预警装置和包括预警装置的印刷电路板组件的制作方法_2

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一时间、在同一工艺生产线上由同一操作工 制造),并且也并未放置在完全相同的使用环境下进行测试(例如测试用电路板并未与通 常电路板放置在同一电子设备内的内部环境下),因此,根据这些相关技术的预警装置不能 够准确地监测通常电路板的腐蚀程度。另外,在这些相关技术中,也并未涉及到多级预警图 案。
[0034] 另外,根据本实用新型,预警装置与电子元器件一起集成在印刷电路板上从而构 成印刷电路板组件,从而在用户端使用期间预警装置自动地进行测量和预警。因此,与专 注于在受控环境(例如机房)下或者在制造工厂中对测试电路板执行耐压测试(ΗΙΡ0Τ testing)或表面绝缘电阻测试的相关预警方案相比,根据本实用新型示例实施方式的预警 装置能够在印刷电路板组件出厂之后、在印刷电路板组件在非受控环境下使用时自动地执 行预警。而且,即便对于较低的腐蚀程度,根据本实用新型示例实施方式的预警装置也能够 做出适当预警。相比之下,对于上述相关预警方案,则需要特意地、非自动地执行测试和预 警,并且这种方案难以在产品在用户端使用期间执行,这是由于要求用户停止使用产品并 对该产品进行拆卸而进行测试通常是不便的和不实际的。
【附图说明】
[0035] 通过以下参照附图的详细描述,本实用新型的一个或多个实施方式的特征和优点 将变得更加容易理解,在附图中:
[0036] 图1是示出根据本实用新型示例性实施方式的印刷电路板组件的示意图;
[0037] 图2是示出根据本实用新型示例性实施方式的预警装置的示意图;
[0038] 图3是示出根据本实用新型示例性实施方式的预警装置的细节的另一示意图;
[0039] 图4是示出根据本实用新型示例性实施方式的预警装置的图案部的变型图案的 不意图;以及
[0040] 图5是示出根据本实用新型示例性实施方式的预警装置的硫化腐蚀测试结果的 曲线图。
【具体实施方式】
[0041] 下面参照附图、借助示例性实施方式对本实用新型进行详细描述。对本实用新型 的以下详细描述仅仅是出于说明目的,而绝不是对本实用新型及其应用或用途的限制。
[0042] 参照图1,根据本实用新型示例性实施方式的印刷电路板组件(PCBA) 100可以包 括:印刷电路板(PCB)200 ;用于执行相应预定功能的一个或多个电子元器件300(也可称为 通常器件300,并且在图示的示例中,电子元器件300设置为多个);以及用于对印刷电路板 200的腐蚀和/或表面绝缘电阻(SIR)进行监测从而对腐蚀程度和/或表面绝缘电阻减小 程度做出指示和预警的预警装置(也可称为腐蚀指示装置)400。
[0043] 在一些示例中,印刷电路板组件100可以用在电子设备中、并且可以是适于对来 自外部电源的电力进行处理(比如进行电力转换)从而为电子设备中的其它部件提供经过 处理的电力的供电单元印刷电路板组件。然而,本领域技术人员应当理解,印刷电路板组件 100也可以是不同于供电单元印刷电路板组件的其它印刷电路板组件。
[0044] 在图示的示例中,预警装置400可以与电子元器件300 -起一体地设置(集成) 在印刷电路板200上从而构成印刷电路板组件100。
[0045] 参照图2,预警装置400可以包括:印制在印刷电路板200的基板表面上的图案部 410 ( 即,图案部410嵌置在印刷电路板200中);测量部430,测量部430例如适于测量图 案部410中的具有不同极性的相邻布线之间的电阻(即表面绝缘电阻SIR);以及与测量部 430相联从而适于从测量部430接收比如测量信号并且适于将所接收的测量信号直接地向 外输出和/或根据所接收的测量信号向外报警的报警部450。
[0046] 在图示的示例中,图案部410可以包括预警图案和基准图案(也可称为临界图 案)418。预警图案可以包括第一预警图案412和第二预警图案414。预警图案和基准图 案418均可以实施为所谓的梳状图案。例如,第一预警图案412、第二预警图案414和基准 图案418可以分别包括:正极主布线412pw、414pw及418pw ;平行于正极主布线的负极主布 线412nw、414nw及418nw ;从正极主布线朝向负极主布线延伸的多个正极分支布线412pbw、 414pbw及418pbw ;以及从负极主布线朝向正极主布线延伸的多个负极分支布线412nbw、 414nbw 及 418nbw。
[0047] 在第一预警图案412、第二预警图案414和基准图案418中的每个中,正极分支 布线与负极分支布线可以交替地分布,从而分别限定出极性不同的相邻布线之间的布线间 距,即:第一预警图案412的布线间距412d、第二预警图案414的布线间距414d和基准图 案418的布线间距418d。
[0048] 第一预警图案412的布线间距412d可以小于第二预警图案414的布线间距414d, 并且第二预警图案414的布线间距414d可以小于基准图案418的布线间距418d。
[0049] 在一些示例中,基准图案418的布线间距418d可以设定成与印刷电路板组件100 中的印刷电路板200的基板表面上的用于电子元器件300 (即,印刷电路板组件100中原本 所具有的各个功能器件即通常器件)的布线(也可称为通常布线或元器件布线)的最窄布 线间距(也可称为最窄通常布线间距或最窄元器件布线间距)相等或大致相等。在印刷电 路板组件100的工作期间,预定电势差会施加在具有最窄通常布线间距的相邻通常布线之 间。作为示例,该预定电势差可能会是印刷电路板组件100中的最高电势差,由此,具有最 窄通常布线间距的相邻通常布线将会首先导通失效。
[0050] 在其它示例中,基准图案418的布线间距418d可以设定成与印刷电路板组件100 中的印刷电路板200的基板表面上的最易于发生腐蚀而失效的通常布线(也可称为最易腐 蚀通常布线)的布线间距相等或大致相等。这里,需要注意的是,最易腐蚀通常布线的布线 间距有可能并不是最窄的,然而,由于最高预定电势差施加在最易腐蚀通常布线之间从而 导致最易腐蚀通常布线最早腐蚀而导通。
[0051 ] 在优选的示例中,预警装置400所使用的电压与施加至最易腐蚀通常布线的电压 相等或大致相等。由此,预警装置400可以与印刷电路板组件100中的印刷电路板200的最 易腐蚀通常布线处于相同施压状态,从而预警装置400所提供的预警进一步具备参考性。
[0052] 在其它示例中,预警装置400所使用的电压可以大于施加至最易腐蚀通常布线的 电压。在这种情况下,可以加速预警装置400的图案部410的导通失效,从而进一步提高预 警装置400的预警可靠性。
[0053] 在特别的示例中,布线间距412d可以为0· 13mm、布线间距414d可以为0· 16mm、而 布线间距418d可以为0. 318mm。然而,本领域技术人员应当理解,各个布线间距可以适当地 变化,只要基准布线间距418d等于或大致等于最窄通常布线间距或者等于或大致等于最 易腐蚀通常布线的布线间距、并且预警布线间距412d、414d小于基准布线间距418d即可。
[0054] 在优选的示例中,图案部410的各个分支布线呈大致矩形并且彼此平行地布置, 由此相邻布线之间的介电区域也呈大致矩形从而在分支布线的纵长方向上布线间距是一 致的。
[0055] 采用梳状图案并且梳状图案中分别具有多个正负极分支布线从而形成多个介电 区域,这有助于提高预警装置400的预警可靠性。另外,梳状图案的介电区域呈大致矩形从 而在介电区域中具有一致的布线间距,这也有助于提高预警装置400的预警可靠性及稳定 性。
[0056] 如上文所描述,预警装置400集成在印刷电路板200上(特别地,图案部410印制 在印刷电路板200的基板表面上)。然而,应当理解,预警装置400并不会影响电子设备的 印刷电路板组件100的通常器件的正常工作。
[0057] 参照图3,测量部430可以包括:测量部电源431 ;适于与图案部410电连接的连 接器433 ;电阻435,在一些示例中,电阻435可以具有1ΜΩ的固定电阻值;以及与电阻435 并联的数据记录仪(测量仪)437。在一些示例中,数据记录仪适于测量电阻435的电压、记 录测量值、并且将测量值作为测量信号传送至报警部450。
[0058] 在一些示例中,在图案部410具有多个图案的情况下,测量部430可以设置有对应 数目的子测量部。例如,在如图2所示的示例中,测量部430可以包括与三个图案部--对 应的三个子测量部。
[0059] 在图3中,示出测量部430与图案部410 (以第一预警图案412作为示例)的连接 以及测量部430的细节。如图3所示,一方面,当第一预警图案412未发生腐蚀或者腐蚀程 度低而未导致第一预警图案412的表面绝缘电阻(SIR)过低时,数据记录仪437所测得的 电压值为零或者很低,此时相应地SIR足够高从而指示第一预警图案412的表面状态(即 表面绝缘电阻)良好。
[0060] 根据欧姆定律,SIR可以根据以下等式计算:
[0061] SIR = R1(V0-V1)A1
[0062] 其中,R1为电阻435的固定电阻值,V。为测量部电源431所提供的电压值,而V 1S 由数据记录仪437所测得的电阻435两侧之间的电压值。
[0063] 另一方面,当第一预警图案412发生腐蚀使得第一预警图案412的表面绝缘电阻 过低时,数据记录仪437所测得的电压值则相当高。
[0064] 在一些示例中,在电阻435具有1ΜΩ的固定电阻值的情况下,当V1S VQ/101亦即 当所计算的SIR>100M Ω时,则认为第一预警图案412的表面状态良好从而指示印刷电路板 组件100内部的腐蚀程度很低。当VAVlZlOl亦
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