CN104021932B - 电子部件和电子控制单元 - Google Patents
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Abstract
电子部件(28a)的主体(46)具有多个电极(50),多个端子(48)分别连接于这些电极。端子(48)包括普通端子(48b)和熔丝端子(48a),其每个从形成于印刷板(26)中的焊盘(40a)延伸以便将主体(46)保持于印刷板(26)的板表面(26)上方并且与之分离的位置处。熔丝端子(48a)具有多个由狭缝(66)分开的腿部(68,70)。第一腿部(68)形成电路部分(56),其宽度小于电路部分(56)的其它部分。第二腿部(70)具有第一支撑腿(70a)和第二支撑腿(70b),它们布置于第一腿部(68)的两侧处。每个支撑腿(70a,70b)连接至形成于印刷板(26)中的每个伪焊盘(72)。
Description
技术领域
本公开涉及一种安装至印刷板的电子部件以及具有所述电子部件的电子控制单元。
背景技术
具有图面熔丝(pattern fuse,其是形成于印刷板中的布线图(wiring pattern)的一部分)的印刷板是现有技术已知的,例如,如日本专利公开No.2007-311467所公开的。
图面熔丝通常形成为比布线图的其余部分要窄。因此,例如,在电子设备内部或电子部件中发生短路并且从而过载电流流过时,图面熔丝由于生热而熔化从而切断电气通路。
在图面熔丝的情况下,在图面熔丝用于不同类型电子部件时或在图面熔丝用于相同类型电子部件但电子部件的额定值彼此不同时,必须个别地设计图面熔丝。于是,对于不同类型电子控制单元,难以通用化或标准化印刷板。换言之,难以通用化印刷板和简单地改变将要安装至印刷板的电子部件以便对于不同类型电子控制单元(不同产品)使用相同类型的印刷板。
另外,难以使得印刷板以及电子控制单元的尺寸更小,因为图面熔丝(或多个图面熔丝)作为布线图的一部分形成于印刷板中。
另外,由于过载电流在图面熔丝处产生的热直接离开至印刷板的邻近图面熔丝的绝缘板或在图面熔丝处产生的热可经由连接至图面熔丝的布线图间接地离开至绝缘板。由于图面熔丝的热如上离开至绝缘板,因此存在的一个问题是从电子部件中的短路到图面熔丝的熔化可能需要更长时间。换言之,以高响应快速地切断图面熔丝是不可能的。另外,由于响应特征改变,不可能确保切断图面熔丝的执行的准确性。
发明内容
本公开在考虑以上问题的情况下做出。本公开的一个目标是提供一种电子部件以及具有该电子部件的电子控制单元,由此能使电子部件所安装至的印刷板通用化和/或标准化,并且使得印刷板的尺寸更小。另外,本公开的另一个目标是提高电子部件的短路和过载电流的切断之间的切断响应性能。
根据本公开的一个特点,一种安装至印刷板的电子部件,其包括:
主体,其具有多个电极并且布置于印刷板的板表面上方并且与之分离的位置处;以及
多个端子,它们分别连接至所述电极并且从所述主体朝着印刷板延伸以便在每个端子电连接至形成于印刷板中的每个相应焊盘的情况下将主体保持于板表面上方并且与之分离的位置处。
至少一个端子由熔丝端子构成,其形成用于将电极电连接至焊盘的电路部分。
熔丝端子包括:
切断部,其具有小于熔丝端子的其它部分的宽度,切断部根据由于过载电流产生的热而熔化从而切断电极与焊盘之间的电连接;
连接部,其用于将切断部连接至熔丝端子的电极连接部;以及
下侧大宽度部,其具有连接至焊盘的表面安装部以及用于将切断部连接至表面安装部的连接板部,
其中连接板部在垂直于板表面的方向上从表面安装部朝着切断部延伸以便将切断部保持于板表面上方并且与之分离的位置处。
根据以上特点,多个端子设置于电子部件中并且其中一个端子由具有切断部的熔丝端子构成。因此,能将印刷板通用于不同类型的电子控制单元。另外,由于图面熔丝没有设置于印刷板中,能将印刷板的尺寸并且从而电子控制单元的尺寸减小对应于图面熔丝的体积,图面熔丝在本公开中能取消。
另外,在熔丝端子连接至焊盘的情况下,能将切断部保持在板表面上方且与之分开的位置处。于是,切断部的热几乎不会离开直接至印刷板。另外,由于用于支撑切断部的下侧大宽度部的部分也定位在板表面上方的位置,切断部的热不会易于经由下侧大宽度部离开至印刷板。
于是,能缩短电子部件中的短路与切断部的熔化之间的时间,从而提高用于切断电极和焊盘之间的电连接的响应。另外,能降低响应性能的变化并且从而增大切断性能的准确性。
在响应由图面熔丝提高的情况下,必须使得图面熔丝比布线图的其它部分薄或者使得图面熔丝具有比布线图的其它部分更易于熔化的材料。然而,以上方法增大了制造成本。
根据本公开,由于切断部的热不易于传递至印刷板,不仅能提高响应,另外能降低制造成本。另外,由于切断部的热不易于传递至印刷板,能放松对印刷板的热阻性能的设计。制造成本相应地进一步降低。
在具有图面熔丝的印刷板中,邻近一个图案熔丝的电子部件处产生的热和/或在邻近这个图面熔丝的其它图面熔丝处产生的热经由绝缘板和布线图传递至这个图面熔丝。由于图面熔丝受到包围该图面熔丝的部分处产生的热的影响,在高密度封装的情况下,图面熔丝可能在电子部件中出现短路故障之前熔化。
根据本公开,由于切断部保持在板表面上方且与之分开的位置处,切断部不易于受到其它电子部件的热的影响。因此,能实现高密度封装。换言之,印刷板的尺寸能降低并且从而制造成本能相应地降低。
根据本公开的另一特点,一种安装至印刷板的电子部件包括:
主体,其具有多个电极并且布置于印刷板的板表面上方并且与之分离的位置处;以及
多个端子,它们分别连接至电极并且从所述主体朝着印刷板延伸以便在每个端子电连接至形成于印刷板中的每个相应焊盘的情况下将主体保持于板表面上方并且与之分离的位置处。
至少一个端子由熔丝端子构成,其形成用于将电极电连接至焊盘的电路部分。
印刷板除了焊盘以外还具有伪焊盘。
熔丝端子包括:
电极连接部,其形成于熔丝端子的一个端部处并且连接至电极;
狭缝,其具有预定长度并且在朝向电极连接部的方向上从熔丝端子的与电极连接部相反的另一端延伸,熔丝端子的所述另一端位于焊盘一侧上;以及
多个腿部,它们由狭缝分开并且形成于狭缝的两侧处,腿部由第一腿部和第二腿部组成,第一腿部形成具有连接至焊盘的表面安装部的电路部分。
用于电路部分的第一腿部包括:
切断部,其具有小于电路部分的其它部分的宽度,切断部根据由于过载电流产生的热而熔化从而切断电极与焊盘之间的电连接;以及
连接部,用于将切断部连接至电极连接部。
第二腿部连接至伪焊盘并且宽度在第二腿部的整个长度上大于切断部的宽度,第二腿部用作支撑腿部,用于在垂直于印刷板的板表面的方向上将切断部和连接部支撑在板表面上方并且与之分离的位置处。
根据以上特点,能由熔丝端子的第二腿部和普通端子将主体稳定地支撑在板表面上方且与之分开的位置处,即使在切断部熔化的情况下。于是,能防止电极和焊盘之间的重新连接。
由于切断部具有比熔丝端子的其它部分更小的宽度,切断部易于在任何外力施加于此时变形。然而,根据本公开的以上特点,熔丝端子除了电路部分的第一腿部之外还具有第二腿部。于是,能防止切断部的可能变形,这种变形可能会由于在熔丝端子安装至印刷板时和/或在生产完成后的运输过程期间与夹具相接触而引起。于是,切断部能实现将电极和焊盘之间的电连接切断的功能。
另外,根据以上特点,第二腿部形成为与电路部分的第一腿部由狭缝分开。在将具有第二腿部的熔丝端子与不具有第二腿部的熔丝端子相比较时,在具有第二腿部的熔丝端子的最大宽度与不具有第二腿部的熔丝端子的相等的情况下,具有第二腿部的熔丝端子的大宽度部的宽度比不具有第二腿部的熔丝端子的小。因此,能使得切断部的可能会离开至电路部分其它部分的热量更小。另外,由于空隙形成于用于电路部分的第一腿部和第二腿部之间,切断部的热几乎不会传递至第二腿部。如上所述,能防止切断部的热离开至熔丝端子的其它部分,并且因此提高了响应。
附图说明
本公开的以上和其它目标、特点和优点从以下参照附图进行的详细描述中将变得更加明显。在附图中:
图1是示意性地示出根据本公开第一实施例的电子控制单元的结构的透视图;
图2是沿着图1中的线II-II截取的示意性横截图;
图3是示出印刷板的一部分(安装至印刷板的电子部件)的示意性放大顶视平面图;
图4是沿着图3中的线IV-IV截取的示意性横截图;
图5是示意性地示出电子部件的结构的透视图;
图6是示意性地示出熔丝端子的结构的展开图;
图7是示意性地示出根据第二实施例的熔丝端子的结构的展开图;
图8是示出第二实施例的印刷板的一部分的示意性放大顶视平面图;并且
图9是示意性地示出根据第一变型的熔丝端子的结构的展开图。
具体实施方式
下面,本公开将以多个实施例的方式说明。为了避免重复说明,相同的附图标记在各个实施例中赋予至相同或类似的部分和/或结构。
(第一实施例)
图1和2所示的电子控制单元10具有作为其主要部件的电路板12。电子控制单元10还具有用于容纳电路板12的壳体14和密封元件16。在本实施例中,电子控制单元10形成为用于控制车辆发动机操作的水密性电子控制单元(ECU)。
电子控制单元10的轮廓结构将在下文中说明。
壳体14由金属(比如铝、铁等)或者树脂材料制成,用于在其中容纳电路板12以保护其免受水、灰尘等。用于形成壳体的部件的数目不限于特定数目,因此壳体14可由一个或多个构件组成。
如图2所示,根据本实施例,壳体14由两个部件组成,也就是,具有上端开口的浅盒形下壳体18以及用于封闭下壳体18的上端开口的上壳体20。上壳体20由多个螺钉22(或螺栓)固定至下壳体18以形成壳体14的内部空间,用于容纳电路板12。在壳体14的组装状况下,电路板12的一部分(或多个部分)直接或间接地夹置于下壳体18和上壳体20之间,以使得电路板12牢固地保持于壳体14内部的预定位置处。
在本实施例中,壳体14在竖直方向(电路板12的厚度方向)上分为下壳体18和上壳体20。但是,壳体14的部件(下壳体18和上壳体20)的分开方向不限于竖直方向。
多个通孔24(在本实施例中为4个)形成于下壳体18的每个角处以使得螺钉或螺栓(未示出)分别插入通孔24以将电子控制单元10固定至预定位置,例如发动机缸体。孔隙形成于壳体14中以使得连接器30的一部分从壳体14内部向外伸出。
密封元件16具有防止水进入壳体14的内部空间的功能。如图2所示,密封元件16布置于上壳体18和下壳体20的外周边彼此相对的位置处。密封元件16还布置于壳体14和连接器30彼此相对的位置处。
电路板12由印刷板26构成,多个电力或电子部件和/或零件28(下文中统称为电子部件28),比如微型计算机、功率晶体管、电阻器、电容器等,安装于印刷板26上以形成电路。电子部件28安装至印刷板26的板表面(前侧板表面26a和后侧板表面26b)中的至少一个。在本实施例中,如图2所示,电子部件28安装至前侧板表面26a和后侧板表面26b这两者。
例如,多个电子部件28a安装至印刷板26的前侧板表面26a,其中每个电子部件28a具有熔丝端子48a(图5),如下说明。电子部件28a对应于常规设备中需要图面熔丝的那些电子部件。为了方便的缘故,除了电子部件28a(具有熔丝端子48a)之外的电子部件在附图中标识为28b。
除了电子部件28a,连接器30也安装至印刷板26,用于将形成于电路板12中的电子电路电连接至外部设备(未示出)。在图2中,连接器30的多个销30a通过通孔安装工艺(through-hole mounting process)安装至印刷板26。但是,销30a可替代地通过表面安装工艺或表面安装结构安装至印刷板26。
图2中的附图标记32表示布置于一些电子部件28b和下壳体18之间并且与它们相接触的散热凝胶,以便将电子部件28b的热传输至下壳体18。
在上述电子控制单元10中,外部连接器(未示出)装配至连接器30(连接器30的销30a),以使得电子控制单元10电连接至线束(wire harness,未示出)。连接器30经由主熔丝34电连接至电池36(直流电源),用于保护电子控制单元10以免过载电流。电池36还连接至其它电子控制单元(未示出),比如制动控制ECU、转向控制ECU、主体ECU、导航设备等。
由于主熔丝34提供于用于供应操作各种电子设备(包括电子控制单元10)所必须的电能的路径中,大尺寸熔丝(例如,用于15A、20A等的熔丝元件)用于主熔丝34。当任何一个电子设备(包括电子控制单元10)中出现任何缺陷或问题并且从而过载电流流过主熔丝34时,主熔丝34被大于预定值的过载电流所熔化。那么,经由主熔丝34的电能供应被切断以阻止对其它电子设备的不利影响。
电路板12,尤其是电子部件28a,将参照图3至6更详细地说明。图3和4示出电路板12的相关部分,包括一个电子部件28a和电路板12的邻近安装至印刷板26的电子部件28a的部分。在图3中,为了方便的缘故,去除了抗蚀层(resist)42(图4中示出)。
印刷板26由树脂或陶瓷作为主要材料制成的绝缘板38、以及由导电材料(比如铜)制成并且布置于绝缘板38上的布线图40组成。尽管附图中未示出,在本实施例中,布线图40在绝缘板38上形成为多层结构并且布线图40形成于绝缘板38的两个板表面上。
抗蚀层42布置于绝缘板38的板表面上(对应于印刷板26的前侧板表面26a)以覆盖布线图40。抗蚀层42在预定位置处具有开口42a。布线图40的经由每个开口42a暴露于印刷板26外部的部分形成经由焊料44连接至电子部件28a的焊盘40a。
抗蚀层(42,未示出)还布置于绝缘板38的与印刷板26的后侧板表面26b相应的板表面上,以使得焊盘(40a,未示出)通过相应开口(42a,未示出)暴露于外部。
如图3至5所示,电子部件28a具有电子元件主体46和多个端子48。电子元件主体46(下文中,主体46)具有至少一个电子元件(电容器,如下所述)以及多个电连接至所述电子元件并且布置于主体46外表面处的电极50。主体46布置于印刷板26的前侧板表面26a的上方。在本实施例中,电路板12具有多个电子部件28a,一个电子部件为图4中所示的陶瓷型层压电容器。如图4所示,电子部件28a的主体46(陶瓷型层压电容器)具有导电层54和由钛酸钡型(barium-titanate type)高介电陶瓷制成的介电层52,其中介电层52和导电层54在竖直方向上交替地层压。电极50分别地连接至导电层54。
换言之,导电层54对应于内侧电极,而电极50对应于外侧电极。每个电子部件28a具有多个电极50。如图3和4所示,电子部件28a的主体46的外形在与印刷板26的前侧板表面26a平行的平面上形成为矩形。电极50形成于主体46在元件纵向方向上(图3或4中在水平方向上)的两个纵向端部处。每个电极50形成于主体46的外表面处,即,面对印刷板26的前侧板表面26a的下侧表面、与下侧表面相反的上侧表面、以及纵向端部处的纵向侧表面处。每个电极50经由焊料(未示出)连接至对应的端子48。用于将电极50连接至端子48的焊料的熔点比用于将端子48连接至焊盘40a的焊料44的熔点高,因此电极50处的焊料在回流焊接工艺(reflow soldering process)中不会熔化。
每个端子48电连接至电子部件28a的相应电极50。更准确地,每个端子48连接至形成于主体46的纵向侧表面处的相应电极50。每个端子48在竖直方向(在朝着印刷板26的向下方向)上从主体46延伸以使得多个端子48在每个端子48电连接至印刷板26的相应焊盘40a的情况下将主体46支撑在前侧板表面26a上方(在前侧板表面26a上方并且与之分离的位置处)。在本实施例中,如图4至6所示,具有恒定厚度的金属板以预定形状冲压并将这个冲压金属板的一部分在金属板的厚度方向上弯曲,以使得端子48形成为L字母形状。
端子48的至少其中一个形成为熔丝端子48a。换言之,分别连接至不同焊盘40a的端子48的其中一个形成为熔丝端子48a。除了熔丝端子48a以外的端子48称为普通端子48b。在本实施例中,一个端子48连接至一个电极50。换言之,仅一个熔丝端子48a连接至一个电极50,而仅一个普通端子48b连接至另一个电极50。
熔丝端子48a具有用于将焊盘40a电连接至电极50的电路部分56。在本实施例中,熔丝端子48a的整体区域形成电路部分56。如图6所示,熔丝端子48a的电路部分56具有上侧大宽度部62、连接部64、切断部58、锥形部60b以及下侧大宽度部60。
切断部58具有小于熔丝端子48a的其它部分的宽度,以使得切断部58由于过载电流生热而熔化。电极50与焊盘40a之间的电连接从而被切断。切断部58的宽度对应于元件宽度方向上的尺寸,该方向垂直于熔丝端子48a中电流流动的方向以及熔丝端子48a的厚度方向。因此,元件宽度方向对应于平行于印刷板26的板表面26a并且垂直于元件纵向方向的方向。另外,元件宽度方向对应于图3中的上下方向以及图6中的水平方向。在熔丝端子48a焊接至焊盘40a时,切断部58保持处于印刷板26的板表面26a上方并且与之分离的位置处。
下侧大宽度部60对应于熔丝端子48a的位于切断部58与熔丝端子48a在焊盘40a一侧上的一个端部之间的一部分(电路部分56)。下侧大宽度部60包括焊接至焊盘40a的表面安装部60a(其也被称为焊盘连接部60a)。下侧大宽度部60的至少一部分(除了表面安装部60a以外)在竖直方向上延伸并且定位于板表面26a上方,以便在熔丝端子48a连接至焊盘40a的情况下将切断部58支撑在板表面26a上方并且与之分离的位置处。
如图6所示,根据本实施例,熔丝端子48a具有锥形部60b,其宽度在从切断部60朝着焊盘表面安装部60a的方向上增大。下侧大宽度部60形成为从锥形部60b延伸至表面安装部60a的矩形形状,其中矩形形状的宽度大于锥形部60b的最大宽度。矩形形状的一部分相对于矩形形状的其余部分弯曲90°的角,以便在熔丝端子48a的端部处形成表面安装部60a。矩形形状的宽度具有用于熔丝端子48a的最大宽度。
锥形部60b以及下侧大宽度部60的部分(除了表面安装部60a以外)共同地称为连接板部(60、60b)。
另外,熔丝端子48a的上侧大宽度部62具有经由焊料连接至电极50的电极连接部62a。熔丝端子48a还具有形成于切断部58与电极连接部62a之间并且将它们相互连接的连接部64。在本实施例中,连接部64形成为锥形形状,其宽度在从切断部58朝着电极连接部62a的方向上增大。用于电极连接部62的上侧大宽度部62形成为矩形形状,其中矩形部分的宽度大于连接部64的锥形部的最大宽度。上侧大宽度部62的矩形形状的宽度等于用于表面安装部60a的下侧大宽度部60的宽度。
弯曲成L形的熔丝端子48a的平行于前侧板表面26a的下部形成将连接至焊盘40a的表面安装部60a。熔丝端子48a垂直于前侧板表面26a的其余部分由下侧大宽度部60(除了表面安装部60a以外)、锥形部60b、切断部58、连接部63以及上侧大宽度部62(包括电极连接部62a)组成。即,熔丝端子48a的将表面安装部60a连接至电极连接部62a的部分在与电极连接部62a相同的平面中延伸,也就是,在垂直于前侧板表面26a的竖直方向上延伸。
在普通端子48b的整个长度上,普通端子48b的横截面积形成为大于熔丝端子48a的切断部58。在本实施例中,具有恒定厚度的矩形形状的金属板朝着其厚度方向弯曲预定角(例如,90°),以使得普通端子48b形成为L字母形状,如图5所示。普通端子48b不具有对应于熔丝端子48a的切断部58的结构。在本实施例中,普通端子48b的厚度等于熔丝端子48a的厚度,而普通端子48b的宽度等于熔丝端子48a的下侧大宽度部60或上侧大宽度部62的厚度。
如图3所示,电子部件28a的熔丝端子48a经由焊盘40a和连接布线图40c电连接至电源布线图40b。电源布线图40b对应于布线图40的共用于多个电子部件28(包括电子部件28a)的部分。电源布线图40b经由连接器30的销30a电连接至电池36。
本实施例的电子部件28a和电子控制单元10的优点将在下面说明。
在本实施例中,电子部件28a的电极50不是经由焊料44直接连接至印刷板26的焊盘40a。而是,多个端子48设置于电极50和焊盘40a之间以使得电极50经由相应端子48间接地连接至焊盘40a。另外,用于电子部件28a的端子48的其中之一由具有切断部58的熔丝端子48a组成。因此,当电子部件28a中出现短路并且因而过载电流(短路电流)流动时,热根据过载电流在具有更小宽度(即,具有更小横截面积)的切断部58处产生。并且在切断部58处的温度变得高于预定值时,切断部58被熔化并且电极50和焊盘40a之间的电连接被切断。因此,当过载电流流过熔丝端子48a时,能快速地切断电极50和焊盘40a(它们在熔化之前由熔丝端子48a彼此连接)之间的电连接。
如上,用于切断由电子部件28a的短路故障所引起的过载电流(短路电流)的功能不是由形成于印刷板26中的图面熔丝实现,而是由用于电子部件28a的熔丝端子48a实现。于是,能将印刷板26通用化和/或标准化,其能通用于不同类型的电子控制单元。因此,能提供变化产品,从而能使用相同印刷板26但将不同的电子部件28a安装至印刷板26。
另外,能将印刷板26以及电子控制单元10的尺寸形成为小对应于图面熔丝的体积,图面熔丝在本实施例中不是必要的。
切断部58在熔丝端子48a连接至焊盘40a的情况下定位于印刷板26的板表面26a上方并且与之分离的位置处。因此,切断部58的热很难离开而直接到印刷板26。另外,由于下侧大宽度部60支撑切断部58的部分也定位于板表面26a的上方,切断部58的热不能容易地离开至印刷板26。因此,能缩短电子部件28的短路与切断部58的熔化之间的时间并且从而提高响应。另外,由于能减少响应特性(response performance)的变化,因此能增大切断性能的准确性。
在通过图面熔丝提高响应的情况下,必须将图面熔丝形成为比布线图的其它部分薄或者用相比布线图的其它部分而言更易于熔化的材料形成图面熔丝。但是,以上方法增加了制造成本。
根据本实施例,由于切断部58的热不易于传输至印刷板26,不仅能提高响应,另外还能降低制造成本。另外,由于切断部58的热不易于传输至印刷板26,能使印刷板26的耐热性能的设计比较宽松。制造成本也相应地进一步降低。
在具有图面熔丝的印刷板中,邻近一个图面熔丝的电子部件处产生的热和/或邻近所述图面熔丝的另一图面熔丝处产生的热经由绝缘板和布线图传输至这个图面熔丝。由于图面熔丝受到在围绕所述图面熔丝的部分处产生的热,在高密度封装的情况下,图面熔丝可能会在电子部件中出现短路故障之前熔化。
根据本实施例,但是,由于切断部58保持于印刷板26的板表面上方且与之分离的位置处,切断部58不易于受到其它电子部件28的热的影响。因此,能实现高密度封装。换言之,印刷板26的尺寸能减小并且从而制造成本能相应地降低。
在电子控制单元10中,具有熔丝端子48a的这些电子部件28a中的至少一些经由焊盘40a和连接布线图40c连接至电源布线图40b。如上已经说明的,当一个电子部件28a中发生短路故障并且过载电流在熔丝端子48a中流动时,电极50和焊盘40a之间的连接由于熔丝端子48a的切断部58(其在熔化之前已经连接电极50和焊盘40a)的熔化而立即被切断。因此,能保护连接至电源布线图40b的其它电子部件28免受过载电流。
用于切断所述切断部58的在熔丝端子48a中流动的过载电流没有用于切断主熔丝34的过载电流那么大。因此,能抑制由于在熔丝端子48a中流动的过载电流所可能引起的对其它电子设备供电的不利影响。
在本实施例中,电子部件28a包括陶瓷型层压电容器。在使用层压结构的电子部件28a的情况下,电子部件28a的尺寸能更小并且能实现印刷板26的高密度封装。但是,另一方面,具有层压结构的电子部件可能会存在导电层54(其以多层层压)很可能会由于车辆振动和/或热应力而短路的问题。但是,在具有层压结构的电子部件28a的本实施例中,如果发生短路故障的话,能快速地切断电极50和焊盘40a之间的电连接。
就供电能力而言,锂电池系统优于铅电池。另一方面,锂电池具有这样的缺点,即,当超过额定输出电流的电流供应至电负载时其将快速地恶化。但是,根据本实施例,在电子部件28a中发生短路的情况下,电极50和焊盘40a之间的电连接立即被熔丝端子48a切断。因此能将对电池的不利影响抑制到最小值。
(第二实施例)
本公开的第二实施例将参照图7和8说明。与第一实施例类似或相同的那些部分(包括电子部件28a、电子控制单元10等)的说明将省略。
如图7所示,熔丝端子48a具有在从表面安装部60a一侧上的下端朝着电极连接部62a的方向上延伸的多个狭缝66,其中每个狭缝66具有预定长度。叉状的多个腿部68由狭缝66形成。
在图7所示的本实施例中,熔丝端子48a具有两个狭缝66以及三个腿部68和70。定位于中心处的一个腿部(第一腿部68)形成电路部分56。位于电路56(第一腿部68)的两侧处的另两个腿部形成第二腿部70(70a、70b)。
如图8所示,伪焊盘(dummy land)72形成于印刷板26中。每个焊盘40a是布线图40的一部分并且具有用于电连接的功能。因此,焊盘40a形成电路板12的电路的一部分。另一方面,在本实施例中,伪焊盘72不具有用于电连接的功能并且没有形成电路的部分。伪焊盘72因此作为与其它电部分独立的部分而形成于印刷板26中。伪焊盘72由与用于焊盘40a的材料相同的材料制成并且与焊盘40a一样通过抗蚀层(42:未示出)的开口(42a:未示出)暴露至印刷板26的外面。
第二腿部70由第一支撑腿70a和第二支撑腿70b组成并且增强了端子48的用于将主体46保持于印刷板26的板表面上方并且与之分离的位置处的功能。每个支撑腿70a和70b通过焊料(未示出)连接至每个相应的伪焊盘72。每个支撑腿70a和70b在其整个长度上具有大于切断部58的宽度。每个第一和第二支撑腿70a和70b彼此相同并且具有恒定的宽度。每个支撑腿70a、70b的下端朝着与第一腿部分68的表面安装部60a相同的方向弯曲预定角度。支撑腿70a和70b的每个弯曲部分对应于支撑腿的焊接至相应伪焊盘72的一部分。支撑腿70a和70b的除了弯曲部分以外的其余部分每个定位于切断部58的两侧处。第一腿部68和第二腿部70(第一和第二支撑腿70a和70b)布置于相同平面中。
图7中的参考数字74指示熔丝端子48a的基部,其形成于腿部68和70(70a、70b)的上侧处。基部74的一部分形成为连接至电极50的电极连接部62a。基部74还连同切断部58、大宽度部60和连接部64一起形成电路部分的一部分。大宽度部60和连接部64形成于彼此相同的平面中并且大宽度部60和连接部64的每个在竖直方向上具有恒定的宽度。第二腿部70(第一和第二支撑腿70a和70b)的宽度大于大宽度部60或连接部64的宽度。
下面将解释第二实施例的电子部件28a和电子控制单元10的优点。除了第一实施例的那些优点以外,第二实施例还具有以下优点。
在本实施例中,能将主体46更稳定地支撑在印刷板26的板表面上方并且与之分离的位置处,不仅由普通端子48b支撑,另外还由熔丝端子48a的第二腿部70(第一和第二支撑腿部70a和70b)支撑,即使在切断部58熔化以后。因此,能防止电极50与焊盘40a之间的重新连接。
切断部58具有小于熔丝端子48a的其它部分的宽度。因此,在外力施加至切断部58时,切断部容易变形。然而,根据本实施例,除了在第一腿部68中提供具有切断部58的电路部分56以外,还提供第二腿部70(第一和第二支撑腿70a和70b)。因此,能防止切断部58可能由于在电子部件28安装至印刷板26时和/或在电子部件28a安装至印刷板26之后的运输阶段期间与夹具(jig)等相接触引起的变形。因此,切断部58能在电子部件28安装至印刷板26的情况下稳定地执行切断操作。
在本实施例中,形成电路部分56的第一腿部68通过狭缝66与第二腿部70(第一和第二支撑腿70a和70b)空间地分离。在将本实施例与不具有支撑腿的熔丝端子相比较时,在本实施例的熔丝端子的最大宽度等于不具有支撑腿的熔丝端子的宽度情况下,本实施例的大宽度部60和连接部64的宽度小于不具有支撑腿的熔丝端子的宽度。因此,在本实施例中,切断部58的热更难以传输至熔丝端子48a的其它部分。由于间隙(或空隙)形成于第一腿部68(用于电路部分56)与第二腿部79(第一和第二支撑腿70a和70b)之间,切断部58的热难以传递至第二腿部70。如上所述,能防止切断部58的热离开至熔丝端子48的其它部分。响应从而得到提高。
第一和第二支撑腿70a和70b布置于用于电路部分56的第一腿部68的两侧处并且第一和第二支撑腿70a和70b布置于与第一腿部68相同的平面上。根据上述结构,在切断部58熔化时,主体46能由普通端子48b以及第一和第二支撑腿70a和70b稳定地保持处于板表面上方的位置处。另外,由于第一和第二支撑腿70a和70b设置于第一腿部68(用于电路部分56)的两侧处,能更有效地防止切断部58在组装过程期间由于与夹具的可能接触而变形和/或损坏。
在本实施例中,提供伪焊盘72。在检查设备的探针接触至用于熔丝端子48a的伪焊盘72和连接至普通端子48b的焊盘40a时,能检查电子部件28a中是否出现短路和/或切断部58是否熔化。
还能将伪焊盘72形成为电路板12的电路的一部分以监控切断部58的可能熔化。在这种情况下,焊盘40a对应于用于操作电子部件28a的焊盘,而伪焊盘72对应于用于监控切断部58的熔化状况的焊盘。
(第一变型)
在上述第二实施例中,第二腿部70具有两个支撑腿,并且第一和第二支撑腿70a和70b设置于电路部分56的第一腿部68的两侧处。然而,第二腿部70的支撑腿的数量不应当限于两个。另外,支撑腿的布置不应当限于以上实施例。
例如,第二实施例的熔丝端子能如图9所示变型,其中熔丝端子48a具有一个狭缝66以及两个腿部68和70。即,熔丝端子48a的第二腿部70具有一个支撑腿。
替代地,熔丝端子的第二腿部可具有两个支撑腿,其中这两个支撑腿布置为彼此相邻。另外,熔丝端子48a可具有四个或多于四个支撑腿。
本公开不应当限于以上实施例和/或变型,而是能在不脱离本公开的精神之下以各种方式进一步变型。
在以上实施例中,多个端子48中仅一个由熔丝端子48a组成。然而,用于电子部件28a的熔丝端子48a的数量不应当限于一个。例如,熔丝端子应用至用于一个电子部件28a的全部端子。
在以上实施例中,一个端子48连接至一个电极50。然而,将连接至一个电极50的端子48的数量不应当限于一个。例如,多个熔丝端子48a可连接至一个电极50。替代地,多个普通端子48b可连接至一个电极50。
在以上实施例中,熔丝端子48a具有一个切断部58。切断部的数量不应当限于一个。熔丝端子48a可具有多个切断部58。例如,图7的熔丝端子48a可变型为第一腿部68设计为支撑腿将连接至伪焊盘72,而第一和第二支撑腿70a和70b的每个可形成为具有切断部58的电路部分56。
在以上实施例中(例如,在第一实施例中),陶瓷型层压电容器作为电子部件28a的示例进行说明。然而,电子部件的以上结构可应用于任何其它类型的电子元件。例如,层压电感器可用作具有层压结构的电子元件。另外,以上结构可不仅应用至层压结构的电子部件,另外可应用至任何其它类型的电子部件,比如,二极管、晶体管、电阻器等。可使用具有超过两个电极的电子部件。
在以上实施例中,用于将不同焊盘40a相互电连接的端子48中的至少一个由熔丝端子48a组成。在IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的情况下,将连接至发射极或集电极的一个端子由熔丝端子构成。替代地,熔丝端子可连接至栅电极。
在以上实施例中,端子48(包括熔丝端子48a)通过表面安装技术连接至印刷板26。端子48可替代地通过通孔安装技术连接至印刷板26。
在以上实施例中,具有熔丝端子48a的电子部件28a经由焊盘40a和连接布线图40c电连接至电源布线图40b(连接至电池36)。但是,具有熔丝端子48a的电子部件28a可电连接至电源布线图之外的其它布线图。
Claims (8)
1.一种安装至印刷板(26)的电子部件,其包括:
主体(46),其具有多个电极(50)并且布置于所述印刷板(26)的板表面(26a)上方并且与所述板表面分离的位置处;
多个端子(48),所述多个端子分别连接至所述电极(50)并且从所述主体(46)朝着所述印刷板(26)延伸以便在每个端子(48)电连接至形成于所述印刷板(26)中的每个相应焊盘(40a)的情况下将所述主体(46)保持于所述板表面(26a)上方并且与所述板表面分离的位置处;
其中至少一个所述端子(48)由熔丝端子(48a)构成,所述熔丝端子形成用于将所述电极(50)电连接至所述焊盘(40a)的电路部分(56),
其中所述印刷板(26)除了焊盘(40a)以外还具有伪焊盘(72),
其中所述熔丝端子(48a)包括:
电极连接部(62a),其形成于所述熔丝端子(48a)的一个端部处并且连接至所述电极(50);
狭缝(66),其具有预定长度并且从所述熔丝端子(48a)的与所述电极连接部(62a)相反的另一端在朝向所述电极连接部(62a)的方向上延伸,所述熔丝端子(48a)的所述另一端位于所述焊盘(40a)一侧上;
多个腿部(68,70),所述多个腿部由狭缝(66)分开并且形成于狭缝(66)的两侧处,所述腿部(68,70)由第一腿部(68)和第二腿部(70,70a,70b)组成,所述第一腿部(68)形成电路部分(56),所述电路部分具有连接至所述焊盘(40a)的表面安装部(60a);
其中用于所述电路部分(56)的所述第一腿部(68)包括:
切断部(58),其宽度小于所述电路部分(56)的其它部分的宽度,所述切断部(58)根据由于过载电流产生的热而熔化从而切断所述电极(50)与所述焊盘(40a)之间的电连接;
连接部(64),用于将所述切断部(58)连接至所述电极连接部(62a);并且
其中所述第二腿部(70,70a,70b)连接至所述伪焊盘(72)并且所述第二腿部(70,70a,70b)的宽度在其整个长度上大于所述切断部(58)的宽度,所述第二腿部(70,70a,70b)用作支撑腿部(70a,70b),用于在与所述印刷板(26)的板表面垂直的方向上将所述切断部(58)和所述连接部(64)支撑在所述板表面(26a)上方并且与所述板表面分离的位置处。
2.根据权利要求1的电子部件,其中
所述连接部(64)具有锥形形状,其宽度在从所述切断部(58)朝着所述电极连接部(62a)的方向上增大。
3.根据权利要求1的电子部件,其中
所述第一腿部(68)进一步包括下侧大宽度部(60)以及用于将所述切断部(58)连接至所述下侧大宽度部(60)的连接板部(60b),
所述连接板部(60b)具有锥形形状,其宽度在从所述切断部(58)朝着所述表面安装部(60a)的方向上增大。
4.根据权利要求1的电子部件,其中
第二腿部(70)由两个支撑腿(70a,70b)组成,所述两个支撑腿布置于用于所述电路部分(56)的第一腿部(68)的两侧处。
5.根据权利要求1的电子部件,其中
所述主体(46)包括交替地层压的介电层(52)和导电层(54)。
6.一种电子控制单元,其包括:
根据权利要求1所述的电子部件(28a);以及
印刷板(26),其具有与所述电子部件(28a)的所述端子(48)连接的焊盘(40a)。
7.根据权利要求6的电子控制单元,其中
所述电子部件(28a)经由所述焊盘(40a)电连接至形成于所述印刷板(26)上的电源布线图(40b)。
8.根据权利要求7的电子控制单元,其中
所述电源布线图(40b)连接至安装于车辆中的电池(36)。
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