CN110783785A - 母排以及用于制造母排的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及母排以及用于制造母排的方法。母排(1)，其特别地为叠层母排，该母排(1)被配置成用于将电子部件特别地无源电子部件安装在母排(1)上，其中，母排(1)包括至少一个插入区域(30)，所述至少一个插入区域(30)被配置成用于将电子部件的接触元件特别地电子部件的引脚(2)插入至母排(1)中，其中，母排(1)包括第一导电层(10)，其中，分配给插入区域(30)的所述第一导电层(10)沿第一平面(11)延伸并且插入区域(30)沿第二平面(12)延伸，其中，第一平面(11)和第二平面(12)沿垂直于第一平面(11)和/或第二平面(12)延伸的方向彼此间隔开以形成凹陷的插入区域(30)。

Description

母排以及用于制造母排的方法

技术领域

本发明涉及母排以及用于制造母排的方法，特别地涉及其上可以布置若干个电容器的母排。

背景技术

叠层母排通常包括叠层成统一的结构的通过薄介电材料隔开的加工铜的层。叠层母排的示例可以在CN 203 504 394 U、CN 104 022 414 A1或CN 202 474 475 U中找到。通常，“插入”区域包括在母排中，以将电子部件例如电容器的电极直接连接至不同的导电层，其中，导电层中的每一个被分配给由每个电容器提供的一种极。通常，电容器通过将引脚插入至插入区域的孔中来连接至插入区域。随后，将引脚例如通过焊接和/或熔接粘接至母排。

然而，实现母排与引脚之间的粘接需要一定量的能量。此外，粘合剂接合的产生可能导致从通常具有平坦表面的母排突出的弯曲，特别是在通过焊接来实现连接的情况下。在母排的某个应用领域中，这种弯曲可能是一个问题。此外，当引脚区域被加热时，大量的热能流失至母排的导电材料的平坦层中。

发明内容

因此，本发明的目的是改进现有技术中已知的叠层母排，特别地改进关于它们的生产和它们潜在的应用领域。

该目的通过根据本发明的实施方式的母排和用于制造母排和/或用于将电气部件连接至母排的方法来实现。优选实施方式包括在本发明的替选实施方式、说明书和附图中。

根据本发明的第一方面，提供了一种母排，特别地为叠层母排，其中，该母排被配置成用于将电子部件特别地无源电子部件例如电容器安装在母排上。母排包括至少一个插入区域，所述至少一个插入区域被配置成用于将电子部件的接触元件插入至母排中，其中，母排包括第一导电层，其中，分配给插入区域的所述第一导电层沿第一平面延伸并且插入区域沿第二平面延伸。特别地，接触元件为电子部件的引脚。此外，第一平面和第二平面沿垂直于第一平面和/或第二平面延伸的方向彼此间隔开以形成凹陷的插入区域。

与现有技术相比，根据本发明设置成通过将第一平面和第二平面彼此间隔开来实现凹陷的插入区域。因此，即使在引脚例如通过焊接连接至母排之后，也可以提供平坦表面，这是因为引脚和/或焊接材料可以填充凹陷的插入区域并且不再从母排的表面突出。特别地，有利地可以将配备有电容器的母排连接至另一部件，特别地连接至另一平坦部件，例如在车辆中连接至另一部件。因此，母排可以用于不同的应用领域。优选地，凹陷的插入区域表示第一导电层的罐状形状的底部。

特别地，母排包括第二导电层，其中，第一导电层和第二导电层通过隔离层彼此隔开。特别地，第一导电层、第二导电层和隔离层形成夹层系统。优选地，叠层母排包括覆盖下述夹层系统的另一隔离层，该夹层系统包括第一导电层、隔离层和第二导电层。此外，设置成母排具有矩形或盘状形状以承载特别地成排布置成彼此相邻的若干个电气部件例如电容器。原则上，母排的主要功能是例如通过连接至第一导电层和/或第二导电层的对应端子来收集由若干个电容器提供的电力并且通过对应端子将所收集的电力提供至用户或机器。

术语“分配”意味着存在插入区域与第一导电层之间的电连接。特别地，插入区域包括在第一导电层中或者是导电层的整体部分。例如，插入区域通过使第一导电层的一部分变形特别地通过冲压来实现。然而，还可以想到，在单独的制造步骤中将插入区域添加至导电层。另外，还设置成第二导电层具有另一插入区域，其中，第二导电层沿着另一第一平面延伸并且另一插入区域沿着另一第二平面延伸，其中，另一第一平面和另一第二平面彼此隔开。特别地，另一第一平面与另一第二平面隔开的距离不同于第一平面与第二平面隔开的距离。

根据优选实施方式，设置成插入区域至少部分地被至少一个凹部围绕，其中，凹部优选地在第一平面与第二平面之间延伸。由于所述凹部，可以限制或约束从插入区域至第一导电层的热传输。因此，焊接所产生和所需的热量不会消散至导电层。代替地，热量被集中至插入区域以实现引脚与插入区域之间的粘合或焊接或钎焊连接。优选地，凹部的形式适于限制或减少从插入区域至导电层的热传递。特别地，与连接至第一导电层而没有一个凹部或多个凹部的对应的插入区域相比，设置成所述凹部在例如尺寸、数目和/或形式方面被配置成使得从插入区域至第一导电层的热传递减少约多于10％，优选地多于25％并且最优选地多于35％。

优选地设置成插入区域经由桥接元件例如延伸元件(rip element)连接至母排的导电层以实现母排的插入区域与导电层之间的电连接。桥接元件负责建立插入区域与第一导电层之间的导电连接。优选地，桥接元件被形成为延伸元件。这种延伸元件主要从插入区域的中心径向地延伸。还可以想到，插入区域经由例如从插入区域的中心径向地延伸的若干个延伸元件连接至第一导电层。例如，插入区域经由两个、三个或四个延伸元件连接至第一导电层。优选地，两个延伸元件布置在插入区域的相对端处。

在另一实施方式中，设置成沿着围绕路径，第一部分被分配给至少一个凹部或多个凹部，并且第二部分被分配给桥接元件，其中，围绕路径优选地具有插入区域的形状。特别地，设置成插入区域受凹部限制。第二平面中的插入区域可以具有以圆形、椭圆形、矩形等形成的截面。优选地，设置有若干个凹部，其中，凹部沿着围绕路径彼此隔开，特别地沿着围绕路径均匀地隔开。特别地，围绕路径表示为围绕插入区域的闭合路径。例如，围绕路径适于插入区域，即围绕路径平行于插入区域的圆周延伸。

此外，设置成第一部分与围绕路径的长度的比率在0.5与0.95之间，优选地在0.7与0.95之间并且更优选地在0.75与0.95之间。通过选择这种小的桥接元件，有利地可以基本上减少在引脚与插入区域之间的连接期间的至少20％或50％的热传递。同时，已经示出，相当薄的桥接元件能够承受/抵抗焊接处理期间特别地自动配合焊接处理期间的压力。

优选地，设置成

-第一截面的区域包围一个凹部和/或多个凹部以及插入区域，并且

-第二截面的区域包围插入区域，

其中，第一截面的面积与第二截面的面积之间的比率在0.1与0.5之间，优选地在0.2与0.4之间并且更优选地在0.25与0.35之间。因此，针对一个凹部或多个凹部提供插入区域与导电层之间的相当小的区域。换言之：凹部没有过多地延伸至第一导电层中。代替地，凹部位于插入区域附近。因此，凹部对第一导电层的影响小。特别地，凹部具有条状形状并且主要绕插入区域拱形延伸。此外，插入区域具有盘形形式，特别地具有圆形或环形盘形形式。

根据另一实施方式，设置成第三截面的区域被分配给一个凹部和/或多个凹部，其中，第三截面的面积与第二截面的面积之间的比率在0.5与1.5之间，优选地在0.7与1.3之间并且最优选地在0.9与1.1之间。换言之：插入区域与由围绕插入区域的凹部形成的区域相当。因此，有利地可以将用于形成引脚与插入区域之间的粘合连接所产生的热量集中至相当小的区域或区。

根据另一实施方式，设置成插入区域包括孔，其中，孔的形式适于电子部件的接触元件的形式，特别地使得接触元件可以根据钥匙锁原理插入至孔中。例如，插入区域具有圆形或椭圆形形状，并且引脚的对应的截面具有互补形状。通过以钥匙锁原理适应性调整孔和引脚，有利地可以避免将不适当的电容器连接至母排。还可以想到，适应性调整不同的插入区域的位置以避免不适当的电容器连接至母排。

在本发明的优选实施方式中，设置成在与第一平面和/或第二平面垂直的方向上，第一平面与第二平面之间的距离大于导电层的厚度的一半，优选地大于导电层的厚度并且更优选地大于导电层的厚度的两倍。因此，有利地可以使用母排的几乎整个厚度来形成凹陷的插入区域。因此，为引脚和焊接材料提供了相当大的体积。

在另一实施方式中，设置成桥接元件具有弯曲的形状以提供第一平面与第二平面之间的距离。特别地，桥接元件垂直于第一平面和/或第二平面延伸或者桥接元件倾斜于第一平面和/或第二平面延伸。

优选地设置成母排包括通过隔离层与第一导电层间隔开的第二导电层，其中，在第二导电层和/或隔离层中设置有凹部，其中，导电层和/或隔离层中的凹部的尺寸主要对应于第一截面区域的面积。因此，有利地可以堆叠第一导电层、隔离层和第二导电层，其中，凹陷的插入区域穿过第二导电层和/或隔离层。

本发明的另一方面是一种母排，特别地为叠层母排，该母排被配置成用于将电子部件特别地无源电子部件安装在母排上，其中，母排包括至少一个插入区域，所述至少一个插入区域被配置成用于将电子部件的接触元件特别地电子部件的引脚插入至母排中，其中，插入区域至少部分地被至少一个凹部围绕，其中，凹部优选地在第一平面与第二平面之间延伸。

本发明的另一方面涉及一种用于制造母排和/或用于将电气部件连接至母排的方法，该母排特别地为根据本发明的实施方式的母排，其中，凹部被切割在母排的导体层中。例如，凹部通过冲压实现。另外，设置成通过使第一导电层变形来实现插入区域。

此外，优选地设置成将电子部件的接触元件插入至母排的插入区域中，其中，接触元件被焊接和/或熔接至插入区域，优选地由机器人自动地焊接和/或熔接至插入区域。通过使用机器人，可以有利地加速形成插入区域与引脚之间的连接。

根据本发明的另一实施方式，设置成接触元件为引脚，并且引脚在焊接和/或熔接之前弯折。还可以想到，在焊接、熔接和/或弯折之后，将从母排的表面突出的部件去除。因此，可以保证母排的表面平坦。

在没有明确描述的情况下，各个实施方式或它们的各个方面和特征可以在不限制或扩大所描述的发明的范围的情况下彼此组合或交换，只要这种组合或交换在本发明的意义上是有意义即可。在适用的情况下，关于本发明的一个实施方式所描述的优点也有利于本发明的其他实施方式。

附图说明

在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明的优选实施方式的母排的透视图，

图2示意性地示出了图1的母排的侧视图，

图3示意性地示出了包括用于根据优选实施方式的母排的插入区域的第一导电层，

图4A以顶视图的方式示意性地示出了根据优选实施方式的母排的插入区域，

图4B以截面侧视图的方式示意性地示出了根据优选实施方式的母排的插入区域，以及

图5示意性地示出了根据本发明的另一优选实施方式的母排。

具体实施方式

在图1中，示出了根据本发明的示例性实施方式的母排1。具体地，母排1被设计为叠层母排，至少包括由至少一个隔离层15隔开的第一导电层10和第二导电层20。第一导电层10和第二导电层20二者被设置成收集并传导由布置在母排1上并且分别连接至第一导电层10和第二导电层20的若干个电容器5引起的电流。

特别地，第一导电层10和/或第二导电层20由金属特别地由铜和/或铝制成。优选地，第一导电层10、第二导电层20和隔离层15彼此平行地延伸，并且沿着垂直于主延伸平面M的堆叠方向S彼此堆叠(图2)。在所示的实施方式中，存在位于母排1上的八个电容器5。第一导电层10和第二导电层20分别连接至电容器5中的每一个的一个电极。为了提供电力，第一导电层10和/或第二导电层20各自包括至少一个端子17以用于递送由布置在母排上的电容器提供的特定电压。此外，设置成第一导电层10沿第一平面11延伸，并且优选地，第一导电层10的对应端子17也沿第一平面11延伸(图4B)。

在图2中，示出了具有布置在母排1上的电容器5的母排1的侧视图。如图所示，每个电容器5与相应的第一导电层10和第二导电层20之间的连接由引脚2实现。优选地，每个电容器5具有分配给电容器5的正极的引脚2和分配给电容器5的负极的引脚2。两个引脚2都穿过母排1，其中，每个电容器5的一个引脚2连接至第一导电层10，并且另一个引脚2连接至第二导电层20。例如，设置成所有负极连接至第一导电层10，并且电容器5的所有正极连接至第二导电层20。为了将相应的引脚2连接至第一导电层10和第二导电层20，设置有插入区域30(图3)。优选地，针对每个引脚2，设置有一个插入区域30。插入区域30包括孔31，孔31的形状适于引脚2的形状，使得引脚2可以通过沿垂直于第一平面11的方向和/或沿平行于堆叠方向S的方向的移动而插入至孔31中。在圆柱形引脚的情况下，孔31可以具有圆形形状。还可以想到，引脚2具有矩形截面，并且孔31以相同的形式形成为矩形。优选地，引脚2的截面和孔31根据钥匙锁原理实现。

在图3中，以透视图的方式示出了插入区域30的详细视图，其中，又在图4A中以顶视图的方式呈现了插入区域，并且在图4B中以截面图的方式呈现了插入区域。具体地，设置成分配给/连接至第一导电层10的插入区域30延伸至第二平面12，其中，第二平面12与第一平面11间隔开/隔开。换言之，插入区域30不位于第一导电层10的第一平面中以形成凹陷的插入区域30。此外，插入区域30由至少一个凹部4特别地两个凹部4围绕。凹部4旨在用于限制在将引脚2连接至插入区域30的焊接处理期间的热传递。在没有这样的凹部4的情况下，由焊接产生的热量将直接传递至第一导电层10并且不能用于焊接。第一导电层10与插入区域30之间的电连接通过桥接元件特别地以延伸元件8的形式建立。在所提出的实施方式中，存在彼此平行地延伸特别地沿着公共线延伸的两个延伸元件8。此外，设置成桥接元件的尺寸和形状适于旨在用于母排1的单个应用。例如，尺寸和形状适于布置在母排1上的电容器5的容量。优选地，插入区域30通常具有盘状形状。

优选地，设置成沿着围绕插入区域30的围绕路径SP

-第一部分41至少被分配给一个凹部4或者分配给所有凹部4，并且

-第二部分42被分配给桥接元件，

其中，围绕路径SP特别地对应于第二平面12中的插入区域30的外部形状45和/或插入区域30的孔31的形状。例如，围绕路径SP对应于与插入区域30的孔31同心的圆。此外，设置成第一部分41与围绕路径SP的长度的比率在0.5与0.95之间，优选地在0.7与0.95之间并且更优选地在0.75与0.95之间。此外，还可以想到，凹部4被实现为围绕插入区域30的穿孔或孔组件，特别地所述孔小于用于插入引脚的孔31。由于桥接元件建立了第一导电层10与插入区域30之间的电连接，因此设置成桥接元件是弯曲的或弯折的，特别地沿平行于堆叠方向S的方向弯曲或弯折。

此外，设置成

-第一截面的区域或第一截面A1的区域包围一个凹部4和/或多个凹部4以及插入区域30，并且

-第二截面的区域或第二截面A2的区域包围插入区域30，

其中，第一截面A1的面积与第二截面A2的面积之间的比率在0.1与0.5之间，优选地在0.2与0.4之间并且更优选地在0.25与0.35之间。另外，第三截面A3的区域被分配给一个凹部4和/或多个凹部4，其中，第三截面的面积与第二截面的面积之间的比率在0.5与1.5之间，优选地在0.7与1.3之间并且最优选地在0.9与1.1之间。

根据图4B，优选地设置成插入区域30的第二平面12平行于第二导电层20的平面延伸。沿平行于堆叠方向S的方向测量的距离D1优选地从第一导电层10的中间至插入区域30的中间测量。此外，设置成第二导电层20沿第二平面12延伸。具体地，设置成第二导电层20和/或隔离层15具有另一凹部50，另一凹部50被配置成使得第一导电层10的插入区域30可以穿过隔离层15并且到达或甚至超出第二导电层12的凹部50。此外，图4B中示出了第一导电层10的厚度D。

在图5中，示出了根据本发明的另一优选实施方式的母排1。除了第一导电层10和第二导电层20以外，图5中的母排1还包括第三导电层40。第三导电层40沿堆叠方向S布置在第二导电层20旁边，其中，第二导电层20通过另一隔离层15沿堆叠方向S与第三导电层40间隔开。优选地，设置成第一导电层10和第二导电层20二者各自都具有至少一个插入区域30。具体地，第一导电层10的插入区域30和第二导电层20的插入区域30被配置成使得它们在公共平面中优选地在分配给母排1的外侧的平面中沿堆叠方向S完成。优选地，第二导电层20的插入区域30和第一导电层10的插入区域30与第三导电层40齐平。为此，与第二导电层20的插入区域30的延伸元件8相比，第一导电层10的插入区域30的延伸元件8沿堆叠方向S延伸得更长。作为这种布置的结果，所有焊接的高度是相同的。此外，本领域的技术人员可以想到，通过甚至多于三个导电层10、20、40也可以实现这种布置。

附图标记：

1 母排

2 引脚

4 凹部

5 电容器

8 延伸元件

10 第一导电层

11 第一平面

12 第二平面

15 隔离层

17 端子

20 第二导电层

30 插入区域

31 孔

40 第三导电层

41 第一部分

42 第二部分

45 外部形状

50 另一凹部

S 堆叠方向

M 主延伸平面

SP 围绕路径

A1 第一截面

A2 第二截面

A3 第三截面

D 厚度

D1 距离

Claims (15)

1.一种母排(1)，其特别地为叠层母排(1)，所述母排(1)被配置成用于将电子部件特别地无源电子部件安装在所述母排(1)上，其中，所述母排(1)包括至少一个插入区域(30)，所述至少一个插入区域(30)被配置成用于将所述电子部件的接触元件特别地所述电子部件的引脚(2)插入至所述母排(1)中，其中，所述母排(1)包括第一导电层(10)，其中，分配给所述插入区域(30)的所述第一导电层(10)沿第一平面(11)延伸并且所述插入区域(30)沿第二平面(12)延伸，其中，所述第一平面(11)和所述第二平面(12)沿垂直于所述第一平面(11)和/或所述第二平面(12)延伸的方向彼此间隔开以形成凹陷的插入区域(30)。

2.根据权利要求1所述的母排(1)，其中，所述插入区域(30)至少部分地被至少一个凹部(4)围绕，其中，所述凹部(4)优选地在所述第一平面(11)与所述第二平面(12)之间延伸。

3.根据权利要求1或2所述的母排(1)，其中，所述插入区域(30)经由桥接元件例如延伸元件(8)连接至所述母排(1)的所述第一导电层(10)，以实现所述母排(1)的所述插入区域(30)与所述第一导电层(10)之间的电连接。

4.根据权利要求3所述的母排(1)，其中，沿着围绕所述插入区域(30)的孔(31)的围绕路径(SP)，所述插入区域(30)的第一部分(41)被分配给所述至少一个凹部(4)或者分配给多个凹部(4)，并且所述插入区域(30)的第二部分(42)被分配给所述桥接元件，其中，所述围绕路径(SP)优选地具有所述插入区域(30)的形状。

5.根据权利要求4所述的母排(1)，其中，所述第一部分(41)与所述围绕路径(SP)的长度的比率在0.5与0.95之间，优选地在0.7与0.95之间并且更优选地在0.75与0.95之间。

6.根据前述权利要求中的一项所述的母排(1)，其中，第一截面(A1)的区域包围所述凹部(4)和/或所述多个凹部(4)以及所述插入区域(30)，并且第二截面(A2)的区域包围所述插入区域(30)，其中，所述第一截面(A1)的面积与所述第二截面(A2)的面积之间的比率在0.1与0.5之间，优选地在0.2与0.4之间并且更优选地在0.25与0.35之间。

7.根据前述权利要求中的一项所述的母排(1)，其中，第三截面(A3)的区域被分配给所述凹部(4)和/或所述多个凹部(4)，其中，所述第三截面(A3)的面积与所述第二截面(A2)的面积之间的比率在0.5与1.5之间，优选地在0.7与1.3之间并且最优选地在0.9与1.1之间。

8.根据前述权利要求中的一项所述的母排(1)，其中，所述插入区域(30)包括孔(31)，其中，所述孔(31)的形式适于所述电子部件的所述接触元件的形式，特别地使得所述接触元件能够根据钥匙锁原理插入至所述孔(31)中。

9.根据前述权利要求中的一项所述的母排(1)，其中，在与所述第一平面(11)和/或所述第二平面(12)垂直的方向上，所述第一平面(11)与所述第二平面(12)之间的距离大于所述第一导电层(10)的厚度(D)的一半，优选地大于所述第一导电层(10)的厚度(D)并且更优选地大于所述第一导电层(10)的厚度(D)的两倍。

10.根据权利要求9所述的母排(1)，其中，所述桥接元件具有弯曲的形状以提供所述第一平面(11)与所述插入区域(30)之间的距离(D1)。

11.一种母排(1)，其特别地为根据前述权利要求所述的母排，所述母排(1)被配置成用于将电子部件特别地无源电子部件安装在所述母排(1)上，其中，所述母排(1)包括至少一个插入区域(30)，所述至少一个插入区域(30)被配置成用于将所述电子部件的接触元件特别地所述电子部件的引脚(2)插入至所述母排(1)中，其中，所述插入区域(30)至少部分地被至少一个凹部(4)围绕，其中，所述凹部(4)优选地在第一平面(11)与第二平面(12)之间延伸。

12.根据前述权利要求中任一项所述的母排(1)，其中，所述母排(1)包括通过隔离层(15)与第一导电层(10)间隔开的第二导电层(20)，其中，在所述第二导电层(20)和/或所述隔离层(15)中设置有另一凹部(50)，其中，所述第二导电层(20)和/或所述隔离层(15)中的所述另一凹部(50)的尺寸主要对应于第一截面(A1)的面积。

13.一种用于制造母排(1)和/或用于将电气部件连接至母排(1)的方法，所述母排(1)特别地为根据前述权利要求中的一项所述的母排(1)，其中，至少一个凹部(4)被切割在所述母排(1)的第一导电层(10)中。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，将电子部件的接触元件插入至所述母排(1)的插入区域(30)中，其中，所述接触元件被焊接和/或熔接至所述插入区域(30)，优选地由机器人自动地焊接和/或熔接至所述插入区域(30)。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述接触元件为引脚(2)，并且所述引脚(2)在焊接和/或熔接之前被弯折。

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