專利名稱：通過焊接來表面貼裝電元件的結(jié)構(gòu)和用于該結(jié)構(gòu)的電元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過焊接尤其是通過回流焊接將電元件表面貼裝在 基底上的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明還涉及用于依照本發(fā)明結(jié)構(gòu)的電元件，并且尤其是涉及電 開關(guān)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明尤其是涉及以下類型的結(jié)構(gòu)，包括
-基底，例如印刷電路板，其頂面包括多個導(dǎo)電連接墊；和
-電元件，其包括
*由絕緣材料制成的底座， 一般為板的形式，其由與基底頂面的 一部分相對延伸的底面限定，該元件受到沿著與底座平面大體正交 的方向施加的致動力；和
*多個設(shè)置在底座周邊上的接線端子，它們每一個通過焊骨點(diǎn)與 基底頂面的相應(yīng)的連接墊電連接。
此種類型的元件尤其是包括小型化的電開關(guān)或"導(dǎo)航儀"(即電子 設(shè)備所配備的多通道開關(guān)控制元件，這些電子設(shè)備例如便攜式電話、 個人數(shù)字助理等等)。
手動地致動該元件，例如借助按鈕或致動桿，就可通過建立電開 關(guān)通道來允許用戶產(chǎn)生電信號，例如啟動或選擇信號。
為此，用戶向該元件施加致動力，例如向電開關(guān)施加致動力，該 力為豎直定向，即與通常被認(rèn)為是水平方向的底座的一般平面正交。 用戶施加的力總是大于建立電開關(guān)通道所需的最小力，因此該致動 導(dǎo)致過度的力施加到了電元件上，尤其是施加到了它的底座上，因此存在著損壞元件的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是使絕緣底座變形。
當(dāng)該元件(例如電開關(guān))非常小時，該元件損壞的風(fēng)險(xiǎn)更大，因 為尤其是構(gòu)成底座的絕緣塑料的厚度非常小，因此更加容易永久性 的塑性變形。
上述的變形是不允許的，因?yàn)樗ǔＶ率乖o法使用，或者使 元件的操作性能改變得難以接受。
US-A-4 803 321 (ITT )描述和顯示了包括由絕緣塑料制成的底 座的電開關(guān)，該底座能支承在印刷電路板的頂面上。用于將開關(guān)與的孔中的類型。當(dāng)豎直的致動力F施加到按鈕時，為了避免絕緣底 座過分大的變形，底座的中部包括與底座一體模制的底腳，其豎直 地延伸直到印刷電路板的頂面。
該設(shè)計(jì)的特別的缺陷在于增加了元件的總的高度，并且不適合利 用回流焊接的表面貼裝方法。在焊接操作時，元件"升高，，可變的量， 對于很薄的元件來說，該可變的量會變得很關(guān)鍵并且不能允許。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種上述類型的結(jié)構(gòu)，其特征在于，它包括豎直地插 入到基底的頂面和元件的底座的底面的面對部分之間的塊，該塊與 施加所述力的軸線大體上對準(zhǔn)，以避免底座的變形，并且所述塊由 用于焊接到與基底頂面相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)電墊的少量焊骨構(gòu)成。
因此，本發(fā)明有利地采用通過焊接的表面貼裝工藝來制成塊，該 塊本身由焊膏組成，形成位于底座的底面和印刷電路板的頂面之間 的分隔。
本發(fā)明還提供用于依照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的元件，其具有下列特征: -所述元件的底座底面的面對部分為可以焊接到所述塊的導(dǎo)電 支座；
-底座底面的所述部分為由絕緣材料制成的部分； -底座底面的所述部分形成為能與所述塊配合；
-底座底面的所述部分包括可以收容所述塊的上部部分的包容
部；
-底座底面的所述部分包括可以接納在所述塊的上部部分內(nèi)的 尖端；
-所述元件是電開關(guān)，其包括所述底座，該底座限定了頂部敞開 的空腔；至少一個中心固定觸點(diǎn)和至少一個側(cè)面固定觸點(diǎn)，觸點(diǎn)設(shè) 置于所述空腔中；并且大體為圓頂狀的脫扣構(gòu)件接納在空腔內(nèi)，脫 扣構(gòu)件的周邊與側(cè)面的固定觸點(diǎn)形成電接觸，所述脫扣構(gòu)件是彈性 變形的，以在該構(gòu)件受到所述致動力時建立兩固定觸點(diǎn)之間的電連
接；和
-所述底座的輪廓為矩形，并且它包括四個設(shè)置在底座的角部的 接線端子。


在閱讀下面的詳細(xì)說明后，本發(fā)明其它的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加 明顯，出于理解的目的將參考附圖進(jìn)行說明，其中
圖1是依照本發(fā)明的包括印刷電路板和電開關(guān)的結(jié)構(gòu)的分解透 視示意圖2是在圖1的電開關(guān)的豎直中平面內(nèi)的剖面圖，其中它的各個 組成部件處于組裝狀態(tài)，且處于這樣一個位置，在該位置用它的焊 青塊將它焊接到印刷電路板；
圖3是圖l所示的電開關(guān)的仰視的透視圖4是帶有固定觸點(diǎn)和接線端子的電開關(guān)的由絕緣塑料制成的 底座的俯視的透視圖5是固定觸點(diǎn)的俯視的透視圖，在其上包覆成型 (overmoulded )圖4的由絕緣塑料制成的底座；
圖6至9是對應(yīng)于圖1的中部的多個視圖，它們示意性地顯示了 依照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的替換實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
在下面的描述中，相同的、同功能的或者類似的元件將通過相同 的附圖標(biāo)記表示。
不是為了限制，而是為了更加易于理解說明書和權(quán)利要求的目 的，術(shù)語"豎直的"、"水平的"、"上或頂"、"下或底"等將是參考附圖的縱軸V使用，該縱軸V形成在圖中顯示的正交坐標(biāo)系L、 V、 T的 一部分，這僅僅是依據(jù)慣例表示的，并沒有參照地球的重力。
圖1顯示的結(jié)構(gòu)IO基本上由下部印刷電路板12和電開關(guān)14組 成，該電開關(guān)為可以通過焊接而被表面貼裝并緊固在板12的頂面16 上的電元件。
已知的是，頂面16包括多個導(dǎo)電連接墊，其中，在此為四個設(shè) 置在矩形的四個角上的連接墊18,每個墊具有矩形輪廓。
每個連接墊18可以連接到電開關(guān)14的相應(yīng)的接線端子，在此為 通過焊接連接。
已知的是，電開關(guān)14具有下部底座20，在此該底座大體是矩形 板，利用絕緣塑料模制而成，由它的平底面22和它的平頂面24界定。
絕緣底座20基本上包括大體為圓柱狀的中部空腔26,其在頂部 豎直地開口 ，并且通過它的圓柱狀的側(cè)壁28和它的與底面22平行的 水平底壁30限定。
已知的是，空腔26的水平的底部30包括中央的插入物32，其 組成了固定的中部電觸點(diǎn)，水平的底部30還包括周圍的環(huán)34，其組 成了固定的側(cè)面的觸點(diǎn)，這兩種固定的電觸點(diǎn)設(shè)置成使得它們的上 部接觸面與底部30平行且對齊。
如圖5所示，固定的中部電觸點(diǎn)32形成了切割金屬接觸板36 的一部分，該切割金屬接觸板還包括兩個接線端子38。
同樣地，環(huán)形的側(cè)面電觸點(diǎn)34形成了切割金屬板37的 一部分， 該切割金屬板37還包括兩個接線端子40。
當(dāng)?shù)鬃?0已被包覆成型在板36和37上之后，分別以兩對端子 38和40形式的四個接線端子大體上設(shè)置在底座20的四個角42處，底座20在此的輪廓為矩形。
特別的如圖2所示，在包覆成型之后，每個端子38、 40的水平 的平底面大體上與底座20的底面22的平面齊平。
已知的是，為了建立在固定觸點(diǎn)32和固定觸點(diǎn)34之間的電開關(guān) 通道，電開關(guān)14包括中部脫扣構(gòu)件44，它是已知的一般設(shè)計(jì)，在此 具有圓頂形形狀，其位于側(cè)面的固定觸點(diǎn)34的頂面上，并且它的中 部延伸以朝向中部固定觸點(diǎn)32,該中部可以與中部固定觸點(diǎn)32形成 電接觸，以建立電開關(guān)通道。
在脫扣構(gòu)件44在適當(dāng)位置的情況下，空腔26通過密封薄膜48 隔離。
為了改變脫扣構(gòu)件44如在圖2中所示處于休止位置的狀態(tài)，該 電開關(guān)為常開型，電開關(guān)14包括致動構(gòu)件50,在此形成為中部按鈕
的形式。
組成致動構(gòu)件的按鈕50具有由平的下部水平制動面54限定的中心體52,它能作用于脫扣構(gòu)件44的中部45。例如，該中心體由塑料 包覆成型在金屬帶上制成。
中心體52被包覆成型在支承板56上，這樣就可借助固定于底座 20四個角的矩形輪廓上部蓋板58來使按鈕相關(guān)于底座20而被保持 和支承。
為了松開該構(gòu)件44，致動力F施加在致動構(gòu)件50上，所述力沿 著開關(guān)的中心縱軸A-A大體豎直地施加，縱軸A-A大體上與脫扣構(gòu) 件44的中心軸線一致。
當(dāng)施加力時，脫扣構(gòu)件44的狀態(tài)改變，并且建立了開關(guān)通道， 然后致動構(gòu)件施加力F至絕緣底座20的中部，該中部具有與面22 和30之間的距離相當(dāng)?shù)妮^小的厚度"e"。
帶有接線端子40的開關(guān)14是這樣的電元件，其適合于通過焊接、 利用表面貼裝的工藝被固定到印刷電路板12的頂面16。
利用該已知的焊接工藝，每個接線端子38、 40是通過焊膏塊60 (也稱為焊骨點(diǎn))被電連接或者電接合到印刷電路板12的導(dǎo)電連接板18。
在回流焊接之后，焊青點(diǎn)60—方面提供電連接，并且另一方面 使電元件(在此為開關(guān)14)固定到基底12的頂面16。
為了在焊接之后保證元件14的良好固定和幾何平衡，有四個接 線端子38和40,但是僅僅兩個端子38和40就足夠?yàn)閮蓚€固定觸點(diǎn) 32和34提供電連接。
如圖2所示，因?yàn)獒娪帽砻婧附庸に?，底?0的底面22和印刷 電路板12的頂面16之間存在豎直的間隙"p"。
因?yàn)殡娫粩嘈⌒突谐叽缱冃×?，特別是底座的中心厚 度"e"變得越來越小。
因此，施加致動力F會導(dǎo)致底座20暫時性和/或永久的變形，底 座20在它的中部彎曲，從而擠壓在頂面16上。
為了避免所述變形，結(jié)構(gòu)10包括形成間隔支撐的塊62，其豎直該塊62大體上設(shè)置成與施加致動力F的軸線A-A對準(zhǔn)，以防止 底座在它的中部變形。
有利的是，塊62由少量的焊骨形成，在回流焊接操作時，它焊 接到在基底板12頂面16上的關(guān)聯(lián)的其他的連接墊64。
因此，塊62有利的是僅僅是通過焊青形成的，其放在關(guān)聯(lián)的連 接墊64上的適當(dāng)位置，在回流焊接之后，其與底面22的一部分66 (在此為中部)配合。
圖l至5示意性地顯示了第一實(shí)施例，絕緣板20在中部66包括 圓柱狀的凹部68,其"露出"中心電觸點(diǎn)32底面33的平的水平面對 部分。
舉例來說，該凹部68是在借助于與面33配合的脫模結(jié)構(gòu)進(jìn)行包覆成型操作過程中得到的。
在這樣的情形下，焊青塊62焊接到連接墊64和固定電觸點(diǎn)32。 由于塊62的存在，可以理解的是致動力F機(jī)械地直接傳遞到印刷電路板12，基本上不會使絕緣底座20變形。
在圖6所示的替換的實(shí)施例中，構(gòu)成固定觸點(diǎn)32的中心插入物 包括豎直地向下突出的鼓包，從而中心插入物的底面33大體上與底 座20的底面22齊平。
因此，凹部68提供了接近導(dǎo)電支座33的途徑，在此導(dǎo)電支座 33屬于塊62可以焊接到的固定中心觸點(diǎn)32。然而，上述的用于焊接 塊62的上部部分的導(dǎo)電支座不是形成開關(guān)14的其中一個電觸點(diǎn)的 必需部分。
在圖7所示的替換的實(shí)施例中，底座20的底面22的中部66為 由絕緣材料制成的部分，塊62僅僅焊接到印刷電路板12的連接墊 64。
圖8為類似于圖7所示的實(shí)施例，其中中部66由絕緣材料制成， 并且也形成有凹部68,以便能夠與塊62的上部部分配合，該凹部68 有助于在回流焊接操作時通過將焊骨"保持"在相應(yīng)的區(qū)域中而產(chǎn)生 塊62。
最后，圖9顯示了由絕緣材料制成的中部66的另一種構(gòu)造，在 此為尖端70的形式，其優(yōu)選的是向下突出，并且接納在塊62的上部 部分內(nèi)。
不脫離本發(fā)明的范圍，在基底頂面上的每個分立元件的安置可以 使用幾個焊骨點(diǎn)，例如，焊膏點(diǎn)圍繞施加致動力的豎直總體軸線以 環(huán)形形式布置在絕緣底座的中部之下，并且特別的依照施加于元件 的力的大小和/或相對于底座厚度而言的底座的縱向和橫向尺寸來布 置。
權(quán)利要求
1.用于在基底(12)尤其是在印刷電路板上通過焊接來表面貼裝電元件(14)的結(jié)構(gòu)(10)，該類型的結(jié)構(gòu)包括-基底(12)，其頂面(16)包括多個導(dǎo)電連接墊(18)；和-電元件(14)，其包括*由絕緣材料制成的底座(20)，一般為板形式，由與基底(12)頂面(16)的一部分相對地延伸的底面(22)限定，該元件受到沿著大體與底座的平面正交的方向施加的致動力(F)；和*設(shè)置在底座(20)周邊的多個接線端子(38，40)，每個接線端子借助焊膏點(diǎn)(60)與基底(12)頂面(16)的對應(yīng)連接墊(18)電連接；其特征在于，該結(jié)構(gòu)包括豎直地插入在基底(12)的頂面(16)與所述電元件的底座(20)的底面(22)的面對部分(66)之間的塊(62)，該塊(62)設(shè)置成大體上與所述力(F)施加的軸線(A-A)對準(zhǔn)，以避免底座(20)的變形，并且其中所述塊(62)由少量的焊膏構(gòu)成，其被焊接到與基底(12)的頂面(16)相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)電墊(64)。
2. 用于根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)的電元件，其特征在于，所 述元件(14)的底座(20)的底面(22)的面對部分(66)是可以焊 接到所述塊(62)的導(dǎo)電支座(33)。
3. 用于根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)的電元件，其特征在于，所 述底座(20)的底面(22)的所述部分(66)是由絕緣材料制成的部 分。
4. 用于根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)的電元件，其特征在于，所 述底座(20)的底面(22)的所述部分(66)被形成為能夠與所述塊 (62)配合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電元件，其特征在于，所述底座(20) 的底面(22)的所述部分(66)包括能容納所述塊(62)的上部部分 的包容部(68)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電元件，其特征在于，所述底座(20) 的底面(22)的所述部分(66)包括能被接納在所述塊(62)的上部 部分中的尖端(70)。
7. 用于根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)的電元件，其特征在于，該 元件為電開關(guān)(14)，該電開關(guān)包括所述底座(20)，該底座限定了 頂部敞開的空腔(26);至少一個中心固定觸點(diǎn)(32)和至少一個側(cè) 面固定觸點(diǎn)(34)，所述中心固定觸點(diǎn)和側(cè)面固定觸點(diǎn)設(shè)置于所述 空腔中；以及大體為圓頂狀的接納在空腔(26)內(nèi)的脫扣構(gòu)件(44)， 脫扣構(gòu)件的周邊(46)與側(cè)面固定觸點(diǎn)(34)形成電接觸，所述脫扣 構(gòu)件是彈性變形的，以在該構(gòu)件受到所述致動力(F)時建立兩固定 觸點(diǎn)(32, 34)之間的電連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電元件，其特征在于，所述底座(20) 的輪廓為矩形，且所述底座包括四個設(shè)置在底座角部的接線端子(38、 40)。
全文摘要
本發(fā)明提供了包括基底(12)和電元件(14)的結(jié)構(gòu)，該電元件包括由絕緣材料制成的底座(20)和連接端子(40)，每個端子與基底(12)的連接墊(18)通過焊膏點(diǎn)(60)連接，其特征在于，該結(jié)構(gòu)包括插入在基底(12)和所述元件的底座(20)之間的塊(62)，該塊(62)大體上位于用于致動元件而施加力(F)的軸線(A-A)上，以避免底座(20)的變形，并且所述塊(62)由焊接到在基底(12)上關(guān)聯(lián)的導(dǎo)電墊(64)的少量焊膏構(gòu)成。一種安裝按鈕式電開關(guān)的應(yīng)用。
文檔編號H05K1/18GK101203090SQ200710196060
公開日2008年6月18日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月1日
發(fā)明者米歇爾·庫爾, 讓-克里斯托夫·維萊恩 申請人:聯(lián)合活躍技術(shù)公司