專利名稱：用于印刷線路板組件的錐形頭緊固件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請一般涉及ー種用于印刷線路板的緊固件，并且更具體的，涉及ー種具有錐形頭的印刷線路板緊固件。
背景技術(shù)：
通常的エ業(yè)實踐使用常規(guī)的機械螺釘將印刷線路板與電子底盤或散熱片附接。但這個實踐會帶來嚴重問題，即便 印刷線路板和散熱片或底盤的表面都是平坦的。當印刷線路板和熱轉(zhuǎn)移器件、散熱片或底盤附接時，裝配過程可能引起印刷線路板翹曲或形成坑，或兩者兼有，從而對印刷線路板上元件和焊接點，特別是那些安裝緊固件附近的元件和焊接點加壓。遺憾的是，印刷線路板元件和/或焊接點在隨后的制造中的損壞，需要以更大的成本修復或更換它們。

發(fā)明內(nèi)容
一方面提供了ー種電子組件，所述電子組件包括⑴印刷線路板；⑵底座；以及
(3)用于將印刷線路板固定到底座的緊固件，所述緊固件包括本體，所述本體被配置為穿過印刷線路板上的安裝孔并與底座接合，所述緊固件還包括錐形頭，所述錐形頭被配置為接收傳動器轉(zhuǎn)矩，以及被進ー步配置為與安裝孔的邊緣接合并產(chǎn)生不斷増加的摩擦轉(zhuǎn)矩以抵消并最終平衡傳動器轉(zhuǎn)矩。另ー方面包括ー種用于將印刷線路組件的印刷線路板固定到底座的緊固件，包括(I)本體，被配置為穿過印刷線路板上的安裝孔并與底座接合；以及(2)錐形頭，被配置為接收傳動器轉(zhuǎn)矩，以及所述錐形頭被進一歩配置為與安裝孔的邊緣接合并產(chǎn)生不斷増加的摩擦轉(zhuǎn)矩以抵消并最終平衡傳動器轉(zhuǎn)矩。還有一方面包括一種電子組件的制造方法，包括(I)將其中具有安裝孔的印刷線路板定位在座上；(2)插入具有錐形頭的緊固件，所述錐形頭被配置為接收穿過安裝孔的傳動器，所述緊固件與底座接合；以及(3)傳動緊固件直到錐形頭頂住安裝孔的邊緣，所述錐形頭與邊緣接合并產(chǎn)生不斷増加的摩擦轉(zhuǎn)矩以抵消并最終平衡傳動器的預定轉(zhuǎn)矩。


現(xiàn)在結(jié)合附圖，參考下文的描述，其中圖I示出電子組件的一方面，顯示一部分印刷線路板和連同緊固件的底座的截面圖，所述緊固件用于將印刷線路板固定到底座；圖2示出圖I所示實施例的部分剖視圖，其中緊固件的錐形頭頂住裝孔的邊緣；圖3示出的實例中，印刷線路板通過緊固件被固定到底座，所述緊固件是由螺母固定的螺栓；圖4示出的實例中，印刷線路板安裝在熱轉(zhuǎn)移器件上，所述熱轉(zhuǎn)移器件用于對安裝在印刷線路板上的電子元件產(chǎn)生的熱進行散熱；圖5示出的實例中，具有錐形頭的緊固件用于將印刷線路板夾緊到電子器件的底座上；以及圖6是示出制造電子組件的實施例的方法的流程圖。
具體實施例方式已經(jīng)發(fā)現(xiàn)經(jīng)利用緊固件安裝到底盤或散熱片的印刷線路板能引起印刷線路板在緊固件附近翹曲或形成坑。由于緊固件在結(jié)構(gòu)上比印刷線路板更剛性，因此已經(jīng)確定的是，在緊固件擰緊到印刷線路板上時，在達到并停止緊固件傳動器的轉(zhuǎn)鉅之前，印刷線路板以坑狀方式翹曲。還發(fā)現(xiàn)，使用熱材料(如填隙料)安裝到加熱板或散熱片上的印刷線路板在緊固件附近特別容易形成坑。熱材料通常是不可壓縮但可變形的，因此在印刷線路板和加熱板 或散熱片之間的熱材料層變形時，引起印刷線略板在緊固件附近彎曲。由于印刷線路板在緊固件附近的這種翹曲或形成坑，安裝在緊固件區(qū)域的電子元件受到拉伸應(yīng)變，并可能導致被損壞乃至失效。形成坑還可能損壞緊固件附近的焊接線。用于傳動常規(guī)機械螺釘?shù)霓D(zhuǎn)矩造成過度軸向載荷，并在施加此轉(zhuǎn)矩時對印刷線路板加力，引起線路板翹曲或形成坑，或兩者兼有。印刷線路板受到拉伸應(yīng)變的區(qū)域中的元件和焊接點的失效，主要是在通過施加為使緊固件保持就位所需的轉(zhuǎn)矩而擰緊緊固件時位于印刷線路板上的軸向載荷引起的。表面安裝陶瓷電容器特別易受到拉伸應(yīng)變損壞的影響。然而表面安裝陶瓷電容器能承受壓縮應(yīng)變。目前，螺釘頭下側(cè)的摩擦轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生抵消和平衡機械螺釘上的傳動轉(zhuǎn)矩，所述摩擦轉(zhuǎn)鉅是軸向載荷在印刷線路板上的直接作用。在將印刷線路板與散熱片附接以確保緊固件的相容安裝時，可需要更高的轉(zhuǎn)矩。需要兩個表面之間的接觸最小化界面處的熱阻。因此，印刷線路板在散熱片上的安裝特別易受緊固件或多個緊固件附近產(chǎn)生的元件或焊接點失效的影響，原因是由于設(shè)置緊固件所需的傳動器轉(zhuǎn)矩，可能在印刷線路板上施加了過多的軸向力。所需的方法是達到抵消并最終平衡設(shè)置緊固件并停動傳動器所必須的傳動器轉(zhuǎn)矩所需的摩擦轉(zhuǎn)矩，既不增加緊固方法的印記，也不在印刷線路板上強加使得導致顯著應(yīng)變損壞附近元件的顯著的軸向壓縮載荷或沖擊力。當然，緊固方法或緊固件還必須提供足夠的保持力以保證印刷線路板安裝到底盤或與散熱片接觸。首先參看圖1，示出了電子組件100的一方面，表示一部分的印刷線路板110和底座120以及緊固件130的截面圖，緊固件130將印刷線路板110固定到底座120上。緊固件130具有本體131，被配置為穿過印刷線路板110上的安裝孔111并與底座120接合。在此使用的術(shù)語緊固件130包括螺釘、螺栓和其他帶螺紋的緊固件130，以及其他任何類型的、可應(yīng)用在此說明的緊固件130。在所示實施例中，緊固件130具有錐形頭132，被配置成頂住安裝孔111的邊緣133。術(shù)語邊緣133包括安裝孔111的周向邊。緊固件130還具有凹槽134，被配置為在將印刷線路板110固定到底座120上時接收傳動緊固件130的傳動器。用于本文目的的傳動器類型為相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，并且本文不再詳述。根據(jù)下文描述，錐形頭132的張角使錐形頭132在印刷線路板110上產(chǎn)生徑向力202和軸向カ203。在一個實施例中，徑向カ202超過軸向力203?，F(xiàn)在參看圖2，示出圖I所示實施例的一部分的剖視圖，其中，緊固件130的錐形頭132接合安裝孔111的邊緣133。在緊固件130的錐形頭132接合安裝孔111的邊緣133吋，產(chǎn)生抵消傳動器轉(zhuǎn)矩并最終平衡預設(shè)的傳動器轉(zhuǎn)矩的摩擦力。來自安裝孔111的圓周邊緣133抵抗緊固件130的阻力引起法向或垂直于錐形頭132的力(F) 201，所述カ(F) 201可被分解為徑向力(F徑向)202和軸向力(F軸向)203。緊固件的錐形頭132具有張角204，使得為抵消并平衡傳動器轉(zhuǎn)矩而產(chǎn)生的増加的摩擦轉(zhuǎn)矩，降低印刷線路板上的最終軸向力203。在一個實施例中，徑向カ202超過軸向力203。在另ー個實施例中，張角204為大約25度。盡管示出的印刷線路板中安裝孔111的邊緣133是銳邊133，但是相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員將明白該邊可以是具有類似結(jié)果的斜切邊或圓角邊。由于用于制造印刷線路板110的材料相當柔軟，因此緊固件130傳動入位時受到緊固件130錐形形狀的作用，壓カ可能引起安裝孔111的邊緣133的一部分斜切。
再次參見圖1，示出的實施例顯示緊固件130是機械螺釘。如圖所示的機械螺釘經(jīng)常用于將印刷線路板110固定到熱轉(zhuǎn)移器件120 (又稱散熱片)上，所述熱轉(zhuǎn)移器件120通常用于對元件140或多個元件140產(chǎn)生的熱進行散熱。當然，相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到本文附圖示出的各種實施例不是按比例繪制的，以及實際使用的螺釘域者緊固件130通常非常小。也就是說，張角204的大小主要根據(jù)固定緊固件130所需的傳動器的大小而定?，F(xiàn)在參見圖3，示出了這樣ー種實施例，其中印刷線路板110使用作為緊固件130的螺紋螺栓310被固定到底座120上，螺栓310由機械螺母320固定。顯而易見的是，上文描述的與緊固件130的錐形頭132相關(guān)的原理也同樣適用于螺栓310的頭部，以及用來將印刷線路板110附接到底座120的其他緊固件類型?，F(xiàn)在參見圖4，示出了印刷線路板110和底座120的實施例，其中底座120是散熱片或熱轉(zhuǎn)移器件410。為了將印刷線路板上元件140的熱有效地轉(zhuǎn)移到熱轉(zhuǎn)移器件410，重要的是使印刷線路板110和熱轉(zhuǎn)移器件410之間的表面接觸最大化。為了改進接觸和隨之而來的熱轉(zhuǎn)移，一些實施例包括夾在印刷線路板110和熱轉(zhuǎn)移器件410之間的熱傳導材料層。熱傳導材料相對而言不可壓縮，并且如果緊固件130施加基本上軸向的力203，徑向外延擴展，軸向減小，形成印刷線路板110必須符合的非平整幾何形。非平整幾何形可產(chǎn)生足夠的壓力，并壓緊印刷線路板110，并可能引起元件140的明顯損壞。所示實施例通過使用具有錐形頭132的緊固件130，相對于軸向力203而言增加徑向カ202，來緩和此問題。這樣做的結(jié)果是減小總的軸向カ203，轉(zhuǎn)而減小印刷線路板110上的應(yīng)變。現(xiàn)在參見圖5，示出的實例是具有錐形頭132、用于將印刷線路板110擰緊到底座120上的緊固件130，底座120是電子器件的底盤500。在本實施例中，底盤500具有安裝于其上的電子元件140。另ー方面，底盤500可支撐其他印刷線路板110，或者底盤實際可以是多個電子器件的支架?，F(xiàn)在參見圖6示出的是電子組件100實施例的制造方法600的流程圖。方法從開始步驟610開始。在定位步驟620中，將具有安裝孔111的印刷線路板110定位在底座120上。一方面，底座120是熱轉(zhuǎn)移器件410,而另一方面,底座是電子器件的底盤500。在插入緊固件的步驟630中，通過安裝孔111插入具有錐形頭132的緊固件130，錐形頭132被配置為接收傳動器。在底座與緊固件接合的步驟640中，緊固件130接合底座110。在ー個實施例中，錐形頭132具有張角204，在錐形頭頂住安裝孔111的邊緣133時，張角204被配置成產(chǎn)生超過軸向力203的徑向カ202。在一個實施例中，張角為大約25度。一方面提供帶螺紋的緊固件130。在傳動緊固件的步驟650中，傳動器被用于傳動緊固件130直到錐形頭132頂住安裝孔111的邊緣133，并且產(chǎn)生不斷増加的摩擦轉(zhuǎn)矩以抵消并最終平衡傳動器的預設(shè)轉(zhuǎn)矩。所述方法在結(jié)束步驟660結(jié)束。前述方法可應(yīng)用于用戶希望保證板狀結(jié)構(gòu)的緊密接觸但不會在界面上引起限制法向力的滿載轉(zhuǎn)矩的任何地方。本申請所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，可對所述實施例進行其他以及進一步的增加、 刪除、替換和修改。
權(quán)利要求
1.一種電子組件，包括 包括安裝孔的印刷線路板，所述安裝孔包括邊緣； 底座；以及 包括本體和錐形頭的緊固件，所述緊固件被配置為將所述印刷線路板固定到所述底座，所述本體被配置為穿過所述印刷線路板上的所述安裝孔并與所述底座可拆卸地接合，所述錐形頭被配置為接收傳動器轉(zhuǎn)矩，并與所述安裝孔的所述邊緣拉合，并從而產(chǎn)生摩擦轉(zhuǎn)矩以平衡所述傳動器轉(zhuǎn)矩。
2.如權(quán)利要求I所述的電子組件，其中，所述錐形頭具有在所述印刷線路板上產(chǎn)生徑向力和軸向力的張角，所述徑向力超過所述軸向力。
3.如權(quán)利要求2所述的電子組件，其中，所述錐形頭的所述張角在20-30度之間。
4.一種用于將印刷線路組件的印刷線路板固定到底座的緊固件，包括 本體，被配置為穿過所述印刷線路板上的安裝孔并與所述底座接合；以及 錐形頭，被配置為接收傳動器轉(zhuǎn)矩，所述錐形頭被進一步配置為與所述安裝孔的邊緣接合并產(chǎn)生不斷增加的摩擦轉(zhuǎn)矩以平衡所述傳動器轉(zhuǎn)矩。
5.如權(quán)利要求4所述的緊固件，其中，所述錐形頭具有在所述印刷線路板上引起徑向力和軸向力的張角，所述徑向力超過所述軸向力。
6.如權(quán)利要求5所述的緊固件，其中，所述錐形頭的所述張角在20-30度之間。
7.一種電子組件的制造方法，包括 將其中包括安裝孔的印刷線路板定位在底座上； 插入包括錐形頭的緊固件，所述錐形頭被配置為接收穿過所述安裝孔的傳動器； 將所述緊固件與所述底座接合； 傳動所述緊固件直到所述錐形頭頂住所述安裝孔的邊緣；以及 將所述邊緣與所述錐形頭接合，以產(chǎn)生摩擦轉(zhuǎn)矩以平衡所述傳動器的預定轉(zhuǎn)矩。
8.如權(quán)利要求7所述的制造方法，其中，所述錐形頭具有在所述印刷線路板上產(chǎn)生徑向力和軸向力的張角，所述徑向力超過所述軸向力。
9.如權(quán)利要求8所述的制造方法，其中，所述錐形頭的所述張角在20-30度之間。
10.一種電子組件，包括 包括安裝孔的印刷線路板，所述安裝孔包括邊緣； 底座；以及 包括本體和錐形頭的緊固件，所述緊固件被配置為將所述印刷線路板固定到所述底座，所述本體被配置為穿過所述印刷線路板的所述安裝孔并與所述底座可拆卸地接合，所述錐形頭被配置為頂住所述邊緣，所述錐形頭的張角使得所述錐形頭在所述印刷線路板上產(chǎn)生徑向力和軸向力,所述徑向力超過所述軸向力。
11.如權(quán)利要求10所述的電子組件，其中，所述錐形頭的所述張角在20-30度之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于印刷線路板組件的錐形頭緊固件。一方面包括一種電子組件，包括(1)印刷線路板，(2)底座以及(3)用于將印刷線路板固定到底座的緊固件，所述緊固件包括本體，所述本體被配置為穿過印刷線路板上的安裝孔并與底座接合，所述緊固件還包括錐形頭，所述錐形頭被配置為接收傳動器轉(zhuǎn)矩，以及被進一步配置為與安裝孔的邊緣接合并產(chǎn)生不斷增加的摩擦轉(zhuǎn)矩以抵消并最終平衡傳動器轉(zhuǎn)矩。
文檔編號F16B5/02GK102858128SQ20121019548
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者小W·L·伍茲, K·A·萊切特, T·謝塔 申請人:世系動力公司