一種基于模塊化結(jié)構(gòu)的印制電路板及相應(yīng)的母板安裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及印制板及結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于模塊化結(jié)構(gòu)的印制電路板及相應(yīng)的母板安裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，航天電子單機多采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，模塊化結(jié)構(gòu)針對每組印制電路板或者電路功能模塊設(shè)計相應(yīng)獨立的框架式內(nèi)部結(jié)構(gòu)，每個框架的外部結(jié)構(gòu)基本相同，這種設(shè)計方式便于單個模塊的設(shè)計，結(jié)構(gòu)剛度較強，有良好的可擴展性。
[0003]不同于結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計，結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計必須解決各個功能模塊間信號的傳輸問題，不僅要保證信號連接的可靠性，還要充分考慮其對電子單機整體布局和重量控制的影響。結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計的電子單機中采用最多的是以下兩種信號傳輸:
1、內(nèi)部電纜連接方式。該連接方式中，各功能模塊內(nèi)部連接器之間利用焊接導線形成電氣連接，并通過導線綁扎和環(huán)氧樹脂固定，形成電子單機內(nèi)部電纜。該方式簡單可靠，但內(nèi)部電纜重量較大，并且占用的體積較大，增加了整個結(jié)構(gòu)件的體積和重量，不符合現(xiàn)今航天電子單機產(chǎn)品高密度、輕量化的發(fā)展趨勢；
2、母板連接方式。該連接方式中，母板上安裝了連接器插座，其連接插針經(jīng)過圓形通孔焊接在母板上，利用印制電路形成各電連接器之間的電氣連接。該方式以印制板走線代替導線實現(xiàn)信號間的連接，使整個結(jié)構(gòu)件重量減輕，是電子單機內(nèi)部信號連接的首選連接方式。
[0004]母板連接方式具有以下特點及技術(shù)要求:1、內(nèi)部連接信號多，通常母板上需要裝載大量連接器插座，使得母板板面尺寸較大；2、母板上連接器插座通常是通過壓插直接與母板相連，對插座孔徑要求非常嚴格；3、由于航天電子單機功能模塊多，各個模塊裝配后尺寸累積公差較大，因此對模塊結(jié)構(gòu)件加工公差要求很高；4、航天電子單機通常需要通過振動、沖擊、過載等嚴格的環(huán)境考驗，對母板可靠性要求很高。
[0005]因此，在實際操作中常常由于母板孔徑和功能模塊微小公差累積，難以保證母板連接器和功能模塊內(nèi)部連接器順利對接，甚至在對接過程中連接器引腳受應(yīng)力發(fā)生彎曲現(xiàn)象，在這種情況下進行振動試驗將使內(nèi)部連接器引腳脫落或斷裂，嚴重影響航天產(chǎn)品質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種基于模塊化結(jié)構(gòu)的印制電路板及相應(yīng)的母板安裝方法，其將印制電路板上的連接器插座通孔和相應(yīng)的焊盤設(shè)計為跑道形，通過增加其橫向長度來抵消母板孔徑及功能模塊尺寸的累積公差；同時還提出了一種相應(yīng)的母板安裝方法，保證了連接器插座和功能模塊內(nèi)部連接器的順利對接，避免了損傷。
[0007]為了達到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種基于模塊化結(jié)構(gòu)的印制電路板，用于連接功能模塊和連接器，實現(xiàn)母板的電氣連接，其特征是: 該印制電路板上具有多組連接器安裝孔組，每個安裝孔組分別包含若干通孔，且每個通孔均設(shè)計為左右半圓中間矩形的跑道形，每個通孔上的焊盤也對應(yīng)設(shè)計成跑道形。
[0008]上述的基于模塊化結(jié)構(gòu)的印制電路板，其中:每個所述焊盤的寬度至少大于
lOmilo
[0009]上述的基于模塊化結(jié)構(gòu)的印制電路板，其中:每個所述通孔分別包含X方向和Y方向，X方向作為功能模塊裝配的排列方向，X方向直徑大于Y方向直徑。
[0010]上述的基于模塊化結(jié)構(gòu)的印制電路板，其中:所述通孔Y方向直徑比連接器引腳直徑大5~20mil。
[0011]—種母板安裝方法，其特征是，包含如下步驟:
51、將連接器插座預裝在印制電路板上；
52、將預裝好的印制電路板放置于功能模塊的相應(yīng)位置；
53、運用印制電路板上的跑道形通孔，對連接器的位置進行微調(diào)，使連接器插座和功能模塊內(nèi)部連接器插頭對插；
54、將安裝緊固件與母板連接；
55、將連接器引腳與印制電路板上的焊盤對應(yīng)焊接，完成母板電氣連接。
[0012]上述的母板安裝方法，其中，所述的步驟S4具體包含:
551、將安裝緊固件放置于母板機械安裝孔上，再次對連接器位置進行微調(diào)，使母板安裝緊固件能夠有效緊固；
552、完成母板機械安裝。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
1、本發(fā)明放棄了傳統(tǒng)的圓形通孔及圓形焊盤結(jié)構(gòu)，將連接器插座安裝通孔設(shè)計為跑到形，這樣增加了通孔的橫向長度以抵消母板孔徑及功能模塊尺寸的累積公差，而縱向長度不變則保證了連接器焊接的牢固性；
2、本發(fā)明所提出的母板安裝方法，不僅保證了連接器和功能模塊的順利對插避免了連接器的應(yīng)力損傷，還減輕了電子單機重量，具有很好的工程應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明中跑道形通孔的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的印制電路板的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實施例中預制連接器插座的印制電路板的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明實施例中功能模塊裝配示意圖；
圖5為本發(fā)明實施例中完成母板機械安裝后的電子單機整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖，通過詳細說明一個較佳的具體實施例，對本發(fā)明做進一步闡述。
[0016]一種基于模塊化結(jié)構(gòu)的印制電路板，用于連接功能模塊3和連接器2，實現(xiàn)母板的電氣連接，如圖1、2所示，該印制電路板1上具有多組連接器安裝孔組，每個安裝孔組分別包含若干通孔11，且每個通孔11均設(shè)計為左右半圓中間矩形的跑道形，每個通孔11上的焊盤12也對應(yīng)設(shè)計成跑道形。
[0017]為了保證焊盤12可靠黏錫，每個所述焊盤12的寬度至少大于lOmil。
[0018]每個所述通孔11分別包含X方向和Y方向，X方向作為功能模塊3裝配的排列方向，X方向直徑大于Y方向直徑，這樣使得連接器2在X方向上的安裝位置可以微調(diào)。
[0019]為了保證連接器2引腳與通孔公差配合良好，所述通孔11Y方向直徑比連接器2上引腳直徑大5~20mil，為了保證連接器插座2引腳間能夠走線，應(yīng)進一步根據(jù)連接器插針排間距、印制電路板引線直徑、印制電路板間距規(guī)則等因素來決定通孔11在X方向上的直徑；本實施例中，連接器引腳直徑為20mil，因此取通孔11Y方向直徑為25mil，X方向直徑為40mil，焊盤12寬度為12mil。
[0020]本發(fā)明還提供一種母板安裝方法，其包含如下步驟:
51、如圖3所示，將連接器2預裝在印制電路板1上，本實施例中，安裝有6個連接器；
52、如圖4所示，將預裝好的印制電路板1放置于功能模塊3的相應(yīng)位置，本實施例中，功能模塊3有6個，各個功能模塊2之間需要事先進行裝配緊固；
53、運用印制電路板1上的跑道形通孔11，對連接器2的位置進行微調(diào)，使連接器2插座和功能模塊3內(nèi)部連接器插頭對插；
54、如圖5所示，將安裝緊固件4與母板連接；
55、將連接器2引腳與印制電路板1上的焊盤12對應(yīng)焊接，完成母板電氣連接。
[0021 ] 所述的母板安裝方法中，所述的步驟S4具體包含:
551、將安裝緊固件4放置于母板機械安裝孔上，再次對連接器插座2位置進行微調(diào)，使母板安裝緊固件4能夠有效緊固；
552、完成母板機械安裝。
[0022]試驗結(jié)果證明，將本發(fā)明應(yīng)用于月球探測器電源控制器產(chǎn)品上，表現(xiàn)出了良好的力學和溫度適應(yīng)性，能夠滿足航天產(chǎn)品各項環(huán)境試驗要求。
[0023]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當認識到上述的描述不應(yīng)被認為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
【主權(quán)項】
1.一種基于模塊化結(jié)構(gòu)的印制電路板，用于連接功能模塊(3)和連接器(2)，實現(xiàn)母板的電氣連接，其特征在于: 該印制電路板(1)上具有多組連接器安裝孔組，每個安裝孔組分別包含若干通孔(11)，且每個通孔(11)均設(shè)計為左右半圓中間矩形的跑道形，每個通孔(11)上的焊盤(12)也對應(yīng)設(shè)計成跑道形。2.如權(quán)利要求1所述的基于模塊化結(jié)構(gòu)的印制電路板，其特征在于:每個所述焊盤(12)的寬度至少大于lOmil。3.如權(quán)利要求1所述的基于模塊化結(jié)構(gòu)的印制電路板，其特征在于:每個所述通孔(11)分別包含X方向和Y方向，X方向作為功能模塊(3)裝配的排列方向，X方向直徑大于Y方向直徑。4.如權(quán)利要求3所述的基于模塊化結(jié)構(gòu)的印制電路板，其特征在于:所述通孔(11)Y方向直徑比連接器(2)引腳直徑大5~20mil。5.一種母板安裝方法，其特征在于，包含如下步驟: S1、將連接器(2)插座預裝在印制電路板(1)上； S2、將預裝好的印制電路板(1)放置于功能模塊(3)的相應(yīng)位置； S3、運用印制電路板(1)上的跑道形通孔(11)，對連接器(2)的位置進行微調(diào)，使連接器(2)插座和功能模塊(3)內(nèi)部連接器插頭 對插； S4、將安裝緊固件(4)與母板連接；S5、將連接器(2)引腳與印制電路板(1)上的焊盤(12 )對應(yīng)焊接，完成母板電氣連接。6.如權(quán)利要求5所述的母板安裝方法，其特征在于，其中，所述的步驟S4具體包含: S51、將安裝緊固件(4)放置于母板機械安裝孔上，再次對連接器(2)插座位置進行微調(diào)，使母板安裝緊固件(4)能夠有效緊固； S52、完成母板機械安裝。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于模塊化結(jié)構(gòu)的印制電路板，該印制電路板上具有多組連接器安裝孔組，每個安裝孔組分別包含若干通孔，且每個通孔均設(shè)計為跑道形，每個通孔上的焊盤也對應(yīng)設(shè)計成跑道形。其優(yōu)點是：通過增加通孔的橫向長度來抵消母板孔徑及功能模塊尺寸的累積公差，保證了連接器插座和功能模塊內(nèi)部連接器的順利對接，避免了安裝損傷。
【IPC分類】H05K1/14, H05K1/11
【公開號】CN105357870
【申請?zhí)枴緾N201510820661
【發(fā)明人】張婷婷, 周健, 劉遠, 戴永亮
【申請人】上?？臻g電源研究所
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月24日