JPH07273590A - 表面実装型水晶振動子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は少量多品種の水晶振動子を用いて簡単
に製造でき、しかも、樹脂の充填量を少なくて済み、水
晶振動子のリード線とリード端子との良好な接合状態を
維持できる表面実装型水晶振動子を提供する。 【構成】本発明は、ケース２の外部に水晶振動子１のリ
ード線１１ａ、１１ｂと接続するリード端子３ａ、３ｂ
を延出し、ケース２の中空部２１に水晶振動子を収容配
置して、水晶振動子１を樹脂１３により埋設した表面実
装型水晶振動子である。このときケース２の中空部２１
の一部に、水晶振動子１のリード線１１ａ、１１ｂと実
質的に当接する突起部２３を形成して、樹脂１３の充填
量を極小化するとともに、リード線１１ａ、１１ｂとリ
ード端子３ａ、３ｂとの接合部分付近での不要な空隙の
発生を抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面実装型水晶振動子
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＯＡ機器、通信機器などに用いる発振回
路の発振源として水晶振動子が多用されている。近時、
電子部品は小型化とプリント配線基板上に表面実装可能
な構造が強く求められている。短冊型水晶片を有する水
晶振動子は一対のリード線が植設されたステムとシリン
ダー状ケースとで水晶片を気密的に密封した構造で、全
体としてリード線が延出した円筒形状となっているた
め、表面実装に適した構造とは言えないものであった。

【０００３】この様な水晶振動子を表面実装可能な構造
とするために、円筒状の水晶振動子から延出したリード
線とリードフレームの一部である入出力用リード端子と
を接合し、該リードフレームと水晶振動子とを全体的に
被覆するように樹脂インサートモールドによって外装ケ
ース体を形成していた。（特開平１−１３５２１２号、
特開平２−１７７７１１号参照）。

【０００４】このような構造の表面実装型水晶振動子を
達成するためには、水晶振動子とリードフレームとを接
合した状態で、樹脂をインサートモールド用の金型で上
下方向から挟持して、金型内に形成された空間に樹脂イ
ンサートモールドしなくてはならず、製造工程が非常に
煩雑化してしまい、製造コストも高くなってしまう。

【０００５】このような樹脂インサートモールドによる
製造の煩雑さ、製造コストの高騰を抑え、さらに少量、
多品種に対応できる表面実装型水晶振動子として、本出
願人は、先に、図７、図８に示すような表面実装型水晶
振動子を提案した。

【０００６】これは、水晶振動子１が充分に収容できる
耐熱樹脂製の筺体状ケース７２を用い、水晶振動子１の
リード線１１ａ、１１ｂと入出力用リード端子３ａ、３
ｂとを接合した後に、この筺体状ケース７２からリード
端子３ａ、３ｂの一部（実装面）のみが露出するよう
に、筺体状ケース７２内に水晶振動子１を収容し、筺体
ケース２の内面と水晶振動子１との間に形成される周囲
の間隙に樹脂４を充填・硬化するものである。

【０００７】これにより、先の樹脂インサートモールド
による表面実装型水晶振動子に比較して、外装ケース体
を形成するための樹脂インサートモールト用の金型、樹
脂のインジェクション用装置などが不要となり、製造工
程が簡略化し、製造コストが安く、また少量・多品種の
水晶振動子にも簡単に対応できる表面実装型水晶振動子
となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図７、図８に
示す表面実装型水晶振動子においては、筺体状ケース７
２の内面と水晶振動子１との間に形成される間隙に樹脂
４を充分且つ均一に充填・回り込ませることが困難であ
り、ケース７２内に不要な空隙が発生するという問題点
があった。

【０００９】構造的には、水晶振動子１のリード線１１
ａ、１１ｂとリード端子３ａ、３ｂとの接合部分付近に
充填される樹脂４の量が多く（間隙が大きい）、水晶振
動子１の本体側に充填される樹脂４の量が少なく（間隙
が小さい）、これにより、樹脂４の回り込みに要する時
間が異なり、結果として、充分且つ均一に充填・回り込
ませることが困難となっていた。

【００１０】また、例えば、設計上、ケース７２内に形
成される間隙を充填するに必要な量の樹脂を充填した場
合、水晶振動子１のリード線１１ａ、１１ｂ付近にま
で、樹脂４が充分に回り込む以前に、水晶振動子１の本
体側で先に樹脂４の回り込みが完了してしまうため、水
晶振動子１の本体側から溢れ出てしまうこともある。こ
の溢れた樹脂４が、リード端子３ａ、３ｂの実装面の表
面に付着した場合、表面実装による半田接合が不可能と
なってしまう。

【００１１】また、水晶振動子１のリード線１１ａ、１
１ｂとリード端子３ａ、３ｂとの接合信頼性の問題から
すれば、この接合部分付近で不要な空隙が発生した場
合、例えば、外部の衝撃や熱処理による熱膨張による応
力がリード線１１ａ、１１ｂとリード端子３ａ、３ｂの
接合部分に集中して接合不良となっしまったり、さら
に、湿気などが浸入し、接合部分に腐蝕などが発生して
接合不良となっしまうという問題があった。

【００１２】本発明は、上述の問題点に鑑みて案出した
ものであり、その目的は、製造工程が簡単で、しかも、
樹脂の充填量が少なくて済み、水晶振動子のリード線と
リード端子との良好な接合状態が維持できる表面実装型
水晶振動子を提供することにある。

【００１３】

【問題点を解決するための具体的な手段】本発明の表面
実装型水晶振動子は、水晶振動子のリード線を入出力用
リード端子に接合し、該水晶振動子を筺体状ケースに収
納し、さらに筺体状ケースに樹脂を充填して該水晶振動
子を埋設して成る表面実装型水晶振動子において、前記
筺体状ケースの内面に、前記水晶振動子のリード線と実
質的に当接する突起部を一体的に形成した表面実装型水
晶振動子である。

【００１４】

【作用】本発明に係る表面実装型水晶振動子では、水晶
振動子のリード線と接合されたリード端子がケースに収
納され、水晶振動子を樹脂の充填により埋設される。従
って、従来の樹脂インサートモールドによって外装ケー
ス体を形成すよりも、製造工程が簡略化し、また製造コ
ストが安価となり、特性の異なる水晶振動子であって
も、簡単に対応できる。

【００１５】また、水晶振動子の２つのリード線と２つ
のリード端子との接合部分には、実質的に水晶振動子の
２つのリード線と当接する突起部が形成されているの
で、樹脂が充填されるべき間隙が減少し、樹脂の充填量
が減少し、回り込みが早くなり、生産性が向上し、製造
コストが一層安価となる。

【００１６】また、全体を通じて、水晶振動子の２つの
リード線と水晶振動子の本体側での樹脂の充填の回り込
みが均一化して、充填部分での空隙の発生を抑えること
ができ、樹脂がケースから溢れ出てしまうことがない。

【００１７】特に、水晶振動子のリード線とリード端子
との接合部分付近での空隙の発生を抑えられるので、外
部衝撃、熱膨張にる応力などにより、また、腐蝕により
リード線とリード端子との接合状態が不良となることが
なくなる。

【００１８】しかも、ケース内に水晶振動子を収容配置
する場合には、その突起部に載置するように水晶振動子
をケース内に収容することができるので、位置決め作用
をも得ることができる。

【００１９】尚、ケースの突起部が前記水晶振動子のリ
ード線と実質的に当接するとは、水晶振動子のリード線
とリード端子との接合状態によっては、完成品において
は、必ずしも当接していない状態も含むものである。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の表面実装型水晶振動子を図面
を用いて説明する。図１は本発明の表面実装型水晶振動
子の分解斜視図であり、図２〜図４は水晶振動子とケー
スとの関係を説明するための側面側断面図、正面側断面
図、裏面側平面図である。

【００２１】図において、１はシリンダーキャンケース
とステムとから成る円筒状の水晶振動子であり、２は筺
体状ケースであり、３ａ、３ｂは入出力用リード端子、
４は樹脂、５ａ、５ｂは固定端子である。尚、１１ａ、
１１ｂは水晶振動子１から延びるリード線である。

【００２２】水晶振動子１は、周波数に応じて所定カッ
トされ、且つ両主面に振動電極が形成された水晶片（図
示せず）をシリンダーケースとリード線１１ａ、１１ｂ
が植設されたステムとで気密的に収納して形成されてい
る。尚、詳細な構造は省略する。

【００２３】筺体状ケース２はＰＰＳ（ポリフェニレン
サルファイド）、液晶樹脂などの３００℃程度（プリン
ト配線基板に実装される際の熱処理温度に耐え得る程
度）の耐熱性樹脂から成り、内部には、実質的に水晶振
動子１の外形に対応する中空部２１が形成され、プリン
ト配線基板に実装される面側（底面側）に開口２２が形
成されている。

【００２４】具体的には、ケース２の中空部２１は、図
２、図３に示すように、円筒状の水晶振動子１の本体側
の形状に対応して半円筒状に窪んだ凹部２１ａと、水晶
振動子１のリード線１１ａ、１１ｂに対応する位置で、
実質的にリード線１１ａ、１１ｂと当接する突起部２３
により、矩形状に窪んだ凹部２１ｂとから構成されてい
る。このような形状のケース２は、中空部２１に対応す
る金型、ケース２の外形に対応する金型を用いて、簡単
に樹脂成形することができる。これは、中空部２１が非
常に単純な形状であり、中空部２１に対応する金型を成
型したケース２の開口２２側から簡単に抜くことができ
るため、極めて量産性に優れたものであると言える。

【００２５】入出力用リード端子３ａ、３ｂは半田メッ
キを施したリン青銅等から成り、屈曲加工により、リー
ド線に接合される接合面と、ケース２から露出しプリン
ト配線基板に表面実装される実装面と、両者を結合する
導体部とから構成されている。リード端子３ａは水晶振
動子１のリード線１１ａに接合し、また、リード端子３
ｂ水晶振動子１のリード線１１ｂに接合している。尚、
この接合は、抵抗溶接によって、また、高温半田などに
よって強固に接合されている。

【００２６】固定端子５ａ、５ｂは、リード端子３ａ、
３ｂと同様、半田メッキを施したリン青銅等から成り、
屈曲加工により、ケース内部に位置される部位とケース
２から露出しプリント配線基板に表面実装される実装面
とから構成されている。

【００２７】このケース２の中空部２１には、水晶振動
子１、リード端子３ａ、３ｂの一部、固定端子５ａ、５
ｂの一部を埋設するための樹脂４が充填・硬化されてい
る。

【００２８】樹脂４として、熱硬化性樹脂などを用いる
場合、例えば一液性のエポキシ系樹脂が例示でき、紫外
線硬化樹脂などを用いる場合、例えば紫外線硬化型アク
リル樹脂などが例示できる。

【００２９】以上のように、構成された表面実装型水晶
振動子は、ＯＡ機器や通信機器などのプリント配線基板
（図示せず）上に、半田により表面実装される。ここ
で、リード端子３ａ、３ｂは、水晶振動子１の入出力信
号を導出するものであり、固定端子５ａ、５ｂは、リー
ド端子３ａ、３ｂとともにケース２を広い面積でプリン
ト配線基板に安定的に接合可能とするものである。

【００３０】また、ケース２の中空部２１の水晶振動子
１の本体側においては、その形状に応じて半円筒状に窪
んだ凹部２１ａとなっており、水晶振動子１のリード線
１１ａ、１１ｂ側においては、実質的にリード線１１
ａ、１１ｂと当接するように、突起部２３が形成されて
いるため、中空部２１内に充填された樹脂４がケース２
内の全間隙に素早く、均一に回り込ませることができ、
結果、水晶振動子１の本体側でも、リード線１１ａ、１
１ｂとリード端子３ａ、３ｂとの接合部分付近でも、不
要な空隙を発生させず、樹脂４の充填が達成できる。ま
た、水晶振動子１の本体側、リード線１１ａ、１１ｂと
リード端子３ａ、３ｂとの接合部分付近での回り込み速
度の差が少なくなるので、間隙を充填するに充分な量
（従来に比較して少量で済む）の樹脂４を充填しても、
従来のように水晶振動子１の本体側から溢れ出ることが
なくなる。

【００３１】上述したように、不要な空隙の発生を抑え
ることができ、特に、リード線１１ａ、１１ｂとリード
端子３ａ、３ｂとの接合部分付近での空隙の発生を有効
に抑えることができるため、リード線１１ａ、１１ｂと
リード端子３ａ、３ｂとの接合部分に、外部からの衝
撃、熱膨張による応力が加わっても、従来のように空隙
の存在によるリード線１１ａ、１１ｂとリード端子３
ａ、３ｂとの接合部分の接合不良が起きることもなく、
また、湿気の浸入する空隙がなくなくので、腐蝕も発生
しないことになる。

【００３２】また、水晶振動子１の種類が代わっても、
その水晶振動子１の形状が大きく変化しない限り、ケー
ス２を共用できるため、少量・多品種の水晶振動子１に
簡単に対応することができる。

【００３３】次に、本発明の表面実装型水晶振動子の組
立について説明する。

【００３４】先ず、図５に示す半田メッキを施したリン
青銅からなるリードフレーム体５０を用意する。このリ
ードフレーム体５０の一部をプレスの打ち抜き、立設加
工により、リード端子３ａ、３ｂ、固定端子５ａ、５ｂ
となる部分を形成する。具体的には、リードフレーム体
５０の一部５１を立設加工して、リード端子３ａとなる
部位を、リードフレーム体５０の一部５２を立設加工し
て、リード端子３ｂとなる部位を、リードフレーム体５
０の一部５３を立設加工して、固定端子５ａ、５ｂとな
る部位を夫々形成する。

【００３５】また、樹脂の成型により中空部２１に突起
部２３を有するケース２を形成しておく。

【００３６】次に、リードフレーム体５０のリード端子
３ａ、３ｂとなる部分に、夫々水晶振動子１のリード線
１１ａ、１１ｂを例えば抵抗溶接などにより接合を行
う。また、必要に応じて、水晶振動子１の本体側と固定
端子５ａ、５ｂとを高温半田などで接合を行う。

【００３７】次に、ケース２の中空部２１に、水晶振動
子１及び水晶振動子１のリード線１１ａ、１１ｂと接合
したリードフレーム体５０のリード端子３ａ、３ｂとな
る部分の樹脂埋設部分及びリードフレーム体５０の固定
端子５ａ，５ｂの樹脂埋設部分を収容する。これによ
り、ケース２の開口２２からは、リードフレーム体５０
のリード端子３ａ、３ｂとなる部分の実装面及び固定端
子５ａ，５ｂとなる部分の実装面及び固定端子５ａ，５
ｂが延出することになる。尚、この時、収容作業を行う
ケース２の開口２２が上面側に位置するようにする。

【００３８】前記ケース２の（上面側に位置している）
開口２２から例えば熱硬化性の樹脂４をその自重を利用
して、充填して、充分に樹脂４が回り込んだ後、熱処理
（１５０℃前後）により硬化する。熱処理の方法とし
て、上述の充填作業をヒータブロック上で行い、充填し
た後、このヒータブロッグを加熱する。また、別の方法
として、熱風を吹きつけ、１５０℃・６０分の条件で熱
硬化を行う。また紫外線硬化型の樹脂を用いた場合に
は、開口２２側から所定条件で紫外線を照射することに
より硬化する。

【００３９】最後に、リード端子３ａ、３ｂ、固定端子
５ａ，５ｂの実装面が残存するように、リードフレーム
体５０（図５で示すＸ−Ｘ線）を切断することによっ
て、表面実装型水晶振動子を達成する。

【００４０】上述の製造工程により、基本的には、ケー
ス２内にリード端子３ａ、３ｂが接合する水晶振動子１
を収容配置した後に、ケース１の中空部２１内の間隙に
樹脂４を充填して硬化するだけであり、従来の樹脂のイ
ンジェクションモールドに比較して、製造工程が非常に
簡素化され、また、複雑な金型、特殊なインジェクショ
ンのための装置などが不要となり、製造コストが安価と
なる。また、リードフレーム体５０を用いることによ
り、複数の水晶振動子に対して、一括的に処理できるた
め、量産製造に適したものと言える。

【００４１】また、樹脂４を充填するにあたり、上述し
たように、中空部２１の形状が、実質的に水晶振動子１
の本体側に対応する半円筒状の凹部２１ａと、水晶振動
子１のリード線１１ａ、１１ｂに対応する位置で、実質
的にリード線１１ａ、１１ｂと当接する突起部２３によ
り、矩形状に窪んだ凹部２１ｂとから形成されているこ
とから、樹脂４の充填量が少なくて済み、一層の製造コ
ストの低減に寄与でき、また、その中空部２１内に不要
な空隙が発生することを抑えることができる。

【００４２】尚、上述の実施例において、ケース２の中
空部２１に形成した突起部２３の形状は、水晶振動子１
のリード線１１ａ、１１ｂと当接する面が平面となって
いるが、この当接面を図６の断面図で示すように、断面
三角形状としたり、湾曲させたりして、樹脂４が充填さ
れるべき領域に空隙が発生しないような構造としても構
わない。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、本発明よれば、ケースの
中空部に２つのリード端子を接合した水晶振動子を収納
し、さらに樹脂で充填・硬化した表面実装型水晶振動子
であり、その製造工程が簡略化され、また製造コストが
安価となり、特性の異なる少量・多品種の水晶振動子に
簡単に対応できる。

【００４４】また、ケースの中空部の一部には、水晶振
動子のリード線と実質的に当接する突起部が形成されて
いるめ、ケースの内面と水晶振動子との間の間隙が実質
的に少なくなり、ケース内に樹脂を充填すると、特に水
晶振動子のリード線側での樹脂の回り込みが早くなり、
全体として、均一な樹脂の回り込みが達成できる。

【００４５】これによって、リード線とリード端子との
接合部分付近で不要な空隙の発生を抑え、水晶振動子の
リード線とリード端子との接合状態の安定維持が達成で
き、また、ケースから樹脂が溢れでることがなく、安定
した表面実装に阻害を与えることがなく、さらに、樹脂
の充填量も従来に比較して減少して、コストが一層安価
となり、生産性が向上する。

【００４６】さらに、ケース内での水晶振動子の位置決
めが簡単となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面実装型水晶振動子の分解斜視図で
ある。

【図２】本発明の表面実装型水晶振動子の水晶振動子と
ケースとの関係を説明するための側面側断面図である。

【図３】本発明の表面実装型水晶振動子の水晶振動子と
ケースとの関係を説明するための正面側断面図である。

【図４】本発明の表面実装型水晶振動子の水晶振動子と
ケースとの関係を説明するための裏面側平面図である。

【図５】本発明の表面実装型水晶振動子に用いるリード
フレーム体の平面図である。

【図６】本発明の表面実装型水晶振動子に用いるケース
の他の実施例を示す正面側断面図である。

【図７】従来の表面実装型水晶振動子の側面側断面図で
ある。

【図８】従来の表面実装型水晶振動子の正面側断面図で
ある。

【符号の説明】

１・・・・・・水晶振動子 １１ａ、１１ｂ・・・・リード線 ２・・・・・・ケース ２１・・・・中空部 ２２・・・・開口 ２３・・・・突起部 ３ａ、３ｂ・・リード端子 ５ａ、５ｂ・・固定端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入出力用リード端子が接合されたリード
   線を有する水晶振動子を筺体状ケース内に収納するとと
   もに、前記水晶振動子、リード線及び入出力用リード端
   子の一部を筺体状ケースに充填される樹脂内に埋設させ
   て成る表面実装型水晶振動子において、 前記筺体状ケースの内面に、前記水晶振動子のリード線
   が実質的に当接する突起部を一体的に形成したことを特
   徴とする表面実装型水晶振動子。