JP2009265100A - 電子部品を組み立てるためのデバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】 電気的接続およびダンパを2つの異なる要素で実現するという従来技術の欠点に対処すること。
【解決手段】 本発明は、外側ケース(3)を含む電子部品(2)を組み立てるためのデバイス(1)に関する。このケースは、接触手段(4)を介して外部電気回路に接続するためのものであり、電子部品(2)が固定される支持体(5)を収容するように構成される。支持体は、上述の支持体上に配置された少なくとも1つの接触パッド(8)を介して、外側ケースの接触手段に接続するように構成される。上述の接触パッドにより、上述の支持体に固定された電子部品を接続手段(6)を介して外側ケースの接触手段に電気的に接続できるようになる。特に、接続手段及び電子部品支持体は、支持体が可動性を維持するように、上述の支持体が上述の接続手段によって懸架される。
【選択図】 図1a
【解決手段】 本発明は、外側ケース(3)を含む電子部品(2)を組み立てるためのデバイス(1)に関する。このケースは、接触手段(4)を介して外部電気回路に接続するためのものであり、電子部品(2)が固定される支持体(5)を収容するように構成される。支持体は、上述の支持体上に配置された少なくとも1つの接触パッド(8)を介して、外側ケースの接触手段に接続するように構成される。上述の接触パッドにより、上述の支持体に固定された電子部品を接続手段(6)を介して外側ケースの接触手段に電気的に接続できるようになる。特に、接続手段及び電子部品支持体は、支持体が可動性を維持するように、上述の支持体が上述の接続手段によって懸架される。
【選択図】 図1a
Description
本発明は、電子部品を組み立てるためのデバイスに関し、上記組立デバイスは、接触手段を介して外部電気回路に接続された外側ケースを含み、電子部品が固定される支持体を収容する。支持体は、接続手段を介して上記支持体上に配置された少なくとも1つの接触パッドを介して外側ケースの接触手段に接続されることになる。これにより、上記支持体に固定された電子部品が外側ケースの接触手段に電気的に接続できるようになる。
1つ又はそれ以上の電子部品が固定される支持体を封入するケースの形態の電子部品組立デバイスは、従来技術から既に知られている。当初は、これらの構成要素は、ケースのバックカバーに直接剛直に固定された。しかしながら、これらの構成は、作るのは簡単であるが、上記ケースに固定される構成要素がこの剛直性に適応しなくなると不利になる。
実際には、構成要素をケースに剛直に固定することの主な欠点は、ケースに印加される振動及び衝撃の全てがケースに固定される構成要素に衝突することである。これは、論理ゲート、メモリ又は受動部品のようなトランジスタを備えた構成要素に対しては無害であるが、感応部品に対しては極めて有害となる。実際に、振動し或いは振動を発生させてデータを供給又は回路を駆動するような共振器又はジャイロスコープなどの構成要素の場合には、集積回路ケースに対して漂遊外部振動が印加されると、構成要素の運転パラメータによるドリフトを引き起こす。
このような理由により、振動を減衰させるシステムが考案された。
従って、外部機械的衝撃によって誘起された外乱に関連する問題に対処することを目的とする発明が従来技術に存在する。例えば、フランス国特許第2,692,719号を引用することができ、本特許は、構成要素に伝送される可能性がある外部振動を減衰するためにケースの底面と電子部品との間で外部ケースの底面に配置された弾性材料シートを用いている。電子部品は、ワイヤを接続することによって電気的に動作する。
このタイプのシステムの問題の1つは、電気的接続及びダンパを形成するために、2つの明確に異なる要素を用いる必要がある点にある。一方では、これは、減衰手段をその内側に配置できるようにケースを変更する必要があることを意味し、他方では、製造コストの上昇を引き起こすことにもなるシステムの複雑さが増大することを意味する。
本発明は、減衰システムの複雑さ及び空間要件を低減すると共に、その効率を向上させ且つコストを制限することによって前述の従来技術の欠点に対処する、電子部品を組み立てるためのデバイスに関する。
従って、本発明は、接続手段及び電子部品支持体が、上述の接続手段によって上述の支持体が懸架され、上述の支持体が可動性を維持するように構成されることを特徴とする、上記に記載の組立デバイスに関する。
本発明による電子部品を組み立てるためのデバイスの1つの利点は、簡易減衰システムを提供することである。実際に、単一素子を用いて電気的接続及びダンパの両方を構成する。接続手段であるこの素子は、支持体に固定された電子部品を他のケースの接触パッドに、従って、あらゆる電気回路に電気的に接続し、且つ上述の構成要素が固定される上述の支持体を弾性的に減衰する。
接続手段のこの二重機能は、使用する接続手段の性質の特徴によって可能となる。
更に、ダンパシステムの簡素化は、外側ケースの構造を変更する必要がなく、従って、設計コストの追加が回避されることを意味する。
有利な実施形態は、従属請求項2から19の対象とされている。
電子部品を組み立てるためのデバイスの目的、利点及び特徴は、単に非限定的な例証として与えられ且つ添付図面によって例示される本発明の少なくとも1つの実施形態の以下の詳細な説明においてより明らかになるであろう。
以下の説明において、当業者に公知の電子部品組立デバイスの要素の全ては、簡略的にのみ説明する。
図1a及び1bは、本発明による電子部品組立デバイスをその最も簡易な実施形態で概略的に示している。電子部品2が装着されたこの組立デバイス1は、接触手段4を介して外側電気回路に接続された外側ケース3を含む。電子部品2が固定される支持体5は、外側ケース3の内側に配置される。この支持体5は、電子部品2に電気的に接続された接触パッド8を含む。電子部品2は、接触パッド8に接触手段4を接続する接続手段6を介して、外側ケース3の接触手段4に電気的に接続される。
中間接触パッド7はまた、ケース3内に設けることができる。従って、接続手段6は、支持体5の接続パッド8をケース3の接触パッド7に接続することになり、接触パッド7は、上述のケース3の接触手段4に電気的に接続される。
外側ケース3は、幾つかの機能を有し、その第1の機能は、ケースが封入する電子部品2とケース3が固定される外側電気回路(図示せず)との間に電気的接続を形成することである。外側ケース3はまた、必要であることが分かった場合には、上述の構成要素2によって生成されたジュール効果エネルギーを排出するヒートシンクとして用いることができる。最後に、ケース3はまた、衝撃、熱、湿気、その他のような外部環境からのあらゆる苛酷な作用から電子部品2を保護するのに用いられることから、保護機能を有する。このケースは、セラミックス、液晶高分子(LCP)、炭酸ポリエステル(PEC)、又は電子部品の分野で用いるあらゆる他の材料のような剛体材料で作られる。ケースは、接触手段4を介して外部電気回路(図示せず)に接続される。この場合には、これらの接触手段4は、ケース3の側面の2つの上に対称的に配置されたラグである。しかしながら、これらの接触手段は、ケース3を外部電気回路に電気的に接続する機能を満たすあらゆる実施可能な形態及び配置を取ることができる。1つの引例として、例えば、ケース3の下にあるボールが外部電気回路との電気的接続を形成するようなボールグリッドアレイ(BGA)を挙げることができる。
所望の電子部品2が固定されるケース3の内側には支持体5がある。支持体5の主な機能は、該支持体に固定されることになる構成要素2のための懸架されるベースとしての役目を果たすことである。従って、構成要素2もまた懸架されることになる。
支持体5及び外側ケース3の接触手段4は、接続手段によって電気的に接続される。これは、支持体5に固定された電子部品を外側ケース3の接触手段4に、従ってこれによって外部電気回路に電気的に接続できるようにする。
上述のように、共振器又はジャイロスコープのような感応部品は、振動及び外部衝撃に対して幾らかの遮断性を必要とする。従って、本発明は、懸架手段として接続手段6を用いることによってこの問題に対処することを提案する。この接続手段6を懸架手段として使用することにより、単一素子を用いて電気的接続及び懸架の2つの機能を満たすので、空間が節約され、システムが簡素化される。これは、コスト及び開発時間を削減し、工業生産がより簡素になる。接続手段6を用いて達成されるこの懸架機能は、使用材料の性質又は固有の特徴の結果である。
実際には、接続手段は可撓性であり、電子部品2が固定される支持体5を懸架可能にする。言い換えれば、支持体5は、どのような支持体もなしで懸架された外側ケース3内で自由に装着される。これは、懸架された上述の支持体5を保持する接続手段6に過ぎない。
何らかの衝撃が外側ケース3に印加された場合、これらの衝撃は、上述のケース3内部で反射する。接続手段6の特徴、特に可撓性は、接続手段が多少強調されて変形し、従って、これらの外部振動の大部分を減衰して、支持体5に固定された電子部品2をこれらの漂遊振動から保護できるようにする。
本発明の第1の変形形態によれば、図1a及び1bで分かるように、接触手段4を接触パッド8に接続する接続手段6は、ワイヤボンディング技術を用いたボンディング6である。これらのボンディング6の屈曲特性は、ボンディングが作られる長さ、直径及び材料によって決まる。ボンディング6は、アーチを形成するようにろう付けされ、すなわち、ボンディングの端部の一方が接続パッド8上にろう付けされ、他方の端部が、外側ケース3の接触手段4の一方上、或いはこのようなパッドを有する場合にはケース3の中間接続パッド7にろう付けされる。
この変形形態は、組立デバイスを構成する素子の全てが公知であるので、簡単であるという利点を有し、本発明は、電子部品2が固定される支持体5を懸架するために上述のボンディング6を使用することを提供している。
本発明による組立デバイスの第2の変形形態によれば、接続手段は、可撓性プリント基板6aから作ることができる。この変形形態は、図3及び4に示される。可撓性プリント基板6aは、従来型のプリント基板であり、すなわち絶縁基材上の絶縁銅経路により作られる。可撓性プリント基板と従来型のすなわち剛直な基板との間の相違点は、剛直プリント基板においては、絶縁基材がベークライト又は剛性エポキシ樹脂で作られているのに対し、可撓性プリント基板では、基材は、プリント基板が変形可能な可撓性材料で作られていることにある。
従って、接続手段は、導電経路14が絶縁される絶縁可撓性材料で作られたストリップの形態を取る。これらの経路14は、経路の各々が支持体5の1つの接触パッド8を外側ケース3の接触手段の1つに接続し、外側ケース3の上述の接触手段4を電子部品2に電気的に接続するように配置される。
それからまた、可撓性プリント基板の可撓性が、基材の厚さ、基材を形成する材料、並びに基材の長さ、幅及び形状を変えることによって変更することができるので、接続手段6aは、融通性の高い用途を提供する。
図5及び6に示す本発明の第3の変形形態によれば、第3のタイプの接続手段が想定される。この場合には、テープ自動ボンディング結合原理が用いられる。この原理は、星形に配置されて電子回路の接続パッドのための支持体として用いられる、金属ストリップ6bのネットワークからなる。従って、各ストリップは、電子部品の接触パッドに固定された一方の端部と、構成要素が固定されるプリント基板の接触パッドに固定された他方の端部とを有する。
この場合には、金属ストリップ6bは、支持体5aの接触パッドを外側ケース3の接触手段に接続するのを担っている。従って、支持体5aは、底面又は上面から上述のストリップに固定することができる。好ましくは、支持体5aをストリップ上に配置することからなる第1の解決策が用いられることになる。
これらのストリップの利点は、部品が接続手段によって支持されるようにこの技術が既に可能にされ、そのことからコスト及び開発時間が削減されることである。勿論、上で引用された実施形態の例は例証として与えられたに過ぎず、本発明の特徴的機能を満たすために他の実施形態を想起することができる。
接続手段に関して可能な変形形態が存在することは明らかであるが、一方、本発明の他の有利な変形形態も存在する。
実際に、支持体5は、それ自体が様々な形態を取ることができる本発明の要素の1つであり、各々がかなりの利点を有する。支持体5の主な機能は、外部振動から保護する必要がある電子部品2が固定されるベースとしての役割を果たすことである。
電子部品を固定するのに用いられる支持体5の第1の変形形態は、図1a、1b、2a及び2bに示される。これらの図は、電子支持体が固定される支持体がケース5の形態を取ることを示している。この内側ケース5は、中心が中空にされた平行六面体である。例えば、ジャイロスコープ又は共振器のような振動から遮断されるべき電子部品は、この内側ケース5の内側に取り付けることができる。
内側ケース5は、一般に電子部品の分野で用いられるあらゆる材料で作ることができる。内側ケース5は、電子部品2を外側ケース3の接触手段4に電気的に接続するための接続パッド8を備えている。勿論、導電経路は、上述のパッドを電子部品2の接続端子に接続するように配置される。
しかしながら、これらの接続パッド8は、使用されることになる接続手段6、6a、6bに最も適している内側ケース5の表面上に位置付けられる。
実際に、各タイプの支持体に対する接続手段の幾つかの変形形態を用いることが可能である。従って、あるケースの形状を有する支持体5の場合には、ボンディング、可撓性プリント基板、又はストリップの使用など、上記で提示された接続手段6を使用することを想起することができる。
一方が他方の内側にある2つのケースを有することの1つの利点は、内側ケース5の内側に位置付けられる構成要素が2つの壁レベルによって衝撃から保護されるので、二重の保護を提供する点である。更に、別の利点は、幾つかのタイプの保護を局在化することができる点である。真空下で空間内に設置する必要がある電子部品の場合には、2つのケースを有するという事実は、2つのケースのうちの1つだけ、つまり構成要素を配置する当該ケースだけが真空下にある必要があることを意味する。従って、外側ケース3に損傷を与える衝撃の場合には、構成要素が位置付けられる真空の完全性は損なわれない。
図3及び図4に示す支持体の第2の変形形態によれば、支持体5は、あらゆる材料のプレート5aである。好ましくは、これは、電子用途で一般的に用いられる材料である。支持体5として機能するこのプレートは、考慮しなければならない空間的制限に応じてあらゆる形態を取ることができる。
このプレート5aは、その底表面又は上表面上に位置付けられた接触パッドを有する。実際に、支持体5が内側ケースの形態を取る前述の変形形態と同様に、この変形形態は、上記で提案された3つの変形形態の接続手段6、6a及び6bに準拠している。従って、電子部品が固定される支持体5として機能するプレートは、ボンディングワイヤ、1つ又はそれ以上の可撓性プリント基板、或いは金属ストリップのネットワーク、及び想起することができるあらゆる他の接続手段によっても懸架することができる。
図3及び4に示す好ましい実施形態では、このプレートは矩形である。このプレート5aの各コーナーにおいて、突出部15は横方向に延び、すなわち、上述のプレートの長手方向軸に沿って同じ側面上に位置付けられた2つの突出部15がこれらの間に空間を形成する。
次いで、この空間は、可撓性プリント基板内に滑動させるのに用いられる。従って、接触パッドは、突出部15の同じ高さに位置付けられる。これにより、導電経路を有する可撓性プリント基板を2つの突出部により形成された空間に配置できるようになる。従って、上述のプレート5aに固定された電子部品2は、上述の可撓性プリント基板に電気的に接続される。
次にシステムは、プレート5aによって形成されたユニットと、プレート5aの側面当たりに1つの2つの可撓性プリント基板とを支持し電気的に固定するために外側ケース3上に設けられる。
従って、延長部又は伸長部10は、外側ケース3の内側に設けられる。これらの伸長部10は、外側ケース3の長手方向側面上に順に重ねて配置される。これらは、プレート5aの下にはないように配置され、これにより、上述のプレート5aが伸長部10と接触状態になることなく、プレートが垂直方向に自由に移動できるようになる。伸長部は、接触パッド及び導電経路14を備え、各導電経路14は、伸長部の1つの接触パッド4aを外側ケース3の1つの接触手段4と接続する。各接触パッド4aは、可撓性プリント基板の1つの導電経路に対応して配置され、従って、電子部品2と外側ケース3の接触手段4との間で電気的接続を可能にする。
従って、プレートは、伸長部10の上に載っている可撓性プリント基板によって懸架される。勿論、伸長部の数及び形状はどのようにも固定されない。同様に、伸長部の配置は固定されず、従って、最も好適な場所に設置することができる。
前述のように、本発明の固有の特徴は、外側ケース3内に配置するよう意図した電子部品を外部振動から遮断するための減衰素子として接続手段を使用することである。減衰を更に向上させるために、追加のダンパ素子を本発明に付加することができる。
次いで、これらは、その一般原理が電子部品を固定する支持体を弾性材料上に置くことからなる種々の形態を取る。公知の変形形態は、例えばゲルのような弾性材料の層上に上述の支持体5を載せている。
図7で示すように、弾性材料で作られた2つの素子13を用いて、付加的な緩衝能力を提供することによって減衰を改善させる。これらの素子13は、2つの弾性支持体の形態を取る。これらの支持体は、互いに向かい合って配置されて電子部品の支持体5に固定される。これらの素子13は、好ましくは上述の電子部品支持体5の横方向軸に対して対向して固定される。
好ましくはシリコンで作られたこれらの2つの素子13は、平行六面体であり、外側ケース3の内側寸法と一致するように配置される。弾性材料で作られた素子の側面の1つの上に凹部があり、その長さは外側ケース3の幅と一致する。この凹部は、電子部品支持体5が、好ましくはその横方向縁部上で上述の凹部に嵌合できるように配置される。従って、2つの対向側面に対してこれを行うことで、支持体5は、図7に示すように上述の弾性素子13によって固定され支持される。次に、組立体全体が外側ケース3に挿入される。
勿論、この付加的なダンパ手段の使用は、いずれのタイプの支持体5を使用しても正常に動作することを意味している。
同様に減衰に関して、停止システムを実装することができる。このシステムは、懸架された支持体5の移動の振幅を制限するのに使用される。実際に、ダンパ素子として接続手段6を用いるシステムでは、電子部品が固定される支持体5は、外側ケース3の内側で自由に移動できる。これは、特に、外側ケース3に加わった衝撃に起因する振動を補償できることを意味している。
次いで、印加された衝撃が激しくなるほど、実施すべき補償が大きくなることは明らかであろう。特にボンディングのための接続手段は、抵抗に関して制限がある。この制限は、激しい衝撃が繰り返し加わる場合に達するか又は超える可能性がある。従って、図1b及び2bに示すように、停止部材9が外側ケース3の底面上に配置され、上述の支持体5の移動の振幅を制限することができる。この停止部材9の高さは、破損のリスクを承知の上で最大振幅を超えないように支持体5の移動を制限する必要がある。
好ましくは、この停止部材は、外側ケース3の長手方向軸に沿って延びる平行六面体であり、停止部材9を作るのに使用する材料は、外側ケース3に用いる材料と同じである。好ましい形態では、停止部材9は、停止部材9及び支持体5が接触した状態になる時に衝撃を吸収するように弾性材料の層で覆うことができる。
電子部品は、衝撃を回避するためにそれ自体が懸架された支持体5に固定されることは予め分かっている。上述の支持体5は、プレート又は内側ケースの形態のような種々の形態を取ることができる。従って、支持体5は、遮断する必要のある電子部品を固定するためだけに用いられ、表面の損失に相当することは明らかである。よって、この支持体5はまた、外側ケース3が固定される外部電気回路のサイズ及び複雑性を低減するために、他の電子部品を固定するためのプリント基板の機能を有することができる。
導電経路から作られた電気配線12は、図4に見られるように設置することができる。これは、CMS又はSMD構成部品のような他の構成部品11を固定することを可能にする。利点の1つは、これらのCMS構成部品が、外部電気回路上に取り付けられないように支持体5に組み込み可能なことである。例えば、これらは、所望の用途が何であれ、常に振動から遮断する必要がある電子部品に関連する構成要部品することができる。このことにより上述の外部電気回路の電気配線がより単純になる。
添付の請求項によって定められた本発明の技術的範囲から逸脱することなく、上で説明した本発明の種々の実施形態に対して、当業者には明らかである様々な変更及び/又は改良及び/又は組み合わせを実施できることは明らかであろう。
1 組立デバイス; 3 外側ケース; 4 接触手段; 5 支持体
6 接続手段、ボンディング; 7、8 接触パッド、接続パッド; 11 構成要素。
6 接続手段、ボンディング; 7、8 接触パッド、接続パッド; 11 構成要素。
Claims (19)
- 電子部品(2)を組み立てるためのデバイス(1)であって、接触手段(4)を介して外部電気回路に接続されることになり、且つ前記電子部品が固定される支持体(5)を収容するように構成された外側ケース(3)を含み、前記支持体が、該支持体上に配置された少なくとも1つの接触パッド(8)を介して前記外側ケースの接触手段に接続するように構成されており、前記接触パッドにより、前記支持体に固定された前記電子部品が接続手段(6)を介して前記外側ケースの接触手段に電気的に接続できるようになったデバイス(1)において、
前記接続手段及び前記電子部品支持体は、該支持体が前記接続手段によって懸架され、前記支持体が可動性を維持するように構成されている、
ことを特徴とするデバイス。 - 前記接続手段が少なくとも1つの導電性ワイヤ(6)を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のデバイス。 - 前記接続手段が、少なくとも1つの可撓性プリント基板(6a)を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のデバイス。 - 前記支持体(5)及び前記外側ケース(3)が、テープ自動ボンディングによって電気的に接続される、
ことを特徴とする請求項1に記載のデバイス。 - 前記支持体が、前記電子部品を収容する内側ケース(5)である、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のデバイス。 - 前記内側ケースが、セラミック材料で作られる、
ことを特徴とする請求項5に記載のデバイス。 - 前記内側ケース(5)を減衰するために付加的なダンパ手段(13)が前記外側ケース(3)内に配置される、
ことを特徴とする請求項5又は6に記載のデバイス。 - 前記付加的なダンパ手段が、前記外側ケース(3)の底面と前記内側ケース(5)の支持体表面との間に配置された弾性材料の少なくとも1つの層を含む、
ことを特徴とする請求項7に記載のデバイス。 - 使用される前記弾性材料がゲルの形態を取る、
ことを特徴とする請求項8に記載のデバイス。 - 前記付加的なダンパ手段が、弾性材料で作られた少なくとも2つの素子(13)を含み、その縁部上で前記内側ケース(5)に嵌合して、前記内側ケースが前記弾性材料製の少なくとも2つの素子を介して前記外側ケースの底面上に載るようにする、
ことを特徴とする請求項7に記載のデバイス。 - 使用される前記弾性材料がシリコンである、
ことを特徴とする請求項10に記載のデバイス。 - 前記支持体が、前記電子部品を固定する表面上のプレート(5a)である、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のデバイス。 - 前記プレート(5a)が、各角度端部において横方向に延びた突出部(15)、すなわち可撓性プリント基板(6a)を収納するための自由空間を定める前記支持体の長手方向軸に対して同じ側面上の2つの突出部を有し、前記可撓性プリント基板が、前記突出部の各々上に配置された少なくとも1つの接続パッドによって前記プレートに電気的に接続され、前記支持体及び可撓性プリント基板組立体が、前記外側ケース上に配置された少なくとも2つの伸長部(10)によって支持され、前記少なくとも2つの伸長部が、該伸長部の各々上に配置された少なくとも1つの接触パッド(4)を介して前記外側ケース(3)のプレート及びラグを電気的に接続する、
ことを特徴とする請求項12に記載のデバイス。 - 前記少なくとも2つの伸長部(10)が、前記外側ケース(3)の長手方向軸に対して互いに向かい合って配置される、
ことを特徴とする請求項13に記載のデバイス。 - 前記少なくとも2つの伸長部(10)が、前記外側ケースの全長上の中間の距離に位置付けられる、
ことを特徴とする請求項13又14に記載のデバイス。 - 電気配線(12)が前記支持体の表面の1つに配置され、二次電子部品(11)を固定することができるようにする、
ことを特徴とする請求項1〜15いずれか1項に記載のデバイス。 - 前記接触手段(4)がラグである、
ことを特徴とする請求項1〜16のいずれか1項に記載のデバイス。 - 前記外側ケースがその内側面の1つに位置付けられ且つ前記接触手段(4)に接続された少なくとも1つの接触パッド(7)を含み、前記外側ケースの接触手段を前記接続手段を介して前記支持体の少なくとも1つの接触パッド(8)に接続するようにする、
ことを特徴とする請求項1〜17のいずれか1項に記載のデバイス。 - 前記支持体に固定された前記電子部品が、共振器又はジャイロスコープである、
ことを特徴とする請求項1〜18のいずれか1項に記載のデバイス。
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