使电容器破裂最小化并改进可靠性的电路板迹线图形的制作方法
【专利说明】使电容器破裂最小化并改进可靠性的电路板迹线图形
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求提交于2013年3月14日的标题为“Novel Electrical Circuit BoardTrace Pattern to Minimize Capacitor Cracking and Improve Reliability”的美国专利申请 61/782479 和提交于 2014 年 3 月 12 日的标题为 “Electrical Circuit Board TracePattern to Minimize Capacitor Cracking and Improve Reliability，，的美国专利申请14/206750的优先权和权益，通过引用将上述两个申请的公开并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及安装在标准的印刷电路板(PCB)上的电容器，而更具体地，涉及用于这样的电容器的安装焊盘。
【背景技术】
[0004]表面安装组件已经能够使电路板的成本和尺寸减小，并且已经允许在简单材料上更高频率的操作，这在之前是做不到的。其在消费性产业、电信产业、计算机产业和很多其它产业中广泛使用。
[0005]尽管表面安装组件被频繁地使用，其普遍的替代物是具有引线的组件。两个电容器的类型在图1中例示出。
[0006]无引线的表面安装电容器(特别是较大的无引线的表面安装电容器)的普遍问题在于其易于破裂。这可能是因为机械应力(例如由于热膨胀)，下面的电路板弯曲，或者由于制造过程期间将一个电路板与相邻的电路板切割开。较旧的技术的引线组件受到这类问题的困扰比较少，因为金属引线保持着一定程度的柔性，有助于将可能发生的机械应力恢复。
[0007]组件的破裂出于以下几个原因危害可靠性。第一，因为组件停止在电路中发挥作用。在制造测试期间检测电容器中的破裂是相当困难的。第二个问题在于，当其破裂时，依据设计，物理错位可能导致电容器的两个极板变得电连接在一起。由于电容器经常用于电源的解耦，这样的错位可能导致电源短路，因而熔化、局部燃烧和电路板损坏都是可能的后果O
[0008]电容器破裂是已熟知的问题，并已经由此出现了大量的文献和缓解方案。通常的做法是严格限制电路板允许弯曲的量。
[0009]解决方案趋向于分为两类一一对表面安装组件本身的设计的改变和对电路板的改变，要么通过焊盘设计，要么通过用于附到焊盘的焊料。
[0010]图2示出了用于对机械应力的容差能更大的组件设计的示例。方案(a)、(b)和(C)例示了引线的使用，以获得柔性更大的优势。方案(d)具有额外的一层软材料(诸如导电的环氧树脂243)，添加所述软材料是为了在焊料端子和电容器的主体之间提供一定程度的机械解耦。
[0011]另一个方案将电容器极板的重叠区域从可能发生破裂的潜在区域移开。此方案本身不减小破裂的可能性，但确实减小电容器短路的几率。
[0012]上文描述的方法增加组件的成本，而且经常使组件变得更大。
[0013]用于将组件连接到电路板的焊料越多，其机械连接和电连接就越好。然而，将表面安装组件极其牢固地固定住却增加了破裂的可能性。出于这个原因，组件制造商推荐采用焊接焊盘(图3，302)的尺寸和焊料(图4，402、403、404)的量。
[0014]这些方案比使用专门的组件实施起来更便宜，但也更低效——能够容许的弯曲度较低。
【发明内容】
[0015]根据本发明，提供一种具有为表面安装电路组件提供热应力补偿的组件连接焊盘的印刷线路板，以及用于制作这样的焊盘的方法。所述组件连接焊盘包括相对的多个导电指的组，所述导电指的组在其远端相互连接而在其近端则分隔开，在其近端处具有用于安装单个表面安装电路组件的表面。
[0016]根据本发明的一个实施例，具有为表面安装电路组件提供热应力补偿的组件连接焊盘的印刷线路板包括:电绝缘的印刷线路板基板；一个或多个导电线路图形，所述一个或多个导电线路图形印刷在所述基板的表面上并且包括用于安装表面安装电路组件的至少一对组件连接焊盘，其中所述至少一对组件连接焊盘中的每个包括相对的第一多个导电段和第二多个导电段，所述第一多个导电段和第二多个导电段中的每个从各自的远端朝向各自相对的近端延伸，在远端相互连接，并且分别包括在近端的用于安装单个表面安装电路组件的相应触点的至少第一表面和第二表面。
[0017]根据本发明的另一个实施例，用于制作具有为表面安装电路组件提供热应力补偿的组件连接焊盘的印刷线路板的方法包括:提供电绝缘的印刷线路板基板；以及在所述基板的表面上印刷一个或多个导电线路图形，所述一个或多个导电线路图形包括用于安装表面安装电路组件的至少一对组件连接焊盘，其中所述至少一对组件连接焊盘中的每个包括相对的第一多个导电段和第二多个导电段，所述第一多个导电段和第二多个导电段中的每个从各自的远端朝向各自相对的近端延伸，在远端相互连接，并且分别包括在近端的用于安装单个表面安装电路组件的相应触点的至少第一表面和第二表面。
【附图说明】
[0018]图1描述了常规的有引线与无引线的组件类型的比较以及各自的电路板安装技术。
[0019]图2描述了具有对机械应力的容差的常规的电容器设计。
[0020]图3描述了常规的对焊接焊盘尺寸的规定。
[0021]图4描述了常规的推荐焊料量。
[0022]图5描述了常规的焊接焊盘设计与根据本发明的示例实施例的焊接焊盘设计的比较。
[0023]图6描述了根据本发明的示例实施例的焊接焊盘设计的实现方式。
[0024]图7描述了尽管在电路板充分弯曲的情况下根据本发明的示例实施例的焊接焊盘设计的持久连接。
【具体实施方式】
[0025]如下文所更详细地讨论的，此处介绍的是在标准的PCB上使用的新