确定电路基板的加固位置的方法及基板组件技术

本发明专利技术涉及确定电路基板的加固位置的方法及基板组件。提供一种确定电路板的加固位置的方法，包括：建立电路板的数值模型，在该电路板中电子部件通过凸点安装在前表面上并且加固构件附接至背表面中的与位于电子部件的拐角部位中的凸点对应的位置；并入关于位于电子部件的外围并且将电路板固定到电子设备的机壳的螺柱的信息；执行模拟以获得当从电路板的背面给电子部件施加力时在拐角部位的凸点中所产生的应力值；以及基于通过上述模拟获得的应力值来根据螺柱的位置确定加固构件的布置。

【技术实现步骤摘要】
确定电路基板的加固位置的方法及基板组件
这里所描述的实施例的某一方面涉及确定电路板的加固(reinforcement)位置的方法及基板组件。
技术介绍
当在基板上安装电子部件时，通过凸点(bump)来进行倒装芯片安装。此时，凸点具有以下功能:获得电子部件与电路板之间的电气连接并且将电子部件机械地固定到电路板。此外，在凸点之间设置有底部填充物，从而加固电子部件与电路板的接合部。例如，在日本特许公开N0.2007-88293和N0.2007-12695中公开了加固。但是，在使用底部填充物时，存在难以移除部件的情况。如果不可能移除部件，则对安装有昂贵部件的电路板的整个的使用变得不可能。因此，越来越多地在不使用底部填充物的情况下将电子部件凸点安装在电路板上。但是，当不使用底部填充物时，存在不能充分地确保机械强度的情况，并且在这种情况下，用于补偿机械强度的对策变得必要。例如，已经提出了:通过焊料将翘曲减小构件接合至安装有半导体器件的电路板的背面以加固安装有半导体器件的部分。上述翘曲减小构件的目的是抑制由焊接、操作等中产生的热所导致的电路板的翘曲。但是，电路板翘曲的原因不局限于这样的热产生。除热产生之外，当施加来自外界的压力(外力)时，也会发生翘曲。在这种情况下，电路板的翘曲状态取决于电路板到机壳的固定状态的程度。最近几年中，在小型电子设备比如移动电话中，需要非常高密度的部件安装。在这些设备中，需要使用所必需的最少数目的翘曲减小构件以及加固电路板上安装有部件的区域。即，最高优先级是固定电路板上安装有部件的大区域。因此，需要灵活设计，例如，确定翘曲减小构件的最少布置并且然后确定将电路板固定到机壳的螺柱的位置。但是，由于通常难以根据螺柱的位置来检验什么类型的减小翘曲的对策变得必要，所以难以进行灵活设计。
技术实现思路
从而，本说明书所公开的确定电路板的加固位置的方法及基板组件具有以下目的:容易地确定用于减小其中螺柱布置在电子部件外围的电路板的翘曲的最少对策。根据本专利技术的一个方面，提供了一种确定电路板的加固位置的方法，包括:建立电路板的数值模型，在该电路板中电子部件通过凸点安装在前表面中并且加固构件附接至背表面中的与位于电子部件的拐角部位中的凸点对应的位置；并入关于螺柱的信息，该螺柱位于电子部件的外围并且将电路板固定到电子设备的机壳；执行模拟以获得当从电路板的背面给电子部件施加力时在拐角部位的凸点中所产生的应力值；以及基于通过上述模拟获得的应力值来根据螺柱的位置确定加固构件的布置。根据本专利技术的一个方面，提供了一种基板组件，该基板组件固定至机壳，该基板组件包括:电路板，电子部件通过在前表面上按矩形形状布置的凸点安装到该电路板；螺柱，位于电子部件的外围并且将电路板固定到机壳；以及加固构件，附接至电路板背表面中的与电子部件的拐角部位的一部分对应的位置，其中当电子部件的中心位置位于连接螺柱和加固构件的线上时，加固构件位于与除了其中当从电路板的背面给电子部件施加压力时所产生的应力最小的拐角部位以外的拐角部位对应的位置中。本专利技术的目的和优点将借助于权利要求所具体指出的要素和组合来实现和获得。应当理解，前面的总体性描述和后续的详细描述两者都是示例性的和说明性的并且不是所要求保护的专利技术的限制。附图说明图1是其中并入基板组件的电子设备的横截面图；图2是不出在基板组件中所广生的应力的说明图；图3是示出在根据一种实施例的确定加固位置的方法中所使用的信息处理设备的框图；图4是示出该实施例的电路板的每个部分的尺寸的说明图；图5A和图5B示出对确定该实施例的基板组件的加固位置的方法进行说明的流程图；图6A和图6B是示意性地示出模拟中所用的模型的说明图，图6A是横截面图，图6B是平面图；图7是示出将电子部件的外围划分成多个区域的示例的说明图；图8是示出基于模拟N0.1.2来加固的电路板的说明图；图9是示出基于模拟N0.2.2来加固的电路板的说明图；图10是示出基于模拟N0.3.2来加固的电路板的说明图；图11是示出基于模拟N0.4.2来加固的电路板的说明图；图12是示出基于模拟N0.5.2来加固的电路板的说明图；图13是示出模拟N0.6.0中的螺柱布置的说明图；图14是示出模拟N0.7.0中的螺柱布置的说明图；图15是示出模拟N0.8.0中的螺柱布置的说明图；图16是示出模拟N0.9.0中的螺柱布置的说明图；图17是示出基于模拟N0.10.2来加固的电路板的说明图；图18是示出基于模拟N0.11.2来加固的电路板的说明图；图19是示出基于模拟N0.12.2来加固的电路板的说明图；图20是示出基于模拟N0.13.2来加固的电路板的说明图；图21是示出模拟N0.14.0中的螺柱布置的说明图；图22是示出模拟N0.15.0中的螺柱布置的说明图；图23是示出模拟N0.16.0中的螺柱布置的说明图；图24是示出模拟N0.17.0中的螺柱布置的说明图；图25是示出模拟N0.18.0中的螺柱布置的说明图；图26是示出模拟N0.19.0中的螺柱布置的说明图；以及图27是示出模拟N0.20.0中的螺柱布置的说明图。具体实施方式在下文中，将参考附图描述本专利技术的实施例。但是，为了便于说明，在图中，每一部分的大小和比例等可能不会示出为与实际部分的大小和比例等完全对应。例如，图中示出的凸点的数目不同于实际的凸点的数目。参考图1，将对包括基板组件I的电子设备的外形结构给出描述。假定电子设备100是作为便携式电子设备的示例的个人计算机，但可以是其它设备如便携式电话。电子设备100包括处于机壳101内的基板组件I。基板组件I包括安装有电子部件4的电路板2。在本实施例中，假定电子部件是BGA (Ball grid array，球栅阵列)型封装的CPU (中央处理器)，但是也可以使用其它电子部件。放热构件3堆叠并且设置在电子部件4上。电子部件4经由凸点(焊料凸点)5倒装芯片(flip-chip)安装在电路板2上。如图4及其它图所示，凸点5按矩形形状布置。电路板2的外围的一部分由机壳101夹住并保持并且在多个位置处经由螺柱6通过螺钉7固定。螺柱6位于电子部件4的外围。螺柱6用来将电路板2固定到电子设备的机壳101。如上所述，通过机壳101夹住并保持的部位以及通过螺柱6固定的部位就成为电路板2的固定部位。电子部件4具有矩形形状并且具有四个拐角部位。即，如图4和其它图所示，在电子部件4中形成四个拐角部位:拐角部位A、拐角部位B、拐角部位C和拐角部位D。电路板2具有柔韧性，而电子部件4可以被认为是刚体。图2是示出在基板组件I中所产生的应力的说明图。从电子部件4的拐角部位A到距拐角部位A最近的成为固定部位的螺柱6之间的距离用LI来表示。从拐角部位C到距拐角部位C最近的成为固定部位的螺柱6之间的距离用L2来表示。然后，假设给电子部件4施加负载P。此时，在拐角部位A中所产生的力矩Ma和在拐角部位C中所产生的力矩Mc通过以下公式来表示:Ma=LI * P/2MC=L2 * P/2因此，力矩的比遵照LI与L2的比。S卩，例如，当LI与L2的比为1:2时，力矩的比变为1:2。使用Z作为截面模量时，力矩和应力值之间的关系通过下式表示:σ =M/Z假设电子部件4的厚度是h、宽度是b，则截面模量Z通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定电路板的加固位置的方法，包括：建立电路板的数值模型，在所述电路板中电子部件通过凸点安装在前表面中并且加固部件附接至背表面中的与位于所述电子部件的拐角部位中的凸点对应的位置；并入关于螺柱的信息，所述螺柱位于所述电子部件的外围并且将所述电路板固定到电子设备的机壳；执行模拟以获得当从所述电路板的背面给所述电子部件施加力时在拐角部位的凸点中所产生的应力值；以及基于通过所述模拟获得的所述应力值来根据所述螺柱的位置确定所述加固构件的布置。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林弘，江本哲，冈田彻，北嶋雅之，增山卓己，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：