JP2001196885A - 表面実装型水晶振動子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水晶振動子を横置きにするため絶縁基板をム
ダにし、集合基板内の集合数に制約がある。材料費のム
ダを無くし製品集合数の増加が課題になる。 【解決手段】 シリンダー型水晶振動子２に略直交すよ
うに一対のリード端子挿入用のスルーホール１ａを有す
る小片絶縁基板１と、小片絶縁基板１はリード端子用の
スルーホール１ａに連通する接続パターン１ｂに接続す
る端子電極スルーホール１ｃの分割された円弧形状部に
スルーホール電極１ｄとを有し、小片絶縁基板１のスル
ーホール１ａに水晶振動子２のリード端子２ｂを挿入し
リード端子２ｂの端部を小片絶縁基板１の接続パターン
１ｂに半田３等で固着・接続し、水晶振動子２の封止管
２ａを封止樹脂４で封止する。製品の長さが短くなる。
集合基板内の製品集合数を大幅に増大できるため工数を
大幅に低減できる。安価で小型、薄型が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話、ページ
ャー、コードレス電話、ＡＶ機器、ＯＡ機器等の制御用
の基準信号を得るための水晶振動子を搭載した表面実装
型水晶振動子及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より多く使用されているシリンダー
型水晶振動子は、高品質、高信頼性、低コストが特徴で
あり、近年、携帯機器の普及に伴い、携帯用機器等に使
用される電子部品には、小型、薄型、面実装型であるこ
とが強く要望されている。水晶振動子にも面実装型で、
しかも小型、薄型であることが求められている。そこ
で、信頼性の高いシリンダー型水晶振動子をベースとし
た表面実装型水晶振動子が開発されている。

【０００３】従来技術として、例えば、特開平１１−１
３６０６８号公報に表面実装型水晶振動子及びその製造
方法が開示されている。以下その概要について説明す
る。

【０００４】前記公報によると、多数個取りするガラス
エポキシ樹脂等よりなる集合絶縁基板に封止管を挿入す
る開口部を設けてその開口部にシリンダー型水晶振動子
を横置きにしてリード端子を接続パターンに半田付けし
た後、その全体を一括樹脂封止し、個々に分割すること
によって表面実装型水晶振動子を製造するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た表面実装型水晶振動子の製造方法には次のような問題
点がある。即ち、集合絶縁基板にシリンダー型水晶振動
子を横置きにして配置するため、絶縁基板の大部分を開
口部により捨て去ることになる。また、振動子を横置き
配置のために一定の大きさを持つ集合絶縁基板に搭載で
きる水晶振動子の数量の上限は、水晶振動子を寝かせた
面積に制限があるため、あまり多くを集合配置できな
い。そのためその後の工程の工数は、この集合数に制約
を受ける。絶縁基板の材料の無駄をなくし、集合絶縁基
板内の製品集合数を大幅に増加させることが課題になっ
た。

【０００６】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、絶縁基板の材料費が削減でき、
多数個取り生産が可能な小型、超薄で安価な表面実装型
水晶振動子及びその製造方法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における表面実装型水晶振動子の構造は、封
止管と一対のリード端子を備えたシリンダー型水晶振動
子と、前記シリンダー型水晶振動子に略直交すように一
対のリード端子挿入用のスルーホールを有する小片絶縁
基板と、該小片絶縁基板は前記リード端子用のスルーホ
ールに連通する接続パターンと該接続パターンに接続す
る端子電極スルーホールの分割された円弧形状部にスル
ーホール電極とを有し、前記小片絶縁基板のリード端子
挿入用のスルーホールにシリンダー型水晶振動子のリー
ド端子を挿入しリード端子の端部を小片絶縁基板の接続
パターンに半田等で固着・接続し、シリンダー型水晶振
動子の封止管を封止樹脂で封止したことを特徴とするも
のである。

【０００８】また、封止管と一対のリード端子を備えた
シリンダー型水晶振動子と、前記シリンダー型水晶振動
子に略直交すように一対のリード端子挿入用のスルーホ
ールを有する第１の小片絶縁基板と、該第１の小片絶縁
基板は前記リード端子用のスルーホールに連通する接続
パターンと該接続パターンに接続する端子電極スルーホ
ールの分割された円弧形状部にスルーホール電極とを有
し、前記第１の小片絶縁基板のリード端子挿入用のスル
ーホールにシリンダー型水晶振動子のリード端子を挿入
しリード端子の端部を第１の小片絶縁基板の接続パター
ンに半田等で固着・接続すると共に、前記シリンダー型
水晶振動子のリード端子の反対側に前記第１の小片絶縁
基板と略同形状で円弧形状部にスルーホール電極を有す
る第２の小片絶縁基板を設け、シリンダー型水晶振動子
の封止管を封止樹脂で封止したことを特徴とするもので
ある。

【０００９】また、多数個取りするガラスエポキシ樹脂
等よりなる集合絶縁基板の平面上にシリンダー型水晶振
動子に直交するように一対のリード端子用のスルーホー
ルを複数個と端子電極スルーホールを複数個配列形成す
る集合絶縁基板加工工程と、メッキ処理により前記端子
電極スルーホールの内面を含む集合絶縁基板の全表面に
メッキ層を形成するメッキ工程と、メッキレジストを付
加し、パターンマスクにより露光現像をし、パターンエ
ッチングを行い、前記集合絶縁基板の接続パターンと、
前記端子電極スルーホールにスルーホール電極を形成す
る電極パターン形成工程と、前記集合絶縁基板に形成さ
れた端子電極スルーホールをドライフィルム等で塞いだ
後、前記集合絶縁基板面にシリンダー型水晶振動子を略
直交した状態でリード端子をリード端子用のスルーホー
ルに挿入する振動子供給工程と、前記挿入されたリード
端子の先端部を集合絶縁基板の接続パターンに固着・接
続する半田付け工程と、前記シリンダー型水晶振動子の
周囲に樹脂成形用型枠を配置し、エポキシ等の封止樹脂
を充填する樹脂封止工程と、封止樹脂硬化後に前記樹脂
成形用型枠を取り外し、ダイシングマシン、又はスライ
シングマシンで集合絶縁基板の端子電極スルーホールの
略中心部を通る直交する２つのカットラインに沿って切
断して単体の表面実装型水晶振動子に分割する切断工程
とからなることを特徴とするものである。

【００１０】また、多数個取りするガラスエポキシ樹脂
等よりなる集合絶縁基板の平面上にシリンダー型水晶振
動子に直交するように一対のリード端子用のスルーホー
ルを複数個と端子電極スルーホールを複数個配列形成す
る第１の集合絶縁基板加工工程と、前記第１の集合絶縁
基板と略同形状で端子電極スルーホールを複数個配列形
成する第２の集合絶縁基板加工工程と、前記第１及び第
２の集合絶縁基板にメッキ処理により前記端子電極スル
ーホールの内面を含む基板の全表面にメッキ層を形成す
るメッキ工程と、メッキレジストを付加し、パターンマ
スクにより露光現像をし、パターンエッチングを行い、
前記第１の集合絶縁基板の接続パターンと、前記両基板
に端子電極スルーホールにスルーホール電極を形成する
電極パターン形成工程と、前記第１の集合絶縁基板に形
成された端子電極スルーホールをドライフィルム等で塞
いだ後、前記第１の集合絶縁基板面にシリンダー型水晶
振動子を略直交した状態でリード端子をリード端子用の
スルーホールに挿入する振動子供給工程と、前記挿入さ
れたリード端子の先端部を第１の集合絶縁基板の接続パ
ターンに固着・接続する半田付け工程と、前記シリンダ
ー型水晶振動子の周囲に樹脂成形用型枠を配置し、エポ
キシ等の封止樹脂を充填する樹脂封止工程と、前記シリ
ンダー型水晶振動子のリード端子の反対側に前記第２の
集合絶縁基板を配設し封止樹脂硬化後に前記樹脂成形用
型枠を取り外し、ダイシングマシン、又はスライシング
マシンで第１及び第２の集合絶縁基板の端子電極スルー
ホールの略中心部を通る直交する２つのカットラインに
沿って切断して単体の表面実装型水晶振動子に分割する
切断工程とからなることを特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明にお
ける表面実装型水晶振動子及びその製造方法について説
明する。図１、図３〜図６は、本発明の第１の実施の形
態である表面実装型水晶振動子及びその製造方法に係わ
り、図１は、表面実装型水晶振動子の単体を示す斜視図
である。図３は、集合絶縁基板のスルーホール加工工程
及び電極パターン形成工程を示す部分平面図、図４は、
振動子供給工程を示す部分斜視図、図５は、樹脂封止工
程を示す部分斜視図、図６は、切断工程を示す部分斜視
図である。

【００１２】図１において、１０は、表面実装型水晶振
動子である。１は、ガラスエポキシ樹脂等よりなる略長
方形形状をした小片絶縁基板であり、２はシリンダー型
水晶振動子であり、円筒状の封止管２ａと一対のリード
端子２ｂを備えている。前記小片絶縁基板１にはシリン
ダー型水晶振動子２に略直交すように一対のリード端子
挿入用のスルーホール１ａと、該スルーホール１ａに連
通する接続パターン１ｂと、該接続パターン１ｂに接続
する端子電極スルーホール１ｃの分割された円弧形状部
にスルーホール電極１ｄが形成されている。前記小片絶
縁基板１のリード端子挿入用のスルーホール１ａにシリ
ンダー型水晶振動子２のリード端子２ｂを挿入し、その
端部を小片絶縁基板１の接続パターン１ｂに半田３等で
固着・接続する。その後、シリンダー型水晶振動子２の
封止管２ａを封止樹脂４で封止することにより表面実装
型水晶振動子１０が構成される。

【００１３】上記構成による表面実装型水晶振動子１０
は、小片絶縁基板１に振動子のリード端子用のスルーホ
ール１ａ、接続パターン１ｂ、スルーホール電極１ｄが
形成されるため、製品の長さが短くなる。

【００１４】次に、図３〜図６に基づいて、上記構成か
らなる表面実装型水晶振動子の製造方法について説明す
る。図３において、１Ａは、多数個取りするガラスエポ
キシ樹脂等よりなる集合絶縁基板である。集合絶縁基板
１Ａの加工工程は、集合絶縁基板１Ａの平面上に所定の
位置にシリンダー型水晶振動子と直交するように一対の
リード端子用のスルーホール１ａを複数個と、端子電極
スルーホール１ｃを複数個配列するように、ＮＣ切削又
はプレス等の加工手段により形成する。前記端子電極ス
ルーホール１ｃは、後述する直交する２つのカットライ
ンの交点上に形成される。

【００１５】次に、電極パターン形成工程は、集合絶縁
基板１Ａの全表面を洗浄した後、無電解メッキにより銅
メッキ層を全表面に形成し、更に、エッチング処理にお
いて、メッキレジストを付加し、パターンマスクにより
露光現像し、集合絶縁基板１Ａの接続パターン１ｂを形
成し、端子電極スルーホール１ｃの内面に前記接続パタ
ーン１ｂと接続するスルーホール電極１ｄを形成する。
こうして出来た電極パターン上に、電解メッキによりニ
ッケルメッキ層を形成し、更に、その上に電解メッキに
より金メッキ層を形成することで電極パターンが完成さ
れる。

【００１６】図４に示すように、水晶振動子供給工程
は、前記集合絶縁基板１Ａに形成された端子電極スルー
ホール１ｃ（図３参照）を後述する樹脂封止工程で封止
樹脂がスルーホール１ｃ内に充填されないように図示し
ないドライフィルム等で塞いだ後、集合絶縁基板１Ａ面
に水晶振動子２を略直交する様にリード端子２ｂをリー
ド端子用のスルーホール１ａに自動マウイト機又は手作
業で同方向で挿入、供給、位置決めする。

【００１７】半田付け工程は、前記集合絶縁基板１Ａの
接続パターン１ｂとリード端子２ｂの接続部に、銀ペー
スト、または半田ペースト等の導電性接着剤を印刷等で
塗布し、挿入されたリード端子２ｂの先端部を半田３で
半田付けして固着・接続する。

【００１８】図５に示すように、樹脂封止工程は、前記
集合絶縁基板１Ａの周囲に図示しない樹脂成形用型枠を
配置し、エポキシ等の封止樹脂４を充填する。前記樹脂
成形用型枠の代わりに周囲をテープで囲って、封止樹脂
４を注入しても良いことは言うまでもない。

【００１９】上記した樹脂封止工程は、前記樹脂成形用
型枠内の前記シリンダー型水晶振動子２の封止管２ａの
端面（リード端子と反対側）に図示しない板状部材を当
てるように載せてキュアし、充填封止樹脂を硬化させ
る。前記板状部材を載せるのは、充填した内部樹脂の表
面均一化を図るためである。前記封止樹脂４の樹脂量
は、シリンダー型水晶振動子２の封止管の端面が樹脂と
略同一面か、僅かに露出している。

【００２０】図６に示すように、切断工程は、ダイシン
グマシン、又はスライシングマシンで集合絶縁基板１Ａ
の端子電極スルーホール１ｃの略中心部を通る、直交す
るＸ方向及びＹ方向の２つのカットライン５、６に沿っ
て、隣接するシリンダー型水晶振動子２を分離するよう
に切断して単体の表面実装型水晶振動子１０に分割す
る。

【００２１】上記した製造方法により製造された表面実
装型水晶振動子１０は、従来の様に、集合絶縁基板１Ａ
に封止管が入る開口部を必要としないので、基板材料が
有効に使用できる。また、集合絶縁基板１Ａに対してシ
リンダー型水晶振動子２を直交して配置するので、従来
の横置きに比べて数倍、例えば、略３〜４倍の集合数で
組立作業が行える様になる。また、製品の長さが短くな
る。

【００２２】図２は、本発明の第２の実施の形態である
表面実装型水晶振動子の単体を示す斜視図である。図２
において、前述した第１の実施の形態と同様に、前記小
片絶縁基板１（第１の小片絶縁基板）のリード端子挿入
用のスルーホール１ａにシリンダー型水晶振動子２のリ
ード端子２ｂを挿入し、リード端子２ｂの端部を第１の
小片絶縁基板１の接続パターン１ｂに半田等で固着・接
続する。第１の実施の形態と異なるところは、前記シリ
ンダー型水晶振動子２のリード端子２ｂの反対側に前記
第１の小片絶縁基板１と略同形状でリード端子挿入用の
スルーホール１ａを割愛した第２の小片絶縁基板７を設
ける。シリンダー型水晶振動子２の封止管２ａを封止樹
脂４で封止することにより表面実装型水晶振動子２０が
構成される。

【００２３】上記構成による表面実装型水晶振動子２０
は、シリンダー型水晶振動子２の封止管２ａの端面に第
２の小片絶縁基板７を対面付与することにより安定実装
ができる。

【００２４】上記構成による表面実装型水晶振動子２０
の製造方法は、樹脂封止工程までは前述した第１の実施
の形態と同様であるが、樹脂封止工程後にシリンダー型
水晶振動子２の封止管２ａの底面に図示しない板状部材
の代わりに第２の集合絶縁基板（分割して第２の小片絶
縁基板７になる）を当てるように載せてキュアし充填樹
脂を硬化させる。

【００２５】切断工程は、第１の実施の形態と同様に、
ダイシングマシン、又はスライシングマシンで集合絶縁
基板の端子電極スルーホールの略中心部を通る、直交す
るＸ方向及びＹ方向の２つのカットラインに沿って、隣
接するシリンダー型水晶振動子を分離するように切断し
て単体の表面実装型水晶振動子２０に分割する。

【００２６】上記した製造方法により製造された表面実
装型水晶振動子２０は、前述した第１の実施の形態と同
様に、従来の横置きに比べて数倍、例えば、略３〜４倍
の集合数で組立作業が行える様になる。また、製品の長
さが短くなる。また、シリンダー型水晶振動子の封止管
の端面に第２の小片絶縁基板を対面付与することにより
安定実装ができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表面実装型水晶振動子の構造は、多数個取りする集合絶
縁基板面に複数個のシリンダー型水晶振動子を略直交す
る様に配置しているため、従来の様に集合絶縁基板面の
開口部に水晶振動子を横置きにして配置したものと比較
して、材料のムダが激減し、集合基板内の製品集合数が
大幅に増加できるため、工数が大幅に低減できる。ま
た、製品の長さが短い、そのため従来製品と比較して、
厚み、幅及び長さの全てにわたり、小型、薄型化が実現
でき、軽薄短小を指向する電子部品として満足できる。

【００２８】また、振動子のリード端子の反対側にリー
ド端子用のスルーホールを割愛した第２の小片絶縁基板
を付加することにより安定実装ができる。信頼性がアッ
プされ、生産性が良く、安価な表面実装型水晶振動子及
びその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる表面実装型
水晶振動子の斜視図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係わる表面実装型
水晶振動子の斜視図である。

【図３】図１の表面実装型水晶振動子の製造方法に係わ
り、集合絶縁基板の加工工程及び電極パターン形成工程
を示す部分平面図である。

【図４】図２の集合絶縁基板にシリンダー型水晶振動子
のリード端子を挿入した状態の部分斜視図である。

【図５】図４において、樹脂封止工程を示す部分斜視図
である。

【図６】図５において、ダイシング工程を示す部分斜視
図である。

【符号の説明】

１ 小片絶縁基板（第１の小片絶縁基板） １Ａ 集合絶縁基板 １ａ リード端子用のスルーホール １ｂ 接続パターン １ｃ 端子電極スルーホール １ｄ スルーホール電極 ２ シリンダー型水晶振動子 ２ａ 封止管 ２ｂ リード端子 ３ 半田 ４ 封止樹脂 ５ Ｘ方向のカットライン ６ Ｙ方向のカットライン ７ 第２の小片絶縁基板 １０、２０ 表面実装型水晶振動子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 封止管と一対のリード端子を備えたシリ
   ンダー型水晶振動子と、前記シリンダー型水晶振動子に
   略直交すように一対のリード端子挿入用のスルーホール
   を有する小片絶縁基板と、該小片絶縁基板は前記リード
   端子用のスルーホールに連通する接続パターンと該接続
   パターンに接続する端子電極スルーホールの分割された
   円弧形状部にスルーホール電極とを有し、前記小片絶縁
   基板のリード端子挿入用のスルーホールにシリンダー型
   水晶振動子のリード端子を挿入しリード端子の端部を小
   片絶縁基板の接続パターンに半田等で固着・接続し、シ
   リンダー型水晶振動子の封止管を封止樹脂で封止したこ
   とを特徴とする表面実装型水晶振動子。
2. 【請求項２】 封止管と一対のリード端子を備えたシリ
   ンダー型水晶振動子と、前記シリンダー型水晶振動子に
   略直交すように一対のリード端子挿入用のスルーホール
   を有する第１の小片絶縁基板と、該第１の小片絶縁基板
   は前記リード端子用のスルーホールに連通する接続パタ
   ーンと該接続パターンに接続する端子電極スルーホール
   の分割された円弧形状部にスルーホール電極とを有し、
   前記第１の小片絶縁基板のリード端子挿入用のスルーホ
   ールにシリンダー型水晶振動子のリード端子を挿入しリ
   ード端子の端部を第１の小片絶縁基板の接続パターンに
   半田等で固着・接続すると共に、前記シリンダー型水晶
   振動子のリード端子の反対側に前記第１の小片絶縁基板
   と略同形状で円弧形状部にスルーホール電極を有する第
   ２の小片絶縁基板を設け、シリンダー型水晶振動子の封
   止管を封止樹脂で封止したことを特徴とする表面実装型
   水晶振動子。
3. 【請求項３】 多数個取りするガラスエポキシ樹脂等よ
   りなる集合絶縁基板の平面上にシリンダー型水晶振動子
   に直交するように一対のリード端子用のスルーホールを
   複数個と端子電極スルーホールを複数個配列形成する集
   合絶縁基板加工工程と、メッキ処理により前記端子電極
   スルーホールの内面を含む集合絶縁基板の全表面にメッ
   キ層を形成するメッキ工程と、メッキレジストを付加
   し、パターンマスクにより露光現像をし、パターンエッ
   チングを行い、前記集合絶縁基板の接続パターンと、前
   記端子電極スルーホールにスルーホール電極を形成する
   電極パターン形成工程と、前記集合絶縁基板に形成され
   た端子電極スルーホールをドライフィルム等で塞いだ
   後、前記集合絶縁基板面にシリンダー型水晶振動子を略
   直交した状態でリード端子をリード端子用のスルーホー
   ルに挿入する振動子供給工程と、前記挿入されたリード
   端子の先端部を集合絶縁基板の接続パターンに固着・接
   続する半田付け工程と、前記シリンダー型水晶振動子の
   周囲に樹脂成形用型枠を配置し、エポキシ等の封止樹脂
   を充填する樹脂封止工程と、封止樹脂硬化後に前記樹脂
   成形用型枠を取り外し、ダイシングマシン、又はスライ
   シングマシンで集合絶縁基板の端子電極スルーホールの
   略中心部を通る直交する２つのカットラインに沿って切
   断して単体の表面実装型水晶振動子に分割する切断工程
   とからなることを特徴とする表面実装型水晶振動子の製
   造方法。
4. 【請求項４】 多数個取りするガラスエポキシ樹脂等よ
   りなる集合絶縁基板の平面上にシリンダー型水晶振動子
   に直交するように一対のリード端子用のスルーホールを
   複数個と端子電極スルーホールを複数個配列形成する第
   １の集合絶縁基板加工工程と、前記第１の集合絶縁基板
   と略同形状で端子電極スルーホールを複数個配列形成す
   る第２の集合絶縁基板加工工程と、前記第１及び第２の
   集合絶縁基板にメッキ処理により前記端子電極スルーホ
   ールの内面を含む基板の全表面にメッキ層を形成するメ
   ッキ工程と、メッキレジストを付加し、パターンマスク
   により露光現像をし、パターンエッチングを行い、前記
   第１の集合絶縁基板の接続パターンと、前記両基板に端
   子電極スルーホールにスルーホール電極を形成する電極
   パターン形成工程と、前記第１の集合絶縁基板に形成さ
   れた端子電極スルーホールをドライフィルム等で塞いだ
   後、前記第１の集合絶縁基板面にシリンダー型水晶振動
   子を略直交した状態でリード端子をリード端子用のスル
   ーホールに挿入する振動子供給工程と、前記挿入された
   リード端子の先端部を第１の集合絶縁基板の接続パター
   ンに固着・接続する半田付け工程と、前記シリンダー型
   水晶振動子の周囲に樹脂成形用型枠を配置し、エポキシ
   等の封止樹脂を充填する樹脂封止工程と、前記シリンダ
   ー型水晶振動子のリード端子の反対側に前記第２の集合
   絶縁基板を配設し封止樹脂硬化後に前記樹脂成形用型枠
   を取り外し、ダイシングマシン、又はスライシングマシ
   ンで第１及び第２の集合絶縁基板の端子電極スルーホー
   ルの略中心部を通る直交する２つのカットラインに沿っ
   て切断して単体の表面実装型水晶振動子に分割する切断
   工程とからなることを特徴とする表面実装型水晶振動子
   の製造方法。