CN108934132A - 印刷电路板组件及其封装方法和机动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供了封装印刷电路板组件(PCBA)的方法、封装式PCBA模块和机动车辆。该方法包括：提供印刷电路板组件，该印刷电路板组件包括印刷电路板(PCB)和组装在该印刷电路板上的多个元件；提供支架，该支架被构造成承载印刷电路板组件并限定有用于容纳印刷电路板组件的空间；将印刷电路板组件放置在支架的所述空间内，以由支架承载并定位该印刷电路板组件，并将支架及其承载的印刷电路板组件放入一模具中；以及采用模塑工艺将聚合物材料填充到模具中，以形成至少包封印刷电路板组件并相对于支架固定印刷电路板组件的封装结构。

Description

印刷电路板组件及其封装方法和机动车辆
技术领域
本发明的实施例一般地涉及电子元件封装或装配领域，并且更具体地，涉及印刷电路板组件(PCBA)及其封装方法、以及具有该印刷电路板组件的机动车辆。
背景技术
通常，印刷电路板组件(PCBA)包括印刷电路板(PCB)和组装在其上的各种元件，并且用在多个应用中，以实现多种控制操作功能。印刷电路板组件通常被容纳或封装在由封装材料构成的封装结构中，封装材料例如包括低密度材料，如发泡聚丙烯(EPP)之类的发泡材料，这种封装结构对PCBA提供机械和/或环境隔离或保护，并意图以实现轻质和/或减少部件数量的方式实现功能部件。
为了将封装后的PCBA安装或装配到其它构件上，如车架或其它框架，还希望在封装结构上设置附加的紧固构件来实现这种安装或装配。但是，封装材料通常不能提供足够的机械强度或特征来在其上设置或实现用于可靠地安装或装配的固定结构。
发明内容
本发明的一个目的在于克服现有技术中存在的上述和其它问题和缺陷中的至少一种。
本发明的实施例提供了一种封装印刷电路板组件(PCBA)的方法，包括下述步骤：
提供印刷电路板组件，该印刷电路板组件包括印刷电路板(PCB)和组装在该印刷电路板上的多个元件；
提供支架，该支架被构造成承载印刷电路板组件并限定有用于容纳印刷电路板组件的空间；
将印刷电路板组件放置在支架的所述空间内，以由支架承载并定位该印刷电路板组件，并将支架及其承载的印刷电路板组件放入一模具中；以及
采用模塑工艺将聚合物材料填充到模具中，以形成至少包封印刷电路板组件并相对于支架固定印刷电路板组件的封装结构。。
在一个实施例中，提供支架的步骤还包括在该支架上设置固定结构，该固定结构用于将封装后的印刷电路板组件固定至一外部结构。
在一个实施例中，设置固定结构包括与支架一体地形成该固定结构。
在一个实施例中，设置固定结构包括将与支架分离地形成的紧固件组装至所述支架。
在一个实施例中，提供支架的步骤还包括由与所述聚合物材料兼容的材料制造该支架。
在一个实施例中，所述聚合物材料包括发泡材料。
在一个实施例中，所述模塑工艺包括包覆成型工艺或嵌件成型工艺。
在一个实施例中，封装结构与印刷电路板组件和支架形成为一体结构。
根据本发明的实施例，还提供了一种封装式印刷电路板组件(PCBA)模块，包括：
支架，该支架限定有一空间并被构造成将封装式印刷电路板组件模块固定至一外部结构；
印刷电路板组件，该印刷电路板组件被容纳在所述空间并包括印刷电路板(PCB)和组装在该印刷电路板上的多个元件；和
封装结构，该封装结构至少包封印刷电路板组件并相对于支架固定印刷电路板组件。
在一个实施例中，在该支架上设置有用于将该封装式印刷电路板组件模块紧固至外部结构的固定结构。
在一个实施例中，所述固定结构包括与支架一体地形成的结构。
在一个实施例中，所述固定结构包括与支架分离地形成并组装至所述支架的紧固件。
在一个实施例中，所述支架的材料与所述封装结构的材料兼容。例如，所述封装结构的材料包括发泡材料。
在一个实施例中，所述封装结构包括包覆成型结构或嵌件成型结构。
在一些实施例中，该封装式印刷电路板组件模块是机动车辆的组成部件或位于机动车辆内或上的部件。
本发明的实施例还提供了一种机动车辆，包括本发明的任一实施例中描述的封装式印刷电路板组件模块。
通过下文中参照附图对本发明所作的详细描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
附图说明
本发明的这些和/或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是示意性地示出根据本发明的一种实施例的封装印刷电路板组件(PCBA)的方法的流程图；
图2是示意性地示出根据本发明的一种实施例的被封装之前的印刷电路板组件(PCBA)的结构的透视图；
图3是示意性地示出根据本发明的一种实施例的承载印刷电路板组件(PCBA)的支架的结构的透视图；
图4是示意性地示出根据本发明的一种实施例的放入模具中的支架及其中承载的印刷电路板组件(PCBA)的透视图；
图5是示意性地示出根据本发明的一种实施例的对放入模具中的支架及其中承载的印刷电路板组件(PCBA)进行封装的状态的透视图；
图6是示意性地示出根据本发明的一种实施例的已被封装的支架及其中承载的印刷电路板组件(PCBA)开模后的状态的透视图；以及
图7是示意性地示出根据本发明的一种实施例的封装式PCBA模块的结构的透视图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的实施例进行详细的描述。在本说明书中，相同或相似的部件由相同或类似的附图标号指示。
另外，在下面的详细描述中，为便于说明，阐述了许多具体的细节以提供对本发明的实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其它情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
图1示意性地示出了根据本发明的实施例提供的封装印刷电路板组件(PCBA)的方法的流程，图2-6示意性地示出了该方法的多个步骤。如图所示，该方法包括：
步骤S11：提供印刷电路板组件(PCBA)，该印刷电路板组件包括印刷电路板(PCB)和组装在该印刷电路板上的多个元件。
图2示出了一种示例性的将被封装或密封的印刷电路板组件(PCBA)10，其包括印刷电路板(PCB)11和组装在该印刷电路板上的多个元件，如各种电气元件，包括但不限于开关、照明装置、马达或显示屏等。为清楚起见，图2仅示意性地示出了组装或安装在印刷电路板上11的电连接器12。
该方法还包括：
步骤S12：提供一支架，该支架被构造成承载待封装的印刷电路板组件，该支架可以限定有用于容纳待封装的印刷电路板组件的空间；
步骤S13：将印刷电路板组件放置在支架的所述空间内，以由支架承载并定位该印刷电路板组件，并将支架及其承载的印刷电路板组件放入一模具中；以及
步骤S14：采用模塑工艺将封装材料填充到模具中，以形成至少包封印刷电路板组件并相对于支架固定印刷电路板组件的封装结构。
如图3所示，提供了一支架20，其被构造成承载待封装的印刷电路板组件10或至少承载印刷电路板11。该支架20限定了用于容纳待封装的印刷电路板组件10或其印刷电路板11的空间21。在图示的实施例中，支架20为敞开式框架形式，包括多个(例如三个)支撑臂，以在多个位置23处承载待封装的印刷电路板组件10或其印刷电路板11。支架20的形状或尺寸形成为与待封装的印刷电路板组件10或其印刷电路板11的形状或尺寸相配，以便于稳固地承载印刷电路板组件10。可以理解，支架的具体结构和形状在本文中不受限制，只要其被构造成能够适当地承载并定位印刷电路板组件即可。
随后，采用模塑工艺对支架20及其承载的印刷电路板组件10进行封装。在本文中，合适的模塑工艺包括但不限于包覆成型工艺或嵌件成型工艺。
如图4和5所示，提供一下模具31，并将支架20及其承载的印刷电路板组件10放入下模具31中，然后提供上模具32并将其放置在下模具31上进行合模。下模具31和上模具32共同限定适于容纳支架20及其承载的印刷电路板组件10的空腔，该空腔具有与支架20及其承载的印刷电路板组件10的整体轮廓相配的轮廓。然后，将合适的封装材料注入或填入该空腔中，封装材料在冷却或固化后形成至少包封印刷电路板组件10并相对于支架20固定印刷电路板组件10的封装结构40。最后，进行开模，先移除上模具32，如图6所示，再从下模具31中释放封装后的印刷电路板组件10和支架20，获得封装式PCBA模块100，如图7所示。可以看到，在模塑工艺期间，支架将印刷电路板组件定位和保持到位，避免印刷电路板组件在模塑期间的移位。
根据本发明的实施例，通过模塑工艺，由封装结构40紧固地、贴合地包封印刷电路板组件10和支架20，例如，封装结构40与印刷电路板组件10和支架20形成为一体结构或单件整体结构。
在图示的实施例中，印刷电路板组件10上的电连接器12没有被封装而是从封装结构40露出，以便于与其它电学装置进行连接。但在其它实施例中，根据需要，可以使印刷电路板组件上的其它元件或结构从封装结构露出。
根据本发明的实施例，提供支架的步骤S12还可以包括在该支架上设置固定或组装结构，该固定或组装结构用于将封装后的印刷电路板组件固定或组装至一外部结构，如车架或其它框架或壳体。由此，通过将固定或组装结构设置在支架上，而不是封装结构上，可以将封装后的印刷电路板组件牢固地、可靠地固定或组装至外部结构，且不会损坏封装结构，从而改善产品可靠性。
如图3所示，在支架20上设置有多个固定或组装结构22，包括导轨221、卡扣或凸起222、223、凹口、开口等，但本发明并不限于此，根据需要，还可以设置其它合适的固定或组装结构，如螺钉或其它螺纹连接结构。在一些实施例中，可以与支架20一体地或集成地形成固定或组装结构22；例如，可以通过板材的冲压成型或通过模制工艺同时形成支架和其上的固定或组装结构，如上述导轨、卡扣、凸起、凹口、开口、螺纹结构等。在其它实施例中，可以将与支架分离地形成的紧固件组装至支架，如在支架上安装螺钉、导轨等，本发明对此不作特别限定。如图7所示，这些固定或组装结构或紧固件22没有被封装而是从封装结构40露出，以便于将封装后印刷电路板组件(PCBA)牢固地组装或装配至其它结构。在一些实施例中，可以在封装印刷电路板组件(PCBA)之前，在支架上设置或形成这些固定或组装结构或紧固件；在其它实施例中，可以在封装印刷电路板组件(PCBA)之后，在支架上设置合适的固定或组装结构或紧固件。
在本发明的实施例中，可以由与封装材料兼容的材料制造支架，即支架的材料可以与封装材料兼容，如支架能够粘附或贴附至封装材料。示例性地，封装印刷电路板组件的封装材料可以采用聚合物材料，如低密度材料，包括但不限于诸如发泡聚丙烯(EPP)之类的发泡材料。在一些示例中，封装材料可以是热塑性材料或热固性材料。在另一些示例中，封装材料可以是绝缘材料。在其它些示例中，封装材料可以包括例如适于光透射的透明材料，如用于照明或装饰功能，或者可以是不透明材料或反光材料。
如图2-7所示，本发明的实施例还提供了一种封装式PCBA模块100，其包括印刷电路板组件(PCBA)10、支架20和封装结构40，该印刷电路板组件10由支架20支承并包括印刷电路板(PCB)11和组装在该印刷电路板11上的多个元件12，封装结构40至少包封印刷电路板组件10并相对于支架20固定印刷电路板组件10。
在本发明的示例性实施例中，固定或组装结构22设置在该支架20上，而不是在封装结构上，由此将封装后的印刷电路板组件牢固地、可靠地固定或组装至外部结构，且不会损坏封装结构，从而改善产品可靠性。示例性地，固定或组装结构22包括与支架20一体地形成的结构。可替换地或附加地，固定或组装结构22包括与支架20分离地形成并组装至该支架20的紧固件。
在一个实施例中，封装结构的材料包括发泡材料，支架的材料包括与封装结构的材料兼容的材料。在另一个实施例中，封装结构是包覆成型结构或嵌件成型结构。
在一些实施例中，这种封装式PCBA模块可以是机动车辆的组成部件，但本领域技术人员可以理解，本发明并不限于机动车辆应用，这种封装式PCBA模块可以应用于其它领域，如工程机械、飞机、船舶或其它电子设备。
虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。附图中的尺寸比例仅仅是示意性的，并不能理解为对本发明的限制。
虽然本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (17)

1.一种封装印刷电路板组件(PCBA)的方法，包括下述步骤：
提供印刷电路板组件(10)，该印刷电路板组件包括印刷电路板(PCB)(11)和组装在该印刷电路板上的多个元件(12)；
提供支架(20)，该支架被构造成承载印刷电路板组件并限定有用于容纳印刷电路板组件的空间(21)；
将印刷电路板组件(10)放置在支架的所述空间内，以由支架(20)承载并定位该印刷电路板组件，并将支架及其承载的印刷电路板组件放入一模具(31，32)中；以及
采用模塑工艺将封装材料填充到模具中，以形成至少包封印刷电路板组件并相对于支架固定印刷电路板组件的封装结构(40)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中提供支架的步骤还包括在该支架上设置固定结构(22)，该固定结构用于将封装后的印刷电路板组件(10)固定至一外部结构。
3.根据权利要求2所述的方法，其中设置固定结构包括与支架一体地形成该固定结构。
4.根据权利要求2所述的方法，其中设置固定结构包括将与支架分离地形成的紧固件组装至所述支架。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中提供支架的步骤还包括由与所述封装材料兼容的材料制造该支架。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述封装材料包括发泡材料。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述模塑工艺包括包覆成型工艺或嵌件成型工艺。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中封装结构与印刷电路板组件和支架形成为一体结构。
9.一种封装式印刷电路板组件(PCBA)模块，包括：
支架，该支架限定有一空间并被构造成将封装式印刷电路板组件模块固定至一外部结构；
印刷电路板组件，该印刷电路板组件被容纳在所述空间并包括印刷电路板(PCB)和组装在该印刷电路板上的多个元件；和
封装结构，该封装结构至少包封印刷电路板组件并相对于支架固定印刷电路板组件。
10.根据权利要求9所述的封装式印刷电路板组件模块，其中在该支架上设置有用于将该封装式印刷电路板组件模块紧固至外部结构的固定结构。
11.根据权利要求10所述的封装式印刷电路板组件模块，其中所述固定结构包括与支架一体地形成的结构。
12.根据权利要求10所述的封装式印刷电路板组件模块，其中所述固定结构包括与支架分离地形成并组装至所述支架的紧固件。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的封装式印刷电路板组件模块，其中所述支架的材料与所述封装结构的材料兼容。
14.根据权利要求13所述的封装式印刷电路板组件模块，其中所述封装结构的材料包括发泡材料。
15.根据权利要求根据权利要求9-12和14中任一项所述的封装式印刷电路板组件模块，其中所述封装结构包括包覆成型结构或嵌件成型结构。
16.根据权利要求根据权利要求9-12和14中任一项所述的封装式印刷电路板组件模块，其中该封装式印刷电路板组件模块是机动车辆的组成部件。
17.一种机动车辆，包括权利要求9-16中任一项所述的封装式印刷电路板组件模块，或包括采用权利要求1-8中任一项所述的方法制造的封装式印刷电路板组件模块。
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