[發明專利]使電容器破裂最小化并改進可靠性的電路板跡線圖形

在審

• 申請號: 201480022792.0
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN105164772A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: A·P·威利斯
• 申請（專利權）人: HIQ太陽能股份有限公司
• 主分類號: H01G2/06
• 分類號: H01G2/06;H01G4/12;H05K1/18
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 申發振

相關申請的交叉引用

本申請要求提交于2013年3月14日的標題為“NovelElectricalCircuitBoardTracePatterntoMinimizeCapacitorCrackingandImproveReliability”的美國專利申請61/782479和提交于2014年3月12日的標題為“ElectricalCircuitBoardTracePatterntoMinimizeCapacitorCrackingandImproveReliability”的美國專利申請14/206750的優先權和權益，通過引用將上述兩個申請的公開并入本文。

技術領域

本發明涉及安裝在標準的印刷電路板(PCB)上的電容器，而更具體地，涉及用于這樣的電容器的安裝焊盤。

背景技術

表面安裝組件已經能夠使電路板的成本和尺寸減小，并且已經允許在簡單材料上更高頻率的操作，這在之前是做不到的。其在消費性產業、電信產業、計算機產業和很多其它產業中廣泛使用。

盡管表面安裝組件被頻繁地使用，其普遍的替代物是具有引線的組件。兩個電容器的類型在圖1中例示出。

無引線的表面安裝電容器(特別是較大的無引線的表面安裝電容器)的普遍問題在于其易于破裂。這可能是因為機械應力(例如由于熱膨脹)，下面的電路板彎曲，或者由于制造過程期間將一個電路板與相鄰的電路板切割開。較舊的技術的引線組件受到這類問題的困擾比較少，因為金屬引線保持著一定程度的柔性，有助于將可能發生的機械應力恢復。

組件的破裂出于以下幾個原因危害可靠性。第一，因為組件停止在電路中發揮作用。在制造測試期間檢測電容器中的破裂是相當困難的。第二個問題在于，當其破裂時，依據設計，物理錯位可能導致電容器的兩個極板變得電連接在一起。由于電容器經常用于電源的解耦，這樣的錯位可能導致電源短路，因而熔化、局部燃燒和電路板損壞都是可能的后果。

電容器破裂是已熟知的問題，并已經由此出現了大量的文獻和緩解方案。通常的做法是嚴格限制電路板允許彎曲的量。

解決方案趨向于分為兩類——對表面安裝組件本身的設計的改變和對電路板的改變，要么通過焊盤設計，要么通過用于附到焊盤的焊料。

圖2示出了用于對機械應力的容差能更大的組件設計的示例。方案(a)、(b)和(c)例示了引線的使用，以獲得柔性更大的優勢。方案(d)具有額外的一層軟材料(諸如導電的環氧樹脂243)，添加所述軟材料是為了在焊料端子和電容器的主體之間提供一定程度的機械解耦。

另一個方案將電容器極板的重疊區域從可能發生破裂的潛在區域移開。此方案本身不減小破裂的可能性，但確實減小電容器短路的幾率。

上文描述的方法增加組件的成本，而且經常使組件變得更大。

用于將組件連接到電路板的焊料越多，其機械連接和電連接就越好。然而，將表面安裝組件極其牢固地固定住卻增加了破裂的可能性。出于這個原因，組件制造商推薦采用焊接焊盤(圖3，302)的尺寸和焊料(圖4，402、403、404)的量。

這些方案比使用專門的組件實施起來更便宜，但也更低效——能夠容許的彎曲度較低。

發明內容

根據本發明，提供一種具有為表面安裝電路組件提供熱應力補償的組件連接焊盤的印刷線路板，以及用于制作這樣的焊盤的方法。所述組件連接焊盤包括相對的多個導電指的組，所述導電指的組在其遠端相互連接而在其近端則分隔開，在其近端處具有用于安裝單個表面安裝電路組件的表面。

根據本發明的一個實施例，具有為表面安裝電路組件提供熱應力補償的組件連接焊盤的印刷線路板包括：電絕緣的印刷線路板基板；一個或多個導電線路圖形，所述一個或多個導電線路圖形印刷在所述基板的表面上并且包括用于安裝表面安裝電路組件的至少一對組件連接焊盤，其中所述至少一對組件連接焊盤中的每個包括相對的第一多個導電段和第二多個導電段，所述第一多個導電段和第二多個導電段中的每個從各自的遠端朝向各自相對的近端延伸，在遠端相互連接，并且分別包括在近端的用于安裝單個表面安裝電路組件的相應觸點的至少第一表面和第二表面。