專利名稱：用于將電氣部件組裝在印刷電路上的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將電氣部件或類(lèi)似部件組裝在印刷電路板或卡上的裝置，諸如， 在一個(gè)特別的但非排他的應(yīng)用中，意圖用于一種用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的馬達(dá)的控制器，以及配備有這樣的組裝裝置的所述系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了能夠隨意調(diào)節(jié)被帶入機(jī)動(dòng)車(chē)輛內(nèi)部的空氣流動(dòng)速率，通常的供暖、通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)，除了在加熱、冷卻等方面獲得期望效果的熱交換器之外，還包括電馬達(dá)，鼓風(fēng)機(jī)葉輪安裝在電馬達(dá)的軸上并由術(shù)語(yǔ)“馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇”表示，它的通過(guò)司機(jī)經(jīng)由儀表板上的特定按鈕選擇的旋轉(zhuǎn)速度由“控制器”控制，所述控制器為電子印刷電路板的形式，各種部件組裝在該電子印刷電路板上 。
目前，因此而表面安裝在板上的電氣部件的接觸件(接線片、插腳等)的組裝通過(guò)以下執(zhí)行
-通過(guò)回流焊接工藝，其包括使預(yù)先表面涂布有金屬焊料層(焊膏)的板與在表面上定位在被選位置的部件的接觸件一起進(jìn)入回流焊接爐，以便使得金屬層熔化在接觸件上，且隨后，在冷卻后，實(shí)現(xiàn)部件在板上的組裝，或
-通過(guò)波動(dòng)焊接工藝，特別是當(dāng)要被組裝的部件尺寸較大時(shí)，譬如，電解電容器、輸入濾波器線圈或電感器、以及用于電源和用于馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇的馬達(dá)的連接件。該工藝包括將金屬焊膏的波沿相關(guān)板表面(部件的接觸件預(yù)先結(jié)合到其上)通過(guò)，所述金屬焊膏通過(guò)毛細(xì)作用將部件的接觸件連結(jié)到所述板。
盡管技術(shù)上被掌握，當(dāng)此外由于健康和環(huán)境原因越來(lái)越多的情況是必須使用無(wú)鉛金屬合金(常?；阱a的)時(shí)，波動(dòng)焊接工藝變得更難于實(shí)施。
這是因?yàn)榻饘俸辖鹬袥](méi)有鉛，作為折衷，帶來(lái)一些缺陷，包括顯著地降低合金的可潤(rùn)濕性，使得焊料趨于難以在接觸件和板之間的整個(gè)可獲得表面上“沉積”。因此，獲得了部件在板上的不完美焊接，這可以之后引起電子板和它的部件的破裂或系統(tǒng)馬達(dá)的故障，以及最后特別昂貴的板_部件組件維修或更換操作。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于解決這些缺陷，且為此，涉及用于將部件組裝在印刷電路板或卡上的裝置，諸如車(chē)輛的供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的電馬達(dá)控制器的印刷電路板或卡，所述板涂布有金屬焊料層。
根據(jù)本發(fā)明，裝置具有中間模塊的形式，布置在所述板和意圖安裝在模塊上的所述部件之間，且所述中間模塊包括
-多個(gè)金屬鏈接構(gòu)件，在一側(cè)通過(guò)金屬焊料層的回流而添加到所述板上，并能在遠(yuǎn)離該板的另一側(cè)接收所述部件；和
-絕緣支撐件，將所述金屬鏈接構(gòu)件以彼此分隔開(kāi)的方式組合。3
因此，借助于通過(guò)回流工藝而表面安裝到印刷電路板上并將“大”部件裝到一起的中間模塊，該裝置克服了特別是與波動(dòng)焊接工藝期間使用的無(wú)鉛合金的低可潤(rùn)濕性有關(guān)的缺陷，這不是回流焊接工藝的問(wèn)題。另外，用作板和相關(guān)部件之間的接口的中間模塊被添加到板上則在同次通過(guò)回流焊爐期間與通常由回流焊接組裝的其他部件的安裝同時(shí)進(jìn)行，因此不涉及板制造成本的增加。在模塊被組裝在板上之后，大部件(諸如，在優(yōu)選應(yīng)用中，用于板或馬達(dá)的電源、用于輸入濾波器的電容器和線圈)被添加到裝置的合適的金屬鏈接構(gòu)件上。
根據(jù)本發(fā)明的第一特征，所述金屬鏈接構(gòu)件每一個(gè)具有彎折的接線片形狀，所述接線片形狀具有第一端部部分和第二端部部分，所述第一端部部分具有用于與所述板接觸的承載表面，所述第二端部部分用于固定到所述絕緣支撐件。
金屬鏈接構(gòu)件的所述第一和第二端部部分平行于彼此通過(guò)傾斜中央部分偏置。絕緣支撐件因此平行于板并靠近板，以便最小化其尺寸。有利地，該鏈接構(gòu)件結(jié)構(gòu)空出板上和模塊下的空間，以便在那里安裝部件或其他物體。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述絕緣支撐件形成框架，所述金屬鏈接構(gòu)件在所述框架的周邊處冒出。另外，所述鏈接構(gòu)件從框架向外突出。換句話說(shuō)，這些鏈接構(gòu)件沿基本上平行于絕緣支撐件的大致平面的方向延伸超過(guò)周邊。
根據(jù)本發(fā)明的又一特征，所述金屬鏈接構(gòu)件在第二端部部分處通過(guò)接觸端子延伸，要被安裝在中間模塊上的電氣部件意圖與所述接觸端子配合。
所述金屬鏈接構(gòu)件用銅或銅合金制成，所述絕緣支撐件用不導(dǎo)電的耐熱塑料材料或類(lèi)似材料制成。
有利地，所述絕緣支撐件包覆模制在所述金屬鏈接構(gòu)件上，所述金屬鏈接構(gòu)件的第一端部部分從支撐件向外突出，第二端部部分嵌入在所述絕緣支撐件中，所述絕緣支撐件限定側(cè)向接收槽。
再次有利地，所述接觸端子具有矩形橫截面，每一個(gè)金屬鏈接構(gòu)件包括用于連接將要被安裝在所述中間模塊上的部件的對(duì)應(yīng)接觸件的端子和/或用于通過(guò)力安裝從要被安裝的部件冒出的對(duì)應(yīng)連接接觸件的彼此分離并平行的兩個(gè)端子。
本發(fā)明的另一主題是具有馬達(dá)和鼓風(fēng)機(jī)葉輪的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇的控制模塊或控制器，用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的供暖、通風(fēng)和/或空調(diào)系統(tǒng)，包括印刷電路板或卡，所述板涂布有金屬焊料層CM，如上所述的用于將部件組裝在板上或板處的裝置安裝在所述控制器或控制模塊中。


在必要之處，附圖將提供本發(fā)明可以如何被實(shí)施的良好理解，并將幫助更好地限定本發(fā)明。在這些圖上，相同的附圖標(biāo)記指示相似的物體。
圖I透視性地示出根據(jù)本發(fā)明的中間模塊組裝裝置的示例性實(shí)施例，在其安裝在車(chē)輛的供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的印刷電路板上之前。
圖2是模塊的金屬鏈接構(gòu)件的俯視圖。
圖3透視性地示出基于模塊的組裝裝置，固定至印刷電路板并承載電氣部件。
圖4是電容器的接觸接線片與模塊的適當(dāng)金屬鏈接構(gòu)件的端子的鏈接的放大和局部透視性詳圖。
具體實(shí)施方式
在圖I所示的示例性實(shí)施例中，本發(fā)明的組裝裝置I由履行接口職責(zé)的中間獨(dú)立模塊2限定，如之后將關(guān)于圖3看到的，所述中間獨(dú)立模塊2位于印刷電路板或卡C和電氣部件CC、B之間，所述電氣部件CC、B要通過(guò)裝置I在板上連接在特定位置處。因此理解的是，該模塊不同于板或印刷電路，所述模塊通過(guò)回流焊接工藝而被添加在所述板上。
為此，中間模塊2包括金屬鏈接構(gòu)件3和絕緣支撐件4，所述金屬鏈接構(gòu)件3提供用于特定位置和要被安裝的電氣部件之間的電流的路徑，所述絕緣支撐件4將金屬鏈接構(gòu)件3保持在一起并以這樣的方式彼此分開(kāi)。在該實(shí)施例中，模塊2具有由絕緣支撐件4給出的基本上平坦的平行六面體形狀，其限定矩形框架。鏈接構(gòu)件3設(shè)置在框架的周邊4A處， 在該示例中存在有六個(gè)鏈接構(gòu)件兩個(gè)從框架的長(zhǎng)邊4B居中地冒出，四個(gè)從框架的短邊4C 成對(duì)地冒出。當(dāng)然，可根據(jù)所需特定特性而設(shè)想不同數(shù)量的鏈接構(gòu)件3和支撐件4的另外的形狀。
更特別地，金屬鏈接構(gòu)件3由導(dǎo)電金屬制成，諸如銅或銅合金，且優(yōu)選地鍍錫。結(jié)構(gòu)上，每一個(gè)鏈接構(gòu)件3呈現(xiàn)為彎折的伸平接線片3A的形式，其具有矩形橫截面并具有第一端部部分3B和第二端部部分3C，所述第一端部部分3B和第二端部部分3C以偏置的方式且平行于彼此地通過(guò)傾斜中央部分3D鏈接。第一平坦端部部分3B形成平面承載表面3E， 用于與印刷電路板接觸，并且構(gòu)件的這些承載表面3E的組被包含在相同平面中，以便根據(jù)本發(fā)明通過(guò)回流工藝被極好地應(yīng)用在板的金屬焊料層CM上，以便被焊接在其上。第二平坦端部部分3C提供每一個(gè)鏈接構(gòu)件3與支撐件4的框架的保持，以及將在之后看到的，與部件的電連接。
為此，支撐件4電絕緣且用塑料材料制成，所述塑料材料能夠支持回流焊爐的熱分布(thermal profile),安裝在板的表面上的裝置I必須通過(guò)所述回流焊爐。塑料材料還是耐熱的，即，只要溫度小于260°C (具有無(wú)鉛焊接層CM的回流焊爐的最大溫度)就機(jī)械穩(wěn)定。模塊2例如通過(guò)絕緣支撐件4與金屬鏈接構(gòu)件3的第二端部部分3C的包覆模制獲得， 從而金屬鏈接構(gòu)件3，如圖I和2所示，從形成絕緣支撐件的框架的側(cè)邊4B、4C垂直地突出。
在圖1、3和4中尤其看出，構(gòu)件的第二端部部分3C，在包覆模制之后，被容置在槽 4D中，所述槽4D在支撐件被制造時(shí)制造在其中，就從短邊4C冒出的四個(gè)鏈接構(gòu)件而言，所述槽4D可以是不通槽，或就從框架的長(zhǎng)邊4B冒出的兩個(gè)鏈接構(gòu)件而言，所述槽4D可以是通槽。這些平坦或伸平的第二端部部分3C的組處于相同平面中，與第一伸平端部部分3B 平行地偏置，偏置量受構(gòu)件的傾斜中央部分3D影響。因此，絕緣支撐件4相對(duì)于第一部分 3B升起，且因此，遠(yuǎn)離并平行于板C。板C因此在模塊下接收其它通常的部件。
此外，鏈接構(gòu)件3的第二端部部分3C全部通過(guò)接觸端子3F延伸，要被安裝的電氣部件與所述接觸端子3F配合。如圖I和2示出的，在該示例中，這些端子3F為帶矩形橫截面的平坦類(lèi)型，但它們可全不同或區(qū)分于彼此。在申請(qǐng)人的示例中，位于框架結(jié)構(gòu)絕緣支撐件4的短邊4C上的鏈接元件3每一個(gè)配備有端子3F，所述端子3F通過(guò)沿與第一端部部分 3B相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)而相對(duì)于第二端部部分3C (該端子從其冒出)垂直地彎折，即相對(duì)于絕緣支撐件的矩形框架而垂直地彎折。端子3F在第二端部部分3C的指向絕緣支撐件內(nèi)側(cè)的側(cè)部開(kāi)始。
位于圖2中左邊的短邊4C上的兩個(gè)鏈接構(gòu)件3的端子3F形成供電端子(例如12 伏)和接地端子，電源的互補(bǔ)端子(接觸件，未示出)連接在所述端子上，位于圖2中右邊的兩個(gè)鏈接構(gòu)件3的端子3F涉及供電端子和接地端子，來(lái)自系統(tǒng)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇的端子(未示出)連接在所述端子上。為了從電源和從馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇接收互補(bǔ)連接端子，絕緣支撐件 4在其頂部上具有兩個(gè)矩形基部4E，且所述矩形基部4E圍繞鏈接構(gòu)件的相關(guān)端子3F。因此觀察到，絕緣支撐件4在絕緣支撐件的短邊4C處具有中央部分，該中央部分意圖接收要被添加的電氣部件和布置在該中央部分的任意側(cè)上的供電端子3F。
位于圖2的頂部中央的鏈接構(gòu)件3包括成對(duì)垂直布置的四個(gè)鏈接端子3F，它們中的兩個(gè)平行于該鏈接構(gòu)件3的大致方向，從而這兩個(gè)端子3F對(duì)著位于圖2的底部中央處的鏈接構(gòu)件3的兩個(gè)端子3F。
同樣，位于圖2的頂部中央處的鏈接構(gòu)件3的另兩個(gè)端子3F布置為與位于圖2中頂部左邊處的鏈接構(gòu)件3的端子3F對(duì)齊并面向它們。端子3F的該布置提供用于安裝
-將第一部件安裝在位于圖2的頂部左邊處的鏈接構(gòu)件3和位于同一圖中頂部中央處的鏈接構(gòu)件3之間，和
-將第二部件安裝在位于圖2的頂部中央處的鏈接構(gòu)件3和位于同一圖中底部中央處的鏈接構(gòu)件3之間。
如圖4示出的，形成電容器或電解電容CC的接觸件的接線片P通過(guò)夾緊動(dòng)作被固定，所述夾緊動(dòng)作通過(guò)兩個(gè)平坦端子3F獲得，所述兩個(gè)平坦端子3F彼此間隔并彼此平行， 且從位于框架結(jié)構(gòu)絕緣支撐件4的長(zhǎng)邊4B的金屬鏈接構(gòu)件的第二端部部分3C冒出。這些端子3F與第二端部部分3C對(duì)齊，平行于支撐件的平面，從而圓柱形形狀的接線片P通過(guò)力插入在鏈接構(gòu)件3的兩個(gè)相應(yīng)平行端子之間。
對(duì)于固定圖3中部分示出的線圈B的接觸接線片(未示出)也是同樣的，所述接觸接線片通過(guò)力插入在成對(duì)的相面對(duì)的平行端子3F之間，所述端子3F從兩個(gè)相鄰鏈接構(gòu)件3 冒出，所述兩個(gè)相鄰鏈接構(gòu)件3 —個(gè)在短邊4C上，另一個(gè)在長(zhǎng)邊4B上，如在圖2中更佳看到的。
絕緣支撐件4在它的中央部分中具有桿，所述桿包含孔(每個(gè)桿有兩個(gè)孔)，所述孔具有垂直于中央鏈接構(gòu)件3的端子3F的軸線。這些孔的功能是提供用于鉗子的鉗夾通過(guò)的通道，目的是將兩個(gè)相鄰端子3F擠靠形成要被添加到模塊2上的部件的接觸件的接線片 P。
如圖3示出的，在將部件安裝到組裝裝置I的中間模塊2之前，金屬鏈接構(gòu)件4的第一端部部分3B的承載表面3E定位在板C上的預(yù)定位置處，金屬焊料層CM位于所述位置處。金屬焊料層顯然用于連結(jié)通常的部件(未示出)，除了意圖用于組裝裝置I的更龐大的部件。
通過(guò)使印刷電路板C和表面安裝在其上的組裝裝置I通入到回流焊爐(未示出) 中，回流焊爐的熱量使得層CM熔化(焊膏)提供焊接，在冷卻后，模塊2的金屬鏈接構(gòu)件的第一端部部分3B經(jīng)由承載表面連結(jié)到板C上，如通常部件直接設(shè)置在板C上一樣。由于回流焊接不涉及通過(guò)波動(dòng)焊接產(chǎn)生的可潤(rùn)濕性問(wèn)題，組裝裝置I極好地固定至板，所述板通過(guò)金屬鏈接構(gòu)件3提供板和要被安裝在模塊上的部件之間的電傳導(dǎo)，尤其是在這些銅或銅合6金構(gòu)件被鍍錫以便與無(wú)鉛回流工藝相容(例如，具有鎳的子層的錫)時(shí)。
在從回流焊爐中取出之后以及在冷卻之后，連接器(未示出)，諸如電源和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇的連接器，被插入到中間模塊2的相應(yīng)基部4E并連接至合適的平行接觸端子3F。 隨后，大部件的線圈B和電解電容器CC的接線片P通過(guò)力被引入并通過(guò)對(duì)應(yīng)的平行端子3F 夾緊。該操作可以在特定工具(未示出)的幫助下進(jìn)行，且制成在絕緣支撐件4的桿中以便接近這些端子的孔有助于該操作。用于將接線片固定至端子的其他方式可以被設(shè)想為，諸如，特別地，通過(guò)激光連結(jié)。
權(quán)利要求
1.一種用于將電氣部件或類(lèi)似部件組裝在印刷電路板或卡上的裝置，其特征在于，其具有中間模塊(2)的形式，所述中間模塊布置在所述板(C)和意圖安裝在模塊(2)上的所述部件(CC、B、...)之間，且在于，所述中間模塊(2)包括-多個(gè)金屬鏈接構(gòu)件(3)，其能在一側(cè)通過(guò)回流工藝被添加在所述板(C)上，且能在遠(yuǎn)離該板的另一側(cè)接收所述部件；和-絕緣支撐件(4)，將所述金屬鏈接構(gòu)件(3)以彼此分隔開(kāi)的方式組合。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述金屬鏈接構(gòu)件(3)每一個(gè)具有彎折的接線片形狀(3A)，所述接線片形狀具有第一端部部分(3B)和第二端部部分(3C)，所述第一端部部分 (3B)具有用于與所述板接觸的承載表面(3E)，所述第二端部部分(3C)用于固定到所述絕緣支撐件(4)。
3.如前一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其中，金屬鏈接構(gòu)件(3)的所述第一和第二端部部分(3B、3C)平行于彼此通過(guò)傾斜中央部分(3D)偏置。
4.如前述權(quán)利要求I至3中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述絕緣支撐件(4)形成框架，所述金屬鏈接構(gòu)件(3)在所述框架的周邊(4A)處冒出。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述鏈接構(gòu)件(3)從框架向外突出。
6.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述金屬鏈接構(gòu)件(3)在第二端部部分(3C)處通過(guò)端子(3F)延伸，要被安裝在中間模塊(2)上的電氣部件用于與所述端子 (3F)配合。
7.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述金屬鏈接構(gòu)件(3)用銅或銅合金制成。
8.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述絕緣支撐件(4)用耐熱塑料材料或類(lèi)似材料制成。
9.如前一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其中，所述絕緣支撐件(4)包覆模制在所述金屬鏈接構(gòu)件(3)上，所述金屬鏈接構(gòu)件的第一端部部分(3B)從支撐件(4)向外突出，第二端部部分(3C)嵌入在所述絕緣支撐件(4)中，所述絕緣支撐件(4)限定側(cè)向接收槽(4D)。
10.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述端子(3F)具有矩形橫截面，每一個(gè)金屬鏈接構(gòu)件(3)包括用于連接要被安裝在所述中間模塊(2)上的部件的對(duì)應(yīng)接觸件的端子和/或用于通過(guò)力安裝從要被安裝的部件冒出的對(duì)應(yīng)連接接觸件的彼此分離并平行的兩個(gè)端子。
11.一種具有馬達(dá)和鼓風(fēng)機(jī)葉輪的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇的控制器，用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的供暖、通風(fēng)和/或空調(diào)系統(tǒng)，包括印刷電路板或卡，所述印刷電路板涂布有金屬焊料層(CM)，其特征在于，其配備有如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所限定的組裝裝置(I )。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將電氣部件組裝在印刷電路板上的裝置，其中所述裝置設(shè)置為中間模塊(2)的形式，所述中間模塊布置在所述板(C)和所述部件(CC、B、...)之間，所述板涂布有金屬焊料層(CM)，所述部件要被安裝在所述板上，且其中，所述中間模塊(2)包括多個(gè)金屬鏈接構(gòu)件(3)，其一側(cè)通過(guò)重新熔化焊料金屬層(CM)安裝在所述板(C)上，其遠(yuǎn)離板的另一側(cè)適于接收所述部件；和絕緣支架(4)，將所述金屬鏈接構(gòu)件(3)彼此分立地組合。
文檔編號(hào)H05K7/10GK102934533SQ201180027102
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者B.普齊納特 申請(qǐng)人:法雷奧熱系統(tǒng)公司