附著在裝置金屬框架上的柔性電路的製作方法

2023-10-08 12:50:54

專利名稱：附著在裝置金屬框架上的柔性電路的製作方法
技術領域：
總的來講，本發明涉及一種電路斷路器，更具體地說涉及一種在電路斷路器中使用的應用柔性電路板的電氣設備組件。
背景技術：
電路斷路器通常包括比如像驅動器或電磁閥等響應來自一個或多個控制電路的信號並引起某些部件運動的裝置。這些控制電路通常裝在剛性電路板上，該剛性電路板直接安裝在被控制裝置的旁邊並用導線與之連接。當空間緊張時這種布置會出現問題，因為所提供的空間不但要能夠放置電路板，而且還要能夠安裝電路板和安裝將其連接到控制裝置的電線。因此，從這個觀點來看，當目的是為了製造既小巧又經濟的電路斷路器時，電路斷路器的設計會遇到障礙。

發明內容
本發明的一個主要目的是不需要大量的額外空間就能夠將用於控制電路斷路器的某個特定電氣裝置比如驅動器或電磁閥的各電氣元件直接安裝在該裝置的外殼上。
本發明的另一個目的是不需增加額外部件比如冷卻風扇即可更有效地耗散控制電路所產生的熱量。一個相關目的是減小電氣元件與散熱器之間的介電分離。
根據本發明，上述目的是通過一種電路斷路器來實現的，該斷路器包括一個包含一個由導熱材料製成的外殼的可控制電氣裝置，和一個直接固定到至少部分外殼上的柔性電路板。柔性電路板上印製有電路，至少一個發熱電氣元件裝在柔性電路板上。電氣元件產生的熱量傳遞給金屬外殼上，金屬外殼作為散熱器將熱量自然散發到外部環境中。根據設計需要，可以將柔性電路板附著在外殼的任何表面的任何部分上，並且直接連接到受控裝置上。
在一個實施例中，該電氣裝置是一種機電裝置。而且，柔性電路板和至少一個電氣元件的組合可以包括該機電裝置的控制系統，或者包括一個響應機電裝置的信號並發送一個控制信號的系統，或者系統將處理過的信號傳送給電氣裝置外部的一個地址。
在另一個實施例中，該機電裝置是一個電路斷路器、一個電機、一個繼電器、一個變阻器、一個電磁閥、一個驅動器或一個位置傳感器。例如，本發明可以用來控制一個低壓釋放電磁閥，控制一個電機，從一個位置探測器提取讀數，控制任何常規電磁閥，或者從管子上的一個溫度傳感器獲取讀數。


附圖中圖1a是本發明的一個低壓釋放裝置的側視圖；圖1b是圖3a所示的低壓釋放裝置的頂視平面圖；圖1c是圖3a所示的低壓釋放裝置的立體前視圖；圖2a是表示包含在圖1a-圖1c所示的低壓釋放裝置中的柔性電路板外表面的頂視平面圖；圖2b是圖2a所示的柔性電路板的側視立體圖；圖2c是圖2a所示的柔性電路板的底視平面圖；圖3a是包含在圖1a-圖1c所示的低壓釋放裝置中的金屬C-框架的後視立體圖；圖3b是圖3a所示的金屬C-框架的頂視平面圖；和圖3c是圖3a所示的金屬C-框架的前視圖。
具體實施例方式
現在參考附圖，一種用於電路斷路器的低壓釋放裝置200包括一個連接在金屬C狀外殼202的外表面上的柔性電路板201，該外殼202包含一個電磁閥203。柔性電路板201有一對彼此相互成鏡像並且由連接部206相互連接起來的端部204和205(參見圖2a-圖2c)。兩個端部204和205通常是基本與金屬外殼的兩個側面207和208的形狀相類似的矩形形狀(參見圖3a-圖3c)。
連接部206是矩形形狀並且延伸穿過外殼202的底部。連接件206內的矩形窗209偏嚮導線邊緣210，兩根導線223在此邊緣處穿過連接件206內的一對孔211。用於電磁閥導線的第二對孔位於連接件206的另一邊緣213附近。
柔性電路板201有一個外表面216，其上裝有多個電氣元間217。在內表面218上，兩個端部204和205上有一個粘結層將柔性電路板粘結到外殼202的側壁上。因為柔性電路板的中部不受C-形外殼202相應表面的支撐，所以連接件206的內表面218包括在窗217兩側的強化剛性材料件219和220。柔性電路板201通常由幾層聚醯亞胺、粘結劑和RA銅夾在一起製成，粘結劑作為最後一層覆蓋在兩個端部204和205的內表面上。
在將柔性電路板201安裝到外殼202的過程中，兩個孔212與從鄰近電磁閥203的外殼向下延伸的一對電磁閥銷221配合。然後通過將電磁閥銷221焊接到導體上而將柔性電路板201固定到外殼202上，該導體毗鄰孔212形成在柔性電路板201上。這在柔性電路板201和電磁閥203之間提供直接連接。類似地，將導線223焊接到與孔211毗鄰的形成在柔性電路板201的導體上，就可以將導線223固定到柔性電路板201上。這樣，電磁閥和柔性電路板上的控制電路之間必不可少的連接由很少的簡單焊接連接實現，而且將柔性電路板201直接裝到外殼202的外表面上可以提供一個極為緊湊的組件，這樣可以減小採用電磁閥的電路斷路器的整體尺寸。
將柔性電路板的兩個端部204和205卷繞在外殼202底部的兩個細長邊上並且分別壓在兩個側壁208和207上，這樣端部204和205的內表面上的粘結層將柔性電路板粘結到外殼202上。將柔性電路板201直接粘結在外殼202上可以使隔離電氣元件217和外殼202的介電材料的厚度變得最小，從而有效地將柔性電路板201上的電氣元件217產生的熱量傳遞給導電外殼202並散發到環境中。柔性電路板201上的主要發熱部件最好位於兩端部204，205上，這兩個端部粘結到為高效傳熱提供大的表面積的兩個金屬壁208，207上。
雖然已經具體參考一個用於電路斷路器中的電磁閥描述了本發明，但是應該明白本發明可以有其他應用。例如，該機電裝置可以是電路斷路器、電機、繼電器、變阻器、驅動器或位置傳感器。同樣，該控制電路可以用來控制電機、從位置傳感器採集讀數、控制任何普通的電磁閥、從裝在管子上的溫度傳感器採集讀數、響應電動裝置接收的信號並發送控制信號、將處理過的信號傳遞給電氣裝置外部的一個地址。
儘管本發明的具體實施例和應用已經得到了詳細的圖示和描述，但應該明白本發明不限於這裡所公開的具體結構和組成，顯然，在不違背後附的權利要求書所限定的本發明的思想和範圍的情況下可以對本發明進行各種修改、變化和變形。
權利要求
1.一種電氣裝置，它包括一個由導熱材料製成的外殼；一個位於所述外殼內的電氣設備；和一個柔性印製電路板，該電路板附著在所述外殼外部的至少一部分上，所述板上印製有一個電路，所述柔性印製電路板還有至少一個裝在其外表面上的發熱電氣元件，所述電氣元件工作時產生的熱量傳給所述外殼並且從所述殼體散發到環境中。
2.根據權利要求1所述的電氣裝置，其中，所述外殼有多個外表面，所述柔性電路板粘附在至少一些所述外表面上。
3.根據權利要求1所述的電氣裝置，其中，所述電氣設備是機電裝置。
4.根據權利要求3所述的電氣裝置，其中，所述印製電路和所述至少一個電氣元件包括一個用於所述機電裝置的控制系統。
5.根據權利要求3所述的電氣裝置，其中，所述機電裝置是電路斷路器。
6.根據權利要求3所述的電氣裝置，其中，所述機電裝置是電機。
7.根據權利要求3所述的電氣裝置，其中，所述機電裝置是繼電器。
8.根據權利要求3所述的電氣裝置，其中，所述機電裝置是變阻器。
9.根據權利要求3所述的電氣裝置，其中，所述機電裝置是電磁閥。
10.根據權利要求3所述的電氣裝置，其中，所述機電裝置是驅動器。
11.根據權利要求3所述的電氣裝置，其中，所述機電裝置是位置傳感器。
12.根據權利要求3所述的電氣裝置，其中，所述印製電路和所述至少一個電氣元件包括一個用來接收和處理來自所述機電裝置的信號的系統。
13.根據權利要求12所述的電氣裝置，其中，所述印製電路和所述至少一個電氣元件還包括一個系統，該系統響應所述機電裝置接收的信號並向所述機電裝置發送控制信號。
14.根據權利要求12所述的電氣裝置，其中，所述印製電路和所述至少一個電氣元件還包括用來給所述電氣裝置外部的地址傳送被處理的信號的裝置。
15.一種構造電氣裝置的方法，它包括提供一個由導熱材料製成的外殼；提供一個在所述外殼內的電氣設備；和將一個柔性印製電路板附著到所述外殼表面的至少一部分上，所述板上印製有電路，而且還有至少一個裝在外表面上的發熱電氣元件，這樣，所述電氣元件運行時產生的熱量被傳遞到所述外殼並且從所述外殼散發到外部環境中。
16.根據權利要求15所述的方法，其中，所述外殼有多個外表面，該方法還包括將所述柔性電路板粘附到至少一些所述外表面上。
全文摘要
一種具有導熱外殼的電氣裝置，該裝置有一個可以固定到外殼(202)表面上的柔性電路板(201)，用以控制或從電氣裝置中提取讀數。柔性電路板最好在一面的至少一部分上有一個粘結覆蓋層，以便將柔性電路板粘結到金屬外殼的表面上。至少一個裝在柔性電路板上的元件發熱，熱量通過導熱外殼散掉。該布置使設計緊湊從而減小電氣裝置及其關聯電路系統的整體尺寸，還可以避免電氣元件和散熱件之間介電分離的問題。該電氣裝置可以是電磁閥、電機、位置探測器或繼電器。
文檔編號H05K1/18GK1409343SQ0214295
公開日2003年4月9日 申請日期2002年9月13日 優先權日2001年9月19日
發明者史蒂文·M·米萊德, 布賴恩·格拉頓 申請人:施耐德電器工業公司