JPH01315122A

JPH01315122A - 回路板に固定するためのチツプ形デバイス

Info

Publication number: JPH01315122A
Application number: JP1098638A
Authority: JP
Inventors: Ferdinand Utner; フエルデイナント、ウトナー
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1988-04-21
Filing date: 1989-04-17
Publication date: 1989-12-20
Also published as: DE3813435A1; US5041696A; EP0338490A1; ATE71237T1; DE58900648D1; EP0338490B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、少なくとも２つの外面にホルダが設けられた
電気または電子的機能基体と、回路板上に形成されたプ
リント回路の接触個所にホルダを接続するための帯状接
続要素とを備え、機能基体は絶縁材料によって予め製作
されたバケット形ケース内に据付けられ、接続要素はケ
ースから導出されて接触面を形成するような回路板に固
定するためのチップ形デバイスに関する。

〔従来の技術〕

この種のデバイスはドイツ連邦共和国特許出願公告第１
０６４１２７号公報の第７図およびその説明個所に記載
されている。

電子回路を小形化するための努力の結果、デイスクリー
ドデバイスのケース形状については新規な省スペース技
術が確立された。現在量も小形のケース形状はチップ形
デバイスとも称されている表面実装デバイス（ＳＭＤ）
である、この表面実装可能なデバイスの特徴は、そのデ
バイスにおいては機能基体も接触個所も回路板の導体路
側に存することである。接続要素が回路板のホールを通
ってその回路板の他側に案内されてそこでそれぞれの接
触個所にはんだ付けされる従来の配線形デバイスとは異
なり、ＳＭＤデバイスはそれ自体がはんだ付は固定され
なければならない。

ＳＭＤデバイスはソルダリングプロセスに直接曝される
ので、その構成および使用材料は今日では一般的に用い
られているウェーブソルダリング、デイツプソルダリン
グまたはりフローソルダリング用に設計されなければな
らない、その場合、デバイスは約ｌＯ秒間部度２６０°
Ｃ以上に曝される。

そのために、ＳＭＤ技術は、特に保護すべき電気または
電子的機能基体に応じて、ソルダリングプロセスの際に
デバイスの耐熱性を保証するために、１つまたは複数の
補助的な保護措置を講することが必要とされる。

保護手段を含めたこの種のデバイス、特にチップ形金属
化フィルムコンデンサは公知である。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３４１２４９２号公報
（対応コーロフパ特許出願公開第０１６２１４９号公報
、米国特許第４６１７６０９号明細書および特開昭６０
−２２５４１４号公報）には、例えばコンデンサ基体が
直方体状被覆と共に圧縮成形され、とりわけ熱トラップ
によって保護されるようにしたチップ形コンデンサが記
載されている。その場合、はんだ浴槽とコンデンサロー
ルとの間の熱伝導は接続要素の断面変化個所によって軽
減されている。

デイツプソルダリングプロセスによるコンデンサ基体の
電気値の変化を確実に指定限界内に保持することが出来
るようにするために、例えば相対的容量変化が２％を超
過しないようにするために、現在では主としてコンデン
サロールの焼きなましが行われたり、ｖＡ緑ケースのた
めに特別な材料の選択やそのケースの厚い壁厚の選択が
行われたりしている。ＰＰＳ　（ポリフェニレンサルフ
ァイド）のような耐高温性で熱伝導を良好に抑止する熱
可塑性樹脂によってＭＫコンデンサを被覆することは、
例えば上記のドイツ連邦共和国特許出願公開第３４１２
４９２号公報にも記載されている。

本発明は全てのチップ形デバイス、特に、機能基体が感
熱性であるチップ形デバイスに適用可能である。チップ
形デバイスとしては、例えば、薄い金属化膜を担持する
誘電体としてプラスチックを備えた上記コンデンサ（Ｍ
Ｋコンデンサ）、タンタルコンデンサ、セラミックコン
デンサ、抵抗体、ＮＴＣサーミスタ、ＰＴＣサーミスタ
、インダクタンス、リレー、半導体、ハイブリッド回路
等がある。

従来、チップ形デバイスのケースは、機能基体がその周
囲に樹脂を圧縮成形または射出圧縮成形されることによ
って製作されていた。チップ形デバイスをこのようにし
て構成することは多くの理由から問題である。まず一方
では、このことは高価な射出成形機または高価な射出圧
縮成形機の調達が前提となる。さらに、ケース材料の硬
化時間が長く、しかも材料消費の５０％に達する程大き
な注型損失が生じる。

他方では、射出成形または射出圧縮成形プロセスの際に
、使用された温度、圧力および樹脂材料流速（ＷＡ食作
用）のためにデバイスの機能基体の電気値が多少とも大
きく変化してしまうことである。このことによりしばし
ば相当の不良品が発生する。

さらに、デイツプソルダリングプロセスの際に被覆ケー
スに亀裂が形成されるという危険がある。

このことは機能基体の被覆ケースの壁に対して熱的負荷
により機械的負荷が作用するということに起因する。亀
裂形成の危険は、ケースの壁厚を５０％〜８０％程高め
る、即ち０．７−以上の厚さにすることによって回避す
ることが出来る。しかしながら、その場合には勿論材料
費の高騰の他にチップ寸法が拡大するという問題が生じ
る。

最後に、射出成形または射出圧縮成形プロセスの後に、
所謂パリ取りが必要である。その際に射出成形材料が接
合個所を通ってデバイスの予め予定していない個所に侵
入してその個所に付着し続けるので、かかる射出成形材
料は僅かしか除去されない。

特に金属化プラスチックコンデンサに関しては、従来技
術の利用は、コンデンサロールが充分な耐熱性を得るた
めにデイツプソルダリング前に比較的労力の掛かる方法
にて焼きなましを行わなければならないという特別な欠
点を有する。このような製作ステップによってコンデン
サ容量が少なくされ、不良品が一層増大する。このため
に全体的に製作費が高く嵩む。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、本発明は、例えばコンデンサロールの焼きなま
しのような複雑で高価な措置を講することなく且つ射出
成形または射出圧縮成形技術を必要とすることなく、特
にデイツプソルダリングに対する耐熱性および機械的強
度についての要求が出来る限り一層改善されて満たされ
るように、冒頭で述べた種類のデバイスを構成すること
を課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

このような課題を解決するために、本発明は、機能基体
は支持要素によってケース内に少なくとも空隙を形成し
て保持され、その空隙は１ｍ以下であり、機能基体は、
その機能基体が支持要素によってケース内に固定される
個所を除いて、全外面がケース内面から分離され、支持
要素の支持面は機能基体の表面に比較して非常に小さく
形成されていることを特徴とする。

空隙の内幅は少なくとも０．１　ｍ、特にＯ，１ｍｍ〜
０、３　ｖｍにすることができる。

ケースの壁厚は０．１〜０．７謡、特に０．２〜０．４
閣にすることができる。

支持要素は間隔隆起部、リブ、または斜めに切られた角
部として形成され、そしてバケットまたは蓋と共に射出
成形されおよび（または）ロールの据付けの前もしくは
後に例えば形成されるか、または機能基体から突出して
いる接続要素の突出部分によって形成することが出来る
。ケースは２部分から成り、熱硬化性樹脂または熱可塑
性樹脂によって形成され得る。ケースの２部分は蓋を備
えたバケットによって構成され、バケットおよび蓋は２
つの半殻の形態を有することが出来る０Ｍはヒンジを介
してバケットと共に射出成形され、および（または）接
続要素は蓋内に共に射出成形され得る。

ケースは接続要素を射出成形されているケース枠と２個
の蓋とによっても形成され得る。

蓋が熱間加工、超音波溶接または接着によって封着され
ることは有利である。

さらに、ケースと蓋とは押し抜かれたまたは積層された
硬質紙または布地条片によって形成され、接着または予
め製作された多層体（プリプレグ）によって結合するこ
とが出来る。ケース部品は純粋な成層体によって予め製
作された多層体（プリプレグ）から形成することも出来
る。

ケースは枠と２個の蓋とによって構成され、接続要素は
２部分から成って、ケースの外部に取付けられた外部キ
ャップと片側または両側に設けられた銅張り積層体から
成る底部材とによって形成され、底部材は一方の蓋上に
固定され、底部材上にはホルダを備えた機能基体とケー
ス枠とが載置され、機能基体は底部材の銅導電体に固く
はんだ付けされ、底部材は外部キャップに対する導電結
合を形成する。

接続要素は予め錫鍍金された薄板によって構成してもよ
い、この利点は加工の際に銀表面に熱的負荷が掛からな
いことである。

勿論、接続要素が合成樹脂ケースを貫通する貫通個所に
は補助的な封着および（または）接着層が形成されるこ
とはを利である。これによって良好な湿気密封効果が得
られる。接続要素は、ケース内の主要部に位置する部分
に、熱トラップとして作用する少なくとも１つの狭幅部
を有することができ、従って付加的に熱伝導抑止に寄与
する。

デバイスは有利な方法にて、個々に製作することができ
、また、条帯状または帯状をしている個別ケースの複合
体を鋸による切断、押し抜きまたはレーザ分離方法によ
り連続的にばらばらにすることによって製作することも
できる。

〔発明の効果〕

本発明の利点はとりわけ、熱伝導が熱硬化性樹脂や熱可
塑性樹脂に比較して１０倍ないし３０倍も悪い空気層は
非常に良好な熱伝導抑止を保証し、同時に機能基体の熱
膨張に対する機械的バッファとして働き、それゆえ約０
．３　ｗｒ　Ｌかない僅かな厚さのケース肉厚が可能に
なり、しかも、通常の大きさのコンデンサロールについ
てはデイツプソルダリングプロセス前に例えばコンデン
サロールを焼きなましするというような付加的な措置を
講することを必要としないという点にある０例えばバケ
ットと蓋とから成るケース内にデバイスの機能基体を据
付けることは簡単かつ経済的に実施することができる０
通常の射出成形または射出圧縮成形技術に起因する問題
は解決し、他方では接続要素を備えた機能基体をケース
内へ差込んだりまたケースに蓋を据付けたりすることは
短い作業工程時間にて比較的値かな機械的労力で行うこ
とができる９例えば実装信頼性の理由からチップの精密
な外形に関して出される全ての顧客要求は圧縮成形技術
を用いた場合よりも一層良好に満たされる。

というのは、例えばケースの外面にはエジェクタによる
傷が付かないからである。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図には、外面３．４と接続要素が固定されるホルダ
５．６とを備えた機能基体２と、ケース９とから構成さ
れたデバイス１が示されている。

接続要素７．８は第１図によればバケット１８と蓋１９
との接合部のところでプラスチック材料製ケース９から
突出し、その後ケース９０表面に沿って折曲げられ、そ
してバケツ）１８の下側のところに接触面２６．２７が
形成される。デバイスｌはこれらの接触面がプリント回
路板の該当個所にはんだ付けによって結合される。

機能基体２は、この実施例では間隔隆起部１４の形態に
形成されている支持要素１２によってケース９内にしっ
かり保持されている。支持要素１２の比較的小さな支持
面１３を除いて、機能基体２は全外面が空隙ｌＯによっ
て取り囲まれ、その空隙１０によってケース内面１１か
ら分離されている。

第２図には、第１図に示した実施例の横断面図が示され
ている。この第２図には狭幅部２４が示されている。

第３図には、２個の半殻から成りその一方がバケット１
８として形成されその他方が蓋１９として形成されたケ
ース９が示されている。このケースは第４図に側面図が
示されている。

第５図ないし第８図には、斜めに切られた角部１６と、
間隔隆起部１４と、リプ１５とによってケース９内に機
能基体２を位置決めして固定する実施例が示されている
。このような実施例は硬化樹脂によって封止された電気
デバイスとして既に知られており、例えばドイツ連邦共
和国特許出願公開第３７０５８６８号公報（対応ヨーロ
ッパ特許出願公開第８８１０２６３１号および特開昭６
３ｍｍ２１６３２１号公報）に記載されている。

第６図および第８図はそれぞれ第５図および第７図にお
けるＩＶ−ＩＶ断面図および■−■断面図を示す。

第９図には、１１９が可撓性ヒンジ２０によってバケッ
ト１８と一体的に結合されているケース９が示されてい
る。

第１Ｏ図には、接続要素７．８が予め製作された１（１
９内に射出成形されて、ケース９から導出され、そして
第１図におけるように折曲げられた実施例が示されてい
る。

第１１図には、類似なデバイスが示されているが、しか
しながらこの実施例においては接続要素７．８は蓋１９
内に射出成形されてケース９の上側へ突出させられ、そ
して外表面に沿って案内されて底部が接続要素２６．２
７を形成するようにされている。

第１２図ａ）、ｂ）には、上述したように、封着によっ
てバケット１Ｂを蓋１９に結合する２つのそれ自体は公
知の実施例が示されている。ケース部分１８．１９の封
着は、例えば、特に加熱押し抜きによる熱間加工によっ
て、加熱空気によって、火炎処理によってまたはレーザ
光線によって行うことが出来る。

第１３図には、ケース９が接続要素７．８を射出成形し
であるケース枠２１と２個の１１９とから構成されてい
るデバイスが示されている。蓋１９は上述したようにし
てケース枠２１に封着されている。

第１４図には、第１３図に示したデバイスがどのように
して製作されるかということが概略的に示されている。

接続要素７．８を射出成形されているケース枠２１の複
合体２５が個別ケースの製作のために用意される。載置
部３３．３４上に機能基体２を取付け（第１３図参照）
、ホルダ５．６と接続要素７．８との機械的・電気的結
合を行った後、複合体２５は両側が１１９によって閉塞
される。その後、このようにして形成されたアセンブリ
は個々のデバイスに分割される。

第１５図には、デバイスの他の実施例が示されている。

この実施例においては、１１９が個別部品、例えば硬質
紙条片成層体２２によって構成されている。さらに、封
着としてプレプレグ２３が使用されていることが図面か
ら理解できる。しかも、接続要素７．８の部分１７が機
能基体２の間隔固定のために使用されていることが理解
できる。

勿論、間隔固定については他の手段を用いることができ
る。

第１６図および第１７図には、接続要素７．８の他の実
施例が示されている０機能基体２のホルダ５．６ははん
だ付けによって銅張り底部材３０．３１に強固に結合さ
れている。銅張り底部材３０゜３１は外部接続キャップ
２８．２９に対する導電結合手段として用いられている
。

第１７図には、外部接続キャップ２８．２９に銅導電体
への接触を良好にするために凹み３２が設けられている
様子が示されている。

第１８図には、第１６図および第１７図に示された実施
例と同じように、機能基体２が底部材３０．３１上に＠
置されている様子が示されている。

その場合、ケースの下側蓋１９は帯形に示されている。

さらに、底部材３０，３１には断面狭幅部２４が設けら
れていることが理解できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は蓋を備えたバケットとして実施されたデバイス
の縦断面図、第２図は第１図に示した実施例の横断面図
、第３図は２個の半殻を備えた実施例の縦断面図、第４
図は第３図に示した実施例の横断面図、第５図、第６図
、第７図および第８図はそれぞれ機能基体の固定および
位置決めに関する特に優れた実施例を示した概略図およ
び断面図、第９図、第１Ｏ図および第１１図はそれぞれ
本発明の他の実施例を示す断面図、第１２図ａ）、ｂ）
はバケットと蓋との結合について示した他の実施例の断
面図、第１３図、第１４図、第１５図、第１６図、第１
７図および第１８図はそれぞれケース枠と蓋とを備えた
本発明の特に優れた他の実施例を示す断面図および斜視
図である。 ■・・・デバイス２・・・機能基体、３．４・・・機能基体２の外面５．６・・・ホルダ７．８・・・接続要素９・・・ケース１０・・・空隙１１・・・ケース内面１２・・・支持要素１３・・・支持要素１２の支持面１４・・・間隔隆起部１５・・・リプ１６・・・斜めに切られた角部１７・・・接続要素７．８の一部分１８・・・バケット１９・・・蓋２０・・・ヒンジ２１・・・ケース枠２２・・・硬質紙条片２３・・・プリプレグ２４・・・狭幅部２５・・・複合体２６．２７・・・デバイス１の接触面２８．２９・・・接続キャップ３０．３１・・・底部材３２・・・凹み３３．３４・・・載置部

Claims

【特許請求の範囲】１）少なくとも２つの外面（３、４）にホルダ（５、６
）が設けられた電気または電子的機能基体（２）と、回
路板上に形成されたプリント回路の接触個所に前記ホル
ダを接続するための帯状接続要素（７、８）とを備え、
前記機能基体（２）は絶縁材料によって予め製作された
バケット形ケース（９）内に据付けられ、前記接続要素
（７、８）は前記ケースから導出されて接触面（２６、
２７）を形成するような回路板に固定するためのチップ
形デバイスにおいて、前記機能基体（２）は支持要素（
１２）によって前記ケース（９）内に少なくとも空隙（
１０）を形成して保持され、前記空隙は１ｍｍ以下であ
り、前記機能基体（２）は、その機能基体（２）が前記
支持要素（１２）によって前記ケース（９）内に固定さ
れる個所を除いて、全外面がケース（９）の内面（１１
）から分離され、前記支持要素（１２）の支持面（１３
）は前記機能基体（２）の表面に比較して非常に小さく
形成されていることを特徴とする回路板に固定するため
のチップ形デバイス。２）空隙の内幅は少なくとも０．１ｍｍ、特に０．１ｍ
ｍ〜０．３ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の
デバイス。３）ケースの壁厚は０．１〜０．７ｍｍ、特に０．２〜
０．４ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のデバ
イス。４）支持および位置決め要素（１２）は、間隔隆起部（
１４）、リブ（１５）、または斜めに切られた角部（１
６）として形成され、そしてバケットまたは蓋と共に射
出成形されおよび（または）ロールの据付けの前もしく
は後に形成されるか、または機能基体（２）から突出し
ている接続要素（７、８）の突出部分（１７）によって
形成されることを特徴とする請求項１記載のデバイス。５）ケース（９）は２部分から成り、熱硬化性樹脂また
は熱可塑性樹脂によって形成されることを特徴とする請
求項１記載のデバイス。６）ケース（９）の２部分は蓋（１９）を備えたバケッ
ト（１８）によって構成され、前記バケット（１８）お
よび蓋（１９）は半殻の形態をしていることを特徴とす
る請求項５記載のデバイス。７）蓋（１９）はヒンジ（２０）を介してバケット（１
８）と共に射出成形され、および（または）接続要素（
７、８）は蓋（１９）内に射出成形されることを特徴と
する請求項５記載のデバイス。８）ケース（９）は接続要素（７、８）を射出成形され
ているケース枠（２１）と２個の蓋（１９）とによって
形成されることを特徴とする請求項１記載のデバイス。９）ケース部分（１８、１９）は熱間加工によって、超
音波、レーザ、火炎、加熱空気による溶接によって、ま
たは接着によって相互に封着されることを特徴とする請
求項５記載のデバイス。１０）ケース部分（１８、１９）は押し抜かれたまたは
積層された硬質紙または布地条片（２２）によって形成
され、接着または予め製作された多層体（プリプレグ）
（２３）によって結合されることを特徴とする請求項５
記載のデバイス。１１）ケース部品（１８、１９）は純粋な成層体によっ
て予め製作された多層体（プリプレグ）（２３）から形
成されることを特徴とする請求項５記載のデバイス。１２）ケース（９）は枠（２１）と２個の蓋（１９）と
によって構成され、接続要素（７、８）は２部分から成
って、ケース（９）の外部に取付けられた外部キャップ
（２８、２９）と片側または両側に設けられた銅張り積
層体から成る底部材（３０、３１）とによって形成され
、前記底部材は一方の蓋（１９）上に固定され、前記底
部材上にはホルダ（５、６）を備えた機能基体（２）と
ケース枠（２１）とが載置され、前記機能基体（２）は
前記底部材の銅導電体に固くはんだ付けされ、前記底部
材は前記外部キャップ（２８、２９）に対する導電結合
を形成することを特徴とする請求項１記載のデバイス。１３）接続要素（７、８）は予め錫鍍金された薄板によ
って構成されることを特徴する請求項１ないし１２の１
つに記載のデバイス。１４）接続要素（７、８）が合成樹脂ケース（９）を貫
通する貫通個所には補助的な封着および（または）接着
層が形成されていることを特徴する請求項１記載のデバ
イス。１５）接続要素（７、８）は、ケース（９）内の主要部
に位置する部分に、熱トラップとして作用する少なくと
も１つの狭幅部（２４）を有することを特徴する請求項
１記載のデバイス。１６）デバイスは個々に製作されるか、または、条帯状
または帯状をしている個別ケース（９）の複合体（２５
）を鋸による切断、押し抜きまたはレーザ分離方法によ
り連続的にばらばらにすることによって製作されること
を特徴する請求項１記載のデバイス。