JP4430328B2

JP4430328B2 - リードフレーム組立体

Info

Publication number: JP4430328B2
Application number: JP2003127020A
Authority: JP
Inventors: ジェイ．クックロバート; エム．スミスロナルド; アール．ベンソンスティーブン
Original assignee: イリノイトゥールワークスインコーポレイティド
Priority date: 2002-05-03
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2023-05-02
Also published as: KR20030086894A; MXPA03003998A; EP1359644A2; JP2003332498A; EP1359644A3; US6657287B2; US20030205788A1; BR0301022A; CA2422609A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概して、電気要素のような高感度部材の成形方法に関しており、特に、プリモールドまたはオーバーモールド内にコンポーネントが包み込まれるように、プリモールド加工処理および/またはオーバーモールド加工処理の前に、リードフレーム上の適当な位置にコンポーネントを保持するリードフレーム構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
多様な産業において、コンポーネントの耐久性や性能を向上するために、プラスチック体に埋め込まれた非プラスチックコンポーネントを提供することは公知である。例えば、電気回路に接続するために、プラスチック体の外側に延在する接触部分を備えるプラスチックに埋め込まれた多様な電気コンポーネントを提供することは公知である。必要な接触部のみを露出することにより、残りの埋め込まれたコンポーネントの部分は、苛酷な周囲環境から、損傷をもたらすような物理的な接触から、固有の機能を害する震動から、または他の望ましくない外部状態から保護される。
【０００３】
プラスチックに埋め込まれた電気コンポーネントを提供するための公知の加工処理は、導体材料のリードフレームの形成、リードフレームのいくつかの部分を覆うプリモールドの形成、およびその後の、リードフレームのいくつかの部分または全てと、プリモールドのいくつかの部分または全てとを覆うオーバーモールドの形成とを含む。リードフレームは、完成品における恒久的なコンポーネントの中央フレームを含み、さらに、プリモールド加工処理および/またはオーバーモールド加工処理中において中央フレームを安定させるために、外側フレームまたは張り骨（ｈｏｏｐ）を含んでも良い。外側フレームの部分は、プリモールド加工および/またはオーバーモールド加工がなされた後に取り外される。
【０００４】
上述のようなプリモールド加工処理およびオーバーモールド加工処理は、周囲環境から高感度要素を保護するために使用され、且つ、使用中における汚染また損傷を妨げるために使用される。いくつかの製品の製造においては、リードフレームに別々に取り付けられるかまたは結合される他の多様なコンポーネントを提供する必要性がある。もし、プリモールド加工またはオーバーモールド加工の前にリードフレーム上にコンポーネントが組み立てられ、プリモールド加工処理および/またはオーバーモールド加工処理中にコンポーネントを同様に包み込むことが可能であるならば、いくつかのこのような組立体に対して利点をもたらす。しかしながら、コンポーネントがリードフレームに関して所定の位置に固定されなければならないときにおいては、このような実行は困難である。もし、コンポーネントが不適当に配置されたならば、モールド加工処理および/またはモールドされた部分に欠陥をもたらす。
【０００５】
リードフレームに適当に配置されたコンポーネントを保持することは、型内に停止構造、設置構造または保持構造を備えることにより実現されるが、このような構造の使用は、コンポーネント周囲における密閉シール性が損なわれる結果をもたらす。また、型内でコンポーネントを組立配置することはさらに困難であり、製造をさらに困難にする。リードフレームを型内で配置するときにリードフレームにコンポーネントを組み立てることは、扱いにくく且つ時間を浪費しモールド加工処理を遅らせる。もし、モールド加工段階へリードフレームを送るのに先立って、コンポーネントがリードフレームに単に設置されたならば、コンポーネントはリードフレーム上で動いたり、リードフレームから離れたり、または、無くなってしまったりする。
【０００６】
プリモールド加工処理および/またはオーバーモールド加工処理の前にリードフレーム上の適当な位置にコンポーネントを保持するために、この分野で必要とされるものは、リードフレームとの一体化構造である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プリモールド加工処理および/またはオーバーモールド加工処理中におけるリードフレーム上のコンポーネントの配置を維持するために、リードフレーム上にコンポーネントを固定するリードフレーム構造を提供する。該構造は、コンポーネントとリードフレームとの事前組立を可能にし、これにより、次のプリモールド加工処理および/またはオーバーモールド加工処理を容易にする。
【０００８】
本発明の一つの形態において、本発明は、中央フレームと、中央フレームから突出する少なくとも一つのコンポーネント受容突出部とを備えるリードフレームを提供する。付勢部材はコンポーネント受容突出部と結合し、コンポーネント受容突出部上に設置されるコンポーネント上で働くように適合配置される。固定手段は、付勢部材の付勢作用により、コンポーネント受容突出部上でのコンポーネントの動きを抑制するように付勢部材と結合する。
【０００９】
本発明のもう一つの形態においては、リードフレーム組立体は、中央フレームを含むリードフレームと、中央フレームから突出する少なくとも一つのコンポーネント受容突出部とを備える。コンポーネントは、コンポーネント受容突出部を覆うように設置される。コンポーネント受容突出部と結合された付勢部材は、コンポーネント受容突出部上に設置されるコンポーネント上で働くように適合配置される。付勢部材と結合された固定手段は、付勢部材の付勢作用により、コンポーネント受容突出部上のコンポーネントの動きを抑制する。
【００１０】
本発明のさらにもう一つの形態において、本発明は、中央フレームと、中央フレームを少なくとも部分的に取り囲み、中央フレームを補強するための少なくとも一つのブリッジにより中央フレームに結合された外側フレームと、中央フレームから外側に突出する少なくとも一つの電気的接触部とを含むリードフレームを有するリードフレーム組立体を提供する。接触部は、ベースおよびベース上を横たわる付勢部材とを有する一体構造である。付勢部材はベースの遠位部分に沿ってベースに接続され、折り曲げ部に沿ってベース上に横たわるように形成される。付勢部材は、ベースに固定されていない近接部分と、ベースの横方向に延在する隆起部とを有する。肩部は折り曲げ部の端部で形成され、ベースの縁部を越えて横方向に配置される。フェライトノイズフィルターは接触部上に設置され、該フィルターは接触部より最低限の大きさだけ大きい穴部を有する。フィルターは、中央フレームと肩部との間において接触部上に配置される。付勢部材の隆起部および近接部分は、肩部と中央フレームとの間においてフィルターの配置を維持すうようにフィルターを付勢する。
【００１１】
本発明の利点は、付随的なコンポーネントを有するリードフレーム構造を提供し、リードフレーム上でコンポーネントを適当な位置に確実に配置することにより、その後のプリモールド加工処理および/またはオーバーモールド加工処理を容易にすることである。
【００１２】
本発明のもう一つの利点は、リードフレーム上に取り付けられ固定されるコンポーネントを備えるリードフレーム組立体を提供し、プリモールド加工および/またはオーバーモールド加工中にコンポーネントの包み込みを可能にすることである。
【００１３】
本発明のさらなる利点は、リードフレームの電気的接触部上でノイズフィルターを備えるリードフレーム組立体を提供し、フィルターおよびリードフレームの選択された部分を包み込むプラスチックをリードフレーム組立体に提供することである。
【００１４】
本発明のその他の特徴および利点は、下記の詳細な記載、特許請求の範囲および図面を検討することにより、当業者に明らかにされ、図面においては、同じ番号は同じ形態を指し示すように使用されている。
【００１５】
本発明の実施例を詳細に説明する前に、本発明が、下記の記載または図面において図示されたようなコンポーネントの詳細な構成および配置に制限されないことを理解すべきである。本発明は、他の実施形態でも可能であり、多様な方法で実践または実行されることが可能である。また、本文において使用されている表現および用語は、説明上の目的のものであり、制限としてみなされるべきではない。本文中の”含む”や”具備する”という用語は、後述で例示するもの、その均等物、追加のもの、および、その均等物を備えることを意味する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図面（特に図１）を参照すると、本発明のリードフレームが参照番号１０で指し示めされている。本発明のリードフレーム１０は、リードフレーム１０および該リードフレーム１０上に設置されるコンポーネント１４（図２）を含むリードフレーム組立体１２（図６）を完成することにおいて有益である。図示された実施例においては、コンポーネント１４はフェライトノイズフィルターであるが、本発明の他の適用においては、リードフレーム１０上にうまく設置できるものであれば他のものでもよい。
【００１７】
リードフレーム組立体１２は、リードフレーム１０と、図２にもっともよく示されているプリモールド１６と、図６にもっともよく示されているオーバーモールド１８とを含む。プリモールド１６は、リードフレーム１０の選択された部分を包む射出成形プラスチックであり、オーバーモールド１８は、プリモールド１６の選択された部分と、リードフレーム１０の他の選択された部分とを包む射出成形プラスチックである。図面において図示されているリードフレーム組立体１２は特定の形態および使用を有しているが、しかしながら、本文で開示する技術思想は、他の電気システムにおいて有益な多数のコンポーネントを備える多様な形状のリードフレームにも幅広く適用できることは当業者であれば理解できうる。本発明は、示された特定のリードフレーム１０またはフェライトフィルターコンポーネント１４に制限されることなく、図示されているような形状のプリモールド１６またはオーバーモールド１８に制限されることもない。
【００１８】
リードフレーム１０は導電体であり、通常は、打ち抜き加工などにより形成された金属である。リードフレーム１０は、中央フレーム３０と、三つの電気接触部３２，３４および３６と、外側フレーム３８とを含む。中央フレーム３０は、形成される装置のための所望の電気回路を形成し、他の電気コンポーネント（図示されていない）が後に取り付けられるかまたは電気的に接続される多数の場所を含んでも良い。電気接触部３２，３４および３６は、プリモールド１６およびオーバーモールド１８から延在し、導線または他の装置（図示されていない）にリードフレーム組立体１２を電気的に接続するための所望の場所を提供する。
【００１９】
射出成形機（図示されていない）の型内でリードフレーム１０を正確に位置決めし、プリモールド１６の所望の形状で選択された部分にプラスチックを提供することによる知られている方法で、プリモールド１６は形成される。このように、リードフレーム１０の選択された場所は、プリモールド１６の提供によりプラスチックで覆われるか、またはプラスチック内に包み込まれ、所望の外観形状が実現される。提供されたプリモールド１６を有するリードフレーム１０を含むリードフレーム組立体１２の中間構造体４０が図２に図示される。
【００２０】
また、オーバーモールド１８は、射出成形機（図示されていない）の別の型内で中間構造体４０を正確に位置決めし、最終のリードフレーム組立体のために所望された形態および形状で追加のプラスチックを提供することによる知られている方法で形成される。その際において、リードフレーム１０の他の選択された部分および/またはプリモールド１６の選択された部分は、オーバーモールド１８の提供によりプラスチックで覆われるか、またはプラスチック内に包み込まれ、所望の最終外観形状が実現される。
【００２１】
リードフレーム組立体１２のいくつかの構造体において、外側フレーム３８は、主として中央フレーム３０の強度および剛性を増すために提供され、プリモールド１６およびオーバーモールド１８を提供するために型内でリードフレーム１０の位置決めおよび固定を補助するために提供される。他の構造体のリードフレーム組立体１２においては、外側フレーム３８またその一部分は、組立体１２の最終的な使用、設置または適用においても有益である。外側フレーム３８の選択された部分または全ての部分は、プリモールド１６および/またはアウターモールド１８が提供された後に取り外されても良い。多数のブリッジ４２，４４および４６は、外側フレーム３８と中央フレーム３０との間で提供され、図１において３つのブリッジ４２，４４および４６が図示されている。プリモールド１６の形成中に、プリモールド１６のプラスチックは、外側フレーム３８の一つ以上の脚部４８，５０，５２，５４と結合するように作られ、プリモールド１６に結合された４つの脚部４８，５０，５２および５４が図２において示されている。ブリッジ４２，４４および４６のいくつかまたは全ては、プリモールド１６およびオーバーモールド１８の形成中に切断されてもよいし、外側フレーム３８によって中央フレーム３０を支持し続けても良い。外側フレーム３８の取り外しの後においては、中央フレーム３０への露出されている全ての電気的通路は、接触部３２，３４および３６のような所望されたものに制限され、露出されている他の通路はない。
【００２２】
上述のプリモールドおよびオーバーモールド加工処理は、当業者において公知であり、本文中にはさらに詳細に記載されない。
【００２３】
いくつかのプリモールドおよびオーバーモールド加工処理においては、特定のリードフレーム組立体１２を作り出すために、プリモールド１６またはオーバーモールド１８の形成時にコンポーネント１４をリードフレーム１２に設置しておくことが望ましくまたは有利である。これによれば、周囲環境からの保護およびリードフレーム１０とコンポーネント１４との相対位置の恒久的な固定を含む多様な利点をもたらすために、コンポーネント１４をプリモールド１６および/またはオーバーモールド１８内に包み込むことも可能となる。本発明の図示された実施例においては、フェライトノイズフィルターコンポーネント１４は、オーバーモールド１８の形成の前に、電気的接触部３２，３４および３６に設置され、オーバーモールド１８内に包み込まれる。フェライトノイズフィルターコンポーネント１４は、プラスチックの包み込みにより保護され、リードフレーム１２上の所定の位置に恒久的に固定される。
【００２４】
もし、フェライトノイズフィルターコンポーネント１４が、電気接触部３２，３４、および３６上に不適当に配置されたならば、中間構造体４０へのオーバーモールド１８の提供のために型（図示されていない）内に中間構造体４０が設置されるときにおいて、フェライトノイズフィルターコンポーネント１４が動いてしまう可能性がある。これらの難点は型を塞いでしまうことをもたらすか、または、その後のオーバーモールド１８の形成の品質が容認できるレベルにならない可能性があることである。
【００２５】
本発明は、フェライトノイズフィルターコンポーネント１４または他のコンポーネント１４のようなコンポーネント１４を、電気的接触部３２，３４および３６のような一つ以上のコンポーネント受容突出部６０に設けた構造を提供する。尚、このような突出部６０の一つが、図３，４および図５の拡大図において詳細に示されているが、図示された実施例においては、各接触部３２，３４および３６は同様に構成されている。さらに、コンポーネント受容突出部６０は、電気的接触部３２，３４または３６として形成される必要はない。その代わりとして、突出部６０は、リードフレーム１０の別の部分の一部として形成されてもよく、または、プリモールドおよびオーバーモールド加工処理中に、コンポーネント１４を受け入れ且つ保持する特定な唯一の目的のためにリードフレーム１０上に別体で提供されてもよい。フェライトノイズフィルターコンポーネント１４をコンポーネント受容突出部６０上に取り付けるために、コンポーネント受容突出部６０として接触部３２，３４および３６を提供することは、本発明の特に有利な使用形態である。
【００２６】
突出部６０は、中央フレーム３０に結合される近接端部６２と、中央フレーム３０から遠隔である遠心端部６４とを含む。突出部６０は、リードフレーム１０の打ち抜き加工において一体構造で形成される。突出部６０は、その後、ベース６６およびその上で横たわる付勢部材６８を含む多層構造へ形成される。付勢部材６８は、折り曲げ部７０に沿ってベース６６に結合される。ベース６６は、側縁部７２および７４を有する。側縁部７２がベース６６の一側部でベース６６の長さ方向に延在するのに対して、側縁部７４はベース６６の反対側側部で中央フレーム３０から折り曲げ部７０へ延在する。折り曲げ部７０は縁部７４の横方向に延在する肩部７６を区画するように形成される。
【００２７】
付勢部材６８の遠位部分８２（図３）は、折り曲げ部７０に沿ってベース６６に結合され、ベース６６を通して中央フレーム３０にしっかり固定される。付勢部材６８の近接部分８４は遠位部分８２から中央フレーム３０の方向へ延在し、また、全体的にベース６６の上に横たわる。しかし、近接部分は、遠位部分８２から連続している構造部を除いて、ベース６６には結合されていない。このような形状により、近接部分８４はリーフスプリングとして機能し、近接部分８４の横方向のたわみを可能にし、たわまされるときに横方向の付勢力を提供する。近接部分８４の横方向のたわみを可能にするために、近接部分８４は、当接して横方向のたわみ力が加えられる側部と反対側の側部に逃げ溝８６を有する。前述のように、近接部分８４は全体的にベース６６の上に横たわり、近接部８４の端部に隆起部８８を含む。隆起部８８は近接部分８４から横方向に延在し、近接部分８４から隆起部８８の先端部へ角張った縁面９０を含む。近接部分８４がたわみのない状態においては、隆起部８８はベース６６の縁部７２を越えて突出する。下記に詳細に記述されるように、肩部７６は、突出部６０にコンポーネント１４を固定するための固定手段として機能するように付勢部材６８と協働して働く。
【００２８】
コンポーネント１４は内側面９２および外側面９４を有し、内側面９２と外側面９４との間で延在する一つ以上の穴部９６を備える。穴部９６は各コンポーネント受容突出部６０のために提供され、図示された実施例においては、三つの穴部９６がコンポーネント１４に提供され、各接触部３２，３４および３６に対してそれぞれ一つ提供される。下記に記載されるように、各穴部が突出部６０を受け入れるために、各穴部９６の直径は、おおよそ、ベース６６の幅、および肩部７６の幅である。各穴部９６および各穴部周辺の面９２から面９４へのコンポーネント１４の厚みは、コンポーネント１４が中央フレーム３０および肩部７６との間で丁度はまるように、縁部７４の長さより最低限の長さだけ短い。
【００２９】
リードフレーム組立体１２を製造するために本発明のリードフレーム１０を使用することにおいて、接触部３２，３４および３６を含む中央フレーム３０は型打ちされるか、または、さもなければ適当な材料から形成される。各接触部３２，３４および３６はコンポーネント受容突出部６０を形成し、リードフレーム１０の初期の打ち抜き加工中では、ベース６６と付勢部材６８とを並んだ関係で含む。付勢部材６８は、図３で図示されているように、ベース６６の上を横たわるように折り曲げ部７０で折り曲げられる。折り曲げ部７０での材料の折り曲げは肩部７６を形成する。
【００３０】
コンポーネント１４はプリモールド１６の形成の前または後においてリードフレーム１０上に組み立てられる。本実施例においては、プリモールド１６は、公知の方法により第一に形成される。外側フレーム３８の側部は、接触部３２，３４および３６上をフェライトノイズフィルターコンポーネント１４が滑動することを許可するように取り外される。コンポーネント１４が接触部３２，３４および３６に沿って滑動するときにおいて、内側面９２は面９０に遭遇する。力が連続的に加えられることにより、近接部分８４は図４に示されようにたわまされ、その結果、コンポーネント１４が接触部３２，３４および３６上を完全に滑動することを許可する。外側面９４が肩部７６を越えて移動し、コンポーネント１４が任意の保持力または配置力から解放されるときにおいて、付勢部材６８は、近接部分８４のリーフスプリング動作を通して、穴部９６の内側面に付勢力を加える。コンポーネント１４は、図５に図示されているように、中央フレーム３０と肩部７６との間において縁部７２に当接して保持される。それゆえに、コンポーネント１４は、接触部３２，３４および３６から容易に抜け落ちることはなく、その後のオーバーモールド１８の形成のために所定の位置で保持され、オーバーモールド１８はコンポーネント１４を包み込むようにも形成可能である。もし必要であるならば、オーバーモールド１８の形成前に、コンポーネント１４は、外側面９４が肩部を通過することを許可するように、近接部分８４をたわますように十分な横力をコンポーネント１４に加えることにより取り外し可能である。
【００３１】
本発明は、プリモールド形成またはオーバーモールド形成においてコンポーネントが包み込まれることを許可するように、コンポーネントがリードフレーム上に保持されることにより、簡易で効果的な構造を提供する。リードフレームおよびコンポーネントを含むリードフレーム組立体の製造は、これによって容易とされる。
【００３２】
上述したものの変形および変更は、本発明の範囲内である。本文に開示され規定された発明は、本明細書および/または図面で言及され、または、明白にされた特有の特徴の二つ以上のすべての代わりとなる組み合わせに及ぶ。これらの異なったすべての組み合わせは、本発明の多様な代替の形態を構成する。本文に記載された実施例は、本発明を実践するための最良の形態を説明し、当業者に本発明の利用を可能にする。本発明は従来技術から読み取れる範囲の別の実施例を含む。
【００３３】
本発明の多様な特徴は、特許請求の範囲に記載される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるリードフレームの平面図である。
【図２】リードフレーム組立体の形成におけるプリモールド加工段階の後の、図１に示されたリードフレームの平面図である。
【図３】図１および図２に示されたリードフレーム上の接触部一つの部分断面における拡大斜視図である。
【図４】接触部上のコンポーネントの部分的な設置を図示している、図３に示された接触部の拡大断面図である。
【図５】接触部上のコンポーネントの完全な設置を図示している、図４と同様の接触部の拡大断面図である。
【図６】オーバーモールド加工処理完了後のリードフレーム組立体の平面図である。
【符号の説明】
１０…リードフレーム
１２…リードフレーム組立体
１６…プリモールド
１８…オーバーモールド
３０…中央フレーム
６０…コンポーネント受容突出部
６８…付勢部材
７６…肩部

Claims

中央フレームと、前記中央フレームからの少なくとも一つのコンポーネント受容突出部とを有するリードフレームであって、
前記コンポーネント受容突出部は、前記中央フレームに結合されたベースと、該ベースの一部分の上を横たわる付勢部材であって前記中央フレームから遠い部分が前記ベースに結合された付勢部材とを有し、
前記付勢部材は横方向の隆起部を有するリーフスプリングであり、前記付勢部材は、前記コンポーネント受容突出部に受容されるコンポーネント上で働くように適合配置され、
前記コンポーネント受容突出部はさらに、前記付勢部材の付勢作用により前記コンポーネントの動きを抑制するように前記付勢部材と協働する固定手段を有する、リードフレーム。
前記付勢部材および前記ベースは一体構造であり、前記付勢部材および前記ベースのそれぞれは、前記中央フレームに近い近接端部と、前記中央フレームから離れている遠位端部とを有し、前記ベースの前記近接端部は前記中央フレームに結合され、前記付勢部材の前記近接端部は前記中央フレームから分離されている、請求項１に記載のリードフレーム。
前記付勢部材および前記ベースの遠位端部同士は結合され、前記付勢部材の前記近接端部は前記ベースから分離されている、請求項２に記載のリードフレーム。
前記付勢部材の前記近接端部は、前記ベースを越えて横方向に延在する隆起部を有する、請求項３に記載のリードフレーム。
前記コンポーネント受容突出部が複数含まれる、請求項１に記載のリードフレーム。
各前記コンポーネント受容突出部は前記付勢部材を含み、前記コンポーネント受容突出部が電気端子である、請求項５に記載のリードフレーム。
前記ベースと前記付勢部材とが連続しており、前記付勢部材は前記ベースの上方へと折り曲げられている、請求項１に記載のリードフレーム。
前記中央フレームを少なくとも部分的に取り囲む外側フレームと、前記中央フレームを堅くするために、前記外側フレームと前記中央フレームとの間において少なくとも一つのブリッジとを含む、請求項１に記載のリードフレーム。