JPH09191058A - 表面実装型容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組立工数を削減し、リード電極の変形を防止
して歩留を向上させることにより製造コストを低減し、
さらにはリード電極と電子部品の電極接続を確実にする
ことにより信頼性の高い表面実装型容器を提供する。 【解決手段】 容器１を構成する器体２の端部近傍に、
容器１の内側と外側に連通する複数の切欠部８を設け、
切欠部８に対応したブロック状電極４を気密に埋設し、
ブロック状電極４の上面の一部が前記容器１の内側に、
容器１の外側の側面と下面の少なくともどちらか一方が
容器１の外側に露出するように形成する。また、器体２
の基台５の材質はガラスが最適であり、セラミックスで
も可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水晶振動子や半導体
素子等の電子部品を気密に収納し、表面実装可能とした
表面実装型容器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体素子や水晶振動子等の容器
には、回路基板に開けられた複数の孔に容器の下部に突
出した複数のリード線電極を挿入して回路基板と電気的
接続を行うリード線型容器と、回路基板の表面に載置
し、この表面に設けられたランド部に容器下部や側部に
設けられたフラット電極部を電気的に接続する表面実装
型容器がある。この内表面実装型容器は、器体の基台お
よび蓋体が絶縁材であるセラミック材やガラス材等から
成り、この器体の基台に外部と内部に連通する通孔を設
けておき、この通孔にリード線電極を挿入して気密に埋
設するか、または前記と同様の通孔を設けておき、この
通孔を介して連通するような厚膜電極をスルーホール印
刷等で形成して焼成し、電極を構成している。以下で
は、これらの電極をリード電極と呼ぶ。

【０００３】上記のような表面実装型容器に関する技術
は特公昭５７−１８３７１号公報や特公平３−３４８６
１号公報に開示されている。まず特公昭５７−１８３７
１号公報に開示された構成は、セラミック容器に印刷に
より形成された金属導体パターンからなるリード電極で
あるペースト電極を容器の側面と下面に設けるというも
のである。このセラミック容器は半焼成のセラミック基
板にペースト電極を印刷し、さらにその上に半焼成のセ
ラミック枠を載せて加圧焼成することにより得られる。

【０００４】次に、特公平３−３４８６１号公報に開示
された構成は、蓋を取り付ける為の金属フランジ部を有
し、このフランジ部の下に絶縁材としてのガラス器体が
設けられており、このガラス器体の下面又は側面に接触
する薄い偏平部を有し、且つガラス器体内部を貫通して
器体上面に延びる複数のピン形状のリード電極であるリ
ード線電極を気密に且つ絶縁して封着するというもので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公昭
５７−１８３７１号公報に開示されているセラミック基
板とペースト電極を使用する構成では、ペースト電極
は、容器の側面電極と下面電極及び内部電極の各面毎に
印刷作業により形成される為各面の電極同士の接続部が
生じ、その接続部の接続不良により歩留が低下する恐れ
があったり、スルーホールも含め複数箇所のペースト電
極の印刷作業や半焼成セラミック材の積層作業等、組立
工数が掛かりコストアップになるという問題があった。
さらには、基板に繰り返し実装した場合のペースト電極
の耐久性不足という問題もあった。

【０００６】次に、特公平３−３４８６１号公報に開示
されている金属フランジとガラス器体とリード線電極を
用いる構成では、器体の挿通孔にリード線電極の先端を
挿入する必要がある為、組み付け時にリード線電極を曲
げてしまい歩留が低下したり、挿通孔へのリード線挿入
がし難い為に挿入作業に時間が掛かり組立工数が増加す
ることによるコストアップという問題があった。さら
に、電子部品の電極と搭載電極部との接続に寄与できる
有効面積が狭いので、電気的に不安定となる危険性があ
った。

【０００７】本発明の目的は、上記の問題を解決して工
数を削減し、歩留を向上させることにより製造コストを
低減すること、さらには電極接続の信頼性が高い表面実
装型容器を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
の本発明の要旨は、基台に内側と外側を連通する切欠部
を設け、切欠部にブロック状電極を気密に埋設し、ブロ
ック状電極の上面は基台の内側に露出し、ブロック状電
極の内、複数個の下面又は側面は基台の外側に露出する
ように形成することを特徴とするものである。

【０００９】基台がガラス材又はセラミック材であるこ
とを特徴とするものである。

【００１０】基台の電子部品搭載面に窪みを設け、窪み
に台座電極及び／又は電子部品を埋設し、台座電極及び
／又は電子部品の上面が容器内側に露出していることを
特徴とするものである。

【００１１】ブロック状電極及び／又は台座電極の電子
部品搭載面の高さが基台の底部上面の高さ以上であるこ
とを特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下図面により本発明の実施の形
態を詳述する。図１は本発明の第一実施形態を示し、
（ａ）は容器の断面図、（ｂ）は器体の平面図である。
容器１は主に器体２と蓋体３から成る。器体２は基台５
とブロック状電極４から成り、この基台５は枠部７と底
部６から成っており、基台５の端部近傍に切欠部８を２
箇所有していて、この切欠部８にブロック状電極４が夫
々融着されたいわゆる２端子構造になっている。ここ
で、リード電極をブロック状電極４としたことにより組
み付け時のリード電極の折損と、各面のペースト電極同
士の接続不良を防止することにより歩留が向上する。

【００１３】さらに図示の如く、基台５の底部６の厚み
よりもブロック状電極４の厚みの方が厚く設定されてい
て、底部６の下面よりもブロック状電極４の下面が下側
に、底部６の上面よりもブロック状電極４の上面が上側
に設定されている。

【００１４】また、蓋体３の器体２との接合部には低融
点ガラス９が塗布され仮焼成されて固着している。基台
５の材質はＮａ₂Ｏ，Ａｌ₂Ｏ₃，Ｂ₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂を主成
分とするガラス材であり、ブロック状電極４の材質はコ
バール等のＦｅ・Ｎｉ・Ｃｒ合金等の金属材である。ブ
ロック状電極４は、後述の方法で作成された単体の状態
ではガラス材と融着し易くする為の酸化膜が表面に形成
されており、上記のように基台５に固着したあとは後述
の如く半田付け性を良好にする為に除去される。この様
に基台５がガラス材であることにより直接ブロック状電
極４と接合できるので、最も組立作業性の良い器体２と
なる。また、基台５の材質はセラミックスでも良いが、
この場合ブロック状電極４と切欠部８とはガラス材で接
合するのが良い。尚、蓋体３の材質はセラミックス、ガ
ラス等の絶縁材である。

【００１５】図２は上記の第一実施形態の器体に水晶振
動子を搭載し、容器を回路基板に実装した状態を示し、
（ａ）は水晶振動子を搭載した状態の平面図、（ｂ）は
この容器を回路基板に実装した状態の断面図である。
（ａ）において、ブロック状電極４上面の器体２内側の
搭載面１１に電極１２，１３が形成された水晶振動子１
４を導電性ペースト１５で接続固定し、ブロック状電極
４と水晶振動子１４を電気的に接続する。これによりリ
ード電極と電子部品の電極との接続面積を広くでき確実
な接続がされるので信頼性が高まる。

【００１６】同図（ｂ）において、低融点ガラス９が塗
布された蓋体３を基台５の枠部７に載せ、治具により蓋
体３と器体２とを熱圧着することにより、水晶振動子１
４を容器１内に気密に封止する。この時、前述の構造に
より水晶振動子１４と基台５が接触しないように構成さ
れているので振動特性が阻害されない。さらに、容器１
のブロック状電極４を回路基板１６のパッド電極１７の
上に載置して容器１と回路基板１６とを接着剤等で仮固
定した後、半田リフロー炉等によりブロック状電極４と
パッド電極１７が半田１８により接続されて表面実装が
完成する。この時上記の構成である為、底部６の下面が
回路基板に接触するのを防止してリフロー炉等による半
田付け時の熱量をブロック状電極４に集中させて半田付
け性を向上させ、半田付け後の放熱性を高めることがで
きる。

【００１７】尚、容器２及び蓋体３の接合は、その接合
部又は材質自体に金属部材を用いて、電子部品を搭載し
た後シーム溶接等によって気密に封止しても良い。

【００１８】図３は本発明の第二実施形態を示す。
（ａ）は器体の平面図、（ｂ）は器体に水晶振動子を搭
載した状態の平面図、（ｃ）は器体に表面波素子を搭載
した状態の平面図である。（ａ）に示すように容器２は
ブロック状電極４が４個の４端子構造である。（ｂ）に
示す構成では水晶振動子１４の片面の電極１２が対角位
置のブロック状電極４ａに導電性ペースト１５で接続さ
れており、もう一方の対角位置のブロック状電極４ｂは
空き電極となっている。（ｃ）に示す構成では櫛歯状電
極２８ａ〜２８ｄを有する表面波素子２７は直接基台５
に接着剤２１で固定され、櫛歯状電極２８ａ〜２８ｄは
夫々ブロック状電極４にワイヤーボンダー等によって金
線等の接続線２３で接続されている。この様に４端子構
造においても電子部品を安定して確実に搭載できるもの
である。

【００１９】図４は本発明の第三実施形態を示し、
（ａ）は器体にＩＣと水晶振動子を搭載した場合の平面
図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）の
Ｂ−Ｂ断面図である。（ａ）においてブロック状電極４
は上記と同様にして基台５の切欠部８へ融着されてお
り、台座電極２４は（ｂ）に示すような基台５の窪み２
６ａに融着され、ＩＣ２０は（ｃ）に示すような基台５
に設けた窪み２６ｂに接着剤２１で接着固定する。水晶
振動子１４はこの台座電極２４に載置され、導電性ペー
スト１５により電極１２，１３が台座電極２４に接続さ
れ固着されている。一方、ＩＣ２０のパッド電極２２と
ブロック状電極４及び台座電極２４とは上記と同様にし
て接続線２３で接続されている。この窪み２６ａ，２６
ｂにより台座電極２４とＩＣ２０の位置精度が安定し、
接着強度が増して確実に固定できる。

【００２０】図５は本発明の第四実施形態を示し、器体
に電子部品を実装した状態の平面図でである。ブロック
状電極４は基台５の長辺に夫々４個合計８個あり、８端
子構造をしている。この場合ＩＣ２０は基台５に接着剤
２１で接着固定されているが、上記同様に窪みを設けて
接着すれば位置精度と接着強度が増す。他の構成は上記
と同様なので説明を省略する。また、蓋体３で封止する
代わりにＩＣ２０と接続線２３の上面に樹脂モールドを
施しても良い。

【００２１】ブロック状電極４の断面形状は図１，図
２，図４で示したように四角形状が組み付け作業性から
みて最適形状であるが、搭載する電子部品の形状や、実
装する回路基板のパッド電極形状等の条件に応じて多角
形状であっても良い。さらには回路基板の垂直方向に対
して、表面実装時の半田だまり用のＵ字溝を有した形状
であっても良い。

【００２２】次に、上記のブロック状電極４と台座電極
２４及び器体２の製造方法について説明する。まずブロ
ック状電極４と台座電極２４は、厚さ約０．２ｍｍ〜
０．４ｍｍの金属板材をプレスにより打ち抜き、短辺約
２ｍｍのブロック状に加工した後、バレル加工等の研削
加工にて面出しを行い、表面を酸化処理して酸化膜を生
成させる。また器体２は、ブロック状電極４が固着され
る為の切欠部８及び図４に示す例では台座電極２４が収
まる窪み２６ａとを有するように、ガラス粉体を両押し
プレスにより成型した後、約４００℃〜６００℃で仮焼
成し、バインダー（結合材）オフを行うと供に概略形状
（約７．５ｍｍ長×５ｍｍ幅×０．７ｍｍ高（枠１０が
有る場合））を形成する。

【００２３】次に、実公平５−１６７３０号公報に見ら
れるようなカーボン治具に、基台５をセットし（カーボ
ン治具には、カーボン治具の内壁を基台５の位置決め基
準にする等の位置決め部を設けておいても良い）、ブロ
ック状電極４を切欠部８に、台座電極２４を窪み２６ａ
にセットする。この様に台座電極２４もブロック状電極
４と同様にして形成できるので、内部電極形成が容易で
ある。次に、押さえのカーボン治具を載せ、さらに重り
を載せてセットを終了する。この状態で連続式焼成炉に
より約９００℃に加熱し、加圧焼成することにより基台
５全体を溶融させてブロック状電極４と台座電極２４を
夫々の箇所に気密に融着させると同時に器体２の外形を
カーボン治具の内壁形状により規制して仕上形状に成型
する。その後、露出したブロック状電極４と台座電極２
４の表面の導通性と半田付け性を良好にする為、酸化膜
をバレル工程またはエッチング工程等により除去した
後、Ｎｉ，Ａｕ，半田等のメッキ処理を行う。また、蓋
体３も基本的には器体２と同様にガラス材、セラミック
材何れの場合もプレス成型工程、仮焼成工程、本焼成工
程を経て得られる。

【００２４】

【発明の効果】上記のごとく本発明による表面実装型容
器によれば、ガラス基台の切欠部にブロック状電極を埋
設した一体電極であるのでリード電極の折損を防止して
歩留まりが向上し、また組み付け作業性が良いのでコス
トダウンが可能となる。さらには、電子部品の電極とリ
ード電極との接続面積が広くなり、電子部品の電極とリ
ード電極とが確実に接続されて信頼性が高まるというも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態の容器の断面図と器体の
平面図を示す。

【図２】本発明の第一実施形態の器体に水晶振動子を搭
載した器体の平面図と、その容器を回路基板に実装した
状態の断面図を示す。

【図３】本発明の第二実施形態の器体と、その器体に水
晶振動子と表面波素子を夫々搭載した状態の平面図を示
す。

【図４】本発明の第三実施形態の器体にＩＣと水晶振動
子を同時に搭載した状態の平面図と要部断面図を示す。

【図５】本発明の第四実施形態の器体にＩＣを搭載した
状態の平面図と断面図を示す。

【符号の説明】

１ 容器 ２ 器体 ３ 蓋体 ４ ブロック状電極 ５ 基台 ６ 底部 ７ 枠部 ８ 切欠部 ９ 低融点ガラス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｈ 9/25 7259−5Ｊ Ｈ０３Ｈ 9/25 Ａ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台と電極とを有する器体及び蓋体から
   なる容器において、該基台に内側と外側を連通する切欠
   部を設け、該切欠部にブロック状電極を気密に埋設し、
   前記ブロック状電極の上面は前記基台の内側に露出し、
   前記ブロック状電極の内、複数個の下面又は側面は前記
   基台の外側に露出するように形成することを特徴とする
   表面実装型容器。
2. 【請求項２】 前記基台がガラス材又はセラミック材で
   あることを特徴とする請求項１に記載の表面実装型容
   器。
3. 【請求項３】 前記基台の電子部品搭載面に窪みを設
   け、該窪みに台座電極及び／又は前記電子部品を埋設
   し、該台座電極及び／又は該電子部品の上面が容器内側
   に露出していることを特徴とする請求項２に記載の表面
   実装型容器。
4. 【請求項４】 前記ブロック状電極及び／又は前記台座
   電極の電子部品搭載面の高さが前記基台の底部上面の高
   さ以上であることを特徴とする請求項２又は請求項３に
   記載の表面実装型容器。