JP2000268692A - 制御インピーダンス環境を備えた電気機械的開閉装置パッケージ - Google Patents

制御インピーダンス環境を備えた電気機械的開閉装置パッケージ

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JP2000268692A JP11287831A JP28783199A JP2000268692A JP 2000268692 A JP2000268692 A JP 2000268692A JP 11287831 A JP11287831 A JP 11287831A JP 28783199 A JP28783199 A JP 28783199A JP 2000268692 A JP2000268692 A JP 2000268692A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 少なくとも1つの電気信号路(106)を備
えているリードスイッチ(111)を含むリードスイッ
チパッケージ(100)が開示されている。 【解決手段】 リードスイッチ(11A)の周りに、円
筒状接地シールド(110)が設けられている。接地シ
ールド(110)の両側に、接地端子(108)が接続
されており、もって、接地端子(108)は、信号端子
(106)の両側にあると共に、同じ平面内にある。リ
ードスイッチ(111)は、支持基板(222)上にあ
る。導電性信号路(134)が、本体(212)を貫通
して信号端子(106)に接続している。接地路(13
4)が、本体(212)を貫通して接地端子(108)
にそれぞれ接続している。接地路(134)は、信号路
(134)の両側にあると共に、信号路(14)と同じ
平面内にある。信号路及び接地路(134)は、本体
(212)の下部において出ていき、はんだ球(22
4)を介して回路に接続され、もって、制御されたイン
ピーダンス環境を備えている小型の表面取付けパッケー
ジが提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、一般的には、開閉装置に関す
る。より具体的には、本発明は、リードスイッチのよう
な電磁装置及びリード継電器のような電磁装置用の改良
されたパッケージ・回路集積体に関する。
【0002】
【背景技術】電磁継電器は、電子産業においては多年に
亘って知られている。そのような電磁継電器は、リード
スイッチを組み入れているリード継電器を含む。リード
スイッチは、気密に密封されているガラス管であって保
護不活性ガス又は真空で満たされているものの中に合体
させられている2つの平坦な接触舌部を通常は含んでい
る、磁気的に活性化される装置である。スイッチは、コ
イル又は永久磁石からの、外部で発生される磁界によ
り、操作される。外部磁界が可能化されると、重なって
いる接触舌部の端部は、互いに引き合い、最終的に接触
してスイッチを閉じる。磁界が除去されると、接触舌部
は、消磁し、それらの静止位置に戻り、これにより、ス
イッチを開く。
【0003】磁気コイルによっ作動させられるリードス
イッチは、通常、ボビン又はスプール状部材内に収容さ
れる。線のコイルが、ボビンの外側の周りに通常は巻き
付けられると共に、電流源に接続される。コイルを流れ
る電流は、ボビンハウジング内部のリードスイッチを作
動させるべく、所望の磁界を生成する。リード装置のあ
る用途は、500MHzを超える周波数の信号をスイッ
チが伝えることを要求する。これらの用途では、一般的
には銅又は黄銅で作られている接地シールド導体が、リ
ードスイッチの本体の周りに配置される。接地シールド
導体は、一般的には円筒形状である。シールド導体は、
リードスイッチとボビンハウジングとの間にあり、もっ
て、同軸高周波伝送システムが、形成される。この同軸
システムは、外側シールド導体と、リードスイッチの中
心を同軸的に通っているスイッチリード線信号導体とを
含んでいる。信号路の所望されているインピーダンスを
維持するために、接地シールド導体は、スイッチ導体を
通る信号を制御すべく採用されている。
【0004】現在入手可能なリードスイッチは、ユーザ
ーにより、所定の回路環境内へ組み込まれる。高周波で
の応用の場合、リードスイッチ装置は、理想的には、こ
のリードスイッチ装置がその中に組み込まれるところの
回路の所望されているインピーダンス要求に可能な限り
忠実に整合すべく構成されなければならない。
【0005】回路環境内では、回路保全性と所望されて
いる整合させられたインピーダンスとを維持するため
に、環境全体を通しての同軸構成が、好ましい。上述の
ように、リードスイッチの本体は、必要な同軸環境を含
んでいる。更に、ユーザーの回路板上の信号トレース
は、一般的に、2つの接地リード線が信号リード線の両
側に且つ同じ平面内にあるところの「導波管」、又は接
地平面が信号導体の平面の下方にあるところの「ストリ
ップライン」を含んでいる。正しく採用されたこれらの
技法は、正しい回路機能のための所望されているインピ
ーダンスを維持するのに受け入れられ得る2次元同軸状
環境をもたらす。
【0006】しかしながら、リードスイッチは、物理的
にパッケージされなければならず且つ所定の回路構成を
搭載している回路板に電気的に接続されなければならな
い。製造し且つパッケージする際の容易さのために、シ
ールド端子及び信号端子をリードフレームアーキテクチ
ャーに終端させ且つプラスチックのような誘電体内に組
立体全体を閉じ込めることは、よく行われている。これ
らのリードは、表面取付け能力のために、ガル−ウイン
グ形状即ち「J」字形に形成され得る。信号リード即ち
信号端子は、回路板への電気的な相互接続を行うべく、
リードスイッチから空気中へと出ていく。プラスチック
誘電体から空気への信号リードのその変化は、スイッチ
それ自体の本体内に見出される保護同軸環境の望ましく
ない不連続性を生成する。そのような不連続性は、リー
ドスイッチ装置のインピーダンスにおける不正確さ及び
不確定さを生成する。この結果、回路設計者は、保護同
軸環境の不連続性とリードスイッチ装置の定格インピー
ダンスの劣化とに結び付いている本来的な問題を調整し
且つ未然に防ぐように彼らの回路を特別に設計すること
により、その問題を補償しなければならない。例えば、
回路は、寄生インダクタンス及び寄生容量を加えること
によって不連続性を補償すべく調整されなければならな
い。この不連続性補償方法は、好ましくない。何故なら
ば、それは、設計プロセスを複雑にし且つ手間取らせる
と共に、回路の保全性を劣化させ得るからである。上述
のような、回路を調整することの必要性を低減させる要
求が、存在する。従来技術の何れもが、同軸不連続性及
びインピーダンス整合保全性の問題に取り組もうとして
いない。
【0007】以上のことに鑑み、回路に相互接続するパ
ッケージの本体全体を通して制御されたインピーダンス
環境を含むリードスイッチ装置に対する要求が、存在す
る。システムの高周波性能を最適化する表面取付け構成
のものであるリードスイッチ装置に対する別の要求が、
存在する。更に、制御されないインピーダンス環境を補
償すべく回路を調整する必要性を低減させ得るリードス
イッチ装置に対する要求が、存在する。また、小さい設
置面積を有し且つ簡単な組み込みのための標準規格の形
状及び構成のものであるリードスイッチ装置に対する要
求が、存在する。
【0008】
【発明の開示】本発明は、従来の、リード継電器のよう
な電磁開閉装置の利点を維持する。更に、それは、現在
入手可能な開閉装置には見出されない新しい利点をもた
らすと共に、そのような現在入手可能な装置の多くの不
利を克服する。
【0009】本発明は、一般的には、新規且つユニーク
なリードスイッチ装置に向けられており、このリードス
イッチ装置は、リードスイッチ装置を回路板上の回路に
効果的に相互接続することにおいて具体的な用途を有し
ている。本発明のリードスイッチパッケージは、安価な
構成でありながら、回路板への効率的且つ効果的な相互
接続を可能にする。
【0010】少なくとも1つの電気信号路を備えている
リードスイッチを含んでいるリードスイッチ装置が、開
示される。円筒状の接地シールドが、リードスイッチの
周りに設けられている。接地端子は、接地シールドの両
側に接続されており、もって、接地端子は、信号端子の
両側にあり且つ同じ平面内にある。リードスイッチは、
支持基板上にある。導電性信号路が、前記本体を貫通し
て信号端子に接続している。接地路が、本体を貫通して
接地端子にそれぞれ接続している。接地路は、信号路の
両側にあり且つ信号路と同じ平面内にある。信号路及び
接地路は、本体の下面において出ていき、はんだ球を介
して回路に接続され、もって、制御されたインピーダン
ス環境を備えた小型の表面取付けパッケージが、提供さ
れる。
【0011】従って、本発明の目的は、小型のリードス
イッチパッケージを提供することである。
【0012】本発明の目的は、パッケージ全体を通して
制御されたインピーダンス環境を備えたリードスイッチ
装置を提供することである。
【0013】本発明の更なる目的は、存在している回路
環境のインピーダンスに容易に整合させられるリードス
イッチパッケージを提供することである。
【0014】本発明の別の目的は、高周波信号を効率的
に伝送することができるリードスイッチパッケージを提
供することである。
【0015】本発明の更なる目的は、製造するのが安価
なリードスイッチパッケージを提供することである。
【0016】本発明の更に別の目的は、小さな設置面積
を備えているリードスイッチパッケージを提供すること
である。
【0017】本発明の別の目的は、標準規格のBGA構
成及び本体サイズを採用しているリードスイッチパッケ
ージを提供することである。
【0018】
【発明を実施する態様】先ず図1を参照するに、従来技
術のリードスイッチ構成体10の斜視図が、示されてい
る。既知のリードスイッチ11は、ガラスエンベロープ
12と、リードスイッチ11の両端部から延出している
2つの信号リード線14とを含んでいる。リードスイッ
チ11の構成は、当業界では周知であるので、その詳細
は、議論される必要はない。一般的には黄銅又は銅で作
られているシールド導体16が、リードスイッチ11を
受容し且つ収容する円筒状スリーブの形態で設けられて
いる。リードスイッチ11及びシールド16は、ボビン
又はスプール20の中央内腔18内に収容される。ボビ
ン20の周りには、導線22が巻かれている。この結
果、リードスイッチ11装置を保護し、環境のインピー
ダンスを制御し、且つ信号の伝送全体を改良する同軸構
成体が、形成される。リードスイッチ11、シールド導
体16及びボビン20は、全体的に円筒形状として示さ
れている。断面が長円形であるような他の種々の形状が
使用され得且つそれらの形状は依然として本発明の範囲
内であり得るということが、理解されるべきである。
【0019】従来技術において理解され得且つ知られ得
るように、線22のコイルの自由端部、シールド16、
及びリードスイッチ11の信号端子14は、所望通り
に、回路に電気的に相互接続される。リードスイッチ1
1構成体のそれぞれの部品は、リードフレーム又は他の
電気的な相互接続体(図示せず)によって回路に相互接
続される。リードフレーム又は他の電気的な相互接続体
は、望ましい同軸環境の不連続性を導入する。
【0020】上述のように、リードスイッチ装置10の
全体が、ユーザーの回路内に容易に収容されるべく設計
されなければならない。例えば、高周波で作動すべく使
用される回路は、定義された特性インピーダンス環境で
設計される。リードスイッチ10を回路の顧客の仕様に
設計し且つ製造することの目標は、装置10の所望され
ているインピーダンスを回路環境に可能な限り忠実に整
合させることである。リード装置10それ自体からこの
装置10を受容する回路の回路板トレースまでに、イン
ピーダンスの不連続性が存在しないということが、好ま
しい。一般的に、特性インピーダンスZ1 は、信号導体
14の外径、シールド16の内径、及び信号導体14と
シールド16との間の絶縁体(図示せず)の誘電率の関
数である。
【0021】ここで、図2〜図8を参照するに、本発明
の好適な実施例が、示されている。図2Aを参照する
に、外側のボビン102を含む改良されたリード装置1
03が、提供されており、そのボビンの周りには、リー
ドスイッチ11を作動させるのに必要な磁界を導入する
ためのコイル109が、巻き付けられている。線109
の端部は、ボビン102のポスト113に接続され得
る。リードスイッチ111からは、このリードスイッチ
111の両端部に相当する2つの信号リード線106
が、延出している。また、ボビン本体102からは、こ
のボビン本体102の各側部における1対のシールドタ
ブ即ち接地タブ108が、延出しており、これらのシー
ルドタブ即ち接地タブは、図6に示されているように、
内部のシールドスリーブ110の端部に電気的に相互接
続されている。図2Bに示されているように、これらの
接地タブ108は、シールドスリーブ110の両側にお
ける、このシールドスリーブそれ自体からの延出部であ
る。
【0022】図3を参照するに、ハウジングを備えてい
るリードスイッチパッケージ100の斜視図が、示され
ている。この完成したリードスイッチパッケージ100
は、リードスイッチ111からの信号リード線106及
び接地リード線108を受容する多数の接触パッド11
4と共に、基板ベース112を含んでいる。金属又は非
金属の外殻116が、液密シールをもたらすための、周
囲の例えばエポキシのビード(図示せず)で、基板ベー
ス112に固定されている。あるいは、組立体全体が、
プラスチックでオーバーモールドされ得る。
【0023】図4を参照するに、図3の4−4線に沿う
断面図が、示されている。特に、図4は、基板ベース1
12上のリード装置103の位置を詳細に示している。
基板ベース112は、短くて真っ直ぐな信号路を提供し
且つパッケージ100の全サイズを小さくすべく、リー
ド装置103のボビン部102を受容する中央凹部11
8を含んでいる。接触パッド120が、信号リード線1
06と接地リード線108とに接続すべく、基板ベース
112の受座部122に設けられている。リード装置1
03は、信号リード線106と接地リード線108とに
よって完全に支持されるべく、重量は比較的軽い。しか
しながら、ボビン102がそれ自体の受座に載るところ
の又は基板112の追加の輪郭部がリード装置103を
支持すべく設けられているところの、他のベース基板ハ
ウジング(図示せず)が、使用されてもよい。
【0024】以下で詳細に記載されるように、信号リー
ド線106及び接地リード線108は、回路板(図示せ
ず)上の回路との更なる電気的な相互接続のためのはん
だ球124に電気的に相互接続されている。保護外殻1
16(又は固体封入剤)に加えて、表面取付け型のもの
である小型のリードスイッチパッケージ100が、高周
波リードスイッチ111を制御されたインピーダンス環
境内に収容すべく、提供される。
【0025】図4及び図5は、リードスイッチ111そ
れ自体の構成の詳細を更に示している。特に、リードス
イッチ111は、ガラスカプセル126内に信号導体1
06を含んでおり、それらの間には、不活性ガス又は真
空128が存在している。ガラスカプセル126の周り
には、接地シールド130が位置させられており、この
接地シールドは、円筒形状又は筒形状であるのが好まし
いが、ある種のリードスイッチ111を収容すべく又は
多重チャネル環境における多重リードスイッチを収容す
べく、断面が長円形のものであってもよい。上述した組
立体は、ボビン102内に収容されており、このボビン
は、その周りに励磁コイル109を含んでいる。励磁コ
イル109の自由端部は、ポスト113に接続されてお
り、これらのポストは、基板ベース112の下面132
上の対応するはんだ球124に電気的に接続されてい
る。
【0026】更に、図6〜図8に示されているように、
接触パッド120は、基板ベース112の下面132上
の対応するはんだ球124に電気的に相互接続されてい
る。図4の6−6線に沿う断面図である図6を参照する
に、信号リード線106及び接地リード線108の、接
触パッド120を介する、はんだ球124への重要な相
互接続の詳細が、示されている。特に、図6は、リード
スイッチパッケージ100の一方の側部を示している。
リードスイッチパッケージ100の反対側の側部の構造
及び詳細は同一であるということが、理解されるべきで
ある。説明の平易さ及び容易さのためだけの理由で、リ
ードスイッチパッケージ100の一方の側部のみが、議
論される。
【0027】信号リード線106及び接地リード線10
8は、基板ベース112の平面を貫通する導電路を介し
て、基板ベース112の下面132上のはんだ球124
に電気的に相互接続されている。この好適な実施例にお
いては、導電路は、信号リード線106と各接地リード
線108とに対して設けられている。図4の8−8線に
沿う断面図である図8に示されているように、好適に、
全体的に134で示されている3つの導電管路又は導電
路が、基板ベース112の平面を貫通して設けられてい
る。信号路134s並びに接地路134a及び134e
が、設けられている。上述したように、リードスイッチ
111を通る信号は、リードスイッチパッケージ100
の本体全体を通して可能な限り同軸構成が維持される場
合に、最適化される。本発明の平面貫通導波管が、基板
ベース112の下面132上のはんだ球124に接続し
ている。図7に示されているように、中間の列のはんだ
球(124a,124s及び124e)は、図6に示さ
れているように、それぞれの導電路(134a,134
s及び134e)に直接接続している。
【0028】基板ベース112の平面を貫通するインピ
ーダンスZ2 は、基板ベース112の誘電体の厚さ、信
号路134sの幅、信号路134sと隣接している接地
路134a及び134eとの間の距離、並びに基板ベー
ス112の誘電体の誘電率の関数である。
【0029】基板ベース112の下面132において、
真の同軸構成体が、導電路を直接受容するはんだ球の周
りに、追加のはんだ球124b,124c,124d,
124f,124g及び124hを設けることによって
形成されている。これらのはんだ球は、導電性トレース
136を介して電気的に接続されており、もって、中央
のはんだ球接触子124sに対応する信号リード線路1
34sの周りに、完全な導電性ループが、形成されてい
る。この接地ループは、図2Bに示されているような、
リードスイッチ111それ自体の周りの円筒状シールド
導体130に見出されるものと同様の態様で、実際の同
軸シールド導体を形成している。シールドは、明らかに
EMIシールド及び近傍の部品の保護のためのものでは
なく、リードスイッチ111の信号の忠実度を制御し且
つ改良するためのものである。同軸接地ループにおい
て、インピーダンスZ3 は、信号路134sの直径、接
地ループの直径、及び絶縁基板ベース112の誘電率の
関数である。
【0030】図6〜図8は、真の同軸環境をシミュレー
トするための導波管の利用を示している。このユニーク
な導波管は、基板ベース112の実際の平面を貫通し
て、パッケージ100の下部におけるはんだ球相互接続
体124まで延びている。従来技術と異なり、導波管即
ちシミュレートされた同軸構成体は、リードスイッチ1
11それ自体からはんだ球相互接続体まで連続してお
り、通常、これらのはんだ球接続体の所には、回路板
(図示せず)上のマイクロストリップ即ち導波管が、存
在する。この結果、信号は、制御されていない不連続性
から保護される。信号リード線106に対するシールド
保護体が、リードスイッチ111の実際の本体から回路
板への実際の電気的なインターフェースまで延在させら
れ且つ制御されている。本発明によると、インピーダン
スZ1 ,Z2 ,Z3 は、互いに実質的に等しく、もっ
て、信号伝送路の全インピーダンスが、所望されている
全インピーダンス値と一致し且つ整合させられ、これに
より、ユーザーによる実際の回路調整に対する必要性
が、除去される。
【0031】ここで、図9〜図14を参照するに、本発
明の別の実施例200が、示されている。好適な実施例
に示されているように、3つの導電路(134a,13
4s及び134e)が、基板ベース112の平面を貫通
しており、もって、基板ベース112の平面を貫通する
導波管即ちシミュレートされた同軸環境が、維持され、
これにより、信号リード線106の保護における不連続
性が、避けられると共に、信号の劣化が、防止される。
図9〜図14の別の実施例は、基板ベース212の平面
を貫通する同軸環境をより忠実にシミュレートすべく、
追加の平面貫通導電路234を設けている。
【0032】図9〜図11を参照するに、別の実施例2
00は、本発明の好適な実施例と同じ基本的な部品を使
用している。図9は、基板ベース212と保護殻216
とを備えているリードスイッチパッケージ200の全体
を示している。リードスイッチ211からは、信号リー
ド線206とこの信号リード線の両側における2つの接
地リード線208とが、延出している。図11に見られ
るように、リードスイッチ211の断面は、好適な実施
例100のリードスイッチ111と同一である。リード
スイッチ211の本体を受容するための凹部218が、
設けられている一方、受座222が、信号リード線20
6と2つの接地リード線208とを受容し且つ支持して
いる。本発明の好適な実施例と同様に、接触パッド22
0が、基板ベース212の上面223上に、信号リード
線206と2つの接地リード線208とを各々の側で受
容すべく設けられている。これらの接触パッド220
は、基板ベース212の受座222の中央に位置させら
れている。本発明の好適な実施例100とは異なり、追
加の接触パッド220a〜220h及び220sが、基
板ベース212の上面223上に設けられており、実際
の同軸構成体を形成すべく、導電性回路トレース236
で相互接続されている。
【0033】図12に見られるように、信号リード線2
06は、その両側の接地リード線208と共に、基板ベ
ース212の平面を貫通している。更に、図10の14
−14線に沿う断面図である図14に示されているよう
に、基板ベース212の上面223上の追加の接触パッ
ド220の各々も、基板ベース212の平面を貫通して
はんだ球224まで延びており、もって、リードスイッ
チ211の信号リード導体206に対応する導電路23
4sの周りを包囲している導波管が、もたらされてい
る。この別の実施例においては、リードスイッチ211
の周りの円筒状シールド導体が、基板ベース212の平
面を通してより忠実にシミュレートされている。
【0034】図14は信号リード導体路234sを中心
にしたU字形の包囲を示しているということが、注意さ
れるべきである。信号導体路234sの直下の導体路2
34c(破線の影で示されている)が欠けているのは、
図9に示されているように、基板ベース212の上面2
23上にパッドを欠いているためである。信号リード線
206は、リードスイッチ本体211を出ていき、接触
パッドアレイの中心にある接触パッド220sと相互接
続しなければならない。信号リード線206と接地リー
ド線208とが基板ベース212の上面223に平行な
接触パッド220と接触するところのこの構成において
は、接触パッド220cと接触することなく中央の接触
パッド220sと接触するのは、不可能である。接地リ
ード線208が多数のパッド220と接触するのは、容
認される。何故ならば、それらは、導電性トレース23
6を介して最終的に相互接続されるからである。しかし
ながら、信号リード線206は、接地リード線208に
対応する接触パッド220に触れてはならない。何故な
らば、それは、信号を短絡させてその信号を使用不能に
するからである。従って、信号接触パッドとリードスイ
ッチ211それ自体との間には、接触パッド220c
は、設けられていない。勿論、実際に、完全な接地ルー
プを提供すべく、信号接触パッドとリードスイッチ21
1との間に接地接触子208を設けることは、可能であ
るが、信号リード線206は、この信号リード線206
に対応する中心の接触パッドとのみ接触するように、持
ち上げられ、次いで、下方に折り曲げられなければなら
ない。この状態において、追加の貫通路が、使用されよ
う。更に、この別の実施例においては、相互接続トレー
スは、追加の実際の同軸構造を提供すべく、基板ベース
212の下面232上に設けられてもよい。
【0035】図10の15−15線に沿う断面図である
図15に示されているように、導電路を直接受容するは
んだ球の周りに追加のはんだ球224b,224c,2
24d,224f,224g及び224hを設けること
により、真の同軸構成が、基板ベース212の下面23
2に形成され且つ繰り返されている。これらのはんだ球
は、導電性トレース236によって電気的に接続されて
おり、もって、完全な導電性ループが、中心のはんだ球
接触子224sに対応する信号リード路234sの周り
に形成されている。この接地ループは、リードスイッチ
111の周りの円筒状シールド導体230において見出
されるものと同様の態様で、実際の同軸シールド導体を
形成している。この第2の実施例においては、実際の同
軸ループが、基板ベース212の上面223及び下面2
32の両方に好適に設けられている。
【0036】理解され得るように、本発明は、リードス
イッチの信号リード線の有効な保護のための、実際の同
軸環境又はシミュレートされた同軸環境の何れかを提供
する。この連続的な同軸保護は、従来のパッケージには
見出されない。平面貫通導電路は、リードスイッチから
回路板への電気的な相互接続体の直ぐ下までの連続的な
同軸環境がもたらされるということを可能にする。殆ど
の用途において、リードスイッチによって伝送される信
号の周波数の故に、信号リード線の保護用の同軸構成を
提供するための、完全に連続的な接地ループは、必要と
されていない。本発明においては、接地導体路は、好適
に、1.27mm又は1.00mmのグリッド上にあ
る。リードスイッチに対する一般的な周波数は、1.0
〜8.0GHzの範囲内にある。これらの周波数におい
ては、波長は、300mm〜40mmの範囲内にある。
これらの波長は、「シミュレートされた」同軸構成体の
不連続性を感知するには長すぎる。従って、シミュレー
トされた同軸構成体は、真の完全同軸構成体と比較し
て、有効性については同一である。この結果、波長が非
常に短くなって導電路グリッドが不連続として見なされ
るようになるまで、その位相幾何学は、好適なシールド
を提供する。上述したグリッドのために、37GHzの
周波数で8mmという短い波長での効果的なシールド
が、本発明で実現され得る。基板ベースの平面を貫通す
るより多い又はより少ない導電路が、パッケージ内の装
置及び近い将来における用途に依存して採用されてもよ
い。
【0037】本発明のパッケージは、多数のチャネルを
提供すべく、2つ以上のリードスイッチを一度に収容す
るように容易に改造され得る。この構成においては、適
切なはんだ球相互接続体が、所定のチャネルに対応する
各リードスイッチに対して使用される。更に、多くの異
なったタイプの相互接続体が、本発明のパッケージによ
って採用され得る。本発明のパッケージは、制御された
インピーダンス環境を備えた信号リード線シールドを必
要とする、広範囲の電子装置に適合し得るということ
が、理解されるべきである。
【0038】同軸環境をシミュレートすることによる、
リードスイッチの信号リード線の優れた保護という、本
発明に係る、付加されたユニークな能力で、本発明のパ
ッケージは、リードスイッチを用いる多くの異なったタ
イプの回路構成を実現すべく使用され得る。図16〜図
18は、本発明のパッケージの特定の応用を示してい
る。図16のダイヤグラムは、回路板を試験するための
ATE(自動試験装置)等で広く使用されている回路3
00を示している。この回路300は、3端子装置を示
しており、この3端子装置は、用途に依存して、端と端
とをつないで直列に「積み重ね可能」であり得る。第1
リードスイッチ302と第2リードスイッチ304とを
備えている3端子装置306が、破線によって全体的に
指示されるようにして、図16に示されている。例え
ば、第1リードスイッチ302は、高周波AC信号用の
接続部をもたらす一方、第2リードスイッチ304は、
DC信号又は低周波AC信号用の接続部をもたらす。
【0039】より具体的には、信号発生器308が、第
1リードスイッチ302の第1端子310に接続されて
いる。第2リードスイッチ304は、第1端子312と
第2端子314とを設けられている。第1リードスイッ
チ302の第2端子316は、接続点318で第2リー
ドスイッチ304の第2端子314に接続されている。
この接続点318は、装置306への出力端子326に
なる。リードスイッチ320,322の第2の対が、リ
ードスイッチ302,304の第1の対によって実行さ
れつつある動作とは異なる試験動作等をもたらすべく使
用され得る。スイッチの対の直列性は、独立に選択可能
な多数の異なる試験動作を備えている回路が設計される
ことを可能にする。
【0040】従来技術においては、この回路を実行する
には、2つの別個のリードスイッチが、回路板(図示せ
ず)に接続され、この場合、その接続部324は、スイ
ッチのリード線とそれらの間の回路板上のトレースとか
らなっている。これは、結果的に、リードスイッチの端
子と回路板との間の、長い、保護されていない、攻撃を
受けやすい接続であって、「スタブ接続」と呼ばれてい
るものになる。この長い、保護されていないスタブ接続
部324の結果、接地に対するかなりの寄生容量Cが、
存在しよう。これは、「スタブ容量」と呼ばれ、高周波
路に負荷を掛けるべく作用し、これにより、例えば、回
路の周波数を約5.0GHzの範囲内の値に限定する。
しかしながら、高速マイクロプロセッサーのような、非
常に高速な、試験下にある装置(DUT)を正しく試験
するには、試験回路の周波数は、将来は7GHz以上の
範囲にまで達しなければならない。従って、リードスイ
ッチ302,314とスタブ接続部324とを回路板上
に取り付ける従来技術では、この回路300は、高速装
置を試験することはできない。
【0041】しかしながら、本発明を採用すると、回路
300は、高速装置の試験を行うべく、7GHz以上の
範囲内の周波数で容易に動作し得る。図17及び図18
において、装置306は、本発明を採用している単一の
装置に形成されている。高周波路は、詳細に上述した、
シミュレートされた同軸信号保護環境を用いて保護され
ている。スタブ接続が、装置内部に存在し、このため、
その長さは最小にされており、これは、容量性の寄生負
荷を本来的に最小にする。更に、スタブが装置内に存在
するということは、容量の制御及び補償のための他の技
法の使用を可能にする。306として指示されている装
置を具体的に表している断面概略図が、示されている。
図17は、装置の断面図を示している一方、図18は、
トレースのレイアウトを示している底面図である。第1
リードスイッチ302は、第1端子310と第2端子3
16とを設けられており、この場合、第1端子310
は、装置306全体の「入力1」として機能している。
第2リードスイッチ304は、第1端子312と第2端
子314とを設けられており、この場合、第2リードス
イッチ304の第1端子312は、装置306全体の
「入力2」として機能している。第2リードスイッチ3
04の第2端子314は、スタブ324を介し、装置の
端子326に接続している接続点318において第1リ
ードスイッチ302の第2端子316に相互接続されて
いる。多数の導電路326が、第1リードスイッチ30
2の端子316の周りに設けられており、その端子31
6は、3端子装置306の「出力」として機能する。図
18は、装置306の下面上のスタブトレース324を
示しており、この場合、装置306の出力は、保護され
ている。
【0042】最も重要なことに、そして、本発明による
と、詳細に上述したように、インピーダンスを制御する
ためのシミュレートされた同軸環境により、回路300
の出力信号は、保護される。また、高周波入力1端子3
10も、導電路326によって保護されている。この回
路300において、端子314は、望ましくない容量を
大地に加えるであろう故に、この場合、端子314は、
導電路326によって取り囲まれていない。しかしなが
ら、他の回路設計は、全てのリードスイッチの端子を保
護することを要求し又は全てのリードスイッチの端子を
保護することによって利益を得るであろう。更に、リー
ドスイッチ302からリードスイッチ304へのスタブ
遷移部324が板上で実現されるので、その距離は、最
小に保たれる。これは、高周波路上の寄生容量性負荷を
低減させ、それ以前に可能であったものよりもより高速
の装置に適合し且つそれらの装置を試験すべく、回路3
00がより高い周波数で動作することを可能にする。
【0043】本発明のパッケージは、回路板への電気的
な相互接続のために、BGAパッケージ内のはんだ球を
使用するものとして示されているが、ピングリッド、ラ
ンドグリッドのような他のタイプの相互接続体も、使用
され得る。更に、球グリッドアレイソケット構成体が、
所望されている場合におけるパッケージの取り外し又は
取り替えを容易にすべく、使用され得る。基板ベース本
体は、好適に、プラスチックのような誘電体であるが、
電子装置パッケージに適した他の材料からも製造され得
る。本発明に採用された路は、銅、アルミニウム、錫、
又は当業界で知られている他の合金のような、既知の導
電性材料で作られ得る。
【0044】本発明の精神から逸脱することなく、説明
された実施例に種々の変更及び修正がなされ得るという
ことは、当業者によって認められよう。そのような全て
の修正及び変更は、添付されている請求項によって覆わ
れるべく意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術のリードスイッチの構成の斜視図であ
る。
【図2A】本発明の好適な実施例に係るリードスイッチ
装置の斜視図である。
【図2B】図2Aに示されている本発明の好適な実施例
に係るリードスイッチ装置の分解斜視図である。
【図3】説明の目的で欠切されている部分を備えている
リードスイッチパッケージの斜視図である。
【図4】図3の4−4線に沿う断面図であって、リード
スイッチ装置の本発明に係るハウジング内の装着を示し
ているものである。
【図5】図4の4−4線に沿う断面図である。
【図6】図4の5−5線に沿う断面図である。
【図7】図4の6−6線に沿う断面図である。
【図8】図4の7−7線に沿う断面図である。
【図9】説明の目的で欠切されている部分を備えている
本発明のリードスイッチパッケージの別の実施例の斜視
図である。
【図10】図9の10−10線に沿う断面図である。
【図11】図10の11−11線に沿う断面図である。
【図12】図10の12−12線に沿う断面図である。
【図13】図10の13−13線に沿う断面図である。
【図14】図10の14−14線に沿う断面図である。
【図15】図10の15−15線に沿う断面図である。
【図16】本発明を採用している回路のダイヤグラムで
ある。
【図17】図16に示されている回路を実現する本発明
のリードスイッチ装置の断面図である。
【図18】図17に示されている本発明のリードスイッ
チ装置の下面図である。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リード装置パッケージであって、 電気信号端子を有しているリードスイッチと、 前記リードスイッチを取り囲んでいる接地シールドと、 前記接地シールドに接続されている第1接地端子と、 前記接地シールドに接続されている第2接地端子であっ
    て、前記電気信号端子のうちの少なくとも1つは前記第
    1接地端子と前記第2接地端子との間に位置させられて
    いる、ものと、 上面と下面とを備えている本体を有している支持基板で
    あって、前記リードスイッチ装置は前記支持基板上に配
    置されている、ものと、 前記上面と前記下面との間で前記本体を貫通している導
    電性の信号路であって、前記リードスイッチの前記電気
    信号端子に電気的に接続されているものと、 前記上面と前記下面との間で前記本体を貫通している導
    電性の第1接地路であって、前記第1接地端子に電気的
    に接続されており、前記信号路に実質的に平行に且つ前
    記信号路に対して離隔させられている関係で位置させら
    れているものと、 前記上面と前記下面との間で前記本体を貫通している導
    電性の第2接地路であって、前記第2接地端子に電気的
    に接続されており、前記信号路に実質的に平行に且つ前
    記信号路に対して離隔させられている関係で且つ前記信
    号路の前記第1接地路とは反対の側に位置させられてい
    るものと、 前記信号路を前記本体の前記下面において回路の信号線
    に相互接続する手段と、 前記第1接地路を前記本体の前記下面において回路の第
    1接地線に相互接続する手段と、 前記第2接地路を前記本体の前記下面において回路の第
    2接地線に相互接続する手段と、 を具備するリード装置パッケージ。
  2. 【請求項2】 前記本体の前記下面上の導電性材料のル
    ープであって、前記第1接地路と前記第2接地路とを相
    互接続し且つ前記信号路の周りに実質的に同軸的に位置
    させられているものを更に具備する請求項1のリード装
    置パッケージ。
  3. 【請求項3】 前記本体が、誘電体である請求項1のリ
    ード装置パッケージ。
  4. 【請求項4】 前記信号路を相互接続する手段、前記第
    1接地路を相互接続する手段、及び前記第2接地路を相
    互接続する手段が、はんだ球である請求項1のリード装
    置パッケージ。
  5. 【請求項5】 リード装置パッケージであって、 電気信号端子を有しているリードスイッチと、 前記リードスイッチを取り囲んでいる接地シールドと、 前記接地シールドに接続されている第1接地端子と、 前記接地シールドに接続されている第2接地端子であっ
    て、前記電気信号端子のうちの少なくとも1つは前記第
    1接地端子と前記第2接地端子との間に位置させられて
    いる、ものと、 上面と下面とを備えている本体を有している支持基板で
    あって、前記リードスイッチ装置は前記支持基板上に配
    置されている、ものと、 前記本体の前記上面上の導電性材料のループであって、
    前記第1接地路と前記第2接地路とを相互接続し且つ前
    記信号路の周りに実質的に同軸的に位置させられている
    ものと、 前記上面と前記下面との間で前記本体を貫通している導
    電性の信号路であって、前記リードスイッチの前記電気
    信号端子のうちの1つに電気的に接続されているもの
    と、 前記上面と前記下面との間で前記本体を貫通している複
    数の導電性の接地路であって、前記上面上の前記導電性
    材料のループに電気的に接続されており、前記信号路に
    実質的に平行に位置させられており且つ前記信号路を取
    り囲んでいるものと、 前記信号路を前記本体の前記下面において回路の信号線
    に相互接続する手段と、 前記複数の接地路を前記本体の前記下面において回路の
    接地線に相互接続する手段と、を具備するリード装置パ
    ッケージ。
  6. 【請求項6】 前記接地シールドが、実質的に円筒形状
    である請求項5のリード装置パッケージ。
  7. 【請求項7】 前記支持基板が、誘電体で作られている
    請求項5のリード装置パッケージ。
  8. 【請求項8】 前記信号路を相互接続する手段が、はん
    だ球である請求項5のリード装置パッケージ。
  9. 【請求項9】 前記複数の接地路を相互接続する手段
    が、はんだ球である請求項5のリード装置パッケージ。
  10. 【請求項10】 リード装置パッケージであって、 第1端部と第2端部とを有しているリードスイッチと、 前記リードスイッチの前記第1端部に接続されている第
    1電気信号端子と、 前記リードスイッチの前記第2端部に接続されている第
    2電気信号端子と、 縦軸を有しており、前記リードスイッチを収容してい
    る、実質的に円筒状の接地シールドであって、第1開放
    端縁部と第2開放端縁部とを含んでいるものと、 前記第1開放端縁部の領域に接続されている第1接地端
    子と、 前記第1接地端子の向こう側の、前記第1開放縁部の領
    域に接続されている第2接地端子と、 前記第2開放縁部の領域に接続されている第3接地端子
    と、 前記第3接地端子の向こう側の、前記第2開放縁部の領
    域に接続されている第4接地端子と、 上面と下面とを備えている本体を有している支持基板で
    あって、前記リードスイッチ装置は前記支持基板上に配
    置されている、ものと、 前記上面と前記下面との間で前記本体を貫通している導
    電性の第1信号路であって、前記リードスイッチの前記
    第1電気信号端子に電気的に接続されているものと、 前記上面と前記下面との間で前記本体を貫通している導
    電性の第2信号路であって、前記リードスイッチの前記
    第2電気信号端子に電気的に接続されているものと、 前記上面と前記下面との間で前記本体を貫通している導
    電性の第1接地路であって、前記第1接地端子に電気的
    に接続されており、前記第1信号路に実質的に平行に且
    つ前記第1信号路に対して離隔させられている関係で位
    置させられているものと、 前記上面と前記下面との間で前記本体を貫通している導
    電性の第2接地路であって、前記第2接地端子に電気的
    に接続されており、前記第1信号路に実質的に平行に且
    つ前記第1信号路に対して離隔させられている関係で且
    つ前記第1信号路の前記第1接地路とは反対の側に位置
    させられているものと、 前記上面と前記下面との間で前記本体を貫通している導
    電性の第3接地路であって、前記第3接地端子に電気的
    に接続されており、前記第2信号路に実質的に平行に且
    つ前記第2信号路に対して離隔させられている関係で位
    置させられているものと、 前記上面と前記下面との間で前記本体を貫通している導
    電性の第4接地路であって、前記第4接地端子に電気的
    に接続されており、前記第2信号路に実質的に平行に且
    つ前記第2信号路に対して離隔させられている関係で且
    つ前記第2信号路の前記第3接地路とは反対の側に位置
    させられているものと、 前記第1信号路を前記本体の前記下面において回路の第
    1信号線に相互接続する手段と、 前記第2信号路を前記本体の前記下面において回路の第
    2信号線に相互接続する手段と、 前記第1接地路を前記本体の前記下面において回路の第
    1接地線に相互接続する手段と、 前記第2接地路を前記本体の前記下面において回路の第
    2接地線に相互接続する手段と、 前記第3接地路を前記本体の前記下面において回路の第
    3接地線に相互接続する手段と、 前記第4接地路を前記本体の前記下面において回路の第
    4接地線に相互接続する手段と、を具備するリード装置
    パッケージ。
  11. 【請求項11】 前記本体の前記下面上の導電性材料の
    第1ループであって、前記第1接地路と前記第2接地路
    とを相互接続し且つ前記第1信号路の周りに実質的に同
    軸的に位置させられているものと、 前記本体の前記下面上の導電性材料の第2ループであっ
    て、前記第3接地路と前記第4接地路とを相互接続し且
    つ前記第2信号路の周りに実質的に同軸的に位置させら
    れているものと、を更に具備する請求項10のリード装
    置パッケージ。
  12. 【請求項12】 前記本体が、誘電体である請求項10
    のリード装置パッケージ。
  13. 【請求項13】 前記第1信号路を相互接続する手段、
    前記第2信号路、前記第1接地路を相互接続する手段、
    前記第2接地路を相互接続する手段、前記第3接地路を
    相互接続する手段、及び前記第4接地路を相互接続する
    手段が、はんだ球である請求項10のリード装置パッケ
    ージ。
  14. 【請求項14】 リード装置パッケージであって、 第1電気信号端子と第2電気信号端子とを有している第
    1リードスイッチと、 第1電気信号端子と第2電気信号端子とを有している第
    2リードスイッチと、 第1端部と第2端部とを有し、前記第1リードスイッチ
    を取り囲んでいる接地シールドと、 前記第1接地シールドの前記第1端部において前記接地
    シールドに接続されている複数の接地端子と、 前記接地シールドの前記第2端部において前記接地シー
    ルドに接続されている複数の接地端子と、 上面と下面とを備えている本体を有している支持基板で
    あって、前記第1リードスイッチ及び前記第2リードス
    イッチは前記支持基板上に配置されている、ものと、 前記上面と前記下面との間で前記本体を貫通している第
    1導電性信号路であって、前記第1リードスイッチの前
    記第1電気信号端子に電気的に接続されているものと、 前記上面と前記下面との間で前記本体を貫通している第
    2導電性信号路であって、前記第1リードスイッチの前
    記第2電気信号端子に電気的に接続されているものと、 前記上面と前記下面との間で前記本体を貫通している第
    3導電性信号路であって、前記第2リードスイッチの前
    記第1電気信号端子に電気的に接続されているものと、 前記上面と前記下面との間で前記本体を貫通している第
    4導電性信号路であって、前記第2リードスイッチの前
    記第2電気信号端子に電気的に接続されているものと、 前記上面と前記下面との間で前記本体を貫通している複
    数の第1導電性接地路であって、前記接地シールドの前
    記第1端部において前記接地シールドに接続されている
    前記複数の接地端子にそれぞれ電気的に接続されてお
    り、前記第1導電性信号路を実質的に取り囲んでいるも
    のと、 前記上面と前記下面との間で前記本体を貫通している複
    数の第2導電性接地路であって、前記接地シールドの前
    記第2端部において前記接地シールドに接続されている
    前記複数の接地端子にそれぞれ電気的に接続されてお
    り、前記第2導電性信号路を実質的に取り囲んでいるも
    のと、 前記第2リードスイッチの前記第2電気信号端子を、前
    記本体の前記下面上に配置されている前記第1リードス
    イッチの前記第2電気信号端子に相互接続する手段と、 前記第1リードスイッチの前記第1導電性信号端子に接
    続されている第1入力端子と、 前記第2リードスイッチの前記第1導電性信号端子に接
    続されている第2入力端子と、 前記第1リードスイッチの前記第2導電性信号端子に接
    続されている出力端子と、 を具備するリード装置パッケージ。
  15. 【請求項15】 前記本体の前記下面上の第1の長さの
    導電性材料であって、前記複数の第1導電性接地路を相
    互接続するものと、 前記本体の前記下面上の第2の長さの導電性材料であっ
    て、前記複数の第2導電性接地路を相互接続するもの
    と、を更に具備する請求項14のリード装置パッケー
    ジ。
  16. 【請求項16】 前記本体が、誘電体である請求項14
    のリード装置パッケージ。
JP28783199A 1999-03-12 1999-10-08 制御インピーダンス環境を備えた電気機械的開閉装置パッケージ Expired - Fee Related JP3442012B2 (ja)

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