便携电子装置和球栅阵列封装保护装置

申请号 CN02817789.4 申请日 2002-06-07 公开(公告)号 CN100348081C 公开(公告)日 2007-11-07
申请人 松下电器产业株式会社; 发明人 樋口俊洋; 永池昭太郎; 山田拓; 猪股阳二;
摘要 一种便携 电子 装置(10),其包括固定到印刷 电路 板(13)一侧上并由操纵按钮(11)控制的微型 开关 (12),以及 焊接 到印刷 电路板 (13)另一侧上同时被容纳在BGA封装(14、15、16)中的电路元件。围绕BGA封装(14、15、16)的保护壁(22)固定到印刷电路板(13)上,用于将保护壁(22)保持在印刷电路板(13)一侧上的第一突起(18b)设置在便携电子装置(10)的壳体(18)上,用于将BGA封装(14、15、16)的表面保持在印刷电路板(13)一侧上的第二突起(18c)设置在便携电子装置(10)的壳体(18)上。由此防止BGA封装从印刷电路板(13)上剥落。即使在操纵按钮在游戏中被频繁操纵等,安装在操纵按钮背面上的BGA封装也可以保持良好焊接状态。
权利要求

1.一种便携电子装置,其中,由操纵按钮控制的微型开关安装在印刷 电路板的一侧上,而容纳在BGA封装中的电路元件焊接在所述印刷电路 板的另一侧上,所述便携电子装置的特征在于:
用于围绕所述BGA封装的保护壁安装在所述印刷电路板上,一保护 罩配装到保护壁的外周端部上并覆盖由保护壁环绕地限定的上表面开口部 分,用于将所述保护壁保持在所述印刷电路板上的突起部分沿着朝向印刷 电路板的方向从所述便携电子装置的后部壳体伸出,并且该突起部分位于 后部壳体和保护罩之间。
2.如权利要求1的便携电子装置,其中用于将所述BGA封装的表面 保持在所述印刷电路板上的一第二突起部分从所述便携电子装置的后部壳 体伸出并位于后部壳体和所述BGA封装的所述表面之间。
3.一种便携电子装置,其中,由操纵按钮控制的微型开关安装在印刷 电路板的一侧上,而容纳在BGA封装中的电路元件焊接在所述印刷电路 板的另一侧上,所述便携电子装置的特征在于:
用于将所述BGA封装的表面保持在所述印刷电路板上的突起部分从 所述便携电子装置的后部壳体伸出并位于后部壳体和所述BGA封装的所 述表面之间。
4.一种用于保护焊接到印刷电路板上的BGA封装的焊接部分的BGA 封装保护装置,所述BGA封装保护装置的特征在于:
用于围绕所述BGA封装的保护壁安装在所述印刷电路板上,一保护 罩配装到保护壁的外周端部上并覆盖由保护壁环绕地限定的上表面开口部 分;以及
沿着该保护壁设置用于将该保护壁保持在所述印刷电路板上的元件沿 着朝向印刷电路板的方向从所述便携电子装置的后部壳体伸出,并且该元 件位于后部壳体和保护罩之间。
5.一种用于保护焊接到印刷电路板上的BGA封装的焊接部分的BGA 封装保护装置,所述BGA封装保护装置特征在于:
用于围绕所述BGA封装的保护壁安装在所述印刷电路板上,一保护 罩配装到保护壁的外周端部上并覆盖由保护壁环绕地限定的上表面开口部 分;以及
所述BGA封装保护装置包括:
第一元件,其用于将所述保护壁保持在所述印刷电路板上,其沿着朝 向印刷电路板的方向从所述便携电子装置的后部壳体伸出,并且该第一元 件位于后部壳体和保护罩之间;以及
第二元件,其用于将所述BGA封装的表面保持在所述印刷电路板 上,其从所述便携电子装置的所述壳体伸出并位于后部壳体和所述BGA 封装的所述表面之间。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种用于保护BGA(球栅阵列)的保护装置,该BGA安装 在便携电子装置上,诸如便携电话机(包括简单地便携电话机在内)、 PDA(个人数字助理)、便携游戏机等。更具体的说,本发明涉及一种便携 电子装置和BGA封装保护装置,其中,即使下压便携电子装置的操纵按 钮的压施加到其上焊接有BGA封装的印刷电路板上,BGA封装的焊接 部分也不会剥落。

背景技术

图8是示出传统便携电话机的后视图,图9是沿着图8中的线IX-IX 截取的横截面图。集成电路5焊接到印刷电路板4的背面上,在印刷电路 板的前侧上安装有微型开关3,该微型开关3由便携电话机1的按钮2导 通和断开。随着微型制造技术的发展,最近,已经广泛使用BGA封装形 式的集成电路5。BGA封装形式的集成电路5被构造成使得多个球状端子 在底面上排列成格栅形式,并且这些球状端子分别焊接到印刷电路板4上 的相应部分上。而且,对于组装到小型便携电子装置中的印刷电路板4来 说,近年来使用的薄型印刷电路板越来越普及。
在将电话号码输入到便携电话机1中时,按钮2被连续压下,以导通 微型开关3。此时,下压每个按钮的手指的力传递到印刷电路板4上,从 而薄型印刷电路板4稍许变形。然而,由于BGA封装5的背面在很大区 域上焊接到印刷电路板4上,因此,焊接部分不会被输入电话号码操作那 么大的力所剥落。
但是最近,出现越来越多的便携电话机,这种电话机允许使用者在电 话机的待机时间(queuing time)中玩游戏。在玩游戏时,用于移动光标的定 位键(navigation key)被频繁使用。通过频繁并反复地压下按钮,在BGA封 装5的焊接部分内累积应力,其中,BGA封装5的焊接部分焊接到定位键 背面的印刷电路板上。结果,将很有可能发生焊接部分剥落。
焊接部分位于BGA封装5的背面上。因此,当焊接部分剥落时,难 于通过重新焊接来修复剥落的焊接部分。于是,必须用新的来更换整个印 刷电路板4。这导致维修成本增加的问题。焊接部分的这种低可靠性导致 便携电话机的低可靠性。在允许使用者玩游戏的普通便携电子装置以及便 携电话机中都会出现相同的问题。

发明内容

于是,本发明的目的是提供一种便携电话机和BGA封装保护装置, 其中,即使在按钮被频繁压下的情况下,安装在操纵按钮背面上的BGA 封装的焊接部分也可以保持在良好的条件下。
根据本发明的第一方面,提供了一种便携电子装置,其中,由操纵按 钮控制的微型开关安装在印刷电路板的一侧上,而容纳在BGA封装中的 电路元件焊接到印刷电路板的另一侧上,其中用于围绕BGA封装的保护 壁(shield wall)安装在印刷电路板上,一保护罩配装到保护壁的外周端部上 并覆盖由保护壁环绕地限定的上表面开口部分,用于将所述保护壁保持在 所述印刷电路板上的突起部分沿着朝向印刷电路板的方向从所述便携电子 装置的后部壳体伸出,并且该突起部分位于后部壳体和保护罩之间。通过 这种结构,即使在操纵按钮被操纵,并且变形力作用于印刷电路板上的情 况下,也可以至少在由保护壁所围绕的区域内限制印刷电路板变形。
根据本发明的第二方面,提供了一种便携电子装置,其中,由操纵按 钮控制的微型开关安装到印刷电路板的一侧上,而容纳在BGA封装中的 电路元件焊接到印刷电路板的另一侧上,其中,用于将BGA封装的表面 保持在印刷电路板上的突起部分从便携电子装置的后部壳体伸出并位于后 部壳体和所述BGA封装的所述表面之间。通过这种结构,即使在操纵按 钮被操纵并且变形力作用在印刷电路上的情况下,BGA封装也由印刷电路 板压住,从而焊接部分保持在良好条件下。
根据本发明第三方面,提供了一种根据第一方面的便携电子装置,其 中用于将BGA封装的表面保持在印刷电路板上的第二突起部分从便携电 子装置的后部壳体伸出并位于后部壳体和所述BGA封装的所述表面之 间。通过这种结构,由第一突起部分实现的保护焊接部分的保护效果与由 第二突起部分实现的保护焊接部分的保护效果协同地发挥作用,由此确保 了BGA封装的进一步保护。
根据本发明的第四方面,提供了一种BGA封装保护装置,用于保护 焊接到印刷电路板上的BGA封装的焊接部分,其中,用于围绕BGA封装 的保护壁安装到印刷电路板上,一保护罩配装到保护壁的外周端部上并覆 盖由保护壁环绕地限定的上表面开口部分;并沿着保护壁提供了用于将保 护壁保持在印刷电路板上的元件,该元件沿着朝向印刷电路板的方向从所 述便携电子装置的后部壳体伸出,并且该元件位于后部壳体和保护罩之 间。通过这种结构,即使变形力作用到印刷电路上,也会至少在由保护壁 围绕的区域内限制印刷电路板变形。结果,施加到BGA封装的焊接部分 上的应力得以减弱。
根据本发明的第五方面,提供了一种BGA封装保护装置,用于保护 焊接到印刷电路板上的BGA封装的焊接部分,其中,用于围绕BGA封装 的保护壁安装在印刷电路板上,一保护罩配装到保护壁的外周端部上并覆 盖由保护壁环绕地限定的上表面开口部分;以及所述BGA封装保护装置 包括:第一元件,其用于将所述保护壁保持在所述印刷电路板上,其沿着 朝向印刷电路板的方向从所述便携电子装置的后部壳体伸出,并且该第一 元件位于后部壳体和保护罩之间;以及第二元件,其用于将所述BGA封 装的表面保持在所述印刷电路板上,其从所述便携电子装置的所述壳体伸 出并位于后部壳体和所述BGA封装的所述表面之间。通过这种结构,由 第一元件实现的保护焊接部分的保护效果与由第二元件实现的保护焊接部 分的保护效果协同起作用,由此确保了BGA封装的进一步保护。
附图说明
图1是示出根据本发明第一实施例的便携电话机的后视图;
图2是示出根据本发明第一实施例的便携电话机的横截面图;
图3是示出根据本发明第二实施例的便携电话机的横截面图;
图4是示出根据本发明第二实施例的便携电话机的BGA封装部分俯 视观察时的模型图;
图5(a)是示出根据本发明第二实施例的第一种改型的便携电话机的 BGA封装部分俯视观察时的模型图,而图5(b)是示出根据本发明第二实施 例的第一种改型的便携电话机的按键部分的横截面图;
图6(a)是示出根据本发明第二实施例的第二种改型的便携电话机的 BGA封装部分俯视观察时的模型图,而图6(b)是示出根据本发明第二实施 例的便携电话机的按键部分的横截面图;
图7是示出根据本发明第三实施例的便携电话机的横截面图;
图8是示出传统便携电话机的后视图;
图9是示出传统便携电话机的横截面图。
在图中,附图标记10是便携电话机10;11是按钮;12是微型开关; 13是印刷电路板;14、15和16是BGA封装;17是前部壳体;18是后部 壳体;18b是用于保持保护壁的突起部分;18c、18d和18e是凸台(突 起);21是保护板;22是保护壁;以及23是保护罩。

具体实施方式

将参照附图描述本发明的实施例。
图1是示出根据本发明第一实施例的便携电话机的后视图。图2是沿 着图1中的线II-II截取的横截面图。在根据本发明构造的便携电话机10 中,BGA封装14、15和16焊接到印刷电路板13的背面上,而该印刷电 路板13在其前侧上安装有微型开关12,这些微型开关12在与其相关联的 按钮11被压下时导通,而在使用者的手指从按钮上离开时断开。
印刷电路板13的外周部分固定在从便携电话机10的前部壳体17伸 出的肋17a和从便携电话机10的后部壳体18伸出的肋18a之间。在后部 壳体18的背面上形成电池容纳部分19,并且该电池容纳部分19由后盖 20遮盖。
本实施例的便携电话机10布置成使得包括安装到集成电路板13上的 那些BGA封装在内的集成电路集中焊接到一个位置上,并且它们由保护 板21覆盖。
保护板21例如由不锈的板形成。保护板包括用于集中围绕BGA封装 14、15和16的保护壁22,该保护壁22在印刷电路板13上竖立,并且保 护板还包括保护罩23,该保护罩23配装到保护壁22的外周端部上,并覆 盖由保护壁22环绕地限定的上表面开口部分。保护壁22的下端通过焊接 或其他适当的固定装置固定到印刷电路板13上,并且在保护罩23的适当 位置处形成散热孔。
从而,在本实施例中提供了用于围绕BGA封装14、15和16的保护 壁22。即使在下压按钮11的力施加到印刷电路板13的情况下,下压的力 也很弱,并且不能够在相对于保护壁22壁面平的方向上使保护壁22变 形,由此不能对BGA封装14、15和16的焊接部分施加应力。从而,保 护壁22作用为BGA封装14、15和16的保护装置。
除了保护壁22之外,本实施例还包括用于限制印刷电路板13变形的 BGA封装保护装置。BGA封装保护装置形成有从便携电话机10的后部壳 体18伸出的肋状的突起部分18b,并且该突起部分18b将保护罩23保持 在保护壁22上。该突起部分18b可以在保护壁22的整个周边上连续形成 或分立地形成。
使用保护壁22由后部壳体18压下的这种结构进一步限制了由保护壁 22围绕的并在保护壁22之内的印刷电路板13的变形。并且,更少的应力 被赋予到BGA封装14、15和16的焊接部分上,这些焊接部分由保护壁 22围绕并位于保护壁22之内。因此,即使在玩游戏中按钮11被频繁压 下,也几乎不会使BGA封装14、15和16剥落,并且可以进一步提高便 携电话机的可靠性。
图3是示出根据本发明第二实施例的便携电话机的横截面图。第二实 施例采用从后部壳体18伸出的保护凸台(突起部分)18c,取代在图2所示 的第一实施例中使用的从后部壳体18伸出的保护凸台18b,并且这些保护 凸台将BGA封装14、15和16压在印刷电路板13上。图4示出在各凸台 压到BGA封装14、15和16的表面上时保护凸台18c的形状和位置。
凸台插入孔23a形成在保护罩23中的分别对应于BGA封装14、15 和16的中心部分的位置处。保护凸台18c从后部壳体18伸出,穿过凸台 插入孔23a,并到达BGA封装14、15和16的表面。优选的是,每个保护 凸台18c的顶端与每个BGA封装14、15和16的表面形成紧密接触。然 而实际上,如图3所示在它们之间存在微小间隙,这是由于存在相关部件 的制造公差。
即使存在间隙,该间隙也很小,大约为0.1mm。因此,即使在印刷电 路板13由施加到按钮11上的下压力变形的距离接近焊接部分变形的程 度,也不会发生焊接部分剥落。后部壳体18限制印刷电路板13超过该间 隙的进一步变形。于是,最着时间消逝,焊接部分也保持在良好条件下。
图5(a)和5(b)以及图6(a)和6(b)是用来解释本发明的实施例的解释性 视图,其中,保护凸台的形状已经从所描述的发生了变化。保护凸台在更 宽的区域上压下BGA封装,从而,BGA封装的固定效果得以增强。保护 凸台的尺寸增大有可能阻止BGA封装的热辐射,并增大材料成本和便携 电话机的重量。
为了解决这个问题,在图5(a)和5(b)所示的实施例中,BGA封装 14、15和16的表面由分别成形为十字形的保护凸台18d压下。在图6(a) 和6(b)所示的实施例中,BGA封装14、15和16的表面由分别成形为矩形 的保护凸台18e压下。由于保护凸台为十字形或矩形,因此保护凸台不会 阻碍BGA封装的热辐射。
图7是示出根据本发明第三实施例的便携电话机的横截面图。本实施 例特征基本上在于第一实施例的特征(沿着图2所示的保护壁22形成的突 起部分18b)与第二实施例的特征(图3中所示的保护凸台18c)的结合。显 然,图5和6所示的保护凸台18d和18e也可以用于本实施例的保护凸 台。
由于第三实施例具有第一和第二实施例的特征,这些特征协同地起作 用,由此更加减轻施加到BGA封装14、15和16的焊接部分上的应力。 因此,即使在按钮11被重复并频繁压下的情况下,焊接部分也可以长时 间保持良好条件。
虽然本发明已经利用具体实施例加以详细描述,但对于本领域技术人 员显而易见的是在不背离本发明的精髓和范围前提下,可以作出各种变 化、替换、修改和变型。
申请基于2001年9月14日提交的日本专利申请2001-279871,其 内容合并于此作为参考。
<工业应用性>
如从上面的描述中可以理解到的,在本发明中,即使操纵按钮被频繁 操纵,安装在操纵按钮背面上的BGA封装的焊接部分也可以保持良好条 件。结果,提高了便携电子装置的可靠性。
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