CN110958783A

CN110958783A - 用于电路板的加固元件以及构件系统

Info

Publication number: CN110958783A
Application number: CN201910917484.9A
Authority: CN
Inventors: 阿尔方斯·诺伊纳
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2020-04-03
Also published as: DE102018216602A1

Abstract

本发明涉及用于电路板的加固元件以及构件系统。加固元件(2)用于布置在一个或多个布置在电路板(1)上的构件(10、11)处。加固元件(2)具有结构(20)以及在其下侧布置在其上的连接销(210、211、212)。结构(20)在其形状上被形成为使其具有闭合的周边和由该周边形成的用于在安装在电路板(1)上后围框一个或多个构件(10、11)的中空的内部空间。构件系统具有电路板、一个或多个构件和至少一个加固元件。

Description

用于电路板的加固元件以及构件系统

技术领域

本发明涉及一种尤其是用于使用在变速器或变速器控制部中的用于电路板的加固元件以及一种构件系统。

背景技术

所公知的是，电路板应当被保护不受振动影响，以便防止布置在该电路板上的构件受损。这可以通过提供完全不同的结构来实现，例如在US专利文献US 2003/0038096 A1或US专利US6880243 B2中所示那样。不过还存在尤其是在充分利用空间和用于提供在电路板上的加固的过程步骤的数量的范围内的改进需求。

发明内容

因此本发明的任务是：提供一种改进的用于电路板的加固元件以及一种相应的构件方式。加固元件在此尤其形成用于应用在电路板上，该电路板使用在变速器应用中。该任务通过独立权利要求的特征来解决。有利的设计方案是从属权利要求的主题。

提供了一种用于布置在一个或多个布置在电路板上的构件处的加固元件。加固元件具有结构以及在该结构的下侧布置在该结构上的连接销。该结构在其形状上形成为使该结构具有闭合的周边和由该周边形成的用于在安装在电路板上后围框一个或多个构件的中空的内部空间。因此，可以在电路板上以较小的空间需求提供加固。此外，能实现附加功能，而不需要在电路板上的空间。

此外还设置的是，连接销以预定的依赖于形状的数量来设置。

此外设置的是，连接销中的至少一个由导电的材料形成并且能借助钎焊过程作为过孔连接件或作为SMD连接件紧固在电路板上。连接销中的至少一个连接销附加或替选地由不导电的材料形成并且具有用于与电路板螺接的螺纹。通过提供各个连接销能够以最小的空间需求实现与电路板的完全不同的连接。

此外设置的是，结构形成为多边形。连接销的数量有利地相当于多边形的拐角区域的数量，并且连接销分别布置在拐角区域上。通过使用多个拐角提高了加固效果。

此外，提供了一种构件系统，该构件系统具有电路板、布置在该电路板上的一个或多个构件以及至少一个已说明的加固元件。

此外设置的是，其中至少一个构件是要散热的构件，并且在结构的中空的内部空间中且在要排热的构件的上方引入散热的构件。因此，能够实现排热，而不需要电路板上的空间。

此外设置的是，其中至少一个构件是要排热的构件，并且在结构的面朝或背离要排热的构件的区域上以如下方式布置散热的构件，即，使得该散热的构件至少部分跨越过结构的中空的内部空间。因此，可以利用替选的器件来排热，而不需要在电路板上的附加的空间。

此外设置的是，在要排热的构件与散热的构件之间引入导热膏，导热膏使这两个构件彼此接触。因此，改善了散热。

此外设置的是，连接销以如下方式形成，即，使得结构的下棱边与要排热的构件具有基本上一样的高度或略高于要排热的构件的上棱边。通过恰当地选择连接销的高度能够实现适用于排热和/或加固地置放的加固元件。

本发明的另外的特征和优点由对本发明的实施例的以下描述、借助示出根据本发明的细节的附图并且由权利要求得出。各个特可以分别单独地或成多个任意组合的方式在本发明的变型方案中实现。

附图说明

接下来借助附图详细阐释本发明的优选的实施方式。其中：

图1示出电路板的俯视图，该电路板具有布置在其上的构件和根据本发明的实施方案的加固元件；以及

图2示出构件系统的横截面视图，该构件系统具有本发明的不同的实施方案的加固元件。

在下列附图描述中，为相同的元件或功能配设相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了电路板1的俯视图，该电路板具有布置在其上的构件10、11和根据实施方案的布置在构件旁的、形成为六边形的加固元件2。在图2中示出的加固元件2的横截面视图用于示出加固元件2在电路板1上的紧固可能性以及示出了对于特定的构件10是必需的在图2中作为具有导热膏31的嵌入元件30示出的排热元件30、31。

如图所示，加固元件2由两部分形成，即框架状形成的加固结构，(简称为结构20)和布置在结构20的其中一个侧、有利地是下侧或者说面朝电路板的侧上的连接销210、211、212，连接销用于将结构20紧固在电路板1上。加固元件2以如下方式布置，即，使得加固元件包围、更准确地说围框单个构件10或由多个单个构件11构成的构件组。为此，加固结构或者说结构20经由连接销210、211、212距电路板1有间距地布置，并且围框一个或多个构件10、11。结构20为此以如下方式在其尺寸方面进行选择，即，使得该结构与一个或多个构件10、11侧向有间距地布置。连接销210、211、212有利地以如下方式构造，即，使得紧固在电路板1上的结构20在其整个区域上都与电路板1具有相同的或者说均匀的间距，即与之平行。

加固元件2应当与一个或多个构件10、11的无论是相对于侧向附近还是相对于沿高度方向的间距都具有尽可能小的间距。尤其是沿高度方向的间距应当尽可能小，也就是说，结构20应当尽可能处在与其中一个构件10、11的上棱边的水平线中。特别是在构件10的情况下，在该构件中应当进行散热时，所以重要的是，将在结构20(的下棱边)与构件上棱边之间的间距保持得尽可能小，但优选宁可大致在构件上棱边之上。在其它构件11中，结构20也可以布置在一个或所有构件11的下棱边下方。

连接销210、211、212越低，也就是说，在连接销210、211、211与电路板1之间的间距越小，就越能更好地利用加固效果。不过加固元件2根据本发明不是直接紧固在电路板1上，以便不阻塞空间。该自由的空间可以例如用于，引导导体迹线或将其它构件布置在结构20下方。

加固元件2的形状依赖于与一个或多个所要包围的构件10、11。有利地，选择由结构20形成的多边形，例如如附图所示的六边形。结构20在此并不形成为连续的结构20，而是形成为框架状的结构20，即具有闭合的周边，因此，该结构空出如在图1中示出那样的中空的内部空间。该结构仅经由连接销210、211、212与电路板1连接并且由此具有很小的空间需求。

在该内部空间中，可以布置有散热的元件30作为嵌入元件。为了与构件10无间隙地连接，在散热的元件30置入到结构中之前，将导热膏31引入到散热的元件30与构件10的上侧之间，如在图2中右侧所示那样。散热的元件30也可以沿高度方向探伸超过结构20的上棱边，例如以便提供用于散热的较大的表面。结构20也可以以和结构10相同的形状并且近似相同的尺寸形成或者最低限度比结构10更大地形成，从而使导热的元件30可以近似形状锁合地(formschlüssig)插入。当为应用而设置时，也可以将仅一个导热膏31引入到结构20的内部空间中。

在替选的实施方案中，散热的元件30可以布置在结构20上并且被紧固在其上。紧固例如可以经由螺接进行或经由在结构20上的相应的保持器件的卡入来进行。散热的元件30可以布置在结构的上侧上或下侧上，即布置在结构20的背离构件10或面朝构件10的侧上。在这种实施方案中，散热的元件30可以形成为金属板、例如形成为铜板，铜板然后基本上平行于电路板1。在此也有利的是，为了与构件10连接，将导热膏31引入到散热的元件30与构件10之间。

散热的元件30还附加地可以容纳附加构件，例如以便能够建立起与壳体的连接。因此，在电路板1上的否则为此所需的空间将能够被用于其他目的。这种附加构件可以例如是如能与壳体上的相对应的元件连接的螺母或其他的连接元件。

连接销210、211、212有利地布置在结构20的拐角区域21上。连接销可以由金属的或导电的材料，例如铜制成，以便能够借助合适的钎焊过程实现在电路板1上的紧固。为此，连接销可以要么形成为穿过电路板1的过孔连接销211要么形成为SMD连接销212。经由例如借助THT钎焊或SMD钎焊实现。

替选地，连接销能够由不导电的材料形成。于是，它们也能够在和结构20相同的过程中形成，从而使连接销210和结构20一体式地形成。为了与电路板1连接，在连极销210由不导电的材料、例如能注塑包封的塑料形成的情况下有利的是，该连接销如下这样地形成，即，使得其在应当与电路板1连接的区域上具有内螺纹，从而使螺钉3能从电路板1的下侧U朝着电路板1的上侧O旋入并且因此旋入到连接销210的螺纹中。替选地，能够经由相应的保持器件实现卡入。

连接销210、211、212与结构20的连接例如通过插装、螺接、经由相应的保持器件的卡入或在同时形成了结构20和连接销210的唯一的制造过程中实现，例如以塑料注塑包封方法实现。

在特定的应用中，不同的连接销210、211、212的组合也能使用在唯一的加固元件2之内，以便例如通过单个的措施来减少在紧固时的误差。

如已经在之前提到的那样，加固元件2的形状与一个或多个要加固的和/或要排热的构件10、11相匹配。例如，可以针对特定的应用来预先生产标准化的加固元件2并且/或者将加固元件2作为已制好的或预先安装好的构件来提供，例如作为六边形或作为与特殊的要排热的构件10相匹配的加固元件2来提供。

替选地，结构20和连接销210、211、212也可以作为组装件、例如作为能插装的或能螺接的单个元件来提供，单个元件视需求而定地能够被拼接成特定的形状，例如拼接成多边形，如六边形、三角形、矩形、正方形。

加固元件2也可以布置在电路板1的下侧上、例如布置在IGBT与驱动板之间。因此由于支撑在驱动板上而生成了一种三明治结构。

电路板1可以形成为PCB(印制电路板)。电路板也可以形成为其他的装备有要加固的和/或要排热的构件10、11的结构元件。

此外，多个加固元件2可以布置在电路板1上，其中，每个加固元件2布置在不同的构件10、11上，并且在尺寸、连接销210、211、212的类型、连接销210、211、212的高度、结构20的形状等方面视应用而定地可以不同地实施。

此外，多个结构20被相互连接成由多件式的结构20，例如蜂窝状的结构20。为此，可以将两个或更多个结构20划分成其他结构20的区域。为此，必须为此提供相应的连接器件。

通过所建议的、在其形状上可变的、与电路板1有间距地提供加固结构20的加固元件2可以实现对电路板1在预定的区域上的加固。此外，由于与电路板1有间距，使得处在结构20下方的空间对于其他应用，例如导引导体迹线来说是自由的。通过在结构20的内部空间中或在结构20上和其下提供散热的元件30的可能性，附加地提供了空间，并且通过一个结构元件实现了两个功能，即加固和排热。

附图标记列表

1 电路板

2 加固元件

20 结构

21 拐角区域

210 螺钉连接销

21 过孔连接销

212 SMD连接销

30 散热的元件

31 导热膏

3 螺钉

10、11 构件

U、O 电路板的下侧、上侧

Claims

1.用于布置在一个或多个布置在电路板(1)上的构件(10、11)处的加固元件(2)，其中，所述加固元件(2)具有结构(20)以及在所述结构的下侧布置在所述结构上的连接销(210、211、212)，其中，所述结构(20)在其形状上被形成为使所述结构具有闭合的周边和由所述周边形成的用于在安装在所述电路板(1)上后围框一个或多个构件(10、11)的中空的内部空间。

2.根据权利要求1所述的加固元件(2)，其中，所述连接销(210、211、212)以预定的依赖于所述形状的数量来设置。

3.根据权利要求2所述的加固元件(2)，其中，所述连接销中的至少一个连接销(211、212)由导电的材料形成并且能借助钎焊过程作为过孔连接件或SMD连接件紧固在所述电路板(1)上，并且/或者其中，所述连接销中的至少一个连接销(210)由不导电的材料形成并且具有用于与所述电路板(1)螺接的螺纹。

4.根据前述权利要求中任一项所述的加固元件(2)，其中，所述结构(20)形成为多边形。

5.根据权利要求4所述的加固元件(2)，其中，所述连接销(210、211、212)的数量相当于所述多边形的拐角区域(21)的数量，并且连接销(210、211、212)分别布置在拐角区域(21)上。

6.构件系统，所述构件系统具有电路板(1)、一个或多个布置在所述电路板(1)上的构件(10、11)以及至少一个根据前述权利要求中任一项所述的加固元件(2)。

7.根据权利要求6所述的构件系统，其中，所述构件(10、11)中的至少一个构件是要排热的构件(10)，并且在结构(20)的中空的内部空间中且在所述要排热的构件(10)的上方引入散热的构件(30)。

8.根据权利要求6所述的构件系统，其中，所述构件(10、11)中的至少一个构件是要排热的构件(10)，并且在结构(20)的面朝或背离所述要排热的构件(10)的区域上布置有散热的构件(30)，使得所述散热的构件至少部分跨越过中空的内部空间。

9.根据权利要求7或8所述的构件系统，其中，在要排热的构件(10)与散热的构件(30)之间引入导热膏(31)，所述导热膏使这两个构件(10、30)彼此接触。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的构件系统，其中，连接销(210、211、212)形成为使结构(20)的下棱边与要排热的构件(10)具有基本上一样的高度或者略高于所述要排热的构件(10)的上棱边。