专利名称：固定板、带该固定板的固定系统和该固定板的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于把一个元件固定在印制电路板上的固定板，该固定板具有布置在印制电路板固定点上的用于要布置在该固定板一侧(上侧或下侧)上的印制电路板的刚性固定装置并具有布置在元件固定点上的用于要布置在该固定板的一侧(上侧或下侧)上的元件的刚性固定装置。此外，本发明涉及一个具有该固定板的固定系统。除此之外，本发明涉及这种固定板的应用。
文首所述类的固定板是众所周知的，其中印制电路板固定点与元件固定点直接通过这种固定板进行连接。此外，用这种固定板可在很大程度上实现固定点的刚性连接。
已知的这类固定板具有这样的缺点，印制电路板的机械振动通过这种固定板被传递到元件上。由于固定点之间的直接连接，这种振动几乎是不减震的。特别是，装有元件的印制电路板例如安装在汽车内燃机这样的振动系统中时，尤其会产生这种振动。由此引起的振动负荷可损害甚至可完全破坏上述元件。
所以本发明的目的在于，提出一种在很大程度上能够避免印制电路板的机械振动被传递到元件上的固定板。
根据本发明，这个目的是通过权利要求1所述的固定板来实现的。本发明的各种有利结构和一个带有该固定板的固定系统以及该固定板的应用可从其他各项权利要求中得知。
本发明提出了一种用来把一个元件固定在一块印制电路板上的固定板，该固定板具有把该印制电路板刚性固定在固定板上的装置。这些装置布置在印制电路板固定点上。为了实现固定，该印制电路板布置在该固定板的一侧上。此外，本发明的固定板具有用来把该元件刚性固定在固定板上的装置。这些装置布置在元件固定点上。待固定到该固定板上的该元件则固定在该固定板的一侧上。此外，该固定板具有一个切口，该切口隔断一个印制电路板固定点和一个直接相邻的元件固定点之间的直接连接。
该元件或该印制电路板在该固定板上的固定例如可通过焊接或钎焊来实现。本发明的固定板具有这样的优点，即通过该切口减小了该固定板的抗弯刚度，因而该固定板本身可至少部分地吸收可能从印制电路板引入的振动能量。亦即这种振动能量不再通过一个印制电路板固定点和一个相邻元件固定点之间的直接连接从该印制电路板传递到该元件上。
减少从该印制电路板传递到该元件上的振动能量的优点是，在固定板上的元件固定例如一个焊点由此减小了荷载。所以，这些固定点不再很快被破坏。
此外，本发明的固定板具有这样的优点，由于减小了从印制电路板传递到元件上的振动，该元件本身或位于该元件内的、对振动敏感的部分也减小了荷载。
在印制电路板上固定该固定板例如可通过从印制电路板的板平面上凸起的销来实现。这类销可通过相应的孔插入印制电路板中并在该处进行焊接。
在该固定板上的元件的固定优选通过焊接来实现。所以在元件固定点上设置适合于一种金属的焊接用的焊接面的固定板，是特别有利的。
此外，固定板能导电是特别有利的。这样，在固定板和印制电路板之间例如用上述的导电销进行的导电连接就可实现印制电路板和元件之间通过固定获得的两极的电接触。
例如通过该固定板用金属制成即可实现导电的固定板。作为金属例如可考虑用铜，或者有一种镍-铁弹簧材料。
此外，固定板具有弹性是特别有利的，因为弹性固定板特别适合于吸收并减少由印制电路板引起的振动。
从固定板的边缘通过简单的切入即可特别容易切出该固定板的切口。此外，该切口沿固定板的重心方向延伸，这样的固定板是特别有利的。这种固定板的优点是，用该切口也可使机械的振动能的传递在固定板的重心例如中心方向进行。这样，固定板的绝大部分或几乎整个固定板都被考虑在振动过程中，从而更进一步提高减震性能。
此外，通过该切口沿固定板重心方向的延伸达到了这样的目的从一个印制电路板固定点到一个由该切口隔断的相邻元件固定点的振动必须首先通过该固定板的内部。通过这一长的行程附加地改善了固定板的减震效果。
另外，该切口在该固定板中形成一个浅的凹槽，这样的固定板是特别有利的。这样的浅的凹槽例如可通过从固定板的边缘沿固定板的重心方向的切入并通过从固定板内部离开该切口回到固定板的边缘来实现。这种浅的凹槽的优点是，可以实现由该切口形成的固定板的边缘段不存在棱边，因为该边缘相隔一定距离。所以该固定板可无阻碍地进行振动并最佳地吸收由印制电路板提供的振动能量。
当该切口不带棱角时，该切口从固定板边缘的一点向固定板的里面延伸并从该处返回到固定板边缘的另一点。这样的圆形切口的优点是，不产生由该切口形成的固定板边缘的点负荷。而如果该切口存在棱角，则势必在棱角处产生点负荷。该固定板没有这种点负荷还可防止在特别高的振幅情况下出现固定板的断裂。
此外，该固定板呈圆盘状是特别有利的，这样的固定板特别适用于固定圆柱形的元件，例如绕制的电容器。
另外，具有一个中心孔的固定板是特别有利的。固定在该固定板上的元件的触针可通过该中心孔导入，该触针在该固定板的另一侧上与印制电路板接通。从而明显简化了该元件的电接通。此外，该固定板的中心孔意味着可节省材料和减轻重量。
此外，固定板具有多个切口也是特别有利的。固定板用这些切口可实现一个印制电路板固定点和一个相邻元件固定点之间的全部连接都是隔断的。从而达到固定板的减振性能的最佳化，因为每个印制电路板固定点都可从其直接相邻的元件固定点脱开。
此外，这种固定板的优点是，它的抗弯刚度进一步减小，因而这种固定板可更多地吸收振动能量。
除此以外，固定板在布置元件的一侧上具有一个用于机械振动的减震元件是特别有利的。通过减小固定板的抗弯刚度可在印刷电路板振动时一方面在固定板和印制电路板之间另一方面在固定板和元件之间产生大的相对运动。这种局部的大的相对运动特别适合借助于减震元件来减小印制电路板和元件之间的振动的传递。所以布置在固定板上的减震元件具有这样的优点，即通过使用很有限的少量减震材料便可达到大的减震效果。
减震元件布置在固定板布置了印制电路板的那一侧上也是有利的。此时也容易达到机械振动的有效减震。如果在固定板的两侧布置一个用于机械振动的减震元件，则可获得更好的减震效果。
此外，本发明提出了一种带有一块固定板、一个元件和一块印制电路板的固定系统，在这个系统中，该印制电路板布置在该固定板的一侧并在印制电路板固定点上与该固定板刚性连接。在本发明的固定系统中，该元件也布置在该固定板的一侧并在元件固定点上与该固定板刚性连接。
此外，该固定板具有一个切口，该切口隔断一个印制电路板固定点和一个相邻的元件固定点之间的直接连接。这种固定系统具有这样的优点，即有利于用本发明的固定板来减小从该印制电路板传递到该元件上的振动。
在该固定板和该印制电路板之间布置一个用于机械振动的减震元件，且该减震元件把该固定板压到该印制电路板上，本发明的这种固定系统是特别有利的。通过将该减震元件压到该印制电路板上，保证了该减震元件既接触该固定板又接触该印制电路板，从而实现最佳的减震。
在该元件和该固定板之间布置一个用于机械振动的减震元件也是有利的，这时该减震元件被该元件压到该固定板上。在这里也能保证一方面该减震元件和该元件以及另一方面该减震元件和该固定板之间的直接的机械接触。通过这种直接的机械接触，振动能量特别容易传递到该减震元件上。
此外，既在该固定板和该印制电路板之间又在该固定板和该元件之间布置一个减震元件也是特别有利的，从而再一次改善了减震效果。
此外，这样的固定系统也是特别有利的，即在这种固定系统中，该元件具有一个触针，该触针穿过该固定板的一个中心孔伸出并与该印制电路板焊接。这样的固定系统的优点是，特别容易实现该元件的电接通。当该元件的另一个电触点通过该固定板本身与该印制电路板连接时，则是特别有利的。为此，该固定板必须具有导电的性能。
为此，一方面在该元件和该固定板之间以及另一方面在该固定板和该印制电路板之间的刚性连接也必须具有导电性能。这可例如通过软焊接或焊接来实现。
此外，本发明提出了该固定板的用于把一个电容器固定在一个印制电路板上的应用。在这种情况下，该印制电路板预计安装在汽车内燃机的邻接部位。该固定板用于这种场合是特别有利的，因为发动机的机械振动被特别有效地阻尼，而且只有很小一部分传递到该电容器上。这样，电容器与固定板的连接以及该电容器本身都不受到振动损害。本发明的固定板特别适用于防止该电容器受到＞1KHz的高频振荡的损害。
下面结合一些实施例及其附图来详细说明本发明。
图1表示本发明一种固定板的示意俯视图；图2表示另一种示例的本发明固定板的示意俯视图；图3表示一种示例的本发明固定系统的示意横截面；图4表示示例的另一种本发明固定系统的示意横截面。
图1表示一块呈圆盘状的固定板1。固定板1具有指向绘图面的销5，这些销用来把固定板1固定在一块印制电路板上。此外，固定板1具有焊接面6，这些焊接面适合用于把金属焊接到固定板1上。该金属例如可能是一个元件的金属外壳。一个与固定板1在位于一条圆形线上的各点处接触的元件可借助于沿这条圆形线布置的焊点13固定到固定板1上。
固定板1具有若干切口4，它们从固定板1的边缘向固定板1的重心7的方向延伸并从该处重新返回到固定板1的边缘。通过这些切口4的这种走向，在固定板1内产生若干凹槽8。这些切口4这样成形，即它们的在其整个长度上不形成棱角。这些切口4也象凹槽8那样，朝固定板1的重心7取向，从而可使销5从焊点13处最佳脱开。
固定板1在其中心具有一个中心孔9，一个布置在固定板1上方的元件的触针可通过该中心孔伸出，该触针插入布置在固定板1下方的印制电路板中并实现接通。附加的隔离切口19隔离各两个焊点13。
图2表示与图1相似的一块固定板。与图1所示固定板1不同的是，两个相邻的焊点13没有通过一个隔离切口19相互隔开，从而比图1所示的固定板1减少了切口4、19的数目并由此减少切口的制作费用。
图3表示一个作为电解电容器构成的元件2，该元件借助于一块固定板1安装在一块印制电路板3上。该电解电容器具有一个电容器卷包14，该卷包一方面与金属外壳11接通另一方面与触针12接通。金属外壳11例如可用铝制成。而该接通则通过接触元件17来实现。电容器卷包14通过金属外壳11的一个环形的中心凹槽18相对于金属外壳11固定在其位置内，所以该电容器卷包在该金属外壳的机械振动过程中不容易滑动，从而防止了接触元件17的可能的断裂。
在其面向固定板1的一侧上，该电解电容器通过密封元件15防止电解液外漏并防止潮气侵入该电容器中。在该电解电容器的下侧，设置了一个环形凸部，该凸部在焊点13与固定板1刚性连接。固定板1设置有销5，这些销用焊料16焊接在印制电路板3的孔中。
固定板1例如可用一种导电材料制成，这样通过销5就能保证该电解电容器与印制电路板3的电接通。印制电路板3与电解电容器的第二接通点是通过同样也是焊接在印制电路板3中的触针12来实现的。
固定板1有一个中心孔9，电解电容器的触针12通过该中心孔伸出。在中心孔9的边缘上，设置了一个减震元件10。该减震元件例如可作为用一种弹性体制成的O形圈或作为橡皮垫圈构成。印制电路板3经受介于20倍和30倍之间的重力加速度进行的加速度振动试验表明，用图1所示的固定板1固定时，该电解电容器比用现有技术的固定板固定时所能承受的振动负荷高1.3倍。
图4表示一个与图3相似的电解电容器，该电容器用一块固定板1安装在一块印制电路板3上。在固定板1的中心孔9设置了一个减震元件10，该减震元件既接触该电解电容器又接触印制电路板3并被该电解电容器压到印制电路板3上。这样，就可达到最佳的减震效果，因为减振元件10也接触固定板1，从而全部振动分量都与振动元件10产生机械接触并把振动能量传递到振动元件10上。
本发明不受上述示例示出的实施例的限制，而是由权利要求1和权利要求16所述的最全面的形式来定义的。
权利要求
1.在一块印制电路板(3)上用于固定一个元件(2)的固定板(1)，其具有-布置在印制电路板固定点上的用于要布置在固定板(1)一侧上的印制电路板(3)的刚性固定装置，和-布置在元件固定点上的用于要布置在印制电路板(3)一侧上的元件(2)的刚性固定装置；-一个切口(4)，该切口隔断在一个印制电路板固定点和一个相邻的元件固定点之间的直接连接。
2.按权利要求1的固定板，印制电路板(3)的上述刚性固定装置是从板平面上凸起的销(5)。
3.按权利要求1或2的固定板，元件(2)的上述刚性固定装置是适合一种金属焊接的焊接面(6)。
4.按权利要求1至3的固定板，该固定板是导电的。
5.按权利要求1至4的固定板，该固定板用金属制成。
6.按权利要求1至5的固定板，该固定板是弹性的。
7.按权利要求1至6的固定板，该固定板的切口(4)从该固定板(1)的边缘开始。
8.按权利要求1至7的固定板，该固定板的切口(4)沿固定板(1)的重心(7)的方向延伸。
9.按权利要求1至8的固定板，该固定板的切口(4)在固定板(1)内形成一个浅的凹槽(8)。
10.按权利要求1至9的固定板，该固定板的切口(4)没有棱角。
11.按权利要求1至10的固定板，该固定板呈圆盘形。
12.按权利要求11的固定板，该固定板具有一个中心孔(9)。
13.按权利要求1至12的固定板，该固定板具有多个切口(4)，这些切口隔断一个印制电路板固定点和一个元件固定点之间的所有直接连接。
14.按权利要求1至13的固定板，该固定板在布置元件(2)的一侧上具有一个用于机械振动的减震元件(10)。
15.按权利要求1至14的固定板，该固定板在布置印制电路板(3)的一侧具有一个用于机械振动的减震元件(10)。
16.具有一块按权利要求1至15所述的固定板(1)、一个元件(2)和一块印制电路板(3)的固定系统，在该固定系统中-印制电路板(3)布置在固定板(1)的一侧上并在印制电路板固定点上与固定板(1)刚性连接，-元件(2)布置在固定板(1)的一侧上并在元件固定点上与固定板(1)刚性连接，和-固定板(1)具有一个切口(4)，该切口隔断在一个印制电路板固定点和一个相邻的元件固定点之间的直接连接。
17.按权利要求16的固定系统，该固定系统的固定板(1)把用于机械振动的减震元件(10)压到印制电路板(3)上。
18.按权利要求16或17的固定系统，该固定系统的元件(2)把用于机械振动的减震元件(10)压到固定板(1)上。
19.按权利要求16至18的固定系统，该固定系统的元件(2)具有一个金属外壳(11)，该金属外壳与固定板(1)焊接，且固定板(1)用销(5)与印制电路板(3)焊接。
20.按权利要求19的固定系统，该固定系统的元件(2)具有一根触针(12)，该触针通过固定板(1)的中心孔(9)伸出并与印制电路板(3)焊接。
21.按权利要求1至15的固定板的应用，即把一个电容器固定到一块印制电路板(3)上，该印制电路板安装在汽车内燃机的邻接部位。
全文摘要
本发明涉及一种用于把一个元件(2)固定在一块印制电路板(3)上的固定板(1)，该固定板具有一些切口(4)，这些切口隔断该固定板(1)的在印制电路板固定点和元件固定点之间的直接连接。此外，本发明涉及一个具有固定板(1)的固定系统。除此之外，本发明涉及固定板(1)的应用。通过这些切口(4)的星形焊接可使星形焊接的电解电容器达到高的抗震强度，这种电容器特别适用于汽车工业。
文档编号H01G2/00GK1422511SQ01807896
公开日2003年6月4日 申请日期2001年3月9日 优先权日2000年4月10日
发明者N·维尔, R·赫贝尔, R·米尼霍菲 申请人:埃普科斯股份有限公司