JPH08204307A - 電気回路素子の表面実装型絶縁板構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水晶振動子の２本のリード線にも、水晶フィ
ルターの３本のリード線にも共用でき、歩留まりが良好
で、作業性、特に回路基板に対しての自動装着，コスト
パフォーマンス，品質向上に優れた経済的な電気回路素
子の表面実装型絶縁板構造。 【構成】 圧電振動子のリード線３，３がそれぞれ小孔
を挿通して突出する金属ベース１と、同圧電振動子が装
着される回路基板２６との間に挿入された圧電振動子用
の絶縁板２８において、上記絶縁板に３本の金属電極板
片３５を等間隔で並列的にインサート成形してなり、上
記各金属電極板片にそれぞれ上記各リード線３を接続
し、上記各金属電極板片３５の両端をそれぞれ端子とし
て突出し、表面実装を可能にし、前記絶縁板を耐熱，耐
腐食性，機械的強度及び電気的特性に優れたエンジニア
リングプラツチック樹脂とし、前記絶縁板の上面の隅角
部に金属ベース１の位置決め用突起２９，方向確認用カ
ット面３０を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧電振動子と回路基板
等、ならびに同一回路基板上に互いに隣り合う他の回路
素子間の電気的短絡を防止するとともに、表面実装にお
ける自動装着を可能にした経済的な電気回路素子の表面
実装型絶縁板構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電振動子例えば水晶振動子，水晶フィ
ルター等は種々の通信機器やデジタル制御機器等の電子
機器に、基準信号源や周波数フィルターとして多用され
ている。ところで、近年は、各種電子機器の小型化に伴
い、各回路素子は回路基板上に高密度に配置され、その
回路基板上への配置作業はロボットにより自動化されて
いる。ちなみに、慣用の水晶振動子では、例外は別とし
て、一般的に図５に示す主要寸法のものが多用されてお
り、また水晶フィルターでは図８に示す主要寸法のもの
が多用されており、その関係部材に対するハンダ付けを
狭隘なスペースで行うことでプリント配線全体をできる
限り小型軽量化する方向で各メーカーはその技術を競っ
ており、そのために種々の不具合も発生しているのが現
状である。したがって、高密度化は回路基板の導電路間
や各回路素子間を狭める結果、回路基板の導電路間や各
回路素子間は相互に接触しやすくなるので、通常、水晶
振動子や水晶フィルターは回路基板との間に絶縁材を介
在して、導電路との電気的短絡を防止するようにしてい
る。

【０００３】例えば、水晶振動子素子は、従来、図５の
縦断面図に示すように、水平長円形状の金属ベース１の
ガラスブッシュ部（以下ガラス部という）２を貫通して
突出した１対のリード線３にそれぞれサポーター４を接
続し、その両先端にて水晶片５の電極６から延びた両端
外周部を挟持している。そして金属ベース１に金属カバ
ー７の下端を抵抗溶接等により封止して水晶片５を密閉
封入して形成される。表面実装型の素子の場合には、図
６に示すプラスチック等からなる水平長方形の絶縁板２
２の１対のリード線挿入孔２３に、そのリード線３をそ
れぞれ挿入し、図７のハッチングに示すように、絶縁板
２２の下面から突出した小径円形断面を有するリード線
３，３を偏平断面に潰し、絶縁板下面の縦通凹溝２４に
沿って折り曲げるとともに、水晶振動子２５の潰したリ
ード線３を回路基板２６の図示省略の導電路にハンダ２
７等により固着している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の表面実装タイプの絶縁板２２では、図５に示したリー
ド線３をリード線挿入孔２３に挿通した後、絶縁板２２
の下面から突出したリード線３を潰し、さらに折り曲げ
なければならない上、端子数として１本のリードから１
つの端子しか取れず、端子方向も長手方向になり、しか
も絶縁板２２との密着性が悪く、ガタツキがあるため、
図７に示すように、回路基板２６に配置するときに不安
定となり、延いては故障の原因となる惧れがある。さら
に作業には特殊な治工具を必要とし、多大の手間がかか
る等の問題がある。

【０００５】また、水晶フィルターは、従来、図８に示
すように、水平長円形状の金属ベース１のガラスブッシ
ュ部２を貫通して突出した１対のリード線３にそれぞれ
サポーター４を接続し、その先端間にて水晶片５の電極
６から延びた両端外周部を挟持する。金属ベース１には
アース用リード線８が取着されている。そして金属ベー
ス１に金属カバー７を抵抗溶接等により封止し水晶片５
を密閉封入して形成される。これを回路基板に装着する
場合には、例えば、図９に示すシリコンゴム等からなる
水平長円状の絶縁板９の長手方向のスリット１０にリー
ド線３及びアース用リード線８を挿通し、図１０に示す
ように、水晶フィルター１１のリード線３，アース用リ
ード線８を手作業により回路基板１２の各リード線挿通
孔１３に挿通してハンダ１４等により固着配置し、回路
基板１２の図示省略の導電路との電気的短絡の防止を図
っている。

【０００６】しかしながら、この種の水晶フィルター素
子においては、３本のリード線を有するために、図９に
示す平板状の絶縁板９では、図６及び図７に示したよう
な絶縁板２２を用いた表面実装タイプのような形状にし
にくく、図１０に示すように、回路基板１２の孔１３に
手差しにより直接挿通しなければならず、他の回路素子
が表面実装タイプで自動装着が可能であるにもかかわら
ず、水晶フィルターのみは手作業で組み立てが行われて
いるために、コストや品質に問題がある。

【０００７】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、水晶振動子の２本のリード線にも、また水晶
フィルターの３本のリード線にも共用で対応することが
でき小型軽量かつ、歩留まりが良好で、作業性、特に回
路基板に対しての自動装着，コストパフォーマンス，品
質向上等に優れた高性能かつ低コストの経済的な電気回
路素子の表面実装型絶縁板構造を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのために請求項１の発
明は、電気回路素子の左部，中央，右部のリード線がそ
れぞれ小孔を挿通して突出する縦長水平長方形の金属ベ
ースと同電気回路素子が装着される回路基板との間に挿
入された縦長水平長方形の絶縁板において、上記絶縁板
の内部に埋設された３本の同一サイズの金属端子板片を
等間隔で並列的に合成樹脂でインサート成形してなり上
記各金属端子板片の央部のリード線挿入孔に上記各リー
ド線をそれぞれ挿着し、上記各金属端子板片の両端をそ
れぞれ端子として上記絶縁板の左右両側から若干突出し
た形で上記各電気回路素子の上記回路基板上への表面実
装を可能にしたことを特徴とする。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１において、そ
の絶縁板には上面の４隅角部のうち３個所に前記金属ベ
ースの位置決め用突起を突設するとともに残りの１個所
に同金属ベースの方向決め用符号部を形成し各リード線
挿入孔の上端開口に皿状面を加工したこと、又は前記絶
縁板の下面には各端子板片間のハンダの接触を防止する
低い横隔壁を設けるとともに実装後の洗浄，水切り及び
エアブローのための縦通凹溝を凹設したこと、又は前記
絶縁板を耐熱性，薬品耐腐食性，機械的強度及び電気的
特性に優れたエンジニアリングプラスチック樹脂にて形
成したこと、又は前記絶縁板を電気回路素子の金属ベー
スの外形寸法より縦寸法，横寸法をそれぞれ若干大きく
したことを特徴とする。

【００１０】請求項３の発明は、請求項２において、そ
の金属ベースの位置決め用突起及び方向決め用符号部及
び各リード線挿入孔の上端開口に皿状面を形成するとと
もにその実装後の洗浄，水切り及びエアブローのための
縦通凹溝を具えたこと、又はエンジニアリングプラスチ
ック樹脂からなり縦寸法，横寸法をそれぞれその金属ベ
ースのそれよりも若干大きく形成した前記絶縁板を具え
たことを特徴とする。

【００１１】請求項４の発明は、請求項３において、そ
の洗浄，水切り及びエアブローのための縦通凹溝を具え
るとともに、エンジニアリングプラスチックにて形成さ
れた前記絶縁板の縦寸法，横寸法がそれぞれその金属ベ
ースのそれよりも若干大きく形成された前記絶縁板を具
えたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】このような構成によれば、下記の作用が行われ
る。 （１）水晶振動子の第１，第２の２本のリード線の中心
線間隔を２ｐとし、水晶フィルターの同一平面上に並列
する第１，第２の２本のリード線、第２，第３の２本の
リード線の中心線間隔をそれぞれ１ｐと定めて形成され
た同径のリード線を有する回路素子を、共通の表面実装
型絶縁板の１ｐを単位とする一直線上に配設された３個
のリード線挿入孔に嵌着半田付けすることができる。 （２）ここで、３個のリード線挿入孔は表面実装型絶縁
板の下面に凹設された縦通凹溝に穿設されているととも
に、第１，第２のリード線挿入孔の間，第２，第３のリ
ード線挿入孔の間は縦通凹溝の深さよりも若干低い横隔
壁によりそれぞれ仕切られているので、表面実装型絶縁
板に埋め込みモールドされた電極板片の央部中心孔にリ
ード線をハンダ付けする際、隣り合うリード線挿入孔の
半田同士が短絡する惧れは全くなく、また実装後の洗
浄，水切り及びエアブローが効果的に行える。 （３）リード線挿入孔の上端開口部にはそれぞれ上方へ
拡開する皿孔が加工されているので、リード線の挿入孔
への嵌着は極めて容易に行われるとともにガラス部を保
護する。 （４）表面実装型絶縁板はＰＰＳ等のエンジニアリング
プラスチック樹脂にて高特性の金属電極板片を埋め込み
成形しているとともに、電極板片の左右端はそれぞれ表
面実装型絶縁板の長手方向の両側端から若干外方へ突出
している。それ故、ハンダ付け時の耐熱性，薬品耐腐食
性，機械的強度及び電気特性は申し分なく、電極板片の
両端は突出電極端子として、左右１対的に突出するの
で、回路基板のプリント配線へのハンダ付け可能個所は
リード数の２倍となり、プリント配線との接続は容易と
なる。 （５）表面実装型絶縁板の縦横寸法は回路素子の金属ベ
ースの縦横寸法よりも若干大きく作られるとともに、表
面実装型絶縁板の４隅角部のうちの３個所には金属ベー
スの位置決め用突起が突設され、また残りの隅角部には
符号部としての斜めカット面が加工されているので、金
属ベースの位置決め及び方向決めは高精度で迅速に行う
ことができる。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例を図面について説明すると、
図１はその表面実装絶縁板の上面を示す上方から見た斜
視図、図２は図１の下面構造を示すために下方からその
下面を見た斜視図、図３は図８に示した慣用水晶フィル
ターを図１〜図２の表面実装絶縁板に装着した状態を示
す部分縦断側面図、図４は図３の表面実装絶縁板を回路
基板に固着した状態を示す部分縦断側面図である。

【００１４】まず、本発明を水晶振動子に適用した一実
施例について説明すると、さきに図８に示した水晶フィ
ルターのリード線を図１上面斜視図及び図２下面斜視図
に示す水晶振動子用の表面実装絶縁板（以下実装絶縁板
という）により下記の要領で一体的に組み立てるのであ
る。図１〜図２に示す実装絶縁板２８は、エンジニアリ
ングプラスチックの中でも最も耐熱性が大きいといわれ
ているＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂とＮ
ｉとＣｒを主成分とする電気導電性の良い４２アロイか
らなる。そして上面形状は、金属ベース１（図８）と実
装絶縁板２８との間にガタツキが起きないように、コー
ナーガイド２９を３ヶ所のコーナーに突設し、さらに自
動装着時における方向性を持たせるべく、残りの１ヶ所
のコーナーガイドは省略して斜めカット面３０とし、金
属ベース１のガラス部２の破損等の防止と、リード線３
及びアース用リード線８の実装絶縁板２８への挿通時の
作業性向上のためにリード線挿入孔３１の上端を皿状に
面取りしている。ここで、傾斜カット面は絶縁板の４隅
角部のうちの１個に設けられ、コストアップとなるマー
キングに代えて、簡単な構造により、目視により、また
ロボットにより、その金属ベースの絶縁板に対する相対
的方向を迅速かつ確実に確定するのに役立つ方向決め用
符合部としての作用効果を奏することができるので、極
性を有する回路素子を共通絶縁板に組み立てる際に特に
効果がある。また、この皿孔は、組立作業の際に、電気
回路素子のリード線の金属ベースに穿設されたリード線
挿入孔への挿入及びハンダ付けを容易にするとともに、
ガラスブッシュの下端が金属ベースの下端から若干突出
していてもそのガラスブッシュの破損を防止する効果を
奏する。リード線挿入孔３１のピッチは圧電振動子のリ
ードピッチと等しく、さらに３本のリード線に対応でき
るよう、ピッチ間センターにも同径のリード線挿入孔３
１が明けられている。したがって、リード線の数にかか
わらず水晶振動子，水晶フィルターに共用でき、歩留ま
りを向上することができる構造となっている（図１）。

【００１５】下面形状は、図２に示すように、各電極間
にハンダの接触を防ぐよう、横方向の隔壁３２が設けら
れており、なおかつ回路基板２６への実装後の洗浄や、
その後の水切り，エアーブローが完璧に実施できるよ
う、底面との間に縦通凹溝３３を形成する空間を設けて
ある。さらに各リード線挿入孔３１より連なる各々のモ
ールド成形された金属電極板３５が底面より左右方向に
各々金属端子３４として突出しており、各１本のリード
線に対しそれぞれ左右端の２つの端子を持たせ、合計６
端子となっている（図１〜図２）。したがって、この圧
電振動子用表面実装絶縁板２８は、水晶フィルター１１
の１対のリード線３及びアース用リード線８をリード線
挿入孔３１に挿入した後、金属電極板３５の裏面にそれ
ぞれハンダ２７等により固着することで表面実装用とな
り、自動装着のできる水晶フィルター，水晶振動子とな
る（図３参照）。前述の表面実装となった水晶フィルタ
ーは、回路基板２６の上に自動装着された後、リフロー
等によりハンダ２７で固着される（図４参照）。この実
施例では素材にＰＰＳ樹脂を使用したことで、自動装着
時の機械的外圧や自動装着後のリフロー等における高温
及び各種薬品にも耐えられる構造となっている。さら
に、この実装絶縁板２８は、金属ベース１と回路基板２
６との絶縁を防止するだけに止まらず、外周寸法を水晶
フィルター１１の金属ベース１の寸法より、縦方向，横
方向をそれぞれ若干大きくしたことで他の回路素子との
接触による電気的短絡をも防止する効果がある（図
３）。

【００１６】上記実施例では、圧電振動子を水晶フィル
ターとして説明したが、本発明構造は他の結晶からなる
圧電振動子，フィルター素子にも適用されることはいう
までもない。そして、金属ベースと金属カバーとの封止
手段としては抵抗溶接としたが、例えば冷間圧接に用い
られる金属ベースや金属カバーであってもよい。要はリ
ード線が貫通するベースの一部に金属が使用され、回路
基板の導電路との電気的短絡が危惧されるベースを使用
した圧電振動子，フィルターに適用される。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、絶縁材にＰＰＳ樹脂を使用す
ることで、耐熱性，絶縁性，化学物質に対する耐腐食
性，機械的強度，電気的特性等に優れており、圧電振動
子と回路基板を絶縁するとともに、他の回路素子との電
気的短絡も防止し、合計６本の端子で回路基板との固着
を強固にした上に、電気回路素子と絶縁板とのガタツキ
をなくして自動装着を可能とすることができる。その結
果、回路基板への電気回路素子の手差しによる作業を自
動化することで回路基板への実装作業の作業効率がよく
なり、その実用効果は極めて大きい。

【００１８】要するに、請求項１の発明によれば、電気
回路素子の左部，中央，右部のリード線がそれぞれ小孔
を挿通して突出する縦長水平長方形の金属ベースと同電
気回路素子が装着される回路基板との間に挿入された縦
長水平長方形の絶縁板において、上記絶縁板の内部に埋
設された３本の同一サイズの金属端子板片を等間隔で並
列的に合成樹脂でインサート成形してなり上記各金属端
子板片の央部のリード線挿入孔に上記各リード線をそれ
ぞれ挿着し、上記各金属端子板片の両端をそれぞれ端子
として上記絶縁板の左右両側から若干突出した形で上記
各電気回路素子の上記回路基板上への表面実装を可能に
したことにより、水晶振動子の２本のリード線にも、ま
た水晶フィルターの３本のリード線にも共用で対応する
ことができ小型軽量かつ、歩留まりが良好で、作業性、
特に回路基板に対しての自動装着，コストパフォーマン
ス，品質向上等に優れた高性能かつ低コストの経済的な
電気回路素子の表面実装型絶縁板構造を得るから、本発
明は産業上極めて有益なものである。

【００１９】請求項２の発明によれば、請求項１におい
て、その絶縁板には上面の４隅角部のうち３個所に前記
金属ベースの位置決め用突起を突設するとともに残りの
１個所に同金属ベースの方向決め用符号部を形成し各リ
ード線挿入孔の上端開口に皿状面を加工したこと、又は
前記絶縁板の下面には各端子板片間のハンダの接触を防
止する低い横隔壁を設けるとともに実装後の洗浄，水切
り及びエアブローのための縦通凹溝を凹設したこと、又
は前記絶縁板を耐熱性，薬品耐腐食性，機械的強度及び
電気的特性に優れたエンジニアリングプラスチック樹脂
にて形成したこと、又は前記絶縁板を電気回路素子の金
属ベースの外形寸法より縦寸法，横寸法をそれぞれ若干
大きくしたことにより、水晶振動子の２本のリード線に
も、また水晶フィルターの３本のリード線にも共用で対
応することができ小型軽量かつ、歩留まりが良好で、作
業性、特に回路基板に対しての自動装着，コストパフォ
ーマンス，品質向上等に優れた高性能かつ低コストの経
済的な電気回路素子の表面実装型絶縁板構造を得るか
ら、本発明は産業上極めて有益なものである。

【００２０】請求項３の発明によれば、請求項２におい
て、その金属ベースの位置決め用突起及び方向決め用符
号部及び各リード線挿入孔の上端開口に皿状面を形成す
るとともにその実装後の洗浄，水切り及びエアブローの
ための縦通凹溝を具えたこと、又はエンジニアリングプ
ラスチック樹脂からなり縦寸法，横寸法をそれぞれその
金属ベースのそれよりも若干大きく形成した前記絶縁板
を具えたことにより、水晶振動子の２本のリード線に
も、また水晶フィルターの３本のリード線にも共用で対
応することができ小型軽量かつ、歩留まりが良好で、作
業性、特に回路基板に対しての自動装着，コストパフォ
ーマンス，品質向上等に優れた高性能かつ低コストの経
済的な電気回路素子の表面実装型絶縁板構造を得るか
ら、本発明は産業上極めて有益なものである。

【００２１】請求項４の発明によれば、請求項３におい
て、その洗浄，水切り及びエアブローのための縦通凹溝
を具えるとともに、エンジニアリングプラスチックにて
形成された前記絶縁板の縦寸法，横寸法がそれぞれその
金属ベースのそれよりも若干大きく形成された前記絶縁
板を具えたことにより、水晶振動子の２本のリード線に
も、また水晶フィルターの３本のリード線にも共用で対
応することができ小型軽量かつ、歩留まりが良好で、作
業性、特に回路基板に対しての自動装着，コストパフォ
ーマンス，品質向上等に優れた高性能かつ低コストの経
済的な電気回路素子の表面実装型絶縁板構造を得るか
ら、本発明は産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を圧電振動子素子に適用した実施例の表
面実装絶縁板の上面構造を示す斜視図である。

【図２】図１の表面実装絶縁板の下面構造を示す斜視図
である。

【図３】図８に示す慣用の水晶フィルター素子を図１〜
図２の表面実装絶縁板に装着した状態を示す部分縦断側
面図である。

【図４】図３の水晶フィルターを装着した表面実装絶縁
板を回路基板に装着した状態を示す部分断面側面図であ
る。

【図５】慣用の水晶振動子素子を示す縦断面図である。

【図６】図５の慣用の水晶振動子素子の表面実装型絶縁
板の下面を示す斜視図である。

【図７】図６の絶縁板を介して図５の慣用水晶振動子を
回路基板に装着した状態を示す部分縦断側面図である。

【図８】慣用の水晶フィルター素子を示す縦断面図であ
る。

【図９】図８の慣用の水晶フィルター素子の絶縁板を示
す斜視図である。

【図１０】図９の絶縁板を慣用水晶フィルターに付設し
て回路基板に装着した状態を示す部分縦断面図である。

【符号の説明】

１ 金属ベース ２ ガラスブッシュ部 ３ リード線 ４ サポーター ５ 水晶片 ６ 電極 ７ 金属カバー ８ リード線 ９ 絶縁板 １０ スリット １１ 水晶フィルター １２ 回路基板 １３ 孔 １４ ハンダ ２１ 金属カバー ２２ 絶縁板 ２３ リード線挿入孔 ２４ 縦通凹溝 ２５ 水晶振動子 ２６ 回路基板 ２７ ハンダ ２８ 水晶振動子用実装絶縁板（実装絶縁板） ２９ コーナーガイド ３０ 斜めカット面（符合部） ３１ リード線挿入孔 ３２ 隔壁 ３３ 縦通空間（縦通凹溝） ３４ 金属端子 ３５ 金属電極板片

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気回路素子の左部，中央，右部のリー
   ド線がそれぞれ小孔を挿通して突出する縦長水平長方形
   の金属ベースと同電気回路素子が装着される回路基板と
   の間に挿入された縦長水平長方形の絶縁板において、上
   記絶縁板の内部に埋設された３本の同一サイズの金属端
   子板片を等間隔で並列的に合成樹脂でインサート成形し
   てなり上記各金属端子板片の央部のリード線挿入孔に上
   記各リード線をそれぞれ挿着し、上記各金属端子板片の
   両端をそれぞれ端子として上記絶縁板の左右両側から若
   干突出した形で上記各電気回路素子の上記回路基板上へ
   の表面実装を可能にしたことを特徴とする電気回路素子
   の表面実装型絶縁板構造。
2. 【請求項２】 請求項１において、その絶縁板には上面
   の４隅角部のうち３個所に前記金属ベースの位置決め用
   突起を突設するとともに残りの１個所に同金属ベースの
   方向決め用符号部を形成し各リード線挿入孔の上端開口
   に皿状面を加工したこと、又は前記絶縁板の下面には各
   端子板片間のハンダの接触を防止する低い横隔壁を設け
   るとともに実装後の洗浄，水切り及びエアブローのため
   の縦通凹溝を凹設したこと、又は前記絶縁板を耐熱性，
   薬品耐腐食性，機械的強度及び電気的特性に優れたエン
   ジニアリングプラスチック樹脂にて形成したこと、又は
   前記絶縁板を電気回路素子の金属ベースの外形寸法より
   縦寸法，横寸法をそれぞれ若干大きくしたことを特徴と
   する電気回路素子の表面実装型絶縁板構造。
3. 【請求項３】 請求項２において、その金属ベースの位
   置決め用突起及び方向決め用符号部及び各リード線挿入
   孔の上端開口に皿状面を形成するとともにその実装後の
   洗浄，水切り及びエアブローのための縦通凹溝を具えた
   こと、又はエンジニアリングプラスチック樹脂からなり
   縦寸法，横寸法をそれぞれその金属ベースのそれよりも
   若干大きく形成した前記絶縁板を具えたことを特徴とす
   る電気回路素子の表面実装型絶縁板構造。
4. 【請求項４】 請求項３において、その洗浄，水切り及
   びエアブローのための縦通凹溝を具えるとともに、エン
   ジニアリングプラスチックにて形成された前記絶縁板の
   縦寸法，横寸法がそれぞれその金属ベースのそれよりも
   若干大きく形成された前記絶縁板を具えたことを特徴と
   する電気回路素子の表面実装型絶縁板構造。