可變電位器的製作方法

2023-04-30 12:34:46 3

專利名稱：可變電位器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種可變電位器，尤其涉及在金屬端子的合適部位形成狹窄部的可變電位器。
背景技術：
一般，電位器是具有三個引出端、阻值可按某種變化規律調節的電阻元件。電位器由電阻體和可移動的電刷組成。當電刷沿電阻體移動時，在輸出端即獲得與位移量成一定關係的電阻值或電壓。例如，日本特許公開第2006-108229號公開了一種可變電位器。該可變電位器具有由合成樹脂材料形成的、表面設有電阻體的絕緣基板。一金屬材料的第一端子埋設於絕緣基板內，以分別與電阻體兩端相電氣導通。一中間端子同樣埋設於該絕緣基板內，並於絕緣基板中央部露出。此外，一電刷與該中間端子導通，並能在電阻體之上轉動。特別是，上述可變電位器中的第一端子從絕緣基板的下側向外部伸出，然後向上側彎折。第一端子伸出到外部的部分設計有寬度變窄的窄腰部，而彎折加工就在此窄腰部處進行。這樣，彎折加工時該第一端子和電阻體的導通部分就不容易受到應力作用。然而，即使像現有技術那樣在第一端子上設計了窄腰部，當將該電位器產品安裝至線路板上時，這個為使彎曲加工方便的部分將被焊錫固定住，於是實裝後電阻值調整時對產品施加橫向負荷時，該窄腰部就失去了因變形緩衝負荷應力的功能，使得第一端子與絕緣基板的接合部容易因無法承受應力而斷開。

發明內容
針對現有技術中的諸多不足，本發明旨在提供了一種可變電位器，包括絕緣基板，所述絕緣基板上形成有電阻體；電刷，被配置成能在所述電阻體之上轉動；第一端子， 固定於所述絕緣基板上並與所述電阻體電氣連接，所述第一端子包括接合部，固定於所述絕緣基板，焊接部，焊接到實裝基板，及連接部，位於所述接合部和所述焊接部之間並具有寬度減小的狹窄部；以及第二端子，與所述電刷電氣連接。根據本發明的一個實施例，在上述可變電位器中，所述連接部是所述第一端子中未固定到所述絕緣基板也未固定到所述安裝基板的的部位。根據本發明的一個實施例，在上述可變電位器中，所述狹窄部通過從所述連接部的側邊緣開始向中央切削而形成。且，用於形成所述狹窄部的切削部分經切削的部分呈矩形、弧形或梯形。根據本發明的一個實施例，在上述可變電位器中，所述狹窄部具有位於橫向中央位置且不到側邊緣的貫通孔。且，所述貫通孔呈矩形或弧形。根據本發明的一個實施例，在上述可變電位器中，所述第一端子經由所述絕緣基板上形成的第一銀電極與所述電阻體電氣連接，且所述第二端子經由所述絕緣基板上形成的第二銀電極與所述電刷電氣連接。
根據本發明的一個實施例，上述可變電位器還可包括外殼，容納所述絕緣基板和所述電刷，其中，所述第一端子的焊接部配置於所述外殼的外側，且所述第一端子的連接部配置於所述外殼的內側根據本發明的一個實施例，可變電位器安裝於實裝基板上，其中所述第一端子的焊接部通過焊料焊接固定於所述實裝基板上。當可變電位器受到橫向的外力時，此外力會加在氧化鋁基板上，與氧化鋁基板熔接的端子的一端也受到相同的外力，而端子的另一端因被焊接在印刷電路板上而固定，於是端子就發生了傾斜。此時，在熔接處產生將端子從氧化鋁基板上剝開的應力。不過，由於本發明的狹窄部會優先發生變形，因而可使得該應力得到緩衝。正是在端子與氧化鋁基板的接合部與焊接部之間的連接部處設計了狹窄部，使得產品在焊接實裝後即使受到了外力 (例如，在用起子調整時就可能會在原本不希望的方向對產品施加外力)，也能將原本集中施加於接合部的應力加以緩衝，實現了實裝之後接合部受力也不會脫開的可變電位器。應當理解，本發明以上的一般性描述和以下的詳細描述都是示例性和說明性的， 並且旨在為如權利要求所述的本發明提供進一步的解釋。


包括附圖是為提供對本發明進一步的理解，它們被收錄並構成本申請的一部分， 附圖示出了本發明的實施例，並與本說明書一起起到解釋本發明原理的作用。附圖中圖Ia示出了根據本發明的可變電位器的結構。圖Ib示出了圖Ia的可變電位器的底部結構。圖2詳細示出了可變電位器的內部結構。圖3a和圖北分別示出了與迴轉器相關的結構。圖4a、圖4b、圖5a、圖5b、圖6和圖7分別示意性地示出了本發明的若干狹窄部實施例。
具體實施例方式
現在將詳細參考附圖描述本發明的實施例。圖Ia和Ib示出了根據本發明的可變電位器100。該可變電位器100主要包括絕緣基板101、形成於絕緣基板101上的電阻體102、被配置成能在電阻體102之上轉動的電刷103、固定於絕緣基板101上並與電阻體102電氣連接的第一端子104以及與電刷103電氣連接的第二端子105。此外，與上述端子104和105連接後的絕緣基板101再和外殼106、 電刷103、迴轉器107 —同被金屬封蓋114包為一體，這一包裝是通過用金屬封蓋爪部108 進行鉚接來實現的，如圖Ib所示。根據本發明的優選實施例，絕緣基板101優選採用氧化鋁基板。氧化鋁材料可以有效地應對電阻體102(例如金屬膜電阻)的較高的燒成溫度。電阻體102被製作為具有期望的電阻值。例如，可以將釕系化合物與很小的銀、鈀等貴金屬粉末以及低熔點玻璃粉混合在一起，通過絲網印刷等方法在絕緣基板101上形成圓環狀，再經過700-850°C高溫的燒結後得到這樣固態的電阻體102。相比起炭素電阻，經上述材料及工藝製得的電阻體102特性在溫溼度變化時更安定。
此外，電刷103既可以在絕緣基板101上轉動，也可以停留在某一位置。電刷103 的接觸點在圓環狀的電阻體102表面轉動，通過接觸位置的變化可以使得第一端子104和第二端子105之間的電阻值發生變化。圖1所示的0型圈109有兩個作用。一是確保產品的密閉性(防止助焊劑、洗淨液等侵入電阻體內部)，二是使迴轉器107的轉矩能夠安定。該0型圈109的形狀是一個將絕緣基板101上的電阻體102領域圍住的完整圓形，本身是在氧化鋁基板上，再加上其上方與迴轉器107反面形成的凸起部緊密接觸，所以可以確保電阻體102及電刷103所在的內部領域的密閉性。圖1所示的第一端子104的材質可以為芯材黃銅、鎳底層、錫鍍層的金屬。該第一端子104包括與第一銀電極110相熔接而固定的接合部111、與實裝基板通過焊錫焊接的焊接部以及將這兩者連接的連接部112。該第一端子101還被彎曲加工成所期望的形狀。第二端子105的材質可以與第一端子104相同，為芯材黃銅、鎳底層、錫鍍層的金屬。該第二端子105同樣可以包括與第二銀電極215(參見圖2、相熔接而固定的接合部、與實裝基板上焊錫進行焊接的焊接部、以及將這兩者連接的連接部。如圖2所示，第二端子105的構造為有一側分成兩股，然後有兩處熔接接合部。在圖1中，外殼106用於容納形成好電阻體102、0型圈109、第一銀電極110、第二銀電極(未圖示)的帶端子的絕緣基板101以及組裝好電刷103的迴轉器107，其具有保護內部構造的機能。迴轉器107的正面設有調整槽，可以用起子轉動，反面則用以固定電刷103。這樣旋轉迴轉器107，就可以同時轉動電刷103，從而改變電刷103和電阻體102的接觸位置以得到想要的電阻值。另外，在迴轉器107正面還設有擋塊(進一步參考圖3a和 3b)，用以限制迴轉器107的迴轉角度，反面還設有可與0型圈109接觸的圈狀凸出部。另一方面，在設置好上述外殼106之後，金屬封蓋114從外側將其包裹，通過將沿著絕緣基板101側面伸出的金屬封蓋爪108向內彎曲，使得這些上述各部件最終固定為一體。另外，絕緣基板101是在和第一端子104及第二端子105熔接後再組裝入外殼106的。 為減小放入外殼106前熔接部受到的外力，防止發生熔接部脫開，在第一端子及第二端子與絕緣基板的反面之間塗上加強樹脂115，起到固定加強的作用。這樣，對於防止實裝後因客戶對產品施加外力導致熔接部脫開也有一定效果。當然，本發明並不限於以上結合圖1描述的優選實施例。例如，在上述實施例中， 絕緣基板(氧化鋁基板)與第一和第二端子是通過熔接接合的，當其它諸如焊接、電焊、導電性接合材、鉚接等接合方式也是可以使用的。圖2更詳細地示出了可變電位器的內部結構。如圖2所示，在絕緣基板上面形成電阻體202以及第一銀電極210和第二銀電極215，其中第一金屬端子204和第二金屬端子 205通過熔接分別與上述第一銀電極210和第二銀電極215接合。第一銀電極210形成於絕緣基板上並與電阻體202電氣連接。該第一銀電極210通過與第一端子204熔接，以使該第一端子204與電阻體202可以電氣連接。在圖2所示的實施例中，有一對分別與電阻體的一端及另一端相連接的一對第一銀電極。此外，第二銀電極215形成於絕緣基板上，並通過電刷、電阻體最終與第一銀電極210電氣連接。再通過與第二端子205熔接，從而使得第二端子205與第一端子204形成電氣連接。可以理解，無論是第一銀電極210還是第二銀電極215，它們的材料並不只限於銀，銅等其它導體均可以使用。
如上所述，第一端子204包括固定於絕緣基板101的接合部211、焊接到實裝基板的焊接部213以及位於接合部和焊接部之間的連接部212。特別是，如圖2中示意性示出地，在第一端子204上的連接部212處設計有狹窄部。該狹窄部具有減小的寬度。需要注意的是，連接部212是第一端子204中未與絕緣基板接合也未與安裝基板接合的部位。如以下圖如 圖7中詳細示出的，通過切削或打孔的加工可以形成不同形態的狹窄部。因為必須使該狹窄部與絕緣基板或實裝基板均不固定在一起，即處於自由狀態，所以狹窄部是在與接合部211及焊接部213均不涉及的位置形成的。通過這樣的狹窄部，即使當迴轉器等被施加了原本不希望施加的橫向應力時，由於該狹窄部優先變形而使應力得到釋放，最終防止了熔接接合部的脫開。此外，在圖2的實施例中，第一端子204被設計成與電阻體202的兩端分別連接的一對。當然，只設計一個也是可以的。若如本實施例這樣設計成一對，則可以在電阻體202 的兩端加上一定的電壓，然後通過調整電阻在電阻體202的一端與第二端子205之間得到所施加的電壓以內任意的電壓，這就是所謂的電壓調整。如果只設計一個的話，就只能調整電阻體202的一端與第二端子205之間的電阻值，或進行電流調整。圖3a和圖北分別示出了與迴轉器相關的結構。如圖所示，金屬封蓋(圖1中的金屬封蓋114)的表面側(面向迴轉器一側)設置有金屬封蓋擋塊316。該金屬封蓋擋塊 316通過與迴轉器擋塊317的配合使得迴轉器只能在一定角度內轉動。這樣設計的目的是通過使電刷不會轉到沒有電阻體的領域，以避免造成開路狀態。圖4a、圖4b、圖5a、圖5b、圖6和圖7分別示意性地示出了本發明的若干狹窄部的實施例。例如，圖如和4b示出了通過從連接部的側邊緣開始向中央切削而形成的狹窄部。 圖如中，狹窄部中經切削的部分，即用於形成所述狹窄部的切削部分，呈矩形。圖如_1示出了狹窄部位於連接部的彎折部分的情形，圖4a_2則示出了狹窄部位於連接部的非彎折部分的情形。與圖如的不同之處在於，圖4b中狹窄部中經切削的部分呈弧形。圖如和恥示出了通過打孔而形成位於橫向中央位置且不到側邊緣的貫通孔的狹窄部。圖如中，狹窄部中的貫通孔呈矩形。較佳地，如圖如所示，該矩形的四個角部均經過了曲面處理。圖示出了狹窄部位於連接部的彎折部分的情形，圖則示出了狹窄部位於連接部的非彎折部分的情形。與圖fe的不同之處在於，圖恥中狹窄部中的貫通孔呈弧形。當然，通過切削或打孔而形成的其他形狀也可以起到同樣的作用。例如，圖6-1和圖6-2分別示出了通過切削形成其他形狀(梯形)的狹窄部也可以實現類似的技術效果。或者，圖7示出了本發明的另一種變型，該變型呈現為圖如和圖fe的實施例的組
I=I O為確認圖如 7中所示的各種實施例的狹窄部對應實裝後受到外力的效果，將端子的焊接部固定在評價用基板上，之後從可變電位器的氧化鋁基板側面(和實裝基板焊接部水平的方向)施加外力(靜態)，以此確認熔接部脫開時的外力的大小。另外，將沒有設置狹窄部的產品作為比較例1，如現有技術那樣設置狹窄部的產品(但狹窄部設置於被焊接部分)作為比較例2，用上述同樣的條件進行試驗，確認熔接部脫開時的外力的大小。結果，比較例1和比較例2都在外力達到1160N時熔接部脫開，而圖如_1實施例的狹窄部則達到1640N以上(由於在外力達到1500N左右時端子焊接部開始與實裝基板剝離，所以熔接部脫開的強度值超過了焊接部)，也就是說可以達到比較例1和比較例2的 1. 4倍以上。另外，圖如-2 圖7實施例的狹窄部的實驗結果顯示部分達到與圖如_1實施例同等的強度效果，還有些比圖如-1實施例稍稍低一些，但都顯示出比比較例1和比較例 2的1160N強度強。綜上，通過將第一端子的連接部做成一狹窄部，即使當迴轉器等被施加了原本不希望施加的橫向應力時，由於該狹窄部的優先變形而使應力得到釋放，最終防止了熔接接合部的脫開。另外，本發明的這種在第一端子的連接部設置狹窄部的做法，如果第一端子被分割為多個、而接合部只有1處的話，由於應力更加容易集中，所以會更有效。作為狹窄部的構造，雖說既可以從連接部側邊緣向中央進行切削，也可以做成不涉及邊緣的貫通孔，而切削或貫通的形狀既可以是矩形，也可以是弧形等其它形狀，但是， 從側邊緣向中央進行切削成矩形是最容易變形的，因此就可以對應相對較大的應力。作為狹窄部的形成位置，因為是在外殼內側形成的，所以能確實防止那種不希望出現的因焊錫爬上狹窄部而使其不容易變形的問題發生。本領域技術人員可顯見，可對本發明的上述示例性實施例進行各種修改和變型而不偏離本發明的精神和範圍。因此，旨在使本發明覆蓋落在所附權利要求書及其等效技術方案範圍內的對本發明的修改和變型。
權利要求
1.一種可變電位器，包括絕緣基板，所述絕緣基板上形成有電阻體；電刷，被配置成能在所述電阻體之上轉動；第一端子，固定於所述絕緣基板上並與所述電阻體電氣連接，所述第一端子包括接合部，固定於所述絕緣基板，焊接部，焊接到實裝基板，及連接部，位於所述接合部和所述焊接部之間並具有寬度減小的狹窄部；以及第二端子，與所述電刷電氣連接。
2.如權利要求1所述的可變電位器，其特徵在於，所述連接部是所述第一端子中未固定到所述絕緣基板也未固定到所述安裝基板的部位。
3.如權利要求1所述的可變電位器，其特徵在於，所述狹窄部通過從所述連接部的側邊緣開始向中央切削而形成。
4.如權利要求3所述的可變電位器，其特徵在於，用於形成所述狹窄部的切削部分呈矩形、弧形或梯形。
5.如權利要求1所述的可變電位器，其特徵在於，所述狹窄部具有位於橫向中央位置且不到側邊緣的貫通孔。
6.如權利要求5所述的可變電位器，其特徵在於，所述貫通孔呈矩形或弧形。
7.如權利要求1所述的可變電位器，其特徵在於，所述第一端子經由所述絕緣基板上形成的第一銀電極與所述電阻體電氣連接，且所述第二端子經由所述絕緣基板上形成的第二銀電極與所述電刷電氣連接。
8.如權利要求1所述的可變電位器，其特徵在於，還包括外殼，容納所述絕緣基板和所述電刷，其中，所述第一端子的焊接部配置於所述外殼的外側，且所述第一端子的連接部配置於所述外殼的內側。
9.如權利要求1所述的可變電位器，其特徵在於，所述可變電位器安裝於實裝基板上， 其中所述第一端子的焊接部通過焊料焊接固定於所述實裝基板上。
全文摘要
本發明提供了一種可變電位器，包括絕緣基板，所述絕緣基板上形成有電阻體；電刷，被配置成能在所述電阻體之上轉動；第一端子，固定於所述絕緣基板上並與所述電阻體電氣連接，所述第一端子包括接合部，固定於所述絕緣基板，焊接部，焊接到實裝基板，及連接部，位於所述接合部和所述焊接部之間並具有寬度減小的狹窄部；以及第二端子，與所述電刷電氣連接。本發明能有效緩解施加於接合部的應力，使得實裝之後接合部受力也不會脫開。
文檔編號H01C10/34GK102385966SQ20101026821
公開日2012年3月21日 申請日期2010年8月27日 優先權日2010年8月27日
發明者周文川, 大西克博, 楊建兵 申請人:無錫村田電子有限公司