CN102209448A - 电路板保护盒及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
电路板保护盒，其具有通常为L形的排气通道，其进气端位于盒体的空气腔中，另排气端位于盒体的填充腔中。当没有填加填充材料时，L形排气通道气体连通空气腔和填充腔，当完成填加填充材料时，所述排气区被所述填充材料所覆盖密封。使用该保护盒时，其电路板的封装和排气通道的密封均在注入填充材料步骤中完成，无需额外密封排气孔工艺，且该盒体结构简单，成本低，电路板的安装可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种盒体结构，特别是用以安装和保护置于其内的PCB电路板的盒体结构。
背景技术
印刷电路板(PCB)属于常见的电气连接方式，其上通常通过焊接而电气连接各种电气元件。随着精密度的提高、元器件的增加，PCB越发显得比较脆弱，需要提供必要的保护盒体来防止各种外界冲击和侵蚀。
特别是对于汽车碰撞传感器系统，具有包括碰撞传感器在内的电气元件被安放在PCB上，而后整个PCB布置在盒体内，并通过树脂对其进行密封和保护。然而，这种密封过程也会产生并残留部分气体无法排出盒体，从而导致树脂中或表面产生气泡，进而影响密封性能。
美国专利US7628948B2公开了一种排出安装和密封过程中产生气体的结构和方法。如图1所示，首先将PCB电路板22的元件21朝上并安装在盒体20的上腔，即PCB板22的背面朝向盒体20的下腔，盒体下腔处设有开孔23；然后在元件上加入树脂24；再对树脂24进行处理固化，而过程中产生的位于下腔的气体28自开孔23沿着箭头25方向排出；最后对开孔23进行密封。此专利将树脂固化时所产生的气体排出并后续密封，排出了气体又防止了潮湿气体通过孔进入盒体内。但该专利处理的是在树脂固化阶段产生的气体。
事实上，由于填充材料通常为粘性，例如添加树脂，其会在填充腔造成残余气体并而后进入空气腔，此阶段出现的气体也会对PCB的封装和使用形成影响。这种来自填充腔的残余气体才是排气的主要对象。同时，现有技术需要在树脂固化处理后再对排气孔进行额外的封堵工艺，因此制造加工不为经济，时间和加工成本过大。
为解决PCB在添加树脂阶段的气体排放，避免封装后的表面气泡出现，同时达到工艺简单、成本低的技术问题，需要提供一种新的PCB电路板的保护盒。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种PCB电路板的保护盒及其安装方法。其中，该保护盒包括：用于放置并支撑电路板的支撑台，所述支撑台将所述保护盒分隔并形成气体连通的填充腔和空气腔，所述填充腔内容纳有所述电路板和将所述电路板封装在所述保护盒的填充腔内的填充材料，排气通道，所述排气通道具有位于空气腔的进气区，其特征在于：所述排气通道还具有位于所述填充腔的排气区，当没有填加填充材料时，所述排气通道气体连通所述空气腔和填充腔，当完成填加填充材料时，所述排气区被所述填充材料所覆盖密封。
作为进一步的改进，所述排气通道可以是孔形或槽形。所述孔形为L形的孔，L形孔的一端作为进气区位于空气腔中，而另一端作为排气区位于填充腔中。
与上述结构相对应的该结构的安装方法是，首先将电路板安装在所述保护盒的支撑台上，然后，向保护盒中注入填充材料一直达到封装电路板所需的厚度。优选的，注入填充材料的位置位于所述排气通道的相对侧。
采用本发明的技术后，在封装过程最初阶段，封装所产生的原有的位于填充腔的气体进入空气腔，并经过所述排气通道排到填充腔，而此时的填充腔并没有封闭，因此气体可以自由排出，当继续封装时，填充材料便会填充和封装排气通道的排气区域，当完成封装时，所述排气区域也被填充材料所封闭。该技术只采用了一次封装填充，无需再对排气口进行额外的封堵工序，因此工艺简单且节省时间。同时，填充过程中来自填充腔的气体也得到了排出，保证了封装要求。
附图说明
图1：现有技术剖面示意图；
图2：本发明第一实施例的立体示意图；
图3：本发明第一实施例安装电路板步骤的示意图；
图4A：本发明第一实施例封装过程中的示意图；
图4B：本发明第一实施例封装完毕的示意图；
图5：本发明第二实施例的示意图；
图6：本发明第三实施例的示意图。
具体实施方式
图1为现有技术的示意图。如图1所示，首先将PCB电路板22的元件21朝上并安装在盒体20的上腔，即PCB板22的背面朝向盒体20的下腔，盒体下腔处设有开孔23；然后在元件上加入树脂24；再对树脂24进行处理固化，而过程中产生的位于下腔的气体28自开孔23沿着箭头25方向排出；最后对开孔23进行密封。此专利将树脂固化时所产生的气体排出并后续密封，排出了气体又防止了潮湿气体通过孔进入盒体内。但该专利处理的是在树脂固化阶段产生的气体。
图2至图4B为本发明的第一实施例的示意图，如图提供一种电路板保护盒1，通常保护盒体1上还有连接端5以实现外部通信。该保护盒1上包括：用于放置并支撑电路板2的支撑台7，所述支撑台7将所述保护盒1分隔并形成气体连通的填充腔10和空气腔8；所述填充腔10内容纳有所述电路板2和将所述电路板2封装在所述保护盒1的填充腔10内的填充材料9；排气通道3，所述排气通道3具有位于空气腔8的进气区31；其中：所述排气通道3还具有位于所述填充腔10的排气区32，当没有填加填充材料9时，所述排气通道3气体连通所述空气腔8和填充腔10，当完成填加填充材料9时，所述排气区32被所述填充材料9所覆盖密封。
在第一实施例中，排气通道3为孔形的排气通道3，如图所示为L形的孔，所述L形孔的一端作为进气端31位于所述空气腔8中，其另一端作为排气端32位于所述填充腔10中。其中填充腔10包括位于排气通道3的排气端32上方的填充区域4。因此，在没有填充材料9时，如图2和3所示，排气通道3连通着填充腔10和空气腔8，空气腔8中的气体可以沿着排气通道3排到填充腔10，达到排空。而当进入填充阶段的初期和中期，如图4A所示，由于采用L形的孔，排气通道3仍然可以连通上述两腔，达到排放气体11的目的。当继续填充以达到所需的封装电路板的厚度时，由于在排气端32上方(即气体排出的方上)位于填充腔10内的填充区域4也被填充材料9所覆盖密封，因此排气通道3与外界不再连通，达到了最后密封的目的，防止外界空气和灰尘等再次进入保护盒内。
优选的使用方法是，填充材料的填充位置是位于所述排气通道的相对侧。由于填充材料的粘性，其将逐步向位于排气通道的一侧靠近，而在此过程中所排向空气腔的气体可自排气通道排入填充腔，即上方的空气中。当填充材料达到排气通道的一侧时，由于排气通道为L形，因此填充材料还不能将其的排气端密封，粘性的填充材料推挤进入空气腔的气体仍可以排到腔外。当填充材料逐渐在排气通道处堆积至达到其上方并覆盖密封时，推挤到空气腔内的气体已经完全排出，即使填充材料全部密封排气通道的排气端，也将不会有气体排出并形成气泡。因此本发明结构以及在排气通道的相对侧进行填充，既保证了填充的速度和时间，同时也保证了气体的排放时间，以达到防止气泡的目的。
可见上述结构在使用中实现了排气和密封同时在填充阶段完成的技术效果，既能避免保护盒内气体在填充材料形成气泡，例如树脂材料，同时也能避免在完成封装后封堵排气孔的额外工序。
作为优选的实施方式，所述L形排气通道3的排气端32通常设于靠近所述填充材料9的上表面并被所述填充材料9所填充密封。这种设置可以在填充粘性材料时，延长气体的排放时间，使得由填充腔进入空气腔的气体能够顺利排放。而同时，位于填充腔10内的用于覆盖密封排气端32的填充区域4的也需要具有合理的面积和厚度，以保证对排气通道的彻底密封，防止气泡的产生和外界的侵入。
作为进一步的优选，所述电路板2上的电气元件12位于所述空气腔8中，并通过位于连接端5内的管脚6同外界进行电气连接。在优选的方式中，电气元件12面向下面的空气腔，避免了同填充材料的直接作用，同时也避免了填充材料在固化中所产生的对电气元件管脚的应力。使得电气元件12保护更加完善。同时，面向空气腔的电气元件12也占据了空气腔的容积，使得内部空气减少，这样也降低了固化过程中气体因受热而膨胀所产生的压力，使得填充材料更加密闭的封装电路板。
图2至4B显示的是采用L形孔的排气通道的第一实施例。作为本发明所揭示的另外的具体实施例，所示排气通道还可以是其他的形状的孔、或者槽、或者槽和孔的组合。可以想象的是，所述槽形排气通道为设于所述盒体之上的连通所述填充腔和所述空气腔的直线槽。由于槽的曲率较小，粘性的填充材料在初期填充过程中无法密封，因此其仍可以继续排放下腔，即空气腔中的气体，当填充材料达到一定厚度后至到完成封装时，槽被覆盖并同外界密封。
如图5所示，作为一个实施例，所述孔和槽的组合形排气通道为位于所述支撑台7以下的孔形部分和位于所述支撑台以上的槽形部分组合而成。这种组合也具有上述的技术特征实质而能够解决现有的技术问题。空气腔中的气体通过孔形部分进入并从槽形的部分排出。该种结构使得盒体加工更为简单，结构更加紧凑。
作为另一种实施例，所述保护盒上包括至少一个所述L形孔的情形。图6现实的是具有3个L形孔的情形。当然，作为改进，排气通道也可以是一个具有较大的开口面积的L形通道，例如长方形的进入口和排气口。
Claims (10)
1.一种电路板保护盒，其包括：
用于放置并支撑电路板的支撑台，所述支撑台将所述保护盒分隔并形成气体连通的填充腔和空气腔；
所述填充腔内容纳有所述电路板和将所述电路板封装在所述保护盒的填充腔内的填充材料；
排气通道，所述排气通道具有位于空气腔的进气区；其特征在于：
所述排气通道还具有位于所述填充腔的排气区，当没有填加填充材料时，所述排气通道气体连通所述空气腔和填充腔，当完成填加填充材料时，所述排气区被所述填充材料所覆盖密封。
2.如权利要求1所述的电路板保护盒，其特征在于：所述排气通道为孔形、槽形或孔和槽的组合。
3.如权利要求2所述的电路板保护盒，其特征在于：所述孔形排气通道为L形，所述L形孔的一端作为进气端位于所述空气腔中，其另一端作为排气端位于所述填充腔中。
4.如权利要求3所述的电路板保护盒，其特征在于：所述L形孔的排气端靠近所述填充材料的上表面并被所述填充材料所填充密封。
5.如权利要求1所述的电路板保护盒，其特征在于：所述电路板上的电气元件位于所述空气腔中。
6.如权利要求2所述的电路板保护盒，其特征在于：所述槽形排气通道为设于所述盒体之上的连通所述填充腔和所述空气腔的直线槽。
7.如权利要求2所述的电路板保护盒，其特征在于：所述孔和槽的组合形排气通道为位于所述支撑台以下的孔形部分和位于所述支撑台以上的槽形部分组合。
8.如权利要求3所述的电路板保护盒，其特征在于：所述保护盒上包括至少一个所述L形孔。
9.一种电路板保护盒的安装方法：步骤一安装电路板步骤，将电路板安装在如权利要求1所述的保护盒的支撑台上；步骤二注入填充材料步骤，向所述保护盒中注入填充材料至达到封装电路板所需的厚度；步骤三固化填充材料步骤。
10.如权利要求9所述的电路板保护盒的安装方法，其特征在于：在步骤二中，注入所述填充材料的位置位于所述排气通道的相对侧。
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