JPH065641B2 - 改良ハウジングアセンブリー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般に小型の電子部品或
いは電子デバイスの分野、特に表面取り付け型の電子デ
バイスに関し、詳しくは部品が基板上に担持され且つこ
の基板に付設したハウジング内部に収容された電子デバ
イスに関する。

【０００２】

【従来技術】表面取り付け式トリミング分圧計（以下単
に分圧計と称する）の如き多くの小型の電子デバイスに
於ては電子部品はセラミック基板の表面に、関連する伝
導路及び端末パッドと共に取り付け或いは形成（例えば
肉厚フィルムプリントによって）される。電子デバイス
をプリント回路基板（以下単に基板と称する）に取り付
けるための端末導線が（ハンダ等によって）端末パッド
に付設され、電子部品を担持する基板の表面はハウジン
グ内部に収容される。基板上の電子部品の周囲に密着シ
ールを形成するための如きに於てハウジングを基板に付
設する必要がしばしばある。代表的に、これはハウジン
グを基板に結着するためのエポキシセメントを使用する
ことによって達成されてきた。この結着方法には、ハウ
ジング及び基板を共に、エポキシセメントの硬化中に機
械的に保持しなければならないという重要な欠点があ
る。更には、セメント及びハウジングのプラスチックの
熱膨張係数が異なることから、基板のセラミックのシー
ルの一体性が、電子デバイスを高温に晒した場合に失わ
れてしまうと言う恐れがある。従来、この問題はハウジ
ングを基板に付設するための純機械的手段を用いて必要
な密着シールを提供させることにより対処された。ハウ
ジング及び基板の双方を保持するためのクリップの組合
わせ並びに、密着シールのために内側Ｏーリングを使用
する一つのそうした配列構成が米国特許第４６２６８２
３号に記載される。この米国特許の電子デバイスでは、
上方に伸延する延長部を具備する端末導線が基板にハン
ダ付けされる。この延長部は一般に基板に直交して配向
され、ハウジングのトップの長孔に係合する内折れ型の
タブで終端される。これらのタブは縁部が前記長孔内部
へと下方に折り曲げられ、ハウジング及び基板を相互に
錠止する。こうした錠止がハウジング内のＯーリングを
基板に押し付けそれにより、基板上の電子部品の周囲を
密着シールする。前記米国特許における如きクリップ式
機構はある種の用途に於ては成功裡に使用されてきた
が、超小型電子デバイス、即ち水平方向ディメンション
が３−４ｍｍの範囲の電子デバイスの使用が増加してい
ることから、そうした電子デバイスの機械的構造を更に
一層簡素化することは極めて有益である。更に、電子部
品工業に於ては製造コストの削減等のためにそうした方
法での製品改良が常に追及されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電子デバイスに於て、
セメント及びハウジングのプラスチックの熱膨張係数が
異なることから、前記電子デバイスを高温に晒した場合
に基板のセラミックのシールの一体性が失われてしまう
と言う恐れを無くすことである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】広い意味では本発明は、
基板上に担持した電子部品と、この電子部品を収容する
ためのハウジングと、回路基板に電気的結合を提供する
べく基板に付設された端末導線とを具備する形式の電子
デバイスである。前記端末導線はハウジング内部に成型
され、その自由端がハウジングの側部を覆い基板の底部
表面を覆って折り曲げられ、そこに締着される。

【０００５】詳しくは、本発明は小型の、表面取り付け
型の分圧計その他の電子デバイスであり、ハウジングは
基板の上面における抵抗性エレメント及びコレクターエ
レメントを電気的に接続するための接触ばねを担持する
ローターを含む。基板は金属処理した端末パッドをその
底面上に有し、該端末パッドはその上面の抵抗性エレメ
ント及びコレクターエレメントに電気的に接続される。
各々の端末導線の一端はハウジング内部に成型され、ま
た自由端は、ハウジング側部の周囲にそして基板の底面
上に曲げ付けられた後、端末パッドにハンダ付け或いは
溶接される。こうした配列構成に於て、端末導線はハウ
ジング（並びにその上面の電気的部品）を基板に機械的
に付設し且つ錠止するための、且つまた基板を電気的及
び機械的に回路基板に結合するための手段を提供する。

【０００６】本発明の他の様相に従えば、先に説明され
た電子デバイス或いは分圧計の新規な製造方法が提供さ
れる。導線フレーム上の直線に沿った各位置には、例え
ば分圧計のそれらの位置での端末導線を提供する導線素
材の反復パターンが型押しによって適切に配列される。
ハウジングが、導線素材上の各位置に於て成形されこれ
ら導線素材がハウジングの上面付近に埋設されるように
配向される。（この目的のためにハウジングは有益には
逆転状態に成型される。即ち、その開放されたローター
キャビティが上方を向く状態で成型される）次でロータ
ーアセンブリーがハウジングキャビティ内に組み込ま
れ、次で基板（電子部品をそこに取り付けた）がハウジ
ングキャビティを覆って配置され、ハウジングが閉鎖さ
れる。次に導線素材が導線フレームから適切な長さの端
末導線に切離され、その自由端がハウジングの側部を覆
って曲げ付けられ、基板の底面上に縁曲げされ、そこで
前記底面に設けた金属処理した端末パッドにハンダ付け
或いは溶接される。

【０００７】以下の発明の詳細な説明からより完全に認
識されるように、本発明は従来技術に勝る数多くの利益
を提供する。先ず、ハウジング及び基板は、セメント及
び従来技術における比較的複雑なクリップ式機構を必要
とすることなく互いにしっかりと付設される。ローター
及び基板間にシール手段（Ｏーリング成いは別様には以
下に説明される如き）を組台わせた場合は、基板上での
電子部品の良好な密着状態での絶縁が達成され得る。第
２に、ハウジング内に導線を埋設したことにより、本発
明の構造的強度は前記米国特許を参照して説明した如き
クリップ式機構と比較して一層増強される。更に、導線
は以下の如き複合的機能を提供する。即ち、（ａ）ハウ
ジングを基板にクランプする。（ｂ）回路基板に付設さ
れた場合に導線が比較的大きなハンダ角肉を提供するこ
とにより、電子デバイス及び回路基板間に電気的及び機
械的結合部を提供する。（ｃ）回路基板の洗浄手順中の
フラックス除去を容易化するための、電子デバイスのた
めのスタンドオフを提供する。また更に、電子デバイス
の機能的部分に入る導線の周囲からの漏洩が実質的に排
除されることから、導線間の物理的及び電気的絶縁性が
優れている。そして基板がハウジングにインサート成型
（多くの従来技術による電子デバイスのように）されな
いことから、組み立て中の基板のひび割れの恐れが最小
限化される。その他の利益は、ハウジングを電子デバイ
スの他の部品と共に組み立てる際のキャリヤーとして導
線フレームを使用出来ることに少なくとも部分的に依存
して、製造プロセスの収率が高く且つコストが比較的低
いことである。

【０００８】

【実施例】図１から４を参照するに、本発明の好ましい
具体例に従う小型の、表面取り付け型の電子デバイス或
いは分圧計１０が例示されている。分圧計１０はセラミ
ック製の基板１４の上面を包囲する上部面１２と側壁１
３とを具備してなるハウジング１１を有する。ハウジン
グ１１は、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥ
Ｋ）の如き、耐久性のある高温プラスチックから成型さ
れる。

【０００９】ハウジング１１は、代表的にはナイロンか
ら成型された回転エレメント或いはローター１６を含む
ローターアセンブリーと、シール用の環状インサート１
８（今後より完全に説明される）とローター１６の下部
の中央凹所２２内に固着された接触ばね或いはワイパー
２０とを収容する中央キャビティ１５を有している。ワ
イパー２０は代表的には斯界に周知の形式のマルチワイ
ヤー式ワイパーであり、ニッケル−銀合金から型押し可
能である。その他、貴金属或いは非貴金属から成る好適
な合金を用途に応じて使用し得る。

【００１０】基板１４はマルチアップスナップストレー
ト（ｍｕｌｔｉ−ｕｐ ｓｎａｐｓｔｒａｔｅ：図示せ
ず）から、レーザースクライブ或いはグリーンスクライ
ブにより個別の、斯界に周知の基板に分離される。図７
に最も良く示されるように、基板は抵抗エレメント２
６、コレクターエレメント２８の如き電子部品そして金
属処理した導電性トレース３０を取り付けた上面２４を
有する。抵抗エレメント２６は例えば、真空印刷或いは
スクリーン印刷により、肉厚フィルム抵抗性インクを使
用して形成され得る。コレクターエレメント２８及び導
電性トレース３０は、好適な成端材料を使用して真空印
刷により形成される。基板１４の側方縁部には溝或いは
バイアス（ｖｉａｓ：実際にはマルチアップスナップス
トレート内の貫通孔として形成される））３２が設けら
れる。マルチアップスナップストレートは、先ず上面
に、金属処理した材料がバイアス３２を貫いて半分以上
流動する状態に於て成端材料と共に真空印刷される。次
でマルチアップスナップストレートの底面が、基板の底
面３５上に金属処理した領域或いは３つの端末パッド３
４（図８参照）を形成するべく真空印刷され、前記成端
材料はバイアス（ｖｉａｓ）３２を反対方向に貫いて流
動し、上面２４の真空印刷からの、そこに存在する成端
材料と連結しそれにより、トレース３０の各々から関連
する端末パッド３４に至る連続する導電性通路を形成す
る。

【００１１】図８に最も良く示されるように、ワイパー
２０は２組のフィンガー、即ち抵抗エレメント２６と接
触するための大きい方のフィンガー組３６とコレクター
エレメント２８と接触するための小さい方のフィンガー
組３８とから構成される。ローター１６の上面には、ロ
ーターを２つの回転限界間で廻動させるための工具（図
示せず）を受けるようになっている長孔４０が設けられ
る。ローター１６の上部には、図１に示されるように停
止ラグ４２もまた設けられる。該停止ラグ４２は、ロー
ターの何れかの回転限界位置にハウジングと一体的に形
成された停止エレメント４４と衝接する半径方向突出部
として形成される。

【００１２】例示された具体例は３つの端末導線４６を
具備する。各々の端末導線４６はハウジング内でその上
面に接近して埋設された第１の、或いは捕捉端４８を具
備する。各々の端末導線４６の第２の端部或いは自由端
５０は、ハウジングの隣り合う側部を覆って曲げ付けら
れそして基板１４の底面３５上に縁曲げされ、そこでハ
ンダジョイント５２或いは溶接により関連する端末パッ
ド３４に付設される。ハウジングの側部には好ましくは
３つの溝５４が設けられ、その各々は折り曲げられた端
末導線４６の１つを受けそれにより、それら端末導線を
してハウジングの側壁と接面状態とし或いはそこから僅
かに後退可能ならしめ、空間を節約する。

【００１３】端末導線４６の捕捉端部４８がハウジング
１１に埋設され、また端末導線の自由端５０が基板１４
の底面３５に接続されることから、ハウジング１１及び
基板１４はセメントを必要とすることなく互いにしっか
りと付設される。端末導線は斯くして、ハウジングを基
板に機械的に付設するための手段を提供する一方、基板
上の電子部品を回路基板（図示せず）に電気的及び機械
的に結合するための手段をも提供する。ここに説明され
る具体例は３つの端末を有するが本発明は、ハウジング
の対向する側部の少なくとも２つが導線により基板に固
着されることを条件として２つ或いは３つ以上の導線を
有する電子デバイスに於て使用可能である。

【００１４】先に言及されたように、ローター１６には
基板及びローター間に密着シールを提供するための周囲
シール手段が設けられる。本発明の好ましい具体例（図
２及び３）ではこのシール手段は環状インサート１８の
形態を取っている。環状インサート１８は好適な弾性材
料、好ましくはシリコーンラバーから形成され、ロータ
ーの底面に形成された環状の周囲溝５６に座着されるよ
うローターと共成型される。環状インサート１８は好ま
しくは、その頂部に於て約９０度の角度で図３に示され
るように連結されてなる一対の面から形成され、軸方向
に伸延するシール端部５８を有する。先に説明した如
く、ローターがハウジングに組み込まれ基板がハウジン
グに付設されると、弾性の環状インサート１８が図２に
示されるように圧縮され、シール端部５８を基板に押し
付けて変形させ、それにより有効な密着シールを提供せ
しめる。

【００１５】図５に示される第１の別態様に於ては、シ
ール手段は従来からのシリコーンラバー製Ｏーリング６
０である。この具体例ではローター１６の仮面にはその
周囲に沿ってシール面６２が形成される。該シール面６
２は半径方向外側に於て約４５度の角度で上方に傾斜さ
れる。Ｏーリング６０は、先に説明されたようにシール
面６２及び基板１４間で圧縮され、基板及びハウジング
が端末導線４６により互いにクランプされた場台に密着
シールとして作用する。

【００１６】図５及び６に示される第２の別態様に於て
はシール手段は基板１４の上面上に印刷された弾性シリ
コーンリング６４の形態を取っている。ローター１６の
仮面には環状の周囲トラック６６が設けられる。該周囲
トラック６６は印刷された弾性シリコーンリング６４と
整列し且つそこにシール状態で係合し、ハウジング及び
基板が先に説明した態様で付設された場合にローター及
び基板間を密着シールする。

【００１７】図７及び８には先に説明された電子デバイ
スを作成するための方法が例示される。図９を参照する
に、導線フレーム７０が設けられ、該導線フレーム７０
は、等間隔のロケーターホール７４を具備する一対の平
行な側方レール７２を含んでいる。導線フレーム７０は
更に、直線配列の或いは列状のアセンブリー位置を含
む。該アセンブリー位置の各々は結局、横方向に配向さ
れた３つの導線素材７６を含み、該３つの導線素材７６
の各々はその外側端部７７が側方レール及び内側端部７
８に結合され、該側方レール及び内側端部７８は作成さ
れるべき電子デバイスのために適した配列構成である前
記アセンブリー位置と、側方レール７２と平衡に配向さ
れた２本の結合バー８０とを含む。

【００１８】図９で右方向の次のアセンブリー位置には
導線フレーム上に成型されたハウジング１１が示され
る。この成型段階は、導線素材７６の内側端部７８がハ
ウジング内部に成型されそれにより、先に説明したよう
に、端末導線４６の捕捉端部４８となるように実施され
る。成型されたハウジングは逆転状態で形成されそれに
より、開放された中央キャビティ１５は上方に差し向け
られる。ハウジングは対向する各側に於て結合バー８０
と係合される。

【００１９】図８を参照するに、ローターアセンブリー
（ローター１６、環状インサート１８及びワイパー２
０）が中央キャビティ１５に組み込まれている。該中央
キャビティ１５は次で、ハウジング上に、金属処理した
端末パッド３４を外側とする状態で基板を配置すること
により閉鎖される。基板の適切な配置は、ハウジングと
一体的に形成され且つその底面から突出するたロケータ
ーラグ８２（図８参照）によりよう生かされる。閉鎖さ
れたハウジング／ローター／基板アセンブリーが図９で
中央アセンブリー位置に於て示される。

【００２０】再度図９を参照するに、導線フレーム上の
右側の次のアセンブリー位置に於て、作成プロセスの次
の段階、即ち導線素材７６を導線フレーム７０から適宜
の長さに切断し、次でそれらをハウジングの側壁を覆っ
て曲げ付ける段階が示される。ここで導線素材は端末導
線４６に形成される。端末導線４６は、ハウジングの側
壁から分離する位置に夫々先に説明したような自由端５
０を具備している。図９の最も右側に示されるように、
次の段階に於て前記分離部分はハウジングの側壁に縁曲
げ加工される。次で、前記自由端５０が基板の底面３５
を覆って縁曲げ加工され、その端末パッド３４としっか
りと係合される。自由端５０は次で、ハンダ（ハンダペ
ーストのリフローイング或いはハンダディッピング）付
け或いは溶接により端末パッド３４に電気的及び機械的
に結合される。

【００２１】完成された電子デバイス或いは分圧計１０
のテストは、この電子デバイスが結合バー８０により導
線フレーム内に保持されている間に実施し得る。組み立
て及びテストが完了すると、完成された分圧計１０はそ
れを結合バーから外すことにより導線フレームから取外
される。以上本発明を表面取り付け型の小型の分圧計に
関して説明したが、本発明の内で種々の変更を為し得る
ことを銘記されたい。同様に、導線はソケット取り付け
型電子デバイスのために容易に改変（例えば外側に伸延
する脚を加えることにより）可能である。こうした及び
その他改変は本発明の精神及び範囲内に於て考慮される
べきである。

【００２２】

【発明の効果】電子デバイスに於て、セメント及びハウ
ジングのプラスチックの熱膨張係数が異なることから、
前記電子デバイスを高温に晒した場合に基板のセラミッ
クのシールの一体性が失われてしまう恐れが無くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい具体例に従う小型の、表面取
り付け型の、分圧計の斜視図である。

【図２】図１を線２−２で切断した断面図である。

【図３】図２に示されるローターアセンブリーの断面図
であり、圧縮状態にあるシールリングが示される。

【図４】図１の分圧計の部分破除した平面図である。

【図５】ローターシール手段の第１の別態様を示す、図
２と類似の断面図である。

【図６】ローターシール手段の第２の別態様を示す図２
と類似の断面図である。

【図７】図６を線７−７で切断した、図６の具体例に於
て使用された基板の平面図である。

【図８】本発明の製造プロセスに於て使用される導線フ
レームの分解斜視図であり、ローター及び基板アセンブ
リーの、導線フレーム上に成型されたハウジング内への
組み付け状況が示される。

【図９】本発明に於て使用される導線フレームの斜視図
であり、プロセスの幾つかの段階が示される。

【符号の説明】

１０：分圧計 １１：ハウジング １４：セラミック基板 １６：ローター １８：シール用インサート ２０：ワイパー ２２：中央凹所 ２６：抵抗エレメント ２８：コレクターエレメント ３０：導電性トレース ３４：端末パッド ４６：端末導線 ４８：捕捉端部 ５０：自由端 ５６：周囲溝 ５８：シール端部

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面２４及び底面３５を具備する基板１
   ４の上面２４上に担持され接続端を有してなる電子部品
   ２６と、基板１４の上面２４を包囲する上部面１２及び
   側壁１３と、基板１４上の少なくとも２つの対向する各
   側に於て該基板１４上に付設され前記電子部品２６の接
   続端に接続するようになっている導線４６とを含み、回
   路基盤上に取付けられるようになっている形式の電子デ
   バイス１０であって、 導線４６の各々は、ハウジング１１の上部面１２付近に
   埋設された第１の端部４８と基板１４の底面３５に付設
   された第２の端部５０とを具備しそれにより、 導線４６はハウジング１１に付設される一方、基板１４
   を回路基板に電気的及び機械的に結合するための手段を
   も提供するようになっていることを特徴とする前記電子
   デバイス１０。
2. 【請求項２】 導線４６の各々の第２の端部５０は基板
   １４の底面３５上の金属処理した領域３４に電気的及び
   機械的に結合される請求項１の電子デバイス。
3. 【請求項３】 金属処理した領域３４の各々は基板の上
   面２４上の電子部品２６、２８に電気的に結合される請
   求項２の電子デバイス。
4. 【請求項４】 ハウジング１１内部に収容された回転エ
   レメント１６と、回転エレメント１６及び基板１４の上
   面２４間に係合された弾性のシール手段にして、ハウジ
   ング１１が導線４６によって基板１４に付設される結果
   として回転エレメント１６及び基板１４間に実質的に密
   着シールを提供するための前記弾性のシール手段とを更
   に含む請求項１の電子デバイス。
5. 【請求項５】 弾性のシール手段は、 回転エレメント１６内の環状の周囲溝５６と、該 環状の周囲溝５６内に固着された弾性の環状インサー
   ト１８にして、ハウジング１１が導線４６によって基板
   １４に付設される結果として基板１４に押しつけられる
   軸方向に伸延するシール用縁部５８を具備してなる前記
   環状インサート１８とを含んでいる請求項４の電子デバ
   イス。
6. 【請求項６】 軸方向に伸延するシール用縁部５８は約
   ９０度の角度で連結された一対の面によって形成される
   請求項５の電子デバイス。
7. 【請求項７】 シール手段は、回転エレメント１６及び
   基板１４間に配設されたＯーリング６０を含む請求項４
   の電子デバイス。
8. 【請求項８】 シール手段は、 基板１４の上面２４に形成された弾性リング６４とハウ
   ジング１１が導線４６によって基板１４に付設された場
   台に、弾性リング６４と整列し且つシール状態で係合す
   るように回転エレメント１６上に位置決めされる環状ト
   ラック６６とを含む請求項４の電子デバイス。
9. 【請求項９】 ハウジング１１の側壁１３には縦方向溝
   ５４が設けられ、その各々は第１の端部４８及び第２の
   端部５０間で１つの導線４６の一部を受けるようになっ
   ている請求項１の電子デバイス。
10. 【請求項１０】 電子デバイス１０の製造方法であっ
    て、 （ａ）一対の平行な側方レール７２にして、その間部分
    にアセンブリー位置を画定し、該アセンブリー位置に
    は、前記側方レール７２に結合され横方向に配向されそ
    の各々が内側端部７８を有する複数の導線素材７６を含
    む前記一対の平行な側方レール７２を有する導線フレー
    ム７０を設ける段階と、 （ｂ）導線素材７６の内側端部７８がハウジング１１に
    埋設されるようハウジング１１を導線素材７６上に成型
    し、成型されたハウジング１１を上方に配向されたキャ
    ビティ１５を具備するよう賦形し且つ配向する段階と、 （ｃ）電子部品２６がそこに形成される第１の表面２４
    と電子部品２６に電気的に接続されるよう金属処理した
    領域３４がそこに形成される対向する表面３５とを具備
    する基板１４を提供する段階と、 （ｄ）金属処理した領域３４がハウジング１１の外側と
    なる状態で基板１４をハウジング１１上に配置すること
    によってキャビティ１５を閉じる段階と、 （ｅ）側方レール７２から導線素材７６をカッティング
    し、選択された長さを有し横方向に配向された導線４６
    にして、その各々が側方レール７２から分離する位置に
    於て自由端５０を具備してなる導線４６を形成する段階
    と、 （ｆ）自由端５０が金属処理した領域３４の１つと各々
    係合するよう導線４６を折り曲げる段階と、 （ｇ）導線４６及び関連する金属処理した領域３４間に
    電気的及び機械的結合部を形成する段階とを包含する前
    記電子デバイス１０の製造方法。
11. 【請求項１１】 導線フレーム７０には直列のアセンブ
    リー位置が含まれ、各々のアセンブリー位置には、ハウ
    ジング１１を成型する段階と、基板１４を提供する段階
    と、キャビティ１５を閉じる段階と、導線素材７６をカ
    ッティングする段階と、電気的及び機械的結合部を形成
    する段階が実施される請求項１０の電子デバイス１０の
    製造方法。