用于新能源汽车的电路板模块和电路板的接合方法

文档序号:382782 发布日期:2021-12-10 浏览:31次 >En<

阅读说明:本技术 用于新能源汽车的电路板模块和电路板的接合方法 (Circuit board module for new energy automobile and connection method of circuit board ) 是由 杨晓锋 季文亮 唐文明 杜瑞 于 2021-11-12 设计创作,主要内容包括:本发明涉及电路板的技术领域,公开了一种用于新能源汽车的电路板模块和电路板的接合方法,所述电路板模块包括第一电路板、第二电路板、排针、环形框和粘胶层,所述排针的一端焊接于所述第一焊盘组,另一端焊接于所述第二焊盘组;所述环形框同时贴合固定于所述第一电路板和所述第二电路板上,并环绕所述排针、所述第一焊盘组和所述第二焊盘组设置;所述粘胶层涂覆于所述环形框内,并覆盖所述排针、所述第一焊盘组和所述第二焊盘组设置。结构紧凑,大幅降低所需的安装空间,耐高压,安全性高,并且成本较低。(The invention relates to the technical field of circuit boards, and discloses a circuit board module for a new energy automobile and a connection method of the circuit board, wherein the circuit board module comprises a first circuit board, a second circuit board, a pin header, an annular frame and an adhesive layer, one end of the pin header is welded on a first pad group, and the other end of the pin header is welded on a second pad group; the annular frame is simultaneously attached and fixed on the first circuit board and the second circuit board and arranged around the pin header, the first pad group and the second pad group; the viscose layer coats in the annular frame, and covers the row needle first pad group with the setting of second pad group. Compact structure, reduce required installation space by a wide margin, high pressure resistant, the security is high to the cost is lower.)

用于新能源汽车的电路板模块和电路板的接合方法

技术领域

本发明涉及电路板的技术领域,尤其涉及一种用于新能源汽车的电路板模块和电路板的接合方法。

背景技术

在传统的技术中,两块电路板之间的连接方式有:一、两块电路板上分别设置连接器,两块电路板通过连接器连接;二、通过在一块电路板上设置自锁式连接器,另一块电路板插入到自锁连接器中锁定;三、两块电路板直接通过热压焊的方式固定。

在目前的连接方式中,所需的空间较大,不耐高压,并且成本高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于新能源汽车的电路板模块和电路板的接合方法,旨在解决在目前的连接方式中,所需的空间较大,不耐高压,并且成本高的技术问题。

为实现上述目的,本发明提供一种用于新能源汽车的电路板模块,所述电路板模块包括:

第一电路板,所述第一电路板的边缘设有第一焊盘组,所述第一焊盘组电性连接到所述第一电路板的内部电路;

第二电路板,所述第二电路板的边缘设有第二焊盘组,所述第二焊盘组电性连接到所述第二电路板的内部电路;

排针,一端焊接于所述第一焊盘组,另一端焊接于所述第二焊盘组,定义所述第一电路板和所述第二电路板的焊盘组所在的面为正面;

环形框,同时贴合固定于所述第一电路板和所述第二电路板上,并环绕所述排针、所述第一焊盘组和所述第二焊盘组设置;

粘胶层,涂覆于所述环形框内,并覆盖所述排针、所述第一焊盘组和所述第二焊盘组设置。

可选的,在一实施方式中,当所述第一电路板为柔性电路板,所述第二电路板为硬性电路板时,所述电路板模块还包括加强板,所述加强板贴合固定于所述第一电路板的背面,位置与所述第一焊盘组对应。

可选的,在一实施方式中,当所述第一电路板和所述第二电路板都为柔性电路板时,所述电路板模块还包括至少两个加强板,分别贴合固定于所述第一电路板的背面和所述第二电路板的背面,位置分别对应于所述第一焊盘组和所述第二焊盘组。

可选的,在一实施方式中,当所述第一电路板和所述第二电路板都为柔性电路板时,所述电路板模块还包括加强板,所述加强板同时贴合固定于所述第一电路板的背面和所述第二电路板的背面,位置对应于所述第一焊盘组和所述第二焊盘组。

可选的,在一实施方式中,所述加强板的厚度大于或等于0.05mm。

可选的,在一实施方式中,所述加强板为绝缘板材。

本发明还提供一种电路板的接合方法,所述接合方法包括:

提供第一电路板、第二电路板和排针,将所述排针的两端分别焊接于所述第一电路板的第一焊盘组和所述第二电路板的第二焊盘组上;

提供环形框,将所述环形框同时黏合于所述第一电路板和所述第二电路板上,其中,所述环形框包围所述排针、所述第一焊盘组和所述第二焊盘组;

向所述环形框内喷涂胶粘剂,所述胶粘剂覆盖所述排针、所述第一焊盘组和所述第二焊盘组,所述胶粘剂凝固形成粘胶层。

可选的,在一实施方式中,定义所述第一电路板和所述第二电路板的焊接面为正面,当所述第一电路板为柔性电路板,所述第二电路板为硬性电路板时,所述接合方法还包括:

提供加强板,将所述加强板黏合于所述第一电路板的背面与所述第一焊盘组对应的位置。

可选的,在一实施方式中,定义所述第一电路板和所述第二电路板的焊接面为正面,当所述第一电路板和所述第二电路板都为柔性电路板时,所述接合方法还包括:

提供两个加强板,将其中一个所述加强板黏合于所述第一电路板的背面与所述第一焊盘组对应的位置,将另一个所述加强板黏合于所述第二电路板的背面与所述第二焊盘组对应的位置。

可选的,在一实施方式中,所述将所述排针的两端分别焊接于所述第一电路板的第一焊盘组和所述第二电路板的第二焊盘组上的步骤包括:

分别将所述第一电路板和所述第二电路安装到固定载具中,其中,所述第一焊盘组的焊盘和所述第二焊盘组的焊盘一一对应;

将所述排针的两侧引脚分别对准并贴合于所述第一焊盘组的焊盘和所述第二焊盘组的焊盘;

通过锡焊将所述排针焊接于所述第一焊盘组和所述第二焊盘组上。

本发明提供的技术方案中,由于排针的厚度比传统连接器的厚度薄,粘胶层只要覆盖住排针就行了,因此第一电路板和第二电路板连接处的整体厚度会比传统连接器薄,从而使得电路板模块所需的安装空间大幅降低,能够安装到更为紧凑的结构当中,并且排针相较于传统的连接器成本更低;其次,由于排针的引脚间距较大,可以防止高压时引脚之间产生打火的现象,从而可以防止在第一电路板和第二电路板的连接处产生安全隐患(例如起火),使得电路板模块在高压环境下使用依然能够保持稳定和安全;然后,涂覆在排针上的粘胶层可在排针相邻的引脚之间形成绝缘隔板,进一步防止高压时引脚之间产生打火的现象,并且粘胶层将排针、第一焊盘组和第二焊盘组覆盖,可以很好的保护它们防止被损伤,从而提高使用寿命和保证使用的稳定性;最后,环形框可以防止焊接处产生弯折导致焊接脱离,进一步提高使用寿命和保证使用的稳定性。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。

图1为本发明的一个实施例的电路板模块的结构示意图;

图2为本发明的一个实施例的“T”型电路板模块的结构示意图;

图3为本发明的一个实施例的“L”型电路板模块的结构示意图;

图4为传统的“T”型电路板的排布设计示意图;

图5为传统的“L”型电路板的排布设计示意图;

图6为本发明的一个实施例的第一电路板和第二电路板的排布设计示意图;

图7为本发明的一个实施例的电路板模块的剖面结构示意图;

图8为本发明的另一个实施例的电路板模块的剖面结构示意图;

图9为本发明的又一个实施例的电路板模块的剖面结构示意图;

图10为本发明的一个实施例的电路板的接合方法的流程示意图;

图11为图10中步骤S2的流程示意图。

其中,1、电路板模块;11、第一电路板;12、第二电路板;13、第一焊盘组;14、第二焊盘组;15、排针;16、环形框;17、粘胶层;18、加强板。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下面结合附图和具体实施例,对本发明进行更详细的说明。需要说明的是,当元件被表述“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示相对重要性,或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,除非另有说明,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征;“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形,意为不排他的包含,可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

此外,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,或是两个元件内部的连通。本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外,下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在传统的设计工艺中,主要有如下几种方式:

(一)两块电路板上分别设置连接器,两块电路板通过连接器的配合形成连接。此种方式存在以下缺点:

1、采用板对板连接器在设计之初需要较大高度空间要求,新能源电池包模组中侧板、端板、底板等空间紧凑结构,往往会无法采用此种连接方式。

2、由于电池包的电压、温度采集中主要为FPC、PCB、温度传感器(0603电阻)、镍片、连接器等主要材料组成。此种方式直接增加一组“板对板连接器”材料费用,成本上浮较高。

(二)在硬性电路板(Printed Circuit Board,PCB)上安装自锁式连接器,然后将柔性电路板(Flexible Printed Circuit,FPC)插入自锁式连接器中,锁上自锁式连接器,从而将硬性电路板和柔性电路板连接。此种方式存在以下缺点:

1、环境应用等级低,市场中自锁式连接器主要为消费类等级,应用于小信号,低压采集连接,无法承受汽车电池包安全环境、高压性能要求等。

(三)直接通过热压焊的方式将柔性电路板焊接到硬性电路板上。此种方式存在以下缺点:

1、环境应用等级低,市场中“热压焊”主要应用于小信号,低压采集。由于电路板的引脚间距较小,会产生打火现象,导致连接处发黑或损坏,甚至直接起火,所以无法承受汽车电池包的安全环境、高压性能要求等。

2、软性电路板在进行设计焊盘时,需要采用双面铜箔进行锡焊固定,此方式中软性电路板需要采用双面板工艺,材料成本上浮较高。

下面以将电路板模块应用到新能源电池包模组中为例对本发明进行进一步地说明,但是,电路板模块并不只限应用于新能源电池包模组,在各种空间较小或高压的场景都适用。

如图1所示,本发明实施例公开了一种电路板模块1,所述电路板模块1包括第一电路板11、第二电路板12、排针15、环形框16和粘胶层17,所述第一电路板11的边缘设有第一焊盘组13,所述第一焊盘组13电性连接到所述第一电路板11的内部电路;所述第二电路板12的边缘设有第二焊盘组14,所述第二焊盘组14电性连接到所述第二电路板12的内部电路;所述排针15的一端焊接于所述第一焊盘组13,另一端焊接于所述第二焊盘组14,定义所述第一电路板11和所述第二电路板12焊接的面为正面;所述环形框16同时贴合固定于所述第一电路板11和所述第二电路板12上,并环绕所述排针15、所述第一焊盘组13和所述第二焊盘组14设置;所述粘胶层17涂覆于所述环形框16内,并覆盖所述排针15、所述第一焊盘组13和所述第二焊盘组14设置。

在本实施例中,可以有效克服上述传统设计工艺中存在缺点,具体为:由于排针15的厚度比传统连接器的厚度薄,粘胶层17只要覆盖住排针15就行了,因此第一电路板11和第二电路板12连接处的整体厚度会比传统连接器薄,只有2.5mm厚,从而使得电路板模块1所需的安装空间大幅降低,能够安装到更为紧凑的结构当中,并且排针15相较于传统的连接器成本更低;其次,由于排针15的引脚间距较大,耐压要求满足1000VAC,漏电流1mA,可以防止高压时引脚之间产生打火的现象,从而可以防止在第一电路板11和第二电路板12的连接处产生安全隐患(例如起火),使得电路板模块1在高压环境下使用依然能够保持稳定和安全;然后,涂覆在排针15上的粘胶层17可在排针15相邻的引脚之间形成绝缘隔板,进一步防止高压时引脚之间产生打火的现象,并且粘胶层17将排针15、第一焊盘组13和第二焊盘组14覆盖,可以很好的保护它们防止被损伤,从而提高使用寿命和保证使用的稳定性;最后,环形框16可以防止焊接处产生弯折导致焊接脱离,进一步提高使用寿命和保证使用的稳定性。

具体的,所述排针15通过锡焊的方式连接。所述粘胶层17为UV(UltravioletRays)胶。所述环形框16为环氧板,环氧板的粘附力强、收缩性强和绝缘性能优良,可以很好地对第一电路板11和第二电路板12的连接处进行保护,以及防止漏电;所述环形框16通过胶粘的方式(热压工艺)贴合固定;通过在胶粘上一个“回”字形的环形框16,先限定一个涂胶区域,然后再直接将UV胶喷涂满涂胶区域,待冷却后即形成粘胶层17。

其中,第一电路板11和第二电路板12可以都是硬性电路板,也可以都是柔性电路板,还可以是一个硬性电路板一个柔性电路板。硬性电路板加柔性电路板或者都为柔性电路板的配合由于可以弯折,更加适合于不同平面内的信号传递,所占用的空间小,能使得结构更为紧凑。

进一步地,如图2和图3所示,在电路板模块1为“T”型或“L”型的时候,本实施例可以将第一电路板11和第二电路板12在相互垂直的两个方向上连接即可得到“T”型或“L”型的电路板模块1,而在传统工艺中,是直接设计出“T”型或“L”型的电路板,两者相比,在设计的时候,在同一大小的板材中,传统的设计排布如图4和图5所示,剩下的废料就会很多,材料利用率低,而本实施例可以将第一电路板11和第二电路板12分开设计,排布可以更为密集,如图6所示,剩下的废料就会很少,大大提高了材料的利用率。

如图7所示,在一实施方式中,所述第一电路板11为柔性电路板,所述第二电路板12为硬性电路板,此时在所述第一电路板11的背面与所述第一焊盘组13对应的位置贴合固定一个加强板18,加强板18的贴合面要完全覆盖第一连接焊盘。由于柔性电路板具有可弯曲的特性,如果在第一电路板11与排针15焊接的位置一直处于弯曲状态的话,就有可能会导致排针15与第一电路板11的焊接点松脱,从而导致第一电路板11和第二电路板12之间的一条或多条线路的连接接触不良或断开,或者由于柔性电路板比较软,在焊接的时候可能导致焊接处变形损伤电路,因此,通过设置加强板18来固定软性电路板焊接的位置,加强电路板在焊盘处的结构强度,其次,防止焊接位置产生弯曲导致焊接点松脱,从而保证第一电路板11与第二电路板12之间连接状态的稳定,进而提高电路板模块1的使用寿命和使用稳定性。

其中,所述加强板18为绝缘板材,以FR-4等级的环氧板为佳,万一起火的时候可以防止自行熄灭,防止进一步燃烧,提高新能源电池包的使用安全性。所述加强板18的厚度大于或等于0.05mm,保证焊盘的强度。

具体的,所述加强板18通过胶粘的方式(热压工艺)贴合固定于第一电路板11的背面。

如图8所示,在一实施方式中,所述第一电路板11和所述第二电路板12都为柔性电路板,此时分别在所述第一电路板11的背面和所述第二电路板12的背面贴合固定一个加强板18,位置分别对应于所述第一焊盘组13和所述第二焊盘组14,两块电路板上的加强板18的贴合面要分别完全覆盖第一连接焊盘和第二连接焊盘,即第一电路板11上的加强板18的贴合面要完全覆盖第一连接焊盘,第二电路板12上的加强板18的贴合面要完全覆盖第二连接焊盘。由于柔性电路板具有可弯曲的特性,如果在第一电路板11与排针15焊接的位置一直处于弯曲状态的话,就有可能会导致排针15与第一电路板11的焊接点松脱,从而导致第一电路板11和第二电路板12之间的一条或多条线路的连接接触不良或断开,或者由于柔性电路板比较软,在焊接的时候可能导致焊接处变形损伤电路,因此,通过设置加强板18来固定软性电路板焊接的位置,加强电路板在焊盘处的结构强度,其次,防止柔性电路板焊接位置产生弯曲导致焊接点松脱,从而保证第一电路板11与第二电路板12之间连接状态的稳定,进而提高电路板模块1的使用寿命和使用稳定性。

其中,所述加强板18的厚度大于或等于0.05mm,保证焊盘的强度。

具体的,所述加强板18通过胶粘的方式(热压工艺)分别贴合固定于第一电路板11的背面和第二电路板12的背面。

如图9所示,在一实施方式中,所述第一电路板11和所述第二电路板12都为柔性电路板,在两块柔性电路板的连接处的背面贴合固定上一个整块的加强板18,位置对应于所述第一焊盘组13和所述第二焊盘组14,一整块所述加强板18的贴合面要同时完全覆盖第一连接焊盘和第二连接焊盘。通过在第一电路板11和第二电路板12的连接处贴合固定一个整块的加强板18,加强电路板在焊盘处的结构强度,其次,在防止第一电路板11和第二电路板12的焊接处弯曲导致焊接点松脱的同时,进一步防止第一电路板11和第二电路板12之间发生弯折导致焊接点松脱,从而保证第一电路板11与第二电路板12之间连接状态的稳定,进而提高电路板模块1的使用寿命和使用稳定性。

其中,所述加强板18的厚度大于或等于0.05mm,保证焊盘的强度。

具体的,整块的所述加强板18通过胶粘的方式(热压工艺)同时贴合固定于第一电路板11的背面和第二电路板12的背面。

如图10所示,本发明实施例还公开了一种电路板的接合方法,所述接合方法包括:

S1、提供第一电路板、第二电路板和加强板,将加强板通过胶粘黏合于所述第一电路板的背面和/或所述第二电路板的背面;

在本步骤中,加强板可以加强电路板在焊盘处的结构强度,防止电路板在焊接过程中发生变形损伤电路,还可以防止柔性电路板焊接位置产生弯曲导致焊接点松脱,从而保证第一电路板与第二电路板之间连接状态的稳定,进而提高电路板模块的使用寿命和使用稳定性。

S2、提供排针,将所述排针的两端分别焊接于所述第一电路板的第一焊盘组和所述第二电路板的第二焊盘组上;

在本步骤中,由于排针的引脚间距较大,耐压要求满足1000VAC,漏电流1mA,使用排针作为连接件可以防止高压时引脚之间产生打火的现象,从而可以防止在第一电路板和第二电路板的连接处产生安全隐患(例如起火),使得电路板模块在高压环境下使用依然能够保持稳定和安全。

S3、提供环形框,将所述环形框同时黏合于所述第一电路板和所述第二电路板上,其中,所述环形框包围所述排针、所述第一焊盘组和所述第二焊盘组;

在本步骤中,环形框可以防止焊接处产生弯折导致焊接脱离,提高第一电路板和第二电路板连接处的结构强度,进一步提高使用寿命和保证使用的稳定性,其次,环形框能够先定义出一个打胶的区域,方便于后续的打胶操作。

S4、向所述环形框内喷涂胶粘剂,所述胶粘剂覆盖所述排针、所述第一焊盘组和所述第二焊盘组,所述胶粘剂凝固形成粘胶层,其中,

在本步骤中,涂覆在排针上的粘胶层可在排针相邻的引脚之间形成绝缘隔板,进一步防止高压时引脚之间产生打火的现象,并且粘胶层将排针、第一焊盘组和第二焊盘组覆盖,可以很好的保护它们防止被损伤,从而提高使用寿命和保证使用的稳定性。

在本实施例中,由于排针的厚度比传统连接器的厚度薄,只有2.5mm厚,粘胶层只要覆盖住排针就行了,因此第一电路板和第二电路板连接处的整体厚度会比传统连接器薄,从而使得电路板模块所需的安装空间大幅降低,能够安装到更为紧凑的结构当中,例如新能源电池包中,并且排针相较于传统的连接器成本更低,节省成本。本实施例中的电路板的接合方法,可以有效克服传统接合方法中存在缺点。

在一实施例中,当所述第一电路板为柔性电路板,所述第二电路板为硬性电路板时,S1的步骤中为:提供第一电路板、第二电路板和加强板,将加强板通过胶粘黏合于所述第一电路板的背面。

当所述第一电路板和所述第二电路板都为柔性电路板时,S1的步骤为:提供第一电路板、第二电路板和两个加强板,将两个所述加强板分别通过胶粘黏合于所述第一电路板的背面和所述第二电路板的背面。

如图11所示,在一实施例中,S2的具体步骤为:

S21、分别将所述第一电路板和所述第二电路安装到固定载具中,其中,所述第一焊盘组的焊盘和所述第二焊盘组的焊盘一一对应;

S22、分别对所述第一焊盘组和所述第二焊盘组印刷锡膏;

S23、将所述排针的两侧引脚分别对准并贴合于所述第一焊盘组的焊盘和所述第二焊盘组的焊盘;

S24、将固定载具送入回流焊炉中将锡膏固化。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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