表面贴装技术端子管座和向印刷电路板提供电连接的方法与流程

1.以下涉及表面贴装技术端子管座(surface mount technology terminal header)和向印刷电路板提供电连接的方法。
2.背景
3.端子管座可以用于在多个印刷电路板(pcb)之间提供电连接。这种pcb间连接(inter-pcb connection)可以用于例如电动交通工具(ev)或混合电动交通工具(hev)的车载充电器(obc)中，该车载充电器具有高压(hv)电源系统，诸如具有60伏或更高(包括例如300伏或400伏)的电压的操作电压的电源系统。pcb间连接也可以用于任何其他具有多个pcb的应用或产品(包括具有hv电源连接处的应用或产品)中。
4.在这方面，表面贴装技术(smt)端子管座可以用于涉及一个或更多个绝缘金属基板(ims)pcb的这种pcb间连接。在ims pcb中，一侧可以包括导电铝板或基板并且另一侧包括不导电的绝缘层，并且通孔技术(tht，through hole technology)部件是不可能的。然而，可获得的smt端子管座只有信号端子。因此，在pcb之间出现高电流的情况下，每个电源连接处将使用两个或更多个端子。在这方面，一些端子不能使用，因为在hv应用中不能确保它们之间的安全距离。此外，现有端子的标准高度导致pcb间距很大，从而限制了减少产品体积的能力。更进一步，由于在这种应用中使用大量的端子，通过将一个pcb上的端子盲插到另一个pcb上的配合端子或连接器中来组装或连接pcb是复杂的。
5.因此，存在这样一种需要，即对改进的smt端子管座和用于向pcb提供电连接(诸如，例如hv产品、应用或系统中的pcb间连接)的方法的需要。这种改进的smt端子管座和用于向pcb提供电连接的方法将解决、消除、处理、减少或减轻与可获得的smt端子管座相关联的上述问题。
6.概述
7.根据本文描述的一个非限制性示例性实施例，提供了一种表面贴装技术(smt)端子管座，用于向第一印刷电路板(pcb)提供电连接。smt端子管座包括：多个第一导电连接器元件，每个第一导电连接器元件具有基座，该基座被配置用于表面贴装附接到第一pcb；以及绝缘壳体，该绝缘壳体包括多个单元和固定构件，该固定构件被配置为将壳体附接到第一pcb。多个单元中的每一个被配置为至少部分地容纳多个第一导电连接器元件中的一个。第一导电连接器元件中的每一个包括位置保证构件，该位置保证构件被配置为将第一导电连接器元件附接到绝缘壳体的多个单元中的至少一个。
8.根据本文描述的另一个非限制性示例性实施例，提供了一种表面贴装技术(smt)端子管座，用于向第一印刷电路板(pcb)提供电连接。smt端子管座包括：多个第一导电连接器元件，每个第一导电连接器元件被配置用于表面贴装附接到第一pcb；以及绝缘壳体，该绝缘壳体包括多个单元，并被配置用于附接到第一pcb。多个单元中的每一个被配置为至少部分地容纳多个第一导电连接器元件中的单个。第一导电连接器元件中的每一个包括位置保证构件，该位置保证构件被配置为将第一导电连接器元件附接到绝缘壳体的多个单元中的至少一个。
9.根据本文描述的又一非限制性示例性实施例，提供了用于经由端子管座向第一印刷电路板(pcb)提供电连接的表面贴装技术(smt)方法，端子管座包括(i)多个第一导电连接器元件，多个第一导电连接器元件中的每一个包括位置保证构件和基座，以及(ii)包括多个单元和固定构件的绝缘壳体。该方法包括将多个第一导电连接器元件中的每一个的位置保证构件附接到绝缘壳体的多个单元中的一个的一部分。该方法还包括在将多个第一导电连接器元件中的每一个的位置保证构件附接到绝缘壳体的多个单元中的一个的一部分之后，将绝缘壳体的固定构件附接到第一pcb。该方法还进一步包括在将绝缘壳体的固定构件附接到第一pcb之后，通过smt将多个第一导电连接器元件中的每一个的基座附接到第一pcb。
10.smt端子管座和用于为印刷电路板提供电连接的方法的这些和其他非限制性示例性实施例的详细描述连同附图在下面阐述。
11.附图简述
12.图1是被配置用于连接到另一个印刷电路板(pcb)的pcb的透视图；
13.图2是根据本公开的一个非限制性示例性实施例的用于向印刷电路板(pcb)提供电连接的表面贴装技术(smt)端子管座的部分分解透视图；
14.图3是根据本公开的一个非限制性示例性实施例的用于在用于向印刷电路板(pcb)提供电连接的表面贴装技术(smt)端子管座中使用的示例性非限制性导电连接器元件的透视图；以及
15.图4是根据本公开的一个非限制性示例性实施例的用于向印刷电路板(pcb)提供电连接的表面贴装技术(smt)端子管座的横截面视图。
16.详细描述
17.根据需要，本文公开了详细的非限制性实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是示例性的，并且可以采取多种形式和可替代的形式。附图不一定是按比例的，并且特征可能被放大或缩至最小以示出特定的部件、元素、特征、物品、构件、零件、部分或类似物的细节。因此，本文公开的特定结构和功能细节不应被解释为以任何方式限制，而仅仅作为用于教导本领域中的技术人员的代表性基础。
18.参考附图，将提供用于向印刷电路板(pcb)提供电连接的表面贴装技术(smt)端子管座和smt方法的非限制性示例性实施例的更详细描述。为了易于说明和便于理解，在所有附图中，对于相似的部件和特征，在本文中可以使用相似的参考数字，但是参考数字不应被解释为以任何方式进行限制。
19.如前所述，端子管座可以用于提供pcb间电连接，诸如，在例如用于具有hv电源系统的ev或hev的obc中。smt端子管座可以用于涉及一个或更多个ims pcb的pcb间连接，在ims pcb中，tht部件是不可能的。然而，可获得的smt端子管座只有信号端子。因此，在pcb之间出现高电流的情况下，每个电源连接处使用两个或更多个端子，并且一些端子不能使用，因为在hv应用中不能确保它们之间的安全距离。现有端子的标准高度还导致pcb间距很大，从而限制了减少产品体积的能力。由于在这种应用中使用大量的端子，通过将一个pcb上的端子盲插到另一个pcb上的配合端子或连接器中来组装或连接pcb仍是复杂的。因此，存在这样一种需要，即对改进的smt端子管座和用于向pcb提供电连接(诸如，例如hv产品、应用或系统中的pcb间连接)的方法的需要。
20.现在参考图1，示出了组件10的透视图，组件10包括pcb 12，该pcb12被配置用于连接到另一个pcb(未示出)。在这点上，pcb 12可以包括绝缘金属基板(ims)pcb，并且可以具有任何数量或类型的电气或电子部件14，该电气或电子部件14附接或贴装到pcb 12的表面或集成在pcb 12中，且包括导电线、贯穿孔(via)、迹线(trace)、焊盘(pad)、岛状物(island)或类似物(未示出)。这种部件14可以是表面贴装技术(smt)部件或表面贴装件(surface mount)或表面贴装设备，并且可以通过焊料附接或贴装到pcb 12的表面。
21.pcb 12也可以具有附接或贴装到pcb 12的表面的任何数量的端子16。这种端子16可以采取如图1所示的引脚的形式，端子16可以被配置为与导电连接器元件(诸如附接到另一个pcb(未示出)的表面的插座(未示出))配合。在这点上，将端子引脚16插入到附接到这种其他pcb(未示出)的如此配合的母联接器(female connector)(未示出)中在pcb 12和这种其他pcb(未示出)之间产生、建立或提供了pcb间电连接。很明显的是，包括pcb 12和端子16的这种组件10遭受到与本文之前描述的可获得的端子管座相关联的问题。
22.现在参考图2，示出了根据本公开的一个非限制性示例性实施例的用于向pcb 12提供电连接的smt端子管座18的部分分解透视图。在这点上，pcb 12可以再次包括ims pcb，并且可以具有任何数量或类型的电气或电子部件(未示出)，该电气或电子部件附接或贴装到pcb 12的表面或集成在pcb 12中，且包括导电线、贯穿孔、迹线、焊盘、岛状物或类似物(未示出)。
23.如图2中所见，端子管座18可以包括绝缘壳体20，其可以例如包括塑料材料。壳体20可以包括多个单元22以及一个或更多个固定构件24。固定构件24中的每一个可以被配置为将壳体20附接到pcb 12或者用于壳体20到pcb 12的附接。端子管座18还可以包括多个第一导电连接器元件，诸如端子26。
24.在这点上，图3示出了根据本公开的一个非限制性示例性实施例的用于在用于向pcb 12提供电连接的smt端子管座18中使用的示例性非限制性导电连接器元件的透视图。如图3中所见，并继续参考图2，每个端子26可以包括基座28，基座28可以被配置为附接到表面或者用于端子26到pcb 12的表面贴装附接(诸如通过焊接)。在这点上，在将端子26焊接到pcb 12之前，固定构件24提供、允许或实现了端子管座组件18在pcb 12上的适当位置中的初始固定。
25.仍然参考图2和图3，多个单元22中的每一个可以被配置为至少部分地容纳多个第一导电连接器元件中的一个，诸如端子26。第一导电连接器元件26中的每一个可以包括一个或更多个位置保证构件，诸如钉状物(nail)30，其可以被配置为将第一导电连接器元件26附接到绝缘壳体20的多个单元22中的至少一个或用于第一导电连接器元件26到绝缘壳体20的多个单元22中的至少一个的附接。如前所述，pcb 12可以包括ims，并且在这方面，多个第一导电连接器元件26中的每一个的基座28可以被配置用于表面贴装技术(smt)附接或贴装到pcb 12，诸如通过焊接，因为只有smt部件可以与ims pcb 12一起使用。
26.图4示出了根据本公开的一个非限制性示例性实施例的端子管座18的横截面视图，该端子管座18包括用于向pcb 12提供电连接的绝缘壳体20。如图4中所见，并继续参考图2和图3，绝缘壳体20的多个单元22中的每一个可以包括框架23，该框架23可以被配置为至少部分地包围多个第一导电连接器元件26中的单个。
27.此外，多个第一导电连接器元件26中的每一个的位置保证构件30可以包括一个或
更多个钉状物，这些钉状物将被嵌入或钉入绝缘壳体20的多个单元22中的一个的框架23中。在这方面，当被嵌入或钉入多个单元22的框架中时，端子26的钉状物30保证端子26的正确位置。
28.还进一步，端子26的接头片(tab)或插片(blade)31可以相对于图1所示的端子引脚16的高度具有降低的高度。更具体地，端子引脚16可以具有12.5毫米的高度，而端子26的接头片或插片31可以设置有11毫米的高度，从而提供1.5毫米或12％的高度降低。这种高度的降低减小了pcb间连接距离，并有助于减小任何产品的其中端子管座18可以采用或利用的体积。然而，应该注意的是，端子26可以设置有任何合适的高度，诸如在11毫米和13毫米之间的高度，或者在该范围之外的任何可替代的合适的高度。
29.如之前结合图2所述的以及图4中所见的，每个端子26可以包括基座28，基座28可以被配置为将端子26附接到pcb 12或用于端子26到pcb 12的附接。再一次，pcb 12可以包括ims，该ims可以包括导电金属层27(诸如铝)和不导电的绝缘层29。
30.如图2和图4中所见，多个第一导电连接器元件26中的每一个可以被配置为与第二导电连接器元件32配合。每个第二导电连接器元件32可以被附接到或配置用于附接到另一个pcb 34。结果，可以通过将第一导电连接器元件26连接到第二导电连接器元件32来提供、创建或建立pcb 12和pcb 34之间的电连接。
31.更具体地，如图4中最佳看见的，第二导电连接器元件32可以包括或设置有压配合特征(press-fit feature)36，压配合特征36可以被配置为通过插入到形成在pcb 34中的导电贯穿孔(未示出)中来将第二导电连接器元件32附接到pcb 34。可替代地，第二导电连接器元件32可以以任何其他已知的方式(诸如，例如利用焊料进行表面贴装)来附接到pcb 34。
32.仍然参考图2-图4，如前所述，多个第一导电连接器元件26中的每一个可以包括接头片或插片31。第二导电连接器元件32中的每一个可以被配置为接纳多个第一导电连接器元件26中的一个的接头片或插片31。如图4中最佳看见的，第一导电连接器元件26的接头片或插片31可以插入到第二导电连接器元件32中或被第二导电连接器元件32接纳。在这点上，第二导电连接器元件32可以设置有弹性或柔性特征38，该弹性或柔性特征38可以被配置为保持与接头片或插片31的物理接触，从而在第一导电连接器元件26和第二导电连接器元件32之间提供电连接。
33.此外，包括框架23的绝缘壳体20的多个单元24中的每一个可以被配置为接纳第二导电连接器元件32中的一个并将其与多个第一导电连接器元件26中的一个对准。在这点上，壳体20的框架23可以成形为使得单元24的开口(其面向第二导电连接器元件32)在接纳导电连接器元件32的顶部或端部处更宽。例如，在单元24的开口(其面向第二导电连接器元件32)处的框架23可以设置有一个或更多个斜切的内端、边缘或表面33，以帮助导电连接器元件32与导电连接器元件26的接头片或插片31的初始对准(盲对准)。
34.多个第一导电连接器元件26中的每一个可以被配置用于在hv应用、产品或系统中操作，诸如具有60伏或更高(包括例如300伏或400伏)的操作电压的hv应用、产品或系统。在这点上，导电连接器元件26的接头片或电源插片(power blade)31使高电流成为可能或允许高电流。此外，包括单元22和框架23的绝缘壳体20便于第二导电连接器元件32与第一导电连接器元件26的盲连接。
35.绝缘壳体20，包括单元22和框架23，也保证高压信号中的互连安全距离(间隙和爬电距离(creepage))。在这点上，如图2中所见，绝缘壳体20的多个单元22中的一个或更多个可以设置有间隔件40，以控制或提供端子26之间的足够的相互连接距离。
36.本公开的端子管座18本质上也可以是模块化的，以实现不同数量和/或配置的端子26。在这方面，绝缘壳体20的多个单元22中的每一个可以是单独的模块，并且可以附接到多个单元22中的另一个，以根据特定产品、应用或系统设计或制造的期望或需要，为绝缘壳体20提供任何数量的单元22和多种配置中的任意选择的一种。
37.再次参考图2-图4，还描述了一种用于经由端子管座18向pcb 12提供电连接的表面贴装技术(smt)方法。如前所述，端子管座18可以包括多个第一导电连接器元件26，第一导电连接器元件26中的每一个可以包括位置保证构件30和基座28。端子管座18还可以包括绝缘壳体20，该绝缘壳体20包括多个单元22和固定构件24。
38.本公开的方法可以包括将多个第一导电连接器元件26中的每一个的位置保证构件30附接到绝缘壳体20的多个单元22中的一个的一部分。该方法还可以包括在将多个第一导电连接器元件26中的每一个的位置保证构件30附接到绝缘壳体20的多个单元22中的一个的一部分之后，将绝缘壳体20的固定构件24附接到pcb 12。该方法还可以包括在将绝缘壳体20的固定构件24附接到第一pcb 12之后，通过smt将多个第一导电连接器元件26中的每一个的基座28附接到pcb 12。
39.如前所述，多个单元22中的每一个可以包括框架23，框架23可以被配置为至少部分地包围多个第一导电连接器元件26中的一个，并且多个第一导电连接器元件26中的每一个的位置保证构件30可以包括钉状物。附接多个第一导电连接器元件26中的每一个的位置保证构件30可以包括将多个第一导电连接器元件26中的每一个的钉状物30嵌入绝缘壳体20的多个单元22中的一个的框架23中。pcb 12可以包括ims，并且将多个第一导电连接器元件26中的每一个的基座28附接到pcb 12可以包括将多个第一导电连接器元件26中的每一个的基座28焊接到pcb 12的表面，以将多个第一导电连接器元件26中的每一个贴装到pcb 12。
40.同样如前所述，多个第一导电连接器元件26中的每一个可以被配置为与附接到另一个pcb 34的第二导电连接器元件32配合。本公开的方法还可以包括将多个第一导电连接器元件26中的每一个连接到第二导电连接器元件32，以在pcb 12和pcb 34之间建立电连接。在这方面，将多个第一导电连接器元件26中的每一个与第二导电连接器元件32连接可以包括将第二导电连接器元件32中的每一个插入到绝缘壳体的多个单元22中的一个中，其中绝缘壳体20的多个单元22(包括绝缘壳体20的框架23)将第二导电连接器元件32与多个第一导电连接器元件26对准。
41.此外，绝缘壳体20的多个单元22中的每一个可以是独立的模块。本公开的方法还可以包括，在将多个第一导电连接器元件26中的每一个的位置保证构件30附接到绝缘壳体20的多个单元22中的一个的一部分之前，将多个单元22中的每一个附接到多个单元22中的另一个，以向绝缘壳体20提供多种配置中的所选择的一种。
42.因此，本公开提供了一种改进的smt端子管座18和用于向pcb提供电连接的方法，诸如可以被包括在用于ev或hev中的hv电池系统的obc中。在这方面，本公开的smt端子管座18的smt附接电源接头片或插片26提供了精确的pcb间hv电源连接。因此，本公开提供了优
化的pcb间smt电源接头片或端子管座18。更具体地说，根据本公开的smt端子管座18和用于向pcb提供电连接的smt方法可以包括钉在塑料框架23上的电源接头片26，以提供对接头片或插片26的位置保证。根据本公开的smt端子管座18和用于向pcb提供电连接的smt方法还可以包括具有较短高度的端子26，从而提供对pcb间距的节省或减少。根据本公开的smt端子管座18和用于向pcb提供电连接的smt方法还可以包括塑料框架23，该塑料框架23至少部分包围连接器元件26、32之间的接口，从而提供连接辅助和对安全hv距离的保证。根据本公开的smt端子管座18和用于向pcb提供电连接的smt方法还可以包括用于端子26的绝缘壳体20，壳体20具有固定构件24，该固定构件24用于在端子26焊接到pcb 12之前将壳体20初始固定到pcb 12。根据本公开的smt端子管座18和用于向pcb提供电连接的smt方法还可适于模块化设计，以实现不同数量和配置的端子26以及由此产生的pcb间连接。
43.如根据前述内容很明显的，已经描述了smt端子管座的各种非限制性实施例和用于向印刷电路板提供电连接的方法。虽然本文已经图示和描述了多个实施例，但是它们仅仅是示例性的，并且并非意图是这些实施例图示和描述了所有可能的实施例。替代地，本文使用的词语是描述的而不是限制性的词语，并且应当理解的是，可以对这些实施例做出各种改变而不偏离随附的权利要求的精神和范围。