CN105722344B - 具有带震动吸收装置的电路板的电子组件 - Google Patents

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Abstract

一种电子组件(10)，包括：印刷电路板(PCB)(16)；壳体(12)；和震动吸收装置(40)，其为印刷电路板(16)与壳体(12)的中间件。震动吸收装置(40)由绝缘和顺应性材料比如热塑性弹性体材料形成。震动吸收装置(40)的侧壁限定槽(46)，其包围并且至少部分地封闭印刷电路板(16)的边缘(26)。震动吸收装置(40)限定孔口(54)，而紧固件(36)被配置成穿过孔口(54)以将震动吸收装置(40)固定到壳体(12)，并且由此将印刷电路板(16)固定在壳体(12)内。震动吸收装置(40)是紧固件(36)和印刷电路板(16)的中间件，使得紧固件(36)与印刷电路板(16)之间不存在直接接触，而直接接触可能直接传递冲击震动从壳体(12)至印刷电路板(16)。

Description

具有带震动吸收装置的电路板的电子组件
技术领域
本发明涉及一种具有电路板的电子组件，特别是包括震动吸收装置的那些电路板。
背景技术
在具有布置在印刷电路板上的大量精密电子部件的许多电子组件中，印刷电路板被封闭在壳体内并且由紧固件例如螺钉安装到壳体。
然而，电子组件会在组装、包装和递送期间遭受冲击，或甚至在用户使用该电子设备时也是如此。当电子组件经受冲击产生的力时，该电子组件的壳体可能将该力传递至印刷电路板(以下指代为常用缩写PCB)。替代地，由于该冲击力，壳体可能被扭曲，或者PCB可能相对于壳体移位。因为该PCB被直接固定到壳体，所以从这些冲击力和壳体的变形而产生的应力被直接转移到PCB，导致PCB的变形。PCB的这种变形可能损坏电子部件，或者，用于将电子部件附接到PCB的焊料材料可能开裂或断裂从而造成电子组件的故障。
在背景部分中所讨论的主题，不应仅因其在背景部分中被提及而被认为是现有技术。同样地，在背景部分中提及的或与背景部分的主题相关联的问题，不应被认为是已在现有技术中被认识。背景部分中的主题仅表示不同的方法，其中的或其本身也可以是发明。
发明内容
根据本发明的实施例，提供一种电子组件。电子组件包括：壳体和布置在壳体内的印刷电路板(PCB)。PCB具有：第一主表面、与第一主表面相对的第二主表面、和大致垂直于第一和第二主表面的多个周边次要边缘。电子组件还包括：至少一个紧固件，其被配置成将PCB固定在壳体内。电子组件还包括：震动吸收装置，其由绝缘和顺应性材料形成。震动吸收装置包围PCB的多个周边次要边缘。
PCB可限定大体矩形形状。震动吸收装置可限定槽，槽被配置成接收和封围PCB的多个周边次要边缘的至少一部分。震动吸收装置可限定侧壁，侧壁被配置成包围PCB的多个周边次要边缘的至少一部分。震动吸收装置可限定第一唇部，第一唇部大致垂直于侧壁并且被配置成围绕第一主表面的至少一部分，并且可限定第二唇部，第二唇部也大致垂直于侧壁并且被配置成围绕第二主表面的至少一部分。第一和第二唇部可限定槽，槽被配置成接收和封围第一主表面和第二主表面的至少一部分。
PCB可限定位于PCB的中央部中的中央安装孔。震动吸收装置可另外包括：带肩衬套，其大体与中央安装孔同轴并且与第一主表面处于接触。带肩衬套至少部分地设置在中央安装孔内，并与震动吸收装置一体地形成。震动吸收装置还可包括：穿孔盘，其拴系到震动吸收装置并且与震动吸收装置一体地形成。当PCB被固定在壳体内时，带肩衬套是PCB的第一主表面与壳体的中间件，穿孔盘是PCB的第二主表面与紧固件的中间件。
震动吸收装置可由热塑性弹性体材料比如热塑性硫化材料或等同物形成。
根据另一实施方案，提供另一种电子组件。电子组件包括：壳体；和限定第一大体矩形形状的PCB，其具有限定四个PCB安装特征件的四个主要PCB角部。PCB设置在壳体内。电子组件还包括：限定第二大体矩形形状的震动吸收装置。震动吸收装置具有四个主要震动吸收装置角部。震动吸收装置角部的每一个限定槽，槽被配置成封围PCB角部之一并且围绕PCB安装特征件之一。震动吸收装置角部的每一个限定与PCB安装特征件同轴的震动吸收装置安装孔。电子组件另外包括多个紧固件。多个紧固件中的一个紧固件被布置在每个PCB安装特征件和震动吸收装置安装孔内。多个紧固件被固定到壳体，使得震动吸收装置是多个紧固件与壳体的中间件，由此将PCB固定到壳体。
震动吸收装置角部由侧壁、大致垂直于侧壁的第一唇部、和同样大致垂直于侧壁的第二唇部互连。第一和第二唇部配置成封闭PCB的周边次要边缘的至少一部分。
PCB可进一步限定位于PCB的中央部中的中央PCB安装孔。震动吸收装置可包括：带肩衬套，其与中央PCB安装孔同轴并且至少部分地设置在中央PCB安装孔内。带肩衬套与震动吸收装置一体地形成。震动吸收装置还可包括：穿孔盘，其拴系到震动吸收装置并且与震动吸收装置一体地形成。当PCB被固定在壳体内时，带肩衬套是PCB与壳体的中间件，穿孔盘是PCB与多个紧固件中的一紧固件的中间件。
震动吸收装置可由热塑性弹性体材料比如热塑性硫化材料或等同物形成。
附图说明
现在将参照附图通过示例方式描述本发明，在附图中：
图1是根据一个实施例的电子组件的分解透视图；
图2是震动吸收装置的分离透视图，该震动吸收装置为根据一个实施例的图1的电子组件的一部件；
图3是附接至印刷电路板的图2的震动吸收装置的分离透视图，该印刷电路板为根据一个实施例的图1的电子组件的一部件；和
图4是根据一个实施例处于组装状态的图1的电子组件的透视图。
具体实施方式
本文描述一种电子组件，其包括震动吸收装置以保护电子组件内的印刷电路板组件免于冲击震动。
震动吸收装置可吸收当电子组件坠落到地面时所产生的冲击震动力，并且防止坠落造成的在壳体中产生的冲击力被传递到PCB，其可能造成PCB上的电子部件和PCB与这些部件之间的焊料接合处的损坏。
这样的电子组件的非限制性示例是：便携式电池充电器，其用于混合电动车辆以给该车辆的电池组中的电池充电。对于消费者而言有很多机会从车辆的车厢中移取这样的便携式电池充电器，并且掉落该便携式电池充电器，使得它撞击地面从而造成潜在破坏性的冲击力。该便携式电池充电器包括在壳体与PCB之间的震动吸收装置，该震动吸收装置被设计成吸收冲击力，并且防止该冲击力被传递经过壳体进入电路板组件中，其可能造成PCB上的电子部件和PCB与这些部件之间的焊料接合处的损坏。所述震动吸收装置可允许该便携式电池充电器坠落多次，并且减弱传递到PCB的冲击力——其否则可能损坏位于电路板上的表面安装部件。本发明人已经发现：当所述震动吸收装置被用于所述充电器中时，它能够从一米高度多次坠落到混凝土表面上而成功保全完好，而无对电子部件或PCB的任何损坏，相比之下，在没有震动吸收装置的情况下便携式电池充电器的相同测试中电子部件的多个实例会有损坏。
图1示出大体由参考标记10所指的电子组件(比如便携式电池充电器)的实施例的非限制性示例。如图1所示，电子组件10包括壳体12，该壳体12可由非导电热塑性材料形成，例如玻璃填充的聚酰胺。壳体12可替代地由导电材料(比如铝)或能够提供壳体12的应用所需的足够刚度和耐用性的任意数量的工程材料形成。
图示的壳体12通常限定形成有空腔14的开口的盒子形状，印刷电路板组件16设置在空腔14中。壳体12限定许多安装凸台18，所述安装凸台18配置成将印刷电路板组件16固定在空腔14内。电子组件10还包括盖(未示出)，所述盖配置成将印刷电路板组件16封闭在壳体12的空腔14内。
印刷电路板(PCB)组件16——其大体由缩写PCB指代——包括基板20，所述基板20具有：第一或下主表面22、与所述下主表面相对的第二或上主表面24、和大致垂直于所述下和上主表面22，24的多个周边次要边缘26(下文中称为边缘26)。如本文所使用的，“大致垂直”定义为绝对垂直的±10°。基板20具有大体矩形形状，虽然基板20的边缘26可限定对准凹口28，所述对准凹口28容纳对准特征件30，所述对准特征件30限定在空腔14内用以对准PCB 16在空腔14内。多个电子部件32(比如电阻器、电容器、二极管、电感器、晶体管和/或集成电路)被附接到基板20的上表面24和/或下表面22上并且通过印刷在基板20的上表面24和/或下表面22上的导电迹线(未示出)互连。基板20限定用于将PCB 16固定到壳体12的多个安装特征件34。如图1所示，基板20的每个角部限定基板20的呈切口角部形式的安装特征件34，所述安装特征件34配置成允许紧固件36穿过其以将紧固件36固定到壳体12的安装凸台18。在图示的示例中紧固件36是螺纹紧固件，即螺钉。然而，替代实施例可使用不同类型的紧固件，比如推销、铆钉、或卡合特征件。另外，根据替代实施例，所述安装特征件可包括：基板的一个或多个角部，其限定圆形孔，所述圆形孔配置成允许紧固件从其中穿过。
如图1所示，基板20还限定：中央安装孔38，其位于基板20的中央区域中，即不邻近基板20的边缘26。中央安装孔38可被用于将PCB 16的中央部固定到壳体12，以便减小PCB16的横向和纵向挠曲。
基板20可由环氧树脂或聚酰亚胺树脂制成。所述树脂可以利用织造的玻璃布或其它基质比如碎纤维来增强。由这样的材料形成的基板通常称为FR-4或G-10型电路板。基板20可以替代地由陶瓷或刚性聚合物材料构成。此处列举的可接受的基板材料并非详尽无遗，并且也可成功地使用其它材料。用来形成电路板基板的材料和制造技术是本领域技术人员众所周知的。
电子组件10还包括震动吸收装置40，该震动吸收装置40由前述的介电和顺应性材料(比如硅橡胶材料、乙烯丙烯二烯单体(EPDM)橡胶材料)或热塑性弹性体(TPE)材料(比如由德克萨斯州休斯顿Exxon Mobil Chemical Company制造的SANTOPRENETM 8221-70热塑性硫化(TPV)的材料)形成。震动吸收装置40可使用注射模制工艺在模具中形成。
震动吸收装置40限定大致矩形形状，该矩形形状类似于基板20的形状但大于基板20。震动吸收装置40包括侧壁42，该侧壁42包围/封围基板20的边缘26的至少一部分。如图1和图3所示，该侧壁包围边缘26而带有小断口44以容纳基板20中的对准凹口28。这些侧壁限定槽46，该槽46包围基板20的至少一部分。如本文所用的，“包围/封围”被定义为是指震动吸收装置40围绕暴露的边缘26。槽46由第一(下)唇部48和第二(上)唇部50形成，该第一(下)唇部48从侧壁42大致垂直地突出，该第二(上)唇部50从侧壁42大致垂直地突出并且与下唇部48隔开。下唇部48接触靠近边缘26的基板20的下表面22，并且上唇部50接触靠近边缘26的基板20的上表面24且对立于下唇部48的接触点，由此将震动吸收装置40固定PCB16。下唇部48从侧壁的整个周边突出，而上唇部50从对立侧壁的三个短部分和角部突出。下唇部48和上唇部50的这种配置，提供震动吸收装置40对PCB 16的适当保持，同时，相比于具有从侧壁(未示出)的整个周边同样突出的上唇部的一种震动吸收装置，还提供震动吸收装置40至PCB 16的较容易的组装。
震动吸收装置40的每个角部52限定孔54，以下称为安装孔54，而紧固件36被配置成当紧固件36被固定到安装凸台18时穿过所述孔54，由此将震动吸收装置40固定到壳体12，并且由此将PCB 16固定在壳体12内。震动吸收装置40是每个紧固件36与PCB 16的中间件，使得紧固件36与PCB 16之间不存在直接接触，而所述直接接触可能直接传递冲击震动力从壳体12至PCB 16。如图2所示，仅上唇部50包含安装孔。替代实施例可限定在震动吸收装置的上和下唇部两者中的或仅在下唇部中的安装孔。
震动吸收装置40还包括：被配置成与PCB 16的中央安装孔38同轴、大致圆柱形的带肩衬套56。带肩衬套56限定安装孔54，而紧固件36被配置成当紧固件36被固定到也与中央安装孔38同轴的安装凸台18时穿过该安装孔54。带肩衬套56由薄的大体矩形的辐条(webbing)附接到下唇部48的相对侧。带肩衬套56和辐条58与震动吸收装置40一体地形成，并且由相同的材料形成。
震动吸收装置40还包括：穿孔盘60，其通过柔性股线62拴系到震动吸收装置40。穿孔盘60和柔性股线62与震动吸收装置40一体地形成，并且由相同的材料形成。穿孔盘60限定安装孔54，而紧固件36被配置成当紧固件36被固定到壳体12的安装凸台18时穿过该安装孔54。穿孔盘60的安装孔54被布置成：当震动吸收装置40被固定到安装凸台18时，与中央安装孔38和带肩衬套56的安装孔54同轴。当紧固件36插入穿过穿孔盘60并且带肩衬套56被固定到安装凸台18时，带肩衬套56的台肩66是PCB 16的下表面22与安装凸台18的中间件，并且穿孔盘60是PCB 16的上表面24与紧固件36的头部的中间件。拴系穿孔盘60和附接带肩衬套56至震动吸收装置40，通过减少组装电子组件10所需的单独部件的数量提供了简化组装过程的益处。
因此，提供了一种电子组件10，比如便携式电池充电器。电子组件10包括震动吸收装置40，该震动吸收装置40包围PCB 16并且将PCB 16隔离于壳体12，使得由坠落电子组件10引起的对壳体12的冲击震动即使不通过震动吸收装置40吸收，也至少会被减弱。具有这种震动吸收装置40的电子组件10能承受从一米处跌落到混凝土表面而无对PCB 16的损害。
虽然本发明已就其优选实施例进行了描述，但并不旨在受限于此，而只是在某种程度上阐述随附的权利要求。此外，术语“第一”、“第二”、“上”、“下”等的使用，并不表示重要性或方位的任何顺序，而是术语“第一”、“第二”、“上”、“下”等被用于元件的彼此区分。此外，术语“一”、“一个”等的使用，不表示数量的限制，而是表示存在所引用项的至少一个。

Claims (7)

1.一种电子组件(10)，包括：
壳体(12)，所述壳体限定安装凸台；
印刷电路板(16)，所述印刷电路板具有第一主表面(22)、与所述第一主表面(22)相对的第二主表面(24)、和大致垂直于所述第一和第二主表面(22，24)的多个周边次要边缘(26)，其中所述印刷电路板在所述印刷电路板的中央部分限定中央安装孔，所述印刷电路板(16)设置在所述壳体(12)内；
绝缘顺应性材料形成的震动吸收装置(40)，所述震动吸收装置包围所述印刷电路板(16)的所述多个周边次要边缘(26)；
衬套(56)，所述衬套限定通过其的第一安装孔并限定肩部，所述衬套通过辐条附连到所述震动吸收装置并且与所述绝缘顺应性材料的震动吸收装置一体形成，其中所述衬套设置在所述中央安装孔内；
穿孔盘(60)，所述穿孔盘限定通过其的第二安装孔，所述第二安装孔与所述第一安装孔同轴，并且与所述绝缘顺应性材料的震动吸收装置一体形成；
紧固件(36)，所述紧固件插过所述第一安装孔和所述第二安装孔并接合所述安装凸台，使所述肩部的绝缘顺应性材料与所述第一主表面接触并且介于所述第一主表面和所述安装凸台之间，并且使所述穿孔盘的绝缘顺应性材料与所述第二主表面接触并介于所述第二主表面和所述紧固件的头部之间；以及
其中，所述震动吸收装置还包括柔性股线(62)，所述柔性股线将所述穿孔盘连接到所述震动吸收装置并且与所述绝缘顺应性材料的震动吸收装置一体形成，并且其中所述柔性股线能够被栓系使所述穿孔盘的所述第二安装孔与所述衬套的所述第一安装孔对齐。
2.根据权利要求1所述的电子组件(10)，其特征在于，所述震动吸收装置(40)限定槽(46)，所述槽(46)配置成接收和封围所述印刷电路板(16)的所述多个周边次要边缘(26)的至少一部分。
3.根据权利要求1所述的电子组件(10)，其特征在于，所述印刷电路板(16)限定大体矩形的形状，并且其中，所述震动吸收装置(40)限定槽(46)，所述槽(46)配置成接收和封闭所述印刷电路板(16)的所述多个周边次要边缘(26)的至少一部分。
4.根据权利要求1所述的电子组件(10)，其特征在于，所述震动吸收装置(40)限定：侧壁(42)，所述侧壁配置成包围所述印刷电路板(16)的所述多个周边次要边缘(26)的至少一部分；第一唇部(48)，所述第一唇部大致垂直于所述侧壁(42)并且配置成包围所述第一主表面(22)的至少一部分；和，第二唇部(50)，所述第二唇部大致垂直于所述侧壁(42)并且配置成包围所述第二主表面(24)的至少一部分。
5.根据权利要求4所述的电子组件(10)，其特征在于，所述第一唇部(48)和所述第二唇部(50)限定槽(46)，所述槽(46)配置成接收和封围所述第一主表面(22)和所述第二主表面(24)的至少一部分。
6.根据权利要求1所述的电子组件(10)，其特征在于，所述震动吸收装置(40)由热塑性弹性体材料形成。
7.根据权利要求6所述的电子组件(10)，其中，所述震动吸收装置(40)由热塑性硫化材料形成。
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