(57)【要約】【課題】物体を回路板上に組み付ける組付けデバイス及び方法を提供すること。【解決手段】組付けデバイスは、当接部分及び少なくとも１つのピンを有する。組付け方法は、複数の組付けデバイスを回路板上に配設すること、各組付けデバイスのピンを回路板の複数のめっき孔に通すこと、及びピンをめっき孔にはんだ付けすること、物体の貫通孔を組付けデバイスに通すこと、当接部分を折り曲げ、物体の貫通孔の開口の縁部を当接し、これにより、複数の組付けデバイスを介して物体を回路板上に組み付けること、並びに物体を接地することを含む。組付けデバイスは、はんだ付けによって回路板上にしっかりと組み付けられる。組付けデバイスは、はんだオーブンによってはんだ付けされるため、組立てが容易である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を回路板上に組み付ける組付けデバイスであって、前記物体は、貫通孔を有し、前記回路板は、少なくとも１つのめっき孔を有し、
前記組付けデバイスは、
前記物体の前記貫通孔を通過するように構成し、２つの端部を有する貫入部分、
前記貫入部分の一方の端部に配設し、前記物体の前記貫通孔の開口の縁部に当接することができる当接部分、及び、
前記当接部分とは反対側のもう一方の端部上に配設した、前記貫入部分のピン部分を備え、
前記ピン部分は、
前記回路板の前記少なくとも１つのめっき孔を通り、前記少なくとも１つのめっき孔内にはんだ付けするように構成した少なくとも１つのピンを備えることを特徴とする、
組付けデバイス。
【請求項２】
前記貫入部分、前記当接部分及び前記ピン部分は、金属条片を折り曲げたものから作製することを特徴とする、請求項１に記載の組付けデバイス。
【請求項３】
前記当接部分は、平坦部品であり、前記貫入部分に直交し、前記貫入部分の側部から延在し、突出することを特徴とする、請求項１又は２に記載の組付けデバイス。
【請求項４】
前記貫入部分上にスリーブ状に付けられる弾性構成要素を更に備え、前記弾性構成要素は、２つの端部を有し、前記弾性構成要素の２つの端部の一方は、前記物体を前記回路板から離して押圧することができる、請求項１又は２に記載の組付けデバイス。
【請求項５】
前記ピン部分は、２つの支持部分を更に備え、前記２つの支持部分は、前記ピン部分の上部に形成され、２つの反対方向に向かって延在し、前記物体とは反対側の、前記弾性構成要素のもう一方の端部に当接することを特徴とする、請求項４に記載の組付けデバイス。
【請求項６】
前記貫入部分は、２つの表面、前記貫入部分の一方の表面上で凹む溝、及び前記貫入部分のもう一方の表面上で外側に突出する突出部を備え、前記溝及び前記突出部は、前記ピン部分まで延在し、前記溝及び前記突出部は、互いに位置が対応することを特徴とする、請求項１又は２に記載の組付けデバイス。
【請求項７】
前記ピン部分は、前記貫入部分上に組み付けた第１の延在部分であって、前記第１の延在部分の幅は、前記貫入部分の幅よりも大きい、第１の延在部分と、前記第１の延在部分の２つのそれぞれの縁部で折り曲げられ、形成された２つの第２の延在部分を備え、前記ピン部分の前記少なくとも１つのピンの数は、２つ以上であり、前記少なくとも１つのピンの２つは、前記２つの第２の延在部分上に個別に組み付けられることを特徴とする、請求項１又は２に記載の組付けデバイス。
【請求項８】
物体を回路板上に組み付ける方法であって、
少なくとも１つの組付けデバイスを前記回路板上に組み付けるステップであって、前記少なくとも１つの組付けデバイスのそれぞれは、貫入部分、当接部分及びピン部分を備え、前記当接部分及び前記ピン部分は、前記貫入部分の２つの相対する端部に配設され、前記ピン部分は、前記回路板の前記少なくとも１つのめっき孔を通り、前記少なくとも１つのめっき孔内にはんだ付けされる少なくとも１つのピンを備える、ステップ、及び、
前記少なくとも１つの組付けデバイスの前記貫入部分を前記物体の貫通孔に通し、前記当接部分を折り曲げ、前記物体の前記貫通孔の開口の縁部に当接させ、これにより、前記少なくとも１つの組付けデバイスを介して前記物体を前記回路板上に組み付けるステップ、を含むことを特徴とする、
方法。
【請求項９】
前記組付け方法は、前記少なくとも１つの組付けデバイスを前記貫通孔に通した後、前記当接部分が前記物体の前記少なくとも１つの貫通孔の開口の縁部に当接するまで、水平力により前記少なくとも１つの組付けデバイスの前記当接部分を折り曲げることを更に含むことを特徴とする、請求項８に記載の組付け方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの組付けデバイスのそれぞれは、前記物体を前記回路板から離して押圧する弾性構成要素を備えることを特徴とする、請求項８又は９に記載の組付け方法。
【請求項１１】
前記組付け方法は、前記少なくとも１つの組付けデバイスのそれぞれの前記少なくとも１つのピンを前記回路板の前記少なくとも１つのめっき孔に通した後、前記少なくとも１つのピンを前記少なくとも１つのめっき孔にはんだ付けするために、前記回路板を前記物体と共にはんだオーブンに通すことを更に含むことを特徴とする、請求項８又は９に記載の組付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路板上の組付けデバイス、及び物体を回路板上に組み付ける組付け方法に関し、より詳細には、放熱器を回路板上に組み付ける組付けデバイス及び組付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子製品には、様々な構成要素が回路板上に組み付けられている。例えば、放熱器は、回路板上に組み付け、中央処理装置（以下ＣＰＵと呼ぶ）の上面に当接させ、熱を放散させることができる。正確には、主に、放熱器を回路板上に組み付ける２つの従来の組付け手法がある。
しかし、従来の組付け手法は、以下の欠点を有する。
放熱器の接地が不良であるか又は作用しないことさえある。
組付け強度が不十分である。
構成要素の組立てが困難である。
費用が高額である。
これらの欠点を克服するために、本発明は、回路板上の組付けデバイス、及び物体を回路板上に組み付ける方法を提供し、上述の問題を軽減するか又はなくす。
【０００３】
図９に示すように、押下げ型リベット９１は、放熱器９２及び回路板９３に下向きに貫入する。押下げ型リベット９１の端部９１１は、回路板９３に当接し、上向きに押圧する。ばね９４は、押下げ型リベット９１上にスリーブ状に付けられ、放熱器９２及び回路板９３を端部９１１で留める。
【０００４】
代替的に、保持クリップを採用することができる。保持クリップは、互いに相対する２つの縁部を有する。縁部の一方は、回路板上に枢動可能に組み付けられ、放熱器を回路板上の特定の位置に配設した後、保持クリップを放熱器の上面に裏返し、こうして、もう一方の縁部を回路板上に固定し、これにより、放熱器を回路板上に組み付けることができる。
【０００５】
しかし、上述の組付け手法は、以下の欠点を有する。
【０００６】
１．放熱器９２の接地が不良であるか又は作用しないことさえある。
ワイヤレス通信デバイスの場合、ノイズは軽減すべきである。ＣＰＵ又はダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（以下ＤＤＲと呼ぶ）を回路板上に配設する場合、ＣＰＵ及びＤＤＲの動作周波数がより高くなるほど、より多くのノイズがＣＰＵ及びＤＤＲに発生する。放熱器９２は、アンテナとして働き、ノイズを放出することがある。というのは、ＣＰＵ及びＤＤＲの上の放熱器９２は常に、高度に導電性の材料から作製されるためである。したがって、放熱器９２は、前述のノイズを避けるために、完全に接地する必要がある。
【０００７】
しかし、押下げ型リベット９１は、回路板の非めっき孔に挿入されるため、押下げ型リベット９１は放熱器９２を接地させることができない。更に、保持クリップと、回路板及び放熱器９２との接触領域は、小さいため、接地はかなり不良である。したがって、２つの組付け手法は、ノイズを回避することができない。
【０００８】
２．組付け強度が不十分である。
組付けにどのような構成要素、例えば、押下げ型リベット９１の端部９１１又は保持クリップを使用しても、組付け強度は安定していない。組付け強度を向上させるため、複数の前記押下げ型リベット９１は、放熱器９２の隅、特に対角隅に組み付けられるはずであり、このため、押下げ型リベット９１は、特定の形状、例えば長方形の放熱器９２の組付けにのみ適している。
【０００９】
３．これらの構成要素は組立てが困難である。
押下げ型リベット９１を組立てに使用した場合、押下げ型リベット９１の端部９１１が変形するまで、押下げ型リベット９１に対し力を与え、これにより、押下げ型リベット９１が、放熱器９２及び回路板９３の貫通孔を通過できるようにする必要があり、組立てを複雑にしている。更に、端部９１１を変形させ、押し込み、貫通孔に通す力は、放熱器９２からＣＰＵに伝達されることがあり、これによりＣＰＵに損傷を与えることがある。
【００１０】
４．費用が高額である。
押下げ型リベット９１の構造及び形状は、複雑である。更に、押下げ型リベット９１は、変形可能な端部を含むため、製造費用を高額にしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
これらの欠点を克服するために、本発明は、回路板上の組付けデバイス、及び物体を回路板上に組み付ける方法を提供し、上述の問題を軽減するか又はなくす。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の主な目的は、物体を回路板上に組み付ける回路板上の組付けデバイスを提供することであり、物体は、貫通孔を有し、前記回路板は、少なくとも１つのめっき孔を有し、組付けデバイスは、良好な接地を有する。
【００１３】
組付けデバイスは、貫入部分、当接部分及びピン部分を備える。貫入部分は、物体の貫通孔を通るように構成する。当接部分は、貫入部分の一方の端部に配設し、物体の貫通孔の開口の縁部に当接することができる。ピン部分は、当接部分とは反対側の、貫入部分のもう一方の端部上に配設され、ピン部分は、回路板の少なくとも１つのめっき孔を通り、少なくとも１つのめっき孔にはんだ付けするように構成した少なくとも１つのピンを備える。
【００１４】
物体を回路板上に組み付ける組付け方法も提供する。組付け方法は、少なくとも１つの組付けデバイスを回路板上に組み付け、少なくとも１つの組付けデバイスの貫入部分を物体の貫通孔に通し、少なくとも１つの組付けデバイスの当接部分を折り曲げ、物体の貫通孔の開口の縁部に当接させ、これにより、少なくとも１つの組付けデバイスを介して物体を回路板上に組み付けることを含む。
【００１５】
組付けデバイスは、導電性金属から作製され、ピンは、回路板のめっき孔を通り、めっき孔にはんだ付けされ、物体は、回路板に電気的に接続され、これにより接地される。更に、ピンとめっき孔との間の接触領域は、従来の保持クリップの接触領域よりも大きいため、接地が向上する。更に、本発明による組付けデバイスは、回路板と共にはんだ付けされるため、組付け強度は、強力で安定している。組付けデバイスは金属であるため、組付けデバイスが熱により脆化しない。
一方で、物体を本発明による複数の組付けデバイスによって固定した場合、組付けデバイスは、物体の対角隅に制限するのではなく、物体のあらゆる部位に組み付けることができる。したがって、物体の形状を長方形に制限しない。組付け強度は強力で安定しているため、物体は、組付けを向上させる他の構成要素を必要とせず、これにより、組付け方法を簡略化し、費用を低減する。
最後に、重要なことに、従来の電子製品の製造工程では、回路板は、はんだオーブンに通すか、又はスポット溶接を受ける。一方、本発明による組付け方法では、組付けデバイスは、同じはんだ付け工程の間に回路板上ではんだ付けされ、組み付けることができるため、組付け方法がより簡略化され、効率的である。
【００１６】
本発明の他の目的、利点及び新規の特徴は、添付の図面と共に用いる以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による組付けデバイスの分解斜視図である。
【図２】本発明による組付け方法の連続動作図である。
【図３】本発明による組付け方法の連続動作図である。
【図４】本発明による組付け方法の連続動作図である。
【図５】本発明による組付け方法の連続動作図である。
【図６】図１の組付けデバイス、回路板及び物体の組立て後の断面図である。
【図７】図６の組付けデバイス、回路板及び物体の拡大図である。
【図８】図２から図５の組付け方法のフロー・チャートである。
【図９】従来の押下げ型リベットの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１及び図３を参照する。本発明による回路板３０上の組付けデバイス１０は、回路板３０上に物体２０を組み付けるために使用する。
【００１９】
図３を参照されたい。物体２０は、複数の貫通孔２１を有し、複数の貫通孔２１は、本発明の複数の前記組付けデバイス１０を受け入れ、複数の貫通孔２１に組付けデバイス１０を組み付ける。
本実施形態では、各個の貫通孔２１は、長方形であるが、長方形に限定するものではなく、貫通孔２１は、組付けデバイス１０に適している限り、他の形状であってもよい。更に、本実施形態では、物体２０は、放熱器とすることができるが、放熱器に限定するものではなく、他の構成要素であってもよい。
【００２０】
次に、図２及び図３を参照されたい。回路板３０は、複数のめっき孔群３１を有し、複数のめっき孔群３１は、本発明の複数の前記組付けデバイス１０を受け入れ、めっき孔群３１に組付けデバイス１０を組み付ける。各めっき孔群３１は、少なくとも１つのめっき孔３１１（例えば、ＰＴＨとしても公知であるめっき貫通孔）を有する。言い換えれば、めっき孔３１１は、孔の壁上を銅又は他の導電性材料でめっきした孔である。
本実施形態では、各めっき孔群３１は、各組付けデバイス１０のピン１１４の数と一致する４つのめっき孔３１１を含むが、この数に限定するものではない。別の実施形態では、各めっき孔群３１は、１つのめっき孔３１１のみを有することができる。
【００２１】
次に、図１、図２及び図７を参照されたい。組付けデバイス１０は、本体１１及び弾性構成要素１２を備える。
【００２２】
本体１１は、導電性金属から作製され、貫入部分１１１、当接部分１１２及びピン１１３を備える。本実施形態では、本体１１は、１枚の金属条片を折り曲げたものであり、大量生産での製造が容易で、費用を低減させる。しかし、１枚の金属条片に限定するものではなく、本体１１は、複数の構成要素を通じて組み立てることができる。
【００２３】
貫入部分１１１は、物体２０の貫通孔２１の１つを通過するように構成する。当接部分１１２は、貫入部分１１１の一端に配設される。本実施形態では、当接部分１１２は、貫入部分１１１の上端に形成される。当接部分１１２は、物体２０の貫通孔２１の開口の縁部と当接することができる。
本実施形態では、当接部分１１２は、平坦部品であり、貫入部分１１１に直交し、貫入部分１１１の側方から外側に突出する。したがって、当接部分１１２が物体２０の長方形貫通孔２１を通り、貫通孔２１に通して前記物体を貫入部分１１１上に置いた後、ユーザは、当接部分１１２の端部が物体２０の貫通孔２１の開口の縁部に当接するまで、水平力により当接部分１１２を曲げることができる。しかし、当接部分１１２の形状及び動作は、当接部分１１２が物体２０の貫通孔２１の開口の縁部に当接できる限り、これらに限定するものではない。
【００２４】
ピン部分１１３は、貫入部分１１１のもう一方の端部に組み付けられ、前記端部は、当接部分１１２により組付けられる端部とは反対側の端部である。
本実施形態では、ピン部分１１３は、貫入部分１１１の底端部に形成される。本実施形態では、ピン部分１１３は、第１の延在部分１１３１及び２つの第２の延在部分１１３２を備える。第１の延在部分１１３１は、貫入部分１１１の下に形成され、第１の延在部分１１３１の幅は、貫入部分１１１の幅よりも大きい。２つの第２の延在部分１１３２は、折り曲げられ、第１の延在部分１１３１の２つのそれぞれの端部に形成される。
【００２５】
更に、ピン部分１１３は、４つのピン１１４及び２つの支持部分１１５を更に備える。４つのピン１１４は、ピン部分１１３の底側から突出し、回路板３０のめっき孔群３１の４つのめっき孔３１１に個々に対応している。ピン１１４のそれぞれは、対応するめっき孔３１１を通り、対応するめっき孔３１１にはんだ付けされる。ピン１１４の数は、めっき孔群３１の各個のめっき孔３１１の数に対応する。別の実施形態では、本体１１は、１つのピン１１４のみを有し、めっき孔群３１のそれぞれは、１つのめっき孔３１１のみを有することができる。
本実施形態では、デュアル・インライン・パッケージ（以下ＤＩＰと呼ぶ）工程において回路板３０をはんだオーブンに通す際に、ピン１１４のそれぞれをはんだ付けし、これにより、組立て工程を簡略化する。上述の工程の場合、ピン１１４の数は、より良好に組み付けるため、好ましくは４個以上である。ピン１１４のはんだ付け工程及びめっき孔３１１は、これらに限定するものではなく、他の手法ではんだ付けすることができる。
【００２６】
２つの支持部分１１５は、ピン部分１１３の上側に個別に形成され、２つの相対する方向に向かって延在する。本実施形態では、２つの支持部分１１５は、第１の延在部分１１３１の上側に形成され、貫入部分１１１は、２つの支持部分１１５の間にある。
【００２７】
更に、本実施形態では、貫入部分１１１は、貫入部分１１１の２つの相対する表面上に溝１１６及び突出部１１７を形成する。溝１１６及び突出部１１７は、ピン部分１１３まで下側に延在し、互いに位置が対応する。正確には、溝１１６及び突出部１１７は、貫入部分１１１及びピン部分１１３をスタンピングすることによって作製し、これにより、貫入部分１１１及びピン部分１１３の強度を増大させる。
【００２８】
弾性構成要素１２は、本体１１上にスリーブ状に付けられ、２つの端部を有する。弾性構成要素１２の一方の端部（例えば上端部）は、回路板３０から離す方向に物体２０を押圧する。
本実施形態では、弾性構成要素１２は、圧縮ばねであり、貫入部分１１１上にスリーブ状に付けられる。物体２０とは反対側の、弾性構成要素１２のもう一方の端部（例えば底端部）は、２つの支持部分１１５と当接する。弾性構成要素１２の上端部が物体２０を上側に押圧するため、弾性構成要素１２は、回路板３０から離れて物体２０に反発することができ、これにより、物体２０は、回路板３０と物体２０との間の他の構成要素（例えばＣＰＵ）を押すことも、これらの構成要素に損傷を与えることもないが、これに限定するものではない。別の実施形態では、組付けデバイスは、弾性構成要素１２を有さなくてもよい。更に別の実施形態では、弾性構成要素１２は、弾性構成要素１２が本体１１上に配設され、物体２０を上側に押圧できる限り、圧縮ばねではなくてもよい。
【００２９】
次に、図８を参照されたい。本発明による回路板上に物体を組み付ける組付け方法は、以下のステップを含む。
Ｓ１：回路板上に組付けデバイスを組み付けるステップ。
図２及び図３に示すように、複数の前記組付けデバイスを回路板３０上に組み付ける。本実施形態では、組付けデバイスは、例示的デモンストレーションとしての本発明による組付けデバイス１０であるが、これに限定するものではなく、組付けデバイスが異なる構造を有し得ることを意味する。次に、組付けデバイス１０のピン１１４のそれぞれを、回路板３０のめっき孔群３１の対応するめっき孔３１１に通し、めっき孔３１１内にはんだ付けする。ピン１１４及びめっき孔３１１のはんだ付け方法は、ＤＩＰ下、前述のように回路板３０をはんだオーブンに通す際に同時に実行することができるが、これに限定するものではない。
Ｓ２：組付けデバイスを介して物体を組み付けるステップ。
図４から図７に示すように、組付けデバイス１０を物体２０の貫通孔２１に通し、これにより物体２０は組付けデバイス１０の弾性構成要素１２を押圧する。本実施形態では、貫通孔２１は長方形であるため、組付けデバイス１０の長方形当接部分１１２を通すことを可能にし、次に、貫通孔２１に、対応する組付けデバイス１０の貫入部分１１１を貫入させる。次に、図７に示すように、弾性構成要素１２をわずかに圧縮させる一方で、当接部分１１２は、当接部分１１２の一端が、物体２０の対応する貫通孔２１の開口の縁部に当接するまで、水平力により折り曲げられる。したがって、物体２０は、当接部分１１２と弾性構成要素１２との間に留められ、組み付けられる、即ち、回路板３０上に組み付けられ、回路板３０は、上述の組付けデバイス１０とはんだ付けされる。組付けデバイス１０の当接部分１１２の全てを折り曲げた後、物体２０は、回路板３０上に完全に組み付けられている。
【００３０】
本実施形態では、当接部分１１２は、水平力により折り曲げられ、物体２０の貫通孔２１の縁部に当接するが、これに限定するものではない。例えば、当接部分１１２は、下側に折り曲げ、貫通孔２１の縁部に当接させ、これにより、物体２０も組み付けることができる。更に、当接方法は、当接部分１１２が物体２０の貫通孔２１を通過でき、当接部分１１２が貫通孔２１の縁部に当接できる限り、水平力又は下側力に限定するものではない。
【００３１】
本実施形態では、組付けデバイス１０のそれぞれは、様々な厚さを有する物体２０に適合する弾性構成要素１２を有する。更に、弾性構成要素１２が物体２０を回路板３０から離して押圧することによって、物体２０は、回路板３０と物体２０との間の他の構成要素（例えばＣＰＵ）を圧縮しない。別の実施形態では、物体２０は、弾性構成要素１２を伴わずに当接部分１１２とピン部分１１３との間に留められる。
【００３２】
本発明を、ワイヤレス通信機能を有するデバイスに利用する場合、例えば、ＣＰＵ４０又はＤＤＲを回路板３０上に組み付ける場合、物体２０は、本体１１及び回路板３０を介して接地される。というのは、本体１１は、導電性金属から作製され、本体１１のピン１１４は、回路板３０のめっき孔３１１内に組み付けられ、めっき孔３１１にはんだ付けされるためである。したがって、物体２０（例えば放熱器）によるノイズが放出されることがなく、干渉を低減し、信号受信を向上させる。
【００３３】
更に、組付けデバイス１０及び回路板３０は一緒にはんだ付けするため、組付け強度は強力である。組付けデバイス１０を回路板３０上に組み付ける工程において、ＤＩＰ下、回路板３０をはんだオーブンに通す際に回路板３０上に錫を直接めっきすることができる。
物体２０を組付けデバイス１０上に据え付ける間、当接部分１１２は、物体２０を組付けデバイス１０上に置いた際に折り曲げるだけでよいため、据付けは非常に好都合である。組付けデバイス１０の本体１１は、金属条片を折り曲げたものから作製され、コンピュータ化数値制御機械によって製造できるため、製造費用は低い。
【００３４】
本実施形態では、複数の前記組付けデバイス１０を回路板３０上に組み付け、物体２０は、複数の前記貫通孔２１を備えるが、構成は、これに限定するものではない。別の実施形態では、物体２０は、１つの貫通孔２１のみを有することができ、物体２０を１つの組付けデバイス１０によって組み付けることができるようにする。
【００３５】
本発明の多数の特性及び利点を本発明の構造及び機能の詳細と共に上記の説明で示してきたが、本開示は例示にすぎない。特に本発明の原理内の部品の形状、サイズ及び構成に関する事項において、添付の特許請求の範囲が表す用語の広い一般的な意味によって示される全範囲まで、細部の変更を行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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