JP2013021486A - 発振器及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基板1上に形成される電極のランドパターン4と、電子部品2が搭載される基板1上に形成されるダミーのランドパターン7と、ダミーのランドパターン7を覆うように形成されるソルダーレジスト8aと、ダミーのランドパターン7とソルダーレジスト8aにより電子部品2が持ち上げられ、電子部品2の端部に形成された部品電極3と電極のランドパターン4とを半田接続する実装半田5とを有する発振器である。
【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。
従来の水晶発振器について図7を参照しながら説明する。図7は、従来の水晶発振器の断面説明図である。
従来の水晶発振器は、図7に示すように、エポキシ樹脂の基板1上に、金属のランドパターン(電極パターン)4とソルダーレジスト8が形成され、電極パターン4上に、回路部品(電子部品)2が搭載される。
具体的には、電子部品2がランドパターン4に接続する部分は、部品電極3が形成されており、部品電極3とランドパターン4とが実装半田5によって固定されている。
尚、関連する先行技術として、特開平11−135674号公報「半導体装置及びその製造方法」(関西日本電気株式会社)[特許文献1]、特開2000−332396号公報「電子部品の取付構造」(アルプス電気株式会社)[特許文献2]、特開2008−238253号公報「Pbフリーはんだ接続材料及びこれを用いた半導体実装構造体の製造方法」(株式会社日立製作所)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、電子部品を持ち上げる持ち上げ部を形成し、基板上に形成される電極のランドパターンと電子部品の部品電極と接触する部分に、部品電極とランドパターンとの間に形成された空間に、実装半田が充填されると共に、部品電極の側面に実装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、実装半田の接着が強固になり、電子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の向上させることができるものである。
本発明における第1の実施の形態に係る発振器(第1の発振器)について図1、図2、図3を参照しながら説明する。図1は、第1の発振器の平面説明図であり、図2は、第1の発振器の製造断面説明図であり、図3は、第1の発振器の断面説明図である。
第1の発振器は、図1,3に示すように、エポキシ樹脂の基板1上に、金属のランドパターン(電極パターン)4とダミーのランドパターン7が形成され、基板1上及びダミーのランドパターン7上にソルダーレジスト8aが形成され、ランドパターン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、ソルダーレジスト8aは、例えば、熱硬化性エポキシ樹脂等で形成される。
そして、電子部品2の底面中央部分は、ダミーのランドパターン7とソルダーレジスト8aが積層された持ち上げ部によってソルダーレジスト8aの厚み分だけ、電子部品2はランドパターン4から持ち上げられた状態になる。つまり、ダミーのランドパターン7とソルダーレジスト8aが、電子部品2を持ち上げる持ち上げ部を形成している。
更に、部品電極3とランドパターン4とが実装半田5によって固定されている。
そして、ダミーのランドパターン7とランドパターン4は同じ工程で形成されるものであるため、厚みは同じであり、ダミーのランドパターン7上に積層されるソルダーレジスト8aの厚み分だけ電子部品2が持ち上げられている。
そして、ランドパターン4と部品電極3との隙間に実装半田5が充填されると共に、ランドパターン4と部品電極3の側面との間に、実装半田5がフィレット形状で形成されるものである。
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。
また、ソルダーレジスト8aの厚みは、約10μm程度である。
尚、図2,3の断面説明図では、ソルダーレジスト8aを描画したが、図1では図面を明確にするために省略している。
次に、第1の発振器の製造方法について図2、図3を参照しながら説明する。図2は、第1の発振器の製造断面説明図(1)である。
第1の発振器は、図2(a)に示すように、エポキシ樹脂の基板1上に、金属膜により電極となるランドパターン4とダミーのランドパターン7を形成する。
ダミーのランドパターン7は、電子部品2が搭載される位置の中央部分に形成され、ランドパターン4は、電子部品2に取り付けられた部品電極3が接続する位置に形成される。
ここで、電極のランドパターン4を覆うようにはソルダーレジスト8aは形成されていない。
そして、ランドパターン4上に実装半田5が塗布され、ダミーのランドパターン7とソルダーレジスト8aが積層された所に、電子部品2が搭載され、部品電極3がランドパターン4上に位置するよう配置される。
これにより、ランドパターン4が形成された基板1と部品電極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5の歪みを緩和させ、耐ヒートサイクル性能の向上させることができる効果がある。
次に、第1の発振器の応用例について図4を参照しながら説明する。図4は、第1の発振器の応用例を示す製造断面説明図である。
図4に示す第1の発振器の応用例は、図3と比較してソルダーレジストを二層にして電子部品2の持ち上げ幅を大きくしている。
ソルダーレジスト8a,8bの厚みは、それぞれ約10μm程度であるから、二層にした場合には、厚みが約20μm程度となる。第1の発振器に比べて10μm程度高く持ち上げられることになる。
そして、ランドパターン4上に実装半田5が塗布され、ソルダーレジスト8b上に電子部品2が配置されて、電子部品2がランドパターン4から持ち上げられた状態となり、部品電極3とランドパターン4との間に形成された空間(隙間)に実装半田5が充填され、リフロー後に、部品電極3の側面に実装半田5のフィレット形状が形成される。
次に、本発明における第2の実施の形態に係る発振器(第2の発振器)について図5を参照しながら説明する。図5は、第2の発振器の断面説明図である。
第2の発振器は、図5に示すように、図3の第1の発振器において、ソルダーレジスト8aの上面にシルク印刷層9を形成し、そのシルク印刷層9の上に電子部品2を搭載したものである。
シルク印刷層9は、シルクスクリーン印刷(シルク印刷)技術によって形成された絶縁性のインク層である。
ここで、シルク印刷層9は、約10μm程度の厚さである。
次に、本発明における第3の実施の形態に係る発振器(第3の発振器)について図6を参照しながら説明する。図6は、第3の発振器の製造断面説明図である。
第3の発振器は、図6(a)に示すように、基板1上に、ランドパターン4が形成され、図6(b)に示すように、ランドパターン4の一部を覆うように、ソルダーレジスト8cが形成される。
ここで、ランドパターン4,7の厚みは、45〜50μm程度であり、ソルダーレジスト8cの厚みは、約10μm程度である。
図6では、電子部品2の下側全体にソルダーレジスト8cが形成され、対向するランドパターン4の一部を覆うようにソルダーレジスト8cが形成される。
つまり、ランドパターン4の一部とその上に形成されたソルダーレジスト8cが、電子部品2を持ち上げる持ち上げ部を構成している。
第1の発振器によれば、ランドパターン4と部品電極3との間に空間が形成されるので、両者を接着する実装半田5の量が多くなり、ランドパターン4と部品電極3との接着を強固にでき、これにより、ランドパターン4が形成された基板1と部品電極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5の歪みを緩和させ、耐ヒートサイクル性能の向上させることができる効果がある。
Claims (9)
- エポキシ樹脂の基板と、前記基板上の搭載される電子部品とを備える発振器であって、
前記基板上に形成される電極のランドパターンと、
前記電子部品が搭載される前記基板上に形成されるダミーのランドパターンと、
前記ダミーのランドパターンを覆うように形成されるソルダーレジストと、
前記ダミーのランドパターンと前記ソルダーレジストにより前記電子部品が持ち上げられ、前記電子部品の端部に形成された部品電極と前記電極のランドパターンとを半田接続する実装半田とを有することを特徴とする発振器。 - ソルダーレジストを二層にしたことを特徴とする請求項1記載の発振器。
- エポキシ樹脂の基板と、前記基板上の搭載される電子部品とを備える発振器の製造方法であって、
前記基板上に電極のランドパターンと前記電子部品が搭載される前記基板上にダミーのランドパターンとを形成し、
前記ダミーのランドパターンを覆うようにソルダーレジストを形成し、
前記電極のランドパターン上に半田を塗布し、
前記ソルダーレジスト上に前記電子部品を搭載し、
前記ダミーのランドパターンと前記ソルダーレジストにより前記電子部品が持ち上げられた状態で、前記電子部品の端部に形成された部品電極と前記電極のランドパターンとをリフローにより半田接続することを特徴とする発振器の製造方法。 - ソルダーレジストを二層形成したことを特徴とする請求項3記載の発振器の製造方法。
- エポキシ樹脂の基板と、前記基板上の搭載される電子部品とを備える発振器であって、
前記基板上に形成される電極のランドパターンと、
前記電子部品が搭載される前記基板上に形成されるダミーのランドパターンと、
前記ダミーのランドパターンを覆うように形成されるソルダーレジストと、
前記ソルダーレジストを覆うように形成されるシルク印刷層と、
前記ダミーのランドパターン、前記ソルダーレジスト及び前記シルク印刷層により前記電子部品が持ち上げられ、前記電子部品の端部に形成された部品電極と前記電極のランドパターンとを半田接続する実装半田とを有することを特徴とする発振器。 - エポキシ樹脂の基板と、前記基板上の搭載される電子部品とを備える発振器の製造方法であって、
前記基板上に電極のランドパターンと前記電子部品が搭載される前記基板上にダミーのランドパターンとを形成し、
前記ダミーのランドパターンを覆うようにソルダーレジストを形成し、
前記ソルダーレジストを覆うようにシルク印刷層を形成し、
前記電極のランドパターン上に半田を塗布し、
前記シルク印刷層上に前記電子部品を搭載し、
前記ダミーのランドパターン、前記ソルダーレジスト及び前記シルク印刷層により前記電子部品が持ち上げられた状態で、前記電子部品の端部に形成された部品電極と前記電極のランドパターンとをリフローにより半田接続することを特徴とする発振器の製造方法。 - エポキシ樹脂の基板と、前記基板上の搭載される電子部品とを備える発振器であって、
前記基板上に形成される電極のランドパターンと、
前記電極のランドパターンであって前記電子部品の中央側の一部を覆うように形成されるソルダーレジストと、
前記電極のランドパターンと前記ソルダーレジストにより前記電子部品が持ち上げられ、前記電子部品の端部に形成された部品電極と前記電極のランドパターンとを半田接続する実装半田とを有することを特徴とする発振器。 - エポキシ樹脂の基板と、前記基板上の搭載される電子部品とを備える発振器の製造方法であって、
前記基板上に電極のランドパターンを形成し、
前記電極のランドパターンであって前記電子部品の中央側の一部を覆うようにソルダーレジストを形成し、
前記電極のランドパターン上に半田を塗布し、
前記ソルダーレジスト上に前記電子部品を搭載し、
前記電極のランドパターンと前記ソルダーレジストにより前記電子部品が持ち上げられた状態で、前記電子部品の端部に形成された部品電極と前記電極のランドパターンとをリフローにより半田接続することを特徴とする発振器の製造方法。 - 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、2、5又は7のいずれか記載の発振器。
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