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Die vorliegende Erfindung betrifft ein an einem metallischen Element befestigtes Substrat und eine elektronische Vorrichtung mit einem Substrat und einem metallischen Element.
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Für gewöhnlich wird, wie in der
JP-2013-15508 beschrieben, eine Leiterplatte vorbereitet, die mit einer Schraube an einer Abstandseinheit befestigt und elektrisch mit der Abstandseinheit verbunden wird. Die Leiterplatte weist ein Durchgangsloch, über das die Schraube eingefügt wird, und eine Anschlussfläche auf. Die Anschlussfläche weist einen Teil, der an einer Seitenwand des Durchgangslochs angeordnet ist, und einen Teil, der auf einer Vorderseite und einer Rückseite der Leiterplatte angeordnet ist, auf. Die Abstandseinheit ist leitfähig und auf der Anschlussfläche der Vorderseite der Leiterplatte angeordnet. Die Abstandseinheit weist ein Durchgangsloch mit einer Innenwand auf, auf der eine Schraubnut gebildet ist. Das Durchgangsloch der Abstandseinheit befindet sich in Eingriff mit der Schraube. Ein oberes Ende der Schraube drückt und kontaktiert die Anschlussfläche, die auf der Rückseite der Leiterplatte angeordnet ist.
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Bei der obigen Struktur kann, wenn sich die Nutzungsumgebungstemperatur ändert, eine Reibungskraft von der Abstandseinheit entlang einer Oberfläche der Leiterplatte zu der Anschlussfläche, die auf der Vorderseite der Leiterplatte gebildet ist, in Übereinstimmung mit einer Differenz zwischen einem Wärmeausdehnungskoeffizienten der Leiterplatte und einem Wärmeausdehnungskoeffizienten der Abstandseinheit aufgebracht werden. Wenn die Reibungskraft aufgebracht wird, löst sich die Anschlussfläche gegebenenfalls von der Leiterplatte.
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Angesichts der obigen Probleme sind Überlegungen dahingehend angestellt worden, die Anschlussfläche nicht auf der Oberfläche der Leiterplatte zu bilden. In diesem Fall kann es jedoch passieren, dass sich die Anschlussfläche ablöst, wenn eine Belastung in einer Richtung von der Vorderseite zur Rückseite der Leiterplatte in einer Dickenrichtung der Leiterplatte auf die Anschlussfläche aufgebracht wird. Ferner ist, wenn die Anschlussfläche nicht auf der Vorderseite der Leiterplatte gebildet wird, der Bereich der Anschlussfläche auf der Leiterplatte klein, so dass sich die Anschlussfläche gegebenenfalls ablöst.
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Folglich kann es zu einem Ablösen der Anschlussfläche von der Leiterplatte kommen, wenn sich die Nutzungsumgebungstemperatur ändert.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Vorrichtung bereitzustellen, die eine Anschlussfläche aufweist, bei der ein Ablösen auch dann beschränkt wird, wenn sich die Nutzungsumgebungstemperatur ändert. Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Substrat bereitzustellen, das eine Anschlussfläche aufweist, bei der ein Ablösen auch dann beschränkt wird, wenn sich die Nutzungsumgebungstemperatur ändert.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine elektronische Vorrichtung auf: ein metallisches Element mit einem Schraubloch; ein Substrat mit einem Durchgangsloch entsprechend dem Schraubloch und einer ersten Anschlussfläche, die einen Seitenwandabschnitt, der an einer Seitenwand des Durchgangslochs angeordnet ist, einen ersten Oberflächenabschnitt, der mit dem Seitenwandabschnitt verbunden und an einer ersten Oberfläche dem metallischen Element zugewandt angeordnet ist, und einen zweiten Oberflächenabschnitt, der mit dem Seitenwandabschnitt verbunden und an einer zweiten Oberfläche der ersten Oberfläche gegenüberliegend angeordnet ist, aufweist; und eine Schraube mit einem Körper und einem Kopf, der mit einem Ende des Körpers verbunden ist. Der Kopf kontaktiert die zweite Oberfläche. Der Körper ist über das Durchgangsloch in das Schraubloch geschraubt. Das Substrat ist an dem metallischen Element befestigt, und die erste Anschlussfläche ist über die Schraube elektrisch mit dem metallischen Element verbunden. Das Substrat ist aus Harzmaterial aufgebaut. Das Substrat weist ferner eine Abdeckung zur Abdeckung der ersten Oberfläche auf. Die Abdeckung kontaktiert das metallische Element, wenn die Schraube das Substrat an dem metallischen Element befestigt.
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Bei der obigen elektronischen Vorrichtung weist die erste Anschlussfläche den ersten Oberflächenabschnitt auf, der auf der ersten Oberfläche des Substrats angeordnet ist. Folglich wird, auch wenn die Belastung in einer Richtung von der ersten Oberfläche zur zweiten Oberfläche in der Dickenrichtung auf die erste Anschlussfläche aufgebracht wird, das Ablösen der ersten Anschlussfläche beschränkt. Ferner wird ein Bereich des Substrats, auf dem die erste Anschlussfläche angeordnet ist, größer als in einem Fall, in dem die erste Anschlussfläche den ersten Oberflächenabschnitt nicht aufweist.
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Darüber hinaus kontaktiert, in der obigen elektronischen Vorrichtung, die Abdeckung das metallische Element. Insbesondere kontaktiert der erste Oberflächenabschnitt das metallische Element nicht. Folglich wird die auf den ersten Oberflächenabschnitt aufgebrachte Belastung verglichen mit einem Fall, in dem der erste Oberflächenabschnitt das metallische Element kontaktiert, verringert.
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Ferner ist die Abdeckung aus Harzmaterial aufgebaut. Für gewöhnlich ist der Reibungskoeffizient zwischen dem metallischen Material und dem Harzmaterial geringer als der Reibungskoeffizient zwischen den metallischen Materialen. Folglich ist der Reibungskoeffizient zwischen der Abdeckung und dem metallischen Element geringer als der Reibungskoeffizient zwischen dem ersten Oberflächenabschnitt und dem metallischen Element. Dementsprechend wird die von dem metallischen Element auf das Substrat aufgebrachte Reibungskraft verringert. Folglich kann die auf den ersten Oberflächenabschnitt aufgebrachte Belastung auf einfache Weise verringert werden.
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Auf diese Weise wird das Ablösen der ersten Anschlussfläche beschränkt, wenn sich die Nutzungsumgebungstemperatur ändert.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Substrat befestigt ist an und elektrisch verbunden mit einem metallischen Element mit einem Schraubloch, über eine Schraube mit einem Körper, der in das Schraubloch geschraubt ist, und einem Kopf, der mit einem Ende des Körpers verbunden ist, wobei das Substrat aufweist: ein Durchgangsloch entsprechend dem Schraubloch, über das der der Körper eingefügt ist; eine erste Anschlussfläche, die einen Seitenwandabschnitt, der an einer Seitenwand des Durchgangslochs angeordnet ist, einen ersten Oberflächenabschnitt, der mit dem Seitenwandabschnitt verbunden und an einer ersten Oberfläche dem metallischen Element zugewandt angeordnet ist, und einen zweiten Oberflächenabschnitt, der mit dem Seitenwandabschnitt verbunden, an einer zweiten Oberfläche der ersten Oberfläche gegenüberliegend angeordnet ist und den Kopf kontaktiert, aufweist; und eine Abdeckung, die aus Harzmaterial aufgebaut ist und den ersten Oberflächenabschnitt bedeckt.
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Das obige Substrat erzielt die gleichen Effekte wie die obige elektronische Vorrichtung.
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Die obigen und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt:
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1 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Querschnittsansicht einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer vergrößerten Querschnittsansicht eines Bereichs der elektronischen Vorrichtung gemäß einer gestrichelten Linie in der 1;
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3 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Draufsicht einer detaillierten Struktur eines zweiten Gehäuses;
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4 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer vergrößerten Querschnittsansicht einer detaillierten Struktur eines Substrats, eines zweiten Gehäuses und einer Schraube in der elektronischen Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
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5 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer vergrößerten Querschnittsansicht einer detaillierten Struktur eines Substrats, eines zweiten Gehäuses und einer Schraube in der elektronischen Vorrichtung gemäß einer ersten Modifikation.
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Nachstehend sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In jeder Ausführungsform sind gleiche und/oder ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Ferner ist eine Richtung senkrecht zu einer Oberfläche des Substrats als eine Z-Richtung definiert, eine bestimmte Richtung senkrecht zur Z-Richtung als eine X-Richtung definiert und eine Richtung senkrecht zur Z-Richtung und zur X-Richtung als eine Y-Richtung definiert. Ferner ist eine Ebene, die durch die X-Richtung und die Y-Richtung definiert wird, als eine XY-Ebene definiert. Eine Ebenenform in den Ausführungsformen beschreibt eine Form entlang der XY-Ebene.
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(Erste Ausführungsform)
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Nachstehend sind eine Struktur einer elektronischen Vorrichtung 100 und eine detaillierte Struktur eines Substrats 10, eines zweiten Gehäuses 44 und einer Schraube 60 unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben.
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Die elektronische Vorrichtung 100 weist das Substrat 10, ein elektronisches Element 30, ein Gehäuse 40 und eine Schraube 60 auf. Die elektronische Vorrichtung 100 ist beispielsweise eine ECU für ein Fahrzeug.
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Das Substrat 10 weist eine vordere Oberfläche 10a und eine hintere Oberfläche 10b gegenüberliegend zur vorderen Oberfläche 10a auf. Die vordere Oberfläche 10a und die hintere Oberfläche 10b verlaufen senkrecht zur Z-Richtung. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Substrat 10 eine Leiterplatte. Das Substrat 10 ist an einem zweiten Gehäuse 44 befestigt.
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Das Substrat 10 weist eine Substratbasis 12, ein erstes Durchgangsloch 14, ein zweites Durchgangsloch 16, eine erste Anschlussfläche 18, eine zweite Anschlussfläche 20, ein Verdrahtungsmuster 22, einen Lötstopplack 24 und eine Abdeckung 26 auf. Die Substratbasis 12 stellt eine elektrisch isolierende Schicht in dem Substrat 10 bereit. Die Substratbasis 12 weist, wie in 2 gezeigt, eine Kernschicht 12a und eine weiche Schicht 12b, die flexibler als die Kernschicht 12a ist, auf. Die weiche Schicht 12b weist einen geringeren E-Modul als die Kernschicht 12a auf. Die Kernschicht 12a und die weiche Schicht 12b sind in der Z-Richtung geschichtet.
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In der vorliegenden Ausführungsform weist die Kernschicht 12a nur eine Schicht auf und ist die Kernschicht 12a in einer Mitte der Substratbasis 12 angeordnet. Die weiche Schicht 12b weist zwei Schichten auf und ist angeordnet, um die Kernschicht 12a von beiden Seiten in der Z-Richtung zwischen sich anzuordnen. Eine der Schichten in der weichen Schicht 12b stellt eine vordere Oberfläche des Substrats 10 bereit, und die andere der Schichten in der weichen Schicht 12b stellt eine hintere Oberfläche des Substrats 10 bereit.
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Die Kernschicht 12a ist aus Harzmaterial mit einer Abschälfestigkeit von größer als 0,9 N/mm und einem Zugelastizitätsmodul von größer als 10 GPa aufgebaut. Die weiche Schicht 12b ist aus Harzmaterial mit einer Abschälfestigkeit von kleiner oder gleich 0,9 N/mm und einem Zugelastizitätsmodul von kleiner oder gleich 10 GPa aufgebaut. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Kernschicht 12a und die weiche Schicht 12b unter Verwendung einer Prepreg gebildet, das vorbereitet wird, indem Glasgewebe in Harz getränkt wird. Das Harz, mit dem das Glasgewebe getränkt wird, um die Kernschicht 12a zu bilden, kann sich von dem Harz unterscheiden, mit dem das Glasgewebe getränkt wird, um die weiche Schicht 12b zu bilden.
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Das erste Durchgangsloch 14 dringt in der Z-Richtung durch das Substrat 10. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Ebenenform des ersten Durchgangslochs 14 eine kreisrunde Form. Das erste Durchgangsloch 14 entspricht einem Durchgangsloch.
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Das zweite Durchgangsloch 16 ist zur Befestigung des elektronischen Elements 30 der Bauart zum Einpressen an dem Substrat 10 gebildet. Das zweite Durchgangsloch 16 dringt in der Z-Richtung durch das Substrat 10.
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Die erste Anschlussfläche 18 ist eine Elektrode auf dem Substrat 10, die elektrisch mit der Schraube 60 verbunden wird. Die erste Anschlussfläche 18 ist aus metallischem Material aufgebaut. Die erste Anschlussfläche 18 weist einen Seitenwandabschnitt 18a, einen Frontoberflächenabschnitt 18b und einen Rückoberflächenabschnitt 18c auf. Der Seitenwandabschnitt 18a ist an einer Seitenwand des ersten Durchgangslochs 14 angeordnet. Der Frontoberflächenabschnitt 18b ist mit dem Seitenwandabschnitt 18a verbunden und auf der vorderen Oberfläche (Frontoberfläche) 10a gebildet. Der Rückoberflächenabschnitt 18c ist mit dem Seitenwandabschnitt 18a verbunden und auf der hinteren Oberfläche (Rückoberfläche) 10b gebildet. Der Frontoberflächenabschnitt 18b und der Rückoberflächenabschnitt 18c weisen als Ebenenform eine Ringform auf, um das erste Durchgangsloch 14 zu umgeben.
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Die zweite Anschlussfläche 20 ist eine Elektrode des Substrats 10, die elektrisch mit dem elektronischen Element 30 verbunden ist. Die zweite Anschlussfläche 20 ist aus metallischem Material aufgebaut. In der vorliegenden Ausführungsform weist das Substrat 10 mehrere zweite Anschlussflächen 20 auf. Wenigstens eine der zweiten Anschlussflächen 20 auf der vorderen Oberfläche 10a unterscheidet sich von dem Frontoberflächenabschnitt 18b. Eine Gesamtheit der zweiten Anschlussfläche 20 kann auf der vorderen Oberfläche 10a gebildet sein. Alternativ kann ein Teil der zweiten Anschlussfläche 20 auf der vorderen Oberfläche 10a gebildet sein.
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In der vorliegenden Ausführungsform weist das Substrat 10 die zweite Anschlussfläche 20, die nur auf der vorderen Oberfläche 10a gebildet ist, die zweite Anschlussfläche 20, die nur auf der hinteren Oberfläche 10b gebildet ist, und die zweite Anschlussfläche 20 entsprechend dem zweiten Durchgangsloch 16 auf. Die zweite Anschlussfläche 20 entsprechend dem zweiten Durchgangsloch 16 weist einen Abschnitt, der an der Seitenwand des zweiten Durchgangslochs 16 gebildet ist, einen Abschnitt, der auf der vorderen Oberfläche 10a gebildet ist, und einen Abschnitt, der auf der hinteren Oberfläche 10b gebildet ist, auf, die einteilig bzw. integriert ausgebildet sind.
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Das Verdrahtungsmuster 22 ist eine Verdrahtung des Substrats 10. Das Verdrahtungsmuster 22 ist aus metallischem Material aufgebaut. Mehrere Verdrahtungsmuster 22 sind sowohl auf der vorderen Oberfläche 10a als auch auf der hinteren Oberfläche 10b gebildet. Ein Teil der Verdrahtungsmuster 22 ist mit der ersten Anschlussfläche 18 oder der zweiten Anschlussfläche 20 verbunden.
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Der Lötstopplack 24 stellt eine elektrisch isolierende Eigenschaft des Verdrahtungsmusters 22 bereit und schützt das Substrat 10. Der Lötstopplack 24 ist aus Harzmaterial aufgebaut. Der Lötstopplack 24 ist auf einen Teil der vorderen Oberfläche 10a und einen Teil der hinteren Oberfläche 10b, auf denen der Rückoberflächenabschnitt 18c und die zweite Anschlussfläche 20 nicht gebildet sind, aufgebracht. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Teil des Lötstopplacks 24 ebenso auf dem Frontoberflächenabschnitt 18b gebildet, so dass der Lötstopplack 24 als die Abdeckung 26 dient.
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Die Abdeckung 26 bedeckt den Frontoberflächenabschnitt 18b. Die Abdeckung 26 ist aus Harzmaterial aufgebaut. In der vorliegenden Ausführungsform bildet ein Teil des Lötstopplacks 24, der auf den Frontoberflächenabschnitt 18b aufgebracht wird, die Abdeckung 26. Die Abdeckung 26 bedeckt den gesamten Frontoberflächenabschnitt 18b. Die Dicke der Abdeckung 26 ist nahezu gleichförmig. Eine Oberfläche der Abdeckung 26 dem Frontoberflächenabschnitt 18b gegenüberliegend verläuft parallel zur XY-Ebene. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Dicke der Abdeckung 26 ungefähr 20 Mikrometer. Das Harzmaterial zum Bilden der Abdeckung 26 ist beispielsweise Epoxidharz.
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Ein Verfahren zum Bilden der Abdeckung 26, d. h. ein Verfahren zum Bilden des Lötstopplacks 24 weist auf: einen Schritt zum Bilden der ersten Anschlussfläche 18, der zweiten Anschlussfläche 20 und des Verdrahtungsmusters 22 der Substratbasis 12 und einen Schritt zum Aufbringen des Lötstopplacks 24 auf der gesamten vorderen Oberfläche 10a und der gesamten hinteren Oberfläche 10b nach dem Schritt zum Bilden der ersten Anschlussfläche 18, der zweiten Anschlussfläche 20 und des Verdrahtungsmusters 22 der Substratbasis 12. Ferner weist das Verfahren auf: einen Schritt zum Entfernen eines Teils des Lötstopplacks 24, der auf einem Teil des Substrats 10 angeordnet ist, auf dem der Rückoberflächenabschnitt 18c und die zweite Anschlussfläche 20 gebildet werden. Auf diese Weise wird die Abdeckung 26 auf dem Frontoberflächenabschnitt 18b gebildet.
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Das elektronische Element 30 und das Substrat 10 bilden eine elektrische Schaltung. Das elektronische Element 30 ist beispielsweise eine Diode, eine Spule, ein Kondensator, ein Widerstand, ein Mikrocomputer, eine ASIC und dergleichen. Das elektronische Element 30 ist auf die zweite Anschlussfläche 20 gelötet.
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Das Gehäuse 40 beherbergt das Substrat 10, das elektronische Element 30 und die Schraube 60. Folglich beherbergt das Gehäuse 40 weitere Teile der elektronischen Vorrichtung 100. Das Gehäuse 40 weist ein erstes Gehäuse 42 und ein zweites Gehäuse 44 auf. Das erste Gehäuse 42 und das zweite Gehäuse 44 weisen eine Boxform mit einer Öffnung auf. Jede Öffnung des ersten Gehäuses 42 und des zweiten Gehäuses 44 ist derart bedeckt, dass weitere Teile in einem Innenraum des Gehäuses 40 untergebracht werden. Das erste Gehäuse 42 und das zweite Gehäuse 44 sind über eine Schraube oder dergleichen (nicht gezeigt) miteinander verbunden. Das erste Gehäuse 42 und das zweite Gehäuse 44 sind aus metallischem Material, wie beispielsweise Aluminium, aufgebaut. Das zweite Gehäuse 44 entspricht einem metallischen Element.
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Das zweite Gehäuse 44 weist, die in den 1 und 3 gezeigt, einen Boden 48, eine Seitenwand 50 und einen Vorsprung 52 auf. Der Boden 48 weist eine Plattenform mit einer Dickenrichtung parallel zur Z-Richtung auf. Der Boden 48 weist eine Gegenüberliegungsoberfläche 48a auf, die der vorderen Oberfläche 10a gegenüberliegt. Die Seitenwand 50 ist an einem Außenumfang des Bodens 48 gebildet, um den Boden 48 zu umgeben. Die Seitenwand 50 erstreckt sich in einer Richtung vom Boden 48 zum ersten Gehäuse 42 in der Z-Richtung. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Ebenenform des Bodens 48 eine rechteckige Form. Die Ebenenform der Seitenwand 50 ist eine Ringform mit einer rechteckigen Form an einem Innenumfang und einem Außenumfang.
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Der Vorsprung 52 ragt von der Gegenüberliegungsoberfläche 48a hervor. Der Vorsprung 52 und die Seitenwand 50 sind einteilig bzw. integriert ausgebildet. Insbesondere sind vier Teile des Vorsprungs 52 an einer Kante oder Ecke des Innenumfangs der Seitenwand 50 gebildet. Die Ebenenform des Vorsprungs 52 ist eine Rechteckform. Hierin ist, in der 3, um die Ebenenform des Vorsprungs 52 zu verdeutlichen, eine Grenze zwischen dem Vorsprung 52 und der Seitenwand 50 als eine gestrichelte Linie gezeigt.
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Der Vorsprung 52 weist eine obere Vorsprungsoberfläche 52a auf, die parallel zur XY-Ebene verläuft. Das Substrat 10 ist auf der oberen Vorsprungsoberfläche 52a angeordnet. Folglich wird in der Z-Richtung ein Raum zwischen dem Boden 48 und dem Substrat 10 gebildet. Das elektronische Element 30, das an der hinteren Oberfläche 10b befestigt ist, ist in dem Raum angeordnet.
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Der Vorsprung 52 weist ein Schraubloch 54 auf, durch das die Schraube 60 eingefügt wird. Das Schraubloch 54 wird gebildet, indem die obere Vorsprungsoberfläche 52a eine vorbestimmte Tiefe ausgehöhlt wird. Eine Seitenwand des Schraublochs 54 weist eine Schraubnut auf. Das Schraubloch 54 entspricht, im Befestigungszustand mit der Schraube 60, dem ersten Durchgangsloch 14. Insbesondere überlappt sich ein Vorsprung von wenigstens einem Teil des Schraublochs 54 in der Z-Richtung mit dem ersten Durchgangsloch 14. In der vorliegenden Ausführungsform ist der maximale Durchmesse des Schraublochs 54 geringer als der Durchmesser des ersten Durchgangslochs 14.
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Das zweite Gehäuse 44 ist über die Schraube 60 mechanisch und elektrisch mit dem Substrat 10 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform bildet das zweite Gehäuse 44 eine Masse zum Definieren eines elektrischen Referenzpotentials bezüglich des Substrats 10.
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Die Schraube 60 befestigt das Substrat 10 an dem zweiten Gehäuse 44 und stellt eine elektrische Verbindung zwischen der ersten Anschlussfläche 18 und dem zweiten Gehäuse 44 her. Die Schraube 60 ist aus metallischem Material aufgebaut. Die Schraube 60 weist einen Kopf 64 und einen Körper 62 auf.
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Der Körper 62 weist eine Zylinderform auf, die sich in der Z-Richtung erstreckt. Der Körper 62 ist in das erste Durchgangsloch 14 eingefügt. Die Ebenenform des Körpers 62 ist eine kreisrunde Form. Der Durchmesser der Ebenenform des Körpers 62 ist geringer als der Durchmesser des ersten Durchgangslochs 14. Die Seitenwand des Körpers 62 kontaktiert den Seitenwandabschnitt 18a nicht.
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Ein Ende des Körpers 62 in der Z-Richtung ist mit dem Kopf 64 verbunden. Ein Teil des Körpers 62 innerhalb eines vorbestimmten Abstandes von dem anderen Ende des Körpers 62 dem Kopf 64 gegenüberliegend weist eine Außenumfangsoberfläche auf, auf der eine Schraubnut gebildet ist, um mit dem Schraubloch 54 verbunden zu werden. Wenn der Körper 62 mit dem Schraubloch 54 verbunden wird, wird die Schraube 60 mechanisch und elektrisch mit dem zweiten Gehäuse 44 verbunden. Eine Mitte der Ebenenform des Körpers 62 ragt in der Z-Richtung hervor, um im Wesentlichen mit einer Mitte der Ebenenform des Kopfes 64 übereinzustimmen.
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Der Kopf 64 weist eine Ebenenform auf, die größer als die Ebenenform des ersten Durchgangslochs 14 ist. Der Kopf 64 ist auf der hinteren Oberfläche 10b angeordnet. Der Kopf 64 weist eine Gegenüberliegungsoberfläche 64a auf, die der hinteren Oberfläche 10b in der Z-Richtung zugewandt ist bzw. gegenüberliegt. Wenn die Schraube 60 befestigt wird, kontaktiert die Abdeckung 26 die obere Vorsprungsoberfläche 52a und kontaktiert die Gegenüberliegungsoberfläche 64a den Rückoberflächenabschnitt 18c. Folglich wird die Schraube 60 elektrisch mit dem Substrat 10 verbunden, so dass das Substrat 10 elektrisch mit dem zweiten Gehäuse 44 verbunden wird.
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Nachstehend sind Effekte und Vorteile der elektronischen Vorrichtung 100 beschrieben.
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In der vorliegenden Ausführungsform weist die erste Anschlussfläche 18 den Frontoberflächenabschnitt 18b auf. Folglich wird, auch wenn eine Belastung in einer Richtung von der vorderen Oberfläche 10a zur hinteren Oberfläche 10b in der Z-Richtung aufgebracht wird, ein Ablösen bzw. Abschälen der ersten Anschlussfläche 18 beschränkt. Ferner wird, in der vorliegenden Ausführungsform, der Bereich des Substrats 10, auf dem die erste Anschlussfläche 18 gebildet ist, verglichen mit einem Fall, in dem die erste Anschlussfläche 18 den Frontoberflächenabschnitt 18b nicht aufweist, vergrößert.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist der Frontoberflächenabschnitt 18b mit der Abdeckung 26 bedeckt und kontaktiert die Abdeckung 26 das zweite Gehäuse 44. Insbesondere kontaktiert der Frontoberflächenabschnitt 18b nicht das zweite Gehäuse 44.
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Folglich wird die auf den Frontoberflächenabschnitt 18b aufgebrachte Belastung verglichen mit einem Fall, in dem der Frontoberflächenabschnitt 18b das zweite Gehäuse 44 kontaktiert, verringert.
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Ferner ist, in der vorliegenden Ausführungsform, die Abdeckung 26 aus Harzmaterial aufgebaut. Im Allgemeinen ist ein Reibungskoeffizient zwischen dem Harzmaterial und dem metallischen Material geringer als der Reibungskoeffizient zwischen den metallischen Materialen. Insbesondere ist der Reibungskoeffizient zwischen der Abdeckung 26 und dem zweiten Gehäuse 44 geringer als der Reibungskoeffizient zwischen dem Frontoberflächenabschnitt 18b und dem zweiten Gehäuse 44. Folglich kann die vom zweiten Gehäuse 44 auf das Substrat 10 aufgebrachte Reibungskraft gemindert werden und die auf den Frontoberflächenabschnitt 18b aufgebrachte Belastung auf einfache Weise verringert werden.
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Auf diese Weise wird das durch die Temperaturänderung in der Nutzungsumgebung verursachte Ablösen der ersten Anschlussfläche 18 beschränkt.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Abdeckung 26 ein Teil des Lötstopplacks 24. Insbesondere dient ein Teil des Lötstopplacks 24 im Substrat 10 als die Abdeckung 26. Folglich werden die Fertigungskosten verglichen mit einem Fall, in dem die Abdeckung 26 getrennt von dem Lötstopplack 24 vorgesehen wird, verringert.
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Die Belastung wird auf das Lötmittel zur Verbindung des elektronischen Elements 30 und der zweiten Anschlussfläche 20 in Übereinstimmung mit einer Differenz eines Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem elektronischen Element 30 und dem Substrat 10 aufgebracht, wenn sich die Temperatur in der Nutzungsumgebung ändert. In der vorliegenden Ausführungsform ist die zweite Anschlussfläche 20, die über Lötmittel an das elektronische Element 30 gebondet wird, auf der weichen Schicht 12b gebildet. Die weiche Schicht 12b ist in Übereinstimmung mit der Deformation des elektronischen Elements 30 auf einfache Weise verformbar. Folglich wird die auf das Lötmittel aufgebrachte Belastung verringert. Auf diese Weise wird die Lebensdauer des Lötmittels verlängert.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist der Frontoberflächenabschnitt 18b der ersten Anschlussfläche 18 auf der weichen Schicht 12b gebildet, so dass die weiche Schicht 12b auf einfache Weise verformbar ist. Folglich löst sich die erste Anschlussfläche 18 gegebenenfalls vom Substrat 10 ab. Da das Substrat 10 die Abdeckung 26 aufweist, wird das Ablösen der ersten Anschlussfläche 18 beschränkt.
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Folglich wird die Lebensdauer des Lötmittels verlängert und das Ablösen der ersten Anschlussfläche 18 beschränkt.
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(Zweite Ausführungsform)
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Die Abdeckung 26 ist, wie in 4 gezeigt, auf dem Frontoberflächenabschnitt 18b getrennt von dem Lötstopplack 24 gebildet. Die Abdeckung 26 wird anhand eines Siebdruckverfahrens gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Buchstabe, wie beispielsweise eine Adresse, anhand des Siebdruckverfahrens auf das Substrat 10 gedruckt. Folglich erfolgen ein Schritt zum Bilden der Abdeckung 26 und ein Schritt zum Drucken auf das Substrat 10 gleichzeitig anhand des Siebdruckprozesses. Dementsprechend ist es nicht erforderlich, den Schritt zum Bilden der Abdeckung 26 unabhängig von dem Schritt zum Drucken auf das Substrat 10 auszuführen.
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In den obigen Ausführungsformen ist eine Gesamtheit der Abdeckung 26 Teil des Lötstopplacks 24 und wird die Abdeckung 26 einzig anhand des Siebdruckprozesses gebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die Abdeckung 26 kann, wie in einer ersten Modifikation in der 5 gezeigt, einen Teil der Abdeckung 26, der durch einen Teil des Lötstopplacks 24 gebildet wird, und einen anderen Teil der Abdeckung 26, der anhand des Siebdruckprozesses gebildet wird, aufweisen.
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In der ersten Modifikation wird, nachdem der Lötstopplack 24 auf das Substrat 10 aufgebracht wurde, eine Druckfarbe anhand des Siebdruckprozesses auf den Lötstopplack 24 aufgebracht. Auf diese Weise wird die dicke Abdeckung 26 gebildet. Wenn die Dicke der Abdeckung 26 erhöht wird, wird das Ablösen der ersten Anschlussfläche 18 effektiv beschränkt.
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In den obigen Ausführungsformen ist das erste Gehäuse 42 aus metallischem Material aufgebaut. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Das erste Gehäuse 42 kann aus Harzmaterial aufgebaut sein.
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In den obigen Ausführungsformen weist das Substrat 10 die Substratbasis 12 mit der Kernschicht 12a und der weichen Schicht 12b auf. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Das Substrat 10 kann ein flexibles Substrat sein. In diesem Fall können die gleichen Effekte wie in einem Fall, in dem die Substratbasis 12 die Kernschicht 12a und die weiche Schicht 12b aufweist, erzielt werden.
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In den obigen Ausführungsformen weist die elektronische Vorrichtung 100 das Gehäuse 40 auf und ist das zweite Gehäuse 44 Teil des Gehäuses 40. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Solange die elektronische Vorrichtung 100 das Substrat 10, die Schraube 60 und das metallische Element zur Verbindung und Befestigung des Substrats elektrisch mit der Schraube 60 aufweist, können weitere Modifikationen angewandt werden. Alternativ kann das erste Gehäuse 42 nicht in der elektronischen Vorrichtung 100 angeordnet sein.
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In den obigen Ausführungsformen kontaktiert die Gegenüberliegungsoberfläche 64a des Kopfes 64 den Rückoberflächenabschnitt 18c. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die Schraube 60 kann eine Unterlegscheibe aufweisen, und der Kopf 64 kontaktiert zusammen mit der Unterlegscheibe den Rückoberflächenabschnitt 18c, so dass die Schraube 60 und das Substrat 10 elektrisch miteinander verbunden werden.
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Obgleich die vorliegende Erfindung vorstehend in Verbindung mit ihren Ausführungsformen beschrieben ist, sollte wahrgenommen werden, dass sie nicht auf die Ausführungsformen und Konfigurationen beschränkt ist, sondern verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen mit umfasst. Obgleich verschiedene Kombinationen und Konfigurationen beschrieben sind, sollen anderen Kombinationen und Konfigurationen, die mehr, weniger oder nur ein einziges Element umfassen, als mit im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung beinhaltet verstanden werden.
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Vorstehend sind eine elektronische Vorrichtung und ein Substrat offenbart.
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Eine elektronische Vorrichtung weist auf: ein metallisches Element 44 mit einem Schraubloch 54; ein Substrat 10 mit einem Durchgangsloch 14 entsprechend dem Schraubloch und einer ersten Anschlussfläche 18 mit einem Seitenwandabschnitt 18a an einer Seitenwand des Durchgangslochs, einem ersten Oberflächenabschnitt 18b auf einer ersten Oberfläche 10a dem metallischen Element zugewandt und einem zweiten Oberflächenabschnitt 18c auf einer zweiten Oberfläche 10b; und eine Schraube 60 mit einem Körper 62 und einem Kopf 64. Der Kopf kontaktiert die zweite Oberfläche. Der Körper ist über das Durchgangsloch in das Schraubloch geschraubt. Das Substrat ist an dem metallischen Element befestigt, und die erste Anschlussfläche ist über die Schraube elektrisch mit dem metallischen Element verbunden. Das Substrat aus Harzmaterial weist ferner eine Abdeckung 26 zur Abdeckung der ersten Oberfläche und Kontaktierung des metallischen Elements auf.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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