JP2001110925A - 導電性キャップ、電子部品及び導電性キャップの絶縁皮膜形成方法 - Google Patents
導電性キャップ、電子部品及び導電性キャップの絶縁皮膜形成方法Info
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Abstract
導電性キャップであって、基板上の端子電極との接触に
起因する短絡を確実に防止することができ、電子部品の
小型化及び低背化を果たし得る導電性キャップを得る。 【解決手段】 少なくとも上面に端子電極5,6が形成
されている基板2の上面2aに搭載された圧電素子4を
囲繞するために、下方に開口3aを有し、該開口3a側
から基板2の上面2aに固定される電子部品用導電性キ
ャップ1であって、開口3aの端面3b及びその近傍に
絶縁皮膜9が形成されている、導電性キャップ1。
Description
された圧電素子などの電子素子を囲繞するための導電性
キャップ、該導電性キャップを有する電子部品及び導電
性キャップに絶縁皮膜を形成する方法に関する。
は、導電性キャップを用いたパッケージ構造が用いられ
ている。この種のパッケージ構造を、図6を参照して説
明する。
縁性材料からなる矩形板状の基板51と、金属キャップ
52とを有する。基板51の上面には、外部と電気的接
続を果たすための端子電極53,54が形成されてい
る。端子電極は53,54は、プリント回路基板などへ
の表面実装を可能とするために、基板51の上面51a
だけでなく側面、端面及び下面にも至るように形成され
ている。
基板51の上面51a上に半田や導電性接着剤などの導
電性接合剤を用いて圧電素子が搭載される。圧電素子の
電極が、端子電極53または端子電極54に電気的に接
続される。
口を有する金属キャップ52が基板51に接合される。
ところで、基板52と、端子電極53,54との電気的
絶縁を確保するために、基板51上には、金属キャップ
52の下方開口端面が基板51の上面51aに接触する
部分に、矩形枠状の絶縁膜55が形成されている。この
絶縁膜55は、合成樹脂を印刷することにより、あるい
はガラスを印刷し、焼き付けることにより形成されてお
り、0.1mm程度の厚みとされている。従って、金属
キャップ52を用いた場合であっても、得られるチップ
型電子部品の低背化を果たすことができる。
を小さくすることが求められており、この場合、小型化
が進行するにつれて、基板51の上面51a上に、高精
度に絶縁膜55を印刷し、形成することが非常に困難と
なってきている。
は、図7に示すキャップ付き電子部品71が開示されて
いる。ここでは、絶縁性材料よりなる基板72の上面、
側面及び下面に至るように、端子電極73,74が形成
されている。そして、圧電素子75が半田76,77に
より端子電極73,74に接合されている。
の上面に絶縁性接着剤を用いて接合されている。ここで
は、端子電極73,74と金属キャップ78との短絡を
防止するために、金属キャップ78の内面の全体に絶縁
層79が形成されている。
形成方法については説明されていないが、おそらく金属
キャップ78を成形する前の板材の状態で、絶縁層がプ
レコートされ、このプレコートされた板材をキャップ状
に成形しているものと思われる。
6−132762号公報に記載の金属キャップを得るに
あたり、端子電極73,74と金属キャップ78の接触
する部分に確実に絶縁層を位置させるには、図7に示さ
れているように、金属キャップ78の開口周縁部を外側
に折り曲げておく必要がある。従って、金属キャップ7
8を得る加工が複雑となりがちであった。また、このよ
うな折り曲げ加工の際に、絶縁層79が剥離し、金属キ
ャップ78と、端子電極73,74との電気的絶縁を確
保できないことがあった。
の端子電極との電極的絶縁を確実に果たすことができ、
かつ簡便な工程で得ることかでき、さらに導電性キャッ
プを用いた電子部品の小型化及び低背化を果たし得る導
電性キャップ、該導電性キャップを有する電子部品並び
に該導電性キャップの絶縁皮膜形成方法を提供すること
にある。
導電性キャップは、少なくとも上面に端子電極が形成さ
れている基板の上面に搭載された電子部品素子を囲繞す
るために、下方に開口を有し、該開口側から前記基板の
上面に固定される電子部品用導電性キャップであって、
前記開口の端面及び該端面に連なる内外の側面における
端面近傍部分に絶縁皮膜が形成されていることを特徴と
する。
ップの開口端面と絶縁皮膜の外側面との間の絶縁抵抗が
少なくとも109 Ωとされる。また、本発明の他の特定
の局面では、上記絶縁皮膜の厚みは4〜25μmの範囲
とされる。
キャップの開口端面近傍を導電性キャップの周方向と直
交する方向に断面視した場合に、開口端面と、開口端面
に連なる内側側面とが、1つの曲線を構成しており、該
曲線の曲率半径Rが80μm〜150μmの範囲とされ
ている。
に複数の端子電極が形成されている基板と、前記基板上
に固定されており、かつ複数の端子電極に電気的に接続
されている電子部品素子と、下方に開口を有し、該開口
端面及びその近傍に絶縁皮膜が形成されており、前記開
口側から前記基板に接合されている導電性キャップとを
備えることを特徴とする。
電子部品として圧電素子が用いられている。また、本発
明に係る電子部品のさらに他の特定の局面では、前記導
電性キャップとして、金属キャップが用いられる。
は、下方に開口を有する複数の導電性キャップを、保持
具により整列させた状態で保持する工程と、前記保持具
に保持されている複数の導電性キャップを、所定の厚み
の絶縁皮膜形成用樹脂層に開口端面側から押し付け、し
かる後該絶縁皮膜形成用樹脂層から分離することにより
開口端面及びその近傍に転写法により絶縁皮膜を形成す
る工程と、前記転写工程後に絶縁皮膜を乾燥する工程と
を備えることを特徴とする。
成方法では、好ましくは、前記絶縁皮膜形成用樹脂とし
て、25±5℃における粘度が5000〜20000c
psであるものが用いられる。
具体的な実施例を説明することにより、本発明を明らか
にする。
子部品の断面図及びその要部を拡大して示す部分切欠断
面図である。キャップ付きの電子部品1では、基板2
と、導電性キャップとしての金属キャップ3によりパッ
ケージが構成されており、該パッケージ内に圧電素子4
が収納されている。
クスからなり、矩形板状の形状を有する。もっとも、基
板2は、合成樹脂などの他の絶縁性材料で構成されてい
てもよい。
て下面2dに至るように、端子電極5,6が形成されて
いる。基板2の上面2a上には、前述した圧電素子4が
半田などの導電性接合剤7,8を用いて固定されてい
る。導電性接合剤7,8は、圧電素子4の電極(図示さ
れず)と、端子電極5または端子電極6とを電気的に接
続する機能をも果たしている。
ィルタなど適宜の圧電効果を利用したものを用いること
ができる。圧電素子4を封止するために、金属キャップ
3が、絶縁性接着剤(図示せず)を用いて基板2の上面
に接着されている。なお、金属キャップ3は、下方に開
口3aを有し、開口端面3b並びに開口端面3bに連な
る内側面3c及び外側面3dの端面3b近傍部分には、
絶縁皮膜9が形成されている。
ては特に限定されず、例えばアルミニウムやステンレス
などを用いることができる。図2(a)〜(c)に示す
ように、金属キャップ3は、略直方体状の形状を有す
る。この金属キャップ3は、板状の金属部材を成形する
ことにより容易に得られる。また、後述の方法により、
金属キャップ3には前記絶縁皮膜9が形成されている。
ップ3に上記絶縁皮膜9が形成されていることにある。
この絶縁皮膜9が形成されている部分の構造を、図1
(b)を参照してより詳細に説明する。
開口3aの周方向と直交する方向に金属キャップ3の開
口縁近傍を断面視した場合、金属キャップ3の端子電極
5,6と接合される開口端面3b及び開口端面3cに連
なる内側側面3cは、1つの曲線をなし、該曲線の曲率
半径Rが、80〜150μmの範囲とされている。ま
た、絶縁皮膜9は、上記開口端面3b及び内側側面3c
の開口端面近傍部分と、外側側面3dの開口端面の近傍
部分とに付与されている。
宜の絶縁性材料を用いることができるが、後述の製造工
程から明らかなように、好ましくは、溶融塗布し得る絶
縁性樹脂が用いられる。より好ましくは、絶縁性樹脂と
して、キャップ付き電子部品をリフロー半田付け法によ
りプリント回路基板などに実装する際の熱に耐え得る程
度の耐熱性を有するものが用いられる。さらに、絶縁皮
膜9の絶縁抵抗は、109 Ω以上であることが望まし
い。
シ樹脂や、ポリイミド樹脂などの適宜の絶縁性の合成樹
脂を用いた場合、絶縁抵抗を109 Ω以上とするには、
絶縁皮膜9の厚みは、4μm以上とすることが望まし
い。絶縁皮膜の厚みが4μm未満の場合には、絶縁抵抗
が低下し、信頼性が低下するおそれがある。また、絶縁
皮膜9の厚みの上限については、絶縁抵抗を確保する上
では特に限定されないが、25μmを超えると、金属キ
ャップ3の開口端面3bに連なる側面3c,3dに付着
している絶縁皮膜部分の膜厚が厚くなり、金属キャップ
3の内寸が小さくなり、外寸が大きくなる。従って、大
きな基板2を用意したり、収納し得る圧電素子4の寸法
に制約が生じる。
面3bと、それに連なる内側側面3cは、図1(b)に
示した曲率半径Rが、80〜150μmの範囲となるよ
うに構成することが望ましい。曲率半径Rが80μm未
満の場合には、金属キャップ3と基板2上の端子電極
5,6との接触面積が小さくなり、金属キャップ3の基
板2に対する接合の信頼性が低下するおそれがあり、か
つ絶縁皮膜9が金属キャップ3に付着し難くなり、十分
な膜厚の絶縁皮膜9を形成し難くなる。逆に、曲率半径
Rが150μmを超えると、金属キャップ3の開口端面
3bに、金属のバリやエッジが形成され易くなり、絶縁
皮膜9が付着し難くなる。
脂については、金属キャップ3に塗布するのに適当な溶
融粘度を有するものであることが望ましく、好ましく
は、25±5℃にける粘度が5000〜20000cp
sの範囲のものが用いられる。上記粘度が5000cp
s未満の場合には、転写法により塗布する場合、転写回
数を増加させなければ、十分な膜厚の絶縁皮膜が得られ
難い。2回の転写で適当な膜厚の絶縁皮膜9を得るに
は、粘度は5000cps以上であることが望ましい。
逆に、粘度が20000cpsを超えると、1回の転写
工程により形成される絶縁皮膜9の厚みが厚くなり過
ぎ、絶縁皮膜9の厚みが25μmを超える場合と同様の
問題が生じがちとなる。
キャップ3に絶縁皮膜9を形成する方法を説明する。こ
の方法では、図3に底面図で示すように、保持具11を
用意する。保持具11の下面には、粘着性をもったゴム
層11aが形成されている。粘着性をもったゴム層11
aは、シリコン系あるいはアクリル系などの適宜の粘着
剤を用いて構成されている。
金属キャップ3が貼り付けられている。各金属キャップ
3は、天板側から、上記ゴム層11aに貼り付けられて
いる。
されているように、マトリックス状に整列配置されてい
る。保持具11に、複数の金属キャップ3を上記のよう
に貼付するには、予めステージ(図示せず)上に複数の
金属キャップ3をマトリックス状に載置しておき、該金
属キャップ3の上方から保持具11のゴム層11aを降
下させ、ゴム層11aに金属キャップ3の天板を接触さ
せればよい。
成用ステージ12上に、保持具11により支持された金
属キャップ3を降下させればよい。絶縁皮膜形成用ステ
ージ12の上面12a上には、絶縁性樹脂層9Aが形成
されている。絶縁性樹脂層9Aは、上記絶縁皮膜9を形
成する樹脂を溶融・塗布することにより形成されてい
る。もっとも、絶縁性樹脂層9は、まだ乾燥しておら
ず、25±5℃における粘度が5000〜20000c
psの範囲となるように調整されている。
ップ3を開口3a側から絶縁性樹脂層9Aに接触させ、
しかる後引き上げることにより、金属キャップ3の開口
3aの周縁に絶縁性樹脂が塗布される。しかる後、塗布
された絶縁性樹脂を乾燥することにより、前述した絶縁
皮膜9が形成される。
よれば、複数の金属キャップ3に、転写法により絶縁皮
膜9を確実にかつ容易に形成することができる。好まし
くは、上記転写工程が複数回実施される。すなわち、1
回の転写により形成された絶縁皮膜9中にピンホールが
生じていたとしても、転写工程を複数回繰り返すことに
より、ピンホールに起因する金属キャップ3と端子電極
5,6との間の短絡を確実に防止することができる。
皮膜9が形成された後、金属キャップ3を、圧電素子が
搭載された基板2に絶縁性接着剤を介して接合する。こ
の場合、金属キャップ3の開口周縁に絶縁性接着剤を塗
布し、1個の金属キャップ3ごとに、基板2に接合す
る。これは、金属キャップ3を基板2に絶縁性接着剤を
用いて接合する工程では、圧電素子4を確実にパッケー
ジ内に封止する必要があるため、高精度に接着作業を行
わねばならないからである。
工程については、このような高い精度が必要でないた
め、上記のように複数個の金属キャップを1度に処理す
ることができるのに対し、金属キャップ3を基板2に接
着する工程では、1度に多量の金属キャップ3を基板2
に接着することはできない。言い換えれば、上記転写工
程により絶縁皮膜9を形成する工程では、複数個の金属
キャップ3を同時に処理し得るため、容易にかつ高い生
産性をもって絶縁皮膜9の形成を行うことができる。
に絶縁性接着剤を用いて接着する工程については、例え
ば、特開平11−121916号公報や特開平11−1
26961号公報などに開示されている公知の方法を用
いて行うことができる。
開口部端面3b及びその近傍に絶縁皮膜9が形成されて
いたが、本発明に係る導電性キャップの製造方法では、
金属キャップ3の上面にも絶縁皮膜が形成されていても
よい。すなわち、図5(a)〜(c)に示すように、金
属キャップ3の上面3e上に、絶縁皮膜9bが形成され
ていてもよい。このように金属キャップ3の上面に絶縁
皮膜9bを形成することにより、キャップ付き導電部品
1の他の部品やワイヤーとの接触に起因する短絡を確実
に防止することができる。
として、図1に示した圧電素子4が収納されたチップ型
の圧電共振部品に適用した例を示したが、本発明は、基
板と導電性キャップとで構成されるパッケージ構造内に
電子部品素子が収納されている適宜のキャップ付きの電
子部品に適用することができる。すなわち、電子部品素
子としては、圧電素子以外の他の電子部品素子を用いて
もよい。
3を示したが、金属キャップ3に代えて、アルミナなど
の絶縁性セラミックスや合成樹脂などの絶縁性材料から
なるキャップの表面に導電膜を形成してなる導電性キャ
ップを用いてもよい。
の開口の端面及び該端面に連なる内外の側面における端
面近傍部分に絶縁皮膜が形成されているので、該導電性
キャップを上面に端子電極が形成されている基板の上面
に絶縁性接着剤を用いて接合した場合、導電性キャップ
と端子電極との短絡を確実に防止することができる。
来のキャップ付き電子部品では、小型化に伴って、絶縁
膜を高精度に形成することが困難となり、小型化の妨げ
となっていた。これに対して、本発明に係る導電性キャ
ップを用いた場合には、基板に絶縁膜を形成する必要が
ないので、小型化にも容易に対応し得る。
側面との間の絶縁抵抗が少なくとも109 Ωである場合
には、導電性キャップと基板上の端子電極との短絡をよ
り確実に防止することができる。
μmの範囲とされている場合には、前述したように、導
電性キャップと端子電極との間の電気的絶縁を確実に果
たすことができるとともに、基板の大型化を回避するこ
とができ、さらに収納される電子部品素子の寸法の制約
も低減される。
ャップの周方向と直交する方向に断面視した場合に、開
口端面と、開口端面に連なる内側側面とが1つの曲線を
構成しており、該曲線の曲率半径Rが80〜150μm
の範囲とされている場合には、十分な厚みの絶縁皮膜を
開口端面近傍に確実に形成することができ、それによっ
て端子電極と導電性キャップとの短絡をより確実に果た
すことができる。
部品素子が固定されており、かつ基板上の複数の端子電
極に電子部品素子が電気的に接続されており、該電子部
品素子を囲繞するように、本発明に係る導電性キャップ
がその開口側から基板に接合されているので、導電性キ
ャップに設けられた絶縁皮膜により導電性キャップと端
子電極との短絡を確実に防止することができる。
素子として圧電素子を用いた場合、上記のように導電性
キャップと基板上の端子電極との短絡を確実に防止し得
る、信頼性に優れた圧電部品を提供することができる。
る場合、導電性キャップを絞り加工等により板状の金属
材から容易に形成することができる。本発明に係る導電
性キャップの絶縁皮膜形成方法では、複数の導電性キャ
ップを保持具により整列させた状態で保持した後、保持
具に保持されている複数の導電性キャップが所定の厚み
の絶縁皮膜形成用樹脂層に開口端面側から押し付けら
れ、しかる後該絶縁皮膜形成用樹脂層から分離されるこ
とにより、転写法により導電性キャップの開口端面及び
その近傍に絶縁皮膜が形成される。従って、転写後に、
該絶縁皮膜を乾燥することにより、複数の導電性キャッ
プに、効率良く上記絶縁皮膜を確実に形成することがで
きる。
おける粘度が5000〜200000であるものを用い
る場合には、上記転写法により導電性キャップに絶縁皮
膜を形成するにあたり、十分な電気的絶縁を確保し得る
厚みの絶縁皮膜を適宜の回数だけ転写工程を実施するこ
とにより、電気的絶縁性に優れた絶縁皮膜を確実にかつ
容易に形成することができる。
キャップ付き電子部品を示す断面図及びその用具を拡大
して示す部分切欠拡大断面図。
ャップ付き電子部品に用いられている導電性キャップを
示す斜視図、(a)におけるA−A線に沿う切断部端面
図、及び底面図。
保持具に保持した状態を示す底面図。
転写法により絶縁皮膜を形成する工程を説明するための
断面図。
斜視図、(a)におけるA−A線に沿う切断部端面図及
び底面図。
ための斜視図。
面図。
Claims (9)
- 【請求項1】 少なくとも上面に端子電極が形成されて
いる基板の上面に搭載された電子部品素子を囲繞するた
めに、下方に開口を有し、該開口側から前記基板の上面
に固定される電子部品用導電性キャップであって、 前記開口の端面及び該端面に連なる内外の側面における
端面近傍部分に絶縁皮膜が形成されていることを特徴と
する、導電性キャップ。 - 【請求項2】 前記導電性キャップの開口端面と絶縁皮
膜外側面との間の絶縁抵抗が少なくとも109 Ωであ
る、請求項1に記載の導電性キャップ。 - 【請求項3】 前記絶縁皮膜の厚みが4μm〜25μm
の範囲とされている、請求項1または2に記載の導電性
キャップ。 - 【請求項4】 前記導電性キャップの開口端面近傍を導
電性キャップの周方向と直交する方向に断面視した場合
に、開口端面と、開口端面に連なる内側側面とが、1つ
の曲線を構成しており、該曲線の曲率半径Rが80μm
〜150μmの範囲とされている、請求項1〜3のいず
れかに記載の導電性キャップ。 - 【請求項5】 少なくとも上面に複数の端子電極が形成
されている基板と、 前記基板上に固定されており、かつ複数の端子電極に電
気的に接続されている電子部品素子と、 下方に開口を有し、該開口端面及びその近傍に絶縁皮膜
が形成されており、前記開口側から前記基板に接合され
ている導電性キャップとを備えることを特徴とする、電
子部品。 - 【請求項6】 前記電子部品素子が圧電素子である、請
求項5に記載の電子部品。 - 【請求項7】 前記導電性キャップが金属キャップであ
る、請求項5または6に記載の電子部品。 - 【請求項8】 下方に開口を有する複数の導電性キャッ
プを、保持具により整列させた状態で保持する工程と、 前記保持具に保持されている複数の導電性キャップを、
所定の厚みの絶縁皮膜形成用樹脂層に開口端面側から押
し付け、しかる後該絶縁皮膜形成用樹脂層から分離する
ことにより開口端面及びその近傍に転写法により絶縁皮
膜を形成する工程と、 前記転写工程後に絶縁皮膜を乾燥する工程とを備えるこ
とを特徴とする、導電性キャップの絶縁皮膜形成方法。 - 【請求項9】 前記絶縁皮膜形成用樹脂として、25±
5℃における粘度が5000〜20000cpsである
ものを用いることを特徴とする、請求項8に記載の導電
性キャップの絶縁皮膜形成方法。
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