專利名稱：印刷電路板的短路保護(hù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功率元件在印刷電路上的安裝的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種印刷電路的結(jié)構(gòu)，確保防止功率元件出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)生燃燒的危險(xiǎn)。
背景技術(shù)：
安裝在印刷電路上的功率元件一般不具有針對(duì)可能影響它們的故障的任何特殊保護(hù)措施。如果存在這種保護(hù)的話，通常是印刷電路之外的熱敏開關(guān)，其成本高，而且由于熱敏開關(guān)和待保護(hù)元件之間存在距離，溫度運(yùn)行條件的適應(yīng)性差。功率元件、例如二極管或晶體管處的故障發(fā)生是比較經(jīng)常的，不僅可能損壞這些功率元件，而且可能損壞圍繞這些功率元件的電路，甚至損壞裝有這些電路的產(chǎn)品，由于這些故障而釋放熱量時(shí)，保持這些功率元件與印刷電路接觸的焊料會(huì)發(fā)生熔化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服上述缺陷，提出一種簡(jiǎn)單而安全可靠的印刷電路結(jié)構(gòu)，避免當(dāng)保持這些功率元件的焊料熔化時(shí)而出現(xiàn)電路燃燒的任何危險(xiǎn)。
這些目的通過一種印刷電路板而達(dá)到，這種電路板具有一些電子元件，電子元件安裝在所述電路板上，其中，至少一個(gè)功率元件具有至少一個(gè)第一和一個(gè)第二外部管腳，第一和第二外部管腳通過固定件與印在電路上的導(dǎo)體相連接，其特征在于，所述電路板還具有一條導(dǎo)電道，從電路板的一個(gè)第一導(dǎo)電片向電路板的一個(gè)第二導(dǎo)電片延伸，第一導(dǎo)電片用于接納功率元件的第一外部管腳，第二導(dǎo)電片用于接納功率元件的第二外部管腳，還具有功率元件的位移件，用于在所述固定件熔化時(shí)，在第一和第二導(dǎo)電片之間形成電接觸。功率元件的所述第一和第二外部管腳包括源極和漏極管腳、或者集電極和發(fā)射極管腳、或者陽極和陰極管腳。
這種結(jié)構(gòu)特別簡(jiǎn)單，在使功率元件保持在其印刷電路板上的焊料熔化時(shí)，在所述功率元件的兩個(gè)管腳之間形成自由短路，立即限制所述功率元件過熱，避免發(fā)生燃燒的危險(xiǎn)。
根據(jù)實(shí)施例，所述附加的導(dǎo)電道可以具有一個(gè)圍繞所述漏極導(dǎo)電片或集電極導(dǎo)電片或陰極導(dǎo)電片的環(huán)形形狀，或者具有一個(gè)部分圍繞所述漏極導(dǎo)電片或集電極導(dǎo)電片或陰極導(dǎo)電片的U形或T形形狀。
同樣，位移件可以僅通過重力構(gòu)成(有利地在印刷電路板豎直布置時(shí))，或者配有一個(gè)彈性件(最好是一個(gè)彈簧片)，所述彈性件安裝在絕緣板上，用于當(dāng)使功率元件保持在絕緣板上的焊料熔化時(shí)，使所述功率元件移動(dòng)。
本發(fā)明還涉及一種印刷電路板的保護(hù)方法，防止功率元件發(fā)生過熱，功率元件安裝在所述電路板上，通過固定件與印在電路板上的導(dǎo)體相連接，其特征在于，當(dāng)所述固定件在功率元件過熱的作用下熔化時(shí)，使功率元件從其工作的第一位置向其短路的第二位置進(jìn)行移動(dòng)。


參照附圖和非限制性實(shí)施例，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將得到更好地理解。附圖如下圖1和2示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的一個(gè)功率元件在一個(gè)印刷電路上的安裝；圖3示出圖1印刷電路的一個(gè)實(shí)施變型；圖4示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的一個(gè)功率元件在一個(gè)印刷電路上的安裝；圖5和6示出功率元件在位移之前和之后的布置；圖7示出現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)功率元件在一個(gè)印刷電路上的安裝。
具體實(shí)施例方式
圖7示出稱為雙面的印刷電路的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其中，一個(gè)功率元件10安裝在一個(gè)絕緣電路板12的上表面上，絕緣電路板12具有導(dǎo)體或?qū)щ姷?4，功率元件10通過外部管腳與導(dǎo)電道14進(jìn)行電連接。這種電連接通常由熱固定件、例如焊料或焊錫16加以確保。在所示的非限制性實(shí)施例中，功率元件、例如MOSFET晶體管具有一個(gè)形成漏極管腳的金屬殼或底座10A、一個(gè)源極管腳10B和一個(gè)柵極管腳10C。功率元件的這些不同管腳與印刷電路的不同導(dǎo)電道相接觸，尤其是分別與一個(gè)漏極導(dǎo)電片12A、一個(gè)源極導(dǎo)電片12B和一個(gè)柵極導(dǎo)電片12C進(jìn)行接觸，使之固定在一個(gè)可工作的位置。
一旦功率元件失效，例如出現(xiàn)過壓，該元件釋放的熱量將引起使該元件的管腳保持在印刷電路的導(dǎo)電道上的焊料的熔化，熱焊料可能與例如周圍的電線發(fā)生接觸，導(dǎo)致這些電線燃燒。
根據(jù)本發(fā)明，如圖1和2所示的最佳實(shí)施例所示，印刷電路板12配有一條附加的導(dǎo)電道18，附加導(dǎo)電道18環(huán)繞漏極導(dǎo)電片12A，并與源極導(dǎo)電片12B進(jìn)行電連接。采用這種特殊結(jié)構(gòu)，在印刷電路板豎直布置的情況下，當(dāng)功率元件失效時(shí)，導(dǎo)致通過其外部管腳使之保持在所述印刷電路上的焊料16開始熔化，形成該元件的漏極管腳的底座傾向于在重力的作用下自然滑動(dòng)，從而與環(huán)繞漏極導(dǎo)電片12A的附加導(dǎo)電道18接觸，如圖2所示，在功率元件處、在其漏極管腳和源極管腳之間形成直接短路，從而消除所有熱源。
應(yīng)注意到，附加導(dǎo)電道的形狀不限于圖1和2所示的環(huán)形，完全可以采用僅局部環(huán)繞漏極導(dǎo)電片12A、從源極區(qū)12B開始延伸的更為簡(jiǎn)單的U形形狀，如圖3所示。
圖4示出特別用于以水平位置布置的印刷電路的本發(fā)明的第二實(shí)施例。在該位置(也如圖5所示)，重力不起作用，因此，必須強(qiáng)制功率元件10從其工作的第一位置向其短路的第二位置進(jìn)行移動(dòng)。為此，使其支承在一個(gè)彈性件、例如一個(gè)彈簧片20上，彈簧片對(duì)著與印刷電路12相連的一個(gè)基準(zhǔn)壁22安裝。當(dāng)焊料在功率元件釋放的熱量作用下熔化時(shí)(見圖6)，彈簧片將放松，將功率元件推向附加導(dǎo)電道18(在所示的實(shí)施例中呈簡(jiǎn)單的T形形狀)，附加導(dǎo)電道18與源極導(dǎo)電片12B進(jìn)行連接，如前所述，源極導(dǎo)電片12B與漏極導(dǎo)電片12A將形成自由短路。功率元件的漏極-源極連接是在這種短路作用下進(jìn)行接觸的，功率元件中的功率瞬間消失，中斷熱量的進(jìn)一步釋放。
本發(fā)明特別容易實(shí)施，且成本低，因?yàn)榛静挥绊懹∷㈦娐返脑O(shè)計(jì)。當(dāng)不希望采用印刷電路的水平布置時(shí)，添加一個(gè)簡(jiǎn)單的彈性件、可以是塑料的彈性件，足以實(shí)施本發(fā)明。當(dāng)然，本發(fā)明不限于僅安裝如前所述的MOSFET晶體管。實(shí)際上，可以用于在印刷電路上安裝其它類型的功率元件，例如所有CMS型元件雙極晶體管(外部管腳稱為集電極、發(fā)射極和基極)、GTO晶體管或可控硅元件(外部管腳稱為陰極、陽極和控制極)、可控閘流管(外部管腳稱為陽極1、陽極2和控制極)、IGBT(外部管腳稱為集電極、發(fā)射極和柵極)，或者是僅具有一個(gè)陰極和一個(gè)陽極的兩個(gè)外部管腳的簡(jiǎn)單功率二極管。
權(quán)利要求
1.一種印刷電路板，它具有一些電子元件，電子元件安裝在該電路板(12)上，其中，至少一個(gè)功率元件(10)具有至少一個(gè)第一和一個(gè)第二外部管腳(10A，10B，10C)，外部管腳通過固定件(16)與印在所述電路板上的導(dǎo)體(14)相連接，其特征在于，所述印刷電路板還具有一條導(dǎo)電道(18)，所述導(dǎo)電道從所述電路板的一個(gè)第一導(dǎo)電片(12B)向所述電路板的一個(gè)第二導(dǎo)電片(12A)延伸，第一導(dǎo)電片用于接納功率元件的所述第一外部管腳，第二導(dǎo)電片用于接納功率元件的所述第二外部管腳，它還具有功率元件的位移件，用于在所述固定件熔化時(shí)，在所述第一和第二導(dǎo)電片之間形成電接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其特征在于，功率元件的所述第一和第二外部管腳包括源極和漏極管腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其特征在于，功率元件的所述第一和第二外部管腳包括集電極和發(fā)射極管腳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其特征在于，功率元件的所述第一和第二外部管腳包括陽極和陰極管腳。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的印刷電路板，其特征在于，所述附加的導(dǎo)電道具有一個(gè)圍繞所述漏極導(dǎo)電片、集電極導(dǎo)電片或陰極導(dǎo)電片的環(huán)形形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的印刷電路板，其特征在于，所述附加的導(dǎo)電道具有一個(gè)部分圍繞所述漏極導(dǎo)電片、集電極導(dǎo)電片或陰極導(dǎo)電片的U形形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的印刷電路板，其特征在于，所述附加的導(dǎo)電道具有一個(gè)部分圍繞所述漏極導(dǎo)電片、集電極導(dǎo)電片或陰極導(dǎo)電片的T形形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的印刷電路板，其特征在于，當(dāng)所述印刷電路板豎直布置時(shí)，所述位移件僅由重力構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的印刷電路板，其特征在于，所述位移件具有一個(gè)彈性件，安裝在絕緣板上，用于當(dāng)使功率元件保持在所述絕緣板上的焊料熔化時(shí)，使所述功率元件移動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的印刷電路板，其特征在于，所述位移件由一個(gè)彈簧片(20)構(gòu)成。
11.一種印刷電路板(12)的保護(hù)方法，防止功率元件(10)的過熱，功率元件安裝在所述電路板上，并通過固定件(16)與印在電路板上的導(dǎo)體(14)相連接，其特征在于，當(dāng)所述固定件在功率元件過熱的作用下熔化時(shí)，使功率元件從其工作的第一位置向其短路的第二位置進(jìn)行移動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的印刷電路板的保護(hù)方法，其特征在于，功率元件的所述移動(dòng)通過重力作用獲得。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的印刷電路板的保護(hù)方法，其特征在于，功率元件的所述移動(dòng)通過一個(gè)彈性件(20)的作用獲得。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種印刷電路板，它具有一些電子元件，安裝在電路板(12)上，至少一個(gè)功率元件(10)具有至少一個(gè)第一和一個(gè)第二外部管腳(10A，10B，10C)，所述管腳通過固定件(16)與印在電路板上的導(dǎo)體(14)相連接，一條導(dǎo)電道(18)從所述電路板的一個(gè)第一導(dǎo)電片(12B)向所述電路板的一個(gè)第二導(dǎo)電片(12A)延伸，第一導(dǎo)電片用于接納功率元件的第一外部管腳，第二導(dǎo)電片用于接納功率元件的第二外部管腳，它還具有功率元件的位移件，用于在固定件熔化時(shí)，在第一和第二導(dǎo)電片之間形成電接觸。
文檔編號(hào)H05K1/11GK1536946SQ20041003251
公開日2004年10月13日 申請(qǐng)日期2004年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月8日
發(fā)明者雷諾·迪普雷·德布盧瓦, 奧利維耶·科萊特, 克里斯托夫·馬朗熱, 皮埃爾·薩爾達(dá), 薩爾達(dá), 托夫 馬朗熱, 耶 科萊特, 雷諾 迪普雷 德布盧瓦 申請(qǐng)人:瓦萊奧空調(diào)公司