专利名称：具有隔离柱的多层电路板结构的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种具有隔离柱的多层电路板结构，尤其是一种以隔离柱螺纹配合各层电路板的多层电路板结构。
背景技术：
就一电路板而言，其表面所能配置的组件与连接线的数量是受到表面积的尺寸所限制。因此，随着组件数量的增加，相应必须增加电路板的尺寸以提供更多的空间容纳组件。然而，在增加电路板尺寸的同时，又会影响到产品的尺寸与设计，并对产品的轻薄化造成妨碍。为了解决这个问题，一个最简单的方法，就是将单一平面的电路板设计，延伸为双层、三层，甚至多层的电路板设计，以求在相同的平面空间下，提供更大的表面积以容纳组件。
参照图1，图1是一典型双层电路板结构的示意图，并且，该双层电路板结构是使用于液晶电视与液晶显示器之中。如图中所示，下层电路板20是放置于一底座10(通常即液晶显示器的外壳)上，而上层电路板30是放置于下层电路板20的上方。在下层电路板20与上层电路板30之间具有三个以上的隔离柱40以支撑上层电路板30，并且维持上下层电路板30与20的间隔，藉以将上下层电路板30与20一并固定于底座10之上。
如图2所示，在隔离柱的下端面40a具有一向下延伸的螺丝结构42，而在底座10上具有一相对应的螺丝锁孔12。该螺丝结构42是穿过位于下层电路板20上的穿孔22并锁定于螺丝锁孔12中，以将下层电路板20固定于隔离柱下端面40a与底座10之间。此外，隔离柱的上端面40b具有一向内凹陷的螺丝孔44，而该螺丝孔44是对应至一制作于上层电路板30的穿孔32。因此，一配合该螺丝孔44的螺丝50可穿过上层电路板30，锁定于螺丝孔44之中，以将上层电路板30锁固于隔离柱的上端面40b。由此可知，隔离柱40除了可以将上下层电路板30与20固定于底座10上以形成一稳固的双层电路板结构，亦可避免上层电路板30压迫至下层电路板20，以防止制作于下层电路板20上的电路与组件受到损害，同时，还提供制作于下层电路板20上的组件适当的散热空间。
值得注意的是，在图2的典型隔离柱40设计中，螺丝结构42与螺丝孔44是具有相同的螺丝规格(即螺纹的形状、外径、内径与牙距(Pitch))，换言之，螺丝结构42与螺丝孔44是可以直接螺纹配合在一起。一般而言，若是螺丝的规格不同，旋松螺丝所需要的力矩亦不同。参照图3所示，当螺丝锁固于螺母中，螺丝与螺母的啮合面A产生静摩擦力为F，而此静摩擦力F的大小是与螺丝与螺母的材料以及作用于该啮合面A的正向力(未图示)相关。在相同材料以及一致锁定状态的条件下，不同规格螺丝的啮合面是产生相同大小的静摩擦力F。在此情况下，旋松螺丝所需要施以的力矩T必须足以克服静摩擦力F所提供的力矩，换言之，该力矩T至少必须大于静摩擦力F与螺丝半径r的相乘积。由此可知，螺丝的半径r越大，旋松螺丝所需要施加的力矩T也越大。而图2中隔离柱40的螺丝结构42与螺丝孔44由于具有相同的螺丝规格，将螺丝50旋出螺丝孔44所需要的力矩也就等同于将螺丝结构42旋出螺丝锁孔12所需要的力矩。
一般而言，在放松隔离柱以拆解多层电路板时，外加力矩是施加于螺丝上。又，为了达到由上而下依序拆解该多层电路板结构的目的，必须确保该外加力矩可将螺丝旋出螺丝孔，又不致影响螺丝结构与螺丝锁孔的锁定状态。换言之，即必须确保螺丝旋出螺丝孔所需的力矩是小于将螺丝结构旋出螺丝锁孔所需力矩。然而，由于图2的隔离柱40的螺丝结构42与螺丝孔44是具有相同的螺丝规格，导致将螺丝50旋出螺丝孔44所需要的力矩等同于将螺丝结构42旋出螺丝锁孔12所需要的力矩，也即无法确保在拆解的过程中，螺丝50是首先被旋松。换言之，即有可能因旋松螺丝50所需的力矩大于旋松螺丝结构42所需的力矩，而导致隔离柱40的松脱。又，隔离柱40的松脱将导致螺丝50拆解的困难，同时，亦将导致下层电路板20脱离底座10，而对拆解多层电路板结构的过程造成妨碍，甚至提高电路板20与30受损伤的可能性。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提出一种隔离柱的设计，以避免在拆解多层电路板结构的过程中，由于隔离柱的螺丝结构首先被旋松所产生的困扰。
本实用新型的主要目的是提供一种用于液晶显示器的多层电路板结构，可以方便拆解，同时避免拆解过程中对各层电路板造成损伤。
本实用新型的多层电路板包括一底座、一下层电路板、一上层电路板与多个隔离柱。其中，下层电路板是位于底座之上，上层电路板是位于下层电路板的上方，而隔离柱是竖立于下层电路板的上表面以支撑上层电路板。在隔离柱的下端面具有一向下延伸的螺丝结构贯穿下层电路板，并锁定于底座以固定下层电路板。在隔离柱的上端面具有一向内凹陷的螺丝孔，以配合一贯穿上层电路板的螺丝锁固上层电路板。前述螺丝结构的直径是大于螺丝孔的孔径，使将隔离柱旋出底座所需的力矩大于将螺丝旋出螺丝孔所需的力矩。
关于本实用新型的优点与精神可以通过以下的实用新型详述及所附的附图得到进一步的了解。
图1是一使用于液晶电视与液晶显示器的典型双层电路板结构的示意图。
图2是一典型隔离柱的示意图。
图3A和图3B图是一典型螺丝与螺母的锁定关系的示意图，而图3B图是对应于图3A图的俯视图。
图4是本实用新型多层电路板结构一优选实施例的示意图。
图5是本实用新型多层电路板结构另一实施例的示意图。
图6是本实用新型隔离柱设计一优选实施例的示意图。
图7是本实用新型隔离柱设计另一实施例的示意图。
图8是本实用新型隔离柱设计又一实施例的示意图。
图9显示外界透过螺丝施加于隔离柱的力矩对应于螺丝拆解过程的关系图。
附图图号说明底座10，110，210，310，410下层电路板20，120上层电路板30，130 隔离柱40，140，240，340，440螺丝50，150，250，450 穿孔22，32，122，132螺丝锁孔12，112，212 螺丝孔44，144，244
螺丝结构42，142，242 电路板220，320，420第一螺丝结构342，412 第二螺丝结构344第一螺丝孔312，442第二螺丝孔444螺帽350具体实施方式
参照图4，图4是本实用新型的多层电路板结构一优选实施例的示意图。该多层电路板结构包括一底座110、一下层电路板120、一上层电路板130与多个隔离柱140。下层电路板120是迭合于底座110上，上层电路板130是位于下层电路板120的上方，而多个隔离柱140是竖立于下层电路板120的上表面以支撑上层电路板130。
同时如图5所示，在隔离柱的下端面140a具有一向下延伸的螺丝结构142，而在底座110上具有一相对应的螺丝锁孔112。该螺丝结构142是穿过下层电路板120并锁定于螺丝锁孔112中，以固定下层电路板120于隔离柱下端面140a与底座110之间。此外，隔离柱的上端面140b具有一向内凹陷的螺丝孔144，搭配一贯穿上层电路板130的螺丝150，以将上层电路板130锁固于隔离柱的上端面140b。由此可知，隔离柱140除了可以将上下层电路板130与120固定于底座110上以形成一稳固的双层电路板结构，还可避免上层电路板130压迫下层电路板120，以防止下层电路板120上的电路与组件受到损害，同时，并提供制作于下层电路板120上的组件适当的散热空间。
一般而言，为了确保组装或拆解过程的便利性，在下层电路板120与上层电路板130上是预先制作有穿孔122与132，分别对应至前述螺丝结构142与螺丝150。借此，螺丝结构142可以穿过穿孔122由下层电路板120的上方延伸至底座110，以锁入螺丝锁孔112之中。同时，螺丝150也可穿过穿孔132由上层电路板130的上方延伸至位于其下方的螺丝孔144内。此外，为固定下层电路板120于底座110与隔离柱下端面140a之间，隔离柱下端面140a的尺寸必须大于穿孔122的尺寸。而为了使上层电路板130可以固定于隔离柱的上端面140b，隔离柱上端面140b的尺寸亦必须大于穿孔132的尺寸。
在上述图4的实施例中，下层电路板120是直接放置于底座110上方，而在下层电路板120上再装置隔离柱140以支撑上层电路板130。然而，为了提供下层电路板130更好的散热效果，而在下层电路板130的下表面制作有电路与组件。参照图5所示，隔离柱240亦可直接组装并竖立于底座210上，而电路板220是透过一螺丝250锁固于隔离柱的上端面240b。借此，电路板220与底座210之间是维持有一定的距离，提供电路板220向下散热的可能性，同时，还避免制作于电路板220下表面的电路组件与底座210相接触而受到干扰。
参照图6，图6是本实用新型隔离柱140设计一优选实施例的示意图。如图中所示，螺丝结构142的直径是大于螺丝孔144的孔径。换言之，螺丝结构142所对应的螺丝锁孔112的孔径是大于螺丝孔144的孔径，而螺丝结构142的半径是大于螺纹配合于螺丝孔144的螺丝150的半径。同时如参照图3所示，在相同的螺纹设计条件下，随着螺丝半径增加，螺丝与螺母的啮合面A与螺丝旋转中心的距离r也相应增加，因而导致旋松螺丝所需要施加的力矩T上升。因此，在螺丝结构142与螺丝150的螺纹是具有相同的倾斜角与形状的情况下，由于本实用新型中，螺丝锁孔112的孔径是大于螺丝孔144的孔径，因此，将隔离柱140旋出底座110所需的力矩是大于将螺丝150旋出螺丝孔144所需的力矩。
参照图7，图7是本实用新型隔离柱340设计另一实施例的示意图。如图中所示，隔离柱的下端面340a具有一向下延伸的第一螺丝结构342，而隔离柱的上端面340b具有一向上延伸的第二螺丝结构344，并且，第一螺丝结构342的直径是大于第二螺丝结构344的直径。此外，在底座310上是具有一第一螺丝孔312，配合第一螺丝结构342以锁固隔离柱340，同时，一螺帽350是配合第二螺丝结构344，以固定电路板320于隔离柱的上端面340b。
参照图8，图8是本实用新型隔离柱440设计又一实施例的示意图。如图中所示，隔离柱的下端面440a具有一向内凹陷的第一螺丝孔442，而隔离柱的上端面440b具有一向内凹陷的第二螺丝孔444，并且，第一螺丝孔442的孔径是大于第二螺丝孔444的孔径。配合该隔离柱440，在底座410上是具有一第一螺丝结构412以锁定于第一螺丝孔442之中，同时，一螺丝450是锁定于第二螺丝孔444之中，以固定电路板420于隔离柱的上端面440b。
参照图9，图中显示在拆解图6用于多层电路板的隔离柱140时，外界透过螺丝150施加于隔离柱140的力矩随着拆解过程的变化关系。图中虚线T1是表示将隔离柱140旋出底座110所需要的力矩，虚线T2是表示将螺丝150旋出螺丝孔144所需要的力矩。
如图9所示，当外界透过螺丝150施加于隔离柱140的力矩等同于将螺丝150旋出螺丝孔144所需的力矩(即T2)时，螺丝150与螺丝孔144之间开始产生相对运动，同时，螺丝150与螺丝孔144的啮合面由静摩擦状态转换为动摩擦状态，因此，外界透过螺丝150施加于隔离柱140的力矩值，由静摩擦状态下的T2陡降为动摩擦状态下的T3(该力矩值的变化，是对应于螺丝150与螺丝孔144的啮合面的静摩擦系数与动摩擦系数的变化)。在假定施加于隔离柱140的力矩可完全传递至螺丝结构142与螺丝锁孔112的啮合面，施加于螺丝结构的力矩值亦随的降到T3。换言之，即便外界施加于螺丝150的力矩不断提高，施加于螺丝结构142的力矩值也完全没有提高到T1的可能。
由此可知，只要确保隔离柱140旋出底座110所需的力矩T1是大于螺丝150旋出螺丝孔144所需的力矩T2，即可确保施加于螺丝结构142的力矩值，必定小于将隔离柱140旋出底座110所需要的力矩值T1。换言之，可确保依螺丝150、上层电路板130、隔离柱140与下层电路板120的顺序，由上而下层层拆解该多层电路板结构。
一般而言，为了避免在锁定多层电路板结构的过程中，对各层电路板造成伤害，隔离柱与螺丝可以使用高分子材料或是软质金属(如铜)作为材料。而在进一步考量隔离柱的支撑效果的情况下，铜金属又优于高分子材料。此外，虽然前述实施例是针对多层电路板结构进行说明，该隔离柱结构并不仅限应用于多层电路板结构，一般的板块构件也可使用本实用新型的隔离柱进行组装，以形成多层板块结构。
与传统的多层电路板结构相比，本实用新型的多层电路板结构具有下列优点一、如图4所示，本实用新型的多层电路板结构并不需要增加额外的组件，即可确保多层电路板结构的拆解顺序，提供拆解过程的便利性。因此，可以提高受损电路板组件的更换效率，亦即节省维修所需要的时间成本。
二、如图4所示，本实用新型的多层电路板结构可确保在拆解上层电路板130时，不致旋松隔离柱140，因此，若需要更换上层电路板130以扩充或是变更电路的功能，仅须旋松螺丝150即可更换。反之，如图1所示，传统的多层电路板结构在拆解过程中，容易造成下层电路板20松动，而必须付出额外的时间与劳力以锁固下层电路板20。
以上所述是利用优选实施例详细说明本实用新型，而非限制本实用新型的范围，而且本技术领域的普通人员都非常清楚，适当而作些微的改变及调整，仍将不失本实用新型的要义所在，也不脱离本实用新型的精神和范围。
权利要求1.一种多层板块结构，其特征在于包括一底座；一位于该底座之上的下层板块；一位于该下层板块的上方的上层板块；以及多个隔离柱，所述多个隔离柱分别竖立于该下层板块上以支撑该上层板块，该隔离柱的下端面具有一向下延伸的螺丝结构贯穿该下层板块，以锁固该下层板块于该底座上，并且，该隔离柱的上端面具有一向内凹陷的螺丝孔，配合一贯穿该上层板块的螺丝以锁固该上层板块；该螺丝结构的直径是大于该螺丝孔的孔径，使将该隔离柱旋出该底座所需的力矩大于将该螺丝旋出该螺丝孔所需的力矩。
2.如权利要求1的多层板块结构，其特征在于该隔离柱中，该螺丝结构的外螺纹与螺丝孔的内螺纹是具有相同的倾斜角。
3.如权利要求1的多层板块结构，其特征在于该隔离柱中，该螺丝结构的外螺纹与螺丝孔的内螺纹是具有相同的螺纹形状。
4.如权利要求1的多层板块结构，其特征在于该上层板块是一电路板。
5.如权利要求1的多层板块结构，其特征在于该下层板块是一电路板。
6.如权利要求1的多层板块结构，其特征在于该隔离柱是以铜为材料。
7.一种用于液晶显示器的多层电路板结构，其特征在于包括一底座；一位于该底座之上的下层电路板；一位于该下层电路板的上方的上层电路板；以及多个隔离柱，所述多个隔离柱分别竖立于该下层电路板上以支撑该上层电路板，该隔离柱的下端面具有一向下延伸的螺丝结构贯穿该下层电路板并锁定于该底座上，以固定该下层电路板，并且，该隔离柱的上端面具有一向内凹陷的螺丝孔，配合一贯穿该上层电路板的螺丝以锁固该上层电路板；该螺丝结构的直径是大于该螺丝孔的孔径，使将该隔离柱旋出该底座所需的力矩大于将该螺丝旋出该螺丝孔。
8.如权利要求7的多层电路板结构，其特征在于该隔离柱中，该螺丝结构的外螺纹与螺丝孔的内螺纹是具有相同的倾斜角。
9.如权利要求7的多层电路板结构，其特征在于该隔离柱中，该螺丝结构的外螺纹与螺丝孔的内螺纹是具有相同的螺纹形状。
10.如权利要求7的多层电路板结构，其特征在于该隔离柱是以铜为材料。
11.一种隔离柱，该隔离柱搭配螺丝以锁固多层电路板于一底座上，其特征在于该隔离柱包括一柱状主体，其上端面具有一向内凹陷的螺丝孔，以配合该螺丝锁固电路板；以及一螺丝结构，该螺丝结构由该柱状主体的下端面向下延伸，以锁固另一电路板于底座上；该螺丝孔的直径是小于该螺丝结构的直径，使将该螺丝结构旋出该底座所需的力矩大于将该螺丝旋出该螺丝孔。
12.如权利要求11的隔离柱，其特征在于该柱状主体的螺丝孔与该螺丝结构是具有相同的倾斜角。
13.如权利要求11的隔离柱，其特征在于该柱状主体的螺丝孔与该螺丝结构是具有相同的螺纹形状。
14.如权利要求11的隔离柱，是以铜为材料。
15.一种隔离柱，该隔离柱用以支撑一第一板块，并利用一第三螺纹配合装置及一第四螺纹配合装置将该第一板块锁固于一第二板块上方，其特征在于该隔离柱包括一柱状主体，该柱状主体竖立于该第二板块上，用以支撑该第一板块；一第一螺纹配合装置，该第一螺纹配合装置位于该柱状主体的上端面，搭配该第三螺纹配合装置以锁固该第一板块于该柱状主体的上端面；以及一第二螺纹配合装置，该第二螺纹配合装置位于该柱状主体的下端面，搭配位于该第二板块的该第四螺纹配合装置以将该隔离柱固定于该第二板块上；该第一螺纹配合装置的螺丝直径是小于该第二螺纹配合装置的螺丝直径，使旋松该第三螺纹配合装置所需的力矩小于旋松该第二螺纹配合装置所需的力矩。
16.如权利要求15的隔离柱，其特征在于该第一螺纹配合装置是一螺丝孔，而该第三螺纹配合装置是一螺丝。
17.如权利要求15的隔离柱，其特征在于该第一螺纹配合装置是一螺丝，而该第三螺纹配合装置是一螺帽。
18.如权利要求15的隔离柱，其特征在于该第二螺纹配合装置是一螺丝，而该第四螺纹配合装置是一螺丝孔。
19.如权利要求15的隔离柱，其特征在于该第二螺纹配合装置是一螺丝孔，而该第四螺纹配合装置是一螺丝。
20.如权利要求15的隔离柱，其特征在于该第一螺纹配合装置与该第二螺纹配合装置是具有相同的倾斜角。
21.如权利要求15的隔离柱，其特征在于该第一螺纹配合装置与该第二螺纹配合装置是具有相同的螺纹形状。
22.如权利要求15的隔离柱，是以铜为材料。
23.一种用于液晶显示器的电路板结构，其特征在于包括一底座；一位于该底座的上方的第一电路板；以及多个隔离柱，所述多个隔离柱分别竖立于该底座上以支撑该第一电路板，该隔离柱的下端面具有一向下延伸的螺丝结构锁定于该底座上，并且，该隔离柱的上端面具有一向内凹陷的螺丝孔，配合一贯穿该第一电路板的螺丝以锁固该第一电路板；该螺丝结构的直径是大于该螺丝孔的孔径，使将该隔离柱旋出该底座所需的力矩大于将该螺丝旋出该螺丝孔。
24.如权利要求23的电路板结构，其特征在于还包括一位于该第一电路板与该底座之间的第二电路板，该第二电路板具有至少一个穿孔，而该螺丝结构穿过该穿孔以将该第二电路板固定于该隔离柱的下端面与该底座之间。
25.如权利要求23的多层电路板结构，其特征在于在该隔离柱中，该螺丝结构的外螺纹与螺丝孔的内螺纹是具有相同的倾斜角。
26.如权利要求23的多层电路板结构，其特征在于在该隔离柱中，该螺丝结构的外螺纹与螺丝孔的内螺纹是具有相同的螺纹形状。
27.如权利要求23的多层电路板结构，其特征在于该隔离柱是以铜为材料。
专利摘要一种多层电路板包括一底座、一下层电路板、一上层电路板与多个隔离柱。下层电路板是位于底座上，上层电路板是位于下层电路板上，而隔离柱是竖立于下层电路板上以支撑上层电路板。隔离柱的下端面具有一向下延伸的螺丝结构贯穿下层电路板，而上端面具有一向内凹陷的螺丝孔，配合一螺丝以锁固上层电路板。并且，螺丝结构的直径是大于螺丝孔的孔径，使将隔离柱旋出底座所需的力矩大于将螺丝旋出螺丝孔所需的力矩。
文档编号H05K1/14GK2689651SQ20042000124
公开日2005年3月30日 申请日期2004年1月30日 优先权日2004年1月30日
发明者宋立夫, 苏文晖 申请人:明基电通股份有限公司