專利名稱：便攜電子裝置和球柵陣列封裝保護裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于保護BGA(球柵陣列)的保護裝置，該BGA安裝在便攜電子裝置上，諸如便攜電話機(包括簡單地便攜電話機在內)、PDA(個人數字助理)、便攜游戲機等。更具體的說，本發(fā)明涉及一種便攜電子裝置和BGA封裝保護裝置，其中，即使下壓便攜電子裝置的操縱按鈕的壓力施加到其上焊接有BGA封裝的印刷電路板上，BGA封裝的焊接部分也不會剝落。
背景技術：
圖8是示出傳統(tǒng)便攜電話機的后視圖，圖9是沿著圖8中的線IX-IX截取的橫截面圖。集成電路5焊接到印刷電路板4的背面上，在印刷電路板的前側上安裝有微型開關3，該微型開關3由便攜電話機1的按鈕2導通和斷開。隨著微型制造技術的發(fā)展，最近，已經廣泛使用BGA封裝形式的集成電路5。BGA封裝形式的集成電路5被構造成使得多個球狀端子在底面上排列成格柵形式，并且這些球狀端子分別焊接到印刷電路板4上的相應部分上。而且，對于組裝到小型便攜電子裝置中的印刷電路板4來說，近年來使用的薄型印刷電路板越來越普及。
在將電話號碼輸入到便攜電話機1中時，按鈕2被連續(xù)壓下，以導通微型開關3。此時，下壓每個按鈕的手指的力傳遞到印刷電路板4上，從而薄型印刷電路板4稍許變形。然而，由于BGA封裝5的背面在很大區(qū)域上焊接到印刷電路板4上，因此，焊接部分不會被輸入電話號碼操作那么大的力所剝落。
但是最近，出現越來越多的便攜電話機，這種電話機允許使用者在電話機的待機時間(queuing time)中玩游戲。在玩游戲時，用于移動光標的定位鍵(navigation key)被頻繁使用。通過頻繁并反復地壓下按鈕，在BGA封裝5的焊接部分內累積應力，其中，BGA封裝5的焊接部分焊接到定位鍵背面的印刷電路板上。結果，將很有可能發(fā)生焊接部分剝落。
焊接部分位于BGA封裝5的背面上。因此，當焊接部分剝落時，難于通過重新焊接來修復剝落的焊接部分。于是，必須用新的來更換整個印刷電路板4。這導致維修成本增加的問題。焊接部分的這種低可靠性導致便攜電話機的低可靠性。在允許使用者玩游戲的普通便攜電子裝置以及便攜電話機中都會出現相同的問題。

發(fā)明內容
于是，本發(fā)明的目的是提供一種便攜電話機和BGA封裝保護裝置，其中，即使在按鈕被頻繁壓下的情況下，安裝在操縱按鈕背面上的BGA封裝的焊接部分也可以保持在良好的條件下。
根據本發(fā)明的第一方面，提供了一種便攜電子裝置，其中，由操縱按鈕控制的微型開關安裝在印刷電路板的一側上，而容納在BGA封裝中的電路元件焊接到印刷電路板的另一側上，其中用于圍繞BGA封裝的保護壁(shield wall)安裝在印刷電路板上，而用于將保護壁保持在印刷電路板上的突起部分從便攜電子裝置的殼體伸出。通過這種結構，即使在操縱按鈕被操縱，并且變形力作用于印刷電路板上的情況下，也可以至少在由保護壁所圍繞的區(qū)域內限制印刷電路板變形。
根據本發(fā)明的第二方面，提供了一種便攜電子裝置，其中，由操縱按鈕控制的微型開關安裝到印刷電路板的一側上，而容納在BGA封裝中的電路元件焊接到印刷電路板的另一側上，其中，用于將BGA封裝的表面保持在印刷電路板上的突起部分從便攜電子裝置的殼體伸出。通過這種結構，即使在操縱按鈕被操縱并且變形力作用在印刷電路上的情況下，BGA封裝也由印刷電路板壓住，從而焊接部分保持在良好條件下。
根據本發(fā)明第三方面，提供了一種便攜電子裝置，其中由操縱按鈕控制的微型開關安裝在印刷電路板的一側上，而容納在BGA封裝中的電路元件焊接到印刷電路板的另一側上，其中用于圍繞BGA封裝的保護壁安裝在印刷電路板上，用于將保護壁保持在印刷電路板上的第一突起部分從便攜電子裝置的殼體伸出，而用于將BGA封裝的表面保持在印刷電路板上的第二突起部分從便攜電子裝置的殼體伸出。通過這種結構，由第一突起部分實現的保護焊接部分的保護效果與由第二突起部分實現的保護焊接部分的保護效果協(xié)同地發(fā)揮作用，由此確保了BGA封裝的進一步保護。
根據本發(fā)明的第四方面，提供了一種BGA封裝保護裝置，用于保護焊接到印刷電路板上的BGA封裝的焊接部分，其中，用于圍繞BGA封裝的保護壁安裝到印刷電路板上，并沿著保護壁提供了用于將保護壁保持在印刷電路板上的元件。通過這種結構，即使變形力作用到印刷電路上，也會至少在由保護壁圍繞的區(qū)域內限制印刷電路板變形。結果，施加到BGA封裝的焊接部分上的應力得以減弱。
根據本發(fā)明的第五方面，提供了一種BGA封裝保護裝置，用于保護焊接到印刷電路板上的BGA封裝的焊接部分，其中，用于圍繞BGA封裝的保護壁安裝在印刷電路板上，便攜電子裝置的殼體包括用于將保護壁保持在印刷電路板上的第一元件以及用于將BGA封裝的表面保持在印刷電路板上的第二元件。通過這種結構，由第一元件實現的保護焊接部分的保護效果與由第二元件實現的保護焊接部分的保護效果協(xié)同起作用，由此確保了BGA封裝的進一步保護。


圖1是示出根據本發(fā)明第一實施例的便攜電話機的后視圖；圖2是示出根據本發(fā)明第一實施例的便攜電話機的橫截面圖；圖3是示出根據本發(fā)明第二實施例的便攜電話機的橫截面圖；圖4是示出根據本發(fā)明第二實施例的便攜電話機的BGA封裝部分俯視觀察時的模型圖；圖5(a)是示出根據本發(fā)明第二實施例的第一種改型的便攜電話機的BGA封裝部分俯視觀察時的模型圖，而圖5(b)是示出根據本發(fā)明第二實施例的第一種改型的便攜電話機的按鍵部分的橫截面圖；圖6(a)是示出根據本發(fā)明第二實施例的第二種改型的便攜電話機的BGA封裝部分俯視觀察時的模型圖，而圖6(b)是示出根據本發(fā)明第二實施例的便攜電話機的按鍵部分的橫截面圖；圖7是示出根據本發(fā)明第三實施例的便攜電話機的橫截面圖；圖8是示出傳統(tǒng)便攜電話機的后視圖；圖9是示出傳統(tǒng)便攜電話機的橫截面圖。
在圖中，附圖標記10是便攜電話機10；11是按鈕；12是微型開關；13是印刷電路板；14、15和16是BGA封裝；17是前部殼體；18是后部殼體；18b是用于保持保護壁的突起部分；18c、18d和18e是凸臺(突起)；21是保護板；22是保護壁；以及23是保護罩。
具體實施例方式
將參照附圖描述本發(fā)明的實施例。
圖1是示出根據本發(fā)明第一實施例的便攜電話機的后視圖。圖2是沿著圖1中的線II-II截取的橫截面圖。在根據本發(fā)明構造的便攜電話機10中，BGA封裝14、15和16焊接到印刷電路板13的背面上，而該印刷電路板13在其前側上安裝有微型開關12，這些微型開關12在與其相關聯的按鈕11被壓下時導通，而在使用者的手指從按鈕上離開時斷開。
印刷電路板13的外周部分固定在從便攜電話機10的前部殼體17伸出的肋17a和從便攜電話機10的后部殼體18伸出的肋18a之間。在后部殼體18的背面上形成電池容納部分19，并且該電池容納部分19由后蓋20遮蓋。
本實施例的便攜電話機10布置成使得包括安裝到集成電路板13上的那些BGA封裝在內的集成電路集中焊接到一個位置上，并且它們由保護板21覆蓋。
保護板21例如由不銹的板形成。保護板包括用于集中圍繞BGA封裝14、15和16的保護壁22，該保護壁22在印刷電路板13上豎立，并且保護板還包括保護罩23，該保護罩23配裝到保護壁22的外周端部上，并覆蓋由保護壁22環(huán)繞地限定的上表面開口部分。保護壁22的下端通過焊接或其他適當的固定裝置固定到印刷電路板13上，并且在保護罩23的適當位置處形成散熱孔。
從而，在本實施例中提供了用于圍繞BGA封裝14、15和16的保護壁22。即使在下壓按鈕11的力施加到印刷電路板13的情況下，下壓的力也很弱，并且不能夠在相對于保護壁22壁面水平的方向上使保護壁22變形，由此不能對BGA封裝14、15和16的焊接部分施加應力。從而，保護壁22作用為BGA封裝14、15和16的保護裝置。
除了保護壁22之外，本實施例還包括用于限制印刷電路板13變形的BGA封裝保護裝置。BGA封裝保護裝置形成有從便攜電話機10的后部殼體18伸出的肋狀的突起部分18b，并且該突起部分18b將保護罩23保持在保護壁22上。該突起部分18b可以在保護壁22的整個周邊上連續(xù)形成或分立地形成。
使用保護壁22由后部殼體18壓下的這種結構進一步限制了由保護壁22圍繞的并在保護壁22之內的印刷電路板13的變形。并且，更少的應力被賦予到BGA封裝14、15和16的焊接部分上，這些焊接部分由保護壁22圍繞并位于保護壁22之內。因此，即使在玩游戲中按鈕11被頻繁壓下，也幾乎不會使BGA封裝14、15和16剝落，并且可以進一步提高便攜電話機的可靠性。
圖3是示出根據本發(fā)明第二實施例的便攜電話機的橫截面圖。第二實施例采用從后部殼體18伸出的保護凸臺(突起部分)18c，取代在圖2所示的第一實施例中使用的從后部殼體18伸出的保護凸臺18b，并且這些保護凸臺將BGA封裝14、15和16壓在印刷電路板13上。圖4示出在各凸臺壓到BGA封裝14、15和16的表面上時保護凸臺18c的形狀和位置。
凸臺插入孔23a形成在保護罩23中的分別對應于BGA封裝14、15和16的中心部分的位置處。保護凸臺18c從后部殼體18伸出，穿過凸臺插入孔23a，并到達BGA封裝14、15和16的表面。優(yōu)選的是，每個保護凸臺18c的頂端與每個BGA封裝14、15和16的表面形成緊密接觸。然而實際上，如圖3所示在它們之間存在微小間隙，這是由于存在相關部件的制造公差。
即使存在間隙，該間隙也很小，大約為0.1mm。因此，即使在印刷電路板13由施加到按鈕11上的下壓力變形的距離接近焊接部分變形的程度，也不會發(fā)生焊接部分剝落。后部殼體18限制印刷電路板13超過該間隙的進一步變形。于是，最著時間消逝，焊接部分也保持在良好條件下。
圖5(a)和5(b)以及圖6(a)和6(b)是用來解釋本發(fā)明的實施例的解釋性視圖，其中，保護凸臺的形狀已經從所描述的發(fā)生了變化。保護凸臺在更寬的區(qū)域上壓下BGA封裝，從而，BGA封裝的固定效果得以增強。保護凸臺的尺寸增大有可能阻止BGA封裝的熱輻射，并增大材料成本和便攜電話機的重量。
為了解決這個問題，在圖5(a)和5(b)所示的實施例中，BGA封裝14、15和16的表面由分別成形為十字形的保護凸臺18d壓下。在圖6(a)和6(b)所示的實施例中，BGA封裝14、15和16的表面由分別成形為矩形的保護凸臺18e壓下。由于保護凸臺為十字形或矩形，因此保護凸臺不會阻礙BGA封裝的熱輻射。
圖7是示出根據本發(fā)明第三實施例的便攜電話機的橫截面圖。本實施例特征基本上在于第一實施例的特征(沿著圖2所示的保護壁22形成的突起部分18b)與第二實施例的特征(圖3中所示的保護凸臺18c)的結合。顯然，圖5和6所示的保護凸臺18d和18e也可以用于本實施例的保護凸臺。
由于第三實施例具有第一和第二實施例的特征，這些特征協(xié)同地起作用，由此更加減輕施加到BGA封裝14、15和16的焊接部分上的應力。因此，即使在按鈕11被重復并頻繁壓下的情況下，焊接部分也可以長時間保持良好條件。
雖然本發(fā)明已經利用具體實施例加以詳細描述，但對于本領域技術人員顯而易見的是在不背離本發(fā)明的精髓和范圍前提下，可以作出各種變化、替換、修改和變型。
本申請基于2001年9月14日提交的日本專利申請2001-279871，其內容合并于此作為參考。
<工業(yè)應用性>
如從上面的描述中可以理解到的，在本發(fā)明中，即使操縱按鈕被頻繁操縱，安裝在操縱按鈕背面上的BGA封裝的焊接部分也可以保持良好條件。結果，提高了便攜電子裝置的可靠性。
權利要求
1.一種便攜電子裝置，其中，由操縱按鈕控制的微型開關安裝在印刷電路板的一側上，而容納在BGA封裝中的電路元件焊接在所述印刷電路板的另一側上，所述便攜電子裝置的特征在于用于圍繞所述BGA封裝的保護壁安裝在所述印刷電路板上，用于將所述保護壁保持在所述印刷電路板上的突起部分從所述便攜電子裝置的殼體伸出。
2.一種便攜電子裝置，其中，由操縱按鈕控制的微型開關安裝在印刷電路板的一側上，而容納在BGA封裝中的電路元件焊接在所述印刷電路板的另一側上，所述便攜電子裝置的特征在于用于將所述BGA封裝的表面保持在所述印刷電路板上的突起部分從所述便攜電子裝置的所述殼體伸出。
3.一種便攜電子裝置，其中，由操縱按鈕控制的微型開關安裝在印刷電路板的一側上，而容納在BGA封裝中的電路元件焊接在所述印刷電路板的另一側上，所述便攜電子裝置的特征在于用于圍繞所述BGA封裝的保護壁安裝在所述印刷電路板上；用于將所述保護壁保持在所述印刷電路板上的第一突起部分從所述便攜電子裝置的殼體伸出；以及用于將所述BGA封裝的表面保持在所述印刷電路板上的第二突起部分從所述便攜電子裝置的所述殼體伸出。
4.一種用于保護焊接到印刷電路板上的BGA封裝的焊接部分的BGA封裝保護裝置，所述BGA封裝保護裝置的特征在于用于圍繞所述BGA封裝的保護壁安裝在所述印刷電路板上；以及沿著該保護壁設置用于將該保護壁保持在所述印刷電路板上的元件。
5.一種用于保護焊接到印刷電路板上的BGA封裝的焊接部分的BGA封裝保護裝置，所述BGA封裝保護裝置特征在于用于圍繞所述BGA封裝的保護壁安裝在所述印刷電路板上；以及所述便攜電子裝置的殼體包括用于將所述保護壁保持在所述印刷電路板上的第一元件以及用于將所述BGA封裝的表面保持在所述印刷電路板上的第二元件。
全文摘要
一種便攜電子裝置(10)，其包括固定到印刷電路板(13)一側上并由操縱按鈕(11)控制的微型開關(12)，以及焊接到印刷電路板(13)另一側上同時被容納在BGA封裝(14、15、16)中的電路元件。圍繞BGA封裝(14、15、16)的保護壁(22)固定到印刷電路板(13)上，用于將保護壁(22)保持在印刷電路板(13)一側上的第一突起(18b)設置在便攜電子裝置(10)的殼體(18)上，用于將BGA封裝(14、15、16)的表面保持在印刷電路板(13)一側上的第二突起(18c)設置在便攜電子裝置(10)的殼體(18)上。由此防止BGA封裝從印刷電路板(13)上剝落。即使在操縱按鈕在游戲中被頻繁操縱等，安裝在操縱按鈕背面上的BGA封裝也可以保持良好焊接狀態(tài)。
文檔編號H04M1/23GK1554216SQ02817789
公開日2004年12月8日 申請日期2002年6月7日 優(yōu)先權日2001年9月14日
發(fā)明者樋口俊洋, 永池昭太郎, 山田拓, 豬股陽二, 二, 口俊洋, 太郎 申請人:松下電器產業(yè)株式會社