JP3456724B2 - 電子装置及びその製造方法 - Google Patents
電子装置及びその製造方法Info
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0058—Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２ギガヘルツまでの周
波数のための電子装置であって、ハウジングは能動部品
及び／又は受動部品が搭載されているプリント回路板を
具え、プリント回路板は電気接続線を形成する金属帯を
具え且つ接地面となる導電板に平行に固定された電子装
置、及びその製造方法に関するものである。
波数のための電子装置であって、ハウジングは能動部品
及び／又は受動部品が搭載されているプリント回路板を
具え、プリント回路板は電気接続線を形成する金属帯を
具え且つ接地面となる導電板に平行に固定された電子装
置、及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の装置は、特にケーブルテレビジ
ョンの配信のための回路に用いられる。この信号は、衛
星ＴＶ信号を含めて、40乃至2050ＭＨｚの中間周波数帯
域の周波数を持っている。
ョンの配信のための回路に用いられる。この信号は、衛
星ＴＶ信号を含めて、40乃至2050ＭＨｚの中間周波数帯
域の周波数を持っている。
【０００３】導電性板に平行に固定された導電線からな
る装置は、欧州特許公報EP-A0222445 により既知であ
る。この公報における接地面は、プリント回路板の裏面
を金属化する通常の方法で形成される。このような装置
では、導電線の電界は、主としてプリント回路板を構成
する材料の中に拡がるため、プリント回路板の材料が高
価な超高周波用の材料でない限り、材料の質的な欠陥と
不規則性に起因する高周波における損失を増し、過度の
不整合を引き起こすことになる。
る装置は、欧州特許公報EP-A0222445 により既知であ
る。この公報における接地面は、プリント回路板の裏面
を金属化する通常の方法で形成される。このような装置
では、導電線の電界は、主としてプリント回路板を構成
する材料の中に拡がるため、プリント回路板の材料が高
価な超高周波用の材料でない限り、材料の質的な欠陥と
不規則性に起因する高周波における損失を増し、過度の
不整合を引き起こすことになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、標準的な材
料と在来の機械的部品を用いて、損失とインピーダンス
整合について良好な性能を示す装置を提供することを目
的とする。
料と在来の機械的部品を用いて、損失とインピーダンス
整合について良好な性能を示す装置を提供することを目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、プリント回路
の（一定誘電率及び高損失係数の）誘電材料が（損失係
数がほぼゼロの）薄い空隙と直列に接続されると、この
空隙の介在により、接続導電線とアースとの間の容量
を、接続導電線の大きさを過度に大きくせずにこれらの
接続導電線の特性インピーダンスを維持するために充分
な程度の大きさにすることができるとの考えに基づくも
のである。
の（一定誘電率及び高損失係数の）誘電材料が（損失係
数がほぼゼロの）薄い空隙と直列に接続されると、この
空隙の介在により、接続導電線とアースとの間の容量
を、接続導電線の大きさを過度に大きくせずにこれらの
接続導電線の特性インピーダンスを維持するために充分
な程度の大きさにすることができるとの考えに基づくも
のである。
【０００６】本発明によれば、この装置は、部品は表面
マウント型であり、プリント回路板は片面即ち表面のみ
が金属化され裏面は金属化されていない片面型であり、
該プリント回路板の裏面は導電板と結合され、該導電板
はハウジングの壁面であり、更に、該裏面と該壁面との
空隙を保持するための部材を具備することを特徴とする
電子装置である。
マウント型であり、プリント回路板は片面即ち表面のみ
が金属化され裏面は金属化されていない片面型であり、
該プリント回路板の裏面は導電板と結合され、該導電板
はハウジングの壁面であり、更に、該裏面と該壁面との
空隙を保持するための部材を具備することを特徴とする
電子装置である。
【０００７】本発明による装置の他の利点は、プリント
回路板の裏面を金属化接地を行う装置に比べて、片面回
路が両面回路より安価になることである。これに伴う利
点は、プリント回路基板の厚さが一定であれば、回路上
に印刷されたインダクタンスは高い自然共振周波数と同
じ自己インダクタンス値に対して良好なＱ係数を持つこ
とである。
回路板の裏面を金属化接地を行う装置に比べて、片面回
路が両面回路より安価になることである。これに伴う利
点は、プリント回路基板の厚さが一定であれば、回路上
に印刷されたインダクタンスは高い自然共振周波数と同
じ自己インダクタンス値に対して良好なＱ係数を持つこ
とである。
【０００８】好都合な形態では、前記の壁面は、比較的
平らな平行六面体形状のハウジング、即ち２つの対向す
る面の１つの組が他より大きいハウジングの内側の、そ
の２つの大きい表面の間のほぼ中央の位置にある。厚さ
1.6ｍｍの標準的なプリント回路板を用いる場合には、
前記の空隙は 0.2乃至 0.6ｍｍとするのが望ましい。
平らな平行六面体形状のハウジング、即ち２つの対向す
る面の１つの組が他より大きいハウジングの内側の、そ
の２つの大きい表面の間のほぼ中央の位置にある。厚さ
1.6ｍｍの標準的なプリント回路板を用いる場合には、
前記の空隙は 0.2乃至 0.6ｍｍとするのが望ましい。
【０００９】この空隙の値は、多少とも矛盾する全ての
条件の間の良好な妥協の結果の値である。空隙が狭過ぎ
るとプリント回路の材料が支配的になって誘電性が悪く
なり、一方、空隙が大き過ぎ、空隙が広過ぎると導電線
が大きくなり結局は回路の大きさが大きくなり過ぎる。
条件の間の良好な妥協の結果の値である。空隙が狭過ぎ
るとプリント回路の材料が支配的になって誘電性が悪く
なり、一方、空隙が大き過ぎ、空隙が広過ぎると導電線
が大きくなり結局は回路の大きさが大きくなり過ぎる。
【００１０】前記裏面と前記壁面との間の空隙を維持す
るために、後者にスペーサーブロックを設けると便利で
ある。スペーサーブロックは、プリント回路を乗せるた
めの座金と、座金の断面積より小さくプリント回路の穴
を通り得る断面積のピンとからなる。機械的な構成は、
以上のように簡単なもので且つ安価である。
るために、後者にスペーサーブロックを設けると便利で
ある。スペーサーブロックは、プリント回路を乗せるた
めの座金と、座金の断面積より小さくプリント回路の穴
を通り得る断面積のピンとからなる。機械的な構成は、
以上のように簡単なもので且つ安価である。
【００１１】プリント回路板は、穴の周囲にスペーサー
ブロックに合うような金属化パッドがあり、プリント回
路板をスペーサーブロックにはんだ付けすることによっ
て、プリント回路板をハウジングの壁面に簡単に固定す
ることができる。一方で、金属化パッドの少なくとも一
部分は、プリント回路板の金属帯によって形成される電
気回路の接地点に接続される。このように、はんだ付け
による回路の固定により、同時に接地をすることも可能
である。
ブロックに合うような金属化パッドがあり、プリント回
路板をスペーサーブロックにはんだ付けすることによっ
て、プリント回路板をハウジングの壁面に簡単に固定す
ることができる。一方で、金属化パッドの少なくとも一
部分は、プリント回路板の金属帯によって形成される電
気回路の接地点に接続される。このように、はんだ付け
による回路の固定により、同時に接地をすることも可能
である。
【００１２】表面マウント型部品を搭載するプリント回
路板がはんだ付けによってスペーサーブロックに固定さ
れている電子装置を製造する有利な方法は、次の連続工
程、即ち、・プリント回路板の、部品がマウントされる
べき位置及びスペーサーブロックが通る穴の周囲に、は
んだを付着する、・部品をはんだが付着した位置の上に
置く、・プリント回路板をハウジングの中に置く、・最
後に、単一工程で、部品をプリント回路板にはんだ付け
し且つプリント回路板をスペーサーブロックにはんだ付
けする、一連の工程によることを特徴とする方法であ
る。
路板がはんだ付けによってスペーサーブロックに固定さ
れている電子装置を製造する有利な方法は、次の連続工
程、即ち、・プリント回路板の、部品がマウントされる
べき位置及びスペーサーブロックが通る穴の周囲に、は
んだを付着する、・部品をはんだが付着した位置の上に
置く、・プリント回路板をハウジングの中に置く、・最
後に、単一工程で、部品をプリント回路板にはんだ付け
し且つプリント回路板をスペーサーブロックにはんだ付
けする、一連の工程によることを特徴とする方法であ
る。
【００１３】
【実施例】図１に示した電子装置は、比較的平たい平行
六面体の形状を持つハウジング１を有する。図面に垂直
な２つの対向面である上面５及び下面６は、他の対向面
である短辺７及び８より大きい。長辺は番号９で示して
いる。壁面４即ち床（図面に垂直）はハウジングの中で
２つの主面５及び６の間のほぼ中央に位置する。このハ
ウジングは、例えばＺＡＭＡＣの名で知られているアル
ミニウムと亜鉛の合金で鋳造され、錫でメッキされる。
面５及び６は錫メッキ板である。
六面体の形状を持つハウジング１を有する。図面に垂直
な２つの対向面である上面５及び下面６は、他の対向面
である短辺７及び８より大きい。長辺は番号９で示して
いる。壁面４即ち床（図面に垂直）はハウジングの中で
２つの主面５及び６の間のほぼ中央に位置する。このハ
ウジングは、例えばＺＡＭＡＣの名で知られているアル
ミニウムと亜鉛の合金で鋳造され、錫でメッキされる。
面５及び６は錫メッキ板である。
【００１４】樹脂と紙とからなるプリント回路板２（例
えばＤＩＮ標準40802 に基づくPF-CP02 型）は、厚さは
例えば 1.6ｍｍであり、床面４上に置かれる。これは片
面印刷型、即ち表面10が金属化され、裏面11は金属化さ
れない。このプリント回路板は、スペーサーブロック３
に固定される。スペーサーブロックは床４と一体に鋳造
され、両者ともに錫でメッキされる。このスペーサーブ
ロックは、プリント回路板と壁面４との空隙を保持す
る。
えばＤＩＮ標準40802 に基づくPF-CP02 型）は、厚さは
例えば 1.6ｍｍであり、床面４上に置かれる。これは片
面印刷型、即ち表面10が金属化され、裏面11は金属化さ
れない。このプリント回路板は、スペーサーブロック３
に固定される。スペーサーブロックは床４と一体に鋳造
され、両者ともに錫でメッキされる。このスペーサーブ
ロックは、プリント回路板と壁面４との空隙を保持す
る。
【００１５】図２はスペーサーブロックの１つを示す。
このスペーサーブロックは、プリント回路板を乗せるた
めの座金15、及び座金より細くプリント回路板の穴を通
る太さのピン13からなっている。ピン13はプリント回路
板を保持し、座金15は空隙12を決める。座金15の厚さは
好ましくは 0.4ｍｍであり、そうすると空隙12が 0.4ｍ
ｍになる。この空隙は他の値をとることも可能である
が、 0.2ｍｍと 0.6ｍｍとの間であることが望ましい。
ピンの直径は例えば 1.3ｍｍである。プリント回路板が
２つのスペーサーブロックの間で曲がることを避けるた
めに、スペーサーブロックの間隔は充分に近くするのが
よい。プリント回路板が曲がると空隙の値が変わってし
まう。この点は、回路の接地点が一般に比較的大きい数
に上り、これがスペーサーブロックの数を増すこととな
るので、通常は問題にならない。
このスペーサーブロックは、プリント回路板を乗せるた
めの座金15、及び座金より細くプリント回路板の穴を通
る太さのピン13からなっている。ピン13はプリント回路
板を保持し、座金15は空隙12を決める。座金15の厚さは
好ましくは 0.4ｍｍであり、そうすると空隙12が 0.4ｍ
ｍになる。この空隙は他の値をとることも可能である
が、 0.2ｍｍと 0.6ｍｍとの間であることが望ましい。
ピンの直径は例えば 1.3ｍｍである。プリント回路板が
２つのスペーサーブロックの間で曲がることを避けるた
めに、スペーサーブロックの間隔は充分に近くするのが
よい。プリント回路板が曲がると空隙の値が変わってし
まう。この点は、回路の接地点が一般に比較的大きい数
に上り、これがスペーサーブロックの数を増すこととな
るので、通常は問題にならない。
【００１６】ハウジングへの固定のために、プリント回
路板２は、スペーサーブロックのピンを通すための穴の
周囲に環状の金属化パッド16を具え、はんだ14によって
ピンに固定される。環状パッドの少なくとも一部分は、
プリント回路の金属化帯によって特別に形成された接地
のための電気回路に接続される。
路板２は、スペーサーブロックのピンを通すための穴の
周囲に環状の金属化パッド16を具え、はんだ14によって
ピンに固定される。環状パッドの少なくとも一部分は、
プリント回路の金属化帯によって特別に形成された接地
のための電気回路に接続される。
【００１７】本発明でのはんだ付けは、はんだ付けロボ
ットで行うことができる。ロボット操作は、最終的な回
路即ち最終的な部品の全てが既に載置されているプリン
ト回路板がハウジングに載置された後に最終工程として
行われる。前記のように、プリント回路板が表面マウン
ト型部品を搭載する電子装置の製造にあたり、工程数を
減らすために有用な方法は、次の段階を有するものであ
る。 ａ）第１に、プリント回路板に例えばシルクスクリーン
法ではんだを付着させる。これにより、部品がマウント
されるべき位置、即ちはんだ付けされるべき部品の金属
化された部分が載置される位置に選択的にはんだが付着
する。 ｂ）ａ）と同一のシルクスクリーン印刷工程で、プリン
ト回路板上のスペーサーブロックピンが通る穴の周囲に
ある環状の金属化パッドの上にもはんだを付着させる。 ｃ）次いで、はんだが付着している位置に部品を載置す
る。 ｄ）プリント回路板をハウジングの中に収める。 ｅ）最終的に、単一工程で、例えば気相中或いは炉中で
のはんだ付けによって、部品をプリント回路板にはんだ
付けし且つプリント回路板をスペーサーブロックにはん
だ付けする。
ットで行うことができる。ロボット操作は、最終的な回
路即ち最終的な部品の全てが既に載置されているプリン
ト回路板がハウジングに載置された後に最終工程として
行われる。前記のように、プリント回路板が表面マウン
ト型部品を搭載する電子装置の製造にあたり、工程数を
減らすために有用な方法は、次の段階を有するものであ
る。 ａ）第１に、プリント回路板に例えばシルクスクリーン
法ではんだを付着させる。これにより、部品がマウント
されるべき位置、即ちはんだ付けされるべき部品の金属
化された部分が載置される位置に選択的にはんだが付着
する。 ｂ）ａ）と同一のシルクスクリーン印刷工程で、プリン
ト回路板上のスペーサーブロックピンが通る穴の周囲に
ある環状の金属化パッドの上にもはんだを付着させる。 ｃ）次いで、はんだが付着している位置に部品を載置す
る。 ｄ）プリント回路板をハウジングの中に収める。 ｅ）最終的に、単一工程で、例えば気相中或いは炉中で
のはんだ付けによって、部品をプリント回路板にはんだ
付けし且つプリント回路板をスペーサーブロックにはん
だ付けする。
【００１８】前記のような回路と壁面４に直接形成され
た同様の回路とを比較する。比較は、全ての寸法（プリ
ント回路板の厚さ、空隙の厚さ、導電帯の幅）並びにプ
リント回路板の材料の誘電率及び損失係数の製造ばらつ
きを考慮して行った。この比較による第１の利点とし
て、実施例の場合に２ＧＨｚでの損失は、壁面に直接固
定したプリント回路板で形成した同じインピーダンスの
線の１／３であることが分かった。インダクタンスを実
現するために用いる細い接続線（特性インピーダンス 1
35Ω）の特性インピーダンスの分散は 4.4％に等しいこ
とが分かった。これに対して、壁面に直接固定したプリ
ント回路板についてのこの値は 8.2％である。分散に関
する本発明の利点は、印刷された接続線のインピーダン
スが更に高い部分については更に重要である。印刷され
たインダクタンスはその自己インダクタンスが特性イン
ピーダンスに依存するため、このようなインダクタンス
で無調整のフィルターを形成する場合には、前記の点が
特に有利になる。
た同様の回路とを比較する。比較は、全ての寸法（プリ
ント回路板の厚さ、空隙の厚さ、導電帯の幅）並びにプ
リント回路板の材料の誘電率及び損失係数の製造ばらつ
きを考慮して行った。この比較による第１の利点とし
て、実施例の場合に２ＧＨｚでの損失は、壁面に直接固
定したプリント回路板で形成した同じインピーダンスの
線の１／３であることが分かった。インダクタンスを実
現するために用いる細い接続線（特性インピーダンス 1
35Ω）の特性インピーダンスの分散は 4.4％に等しいこ
とが分かった。これに対して、壁面に直接固定したプリ
ント回路板についてのこの値は 8.2％である。分散に関
する本発明の利点は、印刷された接続線のインピーダン
スが更に高い部分については更に重要である。印刷され
たインダクタンスはその自己インダクタンスが特性イン
ピーダンスに依存するため、このようなインダクタンス
で無調整のフィルターを形成する場合には、前記の点が
特に有利になる。
【図１】図１は、本発明による電子装置を示すハウジン
グの断面図である。
グの断面図である。
【図２】図２は、プリント回路板をハウジングに固定す
るためのスペーサーブロックの拡大断面図である。
るためのスペーサーブロックの拡大断面図である。
１ ハウジング
２ プリント回路板
３ スペーサーブロック
４ 壁面
５、６ 平行六面体の長辺
７、８ 平行六面体の短辺
１０ 金属化面
１１ 裏面
１２ 空隙
１３ ピン
１４ はんだ
１５ 座金
１６ 金属化パッド
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ピエール シャント
フランス国 27400 ラ アーイュ マ
レーブ リュ シャンスーズ ６ ビス
(56)参考文献 特開 平３−72696（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−44098（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−221002（ＪＰ，Ａ)
実開 昭55−37234（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭61−17791（ＪＰ，Ｕ)
実開 平２−84363（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭57−10785（ＪＰ，Ｕ)
特公 昭51−46907（ＪＰ，Ｂ１)
欧州特許出願公開332909（ＥＰ，Ａ
１)
米国特許4184133（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H05K 7/14
Claims (3)
- 【請求項１】 ２ギガヘルツまでの周波数のための電子
装置であって、能動部品又は受動部品若しくはその双方
を搭載するプリント回路板を具えるハウジングを有して
成り、該プリント回路板には電気接続線を形成する金属
帯が設けられ、該電気接続線は接地面となる導電板と平
行に固定された電子装置において、 上記能動及び受動部品は、表面マウント型であり、上記
プリント回路板は、片面型であって、その一方の面、即
ち、表面のみが金属化され、他方の面、即ち、裏面は金
属化されていないものであり、また該プリント回路板の
裏面は、前記壁面に鋳造されている幾つかのスペーサー
ブロックによって装着されたハウジングの壁面である上
記導電板に結合し、更に各スペーサーブロックは、該プ
リント回路板に対向する座金と、該座金より断面が小さ
く、該プリント回路板の穴を貫通するピンとによって構
成され、前記穴の周囲に金属化パッドを設け、前記プリ
ント回路板を前記壁面に固定するために、前記金属化パ
ッドを前記スペーサブロックにはんだ付けし、該スペー
サーブロックの座金は、該裏面と該壁面との間隔を０．
２ｍｍ乃至０．６ｍｍに保持するとともに、幾つかのス
ペーサーブロックは、２つのスペーサーブロックの間の
プリント回路板の屈曲を防止するように設けられ、前記
金属化パッドのうちの少なくとも一つを、前記電気接続
線のうちの一つの点に接続されていることを特徴とする
電子装置。 - 【請求項２】 ハウジングは、平行六面体の形状を有
し、２つの対向面が他の対向面より大きく、前記壁面
は、ハウジングの内側の２つの大きい面の間のほぼ中間
に位置することを特徴とする請求項１に記載の電子装
置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の電子装置の製造方法で
あって、次の連続工程、即ち、 ・プリント回路板の、部品がマウントされるべき位置及
び穴の周囲に、はんだを付着する、 ・該部品を該プリント回路板の上に置く、 ・該プリント回路板をハウジングの中に置く、 ・最後に、単一工程で、部品を該プリント回路板にはん
だ付けし且つ該プリント回路板をスペーサーブロックに
はんだ付けする、 一連の工程によることを特徴とする電子装置の製造方
法。
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