CN113163659A - 印刷电路板部件用固定机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种印刷电路板部件用固定机构，其包括组装在一起的弹性件和保持件，保持件相对于印刷电路板部件固定且用于保持弹性件，弹性件的一端抵接于印刷电路板部件的芯片而另一端抵接于保持件。这样，一旦印刷电路板部件固定于待固定部件，在固定机构的弹性件的弹性力的作用下，能够以适当的力使芯片抵接于待固定部件(例如散热部件)的对应部位，从而在保证芯片与待固定部件之间紧密接触的同时还避免了芯片受到的力过大而导致芯片损坏的情况。

Description

印刷电路板部件用固定机构

技术领域

本发明涉及印刷电路板部件的安装固定领域，更具体地涉及一种印刷电路板部件用固定机构。

背景技术

在车辆的电力电子单元(PEU)中，绝缘栅双极型晶体管芯片(IGBT)经常设置于印刷电路板(PCB)上形成印刷电路板部件或印刷电路板组件(PCBA)。为了保证绝缘栅双极型晶体管芯片的散热，绝缘栅双极型晶体管芯片需要与散热部件紧贴在一起。但是绝缘栅双极型晶体管芯片对应力较敏感，对绝缘栅双极型晶体管芯片施加较大的应力可能导致绝缘栅双极型晶体管芯片损坏。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺陷而做出了本发明。本发明的一个目的在于提供一种印刷电路板部件用固定机构，该固定机构能够实现在印刷电路板部件固定于待固定部件(例如散热部件)的情况下，以适当的力使印刷电路板部件的芯片与待固定部件紧贴在一起，防止芯片受到的力过大而损坏。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案。

本发明提供了一种如下的印刷电路板部件用固定机构，所述印刷电路板部件包括印刷电路板和设置于该印刷电路板的芯片，所述印刷电路板的与所述芯片对应的部分形成缺口，在所述印刷电路板部件固定于待固定部件的情况下，利用所述固定机构使所述芯片经由所述缺口抵接于所述待固定部件，所述固定机构包括：

弹性件，所述弹性件的一端抵接于所述芯片；以及

保持件，所述保持件相对于所述待固定部件固定并用于保持所述弹性件，所述弹性件的另一端抵接于所述保持件，使得所述弹性件能够朝向所述待固定部件对所述芯片加压。

优选地，所述印刷电路板包括多个所述芯片，所述固定机构包括多个所述弹性件，一个所述弹性件与一个所述芯片对应。

更优选地，所述弹性件为弹簧。

更优选地，所述保持件包括板状的基部以及从所述基部朝向所述芯片伸出的筒状的凸缘部，所述凸缘部包围形成用于收纳所述弹性件的收纳空间，收纳于所述收纳空间内的所述弹性件的所述一端抵接于所述芯片并且该弹性件的所述另一端抵接于所述基部。

更优选地，所述芯片相对于所述印刷电路板位于靠一侧的位置，所述保持件和所述弹性件相对于所述芯片位于靠所述一侧的位置。

更优选地，所述固定机构还包括用于使所述保持件相对于所述待固定部件固定的固定件，所述固定件的两端均固定于所述待固定部件，并且所述固定件从其一端朝向另一端延伸成跨过所述保持件并朝向所述芯片对所述保持件加压。

更优选地，所述固定件由金属制成并且被形成为覆盖所述芯片。

更优选地，所述固定机构还包括连接件，经由所述连接件使得所述固定件和所述印刷电路板一起固定于所述待固定部件。

更优选地，所述待固定部件为散热部件，所述散热部件包括壳体和固定于所述壳体的盖，所述壳体与所述盖之间形成供冷却介质流过的流路，并且

在所述印刷电路板部件固定于所述散热部件的情况下，经由所述固定机构使所述芯片压抵于所述壳体的与所述流路对应且朝向所述芯片凸出的凸出部。

更优选地，所述芯片与所述凸出部之间设置有导热层。

通过采用上述技术方案，本发明提供了一种新型的印刷电路板部件用固定机构，其包括组装在一起的弹性件和保持件，保持件相对于印刷电路板部件固定且用于保持弹性件，弹性件的一端抵接于印刷电路板部件的芯片而另一端抵接于保持件。这样，一旦印刷电路板部件固定于待固定部件，在固定机构的弹性件的弹性力的作用下，能够以适当的力使芯片抵接于待固定部件(例如散热部件)的对应部位，从而在保证芯片与待固定部件之间紧密接触的同时还避免了芯片受到的力过大而导致芯片损坏的情况。

附图说明

图1是示出了利用根据本发明的一实施方式的固定机构将印刷电路板部件固定于散热部件的整体结构的示意图。

图2是示出了图1中的两个部件和固定机构的分解结构示意图。

图3是示出了图1中的印刷电路板部件和散热部件的结构的示意图。

图4是示出了图1中的两个部件和固定机构的剖视示意图，图中省略了固定机构的一部分。

附图标记说明

1印刷电路板部件11印刷电路板11c缺口11h固定孔12芯片

2散热部件2h进入/排出通道2c流路21壳体21p凸出部21s固定柱21f散热翅片22盖

3固定机构31弹性件32保持件321基部322凸缘部33固定件331主体部332凸耳332h通孔34连接件

4导热层

L长度方向W宽度方向H厚度方向。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

在本发明中，除非另有说明，否则“长度方向”、“宽度方向”和“厚度方向”分别指印刷电路板部件(印刷电路板)的长度方向、宽度方向和厚度方向。

以下将结合说明书附图详细说明根据本发明的一实施方式的印刷电路板部件用固定机构的结构及其作用。

如图1至图4所示，印刷电路板部件1被固定安装于作为待固定部件的散热部件2，在这样的情况下，利用根据本发明的一实施方式的印刷电路板部件用固定机构3，印刷电路板部件1的芯片12被施加适当的力以压抵散热部件2的壳体21，从而芯片12与壳体21紧贴在一起。

具体地，印刷电路板部件1包括印刷电路板11和设置于该印刷电路板11的一排芯片12，各芯片12的引脚经由焊接与印刷电路板11的引线连接。

印刷电路板11形成大致矩形的平板形状。印刷电路板11的周缘部形成与散热部件2的壳体21的固定柱21s对应的多个(例如八个)固定孔11h，利用穿过固定孔11h并插入固定柱21s的连接件34(例如螺钉)能够将印刷电路板11固定安装于散热部件2的壳体21，从而使得印刷电路板部件1与散热部件2的壳体21固定在一起。另外，印刷电路板11的与芯片12对应的部分形成矩形的缺口11c，该缺口11c的长度方向和宽度方向分别与印刷电路板11的长度方向L和宽度方向W一致，并且该缺口11c用于供壳体21的凸出部21p穿过以抵接于所有芯片12。

一排多个(例如共六个)芯片12均位于印刷电路板11的厚度方向H上的一侧，这些芯片12沿着长度方向L排列成排，并且各芯片12以在宽度方向W上跨过缺口11c的方式悬空设置于印刷电路板11，各芯片12的引脚与印刷电路板11的引线连接的同时用于支撑各芯片12。

进一步地，散热部件2整体具有长方体形状。印刷电路板部件2以其长度方向L、宽度方向W和厚度方向H与散热部件2的长度方向、宽度方向和厚度方向一致的方式固定于散热部件2。散热部件2包括组装在一起的壳体21和盖22，壳体21与盖22之间形成供冷却介质流过的流路2c，散热部件2位于印刷电路板部件1的厚度方向H上的另一侧，散热部件2与印刷电路板部件1的印刷电路板11直接固定在一起并对芯片12进行持续散热。

壳体21的面向印刷电路板部件1的一侧形成朝向印刷电路板11的缺口11c凸出的凸出部21p，该凸出部21p的背离印刷电路板11的一侧形成有伸入流路2c且在长度方向L上排列的多个散热翅片21f，散热翅片21f有助于将来自芯片12的热量传递到流路2c中的冷却介质，从而加速散热。壳体21的与印刷电路板11的固定孔11h对应的部位形成数量相同的固定柱21s。另外，壳体21的长度方向L上的两侧的凸耳部形成与流路2c连通的两个进入/排出通道2h，使得通过一个进入/排出通道2h进入的冷却介质流经流路2c之后能够从另一个进入/排出通道2h排出。

盖22形成为与壳体21的朝向厚度方向H上的另一侧的开口匹配的板状。因而，盖22能够从厚度方向H上的另一侧固定于壳体21并且两者之间实现密封，从而在壳体21与盖22之间形成上述流路2c。

在本实施方式中，印刷电路板部件用固定机构3位于印刷电路板部件1的厚度方向H上的一侧，该固定机构3包括弹性件31、保持件32、固定件33和连接件34。

具体地，弹性件31的数量可以与芯片12的数量相同，一个弹性件31与一个芯片12对应。在本实施方式中，弹性件31为圆柱螺旋弹簧。因此，各弹性件31的轴向一端抵接于对应的芯片12，轴向另一端抵接于保持件32的板状的基部321，从而在印刷电路板部件1固定于散热部件2的情况下，弹性件31的弹性力对芯片12加压，使得芯片12抵接于散热部件2的经由缺口11c凸出的凸出部21p。

进一步地，保持件32可以由塑料形成，用于保持弹性件31，并且保持件32相对于散热部件2固定。保持件32包括板状的基部321以及从基部321朝向厚度方向H上的另一侧伸出的六个圆筒状的凸缘部322(参照图4)。各凸缘部322与基部321形成为一体，各凸缘部322的厚度方向H上的一侧端被基部321封闭，而凸缘部322的厚度方向H上的另一侧端向对应的芯片12开放。各凸缘部322包围形成用于收纳弹性件31的一部分的收纳空间，该收纳空间的形状和大小与弹性件31相匹配，使得弹性件31能够部分地收纳于收纳空间内并且在长度方向L和宽度方向W上被限位。进一步地，收纳于收纳空间内的弹性件31的轴向一端抵接于芯片12，并且该弹性件31的轴向另一端抵接于基部321的由该凸缘部322包围的部分，从而该弹性件31能够对芯片12施加朝向壳体21的凸出部21p的力。

进一步地，两个固定件33均由金属形成并且用于使保持件32相对于散热部件2固定。各固定件33包括在宽度方向W上延伸跨过芯片12和保持件32的主体部331以及设置在主体部331的两端的凸耳332。

主体部331的一部分形成为与保持件32的基部321的厚度方向H上的一侧表面匹配的板状，并且主体部331的厚度方向H上的两端部朝向厚度方向H上的另一侧弯折以与凸耳332相连，因而主体部331的沿着宽度方向W和厚度方向H截取的截面形状为U形形状。由于各固定件33的主体部331的板状部分延展足够的面积，并且两个固定件33在长度方向L上并排配置，因而该板状部分能够从厚度方向H上的一侧覆盖芯片12，从而能够改善系统的EMC(电磁兼容)性能。优选地，一个或多个主体部331延展足够的面积以覆盖所有芯片12。

各凸耳332形成有与印刷电路板11的固定孔11h和壳体21的固定柱21s对应的通孔332h，从而利用穿过上述通孔332h、固定孔11h而伸入固定柱21s的连接件34能够将固定件33和印刷电路板11两者一起固定于壳体21。这种固定方式利用了部分已有的结构(例如印刷电路板11的固定孔11h以及壳体21的固定柱21s)，从而在一定程度上节省了成本，而且方便组装。

另外，在固定件33安装固定于壳体21的情况下，保持件32还能够在弹性件31的弹性力的作用下抵接于固定件33，使得固定件33能够确实地使保持件32相对于印刷电路板部件1和散热部件2固定。

连接件34例如为螺钉。如上所述，连接件34使得固定件33与印刷电路板11一起固定于散热部件2。而且，利用连接件34与固定柱21s的配合，能够改变固定件33在高度方向(厚度方向H)上的位置，实现调节弹性件31的弹性力，进而调节芯片12受到的力的目的。

通过上述结构，在印刷电路板部件1固定于散热部件2的情况下，经由固定机构3使芯片12压抵于壳体21的与冷却流路2c对应且朝向芯片12凸出的凸出部21p。这样，不仅能够保证在印刷电路板部件1固定于散热部件2的情况下芯片12与散热部件2的凸出部21p紧贴在一起，而且能够防止对芯片12施加的力过大导致芯片12损坏。另外，虽然芯片12与散热部件2的凸出部21p直接接触从而降低了热阻，但是为了进一步提高芯片12向散热部件2传递热量的能力，在本实施方式中，在芯片12与凸出部21p之间还设置有导热层4。应当理解，这里的导热层4还可以是热界面材料，其可以是散热垫片或相变化金属片等片材，也可以是硅脂、导热胶等的涂层。

综上，本发明提供了一种新型的用于印刷电路板部件的固定机构，其并不限于上述具体实施方式所列举的示例，进行如下补充说明。

(i)虽然在以上的具体实施方式中说明了弹性件31为圆柱螺旋弹簧并且一个弹性件31对应一个芯片12，但是本发明不限于此。弹性件31还可以是其它形状的弹簧，甚至弹性件31还可以为例如塑料等弹性材料制成的其它形状的零件。而且，弹性件31不需要与芯片12一一对应，例如弹性件31可以形成为在长度方向L上延伸的条状的弹性件31。这样，一个条状的弹性件31可以与上述实施方式中说明的一排芯片12对应。当然，如果采用其它形式的弹性件31，可以对应改变保持件32的结构。

可以理解，在弹性件31为条状弹性件(例如条状波纹弹簧)的情况下，其一端抵接于芯片12，另一端抵接于保持件32，这里的弹性件的一端是指厚度方向H上的一端，还可以表述为弹性件的一侧，弹性件的另一端是指厚度方向H上的另一端，还可以表述为弹性件的另一侧。

(ii)虽然在以上的具体实施方式中没有说明，但是应当理解，为了利用固定件33使保持件32相对于印刷电路部件1和散热部件2固定，保持件32可以被固定件33压抵于芯片12。

(iii)虽然在以上的具体实施方式中说明了利用两个具有特定结构的固定件33使保持件32与印刷电路板11和散热部件2相对固定，但是本发明不限于此。可以利用一个固定件33来实现上述相对固定，而且固定件33可以采用其它的形状和结构。

(iv)虽然在以上的具体实施方式中没有说明，但是应当理解，根据本发明的印刷电路板部件1的芯片12可以但不限于绝缘栅双极型晶体管芯片。

另外，虽然在以上的具体实施方式中多个芯片12采用沿着长度方向L排列的方式布置，但是本发明不限于此，可以采用其它的布局方式来布置多个芯片12。

(v)虽然在以上的具体实施方式中没有说明，但是应当理解，冷却介质可以是水和乙二醇混合的冷却剂等。

Claims (10)

1.一种印刷电路板部件用固定机构，所述印刷电路板部件(1)包括印刷电路板(11)和设置于该印刷电路板(11)的芯片(12)，所述印刷电路板(11)的与所述芯片(12)对应的部分形成缺口(11c)，在所述印刷电路板部件(1)固定于待固定部件的情况下，利用所述固定机构(3)使所述芯片(12)经由所述缺口(11c)抵接于所述待固定部件，所述固定机构(3)包括：

弹性件(31)，所述弹性件(31)的一端抵接于所述芯片(12)；以及

保持件(32)，所述保持件(32)相对于所述待固定部件固定并用于保持所述弹性件(31)，所述弹性件(31)的另一端抵接于所述保持件(32)，使得所述弹性件(31)能够朝向所述待固定部件对所述芯片(12)加压。

2.根据权利要求1所述的印刷电路板部件用固定机构，其特征在于，所述印刷电路板(11)包括多个所述芯片(12)，所述固定机构(3)包括多个所述弹性件(31)，一个所述弹性件(31)与一个所述芯片(12)对应。

3.根据权利要求2所述的印刷电路板部件用固定机构，其特征在于，所述弹性件(31)为弹簧。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的印刷电路板部件用固定机构，其特征在于，所述保持件(32)包括板状的基部(321)以及从所述基部(321)朝向所述芯片(12)伸出的筒状的凸缘部(322)，所述凸缘部(322)包围形成用于收纳所述弹性件(31)的收纳空间，收纳于所述收纳空间内的所述弹性件(31)的所述一端抵接于所述芯片(12)并且该弹性件(31)的所述另一端抵接于所述基部(321)。

5.根据权利要求4所述的印刷电路板部件用固定机构，其特征在于，所述芯片(12)相对于所述印刷电路板(11)位于靠一侧的位置，所述保持件(32)和所述弹性件(31)相对于所述芯片(12)位于靠所述一侧的位置。

6.根据权利要求4所述的印刷电路板部件用固定机构，其特征在于，所述固定机构(3)还包括用于使所述保持件(32)相对于所述待固定部件固定的固定件(33)，所述固定件(33)的两端均固定于所述待固定部件，并且所述固定件(33)从其一端朝向另一端延伸成跨过所述保持件(32)并朝向所述芯片(12)对所述保持件(32)加压。

7.根据权利要求6所述的印刷电路板部件用固定机构，其特征在于，所述固定件(33)由金属制成并且被形成为覆盖所述芯片(12)。

8.根据权利要求6所述的印刷电路板部件用固定机构，其特征在于，所述固定机构(3)还包括连接件(34)，经由所述连接件(34)使得所述固定件(33)和所述印刷电路板(11)一起固定于所述待固定部件。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的印刷电路板部件用固定机构，其特征在于，所述待固定部件为散热部件(2)，所述散热部件(2)包括壳体(21)和固定于所述壳体(21)的盖(22)，所述壳体(21)与所述盖(22)之间形成供冷却介质流过的流路(2c)，并且

在所述印刷电路板部件(1)固定于所述散热部件(2)的情况下，经由所述固定机构(3)使所述芯片(12)压抵于所述壳体(21)的与所述流路(2c)对应且朝向所述芯片(12)凸出的凸出部(21p)。

10.根据权利要求9所述的印刷电路板部件用固定机构，其特征在于，所述芯片(12)与所述凸出部(21p)之间设置有导热层(4)。

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