具有封裝結構的pcb組件及含其車用電子設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有封裝結構的PCB組件，其特征在于，所述封裝結構為在所述PCB組件上覆蓋的聚氨酯層，所述聚氨酯層至少覆蓋所述PCB組件上的運行時的主要發(fā)熱器件，所述聚氨酯層中添加有導熱系數(shù)高于空氣的導熱粉末填料。本實用新型還涉及具有所述PCB組件的車用電子設備。
【專利說明】具有封裝結構的PCB組件及含其車用電子設備

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種具有防水密封結構的PCB組件、尤其用于機動車或摩托車、尤其電動摩托車的PCB組件。

【背景技術】
[0002]通常，在摩托車、尤其電動摩托車的座椅下方會設置對摩托車的相關部件例如發(fā)動機等進行控制的電子設備。在正常的狀態(tài)下，座椅下方的電子設備由座椅皮革保護，免于風雨侵蝕。但是，當摩托車長期使用后，難免座椅皮革表面會有破損，導致在摩托車露天停放時雨水有可能侵蝕電子設備。
[0003]現(xiàn)有技術的摩托車中在座椅下方所采用的車用電子設備的PCB (印刷電路板)組件上安裝(尤其焊接)有多個不同的電子器件。該PCB組件安坐在一個金屬、尤其鋁制成的底座上。該底座與摩托車的車身直接相連。同時，一塑料蓋可以扣合到底座上，從而覆蓋PCB組件對其進行保護。
[0004]出于防水密封的要求，在PBC組件上覆蓋有一層彈性密封墊。當塑料蓋扣合就位后，該密封墊在塑料蓋與底座之間受到擠壓，以實現(xiàn)防水密封的功效。
[0005]為了對PCB組件進行供電或者提供數(shù)據(jù)交換，在塑料蓋上預留有多個不同的端口以供電線插接以及兩個端口數(shù)據(jù)線插接。在長期使用后，插接端口的地方很有可能由于密封墊老化而出現(xiàn)泄漏問題。
[0006]另外，在運行時，PCB組件上的電子器件會產生大量的熱量。通常，PCB組件上的芯片在運行的過程中為主要產生熱量的電子器件，芯片與鋁制底座的實心部分接觸并經由其將熱量傳導到摩托車的金屬車架中。出于成本方面考慮，在底座的其余部分制造成與PCB組件并不接觸或僅在邊緣處接觸。因此，對于PCB組件上的除芯片以外的其它電子器件的發(fā)熱而言，熱量首先經由空氣向外傳遞例如向下傳向車架或者向上傳向塑料蓋(甚至芯片本身向上傳熱也首先必須經由空氣)。如果可以采用技術手段避免這種空氣傳熱提高傳熱效率的話，勢必可以改善電子器件的工況，提高散熱效率。
實用新型內容
[0007]為此，本實用新型旨在提供一種PCB組件、尤其用于機動車或摩托車的車用電子設備的PCB組件，該PCB組件由改進的封裝結構封裝，可以使得供電纜線與PCB組件之間的插接處得到更好的密封效果；同時提供更高的散熱效率；并且進一步降低制造成本。
[0008]根據(jù)本實用新型的一個方面，提出了一種具有封裝結構的PCB組件，其特征在于，所述封裝結構為在所述PCB組件上覆蓋的聚氨酯層，所述聚氨酯層至少覆蓋所述PCB組件上的運行時的主要發(fā)熱器件，所述聚氨酯層中添加有導熱系數(shù)高于空氣的導熱粉末填料。與現(xiàn)有技術明顯不同的是，本實用新型的封裝結構僅為在PCB組件上覆蓋的聚氨酯層，這樣通過省去現(xiàn)有技術中的底座以及塑料蓋而顯著地降低了制造成本；另外聚氨酯層填充有導熱系數(shù)更高的粉末填料，與現(xiàn)有技術PCB組件直接經由空氣散熱相對較低的散熱效率相t匕，根據(jù)本實用新型的PCB組件的散熱效率可以更高。
[0009]優(yōu)選地，根據(jù)本實用新型的發(fā)明人經過測試優(yōu)化同時考慮成本的研究，所述粉末填料為陶瓷粉末。
[0010]優(yōu)選地，導熱金屬制成的支承與固定件與所述PCB組件相連，所述主要發(fā)熱器件與所述導熱金屬制成的支承與固定件接觸，并且所述聚氨酯層僅覆蓋所述導熱金屬制成的支承與固定件的一部分。優(yōu)選地，所述導熱金屬為鋁。由于鋁具有相對更高的導熱系數(shù)，因此鋁制支承與固定件提供對所述主要發(fā)熱器件的散熱。
[0011]優(yōu)選地，PCB組件上的供電纜線至少部分地由所述聚氨酯層覆蓋。這樣，供電線纜與PCB組件之間的插接部位可以得到更加有效的保護。
[0012]優(yōu)選地，所述鋁制支承與固定件的一部分未覆蓋所述聚氨酯層，從而該部分與金屬車架接觸可以將主要發(fā)熱器件的熱量快速傳遞至金屬車架。
[0013]優(yōu)選地，所述聚氨酯層的導熱系數(shù)為0.5?0.7。
[0014]優(yōu)選地，所述聚氨酯層的厚度為1.5?3毫米。
[0015]優(yōu)選地，所述鋁制支承與固定件的一部分自所述PCB組件伸出且設有安裝孔。
[0016]優(yōu)選地，在所述PCB組件經由所述鋁制支承與固定件安裝在車架上的狀態(tài)中，所述聚氨酯層至少一部分位于所述車架與所述PCB組件的朝向所述車架的那側之間。也就是說，所述聚氨酯層的該部分除了經由空氣與所述車架隔開還可以直接貼合在所述車架上。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種車用電子設備，所述車用電子設備在摩托車的車座下方安裝，其特征在于，所述車用電子設備包括根據(jù)前述的PCB組件。
[0018]采用本實用新型的技術方案，可以簡化PCB組件的封裝結構的制造工藝、降低制造成本、改善供電線纜與PCB組件之間的連接部位的密封性能、同時提高PCB組件的散熱效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]從后述的詳細說明并結合下面的附圖將能更全面地理解本實用新型的前述及其它方面。在附圖中:
[0020]圖1示意性示出了根據(jù)本實用新型的PCB組件的封裝結構；
[0021]圖2示意性示出了沿圖1中的剖切線A-A所作的剖視圖；并且
[0022]圖3示意性示出了沿圖1中的剖切線B-B所作的剖視圖。

【具體實施方式】
[0023]在本申請的各附圖中，結構相同或功能相似的特征由相同的附圖標記表示。
[0024]圖1示意性示出了根據(jù)本實用新型的PCB組件7及附著在其上封裝結構10。與現(xiàn)有技術最大不同之處在于，本實用新型取消了底座以及塑料蓋。作為替代地，本實用新型采用在PCB組件7上直接涂覆或者模制成型一層封裝結構10來實現(xiàn)密封與傳熱的功能。
[0025]優(yōu)選地，封裝結構10為附著在PCB組件7上的一層密封且導熱性能高的材料層，優(yōu)選地為聚氨酯材料層、更優(yōu)選地為添加有傳熱填料的聚氨酯材料層。在本實用新型中，經過發(fā)明人的測試，出于傳熱效率與成本節(jié)約方面的考慮，傳熱填料優(yōu)選為陶瓷粉。
[0026]PCB組件7可以經由形狀配合的方式與鋁條6a和6b相連。其中一個鋁條6a的主要作用:首先為與PCB組件7上的主要散熱芯片4a接觸，從而將芯片4a在運行時產生的大部分熱量傳導到摩托車的車架中；其次為提供PCB組件7的支承并使其固定在摩托車的車架上。應當清楚，鋁條6a和6b可以采用本領域技術人員認為合適的任何其它形式設置，例如任何合適形式的鋁制支承與固定件。從圖1可以看出，在鋁條6a和6b自聚氨酯材料層伸出的那部分中設有安裝孔，可以例如經由螺釘固定在車架上。但是，本領域技術人員應當清楚除安裝孔以外的任何其它合適的安裝固定結構也可以才本實用新型中采用，例如作為替代地還可以在該伸出部分中設置扣鎖或其它夾持結構，用于在車架上固定。
[0027]從圖1至3可以清楚地看出，與現(xiàn)有技術不同，根據(jù)本實用新型的封裝結構10將對PCB組件7供電的供電纜線8a和Sb的一部分包覆在聚氨酯材料層中，這樣對纜線的連接部位提供了更好的密封保護作用，從而防止長期使用后風雨的侵襲。
[0028]在現(xiàn)有技術的PCB組件中，在電子設備運行時，芯片的與鋁條相接觸的相反表面以及除芯片以外的其它電子器件的熱量首先經由空氣向外傳播。通常，空氣的導熱系數(shù)為0.023。據(jù)本實用新型的發(fā)明人測試，采用填充有諸如陶瓷粉的導熱填料的聚氨酯層的導熱系數(shù)可以達到0.5?0.7。也就是說，在電子設備運行時，采用本實用新型的封裝結構10的PCB組件7的熱量首先經由上述聚氨酯層向外傳播，因而可以實現(xiàn)更快的傳熱效率，與現(xiàn)有技術相比可以提聞散熱效率。
[0029]根據(jù)本實用新型的聚氨酯層10可以噴涂或者模制成型到PCB組件7上，優(yōu)選地層厚度為1.5?3毫米。另外，聚氨酯層10可以覆蓋鋁條6a和6b，但至少使其具有安裝孔的那部分暴露，同時也使得用于數(shù)據(jù)纜線的插座3b露出。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的封裝結構10的制造工藝更加簡單，無需另外再制備底座和與之配合的塑料蓋。經過發(fā)明人測算，與現(xiàn)有技術相比，采用本實用新型的封裝結構的PCB組件可以節(jié)約制造成本至少5%。
[0030]應當清楚，根據(jù)本實用新型的封裝結構10也可以設置成選擇性地覆蓋PCB組件7上特定的電子器件，即除了覆蓋芯片4a以外有選擇性地覆蓋其它主要散熱的若干電子器件。例如，聚氨酯層設置成僅僅覆蓋主要發(fā)熱的電子器件，這樣不但可以進一步節(jié)省材料成本也同時提供與現(xiàn)有技術相比進一步提聞的散熱效率。
[0031]如圖3所示，因為在本實用新型中采用的材料中，鋁的導熱系數(shù)最高，所以在鋁條6a待與摩托車的車架相接觸的那側，并未覆蓋有聚氨酯層10，這樣不會影響鋁的高傳熱效倉泛。
[0032]進一步如圖2和3所示，封裝結構10的覆蓋使得在其與摩托車車架相向的那側仍會留有空隙12。應當清楚，在采用本實用新型的封裝結構10的情況下，該空隙12也可以省去。也就是說，將PCB組件7的底部與在其上覆蓋的封裝結構10設置成當安裝在摩托車車架上后聚氨酯層直接貼合到金屬車架上，這樣由于PCB組件7直接經由導熱系數(shù)比空氣更高的聚氨酯層與金屬車架接觸，所以可以實現(xiàn)更高的散熱效率。
[0033]應當清楚，盡管在本實用新型中鋁條6a提供了對于主要發(fā)熱器件的芯片4a的散熱作用，但是還可以想到在其它實施例中采用任何其他具有高導熱系數(shù)的金屬(例如銅等)來替代鋁。甚至，在一替代的實施例中，金屬條可以設置成僅僅起到為PCB組件7提供支承和固定的作用，而芯片4a并不與金屬條接觸，同時芯片4a完全由聚氨酯層覆蓋并且在安裝時經由聚氨酯層與摩托車的金屬車架接觸。在這種情況下，可以進一步降低金屬條、尤其鋁條的使用量，從而進一步降低制造成本。
[0034]采用本實用新型的封裝結構10，不僅簡化了制造工藝、降低制造成本，還提高了PCB組件的散熱效率，同時電源線纜與PCB組件的連接處的密封性能也進一步得到改善。
[0035]盡管這里詳細描述了本實用新型的特定實施方式，但它們僅僅是為了解釋的目的而給出的，而不應認為它們對本實用新型的范圍構成限制。在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，各種替換、變更和改造可被構想出來。
【權利要求】
1.一種具有封裝結構的PCB組件，其特征在于，所述封裝結構為在所述PCB組件上覆蓋的聚氨酯層，所述聚氨酯層至少覆蓋所述PCB組件上的運行時的主要發(fā)熱器件，所述聚氨酯層中添加有導熱系數(shù)高于空氣的導熱粉末填料，所述粉末填料為陶瓷粉末。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有封裝結構的PCB組件，其特征在于，導熱金屬制成的支承與固定件與所述PCB組件相連，所述主要發(fā)熱器件與所述導熱金屬制成的支承與固定件接觸，并且所述聚氨酯層僅覆蓋所述導熱金屬制成的支承與固定件的一部分。
3.根據(jù)權利要求2所述的具有封裝結構的PCB組件，其特征在于，所述導熱金屬為鋁。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的具有封裝結構的PCB組件，其特征在于，PCB組件上的供電纜線至少部分地由所述聚氨酯層覆蓋。
5.根據(jù)權利要求3所述的具有封裝結構的PCB組件，其特征在于，所述導熱金屬制成的支承與固定件的一部分未覆蓋有所述聚氨酯層，并且該部分與機動車或摩托車的車架接觸。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的具有封裝結構的PCB組件，其特征在于，所述聚氨酯層的導熱系數(shù)為0.5?0.7。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的具有封裝結構的PCB組件，其特征在于，所述聚氨酯層的厚度為1.5?3毫米。
8.根據(jù)權利要求3所述的具有封裝結構的PCB組件，其特征在于，在所述PCB組件經由所述導熱金屬制成的支承與固定件安裝在車架上的狀態(tài)中，所述聚氨酯層至少一部分位于所述車架與所述PCB組件的朝向所述車架的那側之間。
9.一種車用電子設備，所述車用電子設備在摩托車的車座下方安裝，其特征在于，所述車用電子設備包括根據(jù)前述權利要求1至8任一所述的PCB組件。
【文檔編號】H05K1/02GK204069468SQ201420158031
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權日:2014年4月2日
【發(fā)明者】徐明揚, S·弗里德, 張鵬 申請人:博世汽車部件(蘇州)有限公司