[实用新型]一种单元电路板组装结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电路板组装结构，特别涉及一种模块类产品的内部单元电路板组装结构。

背景技术

现有的电子设备产品，基本的组成模式都是将电子器件连接在电路板上，再通过电路板电路将各种器件连接成一个整体并实现一定的功能。对于复杂的大型电子设备，往往会将部分功能电路单独设计制作成一个电路单元并作为整机的一个电子器件使用。本文所述的单元电路即为实现单独功能的电路单元结构。组成单元电路的电路板即为单元电路板。将电路单元经过组装并加上绝缘材料重新封装成的电子器件称为模块。

随着电子设备的发展，产品的小型化要求不断提高。作为电子设备组成的单元电路也不断朝着小型化的方向发展。由于电子设备的器件都分布在电路板上，当器件的高度在所有布板器件的最高高度以下时，减小器件所占空间的最有效方式就是减小器件的布板面积。这里的布板面积是指器件在电路板平面上所占的面积。单元电路也是由电子器件装配到电路板上组成的。为了说明各种组装结构的布板面积大小，这里定义单元电路板上用于装配器件实现单元电路功能的面积为单元电路的电路面积。电路面积和布板面积的关系如图1所示。电路面积为器件A上可以用于布器件的电路板面积。布板面积为器件A在电路板B上投影并加上安全距离所占用的面积，如图中虚线所示。由于实现单元电路功能所需的电路面积是基本不变的，因此可以通过对比相同电路面积下的布板面积大小来判定各种组装结构的布板面积利用率。

常规的单元电路组装结构为双列直插式结构。双列直插式结构如图2所示。这种结构的电路面积为单元电路所占布板面积的2倍以内。以单元电路产品的典型代表电源模块为例，其标准的砖类产品封装尺寸就是按照双列直插式封装结构来定义的。八分之一砖电源模块的标准尺寸为58mm×23mm。电路面积为58×23×2=2668mm²。电路板装配器件时为了保证插件器件的顺利安装以及每个器件之间的电气安全，每个电子器件之间都会保留必要的安全空间。如果设备中每个器件所需的平均安全距离为1mm，相当于长宽各增加2mm，那么八分之一砖电源模块的布板面积为（58+2）×（23+2）=1500mm²。2668mm²的电路面积需要1500mm²的布板面积，这样的组装结构布板面积利用率是很低的。

为了提高布板面积的利用率，减小电子设备的体积，目前出现的改良方案主要有两种：多层双列直插式封装和单列直插式封装。

多层双列直插式结构如图3-1所示。这种组装结构提高布板面积利用率的理念为：双列直插式产品的布板面积很大，但是器件高度很低。通过将电路板在垂直高度上的叠加就可以实现在相同电路面积下水平面积的减小，进而降低器件的布板面积。这种组装方式存在的问题为：组成单元电路的电路板上需要装配电子器件，器件本身也有一定的面积要求，器件之间还要进行可靠的电气连接，因此单个电路单板的面积不能无限缩小。由于分层越多，电路板之间的信号连接越难以满足，因此分层数量受到限制。这种形式的组装结构理论上可以无限分层，但是实际上一般只做两层电路板，最多不超过三层。因此不能充分的减小布板面积。

这里将八分之一砖电源模块分为三层电路板为例计算多层双列直插式组装结构单元电路的布板面积。为了具备可比性，这里不改变模块的电路面积，每个电路板长宽尺寸减小为原尺寸的0.577倍。这时电路面积为0.577×58×0.577×23×2×3=2664.7mm²，和原先的2668mm²基本不变。布板面积为（0.577×58+2）×（0.577×23+2）=541.6mm²。布板面积和原先的1500mm²有了显著的减小。