FI121265B - Menetelmä ja sovitelma elektroniikkalaitteen muodostamiseksi - Google Patents

Description

Menetelmä ja sovitelma elektroniikkalaitteen muodostamiseksi

Keksinnön tausta

Keksinnön kohteena on menetelmä elektroniikkalaitteen muodostamiseksi, jossa menetelmässä sovitetaan ruiskuvalumuottiin insertti, johon kuu-5 luu ainakin yksi elektroniikkakomponentti ja liitin, varustetaan ruiskuvalumuotti vastaliittimellä, sovitetaan insertti ruiskuvalumuottiin siten, että insertin liitin kytkeytyy ruiskuvalumuotin vastaliittimeen, valetaan insertin yhteyteen muovia ja testataan insertin kunto ruiskuvaluprosessin aikana.

Edelleen keksinnön kohteena on sovitelma elektroniikkalaitteen 10 muodostamiseksi, johon sovitelmaan kuuluu ruiskuvalumuotti, sen sisäpuolelle sovitettu insertti, johon kuuluu ainakin yksi elektroniikkakomponentti ja liitin, ruiskuvalumuotin yhteydessä oleva vastaliitin, johon insertin liitin on kytkettävissä ja vastaliittimeen yhdistetty testauslaite insertin kunnon testaamiseksi.

Eräs tapa valmistaa elektroniikkalaitteita on sovittaa elektroniikka-15 komponentteja sisältävä kytkentäalusta, yleisimmin piirilevy, ruiskuvalumuottiin, jolloin kyseinen kytkentäalusta toimii niin sanotusti inserttinä. Kyseisen insertin yhteyteen valetaan muovia, jolloin kytkentäalusta muodostaa sen yhteydessä olevan muovin kanssa yhtenäisen kappaleen. On erittäin vaativaa saada kytkentäalustan liitin oikeaan kohtaan valmistetun kappaleen muoviraken-20 teessä. Insertin kohdistaminen muottiin vaatii esimerkiksi ohjaustappien sovittamista inserttiin, jotka ohjaustapit asettuvat muotissa oleviin koloihin. Elektroniikkalaitteen laadunvalvonta tehdään tyypillisesti siten, että valmistuksen jälkeen laite testataan ja toimimattomat laitteet hylätään. Testaus vie aikaa ja pienentää siten valmistuslinjan tuotantokapasiteettia.

25 Keksinnön lyhyt selostus Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudentyyppinen menetelmä ja sovitelma elektroniikkalaitteen muodostamiseksi.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että kohdistetaan insertti ruiskuvalumuottiin insertin liittimen avulla.

30 Edelleen keksinnön mukaiselle sovitelmalle on tunnusomaista se, että insertin liitin toimii insertin kohdistuselimenä siten, että ruiskuvalumuotissa on insertin liittimen muotoa vastaava muoto kohdistuksen aikaansaamiseksi.

Esitetyssä ratkaisussa insertiin kuuluu ainakin yksi elektroniikka-komponentti ja liitin kyseisen komponentin testaamiseksi. Inserttiin voi kuulua 35 kytkentäalusta, kuten piirilevy, johon on sovitettu useampia elektroniikkakom- 2 ponentteja ja liitin tai sitten insertin voi muodostaa yksittäinen liittimen ja elektroniikkakomponentin tai elektroniikkamodulin muodostama paketti tai muu vastaava rakenne. Insertti sovitetaan ruiskuvalumuottiin ja sen yhteyteen valetaan muovia. Ruiskuvalumuottiin on muodostettu vastaliitin, joka on sovitettu kytkey-5 tymään yhteen mainitun liittimen kanssa. Insertin kunto testataan vastaliittimen yhteyteen kytketyllä testauslaitteella ruiskuvaluprosessin aikana. Tällöin testaus pystytään tekemään nopeasti ja yksinkertaisesti. Valmistetun kappaleen tuotantoprosessi yksinkertaistuu ja nopeutuu. Erään sovellutusmuodon ajatuksena on, että insertin kunto testataan ruiskuvaluprosessin aikana ruiskuvalu-10 muotin sulkeutumisen aikana. Mikäli tällöin insertti todetaan vialliseksi, voidaan ruiskuvalu keskeyttää ja viallinen komponentti voidaan hylätä. Tällöin prosessi toimii erittäin nopeasti eikä tuoteta turhaa ruiskuvalukappaletta eli vältetään turhia työvaiheita ja materiaalin menemistä hukkaan. Erään toisen sovellutus-muodon ajatuksena on, että ruiskuvaluprosessin aikana insertin toiminta testa-15 taan ruiskuvalumuotin avautumisen aikana. Tällöin havaitaan ruiskuvalun aikana mahdollisesti tapahtuneet vikaantumiset ja siitä huolimatta testaus tapahtuu nopeasti ilman erillistä testausvaihetta, joka vaatii esimerkiksi testattavan kappaleen asettelun testaustilannetta varten. Erään kolmannen sovellutus-muodon ajatuksena on, että liitin toimii insertin kohdistuselimenä, jolloin siis 20 ruiskuvalumuotissa on liittimen muotoa vastaava muoto kohdistuksen aikaansaamiseksi. Tällöin ei tarvita erillisiä kohdistuselimiä inserttiin ja tuotettu kappale ja muotti ovat näin ollen kohtuullisen yksinkertaisia. Erään neljännen sovellutusmuodon ajatuksena on, että insertti imetään alipaineella kiinni muottiin siten, että muotissa on alipainekanavat insertin liittimen kohdalla. Tällöin insertti 25 pysyy erittäin hyvin kiinni paikoillaan ruiskuvalun aikana. Samoin testaus pystytään saamaan tapahtumaan erittäin luotettavasti.

Kuvioiden lyhyt selostus

Keksintöä selitetään tarkemmin oheisessa kuviossa, joka esittää kaavamaisesti ruiskuvalumuotin osaa ja sen sisäpuolelle sovitettavaa inserttiä 30 sivultapäin katsottuna ja poikkileikattuna.

Kuvioissa keksinnön eräitä suoritusmuotoja on esitetty selvyyden vuoksi yksinkertaistettuna.

Keksinnön eräiden sovellutusmuotojen yksityiskohtainen selostus

Kuviossa on esitetty ruiskuvalumuotin 1 toisesta puoliskosta osa. 35 Ruiskuvalumuotin 1 sisälle sovitetaan insertti 2. Oheisessa kuviossa ei inserttiä 3 2 ole vielä sovitettu paikoilleen, vaan se on selvyyden vuoksi esitetty irrallisena ruiskuvalumuotista 1. Kun insertti 2 on asetettu paikoilleen, eli ruiskuvalumuot-tia 1 vasten, sovitetaan ruiskuvalumuotin 1 toinen puolisko paikoilleen siten, että muodostuu suljettu tila. Tähän tilaan puristetaan muovia siten, että muo-5 dostuu valukappale, jossa muovin yhteydessä on insertti 2. Ruiskuvaluun liittyviä komponentteja ja ruiskuvalun suorittamista ei tässä yhteydessä ole käsitelty sen tarkemmin, koska kyseiset seikat ovat alan ammattimiehelle ilmeisiä.

Insertin 2 muodostaa piirilevy 3, joka sisältää elektroniikkakomponentteja ja liittimen 4. Valmistettava valukappale voi olla elektroniikkalaite tai 10 sen osa. Elektroniikkalaite voi olla esimerkiksi matkaviestin, kamera, kannettava pelikonsoli, rannetietokone tai muu vastaava laite. Edelleen valmistettava valukappale voi myöskin olla esimerkiksi autoteollisuuden muoviosa, johon on integroitu sähköisiä toimintoja, kuten anturitoimintoja sekä mittausfunktioita.

Ruiskuvalumuotissa 1 on vastaliitin 5. Kun insertti 2 asetetaan pai-15 koilleen ruiskuvalumuottia 1 vasten, kytkeytyvät liitin 4 ja vastaliitin 5 toisiinsa. Ruiskuvalumuottiin 1 on muodostettu kolo 6, joka vastaa kooltaan ja muodoltaan liitintä 4. Tällöin siis insertti 2 saadaan kohdistettua ruiskuvalumuottiin 1 tarkasti sovittamalla liitin 4 koloon 6. Kohdistusmuoto voidaan muodostaa myös siten, että ruiskuvalumuotissa 1 on kohouma ja esimerkiksi liittimessä 4 20 on sitä vastaava syvennys tai sitten jollain muulla tavalla.

Ruiskuvalumuotin 1 vastaliitin 5 on yhdistetty testauslaitteeseen 7. Niinpä kun liitin 4 on yhdistettynä vastaliittimeen 5, pystytään liittimen 4 piirilevyn 3 ja sen komponenttien kunto testaamaan testauslaitteella 7. Testaus pystytään suorittamaan ruiskuvaluprosessin aikana. Tässä yhteydessä käsitetään 25 ruiskuvaluprosessin alkavan siitä kun insertti 2 sovitetaan ruiskuvalumuotin sisään ja päättyvän siihen, kun valukappale poistetaan ruiskuvalumuotista 1.

Insertin 2 kunto voidaan testata välittömästi sen jälkeen kun insertti 2 on asetettu paikoilleen eli liitin 4 on yhdistetty vastaliittimeen 5. Niinpä insertin kunto voidaan testata heti ruiskuvaluprosessin alussa esimerkiksi ruiskuva-30 lumuotin sulkeutumisen aikana. Mikäli tällöin insertti todetaan vialliseksi, keskeytetään ruiskuvalu ja poistetaan viallinen kappale. Tämän jälkeen asetetaan ruiskuvalumuottiin 1 uusi insertti 2. Tällöin vältetään viallisen kappaleen ruiskuvalu eli säästetään materiaalikustannuksissa sekä nopeutetaan valmistusprosessia.

35 Insertti 2 voidaan testata myös ruiskuvaluprosessin lopussa muovin valamisen jälkeen. Tällöin saadaan selville, mikäli insertti on vikaantunut ruis- 4 kuvaluprosessissa. Erillistä ruiskuvalun jälkeistä testausta ei tällöin tarvita. Testaus voidaan tehdä siis esimerkiksi ennen muovin valua tai muovin valun jälkeen tai sekä ennen muovin valua, että muovin valun jälkeen.

Insertin 2 pysyminen paikoillaan ruiskuvalumuotissa 1 voidaan var-5 mistaa esimerkiksi muotolukituksella siten, että kolossa 6 ja liittimessä 4 on toisiaan vastaavat muotolukituselimet. Muotolukituksen lisäksi tai sijaan voidaan insertin kiinnipysyminen varmistaa esimerkiksi siten, että insertti 2 imetään kiinni paikoilleen alipaineen avulla. Tällöin ruiskuvalumuottiin 1 on sovitettu alipainekanavat 8. Alipainekanavat 8 voidaan sovittaa esimerkiksi siten, että 10 insertti 2 imetään kiinni paikoilleen liittimestä 4. Alipainekanavien 8 lisäksi ei kuviossa ole esitetty muita alipaineen aikaansaamiseen tarvittavia järjestelyjä, jotka ovat alan ammattimiehelle selviä.

Aikaansaatava kappale voi olla esimerkiksi elektroniikkalaitteen kuori. Tällöin siis insertti 2 on kiinteä osa elektroniikkalaitteen kuorta. Liitintä 4 voi-15 daan testauksen lisäksi hyödyntää myös elektroniikkalaitteen liittimenä. Liitin 4 ja vastaliitin 5 voivat olla perinteisiä sähköisiä liittimiä tai sitten kyseiset liittimet voivat olla joko pelkästään optisia liittimiä tai yhdistettyjä elektro-optisia liittimiä. Liittimien tulee olla sellaisia, että insertin testaus pystytään suorittamaan niiden kautta.

20 Insertti 2 tulee saada pysymään kiinni muovikappaleessa, jonka yh teyteen se valetaan. Kiinnipysyminen voidaan varmistaa esimerkiksi muodostamalla piirilevyyn 3 reikiä, jotka muovin valun aikana täyttyvät muovilla.

Joissain tapauksissa tässä hakemuksessa esitettyjä piirteitä voidaan käyttää sellaisenaan, muista piirteistä huolimatta. Toisaalta tässä hake-25 muksessa esitettyjä piirteitä voidaan tarvittaessa yhdistellä erilaisten kombinaatioiden muodostamiseksi.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (11)

1. Menetelmä elektroniikkalaitteen muodostamiseksi, jossa menetelmässä sovitetaan ruiskuvalumuottiin (1) insertti (2), johon kuuluu ainakin yksi elektroniikkakomponentti ja liitin (4), varustetaan ruiskuvalumuotti (1) vas-5 taliittimellä (5), sovitetaan insertti (2) ruiskuvalumuottiin (1) siten, että insertin liitin (4) kytkeytyy ruiskuvalumuotin (1) vastaliittimeen (5), valetaan insertin (2) yhteyteen muovia ja testataan insertin (2) kunto ruiskuvaluprosessin aikana, tunnettu siitä, että kohdistetaan insertti (2) ruiskuvalumuottiin (1) insertin liittimen (4) avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että testataan insertin (2) kunto ruiskuvaluprosessin alussa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että testataan insertin (2) kunto ruiskuvaluprosessin lopussa.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 15 tunnettu siitä, että imetään insertti (2) paikoilleen ruiskuvalumuottiin (1) ruiskuvaluprosessin ajaksi.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että inserttiin (2) kuuluu kytkentäalusta, johon on sovitettu useita elektroniikkakomponentteja.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kytkentäalusta on piirilevy (3).

7. Sovitelma elektroniikkalaitteen muodostamiseksi, johon sovitel-maan kuuluu ruiskuvalumuotti (1), sen sisäpuolelle sovitettu insertti (2), johon kuuluu ainakin yksi elektroniikkakomponentti ja liitin (4), ruiskuvalumuotin (1) 25 yhteydessä oleva vastaliitin (5), johon insertin liitin (4) on kytkettävissä ja vastaliittimeen (5) yhdistetty testauslaite (7) insertin (2) kunnon testaamiseksi, tunnettu siitä, että insertin liitin (4) toimii insertin (2) kohdistuselimenä siten, että ruiskuvalumuotissa (1) on insertin liittimen (4) muotoa vastaava muoto kohdistuksen aikaansaamiseksi.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, et tä ruiskuvalumuotissa on alipainekanavat (8) insertin (2) imemiseksi kiinni ruiskuvaluprosessin ajaksi.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että ainakin yksi alipainekanava (8) on sovitettu insertin liittimen (4) kohdalle.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 7-9 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että inserttiin (2) kuuluu kytkentäalusta, johon on sovitettu useita 5 elektroniikkakomponentteja.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että kytkentäalusta on piirilevy (3).