JP2003197799A

JP2003197799A - 電子部品

Info

Publication number: JP2003197799A
Application number: JP2001392932A
Authority: JP
Inventors: Takanori Maeno; 隆則前野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2003-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】電子部品の小型化にともなう樹脂ケースと金
属製蓋体の接合面積の低下、接合強度の低下による電気
特性の変動や信頼性性能の低下を防止する。また、接合
時の部品寸法のばらつきを防止する。【解決手段】樹脂ケース上面に突起部と金属製蓋体に
貫通穴を形成し、該貫通穴に突起部を挿入するように金
属製蓋体を樹脂ケース上面に配置し接合する。また、前
記突起部は前記貫通穴より突出している。また、前記樹
脂ケース上面に、前記突起部から樹脂ケース開口部にか
けて溝部を形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器に使用さ
れる圧電共振子などの電子部品に関わり、樹脂ケースに
電子部品素子を収納すると共に、金属製蓋体で封止して
なる電子部品の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、通信機器、電子機器にはマイ
クロコンピュータなどが多用されており、このようなマ
イクロコンピュータのクロック源として発振回路を構成
する圧電共振子などの電子部品が知られている。特に近
年は携帯型電子機器の普及に伴い、高密度実装が可能な
電子部品が求められており、電子部品の小型化に拍車が
かかっている。

【０００３】図５は従来の表面実装型圧電共振子１００
の略中央線断面図である。図５に示すように、表面実装
型圧電共振子１００は、樹脂ケース１０１に形成された
キャビティ１０２に圧電共振素子１０３などの電子部品
素子を収納し、該圧電共振素子１０３を導電性接着剤１
０４にてリード端子１０５に接続、固定すると共に樹脂
ケース１０１の開口部を金属製蓋体１０６にて接合して
いる。

【０００４】樹脂ケース１０１は、ポリエーテルエーテ
ルケトン（ＰＥＥＫ）などの耐熱性に優れた樹脂材料か
らなり、内部には圧電共振素子１０３を収納するための
キャビティ１０２が形成されている。また、樹脂ケース
１０１底面では、樹脂ケース１０１底面に埋め込まれ、
両端が樹脂ケース１０１の外側面に導出されているリー
ド端子１０５の一部が露出している。

【０００５】圧電共振素子１０３は、圧電体基板１０７
の両主面に振動電極１０８ａ、１０８ｂ、接続電極１０
９ａ、１０９ｂが形成されており、導電ペースト１０４
にて接続電極１０９ａ、１０９ｂと前記リード端子１０
５の二つの露出部とが接続、固定される。

【０００６】金属製蓋体１０６は、ＳＵＳなどの金属か
らなり、金属製蓋体１０６内面にあらかじめ塗布された
接着剤１１０にて樹脂ケース１０１の開口部を接合す
る。ここで、接着剤１００は熱硬化型の接着剤であり、
例えば１５０℃の温度にて１時間加熱することにより樹
脂ケース１０１開口部と金属製蓋体１０６の接合を行
う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の電子部品１００においては、電子部品１００の形
状が非常に小型になった結果、樹脂ケース１０１と金属
製蓋体１０６を接合する際の両者の接合面積も非常に小
さくならざるを得ず、その結果、接合強度の低下を招い
ていた。特に、電子部品１００をマザーボードに実装す
る際の半田リフロー工程時に加わる熱衝撃や、落下衝撃
によって金属製蓋体１０６と接着剤１１０の接合界面に
剥がれが生じ、キャビティ１０２の気密性が失われ、耐
湿性の低下、圧電共振素子１０３の電極腐食、更には、
圧電共振子の特性の変動もしくは特性不良を引き起こす
ことがあった。

【０００８】また、気密封止された状態の電子部品１０
０を加熱させて接着剤１１０を硬化させると、樹脂ケー
ス１０１のキャビティ１０２内の空気が膨張し樹脂ケー
ス１０１内部から金属製蓋体１０６を押し上げる応力が
発生する。その結果、金属製蓋体１０６が押し上げられ
たままの状態で接着剤１１０が硬化することになり、樹
脂ケース１０１と金属製蓋体１０６との接合面積が更に
に小さくなり、接合強度も更に低下すると共に、電子部
品１００の外形寸法にもばらつきが生じてしまう欠点が
あった。

【０００９】また、上述の接着剤１１０の加熱、硬化に
おいては、樹脂ケース１０１開口面と金属製蓋体１０６
の間に介在する接着剤１１０が一旦溶融し硬化反応が進
行するまでの間に、樹脂ケース１０１内部の膨張した空
気の吹き出しによるブロースルーと呼ばれる穴が多くあ
き、封止不良が発生することも知られていた。特に、金
属製蓋体１０６に塗布される接着剤１１０が少ない場合
には、接着剤１１０の溜まりが少なくなるので、ブロー
スルーによりあいた穴がその後も塞がらないという問題
点を有していた。従って、封止不良によりキャビティ１
０２の気密性は失われ、特性不良、信頼性性能の低下を
招いていた。

【００１０】一方、接着剤１１０の塗布量が多い場合に
は、樹脂ケース１０１の開口部からキャビティ１０２内
部に接着剤１１０が流れ込み、キャビティ１０２内部に
収納された圧電共振素子１０３に接着剤１１０が付着
し、特性が劣化してしまうという問題点も有していた。

【００１１】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、電子部品の外形寸法を大き
くすることなく樹脂ケースと金属製蓋体との接合強度を
高め、また、電子部品の外形寸法ばらつきをなくし、か
つキャビティに収納された電子部品素子に影響を与えず
に気密封止を行うことで、特性不良がなく、信頼性性能
に優れた電子部品を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明の第一の発明は、上面に開口部を有する樹脂
ケース内に電子部品を収納するとともに、前記樹脂ケー
ス上面に金属製蓋体を開口部を覆うように配置し、かつ
樹脂ケース上面と金属製蓋体下面とを接着剤を介して接
合して成る電子部品において、前記樹脂ケースの上面に
断続的に突起部を形成し、かつ、前記金属製蓋体に前記
突起部が挿入する貫通穴を形成するとともに、該貫通穴
に前記突起部を挿入するように金属製蓋体を前記ケース
上面に配置して、前記開口部を覆うように前記金属蓋体
下面と前記樹脂ケース上面とを接合したことを特徴とす
る電子部品である。

【００１３】また、本発明の第二の発明は、前記突起部
が前記貫通穴から突出していることを特徴とする第一の
発明による電子部品である。

【００１４】また、本発明の第三の発明は、前記樹脂ケ
ースの上面に、前記突起部から開口部にかけて溝部を形
成して成ることを特徴とする第一の発明による電子部品
である。

【作用】本発明によれば、貫通穴に前記突起部を挿入す
るように金属製蓋体を前記ケース上面に配置して、前記
開口部を覆うように前記金属蓋体下面と前記樹脂ケース
上面とを接合している。従って、従来の接合部分は、金
属製蓋体の内面と、樹脂ケース開口部の上面および開口
部上部が接触する部分のみであったが、樹脂ケース突起
部と金属製蓋体に形成する貫通穴との間隙に接着剤が侵
入することにより、樹脂ケース突起部と金属製蓋体の貫
通穴間の間隙も新たな接合部分となり、接合面積が広が
ることになる。即ち、従来の接合面積が小さいことによ
り接合強度が低下し、電子部品をマザーボードに実装す
る際の半田リフロー工程時に加わる熱衝撃や、落下衝撃
によって金属製蓋体と接着剤接合界面に剥がれが生じ、
キャビティの気密性が失われ、耐湿性の低下、圧電共振
素子の電極腐食、更には、圧電共振子の特性の変動もし
くは特性不良が発生するといった課題を上述の構成によ
り電子部品の形状を大きくすることなく解決することが
できる。

【００１５】また、前記樹脂ケース上面に形成された突
起部は、前記金属製蓋体に形成された貫通穴から突出し
ている。これにより、突起部と貫通穴の間隙に侵入して
接着剤は、突出した突起部に沿って金属製蓋体の上面か
ら突出した突起部の先端部まで這い上がり、突起部と金
属製蓋体間にフィレットを形成する。即ち、このフィレ
ットの形成により、接合強度は更に向上することができ
る。また、このフィレットの形成状態を確認することに
より、接着剤の適正量を目視で確認することができる。
つまり、従来は接着剤が接合部分に適正量ゆきわたって
いるかどうかは外部から確認することができず、適切な
接着剤量の管理は困難であったが、フィレットの状態を
確認することで接着剤量が適正であるかどうかを確認す
ることができ、接着剤量の管理が容易になる。

【００１６】また、前記樹脂ケースの上面には、前記突
起部から開口部にかけて溝部を形成している。これによ
り、接着剤を加熱して硬化するとき、樹脂ケース内部の
膨張した空気を溝部を通じて突起部と貫通穴の間隙より
外部に逃がすことができる。つまり、接着剤加熱、硬化
時の樹脂ケース内部と外部との圧力差を無くすことがで
き、その結果、膨張した空気が金属製蓋体を押し上げる
ことにより発生していた接合不良や部品寸法のばらつき
を無くすことができる。また、同時に樹脂ケース内部の
膨張した空気が接合面を通じて外部に吹き出すことによ
り発生していたブロースルーと呼ばれる吹き出し穴も無
くなり、その結果、封止不良による特性不良や信頼性の
低下といった問題も解決される。

【００１７】

【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。

【００１８】図１に本発明の第一と第二の発明の電子部
品である表面実装型圧電共振子１の外観斜視図を示す。
また図２は、図１の略断面図である。

【００１９】表面実装型圧電共振子１は主に、樹脂ケー
ス２、樹脂ケース２に収納される圧電共振素子４、金属
製蓋体５、リード端子６から構成される。

【００２０】樹脂ケース２は、ポリエーテルエーテルケ
トン（ＰＥＥＫ）などの耐熱性に優れた樹脂材料からな
り、キャビティ３、開口部１５を有し、内部に電子部品
素子として圧電共振素子４を収納している。樹脂ケース
２の底面には、リード端子６が露出している。また、樹
脂ケース２のキャビティ３は、圧電共振素子４を収納す
るのに充分な形状となっており、また、圧電共振素子４
を容易に収納できるよう開口部１５の面積は、キャビテ
ィ３の底面から若干広がるような面積となっている。

【００２１】圧電共振素子４は、ＰＴ（チタン酸鉛）、
ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などの圧電セラミック
材料や、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム
などの単結晶材料からなる短冊状の圧電基板７と振動電
極８ａ、８ｂおよび接続電極９ａ、９ｂから構成されて
いる。そして、圧電共振素子４は、樹脂ケース２のキャ
ビティ３に収納され、接続電極９ａ、９ｂと樹脂ケース
２底面に露出しているリード端子６とが、導電性接着剤
１０にて接続、固定される。

【００２２】リード端子６はリン青銅、洋白などの金属
製部材からなり、樹脂ケース２の底部に一体成型されて
いる。そして、リード端子６は樹脂ケース２の底面から
両側面方向に広がるように二つに分かれており、樹脂ケ
ース２の下面と外周側面との成す角部で、屈曲加工が施
され、その二つの他端が各々樹脂ケース２の側面に延び
ている。

【００２３】金属製蓋体５は、ＳＵＳなどの材料が使用
され接着剤１１にて樹脂ケース２の開口部１５を塞ぐよ
うに配置・接合される。このとき、接着剤１１は熱硬化
型の接着剤であり、例えば１５０℃の温度にて１時間加
熱することにより、あらかじめ金属製蓋体５の内面に塗
布され後述の予備硬化されていた接着剤１１が溶融し、
その後硬化することにより接合が行われる。

【００２４】ここで、本発明の第一の特徴的なことは、
図２に示すように樹脂ケース２の上面に断続的に突起部
１２を形成し、かつ、金属製蓋体５に突起部１２に挿入
する貫通穴１３を形成し、更に貫通穴１３に突起部１２
を挿入するように金属製蓋体５を樹脂ケース２上面に配
置し金属製蓋体５下面と樹脂ケース２とを接合している
ことである。従って図３に示すように、接着剤１１は樹
脂ケース２と金属製蓋体５との接合界面のみでなく、突
起部１２と貫通穴１３との間隙にも侵入する。このこと
により、突起部１２と貫通穴１３との間隙も新たな接合
部分となり、従来より接合面積が拡大し接合強度は向上
する。即ち、接合面積が小さいことにより接合強度が低
下し、圧電共振子１をマザーボードに実装する際の半田
リフロー工程時に加わる熱衝撃や、落下衝撃によって金
属製蓋体５と樹脂ケース２との接着剤接合界面に剥がれ
が生じ、キャビティ３の気密性が失われ、耐湿性の低
下、圧電共振素子４の振動電極１８、接続電極１９の腐
食、更には、圧電共振子１の特性の変動もしくは特性不
良が発生するといった従来課題を、本発明により圧電共
振子１の形状を大きくすることなく解決することができ
る。

【００２５】また、第二の特徴的なこととして、図３に
示すように樹脂ケース２上面に形成された突起部１２は
金属製蓋体５に形成された貫通穴１３から突出している
ことである。この突起部１２の突出により、突起部１２
と貫通穴１３との間隙に侵入した接着剤１１は、その塗
布量を適切にすることによって、間隙から溢れるように
盛り上がり、表面張力の作用により突起部１２と金属製
蓋体５間にフィレット１４を形成する。このフィレット
１４の形成により、樹脂ケース２と金属製蓋体５との接
合強度は更に向上することができる。また、フィレット
１４の形成の作用効果として接着剤１１の適正量の管理
が容易になることもあげられる。つまり、従来は接着剤
１１が接合部分に適正量行き渡っているかどうかは外部
から確認することができず、適切な接着剤１１量の管理
は困難であったが、フィレット１４が形成されることに
より、フィレット１４の高さ及び広がり（直径）は接着
剤１１量と比例関係にあることから、フィレット１４の
高さ及び広がり（直径）を確認することで接着剤１１量
が適正であるかどうかを確認することができ、接着剤１
１量の管理が容易になる。

【００２６】ここで、突起部１２の突出高さは、フィレ
ット１４が自然に形成される寸法でよく、金属製蓋体５
の肉厚と同等の５０μｍ程度が望ましい。

【００２７】なお、本実施の形態の説明では、突起部１
２および貫通穴１３はそれぞれ樹脂ケース２、金属製蓋
体５の４角に形成されている例で説明しているが、形成
位置は樹脂ケース２、金属製蓋体５の４角に限定される
ものではなく、４角以外の位置に形成されても問題はな
い。また、突起部１２および貫通穴１３の上面からみた
形状は円形状をしているが、これも、突起部１２と貫通
穴１３の間隙に接着剤１１が侵入し、適切なフィレット
１４が形成されれば良く円形状に限定する必要はない。

【００２８】また、本発明の第三の特徴的なこととし
て、図４に示すように樹脂ケース２の上面２ａに突起部
１２から開口部１５にかけて溝部１６を形成しているこ
とである。この溝部１６は突起部１２から開口部１５に
かけて形成されていることにより、開口部１５から突起
部１２と貫通穴１３との間隙に通じるスルーパスの役割
を持つ。即ち、接着剤１１を加熱して硬化するとき、樹
脂ケース２の内部の空気が膨張するが、この膨張した空
気を溝部１６により突起部１２と貫通穴１３との間隙よ
り外部に逃がすことができる。ここで接着剤１１は予め
金属製蓋体５の内面に塗布され、例えば４０℃の熱で３
０分程度加熱され予備硬化されている。この予備硬化が
終了した時点では、接着剤１１の流動性は一時的になく
なっており、この状態で樹脂ケース２の開口部１５を覆
うように、かつ、貫通穴１３に突起部１２が挿入される
ように配置される。その後、樹脂ケース２及び金属製蓋
体５全体が例えば１５０℃の温度にて１時間程度加熱さ
れる。この加熱による温度上昇とともに樹脂ケース２内
部の空気は膨張し、温度が１５０℃に達した時点でピー
クをむかえるが、膨張した空気は溝部１６を通じて樹脂
ケース２の外部に排出するため、樹脂ケース２内部の内
圧が高くなることはない。一方、予備硬化により一時的
に流動性のなくなっていた接着剤１１は、１５０℃の加
熱により再び粘度が低下し流動性をもつようになる。こ
の接着剤１１の流動性により溝部１６に接着剤１１が流
れ込み充填することにより、溝部１６を封止することが
できる。この時溝部１６の径を５０μｍ程度の寸法形成
しておけば、接着剤１１の充填により問題なく封止され
る。従って、溝部１６により、接着剤１１の加熱、硬化
時において樹脂ケース２内部と外部との圧力差を無くす
ことができ、その結果、膨張した空気が金属製蓋体５を
押し上げることにより発生していた接合不良や部品寸法
のばらつきを無くすことができる。同時に膨張した空気
が接合面を通じて樹脂ケース２の外部に吹き出すことに
より発生していたブロースルーと呼ばれる穴も無くな
り、封止不良による特性不良や信頼性の低下といった問
題も解決される。

【００２９】

【発明の効果】本発明の電子部品によれば、樹脂ケース
の上面に突起部を形成し、金属製蓋体に形成した貫通穴
に前記突起部を挿入するよう配置し接着剤にて接合する
ため、接着剤は突起部と貫通穴の間隙にも侵入し接合面
積が広がることで接合強度が増加する結果、部品寸法を
大きくすることなく電子部品の電気特性の安定、信頼性
の向上が図られる。

【００３０】また、前記突起部は前記貫通穴から突出し
ているため、突起部と前記金属製蓋体の間に接着剤のフ
ィレットが形成され、接合強度は更に向上する。また、
接着剤のフィレットの形成状態を目視で確認することに
より、容易に適正な接着剤量の管理を行うことができ
る。

【００３１】また、樹脂ケース上面には突起部から開口
部にかけて溝部を形成しているため、接着剤を加熱、硬
化するとき、樹脂ケース内部の内圧の上昇を抑えること
ができ、部品の外形寸法がばらつきなく安定するととも
に、電子部品の電気特性の安定、信頼性の向上が図られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子部品を示す外観斜視図である。

【図２】本発明の電子部品を示す略断面図である。

【図３】本発明の電子部品の突起部と貫通穴を説明する
拡大説明図である。

【図４】本発明の電子部品の突起部及び溝を示す外観斜
視図である。

【図５】従来の電子部品を示す略断面図である。

【符号の説明】

１・・・・・表面実装型圧電共振子２・・・・・樹脂ケース３・・・・・キャビティ４・・・・・圧電共振素子５・・・・・金属製蓋体６・・・・・リード端子１１・・・・・接着剤１２・・・・・突起部１３・・・・・貫通穴１４・・・・・フィレット１５・・・・・開口部１６・・・・・溝部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上面に開口部を有する樹脂ケース内に電
子部品を収納するとともに、前記樹脂ケース上面に金属
製蓋体を開口部を覆うように配置し、かつ樹脂ケース上
面と金属製蓋体下面とを接着剤を介して接合して成る電
子部品において、前記樹脂ケースの上面に断続的に突起部を形成し、か
つ、前記金属製蓋体に前記突起部が挿入する貫通穴を形
成するとともに、該貫通穴に前記突起部を挿入するよう
に金属製蓋体を前記ケース上面に配置して、前記開口部
を覆うように前記金属蓋体下面と前記樹脂ケース上面と
を接合したことを特徴とする電子部品。
【請求項２】前記突起部が前記貫通穴から突出してい
ることを特徴とする請求項１記載の電子部品。
【請求項３】前記樹脂ケースの上面に、前記突起部か
ら開口部にかけて溝部を形成して成ることを特徴とする
請求項１記載の電子部品。