JP2003124745A - 電子部品の構造と製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電子部品の組み立ての際に、柱部材を切断する
ダイシングソーのブレードが磨耗しにくく、且つ切断が
短時間で行える電子部品の構造と製造方法を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】上面のランド１２上に発振回路及び温度補
償回路を構成する複数の電子デバイス１３を搭載すると
共に外部電極１４を備えた配線基板１５と、該配線基板
１５の上面に固定した柱部材１６を介して所定のギャッ
プを隔てて固定された水晶振動子１７とを備えた水晶発
振器である。又、柱部材１６の底部電極（底面側電極）
１８を配線基板１５の上面に形成した柱部材固定用パタ
ーン１９に電気的機械的に固定し、柱部材１６の上部電
極（上面側電極）２０を水晶振動子１７の底面電極２１
と電気的機械的に固定している。柱部材１６は、金型等
を用いて４箇所の柱部材を、支持枠体と共に樹脂にて一
体成型したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子部品の構造と製
造方法に関し、特に発振回路を構成する電子デバイスを
搭載する配線基板の上部に、柱部材を用いて電子デバイ
スを封入したパッケージを固定した構成を備えた電子部
品の構造と製造方法に関する。

【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
通信機器に使用される電子部品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。そこで、電子部
品として水晶発振器を例に説明すると、従来から、チッ
プ部品を使用してパッケージ化した水晶発振器の製造が
行われており、その構造は、発振回路や温度補償回路を
構成する電子デバイスを搭載する配線基板の上部に、柱
部材を用いてパッケージ化された水晶振動子を固定する
構造のものが多く、チップ部品を搭載する配線基板上に
あるランド上に、クリームハンダをスクリーン印刷して
リフロー方式によりチップ部品を固定し、パッケージ化
された水晶振動子を配線基板に固定した柱部材の上部に
立体的に配置することにより専有面積の低減を図ってい
る。

【０００３】図８は、従来の電子部品の一例である水晶
発振器について、外観構造例を示す。同図は、縦断面図
であり、上面のランド１上に発振回路及び温度補償回路
を構成する複数の電子デバイス２を搭載すると共に外部
電極３を備えた平板状の配線基板４と、該配線基板４の
上面に固定した柱部材５を介して所定のギャップを隔て
て固定された水晶振動子６とを備えた水晶発振器であ
る。又、柱部材５の底部電極７を配線基板４の上面に形
成した柱部材固定用パターン８に電気的機械的に固定
し、柱部材５の上部電極９を水晶振動子６の底面電極１
０と電気的機械的に固定している。ここで使用されてい
る柱部材５は、四角柱、その他の多角柱のセラミックブ
ロックに、セラミックブロックの底部に設けた底部電極
７と、セラミックブロックの上部に設けた上部電極９
と、両電極間を導通する接続導体とを設けて構成する。

【０００４】図９は、従来の電子部品の他の一例である
水晶発振器について、外観構造例を示す。本従来例と図
８との相違点は、配線基板と水晶振動子とを電気的機械
的に固定する柱部材の材質として、金属製のボールを用
いたことにある。そこで、図９においては、金属ボール
からなる柱部材１１を用いて配線基板４上の柱部材固定
用パターン８と、水晶振動子６の底面電極１０とを接続
した例を示している。柱部材１１と柱部材固定用パター
ン８との間の接続や、柱部材１１と水晶振動子６の底面
電極１０との接続方法は、それぞれクリームハンダを用
いたリフロー接続であってもよいし、導電性接着剤を用
いた接続であってもよい。

【０００５】しかしながら、従来の電子部品において
は、次のような問題点が生じていた。図８に示した水晶
発振器は、角柱の柱部材５を使用しており、この柱部材
５を配線基板４の柱部材固定用パターン８上に固定する
場合には、スクリーン印刷により柱部材固定用パターン
８上にクリームハンダを塗布し、柱部材５を柱部材固定
用パターン８のクリームハンダ上に戴置した後、リフロ
ー等により接続を行う。このとき、誤って電極の形成さ
れていない面が柱部材固定用パターン８表面に接触して
非導通となるという危険性があるため、常に柱部材５の
電極面が正しく柱部材固定用パターン８面に接触するよ
うに、柱部材５の電極面をいちいち確認する等の煩雑な
作業を伴っていた。

【０００６】一方、図９に示した水晶発振器は、金属ボ
ールの柱部材１１を使用しており、この柱部材１１を配
線基板４の柱部材固定用パターン８上に固定する場合
や、柱部材１１と水晶振動子６の底面電極１０とを固定
する場合は、それぞれクリームハンダを用いたリフロー
接続等により行うが、金属ボールは微少で転がり易い
為、クリームハンダ上に戴置した際に配線基板に設けた
柱部材固定用パターン８からずれないように治具等を用
いて注意深く作業することになり、作業性が低下すると
いう問題を生じていた。

【０００７】そこで、これらの問題を解決する方法とし
て、特願平２００１−１１９１９６により新たな構造と
製造方法が提案されている。それによると、電子部品の
一例である圧電発振器は、上面に少なくとも発振回路を
構成する電子デバイスを搭載すると共に底面に外部電極
を備えた平面状の配線基板と、該配線基板上面に固定し
た柱部材を介して所定のギャップを隔てて固定された圧
電振動子とを備えており、前記圧電振動子は、パッケー
ジ内の機密空所内に圧電振動素子を封止した構成を備
え、前記柱部材は、所定の構造の上部及び底部に電極を
設け両電極間はスルーホール或いはビアホールにより導
通させた構成を備え、前記配線基板の上面には、前記柱
部材の底部電極を導通状態で固定する柱部材固定用パタ
ーンを形成して構成する。

【０００８】又、前記柱部材は、大面積のセラミックか
らなる柱部材用母材上に、前記配線基板の寸法に合致す
る複数の柱部材ブロックを設け、該柱部材ブロックの四
隅に柱部材用母材に穴を設けることにより穴に突出する
ように半島状の突起物を形成し、該突起物を柱部材とし
て使用するよう構成する。そこで、圧電発振器は、大面
積の配線基板用プリント板上に設けた複数の配線基板に
電子デバイスを搭載したものと、前記大面積の柱部材用
母材上に設けた複数の柱部材ブロックに形成した柱部材
とを配線基板に形成した柱部材固定用パターンを介して
電気的機械的に接合固定し、その後切断機を用い一括し
て所定の大きさに切断することにより柱部材を固定した
配線基板を得るよう構成する。この柱部材は、１枚の柱
部材用セラミック板に複数の柱部材を形成して製造した
ものであるので、柱部材の高さは全て同一となり、圧電
振動子を取り付ける際に生じる柱部材の寸法不良による
取付け不具合を防ぐことができる。

【０００９】又、大面積の柱部材用母材上に区画形成さ
れた柱部材ブロックを使用することにより、柱部材を配
線基板に設けた柱部材固定用パターンに個々に戴置する
必要がなく、柱部材を配置する際に必要な上下の位置関
係も常に同一方向であり、柱部材の取り付け誤りを防ぐ
ことができると共に、柱部材をクリームハンダ上に戴置
した際に配線基板に設けた柱部材固定用パターンからず
れる可能性もなく、作業効率の向上が図られる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た圧電発振器の構造と製造方法は、大面積の配線基板用
プリント板上に設けた複数の配線基板に電子デバイスを
搭載したものと、前記大面積の柱部材用母材上に設けた
複数の柱部材ブロックに形成した柱部材とを、配線基板
に形成した柱部材固定用パターンを介して電気的機械的
に接合固定し、その後切断機を用い一括して所定の大き
さに切断することにより柱部材を固定した配線基板を得
ていたが、柱部材はセラミック材を使用しており、切断
に使用するダイシングソー等のブレードが磨耗し易いこ
とや、切断時間に多くの時間を要するなどの問題が生じ
ていた。本発明は、上述したような従来の電子部品の構
造と製造方法の問題を解決するためになされたものであ
って、柱部材を切断する際に使用するダイシングソーの
ブレードが磨耗しにくく、且つ切断が短時間で行える電
子部品の構造と製造方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係わる電子部品の構造と製造方法は、以下の
構成をとる。請求項１記戴の電子部品の構造は、上面に
少なくとも電子回路を構成する電子デバイスを搭載する
と共に底面に外部電極を備えた平面状の配線基板と、電
子回路を構成する電子デバイスを封入したパッケージと
を、柱部材を介して導通固定した電子部品であって、前
記柱部材は、４個の柱部材を樹脂により一体成型し、柱
部材の上面及び底面にそれぞれ電極を配して、両電極間
を電気的に導通した柱部材ブロックからなり、前記配線
基板は、その上面に前記柱部材の底面側電極を導通固定
する為の柱部材固定用パターンが形成されたものであ
り、前記パッケージは、パッケージ底面に前記柱部材の
上面電極と導通固定する為の底面電極を備えるよう構成
する。

【００１２】請求項２記戴の電子部品の製造方法は、上
面に少なくとも電子回路を構成する電子デバイスを搭載
すると共に底面に外部電極を備えた平面状の配線基板
と、電子回路を構成する電子デバイスを封入したパッケ
ージとを、樹脂により成型し上面及び底面にそれぞれ電
極を設け両電極間を電気的に導通させた柱部材を介して
導通固定した電子部品の製造方法であって、絶縁基板に
回路配線パターンと外部電極と柱部材固定用パターンと
を形成した配線基板に電子デバイスを搭載する工程と、
４個の柱部材とその支持枠体とを樹脂により一体成型し
た柱部材ブロックを、前記配線基板の柱部材固定用パタ
ーンと前記柱部材の底面側電極とが導通するよう固定す
る工程と、前記配線基板上に固定された柱部材の上面側
電極に前記パッケージの底面電極を導通固定する工程
と、前記柱部材と共に一体化成型されている支持枠体を
所定の位置にて切断する工程とを含むよう構成する。

【００１３】請求項３記戴の電子部品の製造方法は、上
面に少なくとも電子回路を構成する電子デバイスを搭載
すると共に底面に外部電極を備えた平面状の配線基板
と、電子回路を構成する電子デバイスを封入したパッケ
ージとを、樹脂により成型し上面及び底面にそれぞれ電
極を設け両電極間を電気的に導通させた柱部材を介して
導通固定した電子部品の製造方法であって、絶縁基板に
複数個分の回路配線パターンと外部電極と柱部材固定用
パターンとを区画形成した配線基板母材に電子デバイス
を搭載する工程と、４個の柱部材とその支持枠体からな
る複数の柱部材ブロックを樹脂を用いて一体化成型した
柱部材用母材を、前記配線基板母材上の柱部材固定用パ
ターンと前記柱部材の底面側電極とが導通するよう固定
する工程と、前記配線基板母材上に固定された柱部材用
母材の各柱部材の上面側電極に前記パッケーの底面電極
を導通固定する工程と、前記配線基板母材を前記柱部材
母材に形成された支持枠体と共に切断し個片に分割する
工程とを含むよう構成する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図示した実施例に基づいて
本発明を詳細に説明する。図１（ａ）及び（ｂ）は、本
発明に係わる電子部品の一例である水晶発振器につい
て、その縦断面図、及び分解斜視図である。同図は、上
面のランド１２上に発振回路及び温度補償回路を構成す
る複数の電子デバイス１３を搭載すると共に外部電極１
４を備えた配線基板１５と、該配線基板１５の上面に固
定した柱部材１６を介して所定のギャップを隔てて固定
された水晶振動子１７とを備えた水晶発振器である。
又、柱部材１６の底部電極（底面側電極）１８を配線基
板１５の上面に形成した柱部材固定用パターン１９に電
気的機械的に固定し、柱部材１６の上部電極（上面側電
極）２０を水晶振動子１７の底面電極２１と電気的機械
的に固定している。ここで使用されている柱部材１６
は、詳細を後述するが、金型等を用いて４箇所の柱部材
を、支持枠体と共に樹脂にて一体成型したものである。
そこで、水晶発振器を組み立てる際は、所定の工程で不
要となる支持枠体を、ダイシングソー等を用いて切断す
るが、柱部材１６は、樹脂による一体成型であるので、
切断の際、ブレードの磨耗を防ぐと共に切断時間の短縮
が図られた。又、柱部材１６の高さ方向の寸法は、配線
基板１５に搭載する電子デバイス１３の最大実装高を上
回る厚みを有し、柱部材１６は、樹脂成型した柱部材１
６の裏面に設けた底部電極１８と、表面に設けた上部電
極２０と、両電極間を導通する接続導体とにより構成す
る。

【００１５】図２は本発明に係わる柱部材の外観例を示
す図であり、（ａ）は、金型等を用いて４箇所の柱部材
を、支持枠体と共に樹脂にて一体成型した柱部材ブロッ
クを示し、配線基板の４隅に固定する柱部材１６と、電
子部品を組み立てる際に、所定の工程で切断される支持
枠体２２とにより構成する。（ｂ）は、柱部材の詳細図
を示し、柱部材には所定の金属膜２３が形成されてお
り、柱部材の高さ寸法は、配線基板に搭載される電子デ
バイスの実装高に合わせて、所定のギャップ高が得られ
るように決定されている。（ｃ）は、（ｂ）に示した図
の点線Ａ−Ａ’における断面図であり、柱部材１６の樹
脂表面に形成した金属膜の形態を示し、配線基板に設け
た柱部材固定用パターンと電気的接続を行う底部電極２
４と、柱部材上部に固定する水晶振動子の底面電極と電
気的に接続する上部電極２５とを側面電極２６を介して
導通させている。（ｄ）は、（ｃ）に示した実施例の変
形例であって、柱部材１６の底部電極２４と上部電極２
５とをビアホール２７或いはスルーホール２８を用いて
導通させた場合である。

【００１６】図３は、本発明に係る電子部品の一例であ
る水晶発振器について、その製造方法の例を示す組み立
て手順図である。同図により組み立て手順を説明する
と、先ず、柱部材ブロックを（ａ）に示すように、金型
等を用いて４箇所の柱部材１６と支持枠体２２と共に樹
脂にて一体成型して製造しておく。この柱部材１６は、
配線基板１５に設けた４箇所の柱部材固定用パターン１
９に位置に合わせて配置されている。次に、配線基板の
所定の個所にクリームハンダを印刷して発振回路を構成
する電子デバイス１３を実装し、（ｂ）に示すような電
子デバイス１３を搭載した配線基板１５の製造を行う。
更に、（ａ）において製造してある柱部材ブロックを、
配線基板１５に設けた柱部材固定用パターン１９の位置
に柱部材１６の位置を合わせて実装した後、リフロー炉
内において加熱を行い、その後冷却することにより電子
デバイス１３と、柱部材１６とを配線基板にハンダ接合
する（ｃ）。柱部材１６の固定は、配線基板１５にリフ
ローにより電子デバイス１３をハンダ接合した後、配線
基板１５の柱部材固定用パターン１９に導電性接着剤を
塗布し、柱部材１６を固定しても良い。

【００１７】一方、別工程において、配線基板に柱部材
を介して固定する水晶振動子２９を製造しておく
（ｄ）。水晶振動子２９には、発振回路を構成する水晶
振動素子がパッケージに内蔵されている。次に、（ｃ）
において製造してある配線基板１５に搭載済みの柱部材
１６の上部電極２０にクリームハンダを塗布し、（ｄ）
において製造済みの水晶振動子２９を、水晶振動子２９
の底面電極と柱部材１６の上部電極２０とを位置合わせ
して実装した後、リフロー炉内において加熱を行い、そ
の後冷却することによりハンダ接合する（ｅ）。水晶振
動子２９と柱部材１６との固定は、柱部材１６の上部電
極に導電性接着剤を塗布し、水晶振動子２９の底面電極
を接着させることにより固定しても良い。そこで、最後
に不要となった、柱部材１６を保持している支持枠体２
２を、ダイシングソー等を用いて切断し、組み立ては完
了する（ｆ）。この際、支持枠体２２は樹脂であるの
で、切断は短時間で容易に行うことが出来る。

【００１８】次に、水晶発振器の製造方法の変形例とし
て、４箇所１組の柱部材ブロックを複数連結して支持枠
体と共に樹脂にて一体成型したものと、大面積の配線基
板上に複数の区画形成した配線基板とを用いて複数の水
晶発振器を一括製造する場合を説明する。図４は、本発
明において、４箇所１組の柱部材ブロックを複数連結し
て支持枠体と共に樹脂にて一体成型した柱部材用母材の
外観例である。同図に示すように、柱部材用母材は、配
線基板に設けた柱部材固定用パターンの位置にあわせて
配置された４個の柱部材１６を支持枠体２２により支持
したものを複数連結した構造である。柱部材１６には、
配線基板に設けた柱部材固定用パターンと電気的接続を
行う底部電極と、柱部材上部に固定する水晶振動子の底
面電極と電気的に接続する上部電極とを設け、両電極間
は、側面電極、又は、ビアホール、或いは、スルーホー
ルを用いて導通させている。

【００１９】図５は、本発明において、大面積の配線基
板母材に、複数一体成型した柱部材用母材を介して水晶
振動子２９を固定した外観例である。同図は、大面積の
配線基板母材上に区画形成した複数の配線基板の夫々
に、クリームハンダを印刷後、発振回路を構成する電子
デバイスと図４に示した柱部材を複数一括成型した柱部
材用母材とをリフローによりハンダ接合する。次に、各
柱部材の上部電極にクリームハンダを施した後、上部電
極に水晶振動子２９の底部電極を位置あわせして実装
し、リフローによりハンダ接合したものである。その
後、図に示した点線の位置で、配線基板母材と柱部材を
保持している支持枠体２２とを、ダイシングソー等を用
いて一括切断すると、個々の水晶発振器の組み立てが完
了する。本実施例のような製造方法を採用すると、複数
の水晶発振器を一括して製造出来、製造コストの低減が
可能となる。尚、実施例は水晶発振器を例に説明した
が、本発明は、水晶発振器の他、柱部材を用いて構成す
る他の電子部品においても適応可能である。

【００２０】図６は、本発明に係わる柱部材の寸法に関
する説明図である。（ａ）に示すようにパッケージ２９
を柱部材に固定後、不要となる支持枠体２２を切断する
が、ダイシングソー等による切断を考慮すれば、（ｂ）
に示す柱部材１６の高さ寸法Ｌ１と支持枠体２２の高さ
寸法Ｌ２の関係は、Ｌ１＞Ｌ２が望ましい。

【００２１】図７は、本発明において、ダイシングソー
による支持枠体の切断手順の一例を示す図である。同図
を説明すると、先ず、（ａ）に示ようにダイシングソー
のブレード３０を電子部品の下側から近づけ、（ｂ）に
示すようにパッケージ２９に到達する前にブレード３０
の先端を止め、支持枠体２２を切断する。この時、柱部
材１６と支持枠体２２の寸法の関係が前記のようにＬ１
＞Ｌ２であると、ブレード３０の先端を途中で止めるこ
とにより、ブレード３０がパッケージ２９を避けて切断
するための支持枠体２２の幅が不要となり、電子部品の
小型化に対応出来る。

【００２２】

【発明の効果】本発明は上述したように、請求項１、
２、３に記載された発明は、共に、柱部材として、金型
等を用い４箇所の柱部材を支持枠体と共に樹脂にて一体
成型したもの使用した。そこで、電子部品の組み立て時
に、所定の工程で支持枠体を切断する際、柱部材及び支
持枠体はともに樹脂で一体成型されている為、切断に使
用するダイシングソー等のブレードの磨耗を防ぐと共
に、切断に要する時間も短縮され、コストが低減される
ことから電子部品を組み立てる上で著しい効果を発揮す
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる電子部品の一例である水晶発振
器について、その縦断面図、及び分解斜視図である。

【図２】本発明に係わる柱部材の外観例を示す図であ
る。

【図３】本発明に係る電子部品の一例である水晶発振器
について、その製造方法の例を示す組み立て手順図であ
る。

【図４】本発明において、４箇所１組の柱部材ブロック
を複数連結して支持枠体と共に樹脂にて一体成型した柱
部材用母材の外観例である。

【図５】本発明において、大面積の配線基板母材に、複
数一体成型した柱部材用母材を介して水晶振動子を固定
した外観例である。

【図６】本発明に係わる柱部材の寸法に関する説明図で
ある。

【図７】本発明において、ダイシングソーによる支持枠
体の切断手順の一例を示す図である。

【図８】従来の電子部品の一例である水晶発振器につい
て、外観構造例を示す。

【図９】従来の電子部品の他の一例である水晶発振器に
ついて、外観構造例を示す。

【符号の説明】

１・・ランド、 ２・・電子デバイ
ス、３・・外部電極、 ４・・配線基
板、５・・柱部材、 ６・・水晶振
動子、７・・底部電極、 ８・・柱部
材固定用パターン、９・・上部電極、
１０・・底面電極、１１・・柱部材、
１２・・ランド、１３・・電子デバイス、
１４・・外部電極、１５・・配線基板、
１６・・柱部材、１７・・水晶振動子、
１８・・底部電極、１９・・柱部材固定用パター
ン、 ２０・・上部電極、２１・・底面電極、
２２・・支持枠体、２３・・金属膜、
２４・・底部電極、２５・・上部電極、
２６・・側面電極、２７・・ビアホー
ル、 ２８・・スルーホール、２９・・水
晶振動子、 ３０・・ブレード

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上面に少なくとも電子回路を構成する電子
   デバイスを搭載すると共に底面に外部電極を備えた平面
   状の配線基板と、電子回路を構成する電子デバイスを封
   入したパッケージとを、柱部材を介して導通固定した電
   子部品であって、 前記柱部材は、４個の柱部材を樹脂により一体成型し、
   柱部材の上面及び底面にそれぞれ電極を配して、両電極
   間を電気的に導通した柱部材ブロックからなり、 前記配線基板は、その上面に前記柱部材の底面側電極を
   導通固定する為の柱部材固定用パターンが形成されたも
   のであり、 前記パッケージは、パッケージ底面に前記柱部材の上面
   電極と導通固定する為の底面電極を備えたものであるこ
   とを特徴とする電子部品の構造。
2. 【請求項２】上面に少なくとも電子回路を構成する電子
   デバイスを搭載すると共に底面に外部電極を備えた平面
   状の配線基板と、電子回路を構成する電子デバイスを封
   入したパッケージとを、樹脂により成型し上面及び底面
   にそれぞれ電極を設け両電極間を電気的に導通させた柱
   部材を介して導通固定した電子部品の製造方法であっ
   て、 絶縁基板に回路配線パターンと外部電極と柱部材固定用
   パターンとを形成した配線基板に電子デバイスを搭載す
   る工程と、 ４個の柱部材とその支持枠体とを樹脂により一体成型し
   た柱部材ブロックを、前記配線基板の柱部材固定用パタ
   ーンと前記柱部材の底面側電極とが導通するよう固定す
   る工程と、 前記配線基板上に固定された柱部材の上面側電極に前記
   パッケージの底面電極を導通固定する工程と、 前記柱部材と共に一体化成型されている支持枠体を所定
   の位置にて切断する工程とを含むことを特徴とする電子
   部品の製造方法。
3. 【請求項３】上面に少なくとも電子回路を構成する電子
   デバイスを搭載すると共に底面に外部電極を備えた平面
   状の配線基板と、電子回路を構成する電子デバイスを封
   入したパッケージとを、樹脂により成型し上面及び底面
   にそれぞれ電極を設け両電極間を電気的に導通させた柱
   部材を介して導通固定した電子部品の製造方法であっ
   て、 絶縁基板に複数個分の回路配線パターンと外部電極と柱
   部材固定用パターンとを区画形成した配線基板母材に電
   子デバイスを搭載する工程と、 ４個の柱部材とその支持枠体からなる複数の柱部材ブロ
   ックを樹脂を用いて一体化成型した柱部材用母材を、前
   記配線基板母材上の柱部材固定用パターンと前記柱部材
   の底面側電極とが導通するよう固定する工程と、 前記配線基板母材上に固定された柱部材用母材の各柱部
   材の上面側電極に前記パッケーの底面電極を導通固定す
   る工程と、 前記配線基板母材を前記柱部材母材に形成された支持枠
   体と共に切断し個片に分割する工程とを含むことを特徴
   とする電子部品の製造方法。