CN111226510A - 印刷电路板安装布置结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在壳体中的印刷电路板安装件，其特别地在具有恶劣振动工况的环境（诸如，机动车辆）中使用。电路板（1）借助于机械压配合插脚（11）固定到连接器主体（3），所述机械压配合插脚延伸穿过形成于连接器上的凸缘上的定位孔到达印刷电路板。该布置结构提供了可以实现高IP等级的安全连接。

Description

印刷电路板安装布置结构

技术领域

本发明涉及一种在壳体中的印刷电路板安装布置结构，其特别地但非排他地供在具有恶劣振动工况（profile）的环境（诸如，机动车辆）中使用。

背景技术

机动车辆中的许多系统是借助于电子控制单元控制的。这些装置包括电子部件，特别是用于检测物理参数的传感器（诸如，加速度计），这些电子部件用于多样化的应用中，诸如，安全气囊控制和稳定性控制系统。如果电子控制单元确定加速度计输出超出了某一参数范围，则产生控制信号以例如激活安全气囊或稳定性控制。

为了将电子部件安装在车辆内部中，电子控制单元通常包括壳体，其上安装有电子部件的印刷电路板被定位于该壳体中。壳体设置有连接单元，该连接件电接触载体且作为结果电接触载体上的电子部件。控制单元可以经由该连接件连接到待控制的系统。

由于在使用中车辆发动机将在车辆底盘中产生振动，因此采取一些步骤来减小此类振动对印刷电路板部件的影响。为了确保将印刷电路板无振动地安装在控制装置的壳体中且因此确保未受干扰的信号传输，已广泛使用具有自攻或切削（cutting）安装螺钉的电路板，所述螺钉被旋转到壳体中。电路板的其他类型的紧固是例如经由塑料插脚和热气铆钉（hot gas rivet）将印刷电路板嵌压（caulk）在壳体中。另外，已知借助于夹紧弹簧来实现将印刷电路板紧固在壳体中。

DE 10 2008 037 278公开了一种装置，该装置具有被设计为印刷电路板（PCB）的底座，其中包含传感器在内的电子部件的组件被放置在该底座中。连接单元将装置连接到待控制的电子系统。具有电子部件组件的底座布置在壳体中。壳体、连接单元和底座使用螺钉在传感器的区域处机械地固定在加固框架中，其中装置机械地安装在安装表面上。该文献中公开的装置所遭受的另外的问题在于，电插脚在安装期间有时会弯曲且因此组装过程是昂贵的。

从现有技术已知的所有电子控制装置都遭受了以下问题：无法有效地防止振动传输到印刷电路板。特别地，振动可以发生在传感器的区域中并导致伪造测量信号，且因此在某些情况下导致待控制的系统的故障行为。

已知的解决方案遭受以下另外的问题：在将连接器组装到壳体中的过程期间，作用在头座（header）上的力会引起应力作用到电连接插脚。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有连接器的电路板安装布置结构，该连接器在安装过程期间较不容易在连接插脚上产生应力。

该目的是利用具有权利要求1的特征的电路板安装布置结构来实现的。在从属权利要求、以下描述和附图中指定了进一步优选或有利的实施例和发展。

根据一个方面，公开了一种在具有恶劣振动工况的环境中使用的印刷电路板安装布置结构。印刷电路板安装布置结构也可以表示为印刷电路板安装组件。其包括具有凸缘的连接器主体，该凸缘设置有定位孔。它还包括印刷电路板，该印刷电路板设置有对应的定位孔。另外，它包括机械压配合插脚，该机械压配合插脚在连接器和印刷电路板之间提供机械连接，其中，连接器主体被构造成与壳体协作，该壳体接收印刷电路板以形成封闭的组件。为了提供机械连接，压配合插脚特别地被接收在凸缘的定位孔中。压配合插脚也可方便地被接收在印刷电路板的对应的定位孔中。

特别地，凸缘跨越印刷电路板的长度的一部分延伸。凸缘可方便地在连接器主体的面朝PCB的一侧处且沿平行于PCB的主延伸平面的方向突出。

根据另外的方面，本公开涉及一种在壳体中的印刷电路板安装件，其特别地在具有恶劣振动工况的环境（诸如，机动车辆）中使用。电路板借助于机械压配合插脚固定到连接器主体，所述机械压配合插脚延伸穿过形成于连接器上的凸缘上的定位孔到达印刷电路板。

根据本公开的解决方案具有以下优点：可以刚性地安装印刷电路板，使得即使在具有恶劣振动工况的位置（诸如，车辆的轮拱）中，印刷电路板上也不存在颤振。与具有两部分构造过程的现有技术解决方案相比，该解决方案还可以以一个步骤过程安装，其中大大降低了电插脚损坏的可能性。该布置结构可提供可以实现高IP等级的安全连接。特别地，本发明的布置结构可有利地省去紧固时的焊接，这减少了在生产过程中产生的烟气和装置中的有毒化合物的量，而同时实现了更高的IP等级。

根据一个实施例，连接器主体设置有第一凸缘和第二凸缘，所述凸缘中的每一个设置有至少一个定位孔，所述定位孔中的每一个在安装位置中接收压配合插脚。PCB可方便地包括多个对应的定位孔，PCB的每个对应的定位孔被分配给第一凸缘和第二凸缘的定位孔中的一个。例如，第一凸缘和第二凸缘中的每一个包括至少两个定位孔，所述定位孔分别接收第一压配合插脚和第二压配合插脚。在一个发展中，第一压配合插脚和第二压配合插脚是。

根据一些实施例，印刷电路板安装布置结构还可包括壳体。在一个实施例中，壳体设置有形成于内壁上的第一轨和第二轨，所述轨被构造成接收印刷电路板并将印刷电路板大体上保持在适当位置。在另外的实施例中，壳体设置有一个或多个腹板，所述一个或多个腹板具有切口以接收印刷电路板并将印刷电路板大体上保持在适当位置。

在一个实施例中，连接器设置有支架，凸缘形成于该支架上。

在一个实施例中，连接器设置有推入配合连接器，该推入配合连接器能够操作成将连接器刚性地连接到壳体。

附图说明

现在将参考附图更详细地描述本发明的示例性实施例，在附图中：

图1示出了根据示例性实施例的PCB安装布置结构的透视图；

图2示出了PCB安装布置结构的局部截面侧视图；

图3示出了壳体的透视图，PCB安装到该壳体中；

图4示出了即将插入于壳体中之前的印刷电路板和连接器主体。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的示例性实施例的印刷电路板安装布置结构的透视图。其包括：印刷电路板（PCB）1，该PCB具有安装在其上的多个部件2；以及用于印刷电路板1的连接器布置结构。印刷电路板1安装在连接器布置结构的连接器主体3上，该连接器主体3在使用中连接到印刷电路板1的壳体。印刷电路板1设置有孔4（特别是钻出的孔），这些孔接收电插脚5以提供至车辆通信总线的电连接。

第一支架6和第二支架7被提供在连接器主体的相对边缘处。每个支架包括三角形形式，其中相对端附接到连接器主体并且邻近于印刷电路板1的那端设置有带沟槽的凸缘8，该带沟槽的凸缘跨越印刷电路板1的长度延伸一小段距离。具有凸缘8的支架6、7在连接器主体3的面朝PCB 1的一侧处突出，该侧与连接器主体3的被提供用于与配合连接器接合的那侧相对。

凸缘8设置有两个定位孔9，并且印刷电路板1设置有两个对应的定位孔10。机械压配合插脚11被提供在每个对应的孔对9、10中，以在支架6、7和印刷电路板1之间提供机械而非电连接。插脚11适于在PCB布置结构与壳体的组装过程期间转移施加在连接器主体上的压力。两个插脚11通过在插脚11之间侧向地延伸的腹板连接，并且优选地连接成单件。该腹板被夹在凸缘8和PCB 1之间。在这个和其他实施例中，压配合插脚11可与PCB的所有连接器迹线（conductor track）电绝缘或被接地。还可构想到，在这个和其他实施例中，压配合插脚11由绝缘材料制成，例如由塑料制成。

压配合插脚11在初始压配合过程期间既固定印刷电路板1又使印刷电路板1定向，并且消除了原本可能出现的由垂直于连接器在支撑结构上施加力所引起的电插脚变形的可能性。固定过程可以在单个步骤中执行，而无附加的生产步骤。机械压配合连接使得能够省去螺钉，这有利地使得能够使用封闭的壳体。使用封闭的壳体使得装置能够实现比之前有可能实现的IP等级更高的IP等级，且因此可以将壳体安装在遭受恶劣环境介质影响的地方（诸如，车辆轮拱）。

图2示出了连接器布置结构的局部截面侧视图，其中印刷电路板1附接到连接器3。印刷电路板设置有部件2和接收电插脚5的钻出的孔4。支架6、7和凸缘8从连接器3侧向地延伸并设置有定位孔9。压配合插脚11插入穿过定位孔9中并且进入和穿过印刷电路板上的对应孔10。电插脚5还延伸穿过电路板，以提供从连接器主体到印刷电路板的电连接。

图3示出了壳体20的内部的透视图，印刷电路板安装到该壳体中。壳体20具有矩形开口，该矩形开口由在安装位置中平行于印刷电路板的表面的两个侧向壁和垂直于印刷电路板的两个壁限定。两个轨21形成于垂直壁的内部上，所述轨具有开口，该开口适于在组装期间便于印刷电路板的插入，但是该开口朝向壳体的后壁变窄使得印刷电路板在侧壁上通过这些轨保持在适当位置。壳体的后内壁设置有两个基本上竖直的腹板22，这两个腹板具有小切口，该小切口适于接收印刷电路板并将其基本上保持在安装位置中。壳体在其外部上还设置有安装部位，使得其可以被旋拧或栓接到车辆。提供了阀，以使得一旦安装了该阀就能够使空气进入和离开壳体。因此，印刷电路板得以在其每个边缘上被保持，且因此印刷电路板能够在显著更恶劣的振动环境（诸如，在车辆轮拱附近）中使用。

图4示出了在即将插入于壳体20中之前的印刷电路板1和连接器主体3。连接器主体设置有一系列弹性扣钩（clip），所述弹性扣钩适于接合在壳体20上的对应元件中以将印刷电路板和连接器固定在壳体中的适当位置，然后可以将壳体安装在车辆中。有利地，可以由机器人以单个过程组装连接器布置结构。机器人不需要将印刷电路板压靠在壳体上以作为组装的一部分。因此，组装过程的成本更低，并且印刷电路板在组装过程期间受损抑或由于安装于车辆中时振动所引起的颤振而受损的可能性也更低。

Claims (6)

1.一种在具有恶劣振动工况的环境中使用的印刷电路板安装布置结构，所述印刷电路板安装布置结构包括：

具有至少一个凸缘（8）的连接器主体（3），所述凸缘（8）设置有定位孔（10），

印刷电路板，其设置有对应的定位孔，以及

至少一个机械压配合插脚（11），

其中，所述机械压配合插脚（11）被接收在所述定位孔（10）中以在所述连接器和所述印刷电路板之间提供机械连接，并且

所述连接器主体被构造成与壳体（20）协作，所述壳体接收所述印刷电路板（2）以形成封闭的组件。

2.根据权利要求1所述的印刷电路板安装布置结构，其中，所述连接器主体（3）设置有第一凸缘和第二凸缘，所述凸缘中的每一个设置有至少一个定位孔，所述定位孔中的每一个在所述安装位置中接收压配合插脚。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的印刷电路板安装布置结构，其还包括所述壳体，其中，所述壳体设置有形成于内壁上的第一轨和第二轨，所述轨被构造成接收所述印刷电路板并将所述印刷电路板基本上保持在适当位置。

4.根据还包括所述壳体的权利要求1至2中任一项或根据权利要求3所述的印刷电路板安装布置结构，其中，所述壳体设置有一个或多个腹板，所述一个或多个腹板具有切口以接收所述印刷电路板并将所述印刷电路板基本上保持在适当位置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的印刷电路板安装布置结构，其中，所述连接器设置有支架，所述凸缘形成于所述支架上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的印刷电路板安装布置结构，其中，所述连接器设置有推入配合连接器，所述推入配合连接器适于将所述连接器刚性地连接到所述壳体。

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