JPH11501156A - 素子を環境から保護するための密封パッケージング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電気通信の能動電気回路装置であって、(a) 能動素子を有する回路板と、(b) この回路板の少なくとも一部を密封してカプセル封じして、環境のガスおよび液体を遮る柔軟な覆いと、(c) 上記回路板を外部システムに接続するとともに、上記柔軟な覆いの外部に設けられ、この柔軟な覆いから延び出す１つまたはそれ以上の柔軟な導電体によって上記回路板に電気的に接続される電気的コネクタとを備える能動電気回路装置。

Description

【発明の詳細な説明】 素子を環境から保護するための密封パッケージング 本発明は、能動素子を環境から保護することに関する。より詳しくは、本発明 は、例えば電気通信のためなどの能動素子の回路板を環境から保護するための密 封パッケージングに関する。 従来、電話網においては、大抵の電子機器は中央局に設けられ、少数の大きな 電子装置においては、電子機器は中央局から遠く隔てて設けられている。これら 遠隔の電子機器は、主電源から引き出された電源によって給電され、電池電源に よってバックアップされている。中央局内の電子機器は、その適切な運転を保証 すべく、注意深く調整された温度と湿度の環境中で稼働している。遠隔の電子機 器は、通常、制御された環境の地下室内または少なくとも格納器内に備え付けら れ、上記格納器は、システムによって発散される多量の熱により室外環境温度以 上の温度に保持される。 ディジタル信号処理の最近の進歩は、新しくより能力のある伝送システムを可 能にした。これら新システムの多くは、電話システム中の能動電子素子を、温度 が制御された中央局から普通の環境へ移す必要をもたらし、かかる普通の環境で は、電子機器は、温度の大幅な変動および環境汚染物質に曝される。これら新伝 送システムの利点を完全に得るためには、遠隔電子機器を、中央地点から伝送媒 体を介して給電される小さいユニット内に展開することが望ましい。これらの電 力効率の良いユニットは、非常に少ない熱しか発生せず、それ故、従来の場合よ りも湿気による損傷を一層受けやすい。なぜなら、上記ユニットは、自身を乾燥 状態に保つに必要な内部発熱が不足するからである。その結果、これら発熱の少 ない能動電子機器システムを環境から保護する必要が増大してきている。電気通 信網に展開されている典型的に小さい遠隔電子機器は、道具をあまり持たず、監 督が行き届かない技術者によって備え付けられる。このような電子機器の耐用寿 命は、数十年(例えば２０年)と予想される。 本発明の第１の態様によれば、次のものを備える電気通信の能動電気回路装置 が提供される。 即ち、（a）能動素子を有する回路板と、（b）この回路板の少なくとも一部を 密封してカプセル封じし、環境のガスおよび液体を遮る柔軟な覆いと、（c）上 記回路板を外部システムに接続するとともに、上記柔軟な覆いの外部に設けられ 、この柔軟な覆いから延び出す１つまたはそれ以上の柔軟な導電体によって上記 回路板に電気的に接続される電気的コネクタとを備える。 上記本発明の第１の態様は、回路板が環境のガスおよび液体を遮る柔軟な覆い 内に密封してカプセル封じされているので、装置が中央局から遠く隔たって設け られ、かつ回路板の電気／電子素子がさほど発熱しない場合でも、上記回路板は 、このような環境の危険から通常良好に保護されるという利点を有する。この利 点は、回路板と外部システムの間の電気的接続が、柔軟な密封覆いから延び出る １つまたはそれ以上の柔軟な導電体を介してそれ自身が電気的に回路板に接続さ れる外部の電気的コネクタを介して行なわれるという利点と連合している。この ことは、回路板が、この回路板との電気的接続が断絶されたり変更されたりして も、環境に対して密封され続けうるということを意味する。 本発明の第１の態様の好ましい実施例において、装置は、さらにケーシングを 備え、このケーシングは、少なくとも使用時に、電気的コネクタを収容し、好ま しくは柔軟な覆いおよびこの覆いの出口またはこの覆いから出る各導電体のみを 密封してカプセル封じする。 本発明の第２の態様によれば、次のものを備える電気通信の能動電気回路装置 が提供される。 即ち、（a）能動素子を有する回路板と、（b）この回路板の少なくとも一部を 密封してカプセル封じし、環境のガスおよび液体を遮る柔軟な覆いと、（c）上 記回路板を外部システムに接続するとともに、上記柔軟な覆いの外部に設けられ 、この柔軟な覆いから延び出す１つまたはそれ以上の柔軟な導電体によって上記 回路板に少なくとも使用時に電気的に接続される電気的コネクタと、（d）少な くとも使用時に、電気的コネクタを収容し、柔軟な覆いおよびこの覆いの出口ま たはこの覆いから出る各導電体のみを密封してカプセル封じするケーシングを備 える。 本発明の第２の態様および本発明の第１の態様の好ましい実施例は、電気的コ ネクタと柔軟な覆いおよびこの覆いの出口またはこの覆いから出る導電体を密封 してカプセル封じするケーシングのため、柔軟な覆いからの導電体の出口が、簡 単だが非常に効果的な具合に密封される。このことは、導電体の出口が、通常、 効果的に密封するのに最も難しい部分であるので、有利である。接着剤,マスチ ックおよび(後述する)ゲルなどの高性能シール剤を、導電体と柔軟な覆いの間を シールするために用いると、このようなシールが衰えないことを保証できないこ とが明らかになった。本発明の第２の態様および本発明の第１の態様の好ましい 実施例は、この問題を、電気的コネクタを(好ましくは密封して)収容するケーシ ングを必要なシールを提供するために用いることによって克服する。上記ケーシ ングは、(例えばゲルなどの)シール材料によって自身が密封されることによって 上記シールを提供することが可能で、好ましくは実際にシールを提供する。 本発明の第１,第２の態様の電気的コネクタは、１つまたはそれ以上の電線お よび／または少なくとも１つのフラットケーブルを備えることができる。本発明 の第２の態様の導電体は、択一的に回路板の比較的幅の狭い延長部に載せること ができ、この延長部は、能動素子を載せた回路板の比較的幅の広い主要部から延 び出している。 柔軟な覆いは、回路板または少なくとも回路板の主要部をカプセル封じする比 較的幅の広い部分を好ましくは備えることができ、この幅の広い部分から、導電 体の少なくとも一部または各導電体をカプセル封じする比較的幅の狭い部分が延 び出している。この比較的幅の狭い部分は、好ましくは電気的コネクタを収容す るケーシング内に延びている。 柔軟な覆いは、好ましくは水、より好ましくは液相と気相の水を実質上通さな い。上記覆いは、(例えばポリエステルおよび／またはポリエチレンなどの)高分 子材料から形成されるのが好ましい。上記覆いの壁は、高分子材料の１つまたは それ以上の層と１つまたはそれ以上の(例えばアルミニウムなどの)金属の層から なるのが有利である。特に好ましい覆いの壁は、２つの高分子層に挟まれた金属 層からなる。金属層の存在は、通常、覆いの壁を水蒸気を実質上通さないものに する。覆いの壁内のいずれの継手も、好ましくはこの壁の高分子層の熱溶接によ って一体に形成され(密封され)るのが好ましい。 柔軟な覆いは、密封された袋などの形態を有するのが好ましい。柔軟な覆いは 、例えば縁辺が好ましくは互いに接着または溶着された１つまたはそれ以上のシ ートから形成することができる。 疑義を避けるため、上記電気的コネクタは、単一の電気的コネクタまたは互い に接合されあるいは互いに分離された複数の電気的コネクタからなりうることに 留意すべきである。 上記電気的コネクタ用のケーシングは、この電気的コネクタを収容すべく使用 時に一体化される少なくとも２つの部分からなるのが好ましい。このケーシング の部分は、例えばスナップ嵌合やねじ締めまたはボルト締めなど種々の方法で一 体に固定できる。ケーシングの２つ(またはそれ以上の)部分は、分離した部材で もよく、例えばヒンジで互いに連結されていてもよい。上記ケーシングは、柔軟 な覆いおよびこの覆いの出口またはこの覆いから出る導電体を密封してカプセル 封じするシール材料を収容するのが好ましい。このシール材料は、電気的コネク タを環境からも密封するのが好ましい。 例えば、(特に天然ゴムまたは合成ゴムなどの)エラストマ材料,高分子発泡材 料,マスチック,(シリコングリースなどの)グリースまたはゲルなどどんなシール 材料も、一般に用いることができる。上記ゲルは、例えば、シリコンゲル,ウレ アゲル,ウレタンゲル,熱可塑性ゲルなど適切などのようなゲルあるいはゲル状の 材料にすることができる。好ましいゲルは、(例えば油などの)液体により増量し た高分子組成物からなる。上記ゲルの高分子組成物は、例えばエラストマまたは 比較的硬いブロックと比較的弾性のブロックとを有するブロック共重合体からな りうる。このような共重合体の例には、例えば国際出願ＷＯ 88/00603に開示さ れているようなスチレン-ブタジエンまたはスチレン-イソプレンの２ブロックあ るいは３ブロック共重合体などのスチレン-ジエンブロック共重合体がある。し かし、上記高分子組成物は、１つまたはそれ以上のスチレン-エチレン-プロピレ ン-スチレンブロック共重合体であるのが好ましい。上記ゲルに用いられる増量 液体は、油からなるのが好ましい。この油は、例えばパラフィン系またはナフテ ン系石油などの炭化水素油、例えばポリブテンまたはポリプロペン油などの合成 油またはこれらの混合物とすることができる。上記ゲルは、例えば(例えば塩化 ベンゾイルなどの)湿気脱除剤,酸化防止剤,顔料,殺カビ剤などの添加剤を含むこ とができる。ゲルの例は、米国特許第4634207(レイケム社)に開示されており、 その開示内容は、参考のためこの明細書に述べられている。 本発明は、添付の図面を参照しつつ実施例により詳細に説明される。 図１は、環境のガスと液体を遮る柔軟な覆いによってカプセル封じされる前の 接続線を有する回路板を示す。 図２は、本発明による装置を示す。 図３は、環境のガスと液体を遮る柔軟な覆いによってカプセル封じされる前の 回路板の延長部上に載せられた電気的コネクタをもつ回路板を示す。 図４は、柔軟な覆いでカプセル封じされた図３の回路板の主要部を示し、主要 部は、覆いから延び出すコネクタを載せた延長部を有し、コネクタのためのケー シングの２部分が、コネクタおよび回路板の覆いからの延長部の出口の回りに一 体化される前の図である。 図５は、２つのケーシング部分が一体化された後の図４に示された装置を示す 。 図６は、本発明に用いられ、回路板をカプセル封じする柔軟な覆いの例を示す 。 図７は、外箱に収容された本発明による装置を示す。 図８は、本発明に用いられ、回路板をカプセル封じした柔軟な覆いの他の例を 示す。 図９は、外箱に収容された本発明による他の装置を示す。 図１は、電気／電子素子８およびプリント配線板から延びる複数の絶縁接続線 ２を載せた上記プリント配線板(回路板)１を示す。２つの積層板３,４からなる 柔軟な覆いは、配線板１の上下に配置して示されている。積層板３,４は、レイ ケム社から市販されている「TDUX」の登録商標で知られている製品に用いられる 材料またはこれと類似の材料とすることができる。このような積層板は、アルミ ニウムまたは他の金属の箔からなる板と、ポリエステルおよび(例えばエチレン 酢酸ビニルなどの)共重合体の層などの高分子の強度・結合層とからなる。 図２は、積層板３,４の間に回路板１をカプセル封じした結果を示している。 両積層板は、辺部をシールするために溶接または接着により互いに接合される。 接続線は、両積層板の間から外へ出る縁部でシールされる。積層板３,４には、 カプセル封じされた回路板が、例えば外箱(図示せず)などの支持構造内の所定位 置に固定されるのを可能にする穴５が設けられる。 接続線２は、電気的コネクタ６に接続される。このコネクタは、電線または他 の導電体を挿入しうる穴を夫々の側に有する個々のコネクタからなることができ る。個々のコネクタは、ゲルまたは他のシール材料で実質上満たされる２部分の ケーシング７,９内に収容される。上記２部分が一体化されると、上記ゲルは、 コネクタを環境から保護するように移動せしめられる。１つまたはそれ以上の穴 明きラグ１１が、コネクタ６を適切な支持体(図示せず)に取り付けるために設け られる。 図３は、上下に配置された積層板３,４を有するプリント配線板１を示してい る。プリント配線板１は、導電トラックにより配線板上の素子に連結されるコネ クタ６を載せた延長部１３を有する。上記積層板は、一体化されて辺部をシール されると、延長部１３またはコネクタ６を除いて配線板１の主要部をカプセル封 じする。 図４は、柔軟な覆いでカプセル封じされた図３の回路板の主要部１５を示し、 コネクタ６を載せた延長部１３が、覆い３,４から外へ延びていて、上記コネク タのためのケーシングの２部分１７,１９が、上記コネクタおよび回路板の延長 部１３の覆い３,４からの出口１８の回りに図５に示すように一体化される前の 状態を示している。各ケーシングの部分１７,１９は、これら部分１７,１９の間 と回路板の延長部１３の覆いからの出口１８をシールするシール材料２１の被膜 を有する。 図６は、回路板１を含む柔軟な覆いの一例を示す。覆いは、２つの積層板３, ４からなり、この積層板は、２つの外側のポリエステル層の間に挟まれた内側の アルミニウム層からなり、覆いを形成すべくそれらの辺部２３にて互いに熱溶接 される。これら積層板を互いに溶接する前に、(例えば多重電気通信信号のため の)電気／電子デバイスを含む回路板１が、上記積層板の間に挿入される。回路 板１に電気的に接続されるフラットケーブル２５は、シールされた柔軟な覆いか ら延び出し、マスチックまたはゲルであるのが好ましいシール材料２１は、覆い の内部が外部環境から完全にシールされるのを保証するために、覆いと出口域１ ８のフラットケーブルとの間をシールする。覆いは、好ましくは内部に入った如 何なる湿気または内部に侵入しようとする如何なる湿気も、電子素子を損傷しな いことを保証するように、乾燥剤を収容することができる。 図７は、本発明による完全に組み立てられた装置を示しており、外箱２７内に 収容された柔軟な覆い３,４の一般的な配置を示している。フラットケーブル２ ５の形態であるのが好ましい導電体は、覆いから延び出して電気的コネクタ６に 電気的に接続され、この電気的コネクタは、(外箱の切除域内に取り付けられた) ケーシング７,９内に収容される。付加的な導電体２９(例えば電線)が、電気的 コネクタ６に電気的に接続されるとともに、覆いでカプセル封じされた素子を外 部のシステムに接続するために、装置から外部へ延び出している。 図８は、本発明に用いられ、回路板１およびフラットケーブルに電気的に接続 されるフラットケーブル２５をカプセル封じする柔軟な覆いの他の例を示す。柔 軟な覆いは、回路板をカプセル封じする比較的幅の広い部分３１と、この幅広部 分から延び出し,フラットケーブル２５をカプセル封じする比較的幅の狭い部分 ３３からなる。この幅広の部分と幅狭の部分は、単一の一体の覆いの部分、また は例えば溶接で接合される分離した部分とすることができる。 図９は、外箱２７内に収容され、図８の柔軟な覆い３,４でカプセル封じされ た回路板１とフラットケーブル２５を示す。ケーシング７,９に収容された電気 的コネクタ６は、フラットケーブル２５に電気的に接続される。柔軟な覆いの狭 幅の部分３３は、ケーシング７,９内に延びている。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電気通信の能動電気回路装置であって、 (a) 能動素子を有する回路板と、 (b) この回路板の少なくとも一部を密封してカプセル封じして、環境のガスお よび液体を遮る柔軟な覆いと、 (c) 上記回路板を外部システムに接続するとともに、上記柔軟な覆いの外部に 設けられ、この柔軟な覆いから延び出す１つまたはそれ以上の柔軟な導電体によ って上記回路板に電気的に接続される電気的コネクタとを備えることを特徴とす る能動電気回路装置。 ２．請求項１に記載の能動電気回路装置において、 (d) 少なくとも使用時に、上記電気的コネクタを収容し、上記柔軟な覆いおよ びこの覆いの出口またはこの覆いから出る上記各導電体のみを密封してカプセル 封じするケーシングをさらに備えたことを特徴とする能動電気回路装置。 ３．電気通信の能動電気回路装置であって、 (a) 能動素子を有する回路板と、 (b) この回路板の少なくとも一部を密封してカプセル封じし、環境のガスおよ び液体を遮る柔軟な覆いと、 (c) 上記回路板を外部システムに接続するとともに、上記柔軟な覆いの外部に 設けられ、この柔軟な覆いから延び出す１つまたはそれ以上の柔軟な導電体によ って上記回路板に少なくとも使用時に電気的に接続される電気的コネクタと、 (d) 少なくとも使用時に、上記電気的コネクタを収容し、上記柔軟な覆いおよ びこの覆いの出口またはこの覆いから出る上記各導電体のみを密封してカプセル 封じするケーシングを備えることを特徴とする能動電気回路装置。 ４．請求項２または３に記載の能動電気回路装置において、 上記柔軟な覆いは、上記回路板または少なくとも上記回路板の上記能動素子を載 せた主要部をカプセル封じする比較的幅の広い部分を備え、この幅の広い部分か ら、導電体の少なくとも一部または各導電体をカプセル封じする比較的幅の狭い 部分が延び出していることを特徴とする能動電気回路装置。 ５．請求項１乃至４のいずれか１つに記載の能動電気回路装置において、上記導 電体は、１つまたはそれ以上の電線および／または少なくとも１つのフラットケ ーブルからなることを特徴とする能動電気回路装置。 ６．請求項３または４に記載の能動電気回路装置において、上記導電体は、上記 能動素子を載せた上記回路板の比較的幅の広い主要部から延びる上記回路板の比 較的幅の狭い部分に載せられていることを特徴とする能動電気回路装置。 ７．請求項２乃至６のいずれか１つに記載の能動電気回路装置において、上記ケ ーシングは、上記電気的コネクタを収容するために使用時に一体化される少なく とも２つの部材からなることを特徴とする能動電気回路装置。 ８．請求項７に記載の能動電気回路装置において、上記ケーシングの２つまたは それ以上の部材は、互いにヒンジで連結されていることを特徴とする能動電気回 路装置。 ９．請求項２乃至８のいずれか１つに記載の能動電気回路装置において、上記ケ ーシングは、上記柔軟な覆いの部分およびこの覆いの出口またはこの覆いから出 る各導電体を密封してカプセル封じする好ましくはゲルであるシール材料を収容 することを特徴とする能動電気回路装置。 10．請求項１乃至９のいずれかに記載の能動電気回路装置において、少なくとも 使用時に上記回路板、柔軟な覆いおよび好ましくは上記電気的コネクタを収容す る外箱をさらに備えることを特徴とする能動電気回路装置。