CN104684311A - 底板密封封罩的接地方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于与独立的控制单元一起使用的附接结构。控制单元包括位于封闭腔体中的带螺纹的插件，该插件允许螺钉用于EMI/RFI板的接地，并且形成密封的封闭囊部。附接结构允许将PCB接地至金属片底板而不形成至控制单元的外部的泄漏路径。该接地方法包封螺钉以防止泄漏路径的形成。

Description

底板密封封罩的接地方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年8月27日提交的美国临时申请号 61/870,464的权益。以上申请的公开内容以引用方式并入本文中。
技术领域
本发明总体上涉及一种用于与具有密封封罩的独立的控制单元一起使用的附接结构。
背景技术
各种类型的控制单元通常是已知的。一些类型的控制单元是独立的，并且被设计成经受在苛刻环境中操作。独立的控制器使用铝金属片底板来附接印刷电路板(PCB)并且为印刷电路板(PCB)提供刚性支撑。覆盖件或外壳被放置且密封在硬化剂上，从而形成密封的PCB封罩。难以将PCB接地以用于电磁接口(EMI)和射频接口(RFI)目的，因为使用螺钉的典型方法在底板中形成泄漏路径。此外，穿过金属片底板的底部的暴露的螺纹增加了暴露的螺纹搬运损坏的风险。
被密封且使用铝金属片底板的变速器控制单元(TCU)需要一种将PCB接地到底板以用于EMI/RFI控制的方法。底板中的任何孔或螺钉形成泄漏路径，这通常在热循环期间发生。
因此，存在对独立的控制单元的需求，该控制单元在PCB和底板之间提供连接，并且还被封装且提供合适的密封。
发明内容
本发明是一种用于与独立的控制单元一起使用的附接结构。在封闭腔体中的带螺纹的插件允许螺钉用于EMI/RFI板接地，并且形成密封的封闭囊部。
本发明的附接结构允许PCB接地至金属片底板而不形成至外部的泄漏路径。该附接结构适用于电接地，并且不限于与将EMI/RFI板接地一起使用。该接地方法包封螺钉以防止泄漏路径的形成。
在一个实施例中，本发明是具有附接结构的变速器控制单元，该控制单元包括底板、设置在底板的顶部表面的至少一部分上的材料层和至少部分地设置在材料层上的印刷电路板。
腔体形成为底板的一部分，并且插件位于腔体中，使得印刷电路板的至少一部分由插件支撑。螺钉插入穿过印刷电路板的孔口和插件的孔口，从而将印刷电路板和插件连接到底板。至少一个凸起形成为靠近插件的底板的一部分，并且至少一个凹部形成为插件的一部分，使得凸起延伸到凹部中以便将插件连接到底板。
腔体包括至少一个侧壁和连接到侧壁的底壁。凸起形成为侧壁的至少一部分。
还存在轴线，并且插件是非圆形的，使得在紧固件插入穿过插件并且被旋转时，插件被防止围绕该轴线旋转并且相对于底板保持静止。腔体的至少一部分成形为对应于插件的形状，从而在螺钉插入穿过插件的孔口和印刷电路板的孔口时防止插件围绕轴线旋转。螺钉的至少一部分基本上平行于轴线。
底板由诸如铝的金属材料制成，但是在本发明的范围内可使用其它类型的金属，例如但不限于钢或铜。
本发明进一步的适用范围将通过下文提供的详细描述而变得显而易见。应当理解，详细描述和具体示例虽然指示本发明的优选实施例，但其旨在仅用于举例说明目的，而并非旨在限制本发明的范围。
附图说明
通过详细描述和附图将会更全面地理解本发明，在附图中：
图1是根据本发明的实施例的用于独立的控制单元的附接结构的侧剖视图；以及
图2是根据本发明的实施例的附接到底板的插件的侧剖视图，该底板用作用于独立的控制单元的附接结构的一部分；
图3是根据本发明的实施例的在经受型锻过程之前的插件和底板的分解侧剖视图，所述插件和底板用作用于独立的控制单元的附接结构的一部分；
图4是根据本发明的实施例的在经受型锻过程之后示出为与底板分开的插件的分解侧剖视图，所述插件和底板用作用于独立的控制单元的附接结构的一部分；以及
图5是根据本发明的实施例的在经受型锻过程之前的插件和底板的分解图，所述插件和底板用作用于独立的控制单元的附接结构的一部分。
具体实施方式
(多个)优选实施例的以下描述本质上仅为示例性的，而绝不旨在限制本发明、其应用或用途。
具有根据本发明的附接结构的变速器控制单元(TCU)的截面在附图中总体以10示出。TCU 10包括印刷电路板(PCB) 12、插件14和底板16。还包括紧固件18，其在该实施例中是带螺纹的螺钉，但是在本发明的范围内可使用其它类型的紧固件。
螺钉18延伸穿过形成为PCB 12的一部分的第一孔口20和形成为插件14的一部分的第二孔口22。存在轴线44，其也延伸穿过第一孔口20和第二孔口22并且基本上垂直于PCB 12。螺钉18的带螺纹的部分沿着轴线44插入穿过孔口20、22。螺钉18基本上平行于轴线44。第二孔口22是带螺纹的并且接纳螺钉18以固定螺钉18、PCB 12和插件14之间的连接。
插件14还通过使用总体以30示出的保持特征连接到底板16。底板16包括总体以24示出的腔体，插件14位于腔体24中，并且螺钉18部分地延伸到腔体24中。腔体24包括侧壁26和底壁28。一体地形成为侧壁26的一部分的是凸起32a，其是保持特征30的一部分并且围绕侧壁26。凸起32a延伸到形成为插件14的一部分的凹部32b中。凹部32b如图1-2和4最佳示出地围绕插件14并且还是保持特征30的一部分。凸起32a通过型锻过程形成，并且在凸起32a和凹部32b之间产生过盈配合，连接凸起32a和凹部32b，并且因此使插件14相对于底板16正确地定位在凹部32b中。保持特征防止插件14从腔体24中被移除，并且更特别地防止插件14由于在螺钉18插入到孔口20、22中时施加到插件14的拉力而被拉出腔体24。
插件14的厚度使得PCB 12不与底板16接触，相反，插件14的厚度和定位使PCB 12的内表面40定位在远离底板16的顶部表面46距离34处。在该实施例中的距离34在从0.13mm到0.30mm的范围内，但在本发明的范围内可使用其它距离。
位于PCB 12和底板16之间的是材料层42。材料层42具有大约等于PCB 12的内表面40和底板16的顶部表面46之间的距离34的厚度。材料层42由执行将热量传递离开PCB 12的功能的热界面材料制成，并且该热界面材料提供电介质隔离功能。
腔体24形成为底板16的一部分，使得底壁28的内表面36位于距插件14的外表面48距离38处。插件14的位置还使得插件14的外表面48也远离底板16的顶部表面46大致与PCB 12的下表面40相同的距离34。这确保插件14的外表面48与材料层42的外表面50对齐，并且因此PCB 12由材料层42和插件14正确地支撑。形成为底板16的一部分的腔体24密封并且封闭螺钉18和插件14周围的整个区域，从而确保不存在液体或其它碎片能够进入TCU 10的泄漏路径。
在组装期间，插件14被放置到腔体24中，并且凸起32a如之前所述地通过型锻过程形成，使得凸起32a配合到凹部32b中。插件14为非圆形形状，并且在该实施例中，插件14是如图4-5所示的六边形形状，但是在本发明的范围内插件也可以为其它形状，例如但不限于三角形、矩形、七角形等。围绕插件14的腔体24或腔体24的至少一部分具有对应于插件14的形状的形状，其在该实施例中为六边形。在插件14被放置在腔体24中并且型锻过程完成之后，螺钉18插入穿过第一孔口20并且被旋转，这种旋转然后使螺钉18移动穿过插件14的第二孔口22。在螺钉18插入第二孔口22中并被旋转时，插件14的六边形形状和腔体24的对应六边形形状防止插件14相对于底板16围绕轴线44旋转。
一旦螺钉18就位，PCB 12就连接到底板16并且相对于底板16正确地定位。底板16的形状、更特别地侧壁26和底壁28的形状形成密封的腔体24，并且因此防止围绕螺钉18和插件14的泄漏路径的存在。
虽然已经表明本发明的附接结构可与TCU一起使用，但是在本发明的范围内该附接结构可与任何其它类型的独立的控制器一起使用，例如电子控制单元等。此外，附图所示的底板16由铝制成，但是在本发明的范围内可使用其它类型的材料，例如钢、铜等。本发明的附接结构也不限于与EMI/RFI板接地一起使用，但是在本发明的范围内附接结构也可用来提供电接地。
本发明的描述本质上仅仅是示例性的，并且因此不脱离本发明要旨的变型意图在本发明的范围内。这样的变型不被认为偏离本发明的精神和范围。

Claims (22)

1. 一种设备，包括：
附接结构，其包括：
　　底板；
　　插件，其连接到所述底板；
　　保持特征，其将所述插件连接到所述底板；
　　电路板，其邻近所述底板定位；以及
　　至少一个紧固件，其能操作用于与所述插件连接；
　　其中，所述至少一个紧固件插入穿过所述电路板并且穿过所述插件，将所述电路板的位置相对于所述底板固定。
2. 根据权利要求1所述的设备，所述保持特征还包括：
凸起，其形成为所述底板的一部分；以及
凹部，其形成为所述插件的一部分，使得所述凹部围绕所述插件；
其中，在所述插件连接到所述底板时，所述凸起至少部分地延伸到所述凹部中。
3. 根据权利要求2所述的设备，还包括：
腔体，其形成为所述底板的一部分，所述插件位于所述腔体中；
至少一个侧壁，其形成为所述底板的一部分，使得所述凸起形成为所述至少一个侧壁的一部分，所述插件邻近所述至少一个侧壁；以及
底壁，其形成为所述底板的一部分，使得所述至少一个侧壁和所述底壁形成所述腔体的至少一部分；
其中，在所述至少一个紧固件连接到所述插件时，所述至少一个紧固件的至少一部分延伸到所述腔体中。
4. 根据权利要求3所述的设备，还包括：
轴线，其延伸穿过所述插件的中心；
其中，所述插件是非圆形的，使得在所述至少一个紧固件插入穿过所述插件并旋转时，所述插件被防止围绕所述轴线旋转并且相对于所述底板保持静止。
5. 根据权利要求3所述的设备，其中，所述腔体的至少一部分具有对应于所述插件的形状的形状，从而在所述至少一个紧固件插入所述插件中时防止所述插件相对于所述底板旋转。
6. 根据权利要求3所述的设备，其中，所述至少一个紧固件基本上平行于所述轴线定位。
7. 根据权利要求1所述的设备，所述至少一个紧固件还包括螺钉。
8. 根据权利要求1所述的设备，还包括材料层，所述材料层设置在所述电路板和所述底板之间，使得所述材料层将热量传递离开所述电路板，并且提供对于所述电路板的电介质隔离功能。
9. 根据权利要求1所述的设备，其中，所述电路板为印刷电路板。
10. 一种附接结构，包括：
底板；
腔体，其形成为所述底板的一部分；
至少一个紧固件；
插件，其具有用于接纳所述至少一个紧固件的至少一个孔口，所述插件至少部分地设置在所述腔体中；
保持特征，其将所述底板连接到所述插件；
材料层，其部分地设置在所述底板上并且部分地设置在所述插件上；以及
电路板，其具有孔口，所述电路板部分地由所述材料层支撑并且部分地由所述插件支撑；
其中，所述至少一个紧固件延伸穿过形成为所述电路板的一部分的所述孔口，穿过形成为所述插件的一部分的所述孔口并且部分地进入到所述腔体中，将所述电路板连接到所述插件。
11. 根据权利要求10所述的附接结构，所述保持特征还包括：
至少一个凸起，其一体地形成为所述底板的一部分，所述至少一个凸起位于所述腔体中；以及
至少一个凹部，其一体地形成为所述插件的一部分；
其中，当所述插件安装在所述腔体中时，所述至少一个凸起基本上设置在所述至少一个凹部中。
12. 根据权利要求11所述的附接结构，所述腔体还包括：
至少一个侧壁，所述插件邻近所述至少一个侧壁；以及
底壁，所述底壁连接到所述至少一个侧壁；
其中，所述至少一个凸起形成为所述至少一个侧壁的一部分。
13. 根据权利要求10所述的附接结构，还包括：
轴线；
其中，所述插件是非圆形的，使得在所述至少一个紧固件插入穿过所述插件的所述孔口并且旋转时，所述插件被防止围绕所述轴线旋转并且相对于所述底板保持静止。
14. 根据权利要求13所述的附接结构，其中，所述腔体的至少一部分成形为对应于所述插件的形状，从而在所述至少一个紧固件插入穿过所述插件的所述孔口和所述印刷电路板的所述孔口时，防止所述插件围绕所述轴线旋转。
15. 根据权利要求13所述的附接结构，其中，所述至少一个紧固件的至少一部分基本上平行于所述轴线定位。
16. 根据权利要求10所述的附接结构，其中，所述底板由金属材料制成。
17. 一种具有附接结构的电子控制单元，包括：
底板；
材料层，其设置在所述底板的顶部表面的至少一部分上；
印刷电路板，其至少部分地设置在所述材料层上并且由所述材料层支撑，所述印刷电路板具有孔口；
腔体，其形成为所述底板的一部分；
插件，其位于所述腔体中，使得所述印刷电路板的至少一部分由所述插件支撑，所述插件具有孔口；
螺钉，所述螺钉插入穿过所述印刷电路板的所述孔口和所述插件的所述孔口，从而连接所述印刷电路板、所述插件和所述底板；
至少一个凸起，其形成为所述底板靠近所述插件的一部分；以及
至少一个凹部，其形成为所述插件的一部分；
其中，所述至少一个凸起延伸到所述至少一个凹部中以将所述插件连接到所述底板。
18. 根据权利要求17所述的具有附接结构的电子控制单元，所述腔体还包括：
至少一个侧壁，所述插件邻近所述至少一个侧壁；以及
底壁，所述底壁连接到所述至少一个侧壁；
其中，所述至少一个凸起形成为所述至少一个侧壁的一部分。
19. 根据权利要求17所述的具有附接结构的电子控制单元，还包括：
轴线；
其中，所述插件是非圆形的，使得在所述螺钉插入穿过所述插件并旋转时，所述插件被防止围绕所述轴线旋转并且相对于所述底板保持静止。
20. 根据权利要求19所述的具有附接结构的电子控制单元，其中，所述螺钉的至少一部分基本上平行于所述轴线。
21. 根据权利要求19所述的具有附接结构的电子控制单元，其中，所述腔体的至少一部分成形为对应于所述插件的形状，从而在所述螺钉插入穿过所述插件的所述孔口和所述印刷电路板的所述孔口时，防止所述插件围绕所述轴线旋转。
22. 根据权利要求17所述的具有附接结构的电子控制单元，其中，所述底板由金属材料制成。
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