔,且朝向远离所述承载面的方向延伸;
塑封体,所述塑封体封装于所述承载面,且覆盖所述第一电子元件、所述第一刚性件和所述应力释放孔,所述第一刚性件的刚度大于所述塑封体的刚度。
2.根据权利要求1所述的电路板组件,其特征在于,所述应力释放孔与所述第一投影之间的距离大于或等于0.1mm,且小于或等于10mm。
3.根据权利要求1或2所述的电路板组件,其特征在于,所述应力释放孔的等效直径的取值范围为0.2~3mm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电路板组件,其特征在于,所述电路板的长度方向为第一方向,所述第一投影在第一方向上的至少一侧设有所述应力释放孔。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电路板组件,其特征在于,所述第一投影在第一方向上的两侧分别设有所述应力释放孔。
6.根据权利要求5所述的电路板组件,其特征在于,位于所述第一投影在第一方向上的两侧的应力释放孔包括至少一组应力释放孔组,每组所述应力释放孔组包括两个所述应力释放孔,每组所述应力释放孔组中的两个所述应力释放孔相对于所述第一投影对称设置,至少一组所述应力释放孔组的两个所述应力释放孔在所述承载面的正投影的中心的连线为第一连线,所述第一连线与所述第一焊点在所述承载面的正投影相交。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的电路板组件,其特征在于,所述承载面具有第一区域,所述第一区域处于所述第一投影在第一方向上的至少一侧,所述第一投影在第一方向上的至少一侧设置有应力释放孔,与所述第一区域处于所述第一投影的同一侧的所述应力释放孔位于所述第一区域内;
所述第一电子元件在所述承载面的正投影的边缘包括第一边缘、第二边缘和第三边缘,所述第一边缘和所述第二边缘均沿第一方向延伸,且二者相对设置,所述第三边缘处于所述第一边缘和所述第二边缘的在第一方向上的一侧,且与所述第一边缘和所述第二边缘相连,所述第一边缘与所述第三边缘相交于第一点,所述第二边缘与所述第三边缘相交于第二点,
以所述第一点为起点,朝向远离所述第一边缘的一侧延伸、且与所述第一边缘共线的射线为第一射线;
以所述第二点为起点,朝向远离所述第二边缘的一侧延伸、且与所述第二边缘共线的射线为第二射线;
所述第一区域为所述第一射线绕所述第一点、所述第二射线绕所述第二点,且所述第一射线和所述第二射线分别朝向远离彼此的方向偏转预设夹角所形成的区域,所述预设夹角的取值范围为(0,45°]。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的电路板组件,其特征在于,所述第一电子元件具有第一端电极和第二端电极,所述第一端电极和所述第二端电极中的其一个为正极,且另一个为负极,所述第一端电极和第二端电极处于所述第一电子元件在第一方向上的两端;
所述承载面上设有第一焊盘和第二焊盘,所述第一端电极和所述第一焊盘焊接以形成第一焊点,所述第二端电极与所述第二焊盘焊接以形成第一焊点;
所述第一投影在所述第一方向上的至少一侧设有所述应力释放孔。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的电路板组件,其特征在于,至少一个所述应力释放孔为在所述电路板的厚度方向上贯穿所述电路板的通孔。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的电路板组件,其特征在于,至少一个所述应力释放孔为沿着所述电路板的厚度方向,由所述承载面凹陷形成的盲孔。
11.根据权利要求10所述的电路板组件,其特征在于,所述电路板包括由金属层和绝缘介质层依次交替并堆叠而成的多层布线结构;
所述应力释放孔贯穿所述多层布线结构的至少一层所述绝缘介质层,且所述多层布线结构的处于所述应力释放孔的底壁的远离所述开口的一侧具有至少一层所述金属层和至少一层所述绝缘介质层。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的电路板组件,其特征在于,至少一个所述应力释放孔内填充有填充材料部,所述填充材料部的刚度小于或等于所述塑封体的刚度,且小于所述电路板的刚度。
13.根据权利要求12所述的电路板组件,其特征在于,所述填充材料部为柔性材料件,所述柔性材料件的刚度小于所述塑封体的刚度;或者,所述填充材料部与所述塑封体材质相同,且二者为一体成型件。
14.根据权利要求1所述的电路板组件,其特征在于,在垂直于所述承载面的方向上,所述第一刚性件的远离所述承载面的一端凸出于所述第一电子元件的远离所述承载面的一端表面。
15.根据权利要求1或14所述的电路板组件,其特征在于,所述第一刚性件的远离所述承载面的一端与所述塑封体的远离所述承载面的一侧表面之间的距离的取值范围为0.1mm~0.3mm。
16.根据权利要求1、14-15中任一项所述的电路板组件,其特征在于,所述应力释放孔的孔壁与所述第一刚性件之间的环形空间内填充有填充部,所述填充部的刚度小于或等于所述塑封体的刚度。
17.根据权利要求1、14-16中任一项所述的电路板组件,其特征在于,所述第一刚性件的外周壁上设有环形定位凸台,所述环形定位凸台支撑于所述承载面的围绕所述开口的部分。
18.根据权利要求17所述的电路板组件,其特征在于,所述环形定位凸台具有缺口,所述缺口在垂直于所述承载面的方向上贯穿所述环形定位凸台,所述缺口在所述承载面的正投影与所述开口有交叠,所述应力释放孔的孔壁与所述第一刚性件之间的空间内填充有填充部,所述填充部的刚度小于所述第一刚性件的刚度,且小于所述电路板的刚度。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的电路板组件,其特征在于,还包括第二刚性件,所述第二刚性件包括第一部分、第二部分和第三部分,所述第一部分和所述第二部分处于所述第一投影的相对两侧,且与所述承载面相连,所述第一部分和所述第二部分均凸出于所述承载面,所述第三部分处于所述第一电子元件的远离所述承载面的一侧,且与所述第一电子元件间隔开,所述第三部分连接在所述第一部分和所述第二部分之间,所述第一部分和所述第二部分均与所述应力释放孔间隔开,所述塑封体覆盖所述第二刚性件,所述第二刚性件的刚度大于所述塑封体的刚度。
20.一种电路板组件,其特征在于,包括:
第一电子元件;
电路板,所述电路板具有承载面,所述第一电子元件通过第一焊点与所述承载面相连,所述第一电子元件和所述第一焊点整体在所述承载面的投影为第一投影;
第二刚性件,所述第二刚性件包括第一部分,所述第一部分处于所述第一投影的周向一侧,且与所述承载面相连,所述第一部分凸出于所述承载面;
塑封体,所述塑封体覆盖所述第一电子元件和所述第二刚性件,且封装于所述承载面,所述塑封体的刚度小于所述第二刚性件的刚度。
21.根据权利要求20所述的电路板组件,其特征在于,所述第二刚性件包括第二部分,所述第二部分与所述第一部分设置于所述第一投影在第一方向上的两侧,所述第二部分与所述承载面相连,所述第二部分凸出于所述承载面。
22.根据权利要求21所述的电路板组件,其特征在于,所述第二刚性件包括第三部分,所述第三部分处于所述第一电子元件的远离所述承载面的一侧,且与所述第一电子元件间隔开,所述第三部分连接在所述第一部分和所述第二部分之间。
23.根据权利要求22所述的电路板组件,其特征在于,所述第二刚性件和所述电路板之间的空间内填充有填充结构,所述填充结构覆盖所述第一电子元件,所述填充结构的刚度小于或等于所述塑封体的刚度。
24.根据权利要求22或23所述的电路板组件,其特征在于,所述第三部分具有第一连通孔。
25.根据权利要求24所述的电路板组件,其特征在于,所述第一连通孔在所述承载面的正投影的面积为S1,所述第三部分的实体部分在所述承载面的正投影的面积为S2,S1/S2的取值范围为0.8~1.2。
26.根据权利要求24或25所述的电路板组件,其特征在于,所述第一部分具有第二连通孔。
27.根据权利要求26所述的电路板组件,其特征在于,所述第一连通孔与所述第二连通孔连通。
28.根据权利要求22-27中任一项所述的电路板组件,其特征在于,所述第一部分和所述第二部分结构相同,且所述第一部分和所述第二部分相对于所述第三部分对称设置。
29.根据权利要求20-28中任一项所述的电路板组件,其特征在于,所述电路板的长度方向为第一方向,所述第一部分处于所述第一投影在第一方向上的一侧。
30.根据权利要求29所述的电路板组件,其特征在于,所述第一电子元件的两端分别设有第一端电极和第二端电极,所述第一端电极和所述第二端电极中的其一个为正极,且另一个为负极;
所述承载面上设有第一焊盘和第二焊盘,所述第一端电极和所述第一焊盘焊接以形成第一焊点,所述第二端电极与所述第二焊盘焊接以形成第一焊点;
所述第一端电极和所述第二端电极的排布方向与所述第一方向一致。
31.根据权利要求1-30中任一项所述的电路板组件,其特征在于,所述电路板组件为电池保护板。
32.一种电子设备,其特征在于,包括:
外壳;
功能器件,所述功能器件设置于所述外壳内;
根据权利要求1-31中任一项所述的电路板组件,所述电路板组件设置于所述外壳内,且与所述功能器件电连接。
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