CN102740650B - 将印刷电路板装配在壳体中的装配方法及配属的装配工具 - Google Patents

Abstract

将印刷电路板装配在壳体中的装配方法及配属的装配工具。该方法实现了将印刷电路板特别精确地定位在壳体中。其中将设有限动孔的印刷电路板放置到装配工具的与限动孔对应的限动销上使得限动销在背向工具侧上伸出于印刷电路板。接着将工具朝壳体的印刷电路板容纳部推移使得限动销形状锁合地嵌入到印刷电路板容纳部的对应定心孔中。在随后将印刷电路板固定在壳体中之后又将工具回拉使限动销从限动孔中分离，其中印刷电路板保留在印刷电路板容纳部中。工具包括：为之配属有限动销的上板和具有用于定位壳体的壳体容纳部的下板。印刷电路板能以设置于其中的限动孔安置到限动销上。印刷电路板通过上板相对下板推移而能装入到壳体的印刷电路板容纳部中。

Description

将印刷电路板装配在壳体中的装配方法及配属的装配工具

技术领域

本发明涉及一种用于将印刷电路板装配在壳体中的装配方法。此外，本发明涉及一种用于实施该方法的装配工具。壳体在首要力求的应用中是车辆中的电子器件模块，尤其是电动窗玻璃升降器。

背景技术

印刷电路板传统上包括(也称作“基板”的)绝缘载体板，该绝缘载体板被配备有电导体带以及电构件或电子构件。在如尤其是用在车辆的电子器件模块中的印刷电路板中，通常由导电材料构成的导体带被印刷到基板上。这样的导体带也称作“PCB”(“印刷电路板”(“PrintedCircuitBoard”))。

在尤其是对于自动制造特别有利的制造过程中，印刷电路板在装入壳体中时与电连接导体压紧接触连接。在此，壳体的压入销或“压配合销”(以下也称作压紧接触销)被压入印刷电路板的相对应的金属接触孔中，由此建立无钎焊的电连接。但为了可靠而且持久地使这种压紧接触连接缔结着，在建立这种压紧接触连接时必须使印刷电路板相对于壳体被精确地定位。即使压紧接触销相对于接触孔仅微小的有误调校也会导致接触孔发生不允许的扩宽，导致各压紧接触销的区域发生弯曲或者折断，或者导致其他制造缺陷。

为了在装入时简单而且精确地调校印刷电路板，在壳体的印刷电路板容纳部中通常安设有伸出的限动销，印刷电路板借助相对应的定心孔(以下也称作“限动孔”)而插接到限动销上。限动销通常在其自由端部的区域中逐渐变细，以便使印刷电路板的插接变得容易。受构造所限，当要装入的印刷电路板在装入过程中与压紧接触销的尖端触碰时，要装入的印刷电路板由于所述的逐渐变细而尚有一定余隙地在限动销上引导。这样的原因尤其在于，压紧接触销由于通常非常扁平的壳体结构方式，而仅能略微超出限动销。由此，印刷电路板通常首先平放在压紧接触销的尖端上，之后，压紧接触销可以“找到”所配属的接触孔并且可以结束该压上过程。这会不利地导致：压紧接触销损伤接触孔的金属化的外围，这会导致材料被去掉或材料被推开。接触孔中金属层的损伤可能(在多层印刷电路板的情况下)尤其导致不期望的层撕裂。

发明内容

本发明所基于的任务是提出一种用于印刷电路板的装配方法，所述装配方法能够实现借助简单的机构使印刷电路板特别精确地定位在壳体中。此外，本发明的任务是提出一种(装配)工具，借助该(装配)工具可以特别良好地执行所述装配方法。

就装配方法而言，上述任务根据本发明通过如下用于将印刷电路板装配在壳体中的装配方法来解决，其中，将设有至少一个限动孔的印刷电路板安置到装配工具的一定数目的分别与限动孔相对应的限动销上，如此使得限动销在背向工具的侧上伸出于印刷电路板，其中，在将印刷电路板插接到装配工具上之后，将装配工具朝向壳体的印刷电路板容纳部推移，如此使得限动销或限动销中的至少一个嵌入到印刷电路板容纳部的相对应的定心孔中，其中，将印刷电路板固定在壳体中，以及其中，将装配工具回拉使限动销从限动孔中分离，其中，印刷电路板保留在印刷电路板容纳部中。

就所配属的(装配)工具而言，该任务根据本发明通过如下用以装配印刷电路板的装配工具来解决，该装配工具具有：工具上板，为工具上板配属有限动销；以及工具下板，工具下板具有用于定位壳体的壳体容纳部，其中，印刷电路板能以设置于印刷电路板中的限动孔而安置到各自相对应的限动销上，以及其中，印刷电路板通过将上板朝向下板推移而能够装入壳体的印刷电路板容纳部中。

根据本发明，并非(至少不仅)壳体设有用于可装入其中的印刷电路板所用的限动销。而是根据本发明(至少还有)用于印刷电路板装配的(装配)工具设有至少一个限动销，但优选设置有多个限动销，所述限动销可以装入到印刷电路板的与限动销相应数目的对应限动孔中。根据该方法，设置有至少一个限动孔的印刷电路板首先放置到工具的对应限动销或每个对应限动销上。该限动销或每个限动销的长度在此设定：该限动销或每个限动销在背向工具的侧上伸出于所插接的印刷电路板。优选的是，设置有至少两个限动销和相应数目的对应限动孔，以便防转动地和防歪斜地在工件上调校印刷电路板。

适当的是，该限动销或每个限动销在其纵向方向上(即：轴向方向)基本上垂直于被推移的印刷电路地取向，并且设计为：限动销以印刷电路板厚度的数倍(例如至少五倍)超出被推移的印刷电路板。

在将印刷电路板插接到工具上之后，其相对于壳体的印刷电路板容纳部推移，使得工具的至少一个限动销嵌入到印刷电路板容纳部的对应定心孔(即：定心钻孔)中。在此，该工具相对于印刷电路板容纳部以如下程度进给，直至印刷电路板已到达其在印刷电路板容纳部中符合规定的装配位置。

该限动销或每个限动销与对应限动孔和必要时所配属的定心孔一样地优选具有圆形的横截面。然而，限动销、限动孔和定心孔也可以设置有彼此协调的非圆形的横截面。这当设置有仅仅一个限动销和相应地仅仅一个限动孔和定心孔时，对于印刷电路板相对于工具防转动而言是有意义的。

印刷电路板容纳部优选构造为壳体的凹着的、尤其是呈盆状或壳罩状的凹陷部，所述凹陷部从多侧围绕所装入的印刷电路板。但印刷电路板容纳部原则上可以是平面的壳体面，印刷电路板无约束(freistehend)地平放到该壳体面上。在该情况下，印刷电路板容纳部也称作印刷电路板安放部。

在工具进给时或进给之后，印刷电路板固定在壳体中。接着，将工具回拉，其中，该限动销或每个限动销被从印刷电路板的对应限动孔中拉出，并且印刷电路板留在印刷电路板容纳部中。印刷电路板在壳体中的固定在此原则上可以通过任意固定方法例如将印刷电路板夹入、卡位、焊接还有粘贴在壳体中来进行。

根据本发明的装配原理的一个主要优点在于，设置在工具侧的该限动销或每个限动销可以尽可能不依赖于壳体的几何结构和其他结构要求地构造。尤其是，该限动销或每个限动销在原理上可以任意长地实施，由此，比较简单地实现了限动销在该壳体的定心孔或每个定心孔中小余隙地引导。尤其是，该限动销或每个限动销的足够长的尺寸设定能够有利地实现的是：限动销在印刷电路板与印刷电路板容纳部接触之前就已经小余隙地嵌入到对应的定心孔中。因此，能可靠地避免由印刷电路板容纳部的组成部分对印刷电路板或位于印刷电路板上的构件造成损伤。

在装配方法的一个特别优选的实施方式中，在将印刷电路板送入到壳体的印刷电路板容纳部中期间，缔结压紧接触连接，方式为：电连接导体的位于壳体中的压紧接触销挤入到印刷电路板的相对应接触孔中，使得印刷电路板材料在接触孔的外围变形，并且由此，形成在压紧接触销与印刷电路板之间的力锁合(Kraftschluss)。在此，压紧接触销以常见的方式被压入印刷电路板的接触开口中。等同的是，该接触销或每个接触销也可以固定在印刷电路板上并且与壳体中的接触孔共同作用，用以建立压紧接触连接。基本上也可行的是，不仅在印刷电路板上还在壳体上，不仅设置有接触销而且设置有对应的接触孔。

此外，原则上除了压紧接触连接之外也可以设置其他用于将印刷电路板固定在壳体上的机构，例如在印刷电路板容纳部的边缘处的卡位凸鼻，该卡位凸鼻形状锁合(formschlüssig)地在周围抓持所装入的印刷电路板。但在本发明的优选实施方案中，印刷电路板仅仅或至少主要通过压紧接触连接来固定在壳体中或固定在印刷电路板容纳部中。“主要”的概念在此情况下被理解为：使得压紧接触连接具有与所有可能用于将印刷电路板固定在印刷电路板容纳部中的其他机构相比更强的撕开力。

在本发明的特别适当的实施方式中，该限动销或每个限动销在将印刷电路板插接到工具上时与印刷电路板的限动孔形成(可无损地分开的)力锁合或形状锁合，所述力锁合或形状锁合使印刷电路板至少克服其自重防脱失地保持在工具上。尤其是，至少两个限动销为此与相对应的限动孔相关地设计尺寸，使得限动销在安置印刷电路板时略微弹性变形。

在本发明的变形方案的一个适当的改进方案中，设置为：通过该限动销或每个限动销产生的、印刷电路板在工具上的防脱失性在将印刷电路板装入并且固定在印刷电路板容纳部之后，借助分离机构而强制解除或至少强制松动，其中，该分离机构可以相对于该限动销或每个限动销运动。

通过在该限动销或每个限动销与印刷电路板之间形成的力锁合或形状锁合被强制解除或强制松动，而使如下的紧合力被抑制或至少被减小，其中，所述紧合力在工具回拉时一方面由于印刷电路板在工具上的力锁合或形状锁合以及另一方面由于印刷电路板在印刷电路板容纳部中的固定而作用于印刷电路板。即换言之，该工具可以回拉，而印刷电路板在工具与壳体之间而不会明显发生紧合。因此，印刷电路板在该装配方法中受到保护，并且降低了产品缺陷的危险。

在特别简单的实施方式中，分离机构通过尤其呈推杆形式的顶料器来形成，推杆的位置在工具回拉时首先保持不变，使得顶料器将印刷电路板保持在印刷电路板容纳部中。

对于这种顶料器可替选地或附加地，分离机构也可以包括如下机构，所述机构在工具回拉时使该限动销或每个限动销变形，尤其是朝旁侧弯曲或收缩(verschlanken)。

设置用于执行根据本发明的装配方法的装配工具尤其包括：(工具)上板，在(工具)上板上直接或间接地安设有该限动销或每个限动销；以及(工具)下板，(工具)下板具有用于保持壳体的壳体容纳部。在此，印刷电路板按规定可以安置到该限动销或每个限动销上。通过使上板朝向下板推移，印刷电路板按照根据本发明的装配方法可以装入到壳体中或装入到壳体的印刷电路板容纳部中。

在装配方法的优选实施方式中，该限动销或每个限动销至少在自由端侧的区段中呈锥形地收尾并且因此逐渐变细，由此，有利地一方面使印刷电路板插接到该限动销或每个限动销上的过程变得容易，而另一方面也使限动销在壳体的至少一个定心孔中的定心变得容易。

为了进一步对印刷电路板在壳体中的良好定位给予支持，上板优选相对于下板沿进给方向线性引导。在适当的而且可简单地实现的实施方案中，装配工具为此具有至少一个、优选至少两个引导栓，所述引导栓在与所配属的引导螺母或者引导钻孔共同作用下使上板相对于下板横向于进给方向小余隙地取向并且在进给中引导。

为了低紧合力地将印刷电路板与工具的上板强制分离，该工具按照适当的构型具有前面所描述类型和工作原理的顶料器，该顶料器尤其是呈至少一个在进给方向上相对于工具上板可推移的推杆的形式。

在首要实现的应用中，根据本发明的用于印刷电路板装配的装配方法和/或所配属的装配工具用于电子车辆模块中，尤其用于电动窗玻璃升降器中。

附图说明

接下来，参照附图更为详细地阐述了本发明的实施例。其中：

图1以示意性侧视图示出了用于将印刷电路板装配在壳体中的装配工具，以及

图2至图6以示意性视图示出了借助根据图1的装配工具实施的印刷电路板装配方法的不同的彼此跟随的装配状态。

彼此对应的部分在所有图中始终设置有相同的附图标记。

具体实施方式

图1以粗略示意性的部分剖切示出的侧视图示出了装配工具1，(同样部分剖切示出的)壳体2以及印刷电路板3装入到装配工具中，用以装配在壳体2中。

装配工具1包括按规定平放在工作面上的下板4以及上板5，下板4以及上板5基本上彼此平面平行地取向。两个基本上垂直的引导栓6设置在装配工具1的彼此对置的侧上，用于定位这两个板4、5。引导栓6分别在上板5中压入到配合精确的钻孔中，而引导栓6在下板4中有(微小)余隙地分别引入到钻孔7中。可替选地，引导栓6也可以固定在下板4上，其中，在该情况下上板5可以相对于引导栓6推移。

在下板4的上侧8上，布置有支撑栓柱9以及近似盆状的壳体容纳部10，壳体2通过该壳体容纳部10可以定位和固定在下板4上。

在上板5的上侧11上固定有夹紧栓柱12，夹紧栓柱12用于将上板5固定在压紧装置中。在上板5的对着上侧11的下侧13上首先连接有基本上呈方形间隔体14，在间隔体14上，在背向上板5的侧上安设有同样基本上呈方形的压入体15，然而压入体15在其伸展上小于间隔体14地构造。

至少一个顶料器17被整合到间隔体14中。顶料器17包括顶料推杆18，顶料推杆18在从间隔体14的下侧19加工出的钻孔20中引导。顶料推杆18被弹簧21朝向下板4预紧。

此外，三个限动销22朝向下板4的方向从间隔体14的下侧19伸出，其中，仅示例性地示出一个。限动销22基本上成直角地从下侧19伸出。每个限动销22基本上通过圆柱形的栓柱来形成，限动销22朝向其背向下侧19的自由端部23在端部区段24中呈锥形变细。

相对于顶料器17附加地或可替选地，工具1针对每个限动销22包括所配属的偏转体25，偏转体25在侧向上置于所配属的限动销22侧翼。朝向限动销22敞开的钻孔26被加工到偏转体25中，在钻孔26中置入推杆28。通过推杆28的作用可以使限动销22(以微小程度)，即横向于其轴线运动。推杆28通过弹簧27朝向限动销22预紧。

如从图1可看到的那样，印刷电路板3相对于压入体15的上板5或下板30平面平行地插接到限动销22上。印刷电路板3随后为了通过上板5朝向下板4的方向进给的装配而装入壳体2中，其中，限动销22嵌入到壳体侧的定心孔31中。就进给而言，壳体侧的电连接导体33的一定数目的压紧接触销32(其中，图1中仅示例性地示出一个)被压入到印刷电路板3的相对应的接触孔34(其中，图1中仅示例性地示出一个)中。

从图2至图6中可详细地看到装配方法的流程。图2示意性地大大简化地示出装配工具1的上板5、印刷电路板3以及处于预装配状态中的壳体2。图3至图6分别以相同的视图示出了处于装配方法期间彼此跟随的瞬间情形中的上板5、印刷电路板3和壳体2。

根据图2，印刷电路板3具有两个(穿通的)限动孔40以及(在所示的例子中五个)同样穿通的接触孔34。每个接触孔34至少在其壁部的区域中被金属化。在壳体2中设置有数目与接触孔34的数目相应的压紧接触销32。此外，配输给限动销22的定心孔31被加工到壳体2中。

根据图3，在第一装配步骤中将印刷电路板3推移到限动销22上，使得印刷电路板3贯穿印刷电路板3的限动孔40。在此，限动销22在背向工具的侧41上以印刷电路板厚度的数倍超出限动销22。限动孔40在此情况下与相对应的限动销22相比彼此间具有略微更小的间距，使得限动销22在放置印刷电路板3时略微彼此弯曲。在此，印刷电路板3在限动销22之间被紧合并且力锁合地保持在上板5上。以此方式在限动销22与印刷电路板3之间形成的力锁合至少强到使得该力锁合能够承受印刷电路板3连同装配于印刷电路板3上的构件的自重。印刷电路板3因此防脱失地固定在上板5上，并且通过夹紧而相对于上板5得到取向和定位。

印刷电路板3的推上通过相应配属给限动销22的偏转体25而变得容易，当上板5位于其上部位置中时，偏转体25的各自的弹簧27通过(未明确)示出的紧合机构而被紧合。通过经紧合的弹簧27将推杆28压向相应的限动销22。限动销22由此被这样偏转，即：印刷电路板3可比较容易地被推到限动销22上。在上板5下沉时，每个偏转体25的弹簧27完全或部分去负荷，从而推杆28对所配属的限动销22去负荷。由此，限动销22弯回其正常位置中，由此使印刷电路板3预紧。

从图4中可看到的是，在装配方法的第二步骤中，上板5与固定于其上的印刷电路板3一起以如下方式朝向(支承在根据图1的下板4上的)壳体2进给，使得限动销22嵌入到壳体2的相对应的定心孔31中。尤其是当印刷电路板3距压紧接触销32的尖端以不为零的间距来布置时，限动销22就已嵌入到定心孔31中。

首先在装配方法的第三步骤中，压紧接触销32根据图5通过将上板5朝向壳体2继续进给而挤入所配属的接触孔34中，由此缔结压紧接触连接50。通过每个压紧接触销32在此在所配属的接触孔34周围的印刷电路板材料变形，由此在印刷电路板3与压紧接触销32之间形成力锁合。

通过该力锁合，印刷电路板3固定在壳体2的印刷电路板容纳部51中，在印刷电路板容纳部51中，布置有压紧接触销32。

在装配方法的最后的第四步骤中根据图6，工具上板5又相对于壳体2弯回。通过压紧接触连接50实现的、印刷电路板3在印刷电路板容纳部51中的固定在此比力锁合更强力，该力锁合将印刷电路板3保持在上板5上。由此，在上板5回拉时，限动销22被从印刷电路板3的限动孔40中拉出。于是，印刷电路板3在上板5回拉时与上板5分离，并且在印刷电路板3按规定的装配状态中保留在壳体2的印刷电路板容纳部51中。

印刷电路板3与上板5的分离(根据工具1的实施)由该顶料器17或每个顶料器17和/或该顶料器25或每个顶料器25给予支持，所述顶料器就此而言用作印刷电路板3的分离机构。

在一简单实施方案中，顶料器17仅仅被动地对印刷电路板3的分离给予支持，方式为：在此持续通过弹簧21加以预紧的顶料器推杆18使将印刷电路板在限动销22上加以保持的力锁合变弱。可选地，为顶料器17配属有(未详细示出的)紧合机构，该紧合机构仅仅在上板5回拉时暂时使弹簧21紧合并且因此提高了由顶料器推杆18施加到印刷电路板3上的压力。

在装配工具1的进一步研发方案的实施方式中，为顶料器17或每个顶料器17和/或该偏转体25或每个偏转体25配属有(例如气动、液压或电磁的)驱动装置，通过该驱动装置可使该顶料器推杆18或每个顶料器推杆18或每个推杆28相对于限动销22运动，用以强制分离印刷电路板3。

在此情况下，该顶料器17或每个顶料器17尤其对印刷电路板3的分离给予支持，方式为：顶料器推杆18在上板5回拉时以同样程度相对于上板5进给。顶料器推杆18因此在上板5回拉时保持位置不变并且还将印刷电路板3压向印刷电路板容纳部51。与根据图1的简化视图不同，该顶料器17或每个顶料器17优选尽可能靠近所配属的限动销22地布置，以便在拉出限动销22时使得印刷电路板3的紧合、尤其是挠弯最小化。

该偏转体25或每个偏转体25对印刷电路板3的分离给予支持，在此情况下尤其是方式为：推杆28在回拉时被压向所配属的限动销22，并且使其略微偏转。在此情况下，使得在限动销22与印刷电路板3之间形成的力锁合的去负荷，从而限动销22可以更为容易地从所配属的限动孔40中拉出。

附图标记列表

1装配工具

2壳体

3印刷电路板

4下板

5上板

6引导栓

7钻孔

8上侧

9支撑栓柱

10壳体容纳部

11上侧

12夹紧栓柱

13下侧

14间隔体

15压入体

17顶料器

18顶料器推杆

19下侧

20钻孔

21弹簧

22限动销

23自由端部

24端部区段

25偏转体

26钻孔

27弹簧

28推杆

30下侧

31定心孔

32压紧接触销

33连接导体

34接触孔

40限动孔

41侧

50压紧接触连接

51印刷电路板容纳部

Claims (10)

1.用于将印刷电路板(3)装配在壳体(2)中的装配方法，

-其中，将设有至少一个限动孔(40)的印刷电路板(3)安置到装配工具(1)的一定数目的分别与限动孔(40)相对应的限动销(22)上，如此使得所述限动销(22)在背向工具的侧(41)上伸出于所述印刷电路板(3)，

-其中，在将所述印刷电路板(3)插接到所述装配工具(1)上之后，将所述装配工具(1)朝向所述壳体(2)的印刷电路板容纳部(51)推移，如此使得所述限动销(22)中的至少一个嵌入到所述印刷电路板容纳部(51)的相对应的定心孔(31)中，

-其中，将所述印刷电路板(3)固定在所述壳体(2)中，以及

-其中，将所述装配工具(1)回拉使所述限动销(22)从所述限动孔(40)中分离，其中，所述印刷电路板(3)保留在所述印刷电路板容纳部(51)中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在将所述印刷电路板(3)送入所述印刷电路板容纳部(51)中期间，缔结压紧接触连接(50)，方式为：电连接导体(33)的位于所述壳体(2)中的压紧接触销(32)挤入所述印刷电路板(3)的相对应接触孔(34)中以构成力锁合。

3.根据权利要求2所述的装配方法，其中，将所述印刷电路板(3)仅仅或至少主要通过所述压紧接触连接(50)来固定在所述壳体(2)中。

4.根据权利要求1所述的装配方法，其中，所述限动销(22)在将所述印刷电路板(3)安置到所述装配工具(1)上时，与所述印刷电路板(3)构成使所述印刷电路板(3)克服所述印刷电路板(3)的自重而保持在所述装配工具(1)上的力锁合或形状锁合。

5.根据权利要求4所述的装配方法，其中，将所述限动销(22)与所述印刷电路板(3)所构成的力锁合或形状锁合在所述印刷电路板(3)装入所述壳体(2)中时或之后，借助相对于所述限动销(22)能运动的分离机构(17、25)强制解除或至少强制松动。

6.用以根据权利要求1至5之一所述的装配方法来装配印刷电路板(3)的装配工具(1)，所述装配工具具有：

-工具上板(5)，为所述工具上板(5)配属有所述限动销(22)，以及

-工具下板(4)，所述工具下板(4)具有用于定位所述壳体(2)的壳体容纳部(10)，

其中，所述印刷电路板(3)能以设置于所述印刷电路板(3)中的所述限动孔(40)而安置到各自相对应的所述限动销(22)上，以及

其中，所述印刷电路板(3)通过将所述上板(5)朝向所述下板(4)推移而能够装入所述壳体(2)的所述印刷电路板容纳部(51)中。

7.根据权利要求6所述的装配工具(1)，其中，所述限动销(22)至少在自由端侧的区段(24)中呈锥形地收尾。

8.根据权利要求6所述的装配工具(1)，其中，所述上板(5)相对所述下板(4)沿进给方向线性引导。

9.根据权利要求6所述的装配工具(1)，所述装配工具(1)具有分离机构(17、25)，所述分离机构(17、25)用于将所述印刷电路板(3)从所述限动销(22)中强制分离。

10.根据权利要求9所述的装配工具(1)，其中，所述分离机构通过顶料器(17)来形成。