дискретный электронный компонент и способ его установки

Формула изобретения

1. Корпусной дискретный электронный компонент, содержащий силовую электронную схему, корпус или кожух (2), по существу, в форме параллелепипеда и контактные штыри (3), соединенные внутри корпуса с указанной электронной схемой и выступающие из корпуса (2) для электрического соединения с печатной платой (4), причем в корпусе (2) имеется теплорассеивающая головная часть (5), имеющий по меньшей мере одну поверхность, выведенную из корпуса (2) и лежащую в плоскости (Р), а указанные контактные штыри (3) выступают из корпуса (2) так, что их первый участок первоначально проходит параллельно указанной плоскости (Р), отличающийся тем, что за первым участком по меньшей мере в одном (7) из контактных штырей (3) имеется, по существу, П-образный изгиб, в котором (7с) перекладина буквы П расположена по касательной к указанной плоскости (Р).

2. Дискретный электронный компонент по п.1, отличающийся тем, что свободные концы контактных штырей (3) и указанного по меньшей мере одного контактного штыря (7) с П-образным изгибом проходят, по существу, перпендикулярно плоскости (Р) в противоположном направлении по отношению к головной части (5).

3. Дискретный электронный компонент по п.1, отличающийся тем, что головная часть (5) и указанный по меньшей мере один контактный штырь (7) связаны с промежуточной колодкой (9) для последующего соединения с тепловым радиатором.

4. Дискретный электронный компонент по п.1, отличающийся тем, что он содержит два контактных штыря (7, 8) с П-образным изгибом, причем головная часть (5) и указанные контактные штыри (7, 8) связаны с промежуточной колодкой (9) для последующего соединения с тепловым радиатором.

5. Дискретный электронный компонент по п.3, отличающийся тем, что указанное соединение выполнено пайкой с использованием паяльной пасты.

6. Дискретный электронный компонент по п.3, отличающийся тем, что по меньшей мере три компонента присоединены к одной промежуточной колодке (9) и расположены рядом друг с другом.

7. Способ установки дискретных электронных компонентов (1), выполненных по п.1, на печатных платах (4), отличающийся тем, что он включает следующие операции: предварительное размещение промежуточной колодки (9), имеющей первые контактные площадки (10), ограниченные в заданных положениях нанесенной на них паяльной пастой, форма каждой из которых соответствует форме головной части (5) указанного корпуса (2), и вторые контактные площадки (11), форма которых соответствует форме основания (7с) П-образного изгиба указанного по меньшей мере одного контактного штыря (7), размещение на указанной промежуточной колодке (9) дискретных компонентов (1), количество и порядок расположения которых соответствуют количеству и порядку расположения указанных первых (10) и вторых (11) контактных площадок, сборку с помощью автоматических сборочных машин узла из промежуточной колодки (9) и установленных на нем компонентов (1) и помещение их в печь для пайки оплавлением с получением в результате единого модульного элемента (14), установку модульных элементов (14) на соответствующем участке печатной платы (4) с помощью автоматических сборочных машин.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что указанные контактные площадки (10, 11) выполняют с возможностью размещения компонентов (1) рядом с контактными штырями, направленными в одну сторону.

9. Способ по п.7, отличающийся тем, что указанную паяльную пасту наносят на указанную промежуточную колодку (9) с использованием трафаретной печати.

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к дискретному электронному компоненту, например к выключателю электропитания. Кроме того, изобретение относится к соответствующему способу установки этого дискретного электронного компонента на печатной плате.

В последнее время использование таких дискретных электронных компонентов в печатных платах значительно возросло, причем такие компоненты являются надежными и ими легко управлять в различных приложениях.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Хорошо известно, что корпусные дискретные электронные компоненты в целом включают силовую электронную схему, собранную на небольшом металлическом каркасе, причем имеются электрические контактные штыри и защитный корпус или кожух, выполненный из изолирующей пластмассы, например из эпоксидной смолы. Контактные штыри выступают из корпуса и после установки этих дискретных электронных компонентов на печатной плате обеспечивают передачу электронных сигналов к токопроводящим дорожкам, имеющимся в самой печатной плате, и в обратном направлении.

Как известно, такие дискретные электронные компоненты характеризуются высокой рассеиваемой мощностью, и поэтому в них имеется интегральный теплоотводящий элемент. Этот элемент может включать, например, головную часть, связанную с дискретным электронным компонентом и внедренную в его пластмассовый корпус.

В процессе установки компонента на печатной плате во многих случаях головная часть оказывается с противоположной стороны печатной платы, что облегчает рассеяние тепла.

При проектирования печатной платы необходимо обратить внимание на то, где должны быть установлены эти дискретные электронные компоненты, и использовать некоторые решения, которые обеспечивают хорошую теплопроводность для передачи тепла и отвода рассеиваемой мощности.

Известно, что когда на одной печатной плате находятся много дискретных электронных компонентов, предпочтительно сгруппировать их все на одном участке и снабдить этот участок большим радиатором с ребрами.

Известно техническое решение, предусматривающее установку между радиатором с ребрами и головной частью каждого дискретного электронного компонента промежуточной колодки из электроизолирующего материала с хорошей теплопроводностью, например из оксида алюминия. Кроме того, эта колодка позволяет объединять в блоки по меньшей мере два или соседних дискретных компонента для совместной установки на печатной плате. Это объединение осуществляют с помощью средств фиксации, например зажимов и т.п.

Таким образом, в процессе установки необходимо разместить электронные компоненты на печатной плате, разместить колодки, установить зажимы, а затем разместить сверху радиатор с ребрами.

Хотя это техническое решение с некоторых точек зрения обладает преимуществами и по существу позволяет достичь требуемой цели, ему присущ следующий недостаток. Вышеописанную установку невозможно автоматизировать: фактически зажимы должны быть размещены оператором вручную, что приводит к значительным затратам времени и к увеличению стоимости готовой продукции.

Второе решение указанной технической задачи может включать крепление головных частей дискретных электронных компонентов к колодке посредством фиксирующего средства в виде металлической паяльной пасты и таким образом установку полученного компонента на печатной плате.

Это второе решение также не свободно от недостатков; а именно, как только головная часть каждого дискретного компонента установлена на колодке, всю конструкцию необходимо перенести в печь для пайки оплавлением. При такой фиксации головные части каждого дискретного электронного компонента могут повернуться и зафиксироваться на колодке в неправильном и/или смещенном положении. Это фактически делает всю операцию бесполезной, поскольку полученный компонент невозможно установить на печатной плате вследствие несоответствия между контактными штырями дискретных электронных компонентов и печатной платой.

Технической задачей, лежащей в основе настоящего изобретения, является создание дискретного электронного компонента, структурные и функциональные характеристики которого обеспечивают его удобную, быструю и однозначную установку на поддерживающей колодке для последующей установки вместе с другими компонентами на печатной плате, и в котором преодолены вышеперечисленные недостатки известных решений.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Идея, лежащая в основе настоящего изобретения, заключается в создании такого дискретного электронного компонента, который может быть без затруднения и с геометрической точностью присоединен к промежуточной колодке, что обеспечивает впоследствии быструю и удобную установку групп таких компонентов на печатной плате с использованием автоматического устройства, например манипулятора для захвата, транспортировки и установки деталей.

По сути, согласно настоящему изобретению каждый дискретный электронный компонент остается зафиксированным на промежуточной колодке также и в течение операции фиксации в печи для пайки оплавлением.

В рамках этой идеи указанная техническая задача решена созданием дискретного электронного компонента вышеописанного типа, отличающегося тем, что по меньшей мере в одном из указанных контактных штырей после его первой секции имеется по существу П-образный изгиб, в котором перекладина буквы П проходит по касательной к указанной плоскости.

Признаки и преимущества дискретного электронного компонента согласно настоящему изобретению и соответствующего способа его установки видны из последующего описания со ссылками на сопровождающие чертежи одного из вариантов выполнения настоящего изобретения, данного в качестве иллюстративного примера и не ограничивающего объема изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 схематично показан вид в перспективе дискретного электронного компонента, выполненного согласно настоящему изобретению;

на фиг.2 показан вид с перспективе с разделением деталей печатной платы с несколькими дискретными электронными компонентами и другими компонентами, например радиатором с ребрами;

на фиг.3 показан вид сверху промежуточной колодки, установленной между дискретными компонентами и радиатором с ребрами;

на фиг.4 показан вид спереди трех дискретных электронных компонентов, выполненных согласно настоящему изобретению и соединенных с промежуточной рассеивающей колодкой;

на фиг.5 показан вид сбоку компонентов, представленных на фиг.4;

на фиг.6 показан вид снизу компонентов, представленных на фиг.4.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Обратимся к описанию чертежей, в частности к фиг.1, на которой позицией 1 в целом схематично обозначен дискретный электронный компонент, выполненный согласно настоящему изобретению.

Дискретный электронный компонент 1 является по существу корпусным и содержит кожух или корпус 2, выполненный по существу в форме параллелепипеда, и несколько контактных штырей 3, выступающих по меньшей мере из одной боковой стороны 2а корпуса 2.

Более конкретно, компонент 1 содержит силовую электронную схему, установленную на небольшом металлическом каркасе (не показан, поскольку является общепринятым), в котором имеются электрическое контактные штыри 3, а тело 2 представляет собой защитный кожух, выполненный из диэлектрической пластмассы.

Штыри 3 предназначены для электрического соединения с электронной схемой на печатной плате 4, на которой имеются заданные токопроводящие дорожки, предназначенные для соединения с контактными штырями различных электронных компонентов.

Для наглядности на чертеже показаны три контактных штыря 3. Очевидно, что их может быть как больше трех, так и меньше.

В корпусе 2 имеется также элемент для отвода внутреннего тепла в виде головной части 5, связанной с небольшим опорным каркасом силовой электронной схемы и выведенной наверх из корпуса 2.

Ширина головной части 5 по существу равна ширине корпуса 2, а длина такова, что головная часть выступает за часть, противоположную боковой поверхности 2а, откуда выходят контактные штыри 3. Видимая поверхность головной части 5 лежит в плоскости Р и выведена из корпуса 2.

Контактные штыри 3, выступающие из боковой поверхности 2а, имеют первый участок, изначально проходящий параллельно плоскости Р.

Промежуточный контактный штырь 6 имеет стандартную конфигурацию по существу Г-образной формы и изначально выполнен как продолжение указанного первого участка параллельно плоскости Р, а дальше проходит перпендикулярно плоскости Р от части, противоположной головной части 5, причем длина его такова, что он контактирует с печатной платой 4.

В противоположность этому два внешних контактных штыря 7 и 8 после первого участка, проходящего параллельно плоскости Р, имеют П-образный изгиб, включающий два участка 7а, 8а и 7b, 8b неодинаковой длины.

Каждая секция 7а и 8а простирается вдоль головной части 5 перпендикулярно плоскости Р на такую длину, что перекладина 7с, 8с буквы П П-образного изгиба проходит по касательной к плоскости Р.

Напротив, оконечные участки 7b и 8b контактных штырей 7 и 8 имеют такую длину, которая позволяет им войти в контакт с печатной платой 4. По сути, свободные концы контактного штыря 6 и контактных штырей 7, 8 с П-образным изгибом проходят по существу перпендикулярно плоскости Р в противоположном направлении по отношению к головной части 5.

Для улучшения рассеяния внутреннего тепла используется промежуточная теплорассеивающая колодка 9, выполненная из металла с хорошей теплопроводностью, но относительно дешевого, например из алюминия.

Колодка 9 содержит первую контактную площадку 10, конфигурация которой соответствует конфигурации головной части 5 дискретного электронного компонента 1; а также вторую контактную площадку 11 и третью контактную площадку 12, конфигурация которых соответствует конфигурации оснований 7с и 8с двух внешних П-образных контактных штырей 7 и 8.

Далее, в первой колодке 9 запрессована витронитовая изолирующая опора, а площадки 10, 11 и 12 выполнены трафаретной печатью.

Первая площадка 10, а также вторая 11 и третья 13 площадки изготовлены трафаретной печатью с использованием паяльной или припойной пасты 13, которая обычно используется для пайки.

Очевидно, что эти операции выполняют перед автоматической установкой дискретного электронного компонента 1, которая облегчается благодаря его соответствующей форме, на колодке 9 и перенесением их в печь для пайки оплавлением.

В печи для пайки оплавлением головная часть 5 могла бы заставить все тело 2 "поплыть" по расплавленной пасте 13, однако присутствие дополнительных опор, образованных основаниями 7с и 8с внешних контактных штырей 7 и 8, предупреждает какое-либо вращение дискретного электронного компонента 1. Ситуация аналогична такой, при которой компонент 1 выровнен на столе на трех точках опоры, причем первая опора образована значительной долей головной части 5, а остальные точки или опорные ножки образованы изгибами П-образных контактных штырей 7 и 8.

Предпочтительно, чтобы три дискретных электронных компонента 1 были связаны, например, в данном примере с промежуточной колодкой 9 согласно заданной конфигурации и расположены рядом друг с другом, причем все контактные штыри обращены в одном направлении.

На выходе из печи для пайки оплавлением три дискретных электронных компонента 1 и промежуточная колодка 9 становятся единым модулем 14, предназначенным для установки на печатной плате 4.

При необходимости печатная плата 4 может содержать больше модулей 14.

Обычно после того, как модули 14 закреплены на печатной плате 4, на колодке 9 устанавливают радиатор 15 известного типа с ребрами.

Основное преимущество настоящего изобретения заключается в том, что дискретный электронный компонент 1, изготовленный вышеописанным способом, в результате оказывается заблокирован в заданном положении на промежуточной колодке 9 перед окончательной его установкой на печатной плате.

Кроме того, все контактные штыри 3 каждого дискретного электронного компонента 1, заблокированного на промежуточной колодке 9, в результате оказываются выровнены в требуемом положении.

Модуль 14, с которым можно обращаться как с обычным компонентом печатной платы 4, может быть установлен без каких-либо затруднений с помощью автоматизированной системы. Модули 14 могут даже подаваться конвейером в манипулятор для захвата, транспортировки и установки деталей, предназначенный для автоматизированной сборки компонентов на печатной плате.

Таким образом, предлагаемая система установки является простой, быстродействующей и дешевой.

Очевидно, что различные варианты, например дискретные электронные компоненты 1 с единственным контактным штырем, имеющим по существу U-образный изгиб, или с тремя или более контактными штырями, имеющими такой же изгиб, следует рассматривать как входящие в объем настоящего изобретения.