專(zhuān)利名稱(chēng)：用于電路板的保護(hù)結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括電子電路板的電子組件，尤其涉及一種用于電 路板包裝的保護(hù)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
電子電路通常包裝在保護(hù)殼體中，例如電子電路可能包括用于控制
輸入和輸出裝置的ECU (電子控制單元)，所述輸入和輸出裝置用于通用 發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)中所用的電子電路。
圖1示出典型的傳統(tǒng)ECU包裝。該ECU包裝10包括電路板1、安裝 在電路板1上的電子部件2、容納電路板l的殼體3以及灌封材料6，該 灌封材料6填充在殼體3中以便固定地保持殼體3中的電路板1。例如， 參見(jiàn)日本未審公開(kāi)的專(zhuān)利申請(qǐng)(特開(kāi))No. 59-190086 (專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。電 子部件2包括大的部件2a，例如變壓器和電容器，以及小的部件2b，例 如表面安裝的部件和小的分立部件。
圖2示出這種包裝10是如何被制造的。首先，在電路板1上安裝電 子部件2 (ST21)。然后把電路板1放在殼體3中，并且在預(yù)定位置臨時(shí) 固定(ST22)。這可例如通過(guò)使端子5穿入形成在電路板1中用于釬焊的 對(duì)應(yīng)孔7中而實(shí)現(xiàn)，該端子從在殼體3中嵌入成型的連接器4延伸出(見(jiàn) 圖1)。然后把灌封材料6灌注到殼體3中以便完全地覆蓋電子部件以及 電路板l (ST23)，在這種狀態(tài)下使它固化或者凝固(ST24)。
灌封材料6使電子部件2免受振動(dòng)和潮濕。當(dāng)不使用灌封材料時(shí)， 大的部件2a由于外部的振動(dòng)會(huì)振蕩，并且所產(chǎn)生的慣性力可能對(duì)大部件 2a和電路板1之間的焊接部分產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)臋C(jī)械應(yīng)力。當(dāng)使用灌封材料 6時(shí)，即使存在外部振動(dòng)時(shí)電路板2和大部件2a也能相對(duì)彼此保持穩(wěn)定 的關(guān)系，并且將大部件2a結(jié)合到電路板l的釬焊部分中的機(jī)械應(yīng)力減到最小。
此外，灌封材料6防止電路板1和電子部件2不受潮濕的侵入，并 且防止電流的任何泄露。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1建議這樣將安裝在舷外船用發(fā)動(dòng)機(jī)的電路板上的電子部 件外部的振動(dòng)影響減小到最小，即，沿著振動(dòng)的方向確定支撐電子部件 的電路板的主平面方向。
同時(shí)，考慮到材料成本和重量的增加，希望盡量少地使用灌封材料。 未審公幵(特開(kāi))的日本專(zhuān)利No. 200-271002 (專(zhuān)利文獻(xiàn)2)提出使用兩 個(gè)單獨(dú)的電路板，這兩個(gè)單獨(dú)的電路板包括第一電路板和第二電路板， 該第一電路板使用灌封材料，以用于保護(hù)安裝在該電路板上的部件，該 第二電路板僅使用防護(hù)涂層，以有效地防止部件部分受到潮濕。
根據(jù)在專(zhuān)利文獻(xiàn)l中公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)，必須適當(dāng)?shù)倪x擇電子部件包 裝的方位或安裝位置，這對(duì)設(shè)計(jì)造成一些限制。尤其是，在安裝空間不 足的應(yīng)用場(chǎng)合，這種限制高度不利。
根據(jù)在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)，安裝在第二電路板上的部件 沒(méi)有防止受到外部振動(dòng)的影響。此外，使用兩個(gè)單獨(dú)的電路板會(huì)增加材 料和制造成本，并且要求較大的安裝空間。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到現(xiàn)有技術(shù)的這種問(wèn)題，本發(fā)明的主要目的是提供一種用于電 路板的保護(hù)結(jié)構(gòu)，它需要的用于保護(hù)電路板不受外部振動(dòng)和潮濕影響的 灌封材料的量較少。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種用于電路板的保護(hù)結(jié)構(gòu)，它使得設(shè) 計(jì)高度自由，并且提供了對(duì)外部振動(dòng)和潮濕侵入的高水平防護(hù)。
根據(jù)本發(fā)明，所述目的可至少部分地通過(guò)提供一種用于電路板的保 護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，該保護(hù)結(jié)構(gòu)包括電路板l，該電路板具有安裝在其上并且 從其突出的至少一個(gè)大的部件2a;容納電路板的殼體3，該殼體包括用 于容納大的部件的至少一個(gè)凹部11;以及灌封材料6，該灌封材料至少 部分地填充在凹部的周?chē)诤痛蟮牟考g。通常，灌封材料填充凹部的周?chē)诤痛蟮牟考g的間隙，并且基本不從凹部延伸出。
如果大的部件僅由電路板通過(guò)釬焊連接部支撐，則當(dāng)大的部件因作 用在其上的慣性力而受到外部振動(dòng)時(shí)，這種連接部受到大的應(yīng)力。然而， 根據(jù)本發(fā)明的總體思想，大的部件還由殼體通過(guò)固化的灌封材料支撐， 作用在連接部分上的應(yīng)力被降到最小，這增加了電路板組件的機(jī)械整體 性。因?yàn)楣喾獠牧系氖褂镁窒抻诎疾?，可使所需要的灌封材料的量最少?這意味著較低的材料成本和較小的重量。減少灌封材料的量意味著它固 化所需的時(shí)間較短，這提高了電路板組件的生產(chǎn)效率。如果需要防止潮 濕侵入部件，還可在電路板上施加保護(hù)涂層。
凹部通常形成在殼體的底壁中，但也可設(shè)置在殼體的側(cè)壁或任何其 它部分而不脫離本發(fā)明的范圍，只要凹部至少部分地包圍或朝向大的部 件并且限定用于填充灌封材料的間隙即可。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，該凹部限定為殼體的底壁的成形部分， 該成形部分從底壁的外表面突出。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，該凹部 由直立壁限定，該直立壁從殼體的壁伸出并且至少部分地包圍大的部件。 在這兩種情況下，凹部不必具有包圍大的部件的壁，只要存在殼體的任 何部分或固定連接到其上的部件就足夠，所述部分具有與大的部件的任 何部分相對(duì)的表面，從而大的部件的遠(yuǎn)離連接到電路板的部分的任何部 分可通過(guò)灌封材料直接或間接地固定到殼體上。
這種用于電路板的保護(hù)結(jié)構(gòu)可通過(guò)一種方法制造，該方法包括制 備電路板，該電路板具有安裝在其上并且從其突出的至少一個(gè)大的部件； 制備殼體，該殼體被構(gòu)造成用于容納電路板并設(shè)有凹部，該凹部至少部 分地容納大的部件；將電路板放到殼體內(nèi)，由此使大的部件容納在凹部 內(nèi)；向凹部的周?chē)诒砻婧痛蟮牟考g所限定的間隙中灌注至少部分 地流動(dòng)的灌封材料；以及使灌封材料固化。
如果需要，可在將灌封材料灌注到凹部中之前，通過(guò)使用例如帶螺 紋的螺栓、壓接件、壓配合、焊接、釬焊和/或接合劑將電路板機(jī)械地固 定到殼體上。


現(xiàn)在將參照

本發(fā)明，在附圖中
圖l是傳統(tǒng)ECU包裝的剖視圖2是制造傳統(tǒng)ECU包裝的方法的流程圖3是體現(xiàn)本發(fā)明的ECU包裝的剖視圖4類(lèi)似于圖3，示出了本發(fā)明的第二實(shí)施方式；以及
圖5示出制造圖3和4所示的根據(jù)本發(fā)明的ECU包裝的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖3示出了體現(xiàn)本發(fā)明的ECU包裝。在圖3中，與圖l所示的現(xiàn)有 技術(shù)相對(duì)應(yīng)的部件采用相同的標(biāo)號(hào)，并且不再重復(fù)說(shuō)明。
該ECU包裝10包括電路板1和安裝在該電路板1上的多個(gè)電子部件 2。電子部件2包括至少一個(gè)大的電子部件2a，該大的電子部件在本例中 由變壓器構(gòu)成。此處所用的大的電子部件2a是指任何具有較大質(zhì)量并且 從電路板1顯著突出的部件，并且可包括任何其它大的部件，例如電解 電容器、扼流器(choke)和各種可變電阻器等。其余的電子部件包括小 的電子部件2b，例如表面安裝的部件(其可由電阻器和電容器構(gòu)成)以 及小的分立部件。
殼體3限定ECU包裝10的外部封裝，并且可由塑料材料制成(但也 可由其它金屬材料制成)。殼體3可大致為矩形，并設(shè)有大致平坦的底壁 8和外周直立壁。殼體3具有開(kāi)放的頂部。底壁8可設(shè)有在其適當(dāng)部分中 從其上表面(從圖3中看)突出的突起和/或肋，并且還設(shè)有圓形凹部11。 凹部11限定從殼體3的底表面突出的突起。殼體3 —體連接有一對(duì)也由 塑料材料制成的連接器4。每個(gè)連接器4中都嵌入成型有端子5，該端子 鄰接殼體3的一部分并具有彎曲成直立方位的內(nèi)端部。
電路板1容納在殼體3中，其中該電路板的承載電子部件的表面向 下或朝向殼體3的底壁8，大的電子部件2a容納在凹部11中。在所示實(shí) 施方式中，大的電子部件2a的底端靠接凹部11的底表面。在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，也可以在大的電子部件2a的底端和凹部11的底 表面之間限定小的間隙。每個(gè)端子5的內(nèi)端部在物理上電連接到電路板1 的對(duì)應(yīng)部分。換句話說(shuō)，每個(gè)端子5都具有固定地將電路板1保持在殼 體3中的附加功能。
將灌封材料6灌注到凹部11中，并且至少部分地填充電子部件2a 和凹部ll的周?chē)砻嬷g的空間。優(yōu)選的是，灌封材料6未充分從凹部 11的內(nèi)部延伸。如果在電子部件2a和凹部11的底表面之間存在任何間 隙，則灌封材料也可填充該間隙。灌封材料6可由絕緣材料構(gòu)成，例如 在室溫下固化的硅樹(shù)脂。
圖4示出了本發(fā)明的第二實(shí)施方式。在圖4中，與第一實(shí)施方式的 部分相對(duì)應(yīng)的部分采用相同的標(biāo)號(hào)，并且不再重復(fù)說(shuō)明。
在本實(shí)施方式中，用于容納大的電子部件2a的凹部11由在圖4中 從底壁8向上延伸的管狀突起限定，該管狀突起構(gòu)造成緊密地包圍大的 電子部件2a，并在它們之間限定小的間隙。然而，也可使用簡(jiǎn)單地朝向 大的電子部件2a的側(cè)表面的直立壁來(lái)取代管狀突起。同樣，在所示實(shí)施 方式中，大的電子部件2a的下端部靠接凹部11的底表面，但也可與凹 部11的底表面略微間隔開(kāi)。在本實(shí)施方式中，殼體3的底壁8的下表面 基本為平面，這與第一實(shí)施方式相反。
在本實(shí)施方式中，使用多個(gè)帶螺紋的螺栓12來(lái)牢固地將電路板1固 定在殼體3中。然而，這種帶螺紋的螺栓12是可選的，也可采用其它固 定裝置。也可省略這種帶螺紋的螺栓或其它固定裝置。
圖5是制造根據(jù)本發(fā)明的ECU包裝的方法的流程圖。首先，在電路 板1上安裝電子部件2 (ST51)。然后，制備在其底壁8中具有凹部11的 殼體3 (ST52)。凹部11的尺寸和位置取決于大的電子部件2a的尺寸和 位置。也可設(shè)置兩個(gè)或更多個(gè)凹部11，以便容納對(duì)應(yīng)數(shù)量的大的電子部 件2a。
將灌封材料6灌注到凹部11中(ST53)，該灌封材料的量為至少部 分地介于大的電子部件和周?chē)诒砻嬷g，并且在如下面將詳細(xì)說(shuō)明的、 將大的部件2a最終放入凹部11中時(shí)不會(huì)從該凹部11明顯程度地溢出。在灌封材料固化或失去流動(dòng)性之前，將電路板1放在殼體3中，由
此使大的電子部件2a容納在對(duì)應(yīng)凹部11中(ST54)。如果需要，灌封材 料6可在該階段具有這樣的粘稠度，g卩，電路板1可在組件的隨后處理 過(guò)程中保持其位置固定不動(dòng)(不使用將電路板固定就位的額外裝置)。端 子5的基部端釬焊到電路板1的對(duì)應(yīng)部分(孔7) (ST55)，并且在合適的 時(shí)候，緊固其它固定裝置例如帶螺紋的螺栓。當(dāng)灌封材料6完全固化時(shí)， ECU包裝10的制造過(guò)程結(jié)束(ST56)。
大的電子部件2a的質(zhì)量越大，該大的電子部件2a從電路板10突出 越大，與該大的電子部件2a連接的部分上的外部振動(dòng)的影響就越大。因 此，通過(guò)將大的電子部件2a固定地固定到殼體3上，該大的電子部件2a 和電路板1之間的相對(duì)位移將最小，這使得外部振動(dòng)對(duì)連接大的電子部 件2a與電路板1的部分的不利影響最小。
與圖1所示的其中灌封材料填充殼體3內(nèi)的大部分空間的現(xiàn)有技術(shù) 相比，所示實(shí)施方式需要較小量的灌封材料，因?yàn)楣喾獠牧蟽H需填充大 的電子部件2a和凹部11的周?chē)砻嬷g的小的空間。因此所需的灌封 材料量最小，這使得包裝的重量和材料成本最小。并且，使用少量的灌 封材料意味著灌封材料固化所需的時(shí)間較短，這提高了制造ECU包裝的 工作效率。
如果需要使電路板1防潮，可通過(guò)對(duì)電路板的整個(gè)表面或選定的表 面區(qū)域施加涂層材料來(lái)容易地實(shí)現(xiàn)。
雖然已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施方式說(shuō)明了本發(fā)明，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)很明顯可在由所附權(quán)利要求限定的發(fā)明范圍內(nèi)作出各種改變和變 型。例如，本發(fā)明的應(yīng)用不限于ECU包裝，而是適用于任何電子包裝。
本申請(qǐng)的巴黎公約優(yōu)先權(quán)所基于的原始日本專(zhuān)利申請(qǐng)的內(nèi)容結(jié)合在 本申請(qǐng)中以作參考。
權(quán)利要求
1.用于電路板的保護(hù)結(jié)構(gòu)，該保護(hù)結(jié)構(gòu)包括電路板，該電路板具有安裝在其上并且從其突出的至少一個(gè)大的部件；容納所述電路板的殼體，該殼體包括用于容納所述大的部件的至少一個(gè)凹部；以及灌封材料，該灌封材料至少部分地填充在所述凹部的周?chē)诤退龃蟮牟考g。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的用于電路板的保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，該灌封 材料填充所述凹部的周?chē)诤退龃蟮牟考g的間隙，并且基本不從所述凹部延伸出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的用于電路板的保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，該凹部 限定為所述殼體的底壁的成形部分，該部分從所述底壁的外表面突出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l的用于電路板的保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，該凹部 由直立壁限定，該直立壁從所述殼體的壁伸出并且至少部分地包圍所述 大的部件。
5. —種制造用于電路板的保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括 制備電路板，該電路板具有安裝在其上并且從其突出的至少一個(gè)大的部件；制備殼體，該殼體構(gòu)造成用于容納所述電路板并設(shè)有凹部，該凹部 至少部分地容納所述大的部件；將所述電路板放到所述殼體內(nèi)，由此使所述大的部件被容納在所述 凹部?jī)?nèi)；在由凹部的周?chē)诒砻婧退龃蟮牟考g限定的間隙中灌注至少 部分地流動(dòng)的灌封材料；以及 使所述灌封材料固化。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的制造用于電路板的保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法，該方法還 包括在將所述灌封材料灌注到所述凹部中之前，將所述電路板機(jī)械地固 定到所述殼體上。
全文摘要
提供一種用于電路板(1)的保護(hù)結(jié)構(gòu)，其包括容納電路板的殼體(3)，該殼體設(shè)有容納從電路板突出的大部件的凹部(11)，在由凹部周?chē)诤痛蟛考g限定的間隙中灌注灌封材料(6)。通常，灌封材料填充凹部周?chē)诤痛蟛考g的間隙，而基本不從凹部伸出。因?yàn)榇蟛考粌H由電路板支撐，而且由殼體通過(guò)固化的灌封材料支撐，作用在連接大部件和電路板的連接部分上的應(yīng)力最小，這提高了電路板組件的機(jī)械整體性。因?yàn)楣喾獠牧系氖褂镁窒抻诎疾?，所需灌封材料量最少，這意味著低材料成本和較小的重量。減少灌封材料量意味著它固化所需時(shí)間較短，這提高了電路板組件的生產(chǎn)效率。如果需要防止潮濕侵入部件，還可在電路板上施加保護(hù)涂層。本發(fā)明還提供其制造方法。
文檔編號(hào)H05K1/02GK101578008SQ20091013483
公開(kāi)日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2009年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日
發(fā)明者豐后圭一朗 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社