专利名称：用于印刷线路板组件的锥形头紧固件的制作方法
技术领域：
本申请一般涉及ー种用于印刷线路板的紧固件，并且更具体的，涉及ー种具有锥形头的印刷线路板紧固件。
背景技术：
通常的エ业实践使用常规的机械螺钉将印刷线路板与电子底盘或散热片附接。但这个实践会带来严重问题，即便 印刷线路板和散热片或底盘的表面都是平坦的。当印刷线路板和热转移器件、散热片或底盘附接时，装配过程可能引起印刷线路板翘曲或形成坑，或两者兼有，从而对印刷线路板上元件和焊接点，特别是那些安装紧固件附近的元件和焊接点加压。遗憾的是，印刷线路板元件和/或焊接点在随后的制造中的损坏，需要以更大的成本修复或更换它们。
发明内容
一方面提供了ー种电子组件，所述电子组件包括⑴印刷线路板；⑵底座；以及
(3)用于将印刷线路板固定到底座的紧固件，所述紧固件包括本体，所述本体被配置为穿过印刷线路板上的安装孔并与底座接合，所述紧固件还包括锥形头，所述锥形头被配置为接收传动器转矩，以及被进ー步配置为与安装孔的边缘接合并产生不断増加的摩擦转矩以抵消并最终平衡传动器转矩。另ー方面包括ー种用于将印刷线路组件的印刷线路板固定到底座的紧固件，包括(I)本体，被配置为穿过印刷线路板上的安装孔并与底座接合；以及(2)锥形头，被配置为接收传动器转矩，以及所述锥形头被进一歩配置为与安装孔的边缘接合并产生不断増加的摩擦转矩以抵消并最終平衡传动器转矩。还有一方面包括一种电子组件的制造方法，包括(I)将其中具有安装孔的印刷线路板定位在座上；(2)插入具有锥形头的紧固件，所述锥形头被配置为接收穿过安装孔的传动器，所述紧固件与底座接合；以及(3)传动紧固件直到锥形头顶住安装孔的边缘，所述锥形头与边缘接合并产生不断増加的摩擦转矩以抵消并最終平衡传动器的预定转矩。
现在结合附图，參考下文的描述，其中图I示出电子组件的一方面，显示一部分印刷线路板和连同紧固件的底座的截面图，所述紧固件用于将印刷线路板固定到底座；图2示出图I所示实施例的部分剖视图，其中紧固件的锥形头顶住装孔的边缘；图3示出的实例中，印刷线路板通过紧固件被固定到底座，所述紧固件是由螺母固定的螺栓；图4示出的实例中，印刷线路板安装在热转移器件上，所述热转移器件用于对安装在印刷线路板上的电子元件产生的热进行散热；图5示出的实例中，具有锥形头的紧固件用于将印刷线路板夹紧到电子器件的底座上；以及图6是示出制造电子组件的实施例的方法的流程图。
具体实施例方式已经发现经利用紧固件安装到底盘或散热片的印刷线路板能引起印刷线路板在紧固件附近翘曲或形成坑。由于紧固件在结构上比印刷线路板更刚性，因此已经确定的是，在紧固件拧紧到印刷线路板上时，在达到并停止紧固件传动器的转钜之前，印刷线路板以坑状方式翘曲。还发现，使用热材料(如填隙料)安装到加热板或散热片上的印刷线路板在紧固件附近特别容易形成坑。热材料通常是不可压缩但可变形的，因此在印刷线路板和加热板 或散热片之间的热材料层变形时，引起印刷线略板在紧固件附近弯曲。由于印刷线路板在紧固件附近的这种翘曲或形成坑，安装在紧固件区域的电子元件受到拉伸应变，并可能导致被损坏乃至失效。形成坑还可能损坏紧固件附近的焊接线。用于传动常规机械螺钉的转矩造成过度轴向载荷，并在施加此转矩时对印刷线路板加力，引起线路板翘曲或形成坑，或两者兼有。印刷线路板受到拉伸应变的区域中的元件和焊接点的失效，主要是在通过施加为使紧固件保持就位所需的转矩而拧紧紧固件时位于印刷线路板上的轴向载荷引起的。表面安装陶瓷电容器特别易受到拉伸应变损坏的影响。然而表面安装陶瓷电容器能承受压缩应变。目前，螺钉头下侧的摩擦转矩产生抵消和平衡机械螺钉上的传动转矩，所述摩擦转钜是轴向载荷在印刷线路板上的直接作用。在将印刷线路板与散热片附接以确保紧固件的相容安装时，可需要更高的转矩。需要两个表面之间的接触最小化界面处的热阻。因此，印刷线路板在散热片上的安装特别易受紧固件或多个紧固件附近产生的元件或焊接点失效的影响，原因是由于设置紧固件所需的传动器转矩，可能在印刷线路板上施加了过多的轴向力。所需的方法是达到抵消并最終平衡设置紧固件并停动传动器所必须的传动器转矩所需的摩擦转矩，既不增加紧固方法的印记，也不在印刷线路板上强加使得导致显著应变损坏附近元件的显著的轴向压缩载荷或冲击力。当然，紧固方法或紧固件还必须提供足够的保持力以保证印刷线路板安装到底盘或与散热片接触。首先參看图1，示出了电子组件100的一方面，表示一部分的印刷线路板110和底座120以及紧固件130的截面图，紧固件130将印刷线路板110固定到底座120上。紧固件130具有本体131，被配置为穿过印刷线路板110上的安装孔111并与底座120接合。在此使用的术语紧固件130包括螺钉、螺栓和其他带螺纹的紧固件130，以及其他任何类型的、可应用在此说明的紧固件130。在所示实施例中，紧固件130具有锥形头132，被配置成顶住安装孔111的边缘133。术语边缘133包括安装孔111的周向边。紧固件130还具有凹槽134，被配置为在将印刷线路板110固定到底座120上时接收传动紧固件130的传动器。用于本文目的的传动器类型为相关领域的技术人员所熟知，并且本文不再详述。根据下文描述，锥形头132的张角使锥形头132在印刷线路板110上产生径向力202和轴向カ203。在一个实施例中，径向カ202超过轴向力203。现在參看图2，示出图I所示实施例的一部分的剖视图，其中，紧固件130的锥形头132接合安装孔111的边缘133。在紧固件130的锥形头132接合安装孔111的边缘133吋，产生抵消传动器转矩并最終平衡预设的传动器转矩的摩擦力。来自安装孔111的圆周边缘133抵抗紧固件130的阻力引起法向或垂直于锥形头132的力(F) 201，所述カ(F) 201可被分解为径向力(F径向)202和轴向力(F轴向)203。紧固件的锥形头132具有张角204，使得为抵消并平衡传动器转矩而产生的増加的摩擦转矩，降低印刷线路板上的最终轴向力203。在一个实施例中，径向カ202超过轴向力203。在另ー个实施例中，张角204为大约25度。尽管示出的印刷线路板中安装孔111的边缘133是锐边133，但是相关领域技术人员将明白该边可以是具有类似结果的斜切边或圆角边。由于用于制造印刷线路板110的材料相当柔软，因此紧固件130传动入位时受到紧固件130锥形形状的作用，压カ可能引起安装孔111的边缘133的一部分斜切。
再次參见图1，示出的实施例显示紧固件130是机械螺钉。如图所示的机械螺钉经常用于将印刷线路板110固定到热转移器件120 (又称散热片)上，所述热转移器件120通常用于对元件140或多个元件140产生的热进行散热。当然，相关领域技术人员将意识到本文附图示出的各种实施例不是按比例绘制的，以及实际使用的螺钉域者紧固件130通常非常小。也就是说，张角204的大小主要根据固定紧固件130所需的传动器的大小而定。现在參见图3，示出了这样ー种实施例，其中印刷线路板110使用作为紧固件130的螺纹螺栓310被固定到底座120上，螺栓310由机械螺母320固定。显而易见的是，上文描述的与紧固件130的锥形头132相关的原理也同样适用于螺栓310的头部，以及用来将印刷线路板110附接到底座120的其他紧固件类型。现在參见图4，示出了印刷线路板110和底座120的实施例，其中底座120是散热片或热转移器件410。为了将印刷线路板上元件140的热有效地转移到热转移器件410，重要的是使印刷线路板110和热转移器件410之间的表面接触最大化。为了改进接触和随之而来的热转移，一些实施例包括夹在印刷线路板110和热转移器件410之间的热传导材料层。热传导材料相对而言不可压缩，并且如果紧固件130施加基本上轴向的力203，径向外延扩展，轴向减小，形成印刷线路板110必须符合的非平整几何形。非平整几何形可产生足够的压力，并压紧印刷线路板110，并可能引起元件140的明显损坏。所示实施例通过使用具有锥形头132的紧固件130，相对于轴向力203而言增加径向カ202，来缓和此问题。这样做的结果是减小总的轴向カ203，转而减小印刷线路板110上的应变。现在參见图5，示出的实例是具有锥形头132、用于将印刷线路板110拧紧到底座120上的紧固件130，底座120是电子器件的底盘500。在本实施例中，底盘500具有安装于其上的电子元件140。另ー方面，底盘500可支撑其他印刷线路板110，或者底盘实际可以是多个电子器件的支架。现在參见图6示出的是电子组件100实施例的制造方法600的流程图。方法从开始步骤610开始。在定位步骤620中，将具有安装孔111的印刷线路板110定位在底座120上。一方面，底座120是热转移器件410,而另一方面,底座是电子器件的底盘500。在插入紧固件的步骤630中，通过安装孔111插入具有锥形头132的紧固件130，锥形头132被配置为接收传动器。在底座与紧固件接合的步骤640中，紧固件130接合底座110。在ー个实施例中，锥形头132具有张角204，在锥形头顶住安装孔111的边缘133时，张角204被配置成产生超过轴向力203的径向カ202。在一个实施例中，张角为大约25度。一方面提供带螺纹的紧固件130。在传动紧固件的步骤650中，传动器被用于传动紧固件130直到锥形头132顶住安装孔111的边缘133，并且产生不断増加的摩擦转矩以抵消并最終平衡传动器的预设转矩。所述方法在结束步骤660结束。前述方法可应用于用户希望保证板状结构的紧密接触但不会在界面上引起限制法向力的满载转矩的任何地方。本申请所属领域技术人员应理解，可对所述实施例进行其他以及进一步的增加、 删除、替换和修改。
权利要求
1.一种电子组件，包括 包括安装孔的印刷线路板，所述安装孔包括边缘； 底座；以及 包括本体和锥形头的紧固件，所述紧固件被配置为将所述印刷线路板固定到所述底座，所述本体被配置为穿过所述印刷线路板上的所述安装孔并与所述底座可拆卸地接合，所述锥形头被配置为接收传动器转矩，并与所述安装孔的所述边缘拉合，并从而产生摩擦转矩以平衡所述传动器转矩。
2.如权利要求I所述的电子组件，其中，所述锥形头具有在所述印刷线路板上产生径向力和轴向力的张角，所述径向力超过所述轴向力。
3.如权利要求2所述的电子组件，其中，所述锥形头的所述张角在20-30度之间。
4.一种用于将印刷线路组件的印刷线路板固定到底座的紧固件，包括 本体，被配置为穿过所述印刷线路板上的安装孔并与所述底座接合；以及 锥形头，被配置为接收传动器转矩，所述锥形头被进一步配置为与所述安装孔的边缘接合并产生不断增加的摩擦转矩以平衡所述传动器转矩。
5.如权利要求4所述的紧固件，其中，所述锥形头具有在所述印刷线路板上引起径向力和轴向力的张角，所述径向力超过所述轴向力。
6.如权利要求5所述的紧固件，其中，所述锥形头的所述张角在20-30度之间。
7.一种电子组件的制造方法，包括 将其中包括安装孔的印刷线路板定位在底座上； 插入包括锥形头的紧固件，所述锥形头被配置为接收穿过所述安装孔的传动器； 将所述紧固件与所述底座接合； 传动所述紧固件直到所述锥形头顶住所述安装孔的边缘；以及 将所述边缘与所述锥形头接合，以产生摩擦转矩以平衡所述传动器的预定转矩。
8.如权利要求7所述的制造方法，其中，所述锥形头具有在所述印刷线路板上产生径向力和轴向力的张角，所述径向力超过所述轴向力。
9.如权利要求8所述的制造方法，其中，所述锥形头的所述张角在20-30度之间。
10.一种电子组件，包括 包括安装孔的印刷线路板，所述安装孔包括边缘； 底座；以及 包括本体和锥形头的紧固件，所述紧固件被配置为将所述印刷线路板固定到所述底座，所述本体被配置为穿过所述印刷线路板的所述安装孔并与所述底座可拆卸地接合，所述锥形头被配置为顶住所述边缘，所述锥形头的张角使得所述锥形头在所述印刷线路板上产生径向力和轴向力,所述径向力超过所述轴向力。
11.如权利要求10所述的电子组件，其中，所述锥形头的所述张角在20-30度之间。
全文摘要
本发明涉及用于印刷线路板组件的锥形头紧固件。一方面包括一种电子组件，包括(1)印刷线路板，(2)底座以及(3)用于将印刷线路板固定到底座的紧固件，所述紧固件包括本体，所述本体被配置为穿过印刷线路板上的安装孔并与底座接合，所述紧固件还包括锥形头，所述锥形头被配置为接收传动器转矩，以及被进一步配置为与安装孔的边缘接合并产生不断增加的摩擦转矩以抵消并最终平衡传动器转矩。
文档编号F16B5/02GK102858128SQ20121019548
公开日2013年1月2日 申请日期2012年5月7日 优先权日2011年7月1日
发明者小W·L·伍兹, K·A·莱切特, T·谢塔 申请人:世系动力公司