(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングであって、
第１区画室と、
第２区画室と、
前記ハウジング内で前記第１及び第２区画室を分離する隔壁と、
前記第１及び第２区画室間における前記隔壁の開口と、
を含む、ハウジングと、
前記隔壁の前記開口を覆い、前記第１区画室から前記第２区画室をシールするシール基板であって、
前記第１区画室に対向する第１面、前記第２区画室に対向する第２面、周縁、及び複数のビアを含む、回路基板と、
各々が前記回路基板の前記第１面から前記第１区画室内に延びる第１端、前記回路基板の前記第２面から前記第２区画室内に延びる第２端を有する複数の導体ピンと、
単一のビアに対して各導体ピンを接続してシールし、各導体ピンが前記ビアを貫通して延びて前記第１及び第２区画室間の電気経路を提供する、複数の半田接合箇所と、
を含む、シール基板と、
を具備し、
前記回路基板は、複数の絶縁材料層と、内側接続層と、各ビアから絶縁された、前記複数の絶縁材料層内の第１埋め込み接地面と、を更に含み、
前記第１区画室に内蔵された構成部品に係合する前記導体ピンの第１端を案内するために、前記回路基板の第１面近傍のアダプタ部品を更に具備する伝送装置。
【請求項２】
前記第１区画室は端子ブロック区画室であり、前記第２区画室は主要基板区画室である、請求項１に記載の伝送装置。
【請求項３】
前記回路基板の面に取り付けられて前記導体ピンに接続され、ＥＭＩノイズをろ過して除く複数のチップ型キャパシタを更に具備する、請求項１又は２に記載の伝送装置。
【請求項４】
各ビアは半田接合箇所によって導体ピンの１つに対して接続且つシールされている、請求項１から３までのいずれか１項に記載の伝送装置。
【請求項５】
前記第１埋め込み接地面は、前記内側接続層から絶縁されている、請求項１から４までのいずれか１項に記載の伝送装置。
【請求項６】
前記回路基板は、
前記第１埋め込み接地面と平行且つ各ビア及び前記内側接続層から電気的に絶縁された、前記複数の絶縁材料層内の第２埋め込み面を更に含む、請求項１から５までのいずれか１項に記載の伝送装置。
【請求項７】
各ビアは、
前記回路基板の前記内側接続層に金属-金属の接着で接続されたメッキ胴と、
前記メッキ胴から径方向外側に延びる導体パッドと、
を含む、請求項１から６までのいずれか１項に記載の伝送装置。
【請求項８】
前記回路基板は、各ビアを囲む外側粘着ストリップを含み、前記導体パッドが前記粘着ストリップに重なって接着されている、請求項７に記載の伝送装置。
【請求項９】
前記回路基板は、
前記回路基板の周縁で且つ前記隔壁の対応した孔に相当する位置にあって固定具を受け取る複数のアンカー孔を更に含み、前記固定具は前記回路基板の周縁において前記回路基板の複数のアンカー孔を貫通して延び、前記隔壁に前記回路基板を接続する、請求項１から８のいずれか１項に記載の伝送装置。
【請求項１０】
前記隔壁と前記回路基板の前記第１面との間で圧縮されたシールを更に具備する、請求項１から９までのいずれか１項に記載の伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に、工業プロセスにて使用する現場装置に関する。特に、本発明は工業プロセスにおいて、圧力伝送装置としての現場装置のためのシール基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力伝送装置はプロセスの近傍に取り付けられ、工業プロセスに関係した流体圧を測定するために使用される。また、圧力伝送装置は、速度、流体高さ、高度及び流体の流れ等の他のパラメータを間接的に測定するのにも使用可能である。測定されたプロセスの流体圧はホストコンピュータ、コントローラ又は他の装置に伝送されて工業プロセスの監視又は制御を保証する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
幾つかの圧力伝送装置は囲繞体を有し、該囲繞体は隔壁によって分離された端子ブロック構成部品のための端子ブロック区画室と、活動的な電子アセンブリ（主要基板）のための電子機器区画室との２つの区画室に分割されている。端子ブロック区画室は端子ブロックにおける電気接続へのユーザのアクセスを可能にし、一方、電子機器区画室は周囲の環境から主要基板を保護する。１つの区画室からの信号は隔壁を通じて他の区画室に伝送される。信号を電気的に隔離し且つ電子機器区画室に入る如何なる外部の電子ノイズ（ＥＭＩ）を制限する一方、２つの区画室間の環境的なシールを提供する必要がある。特に、電気的な絶縁やハウジングシールを提供しながら、隔壁を通じて多数（即ち、高密度）の電気信号を個々に伝送するためにコスト的に有効な方法が望まれている。ＥＭＩノズルを減少する現在の技術は複合スタンプブレイズ(complex stamped brazed)の無線周波数干渉(ＲＦＩ)フィルタタブアセンブリを使用し、フィルタタブアセンブリは金属プレス加工(metal stamping)、セラミックフィルタ体及びエポキシポッティング(epoxy potting)を使用する。この複合スタンプブレイズのＲＦＩフィルタタブアセンブリは製造が困難且つコスト高である。他の代替案は個々の螺子込み式フィルタアセンブリを使用する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態において、シール基板は回路基板と、複数の導体ピンと、複数の半田接合箇所を含む。回路基板は第１面と、第２面と、周縁と、複数のビアとを含む。半田接合箇所は単一のビアに対して各導体ピンを接続してシールし、各導体ピンはビアを貫通して回路基板の第１面から回路基板の第２面に延びている。
【０００５】
他の実施携帯はプロセスパラメータの検出且つ測定に使用され、コントローラに情報を伝送する伝送装置である。伝送装置はハウジング及びシール基板を含む。ハウジングは、第１区画室と、第２区画室と、第１及び第２区画室を分離する隔壁と、第１及び第２区画室間の隔壁における開口とを含む。シール基板は第１及び第２区画新間の開口を覆ってシールするように配置されている。シール基板は、回路基板と、複数の導体ピンと、複数の半田接合箇所とを含む。回路基板は、第１面、第２面、周縁及び複数のビアを含む。各導体ピンは回路基板の第１面から延びる第1端と、回路基板の第２面から延びる第２端とを有する。半田接合箇所は単一のビアに対して各導体ピンを接続してシールし、各導体ピンはビアを貫通して回路基板の第１面から回路基板の第２面に延びる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】伝送装置の斜視図である。
【図２】図１の伝送装置におけるシール基板の斜視図である。
【図３】図１の圧力伝送装置のハウジング隔壁に取り付けられたシール基板を示す断面図である。
【図４Ａ】ビアの断面図である。
【図４Ｂ】適切に挿入且つ半田付けされた導体ピンを備えてなるビアを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は伝送装置１０の斜視図であり、該伝送装置１０はハウジング１２及び本発明のシール基板１４を含む。図３は伝送装置１０から分離されたシール基板１４の斜視図である。図１，２は一緒に論じられる。
【０００８】
本実施形態によれば、ハウジング１２は第１区画室（端子ブロック区画室１６）、仕切り壁（開口１８Ａ及びネック１８Ｂを備えた隔壁１８）及び第２区画室（電子又は主要(feature)基板区画室２０）を含む。ハウジング１２に取り付けられて区画室１６，２０を閉じる２つのカバーは取り外され、図１には示されていない。
【０００９】
シール基板１４は、印刷回路基板２２、複数の導体ピン２４、複数の半田接合箇所２６及びキャパシタ２８を含む。回路基板２２は複数のビア(via)３０（図１中、破線で示されている）及び複数のアンカー孔３２を含む。
【００１０】
隔壁１８は、端子ブロック区画室１６と主要基板区画室２０とに分離する。隔壁１８のネック１８Ｂは主要基板区画室２０内に延び、その先端に開口１８Ａを有する。図１に示された実施形態において、シール基板１４はネック１８Ｂの先端に取り付けられ、隔壁１８の開口１８Ａを覆っている。図１において、シール基板１４の一部は破断されて開口１８Ａを示している。シール基板１４と隔壁１８のネック１８Ｂとの間にはシール基板１４の周縁回りにＯリング３４が配置され、該Ｏリング３４は主要基板区画室２０から端子ブロック区画室１６を環境的にシールしている。アンカー孔３２はシール基板１４の周縁に配置され、ねじ、リベット又は他の固定具を使用して隔壁１８にシール基板１４を固定するために、隔壁１８の対応した孔と共に利用される。ビア３０は回路基板アセンブリ２２にてシール基板１４の中央域の回りに配置されている。半田接合箇所２６は単一のビア３０に各導体ピン２４を接続してシールし、各導体ピン２４はビア３０を貫通して延びている。半田接合箇所２６はシール基板１４に対する導体ピン２４の物理的な固定及び環境的なシールの両方をなす。シール基板１４の印刷回路基板材料は導体ピン２４を互いに、また、ハウジング１２に対して電気的に絶縁可能にする。
【００１１】
印刷回路金２２上のキャパシタ２８は表面実装（ＳＭＤ）のチップ型のキャパシタであり、ＥＭＩフィルタを提供する。該フィルタは不所望な信号ノイズが区画室１６，２０間を通過して、区画室２０（主要基板等）内の電子機器アセンブリの性能に影響を及ぼすのを防止する。
【００１２】
伝送装置１０が使用されるとき、圧力が圧力センサ（図示しない）によって検出され、圧力センサは主要基板区画室２０内に配置されている。そして、圧力センサからの電気的なセンサ信号は主要基板区画室２０からシール基板１４を通じて端子ブロック区画室１６に伝送される。これは、電気信号がビア３０を貫通して延びる導体ピン３０を介して伝送されるこによって達成される。図２，３に示されるように、導体ピン２４は端子区画室１６内に延びる第１端２４Ａと、主要基板区画室２０内に延びる第２端を有する。
【００１３】
一実施形態によれば、シール基板１４は主要基板区画室２０から端子ブロック区画室１６を環境的にシールする。これは、半田接合箇所２６によって適切にシールされた導体ピン２４との組み合わせで、１つの区画室の環境条件が他の区画室内の電気機器に影響することなく、電気信号が区画室１６，２０間を伝送されるのを可能にする。この構成は隔壁１８を通じて個々の電気信号を数多く伝送させるコスト的に有効な方法を提供し、一方、正確且つ精密な測定を確保する環境的なシールを提供するとともにＥＭＦフィルタ等の他の機能を提供する機能の付加を可能にする。
【００１４】
図３は伝送装置１０の部分的な断面図であり、ハウジング１３内のシール基板１４を示す。伝送装置１０はハウジング１２及びシール基板１４を含む。ハウジング１２は、端子ブロック区画室１６、隔壁１８及び主要基板区画室２０を含む。隔壁１８は複数の隔壁対応孔３６を含み、これら対応孔３６にシール基板１４の対応したアンカー孔３２が位置合わされる。シール基板１４は回路基板２２、複数の導体ピン２４、複数の半田接合箇所２６及び表面実装の複数のキャパシタ２８を含む。回路基板２２は複数のビア３０及び複数のアンカー孔３２を含む。半田接合箇所２６は単一のビア３０に対して各導体ピン２４を接続してシールし、各導体ピン２４はビア３０を通過して延び、回路基板２２の第１面から端子ブロック区画室１６に向けて延びる第１端２４Ａ、回路基板２２の第２面から主要基板区画室２０に向けて延びる第２端２４Ｂを備える。この構成は、端子ブロック区画室１６と主要基板区画室２０との間での信号の伝送を可能にする一方、環境的なシールを提供する。隔壁１８のネック１８Ｂにはアダプタ部品３８が配置され、該アダプタ部品３８は導体ピン２３４の端２４Ａを受け取る。アダプタ部品３８は複数のピンガイド４０と、アダプタキャップ４２を含む。端子ブロック４４は複数のピン受け４６及び回路基板４８を含み、該回路基板４８はピン受け４６に対する電気接続を保持し且つ提供する。端子ブロック４４内で、ピンガイド４０及びアダプタキャップ４２はピン受け４６に対して導体ピン２４の第１端２４Ａを保護し且つ案内する。アダプタ部品３８は寸法が異なる端子ブロック４４へのシール基板１４の接続を可能にする。
【００１５】
図４Ａは多層回路基板２２におけるビア３０の断面図である。図示の実施形態において、ビア３０は貫通孔１００、メッキ胴１０２及び複数の導体パッド１０４を含む。多層回路基板２２は、第１絶縁材料層１１０、第１埋め込み接地面１１２、第２絶縁材料層１１４、第２埋め込み接地面１１６、第３絶縁材料層１１８、複数の外側粘着ストリップ１２０、接地面絶縁ギャップ１２２及び内側接続層１２４を含む。ビア胴の接着は金属-金属の複数の導体パッド接着１２６と、金属-金属の複数の内側接着１２８とを含む。第１埋め込み接地面１１２は第１層１１０と第２層１１４との間に埋め込まれ、第２埋め込み接地面１１６は第２層１１４と第３層１８との間に埋め込まれている。第１接地面１１２及び第２接地面１１６はメッキ胴１０２から接地面絶縁ギャップ１２２及び内側接続層１２４だけ離され、内側接続層１２４は接地絶縁ギャップ１２２とメッキ胴１０２との間にある。これは接地面１１２，１１６からメッキ胴１０２を絶縁する。
【００１６】
本実施形態によれば、メッキ胴１０２は貫通孔１００内に配置され、金属-金属の内側接着１２８を有する多層印刷回路基板１０６のほぼ中央回りの部分を除き、第１層１１０の上面から第３層１１８の底まで金属化ポリマ接着でもって多層印刷回路基板２２に張り付けられている。導体パッド１０４はメッキ胴１０２の端から径方向に延び、長い漏れ経路を提供する。導体パッド１０４は、ほぼ同等の径寸法の外側粘着ストリップ１２０に張り付けられ、該外側粘着ストリップ１２０はメッキ胴１０２の近傍にて多層回路基板１０６の外側層の縁に配置されている。導体パッド１０４は外側粘着ストリップ１２０に金属-金属の接着を使用して張り付けられている。
【００１７】
ビア３０は従来技術よりも長い漏れ経路を有し、該漏れ経路は漏れを生じ難くする。付け加えて、金属-金属の導体パッド接着１２６及び金属-金属の内側接着１２８は漏れ経路に長さを付加するだけでなく、標準よりも強い接着を構造的に提供する。より強い接着は熱サイクル中、ビア３０の持ち上がりを防止する。これは内側接続層１２４を含む接地面絶縁ギャップ（環状リング）１２２をメッキ胴１０２から離す方向に動かすことで可能となる。絶縁ギャップ１２２は、多層印刷回路基板１０６における電気的な接地面１１２，１１４からのメッキ胴１０２の絶縁を可能にする。第２接地面の付加はコストの付加にならない。
【００１８】
上述の構成からなるビア３０は多数の利点を有する。先ず、ビア３０は、金属-金属の接着の増加のために初期の組み付けや広範囲な後の熱サイクルの両方にて、貫通孔１１０の回りに形成される漏れの可能性を減少する。上述の構成からなるビア３０は、５０℃と１１０℃との間の熱サイクルのとき、４００回の熱サイクルをビア回りの漏れ無しに示した。
【００１９】
図４Ｂはビア３０内に配置された導体ピン２４を示し、該導体ピン２４はビア３０の両側から延び、多層印刷回路基板２２の両側で半田接合箇所２６にて適切にシールされている。代替的には、幾つかのビア３０は半田で完全にシール可能である。
【００２０】
また、本発明における種々の付加的な実施形態は、ハウジング１２に対するシール基板１４の取り付けに対して異なる固定技術の使用をも含む。更に、Ｏリング２８に代えて、径方向シール又は通常の平坦なラバーガスケット等の他のシールもまた使用可能である。
【００２１】
一般的に、本発明の実施形態は工業プロセス装置に関して記述されているが、本発明の実施形態は自動車用遠距離通信産業の装置や、多重の区画室間の電気接続を備えた他の電気装置にも適用可能である。
【００２２】
更に、本発明の実施形態は、印刷回路基板の片側又は両側に対する分離可能なコネクタ、永久的な電気接続のために印刷回路基板２２の片側又は両側に取り付けられたワイヤ、導体ピン２４として使用可能な中実(solid)又は紐状(stranded)のワイヤ、回路基板の使用よりもむしろ適切にエポキシ樹脂で接着又は型成形されたピン等、数多くの変形に応じて使用可能である。
【００２３】
本発明は、例示的な実施形態を参照して記述されているが、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変形や等価物への置換が可能であることが当業者に理解される。付け加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特別な状況又は材料に適合させるべく数多くの改良を本発明の教示に対してなすことも可能である。それ故、本発明は開示された特定の実施形態に制約されず、添付の特許請求の範囲内の全ての実施形態を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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