JPH1041663A - パッケージ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属ベースを貫通して金属ベース上に突出し
たリード端子の先端部にプリント基板を縦置き状態で立
設固定すると共に、金属ベースとケースとによってプリ
ント基板を封止するようにしたパッケージの構造におい
て、リード端子先端部に基板を固定する作業性を軽減す
ると共に位置ずれ傾倒を防止することができるパッケー
ジ構造を提供する。 【解決手段】 金属ベース１１の上面に嵌合凹所１２を
設けると共に、基板２０の下端縁には該嵌合凹所に嵌合
する嵌合突起２１を設け、金属ベースを貫通するリード
部材１５は、該嵌合凹所内に嵌合した状態で上記嵌合突
起を受入れる導電性の受入れ電極部３１と、該受入れ電
極部から下方へ延びて金属ベースを貫通する導電性の棒
状リード部３０とを有し、金属ベースとリード部材との
接触面は絶縁膜により絶縁されており、基板の嵌合突起
の外面には上記受入れ電極部と電気的に接続するための
導体膜２２が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はベース上に突出した
リード端子の先端部にプリント基板を縦置き状態で立設
固定すると共に、ベースを貫通するリード端子を用いて
プリント基板上の配線との導通を確保し、さらに金属ベ
ースとケースとによってプリント基板を封止するように
したパッケージの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から電子部品を搭載したプリント基
板を気密的にパッケージ内に収納すると共にパッケージ
から外部にリードを突出させた構成を備えたパッケージ
が種々開発されている。例えば図５、図６、図７に示し
た従来のパッケージでは、電子部品１を搭載したプリン
ト基板２を、金属ベース３を貫通する４本のリード４の
先端部に支持固定すると共に、基板２を不要輻射対策の
ためケース６により包囲して気密封止している。基板２
は、その下端縁に設けた切欠き状の各凹部２ａ（内周縁
には予めハンダメッキ２ｂが形成されている）内に、リ
ード４の各先端部を半田により接続固定することにより
ベース３上に支持される。金属ベース３とリード４との
絶縁は、ハーメチックガラス３ａ等を用いて行う。

【０００３】ところで、金属ベース３に固定した金属リ
ード４の先端部に基板２を固定する作業は、人手により
基板凹部２ａ内に金属リード４の先端を挿入して位置決
めした状態で、金属リード４を半田メッキ部２ｂと半田
付けすることにより行われるため、金属リード先端の挿
入し易さを考慮して基板の凹部２ａの幅を予め大きめに
設計するのが一般である。しかし、このように挿入し易
さを優先させた構成にすると、金属リード先端と凹部２
ａの内壁との間のギャップが過大になる為、リード４を
基板２に半田付けする際に、金属ベース３に対する基板
２の幅方向への傾倒が発生し易くなっていた（図７(a)
）。しかも、図７(b) に示す様に矢印で示す基板の厚
さ方向への傾倒を防止する手段が存在しないため、同方
向への基板の倒れを防止することができなかった。図７
(b) の如き傾倒が発生すると、基板２上の部品１とケー
ス６との接触による電気的不良や、最悪の場合には基板
がケース内に入らない事態が発生する。また、人的作業
により基板を各金属リード毎に半田付け作業によって固
定するため、作業が繁雑で製造工数が増え、生産性が低
下するという欠点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に鑑みて
なされたものであり、金属ベースを貫通して金属ベース
上に突出したリード端子の先端部にプリント基板を縦置
き状態で立設固定すると共に、金属ベースとケースとに
よってプリント基板を封止するようにしたパッケージの
構造において、リード端子先端部に基板を固定する作業
性を軽減すると共に位置ずれ傾倒を防止することができ
るパッケージ構造を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為、
請求項１の発明は、金属ベースを貫通する複数の金属リ
ード部材と、金属ベースの上面により下端縁を支持され
る部品実装された基板と、該基板を金属ベースとの間で
包囲する金属ケースとを備えたパッケージ構造におい
て、金属ベースの上面に嵌合凹所を設けると共に、基板
の下端縁には該嵌合凹所に嵌合する嵌合突起を設け、上
記リード部材は、該嵌合凹所内に嵌合した状態で上記嵌
合突起を受入れる導電性の受入れ電極部と、該受入れ電
極部から下方へ延びて金属ベースを貫通する導電性の棒
状リード部とを有し、金属ベースとリード部材との接触
面は絶縁膜により絶縁されており、上記基板の嵌合突起
の外面には上記受入れ電極部と電気的に接続するための
導体膜が形成されていることを特徴とする。請求項２の
発明は、上記金属リード部材の受入れ電極部として、弾
性的に基板の嵌合突起をチャックする板バネ部材を用い
たことを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す形態例
に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一形態例の
パッケージの内部構造を示す図であり、（ａ）は正面か
らの縦断面斜視図、（ｂ）は側部縦断面図である。この
パッケージ１０の特徴的な構成は、金属ベース１１と、
リード部材１５と、プリント基板２０の構造に存する。
まず、金属ベース１１については、その上面に４個の嵌
合凹所１２を直線状の配列で形成すると共に、各嵌合凹
所１２の内底面から金属ベース１１の下底面までリード
挿入用の貫通孔１３を形成し、この嵌合凹所１２の上方
から図２に示した如きリード部材１５を差し込み固定す
る。なお、嵌合凹所１２及び貫通孔１３内壁は図示しな
いハーメチックガラス等の絶縁膜により絶縁被覆されて
おり、ハーメチックガラスを介してリード部材１５は金
属ベースに固定される。実際の製造に於ては、溶融状態
にあるハーメチックガラスを内壁に付着させた直後にリ
ード部材１５を差込んでからガラスを冷却固化させるこ
とにより、金属ベースとリード部材との一体化を行う。

【０００７】次に、プリント基板２０については、その
下端縁には、上記嵌合凹所１２内に整合する寸法、形
状、間隔の嵌合突起２１を嵌合凹所１２と同数設け、各
嵌合突起２１を各嵌合凹所１２内に嵌合させることによ
り基板を金属ベース上に立設する。嵌合突起２１の外面
にはハンダメッキ部（導体膜）２２が被覆形成され、嵌
合突起２１を嵌合凹所１２内に嵌合させた状態で、この
ハンダメッキ部２２と，嵌合凹所内１２に位置するリー
ド部材の上部との間をハンダにより固定する。ハンダメ
ッキ部２２は突起２１と基板本体との境界を越えて、基
板本体側へ延在するように形成することにより、接続面
積を広めてハンダ付け性を高めている。嵌合突起２１を
嵌合凹所１２内に嵌合させた時の挿入深さの位置決め
は、基板の下端縁２０ａにて行う。また、基板２０は外
部からのストレスや環境的影響の防止、また内部的な不
要輻射等を封止するためケース２５と金属ベース１１と
によって包囲されて封止される。リード部材１５につい
ては、図２(a) 乃至(f) に示した如く、導電性金属材料
から成る各リード部材１５は、棒状リード部３０と、該
棒状リード部３０の上端部に一体化され基板の嵌合突起
２１を受入れる為の四角い箱体状或は枠状の受入れ電極
部３１とから成る。受入れ電極部３１も少なくともその
一部は導電性金属材料から成り、一定の圧接力で基板の
嵌合突起２１を受入れる様に寸法、及び形状を設定す
る。棒状リード部３０の上端部と受入れ電極部３１と
は、スポット溶接等の方法により一体化する。

【０００８】図２に示すリード部材１５の各形態例につ
いて説明する。図２（ａ）はリード部材１５の基本的構
造を示し、この例では基板の嵌合突起２１と整合する内
部形状を有した箱形の受入れ電極３１を棒状リード部３
０の上端部に一体化固定している。図２（ｂ）は基板の
嵌合突起２１の挿入し易さを考慮して、受入れ電極部３
１の２つの対向し合う上端縁部から斜め上方へ傾斜突出
したフィレット３２を設けた点が特徴的である。またフ
ィレット部３２は、基板の嵌合突起２１とのハンダ接続
に際して、有効な接合強度補強手段となる。なお、フィ
レット部３２は対向し合う上端縁の一方にだけ設けても
よい。図２（ｃ）は受入れ電極部３１の対向し合う２つ
の上端縁に外側へ突出する幅広の張出し部３３を設けた
構成が特徴的である。このような張出し部３３を設ける
ことにより、リード部材１５の受入れ電極部３１と基板
の嵌合突起２１との間のハンダ接続強度を確保すること
が可能となり、また、ハンダコテを用いた接続作業の際
にハンダコテを当て易くしてハンダ付け作業をスムース
化することができる。なお、張出し部３３は対向し合う
上端縁の一方にだけ設けてもよい。

【０００９】次に、図２（ｄ）は受入れ電極部３１の対
向し合う側壁に夫々クリームハンダを注入するための注
入口となる突出部３４を設けた構成が特徴的である。こ
の突出部３４の存在により、基板の嵌合突起２１と受入
れ電極部３１との間に注入口となる所定の空所が形成さ
れることとなる。この形態例のリード部材１５は、クリ
ームハンダを受入れ電極部３１と基板の嵌合突起２１と
の間に介在させた上でリフロー等により接続を行う場合
に有効である。図面では各突出部３４の形状として、円
錐を縦割りにした形状を例に挙げているが、これ配置例
であり、三角錐や四角錘等の多角錐を縦割りにした形状
であってもよい。次に、２（ｅ）は金属板材料から成る
受入れ電極部３１の側壁に凹凸部３５を設けたもので、
凹凸部３５と基板の嵌合突起２１との間に多量のハンダ
を保持することが可能となるので、強いハンダ接続強度
を得ることが可能となる。

【００１０】図２（ｆ）は（ａ）〜（ｅ）までの各形態
例の変形例を示す縦断面図であり、この例は上記各形態
例のリード部材に適用可能である。この例では、受入れ
電極部３１内部に図示のごとき断面形状が略Ｕ字状の板
バネ部材３６を配置し、受入れ電極３１の内壁とスポッ
ト溶接等によって一体化している。この板バネ部材３６
は、その内壁の高さ方向中央部適所に内側へ突出する突
起３６ａを有し、この突起３６ａの弾性を利用して基板
の嵌合突起２１を押えて仮止めし、仮止め後にハンダに
より嵌合突起と一体化される如く利用される。従って、
仮止めの時点で板バネ部材３６は、受入れ電極部３１と
電気的に通電状態になっている。なお、このとき基板の
嵌合突起２１の両側面にも、嵌合時に突起３６ａに嵌着
する凹所、或は穴を設けておくことにより、ハンダ固定
前の仮止め（抜落ち）を確実に行うことができる。ま
た、上記他の形態例のリード部材を用いたパッケージに
おいては、ハンダを用いた両部分の固定を完了するまで
は、受入れ電極部３１と基板の嵌合突起２１との導通を
確実に確保できる補償がないので、ハンダ接続前に基板
の良否についての電気的試験を行うことができなかっ
た。このため、金属ベース１１と基板とのハンダ接続後
に基板についての電気的試験を行うことになるが、試験
に於て動作不良の基板が発見された場合には、その基板
のみならず、既にハンダ接続されている金属ベースまで
廃棄する必要があり、経済的でなかった。しかし、この
形態例によれば、ハンダ付け前の仮止めの時点で受入れ
電極部３１と嵌合突起２１との間の導通が確実に確保さ
れるので、ハンダ接続前に基板の良否についての電気的
試験が可能となる。このハンダ接続前の電気的試験によ
って動作不良の基板が発見された場合には、金属ベース
から取り外した基板だけを廃棄すればよく、金属ベース
１１及びリード部材１５は正常な他の基板に対して容易
に再利用することが可能となる。

【００１１】図３は本発明の他の形態例の構成を示す分
解斜視図であり、この形態例では金属ベース側の嵌合凹
所を単一の長尺溝状とし、この嵌合凹所４０内に基板の
下端縁から突出した長尺の嵌合突起４１を嵌合させるよ
うにした構成と、該嵌合凹所４０及び貫通孔４２内に図
示した如きリード部材４３を差込み固定し、その受入れ
電極部４５を嵌合凹所４０内に着座させるようにしてい
る。この形態例では、基板の嵌合突起４１は、単一の長
尺突起であるが、各リード部材４３に対応する突起４１
の側面には予めハンダ等によりパッド４４が形成されて
いる。リード部材の受入れ電極部４５は、このパッド４
４に対応するようにその寸法等が設定されている。ま
た、受入れ電極の上端縁には張出し部４５ａを設けて嵌
合凹所４０の周縁のベース上面に係止されるように構成
する。この張出し部４５ａは、リード部材の位置決め
と、ハンダ接続時の補強用として用いられる。勿論、張
出し部４５ａを含むリード部材１５と金属ベース１１と
の間は、ハーメチックガラス等により絶縁状態で固定さ
れている。受入れ電極部４５を備えた嵌合凹所４０内に
基板の嵌合突起４１を差し込んだ際の挿入深さの位置決
めは、基板の肩部４１ａとベース上面との間で行う。こ
のため、基板とベースとの位置決めを高精度で行うこと
が可能となる。また、この構造によれば、ディスペンサ
ーを用いてクリームハンダを嵌合凹所４０内の受入れ電
極部４５と嵌合突起４１との間に注入する作業を自動化
し易くなる。

【００１２】次に、図４(a) 及び(b) は本発明の他の形
態例の分解図、及び組み付け状態を示す側部縦断面図で
ある。この形態例では、ケース２５の前面適所に予め部
品後付け用の取付け穴５０を形成しておき、取付け穴５
０から内部基板面上の部品搭載部５１が露出する様に構
成しておく。具体的には、このパッケージを圧電デバイ
スとして用いる場合に、取付け穴５０から内部基板上の
部品搭載部５１にＬＥＤ等の部品５２を後付けすること
によりパッケージを完成することが可能となる。このよ
うに部品５２を後付けできるように構成することによっ
て、基板２０と部品５２との取付け角度や、ケース２５
と部品５２との取付け角度等を高精度に調整することが
可能となる。

【００１３】

【発明の効果】本発明は以上の様に、金属ベース上面に
溝状の嵌合凹所を形成すると共に、該嵌合凹所の内底部
から金属ベース下底面にまで貫通する貫通孔を形成し、
該嵌合凹所及び貫通孔内に絶縁膜を介してリード部材を
挿通固定し、更に、嵌合凹所内に固定されたリード部材
上部の受入れ電極部によって基板下端縁の嵌合突起を受
入れ固定するようにしたので、基板の傾倒等を確実に防
止して金属ベース及びケースに対する基板の位置精度を
高度に確保することが可能となり、しかも金属リードの
形状を種々工夫することにより、金属ベースと基板との
ハンダ付け前に両者を導通状態で仮止めさせることがで
きるので、ハンダ付け前に電気検査を行い動作不良の基
板を発見した場合には、基板のみを廃棄して金属ベース
及びリード部材は再利用することが可能となる。このよ
うな点から歩留まり向上に大きく貢献することができ
る。また、本構造を採用することにより製造工程の自動
化が可能となり、安定した品質、生産性の向上を確保す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一形態例のパッケージの内部構造を示
す図であり、（ａ）は正面からの縦断面斜視図、（ｂ）
は側部縦断面図である。

【図２】（ａ）乃至（ｆ）は本発明に使用するリード部
材の各態様を示す図。

【図３】（ａ）及び（ｂ）は本発明の他の形態例のパッ
ケージの分解斜視図。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は本発明の他の形態例のパッ
ケージの分解斜視図、及び側部縦断面図。

【図５】従来のパッケージの正面縦断面図。

【図６】金属ベース部の従来構造を示す斜視図。

【図７】（ａ）及び（ｂ）は従来例におけるリードと基
板との接続構造を示す図、及び従来例の欠点を示す図。

【符号の説明】

１０ パッケージ，１１ 金属ベース，１２ 嵌合凹
所、１３ 貫通孔、１５リード部材、２０ プリント基
板、２１ 嵌合突起、２２ ハンダメッキ部、２５ ケ
ース、３０ 棒状リード部、３１ 受入れ電極部、３２
フィレット、３３ 張出し部、３４ 突出部、４０
嵌合凹所、４１ 嵌合突起、４２ 貫通孔、４３ リー
ド部材、４４ パッド、４５ 受入れ電極部、４５ａ
張出し部，５０ 取付け穴，５１ 部品搭載部，５２
後付け部品。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属ベースを貫通する複数の金属リード
   部材と、金属ベースの上面により下端縁を支持される部
   品実装された基板と、該基板を金属ベースとの間で包囲
   する金属ケースとを備えたパッケージ構造において、 金属ベースの上面に嵌合凹所を設けると共に、基板の下
   端縁には該嵌合凹所に嵌合する嵌合突起を設け、 上記リード部材は、該嵌合凹所内に嵌合した状態で上記
   嵌合突起を受入れる導電性の受入れ電極部と、該受入れ
   電極部から下方へ延びて金属ベースを貫通する導電性の
   棒状リード部とを有し、 金属ベースとリード部材との接触面は絶縁膜により絶縁
   されており、 上記基板の嵌合突起の外面には上記受入れ電極部と電気
   的に接続するための導体膜が形成されていることを特徴
   とするパッケージ構造。
2. 【請求項２】 上記金属リード部材の受入れ電極部とし
   て、弾性的に基板の嵌合突起をチャックする板バネ部材
   を用いたことを特徴とする請求項１記載のパッケージ構
   造。