DE112013003198T5 - Elektronikbauteil-Dosenverpackungsstruktur - Google Patents

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Abstract

Zumindest eine Öffnung eines Dosengehäuses (30) weist in einem Zustand, bevor ein Tragebasisabschnitt eines Stamms in sie eingepasst wird, eine elliptische Gestalt auf. Der Tragebasisabschnitt des Stamms weist eine kreisförmige Gestalt auf. Der Außendurchmesser des Tragebasisabschnitts ist kleiner als ein langer Durchmesser MAA einer Öffnung (30A) des Dosengehäuses (30) und ist größer als ein kurzer Durchmesser MIA derselben. Der Tragebasisabschnitt des Stamms wird unter einer elastischen Verformung des Dosengehäuses (30) in die Öffnung (30A) des Dosengehäuses eingepasst. Das heißt, dass der lange Durchmesser der Öffnung (30A) ein Spiel relativ zu dem Außendurchmesser des Tragebasisabschnitts des Stamms aufweist und ein Zwischenraum für das Spiel als Zusammenziehungstoleranz fungiert. Der kurze Durchmesser der Öffnung (30A) ist kleiner als der Außendurchmesser des Tragebasisabschnitts des Stamms, so dass der Tragebasisabschnitt zwischen den einen kurzen Durchmesser aufweisenden Abschnitten gehalten wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Elektronikbauteil-Verpackungsstruktur, und insbesondere bezieht sie sich auf eine Elektronikbauteil-Dosenverpackungsstruktur, die einen Stamm (engl.: stem) und ein Dosengehäuse (engl.: can case) umfasst.
  • Stand der Technik
  • Eine Dosenverpackung (engl.: can package) wird für eine Verpackungsstruktur, die auf luftdichte Weise abgedichtet ist und einen hohen Umgebungswiderstand aufweist, eine Verpackungsstruktur eines Sensors oder dergleichen, die einen Fensterabschnitt umfasst, oder eine Verpackungsstruktur, die eine elektrostatische Abschirmung erfordert, verwendet. Beispielsweise umfasst die Patentschrift 1 einen pyroelektrischen Infrarotsensor mit einer Dosenverpackungsstruktur.
  • Bei dem in der Patentschrift 1 offenbarten pyroelektrischen Infrarotsensor sind ein Aluminiumoxidsubstrat, auf dem eine vorbestimmte rechtwinklige Elektrodenstruktur gebildet ist, ein Feldeffekttransistor (FET – field effect transistor) und eine Tragebasis an einem Stamm angeordnet, ist ein Fensterabschnitt an einem Dosengehäuse gebildet und wird ein optisches Filter dazu gebracht, nahe bei dem Fensterabschnitt in Kontakt zu treten. Das Dosengehäuse ist fest an dem Stamm angebracht, um abgedichtet zu sein.
  • Entgegenhaltungsliste
  • Patentschrift
    • Patentschrift 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 8-128895
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Eine Dosenverpackung, die einen Stamm und ein Dosengehäuse umfasst, wird konfiguriert, indem ein Tragebasisabschnitt des Stamms in eine Öffnung des Dosengehäuses des Stamms eingepasst wird und indem ein Widerstandsschweißen durchgeführt wird. Zwischen dem Außendurchmesser des Tragebasisabschnitts des Stamms und dem Innendurchmesser der Öffnung des Dosengehäuses ist eine Passtoleranz definiert. Dies erzeugt in einem Zustand, in dem das Dosengehäuse dazu gebracht wird, den Stamm abzudecken, einen vorbestimmten Zwischenraum zwischen dem Außendurchmesser des Tragebasisabschnitts des Stamms und dem Innendurchmesser der Öffnung des Dosengehäuses. Das heißt, der Zwischenraum wird vorab vorgesehen, um zum Zeitpunkt der Montage ein „Einpassen” (engl.: fitting) zu bewirken, selbst wenn der Außendurchmesser des kreisförmigen plattenartigen Trägerbasisabschnitts des Stamms und der Innendurchmesser der Öffnung des Dosengehäuses Abmessungsschwankungen aufweisen.
  • Jedoch kann zwischen dem Dosengehäuse und dem Stamm zum Zeitpunkt des Widerstandsschweißens ohne Weiteres ein relatives Drehungsverrutschen erzeugt werden. Dies erfordert einen Vorgang zum Einschränken des Drehungsverrutschens zwischen dem Dosengehäuse und dem Stamm unmittelbar vor dem Widerstandsschweißen. Ferner werden in einem Zustand, in dem das Dosengehäuse und der Stamm vor dem Widerstandsschweißen kombiniert sind, das Dosengehäuse und der Stamm während der Aufbewahrung ohne eine gewaltsame Kraft kombiniert. Deswegen können sie leicht verrutscht oder abgelöst werden, und die Arbeitseigenschaft ist nicht vorzuziehen.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Dosenverpackungsstruktur bereitzustellen, die verhindert, dass ein Dosengehäuse und ein Stamm während einer Montage und einer Aufbewahrung verrutscht werden, die die Arbeitseigenschaft verbessert und eine hohe Montagegenauigkeit erzielt.
  • Lösung des Problems
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Dosenverpackungsstruktur bereit, die einen Stamm, der einen kreisförmigen plattenartigen Tragebasisabschnitt aufweist, und ein Dosengehäuse, das eine Öffnung aufweist, in die der Tragebasisabschnitt des Stamms eingepasst wird, umfasst, und zumindest die Öffnung des Dosengehäuses in einem Zustand, bevor der Tragebasisabschnitt des Stamms in die Öffnung eingepasst wird, eine elliptische Gestalt aufweist, eine Länge der elliptischen Gestalt in einer Richtung der kurzen Achse etwas kleiner ist als ein Durchmesser des Tragebasisabschnitts des Stamms und eine Gestalt der Öffnung des Dosengehäuses in einem eingepassten Zustand identisch mit einer Gestalt des Tragebasisabschnitts des Stamms mit einer elastischen Verformung des Dosengehäuses ist.
  • Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die folgenden Auswirkungen erhalten.
    • (1) Das Dosengehäuse und der Stamm können in einer Stufe vor dem Widerstandsschweißen ineinander eingepasst werden, um ein Verrutschen während der Aufbewahrung zu verhindern.
    • (2) Ein Verrutschen zwischen dem Dosengehäuse und dem Stamm wird unterdrückt, wenn sie an eine Widerstandsschweißelektrode angelegt werden, um die Durchführbarkeit zu verbessern.
    • (3) Das Dosengehäuse und der Stamm werden mit einer vorbestimmten Passfestigkeit gehalten, um ein Verrutschen zwischen dem Dosengehäuse und dem Stamm aufgrund einer Erschütterung zum Zeitpunkt des Schweißens zu verhindern.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die einen pyroelektrischen Infrarotsensor 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
  • 2(A) ist eine Querschnittsansicht, die ein Dosengehäuse in einem Zustand veranschaulicht, in dem ein optisches Filter 28 an dasselbe gebondet ist, und 2(B) ist eine Unteransicht, die das Dosengehäuse in dem Zustand veranschaulicht, in dem das optische Filter 28 an dasselbe gebondet ist, wenn es von der Seite einer Öffnung aus betrachtet wird.
  • 3 ist eine Draufsicht, die den pyroelektrischen Infrarotsensor 10 veranschaulicht, wenn er von der Seite eines Fensterabschnitts aus betrachtet wird.
  • 4 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, wenn ein Stamm 12 in ein Dosengehäuse 30 eingepasst wird.
  • Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • 1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die einen pyroelektrischen Infrarotsensor 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. 2(A) ist eine Querschnittsansicht, die ein Dosengehäuse in einem Zustand veranschaulicht, in dem ein optisches Filter 28 an dasselbe gebondet ist, und 2(B) ist eine Unteransicht, die das Dosengehäuse in dem Zustand veranschaulicht, in dem das optische Filter 28 an dasselbe gebondet ist, wenn es von der Seite einer Öffnung aus betrachtet wird. 3 ist eine Draufsicht, die den pyroelektrischen Sensor 10 veranschaulicht, wenn er von der Seite eines Fensterabschnitts aus betrachtet wird.
  • Der pyroelektrische Infrarotsensor 10, wie er in 1 veranschaulicht ist, umfasst einen aus Metall hergestellten Stamm 12 und ein aus Metall hergestelltes Dosengehäuse 30. Der Stamm 12 umfasst einen kreisförmigen plattenartigen Tragebasisabschnitt (Stammbasis) 12a. Drei Anschlussstifte 14a bis 14c sind auf dem Tragebasisabschnitt 12a gebildet, um in der Dickenrichtung durch den Tragebasisabschnitt 12a zu gelangen. Zwischen diesem sind die Anschlussstifte 14a und 14b durch Glasbauglieder 16 an dem Tragebasisabschnitt 12a befestigt (hermetisch abgedichtet), und der Anschlussstift 14c ist direkt an dem Tragebasisabschnitt 12a befestigt. Flanschartige Bauglieder zum Tragen eines Aluminiumoxidsubstrats 20 sind jeweils in der Nachbarschaft von oberen Endabschnitten der jeweiligen Anschlussstifte 14a bis 14c gebildet, um in der zu den axialen Richtungen der Anschlussstifte 14a bis 14c orthogonalen Richtung vorzustehen. Die flanschartigen Bauglieder tragen das Aluminiumoxidsubstrat 20 derart, dass das Aluminiumoxidsubstrat 20 von dem Tragebasisabschnitt 12a beabstandet ist.
  • Ein FET 18 wird an der unteren Oberfläche des Aluminiumoxidsubstrats 20 befestigt. Eine Mehrzahl vorbestimmter Elektrodenstrukturen 22 sind auf dem Aluminiumoxidsubstrat 20 gebildet. Jeweilige Anschlüsse des FET 18 werden mit den jeweiligen Elektrodenstrukturen 22 auf dem Aluminiumoxidsubstrat 20 elektrisch verbunden. Aussparungsabschnitte 20a bis 20c, in die die Anschlussstifte 14a bis 14c eingepasst werden, sind jeweils in der Nachbarschaft dreier Ecken des Aluminiumoxidsubstrats 20 gebildet. Die Anschlussstifte 14a bis 14c werden jeweils in einen der Aussparungsabschnitte 20a bis 20c eingepasst und werden mit den jeweiligen Elektrodenstrukturen 22 elektrisch verbunden und mit leitfähigen Pasten und dergleichen fest an denselben angebracht.
  • Eine Tragebasis 24, die einen im Wesentlichen ausgesparten Querschnitt aufweist, wird fest an der oberen Oberfläche des Aluminiumoxidsubstrats 20 angebracht. Die Tragebasis 24 trägt ein pyroelektrisches Element 26 und fungiert als hoher Widerstand zum Erhalten einer Ausgangsspannung. Die jeweilige Nachbarschaft beider Endabschnitte der Tragebasis 24 werden mit den entsprechenden Elektrodenstrukturen 22 elektrisch verbunden. Die Tragebasis 24 ist vorzugsweise aus einem Material wie beispielsweise einem Borsilikatglas oder einem alkalifreien Glas hergestellt, dahin gehend, dass sie eine geringe Wärmeleitfähigkeit, eine hohe mechanische Festigkeit und einen Widerstandswert von ungefähr 1011 Ω aufweisen.
  • Das pyroelektrische Element 26 vom dualen Typ ist auf der oberen Oberfläche der Tragebasis 24 angeordnet. Die jeweilige Nachbarschaft beider Endabschnitte des pyroelektrischen Elements 26 in der Längsrichtung sind fest an Vorsprüngen 24a und 24a' der Tragebasis 24 angebracht und elektrisch mit denselben verbunden. Ein Fensterabschnitt 30W ist an dem Dosengehäuse 30 geöffnet, und das optische Filter 28 wird dazu gebracht, an dem Fensterabschnitt 30W anzuhaften.
  • Die Öffnung des Dosengehäuses 30 ist an den Außenumfangsabschnitt des Tragebasisabschnitts 12a des Stamms 12 widerstandsgeschweißt, so dass ein Verpackungsinnenabschnitt abgedichtet ist.
  • Wie in 2(A) veranschaulicht ist, weist das Dosengehäuse 30 in einem Zustand, bevor der Tragebasisabschnitt 12a des Stamms 12 in dasselbe eingepasst wird, eine elliptische Form auf (wenn es alleine ist). Andererseits weist der Tragebasisabschnitt 12a des Stamms 12 eine kreisförmige Gestalt auf. Der Außendurchmesser des Tragebasisabschnitts 12a ist kleiner als ein langer Durchmesser MAA der Öffnung 30A des Dosengehäuses 30 und ist größer als ein kurzer Durchmesser MIA derselben. Der Tragebasisabschnitt 12a des Stamms wird unter einer elastischen Verformung des Dosengehäuses 30 in die Öffnung 30A des Dosengehäuses 30 eingepasst. Das heißt, dass der lange Durchmesser der Öffnung 30A ein Spiel relativ zu dem Außendurchmesser des Tragebasisabschnitts 12a des Stamms aufweist und ein Zwischenraum für das Spiel als Zusammenziehungstoleranz fungiert. Der kurze Durchmesser der Öffnung 30A ist kleiner als der Außendurchmesser des Tragebasisabschnitts 12a des Stamms, so dass der Tragebasisabschnitt 12a zwischen den einen kurzen Durchmesser aufweisenden Abschnitten gehalten wird.
  • 4 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, wenn der Stamm 12 in das Dosengehäuse 30 eingepasst wird. Der Querschnitt ist eine Ebene, die durch die kurze Achse MIA verläuft, wie in 2(B) veranschaulicht ist. Die Konfiguration an dem Tragebasisabschnitt 12a des Stamms 12 ist in 4 nicht veranschaulicht. Der Tragebasisabschnitt 12a umfasst einen verjüngten Abschnitt 12T, mit dem eine Öffnung 30R des Dosengehäuses in Kontakt tritt, und einen vertikalen Abschnitt 12V, der sich von dem verjüngten Abschnitt 12T zu einem Flanschabschnitt des Stamms 12 erstreckt. Eine Innenumlaufkante 30R der Öffnung des Dosengehäuses ist abgerundet gestaltet.
  • Wenn das Dosengehäuse einer Presspassung mit dem Stamm 12 unterzogen wird, bewegt sich die Innenumlaufkante 30R der Öffnung des Dosengehäuses entlang des verjüngten Abschnitts 12T des Tragebasisabschnitts 12a des Stamms auf gleitende Weise, und die Gestalt der Öffnung, die die elliptische Gestalt aufweist, ist zu einer kreisförmigen Gestalt verformt. Wenn das Dosengehäuse weiter einer Presspassung unterzogen wird, hält die Öffnung des Dosengehäuses den vertikalen Abschnitt 12V des Tragebasisabschnitts des Stamms auf pressende Weise in der Richtung der kurzen Achse. Der verjüngte Abschnitt 12T kann eine abgerundete Gestalt aufweisen.
  • Bei der Konfiguration, wie sie in 4 veranschaulicht ist, ist das Dosengehäuse dahin gehend verformt, dass lediglich der Stamm in dasselbe eingepasst wird, indem das Dosengehäuse 30 einer Presspassung mit dem Stamm 12 unterzogen wird.
  • Man beachte, dass der verjüngte Abschnitt 12T nicht unbedingt auf dem Tragebasisabschnitt 12a des Stamms gebildet sein muss. Beispielsweise kann das Dosengehäuse 30 entlang der Richtung der langen Achse derselben gepresst werden, um den Tragebasisabschnitt 12a des Stamms in einem Zustand zu bedecken, in dem die Öffnung 30A dahin gehend elastisch verformt ist, eine im Wesentlichen kreisförmige Gestalt aufzuweisen. Auch in diesem Fall, wenn das Pressen des Dosengehäuses 30 aufgehoben ist, hält das Dosengehäuse den Tragebasisabschnitt 12a des Stamms mit einer Elastizität desselben.
  • Gemäß der Erfindung befindet sich die Öffnung des Dosengehäuses während der Aufbewahrung, bevor das Dosengehäuse 30 an den Stamm 12 widerstandsgeschweißt wird, in dem Zustand, in dem der Tragebasisabschnitt 12a des Stamms 12 in sie eingepasst wird, jedoch halten die einen kurzen Durchmesser aufweisenden Abschnitte der Öffnung 30A des Dosengehäuses 30 den Tragebasisabschnitt 12a des Stamms elastisch zwischen denselben. Dies kann den Zustand aufrechterhalten, in dem der Tragebasisabschnitt 12a des Stamms 12 in die Öffnung 30A des Dosengehäuses der Tragebasisabschnitt 12a des Stamms 12 eingepasst wird, um ein Verrutschen während der Aufbewahrung zu verhindern.
  • Ferner wird ein Verrutschen auch zum Zeitpunkt eines Anlegens an eine Widerstandsschweißelektrode zum Widerstandsschweißen der Öffnung 30A des Dosengehäuses an den Außenumfangsabschnitt des Tragebasisabschnitts 12a des Stamms unterdrückt. Deshalb ist die Durchführbarkeit des Widerstandsschweißens verbessert. Ferner wird das Widerstandsschweißen in einem Zustand durchgeführt, in dem der Stamm 12 und das Dosengehäuse 30 mit einer vorbestimmten Passfestigkeit gehalten werden, um ein Verrutschen aufgrund einer Erschütterung zum Zeitpunkt des Schweißens zu verhindern.
  • Eine Positionierung zum Zeitpunkt des Schweißens kann prozessentkoppelt vorgenommen werden, um einen Vorgang des Widerstandsschweißens effizient durchzuführen und die Prozesszeit einer Einrichtung zu verbessern.
  • Obwohl der zylindrische Abschnitt des Dosengehäuses in 2 und 3 insgesamt in einer elliptischen zylindrischen Form gebildet ist, werden dieselben Handlungen in dem Fall vorgenommen, in dem der untere Abschnitt (Oberfläche auf der der Öffnung gegenüberliegenden Seite) des Dosengehäuses kreisförmig ist und der zylindrische Abschnitt zu der Öffnung hin allmählich elliptisch wird, wenn runde Scheiben desselben von dem unteren Abschnitt zu der Öffnung betrachtet werden.
  • Außerdem ist der pyroelektrische Infrarotsensor, wie er bei dem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ein Beispiel, und es erübrigt sich zu erwähnen, dass die Erfindung auf Dosenverpackungsstrukturen verschiedener Elektronikbauteile, die den Stamm und das Dosengehäuse umfassen, angewendet werden kann.
  • Bezugszeichenliste
    • MAA
    LANGER DURCHMESSER
    MIA
    KURZER DURCHMESSER
    10
    PYROELEKTRISCHER INFRAROTSENSOR
    12
    STAMM
    12A
    TRAGEBASISABSCHNITT
    14a, 14b, 14c
    ANSCHLUSSSTIFT
    16
    GLASBAUGLIED
    18
    FET
    20
    ALUMINIUMOXIDSUBSTRAT
    20a
    AUSSPARUNGSABSCHNITT
    22
    ELEKTRODENSTRUKTUR
    24
    TRAGEBASIS
    26
    PYROELEKTRISCHES ELEMENT
    28
    OPTISCHES FILTER
    30
    DOSENGEHÄUSE
    30A
    ÖFFNUNG
    30W
    FENSTERABSCHNITT

Claims (1)

  1. Eine Elektronikbauteil-Dosenverpackungsstruktur mit folgenden Merkmalen: einem Stamm, der einen kreisförmigen plattenartigen Tragebasisabschnitt aufweist; und einem Dosengehäuse, das eine Öffnung aufweist, in die der Tragebasisabschnitt des Stamms eingepasst wird, wobei zumindest die Öffnung des Dosengehäuses in einem Zustand, bevor der Tragebasisabschnitt des Stamms in die Öffnung eingepasst wird, eine elliptische Gestalt aufweist, eine Länge der elliptischen Gestalt in einer Richtung der kurzen Achse etwas kleiner ist als ein Durchmesser des Tragebasisabschnitts des Stamms und eine Gestalt der Öffnung des Dosengehäuses in einem eingepassten Zustand identisch mit einer Gestalt des Tragebasisabschnitts des Stamms mit einer elastischen Verformung des Dosengehäuses ist.
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