JP3825285B2 - 電子部品 - Google Patents
電子部品 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3825285B2 JP3825285B2 JP2001213927A JP2001213927A JP3825285B2 JP 3825285 B2 JP3825285 B2 JP 3825285B2 JP 2001213927 A JP2001213927 A JP 2001213927A JP 2001213927 A JP2001213927 A JP 2001213927A JP 3825285 B2 JP3825285 B2 JP 3825285B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electronic component
- cover case
- metal
- mounting substrate
- crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は実装基板上に複数の電子部品素子を搭載し、その電子部品素子を蓋体で覆って構成した電子部品に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、実装基板上に複数の電子部品素子を搭載し、その電子部品素子の搭載空間を金属製の蓋体(以下、カバーケースともいう)で覆った電子部品としては、例えば、水晶発振器、温度補償型水晶発振器などが知られている。
【0003】
例えば、図8に示すように、上述の温度補償型水晶発振器70は、セラミックやガラスエポキシなどの実装基板71上に実装された電子部品素子、例えば、振動部を構成する水晶振動子30、温度補償回路部を構成する温度感応素子33、発振回路を構成するトランジスタ31および周波数調整回路部を構成するコンデンサ32等が搭載され、これらの電子部品素子が金属製のカバーケース72に覆われている。
【0004】
カバーケース72は、半田接合が可能な金属材料から成り、底面が開口した筐体状に形成されている。そして、カバーケース72は水晶振動子30やトランジスタ31の上面とカバーケース72の天井面との間に隙間75を形成した状態でカバーケース72の底面開口近傍の一部が実装基板71の電極パターン73と半田74を介して接合されていた。
【0005】
また、他の従来技術としては、特開平11−74455、特開2000−151335等に記載されており、図9のように温度補償型水晶発振器70aが、図8に示す温度補償型水晶発振器70と同様、セラミックやガラスエポキシなどの実装基板71上に、電子部品素子である振動部を構成する水晶振動子30、温度補償回路部を構成する温度感応素子33、発振回路を構成するトランジスタ31および周波数調整回路部を構成するコンデンサ32等を搭載し、これらの電子部品素子を金属製のカバーケース72で覆っている。そしてカバーケース72と実装基板71上に搭載されている水晶振動子30の金属製容器34の一部とを溶融接合により接合していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
図8に示す従来の技術例においては、カバーケース72が半田74を介して実装基板71に接合するために、実装基板71の側面や表面周囲に電極パターン73を形成しなくてはならず、実装基板上に形成する配線パターンの引き回しに制約が発生してしまい設計上の自由度がなくなってしまうという問題点があった。
【0007】
また、従来からカバーケース72は導電性を有する金属で形成されているため、実装基板71上に搭載された水晶振動子30とトランジスタ31は本来導通するべきものでなく、それら同士のショートを防止するため、水晶振動子30やトランジスタ31の上面とカバーケース72の天井面との間に隙間75を設ける必要があり、小型化の要求に充分に応えることのできない構造であった。
【0008】
一方、図9に示す他の従来技術においては、カバーケース72と実装基板71に搭載されている水晶振動子30の金属製容器34の一部とを溶融接合により接合しているため、溶融接合する電子部品素子2の金属製容器と同じ実装高さの電子部品素子の露出電極がある場合、電子部品素子同士が互いにショートしてしまう恐れがあった。このため、電子部品素子の選定・配置の制約が生じ設計上の障害となっていた。
【0009】
本発明は上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、小型で信頼性に優れ、かつ設計上自由度が得られるとともに、カバーケースの接合工程が非常に簡略化される電子部品を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、金属蓋体を備えた水晶振動子を含む複数の電子部品素子を実装基板に搭載するとともに、前記複数の電子部品素子を覆うようにカバーケースを配置してなる電子部品において、前記カバーケースは導電部及び該導電部の外周端面から平面方向に伸びる樹脂本体から構成されており、前記金属蓋体上に前記導電部が、前記水晶振動子以外の電子部品素子上に前記樹脂本体がそれぞれ位置するようにして前記カバーケースを配置するとともに、前記金属蓋体と前記導電部とを接合したことを特徴とする電子部品を提供する。
【作用】
本発明の構成によれば、樹脂本体と導電部とが形成されたカバーケースを実装基板上に搭載される電子部品素子を覆うように金属蓋体と導電部とを接合している。即ち、水晶振動子の金属蓋体はカバーケースの導電部と接合されている。従って、実装基板上に搭載した他の電子部品素子はカバーケースの樹脂本体と対向するようになるために、全体が金属製のカバーケースを用いた場合に比べて実装基板に搭載された金属蓋体を有する水晶振動子と他の電子部品素子同士(例えば、水晶発振器の蓋体とトランジスタの外部電極)がカバーケースによってショートすることがなく、これにより、カバーケース内周面と電子部品素子上面の間に隙間を設ける必要がなくなるものである。
【0011】
また、接合する導電部以外の部分は樹脂本体で形成している。従って、軽量化が可能となるとともに、カバーケースの形状は接合される水晶振動子以外で実装基板に搭載する他の電子部品素子の形状、高さ等に応じて自由に形成することができるので電子部品の容積を極小化することができるものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子部品を図面に基づいて詳説する。
【0013】
図1は、本発明の電子部品の外観斜視図であり、図2は図1に示す電子部品の内部状態を示す概略断面図である。
【0014】
ここで、本発明の電子部品とは、1つの実装基板に、コンデンサ、抵抗、トランジスタ、IC素子、水晶振動子、SAWフィルタなどの電子部品素子を搭載して、所定動作を行わせる部品(モジュール)を言う。なお、以下の説明では、電子部品として温度補償型水晶発振器を例にして説明する。
【0015】
図1、図2において、10は温度補償型水晶発振器であり、1は実装基板、2は水晶振動子、3はトランジスタ、4は蓋体となるカバーケース、5は温度感応素子、6はコンデンサである。
【0016】
実装基板1は、セラミック基板、ガラスエポキシ基板などの基板11と、少なくとも基板11の底面や側面に形成され所定回路を構成する配線パターン12と、基板11の底面や側面に形成され配線パターン12に接続された端子電極13とから構成されている。
【0017】
また、実装基板1上には、振動部を構成する水晶振動子2、温度補償回路部を構成する温度感応素子5、発振回路部を構成するトランジスタ3、周波数調整回路部を構成するコンデンサ6が搭載されている。水晶振動子2は金属製気密容器や金属製蓋体を有する気密容器に水晶振動片を収容しており、金属製気密容器や金属製蓋体はそれ自体露出した電極となっている。また、温度感応素子5、トランジスタ3,コンデンサ6も電極が露出した構造となっている。
【0018】
ここで、水晶振動子2について説明すると、水晶振動子2は図3に示すように、セラミック層が積層された筐体状容器21と水晶振動片22、Fe−Ni合金(コバール)などの金属蓋体23とから形成されている。また、筐体状容器21の上面には金属蓋体23をシーム溶接するための溶接金属リング25が配置されている。即ち、筐体状容器21に水晶振動片を配置し、導電ペースト等によって固定、導通を図ったのち、金属蓋体23のシーム溶接を行うことで、水晶振動片22が気密的に封止された容器となる。なお、筐体状容器21の底面には、実装基板1の配線パターン12と半田接合される出力電極24が形成されている。
【0019】
カバーケース4は、少なくとも電子部品素子2,3の搭載空間を覆うような形状、例えば外周が屈曲して底面側から開口する筐体状となっている。カバーケース4は樹脂本体41と金属部43とからなり、樹脂本体41の略中央に金属部43を一体的に形成している。
【0020】
樹脂本体41においては、例えば液晶ポリマー等の耐熱性樹脂で一体成型で形成される。樹脂本体41は電子部品素子2,3,5,6の形状、即ち高さ、幅等に応じて所望の形に成型することができ、電子部品の容積を極小化することができるものである。なお、樹脂本体41に金属部43を一体成型で形成することにより、軽量の電子部品を達成することができる。
【0021】
カバーケース4の金属部43は、例えばSUS304等で形成され、その厚みが80μm程度となっている。この金属部43の80μmという厚みは、熱容量を小さくし、水晶振動子2との溶融接合時において、レーザーなどのエネルギービームを照射したとき、瞬時に構成材料、例えばSUS304が溶融する約1250℃〜1300℃にまで昇温できるようにするために望ましい厚みである。また、金属部分としては、熱伝導率が1.0×10-3J/cm・S・K以下の比較的低い熱伝導率のものが望ましく、Fe、Ni系の合金が望ましい。
【0022】
そして、金属部43は水晶振動子2の金属蓋体23に当接して配設され、後述のように金属部43と金属蓋体23とが溶融接合されることになる。なお、前記金属部43は、その表面がカーボン(C)などの黒色顔料を有するメッキ層でNiメッキされ、表面のみが黒色化されている。この表面の黒色化は、溶融接合時の際に前記金属部43上面にレーザーなどのエネルギービームを照射した時、金属部43の表面での光の反射を抑制し、エネルギービームを効率良く吸収し、エネルギービームのパワーの省力化を達成するためである。例えば、銀白色の金属表面の場合には、エネルギービームのランプに13Aの電流を流さなければならないところ、黒色系の金属表面の場合には、11Aの電流で溶融接合が達成できる。
【0023】
なお、カバーケース4の金属部43と水晶振動子2の金属蓋体23とをレーザーにより溶融接合したが、これに限定されず、半田接合、樹脂による接合等でも構わず本発明の同様の作用効果が得られる。
【0024】
また、金属部43はアースに接続しても良い。これによって金属蓋体23もアースに接続されるため、水晶振動子2に対してシールド効果を有するものである。
【0025】
次に、上述の実装基板1,水晶振動子2、トランジスタ3、温度感応素子5、コンデンサ6、蓋体となるカバーケース4を用いた温度補償型水晶発振器の組立方法及びカバーケースの接合構造を説明する。
まず、公知の厚膜回路基板の製法で作成された実装基板1に、水晶振動子2、トランジスタ3、温度感応素子5、コンデンサ6、が搭載される配線パターン上にクリーム半田を塗布する。次に、クリーム半田が塗布された部分に水晶振動子2、トランジスタ3、温度感応素子5、コンデンサ6を搭載しリフロー加熱等により接合する。なお、ここで水晶振動子2は実装基板1の中央部付近に配置することが望ましい。
【0026】
次に、水晶振動子2、トランジスタ3、温度感応素子5、コンデンサ6、を被覆するように、筐体状カバーケース4を載置する。この状態で筐体状カバーケース4の金属部43が水晶振動子2の上面に載置された状態で保持されることになる。次に、筐体状カバーケース4の金属部43の複数箇所にYAGレーザーなどのエネルギービームをスポット的に照射して、筐体状カバーケース4の金属部43と水晶振動子2の金属蓋体23とを溶融接合する。この溶融接合した部分をXで示す。これは、カバーケース4の金属部43にエネルギービームをスポット的に照射することにより、前記金属部43が局所的に昇温し、例えばSUS304の溶融温度である約1250℃以上になると、金属部43が溶融しその結果、水晶振動子2の金属蓋体23とを溶融接合することになる。これにより、カバーケース4は接合用電子部品素子2の上面に強固の溶融接合して、実装基板1に搭載された水晶振動子2、トランジスタ3、温度感応素子5、コンデンサ6を覆うことができる。なお、接合工程を上述のようにYAGレーザーなどで溶融接合する場合には、カバーケース4と実装基板1の接合に半田付け、導電性接着剤を熱硬化させることによる接着等の熱処理工程を省略することができ、接合工程が非常に簡略化されて電子部品素子の信頼性性能の劣化がなくなる。
【0027】
上述のように、カバーケース4の金属部43と水晶振動子2の金属蓋体23で接合される溶接接合部Xを除き樹脂等の絶縁性物質で形成されているカバーケース4の金属部43と水晶振動子2の金属蓋体23とを溶融接合により接合している。従って、従来のように実装基板1の側面や表面周囲に実装基板1と蓋体であるカバーケース4とを半田付けするために電極パターン73(図8)を形成する必要がなく、実装基板1に形成する配線パターンの形成領域が大きくなり設計の自由度が向上する。
【0028】
また、実装基板1に搭載された水晶振動子2の金属蓋体23とカバーケース4の金属部43とを溶融接合するだけで実装基板1とカバーケース4とが接合されるため、接合工程が非常に簡略化されると共に、カバーケース4と実装基板1の接合に半田付け、導電性接着剤等の熱処理工程を省略することができ、電子部品素子の信頼性性能の劣化がなくなる。
【0029】
さらに、実装基板1に搭載された水晶振動子2の金属蓋体23とカバーケース4の金属部43とが溶融接合される領域以外のカバーケース4の領域は絶縁性である樹脂本体41で形成されており、複数の電子部品素子2,3,5,6のうち、第1の導電部を形成しない電子部品素子3,5,6の上面と蓋体4の樹脂本体41とが対向するよう配設したために、全体が金属製のカバーケースを用いた場合に比べて実装基板1に搭載された電子部品素子同士(例えば、トランジスタ3の外部電極と水晶振動子2の金属蓋体23)がカバーケース4によってショートすることがなく、これにより、カバーケース4内周面と電子部品素子上面の間に隙間を設ける必要がなくなるものである。その結果、電子部品素子全体の小型化が達成できる。
【0030】
以上の点から、カバーケース4の接合工程が非常に簡略化され、かつ小型で信頼性に優れ、かつ設計上自由度のある電子部品となっている。
【0031】
上述の構造では、カバーケース4の接合金属面は実質的に平面状態であり、この平面部分で接合用電子部品素子2の金属蓋体23と溶融接合している。これに対し図4に示すように、カバーケース4の所定表面、即ち接合用電子部品素子2の上面と接触している金属部43の領域内の複数箇所に貫通孔44を形成し、この貫通孔から目視できる水晶振動子2の金属蓋体23と金属部43の貫通孔周囲との接触部分に、レーザーなどのエネルギービームをスポット的に照射して、溶融接合しても構わない。このような構造であれば、レーザーなどのエネルギービームを照射すべき位置が簡単にかつ確実に見いだすことができ、しかも溶融接合部分Xを目視で確認することができるとともに、レーザーのエネルギー強度を低下させることができる。
【0032】
また、図5に示すようにカバーケース4の所定表面、即ち接合用電子部品素子2の上面と接触している領域内の複数箇所に、例えば直径20〜100μm程度、深さ20μm以上の窪み部45を形成し、この窪み部45の底面にレーザーなどのエネルギービームをスポット的に照射して接合しても構わない。
【0033】
その理由を以下に説明する。即ち、レーザーなどのエネルギービームの照射は、複数の箇所に同時に照射して溶融接合することが望ましいが、設備などの制約から複数の箇所を順次に照射して溶融接合しなくてはならない。この場合、最初の箇所の溶融接合時、加えられた熱によってカバーケース4の金属部43に20μm程度でうねりが生じてしまうことがある。このため、2回目以降の溶融接合部分において、カバーケース4の金属面43と水晶振動子2の金属蓋体23とが接触しなくなる場合が生じる。また、カバーケース4の金属部43の加工精度によっても、金属部43と水晶振動子2の金属蓋体23とが接触していない場合もある。このような場合、カバーケース4の金属部43に20μm以上の窪み部45を形成しているために、カバーケース4の金属部43と水晶振動子2の金属蓋体23とを安定して接触させておくことができ、溶融接合の信頼性が向上する。
【0034】
また、図6に示すようにカバーケース4の所定表面、即ち、水晶振動子2の上面と接触している領域内に形成する窪み部46を広くして、この領域内に複数の接合部分Xを形成しても構わない。
【0036】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、カバーケースと電子部品素子とを溶融接合するため、実装基板の側面や表面周囲に半田付けするための電極パターンを形成する必要がなく、実装基板に形成する配線パターンの形成領域が大きくなり、設計の自由度が向上する。
【0037】
また、接合工程を溶融接合する場合には、カバーケースと実装基板の接合の際に行う熱処理工程、即ち、半田付けしたり、導電性接着剤の熱硬化させて接着する等を省略することができ、接合工程が非常に簡略化されて電子部品素子の信頼性性能の劣化がなくなる。
【0038】
さらに、溶融接合される領域以外のカバーケースの領域は絶縁部で形成されているため、金属製のカバーケースを用いた場合に比べて実装基板に搭載された電子部品素子同士がカバーケースによってショートすることがなく、これにより、カバーケース内周面と電子部品素子上面の間に隙間を設ける必要がなくなり、その結果、電子部品素子全体の小型化が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子部品である温度補償型水晶発振器の外観斜視図である。
【図2】本発明の電子部品である温度補償型水晶発振器の中央断面図である。
【図3】本発明の電子部品である温度補償型水晶発振器の構造を示す中央断面図である。
【図4】本発明の電子部品に用いられるカバーケースの他の例であって、カバーケースと水晶振動子との接合構造を示す部分断面図である。
【図5】本発明の電子部品に用いられるカバーケースの他の例であって、カバーケースと水晶振動子との接合構造を示す部分断面図である。
【図6】本発明の電子部品に用いられるカバーケースの他の例であって、カバーケースと水晶振動子との接合構造を示す断面図である。
【図7】カバーケースの参考図である。
【図8】従来の電子部品である温度補償型水晶発振器の断面図である。
【図9】従来の電子部品である温度補償型水晶発振器の他の例の断面図である。
【符号の説明】
1・・実装基板
2・・水晶振動子
21・・容器
22・・水晶振動片
23・・金属蓋体(第1の導電部)
24・・出力電極
25・・シームリング
3・・トランジスタ
5・・熱感応素子
6・・コンデンサ
4・・カバーケース
41、42・・樹脂部
43・・金属部(第2の導電部)
44・・貫通孔
45、46・・窪み部
50・・絶縁性物質
70・・電子部品
71・・実装基板
72・・カバーケース
73・・電極パターン
74・・半田
75・・隙間
Claims (1)
- 金属蓋体を備えた水晶振動子を含む複数の電子部品素子を実装基板に搭載するとともに、前記複数の電子部品素子を覆うようにカバーケースを配置してなる電子部品において、
前記カバーケースは導電部及び該導電部の外周端面から平面方向に伸びる樹脂本体から構成されており、前記金属蓋体上に前記導電部が、前記水晶振動子以外の電子部品素子上に前記樹脂本体がそれぞれ位置するようにして前記カバーケースを配置するとともに、前記金属蓋体と前記導電部とを接合したことを特徴とする電子部品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001213927A JP3825285B2 (ja) | 2001-07-13 | 2001-07-13 | 電子部品 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001213927A JP3825285B2 (ja) | 2001-07-13 | 2001-07-13 | 電子部品 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003031758A JP2003031758A (ja) | 2003-01-31 |
JP3825285B2 true JP3825285B2 (ja) | 2006-09-27 |
Family
ID=19048826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001213927A Expired - Fee Related JP3825285B2 (ja) | 2001-07-13 | 2001-07-13 | 電子部品 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3825285B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103856183A (zh) * | 2012-11-30 | 2014-06-11 | 精工爱普生株式会社 | 振荡器、电子设备以及移动体 |
-
2001
- 2001-07-13 JP JP2001213927A patent/JP3825285B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103856183A (zh) * | 2012-11-30 | 2014-06-11 | 精工爱普生株式会社 | 振荡器、电子设备以及移动体 |
CN103856183B (zh) * | 2012-11-30 | 2018-04-27 | 精工爱普生株式会社 | 振荡器、电子设备以及移动体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003031758A (ja) | 2003-01-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3965070B2 (ja) | 表面実装用の水晶振動子 | |
JP3406845B2 (ja) | 表面実装型水晶発振器 | |
JP5087323B2 (ja) | 表面実装用とした接合型の水晶発振器 | |
JP2003158211A (ja) | 電子部品用パッケージおよび当該パッケージを用いた圧電振動デバイス | |
JP2009004900A (ja) | 表面実装用の水晶発振器 | |
JP2010141415A (ja) | 表面実装用の水晶発振器及びその製造方法 | |
JP3825285B2 (ja) | 電子部品 | |
JP3977682B2 (ja) | 水晶振動子及びその保持構造 | |
JP2006303761A (ja) | 表面実装型圧電発振器 | |
JP3537643B2 (ja) | 電子部品 | |
CN114556779A (zh) | 恒温槽型压电振荡器 | |
JP4012739B2 (ja) | 複合電子部品 | |
JPH11274881A (ja) | 水晶振動子及びその製造方法 | |
JP4113459B2 (ja) | 温度補償型水晶発振器の製造方法 | |
JP4089964B2 (ja) | 圧電発振器 | |
JP2007180604A (ja) | 圧電発振器 | |
JP2005109576A (ja) | 圧電発振器 | |
JP2000315918A (ja) | 水晶発振器 | |
JP2008187751A (ja) | 表面実装型圧電発振器 | |
JP2002261548A (ja) | 圧電デバイス | |
JPH10215139A (ja) | 圧電部品及びその製造方法 | |
JP4284142B2 (ja) | 圧電発振器 | |
JP2002076684A (ja) | 電子装置 | |
JP2003078280A (ja) | 電子部品 | |
JP2015106792A (ja) | 水晶デバイス |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060314 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060515 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060606 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060629 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090707 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100707 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110707 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120707 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120707 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130707 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |