JP2007300416A - 電子部品素子の接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】その目的は、電子部品素子の接続強度を維持することができる。
【解決手段】本発明の電子部品素子の接続構造において、配線基板は、電子部品素子を搭載するための搭載パターンが形成されており、前記電子部品素子を前記搭載パターンと接続されてなる電子部品素子の接続構造において、前記配線基板に形成されている搭載パターンが、該電子部品素子の側面とのみ接続されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯用通信機器等の電子機器に用いられる圧電デバイスに搭載する電子部品素子の接続構造に関するものである。

かかる従来の圧電デバイスとしては、水晶基板の両主面に振動電極が形成された水晶振動素子２２と、該水晶振動素子２２と接続して発振回路を構成する集積回路素子２３及び電子部品素子２４と、前記水晶振動素子２２及び前記集積回路素子２３、電子部品素子２４を収容する容器体２１を封止するための蓋体２５から成る。
このとき、図６に示すように、電子部品素子の接続構造は、前記電子部品素子２４を搭載するための搭載パターンが、前記電子部品素子２４の外部電極面に対応する箇所に設けられている。

特開平１０−０７５１２０号公報 なお出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。

しかしながら、従来の電子部品素子の接続構造において、鉛フリー半田の使用により客先でのリフロー実装温度が高くなる傾向がみられ、従来の圧電デバイスにおいては、前記電子部品素子は前記容器体の搭載パターンと導電性接着剤により機械的及び電気的に接続されている場合、前記電子部品素子の外部電極材が溶融し、前記搭載パターンに接触している箇所から溶融した前記外部電極材が流れ、すでに硬化されている導電性接着剤と前記搭載パターンの間に流れ出た前記外部電極材分の間隙ができるので、接続強度が劣化してしまうといった欠点があった。

また、前記電子部品素子の外部電極材が溶融し、流れ出した外部電極材が外部電極間で接触し、短絡を起こしてしまうといった欠点があった。

本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、前記電子部品素子の接続強度を維持すると共に、外部電極間における短絡を防止することができる電子部品素子の接続構造を提供することにある。

本発明の電子部品素子の接続構造において、配線基板には、電子部品素子を搭載するための搭載パターンが形成されており、前記電子部品素子を前記搭載パターンと接続されてなる電子部品素子の接続構造において、前記配線基板に形成されている搭載パターンが、該電子部品素子の側面とのみ接続されていることを特徴とするものである。

また、本発明の電子部品素子の接続構造において、前記電子部品素子を搭載するために、前記配線基板に設けられた搭載パターンの内に前記搭載パターン除去部が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の電子部品素子の接続構造によれば、前記電子部品素子を搭載するために、前記容器体に設けられた搭載パターンを前記電子部品素子の外部電極材が接触しない箇所に配置する。そうすることで、母基板に鉛フリー半田を用いて前記圧電デバイスを実装する際に、実装時の温度が高くなり前記電子部品素子の外部電極材が溶融しても、前記搭載パターンに接触している箇所がないので、溶融した前記外部電極材が流れ、すでに硬化された導電性接着剤と搭載パターンの間に間隙ができることを防止し、接続強度を維持することが可能となる。

また、本発明の電子部品素子の接続構造によれば、前記電子部品素子を搭載するために、前記容器体に設けられた搭載パターン内に除去部が設けられていることによって、母基板に実装する際に鉛フリー半田を用いることにより、客先の使用温度が高くなり、前記電子部品素子の外部電極材が溶融しても、前記電子部品素子の接続電極面の対向する位置に前記除去部が形成されているので、前記搭載パターンに接触している箇所がなく、溶融した前記外部電極材が流れることを防止する。
よって、硬化した導電性接着剤との間に間隙ができることを防止し、接続強度を維持することが可能となる。

以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る圧電デバイスの斜視図、図２は図１の圧電デバイスの断面図であり、これらの図に示す圧電デバイスは、大略的に、容器体１と、圧電振動素子としての水晶振動素子５と、発振回路および周波数調整用回路としての集積回路素子６と電子部品素子７で構成されている。

圧電デバイスの１つとして、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）が挙げられる。電圧制御水晶発振器は、外部制御電圧により、出力周波数を可変する機能を付加したものであり、水晶振動素子５に直列に可変容量ダイオードを接続し、容量を変化させることによって周波数を可変させる。

容器体１は、例えば、ガラス−セラミック、アルミナセラミックス等のセラミック材料から成る容器体１と、４２アロイやコバール，リン青銅等の金属から成る蓋体４とから成り、容器体１の外周壁の上面に、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等のメタライズ層を形成し、メタライズ層の上面には、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）をメッキした封止用導体パターン３が設けられ、封止用導体パターン３の上面に蓋体４を載置・固定させることによって容器体１が構成されており、容器体１の内側に形成された第１のキャビティ８に水晶振動素子５及び集積回路素子６が実装され、第２のキャビティ９には、電子部品素子７が実装されている。

一方、容器体１の内部に収容される水晶振動素子５は、所定の結晶軸でカットした水晶片の両主面に一対の振動電極を被着・形成してなり、外部からの変動電圧が一対の励振用電極を介して水晶片に印加されると、所定の周波数で厚みすべり振動を起こす。
また、水晶片には、凹部が形成されており、凹部には、励振用電極が形成されている逆メサ型の水晶振動素子５と言うものがあり、高周波用として使用されている。
このような形状に加工した水晶片に、圧電振動領域部の凹部に励振用電極と、この励振用電極から接続部を介して引き出した引出電極と、接続部の外周辺のうち一辺の表裏縁部近傍に形成した引出電極と電気的に接続した容器接続用電極とを形成することで水晶振動素子５を形成している。

水晶振動素子５は、一対の振動電極に対し導電性接着剤１０を介して基板上面の対応する搭載パッドに電気的に接続させることによって容器体１の上面に搭載され、これによって水晶振動素子５と容器体１との電気的接続及び機械的接続が同時になされる。

導電性接着剤１０は、シリコーン樹脂の中に導電性フィラーが含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）、またはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。

また蓋体４は従来周知の金属加工法を採用し、４２アロイ等の金属を所定形状に成形することによって製作され、蓋体４の上面には、ニッケル（Ｎｉ）層が形成され、更にニッケル（Ｎｉ）層の上面の封止用導体パターン３に対応する箇所に封止部材２である金錫（Ａｕ−Ｓｎ）層が形成される。金錫（Ａｕ−Ｓｎ）層の厚みは、１０μｍ〜４０μｍである。例えば、成分比率が、金が８０％、錫が２０％のものが使用されている。
また、このような封止部材２は、封止用導体パターン３の凹凸を緩和し、気密性の低下を防ぐことが可能となる。また、封止部材２が薄すぎると当該機能を充分に発揮しない。

集積回路素子６は、容器体１の上面に形成されている電極と上面に形成された電極とをワイヤーボンディング法等で接続しているものであり、その回路形成面に、発振出力を生成する発振回路等が設けられており、発振回路で生成された発振出力は、例えば、クロック信号等の基準信号として利用される。

電子部品素子７は、可変容量ダイオード及びチップ部品等であり、発振周波数を調整するものである。可変容量ダイオードは、外部制御電圧を印加することによって発振周波数を調整する役割を担うほか、インダクタ素子は水晶振動素子５と直列に接続すると周波数の調整範囲を広げる役割があり、他にコンデンサ素子、抵抗素子等も付加することが考えられる。

このような電子部品素子７を容器体１の第２のキャビティ９に搭載するために、搭載パターン１２を形成し、導電性接着剤１０にて、電子部品素子７を搭載パターン１２上に接続する。
この際、図３に示すように、電子部品素子７を搭載するために、容器体１に設けられた搭載パターン１２を電子部品素子７の外部電極材１３の対向面には設けられておらず接触しない箇所に配置する。
そうすることで、母基板に鉛フリー半田を用いて圧電デバイスを実装する際に、実装時の温度が高くなり電子部品素子７の外部電極材１３が溶融しても、搭載パターン１２に接触している箇所がないので、溶融した外部電極材１３が流れ、すでに硬化された導電性接着剤と搭載パターン１２の間に間隙ができることを防止し、接続強度を維持することが可能となる。

また、図４に示すように、電子部品素子７を搭載するために、容器体１に設けられた搭載パターン内に搭載パターン除去部１４が設けられていることによって、母基板に実装する際に鉛フリー半田を用いることにより、客先の使用温度が高くなり、電子部品素子７の外部電極材１３が溶融しても、電子部品素子７の接続電極面の対向する位置に除去部が形成されているので、搭載パターン１２に接触している箇所がなく、溶融した外部電極材１３が流れることを防止する。なお、図４（ａ）は搭載パターンの一例であり、図４（ｂ）は搭載パターンに電子部品素子７を実装したときの概念図である。
本願発明によって、図５に示すように硬化した導電性接着剤との間に間隙ができることを防止し、接続強度を維持することが可能となる。

ここで容器体１の蓋体４を、容器体１の配線導体を介して容器体下面に配されるグランド端子用の外部端子１１に接続させておけば、その使用時、蓋体４がアースされることによりシールド機能が付与されることとなるため、水晶振動素子５や後述する集積回路素子６を外部からの不要な電気的作用より良好に保護することができる。
従って、容器体１の蓋体４は、グランド端子用の外部端子１１に接続させておくことが好ましい。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
上述した実施形態においては、圧電振動素子として水晶振動素子５を用いるようにしたが、他の圧電振動素子、例えばＳＡＷ（弾性表面波）素子等を用いて圧電発振器を構成する場合にも本発明は適用可能である。

本発明における一実施形態である圧電デバイスの分解斜視図である。 本発明における一実施形態である圧電デバイスの断面図である。 本発明における一実施形態である圧電デバイスの搭載パターンを表す上面図である。 本発明における他の実施形態である圧電デバイスの搭載パターンを表す上面図である。 本発明における他の実施形態である圧電デバイスの搭載パターンを表す断面図である。 従来における圧電デバイスの第２のキャビティに形成されている搭載パターンを表す上面図である。

符号の説明

１・・・・容器体
２・・・・封止部材
３・・・・封止用導体パターン
４・・・・蓋体
５・・・・水晶振動素子（圧電振動素子）
６・・・・集積回路素子
７・・・・電子部品素子
８・・・・第１のキャビティ
９・・・・第２のキャビティ
１０・・・導電性接着剤
１１・・・外部端子
１２・・・搭載パターン
１３・・・外部電極材
１４・・・除去部

Claims (2)

1. 配線基板には、電子部品素子を搭載するための搭載パターンが形成されており、前記電子部品素子を前記搭載パターンと接続されてなる電子部品素子の接続構造において、
   前記配線基板に形成されている搭載パターンが、該電子部品素子の側面とのみ接続されていることを特徴とする電子部品素子の接続構造。
2. 前記電子部品素子を搭載するために、前記配線基板に設けられた搭載パターンの内に前記搭載パターン除去部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の電子部品素子の接続構造。

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