在電路板的支持物中包括電容器的電子設(shè)備及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】電子設(shè)備包括殼體（120）、電路板（100）、具有到殼體（120）和到電路板（100）的機(jī)械連接器并將電路板（100）機(jī)械地固定在殼體（120）內(nèi)的多個(gè)支持物（180）、以及具有第一電極（131）、第二電極（132）和布置在第一和第二電極（131、132）之間的電介質(zhì)的至少一個(gè)電容器（130）。第一電極（131）電連接到電路板（100）上的接觸件（110），而第二電極（132）電連接到殼體（120）。至少一個(gè)電容器（130）是多個(gè)支持物（180）之一的部分，其電容器（130）的電介質(zhì)是到電路板（100）和到殼體（120）的連接器之間的熱絕緣部的部分。
【專利說明】在電路板的支持物中包括電容器的電子設(shè)備及其生產(chǎn)方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求均題為“Elektronisches Geriit mit Kondensator alsHaltevorrichtung fiir eine Leiterplatte und Verfahren zu dessen Herstellung，，的2011年8月15日提交的德國專利申請?zhí)朌E102011110135.0和2012年5月18日提交的DE102012104319.1 的優(yōu)先權(quán)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及包括電路板的電子設(shè)備。更具體地，本發(fā)明涉及在電路板上在高電壓差下操作的設(shè)備。這樣的設(shè)備可例如是光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器或DC/DC轉(zhuǎn)換器。此外，本發(fā)明涉及制造這樣的電子設(shè)備的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]電子設(shè)備——特別是光伏(PV)發(fā)電系統(tǒng)的逆變器——必須滿足多種要求。對這樣的電子設(shè)備的高效率的期望導(dǎo)致在設(shè)備中使用的功率半導(dǎo)體開關(guān)的高開關(guān)頻率。這些高開關(guān)頻率又導(dǎo)致電磁兼容性(EMC)的問題，因?yàn)殡姶耪袷幍陌l(fā)射必須保持低于預(yù)定的閾值。為了這個(gè)目的，濾波電容器用在電子設(shè)備的電路板上以抑制這樣的振蕩。這些濾波電容器中的一些以其第一電極連接到電路路徑并以其第二電極連接到參考電位例如地電位。常常，地電位設(shè)置在電路板上，使得電路板上的一個(gè)或多個(gè)地接觸點(diǎn)經(jīng)由金屬螺絲連接而電連接到設(shè)備的金屬殼體。電路板還可經(jīng)由這些螺絲連接機(jī)械地固定在殼體內(nèi)。
[0005]然而，這種接觸和固定方法常常導(dǎo)致所謂的樹突(dendrite)的形成，特別是對在戶外使用的并在電路板上在高電壓差下操作的電子設(shè)備。這些電壓差可以是DC電壓差和AC電壓差，特別是低頻AC電壓差。樹突是例如由于污垢而在具有電壓差的電路路徑之間形成的沉淀物。幾伏特就足以形成樹突；較高的電壓差促進(jìn)樹突的形成。常常，樹突具有足夠高的導(dǎo)電率以引起相鄰電路路徑之間的不希望有的電連接，使得電子設(shè)備不再正確地起作用。在極端情況下，樹突可引起短路，這導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞或甚至破壞。
[0006]樹突主要在可在設(shè)備的殼體內(nèi)部例如由于空氣水分的冷凝而形成的水分凝聚的影響下形成。在設(shè)備的操作中的高電壓值可導(dǎo)致冷凝物的電化學(xué)轉(zhuǎn)變或冷凝物與電路板的部件的反應(yīng)，例如腐蝕，并因而促進(jìn)樹突的生長。殼體中冷的部位特別易于冷凝和樹突的形成。當(dāng)上面提到的在電路板和殼體之間的螺絲連接形成熱橋時(shí)，它們是冷凝和樹突形成的典型部位。
[0007]制造電子設(shè)備時(shí)的另一問題來自于所謂的高電壓測試的條件，高電壓測試必須例如被PV系統(tǒng)的逆變器通過，特別是為了安全原因。這樣的高電壓測試?yán)缭贒INEN62109-1中定義。在高電壓測試期間，電子設(shè)備受到其值基本上在設(shè)備的被允許的操作中達(dá)到的電壓之上的電壓。高電壓測試用于確保設(shè)備的電隔離措施的有效性。在高電壓測試中，也測試所述濾波電容器的EMC并不是必需的，如果它們的電壓電阻已經(jīng)在由它們的制造商實(shí)施的測試中得到證實(shí)。然而，濾波電容器一般說來當(dāng)高電壓測試被執(zhí)行時(shí)已經(jīng)固定到電路板，因此滿高測試電壓降在它們上。如果濾波電容器在高電壓測試中例如由于爆炸而失效，這導(dǎo)致必需修復(fù)或更換部件，或甚至導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備的破壞。在未注意到濾波電容器的故障的情況下，電子設(shè)備無法滿足EMC規(guī)范。
[0008]因此，本發(fā)明的問題在于提供一種電子設(shè)備，其即使在戶外使用也表現(xiàn)出減小的歸因于樹突形成的故障概率，同時(shí)設(shè)備的簡單和節(jié)約成本的制造是可行的。此外，應(yīng)在所實(shí)施的高電壓測試期間避免對設(shè)備的部件特別是對EMC濾波電容器的損壞。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明的問題由根據(jù)權(quán)利要求1的電子設(shè)備和根據(jù)權(quán)利要求16的制造方法解決。在從屬權(quán)利要求中描述了本發(fā)明的有利實(shí)施方式。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備包括殼體、電路板、包括到殼體和到電路板的機(jī)械連接器并將電路板固定在殼體內(nèi)的支持物、以及包括第一電極、第二電極和布置在電極之間的電介質(zhì)的至少一個(gè)電容器。第一電極電連接到電路板上的接觸件，而第二電極電連接到殼體。至少一個(gè)電容器是支持物之一的部分，其電介質(zhì)是在支持物到電路板和殼體的連接器之間的熱絕緣部的部分。同時(shí)，電介質(zhì)提供連接器之間的電隔離。
[0011]電路板由支持物機(jī)械地固定在設(shè)備的殼體內(nèi)；即，在允許的所有安裝和操作條件下，它被保持在限定的位置。支持物中的至少一個(gè)包括電容器，電容器以其兩個(gè)電極之一電連接到電路板上的相關(guān)聯(lián)的接觸件，而以其另一電極電連接到由導(dǎo)電材料例如金屬板或壓鑄材料如鋁等制成的殼體。
[0012]電容器的電介質(zhì)是在支持物到電路板的連接器和殼體之間的熱絕緣部的部分。在熱絕緣部的區(qū)域中，支持物可完全由這個(gè)電介質(zhì)組成。然而常常，支持物包括在熱絕緣部的區(qū)域中的電介質(zhì)的非導(dǎo)熱外殼。此外，由電隔離且熱絕緣材料制成的支撐結(jié)構(gòu)可并聯(lián)連接到連接器之間的電容器的電介質(zhì)。在這樣的支撐結(jié)構(gòu)中，可對電容器形成插入位置。此外，支撐結(jié)構(gòu)可以是所謂的小電路板，小電路板的主延伸方向沿著電路板的主延伸平面的法線延伸，且電容器可焊接到小電路板或放置在插入位置。
[0013]在任何情況下，電容器應(yīng)設(shè)置成使連接器熱去耦，這意味著并聯(lián)地?zé)徇B接到電容器的每個(gè)物體不會導(dǎo)熱，即，至少沒有高導(dǎo)熱性和優(yōu)選地沒有比電容器高的導(dǎo)熱性(明確地更低的導(dǎo)熱性甚至更好)，使得在電路板和殼體之間不會引起熱短路。應(yīng)理解，并聯(lián)連接到電容器的每個(gè)物體也不提供連續(xù)的導(dǎo)電路徑，因?yàn)榉駝t電容器將被電短路且因此不起作用。
[0014]由于電容器集成在支持物中，還實(shí)現(xiàn)了:殼體的電位一一般來說地電位一不直接施加到電路板上的點(diǎn)，且不必經(jīng)由在地電位下電路板上的電路路徑傳遞到該點(diǎn)。因此，在各種電路板電位和地電位之間的電壓差不會在比較短的距離內(nèi)降在電路板上，而是在支持物中的電容器上的電路板外部，且因此在一相對于電容器外部的導(dǎo)體一長得多的距離上?？稍陔娮釉O(shè)備的操作中在電容器上下降的電壓差可高于100伏，特別是高于400伏。通常在這樣的電壓的情況下，由于通常在戶外使用中遇到的溫度和空氣潮濕的變化，樹突會容易在冷凝物的形成之后形成。
[0015]借助于根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備中的電路板的熱絕緣支持物，可有效地抑制如上所述的樹突形成。這一抑制效應(yīng)通過使用電容器(在其電極之間有低熱傳導(dǎo)性)例如膜電容器來進(jìn)一步增強(qiáng)。
[0016]在優(yōu)選實(shí)施方式中，電路板完全由支持物固定，支持物包括在其機(jī)械連接器之間的熱絕緣并且均包括電容器。為了可靠的機(jī)械固定，需要至少三個(gè)支持物，它們可隨后經(jīng)由其電容器將電路板上的三個(gè)接觸件單獨(dú)地耦合到殼體。以這種方式，例如可為電路板上的電路路徑提供常常需要的三個(gè)抗干擾電容。
[0017]支持物的機(jī)械連接器可同時(shí)意圖用于將電容器電連接到電路板上的接觸件和連接到殼體。特別是，可為了電容器的電極與電路板或設(shè)備之間的電連接的形成而提供用于壓入或擰入或焊接的接觸元件。這些接觸元件可與電容器制成一個(gè)部分，或它們可被提供為分離的部分，即，作為僅在使用中與電容器一起被壓在一起或擰在一起的分離的元件。特別是，接觸銷或接觸螺絲可用作當(dāng)電路板已經(jīng)經(jīng)由支持物被機(jī)械地固定時(shí)仍然可移動的接觸元件。這例如允許在稍后的時(shí)間點(diǎn)將電容器的一個(gè)電極有意地連接到電路板上的接觸件。
[0018]壓制電連接可制造成使得壓在一起的元件不會彼此移除而沒有破壞。為了這個(gè)目的，可使用具有切割邊緣和/或切入待接觸的金屬面中或使該金屬面塑性地變形的齒狀結(jié)構(gòu)的接觸銷，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械穩(wěn)定和電氣可靠的低歐姆接觸。用于這一目的的適當(dāng)結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域中的技術(shù)人員已知的。壓入連接允許電路板快速、不費(fèi)力和廉價(jià)地安裝在設(shè)備的殼體內(nèi)。
[0019]在制造根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備(其中電路板上的至少一個(gè)接觸件經(jīng)由設(shè)置在用于電路板的支持物中的電容器電連接到電子設(shè)備的殼體)時(shí)，電路板可首先通過支持物機(jī)械地固定在殼體內(nèi)。在這個(gè)步驟中，電容器保持至少與殼體或電路板上的接觸件電分離。其后，使電子設(shè)備進(jìn)行高電壓測試。借助于電容器的至少一個(gè)電極的電分離，確保電容器在該測試期間不被加載有高電壓，并且因此不被損壞。
[0020]只有在完成高電壓測試之后，電容器才完全電連接到電路板上的接觸件和連接到殼體，即，在電容器的到目前為止電分離的電極與電路板或殼體之間實(shí)現(xiàn)電連接。這可例如通過將接觸銷壓入相關(guān)聯(lián)的接觸開口或凹槽中或通過將螺絲元件，即，接觸螺絲擰入相關(guān)聯(lián)的螺紋中來實(shí)現(xiàn)。以這種方式，除了提供最后的電連接以外，電路板可附加地機(jī)械固定到殼體。然而，電路板在殼體內(nèi)的基本機(jī)械固定必須在高電壓測試之前完成以確保它在限定的條件下進(jìn)行。
[0021]顯然，也可以在安裝期間，S卩，在電路板的第一機(jī)械固定期間，兩個(gè)電極保持電分離且在高電壓測試之后僅分別電連接到殼體和電路板。此外，電容器可僅在高電壓測試之后插入支持物的插入位置。
[0022]如已經(jīng)提到的，電容器可制造為抗干擾電容器，即，抑制電子設(shè)備的操作中不希望的聞?lì)l振蕩。
[0023]當(dāng)檢閱以下附圖和詳細(xì)描述時(shí)，本公開的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將對本領(lǐng)域中的技術(shù)人員變得明顯。旨在將所有這樣的額外特征和優(yōu)點(diǎn)包括在如權(quán)利要求所限定的本公開的范圍內(nèi)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]參考附圖可更好地理解本公開。附圖中的部件不一定按比例，相反重點(diǎn)在于清楚地說明本公開的原理。在附圖中示出的實(shí)施例旨在僅僅說明而不是限制本公開。[0025]圖1是電路板的第一支持物的示意圖，支持物包括電容器、接觸銷和插入連接器。
[0026]圖2是電路板的第二支持物的示意圖，支持物包括電容器、接觸螺絲和接觸銷。
[0027]圖3是電路板的另一支持物的示意圖，支持物包括電容器、可移動接觸銷和插入連接器。
[0028]圖4a是電路板和電容器以及在第一位置的支持物的可移動接觸銷的布置的示意圖。
[0029]圖4b是根據(jù)圖4a的布置的示意圖，其中支持物的可移動接觸銷在第二位置。
[0030]圖5是電路板的另一支持物的示意圖，支持物包括電容器、焊接的接觸銷和插入連接器。
[0031]圖6是電路板的另一支持物的示意圖，支持物基于定距螺拴并包括電容器。
[0032]圖7是電路板的另一支持物的示意圖，支持物包括在插入位置的電容器。
[0033]圖8是電路板的另一支持物的示意圖，支持物包括在小電路板上的電容器。
[0034]圖9是電路板的另一支持物的示意圖，支持物包括在插入位置的電容器，該電容器在機(jī)械地固定電路板之后可由接觸銷接觸；以及
[0035]圖10是本發(fā)明的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]圖1示出基本上由電容器30組成的電子設(shè)備的電路板100的支持物180。電容器130包括經(jīng)由接觸銷140在接觸件110處直接電連接到電路板100的第一電極131。在這里，接觸件110設(shè)置有用于容納接觸銷140的開口。直接電連接也將電容器機(jī)械地固定到電路板。
[0037]電容器130的一部分,優(yōu)選地多于電容器130的一半的部分布置在電子設(shè)備的殼體120的凹槽160中。電容器130的第二電極132在這里經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)夾緊鼻150電連接到殼體120。通過容納在凹槽160中并通過經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)夾緊鼻150電連接，實(shí)現(xiàn)電容器130到殼體120的電連接和機(jī)械固定。因此，電路板100經(jīng)由電容器130保持在殼體120內(nèi)的限定位置，其中電路板100和殼體120的表面之間的距離被保持。優(yōu)選地，凹槽160的形狀適合于電容器130的形狀，使得其盡可能最好地殼式配合在凹槽160內(nèi)，以便實(shí)現(xiàn)電容器130到殼體120的良好機(jī)械固定。
[0038]電容器130優(yōu)選被制造為膜電容器以確保從殼體到電路板的盡可能低的熱傳遞。以這種方式，接觸件110的區(qū)域中的冷凝被有效地抑制。也可使用具有低導(dǎo)熱率的其它類型的電容器。
[0039]電極131、132可以是導(dǎo)電元件，例如與電容器130的電介質(zhì)直接接觸或被用作在電容器130的內(nèi)部的導(dǎo)電元件的收集電極的金屬層。在膜電容器中，這樣的收集電極可以具體地是schoopage或接觸分層結(jié)構(gòu)的兩側(cè)的schoopage。
[0040]可選地，接觸銷140包括在其背離電容器130的端部處由非傳導(dǎo)材料制成的段170。因此可以首先只將接觸銷推入接觸件110的開口，使得:由于接觸銷140的段170，在電容器130和電路板100之間沒有機(jī)械連接并且將電路板100保持到位，但還不提供第一電極131和接觸件110之間的電連接。在所需的以后的時(shí)間點(diǎn)，接觸銷140可接著進(jìn)一步壓入接觸件開口以實(shí)現(xiàn)電連接。[0041]替代提供具有由非傳導(dǎo)材料制成的段170的接觸銷140，在將接觸銷推入接觸件110的開口之前，接觸銷140可覆蓋有由非傳導(dǎo)材料制成的封套(在這里未描繪)。在這種情況下，電路板100可直接轉(zhuǎn)移到其相對于殼體120的最后位置，而還沒有將接觸件110電連接到第一電極。這允許將電路板100放置到任何相關(guān)的高電壓測試下，而不影響電容器130。在實(shí)施高電壓測試之后，封套接著被去除以提供電子設(shè)備的操作所需的接觸件110和第一電極之間的電連接。
[0042]在圖2中，電容器130的第二變型描繪為電路板100的支持物。在這里，電路板100和電容器130之間的電連接和機(jī)械連接由螺絲200產(chǎn)生。螺絲200擰入被制造為第一電容器電極131的一部分的相應(yīng)螺紋230中，并經(jīng)由這兩個(gè)部件110和131之間的直接接觸和經(jīng)由其螺絲主體提供接觸件110和第一電極131之間的電接觸。在電容器130被制造為具有中空核心的線圈狀電容器的情況下，制造為第一電容器電極131的一部分的螺紋230的空間在中空核心的區(qū)域中是可用的。
[0043]第二電容器電極132包括接觸銷240。接觸銷240延伸到適合于接觸銷240的殼體120的凹槽220中，并提供第二電極132和殼體120之間的電連接。此外，凹槽220中的接觸銷240提供電容器130到殼體120的足夠的機(jī)械固定。在這里，電容器的下側(cè)可緊靠
殼體表面。
[0044]在這個(gè)變型中，電容器還包括在其周圍的槽250，膜210突出到槽250中。膜210在殼體120和電路板100之間的區(qū)域中延伸。當(dāng)電路板100受到彎曲負(fù)載時(shí)，這樣的膜例如用作安全措施以避免電路板100和殼體120之間的不希望有的短路。在這里未描繪的特定變型中，膜210也可包括導(dǎo)電層。在這種情況下，第二電極132可選地一直延伸到槽250，并提供該層和殼體120之間的電連接。這樣的結(jié)構(gòu)允許殼體區(qū)域或布置在其中的設(shè)備部件彼此之間的附加電磁屏蔽，特別是如果它們以疊置的方式安裝。
[0045]在圖3中描繪本發(fā)明的第三變型。在這里，電容器130的第一電極131經(jīng)由接觸銷400電連接到電路板100上的接觸件110。接觸銷400以機(jī)械固定方式，例如經(jīng)由插入連接或經(jīng)由焊接連接而連接到電路板上的接觸件110。對于電連接和機(jī)械連接，接觸銷400的下端被壓入第一電極131中的殼式配合凹槽320中。如在圖1所示的實(shí)施方式中的，電容器130的主體的下部分布置在殼體120的相應(yīng)地形成所需尺寸的凹槽160內(nèi)。
[0046]可選地，電容器130包括覆蓋第一電極131的隔離層330。接著，凹槽320延伸穿過這個(gè)隔離層330。隔離層330的厚度使得可以在第一組裝步驟中將具有接觸銷400的電路板100布置在電容器130上，使得接觸銷400僅插入凹槽320，使得:電路板100和電容器130之間進(jìn)行機(jī)械連接，但未與電容器電極131電連接。
[0047]在優(yōu)選實(shí)施方式中，提供定位幫助，其確保在第一組裝步驟中接觸銷400到隔離層330中的限定的有限壓入深度。定位幫助可例如通過隔離層330的下區(qū)域中的凹槽320的直徑的逐漸減小或通過接觸銷400 (未描繪)的直徑的變化來實(shí)現(xiàn)。
[0048]在根據(jù)圖4a和圖4b的第四變型中還實(shí)現(xiàn)了由用作支持物的電容器130機(jī)械地支持電路板100而不將電容器電極131電連接到電路板100的選擇。在這里，圖3的接觸銷400由可移動接觸銷300代替。在根據(jù)圖4a的其第一位置中，接觸銷300延伸穿過電路板100的接觸件110中的開口，使得:它突出到電容器130的凹槽320中并提供機(jī)械連接，而未電連接電極131。這由覆蓋第一電極131并包括適當(dāng)?shù)暮穸鹊母綦x層330提供，用于機(jī)械地容納接觸銷而不將其電連接到第一電極131。
[0049]在根據(jù)圖4b的第二位置中，接觸銷300接著在壓入方向310上被壓入凹槽320中，使得:由接觸銷300提供電路板100和電極131之間的機(jī)械和直接電連接。
[0050]當(dāng)經(jīng)由根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)支持物支持電路板100時(shí)，可對每個(gè)接觸銷單獨(dú)地或共同地或同時(shí)壓入步驟中對幾個(gè)或多個(gè)接觸銷執(zhí)行這個(gè)壓入步驟。再次，定位幫助(未描繪)例如如參考圖3解釋的接觸銷300和/或凹槽320中的任一個(gè)的直徑的適當(dāng)變化可確保這里的組裝的過程安全性，特別是關(guān)于壓入步驟。
[0051]在圖5中描繪的電容器結(jié)構(gòu)允許經(jīng)由用作支持物的電容器130對電路板100的機(jī)械支持，而不將第二電容器電極132電連接到殼體120。在這里，從電容器130的第一電極131突出的接觸銷140經(jīng)由焊接連接520例如金屬圈固定到電路板100上的接觸件110。因此，電容器130以其第一電極131機(jī)械地和電連接到電路板100。在第一步驟中，電容器130現(xiàn)在僅插入殼體120中的配合凹槽160，使得:覆蓋第二電容器電極132的一段的隔離層500仍然使第二電容器電極132與殼體120電分離。在這個(gè)位置上，已經(jīng)存在由電容器130對電路板100的機(jī)械支持。在所需的以后時(shí)間點(diǎn)，電容器130接著在壓入方向310上被更深地壓入凹槽160中，使得借助于夾緊鼻150實(shí)現(xiàn)第二電極132和殼體120之間的附加電接觸。甚至在這里，例如借助于壓入力的增加在第一步驟中確保電容器130到殼體120中的限定的壓入深度的定位幫助是有利的。這樣的定位幫助可例如由適當(dāng)?shù)闹变彔罱Y(jié)構(gòu)(未描繪)在電容器130的封殼處或在凹槽160的內(nèi)壁處實(shí)現(xiàn)。
[0052]在圖6中描繪的支持物180包括獨(dú)立于電容器130的支撐結(jié)構(gòu)690。支撐結(jié)構(gòu)690部分地并聯(lián)連接到電容器130，并包括到電路板100和殼體120的連接器。支撐結(jié)構(gòu)690包括金屬的兩個(gè)導(dǎo)電定距螺栓641和642，熱絕緣和電絕緣定距螺栓650布置在導(dǎo)電定距螺栓641和642之間。定距螺栓642被擰到從殼體120突出的連接螺紋660上。定距螺栓650被擰到定距螺栓642上，導(dǎo)電穿孔圓盤672布置在定距螺栓650和642之間。穿孔圓盤672與電容器130的電極132電接觸。定距螺栓641被擰到定距螺栓650上，另一導(dǎo)電穿孔圓盤671布置在定距螺栓641和650之間。穿孔圓盤671電連接到電容器130的電極131。定距螺栓641的連接螺紋穿過接觸件110的區(qū)域中的電路板100突出，其中它被插入螺母680中。由定距螺栓641、642和650形成的支持物180的支撐結(jié)構(gòu)690包括歸因于定距螺栓650的熱絕緣和電隔離。定距螺栓650并聯(lián)連接到電容器130。由于其電介質(zhì)，電容器130不取消在其到殼體120和電路板100的連接之間的支持物180的熱絕緣。至少，電容器基本上不減少熱絕緣，且電容器130提供這兩個(gè)連接之間的限定的電容電耦合。
[0053]圖7示出承載經(jīng)由接觸螺絲200機(jī)械地和電連接到支持物180的電接觸件110的電路板100。支持物180包括由熱絕緣和電隔離材料700制成的支撐結(jié)構(gòu)690。電容器130的插入位置710設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu)690中。在插入位置710中，電容器130通過金屬接觸彈簧721和722被機(jī)械地保持和電接觸在其電極131和132處。接觸彈簧721與接觸螺絲200的導(dǎo)電螺紋230電接觸，而接觸彈簧722設(shè)置有螺紋730，用于擰到從未在這里描繪的殼體突出的固定螺紋上。在這里，電容器130是市場上可買到的具有端側(cè)電極131和132的電容器。電容器130可在安裝之前插入該插入位置710，即，借助于支撐結(jié)構(gòu)690或只在安裝之后機(jī)械地固定電路板100。
[0054]在圖8中，支持物180的支撐結(jié)構(gòu)690是小電路板800。小電路板800插入殼體120的凹槽810中，并通過導(dǎo)電彈簧夾821和822機(jī)械地保持和電接觸在其中。小電路板800到電路板100的機(jī)械和電連接由穿過電路板100中的開口 830突出的小電路板800的延伸部分840組成。在開口 830處，小電路板800的電路路徑851焊接到電路板100上的接觸件110。電容器130以其電極131和132分別焊接到電路路徑851和另一電路路徑852。另一電路路徑852與彈簧夾821和822中的至少一個(gè)電接觸，并確保電容器130的第二電極132和金屬殼體120之間的電連接。
[0055]圖9示出包括由熱絕緣和電隔離材料700制成的支撐結(jié)構(gòu)690并為電容器130提供插入位置710的另一支持物180。插入位置710適合于電容器130的另一組連接電極131和132。這些銷狀電極131和132在這里通過金屬接觸彈簧901和901接觸。接觸彈簧901和902與金屬封套911和912電接觸。金屬封套911設(shè)置成容納接觸銷300，其在圖9的位置中然而僅延伸穿過電路板100，且在觸摸接觸件110的情況下咬合電隔離定距封套920。僅當(dāng)接觸銷300在箭頭930的方向上進(jìn)一步被壓入時(shí)，它還咬合金屬封套911并因此提供接觸件110和電極131之間的電接觸。金屬封套912設(shè)置成壓在從殼體120突出但未在這里描繪的互補(bǔ)狀的接觸銷上。
[0056]在圖9中兩個(gè)功能——電容器130的第一電極131和電路板100上的接觸件110之間的電連接以及電路板100到支持物180的機(jī)械連接僅由接觸銷300提供。在支持物180的變型中，附加的連接設(shè)備(未示出)可專用于單個(gè)功能，S卩，主要機(jī)械固定，而不將電路板100的接觸件110電連接到電容器130的第一電極131。這樣的附加連接設(shè)備可由位于支撐結(jié)構(gòu)690的上表面上的壓型結(jié)構(gòu)例如由一個(gè)或多個(gè)小圓柱體實(shí)現(xiàn)，小圓柱體由與支撐結(jié)構(gòu)690相同的熱絕緣材料700制成。這些小圓柱體可壓配到設(shè)置在電路板100中的相應(yīng)開口中。這樣的原理確保當(dāng)接觸銷300還不存在于或至少還沒有突出到支撐結(jié)構(gòu)690的絕緣封套920中時(shí)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)電路板100相對于支撐結(jié)構(gòu)690 (且因此相對于支持物180)的第一機(jī)械固定。電路板100的接觸件110和電容器130的第一電極131之間的電連接以及電路板100到支持物180的另外的機(jī)械固定可接著以后(例如在進(jìn)行高電壓測試之后)通過將接觸銷300壓入支撐結(jié)構(gòu)690的金屬封套911中來實(shí)現(xiàn)。支持物180的這個(gè)實(shí)施方式是有利的，因?yàn)楫?dāng)接觸銷300沒有提供機(jī)械固定時(shí)它已經(jīng)提供了電路板100到支持物180的足夠的機(jī)械固定。
[0057]同一原理也可適用于其它支持物，例如圖7所示的支持物180。在這里，通過將螺絲200擰入螺紋230中來實(shí)現(xiàn)第一電極131和電路板100的接觸件110之間的整個(gè)機(jī)械連接和一部分電連接。當(dāng)螺絲200還不存在時(shí)，不存在電路板到支持物180的機(jī)械固定。再次，電路板100到支持物180的主要機(jī)械固定可由從支撐結(jié)構(gòu)690的上表面突出的附加元件提供，附加元件壓配到電路板100的相應(yīng)開口中。如果在第一電極131和電路板100的接觸件110之間沒有電連接是期望的(只要螺絲200還不存在)，例如為了進(jìn)行高電壓測試而不影響電容器131，則電絕緣定距封套920(見圖9)應(yīng)設(shè)置在電路板100的接觸件110和導(dǎo)電螺紋230之間以避免它們的直接電接觸。
[0058]圖10是電子設(shè)備的根據(jù)本公開的制造工藝的過程的流程圖。在第一步驟610中，電路板100安裝在殼體120內(nèi)，以便為電路板100提供足夠的機(jī)械支持，但還未提供兩個(gè)電容器電極131、132到電路板100以及到殼體120的完全電連接?？梢呀?jīng)在這里提供單個(gè)電極到其相關(guān)設(shè)備部件的電連接。[0059]其后，在第二步驟620中，電子設(shè)備被置于高電壓測試。由于電容器130的不完全電連接，電容器130在高電壓測試期間未受到電壓負(fù)載，且因此避免由電壓過載引起的電容器130的故障。
[0060]在第三步驟630中，完成一方面的電容器130和電路板100與另一方面的殼體120之間的電連接，因?yàn)榈侥壳盀橹惯€沒有接觸的電容器電極131、132電連接到其相關(guān)設(shè)備部件。根據(jù)電容器130的實(shí)施方式，這可適用于第一電極131或第二電極132或兩者。電連接可通過將接觸銷或接觸元件壓入電容器130或殼體120的開口或凹槽中或電路板100中的接觸開口中來實(shí)現(xiàn)，但它們也可通過將整個(gè)電容器130壓入殼體120的凹槽160中來實(shí)現(xiàn)?？蛇x地,螺絲200可擰入電容器130的接觸螺紋230中。具體地，如果根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)電容器130被設(shè)置為殼體120內(nèi)的電路板100的唯一支撐物,完成兩個(gè)電容器電極131、132的電連接的步驟630也最終機(jī)械地固定電路板并使其無法拆除。
[0061]有利地，完成電容器130的電連接，而沒有電路板100相對于殼體120的位置的任何變化或僅僅非常小的變化，以確保針對殼體120內(nèi)的電路板100的最后位置的現(xiàn)有高電壓測試的結(jié)果的有效性。
[0062]可對本公開的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行很多變化和修改，而實(shí)質(zhì)上不偏離本公開的精神和原理。所有這樣的修改和變化被規(guī)定為在本文包括在如下面的權(quán)利要求所限定的本公開的范圍內(nèi)。
[0063]附圖標(biāo)記的列表
[0064]100電路板
[0065]110接觸件
[0066]120殼體
[0067]130電容器
[0068]131，132電極
[0069]140接觸銷
[0070]150夾緊鼻
[0071]160凹槽
[0072]170段
[0073]180支持物
[0074]200螺絲
[0075]210膜
[0076]220凹槽
[0077]230螺紋
[0078]240接觸銷
[0079]250槽
[0080]300接觸銷
[0081]310壓入方向
[0082]320開口
[0083]330隔離層
[0084]400接觸銷[0085]500隔離層
[0086]520焊接連接
[0087]610,620,630 方法步驟
[0088]641金屬定距螺栓
[0089]642金屬定距螺栓
[0090]650金屬定距螺栓
[0091]660固定螺紋
[0092]671穿孔圓盤
[0093]672穿孔圓盤
[0094]680螺母
[0095]690支撐結(jié)構(gòu)
[0096]700熱絕緣和電隔離材料
[0097]710 插入位置
[0098]721，722接觸彈簧
[0099]730螺紋
[0100]800小電路板
[0101]810凹槽
[0102]821,822彈簧夾
[0103]830凹槽
[0104]840延伸部分
[0105]851,852電路路徑
[0106]901,902接觸彈簧
[0107]911,912金屬封套
[0108]920定距封套
[0109]930箭頭
【權(quán)利要求】
1.一種電子設(shè)備,包括: -殼體(120), -電路板(100)， -多個(gè)支持物(180)，其包括到所述殼體(120)和到所述電路板(100)的機(jī)械連接器并將所述電路板(100)機(jī)械地固定在所述殼體(I20)內(nèi)，以及 -至少一個(gè)電容器(130)，其包括第一電極(131)、第二電極(132)和布置在所述第一電極和所述第二電極(131、132)之間的電介質(zhì)，所述第一電極(131)電連接到所述電路板(100)上的接觸件(110)，而所述第二電極(132)電連接到所述殼體(120)， 其中所述至少一個(gè)電容器(130)是所述多個(gè)支持物(180)中的一個(gè)支持物的部分，其電介質(zhì)是到所述電路板(100)和到所述殼體(120)的所述連接器之間的熱絕緣部的部分。
2.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，所述多個(gè)支持物(180)中的所述一個(gè)支持物包括由熱絕緣且電隔離的材料制成的支撐結(jié)構(gòu)(690)且并聯(lián)連接到所述連接器之間的所述電容器(130)的所述電介質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的電子設(shè)備，其中，用于所述電容器(130)的插入位置(710)設(shè)置在所述支撐結(jié)構(gòu)(690)中。
4.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電子設(shè)備，其中，所述支持物(180)包括小電路板(800)。
5.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電子設(shè)備，其中，所述電容器(130)是膜電容器。
6.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電子設(shè)備，其中，給所述電路板(100)提供至少三個(gè)支持物(180)。
7.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電子設(shè)備，其中，所述多個(gè)支持物(180)中的所述一個(gè)支持物的所述機(jī)械連接器將所述電容器(130)電連接到所述電路板(100)上的所述接觸件(I 10)并電連接到所述殼體(I20)。
8.如權(quán)利要求7所述的電子設(shè)備，其中，所述多個(gè)支持物(180)中的所述一個(gè)支持物到所述殼體(120)的所述機(jī)械連接器包括將所述電容器(130)的所述第二電極(132)電連接到所述殼體(120)的壓入或螺絲連接。
9.如權(quán)利要求7或8所述的電子設(shè)備，其中，所述多個(gè)支持物(180)中的所述一個(gè)支持物到所述電路板(100)的所述機(jī)械連接器包括將所述電容器(130)的所述第一電極(131)電連接到所述電路板(100)上的所述接觸件(110)的壓入或螺絲連接。
10.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電子設(shè)備，其中，所述多個(gè)支持物(180)中的所述一個(gè)支持物到所述電路板(100)的所述機(jī)械連接器包括連接元件,所述連接元件提供所述電路板(100)在所述殼體(120)內(nèi)的其最終位置中的機(jī)械固定，而不將所述電容器(130)的所述第一電極(131)電連接到所述電路板(100)上的所述接觸件(110)。
11.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電子設(shè)備，其中，接觸銷(140、300、400)或接觸螺絲(200)將所述電容器(130)的所述第一電極(131)電連接到所述電路板(100)上的所述接觸件(I 10)。
12.如權(quán)利要求11所述的電子設(shè)備，其中，所述接觸銷(300、400)或所述接觸螺絲(200)可移動以使所述電容器(130)的所述第一電極(131)與所述電路板(100)上的所述接觸件(110)電接觸，所述電路板(100)由所述支持物(180)機(jī)械地固定。
13.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電子設(shè)備，其中，焊接的電連接設(shè)置在所述電容器(130)的所述第一電極(131)和所述電路板(100)上的所述接觸件(110)之間。
14.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電子設(shè)備，其中，在所述電子設(shè)備的操作中，大于100伏特，特別是大于400伏特的電壓降于所述電容器(130)上。
15.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電子設(shè)備，其中，包括所述電容器(130)的所述多個(gè)支持物(180)中的所述一個(gè)支持物的多于一半高度容納在所述殼體(120)的凹槽(160)中。
16.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電子設(shè)備，其中，電容器(130)是抗干擾電容器。
17.—種制造電子設(shè)備的方法，所述電子設(shè)備包括電路板(100)上的至少一個(gè)接觸件(110)，所述接觸件經(jīng)由設(shè)置在用于所述電路板(100)的支持物(180)中的電容器(130)電連接到所述電子設(shè)備的殼體(120)，所述方法包括以下步驟: -利用多個(gè)支持物(180)將所述電路板(100)機(jī)械地固定在所述殼體(120)中，以及 -對所述電子設(shè)備進(jìn)行高電壓測試， 其中在機(jī)械地固定所述電路板(100)時(shí)，所述電容器(130)至少與所述殼體(120)或所述電路板(100 )上的所述接觸件(110 )保持電分離，且其中所述電容器(130 )僅在對所述電子設(shè)備進(jìn)行所述高電壓測試之后才完全電連接到所述電路板(100)上的所述接觸件(I 10)并且電連接到所述殼體(1`20)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，在對所述電子設(shè)備進(jìn)行所述高電壓測試之后，通過將接觸銷(300)壓入所述電容器(130)或?qū)⒔佑|螺絲(200)擰入所述電容器(130)來實(shí)現(xiàn)所述電容器(130)到所述電路板(100)上的所述接觸件(110)或到所述殼體(120)的最終電連接。
19.如權(quán)利要求17或18所述的方法，其中，通過將所述電路板(100)向所述支持物(180)按壓或通過將所述支持物(180)壓入或擰入所述殼體(120)的凹槽(160、220)中，在機(jī)械固定步驟中實(shí)現(xiàn)所述電容器(130)的第一電連接。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，在對所述電子設(shè)備進(jìn)行所述高電壓測試之后，通過將所述電容器(130 )插入所述支持物(180 )的支撐結(jié)構(gòu)(690 )中的插入位置(710 )，將所述電容器(130)電連接到所述殼體(120)和所述電路板(100)上的所述接觸件(110)。
【文檔編號】H02M7/00GK103782665SQ201280039597
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月15日
【發(fā)明者】E·揚(yáng)森, V·馬尚, B·勒歇爾 申請人:艾思瑪太陽能技術(shù)股份公司