电子装置的制作方法

文档序号：19151109发布日期：2019-11-16 00:05阅读：158来源：国知局

本发明的一个或多个实施方式涉及一种设置在电子装置中的电子部件的防振结构。

背景技术：

电子装置用于各种目的，电子装置包括电子部件和印刷电路板，电子部件安装在印刷电路板上。安装在印刷电路板上的电子部件的类型包括表面安装型电子部件和插入安装型电子部件。

表面安装型电子部件也称为表面安装部件、表面安装装置(smt)或芯片部件，并且包括主体部分和诸如端子和电极之类的连接部分，连接部分从主体部分露出并连接到印刷电路板。在表面安装型电子部件中，例如，主体部分布置在印刷电路板的表面上，并且端子和电极借助焊料等连接到设置在电路板表面上的焊盘等。

插入安装型电子部件也称为引线部件或通孔部件，并且包括主体部分和诸如引线端子之类的连接部分，连接部分从主体部分突出并连接到印刷电路板。在插入安装型电子部件中，例如，主体部分布置在印刷电路板的表面上，并且引线端子在引线端子插入形成在印刷电路板中的通孔中的状态下借助焊料等连接到印刷电路板。

通常，插入安装型电子部件大于表面安装型电子部件，并且主体部分的始于印刷电路板的高度在安装状态下较高。另外，电子部件的重心位于主体部分内，与印刷电路板分离，并且主体部分由具有比主体部分小的截面面积的引线端子支撑。因此，在外部将诸如振动和冲击之类的外力施加至电子装置的情况下，插入安装型电子部件的主体部分可能振荡，并且在电子部件中产生应力。因此，有可能损坏引线端子和引线端子的焊接部分。另外，即使在重心位于主体部分内并与印刷电路板分离的表面安装型电子部件中也可能发生这样的问题。因此，已经提出了用于电子部件的各种防振结构。

例如，在日本实开昭52-20564号公报中，布置在电路板的上表面上的引线部件(指示板)的长方体主体部分被固定到印刷电路板的上表面的合成树脂附接体从三个侧面围绕。设置在附接体上的弹性舌片与引线部件的主体部分接触，并且缓冲体介于引线部件的与弹性舌片相对的主体部分和附接体之间。因此，主体部分被弹性支撑，并且外部振动被缓冲体吸收。

此外，在日本实开昭64-30851号公报中，引线部件(功率晶体管)的主体部分经由导热粘合剂、绝缘片或散热器连接到电子装置的金属壳体。引线部件的引线端子经由导线连接到印刷电路板。

此外，在日本实开昭63-174492号公报中，引线部件(电容器、晶体管或电阻器)的主体部分与印刷电路板的上表面分离。在主体部分和印刷电路板之间插设有柔软且有弹性的防振材料，或者整个主体部分被防振材料覆盖。

此外，在日本特开平06-275471号公报中，多个电解电容器的下部由放置在电路板的上表面上的橡胶板弹性地支撑。另外，多个电解电容器的上部由经由支撑件布置在电路板上方的橡胶板弹性地支撑。设置在多个电解电容器的上部的端子连接到经由支撑件和阻尼器布置在电路板上方的汇流条。

技术实现要素：

例如，来自车身或发动机的诸如振动和冲击之类的外力施加到车载电子装置。特别地，在车辆等行驶期间来自发动机的大的振动或冲击施加到安装在发动机附近的电子装置。因此，现有技术中的电子部件的防振结构不能承受振动和冲击，并且电子部件振荡。因此，存在电子部件的连接部分和电子部件本身损坏的可能性。

本发明的一个或多个实施方式提供了一种能够改善电子部件的抗振性和抗冲击性的电子装置。

根据本发明的一个或多个实施方式，提供了一种电子装置，该电子装置包括：电子部件；安装构件，所述电子部件安装在该安装构件上，其中，所述电子部件的重心位于与所述安装构件分开的位置；具有框架形状的刚性构件，该刚性构件固定到所述安装构件并在与从所述电子部件的重心到所述安装构件的方向垂直的方向上围绕所述电子部件；和连接构件，该连接构在相对于所述电子部件与所述安装构件相反的那一侧将所述电子部件连接到所述刚性构件。

根据以上一个或多个实施方式，因为电子部件的一侧受到安装构件的约束而电子部件的另一侧受到连接构件和刚性构件的约束，所以能够抑制电子部件由于来自外部的诸如振动和冲击之类的外力引起的振荡。此外，即使诸如大振动和冲击之类的外力从外部施加到电子装置，由于外力在电子部件中产生的应力也可以经由连接构件被刚性构件吸收。因此，能够防止安装构件中的电子部件的连接部分以及电子部件本身损毁，并且能够改善电子部件的抗振性和抗冲击性。

此外，在本发明的一个或多个实施方式中，可以设置有多个电子部件，其中，每个所述电子部件可具有：主体部分；以及连接部分，该连接部分从所述主体部分露出并连接到所述安装构件，所述多个电子部件可以布置在所述安装构件上，使得所述主体部分彼此靠近，并且所述连接构件可以将所述多个电子部件的所述主体部分彼此连接，并将至少布置在两端的所述电子部件的所述主体部分连接到所述刚性构件。

此外，在本发明的一个或多个实施方式中，所述连接构件可以将每个所述电子部件的所述主体部分连接到所述刚性构件。

此外，在本发明的一个或多个实施方式中，所述多个电子部件可以具有相同的形状，其中，每个所述电子部件的所述主体部分在与所述安装构件的表面平行的方向上的宽度中的一个宽度小于另一宽度，并且所述多个电子部件布置成使得所述主体部分在所述一个宽度的方向上彼此相邻。

此外，在本发明的一个或多个实施方式中，所述连接构件可以由粘合剂制成，该粘合剂在施加时具有粘性并且在固化后具有弹性。

此外，在本发明的一个或多个实施方式中，所述安装构件可以由电路板构造，并且所述电子部件可以由插入安装型电子部件构造，该插入安装型电子部件包括引线端子，在所述引线端子插入到形成在所述电路板中的通孔的状态下所述引线端子连接到所述电路板。

根据本发明的一个或多个实施方式，可以提供能够改善电子部件的抗振性和抗冲击性的电子装置。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施方式的电子装置的主单元的立体图。

图2是示出从图1中移除刚性构件和连接构件的状态的立体图。

图3是图1的电子装置的主单元的平面图。

图4是沿图3的线a-a剖取的剖视图。

图5a和图5b是示出引线部件的安装状态的侧剖视图。

图6a和图6b是示出多个引线部件的另一连接状态的视图。

图7是根据本发明的第二实施方式的电子装置的主单元的平面图。

图8是沿图7的线b-b剖取的剖视图。

图9是示出本发明的另一个实施方式的剖视图。

图10是示出本发明的又一实施方式的平面图。

图11是示出本发明的再一实施方式的平面图。

具体实施方式

在本发明的实施方式中，阐述了许多具体细节以便透彻理解本发明。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。在其它情况下，没有详细描述公知的特征以避免模糊本发明。在下文中，将参考附图描述本发明的一个或多个实施方式。在每个图中，相同的部件或相应的部件将被赋予相同的附图标记。

图1是根据本发明的第一实施方式的电子装置100的主单元的立体图。图2是从图1移除刚性构件4和连接构件5的状态的立体图。图3是电子装置100的主要单元的平面图。图4是沿图3中的线aa剖取的剖视图。

电子装置100例如是车载dc-dc转换器，并且安装在车辆的发动机附近。

如图1和图2中所示，电路板2借助多个螺钉6a固定到电子装置100的壳体1。具体地，虽然未详细示出，但是电路板2具有多个允许每个螺钉6a穿过的通孔，并且在壳体1中形成有多个用于拧紧每个螺钉6a的螺孔。通过使每个螺钉6a均穿过电路板2的通孔并将每个螺钉6a拧入壳体1的螺孔中，电路板2固定到壳体1。虽然在这个实施例中壳体1由金属制成，但它可以由诸如合成树脂之类的其它材料制成。电路板2由印刷电路板构成。

多个电子部件安装在电路板2上。所述多个电子部件包括引线部件3。在图1中，省略了安装在电路板2上的引线部件3以外的电子部件的图示。引线部件3由例如电解电容器构成，并且多个引线部件(五个)设置在电子装置100中。每个引线部件3的形状均相同。电路板2是本发明的一个或多个实施方式的“安装构件”的实施例。引线部件3是本发明的一个或多个实施方式的“插入安装型电子部件”的实施例。

图5a和图5b是示出引线部件3的安装状态的侧剖视图。每个引线部件3均具有主体部分3a和从主体部分3a露出的两个引线端子3b。如图2至图5b中所示，主体部分3a形成为长方体形状。在这个实施例中，如图5a和图5b中所示，引线部件3的主体部分3a的一个横向宽度w1小于另一个横向宽度w2(w1<w2)。取决于引线部件3的形状，一个横向宽度w1可以等于另一个横向宽度w2(w1＝w2)。

两个引线端子3b从主体部分3a向下突出。此外，两个引线端子3b沿主体部分3a的宽度w2的方向(y方向)布置(图2和图5b)。

多个引线部件3的主体部分3a布置在电路板2的上表面上。多个引线部件3布置成使得各个主体部分3a在宽度w1的方向上(x方向)彼此相邻(图1至图4)。在本实施例中，如图4等中所示，相邻引线部件3的主体部分3a彼此分开，但是相邻的主体部分3a可以彼此接触。

在每个引线部件3的引线端子3b插入到形成在电路板2中的通孔2h中的状态下，引线端子3b均借助焊料连接到绕电路板2的下表面上的通孔2h设置的焊盘2r(图4以及图5a和图5b)。引线端子3b的末端从电路板2向下突出。引线端子3b是本发明的一个或多个实施方式的“连接部分”的实施例。

每个引线部件3的主体部分3a在尺寸上大于并且在重量上重于引线端子3b。在引线部件3安装在电路板2上的状态下，引线部件3的重心g位于主体部分3a的中心上方，与电路板2分离(如图5a和图5b中所示)。

如图1和图3中所示，绕每个引线部件3的主体部分3a设置有刚性构件4。刚性构件4由合成树脂制成，并具有侧壁4a(1)至4a(4)，当从与电路板2的板厚方向平行的竖直方向z观察时侧壁4a(1)至4a(4)形成为矩形框架形状。侧壁4a(1)至4a(4)在其从相对于从引线部件的重心g(图5a和图5b)指向电路板2的方向(竖直方向z)垂直的横向方向(与电路板2的板表面平行的方向)的整个周长上围绕位于电路板2上的引线部件3的主体部分3a。如图4中所示，侧壁4a(1)至4a(4)的始于电路板2的高度等于引线部件3的主体部分3a的高度。

在图4等中，尽管两端处的引线部件3的主体部分3a相对于在侧壁4a(1)至4a(4)中平行于刚性构件4的短边方向y的第一侧壁4a(1)和第二侧壁4a(2)分开，但是这些侧壁4a(1)和4a(2)可以与主体部分3a彼此接触。

如图1、图3和图4中所示，腿部4b设置在每个侧壁4a(1)至4a(4)的下部上。每个腿部4b均平行于电路板2的板表面横向伸出。如图4中所示，在刚性构件4的长边方向x上伸出的每个腿4b设有向下突出的凸台4c。用于插入每个凸台4c的通孔2i形成在电路板2中。通过将每个凸台4c插入到电路板2的每个通孔2i中，刚性构件4定位在电路板2上。

因此，刚性构件4借助图3等中所示的多个螺钉6b固定到电路板2和壳体1。具体地，虽然未在图中示出，但是供各螺钉6b穿过的多个通孔形成在刚性构件4的各腿部4b和电路板2中，并且多个螺孔在壳体1中形成为与所述通孔连通。通过使各螺钉6b穿过各腿部4b的通孔和电路板2的通孔并将螺钉6b拧入壳体1的螺孔中，将刚性构件4固定到电路板2和壳体1。

如图1和图3中所示，在第三侧壁4a(3)和第四侧壁4a(4)的外表面上设置有多个肋4l，这些肋与刚性构件4的长边方向x平行。每个肋4l均在第三侧壁4a(3)和第四侧壁4a(4)的高度方向z上延伸并且随着向下而横向突出。此外，每个肋4l均与设置在侧壁4a(3)和4a(4)上的腿部4b连续。

刚性构件4和每个引线部件3的主体部分3a上方设置有由硅基或橡胶基粘合剂制成的连接构件5。粘合剂处于液态并且在施加时具有粘性并且固化后具有弹性。

在将每个引线部件3安装在电路板2上，用刚性构件4围绕各引线部件3，并将刚性构件4固定到电路板2之后，沿刚性构件4的长边方向x将处于液态的粘合剂(连接构件5)从上方施加在第一侧壁4a(1)、每个引线部件3的主体部分3a以及第二侧壁4a(2)上。然后，通过使粘合剂(连接构件5)硬化，多个引线部件3的主体部分3a借助连接构件5彼此连接，并且两端处的引线部件3的主体部分3a借助连接构件5连接到刚性构件4的第一侧壁4a(1)和第二侧壁4a(2)。此后，通过用罩(未示出)覆盖包括电路板2和引线部件3的电子部件并且将罩附接至壳体1来组装电子装置100。

如上所述，因为电子装置100安装在车辆的发动机附近，所以来自发动机的诸如大振动和冲击之类的外力被施加到电子装置100的每个部分。如图5a和图5b中所示，因为引线部件3的重心g位于比主体部分3a的中心高的位置，与电路板2分离，所以主体部分3a有可能因如由图5a和图5b中的箭头所示的外力的施加而振荡。

特别地，如图5a中所示，因为多个引线端子3b没有沿作为引线部件3的主体部分3a的短边的宽度w1(x方向)的方向布置，所以主体部分3a可能因如箭头所示的外力的施加而在x方向上振荡。此外，因为主体部分3a振荡，所以弯曲应力施加到引线端子3b。电路板2上的引线端子3b的焊接部分有可能被损毁(焊料破裂等)并且引线端子3b本身可能损坏。

图6a和图6b是示出多个引线部件3的另一连接状态的视图。在图6a和图6b中，图6a中示出了连接状态的剖视图，并且图6b示出了平面图。

在图6a和图6b中，布置在电路板2上的多个引线部件3的主体部分3b的上部借助连接构件5'连接。连接构件5'由与上述连接构件5相同的粘合剂制成。在这种情况下，通过将每个引线端子3b均焊接到电路板2，每个引线部件3的下部受到约束，并且每个主体部分3a的上部借助连接构件5'连接，使得每个引线部件3的上部也受到约束。因此，每个引线部件3难以在x方向上振荡。另外，由于外力的施加而在每个引线部件3中产生的应力经由连接构件5'分散到多个引线部件3，从而减小了施加到每个引线部件3的应力。

然而，当从发动机施加诸如大振动和冲击之类的外力时，因为借助连接构件5'连接的多个引线部件3被集成，所以多个引线部件3可能如图6b中的箭头所示在x方向或y方向上振荡。从而，因为多个引线部件3以这种方式振荡，所以弯曲应力被施加到每个引线端子3b。每个引线端子3b的焊接部分均有可能被损毁，并且每个引线端子3b本身可能损坏。特别地，在多个引线部件3中，施加到布置在两端的引线部件3的应力大于施加到布置在中央的引线部件3的应力，使得大的弯曲应力施加到两端处的引线部件3的引线端子3b。因此，引线端子3b的焊接部分和引线端子3b本身容易被损毁。

另一方面，在图1、图3和图4中所示的第一实施方式中，结构稳定的框架状刚性构件4固定在电子装置100的电路板2上，并且刚性构件4从整个周长上的侧面围绕安装在电路板2上的多个引线部件3的主体部分3a。然后，主体部分3a借助相对于引线部件3的主体部分3a与电路板2相反的那一侧上的连接构件5相互连接，并且两端处的引线部件3的主体部分3a借助连接构件5连接到刚性构件4。

因此，因为每个引线部件3的下部受到电路板2的约束，并且每个引线部件3的上部受到连接构件5和刚性构件4的约束，所以能够抑制每个引线部件3由于来自外部的诸如振动和冲击之类的外力而振荡。另外，由于外力的施加而在每个引线部件3中产生的应力经由连接构件5分散到其它引线部件3，从而可以减小施加到每个引线部件3的应力。此外，与没有设置刚性构件4的图6a和图6b的情况不同，施加到多个引线部件3的应力从两端处的引线部件3的主体部分3a经由连接构件5传递到刚性构件4，从而应力能够被刚性构件4吸收。结果，即使从车辆的发动机向电子装置100施加诸如大的振动和冲击之类的外力，引线部件3的主体部分3a也不振荡，并且能够防止引线端子3b的焊接部分和引线端子3b自身被损毁并改善引线部件3的抗振性和抗冲击性。

在第一实施方式中，多个引线部件3在电路板2上布置成使得各个引线部件3的主体部分3a在短边宽度w1(x方向)的方向上彼此相邻。因此，通过减小多个引线部件3在电路板2上的安装空间，能够增加设计电路板2的自由度。此外，通过借助连接构件5在x方向上将多个引线部件3的主体部分3a彼此连接并将两端处的主体部分3a连接到刚性构件4，能够进一步抑制每个引线部件3的主体部分3a的振荡。

此外，在第一实施方式中，连接构件5由硅树脂基或橡胶基粘合剂制成，该粘合剂在施加时具有粘性并且在固化后具有弹性。因此，粘合剂(连接构件5)可以容易地从上方施加在第一侧壁4a(1)、每个引线部件3的主体部分3a和第二侧壁4a(2)上，即使多个引线部件3的主体部分3a之间的空间以及两端处的引线部件3的主体部分3a与刚性构件4的第一侧壁4a(1)和第二侧壁4a(2)之间的空间存在变化也是如此。通过使粘合剂(连接构件5)硬化，能够借助连接构件5以可靠的方式将引线部件3的主体部分3a彼此连接并将两端处的主体部分3a与刚性构件4的壁4a(1)和4a(2)连接在一起。另外，来自发动机的诸如大振动和冲击之类的外力也被连接构件5吸收，以减小施加到引线部件3的应力，并且进一步抑制了引线部件3的振荡。因此，能够进一步提高引线部件3的抗振性和抗冲击性。

图7是根据本发明的第二实施方式的电子装置100的主单元的平面图。图8是沿图7的线b-b剖取的剖视图。

在第二实施方式中，在将每个引线部件3安装到电路板2并且用刚性构件4围绕每个引线部件3的主体部分3a之后，将刚性构件4固定到电路板2，然后将构成连接构件5的粘合剂两次施加到不同的位置，使连接构件5将引线部件3的主体部分3a相互连接并将每个主体部分3a与刚性构件4的侧壁4a(1)至4a(4)连接起来(如图7中所示)。

具体地，将液态的粘合剂(连接构件5)从上方沿x方向施加在刚性构件4的第一侧壁4a(1)和第三侧壁4a(3)、每个引线部件3的主体部分3a以及第二侧壁4a(2)上。此外，将粘合剂沿x方向施加在刚性构件4的第一侧壁4a(1)和第四侧壁4a(4)、每个引线部件3的主体部分3a和第二侧壁4a(2)上。然后，通过固化施加在两行中的每行粘合剂，如图7中所示，多个引线部件3的主体部分3a借助连接构件5在两个位置处彼此连接，并且如图8中所示，每个主体部分3a借助连接构件5在两个或三个位置处连接到刚性构件4的侧壁4a(1)至4a(4)。

根据上述第二实施方式，从车辆发动机施加的诸如大振动和冲击之类的外力在每个引线部件3中产生应力，并且应力经由每个连接构件5传递到刚性构件4。因此，应力可以被刚性构件4吸收。此外，如图8中所示，每个引线部件3的主体部分3a的在y方向上的两端的上部借助连接构件5分别连接到刚性构件4的第三侧壁4a(3)和第四侧壁4a(4)。因此，能够抑制每个主体部分3a由于如图5b中的箭头所示的外力而在y方向上的振荡。结果，能够进一步改善每个引线部件3的抗振性和抗冲击性。

本发明的一个或多个实施方式可以采用除了上述实施方式之外的各种实施方式。例如，在以上实施方式中，示出了多个引线部件3的主体部分3a由刚性构件4从侧面围绕的情况，但是本发明的一个或多个实施方式不限于此。另外，例如，如图9中所示，底壁4t可以设置在刚性构件4的内部，使得多个引线部件3的主体部分3a可以被底壁4t从电路板2的侧面围绕或支撑。换句话说，刚性构件4可以形成为盒形，使得多个引线部件3的主体部分3a可以被容纳在内部。在这种情况下，为了将每个引线部件3均安装在电路板2上，供各引线部件3的引线端子3b插入穿过的插入孔4s可以在底壁4t中形成为与电路板2的多个通孔2h连通。

此外，在上述实施方式中，示出了这样的实施例，其中刚性构件4的侧壁4a(1)至4a(4)的始于电路板2的高度被设定为等于安装在电路板2上的引线部件3的主体部分3a的高度。然而，本发明的一个或多个实施方式不仅限于此，并且刚性构件4的侧壁的高度可以与引线部件3的主体部分3a的高度不同。

此外，在以上实施方式中，示出了刚性构件4的材料是合成树脂的实施例，但是本发明的一个或多个实施方式不仅限于此，因此例如刚性构件4可以由诸如金属之类的其它材料形成。另选地，例如，可以通过使用金属片作为芯材并用合成树脂覆盖金属片来形成刚性构件4。在这种情况下，可以进一步增强刚性构件4的刚性。

在以上实施方式中，示出了使用由硅基或橡胶基粘合剂制成的连接构件5的实施例，但是本发明的一个或多个实施方式不仅限于此。另外，例如，可以使用双面胶带、由其它材料制造的粘合剂等作为连接构件。此外，例如，连接构件可以由多个构件构成，例如合成树脂或橡胶之类的模制品和用于将模制品粘合到引线部件3的主体部分3a以及刚性构件4的粘合剂。

在以上实施方式中，示出了引线部件3借助连接构件5在刚性构件4的长边方向x上连接到刚性构件4的实施例，但是本发明的一个或多个实施方式不仅限于此。另外，例如，如图10中所示，连接构件5可以在刚性构件4的短边方向y上设置在刚性构件4和引线构件3的上方，使得相邻引线部件3的主要部分3a可以借助连接构件5彼此连接，并且每个引线部件3的主体部分3a可以借助连接构件5连接到刚性构件4的邻近主体部分3a的每个侧壁4a(1)至4a(4)附近。另外，如图11中所示，连接构件5可以在刚性构件4和引线部件3上方设置成相对于刚性构件4的长边方向x和短边方向y倾斜，由此将引线部件3连接到刚性构件4。换句话说，可以适当地设定引线部件3和刚性构件4之间借助连接构件5连接的连接方向。此外，可以适当地设定进行连接步骤(构成连接构件5的粘合剂的施加步骤等)的次数。

在以上实施方式中，电路板2(印刷电路板)被作为其上安装引线部件3的安装构件的实施例，但是本发明的一个或多个实施方式不仅限于此。另外，例如包括电连接部分和用作电气配线的汇流条等的壳体可以用作安装构件，并且引线部件可以安装在安装构件上并且借助刚性构件固定。

在以上实施方式中，示出了这样的实施例，其中布置了由电解电容器制成的五个引线部件3，每个主体部分3a均被刚性构件4围绕，并且至少布置在两端处的主体部分3a借助连接构件5与刚性构件4连接。然而，本发明的一个或多个实施方式不仅限于此。另外，可以在电路板2上安装除电解电容器之外的一个或多个插入安装型电子部件或表面安装型电子部件，电子部件的主体部分可以被刚性元件4包围，并且一些或所有主体部分可以借助连接构件5连接到刚性构件4。此外，具有不同形状和取向的多个电子部件可以由刚性构件围绕并借助连接构件连接。此外，电子部件的主体部分、端子等的形状不限于与上述引线部件3类似的形状。

此外，在以上实施方式中，示出了这样的实施例，其中将本发明的一个或多个实施方式应用于包括安装在车辆发动机附近的车载dc-dc转换器的电子装置100，但是也可以将本发明的一个或多个实施方式应用于其它车载电子装置和除车载用途之外的电子装置。

虽然已经关于有限数量的实施方式描述了本发明，但是受益于本公开的本领域技术人员将理解，可以设计出不脱离如本文中所公开的本发明的范围的其它实施方式。因此，本发明的范围应仅由所附权利要求限制。