CN107432085B - 用于密集电路板的部件支承件 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于部件的支承装置，包括：外围部，其能够完全布置在部件的在基板的表面上的占用区内；第一部分，其具有能够粘合地连接至部件的第一表面；第二部分，其具有能够布置成与独立扇区中的基板的表面接触的第二表面，并且第二部分限定孔，经由该孔，引线能够从部件延伸并穿过基板；通风口，其在独立扇区之间从孔延伸至外围部；以及凸部，其被布置成从第二表面突出并且进入在基板中限定的通孔中。

Description

用于密集电路板的部件支承件

背景技术

本发明涉及部件支承件，并且更具体地，涉及用于密集组装的电路板的部件或电容器的支承件。

天线阵列配置的最新趋势趋向使用愈加复杂的电路板，电路板用密集组装的部件紧密封装。与此同时，这些趋势表明，能够用于具有现成(off the shelf)夹具的部件(即，电容器)的应变消除的基板面积(real estate)将减小。因此，当前的电路板设计程序目前需要并将继续需要紧凑型电容器支承件，其可有效地利用可用的电路板空间来提供应变消除。

通常，电容器支承件由垂直安装的支架提供。这些夹具可针对多种尺寸的电容器而调整，极其便宜，并且当分配足够空间以容纳它们时，可以重复使用。然而，如上所述，电路板密度正变得关键，并且对于这些夹具上的宽的凸缘来说几乎没有额外的空间可用。其他选项包括通常用于汽车应用的夹具。这些夹具也相对便宜，并且可以通过冲压件在其电路板中重复使用，从而不需要任何额外的焊接操作。然而，这些夹具的直角设计使用了相当大的基板面积，因此这些夹具对于需要密集封装的应用来说不是理想的。不过，另一选择包括将电容器直接接合至电路板，但是可以使用的粘合剂有限并且重新加工具有挑战性。

发明内容

根据本发明的一个实施方式，提供了一种用于部件的支承装置，包括：外围部，其能够完全布置在部件的在基板的表面上的占用区内；第一部分，其具有能够粘合地连接至部件的第一表面；第二部分，其具有能够布置成与独立扇区中的基板的表面接触的第二表面，并且所述第二部分限定孔，经由该孔，引线能够从部件延伸并穿过基板；以及通风口，其在独立扇区之间从孔延伸至外围部；以及凸部，其被布置成从第二表面突出并且进入在基板中限定的通孔中。

根据本发明的另一实施方式，提供了一种电路板组件，包括：基板，其具有相对的第一和第二基板表面，在基板中布置有电路；部件，其能够电连接至电路；以及支承装置，其被配置成支承基板上的部件。支承装置包括：外围部，其能够完全布置在部件的在第一基板表面上的占用区内；第一部分，其具有能够粘合地连接至部件的第一支承表面；第二部分，其具有第二支承表面，第二支承表面能够布置成与独立扇区中的第一基板表面接触，并且第二部分限定孔，经由该孔，引线能够从部件延伸并且穿过基板；通风口，其在独立扇区之间从孔延伸至外围部；凸部，其被布置成从第二支承表面突出并且进入在基板中限定的通孔中；以及紧固元件，其能够布置成在通孔处将凸部固定至基板。

根据本发明的另一实施方式，提供了一种电路板组件，包括：基板，其具有相反的第一和第二基板表面，在基板中布置有电路；部件阵列，部件阵列中的每一个部件能够经由部件引线电连接至电路；以及支承装置阵列，其分别支承基板上的部件中对应的部件。每个支承装置被包括在部件的占用区内，粘附至部件，在多个位置处与基板耦接，并且被配置成允许流体在部件引线周围的流动。

通过本公开内容的技术实现了附加的特征和优点。本公开内容的其他实施方式和方面被详细地描述于此，并且被认为是请求保护的本公开的一部分。为了更好地理解本公开的优点和特征，请参考说明书和附图。

附图说明

被视为本发明的主题被特别地指出，并且在说明书的结论处的权利要求书中被明确地要求保护。结合附图，根据以下具体描述，本公开的前述和其他特征及优点是明显的，在附图中：

图1是根据实施方式的电路板组件的透视图；

图2是图1的电路板组件中的单元的分解透视图；

图3A是图2的单元的一部分的侧视图；

图3B是图2的单元的轴向视图；

图4是根据实施方式的图1的电路板组件中的支承装置的放大侧视图；以及

图5是根据实施方式的图1的电路板组件中的紧固元件的透视图。

具体实施方式

如下面将描述的，提供了用于支承电路板上的电路板部件的支承装置。支承装置具有紧凑的设计，该设计使得能够在电路板上具有最优的封装密度，自对准能力，对于较小和较大的电容器可缩放，并且使得电容器能够被容易地更换和/或重新加工。此外，支承装置结构坚固，具有多方向负荷稳定性、高抗冲击和抗振动性，并且在正常操作以及焊接操作期间使电容器完全保持固有的抗疲劳性。此外，支承装置可以与电容器CTE(热膨胀系数)匹配，并且具有防止清洗液滞留的内置通道以及允许电容器通风的中心孔。

现在参照图1和图2，提供了电路板组件1，其包括下面将要讨论的基板2、电气部件3的第一阵列、支承装置4的第二阵列及紧固元件5(参见图4和图5)。基板2可以被设置为电路板20，电路板20具有基板本体22，其具有面向一个方向的基本上平坦的第一基板表面23，和面向相反方向的基本上平坦的第二基板表面24。在基板本体22中或基板本体22上布置有至少一个或更多个电路25。

可以以各种可能配置的矩阵(例如，图1所示的4×3矩阵与图1所示的中心线1×4矩阵的组合)来设置电气部件3的第一阵列，其中，电气部件3中的每一个能够经由部件引线26与至少一个或更多个电路25(参见图3A、图3B、图4及图5)电连接。支承装置4的第二阵列以与电气部件3的第一阵列类似的形式布置，使得支承装置4中的每一个被布置成分别支承基板2上电气部件3中对应的一个电气部件。

根据实施方式，电路板组件1可以被设置为在天线阵列或一些其他类似器件中使用。因此，电气部件3可以包括至少多个电容器30，多个电容器30被分别布置成经由部件引线26与至少一个或更多个电路25耦接。另外，电路板组件2的其他部件可以包括：直接耦接至基板2的连接器模块27；附加的连接器位置28；以及后侧或前侧的电气模块或结构模块(未示出)，该电气模块或结构模块可以通过由基板本体22限定的连接器孔28连接至基板2。

在电气部件3被设置为电容器30的情况下，例如，第一阵列和第二阵列可以被密集地封装和组装，使得电容器30之间或电容器30与连接器模块27之间或电容器30与附加的连接器位置28之间几乎没有或没有空间可用。在这种情况下，电容器30可以具有基本上为圆柱形的形状31，该形状31具有被投射到第一基板表面23上的圆形占用区32。同时，每个支承装置4具有包括在其电容器30的圆形占用区32内的占用区，每个支承装置4被附接至其电容器30，并且如下面将描述的，每个支承装置4与基板本体22在多个位置处耦接，并且每个支承装置4被配置成允许流体在其电容器30的部件引线26周围流动。

出于清楚和简洁的目的，以下描述将涉及如图1和图2所示的电气部件3是电容器30的情况。然而，应当理解，这不以任何受限的角度来解释，并且其他实施方式是可行的并且在本发明的范围内。

继续参照图2并且另外参照图3A、图3B、图4及图5，每个支承装置4包括外围本体40、第一部分41(参见图4)、粘合剂42、第二部分43(见图4)及凸部(bosses)44。根据实施方式，每个支承装置4可以由各种材料(例如，金属、金属合金及复合材料)形成。根据另外的实施方式，每个支承装置4可以由铝或铝合金形成，并且根据更进一步的实施方式，每个支承装置4可以由与电容器30CTE匹配(即，具有相似的热膨胀系数)的材料形成。然而，根据替选实施方式，每个支承装置4可以由关于电容器30CTE不匹配的材料形成，其中，对于每个支承装置4，CTE相符性由粘合剂42实现，粘合剂42被置于外围本体40以及第一部分41与电容器30之间。

外围本体40可以具有基本为圆形的占用区401，占用区401可完全布置在电容器30在第一基板表面23上的圆形占用区32内，不过应当理解，这不是必需的，并且外围本体40可以具有任何形状或占用区形状，只要其包括在其电容器30(或更一般地，其电气部件3)的占用区内即可，如图3A具体所示。第一部分41可以设置为外围本体40的上部，并且具有第一或上支承表面410。该第一支承表面410可以经由粘合剂42粘合地连接至电容器30的互补面或下表面。可以将粘合剂42设置为在电容器30与第一支承表面410之间的环形元件。

如上所述，至少第一支承表面410可以由与电容器30CTE匹配的材料形成。可替选地，第一支承表面410可以由相对于电容器30CTE不匹配的材料形成，其中粘合剂42提供CTE相符能力。

第二部分43可以设置为外围本体40的下部，并且具有第二或下支承表面430。如图3B所示，第二支承表面430可以布置成与独立扇区431中的第一基板表面23接触。第二部分43还形成为限定孔432和通风口433。孔432可以布置在支承装置4的中心区域中，并且提供了空间，电容器30的部件引线26可以从电容器30延伸，穿过该空间并穿过基板本体22，在一些情况下，延伸至第二基板表面34的平面外。通风口433在独立扇区431之间从孔432延伸至外围本体40。

根据实施方式，独立扇区431可以被设置为六个均匀形状的独立扇区431，孔432被设置为在中心区域中的圆形孔432，并且通风口433被设置为六个均匀形状和排列的通风口433，通风口433从六个均匀的独立扇区431之间的孔432径向向外延伸。即，每个单独的通风口433从两个相邻独立扇区431之间的孔432径向向外延伸，其中每个单独的通风口433与两个相邻的通风口433分开约60度。

在任何情况下，如图3B所示，至少在通风口433处，第二部分43包括第三表面434和第四表面435。第三表面434取向为基本上平行于第二支承表面430的平面并且从第二支承表面430的平面凹入，并且第四表面435相对于第一支承表面410、第二支承表面430及第三表面434横向取向。也就是说，第三表面434形成通风口433的轴向表面，同时第四表面形成通风口433的侧壁。根据实施方式，第四表面435可以相对于第一支承表面410、第二支承表面430及第三表面434垂直。

基板本体22被形成为限定多个引线孔220和多个通孔221。引线孔220从第一支承表面23延伸穿过基板本体22至第二支承表面24，并且允许部件引线26从电容器30延伸至第二支承表面24的平面外。引线孔220被形成为大于部件引线26并且与孔432和通风口433内的空间流体地连通。通孔221被布置在引线孔220周围、在电容器30的圆形占用区32内，并且从第一支承表面23延伸穿过基板本体22至第二支承表面24。

凸部44被布置成从一些但不一定是全部的独立扇区431中的第二支承表面430的平面突出，并且进入通孔221。在通孔221内，凸部44能够与紧固元件5接合，以将支承装置4固定至基板本体22。根据实施方式，在形成六个独立扇区431的情况下，凸部44和通孔221可以被分别设置为三个凸部44和三个通孔221。在此情况下，成对的单个凸部44和其对应的单个通孔221可以被布置成在位置上与六个独立扇区431中的每隔一个相对应，并且可以彼此分开约120度。因此，利用固定在三个通孔221内的三个凸部44，支承装置4可以在三个位置处牢固地耦接至基板本体22。通过这种方式，支承装置4在基板本体22上的给定位置处被径向地放置和取向，并且在多个方向上被支承以达到结构上坚固，具有多方向负荷稳定性、高抗冲击和抗振动性。

尽管在实施方式中，三对凸部44与紧固元件5在三个通孔221内接合并固定，但是应当理解，这仅仅是示例性的，并且可以使用数量更多或更少的凸部44、紧固元件5及通孔221。此外，虽然凸部44的数量不能超过通孔221的数量，但是应当理解，通孔221的数量可以超过凸部44的数量。

根据另外的实施方式，并且如图4所示，凸部44可以被配置成至少部分地延伸穿过通孔221。然而，应当理解，这仅仅是示例性的，并且针对凸部44的长度可以使用其他选项。即，凸部44可以延伸到第二支承表面430的平面外。在任何情况下，凸部可以包括内螺纹，并且因此能够与紧固元件5螺纹接合，紧固元件5可以设置为具有互补外螺纹的螺丝垫圈组合50。

根据替选实施方式，第二部分43可以形成为限定螺丝孔，紧固元件5可以延伸至该螺丝孔中。此外，紧固元件5可以被形成以便与第二支承表面24的平面齐平或几乎齐平。

在任何情况下，一旦紧固元件5与凸部44牢固地接合，紧固元件5就将所有或至少大部分负荷从部件引线26移除。因此，紧固元件5可以用于维持、确保及保护部件引线26与至少一个或更多个电路25之间电耦合的可靠性。

在上述电路板组件1的组装过程期间，初始组装阶段可以涉及将粘合剂42布置在外围本体40上，并且随后将电容器30粘附至外围本体40。在此阶段期间，电容器30的部件引线26各自进入孔432并最终延伸穿过孔432。一旦粘合剂42固化(即，通过热或紫外(UV)固化)，支承装置4可以布置在基板本体22的第一支承表面23上，其中部件引线26延伸穿过引线孔220，并且凸部44至少部分地延伸穿过通孔221。在这一点上，紧固元件5可以用于将凸部44固定在通孔221内，从而将支承装置4和电容器30牢固地耦接至基板本体22。在后期组装阶段期间，可以执行焊料回流以将电容器30电耦接至至少一个或更多个电路25。

利用与引线孔220流体地连通的孔432和通风口433，允许由焊料回流处理导致的方向离开引线孔220的气流，并且由此使得焊料回流处理能够有效地进行并形成可靠的电路连接。

根据另外的实施方式，应当理解，焊料回流处理仅仅是示例性的，并且可以使用其他处理操作(例如，手焊、选择性焊接、波峰焊等)来将部件引线26电耦接至至少一个或更多个电路25。此外，应当理解，对于于单个电容器30的部件引线26，处理操作可以一次执行，或对于多个电容器30的部件引线26，处理操作可以同时执行。

在此使用的专业术语仅以描述特定实施方式为目的，而不打算限制本发明。如在本文中使用的那样，单数形式“一个”、“一”和“所述”旨在还包括复数形式，除非上下文清楚地另外指示。还应当理解，在本说明书中使用时，术语“包括”指定了所述特征、单体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或更多个其他特征、单体、步骤、操作、元件部件和/或其组合的存在或添加。

以下权利要求书中的所有功能性装置或方法要素的相对应的结构、材料、动作以及等同旨在包括用于与具体要求保护的那样的其他要求保护的元件相结合地执行功能的任何结构、材料或动作。出于说明和描述的目的，提出了本发明的说明书，但是不旨在是穷尽的或以所公开的形式限制本发明。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，许多修改和变型对于本领域的普通技术人员将会是明显的。选择并且描述了实施方式，以便最好地解释本发明的原理和实际应用，并且使得本领域的其他普通技术人员能够理解本发明，其中，具有各种修改的示例实施方式适用于预期的特定用途。

虽然已描述了本发明的示例实施方式，但是应当理解，本领域的技术人员无论现在还是将来都可以进行各种改进和增强，这些改进和增强都落在所附权利要求的范围之内。这些权利要求应当被解释为维持对首次描述的本发明的恰当保护。

Claims (20)

1.一种用于部件的支承装置，所述支承装置包括：

外围部，其能够完全布置在所述部件的在基板的表面上的占用区内；

第一部分，其具有能够粘合地连接至所述部件的第一表面；

第二部分，其具有能够布置成与独立扇区中的所述基板的表面接触的第二表面，并且所述第二部分限定：

孔，经由所述孔，引线能够从所述部件延伸并穿过所述基板；

通风口，其在所述独立扇区之间从所述孔延伸至所述外围部；以及

凸部，其被布置成从所述第二表面突出并且进入在所述基板中限定的通孔中。

2.根据权利要求1所述的支承装置，其中，所述第一表面和所述第二表面面向相反方向。

3.根据权利要求1所述的支承装置，其中，所述独立扇区被设置为六个均匀的独立扇区。

4.根据权利要求3所述的支承装置，其中，所述孔具有基本上圆形的形状。

5.根据权利要求3所述的支承装置，其中，所述通风口被设置为在所述六个均匀的独立扇区之间径向地向外延伸的六个均匀的通风口。

6.根据权利要求5所述的支承装置，其中，所述第二部分在所述通风口处包括：

第三表面，其平行于所述第二表面的平面并从所述第二表面的所述平面凹入；以及

第四表面，其相对于所述第一表面、所述第二表面及所述第三表面横向取向。

7.根据权利要求1所述的支承装置，其中，所述凸部被设置为围绕所述孔排列的三个凸部。

8.根据权利要求1所述的支承装置，其中，所述凸部包括内螺纹。

9.一种电路板组件，包括：

基板，其具有相反的第一和第二基板表面，在所述基板中布置有电路；

部件，其能够电连接至所述电路；以及

支承装置，其被配置成支承所述基板上的所述部件，并且包括：

外围部，其能够完全布置在所述部件的在所述第一基板表面上的占用区内；

第一部分，其具有能够粘合地连接至所述部件的第一支承表面；

第二部分，其具有第二支承表面，所述第二支承表面能够布置成与独立扇区中的所述第一基板表面接触，并且所述第二部分限定：

孔，经由所述孔，引线能够从所述部件延伸并穿过所述基板；以及

通风口，其在所述独立扇区之间从所述孔延伸至所述外围部；

凸部，其被布置成从所述第二支承表面突出并且进入在所述基板中限定的通孔中；以及

紧固元件，其能够布置成在所述通孔处将所述凸部固定至所述基板。

10.根据权利要求9所述的电路板组件，其中，所述支承装置包括金属材料。

11.根据权利要求9所述的电路板组件，其中，所述部件包括具有基本上为圆柱形形状的电容器，并且所述外围部具有基本上圆形的形状。

12.根据权利要求9所述的电路板组件，还包括置于所述外围部与所述部件之间的粘合剂。

13.根据权利要求9所述的电路板组件，其中，所述第一支承表面和第二支承表面面向相反的方向。

14.根据权利要求9所述的电路板组件，其中，所述基板限定引线孔，所述引线延伸穿过所述引线孔，所述引线孔与所述孔和所述通风口流体连通。

15.根据权利要求9所述的电路板组件，其中，所述凸部至少部分地延伸穿过所述通孔。

16.根据权利要求9所述的电路板组件，其中，所述凸部能够与所述紧固元件螺纹接合。

17.根据权利要求9所述的电路板组件，其中，所述紧固元件包括螺丝垫圈组合。

18.一种电路板组件，包括：

基板，其具有相反的第一和第二基板表面，在所述基板中配置有电路；

部件阵列，所述部件阵列中的每一个能够经由部件引线电连接至所述电路；以及

支承装置阵列，其分别支承所述基板上的所述部件中对应的部件，

其中，每个支承装置是根据权利要求1所述的支承装置，所述支承装置粘附至所述部件，在多个位置处与所述基板耦接，并且被配置成允许流体在所述部件引线周围流动。

19.根据权利要求18所述的电路板组件，其中，所述部件中的至少一个或更多个包括电容器。

20.根据权利要求18所述的电路板组件，其中，所述阵列被密集地封装。

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