CN106465542A - 印刷电路板装置和用于将产品安装至主印刷电路板的方法 - Google Patents

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Abstract

一种印刷电路板装置以及一种用于将产品以基本垂直的角度安装至主印刷电路板(100)的方法，该印刷电路板装置包括：主印刷电路板(100)，包括细长槽(102)；以及产品(128)，包括被配置为插入到细长槽(102)中的连接部分(130)。连接部分(130)使得产品(128)可以基本垂直的角度附接至主印刷电路板(100)。细长槽(102)包括突起(104)，并且连接部分(130)包括被配置为当连接部分(130)插入到细长槽(102)中时与突起(104)接合的弹性部分(132)。这产生将产品(128)的连接部分(130)压至细长槽(102)的至少一个侧壁的力。

Description

印刷电路板装置和用于将产品安装至主印刷电路板的方法
技术领域
本发明涉及印刷电路板装置和用于以基本垂直的角度将产品安装至主印刷电路板的方法。
背景技术
已经长时间使用印刷电路板，从而允许向电子制造者和电子设计者提供在适合于每个应用的平台上组织和附接电子电路和部件的简单工具。然而，由于通常需要模块设计、可替换支撑结构或要求添加空间的部件，通常的解决方案是使用一个或多个次级板，后者包括所需的电子电路或部件，或者将电路板保持在支撑结构内的适当位置(例如，在工业环境中)的支架。这种系统的组件(例如，子板或支架)要求主印刷电路板以某种方式保持并且子板或支架以垂直角度引入，从而稍后能够通过焊接等的方式附接。
将子板安装至主印刷电路板的方式是使用保持主板和子板以便附接的工具。工具可能昂贵，并且可能甚至要求用于被附接的每个可能产品的结构。此外，在印刷电路板装置的组装期间，附接或配置工具的步骤会是额外的步骤。因此，所要求的工具和/或步骤昂贵且耗时。因此，需要简单、便宜和可靠的方式来组装印刷电路板装置。
发明内容
关于印刷电路板装置的上述期望特性，本发明的主要目的在于提供一种简单、便宜且容易制造的印刷电路板装置。
根据本发明的第一方面，利用印刷电路板装置来实现这些和其他目的，其包括：主印刷电路板，包括细长槽；以及产品，包括被配置为插入到细长槽中的连接部分，使得产品可以以基本垂直的角度附接至主印刷电路板。细长槽包括突起，并且连接部分包括弹性部分，弹性部分被配置为当连接部分插入到细长槽中时与突起接合，从而产生将产品的连接部分压至细长槽的至少一个侧壁的力。
通过印刷电路板，应该理解，主印刷电路板原则上是平坦的，并且通常在两个维度(即，长度和宽度)上具有延伸部，并且具有显著小于主印刷电路板的长度和宽度的有限厚度。
细长槽的长度显著长于纵向上的宽度。因此，突起被理解为从细长槽的侧壁延伸到细长槽中。侧壁应该构造为细长槽的细长壁。
通过基本垂直，应该理解，产品相对于两个维度(即，主印刷电路板的长度和宽度)以垂直角度配置。
连接部分被配置为插入到细长槽中，因此应该理解为等于或小于细长槽的宽度和厚度。
产生力的弹性部分这里应该理解为产品弯曲的部分，并且提供弹性力作为对施加于弯曲的材料的应力的响应。
本发明基于以下实现：提供产品的连接部分的弹性部分，产品被安装至具有包括突起的细长槽的主印刷电路板，连接部分可以插入到细长槽中，从而允许突起和弹性部分接合。从而，通过由突起接合弹性部分产生的力，产品可以基本垂直的角度保持至主印刷电路板。本发明允许产品到主印刷电路板的简单安装而不需要任何附加的工具或部件。从而，本发明通过消除了这种工具或部件的需求而实现低成本制造。此外，本发明不要求固定、保持或附接这种工具或部件的步骤，由此减少了这种安装操作期间的步骤数量。本发明的附加优点在于，减少了用于连接部分的制造公差，因为由突起与弹性部分的接合所提供的力将提供以基本垂直的角度保持产品的力，而不需要连接部分的精确公差。又一优势在于，减少了对形成主印刷电路板的材料的要求，使得主印刷电路板可以通过常用的低成本材料形成。又一优势是，只要求主印刷电路板的小空间，从而不会妨碍紧凑的电子电路设计。
根据本发明的一个实施例，突起可以是具有至少一个斜面的楔形。通过形成具有至少一个斜面的突起楔形，可以通过弹性部分首先接合斜面并由此在插入期间越来越弯曲，来促进连接部分插入细长槽。
根据本发明的另一实施例，弹性部分可以形成有外斜边缘，从而连接部分插入到细长槽使外斜边缘与楔形突起的斜面接合，使得弹性部分被迫使弯曲。为了进一步方便连接部分的插入，弹性部分可以具有倾斜的外边缘。因此，在插入时外斜边缘可以与楔形突起的斜面接合，这将使得弹性部分和突起容易地相互滑动。
根据一个实施例，弹性部分进一步包括位于其表面上的凹部，凹部被配置为减少由弹性部分所产生的力。凹部将减小被弯曲的材料的量。
根据另一实施例，弹性部分可以通过从产品的外边缘延伸到产品中的直角切口来形成，并且弹性部分通过朝向产品的外边缘从直角切口延伸的材料形成。例如在基本矩形的产品中的形成弹性部分的简单和有效的方式可以是形成从产品的外边缘延伸的直角切口，这允许弹性部分由从直角切口剩余的材料来形成。因此，提供了集成到产品中并且由它的相同材料形成的弹性部分。
根据一个实施例，产品可以是次级印刷电路板。本发明还允许简单和有效的方式来配置次级印刷电路板。次级印刷电路板还可以是已知的子板。次级印刷电路板可以包括例如由于主印刷电路板上的空间限制而在主印刷电路板上找不到或不能放置的功能或部件。本发明的附加优势还在于，施加于弹性部分的应力是次级印刷电路板的材料的强方向。
根据另一实施例，产品可以是次级印刷电路板，并且主印刷电路板可以包括具有终止于细长槽的电连接的主电子电路，并且次级印刷电路板可以包括具有终止于连接部分中的电连接的次级电子电路。通过提供在连接部分插入到细长槽时终止的电连接，主电子电路和次级电子电路可以有效且简单地在细长槽处通过直接的机械接触或稍后介绍的部件和/或焊料来电连接。
根据一个实施例，次级印刷电路板可以以FR-4材料形成。FR-4是典型的印刷电路板材料的抗应力类型，这可以有利地通过以FR-4材料形成来提供更具抗应力的次级印刷电路板。
根据另一实施例，次级印刷电路板可以以FR-1材料或CEM-1材料形成。为了进一步节省成本，次级印刷电路板可以低成本形成，即更廉价的FR-1或CEM-1材料。由于弯曲方向是强材料方向，即，应变方向在次级印刷电路板的大维度上。次级印刷电路板(由此弹性部分)可以通过更廉价的材料(诸如FR-1或CEM-1)形成。
根据一个实施例，产品可以是金属板或支架。金属板或支架可用于为主印刷电路板提供适当的附接。因此，通过使得产品为其上可以安装主印刷电路板的金属板或支架，本发明还允许简单和有效的方式来安装又一些部件，或者甚至安装主印刷电路板本身。类似地，产品有可能是其上安装其他部件的支架。
根据另一实施例，该装置可进一步包括位于主印刷电路板和产品之间的焊接接头。主印刷电路板和产品之间的焊接接头将固定并保持主印刷电路板和产品在一起。此外，如果产品是次级印刷电路板，则焊接接头可以实现主印刷电路板和次级印刷电路板之间的电连接以机械连接。
根据本发明的第二方面，目的在于实现以基本垂直的角度将产品安装至主印刷电路板的方法，该方法包括以下步骤：提供主印刷电路板和产品，主印刷电路板包括细长槽，细长槽包括突起，产品包括连接部分，连接部分包括弹性部分；以及将产品的连接部分以基本垂直的角度插入细长槽中，从而突起与弹性部分接合，产生将产品的连接部分压至细长槽的至少一个侧壁的力。
根据本发明的一个实施例，该方法可进一步包括以下步骤：在主印刷电路板和产品之间焊接以提供焊接接头。
根据本发明的另一实施例，主印刷电路板可以包括主电子电路，主电子电路具有终止于细长槽的电连接，以及产品是次级印刷电路板，次级印刷电路板包括具有终止于连接部分中的电连接的次级电子电路，从而焊接接头连接主电子电路和次级电子电路。
本发明的第二方面的效果和特征与上面参照本发明的第一方面描述的基本相似。
本发明的其他特征和优势将在研究所附权利要求和以下描述之后变得明显。本领域技术人员意识到，本发明的不同特征可以组合来创建除以下所述之外的实施例，而不背离本发明的范围。
附图说明
现在将参照示出本发明的不同实施例的附图更为详细地描述本发明的这些和其他方面。
图1A是主印刷电路板的顶视图，以及图1B是根据本发明一个实施例的产品的侧视图；
图2是根据本发明一个实施例的突起和连接部分的弹性部分的详细立体图；
图3是根据本发明一个实施例的印刷电路板装置的立体图；以及
图4是根据本发明一个实施例的用于以基本垂直的角度将产品安装至主印刷电路板的方法的步骤的流程图。
具体实施方式
在本发明的详细描述中，根据本发明的印刷电路板装置的实施例主要参照示出主印刷电路板或产品的平面图来讨论。应该注意，这绝不限制本发明的范围，其还可应用于例如具有其他类型的印刷电路板的其他情形。此外，主要使用细长槽(在细长槽的侧壁中部具有突起)来讨论本发明，然而，本发明还可以应用于突起位于沿着细长槽侧壁的任何位置的情况。此外，附图中示出的细长槽和突起的尺寸和/或数量仅仅是示意性表示。在使用中，数量、尺寸和其他这种细节将通过每个应用来决定。
现在将参照附图描述本发明，其中首先关注结构，并且其次关注功能。
图1A示出了主印刷电路板100，其中具有细长槽102。细长槽102在每一细长侧包括侧壁103，并且包括从主印刷电路板100形成的突起104。突起104从细长槽102的一个侧壁开始向细长槽102的内部延伸。细长槽102可以是贯通的以利于插入。稍后将结合图2讨论的关注区域106被标记。沿着细长槽102，具有多个电连接108。主印刷电路板还可以包括一系列电部件(未示出)，其可以与电连接108电接触。注意，沿着x和y轴的长度和宽度的维度是板的大维度。印刷电路板的厚度通常远小于其长度和宽度，厚度典型为1-5mm。
突起104是楔形，其具有至少一个斜面。斜面将允许产品128上的弹性部分更容易插入。细长槽102还可以包括凹部105，其被配置为与突起104相对并且被配置为弹性部分132提供当弹性部分132与突起104接合时弯入的空间。
主印刷电路板100还包括凹口101，其用于识别观察者所看到的主印刷电路板100的那一侧。
此外，注意，主印刷电路板100被示为以y-z平面进行配置。
图1B示出了产品128，产品128包括连接部分130，后者具有实质上在其中形成的弹性部分132。稍后将结合图2讨论的关注区域134被标记。产品128可以是次级印刷电路板，即，主板或母板100的子板。因此，连接部分130可以包括多个电连接136。在产品是次级印刷电路板的这种情况下，其可以包括一系列可与电连接136接触的电部件(未示出)。
连接部分130包括弹性部分132，其通过从产品128的外边缘135延伸到产品128中的直角切口133来形成。从而，通过从直角切口133朝向产品128的外边缘135延伸的材料来形成弹性部分132。
此外，注意，产品128在y-z平面中配置，其不同于主印刷电路板100的定向。这是因为产品128的连接部分130用于以垂直角度插入到主印刷电路板100的细长槽102中并且沿着z轴负向移动。
当连接部分130插入到细长槽102中时，突起104将迫使弹性部分132弯曲。随着弹性部分弯曲，连接部分130和产品将被压迫至细长槽102的至少一个侧壁。这将以与主印刷电路板100基本垂直的角度保持产品128。
图2示出了在相互接合之前的突起104和弹性部分132。注意，定向现在是立体图，并且还指示坐标轴。突起104通过主印刷电路板100的材料形成并且是具有斜面202的楔形。与楔形突起202相邻的是凹部206。
如上所述，弹性部分132可以通过从外边缘135深入产品128的直角切口133来形成。弹性部分132还可以包括外斜边缘204。外斜边缘204从产品128的外边缘135延伸，并且将在产品128朝向插入到细长槽102中移动时，与突起104的斜面202接合。此外，弹性部分132包括凹部，这里示为贯通孔208，孔208被配置为当其与突起104接合或已经与突起104接合时减小由弹性部分132产生的力。这通过孔208来实现，其减少了需要应变和弯曲的材料的量。
图3示出了产品128的连接部分130已经插入到主印刷电路板100的细长槽102中的印刷电路板装置。凹口101表示其是与先前观察到主印刷电路板100相同的侧面。注意，次级印刷电路板128以基本垂直的角度通过由与突起104接合的弹性部分132产生的力来保持。这允许通过插入来组装印刷电路板装置的简单步骤，并且电连接106、136可以通过焊接或其他适当的连接方式来连接。因此，印刷电路板装置还可以包括主印刷电路板100与产品128之间的焊接接头(未示出)。
图4示出了用于以基本垂直的角度将产品128安装至主印刷电路板100的方法的步骤的流程图。
首先，在步骤S1中，提供主印刷电路板100，包括细长槽102(其包括突起104)，并且产品128包括连接部分130(其包括弹性部分132)。
现在参照步骤S2，产品的连接部分130以基本垂直的角度插入到细长槽102中，从而突起104与弹性部分132接合，产生将产品的连接部分130压至细长槽102的至少一个侧壁103的力。
然后，可选地在步骤S3中，在主印刷电路板100和产品128之间焊接接头，以提供焊接接头。焊接接头提供了机械连接。如果存在电连接108、136，则可以通过焊接接头提供电连接。焊接接头的机械连接将以与主印刷电路板基本垂直的角度固定和保持次级印刷电路板128。
主印刷电路板100可以CEM-1材料或者任何其他类型的常用低成本印刷电路板材料形成。CEM-1是低成本、阻燃、基于纤维素纸的层压物，其仅具有一层玻璃纤维织物。次级印刷电路板128可以FR-4材料(玻璃织物和环氧树脂)形成。可选地，可以使用任何其他类型的常用低成本印刷电路板材料，例如CEM-1或FR-1。
注意，在所有描述的示例中，产品128可以是金属板或支架，其将具有与上面示例相同的结构特征和功能。金属板或支架128例如可用于将主印刷电路板保持在某种类型的电子存储单元(未示出)内。电子存储单元通常用于例如工业环境中以保护电子部件和印刷电路板不受直接的机械或类似作用。
此外，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践本发明的过程中可以理解和实现对所公开实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中记载特定措施的仅有事实并不表示不可以使用组合以产生优势。

Claims (14)

1.一种印刷电路板装置，包括：
主印刷电路板(100)，包括细长槽(102)；以及
产品(128)，包括被配置插入到所述细长槽(102)中的连接部分(130)，使得所述产品(128)能够以基本垂直的角度附接至所述主印刷电路板(100)，
其中，所述细长槽(102)包括突起(104)，并且其中所述连接部分(130)包括弹性部分(132)，所述弹性部分被配置为当所述连接部分(130)插入到所述细长槽(102)时与所述突起(104)接合，从而产生将所述产品(128)的所述连接部分(130)压至所述细长槽(102)的至少一个侧壁(103)的力，所述力以基本垂直的角度保持所述产品而与所述连接部分的制造公差无关。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述突起(104)是具有至少一个斜面(202)的楔形。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述弹性部分(132)形成有外斜边缘(204)，从而所述连接部分(130)插入到所述细长槽(102)中使所述外斜边缘(204)与所述楔形的突起(104)的所述斜面(202)接合，使得迫使所述弹性部分(132)弯曲。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述弹性部分(132)还包括位于其表面上的凹部(208)，所述凹部(208)被配置为减小由所述弹性部分(132s)产生的力。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述弹性部分(132)通过从所述产品(128)的外边缘(135)延伸到所述产品(128)中的直角切口(133)形成，并且所述弹性部分(132)通过从所述直角切口(133)朝向所述产品(128)的所述外边缘(135)延伸的材料形成。
6.根据前述权利要求中任一项所述的布置，其中，所述产品(128)是次级印刷电路板。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述产品(128)是次级印刷电路板并且所述主印刷电路板(100)包括主电子电路，所述主电子电路具有终止于所述细长槽(102)的电连接(108)，并且其中所述次级印刷电路板(128)包括次级电子电路，所述次级电子电路具有终止于所述连接部分(130)中的电连接(136)。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其中，所述次级印刷电路板以FR-4材料形成。
9.根据权利要求6或7所述的装置，其中，所述次级印刷电路板以FR-1材料或CEM-1材料形成。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述产品(128)是金属板或支架。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括位于所述主印刷电路板(100)和所述产品(128)之间的焊接接头。
12.一种用于以基本垂直的角度将产品(128)安装至主印刷电路板(100)的方法，所述方法包括以下步骤：
提供(S1)所述主印刷电路板(100)和所述产品(128)，所述主印刷电路板包括细长槽(102)，所述细长槽(102)包括突起(104)，所述产品(128)包括连接部分(130)，所述连接部分(130)包括弹性部分(132)；以及
以基本垂直的角度将所述产品(128)的所述连接部分(130)插入(S2)到所述细长槽(102)中，从而所述突起(104)与所述弹性部分(132)接合，产生将所述产品(128)的所述连接部分(130)压至所述细长槽(102)的至少一个侧壁(103)的力。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：
在所述主印刷电路板(100)与所述产品(128)之间焊接(S3)以提供焊接接头。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述主印刷电路板(100)包括具有终止于所述细长槽(102)的电连接(108)的主电子电路，并且所述产品(128)是包括次级电子电路的次级印刷电路板，所述次级电子电路具有终止于所述连接部分(130)中的电连接(136)，从而所述焊接接头连接所述主电子电路和所述次级电子电路。
CN201580026118.4A 2014-05-22 2015-05-18 印刷电路板装置和用于将产品安装至主印刷电路板的方法 Active CN106465542B (zh)

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