JP2010213255A - 台座付水晶発振器 - Google Patents

Abstract

【課題】半田付け作業を容易にして生産性の高い台座付発振器を提供する。
【解決手段】金属ベース３の底面からリード線６の導出した水晶発振器１と、平面外形が略矩形であって、リード線６が貫通する挿通孔を有し、水晶発振器１の底面に装着されて、リード線６と電気的に接続する実装端子１２が底面に形成された台座２とからなる表面実装用の台座付水晶発振器において、挿通孔は台座２の４角部に設けられ、台座２の底面における挿通孔が形成された４角部に外縁部が開放された窪み１６を有し、リード線６は半田１３を用いて窪み１６に形成された端子電極１１に接続した構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は表面実装用の台座付水晶発振器（以下、台座付発振器とする。）を技術分野とし、特に容易に台座を水晶発振器に装着できる台座付発振器に関する。

（発明の背景）
移動体通信機器や伝送通信機器に用いる周波数制御デバイスとして水晶発振器が知られている。この水晶発振器の一つとして、リード線が底面に垂直に植設されたリード型水晶発振器が広く使われている。一方で電子部品の表面実装化が進むなか、水晶発振器についても表面実装できることが求められている。このような背景の下、既存のリード型水晶発振器に台座を装着して表面実装を可能とした台座付水晶発振器が提案されている（特許文献１参照）。

（従来技術の一例）
第６図及び第７図は一従来例を説明する台座付発振器の図で、第６図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は底面図、同図（ｃ）はＡ部分のＢ−Ｂ断面図、第７図は台座の組立分解図である。

ここでは特許文献２（段落００１４〜段落００２１、図１、図２）で開示された台座付発振器を説明する。なお、特許文献２では台座付水晶振動子として説明されているが、台座付水晶発振器でも同様の構成を適用できるため、台座付水晶発振器として説明する。

台座付水晶発振器は、水晶発振器１に台座２を装着してなる。水晶発振器１は、金属ベース３に水晶振動子（図示せず）及び発振回路素子（図示せず）等を収容して、金属カバー４を接合して形成される。水晶発振器１の外底面にはスタンドオフ５が設けられて、水晶発振器１を直接実装基板に実装したときの、実装基板と金属ベース３との電気的短絡を防止する。水晶発振器１の外底面には、４つのリード線６が外底面に対して垂直に植設される。リード線６は金属ベース３に収容された前記発振回路素子等に電気的に接続する。

台座２は、第１基板７を上層とし、第２基板８を下層とした積層板である。また、台座２は、リード線６に対応した部分に挿通孔９を有する。ここで、第２基板８の挿通孔９ｂの半径は、第１基板７の挿通孔９ａの半径より大きくする（第７図）。また、リード線６は第１基板７の挿通孔９ａを貫通させる。そして、挿通孔９ａの内側面には金属膜を形成して導電路１０ａとする。

第１基板７における第２基板８との積層面であって、挿通孔９ａの外周には端子電極１１が形成され、台座２の底面となる第２基板８の底面には実装端子１２が形成される。挿通孔９ａを貫通したリード線６は半田１３で端子電極１１と電気的に接続する。また、半田１３は挿通孔９ａにも流れ込んで、リード線６が導電路１０ａと電気的・機械的に接続する。この結果、リード線６は、端子電極１１及び導電路１０ａ、第１基板７における水晶発振器１と対向する面に形成された導電路１０ｂ、台座２の側面に形成された導電路１０ｃを経由して、実装端子１２に電気的に接続する。

特開２０００−２８６６６１号公報 特開２００６−３３２９３２号公報

（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の台座付発振器では、半田付け作業が困難であるという問題があった。すなわち、上記構成の台座付発振器はリード線６を端子電極１１に接続するために半田付けを行う必要がある。そして、この半田付けは半田ごて１４を用いた手作業で行うことが多い。ここで、第２基板８の挿通孔９ｂの直径は２．５ｍｍ程度であり、半田ごて１４の先端部の直径は１．２ｍｍ程度であるのが通常である。したがって、半田ごて１４を挿通孔９ｂ内で自由に動かすことが難しく、半田付け作業が困難であるという問題が生じる。

このことから、特許文献２（段落００２３、図５）において第８図及び第９図に示す台座付発振器が提案されている。第８図及び第９図は台座付発振器の図で、第８図（ａ）は底面図、同図（ｂ）はＣ−Ｃ断面図、第９図は台座の組立分解図である。

ここでの挿通孔９ｂは、第８図及び第９図に示すように、近接する一対の挿通孔９ａを包含するように形成する。これにより、半田ごて１４を動かすことができる範囲が増えるので、半田付けを容易にする。しかし、この場合でも自由に動かすことができるのは、半田付け作業をしている挿通孔９ａと対になる挿通孔９ａ方向のみである。したがって、半田付け作業の困難さは十分には解消されていないという問題があった。

（発明の目的）
本発明は、半田付け作業を容易にして生産性の高い台座付発振器の提供を目的とする。

本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、金属ベースの底面からリード線の導出した水晶発振器と、平面外形が略矩形であって、前記リード線が貫通する挿通孔を有し、前記水晶発振器の底面に装着されて、前記リード線と電気的に接続する実装端子が底面に形成された台座とからなる表面実装用の台座付水晶発振器において、前記挿通孔は前記台座の４角部に設けられ、前記台座の底面における前記挿通孔が形成された４角部に外縁部が開放された窪みを有し、前記リード線は半田を用いて前記窪みに形成された端子電極に接続した構成とする。

このような構成であれば、窪みの外縁部が開放されているため、リード線と端子電極とを半田付けするときに半田ごてを自由に動かすことができる領域を十分に確保する。したがって、半田付け作業の効率を上げて台座付発振器の生産性を高めることができる。

（実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記窪みに延出した前記リード線の延出部は前記窪みで折り曲げられて前記窪みに収容された構成とする。これにより、水平に配置された回路基板の下側に台座付発振器を配置してリフローを行うとき、すなわち、台座付発振器を、台座は回路基板に対向させるために上方に位置させ、水晶発振器は下方に位置させて、リフローを行うとき、水晶発振器から導出したリード線と台座とを接続する半田が溶融する場合がある。しかし、台座の窪みでリード線の延出部が折り曲げられるため、台座から水晶発振器が落下したり、台座と水晶発振器との間に隙間ができたりすることがない。

また、窪みに延出したリード線の延出部は窪みで折り曲げられて窪みに収容される。したがって、リード線が長くても、リード線が台座の主面から突出することがなく、台座付発振器の回路基板への実装を可能とする。

本発明の請求項３では、請求項１又は請求項２において、前記台座は第１基板を上層とし第２基板を下層とした積層板であり、前記第２基板の４角部に切欠きを設けて前記台座の前記窪みを形成した構成とする。これにより、容易に前記窪みを形成することができる。

本発明の請求項４では、請求項１ないし請求項３において、前記台座はガラスエポキシからなる構成とする。これにより、台座の構成を明確にする。また、台座をセラミックからなる構成とした場合と比較して安価に台座付発振器を生産できる。

本発明の第１実施形態を説明する台座付発振器の図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は底面図、同図（ｃ）はＤ部分のＥ−Ｅ断面図である。 本発明の第１実施形態を説明する台座の組立分解図である。 本発明の第１実施形態を説明するシート状基板の図で、同図（ａ）はシート状第１基板の平面図、同図（ｂ）はシート状第２基板の平面図である。 本発明の第２実施形態を説明する台座付発振器の正面図である。 本発明の第２実施形態を説明する台座付発振器のリフロー時の正面図である。 一従来例を説明する台座付発振器の図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は底面図、同図（ｃ）はＡ部分のＢ−Ｂ断面図である。 一従来例を説明する台座の組立分解図である。 他の従来例を説明する台座付発振器の図で、同図（ａ）は底面図、同図（ｂ）はＣ−Ｃ断面図である。 他の従来例を説明する台座の組立分解図である。

（第１実施形態、請求項１、３、４に相当）
第１図及び第２図は本発明の第１実施形態を説明する台座付発振器の図で、第１図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は底面図、同図（ｃ）はＤ部分のＥ−Ｅ断面図、第２図は台座の組立分解図である。なお、従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。

台座付水晶発振器は、水晶発振器１に台座２を装着してなる。水晶発振器１は、金属ベース３に水晶振動子（図示せず）及び発振回路素子（図示せず）等を収容して、金属カバー４を接合して形成される。水晶発振器１の外底面には、スタンドオフ５及び４つのリード線６が形成される。リード線６は外底面に対して垂直に植設されて、金属ベース３に収容された発振回路素子等に電気的に接続する。

台座２は、第１基板７を上層とし、第２基板８を下層としたガラスエポキシからなる積層板である。第１基板７の４角部にはリード線６を貫通させる挿通孔９ａを形成する（第２図）。また、第２基板８の４角部には切欠き１５を形成する。この第１基板７と第２基板８とを積層することで、台座２の底面における挿通孔９ａが形成された４角部に、外縁部が開放された窪み１６が形成される。窪み１６には端子電極１１を形成する。そして、挿通孔９ａを貫通したリード線６は半田１３で端子電極１１に電気的に接続する。また、挿通孔９ａに流れ込んだ半田１３によってリード線６は導電路１０ａと電気的・機械的に接続する。これにより、リード線６は、台座２の底面に形成した実装端子１２に電気的に接続する。

このようなものでは、先ず、第３図（ａ）に示すように、第１基板７となるガラスエポキシのシート状第１基板１７を用意する。そして、挿通孔９ａと、導電路１０ｃとなる貫通孔１８ａとを形成する。その後、挿通孔９ａ及び貫通孔１８ａの内側面に導電路１０ａ及び１０ｃを形成し、さらに、シート状第１基板１７の一主面に導電路１０ｂを形成する。また、導電路１０ｂを形成した一主面の裏面には端子電極１１を形成する。

次に、第３図（ｂ）に示すように、第２基板８となるガラスエポキシのシート状第２基板１９を用意する。そして、導電路１０ｃとなる貫通孔１８ｂと、切欠き１５となる貫通孔１８ｃとを形成する。その後、貫通孔１８ｂの内側面に導電路１０ｃを形成する。また、シート状第２基板１９における台座２の裏面となる一主面には実装端子１２を形成する。ここで、導電路１０ａ〜１０ｃ及び端子電極１１、実装端子１２は、例えば銅箔の印刷及び金メッキによって形成する。

次に、例えば熱圧着によって、シート状第１基板１７とシート状第２基板１９とを積層する。そして、分割線Ｘ−Ｘ、Ｙ−Ｙに沿って切断して、台座２を形成する。次に、予め用意した水晶発振器１の底面に台座２を装着する。ここで、リード線６は挿通孔９ａに貫通させる。最後に、半田付けを行い、リード線６と端子電極１１とを半田１３で接続させる。半田１３は挿通孔９ａにも流れ込んでリード線６は導電路１０ａと電気的・機械的に接続する。

このような構成であれば、窪み１６の外縁部が開放されているため、半田付けをするときに半田ごて１４を自由に動かすことができる領域を十分に確保することができる。したがって、半田付け作業の効率を上げて台座付発振器の生産性を高めることができる。

（第２実施形態、請求項１〜４に相当）
第４図及び第５図は本発明の第２実施形態を説明する台座付発振器の図で、第４図は正面図、第５図はリフロー時の正面図である。なお、上記実施形態と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。

本実施形態における台座付発振器の第１実施形態との相違は、窪み１６に延出したリード線６の延出部６ａの形状にある。すなわち、本実施形態では、リード線６の延出部６ａは窪み１６で折り曲げられて窪み１６に収容される。

このような構成であれば、第５図のように、水平に配置された回路基板２０の下側に台座付発振器２４を配置してリフローを行い、回路基板２０に台座付発振器２４を実装させた場合であっても、台座２から水晶発振器１が落下したり、台座２と水晶発振器１との間に隙間ができたりすることを回避できる。以下に具体的に説明する。

当該リフローにおいては、先ず、回路基板２０を水平に配置し、回路基板２０に台座２が対向するように台座付発振器２４を回路基板２０の下側に配置する。したがって、台座付発振器２４は台座２が上方に位置し、水晶発振器１が下方に位置する。そして、例えば接着剤２１で台座付発振器２４の台座２と回路基板２０とを仮接合させる。次に、回路基板２０を加熱して台座付発振器２４の実装端子１２と回路基板２０の端子２２との間の半田２３を溶融させて、台座付発振器２４を回路基板２０に実装させる。

この加熱時に、水晶発振器１から導出したリード線６と台座２とを接続する半田１３が溶融する場合がある。しかし、台座２の窪み１６でリード線６の延出部６ａが折り曲げられているため、台座２から水晶発振器１が落下したり、台座２と水晶発振器１との間に隙間ができたりすることがない。

なお、通常は、水平にした回路基板２０の上に台座付発振器２４を配置してリフローを行うことが多いが、台座付発振器２４を用いる機器の製造工程の都合等によって、上述のように、回路基板２０の下に台座付発振器２４を配置してリフローを行うことを要する場合がある。

また、窪み１６に延出したリード線６の延出部６ａは窪み１６で折り曲げられて窪み１６に収容される。したがって、リード線６が長くても、リード線６が台座２の主面から突出することがなく、台座付発振器２４の回路基板２０への実装を可能とする。

また、本実施形態において、リード線６の延出部６ａは、側面から押し潰して平板状とした後（潰し加工の後）に折り曲げてもよい。これにより、窪み１６の深さが浅い場合であっても、リード線６の延出部６ａの厚さを薄くできるため、リード線６が台座２の主面から突出することを回避できる。

（他の事項）
上記の実施形態では、台座２を第１基板７と第２基板８との２層からなる積層板としたが、第１基板７又は第２基板８が２層以上の積層板となっていてもよいことはもちろんである。また、台座２の母材をセラミックにしてもよい。さらに、台座２における第１基板７の水晶発振器１に対向する一主面であって、水晶発振器１の底面に形成されたスタンドオフ５に対応する部分に窪みを設けてもよい。これにより、前記窪みにスタンドオフ５を埋め込むことができて、台座付水晶発振器を低背化することができる。

１ 水晶発振器、２ 台座、３ 金属ベース、４ 金属カバー、５ スタンドオフ、６ リード線、７ 第１基板、８ 第２基板、９ 挿通孔、１０ 導電路、１１ 端子電極、１２ 実装端子、１３ 半田、１４ 半田ごて、１５ 切欠き、１６ 窪み、１７ シート状第１基板、１８ 貫通孔、１９ シート状第２基板、２０ 回路基板、２１ 接着剤、２２ 端子、２３ 半田、２４ 台座付発振器。

Claims (4)

1. 金属ベースの底面からリード線の導出した水晶発振器と、
   平面外形が略矩形であって、前記リード線が貫通する挿通孔を有し、前記水晶発振器の底面に装着されて、前記リード線と電気的に接続する実装端子が底面に形成された台座とからなる表面実装用の台座付水晶発振器において、
   前記挿通孔は前記台座の４角部に設けられ、前記台座の底面における前記挿通孔が形成された４角部に外縁部が開放された窪みを有し、前記リード線は半田を用いて前記窪みに形成された端子電極に接続したことを特徴とする表面実装用の台座付水晶発振器。
2. 請求項１において、前記窪みに延出した前記リード線の延出部は前記窪みで折り曲げられて前記窪みに収容された表面実装用の台座付水晶発振器。
3. 請求項１又は請求項２において、前記台座は第１基板を上層とし第２基板を下層とした積層板であり、前記第２基板の４角部に切欠きを設けて前記台座の前記窪みを形成した表面実装用の台座付水晶発振器。
4. 請求項１ないし請求項３において、前記台座はガラスエポキシからなる表面実装用の台座付水晶発振器。