JP2014003553A - 表面実装型デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数のピン6が一体的に形成されたピンアダプタ5が、ベース基板1上に搭載され、ピン6の先端をメイン基板2の対応する位置に形成された穴に挿入して、ベース基板1とメイン基板2とを接続し、ピンアダプタ5のピン6の足部分は内側に折り曲げられ、当該足部分には開口部52,53が形成されている表面実装型デバイスである。
【選択図】 図3
Description
表面実装型デバイス(SMD:Surface Mount Device)として表面実装型圧電発振器があり、メイン基板上に水晶振動子等の電子部品を搭載し、当該メイン基板を複数のピンでベース基板に固定して、カバーで覆った構成が知られている。
この表面実装型圧電発振器は、例えば、恒温槽付水晶発振器(OCXO:Oven Controlled Crystal Oscillator)に用いられるものである。OCXOは、恒温槽により水晶発振器又は水晶振動子の温度を一定に保ち、周辺温度の変化による出力周波数の変化量を少なくするものである。
従来のOCXOの構成について図12〜14を参照しながら説明する。図12は、従来のOCXOの概略図であり、図13は、従来のOCXOの各部を分離して斜め上から見た概略図であり、図14は、従来のOCXOの各部を分離して斜め下から見た概略図である。
従来のOCXOは、メイン基板2に水晶振動子等の電子部品が搭載され、そのメイン基板2が複数のピン6′でベース基板1に接続され、メイン基板2を覆うようにカバー3が設けられた構成となっている。
そして、ベース基板1の穴にピン6′の一端を挿入し、複数のピン6′を垂直に立てた状態でピン6′の他端をメイン基板2の対応する穴に挿入して、ベース基板1とメイン基板2とを接続するものである。
また、メイン基板2には水晶振動子の温度を一定にするためのヒータ部品が搭載されているが、せっかくの熱が金属製のピンを伝導してベース基板1、更に外側のユーザ基板に逃げてしまい、熱が逃げるとヒータ部品は温度を上げようとして消費電力が増加する。
そのため、ピンには熱伝導率が低い素材を用いることがよい。
尚、関連する先行技術として、特開2005−085863号公報「電子回路ユニット」(アルプス電気株式会社)[特許文献1]、特開2008−085744号公報「表面実装用の圧電発振器」(日本電波工業株式会社)[特許文献2]、特表平06−509686号公報「電気部品のパッケージ」(ヴィエルティー コーポレーション)[特許文献3]、特表2002−505513号公報「2枚の回路基板接続用コンタクトストリップ及びコンタクトストリップの製造方法」(ザ ウィタカー コーポレーション)[特許文献4]がある。
特許文献2には、ベース基板に凹部が形成され、その凹部に金属支柱が固定され、金属支柱にサブプリント基板が支持され、カバー部材を設けた表面実装用の圧電発振器が示されている。
特許文献4には、2枚の回路基板を電気的及び機械的に接続するコンタクトストリップが形成された構造が示されている。
[実施の形態の概要]
本発明の実施の形態に係る表面実装型デバイスは、複数のピンが一体的に形成されたピンアダプタをベース基板に搭載し、ピンの先端を水晶振動子等の電子部品が実装されたメイン基板の穴に挿入して、ベース基板にメイン基板を自動実装し、ベース基板上での半田接続をリフローで行い、その後、全体をカバーで覆うようにしているので、自動実装が可能で、リフローで半田接続できるものである。
本発明の実施の形態に係る表面実装型デバイス(本デバイス)について図1〜3を参照しながら説明する。尚、図1〜3では、本デバイスがOCXOに適用されたものである。図1は、本発明の実施の形態に係るOCXOの概略図であり、図2は、実施の形態に係るOCXOの各部を分離して斜め上から見た概略図であり、図3は、実施の形態に係るOCXOの各部を分離して斜め下から見た概略図である。
従って、ベース基板1にはピン挿入用の穴は設けられていない。
本OCXOのピンアダプタ5とピン6について図4,5を参照しながら具体的に説明する。図4は、ピンアダプタとピンを斜め上から見た概略図であり、図5は、ピンアダプタとピンを斜め下から見た概略図である。
ピンアダプタ5は、図4,5に示すように、耐熱性の樹脂によるプラスチックで形成され、ピン6は導電性の金属で形成されている。
フランジ51は、ピンアダプタ5の底面から少し下側に突出した帯状の形状となっており、ベース基板1との接触部分がフランジ51の辺部分となり、ピンアダプタ5をベース基板1から少し浮かせる役割を果たしている。尚、フランジ51は、ピンアダプタ5の両短辺の側面に沿って形成してもよい。
また、フランジ51により、ベース基板1の電極パターンとピン6の折り曲げられた足部分との間に空間を形成し、リフローによる半田層が形成しやすくしている。
ここで、周囲部分のプラスチックを「周囲フレーム部」と呼び、中央部分のプラスチックを「中央フレーム部」と呼び、両者を併せて「フレーム部」と呼ぶ。
これら開口部52,53により、ピン6の折り曲げられた足部分とベース基板1の電極パターンとをリフローにより半田付けできる。
つまり、メイン基板2の穴は、ピン6の先端の細い部分が挿入できる大きさであるが、ピン6の本来の幅(本来の太さ)までは挿入できない大きさとなっている。
尚、ベース基板1の長辺の側面には金属電極のパターンに接続して裏面の金属電極に接続するスルー端子が設けられている。
次に、本OCXOの温度対周波数特性について図6を参照しながら説明する。図6は、温度対周波数特性を示す図である。
本OCXOでは、ピン6に鉄とニッケルの合金(例えば、42アロイ、コバール等)を用いており、電流の損失が少ないため、図6に示すように、温度特性は比較的フラットな特性を得た。
更に、本OCXOの温度対電流特性について図7を参照しながら説明する。図7は、温度対電流特性を示す図である。
本OCXOでは、温度対周波数特性は図6のように良好であったが、熱伝導率が高いため、放熱量が増加し、その結果、図7に示すように電流が増加した特性となった。
次に、別の実施の形態に係る表面実装型デバイス(別のデバイス)について説明する。特に、この別のデバイスが適用されたOCXO(別のOCXO)について説明する。
別のOCXOは、本OCXOと基本的に同様であり、相違する点は、ピンアダプタ5とピン6の構成部分である。
別のOCXOのピンアダプタとピン(別のピンアダプタと別のピン)について図8,9を参照しながら説明する。図8は、別のピンアダプタと別のピンを斜め上から見た概略図であり、図9は、別のピンアダプタと別のピンを斜め下から見た概略図である。
本OCXOのピン6は、全て同じ形状となっていたが、別のピンは、配置される位置によって異なる形状をしている。
その他のピン6b,6c,6e,6fは、伝導する熱量を抑制するために、可能な限りピン幅を狭く(細く)している。
尚、ピン6c,6fは、ピンアダプタ5の角部分に位置するため、メイン基板2を安定的に搭載するために、段差部を十字状の形状としている。
具体的には、ピン幅を広く形成したピン6a,6dに対して支持部を広くし、ピン幅を狭く形成したピン66b,6c,6e,6fに対して支持部を狭くしている。
図5では、ピン6の足部分がピンアダプタ5の底面に形成された窪み部分に形成されているため、フランジ51による持ち上げ幅を大きくする必要はなかったが、図9では、ピン6の足部分がピンアダプタ5の底面より突出して折り曲げられているため、図5に比べてフランジ51による持ち上げ幅を大きくしている。
別のOCXOの温度対周波数特性について図10を参照しながら説明する。図10は、別のOCXOの温度対周波数特性を示す図である。
別のOCXOでもピン6に鉄とニッケルの合金を使用し、GNDピン6aと電源ピン6dの幅を広くはしたものの、若干の電流容量に影響が出たことにより、図10に示すように、恒温側の温度特性が悪化したが、製品特性としては許容範囲内である。
更に、別のOCXOの温度対電流特性について図11を参照しながら説明する。図11は、別のOCXOの温度対電流特性を示す図である。
別のOCXOでは、伝導する熱量を抑制する構成を採用したことにより、図11に示すように電流を減少させ、図7に比べて改善された特性となった。
本OCXO及び別のOCXOによれば、複数のピン6が一体的に形成されたピンアダプタ5を、ベース基板1上に搭載し、ピン6の先端をメイン基板2の対応する位置に設けられた穴に挿入してベース基板1とメイン基板2とを接続するようにしているので、自動実装が可能で、リフローによる半田付けを可能とし、設計の自由度を向上させ、顧客の要求に応じることができる効果がある。
Claims (7)
- 電子部品が実装されたメイン基板とベース基板とを接続する表面実装型デバイスの構造であって、複数のピンを備えるピンアダプタを前記ベース基板に固定し、前記ピンの細く形成した先端を前記メイン基板に設けられた穴に挿入して、前記メイン基板と前記ベース基板を接続したことを特徴とする表面実装型デバイス。
- 電子部品が実装されたメイン基板をベース基板に搭載する表面実装型デバイスであって、
垂直方向に立てられた複数の金属製のピンを組み込んで成型されたピンアダプタが前記ベース基板に搭載され、
前記ピンの先端部分が前記メイン基板の対応する位置に設けられた穴に挿入されて、前記メイン基板と前記ベース基板が接続され、
前記メイン基板及び前記ピンアダプタを覆うようカバーが設けられることを特徴とする表面実装型デバイス。 - ピンアダプタにおいて、メイン基板に接続しない側のピンの足部分が内側に折り曲げられており、当該ピンの足部分には開口部が形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の表面実装型デバイス。
- ピンアダプタの底面に位置決めピンが形成され、
ベース基板には前記位置決めピンに対応する位置に凹部が形成され、
前記ピンアダプタの位置決めピンが前記ベース基板の凹部に挿入されるようにしたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の表面実装型デバイス。 - ピンアダプタの側面にベース基板側に突出したフランジを設け、前記ピンアダプタの底面を前記ベース基板の表面から持ち上げるようにしたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載の表面実装型デバイス。
- ピンアダプタにおいて、ピンの周囲を包み当該ピンを支持する支持部が設けられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか記載の表面実装型デバイス。
- ピンにおいて、グランドに接続するピンと電源に接続するピンの幅を広くし、その他のピンの幅を狭くしたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか記載の表面実装型デバイス。
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