JP2004039621A - ピン実装案内装置、方法および製品 - Google Patents

Abstract

【課題】直角ピンコネクタをプリント基板に実装する時、ピンを曲げない装置、方法を提供する。
【解決手段】コネクタのピンテールを壁部３５および３７並び壁部３６および３８で形成されるエンクロジャ６０および６１で囲み、液体をエポキシ樹脂などを注入し、固体状に硬化さ支持表面を作成する。これら支持表面５１および５２に、圧入機構が、垂直に力を加えることにより、ピンアレイを実装することを可能にする。
【選択図】　図４

Description

【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、概してピンコネクタを実装するための製品、装置および方法に関する。より詳細には、本発明は、ピンコネクタをプリント回路基板などの上に実装するための製品、装置および方法に関する。
【０００２】
発明の背景
電子部品の組立ては、多くの場合、モジュールを使用して行われる。これらモジュールは、プリント回路基板（「ＰＣＢ」）に機械的および電気的に接続するためのピンを含む。通常、ピンを収容するための孔を有する個々のモジュールを用いてピンモジュールを正確に組み立てることは、難しい場合がある。なぜなら、モジュールは、通常、互いに圧入するように設計されるからである。通常、小さく、かなり脆性のピンを圧入して実装する時に、ピンを曲げないように細心の注意を払わなければならない。
【０００３】
組立ては、ピンがその収容孔から飛び出さないように、十分な力を使用する必要があるために複雑である。たとえば、収容孔の側部に接触して、それにより電気接続を確立するように設計された可撓性ピンは、通常、ある種の変形可能な部分を設けて設計され、こうした部分は、挿入時には抵抗することができ、正確に挿入されない場合は、ピンが孔から押し出されることになる。
【０００４】
さらに、ピンモジュールを実装する時に、操作するための空間は殆どない。ピンは、通常、空間を最小限にするために、列状に互いに非常に近接している。しかし、これにより、確実に正確に実装するための空間は殆どなくなる。この問題は、変形を生じる直角ピンを実装する時に特に重大になる。さらに、直角ピンが可撓性ピンである場合、ピンの角度および可撓性が実装の難しさを呈する場合がある。
【０００５】
実装の難しさは、不正確な実装によってさらに悪化する。たとえば、所与のコネクタ上のピンによっては、実装時に曲がる場合があり、それによって、コネクタ全体を取り外して再度挿入するか、またはより一般的には新品のコネクタに交換する必要がある。
【０００６】
実装の問題を解決する試みが行われて来た。実装ツールは、たとえば、プッシュバーを介してピンを孔内に圧入するように試みることができる。プッシュバーは、実装されるすべてのピンに均一に力を加えるように校正しなければならない。全く均一ではない力が加わると、実装が不適切になり、ピンが曲がるなどの結果になる。しかし、各々の実装に関して適切な校正を維持することは、難しいことが実証されており、プッシュバーを絶えず再校正することにより、作業の流れが望ましくなくなる。
【０００７】
圧入に使用される自動化ツーリングは、ピンを実装する時に、ピン部分をまたいで支持することができる。しかし、こうしたツーリングは複雑であり、ピンを実装することは複雑であると仮定すると、操作が難しい場合がある。たとえば、複数のピンを実装するには、非常に複雑なまたぎおよび支持機器が最初に必要であり、機器が小さい誤差限界内で、ピン間の空間で動作するように、機器を維持する必要もある。
【０００８】
ピン形成体（ｐｉｎ　ｏｒｇａｎｉｚｅｒ）も、問題を解決するように試みられて来た。しかし、ピン形成体は、ピン支持部品を組み立てる時に、必要な空間を取る場合がある。たとえば、鋳造部品に接着または結合されるヘッダの場合、こうした形成体は、潜在的に、形成される結合部に干渉する可能性がある。
【０００９】
クリップなども試みられた。しかし、こうしたクリップなどは、部品を追加し、モジュールのサイズを増大させるか、または製造上の複雑さを装置に追加する場合がある。
【００１０】
したがって、ピンの実装を助けるために、小さく、操作が容易な案内装置を使用することができる場合、非常に有利である。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、ピンの実装を助けるための小さく、操作が容易な案内装置を提供することである。
【００１２】
本発明のさらなる目的は、直角ピンの実装を助けるための小さく、操作が容易な案内装置を提供することである。
【００１３】
発明の概要
本発明の概要および以下の詳細な説明は、添付の図面に関連して読むとより良く理解されるであろう。本発明を例示するために、現在好ましい特定の実施態様を図面に示す。しかし、本発明は、図示の正確な構成および手段に限定されないことを理解するべきである。
【００１４】
本発明の好ましい実施態様は、ピンアレイの上に１つ以上の支持表面を形成し、それによって、圧入機構が、アレイのピンテイル上、およびアレイのピンヘッドに垂直に力を加えることを可能にする。好ましい実施態様では、エポキシ樹脂を使用して、ピンを囲むエンクロジャ内に入れることにより、ピンアレイを支持してカプセル化する。エポキシ樹脂は、硬化すると、圧入機構に対する支持表面を形成する。エポキシ樹脂は、ピンの脚部を囲むことにより、下方に向いた下部ピン脚部に沿って軸方向の支持、および、コネクタに挿入するか、またはコネクタから取り外す時などに、ピンヘッドを含む上部ピン脚部上に加わる力に対する横断方向の支持も提供する。他の実施態様では、支持表面は、ピンを囲むエンクロジャ内に固定された固体表面により形成される。
【００１５】
本発明のさらなる目的、利点および新規な特徴は、詳細な説明および図面に部分的に記載され、当業者にとっては、以下の説明を検討すると明白になるか、または本発明の実践により知ることができる。
【００１６】
発明の実施の形態
次に、本発明の好ましい実施態様を詳細に説明するために、添付の図面を参照する。これら図面および付随する説明は、例として示すものであり、本明細書に付随する特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。
【００１７】
図１は、本発明の好ましい実施態様を示す。コネクタｇは、この実施態様のヘッダｈ内に挿入された状態で示されている。直角ピンｊのピンテイルｉは、ヘッダｈ内の凹部ｋ内に挿入される。
【００１８】
図１の実施態様の他の図は、図２に示され、コネクタｇがヘッダｈ内に挿入された状態を示す。ピンｊは、挿入時に下方に垂下する。ブレース４０および４２を介してそれぞれ支持される保持支柱３２および３３は、保持凹部３０および３１内に取り付けられて、コネクタｇをヘッダｈ上に着座させる。ブレース４１を介してヘッダｈ上に支持された保持支柱３４も、コネクタｇの補助凹部３４ａ内に取り付けられる。保持支柱ｌは、組み立てられる部品をＰＣＢ上に少なくとも部分的に着座させ、ヘッダｈから下方に垂下する。
【００１９】
図３は、組み立てられたコネクタｇおよびヘッダｈを示す。２個のエンクロジャ６０および６１は、それぞれ壁部３５および３７ならびに壁部３６および３８により形成され、ピンテイルｉ（図３には示さない；図１を参照のこと）は、凹部ｋ（図３には示さない；図１を参照のこと）を通って各エンクロジャの床から垂下している。この実施態様、および他の好ましい実施態様では、エンクロジャの形状は、支持されるピンアレイにより決まることに留意されたい。他の実施態様では、異なる形状のエンクロジャを使用して、所望のピン構成を補完することができる。
【００２０】
エポキシ樹脂は、さらに以下に詳細に説明するように支持表面を形成し、エンクロジャ６０および６１内に分配される。各々のエンクロジャは、エポキシ樹脂を漏らさずに保持できるように、適切な完全性を有する。したがって、壁部３５および３７ならびに壁部３６および３８の縁部は、漏れが生じないように事実上連続する。さらに、凹部ｋ（図３には示さない；図１を参照のこと）は、ヘッダｇのピンテイルｉ（図３には示さない；図１を参照のこと）を適切に包囲しなければならない。
【００２１】
図４は、エポキシ樹脂が硬化した後、こうしてピンアレイをカプセル化し、コネクタｇおよびヘッダｈを接合し、壁部３５、３６、３７および３８により囲まれた支持表面５１および５２を形成する図３の実施態様の図を示す。支持表面５１および５２ならびに５３〜５５は、ピンに関係なくツーリングまたは手動接触のための表面を提供するので、組み立てられたコネクタ（この用語は、互いに嵌合した後のコネクタｇおよびヘッダｈの両方に用いられる）をＰＣＢ上に圧入するために使用することができる。表面５３〜５５のみを使用した場合、これら表面に加わる力は、所望の下向きの力ではなく上向きの力をピン上に生じる傾向があるため、ピン実装に適切な力のベクトルを得られない点に留意されたい。したがって、上記および他の好ましい実施態様では、この実施態様を含む任意の特定の支持表面は、下向きのベクトルをピンアレイ上に加えることができる場所に配置されることに留意されたい。
【００２２】
支持表面５１および５２は、ツールまたは他の接点のために備えられ、フラットロック、改良されたフラットロックまたは他の類似する圧入タイプのツールを使用して、コネクタ−ヘッダ部品の上部に力を加えて、ＰＣＢ上に実装することを可能にする。図５は、図３の実施態様の表面５１および５２に使用する圧入ツーリング７５の一例を示す。この実施態様では、エンクロジャ６０および６１内で硬化したエポキシ樹脂は、下方に向いた下部ピン脚部を軸方向に支持し、それによって、ピンが実装される時の支持を提供し、曲げまたは他の変化が生じる可能性を減少させる。さらに、硬化したエポキシ樹脂は、コネクタを挿入するかまたは取り外す時などに、ピンヘッドを含む上部ピン脚部に加わる力に対する横断方向の支持を提供する。
【００２３】
他の実施態様では、支持表面は、他の手段によりピンの上に形成することができる。たとえば、屋根、キャップまたは他の固体構造物をピンアレイのエンクロジャの上部に挿置し、それによってピン上に力を加えるための支持表面を形成することができる。さらに、当業界で周知の適切に誘電性で、硬化または乾燥し、それによって支持表面を形成する液体材料も使用することができる。
【００２４】
追加として、さらに他の実施態様では、支持表面は不要であり、ツーリングは、エンクロジャの上面又は表面上に直接配置することができ、したがって、当業界で周知の圧入ツーリングに適合するように構成される。当然、これらのエンクロジャは、嵌合するツーリングのタイプに応じて異なる表面を有することができる。追加として、さらに他の実施態様では、ピンガイドの基部から上方に向いている支柱または他の延長部分を使用して、所望の力を基部に伝達することができるが、こうした延長部分は、ピン実装に適するベクトルに沿って力を伝達するのに十分なように構成され得る。
【００２５】
再び図４を参照すると、線ｆ’−ｆ”は、これら実施態様において、力がどのように望ましい状態で加わるかを示す。方向ｆ’は、直角ピン（図２にｉ’として示す）の上部脚部の方向である。方向ｆ”は、力が望ましい状態で、直角ピンの上部脚部に対して直角に加わるベクトルを示す。
【００２６】
ピンの上部脚部に近い支持表面のみ、およびピンアレイ（この用語は、本明細書では複数のピンの配列を含む）の上部脚部に直角に力を加える方法は、特定の実施態様に使用することができるが、好ましい実施態様は、実装力を加える時にピンアレイを案内するピンガイドも使用する点に留意されたい。好ましい実施態様では、ピンガイドは、ピンアレイのための導管を備え、ピンアレイを側方に支持し、それによって、ピンアレイは、支持表面を使用して下方に圧迫される時に支持される。当然、図３の実施態様に関して上記で示したように、エポキシ樹脂は、ピンアレイを実装する時にピンアレイの追加的な支持として役立つ。好ましい実施態様では、ピンガイドは、ハウジングおよび／またはコネクタに取り付けるように構成されるか、および／または、さもなければ導管、ひいてはピンに対する追加的な支持を与えるように支持される。
【００２７】
上記および以下の実施態様の組成は、適切な構造上の剛性および誘電特性が存在する限り、当業界で周知のどの材料でも良い。
【００２８】
他の実施態様を図６に示す。ここでは、一般にｌで示されるコネクタは、ピンガイドを使ってヘッダｍに組み立てられる。一般にｏおよびｐで示される表面は、組立体を圧入するための接触部を提供する。ｑのＰＣＢは、モジュールハウジングｒ内に実装される前のピンを受容する側である。ガスケットｓは、モジュールハウジングｒ内における組立体の密封に役立つ。表面ｕ、ｖおよびｗは、所望であれば、圧入ツーリングを支持するためにも使用することができる。
【００２９】
図７は、図６の実施態様をさらに詳細に示す。この特定の実施態様は、ピンアレイｔがＰＣＢｑ上（図６に示す）に圧入されると、図４に示したようにモジュールハウジングｒ内に嵌合し、ガスケットとともに密封される。
【００３０】
さらに他の実施態様を図８に示す。ここでは、ヘッダｘおよびコネクタｙは、モジュールハウジングｚ内に実装される。ヘッダｘ、コネクタｙおよびハウジングｚの組立体は、図９に示すように、ピンアレイを支持すると共に、ＰＣＢの組立時にピンアレイを支持するカプセル材料を使用するためのエンクロジャ８０および９０を形成する。
【００３１】
図１０から分かるように、このモジュールハウジングは、ＰＣＢ上に取り付けるように下部が開放しており、ピンを適切に固定する際の難しさはモジュールハウジングｚにより影響を受けるため、モジュールハウジングの上部表面に対する圧力を最小限にして、ピンアレイ上を圧迫するように注意しなければならない。さもなければ、ピンに加わる力は、モジュールハウジングｚ上に加わる力によって悪影響を受ける場合がある。これは、モジュールハウジングｚ上に加わる力によってモジュールハウジングｚが曲げられ、外周部に沿って持ち上がり、ピンを上方に引っ張るからである。
【００３２】
したがって、図１１を参照すると分かるように、表面７１、７２、７３、７４および７５は、圧入または他のツーリングのための所望の支持表面を与えることにより、ピンの肩状部に直角に力を供給するために使用することができる。この力は、ハウジングに加える何らかの力とは別個の力でよい。
【００３３】
上記の説明、ならびに参照符号により示される図および材料は、例示のために記載されているにすぎず、本発明を限定することを意図するものではなく、本発明を限定するものと解釈するべきではない。
【００３４】
さらに、特定の変形例または代替例は、当業者にとっては本明細書を読めば明白であり、こうした変形例または代替例すべては、添付の特許請求の範囲に定義するように、本発明の精神および範囲内に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】好ましい実施態様の平面図を示す。
【図２】図１の実施態様の他の図を示す。
【図３】図１の実施態様の他の図を示す。
【図４】図１の実施態様の他の図を示す。
【図５】図１の実施態様の他の図を示す。
【図６】他の好ましい実施態様の平面図を示す。
【図７】図６の実施態様の他の図を示す。
【図８】他の好ましい実施態様の平面図を示す。
【図９】図８の実施態様の他の図を示す。
【図１０】図８の実施態様の他の図を示す。
【図１１】図８の実施態様の他の図を示す。
【符号の説明】
ｆ’　方向
ｆ”　方向
ｇ　コネクタ
ｈ　ヘッダ
ｉ　ピンテイル
ｊ　ピン
ｋ　凹部
ｍ　ヘッダ
ｏ　表面
ｐ　表面
ｑ　ＰＣＢ
ｒ　モジュールハウジング
ｓ　ガスケット
ｕ　表面
ｖ　表面
ｘ　ヘッダ
ｙ　コネクタ
ｚ　モジュールハウジング
３０　保持凹部
３２　保持支柱
３４　保持支柱
３４ａ　補助凹部
３５　壁部
３６　壁部
３７　壁部
３８　壁部
４０　ブレース
４１　ブレース
４３　ブレース
５１　支持表面
５２　支持表面
５３　支持表面
５４　支持表面
５５　支持表面
６０　エンクロジャ
６１　エンクロジャ
７１　表面
７２　表面
７３　表面
７４　表面
８０　エンクロジャ
９０　エンクロジャ

Claims (21)

1. 直角ピンアレイを実装するための支持表面を含むピンコネクタを実装するための製品であって、前記支持表面が、前記ピンアレイのピンヘッドに直角なある角度で力を受け入れるように構成されていることを特徴とする製品。
2. ピンコネクタを実装するための装置であって、
   −ピンアレイと、
   −支持表面手段と
   −前記支持表面手段を収容するためのエンクロジャ手段と
   を備え、
   前記ピンアレイが、前記エンクロジャ手段内に少なくとも部分的に囲まれていることを特徴とする装置。
3. 前記支持表面手段が、カプセル化手段をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記カプセル化手段が、エポキシ樹脂手段をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記カプセル化手段が、前記ピンアレイのための横方向支持手段をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の装置。
6. 前記カプセル化手段が、前記ピンアレイのための軸方向支持手段をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の装置。
7. 前記カプセル化手段が、前記ピンアレイを囲むためのカプセル化手段をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の装置。
8. ピンガイドをさらに備え、前記ピンアレイが、前記ピンガイド内および前記カプセル化手段内に少なくとも部分的に封入されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
9. ピンコネクタを実装するための装置であって、
   −コネクタ手段と、
   −ピンアレイと、
   −ヘッダ手段と、
   −支持手段と
   を備え、
   前記コネクタ手段が、前記ヘッダ手段に嵌合し、それによって、前記ピンアレイのためのエンクロジャを形成し、前記支持表面手段が、ピンアレイ上に加わる下向きの力に備えることを特徴とする装置。
10. 前記コネクタ手段および前記ヘッダ手段を接合するための手段をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. ピンガイドをさらに備え、前記ピンアレイが、前記ピンガイド内および前記カプセル化手段内に少なくとも部分的に封入されることを特徴とする請求項９に記載の装置。
12. ピンコネクタを実装するための方法であって、
    −ハウジングが、ピンテイルが垂下する床を有する状態でコネクタおよび前記ハウジング上に支持表面を提供する工程と、
    −前記支持表面上に力を加えて、前記コネクタおよびハウジングをプリント回路基板に実装する工程と
    を含むことを特徴とする方法。
13. −ピンアレイをコネクタ内に提供する工程と、
    −ハウジングを提供する工程と、
    −前記ピンアレイテイルを形成するピンテイルが前記ハウジングから垂下するように、前記コネクタおよびハウジングを組み立てる工程と、
    −支持表面を提供する工程と、
    −前記支持表面上に力を加えて、前記コネクタおよびハウジングをプリント回路基板に実装する工程と
    を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記支持表面手段を収容するためのエンクロジャ手段を提供する工程をさらに含み、前記ピンアレイが、前記エンクロジャ手段内に少なくとも部分的に封入されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 支持表面を提供する前記工程が、カプセル化手段を提供する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
16. 前記カプセル化手段が、エポキシ手段を提供する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記カプセル化手段を提供する工程が、前記ピンアレイのための横方向支持手段を提供する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
18. 前記カプセル化手段を提供する工程が、前記ピンアレイのための軸方向支持手段を提供する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
19. 前記カプセル化手段が、前記ピンアレイを囲むためのカプセル化手段を提供する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
20. ピンコネクタを実装するための方法であって、
    −コネクタ手段を提供する工程と、
    −ピンアレイを提供する工程と、
    −ヘッダ手段を提供する工程と、
    −支持手段を提供する工程と
    を含み、
    前記コネクタ手段が、前記ヘッダ手段に嵌合し、それによって、前記ピンアレイのエンクロジャを形成し、前記支持表面手段が、ピンアレイ上に加わる下向きの力に備えることを特徴とする方法。
21. 前記コネクタ手段および前記ヘッダ手段を接合する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。

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