專利名稱：印刷電路板的短路保護的制作方法
技術領域：
本發明涉及功率元件在印刷電路上的安裝的技術領域，特別涉及一種印刷電路的結構，確保防止功率元件出現故障時發生燃燒的危險。
背景技術：
安裝在印刷電路上的功率元件一般不具有針對可能影響它們的故障的任何特殊保護措施。如果存在這種保護的話，通常是印刷電路之外的熱敏開關，其成本高，而且由于熱敏開關和待保護元件之間存在距離，溫度運行條件的適應性差。功率元件、例如二極管或晶體管處的故障發生是比較經常的，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品，由于這些故障而釋放熱量時，保持這些功率元件與印刷電路接觸的焊料會發生熔化。
發明內容
本發明旨在克服上述缺陷，提出一種簡單而安全可靠的印刷電路結構，避免當保持這些功率元件的焊料熔化時而出現電路燃燒的任何危險。
這些目的通過一種印刷電路板而達到，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，至少一個功率元件具有至少一個第一和一個第二外部管腳，第一和第二外部管腳通過固定件與印在電路上的導體相連接，其特征在于，所述電路板還具有一條導電道，從電路板的一個第一導電片向電路板的一個第二導電片延伸，第一導電片用于接納功率元件的第一外部管腳，第二導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，在第一和第二導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、或者集電極和發射極管腳、或者陽極和陰極管腳。
這種結構特別簡單，在使功率元件保持在其印刷電路板上的焊料熔化時，在所述功率元件的兩個管腳之間形成自由短路，立即限制所述功率元件過熱，避免發生燃燒的危險。
根據實施例，所述附加的導電道可以具有一個圍繞所述漏極導電片或集電極導電片或陰極導電片的環形形狀，或者具有一個部分圍繞所述漏極導電片或集電極導電片或陰極導電片的U形或T形形狀。
同樣，位移件可以僅通過重力構成(有利地在印刷電路板豎直布置時)，或者配有一個彈性件(最好是一個彈簧片)，所述彈性件安裝在絕緣板上，用于當使功率元件保持在絕緣板上的焊料熔化時，使所述功率元件移動。
本發明還涉及一種印刷電路板的保護方法，防止功率元件發生過熱，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體相連接，其特征在于，當所述固定件在功率元件過熱的作用下熔化時，使功率元件從其工作的第一位置向其短路的第二位置進行移動。
參照附圖和非限制性實施例，本發明的特征和優點將得到更好地理解。附圖如下圖1和2示出根據本發明第一實施例的一個功率元件在一個印刷電路上的安裝；圖3示出圖1印刷電路的一個實施變型；圖4示出根據本發明第二實施例的一個功率元件在一個印刷電路上的安裝；圖5和6示出功率元件在位移之前和之后的布置；圖7示出現有技術中的一個功率元件在一個印刷電路上的安裝。
具體實施例方式
圖7示出稱為雙面的印刷電路的傳統結構，其中，一個功率元件10安裝在一個絕緣電路板12的上表面上，絕緣電路板12具有導體或導電道14，功率元件10通過外部管腳與導電道14進行電連接。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施例中，功率元件、例如MOSFET晶體管具有一個形成漏極管腳的金屬殼或底座10A、一個源極管腳10B和一個柵極管腳10C。功率元件的這些不同管腳與印刷電路的不同導電道相接觸，尤其是分別與一個漏極導電片12A、一個源極導電片12B和一個柵極導電片12C進行接觸，使之固定在一個可工作的位置。
一旦功率元件失效，例如出現過壓，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電道上的焊料的熔化，熱焊料可能與例如周圍的電線發生接觸，導致這些電線燃燒。
根據本發明，如圖1和2所示的最佳實施例所示，印刷電路板12配有一條附加的導電道18，附加導電道18環繞漏極導電片12A，并與源極導電片12B進行電連接。采用這種特殊結構，在印刷電路板豎直布置的情況下，當功率元件失效時，導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，從而與環繞漏極導電片12A的附加導電道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。
應注意到，附加導電道的形狀不限于圖1和2所示的環形，完全可以采用僅局部環繞漏極導電片12A、從源極區12B開始延伸的更為簡單的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明的第二實施例。在該位置(也如圖5所示)，重力不起作用，因此，必須強制功率元件10從其工作的第一位置向其短路的第二位置進行移動。為此，使其支承在一個彈性件、例如一個彈簧片20上，彈簧片對著與印刷電路12相連的一個基準壁22安裝。當焊料在功率元件釋放的熱量作用下熔化時(見圖6)，彈簧片將放松，將功率元件推向附加導電道18(在所示的實施例中呈簡單的T形形狀)，附加導電道18與源極導電片12B進行連接，如前所述，源極導電片12B與漏極導電片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行接觸的，功率元件中的功率瞬間消失，中斷熱量的進一步釋放。
本發明特別容易實施，且成本低，因為基本不影響印刷電路的設計。當不希望采用印刷電路的水平布置時，添加一個簡單的彈性件、可以是塑料的彈性件，足以實施本發明。當然，本發明不限于僅安裝如前所述的MOSFET晶體管。實際上，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、發射極和柵極)，或者是僅具有一個陰極和一個陽極的兩個外部管腳的簡單功率二極管。
權利要求
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，至少一個功率元件(10)具有至少一個第一和一個第二外部管腳(10A，10B，10C)，外部管腳通過固定件(16)與印在所述電路板上的導體(14)相連接，其特征在于，所述印刷電路板還具有一條導電道(18)，所述導電道從所述電路板的一個第一導電片(12B)向所述電路板的一個第二導電片(12A)延伸，第一導電片用于接納功率元件的所述第一外部管腳，第二導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，在所述第一和第二導電片之間形成電接觸。
2.根據權利要求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.根據權利要求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射極管腳。
4.根據權利要求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.根據權利要求1至4之一所述的印刷電路板，其特征在于，所述附加的導電道具有一個圍繞所述漏極導電片、集電極導電片或陰極導電片的環形形狀。
6.根據權利要求1至4之一所述的印刷電路板，其特征在于，所述附加的導電道具有一個部分圍繞所述漏極導電片、集電極導電片或陰極導電片的U形形狀。
7.根據權利要求1至4之一所述的印刷電路板，其特征在于，所述附加的導電道具有一個部分圍繞所述漏極導電片、集電極導電片或陰極導電片的T形形狀。
8.根據權利要求1至7之一所述的印刷電路板，其特征在于，當所述印刷電路板豎直布置時，所述位移件僅由重力構成。
9.根據權利要求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彈性件，安裝在絕緣板上，用于當使功率元件保持在所述絕緣板上的焊料熔化時，使所述功率元件移動。
10.根據權利要求9所述的印刷電路板，其特征在于，所述位移件由一個彈簧片(20)構成。
11.一種印刷電路板(12)的保護方法，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體(14)相連接，其特征在于，當所述固定件在功率元件過熱的作用下熔化時，使功率元件從其工作的第一位置向其短路的第二位置進行移動。
12.根據權利要求11所述的印刷電路板的保護方法，其特征在于，功率元件的所述移動通過重力作用獲得。
13.根據權利要求11所述的印刷電路板的保護方法，其特征在于，功率元件的所述移動通過一個彈性件(20)的作用獲得。
全文摘要
本發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，至少一個功率元件(10)具有至少一個第一和一個第二外部管腳(10A，10B，10C)，所述管腳通過固定件(16)與印在電路板上的導體(14)相連接，一條導電道(18)從所述電路板的一個第一導電片(12B)向所述電路板的一個第二導電片(12A)延伸，第一導電片用于接納功率元件的第一外部管腳，第二導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，在第一和第二導電片之間形成電接觸。
文檔編號H05K1/11GK1536946SQ20041003251
公開日2004年10月13日 申請日期2004年4月8日 優先權日2003年4月8日
發明者雷諾·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, 薩爾達, 托夫 馬朗熱, 耶 科萊特, 雷諾 迪普雷 德布盧瓦 申請人:瓦萊奧空調公司