JP2002111385A - 表面実装型圧電発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チップ部品の実装高さを増大させずに占有面
積を低減することができ、プリント基板の狭面積化、搭
載部品数の増大を実現できる。 【解決手段】 プリント基板上に凹所を形成してチップ
部品の狭面積側の一側面を下向きにして嵌合し、チップ
部品両端の電極をプリント基板上面の配線パターンと半
田接続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動素子と、
発振回路を構成する回路部品とを備えた圧電発振器にお
いて、搭載部品の占有面積及び実装高さを低減して発振
器全体の狭面積化及び低背化を実現した表面実装型圧電
発振器に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話機等の移動体通信機器の普及に
伴う低価格化及び小型化の急激な進展により、これらの
通信機器において周波数制御デバイスとして使用される
水晶発振器等の圧電発振器に対しても、低価格化、小型
化、及び薄型化の要請が高まっている。このような要請
に対しては、水晶振動子の他に、周波数調整回路、周波
数温度補償回路等を含む発振回路を集積化、ＩＣ化した
回路部品を一つの表面実装用プリント基板上に搭載して
コンパクト化を図っている。図５は従来の表面実装型圧
電発振器の概略構成を示す縦断面図であり、ガラスエポ
キシ等の絶縁材料から成る表面実装用プリント基板（以
下、プリント基板、という）１上の配線パターン２上
に、パッケージ化された水晶振動子３、チップ部品とし
ての回路部品４を実装し、該各部品を含むプリント基板
上面を蓋５により包囲した構成を有する。チップ部品と
しての回路部品４は、直方体等の６面体であり、長手方
向両端部の電極４ａを配線パターン２上に載置して半田
６により接続される。このタイプの圧電発振器は、プリ
ント基板１の平坦な上面に各種部品３、４をそのまま実
装するため、個々の部品３、４の占有面積と部品間のク
リアランスを含めた合計の占有面積が部品数の増大に伴
って増大し、その結果プリント基板２の面積及び圧電発
振器全体の占有面積が大型化する。特に、チップ部品４
は、図示のごとく面積が広い面を下向きにした正規の搭
載姿勢でプリント基板上に搭載されるので部品の実装高
さを低減して薄型化に貢献する一方で、この搭載姿勢は
部品の占有面積を大きくする原因となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に鑑みて
なされたものであり、表面実装用プリント基板上に、圧
電振動子と、周波数調整回路、周波数温度補償回路等を
含む発振回路を構成するチップ状の回路部品とを搭載し
た圧電発振器において、プリント基板上に搭載すべき部
品点数が増大したとしても、プリント基板の面積を拡大
する必要をなくして圧電発振器全体の占有面積の増大を
防止、或は該占有面積を減少させることを可能とした表
面実装型圧電発振器を提供する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、表面実装用プリント基板上に圧
電振動子と、発振回路を構成する回路部品を搭載した表
面実装型圧電発振器において、前記表面実装用プリント
基板上面に凹所を形成し、該凹所内に、広面積の面を下
向きにした正規の搭載姿勢ではなく狭面積の一側面を下
向きにしてチップ部品を嵌合することにより、該凹所の
対向し合う２つの端縁にチップ部品の両端部の電極を対
面させ、前記凹所の周縁に相当するプリント基板上に形
成した配線パターンを該チップ部品の両端部の電極と半
田により導通接続したことを特徴とする。請求項２の発
明は、表面実装用プリント基板上に圧電振動子と、発振
回路を構成する回路部品を搭載した表面実装型圧電発振
器において、前記表面実装用プリント基板上面に、内部
に下部配線パターンを備えた凹所を形成して該凹所内に
チップ部品を嵌合し、該チップ部品の両端部の電極を該
下部配線パターンと半田接続し、前記凹所の周縁に相当
するプリント基板上に形成した上部配線パターンを前記
チップ部品の両電極と半田接続したことを特徴とする。
請求項３の発明は、前記チップ部品の少なくとも一方の
電極が対面する前記凹所の内壁に半スルーホールを形成
し、半スルーホール内の導体膜と該電極との間を半田に
より接続したことを特徴とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
の形態により詳細に説明する。図１(a)(b)及び(c)は本
発明の第１の実施形態に係る表面実装型圧電発振器の斜
視図、及び要部縦断面図である。この表面実装型圧電発
振器は、例えば水晶発振器１０であり、ガラスエポキシ
等の絶縁材料から成る表面実装用プリント基板（以下、
プリント基板、という）１１上の配線パターン１２上に
パッケージ化された水晶振動子１３を搭載すると共に、
プリント基板１１の上面に形成した凹所１４内にチップ
部品としての回路部品１５を嵌合して実装し、該各部品
１３、１５を含むプリント基板上面を蓋１６により包囲
して該蓋１６の裾部をプリント基板周縁等に固定した構
成を有する。なお、回路部品１５は、周波数調整回路、
周波数温度補償回路等を含む発振回路を構成する。この
実施形態に係る水晶発振器の特徴は、表面実装用プリン
ト基板１１上面に凹所１４を形成して該凹所１４内にチ
ップ部品１５を正規の搭載姿勢ではなくその一側面（狭
面積の側面）を下向きにして嵌合することにより凹所１
４の対向し合う２つの端縁にチップ部品の両端部の電極
１５ａを対面させ、更に凹所１４の周縁に相当するプリ
ント基板上に形成した配線パターン１２を該チップ部品
１５の両端部の電極１５ａと半田１８により導通接続し
た構成にある。凹所１４の深さは、図示のような姿勢に
てチップ部品１５を嵌合させた時に、プリント基板上面
より突出するチップ部品１５の突出高さが水晶振動子１
３その他の表面実装部品を越えない程度に設定する。チ
ップ部品１５の突出高さは、凹所の深さを調整すること
により、種々調整可能である為、従来の搭載方法に比べ
て部品の突出高さを低減することが可能となる。プリン
ト基板上面より突出したチップ部品１５の電極１５ａと
配線パターン１２との間を半田１８により接続すること
により電気的機械的に十分な接続強度を確保できる。

【０００６】次に、図２はプリント基板上に設けた凹所
１４内にチップ部品１５を嵌合した場合にチップ部品１
５の両電極１５ａとプリント基板側の配線パターンとの
導通を確保するための他の構成例を示す断面図である。
この接続方法は、凹所１４内底面に設けた２つの下部配
線パターン２０上に各電極１５ａを一対一で対応させた
状態で載置した上で、両者１５ａ，２０を半田２１によ
って接続するものである。しかし、この接続方法は、半
田２１の広がりが凹所１４の内壁によって阻害されるた
め、下部配線パターン２０と半田２１との接触面積、接
着力が十分に確保できず、導通不良、部品の脱落等が発
生しやすい。図３(a)(b)はこのような不具合を解消する
為の他の実施形態に係る圧電発振器の縦断面図及び平面
図であり、プリント基板１１の上面に設けた凹所１４の
内底面に下部配線パターン２０を配置してチップ部品１
５の両端に位置する電極１５ａを半田２１によって接続
する構成の水晶発振器（圧電発振器）１０において、凹
所１４の周縁に相当するプリント基板上面に設けた上部
配線パターン１２を、凹所１４からプリント基板上に突
出した電極１５ａの上部に対して半田２１を用いて電気
的機械的に接続するようにした構成が特徴的である。こ
のように凹所１４の内底面において電極１５ａの下部を
下部配線パターン２０と接続するのみならず、凹所１４
外においても電極１５ａの上部を上部配線パターン１２
と半田２１を用いて接続することにより接続に使用する
半田量を増大して確実な接続強度を確保できる。なお、
この実施形態は、チップ部品１５の広面積面を下向きに
して凹所１４内に嵌合した場合は勿論、狭面積の側面を
下向きにして凹所内に嵌合する場合にも同様に適用する
ことができる。

【０００７】図４(a)及び(b)は図３の実施形態の変形例
に係る圧電発振器の要部縦断面図、及び平面図であり、
この実施形態に係る水晶発振器（圧電発振器）は、凹所
１４内に嵌合配置されたチップ部品１５の少なくとも一
方の電極１５ａが対面する凹所の内壁に半スルーホール
２５を形成し、半スルーホール２５内の導体膜２５ｂに
半田２１を付着させることによりチップ部品の電極１５
ａと下部配線パターン２０、或は上部配線パターン１２
との接続強度の強化を図ったことが特徴的である。半ス
ルーホール２５は、凹所内壁内に形成した円弧状の切欠
き穴２５ａの内壁に導体膜２５ｂをメタライズした構成
を備え、半スルーホール２５内に半田２１を充填して導
体膜２５ｂと各電極１５ａとを接続することにより、図
３の実施形態よりも半田による接続面積を増大して、半
田フィレットが形成され易くし、接続強度を高めること
ができる。この為、チップ部品の電極１５ａとプリント
基板側の配線パターンとの間の接続不良、部品の脱落を
確実に防止することが可能となる。特に、図３の実施形
態では、凹所１４内壁には、ガラスエポキシ等の半田と
接合しにくい材質が露出している為、電極１５ａはその
上部と下部のみが各配線パターン１２、２０と接合し、
中間部は接合していない状態にある。これに対して、本
実施形態では半スルーホール２５を介して電極１５ａの
全体が半田と接合されるので、接合強度が大幅に向上す
る。なお、半スルーホール２５の形成位置、形成個数は
任意である。例えば、一方の電極１５ａと対面する凹所
内壁だけに配置してもよい。また、半スルーホールを利
用したチップ部品の電極との接続力強化は、図１に示し
たタイプの接続構造にも適用が可能である。即ち、内底
面に下部電極を有しない凹所内にチップ部品を収容した
場合においても、チップ部品の電極と対面する凹所内に
半スルーホールを形成することによって接続強度を高め
ることは可能である。

【０００８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、表面実装
用プリント基板上に、圧電振動子と、周波数調整回路、
周波数温度補償回路等を含む発振回路を構成するチップ
状の回路部品とを搭載した圧電発振器において、プリン
ト基板上に凹所を形成してチップ部品の狭面積側の一側
面を下向きにして嵌合し、チップ部品両端の電極をプリ
ント基板上面の配線パターンと半田接続したので、部品
の実装高さを増大させずに占有面積を低減することがで
き、プリント基板の狭面積化、搭載部品数の増大を実現
できる。該チップ部品の上面に他のチップ部品を積み重
ねて電極同士を接続し、更にプリント基板側の配線パタ
ーンとの導通を確保したので、実装高さを増大させずに
多数のチップ部品をプリント基板上に搭載することが可
能となる。更に、凹所内に設けた下部配線パターンに対
してチップ部品の電極下部を半田接続するのみならず、
凹所から上方に突出した電極上部をプリント基板上の上
部配線パターンと半田接続したので、接続強度を更に向
上できる。更に、凹所内壁に半スルーホールを設け、半
スルーホールを構成する導体膜をチップ部品の電極と半
田接続させるようにしたので、接続強度が更に増強さ
れ、接続不良による不良品発生率を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a)は本発明の一実施形態に係る表面実装型圧
電発振器の斜視図、(b)は縦断面図、(c)は他の縦断面
図。

【図２】凹所内にチップ部品を搭載する場合の接続例を
示した縦断面図。

【図３】(a)(b)は他の実施形態に係る圧電発振器の縦断
面図及び平面図。

【図４】(a)及び(b)は図３の実施形態の変形例に係る圧
電発振器の要部縦断面図、及び平面図。

【図５】従来例の説明図。

【符号の説明】

１０ 水晶発振器、１１ 表面実装用プリント基板、１
２ 配線パターン（上部配線パターン）、１３ 水晶振
動子、１４ 凹所、１５ 回路部品、１５ａ 電極、１
６ 蓋、１８ 半田、２０ 下部配線パターン、２１
半田。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 雅行 神奈川県高座郡寒川町小谷二丁目１番１号 東洋通信機株式会社内 Ｆターム(参考） 5J079 AA04 BA43 HA06 HA25 KA05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面実装用プリント基板上に圧電振動子
   と、発振回路を構成する回路部品を搭載した表面実装型
   圧電発振器において、 前記表面実装用プリント基板上面に凹所を形成し、該凹
   所内に、広面積の面を下向きにした正規の搭載姿勢では
   なく狭面積の一側面を下向きにしてチップ部品を嵌合す
   ることにより、該凹所の対向し合う２つの端縁にチップ
   部品の両端部の電極を対面させ、 前記凹所の周縁に相当するプリント基板上に形成した配
   線パターンを該チップ部品の両端部の電極と半田により
   導通接続したことを特徴とする表面実装型圧電発振器。
2. 【請求項２】 表面実装用プリント基板上に圧電振動子
   と、発振回路を構成する回路部品を搭載した表面実装型
   圧電発振器において、 前記表面実装用プリント基板上面に、内部に下部配線パ
   ターンを備えた凹所を形成して該凹所内にチップ部品を
   嵌合し、該チップ部品の両端部の電極を該下部配線パタ
   ーンと半田接続し、 前記凹所の周縁に相当するプリント基板上に形成した上
   部配線パターンを前記チップ部品の両電極と半田接続し
   たことを特徴とする表面実装型圧電発振器。
3. 【請求項３】 前記チップ部品の少なくとも一方の電極
   が対面する前記凹所の内壁に半スルーホールを形成し、
   半スルーホール内の導体膜と該電極との間を半田により
   接続したことを特徴とする請求項１又は２記載の表面実
   装型圧電発振器。