CN220108319U - 紧固件与电子装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种紧固件，其用于将附接件抗扭地拧紧入表面安装至电路板的电器件，其中该紧固件包括：承载板，其具有供附接件穿设的通孔和安装轴线；垂直连接至承载板的主体板；自主体板朝向安装轴线延伸出第二距离的限位脚。由此，允许以简单的方式将连接缆线抗扭地连接至表面安装至电路板的侧边缘附近的电器件。进一步，还涉及一种电子装置，其带有上述紧固件。

Description

紧固件与电子装置

技术领域

本实用新型涉及一种紧固件与电子装置，尤其是设计一种用于将附接件抗扭地拧紧入表面安装至电路板的电器件的紧固件以及应用其的电子装置。

背景技术

已知地，可以使用表面安装技术(“SMT”)将部件安装到印刷电路板(“PCB”)上。SMT通常需要在焊膏加热到变成液态之前，先利用焊膏将部件临时地附接到PCB的第一表面上的接触焊盘。然后，液体冷却成固态焊点，该焊点将部件连接到接触焊盘。可以使用回流焊接对焊膏进行加热，其中将整个PCB——包括部件和焊膏——加热，直到焊膏回流为液态。一旦从热源中移出，液态焊料将在部件和接触焊盘之间形成固态焊点。SMT技术的优点在于能将无引脚或短引线表面组装电器件(简称SMC/SMD)安装在印制电路板的表面或其它基板的表面上，通过再流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。

对于安装至电路板的电器件来说，存在将其与诸如用于信号引入或者电源引入的连接缆线予以连接，这已知可以借助于在电器件上预留安装孔，随后利用诸如为螺母的附接件将缆线的连接端头拧紧入电器件，以将缆线的连接端头夹持在电器件与附接件之间并形成两者之间有效的电气连接。在实践中发现，附接件的拧紧操作需要施加相当的扭矩。由于电器件与附接件之间一方面存在螺纹连接且两者间还夹设有缆线的连接端头，这使得源自附接件的扭矩不可避免地会传递至已表面安装至印刷电路板的固态焊点。具体来说，在将附接件拧紧至电器件时会不可避免地将拧紧方向的扭矩作用至电器件，并且在将附接件从电器件拧松时也会不可避免地将拧松方向的扭矩传递至电器件，即在附接件的安装和拆卸过程期间均会向电器件施加不同方向的扭矩。其结果是，若施加至印刷电路板的电器件扭矩大于用于将电器件表面安装至印刷电路板的固态焊点(诸如为锡焊点)的连接强度，则存在导致电器件的固态焊点开裂甚至失效的风险，这一方面会不利地影响电子装置的良品率，另一方面还会对于印刷电路板的组装工作带来更高的要求并造成诸多不便。

作为一种解决方案，公开号为CN111682330A中国发明专利申请公布文件中公开了一种接线柱固定机构及电路板，以解决现有的技术中接线柱固定太紧容易损伤铜柱，太松又不稳定的技术问题。其中包括导电组件、固定组件，固定组件穿设于PCB底板上；导电组件与固定组件可拆卸连接且二者将PCB底板夹持于其间，导电组件和PCB底板电导通上述导电组件和固定组件螺纹连接；导电组件为设有内螺纹的中空铜柱，固定组件对应设有外螺纹，该固定组件采用标准的不锈钢螺栓。其中在中空铜柱的底部设置防转突起，同时在电路板的对应位置设置凹槽，既方便对准安装，又提高了稳定性，通过焊锡将铜质防滑垫片焊接在PCB底板上，减小接触电阻并增加接线柱的结构强度。其结果是在增大扭矩的同时又不会损坏接线柱。

然而，上述解决方案要求将接线柱的固定机构位于电路板的中间区域，且接线柱必须以竖直于电路板的方式接入至电路板的电器件，这种构造并不适于该表面安装电器件位于电路板的侧边缘的情形。进一步，这种方式也无法实现将连接缆线以平行于电路板的方向侧向连接至电器件，从而无法满足当前产业中的技术需求。

因此，相关技术领域中存在以简单的方式将连接缆线抗扭地电连接至表面安装至电路板的电器件的技术需求，其能有利地提升电子装置在组装期间的良品率并且提高电子装置的组装效率。

实用新型内容

因此，本实用新型的任务是提供一种用于将附接件抗扭地拧紧入表面安装至电路板的电器件的紧固件，借此克服上述现有技术的缺点。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种紧固件，其用于将附接件抗扭地拧紧入表面安装至电路板的电器件，其中该紧固件包括：承载板，其具有供附接件穿设的通孔，其中该通孔限定出紧固件的安装轴线；垂直连接至承载板的主体板，其中该主体板以第一距离与该安装轴线平行间隔开；自主体板朝向安装轴线延伸出第二距离的限位脚，其中该第二距离被构造成当扭矩经该附接件施加于该承载板时，该限位脚抵靠至已表面安装至电路板的电器件的侧壁。

根据本实用新型的紧固件，一方面能以简单的方式将连接缆线抗扭地连接至表面安装至电路板的侧边缘附近的电器件，这能有利地提升电子装置在组装期间的良品率并且提高电子装置的组装效率。由此，至少能允许用户在连接缆线借助于附接件已连接至表面安装的电路板的侧边缘附近的电器件的情形下，自如地将附接件自电器件拧松，而不向电器件施加不期望的扭矩并导致电器件的倾斜。另一方面，根据本实用新型的紧固件的设计允许以较薄的壁厚达到所需强度，不但能降低制造成本，应用其的电子装置的尺寸也可对应缩小。

在一些实施例中，还包括垂直连接至承载板的卡持板，其中该卡持板以第三距离与主体板平行于安装轴线地间隔开，其中该第三距离被构造成当紧固件卡接至电路板时，该主体板与卡持板分别抵靠至电路板的两侧。由此，能够允许操作员借助于简单的推入动作就可以将紧固件可靠地止转连接至电路板，从而显著简化了安装步骤。

在一些实施例中，所述主体板在与限位脚相对的一端还带有安放支脚，其中该安放支脚与卡持脚彼此相对地间隔布置。由此，在附接件的拧紧过程中可靠地将扭矩传递至电路板并防止电器件在拧紧过程中发现任何不期望的倾斜，并且这种设计能够以低成本增大紧固件与电路板之间的接触面积，从而提高紧固件的安装可靠性。

在一些实施例中，所述承载板、主体板和限位脚为一体成型结构。由此，允许以低制造成本的方式大批量的制作该紧固件。

在一些实施例中，所述承载板、主体板、限位脚和卡持板为一体成型结构。由此，允许以低制造成本的方式大批量的制作该紧固件。

在一些实施例中，所述附接件为螺纹件且所述通孔为能与该附接件螺纹连接的螺纹孔。

在一些实施例中，所述安放支架和卡持脚的端部各自带有外扩部，其中这些外扩部的间距被设计为不小于所述电路板的厚度。

在一些实施例中，还包括位于附接件与承载板之间的间隔件，其中该间隔件被设计为摩擦接合至该承载板以将源自附接件的扭矩传递至该承载板。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种电子装置，其中该电子装置包括：电路板；表面安装至该电路板的电器件，其中该电器件大体位于电路板的侧边缘且带有能供附接件拧入的安装孔；带缆线的附接件，其中该附接件经由紧固件被抗扭地拧紧入表面安装至电路板的电器件，以实现缆线与电器件之间的电气连接；其中该紧固件为前述的紧固件。

在一些实施例中，所述缆线被夹持在所述紧固件的承载板和表面安装至该电路板的电器件之间。

本实用新型的其它特征和优点的一部分将会是本领域技术人员在阅读本申请后显见的，另一部分将在下文的具体实施方式中结合附图描述。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施例，其中：

图1是带有根据本实用新型的紧固件的电子装置的俯视图；

图2是带有根据本实用新型的紧固件的电子装置的仰视图；

图3是带有根据本实用新型的紧固件的电子装置的另一视角的俯视图；

图4是带有根据本实用新型的紧固件的电子装置的前侧视图；

图5是带有根据本实用新型的紧固件的主视图；

图6是带有根据本实用新型的紧固件的侧视图；

图7是带有根据本实用新型的紧固件的电子装置的另一前侧视图；

图8是带有根据本实用新型的紧固件的电子装置的又一前侧视图。

附图标记说明：

10、紧固件；11、承载板；11A、通孔；12、主体板；

13、限位脚；14、卡持板；15、安放支脚；14A、外扩部

15A、外扩部；20、电器件；21、侧壁；30、电路板；

40、附接件；41、间隔件；42、缆线；A1、安装轴线；

D1、第一距离；D2、第二距离；D3、第三距离

具体实施方式

现参考附图，详细说明本实用新型所公开的成型模具的示意性方案。尽管提供附图是为了呈现本实用新型的一些实施方式，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本实用新型的公开内容。附图中的部分构件可在不影响技术效果的前提下根据实际需求进行位置调整。在说明书中出现的短语“在附图中”或类似用语不必参考所有附图或示例。

在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“内”、“外”、“上方”、“下方”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。除另有指明，本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。

本实用新型中所使用的术语“第一”、“第一个”、“第二”、“第二个”及其类似术语，在本实用新型中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个部件与其它部件进行区分。

为使对本实用新型的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，在下文中配合实施例详细说明如下。

在图1-8中示出了根据本实用新型的紧固件10和带有该紧固件10的电子装置的实施例的示意图。在此，该紧固件10被用于将在此例如为带有螺纹的螺母的附接件40抗扭地拧紧入表面安装至电路板30的电器件20。在此，在电路板30的侧边缘处可以依次地设置至少一个电器件20，其中这些电器件20例如可以借助于诸如为表面贴焊或者表面点焊等表面安装技术沿竖向方向被安装至电路板30的表面。具体来说，一种可行的方式是先将锡膏印刷在需要焊接零件的焊垫(焊盘)上面，然后上面再放上电子零件，焊脚要刚好放在锡膏的位置，让锡膏经过高温回焊(reflow)处理后将锡膏融化，锡膏融化时会变成液体，液态的锡膏会包覆电子零件的焊脚，等到温度冷却锡膏重新变回固体后，可将电子零件沿竖向焊接至电路板。

对于采用表面安装技术安装至电路板30的电器件20来说，存在将其与诸如用于信号引入或者电源引入的连接缆线予以连接的技术需求。对此，归因于表面安装技术的原因，采用表面贴焊或者表面点焊的焊锡强度是受限的，尤其是就对抗扭矩而言，因此想要增大抗扭矩的能力需要利用结构设计，将受到的扭矩或应力传导给其他的机构来承受。然而，这样会带来与电路板30发生干涉等一系列的问题。

为此，例如在图5-8中更清楚地示出的那样，根据本实用新型的紧固件10包括：承载板11，其具有供在图1中示出的带有缆线42的附接件40穿设的通孔11A，其中该通孔11A限定出紧固件10的安装轴线A1，在下文中详细描述的，在此该通孔11A在紧固件10安装至电路板30时，将能与电器件20上预设的安装孔对齐，从而允许附接件40在该通孔11A的引导下附接至已沿竖直方向表面安装好的电器件20。由此，可以根据电器件20上已预设的安装孔的高度等尺寸因素，相应地设计该通孔11A在承载板11中所处的位置。

进一步，如图5-8所示，该紧固件10还包括垂直连接至承载板11的主体板12，其中该主体板12在此以通孔11A的安装轴线为参考，以第一距离D1与该安装轴线平行间隔开，在此该第一距离D1设计为应不小于电器件20的宽度，以允许对位于电路板30上的已竖向表面安装好的电器件20进行让位，避免在紧固件的安装过程中对已安装好电器件20形成干涉或者触碰。进一步，该紧固件10还包括自主体板12朝向安装轴线A1延伸出第二距离D2的限位脚13，在此该限位脚13的第二距离D2是小于主体板12的第一距离D1，即限位脚13在主体板12所围出的让位空间中朝向电器件20的侧壁21延伸出，从而使得该紧固件10在来自外部的扭矩经该附接件40施加于该承载11板时，该限位脚在外部的扭矩的作用下直接抵靠至已表面安装至电路板的电器件20的侧壁21。借助于限位脚13的第二距离D2的设计，在缆线42已经由附接件40连接至电器件20的情形下，在用户向附接件40施加拧松的扭矩时，由于限位脚13已抵靠至已表面安装至电路板的电器件的侧壁电器件20，这使得扭矩将由紧固件来承受而不会对电器件20造成影响，从而避免了在操作附接件40期间电器件20发生不期望的倾斜乃至影响焊点质量。如下文所述，由于该紧固件10例如能卡接至电路板30的侧边缘。结果是，来自外部的扭矩将由紧固件10来承受并且进而传递至整块电路板30，而并不会对已表面安装好的电器件20的焊点或者已固化的锡膏带来不利的影响。作为附加的方面，上述限位件13还可以允许电器件20的侧壁21用作为紧固件10安装时的定位基准，以确保在紧固件10安装至电路板30时，能方便且可靠地将紧固件10上的通孔11A与电器件20上预设的安装孔保持对齐，进而允许附接件40在该通孔11A的引导下附接至已沿竖直方向表面安装好的电器件20。

进一步，为了将紧固件10抗扭地连接至电路板30的侧边缘，在此优选地该紧固件10还包括垂直连接至承载板11的卡持板14，其中该卡持板14在此以第三距离D3与主体板12平行于安装轴线A1地间隔开，其中该第三距离D3被构造成当紧固件10卡接至电路板20时，该主体板12与卡持板14分别抵靠至电路板30的两侧。具体地，在此由于紧固件10的承载板11和主体板12将围出内置有电器件20的让位空间，为了避免对电器件20的不必要的触碰和位于设置限位脚13，经由紧固件10的主体板12和垂直连接至承载板11的卡持板14的夹持将紧固件10止转地固定连接至电路板30是可行且有前景的一种方式。

在此优选地，由于电路板30典型地为薄且长的器件，为了增大紧固件10与电路板30之间的接触面积以增大其承受来自外部的扭矩的能力，优选地使主体板12在与限位脚13相对的一端还带有安放支脚15，其中该安放支脚15至少在主体板12的大部分长度，优选在全部长度上延伸，从而使该安放支脚15与卡持板14彼此相对地间隔开第三距离D3地布置。

作为本实用新型的又一优选的有利方面，为了便于操作员将紧固件10轻松地推入电路板30的侧边缘来实现两者的卡接，在此该安放支脚15和卡持板14的端部各自带有外扩部15A和14A，其中这些外扩部15A和14A的间距被设计为不小于所述电路板的厚度。借助于这些外扩部15A和14A所共同形成的扩张口，显著地降低了操作员在将紧固件10安装至电路板30所需施加的注意力或者安装难度，即只要电路板30位于这些外扩部15A和14A所共同形成的扩张口的高度范围内，其就能引导紧固件10顺势插入电路板30的侧边缘。在此优选地，紧固件10的承载板11、主体板12、限位脚13和卡持板14为一体成型结构，例如可以是由薄金属板或者钣金件折弯而制成，由于其制作工艺已为本领域技术人员所熟知，因此在本文中不再赘述。

作为本实用新型的另一优选的有利方面，在此该紧固件还可以带有位于附接件40与承载板11之间的间隔件41，在此该间隔件41可以是具有一定的摩擦系数的垫圈，例如由橡胶或者金属弹片制成的垫圈。由此，该间隔件41设计为摩擦接合至该承载板11以将源自附接件40的扭矩传递至该承载板11，进而由已卡接至电路板30的紧固件10来承受该扭矩。

接下来，结合图1-4更加详细地示出根据本实用新型的紧固件10的组装方式和带有该紧固件的电子装置的示例，在此该电路板10例如但不限于为IGBT电路板，且电子装置例如但不限于为不间断电源或者其他电力电子设备。

如图1所示出的，在电路板30上可沿竖向方向表面安装有至少一个电器件20，在此这些电器件20布置在电路板30的侧边缘处。其中该电器件20的靠近侧边缘的一侧设置有能供电气缆线42穿设的孔，在此该电气缆线42借助于将在此为螺纹件的附接件40拧紧入电器件20的孔内以固定附接至该电器件20。

在进行安装时，操作员可以首先将带有待附接的缆线42的附接件40与紧固件10组装在一起。具体来说，在此优选地以紧固件10的承载板11为基准，将待附接的缆线42和附接件40分别置于该承载板11的两侧且保持两者均与承载板11的通孔11A所限定的安装轴线A1是对齐的。接下来将带附接的缆线42贴靠至承载板11的一侧并且将附接件40插设经过该承载板11的通孔11A直至完全过程缆线42上的安装孔。优选地，在承载板11和附接件40之间还夹设有间隔件41，从而得到组装好的紧固单元。

接下来，将组装好的紧固单元带至位于电路板30的侧边缘附近的电器件20处，此时首先使电路板30的侧边缘位于该紧固件10的由外扩部15A和14A所共同形成的扩张口的高度范围内，并将紧固件10手动调节至其限位脚13大体抵靠至已表面安装至电路板30的电器件20的侧壁21的位置处。此时，该紧固件10的承载板11上的通孔11A的安装轴线A1将会是大体上与电器件20的孔是对齐的。接着操作员沿着安装轴线A1的方向将组装好的紧固单元朝向电路板30的中间区域推入，由于电路板30已经位于由外扩部15A和14A所共同形成的扩张口的高度范围，此时电路板30迫使紧固件10的安放支脚15和卡持板14略微外扩至第三距离，此时主体板12的安放支脚15与卡持板14分别抵靠至电路板30的两侧并以止转的方式固定连接至电路板30。由此，无论是在附接件40的拧松操作期间还是在拧紧期间，来自附接件40的扭矩均会由电路板30来承载而不会将扭矩传递至电器件20，从而避免电器件20出现不期望的倾斜或者焊点失效。

最后，向设计为螺纹件的附接件40施加扭矩以将其拧紧入电器件20的孔内，此时用于使附接件40与电器件20的孔实现螺纹紧固连接的扭矩将借助于承载板11、主体板12和安放支脚15等传递至与之卡接的电路板30。归因于紧固件10与电路板30两者间的抗扭性和止转连接，基本上没有过大的扭矩会传递至位于紧固件10内部的电器件20，从而不会对电器件20表面安装至印刷电路板30的固态焊点(诸如为锡焊点)造成任何不利的影响。

同样地，本领域技术人员将会理解，在向设计为螺纹件的附接件40施加扭矩以将从电器件20的孔中拧松并随后将其与电器件20脱接期间，由于限位脚13和上文所描述的卡持板14的设计，使得电器件20始终处于经其侧壁与紧固件10的限位脚13相抵靠，这允许用户能自如地将附接件自电器件拧松，而不向电器件施加不期望的扭矩并导致电器件的倾斜。

由此，借助于紧固件10的抗扭设计，上述实施例所述的紧固件10具有高强度，无论在附接件40的拧紧或拧松期间，在受到例如是螺纹件附接所施加的外部扭矩时能使电器件20抗扭转不易倾斜或变形，这增进组装速度与良品率。作为示例，对相同尺寸但不带有上述实施例的紧固件10的电器件20相比，增设紧固件10后盖电器件20所能承受的扭矩值明显增大，例如但不限于为可承受7kg*cm的扭矩值。因此，该紧固件10的设计能以较薄的壁厚达到所需强度，不但能降低制造成本，应用其的电子装置的尺寸也可对应缩小。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其它实施方式。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种紧固件，其用于将附接件抗扭地拧紧入表面安装至电路板的电器件，其特征在于该紧固件包括：

承载板，其具有供附接件穿设的通孔，其中该通孔限定出紧固件的安装轴线；

垂直连接至承载板的主体板，其中该主体板以第一距离与该安装轴线平行间隔开；

自主体板朝向安装轴线延伸出第二距离的限位脚，其中该第二距离被构造成当扭矩经该附接件施加于该承载板时，该限位脚抵靠至已表面安装至电路板的电器件的侧壁。

2.如权利要求1所述的紧固件，其特征在于，还包括垂直连接至承载板的卡持板，其中该卡持板以第三距离与主体板平行于安装轴线地间隔开，其中该第三距离被构造成当紧固件卡接至电路板时，该主体板与卡持板分别抵靠至电路板的两侧。

3.如权利要求2所述的紧固件，其特征在于，所述主体板在与限位脚相对的一端还带有安放支脚，其中该安放支脚与卡持板彼此相对地间隔布置。

4.如权利要求1所述的紧固件，其特征在于，所述承载板、主体板和限位脚为一体成型结构。

5.如权利要求3所述的紧固件，其特征在于，所述承载板、主体板、限位脚和卡持板为一体成型结构。

6.如权利要求1所述的紧固件，其特征在于，所述附接件为螺纹件且所述通孔为能与该附接件螺纹连接的螺纹孔。

7.如权利要求3所述的紧固件，其特征在于，所述安放支脚和卡持板的端部各自带有外扩部，其中这些外扩部的间距被设计为不小于所述电路板的厚度。

8.如权利要求1所述的紧固件，其特征在于，还包括位于附接件与承载板之间的间隔件，其中该间隔件被设计为摩擦接合至该承载板以将源自附接件的扭矩传递至该承载板。

9.一种电子装置，其特征在于该电子装置包括：

电路板：

表面安装至该电路板的电器件，其中该电器件大体位于电路板的侧边缘且带有能供附接件拧入的安装孔；

带缆线的附接件，其中该附接件经由紧固件被抗扭地拧紧入表面安装至电路板的电器件，以实现缆线与电器件之间的电气连接；

其中该紧固件为权利要求1至8中任一项所述的紧固件。

10.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述缆线被夹持在所述紧固件的承载板和表面安装至该电路板的电器件之间。