[实用新型]可增强机械强度的基板

说明书

技术领域

本实用新型主要涉及到电路板的设计技术领域，确切地说，采用了在印刷电路板上设置增强机械强度的内部布线方案，内部布线还是电子元器件等热源的热量消散途径，以确保整个电子装置的安全可靠。

背景技术

无论是大型电力电子设备还是可携带的微型电子设备，随着电子技术的高速发展印制电路板广泛应用于各个领域，几乎所有的电子设备都无法离开相应的印制电路板。为保证电子设备正常工作，减少相互间的电磁干扰，降低电磁污染的不利影响，电磁兼容设计不容忽视。本申请涉及印制电路板的设计方法和技巧。在印制电路板的设计中，元器件布局和电路连接的布线是关键的两个环节。在电子电路领域印制电路板又称印刷电路板，是电子元器件电气连接的提供者。电路板的发展已有上百年的历史了，采用印刷电路板的主要优点是能够大大减少布线和装配的差错，极大的提高电路设计的自动化水平和生产劳动率，它的设计主要是版图设计。按照线路板层数可分为单面板、双面板、四层板、六层板以及其他多层线路板。印刷电路板的重要参数之一是机械强度，其机械强度指印刷电路板的材料受外力作用时，其单位面积上所能承受的最大负荷。印刷电路板一般用抗弯/抗折强度、抗拉/抗张强度、抗压强度、抗冲击强度等来描述，电路板的层数越多表示机械强度越大/高，但对应的成本就越高。电路板基材普遍是以基板的绝缘部分作分类，最常见的原料有电木板和玻璃纤维板和各式的塑胶板等，印刷电路板的制造商普遍以玻璃纤维和织物料及树脂组成的绝缘部分，再以环氧树脂和铜箔压制成黏合片使用。印刷电路板内部层压的铜箔其实容易导致印刷电路板会发生分层导致层与层之间剥离的问题。

随着电子技术的高速进展，印制电路板广泛应用于电子领域，基本上所有电子设备中都无法离开相应的印制电路板。为保证电子设备正常工作，减少相互间的电磁干扰，降低电磁污染对人类及生态环境的不利影响，电磁兼容设计不容忽视。在印制电路板的设计中元器件布局和电路连接的布线是关键的两个环节。布局是把电路器件放在印制电路板布线区内。布局是否合理不仅影响后面重要的布线工作，而且对整个电路板的性能也有重要影响。在保证电路功能和性能指标后，要满足工艺性、检测和维修方面的要求，元件应均匀整齐紧凑布放在PCB上，尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接，以得到均匀的组装密度。按电路流程安排各个功能电路单元的位置，输入和输出信号、高电平和低电平部分尽可能不交叉，信号传输路线最短。功能区分元器件的位置应按电源电压、数字模拟电路、速度快慢、电流大小等进行分组，以免相互干扰。电路板上同时安装数字电路和模拟电路时，两种电路的地线和供电系统需要完全分开，有条件时将数字电路和模拟电路安排在不同层内。电路板上需要布置快速、中速和低速逻辑电路时，应安放在紧靠连接器范围内;而低速逻辑和存储器，应安放在远离连接器范围内。

当前在安装电子元器件到印刷电路板上的场合会出现一个异常情况，这体现在：由于电子元器件利用焊锡类材料贴片到印刷电路板上之后，印刷电路板在重力、受热、搬运抖动或者按压或者安装时未平铺等各种因素情况下会略微曲翘，实际上就是因为印刷电路板的物理特性是柔性的基板，容易发生形变，这需要视印刷电路板材质的不同而导致硬度系数也不同。这样一来结果就是：印刷电路板在发生形变，由于电子元器件是通过焊锡类对接到印刷电路板上的，形变使得电子元器件上趋于从印刷电路板上剥离或者受到印刷电路板产生的外力干涉抵压，这种情况很容易观察得到的情况是：直接让电子元器件在受印刷电路板的外力干涉时其引脚或贴合脚捎带着将印刷电路板上的焊盘撕裂下来；不容易观察得到的情况是：由于电子元器件在受力其引脚连着一起拽拉印刷电路板上的焊盘，虽然焊盘未被撕断，但是铜皮或其他合金材料的焊盘会产生裂痕导致类似于阻值变大等异常事件，这种情况在产品生产的节点甚至之后被使用的一段时间内都不容易被发现，但是却会产生长期的可靠性，严重情况会诱发电性失效甚至火灾等，因为很多电力装置都运作在高压高电流的工作态。更恶劣的情况是：由于电子元器件自身并非都是很坚固的材料，很多电子元器件是硅基或者陶瓷等材质来提供支撑力的，类似于很多尺寸大的芯片基于散热的考虑会将部分硅片直接裸露出来，如裸露型FCBGA，还有一些电容的电子元器件自身是多层陶瓷介质层压，在受力时很容易导致器件内部龟裂。显而易见的是，我们要防止以上情况的发生，必须增强电路板机械强度，本申请后续内容将会逐步介绍实施手段。

实用新型内容

在本实用新型的一个可选实施例中，披露了一种可增强机械强度的基板，包括埋设在基板内部且沿着基板所在的平面延展开的金属网格布线。