CN103404242B - 具有载体，smd部件及引线框部件的组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种组件，具有：由电绝缘材料制成的载体；具有侧面的接触面的SMD部件；以及由金属制成的引线框部件，引线框部件固定在载体处并且用于在SMD部件的侧面的接触面与组件的其它的功能元件之间建立电连接，其中，引线框部件具有接触舌簧，接触舌簧弹性地抵靠在侧面的接触面上并且材料配合地与侧面的接触面连接。

Description

具有载体，SMD部件及引线框部件的组件
技术领域
本发明涉及一种组件，具有：由电绝缘材料制成的载体；具有侧面的接触面的SMD部件；以及由金属制成的引线框部件，引线框部件固定在载体处并且用于在SMD部件的侧面的接触面与组件的其它的功能元件之间建立电连接。
背景技术
相比布线的电子元件，SMD部件（SMD：surface mounted device）的特点在于紧凑的结构形式和简单的组装。一般情况下，其安装在电路板或陶瓷基底上并且与电路板的印制导线进行钎焊。印制导线然后必须自身和其它的电接口连接，特别是通过连接电缆或连接金属线连接。如果对于特定的组件仅需少量的SMD部件，那么这种组装方式的成本则会过于费时进而成本高昂并且需要较大的结构空间。实例是用于改善直流电动机的电磁兼容性（EMV）的EMV滤波器。在这种应用中，电路板或陶瓷基底的印制导线和其它的导电组件的连接成本代价过高并且在几乎没有提供结构空间的区域中需要较多的位置。
从US6,903,920B1中已知的是，通过将SMD陶瓷电容器借助于金属的插座部件固定在电路板上，从而可以保护其免受到机械负荷。该插座部件由U形弯曲的铜条组成，该铜条一个端部和SMD陶瓷电容器的侧面的接触面钎焊连接。在把电容器安装到电路板上之前进行这种连接。紧接着插座部件的自由端和电路板的印制导线进行钎焊连接。
由出版物GB 2 416 928A中已知一种用于EMV滤波器的保持器。该EMV滤波器由具有四个侧面的接触面的SMD壳体中的陶瓷电容器布置组成。该保持器具有用于滤波器的、由四个侧壁包围的容纳部。在包围容纳部的壁中的每一个上都安放有弹簧端子（Federklemme）。弹簧端子的位于容纳部内部的端部和滤波器的侧面的接触面接触。位于外侧的端部通过其它的接触位置连接。
此外，已知的是，无需分开的电路板或陶瓷基底，SMD陶瓷电容器直接与提及的引线框、金属制成的引线框部件连接。特别是，电容器可直接与引线框钎焊连接。这种连接技术会导致陶瓷电容器承载较高的机械负荷，同时陶瓷电容器特别是在-50℃到+160℃的工作温度范围内温度波动时，可能由于热膨胀系数不同导致电容器的损坏或摧毁。
发明内容
基于这一点，本发明的目的在于提供一种具有权利要求1的前序部分的特征的组件，可以成本低廉地制造组成部件并且非常容易组装，即使在较高的机械负荷和热负荷下，其仍然坚固以及可靠耐用。
本发明的目的由具有权利要求1的特征的组件来实现。有利的设计方案在随后的从属权利要求中给出。该组件具有：
-由电绝缘材料制成的载体，
-具有侧面的接触面的SMD部件，和
-由金属制成的引线框部件（Stanzgitterteil），该引线框部件固定在载体处并且用于在SMD部件的侧面的接触面与组件的其它的功能元件之间建立电连接，其中，
-引线框部件具有接触舌簧，接触舌簧弹性地抵靠在侧面的接触面上并且以材料配合地与侧面的接触面连接。
SMD部件相对于载体布置在预定的位置中。其例如可以抵靠在载体顶侧上或与该顶侧有间距地布置。
引线框部件由金属制成，特别是由铜或含铜的合金制成。引线框部件的材料具有弹性特性并且同样接触舌簧也具有弹性。通过适合的板材冲压可制成引线框部件并且引线框部件具有多个接触舌簧，可在一个工作流程中冲制出接触舌簧。为了将引线框部件分离成多个不电连接的组成部件，可以随后把一起冲压出来的部件相互分离开来。可替换地，多个冲压件在以组合的形式形成引线框部件，这些冲压件分别仅具有一个接触舌。
引线框部件固定在载体处，也就是指固定在其相对于载体的布置中。其也用于与组件的其它的功能元件建立电连接。这例如可以是组件的电子部件或机电的组成部件。实例是电动机的电刷架。引线框部件可通过直接的电接触电连接到这些其它的功能元件上，也就是说无需分开的例如像电缆或金属线那样的电连接元件。例如，电动机的电刷直接和引线框部件连接，或者通过直接把电刷或电刷架抵靠在引线框部件上形成电接触。
引线框部件也可以称为引线框。
接触舌簧可以与引线框一体地构造，并且特别是可以如另外的引线框元件一样在同一个冲压过程中制造。此外，在其它的加工步骤中接触舌簧可以设置成较薄的形式。可替换地，也可以分开地生产接触舌簧并接着和引线框部件的另外的组成部件连接，例如通过点焊或钎焊。
接触舌簧弹性地抵靠在SMD部件的侧面的接触面上并且材料配合地其连接。特别地可以通过钎焊或可替换地通过导电粘合建立材料配合的连接。钎焊可以通过表面镀锌并且在将SMD部件布置在载体上之后紧接着加热来实现，也就是说在所谓的回流焊方法中。可替换地可以通过激光焊接实现材料配合的连接，就是说通过利用激光束有目的地加热待连接的元件来实现。材料配合的连接导致具有连接可靠的接触的坚固的布置，其在即使有污染、高空气湿度或震动时依然保持不动。
一般情况下，接触舌簧弹性地抵靠在侧面的接触面上已可导致电连接。通过附加的材料配合的连接可持久确保这种电连接。通过弹性地贴靠可简化组件的安装，这是因为SMD部件可由此弹性地由接触舌簧保持在其安装位置并且不依赖于后续材料配合的连接保留在这个安装位置中。特别是，在建立材料配合的连接期间不必要在其安装位置附加地固定SMD部件。
在一个设计方案中，载体具有形成在顶侧中的凹进部，SMD部件布置在凹进部中并且接触舌簧插到凹进部中。引线框部件的接触舌簧插到凹进部中也就意味着，接触舌簧至少部分地、特别是利用其自由末端处于凹进部的内部。SMD部件布置在载体的凹进部内，也就是说其至少部分地位于凹进部的内部。其也可以整个布置在凹进部内或者从凹进部向上凸出且伸出载体顶侧。SMD部件的侧面的接触面可以至少部分地处于凹进部的内部。SMD部件可以固定在凹进部内，例如通过和凹进部的底部粘合。除弹性的接触舌簧外，特别是在安装组件时，也可以把SMD部件保持在其位置上。
在一个设计方案中，可以以喷射注塑法制造载体。例如，载体可由热固性或热塑性塑料组成。采用喷射注塑法的生产是成本低廉的并且能实现载体的完整的模塑成型。特别是，在喷射注塑载体时也可在载体上形成凹进部。
在一个设计方案中，载体在喷射注塑法中与引线框部件连接。载体可喷射注塑到引线框部件或可以将引线框部件的部件与载体的材料一起挤压包封。同样，这能实现成本低廉的生产并且引起精准和持久地将引线框部件相对于载体固定。特别是，引线框部件的接触舌簧可以关于凹进部准确位于预定的布置中。
原则上，引线框部件也可以采用任意其它方式和方法固定在载体处。根据一个设计方案，引线框部件和载体粘合在一起。
在一个设计方案中，引线框部件固定在载体的顶侧。特别是，引线框部件可以和载体的顶侧处的面连接，例如通过粘合或通过把载体喷射注塑到引线框部件上。
在一个设计方案中，接触舌簧从顶侧插到凹进部中。原则上，接触舌簧可以从任意方向插到凹进部中，例如在部分地与载体材料挤压包封的引线框部件中可以从凹进部的侧壁面穿过。在从顶侧插入时，可以简化SMD部件插入到凹进部中并且可以极其简单以及可靠地建立接触舌簧和SMD部件的侧面的接触面之间的电接触。特别是，插入到凹进部时接触舌簧可以把SMD部件导入到预期的位置。
在一个设计方案中，凹进部具有底面和侧壁面，并且与侧壁面具有间距地布置接触舌簧。该布置可以导致，接触舌簧弹性地在朝向侧壁面的方向上移动。由此可以达到非常好的弹性支撑或接触SMD部件，并且可以很好地补偿制造公差。
在一个设计方案中，侧壁面倾斜地布置在接触舌簧区域内，使得侧壁面和邻接的顶侧之间的角处于95°到140°范围内。换句话说，凹进部朝向顶侧扩展为漏斗形状。这就为接触舌簧提供了自由空间并且可以继续简化SMD部件的插入。
在一个设计方案中，在凹进部的至少两侧分别布置至少一个接触舌簧。两个侧面可以相互面对布置。接触舌簧也可以布置在凹进部的三个或多个侧面上。特别是，凹进部可以具有矩形的横截面（在平行于顶侧的横截平面中）并且具有四个成对的相互面对布置的侧面。从这些侧面中的每一个侧面都可以接触到SMD部件的侧面的接触面。例如，可以存在两个布置在凹进部的相对布置的侧面处的接触舌簧。然而，也可以通过相应数量的接触舌簧建立三个或多个接触。
在一个设计方案中，接触舌簧具有部段，部段围绕凹进部的边缘弯曲，并且与边缘、与凹进部的侧壁面以及与载体的顶侧具有间距地布置该部段。该弯曲部段可以基本上是圆弧状和/或保持与载体的所述的元件等同的间距。通过弯曲可以获得接触舌簧良好的弹性性能，必要时，对于接触舌簧可使用相对刚性的材料。此外可以有效防止敏感的SMD部件的损坏。
在一个设计方案中，接触舌簧具有材料厚度，该材料厚度比在远离凹进部的部段中的引线框部件的材料厚度小。例如，引线框部件的材料厚度可以处于0.3mm到1.2mm的范围中，特别是在0.4mm到1mm的范围中。例如，接触舌簧的材料厚度可以处于0.05mm到0.3mm的范围中，特别是在0.1mm到0.2mm的范围中。例如，通过在第一道冲压流程后轧制或压制接触舌簧和进一步的冲制都可以有效减小材料厚度。特别是，从远离凹进部的部段直至接触舌簧部段的铰链连接的和/或自由的部段，材料厚度可以持续地减小。
在一个设计方案中，通过弯曲和切削引线框部件，接触舌簧设计为与引线框部件是一体的。例如，可在第一道冲压流程后，轧制或压制待成型的接触舌簧范围内的引线框部件，由此材料将变得更薄和更宽。例如紧接着，可通过进一步的冲压流程或通过切削使接触舌簧获得预期的形状。
在一个设计方案中，SMD部件和接触舌簧由浇注材料包围。例如浇注材料可以是塑料材料，例如聚酯树脂或环氧树脂。浇注材料可以基本完整填充凹进部。浇注材料可以从所有的面封装SMD部件。浇注材料也可以仅布置在接触舌簧和SMD部件的侧面的接触面范围内。浇注材料可以完全覆盖SMD部件，特别是，包括接触舌簧的邻接的部段和引线框部件的其它的暴露的部段。通过这种方式可以长期保护SMD部件和接触舌簧的连接以防受到环境的影响。特别是，通过在接触舌簧和侧面的接触面之间的材料配合的连接获得了极其坚固的构造。
在一个设计方案中，SMD部件是具有四个侧面的接触面的陶瓷电容器，其中各两个接触面成对地相对布置。这种陶瓷电容器可作为EMV滤波器使用并通过标志“X2Y”电容器所熟知。这种电容器包括一个非常适合用于抗干扰和屏蔽用途的电容器元件的布置，这些电容器元件集成在一个长方六面体形的壳体中。其对于机械负荷和较大的空气湿度非常敏感并且可以特别有利地应用在根据本发明的方式中。原则上，本发明适用于任意具有侧面的接触面的SMD部件，例如，适用于具有只有两个相对布置的侧面的接触面的常规陶瓷电容器。
在一个设计方案中，载体是电动机的壳体件并且引线框部件构成电动机的电接口。例如，载体可以是电动机的端盖，该端盖包括用于轴承组件的容纳部或电机的轴。因此，载体除了用于布置SMD部件以外，其并不是单独的部件。
附图说明
下面将参考七个附图示出的实施例来详细阐述本发明。附图示出：
图1是根据本发明的组件的截面图，
图2是载体和引线框部件，具有如图1中在插入SMD部件前的组件的接触舌簧，
图3以简化图示出在接触舌簧弯曲之前附图2的装置的俯视图，
图4是将SMD部件插到在图2示出的装置中的过程，
图5是具有插入的SMD部件的图2的装置，
图6示出借助激光焊接制造形状配合的连接，
图7示出借助回流焊制造形状配合的连接。
在所有附图中，相应的部件将采用相同的参考标号。
具体实施方式
图1显示了具有载体10、SMD部件12和由金属制成的引线框部件14的根据本发明的组件。
载体10由热塑性塑料组成并以喷射注塑法制造。载体具有顶侧16和形成在顶侧16中的凹进部18。
SMD部件12布置在凹进部18中。其轻微超过顶侧16。
引线框部件14具有四个接触舌簧20，其中在附图中可看到三个。接触舌簧20利用其自由端插到凹进部18中并且弹性地抵靠在SMD部件12的侧面的接触面22上。抵靠在SMD部件12的侧面的接触面22上的接触舌簧20的自由端与侧面的接触面22形状配合地连接，确切的说，通过钎焊在实施例中有描述。
除了接触舌簧20引线框部件14还包括远离接触舌簧20的部段24。这些部段24界定平面并且与载体10的顶侧16粘合。
整个装置利用浇铸材料26浇注。该浇铸材料包围SMD部件12并完整填充向下封闭的凹进部18，其中，浇铸材料也完全围绕和覆盖接触舌簧20。引线框部件14的远离接触舌簧20的部段不利用浇铸材料26遮盖。这些部段用于连接组件的其它的功能元件。
在所述的实施例中，SMD部件12可以是所谓的X2Y陶瓷电容器，其作为EMV滤波器应用于电动机，特别是应用于具有电刷的直流电动机。载体10是这个电动机壳体端盖的一部分。图1中左侧和右侧示出的、远离接触舌簧20的引线框部件14的部段24直接与电动机的电刷架（未示出）连接。这两个从属于左侧和右侧示出的部段24的接触舌簧20一体地和引线框部件14一起制成，并且抵靠在SMD部件12的两个相对布置的侧面的接触面22上。SMD部件12的两个另外的侧面的接触面22通过其它的接触舌簧20与地（Masse）连接，另外的两个侧面的接触面一方面面对观察者，并且另一方面则位于装置的背面。
凹进部18和引线框部件14的其它细节借助于附图2进行了进一步地示出，其示出图1中在插入SMD部件12前的布置。在平行于载体10的顶侧16延伸的截平面中，凹进部18具有矩形横截面。在凹进部18的底部段28中，这个横断面不会随着与顶侧16的间距而发生改变，并且侧壁面32布置在垂直于凹进部18的底面32的这个底部段28中。
直接在底部段28的上方，凹进部18具有顶部段34，在顶部段中侧壁面30相对于顶侧16以大约120°的角度倾斜地布置。侧壁面30的倾斜的部段36引导直至载体的顶侧16，在此构成凹进部18的边缘38。
引线框部件14在其远离接触舌簧20的部段24中具有约0.6mm的材料厚度dL。在朝向接触舌簧20方向上，这种材料厚度持续降低到接触舌簧20范围内的约0.2mm的材料厚度ds。
在凹进部的边缘38的间距内的引线框部件14达到这种材料厚度ds。在这点上，接触舌簧首先向上弯曲，并且接触舌簧20的弯曲部段40靠近那里，该弯曲的部段以大致圆弧状围绕凹进部18的边缘38弯曲。大约在这个弯曲部段40的端部，接触舌簧20刺穿顶侧16的平面并向下插至凹进部18中，确切的说，大约直至凹进部18的底部段28和顶部段34之间的边界上。弯曲部段40以及接触舌簧20的其它的曲线走向直至其自由末端42都保持与载体10大致相等的间距。这个间距约1mm。
附图3示出了附图2的装置的俯视图。可以看出载体10的顶侧16和具有总共四个插到凹进部18中的接触舌簧20的引线框部件14。远离接触舌簧20的引线框部件14的部段24无需例如电缆或电线或类似物那样的电连接件，与其它的附图中未示出的功能元件导电连接。这在附图3中并未示出。很容易看出，接触舌簧20具有等同的宽度。这个宽度例如处于0.6mm到2.0mm的范围中。
附图4示出将SMD部件插到具有接触舌簧20的凹进部18中的过程。同样可以很容易看出SMD部件12的侧面的接触面22。接触舌簧20的自由端42之间的间距越小于相应的侧面的接触面22之间的SMD部件12的长度，由此接触舌簧20的自由端42弹性地抵靠在侧面的接触面22上。很容易看出的是，接触舌簧20的自由端42与凹进部18的底面32保持有间距。当在把SMD部件12插到凹进部中时接触舌簧发生变形时，这种间距保护接触舌簧免受到损坏。
在附图4中未示出的是，面对SMD部件12的、接触舌簧20的面以及SMD部件12的侧面的接触面22是镀锌的，从而可以通过随后的加热使其材料配合地相互连接。
附图5示出将SMD部件12插到凹进部18中之后的组件的状态。可以看出的是，接触舌簧20弹性地抵靠在SMD部件12的侧面的接触面22上，并且尽管由于其发生了变形，接触舌簧在朝向侧壁面30方向上仍保持与该侧壁面的间距。
附图6中示出钎焊如何进行。示意性地示出激光焊接设备44，该设备可以利用激光束46加热接触舌簧20和侧面的接触面22之间的接触区域。
可替换地，可以用回流焊方法焊接以前镀锌的表面。这在附图7中示意性地示出，其中通过箭头48可以看出加热作用。
在附图6或7示出的焊接步骤完成后，可以放置浇铸材料，从而可以形成附图1中示出的最终状态。

Claims (23)

1.一种具有载体、SMD部件和引线框部件的组件，其中：
-所述载体(10)由电绝缘材料制成；
-所述SMD部件(12)具有侧面的接触面(22)；和
-所述引线框部件(14)由金属制成，所述引线框部件固定在所述载体(10)处并且用于在所述SMD部件(12)的侧面的所述接触面(22)与所述组件的其它的功能元件之间建立电连接；
其特征在于，所述引线框部件(14)具有接触舌簧(20)，所述接触舌簧弹性地抵靠在侧面的所述接触面(22)上并且材料配合地与侧面的所述接触面(22)连接，所述载体(10)具有形成在顶侧(16)中的凹进部(18)，所述SMD部件(12)布置在所述凹进部中并且所述接触舌簧(20)插到所述凹进部中，其中，所述接触舌簧(20)具有部段(40)，所述部段围绕所述凹进部(18)的边缘(38)弯曲，并且与所述边缘(38)、与所述凹进部(18)的侧壁面(30)以及与所述载体(10)的顶侧(16)具有间距地布置所述部段。
2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，以喷射注塑法制造所述载体(10)。
3.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述载体(10)在所述喷射注塑法中与所述引线框部件(14)连接。
4.根据权利要求1或2所述的组件，其特征在于，所述引线框部件(14)与所述载体(10)粘合在一起。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的组件，其特征在于，所述引线框部件(14)固定在所述载体(10)的所述顶侧(16)处。
6.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，所述引线框部件(14)固定在所述载体(10)的所述顶侧(16)处。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的组件，其特征在于，所述接触舌簧(20)从所述顶侧(16)插到所述凹进部(18)中。
8.根据权利要求6所述的组件，其特征在于，所述接触舌簧(20)从所述顶侧(16)插到所述凹进部(18)中。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的组件，其特征在于，所述凹进部(16)具有底面(32)和侧壁面(30)并且与所述侧壁面(30)具有间距地布置所述接触舌簧(20)。
10.根据权利要求8所述的组件，其特征在于，所述凹进部(16)具有底面(32)和侧壁面(30)并且与所述侧壁面(30)具有间距地布置所述接触舌簧(20)。
11.根据权利要求10所述的组件，其特征在于，所述侧壁面(30)倾斜地布置在所述接触舌簧(20)区域内，使得所述侧壁面(30)和邻接的所述顶侧(16)之间的角处于95°到140°范围内。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的组件，其特征在于，在所述凹进部(18)的至少两侧分别布置至少一个所述接触舌簧(20)。
13.根据权利要求11所述的组件，其特征在于，在所述凹进部(18)的至少两侧分别布置至少一个所述接触舌簧(20)。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的组件，其特征在于，所述接触舌簧(20)具有材料厚度(ds)，所述材料厚度比在远离所述凹进部(18)的部段(24)中的所述引线框部件(14)的材料厚度(dL)小。
15.根据权利要求13所述的组件，其特征在于，所述接触舌簧(20)具有材料厚度(ds)，所述材料厚度比在远离所述凹进部(18)的部段(24)中的所述引线框部件(14)的材料厚度(dL)小。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的组件，其特征在于，通过弯曲和切削所述引线框部件(14)，所述接触舌簧(20)设计为与所述引线框部件(14)是一体的。
17.根据权利要求15所述的组件，其特征在于，通过弯曲和切削所述引线框部件(14)，所述接触舌簧(20)设计为与所述引线框部件(14)是一体的。
18.根据权利要求1至3中任一项所述的组件，其特征在于，所述SMD部件(12)和所述接触舌簧(20)由浇注材料(26)包围。
19.根据权利要求17所述的组件，其特征在于，所述SMD部件(12)和所述接触舌簧(20)由浇注材料(26)包围。
20.根据权利要求1至3中任一项所述的组件，其特征在于，所述SMD部件(12)是具有四个侧面的接触面(22)的陶瓷电容器，其中各两个所述接触面成对地相对布置。
21.根据权利要求19所述的组件，其特征在于，所述SMD部件(12)是具有四个侧面的接触面(22)的陶瓷电容器，其中各两个所述接触面成对地相对布置。
22.根据权利要求1至3中任一项所述的组件，其特征在于，所述载体(10)是电动机的壳体件并且所述引线框部件(14)构成所述电动机的电接口。
23.根据权利要求21所述的组件，其特征在于，所述载体(10)是电动机的壳体件并且所述引线框部件(14)构成所述电动机的电接口。
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