CN101151944B - 金属芯板的加强结构和电连接箱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种金属芯板的加强结构，可同时满足体积小、重量轻、节省空间、散热性好、增强金属芯板的机械强度等诸要求。本发明的金属芯板加强结构包括具有金属芯的金属芯板(1)和树脂板(2)，其中树脂板(2)具有与金属芯板(1)基本相同宽度的面，在与金属芯板(1)一个面基本平行且相隔给定间隔的状态下，固定安装在金属芯板1上。

Description

金属芯板的加强结构和电连接箱
技术领域
本发明涉及金属芯板的加强结构和电连接箱。
背景技术
近年来，在汽车用电连接箱的领域中，由于对产品的小型化、通电电流值的增加、改变设计的便利化等要求，提出了使用散热性优异的金属芯板的电连接箱。
所谓的金属芯板，是指在内部具有由铜或铝等金属构成的金属芯的印刷电路板。
通常，如果金属芯板的厚度增加，则基板的均热化效果提高。另一方面，在用于汽车用电连接箱的情况下，由于其重量和强度存在问题，因此需要在获得基板的均热化效果的程度下尽可能地减薄，同时要求加强基板的强度。
目前，作为加强用于电连接箱的印刷电路板的方法，提出了各种技术。
例如，在日本专利公开特开2001-237572号公报中公开了在设置于筐体中的支持部件中，通过加强部件支持印刷电路板的印刷电路板的加强结构(以下称为现有例1)。
此外，在日本专利公开特开2004-72881号公报中公开了在2张金属芯板之间挟持散热板的结构(以下称为现有例2)。
此外，在日本专利公开特开平7-321421号公报中公开了为了加强挠性印刷电路板，在挠性印刷电路板中贴附加强材料的结构(以下称为现有例3)。
此外，近年来，由于汽车中所用电气装置部件的增大，人们期望在电连接箱中设置多个基板。
然而，在具有金属芯板的现有的电连接箱中，为了确保基板的强度，通过用螺钉等连接部件将基板的角(在四方形基板的情况下为4个角)固定在顶盒(upper case)或底盒(lower case)上，从而将基板设置为相对于盒子呈水平状态。在该情况下，在盒内最多只能设置总计2张基板：在顶盒侧设置1张基板，在底盒侧设置1张基板(以下称为现有例4)。
专利文献1：日本专利公开特开2001-237572号公报
专利文献2：日本专利公开特开2004-72881号公报
专利文献3：日本专利公开特开平7-321421号公报
发明内容
发明要解决的课题
在现有例1中，由于在印刷电路板的两端安装了加强部件，因此存在装置在印刷电路板的面方向上大型化的课题。
在现有例2中，由于散热板为金属制的具有重量，因此存在加强结构难以达到“重量轻”的要求的课题。此外，散热板与车体等连接的连接部分从散热板主体突出，存在不利于节省空间的课题。
在现有例3中，由于在加强部件中贴附挠性印刷电路板，因此存在无法确保挠性印刷电路板的散热性的课题。
在现有例4中，由于基板相对于盒呈水平状态设置，因此可以设置在盒内的基板数量受到限制，存在无法有效利用盒内空间的课题。
本发明是为了解决上述课题而作出的，目的是提供一种同时满足体积小、重量轻、节省空间、散热性好、增强金属芯板的机械强度等诸要求的金属芯板的加强结构。
本发明的另一目的是提供一种能在盒内设置多个金属芯板，同时能有效利用盒内空间的电连接箱。
用于解决课题的方法
本发明的第1金属芯板加强结构中，包括：具有金属芯的金属芯板，和具有与所述金属芯板基本相同宽度的面、在与所述金属芯板的一个面基本平行且相隔给定间隔的状态下固定安装在所述金属芯板上的树脂板。
本发明的第2金属芯板加强结构中，包括具有金属芯的第1金属芯板，和具有金属芯的第2金属芯板，以及设置在所述第1金属芯板与第2金属芯板之间的树脂板，其中，所述第1金属芯板、第2金属芯板和树脂板具有基本相同宽度的面，所述树脂板在与所述第1金属芯板的一个面基本平行且相隔给定的第1间隔的状态下，固定安装在所述第1金属芯板上，且在与所述第2金属芯板的一个面基本平行且相隔给定的第2间隔的状态下，固定安装在所述第2金属芯板上。
所述第1金属芯板和第2金属芯板通过保险丝电连接，可根据所述保险丝的端子宽度确定所述第1间隔与所述第2间隔。
所述树脂板还可以具有电磁波屏蔽功能。
本发明的电连接箱包括：具有所述的金属芯板加强结构的基板组装体，和固定容纳所述基板组装体的盒子。
所述盒子沿水平方向延伸形成，所述基板组装体可沿基本垂直于所述盒子的方向设置。
发明效果
根据本发明的金属芯板的加强结构，可产生如下优良效果。
(1)由于具有拥有与金属芯板基本相同宽度的面的树脂板，且将该树脂板与金属芯板基本平行地设置，因此能确保节省空间并加强机械强度。
(2)通过使用具有与金属芯板基本相同宽度的面的树脂板，可满足重量轻、体积小的要求。
(3)由于不使树脂板主体紧贴在金属芯板上，而是相隔有给定的间隔，因此可将热量散发至金属芯板与树脂板间的空间部分，可以确保自金属芯板的散热性。
根据本发明的电连接箱，由于能在盒中固定容纳具有所述金属芯板加强结构的基板组装体，因此可以确保金属芯板的强度，不仅能相对于盒子呈水平状态设置基板，还能以基本垂直的状态设置。这样一来，可将金属芯板设置在盒内任意位置，能在盒内设置所需数量、形状、尺寸大小的金属芯板，同时可以有效利用盒内的空间。
附图说明
图1(A)是表示本发明第1实施方式例的金属芯板加强结构的立体图，(B)是其侧视图，(C)是其主视图。
图2是表示金属芯板内部结构的截面图。
图3(A)是表示树脂板的立体图，(B)是其侧视图，(C)是其主视图。
图4(A)是表示本发明第2实施方式例的金属芯板加强结构的立体图，(B)是其侧视图。
图5(A)是图4(B)的V-V线截面图，(B)是表示为进行基板间的连接而使用了汇流条时的概略说明图。
图6(A)是表示本发明第3实施方式例的金属芯板加强结构的平面图，(B)是其主视图。
图7(A)是表示本发明第4实施方式例的金属芯板加强结构中使用的树脂板的平面图，(B)是表示本发明第4实施方式例的金属芯板加强结构中使用的树脂板内部结构的截面图。
图8是表示本发明第5实施方式例的电连接箱组装前的状态的截面图。
图9表示本发明第5实施方式例的电连接箱，(A)是表示基板组装体固定在底盒上的状态的截面图，(B)是表示连接顶盒与底盒状态的截面图。
图10是表示本发明第6实施方式例的电连接箱组装前状态的截面图。
图11表示本发明第6实施方式例的电连接箱，(A)是表示基板组装体固定在底盒上的状态的截面图，(B)是表示连接顶盒与底盒的状态的截面图。
符号说明
1：金属芯板
2：树脂板
3：继电器
4：保险丝端子
5：电子部件
6：螺钉口部
7：定位销
8：螺钉
9：第1金属芯板
10：第2金属芯板
11：树脂板
12：第1螺钉口部
13：第2螺钉口部
14：汇流条
15：端子电极夹
16：保险丝
17：树脂板
17a：电磁波吸收片
17b：金属包线
18：接地
19：电连接箱
20：顶盒
21：底盒
22：盒
23：第1基板组装体
24：保险丝端子电极夹
25：接插件端子
26：接插件端子电极夹
27：螺钉
28：第2基板组装体
29：电连接箱
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(第1实施方式例)
图1(A)是表示本发明第1实施方式例的金属芯板加强结构的立体图，(B)是其侧视图，(C)是其主视图，图2是表示金属芯板内部结构的截面图，图3(A)是表示树脂板的立体图，(B)是其侧视图，(C)是其主视图。
如图1(A)～(C)所示，本发明第1实施方式例的金属芯板的加强结构包括在内部具有金属芯的略呈长方形的金属芯板1，和具有与金属芯板1基本相同宽的面、在与金属芯板1背面基本平行且相隔给定间隔的状态下固定安装在金属芯板1上的树脂板2。
在金属芯板1的表面上安装了多个继电器3、保险丝端子4、各种电子部件5等。
如图2所示，金属芯板1的内部由以下部分构成：由金属板构成的金属芯(以下称为芯部)1a、以三明治状挟持芯部1a的绝缘层1b、形成于绝缘层1b的表面的导体图案的电路1c和保护电路1c的阻焊膜1d。通过将安装在基板1上的电子电路和电子部件散发出的热传导至芯部1a而提高散热性。
芯部1a用例如铝、铝合金、铜、铜合金等热传导性良好的金属制造，绝缘层1b用例如环氧树脂等制造。
如图3(A)～(C)所示，树脂板2形成为略呈长方形，用通过玻璃纤维强化的聚合物(例如，陶氏化学(DOW CHEMICAL)公司制造的陶氏塑料的QUESTRA(商标)WA212)等制造。
若树脂板2由具有与金属芯板1的芯部1a相同程度的热膨胀系数的树脂材料制成，则可以减小热应力的影响，能抑制焊料裂缝等的产生。
此外，在树脂板2的4个角中，以给定的高度突出设置有螺钉口部6，用于通过螺钉8固定到金属芯板1的背面。螺钉口部的高度设置为，与金属芯板1之间保持给定的间隔H(参见图1(B)、(C))，以使得设置于金属芯板1背面上的部件、焊料等不与树脂板2接触。
另外，在树脂板2中，在多个部位(在该例中为2个部分)突出设置有定位销7，其嵌入形成于金属芯板1上的定位孔1d(参见图1(A))中。
在组装本发明第1实施方式例的金属芯板1加强结构时，首先，在形成于金属芯板1上的定位孔1d中嵌入树脂板2的定位销7。由此，使金属芯板1和树脂板2形成保持着基本平行且相隔着给定间隔的状态。
然后，从金属芯板1向树脂板2的螺钉口部6插入螺钉8并拧紧。由此，固定安装金属芯板1和树脂板2。
根据本发明第1实施方式例的金属芯板1加强结构，由于包括具有与金属芯板1基本相同宽度的面的树脂板2，且将该树脂板2设置成与金属芯板1的背面基本平行，从而能确保节省空间且能增强机械强度。
此外，通过使用具有与金属芯板1基本相同宽度的面的树脂板2，能实现重量轻、体积小。
此外，由于不使树脂板2主体紧贴在金属芯板1上，而是相隔了给定的间隔H，因此能从金属芯板1与树脂板2间的空间部分散发热量，可确保从金属芯板1的散热性。
(第2实施方式例)
图4(A)是表示本发明第2实施方式例的金属芯板加强结构的立体图，(B)是其侧视图，图5(A)是图4(B)的V-V线截面图，(B)是表示为进行基板间的连接而使用了汇流条时的概略说明图。
本发明第2实施方式例的金属芯板加强结构包括，内部具有金属芯的第1金属芯板9、具有金属芯的第2金属芯板10和设置在第1金属芯板9与第2金属芯板10之间的树脂板11。
第1金属芯板9、第2金属芯板10和树脂板11略呈长方形，具有基本相同宽度的面。由于第1金属芯板9、第2金属芯板10和树脂板11的基本结构与第1实施方式例相同，因此省略其说明。
在树脂板11表面的4个角中，以给定的高度突出设置有第1螺钉口部12，用于通过螺钉8固定到第1金属芯板9的背面。第1螺钉口部12的高度设置为，与第1金属芯板9之间保持给定的第1间隔H1，以使得设置于第1金属芯板9背面上的部件、焊料等不与树脂板11的表面接触。
在树脂板11背面的4个角中，以给定的高度突出设置有第2螺钉口部13，用于通过螺钉8固定到第2金属芯板10的背面。第2螺钉口部13的高度设置为，与第2金属芯板10之间保持给定的第2间隔H2，以使得设置于第2金属芯板10的背面上的部件、焊料等不与树脂板11的背面接触。
如图5(B)所示，第1金属芯板9与第2金属芯板10之间的电连接通过汇流条14进行。汇流条14连接至设置在第1金属芯板9上的第1连接端子9a和设置在第2金属芯板10上的第2连接端子10a。第1连接端子9a和第2连接端子10a由端子电极夹15支持。
根据本发明第2实施方式例的金属芯板1的加强结构，由于在第1金属芯板9与第2金属芯板10之间放置了树脂板11，因此能防止基板间的短路。
(第3实施方式例)
图6(A)是表示本发明第3实施方式例的金属芯板的加强结构的平面图，(B)是其主视图。
本发明第3实施方式例的金属芯板的加强结构与第2实施方式例基本相同，其特征在于第1金属芯板9与第2金属芯板10通过保险丝16电连接。
此外，根据用于连接的保险丝16的端子的宽度来确定第1螺钉口部12和第2螺钉口部13的高度，由此规定第1金属芯板9与树脂板11之间的第1间隔H1和第2金属芯板10与树脂板11之间的第2间隔H2。
根据本发明第3实施方式例的金属芯板1的加强结构，通过适当规定树脂板11的宽度、第1螺钉口部12和第2螺钉口部13的高度，从而能使用用于基板间连接的规格化、技术标准化的保险丝16，不需要专用的汇流条。
(第4实施方式例)
图7(A)是表示本发明第4实施方式例的金属芯板的加强结构中使用的树脂板的平面图，(B)是表示本发明第4实施方式例的金属芯板的加强结构中使用的树脂板的内部结构的截面图。
本发明第4实施方式例的金属芯板的加强结构中所用树脂板17的特征是具有电磁波屏蔽(遮蔽)功能。通过使树脂板17具有屏蔽特性，从而能防止基板间的串扰并减少干扰。
为了具有屏蔽特性，例如，如图7(A)所示，在树脂板17表面贴附电磁波吸收片17a(例如，F-CO株式会社制“F-CO TM片”商品等级EMI)。此外，还可以使用通过将这种片材料与树脂板的原料混练而注塑成型的树脂板17。
此外，还可以在树脂板17的表面贴附将铜线等金属线编织成网状的金属包线，或如图7(B)所示，在注射成型时，将金属包线17b设置在内部，作为树脂板17的内核。
在使用金属包线17b的情况下，优选通过铜线等将接地18(例如汽车车体)与金属包线17b接地连接。
另外，将金属芯板的周围围住能获得最佳的屏蔽效果，但由于不利于节省空间和减轻重量，因此可如本发明的实施方式例，通过不包围金属芯板而使树脂板17具有静电屏蔽效果，从而能达到节省空间和减轻重量，且能实现屏蔽。
(第5实施方式例)
图8是表示本发明第5实施方式例的电连接箱组装前状态的截面图，图9(A)是表示基板组装体固定在底盒上的状态的截面图，(B)是表示连接顶盒与底盒状态的截面图。
如图8(A)所示，本发明第5实施方式例的电连接箱19的特征在于，具有由沿水平方向延伸形成的顶盒20和底盒21构成的盒22，以及容纳在该盒22内，具有第2实施方式例中的金属芯板的加强结构的第1基板组装体23。
第1基板组装体23包括内部具有金属芯的第1金属芯板9、具有金属芯的第2金属芯板10和设置在第1金属芯板9与第2金属芯板10之间的树脂板11。
在金属芯板9、10的表面安装了继电器3、保险丝端子4、保险丝端子电极夹24、接插件端子25、接插件端子电极夹26等。
第1基板组装体23通过在设置于底盒21中的安装部21a中所形成的安装孔21b中插入螺钉27进行连接(参见图9(A))，以基本垂直于盒22的方向设置(参见图9(B))。
根据本发明第5实施方式例的电连接箱19，由于在盒22中固定容纳具有所述金属芯板加强结构的第1基板组装体23，因此能确保金属芯板9、10的强度，相对于基板22，不仅能以呈水平的状态、还能以基本垂直的状态设置金属芯板9、10。其结果，可以在盒22内的任意位置设置金属芯板9、10，能在盒22内设置所希望的数量、形状、尺寸大小的金属芯板，同时可以有效利用盒22内的空间。
(第6实施方式例)
图10是表示本发明第6实施方式例的电连接箱组装前状态的截面图，图11(A)是表示将基板组装体固定在底盒上的状态的截面图，(B)是表示连接顶盒与底盒状态的截面图。
如图10(A)所示，在本发明第6实施方式例的电连接箱29中，其特征在于，在盒22内除了第1基板组装体23以外，还包括具有第1实施方式例的金属芯板加强结构的第2基板组装体28。
第2基板组装体28包括，内部具有金属芯的略呈长方形的金属芯板1、以及具有与金属芯板1基本相同宽度的面、在与金属芯板1的背面基本平行且相隔了给定间隔的状态下固定安装在金属芯板1上的树脂板2。
在金属芯板1的表面，安装了继电器3、保险丝端子4、保险丝端子电极夹24、接插件端子25、接插件端子电极夹26等。
第1基板组装体23和第2基板组装体28通过在设置于底盒21中的安装部21a中所形成的安装孔21b中插入螺钉27连接(参见图11(A))，在基本垂直于盒22的方向上设置(参见图11(B))。
根据本发明第6实施方式例的电连接箱29，通过适当组合宽度较宽的第1基板组装体23和宽度较窄的第2基板组装体28，能固定容纳在盒22中，因此可以在盒22内设置更多的金属芯板。
另外，本发明的电连接箱还可以单独或适当组合具有第1～第4实施方式例的金属芯板加强结构的基板组装体而固定容纳在盒内。
本发明并不限定于所述实施方式，可以在权利要求范围内记载的技术事项的范围内进行各种变更。例如，虽然例示了金属芯板、树脂板的材料和形状，但并不仅限于此。
此外，在本发明中，金属芯板与树脂板具有基本相同的宽度即可，虽优选具有相同的宽度，但在形状和宽度上多少有些差异并不影响。
工业上的可利用性
本发明适用于在例如汽车用电连接箱等中使用的金属芯板的加强。

Claims (6)

1.一种金属芯板的加强结构，其特征在于，其包括：
具有第1面及第2面和金属芯的金属芯板，和
具有与所述金属芯板的第1面及第2面相同宽度的面的树脂板；
所述金属芯板的第2面在与所述树脂板平行且相隔给定间隔的状态下被固定安装在所述树脂板上；
所述金属芯板的第2面隔着延伸到所述金属芯板的面方向端部的空间部分与所述树脂板相面对。
2.一种金属芯板的加强结构，其特征在于，包括：具有第1面及第2面和金属芯的第1金属芯板，和具有第3面及第4面和金属芯的第2金属芯板，以及设置在所述第1金属芯板与第2金属芯板之间并具有与所述第1金属芯板及所述第2金属芯板相同宽度的面的树脂板；
所述第1金属芯板的第2面在与所述树脂板平行且相隔给定的第1间隔的状态下固定安装在所述树脂板上，且
所述第1金属芯板的第2面隔着延伸到所述第1金属芯板的面方向端部的第1空间部分与所述树脂板相面对；
所述第2金属芯板的第4面在与所述树脂板平行且相隔给定的第2间隔的状态下固定安装在所述树脂板上，且
所述第2金属芯板的第4面隔着延伸到所述第2金属芯板的面方向端部的第2空间部分与所述树脂板相面对。
3.如权利要求2所述的金属芯板的加强结构，其特征在于，所述第1金属芯板和第2金属芯板通过保险丝电连接，根据所述保险丝的端子宽度确定所述第1间隔与所述第2间隔。
4.如权利要求1～3任一项所述的金属芯板的加强结构，其特征在于：所述树脂板是具有电磁波屏蔽性的树脂板。
5.一种电连接箱，其特征在于，包括：
具有如权利要求1～3任一项所述的金属芯板的加强结构的基板组装体，和
固定容纳所述基板组装体的盒子。
6.如权利要求5所述的电连接箱，其特征在于：所述盒子沿水平方向延伸形成，所述基板组装体沿垂直于所述盒子的方向设置。
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