ES2234430A1

ES2234430A1 - Estructura de placa de circuito impreso (pcb) configurada con distintos niveles.

Info

Publication number: ES2234430A1
Application number: ES200302933A
Authority: ES
Inventors: Jose Luis Cordoba Matilla
Original assignee: Vitelcom Mobile Technology S A; VITELCOM MOBILE TECHNOLOGY SA
Current assignee: Vitelcom Mobile Technology S A; VITELCOM MOBILE TECHNOLOGY SA
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2023-12-11
Also published as: PE20050551A1; AR044454A1; WO2005057887A1; ES2234430B1; CN1627881A; TW200520642A; AU2003294986A1

Abstract

"Estructura de placa de circuito impreso (PCB) configurada con distintos niveles" Se describe una estructura de placa de circuito impreso (PCB) que permite la posibilidad de un diseño a distintos niveles con la utilización de una PCB de tipo estándar tan sólo eligiendo la geometría adecuada. La PCB de la invención está construida a partir de un soporte estándar de naturaleza rígida, en el que se practican cortes o hendiduras pasantes para la formación de franjas estrechas extendidas según la dirección longitudinal y que están capacitadas para inflexionar ligeramente y permitir que las porciones de placa entre las que se extienden queden situadas en planos a distinto nivel. La provisión de aberturas permite en su caso la superposición de componentes con el consiguiente ahorro de espesor y de la longitud total de la placa.

Description

Estructura de placa de circuito impreso (PCB) configurada con distintos niveles.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a una estructura de placa de circuito impreso (PCB) configurada con distintos niveles, que aporta esenciales características de novedad y notables ventajas con respecto a los medios conocidos y utilizados para los mismos fines en el estado actual de la técnica.

Más en particular, la invención propone el desarrollo de una placa de circuito impreso (PCB) obtenida a partir de un soporte PCB de naturaleza rígida, mediante la que resulta posible establecer niveles o planos diferenciados para los componentes que han de montarse en dicha placa, mediante una ligera flexión simple de zonas previamente determinadas en dicho soporte y que corresponden con porciones estrechas recortadas y perfiladas a conveniencia sobre el propio soporte PCB, pero sin perder por ello las características de rigidez y compacidad del conjunto.

El campo de aplicación de la invención se encuentra comprendido dentro del sector del diseño y montaje de equipos electrónicos en general, y especialmente dentro del sector dedicado al diseño y confección de placas de circuito impreso.

Antecedentes y sumario de la invención

Los expertos en la materia son conocedores del importante avance que supuso hace ya bastantes años la aparición e incorporación de las placas de circuito impreso para el montaje, soporte e interconexión de los componentes que forman parte de los circuitos electrónicos contenidos en el interior de los diferentes equipos. Las mencionadas placas de circuito impreso, conocidas abreviadamente como PCBs (Printed Circuit Boards), han sido también objeto de una evolución constante ante la importancia que supuso su incorporación en dichos equipos, y simultáneamente con la evolución que han experimentado los propios componentes electrónicos durante los últimos años.

Así, a partir de una placa inicial rígida en la que se disponían pistas conductoras de cobre adheridas a una sola de sus caras, se ha pasado con el tiempo a diseñar estructuras de placas mucho más complejas, multicapas, con pistas conductoras por ambas caras (y por tanto con los componentes electrónicos asimismo montados por ambas caras), o incluso con las pistas extendidas por el interior de la propia placa, según capas intermedias. De igual modo, los materiales de fabricación de los propios soportes, inicialmente rígidos, han sido adaptados también según las exigencias, de modo que en la actualidad pueden encontrarse placas de soporte rígido, placas de soporte flexible, o placas con combinaciones de ambos.

Las PCB con soportes que combinan porciones rígidas y porciones flexibles, permiten una mejor adaptación de la placa a las exigencias de diseño de muchos circuitos electrónicos. Sin embargo, presentan el inconveniente de que resultan caras de fabricar y por tanto repercuten directamente en los costes de fabricación de los equipos en los que se integran.

La presente invención se ha propuesto como objetivo principal el hecho de proporcionar una placa de circuito impreso, o PCB, que proporcione las mismas características ventajosas de una placa combinada rígida + flexible, pero en la que no exista el inconveniente del alto coste indicado para las placas de esta naturaleza fabricadas en la actualidad. Este objetivo ha sido plenamente alcanzado mediante la PCB que va a ser objeto de descripción en lo que sigue, y cuyas características principales están recogidas en la parte caracterizadora de la reivindicación 1 que sigue.

En esencia, la placa de circuito impreso propuesta por la invención se obtiene a partir de un soporte rígido, pero su diseño, realizado en función del dispositivo electrónico al que se aplique, incluye la provisión de bandas o franjas estrechadas, por lo general extendidas en la dirección longitudinal de la placa, obtenidas mediante cortes o incisiones de perfil apropiado, de tal modo que tales porciones estrechadas permiten con su flexión un posicionamiento relativo de unas zonas con respecto a otras a distintos niveles, e incluso con la posibilidad de que sus planos respectivos tengan orientaciones diferenciadas y guarden entre sí diferentes valores angulares, permaneciendo las zonas respectivas de la PCB unidas por medio de tales franjas o bandas estrechadas. Con ello, los distintos niveles y/u orientaciones del posicionamiento de las zonas respectivas permiten un aprovechamiento adecuado de las aberturas u otros orificios que puedan practicarse en la PCB para la colocación o la introducción parcial de determinados componentes con el consiguiente ahorro de espacio y/o de espesor y/o de longitud del diseño resultante, y con todas las ventajas de espacio y de costes que de ello se derivan.

Breve descripción de los dibujos

Estas y otras características y ventajas de la invención, se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción detallada que sigue de una forma preferida de realización, dada únicamente a título de ejemplo ilustrativo y no limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

La Figura 1 muestra una vista en perspectiva superior de una placa de circuito impreso (PCB) construida de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención;

La Figura 2 ilustra una vista en alzado lateral de la placa de circuito impreso de la Figura 1, conteniendo componentes electrónicos montados por ambas caras, y

La Figura 3 es un detalle que muestra parcialmente el montaje de la misma placa PCB de la Figura 2.

Descripción de una forma de realización preferente

Tal y como se ha indicado en lo que antecede, la descripción detallada de la forma de realización preferida de la invención va a ser llevada a cabo en lo que sigue con la ayuda de los dibujos anexos, a través de los cuales se utilizan las mismas referencias numéricas para designar las partes iguales o semejantes. También, a efectos explicativos, siempre que se aluda en lo que sigue a la placa de circuito impreso de cualquiera de las Figuras, será mencionada abreviadamente como PCB, por motivos de brevedad.

De acuerdo con la invención, se proporciona una PCB que presenta las características combinadas en las PCBs rígidas + flexibles ya existentes, pero utilizando solamente un soporte de material rígido y realizando un diseño apropiado en función del dispositivo o aparato que se desee montar. Si se analiza el diseño que aparece en la Figura 1 de los dibujos, se puede intuir fácilmente que la PCB representada, identificada en general con la referencia numérica 1, corresponde con un diseño preparado para el montaje de un teléfono celular móvil, pero este hecho no debe ser entendido como limitativo puesto que, como se ha dicho, el diseño puede ser cualquiera y por tanto no existe limitación alguna para la aplicación de la técnica desarrollada por la invención a otros equipos y aparatos diferentes.

En la representación mencionada de la Figura 1, se puede apreciar cómo se ha diseñado la PCB a partir de un soporte único de naturaleza rígida, de modo que incorpora una primera porción la provista de áreas de contacto 2 para las teclas del aparato en cuestión, es decir, las teclas de marcación y control del teléfono, extendida a algo menos de la mitad de la longitud de la PCB 1, mientras que a continuación de esta primera porción existe una segunda porción 1b prevista para incorporar los componentes correspondientes montados sobre la misma. Entre ambas porciones la y 1b mencionadas, existe una amplia abertura 3 extendida en general según la dirección transversal de la PCB.

Según se desprende de la Figura, la vinculación entre ambas porciones 1a y 1b del soporte rígido de la PCB, se realiza con solución de continuidad mediante la provisión de franjas 4, preferentemente dos franjas estrechas de anchura predeterminada, obtenidas en virtud de cortes o hendiduras pasantes 5 realizadas en posiciones predeterminadas del soporte, con longitud predeterminada, y de modo que los mencionados cortes afectan solamente a una de las porciones de la placa, en particular a la porción , la. Las franjas 5 flanquean lateralmente a la abertura 3, y son integrales con la porción 1b del soporte.

De acuerdo con el diseño mostrado por esta forma de realización de la PCB, la porción 1b puede ser ligeramente girada con respecto a la porción la, de modo que las partes más debilitadas, en este caso las franjas estrechas 4, se encargan de flexionar ligeramente, con lo que los planos de ambas porciones 1a, 1b del soporte ocupan ahora niveles diferentes como consecuencia de la leve inflexión ocasionada sobre dichas franjas, pudiendo dicha inflexión determinar también, en su caso, orientaciones de dichos planos mutuamente diferentes, de modo que guarden entre sí cualquier ángulo previamente establecido. Según se aprecia, la porción la se desarrolla en forma rectilínea, mientras que la porción 1b muestra está situada ahora a un nivel más bajo con respecto a la primera. Esta disposición en planos relativos diferentes de ambas porciones la y 1b aporta todas las ventajas de las PCBs flexibles o mixtas, y sin embargo presenta frente a estas últimas la ventaja de haber sido obtenida a partir de un soporte único, de naturaleza rígida.

Como se comprenderá, la abertura 3 permite la colocación de componentes por ambas caras, y en su caso un solapamiento parcial de los mismos, con los consiguientes ahorros de espacio, espesor, y de componentes asociados tales como conectores o similares.

Esta situación de montaje de componentes en la PCB propuesta por la invención, puede ser apreciada más fácilmente en la Figura 2 de los dibujos. Tal y como se ha dicho, la forma de realización que aparece representada corresponde con una placa para teléfono móvil, y este sentido puede apreciarse el teclado 6, la batería 7, el display 8, y el altavoz 9, estando el teclado y el display situados sobre una misma cara de la PCB y la batería 7 sobre la cara opuesta. La abertura 3 permite la aparición de un tramo de dicha batería 7 por la cara opuesta a la de su fijación, situada así en contacto con el display 8, reduciendo el grosor total de la electrónica, y permitiendo la utilización de mayor longitud y capacidad sin tener por ello que aumentar la longitud total del teléfono.

El detalle de la Figura 3 muestra el mismo montaje de la Figura 2, pero en este caso desprovisto de la batería 7 con el fin de apreciar mejor el lugar previsto para su colocación, por dentro de las franjas laterales recortadas 4, y que tras una ligera inflexión de estas últimas dan lugar a una diferencia de nivel entre las porciones 1a y 1b que permite que se pueda realizar el acoplamiento entre la batería 7 y el display 8 que se aprecia en la Figura 2 ya comentada.

Como se comprenderá, en una PCB del tipo propuesto por la invención la distribución de las pistas en la zona flexible se concentrará en capas intermedias, con el fin de minimizar la torsión o el esfuerzo aplicado a las mismas cuando se hacen flexar las mencionadas bandas estrechas 4.

Como se desprende de lo anterior, la técnica propuesta introduce la posibilidad de un diseño a distintos niveles en una misma PCB de tipo estándar eligiendo simplemente 1a geometría adecuada. Al mismo tiempo, el diseño puede ser en ángulo o curva, al contrario de lo que ocurre en los diseños convencionales en los que estructura de la placa está limitada a un nivel y un plano. Con ello se consiguen diseños más compactos que de otra forma tendrían que conseguirse con la combinación de PCB flexible con PCB rígida.

Como resultado de la provisión de una PCB construida y diseñada de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención, se consiguen ventajas importantes con respecto a una combinación de PCBs rígidas unidas por medio de PCB flexible, y que se pueden resumir como sigue:

- Ahorro de conectores y del área de PCB que éstos ocupan;

- Ahorro al utilizar una técnica más barata, estándar PCB;

- Mejor soporte mecánico por ser un diseño semirígido, y

- Reducción al mínimo de la dimensión total del conjunto de los distintos componentes que componente un teléfono móvil, como son las cubiertas de plástico, la batería interna, la pcb, los componentes electrónicos y el display, principalmente.

Como se ha dicho, la descripción de la PCB realizada para su aplicación al caso de un teléfono móvil, aunque se trata de una realización preferida, no debe ser interpretada más que a efectos ilustrativos, pudiendo ser aprovechadas las características de las placas construidas según la invención para su incorporación en cualquier tipo de equipo o aparato.

No se considera necesario hacer más extenso el contenido de esta descripción para que un experto en la materia pueda comprender su alcance y las ventajas derivadas de la invención, así como desarrollar y llevar a la práctica el objeto de la misma.

No obstante, debe entenderse que la invención ha sido descrita según una realización preferida de la misma, por lo que puede ser susceptible de modificaciones sin que ello suponga alteración alguna del fundamento de dicha invención, pudiendo afectar tales modificaciones a la forma, al tamaño y/o al diseño de las placas, o incluso a los tipos materiales utilizados en la fabricación de las mismas.

Claims

1. Estructura de placa de circuito impreso (PCB) configurada con distintos niveles, destinada a servir como soporte para el montaje de los componentes electrónicos que integran un equipo o aparato dado, tal como por ejemplo un teléfono móvil, con dichos componentes electrónicos montados preferentemente sobre ambas caras de la PCB, que se caracteriza porque la placa (1) está formada por un soporte único de naturaleza rígida, en el que se han practicado cortes o hendiduras pasantes (5) mediante los que se determinan franjas (4) estrechas, de anchura predeterminada, extendidas según la dimensión longitudinal de la placa, que unen porciones (1a, 1b) en que queda dividida la placa (1), y estando estas franjas (4) capacitadas para inflexionar ligeramente y permitir que dichas porciones (1a, 1b) de la placa inicial queden situadas según planos distintos, a diferente nivel relativo, y con la posibilidad de que los planos respectivos de dichas porciones guarden entre sí cualquier valor angular predeterminado.

2. Estructura según la reivindicación 1, que se caracteriza porque según corresponda al diseño de la placa, la provisión de aberturas (3) permite que la eventual superposición de componentes (7, 8) montados sobre las caras opuestas de la placa.

3. Estructura según las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque la distribución de las pistas en la zona de flexión se concentra en capas intermedias.