JP2012165156A - 発振器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 エポキシ樹脂の基板1と、基板1上の搭載される電子部品2とを備える発振器であって、電子部品2の端子電極3に半田5により接続する2端子の電極パターン4が基板1上に形成され、電極パターン4の端子電極3に接続する部分に突起部6を形成し、端子電極3と電極パターン4との間に空間を形成し、当該空間に半田5のフィレット形状を形成するようにしているので、半田5の接着強度を高めることができる発振器である。
【選択図】 図3
Description
従来、水晶発振器において、ガラスエポキシ樹脂を回路基板に使用したものがある。
当該回路基板上に金属の電極パターンが形成され、当該電極パターン上にセラミック等の電子部品が半田付けによって実装されるようになっていた。
尚、関連する先行技術として、特開2004−200187号公報「プリント配線板」(株式会社ニコン)[特許文献1]、特開2007−104005号公報「表面実装用の水晶発振器」(日本電波工業株式会社)[特許文献2]がある。
[実施の形態の概要]
本発明の実施の形態に係る発振器は、ガラスエポキシ樹脂の回路基板上に形成される電極パターン上に、回路部品の端子電極と接触する部分に、突起部を形成し、当該突起部によって端子電極と電極パターンとの間に形成された空間に、半田が充填されると共に、端子電極の側面に半田がフィレット形状に形成されているものであり、これにより、半田の接着が強固になり、回路部品とガラスエポキシ樹脂材との熱膨張係数の差から温度変化によって生じる実装半田の歪みを緩和させ、耐ヒートサイクル性能を向上させることができるものである。
本発明の実施の形態に係る発振器について図1、図2を参照しながら説明する。図1は、本発振器の平面説明図であり、図2は、本発振器の断面説明図である。
本発振器は、図1,2に示すように、エポキシ樹脂の基板1上に、金属の電極パターン4が形成され、その電極パターン4上に、回路部品(電子部品)2が搭載される。
尚、電子部品2は、例えば、セラミック等で形成される。
CEM−3は、ガラスエポキシ基板のことで、ガラス繊維とエポキシ樹脂を混合した板をベースとしたものである。
FR−4は、ガラスエポキシ基板のことで、ガラス繊維で編んだ布にエポキシ樹脂を含浸させた板をベースにしたものである。
更に、電極パターン4と端子電極3との半田5を介した接続部分について図3を参照しながら説明する。図3は、電極パターンと端子電極の接続部分(半田部分)の拡大説明図である。
図3に示すように、基板1上に形成された電極パターン4には、電子部品2の端子電極3と接触する部分に、突起部(凸部)6が形成されている。
具体的には、突起部6の先端が端子電極3に接触し、電極パターン4と端子電極3との間に形成された空間に半田5が充填された状態になり、リフロー後に、端子電極3の側面に半田5のフィレット形状が形成される。
また、突起部6は、例えば、電極パターン4上にメッキ層を形成し、マスキングによって特定部分を残すようにすることで製造する。
更に、突起部6は、対向する電極パターン4側に形成され、突起部6が形成されていないスペースに、上述した半田5のフィレット形状が形成されることになる。
これにより、電極パターン4が形成された基板1と端子電極3が形成された電子部品2とが、熱膨張係数が異なっていたとしても、温度変化によって生じる実装半田の歪みを緩和させ、耐ヒートサイクル性能を向上させることができる効果がある。
第1の実施例では、図4に示すように、電極パターン4上で、対向する電極パターン4側に2つの円柱の突起部6を設けている。
また、電極パターン4上で突起部6が形成されていないスペースに、半田5のフィレット形状が形成されることになる。
尚、マスキングで突起部6を形成するため、円柱の形状の方が製造し易い。
第2の実施例では、図5に示すように、電極パターン4上で、対向する電極パターン4側に四角柱の突起部6を設けている。
第1の実施例と同様に、電極パターン4上で突起部6が形成されていないスペースに、半田5のフィレット形状が形成されることになる。
第3の実施例では、図6に示すように、電極パターン4上で、対向する電極パターン4側に3つの円柱の突起部6を設けている。
第1の実施例と同様に、電極パターン4上で突起部6が形成されていないスペースに、半田5のフィレット形状が形成されることになる。
尚、マスキングで突起部6を形成するため、円柱の形状の方が製造し易い。
第4の実施例では、図7に示すように、電極パターン4上で、対向する電極パターン4側に2つの四角柱の突起部6を設けている。
第1の実施例と同様に、電極パターン4上で突起部6が形成されていないスペースに、半田5のフィレット形状が形成されることになる。
次に、本発振器の応用例について説明する。
応用例は、本発振器において、電子部品2が搭載される2端子の電極パターン4は互いに、ガラスエポキシ樹脂の基板1で線膨張率が最も小さい方向と同じ方向に、対向するように配置される。
また、一般的なFR−4の基板の場合、線膨張率は縦方向で13ppm/℃、横方向で16ppm/℃、厚さ方向で60ppm/℃である。
また、例えば、電子部品2のセラミック(アルミナ)の線膨張率は、約7ppm/℃である。
一般的なFR−4の「縦方向」では、線膨張率13ppm/℃で、「横方向」の線膨張率16ppm/℃より小さくなっている。基板1における「厚さ」方向では、線膨張率60ppm/℃である。
従って、基板1で線膨張率が最も小さいのは、「縦方向」(長尺方向)となる。
つまり、電子部品2が搭載される2端子の電極パターン4は互いに、基板1で線膨張率が最も小さい「縦方向」と同じ方向に、対向するように配置される。
セラミック等の電子部品2の線膨張率と、エポキシ樹脂の基板1の線膨張率との相違によって、電子部品2に形成された端子電極3と基板1に形成された電極パターン4とが熱膨張によって特に影響を受けるのは、基板1の「縦方向」(図1では基板1の長尺方向)である。
本発振器によれば、電極パターン4の端子電極3に接続する部分に突起部6を形成し、端子電極3と電極パターン4との間に空間を形成し、当該空間に半田5のフレット形状を形成するようにしているので、半田5の接着強度を高めることができ、半田5のクラック発生を抑制することができ、耐ヒートサイクル性能を向上できる効果がある。
本発振器によれば、電極パターン4の端子電極3に接続する部分に突起部6を形成し、端子電極3と電極パターン4との間に空間を形成し、当該空間に半田5のフィレット形状を形成するようにしているので、半田5の接着強度を高めることができ、半田5のクラック発生を抑制することができ、耐ヒートサイクル性能を向上できる効果がある。
Claims (8)
- エポキシ樹脂の基板と、前記基板上の搭載される回路部品とを備える発振器であって、
前記回路部品の端子電極に半田により接続する2端子の電極パターンが基板上に形成され、
前記電極パターン上であって、前記端子電極に接触する部分に突起部が形成され、
前記電極パターン上に塗布され、前記電極パターンと前記端子電極との間に充填され、前記回路部品搭載後のリフローにより前記電極パターンと前記端子電極の側面との間にフィレット形状で形成される半田とを有することを特徴とする発振器。 - 電極パターン上に形成される突起部は、対向する電極パターン側に設けられていることを特徴とする請求項1記載の発振器。
- 電極パターン上で突起部が形成されていない箇所にフィレット形状の半田が形成されることを特徴とする請求項1又は2記載の発振器。
- 一つの電極パターン上には、複数の突起部が設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の発振器。
- 突起部の高さは、10μm〜100μmであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載の発振器。
- 突起部の高さは、20μm〜50μmであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載の発振器。
- 2端子の電極パターンが互いに対向する方向が、基板の線膨張率の最も小さい方向に揃えるように、電極パターンを配置したことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか記載の発振器。
- 恒温槽付水晶発振器に適用したことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか記載の発振器。
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