JP2021018921A - 電子部品とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 部品点数の増加及び製造コストの増加を抑えて、気密型及び非気密型の電子部品を構成することが可能な電子部品とその製造方法を提供する。【解決手段】 電子部品10は、ハウジング11と、カバー12を有する。ハウジング11は、部品が収容される凹部11aを有する。カバー12は、凹部を覆う。不連続な部分19を含むレーザ溶着部17は、ハウジングの凹部の周囲に設けられ、カバーをハウジングに固定する。【選択図】図6
Description
本発明の実施形態は、例えば印刷基板の表面に半田付けのみで実装される表面実装型の電子部品とその製造方法に関する。
表面実装型の電子部品(以下、表面実装部品と称す)は、一般に、印刷基板上の半田ペペーストに載置され、半田ペーストがリフローされることにより、印刷基板上に半田付けされる。この後、フラックス等を除去するため印刷基板が洗浄される。この際、表面実装部品内への洗浄液の侵入を防止するため、表面実装部品は、密閉構造とされている。
半田をリフローする際、表面実装部品は、高温に晒されるため、部品内部の空気が膨張する。このため、部品内部の膨張した空気を排出するバルブを備えた表面実装部品が開発されている(例えば特許文献1参照)。
近似、洗浄可能な表面実装部品であっても、実際は洗浄しないで使用される場合が多い。この場合、表面実装部品は、気密性を必要としない。
このため、気密構造を有し、洗浄可能な部品と、気密構造を持たず、洗浄不要な部品の2種類を用意し、2種類の部品を用途に応じて使用することが考えられる。しかし、気密構造を有する部品と、気密構造を持たない部品を用意する場合、部品の形状を変える必要があり、部品点数が増加して製造コストが増加する。
本発明の実施形態は、部品点数の増加及び製造コストの増加を抑えて、気密型及び非気密型の電子部品を構成することが可能な電子部品とその製造方法を提供する。
本実施形態の電子部品は、部品が収容される凹部を有するハウジングと、前記凹部を覆うカバーと、前記ハウジングの前記凹部の周囲に設けられ、前記カバーを前記ハウジングに固定する不連続な部分を含むレーザ溶着部と、を具備する。
本実施形態の電子部品の製造方法は、部品が収容された凹部を有するハウジングに前記凹部を覆うカバーを設け、前記カバー側からレーザ光を照射し、前記ハウジングの前記凹部の周囲に前記カバーを前記ハウジングに固定する不連続な部分を含むレーザ溶着部を形成する。
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。図面において、同一部分には、同一符号を付している。
(実施形態)
図1乃至図4は、実施形態に係る電子部品10を示している。電子部品10は表面実装部品であり、デュアル・インライン・パッケージ(DIP)スイッチ、例えばロータリースイッチの場合を示している。しかし、本実施形態は、スイッチに限定されるものではなく、その他の電子部品に適用することが可能である。
図1乃至図4は、実施形態に係る電子部品10を示している。電子部品10は表面実装部品であり、デュアル・インライン・パッケージ(DIP)スイッチ、例えばロータリースイッチの場合を示している。しかし、本実施形態は、スイッチに限定されるものではなく、その他の電子部品に適用することが可能である。
電子部品10は、例えばケースとしてのハウジング11と、カバー12と、スイッチ機構13と、操作子14と、Oリング15を具備している。ハウジング11は、例えば後述するようにレーザ光を吸収し、溶融可能な樹脂により形成され、スイッチ機構13が収容される凹部11aを有している。さらに、ハウジング11の凹部11aの周囲には、レーザ光を吸収して溶融される突起11bが連続的に設けられている。
突起11bは、溶融された状態において、カバー12をハウジング11に固定する。しかし、突起11bは、省略することも可能である。すなわち、凹部11aの周囲のハウジング11を溶融し、カバー12をハウジング11に十分に接合でき、凹部11a内の気密性を保持することが可能であれば、突起11bは省略できる。
カバー12は、透光性樹脂により形成され、カバー12の中央部には、開口部12aが設けられている。開口部12a内には、操作子14が回転可能に挿入される。操作子14は、スイッチ機構13に連結され、スイッチ機構13をオン又はオフに切り替えるために操作される。
操作子14とカバー12との間は気密構造とされ、ハウジング11の内部への水分や塵埃の侵入が防止される。具体的には、操作子14の周囲とカバー12の間には、例えばゴム製のOリング15が設けられる。
スイッチ機構13の構成は、本実施形態の本質ではないため、具体的な構成は示していない。しかし、スイッチ機構13は、図示せぬ複数の固定接点と、コモン接点と、操作子14に連結され、固定接点とコモン接点を電気的に接続する可動接点などを含むことが可能である。
(製造方法)
図5は、本実施形態に係る電子部品の製造に適用されるレーザ溶着装置21の一例を示している。
図5は、本実施形態に係る電子部品の製造に適用されるレーザ溶着装置21の一例を示している。
レーザ溶着装置21は、基台22、第1治具23、押圧部材24、透明板25、第2治具26などを具備している。例えば金属製の基台22は、開口部22aを有し、開口部22a内に金属製の第1治具23が配置される。第1治具23は、押圧部材24の上に載置される。
電子部品10は、第1治具23の上に載置される。電子部品10の上には、例えばガラス製の透明板25が載置され、透明板25は、金属製の第2治具26により抑えられる。第2治具26は、電子部品10の上面の面積より大きな面積の開口部26aを有し、第2治具26の開口部26aの周囲が透明板25に当接される。この状態において、第1治具23が押圧部材24によって、透明板25側に押圧されることにより、第1治具23と透明板25の間の電子部品10は、これらにより抑えられる。
図1に示すように、電子部品10の製造時、先ず、ハウジング11の凹部11a内にスイッチ機構13及び操作子14が組み込まれる。次いで、図2に示すように、カバー12が突起11bの上に載置され、カバー12によりハウジング11の凹部11aが覆われる。
このように、カバー12がハウジング11に載置された状態において、図5に示すように、電子部品10がレーザ溶着装置21の第1治具23と透明板25との間にセットされる。このため、カバー12がハウジング11に押し付けられる。
この状態において、レーザ光16が第2治具26の開口部26aから透明板25を通して電子部品10に照射される。レーザ光16の照射位置は、ハウジング11の周囲に設けられた突起11bに対応し、突起11bに沿ってレーザ光16が移動される。
具体的には、図2、図3に示すように、レーザ光16は、カバー12側から突起11bに照射される。電子部品10のカバー12は、透光性の樹脂であり、ハウジング11は、吸光性の樹脂により形成されている。このため、カバー12を透過し、突起11bにレーザ光16が照射され、突起11bは、レーザ光16を吸収して溶融される。したがって、溶融された突起11bによりカバー12がハウジング11に溶着される。
気密構造を有し、洗浄可能な電子部品10を製造する場合、図2に点線の矢印で示すように、レーザ光16は、突起11bに沿って、凹部11aの全周囲を移動する。すなわち、レーザ光16は、凹部11aの全周囲に亘って連続的に照射され、照射開始位置と、照射終了位置が一致される。
このため、図2に示すように、ハウジング11の凹部11aの全周囲には、溶着部17が連続的に形成され、この溶着部17によりカバー12の全周囲がハウジング11の全周囲に溶着される。このため、図4に示すように、ハウジング11の凹部11aは、カバー12により密閉され、気密構造を有し、洗浄可能な電子部品10が完成される。
一方、気密構造を持たず、洗浄不要な電子部品10を製造する場合、レーザ光16の照射パターンが変更される。
具体的には、図6に示すように、レーザ光16の照射開始位置と照射終了位置が離れており、照射開始位置と照射終了位置の間にレーザ光16の未照射部18が存在する。すなわち、カバー12をハウジング11に固定する溶着部17は、凹部11aの周囲に不連続に形成される。このため、カバー12がハウジング11に溶着されていない不連続な部分としての未溶着部19が形成される。これにより、カバー12の周囲の大部分は、ハウジング11に固定され、未溶着部19において、ハウジング11とカバー12との間に僅かな間隙が形成される。具体的には、未溶融で圧力によりごく僅かに潰された突起11bとカバー12との間に間隙が形成される。したがって、気密構造を持たず、洗浄不要な電子部品10が完成される。突起11bとカバー12との間の間隙は、僅かである。このため、間隙から凹部11a内に塵埃が侵入することを防止できる。
尚、気密構造を有し、洗浄可能な電子部品と、気密構造を持たず、洗浄不要な電子部品の2種類の製品を製造しておく必要はない。例えば、先ず、未溶着部19を有する洗浄不要な電子部品10のみを製造しておき、洗浄可能な電子部品が必要となった場合、未溶着部19にレーザ光16を照射して溶着部17を形成することにより、気密構造を有する洗浄可能な電子部品を製造することが可能である。
図7Aは、気密構造を有し、洗浄可能な電子部品10を示しており、凹部11aの全周囲は、ハウジング11とカバー12とを接合する溶着部17により完全に囲まれている。
図7Bは、気密構造を有さず、洗浄不要な電子部品10を示しており、溶着部17は、凹部11aの周囲の大部分に形成され、一部分に未溶着部19が形成されている。
図7Cは、気密構造を持たない部品の第1変形例を示している。未溶着部19は、1箇所に限らず複数個所に形成されてもよい。図7Cに示す第1変形例の場合、四角形のハウジング11の対角の位置に2つの未溶着部19を形成している。未溶着部19の位置は、角部に限定されるものではなく、4つの辺の一部であってもよい。このように、複数の未溶着部19を形成する場合、未溶着部19に対応する位置において、レーザ光16の照射を停止すればよい。
上記実施形態において、レーザ光16の照射は、凹部11aの周囲に1回行われている。しかし、これに限らず、凹部11aの周囲のハウジング11の幅の範囲において、複数回照射してもよい。
図7Dは、気密構造を持たない部品の第2変形例を示している。図7Dに示す第2変形例の場合、レーザ光16の照射は、凹部11aの周囲に例えば2重に行われている。このため、外側の第1溶着部17aと内側の第2溶着部17bが形成される。
外側の第1溶着部17aと内側の第2溶着部17bは、それぞれ1つの未溶着部19を有している。第1溶着部17aの未溶着部19は、四角形のハウジング11の1つの角部に配置され、第2溶着部17bの未溶着部19は、四角形のハウジング11の別の角部に配置されている。未溶着部19の数、及び位置は、これに限定されるものではない。
この構成の場合、リフロー時において、凹部11a内の膨張した空気を第2溶着部17bの未溶着部19、第1溶着部17aの未溶着部19を経由してハウジング11の外部に排出することができる。しかも、第2溶着部17bの未溶着部19が離れた位置に形成されているため、凹部11a内に塵埃が侵入することを防止することが可能であり、図7B、7Cに示す例の場合より塵埃の侵入阻止性能が高い。
(実施形態の効果)
本実施形態によれば、ハウジング11とカバー12は、レーザ光16を用いて溶着され、レーザ光16の照射パターンを変えることにより、気密性を有する洗浄可能な電子部品と、気密性を持たず、洗浄不要な電子部品を製造することができる。このため、洗浄可能な電子部品と、洗浄不要な電子部品を共通の部品を用いて製造することが可能である。したがって、部品点数の増加を抑えて、異なる機能を有する製品を製造することが可能であり、製造コストの増加を抑えることが可能である。
本実施形態によれば、ハウジング11とカバー12は、レーザ光16を用いて溶着され、レーザ光16の照射パターンを変えることにより、気密性を有する洗浄可能な電子部品と、気密性を持たず、洗浄不要な電子部品を製造することができる。このため、洗浄可能な電子部品と、洗浄不要な電子部品を共通の部品を用いて製造することが可能である。したがって、部品点数の増加を抑えて、異なる機能を有する製品を製造することが可能であり、製造コストの増加を抑えることが可能である。
一般に、例えば超音波溶着により洗浄可能な電子部品と、洗浄不要な電子部品を製造する場合、電子部品の構造を一部変えたり、超音波振動を印加する装置の一部を変えたりする必要がある。
例えば電子部品の構造を変える場合、洗浄可能な電子部品については、ハウジングの凹部の全周囲に突起を設け、洗浄不要な電子部品については、凹部の周囲の一部を除いて突起を設ける必要がある。
また、超音波振動を印加する装置の構造を変える場合、洗浄可能な電子部品については、超音波振動をハウジングの凹部の全周囲に印加するための部品を用意し、洗浄不要な電子部品については、超音波振動を凹部の周囲の一部を除いて印加するための部品を用意する必要がある。
このため、電子部品の構造を変える場合、電子部品の部品点数が増加し、超音波振動を印加する装置の構造を変える場合、製造装置の部品点数が増加する。したがって、いずれの場合も製品の製造コストが増加する。
これに対して、本実施形態の場合、レーザ光16の照射パターンを変えるだけで、異なる機能を有する製品を製造することができるため、電子部品の部品点数や、製造装置の部品点数の増加を抑制でき、製造コストの増加を抑えることが可能である。
また、本実施形態によれば、未溶着部19を有する洗浄不要な電子部品10のみを予め製造し、洗浄可能な電子部品が必要な場合、未溶着部19にレーザ光16を照射することにより、気密構造を有する洗浄可能な電子部品を製造することが可能である。この場合、洗浄可能な電子部品と、洗浄不要な電子部品の両方を在庫として用意する必要がない。したがって、在庫の数を削減することが可能である。
その他、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
10…電子部品、11…ハウジング、11a…凹部、11b…突起、12…カバー、13…スイッチ機構、17…溶着部、19…未溶着部(不連続な部分)。
Claims (6)
- 部品が収容される凹部を有するハウジングと、
前記凹部を覆うカバーと、
前記ハウジングの前記凹部の周囲に設けられ、前記カバーを前記ハウジングに固定する不連続な部分を含むレーザ溶着部と、
を具備することを特徴とする電子部品。 - 前記不連続な部分は、未溶着部であることを特徴とする請求項1記載の電子部品。
- 前記レーザ溶着部は、第1未溶着部を含む第1レーザ溶着部と、第2未溶着部を含む第2レーザ溶着部を含み、前記第1未溶着部と前記第2未溶着部は、前記凹部の周囲において、互いに離れた位置に配置されることを特徴とする請求項2記載の電子部品。
- 部品が収容された凹部を有するハウジングに前記凹部を覆うカバーを設け、
前記カバー側からレーザ光を照射し、前記ハウジングの前記凹部の周囲に前記カバーを前記ハウジングに固定する不連続な部分を含むレーザ溶着部を形成する
ことを特徴とする電子部品の製造方法。 - 前記不連続な部分は、未溶着部であることを特徴とする請求項4記載の電子部品の製造方法。
- 前記未溶着部は、前記レーザ光を照射して前記レーザ溶着部に変更されることを特徴とする請求項5記載の電子部品の製造方法。
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