JP6727937B2 - 電子デバイス - Google Patents

Description

本発明は、電子デバイスに関する。

コンピュータや携帯端末、基地局に用いられる電子機器には、多くの電子デバイスが搭載されている。電子デバイスとしては、水晶振動片などの圧電振動片を備える振動子や発振器が知られている。このような電子デバイスの一つとして、電子部品を搭載した電子回路基板（第１基板）が、支柱によりベース基板（第２基板）から離間して保持された、温度制御型高安定圧電発振器の構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この構成の電子デバイスにおいて、電子回路基板は、厚さ方向に貫通する貫通孔を有している。この電子回路基板の表面（一方の主面、第１面）には、電子部品と、電子部品と電気的に接続される配線パターンと、配線パターンに電気的に接続されかつ貫通孔の周囲の領域に形成される接続電極と、が設けられている。支柱の側面の一部には、側面から突出して形成されるフランジ状のストッパーが設けられており、支柱が電子回路基板の貫通孔に挿通されると、ストッパーは電子回路基板の裏面（他方の主面、第２面）に係止される。この際、支柱の先端部分は、電子回路基板の表面から突出した状態となっている。この状態で、支柱は、先端部分の周面及び接続電極上に配置された導電性接着剤を介して電子回路基板と接合されている。

特開２００８−２６３４０７号公報

しかしながら、上記構成の電子デバイスでは、電子回路基板の表面の所定位置に貫通孔及び接続電極が設けられることにより、電子回路基板の表面において電子部品が搭載される領域や配線パターンが形成される領域が減少してしまう。これでは、電子デバイスにおいて搭載可能な電子部品が限定されてしまうとともに、所望の配線パターンを形成することが難しくなってしまう。

以上のような事情に鑑み、本発明は、電子回路基板の表面の設計自由度を向上させることができる電子デバイスを提供することを目的とする。

本発明では、第１基板と、第２基板と、第１基板と第２基板とを互いに離間して保持する支柱と、第１基板を覆うカバーと、を有する電子デバイスであって、第１基板の第１面には電子部品が搭載され、第１基板の第２面には第２基板から延びる支柱が挿入される凹部が形成され、第１基板は、カバーに収容され、第１面から第２面まで貫通する孔を有すると共に、第１面から第２面へ引き回される引回し電極を備え、引回し電極は、孔に形成された貫通電極を含み、電子部品と支柱とが貫通電極を介して電気的に接続される。
また、本発明では、第１基板と、第２基板と、第１基板と第２基板とを互いに離間して保持する支柱と、第１基板を覆うカバーと、を有し、第１基板の第１面には電子部品が搭載され、第１基板の第２面には第２基板から延びる支柱が挿入される凹部が形成され、第１基板は、カバーに収容され、第１面から第２面へ引き回される引回し電極を備え、引回し電極は、多層基板である第１基板の内部に形成された内層パターンを含み、電子部品と支柱とが内層パターンを介して電気的に接続される。

また、凹部は、円錐形状の孔であってその全面に金属膜が形成されてもよい。

本発明によれば、第１面において、支柱が挿通する貫通孔並びに接続電極が形成されないことにより、電子部品の搭載領域及び配線パターン形成領域が広くなる。これにより、第１面に搭載可能な電子部品の数や種類を増やすことができるとともに、配線パターンの設計自由度を向上させることができる。

第１実施形態に係る電子デバイスの一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った概略断面図である。 図１に示す電子デバイスの要部断面図である。 図１に示す電子デバイスの要部の他の構成を示す断面図である。 図１に示す電子デバイスの製造工程の一部を示す図である。 （ａ）は第１変形例に係る凹部の構成を示す断面図、（ｂ）は凹部に挿入された支柱の動きを説明するための図である。 （ａ）は第２変形例に係る凹部の構成を示す断面図、（ｂ）は第３変形例に係る凹部の構成を示す断面図である。 第２実施形態に係る電子デバイスの一例を示す概略断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、以下の実施形態を説明するため、図面においては一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、電子デバイスの上面に平行な平面をＸＺ平面とする。ＸＺ平面に垂直な方向（電子デバイス１００等の厚さ方向）はＹ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。

＜第１実施形態＞
本実施形態に係る電子デバイス１００の一例について、図面を用いて説明する。図１（ａ）は、電子デバイス１００の一例を示す平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った概略断面図である。なお、図１（ａ）では、後述するカバー４０を透過して表している。また、図１では、後述する配線パターン１１及び引回し電極１３の記載は省略している。電子デバイス１００は、水晶振動子の周囲温度を一定に保つ恒温槽付水晶発振器（ＯＣＸＯ）である。後述する他の実施形態についても同様である。また、電子デバイス１００は、いわゆるリード挿入タイプ（ＴＨＤ：Through Hole Device）の構成である。電子デバイス１００は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１基板１０と、第２基板２０と、支柱３０と、カバー４０とを有している。

第１基板１０は、第２基板２０から延びる支柱３０により、第２基板２０から離間して保持されている。第１基板１０は、第２基板２０と平行に配置されている。第１基板１０は、略矩形の板状に形成されている。第１基板１０の長手方向はＸ方向に平行であり、第１基板１０の短手方向はＺ方向に平行である。第１基板１０としては、ガラスエポキシ基板が用いられるが、これに限定されず、セラミックス基板、ガラス基板、モールド樹脂基板などが用いられてもよい。第１基板１０は、第１面１０ａと、第１面１０ａとは異なる第２面１０ｂとを有している。

第１面１０ａは、第１基板１０の＋Ｙ側の表面（主面）である。第１面１０ａには、配線パターン１１（図２参照）が形成されている。配線パターン１１は、例えば、後述する凹部１２に形成される金属膜Ｍと同様の金属膜の構成であり、この金属膜Ｍと同様の手法で成膜され形成されている。

第１面１０ａには、電子部品５０が搭載されている。電子部品５０は、圧電デバイスや半導体デバイスなどであり、例えば、水晶振動子、発振回路、ヒーター、温度センサー、温度制御回路などである。これらの電子部品５０は、配線パターン１１と電気的に接続されている。

第２面１０ｂは、第１基板１０において第１面１０ａと反対側の面であり、−Ｙ側の表面（主面）である。第２面１０ｂは、後述する第２基板２０の＋Ｙ側の面２０ｄ，２０ｃに対向している。第２面１０ｂには、例えば４つの角部に、凹部１２が形成されている。なお、第２面１０ｂには、電子部品が搭載されてもよい。この場合、第２面１０ｂには、電子部品と電気的に接続される配線パターンが形成されてもよい。

図２は、図１に示す電子デバイス１００の要部断面図である。図２は、第１基板１０の−Ｘ側かつ＋Ｚ側の凹部１２を含む部分を示している。以下、この凹部１２の構成を説明するが、他の３つの凹部１２についても同様の構成である。図２に示すように、凹部１２は、Ｙ方向から見て円形状であり、第２面１０ｂから＋Ｙ側に延びる筒状を有する形状となっている。なお、凹部１２のＹ方向から見た形状は円形状に限定されず、例えば矩形状などであってもよい。後述する変形例に係る凹部１１２等の形状についても同様である。

凹部１２は、第１基板１０を貫通しない非貫通孔の構成である。このような凹部１２は、厚さ方向（Ｙ方向）に貫通する貫通孔を備えた基板を用意し、この基板の＋Ｙ側に基板を接合することにより形成されてもよい。この場合、貫通孔は、凹部１２の内側側面（内周面）に相当する。なお、凹部１２は、第１基板１０の第２面１０ｂを、機械的加工や熱的加工などの手法を用いて加工することにより形成されてもよい。

凹部１２は、支柱３０が先端から挿入可能に形成されている。凹部１２には、第２基板２０から＋Ｙ方向に延びる支柱３０の先端３０ａが挿入されている。凹部１２は、内部表面の全面に導電性の金属膜Ｍが形成されている。すなわち、凹部１２の内側側面及び底面の表面には、金属膜Ｍが形成されている。この金属膜Ｍは、後述する引回し電極１３を介して配線パターン１１と電気的に接続されている。金属膜Ｍは、銅めっきにより形成される。なお、金属膜Ｍを構成する金属としては、銅に代えて、金や銀などであってもよい。また、この金属膜Ｍは、めっきに代えて、メタルマスクを介した印刷や、スパッタリング、真空蒸着などの手法により形成されてもよい。

第１基板１０には、引回し電極１３が形成されている。引回し電極１３は、配線パターン１１と金属膜Ｍとを電気的に接続する電極であり、第１面１０ａから第２面１０ｂへ引き回されて形成されている。引回し電極１３は、配線パターン１１から引き出され、第１基板１０の側面（図２では−Ｘ側の面）を介して金属膜Ｍまで形成されている。引回し電極１３は、キャスタレーション電極を含む構成としてもよい。すなわち、第１基板１０の側面１０ｃの一部に、内側に切り欠いたキャスタレーションが設けられ、このキャスタレーションを介して電極が引き回されてもよい。引回し電極１３は、金属膜Ｍと同様の構成であり、金属膜Ｍと同様の手法により成膜される。引回し電極１３は、配線パターン１１と金属膜Ｍと一体で成膜され形成されている。

なお、このような、配線パターン１１と金属膜Ｍとを電気的に接続する引回し電極１３については、上記したように側面１０ｃを介して電極を引き回す、いわゆる端面スルーの構成に限定されない。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、引回し電極１３の他の構成を示す断面図である。なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）では、第１基板１０については、ハッチングを省略して表している。

引回し電極１３は、貫通電極を含む構成としてもよい。この場合、例えば、図３（ａ）に示すように、第１基板１０には、第１面１０ａから第２面１０ｂまで貫通するスルーホールＨが形成される。このスルーホールＨには貫通電極１３ａが形成される。貫通電極１３ａは、スルーホールＨの表面（周面）に金属膜が成膜されて形成されている。貫通電極１３ａは、配線パターン１１及び金属膜Ｍと同時かつ一体で成膜され形成されてもよい。なお、貫通電極１３ａは、上記構成に限定されず、例えば、スルーホールＨ内に銅や銀などの金属ペーストが充填されることにより形成されてもよい。引回し電極１３Ａは、貫通電極１３ａを含んで構成されている。なお、このような引回し電極１３Ａの構成では、第１基板１０の表面にはスルーホールＨが形成されるため、これにより第１基板１０の表面において配線パターン１１の配置や電子部品５０の搭載の自由度が低減されてしまう。しかし、スルーホールＨは、支柱３０などが挿入されることはなく、内部に貫通電極１３ａが形成可能な口径を有すればよいことや、第１基板１０におけるスルーホールＨの形成位置の自由度は支柱３０の配置位置の自由度に比べて高いことに鑑みれば、スルーホールＨが形成されることによる、配線パターン１１の配置や電子部品５０の搭載に対する影響は少ないと考えられる。

また、引回し電極１３は、多層基板における内層パターンを含む構成としてもよい。この場合、例えば、図３（ｂ）に示すように、第１基板１０は、多層基板であり、内層パターン１３ｂを有している。引回し電極１３Ｂは、内層パターン１３ｂを含んで構成されている。内層パターン１３ｂは、第１基板１０の表面１０ａと金属膜Ｍとを接続している。なお、図３（ｂ）に示す引回し電極１３Ｂは、配線パターン１１から一旦表面１０ａに沿って−Ｘ側に引き出されているが、引回し電極１３Ｂは、配線パターン１１から−Ｙ側に引き出される構成としてもよい。すなわち、配線パターン１１と内層パターン１３ｂとが直接接続された構成としてもよい。このような引回し電極１３Ｂの構成によれば、内層パターン１３ｂを有するので、第１基板１０の表面において、上記した端面スルーの構成や貫通電極を含む構成のものに比べて、引回し電極１３の形成領域を縮小させることが容易となる。したがって、第１基板１０の表面における配線パターン１１の形成領域及び電子部品５０の搭載領域の確保が容易となる。

図１に戻り、第２基板２０は、例えば、鉄やコバール（鉄、ニッケル、コバルトの合金）などの導電性の金属材料が用いられて略矩形の板状に形成されている。なお、第２基板２０は、金属に代えて、樹脂、セラミックス、ガラスなどから形成されてもよい。第２基板２０の長手方向はＸ方向に平行であり、第２基板２０の短手方向はＺ方向に平行である。第２基板２０は、＋Ｙ側の面が周辺部分よりも＋Ｙ側に突出する中央部分２０Ａと、中央部分２０Ａを囲む周縁部分２０Ｂとを含んで構成されている。周縁部分２０Ｂの＋Ｙ側の面２０ｃは、カバー４０が接合される接合面である。中央部分２０Ａの＋Ｙ側の面２０ｄ及び接合面２０ｃは、いずれもＸＺ平面に平行となっている。

第２基板２０（中央部分２０Ａ）は、第２基板２０を厚さ方向（Ｙ方向）に貫通する例えば４つの貫通穴２１が設けられている。貫通穴２１は、中央部分２０Ａの４つの角部にそれぞれ配置され、支柱３０が挿通可能に形成されている。これら４つの貫通穴２１のうち＋Ｘ側かつ＋Ｚ側の貫通穴２１Ａは、支柱３０Ａが挿通された状態で溶接されることによって気密封止される。これにより、支柱３０Ａは、第２基板２０に固定されるとともに、第２基板２０と電気的に接続される。支柱３０Ａは、いわゆるグランドピンの構成であり、接地に接続される。このため、支柱３０Ａが第２基板２０を介してカバー４０と電気的に接続されることにより、電子部品５０は電磁気的にシールドされる。上記４つの貫通穴２１のうち他の３つの貫通穴２１には、支柱３０が挿通された後、封止材２２が充填される。これにより、貫通穴２１はハーメチック封止される。このハーメチック封止により、支柱３０が第２基板２０に固定される。封止材２２としては、例えばガラス材や樹脂材などの非導電性の材料が用いられる。これにより、支柱３０と第２基板２０との電気的な接続が防止される。

支柱３０は、電子デバイス１００において例えば４本設けられている。支柱３０は、Ｙ方向に延びる直線状に形成されている。支柱３０は、円柱形状であるが、これに限定されず、角柱形状などであってもよい。支柱３０としては、例えば、銅、鉄とニッケルの合金、コバール、ステンレス鋼などの導電性の金属材料が使用される。

支柱３０は、第２基板２０をＹ方向に貫通している。支柱３０の＋Ｙ側の先端３０ａは、第１基板１０の凹部１２に挿入されている。この状態において、支柱３０は、第１基板１０を貫通せず、第１面１０ａからは露出していない。支柱３０の＋Ｙ側の先端３０ａを含む先端部分は、半田Ｓにより凹部１２と接合されている。これにより、第１基板１０と第２基板２０とは、互いに所定間隔離間しかつ相対的に位置決めされた状態で、支柱３０を介して物理的に接続されている。また、支柱３０は、半田Ｓを介して金属膜Ｍと電気的に接続されている。これにより、支柱３０は、金属膜Ｍ及び引回し電極１３を介して、配線パターン１１と電気的に接続されている（図２参照）。なお、支柱３０と凹部１２との接合並びに支柱３０と金属膜Ｍとの電気的接続には、半田Ｓに代えて、例えば導電性樹脂から構成される導電性接着剤が用いられてもよい。後述する他の実施形態及び変形例においても同様である。

支柱３０のうち、第２基板２０の中央部分２０Ａから第１基板１０へ向けて＋Ｙ方向に延びる部位は、第１基板１０を保持する部分であるとともに、電子デバイス１００のインナーリードである。支柱３０のうち、第２基板２０から−Ｙ側へ突出して−Ｙ方向に延びる部位は、電子デバイス１００のアウターリード３０ｃである。

カバー４０は、平面部（＋Ｙ側の面）４１と、平面部４１の周囲から−Ｙ方向に延びる筒状の胴部４２と、胴部４２の−Ｙ側の端部から外側に向けて突出する鍔部４３と、を有している。胴部４２は、第２基板２０の周縁部分２０Ｂに対して嵌入可能に形成されている。鍔部４３の−Ｙ側の面には、第２基板２０の接合面２０ｃに接合される接合面４３ａが形成されている。第２基板２０の接合面２０ｃとカバー４０の接合面４３ａとは、シーム溶接やスポット溶接などの抵抗溶接により接合されている。

第２基板２０とカバー４０とが接合されて形成される収容空間６０は、第１基板１０が収容され、真空雰囲気あるいは窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気に設定されてもよい。なお、第２基板２０とカバー４０とは、溶接による接合に代えて、各種接合材が用いられて接合されてもよい。

このような本実施形態に係る電子デバイス１００の構成によれば、支柱３０は、第２面１０ｂの凹部１２に挿入されても、第１基板１０を貫通せず、第１面１０ａから露出しない。このため、第１面１０ａのうちＹ方向から見て支柱３０と重なる領域についても、配線や電子部品５０の搭載などに使用することが可能となる。

これにより、第１面１０ａにおいて、配線パターン１１の形成や電子部品５０の搭載などに使用可能な面積が拡大する。したがって、電子デバイス１００において採用可能な配線パターン１１や搭載可能な電子部品５０の種類や数を増やすことができる。また、配線パターン１１については、支柱３０を避けるように配線する必要がなくなる。このため、配線経路をより短く設定することが可能となり、信号の劣化を抑制することができる。

また、電子デバイス１００において、第１基板１０と第２基板２０との間隔は、支柱３０のインナーリードの長さを適宜変更することで調節可能となる。このため、支柱３０にフランジ状のストッパーを設ける必要がなくなり、支柱３０の製造コスト、ひいては電子デバイス１００の製造コストを低減させることができる。

次に、電子デバイス１００の製造工程の一例について説明する。図４は、電子デバイス１００の製造工程の一部を示す図である。電子デバイス１００は、先ず、第２基板２０に形成された貫通穴２１のそれぞれに支柱３０が挿し込まれる。この状態で、第２基板２０に対して、抵抗溶接により支柱３０Ａが取り付けられるとともに、ガラスハーメチックシール技術により他の支柱３０が取り付けられる。

次いで、図４に示すように、第１基板１０を上下反転させた状態とする。これにより、第１基板１０は、第２面１０ｂを上側に向けた状態となる。この状態で、凹部１２にペースト状のクリーム半田ＣＳを配置する。このクリーム半田ＣＳの配置は、例えばメタルマスクを介した印刷により行われる。なお、この際、凹部１２は非貫通孔の構成であるため、クリーム半田ＣＳが凹部１２を介して第１基板１０の下側（＋Ｙ側）の面へ流れ出ることはない。

続いて、第１基板１０の第２面１０ｂに対して、第２基板２０の表面２０ｃ，２０ｄが対向した状態で、第１基板１０と第２基板２０とを相対的に近接させて、支柱３０の先端３０ａを凹部１２に挿入する。

続いて、凹部１２に支柱３０が挿入された状態で、リフロー処理する。これにより、クリーム半田ＣＳは、加熱されて溶融した後、固着する。固着した半田Ｓにより、第１基板１０と支柱３０とが接合されるとともに、金属膜Ｍと支柱３０とが電気的に接続される。

続いて、第１面１０ａに電子部品５０を搭載し、カバー４０を第２基板２０に抵抗溶接等で接合する。これにより、第１基板１０をカバー４０内に収容する。以上の工程により、電子デバイス１００が製造される。なお、半田Ｓに代えて、導電性接着剤が用いられる場合についても、上記工程とほぼ同様であるが、この場合、導電性接着剤はベークして固着させてもよい。

このような電子デバイス１００の製造方法によれば、支柱３０と第１基板１０との接合工程におけるクリーム半田ＣＳの配置作業では、クリーム半田ＣＳを凹部１２の表面に配置すればよい。したがって、電子デバイス１００において、第１面１０ａの凹部１２の周囲の領域に、半田ＣＳが載置される接続電極を形成する必要がない。

また、上記接合工程において、クリーム半田ＣＳの配置作業は、支柱３０が凹部１２に挿入される前に行われるため、配置作業の際、支柱３０が邪魔になることがない。また、クリーム半田ＣＳの配置の確認や洗浄などの作業についても、同様に、支柱３０が凹部１２に挿入される前に行うことができる。これにより、クリーム半田ＣＳの配置に関する作業を容易かつ確実に行うことができ、ひいては、これらの作業を含む接合工程を、機械により自動化して行うことも可能となる。

以上説明したように、本実施形態に係る電子デバイス１００によれば、第１面１０ａに搭載可能な電子部品５０の数や種類を増やすことができるとともに、配線パターン１１の設計自由度を向上させることができる。また、電子デバイス１００を容易に製造することができる。

＜第１変形例＞
次に、上記した第１実施形態の電子デバイス１００において、第１基板１０の凹部１２に係る変形例の構成について説明する。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図５（ａ）は、第１変形例に係る凹部１１２を含む部分を示す断面図、図５（ｂ）は凹部１１２に挿入された支柱３０の動きを説明するための図である。

図５（ａ）に示すように、第１変形例に係る凹部１１２は、第１基板１０の裏面１０ｂから中心部分１１２Ｃに向けて傾斜するテーパ面Ｔの構成である。凹部１１２は、第１基板１０を貫通せずに裏面１０ｂ側から表面１０ａ側にかけて口径が暫時小さくなるように形成されている。このため、Ｙ方向から見た凹部１１２の開口領域は、中心部分１１２Ｃに比べて裏面１０ｂ側が大きくなっている。

凹部１１２は、Ｙ方向から見て、例えば真円形状に形成されている。凹部１１２のテーパ面ＴのＸＺ平面に対する傾斜角度は一定となっている。テーパ面Ｔは、凹部１１２の中心を通るＹ方向に延びる直線に対して対称的な形状となっている。このため、凹部１１２のＸＹ平面に沿った断面形状は、ＸＺ平面に平行な底辺と＋Ｙ側に配置された頂点とを有する略２等辺三角形状となっている。このような凹部１１２のテーパ面Ｔは、先端角度がテーパ面Ｔの傾斜角度と同一角度に設定されたドリルを用いて穿設して形成されるが、他の機械的加工や、熱的加工、化学的加工などにより形成されてもよい。なお、テーパ面Ｔは、上記構成に限定されず、Ｙ方向から見た外縁形状が長円形状や楕円形状であってもよいし、ＸＺ平面に対する傾斜角度が変化するように形成されてもよい。

このような凹部１１２を備える第１基板１０と支柱３０との接合工程では、支柱３０を凹部１１２に挿入する際に、Ｙ方向から見て、支柱３０の先端３０ａが、凹部１１２の中心部分１１２Ｃから外れている場合であっても、凹部１１２の裏面１０ｂ側の開口領域内に含まれていれば、互いをＹ方向に相対的に近接させるだけで先端３０ａを凹部１１２に挿入することが可能となる。

また、上記接合工程では、支柱３０が凹部１１２に挿入された際に、Ｙ方向から見て、支柱３０が中心部分２１Ｃから外れた状態となっている場合、支柱３０を凹部１１２の内部へ向けてさらに押し込んでもよいし、この状態でリフロー処理してもよい。

支柱３０を凹部１１２の内部へ向けて押し込んだ場合、図５（ｂ）に示すように、支柱３０の先端３０ａは、テーパ面Ｔにガイドされて中心部分１１２Ｃへ誘導される。これにより、支柱３０は、凹部１１２の中心部分１１２Ｃ上に配置される。この際、第１基板１０及び第２基板２０は、相対的に精度よく位置決めされた状態となっており、この状態で支柱３０を介して物理的に接続される。

一方、Ｙ方向から見て支柱３０が中心部分１１２Ｃから外れた位置にある状態で、リフロー処理した場合、凹部１１２内のクリーム半田ＣＳが、表面が均一となるように配置されている場合には、加熱されて溶融したクリーム半田ＣＳの表面張力の作用によって、支柱３０はセンタリングされて中央部分１１２Ｃへ誘導される（図２参照）。これにより、支柱３０は、凹部１１２の中心部分１１２Ｃ上に配置される。この際、第１基板１０及び第２基板２０は、相対的に精度よく位置決めされた状態となっており、この状態で支柱３０を介して物理的に接続される。

特に、上記した４本の支柱３０の＋Ｙ側の先端３０ａからそれぞれ対応する凹部１１２の底部（＋Ｙ側の端部）までの距離が全て同一ではない場合、最も該距離の短い支柱３０が凹部１１２の底部に当接すると、他の支柱３０をさらに凹部１１２の内部へ挿入することができなくなり、先端３０ａをテーパ面Ｔに当接させガイドさせることができなくなってしまう。しかし、このような状態となった他の支柱３０についても、テーパ面Ｔのガイド作用によらずに上記した溶融半田の表面張力の作用によってセンタリングさせることにより、凹部１１２の中心部分１１２Ｃ上に配置させることが可能となる。

また、凹部２１に塗布されたクリーム半田ＣＳは、残留したフラックスや水蒸気を含んでいるため、リフロー処理により加熱されると内部にボイドが発生する。このようなボイドが半田内部に残存していると、固着した半田Ｓにおいてブローホールが形成される要因となる。しかし、凹部１１２は、テーパ面Ｔを有し、底部（＋Ｙ側の端部）から第１基板１０の表面１０ａにかけて口径が暫時大きくなるように形成されているので、凹部１１２と支柱３０との間には隙間が形成される。このため、凹部２１の内部のクリーム半田ＣＳにボイドが生じても、この隙間を介してボイドが排出されるので、ブローホールの形成を抑制することができる。また、凹部１１２には、内部表面の全面にわたって金属膜Ｍが形成されているので、リフロー工程の際、溶融した半田ＣＳが金属膜Ｍの表面を伝って支柱３０と凹部１１２との隙間に流れ込むため、凹部１１２には半田Ｓが隙間なく充填される。したがって、半田Ｓによる支柱３０と凹部１１２との接合強度を確保することができる。

＜第２変形例＞
続いて、電子デバイス１００における凹部１２に係る第２変形例の構成について説明する。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図６（ａ）は、第２変形例に係る凹部２１２を含む部分を示す断面図である。

図６（ａ）に示すように、第２変形例に係る凹部２１２は、テーパ面Ｔと、テーパ面Ｔの＋Ｙ側の端部からさらに＋Ｙ側に延びる有底筒状面Ｔ１とを有している。有底筒状面Ｔ１は、挿入された支柱３０の先端３０ａが嵌め込まれるように形成されている。凹部２１２は、内部表面の全面にわたって金属膜Ｍが形成されている。

このような凹部２１２の構成によれば、テーパ面Ｔを有することにより、上記した第１変形例に係る凹部１１２と同様の効果を奏するとともに、有底筒状面Ｔ１に支柱３０の先端３０ａが嵌め込まれることにより、支柱３０の有底筒状面Ｔ１に対するＸ方向及びＺ方向の相対的な動きを規制した状態で、支柱３０と凹部２１２とを接合することができる。

＜第３変形例＞
続いて、電子デバイス１００における凹部１２に係る第３変形例の構成について説明する。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図６（ｂ）は、第３変形例に係る凹部３１２を含む部分を示す断面図である。

図６（ｂ）に示すように、第３変形例に係る凹部３１２は、テーパ面Ｔと、ＸＺ平面に対して略平行な底面Ｔ２とを有している。底面Ｔ２は、支柱３０の先端３０ａと当接可能に形成されている。凹部３１２は、内部表面の全面にわたって金属膜Ｍが形成されている。このような凹部３１２の構成によれば、テーパ面Ｔを有することにより、上記した第１変形例に係る凹部１１２と同様の効果を奏するとともに、第１変形例に係る凹部１１２に比べて、深さ（Ｙ方向の寸法）を短く設定できる。

＜第２実施形態＞
続いて、第２実施形態について、図７を用いて説明する。図７は、第２実施形態に係る電子デバイス２００の一例を示す断面図である。なお、図７では、図１と同様に、配線パターン１１及び引回し電極１３の記載は省略している。以下の説明において第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。

図７に示すように、電子デバイス２００は、上記した第１実施形態に係る電子デバイス１００の構成と、第３基板７０とを有している。電子デバイス２００は、電子デバイス１００のアウターリード３０ｃに第３基板７０が接合された構成となっている。本実施形態は、上記した電子デバイス１００の構成を、いわゆるリード挿入タイプ（ＴＨＤ）から表面実装タイプ（ＳＭＤ：Surface Mount Device）へ変更したものである。

第３基板７０は、電子デバイス１００の構成に対して−Ｙ側に配置されている。第３基板７０は、電子デバイス２００を搭載する電子製品におけるプリント基板（不図示）に実装される基板である。第３基板７０は、略矩形状に形成され、第３基板７０の長手方向はＸ方向に平行であり、第３基板７０の短手方向はＺ方向に平行である。第３基板７０の表面（＋Ｙ側の面）７０ａ及び裏面（−Ｙ側の面）７０ｂは、ＸＺ平面に平行である。第３基板７０は、上記した第１基板１０と同様に、ガラスエポキシ基板が用いられるが、これに限定されず、セラミックス基板など用いられてもよい。また、第３基板７０は、第１基板１０と同一材料から形成されてもよいし、第１基板１０とは異なる材料が用いられてもよい。なお、第３基板７０は、表面に電子部品が搭載されてもよい。この場合、第３基板７０には、電子部品と電気的に接続される配線パターンが設けられる。

第３基板７０の表面７０ａには、孔部７２が形成されている。この孔部７２は、電子デバイス１００のアウターリード３０ｃに対応する位置に設けられ、例えば、第３基板７０の表面７０ａにおいて４つの角部にそれぞれ配置されている。孔部７２は、アウターリード３０ｃの先端（−Ｙ側の端部）３０ｂが挿入可能に形成されている。孔部７２は、上記した第１実施形態の第１基板１０の凹部１２と同様の構成である。なお、孔部７２は、凹部１２とは異なる構成としてもよい。この場合、孔部７２は、上記した第１〜第３変形例に係る凹部１１２〜３１２と同様の構成としてもよいし、第３基板７０をＹ方向に貫通する貫通孔の構成としてもよい。

第３基板７０の孔部７２には、それぞれアウターリード３０ｃの先端３０ｂが挿入されている。なお、アウターリード３０ｃは、電子デバイス２００の高さ（Ｙ方向の長さ）が所定寸法となるように、適宜長さが調節されてもよい。アウターリード３０ｃは、先端３０ｂが孔部７２に挿入された状態で、半田Ｓにより第３基板７０と接合されているとともに、金属膜Ｍと電気的に接続されている。なお、支柱３０と第３基板７０との接合には、半田Ｓが用いられることに限定されず、半田Ｓに代えて、例えば、導電性樹脂などから構成される導電性接着剤が用いられてもよい。

第３基板７０の裏面７０ｂには、外部接続用端子７１が形成されている。外部接続用端子７１は、例えば４つ設けられている。外部接続用端子７１は、上記した金属膜Ｍと同様の金属膜の構成である。外部接続用端子７１は、例えば、電源供給、出力、グランド接続などに用いられる。このうち、＋Ｘ側かつ＋Ｚ側の外部接続用端子７１Ａは、＋Ｘ側かつ＋Ｚ側の支柱３０Ａと電気的に接続されたグランド接続端子である。外部接続用端子７１は、それぞれ引回し電極（不図示）を介して金属膜Ｍと電気的に接続されている。

このような電子デバイス２００は、例えば、電子デバイス１００のアウターリード３０ｃの先端３０ｂを第３基板７０の孔部７２に挿入し、この状態で、半田Ｓによりアウターリード３０ｃと孔部７２とを接合することにより形成される。このような接合工程は、上述した第１基板１０と支柱３０との接合工程と同様の工程により行われてもよい。すなわち、先ず、孔部７２の表面にクリーム半田ＣＳを配置し、次いで、アウターリード３０ｃの先端３０ｂを孔部７２に挿入し、さらに、この状態でリフロー処理するといった工程により行われてもよい。

このような第２実施形態にかかる電子デバイス２００によれば、第１実施形態に係る電子デバイス１００と同様の効果を奏するとともに、電子製品のプリント基板に対して表面実装により搭載することができる。

以上、実施形態について説明したが、本発明は、上記した説明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が可能である。例えば、上記した実施形態あるいは変形例の構成を他の実施形態あるいは変形例の構成と置き換えてもよく、上記した実施形態あるいは変形例の構成を組み合わせてもよい。

また、第１実施形態において、第２基板２０は、第２実施形態の第３基板７０と同様の構成としてもよい。この場合の電子デバイスは、リード挿入タイプ（ＴＨＤ）ではなく表面実装タイプ（ＳＭＤ）の構成となる。この電子デバイスの構成によれば、第２実施形態に係る電子デバイス２００よりも低背化できる。

また、上記実施形態では、電子デバイス１００，２００として、恒温槽付水晶発振器を例に挙げて説明したが、これに限定されず、温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ）や電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）など、他の種類の電子デバイスであってもよい。

１０…第１基板
１０ａ…第１面
１０ｂ…第２面
１２，１１２，２１２，３１２…凹部
１３，１３Ａ，１３Ｂ…引回し電極
２０…第２基板
３０…支柱
５０…電子部品
１００，２００…電子デバイス
Ｔ…テーパ面
Ｍ…金属膜

Claims (3)

1. 第１基板と、
   第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板とを互いに離間して保持する支柱と、
   前記第１基板を覆うカバーと、を有し、
   前記第１基板の第１面には電子部品が搭載され、
   前記第１基板の第２面には前記第２基板から延びる前記支柱が挿入される凹部が形成され、
   前記第１基板は、前記カバーに収容され、前記第１面から前記第２面まで貫通する孔を有すると共に、前記第１面から前記第２面へ引き回される引回し電極を備え、
   前記引回し電極は、前記孔に形成された貫通電極を含み、
   前記電子部品と前記支柱とが前記貫通電極を介して電気的に接続される電子デバイス。
2. 第１基板と、
   第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板とを互いに離間して保持する支柱と、
   前記第１基板を覆うカバーと、を有し、
   前記第１基板の第１面には電子部品が搭載され、
   前記第１基板の第２面には前記第２基板から延びる前記支柱が挿入される凹部が形成され、
   前記第１基板は、前記カバーに収容され、前記第１面から前記第２面へ引き回される引回し電極を備え、
   前記引回し電極は、多層基板である前記第１基板の内部に形成された内層パターンを含み、
   前記電子部品と前記支柱とが前記内層パターンを介して電気的に接続される電子デバイス。
3. 前記凹部は、円錐形状の孔であり、
   前記凹部の全面に金属膜が形成される請求項１または請求項２に記載の電子デバイス。

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