CN216673386U - 一种电路板和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电路板和电子设备，其中，该电路板包括：电路基板；第一电容，设置在电路基板上；其中，电路基板上形成有过孔，过孔与第一电容对应且间隔设置，第一电容的一侧对应至少两个过孔。通过上述方式，本申请提供的电路板中的第一电容通过对应设置至少两个过孔，以在电路基板的边缘受到的应力较大时，能够通过相应的过孔尽快释放，以减少作用于第一电容的风险，从而避免造成第一电容内部电极的断裂，使电容本体产生部分短路。

Description

一种电路板和电子设备

技术领域

本申请涉及集成电路的技术领域，具体是涉及一种电路板和电子设备。

背景技术

在电子电路中，由于电容器在电路中可以起到隔直、滤波、储能等作用，尤其是贴片电容凭借高频特性好、体积小等优点，在各类产品的硬件电路中被广泛的使用。

然而，受限于电容内部的构造，在将电容焊接在电路板上的生产及产品后续的应用过程中，当电路板的一端受到外部应力较大时(常见应力源有：电路板的制做工艺过程中，对电路板进行操作、流转，而受人、设备、重力等因素的作用；在相应通孔或接口中进行器件的插入；进行测试、单板分割；电路板安装；电路板点位铆接；螺丝安装；产品使用过程中外部接口插拔晃动等)，极易造成电容内部电极的断裂，从而导致电容本体部分短路的异常。

实用新型内容

本申请提供了一种电路板和电子设备，以解决现有的电路板中的电容在电路板的生产及后续应用中，极易造成电容内部电极的断裂，以致电容本体产生部分短路的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种电路板，其中，该电路板包括：电路基板；第一电容，设置在电路基板上；其中，电路基板上形成有过孔，过孔与第一电容对应且间隔设置，第一电容的一侧对应至少两个过孔。

其中，第一电容包括相对两长侧边和相对两短侧边，第一电容的长侧边对应至少两个过孔。

其中，过孔包括第一过孔和第二过孔，第一电容的相对两长侧边分别对应至少两个第一过孔和至少两个第二过孔，且至少两个第一过孔和至少两个第二过孔相对第一电容呈对称设置。

其中，电路板还包括与第一电容串联的第二电容，第一电容和第二电容分别包括相对两长侧边和相对两短侧边，第一电容的长侧边垂直于第二电容的长侧边，且第一电容远离第二电容的长侧边对应至少两个过孔，第二电容远离第一电容的长侧边对应至少两个过孔。

其中，电路板还包括第三电容，第三电容包括相对两长侧边和相对两短侧边，第三电容与第一电容和第二电容间隔设置，且第三电容的长侧边对应至少两个过孔。

其中，第一电容和第二电容的耐压值均小于第三电容的耐压值。

其中，电路板还包括设置于电路基板的相对两端部的接口和屏蔽连接筋，第一电容间隔设置于接口和屏蔽连接筋之间。

其中，第一电容包括相对两长侧边和相对两短侧边，第一电容的数量包括至少两个，其中，每一第一电容的长侧边的延伸方向平行于屏蔽连接筋的延伸方向，且每一第一电容的长侧边对应的至少两个过孔横截面的中心点之间的连线平行于屏蔽连接筋的延伸方向。

其中，电路基板上对应于第一电容间隔形成有两焊盘，每一过孔的横截面直径小于或等于每一焊盘靠近过孔的侧边长度的二分之一。

为了解决上述问题，本申请还提供了一种电子设备，其中，该电子设备包括如上任一项所述的电路板。

本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请提供的电路板中的第一电容设置在电路基板上，而该电路基板上形成有过孔，且该过孔与电容对应并间隔设置，第一电容的一侧对应至少两个过孔，以在电路基板的边缘受到的应力较大时，能够通过相应的过孔得以尽快释放，以减少该应力作用于第一电容的风险，从而避免造成第一电容内部电极的断裂，以致电容本体产生部分短路而失效。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是陶瓷电容的内部结构示意图；

图2是本申请电路板第一实施方式的结构示意图；

图3是本申请电路板第二实施方式的结构示意图；

图4是图3中电路板中的第一电容、第二电容以及过孔的分布位置一具体实施例的结构示意图；

图5是电容等效转换为两电容的示意图；

图6是本申请电路板第三实施方式的结构示意图；

图7是本申请电子设备一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

经长期研究发现，在电子电路中，由于电容器在电路中可以起到隔直、滤波、储能等作用，尤其是贴片电容凭借高频特性好、体积小等优点，在各类产品硬件电路中被广泛的使用。

其中，如图1所示，图1是陶瓷电容的内部结构示意图，贴片电容又被称为多层片式陶瓷电容，其内部是由平行的陶瓷材料和电极材料组成，且中间留有一定的空隙，贴片多层片式陶瓷电容主要分为三部分：陶瓷介质(陶瓷材料)、内电极和端子(端电极)。该内电极位于贴片电容内部，主要提供电极板正对面积，它与介质一般是交替叠放。而端电极一般包括基层、阻挡层、焊接层三部分。其中，基层一般为铜金属电极或银金属电极，主要作用是与内电极连接，引出容量。阻挡层是起阻挡热的作用，焊接层是为了提供焊接金属层。

由此可知，受限于电容内部的构造，在将电容焊接在电路板上的生产及后续产品的应用过程中，当电路板的一端受到外部应力较大时(常见应力源有：电路板的制做工艺过程中，对电路板进行操作、流转，而受人、设备、重力等因素的作用；在相应通孔或接口中进行器件的插入；进行测试、单板分割；电路板安装；电路板点位铆接；螺丝安装；产品使用过程中外部接口插拔晃动等)，极易造成电容内部电极的断裂，从而导致电容本体部分短路的异常。

具体地，以车载功放类电路板产品为例，该车载功放类电路板产品通常是为车载娱乐主机到车身各喇叭间串联的一个音频处理系统，主要作用为车载音频信号的放大和优化处理。因车载产品各项标准要求其对接车机的接口部分会设计的防静电、防反接、EMC(电磁兼容)抗扰等电路，并且在接口处都会放置金属散热外壳支撑屏蔽连接筋，以达到保护内部电路的作用。

而随着车载功放类产品多功能化发展，在车机与功放接口处信号类型及音频通道也越来越多，以致接口处对应的防护和电源处理器件的数量得以增加。在实现产品设计的前提下，电路板上器件密集度提升，往往不能留出足够的安全距离给到相关器件受应力作用的防护。

其中，应力的产生来源如前面所述存在于多种场景中，有时甚至还会存在两相垂直的X轴与Y轴同时有应力的情况。在车载功放类产品中，接口处常见应力源有如下四个方面：主接口插件手工安装与装配使用按压应力、金属散热屏蔽外壳在接口处屏蔽筋安装按压应力、电路板边缘连接筋使用器件分板切割产生的应力、生产运转过程中手拿电路板边缘上器件重力不均产生的应力。且即使只是单纯的将电容的长边摆放垂直于某一应力产生方向，在接口处存在多方向应力的情况下，也无法规避电容受应力影响失效而造成电路短路的风险。基于电容工作原理其90％概率应用在电源电路中，一端接电源正极，另一端接电源负极，当内部断裂导致电容两端短路连通时，电源正负极导通会出现损坏电源、烧毁电路板甚至引发火灾等危险情况。

目前在电路板布局设计中，架构工程师通常会将贴片电容尽量远离手插器件、拼板连接筋、板边、螺丝孔等可能发生应力的位置，常规的规范为保持至少3mm以上距离。同时对于电容的摆放按照电容长边垂直于应力产生的方向放置，以降低应力作用于电容短边方向造成断裂的风险。

而元件距离应力发生点大于3mm的距离并不能保证应力风险完全解除，不同的应力源在距离器件较远时依然会有应力作用，如下表所示，下表具体为使用多个应变片和应力测试仪器测试的多个不同应力源在距离器件较远距离时的测试方法与应力数据。

由此可知，在距离应力源较远时，仍会存在应力的作用。

而为了减少电路板承受的应力作用于电容的风险，以避免造成电容内部电极的断裂，使电容本体产生部分短路，本申请提供了一种电路板和电子设备。下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图2，图2是本申请电路板第一实施方式的结构示意图。

在本实施方式中，提供一种电路板10，该电路板10具体是包括有电容器件的任一合理的集成电路板10中的一种，比如，车载功放类电路板10或智能终端的处理中枢集成电路板10等，以能够通过电容器件的贴装对应实现如隔直、滤波、储能等作用。当然，在其他实施例中，该电路板10还可以是包括有电容器件的其他任一合理类型的电路板10，或包括有电感或芯片等其他任一合理的需防护的电子元器件，以旨在实现其他功能的电路板10，本实施例对此并不加以限制。

具体地，该电路板10包括：电路基板11以及设置在该电路基板11上，也即贴片于电路基板11上的第一电容121。

其中，该第一电容121的数量具体可以是一个或多个，且能够通过电路基板11的内、外层导电线路实现各第一电容121之间，或第一电容121与贴设于电路基板11上的其他任一合理的电子器件之间的电连接，并进而能够通过电路基板11与外部的电子器件或外部电子装置实现电连接。

其中，在电路基板11上对应于每一第一电容121还形成有过孔13，该过孔13与第一电容121间隔设置，且该第一电容121的其中一侧或多侧分别对应有至少两个过孔13。

可选地，该过孔13具体为盲孔或通孔，且优选为通孔。

可理解的是，因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，为有效减少指向第一电容121其中一侧的应力对第一电容121造成损伤的风险，通过在第一电容121的其中一侧间隔设置至少两个过孔13能够有效使该应力得以尽快释放，从而减少了作用于第一电容121的风险。

由此可知，当电路板10在生产及产品后续的应用过程中，比如，电路板10的制做工艺过程中，对电路板10进行操作、流转，而受人、设备、重力等因素的作用；在相应通孔中进行器件的插入；进行测试、单板分割；电路板10进行安装；电路板10点位铆接；螺丝安装；产品使用过程中外部接口15插拔晃动等任一合理的场景中，第一电容121的其中两侧、三侧或四侧的垂直方向均存在有应力作用的风险时，则第一电容121的其中两侧、三侧或四侧中的每一侧均对应有至少两个过孔13，本申请对此不做限定。

在一实施例中，第一电容121呈长方体状，为方便说明，以第一电容121对应于电路基板11的贴片区域为长方形外框为例，则可知，该第一电容121包括相对两长侧边和相对两短侧边，且具体是对应于第一电容121的长侧边，比如，第一电容121的其中一长侧边，或其每一长侧边间隔设置至少两个过孔13。

需说明的是，该长侧边具体指的是上述长方形外框中长度相较更长的侧边。

进一步地，在一实施例中，该过孔13具体包括第一过孔131和第二过孔132，第一电容121的其中一长侧边对应间隔设置有至少两个第一过孔131，而其另一长侧边对应间隔设置有至少两个第二过孔132，该第一过孔131和该第二过孔132的数量相同，且至少两个第一过孔131和至少两个第二过孔132相对第一电容121呈对称设置。而在其他实施例中，考虑到第一电容121相对两长侧边所承受的应力作用的大小及场景并不相同，该第一过孔131和第二过孔132的数量还可以不同，而相对第一电容121不呈对称设置，本申请对此不做限定。

在一实施例中，电路板10还包括设置于电路基板11的相对两端部的接口15和屏蔽连接筋16，而第一电容121具体是间隔设置于接口15和屏蔽连接筋16之间。

可理解的是，该接口15具体可以包括一个或并排设置的多个，以能够接收外部器件的插入。且在向接口15中插入外部器件及按压屏蔽连接筋16，也即金属散热外壳接口处的屏蔽连接筋16时，将分别产生作用向第一电容121的相对两长侧边的应力，因此，相应的每至少两个过孔13具体是对应于第一电容121的长侧边设置，以在外部插件插入至接口15及屏蔽连接筋16向下按压的应力较大时，该应力能够通过相应的过孔13得以尽快释放，以减少作用于第一电容121的风险。

在一实施例中，第一电容121包括相对两长侧边和相对两短侧边，该第一电容121的数量包括至少两个，其中，每一第一电容121的长侧边的延伸方向平行于屏蔽连接筋16的延伸方向，且每一第一电容121的长侧边对应的至少两个过孔13横截面的中心点之间的连线平行于屏蔽连接筋16的延伸方向。

则可知，在将屏蔽连接筋16的延伸方向定义为水平方向时，其中的每一第一电容121的长侧边均呈水平方向设置，且第一电容121长侧边对应的至少两个过孔13也呈水平方向分布。

可选地，在电路基板11上对应于第一电容121间隔形成有两焊盘14，且每一过孔13的横截面直径小于或等于每一焊盘14靠近过孔13的侧边长度的二分之一，如图2所示，为方便理解，图2对应于第一电容121的示意实际显示的是第一电容121的贴片区域，而并非贴装第一电容121后的示意，以能够显露出贴片区域内部的两小方块，也即焊盘14。

可选地，第一电容121的其中一侧所对应的过孔13的数量具体为2个、3个或5个等任一合理的数量，且每相邻两个过孔13之间的间距相等。

可选地，每一过孔13与第一电容121之间的最小距离大于或等于0.2mm。

可选地，第一电容121与电路基板11边缘之间的最小距离大于或等于3mm。

可理解的是，在一些具体的实施例中，对应于每一第一电容121设置的过孔13的尺寸具体是根据第一电容121的外形尺寸进行匹配设置得到，比如，如下表所示：

需说明的是，电容封装类型所对应的数据具体对应于一组具体的标准电容外形尺寸，为行业内通识标准，在此不再赘述。

上述方案，通过对应于第一电容121的一侧设置至少两个过孔13，以在电路基板11的边缘受到的应力较大时，能够通过相应的过孔13尽快得以释放，以减少作用于第一电容121的风险，从而避免造成第一电容121内部电极的断裂，使电容本体产生部分短路。

请继续参阅图3，图3是本申请电路板第二实施方式的结构示意图。本实施方式中的电路板与图2中本申请提供的电路板第一实施方式的区别在于，该电路板20还包括与第一电容221串联的第二电容222，比如，通过相应的导电线实现串联。

其中，第一电容221包括相对两长侧边和相对两短侧边，第二电容222也包括有相对两长侧边和相对两短侧边，且第一电容221的长侧边垂直于第二电容222的长侧边，并与第二电容222间隔设置。

进一步地，在一实施例中，第一电容221远离第二电容222的长侧边对应设置有至少两个过孔23，且第二电容222远离第一电容221的长侧边也对应设置有至少两个过孔23，以能够对两相互垂直的方向上的应力进行释放，比如，电路基板21在分板或拿取时产生的以及接口25处插件安装进行按压时产生的作用于第一电容221和第二电容222的两相互垂直的方向上的应力。

在另一实施例中，如图4所示，图4是图3中电路板20中的第一电容221、第二电容222以及过孔23的分布位置一具体实施例的结构示意图。由此可知，第一电容221的长侧边对应设置有至少两个过孔23，第二电容222远离第一电容221的长侧边对应设置有至少两个过孔23，且第二电容222靠近第一电容221的短侧边也对应设置有至少一个过孔23，以能够分别应对来自三个方向上的应力源。

进一步地，对应于第一电容221远离第二电容222的长侧边设置的至少两个过孔23与对应于第二电容222短侧边设置的至少一个过孔23位于同一直线上。

可选地，第一电容221和第二电容222对应的两相邻焊盘24的中心点之间的连接，也即实现二者串联的导电线与第一电容221远离第二电容222的长侧边平行。

需说明的是，如图5所示，图5是电容等效转换为两电容的示意图。在通过将常规的一个电容改为两个电容，以保持相应的容值等效时，则可知，当这两个电容选取同一容值，根据直流电路中电容串联的工作原理，分成两个电容后的容值将变为原来一个电容的两倍。也即：

C＝C1*C2/(C1+C2)&C1＝C2，则C1＝C2＝2C。

因此，从选型上当采用两相互垂直的电容替代一个电容时，可选择原一个电容的容值的一半进行两相互垂直的电容的参数配置，以在保证能够对两相互垂直的应力进行释放的同时，尽量降低相应的实现成本。而为保证在其中一个电容失效短路时，另一个电容仍能够继续工作，两相互垂直的电容的容置也可以等于原一个电容的容值。

进一步地，如下表所示，下表具体为电容串联电路失效真值表，则可知，当电路中C1或者C2中只有一个失效时，整体电路功能正常。而只有在两相互垂直的X轴与Y轴两方向都存在有较大应力导致两电容均失效时电路功能才会失效，从而极大地降低了电路失效的概率，起到保护电路的作用。

同时，该两电容串联使用的方法对于电源电路上所需电容耐压参数有优势，也即两个电容串联耐压为两电容耐压之和，则在电容选型的耐压上可降低此参数的要求，对于电路稳定性和成本都具有优势。

需说明的是，电路基板21、第一电容221、过孔23、焊盘24、接口25以及屏蔽连接筋26分别同于电路基板11、第一电容121、过孔13、焊盘14、接口15以及屏蔽连接筋16，具体请参阅图2及相关文字内容，在此不再赘述。

请继续参阅图6，图6是本申请电路板第三实施方式的结构示意图。本实施方式中的电路板与图3中本申请提供的电路板第二实施方式的区别在于，该电路板30还包括第三电容333。

其中，第三电容333包括相对两长侧边和相对两短侧边，该第三电容333与第一电容321和第二电容322均间隔设置，且第三电容333的其中一长侧边，或其每一长侧边对应至少两个过孔33。

可选地，第三电容333与电路基板31边缘之间的最小距离大于第一电容321和第二电容322与电路基板31边缘之间的最小距离，也即该第三电容333具体分布于电路基板31的中部位置，而第一电容321和第二电容322靠近电路基板31的边缘分布，以能够尽可能减少所需电容数量的同时，有效应对可能存在的每一方向的应力作用。

可选地，第一电容321和第二电容322的耐压值均小于第三电容333的耐压值，以能够尽可能的减少相应电路板30的制造成本。

需说明的是，电路基板31、第一电容321、第二电容322、过孔33、焊盘34、接口35以及屏蔽连接筋36分别同于电路基板21、第一电容221、第二电容222、过孔23、焊盘24、接口25以及屏蔽连接筋26，具体请参阅图3-图5及相关文字内容，在此不再赘述。

请参见图7，图7是本申请电子设备一实施方式的结构示意图。

在本实施例中，电子设备40包括电路板41。

其中，该电路板41具体可以是如上述实施例所介绍的电路板10、电路板20以及电路板30中的任一种，具体请参阅图2-图6及相关文字内容，在此不再赘述。

可选地，该电子设备40是平板电脑、智能手机、智能音箱以及车载音频装置等任一合理的电子设备40中的一种，且这些电子设备40具体包括集成有电容器件的电路板41，本申请对此不做限定。

本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请提供的电路板中的第一电容设置在电路基板上，而该电路基板上形成有过孔，且该过孔与电容对应并间隔设置，第一电容的一侧对应至少两个过孔，以在电路基板的边缘受到的应力较大时，能够通过相应的过孔得以尽快释放，以减少该应力作用于第一电容的风险，从而避免造成第一电容内部电极的断裂，以致电容本体产生部分短路而失效。

以上所述仅为本申请的部分实施例，并非因此限制本申请的保护范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电路板，其特征在于，所述电路板包括：

电路基板；

第一电容，设置在所述电路基板上；

其中，所述电路基板上形成有过孔，所述过孔与所述第一电容对应且间隔设置，所述第一电容的一侧对应至少两个所述过孔。

2.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，

所述第一电容包括相对两长侧边和相对两短侧边，所述第一电容的长侧边对应至少两个所述过孔。

3.根据权利要求2所述的电路板，其特征在于，

所述过孔包括第一过孔和第二过孔，所述第一电容的相对两长侧边分别对应至少两个所述第一过孔和至少两个所述第二过孔，且至少两个所述第一过孔和至少两个所述第二过孔相对所述第一电容呈对称设置。

4.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，

所述电路板还包括与所述第一电容串联的第二电容，所述第一电容和所述第二电容分别包括相对两长侧边和相对两短侧边，所述第一电容的长侧边垂直于所述第二电容的长侧边，且所述第一电容远离所述第二电容的长侧边对应至少两个所述过孔，所述第二电容远离所述第一电容的长侧边对应至少两个所述过孔。

5.根据权利要求4所述的电路板，其特征在于，

所述电路板还包括第三电容，所述第三电容包括相对两长侧边和相对两短侧边，所述第三电容与所述第一电容和所述第二电容间隔设置，且所述第三电容的长侧边对应至少两个所述过孔。

6.根据权利要求5所述的电路板，其特征在于，

所述第一电容和所述第二电容的耐压值均小于所述第三电容的耐压值。

7.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，

所述电路板还包括设置于所述电路基板的相对两端部的接口和屏蔽连接筋，所述第一电容间隔设置于所述接口和所述屏蔽连接筋之间。

8.根据权利要求7所述的电路板，其特征在于，

所述第一电容包括相对两长侧边和相对两短侧边，所述第一电容的数量包括至少两个，其中，每一所述第一电容的长侧边的延伸方向平行于所述屏蔽连接筋的延伸方向，且每一所述第一电容的长侧边对应的至少两个所述过孔横截面的中心点之间的连线平行于所述屏蔽连接筋的延伸方向。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的电路板，其特征在于，

所述电路基板上对应于所述第一电容间隔形成有两焊盘，每一所述过孔的横截面直径小于或等于每一所述焊盘靠近所述过孔的侧边长度的二分之一。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-9中任一项所述的电路板。

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