JP2024070386A - 電子デバイス - Google Patents

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Abstract

【課題】リードと基板との接触による破損を抑制することのできる電子デバイスを提供すること。【解決手段】電子デバイスは、表裏関係にある第１面および第２面を有する基板と、第２面に搭載された第１電子部品と、基板の第２面に導電性の接合部材を介して接合されたリードと、を有し、リードは、基板に沿った方向に延在し接合部材を介して第２面に接合された基端部と、基端部よりも基板の厚さ方向において基板から遠位に位置し端子面を有する先端部と、基端部と先端部とを接続する接続部と、を有し、リードが延在する面に直交する方向から見たとき、接合部材が基端部に接する最も外側の位置と基板の外縁とを結ぶ線と基端部とのなす角をθ１とし、第１電子部品と端子面との基板の厚さ方向における距離をｄ１とし、基端部と接続部との境界部と接合部材との基板に沿う方向における距離をｄ２とし、ａｒｃｔａｎ（ｄ１／ｄ２）＝θ２としたとき、θ１＞θ２である。【選択図】図１０

Description

本発明は、電子デバイスに関する。
特許文献１に記載の電子デバイスは、基板と、基板の上面に接合された３つの角速度センサーと、基板２の下面に接合された加速度センサーと、基板の下面に接合された複数のリードを備えるリード群と、各角速度センサーを覆うように基板に被せられたキャップと、加速度センサーをモールド封止すると共にキャップを基板に接合するモールド部と、を有する。
特開２０２２－０４６９２２号公報
しかしながら、特許文献１の電子デバイスでは、モールド部を有するため、モールド部の吸湿、膨張により生じる応力により基板が反り、基板上に搭載された各センサーの検出特性が悪化するおそれがある。また、微小な隙間にモールド材を充填しきれず、電気的な導通不良を引き起こすおそれもある。このような問題点が生じないように、特許文献１の電子デバイスからモールド部を省略することが考えられる。
しかしながら、特許文献１の電子デバイスからモールド部を省略した場合、リードの基端部がモールド部で固定されず、衝撃等によってリードが変形して基板に接触し、リードや基板が破損するおそれがある。
本発明の電子デバイスは、互いに表裏関係にある第１面および第２面を有する基板と、
前記第２面に搭載されている第１電子部品と、
前記基板の前記第２面側に位置し、前記第２面に導電性の接合部材を介して接合されているリードと、を有し、
前記リードは、前記基板に沿った方向に延在し前記接合部材を介して前記第２面に接合されている基端部と、前記基端部よりも前記基板の厚さ方向において前記基板から遠位に位置し端子面を有する先端部と、前記基端部と前記先端部とを接続する接続部と、を有し、
前記リードが延在する面に直交する方向から見たとき、前記接合部材が前記基端部に接する最も外側の位置と前記基板の外縁とを結ぶ線と前記基端部とのなす角をθ１とし、前記第１電子部品と前記端子面との前記基板の厚さ方向における距離をｄ１とし、前記基端部と前記接続部との境界部と前記接合部材との前記基板に沿う方向における距離をｄ２とし、ａｒｃｔａｎ（ｄ１／ｄ２）＝θ２としたとき、θ１＞θ２である。
第１実施形態に係る電子デバイスの上面図である。 電子デバイスのキャップを省略した上面図である。 電子デバイスの下面図である。 第２電子部品の断面図である。 第３電子部品の断面図である。 第４電子部品の断面図である。 図２中のＡ－Ａ線断面図である。 電子デバイスを実装した状態を示す断面図である。 リードが変形して第１電子部品が実装面に接触した状態を示す断面図である。 電子デバイスのリード部分を拡大した部分拡大断面図である。 電子デバイスのリード部分を拡大した部分拡大断面図である。 第２実施形態に係る電子デバイスが有するリード部分を拡大した部分拡大断面図である。 第３実施形態に係る電子デバイスが有するリード部分を拡大した部分拡大断面図である。 第４実施形態に係る電子デバイスのキャップを省略した上面図である。 第１支持基板の断面図である。 第２支持基板の断面図である。
以下、本発明の電子デバイスを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図には、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸として図示している。Ｘ軸と平行な方向を「Ｘ軸方向」とも言い、Ｙ軸と平行な方向を「Ｙ軸方向」とも言い、Ｚ軸と平行な方向を「Ｚ軸方向」とも言う。また、Ｚ軸方向が鉛直方向に沿っており、Ｚ軸方向プラス側を「上」、Ｚ軸方向マイナス側を「下」とも言う。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る電子デバイスの上面図である。図２は、電子デバイスのキャップを省略した上面図である。図３は、電子デバイスの下面図である。図４は、第２電子部品の断面図である。図５は、第３電子部品の断面図である。図６は、第４電子部品の断面図である。図７は、図２中のＡ－Ａ線断面図である。図８は、電子デバイスを実装した状態を示す断面図である。図９は、リードが変形して第１電子部品が実装面に接触した状態を示す断面図である。図１０および図１１は、それぞれ、電子デバイスのリード部分を拡大した部分拡大断面図である。
図１ないし図３に示す電子デバイス１は、ＱＦＰ(Quad Flat Package)構造である。また、電子デバイス１は、基板２と、基板２の上面２１に接合された第２電子部品３ｚ、第３電子部品３ｘおよび第４電子部品３ｙと、基板２の下面２２に接合された第１電子部品６と、基板２の下面２２に接合された複数のリード７１を備えるリード群７と、第２電子部品３ｚ、第３電子部品３ｘおよび第４電子部品３ｙを覆うように基板２に被せられたキャップ１０と、を有する。
基板２は、平面視形状が略正方形の板状であり、互いに表裏関係にある第１面としての上面２１および第２面としての下面２２を有する。基板２は、セラミック基板であり、アルミナ、チタニア等の各種セラミック材料で構成されている。これにより、高い耐食性と優れた機械的強度とを有する基板２となる。また、吸湿し難く耐熱性にも優れるため、例えば、電子デバイス１の製造時に加わる熱によるダメージを受け難い。なお、基板２は、例えば、所定の配線パターンが形成された複数のセラミックシート（グリーンシート）を積層し、この積層体を焼結することにより製造される。ただし、基板２は、セラミック基板に限定されず、例えば、各種半導体基板、各種ガラス基板、各種プリント基板等を用いることもできる。
また、図２に示すように、基板２の上面２１には、第２電子部品３ｚと電気的に接続された端子Ｐ３ｚと、第３電子部品３ｘと電気的に接続された端子Ｐ３ｘと、第４電子部品３ｙと電気的に接続された端子Ｐ３ｙと、が形成されている。一方、図３に示すように、基板２の下面２２には、第１電子部品６と電気的に接続された端子Ｐ６と、リード群７と電気的に接続された端子Ｐ７と、が形成されている。これら各端子Ｐ３ｚ、Ｐ３ｘ、Ｐ３ｙ、Ｐ６、Ｐ７は、基板２に形成された図示しない配線を介して電気的に接続されている。
第２、第３、第４電子部品３ｚ、３ｘ、３ｙは、それぞれ、パッケージ化された表面実装部品である。これにより、素子が剥き出しの実装部品と比べて高い機械的強度を発揮することができる。さらに、第２、第３、第４電子部品３ｚ、３ｘ、３ｙの基板２への実装も容易となる。
また、本実施形態では、第２、第３、第４電子部品３ｚ、３ｘ、３ｙは、それぞれ、角速度センサーである。第２電子部品３ｚは、Ｚ軸まわりの角速度を検出し、第３電子部品３ｘは、Ｘ軸まわりの角速度を検出し、第４電子部品３ｙは、Ｙ軸まわりの角速度を検出する。これにより、電子デバイス１は、互いに直交する３軸まわりの角速度をそれぞれ独立して検出することができる。
第２、第３、第４電子部品３ｚ、３ｘ、３ｙの基本構成は、互いに同様であり、検出軸がＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を向くように互いに姿勢を直交させた状態で実装されている。図４ないし図６に示すように、第２、第３、第４電子部品３ｚ、３ｘ、３ｙは、それぞれ、パッケージ３１と、パッケージ３１に収容された検出素子３４と、を有する。また、パッケージ３１は、凹部を有し、凹部内に収容された検出素子３４を支持する箱型のベース３２と、凹部の開口を塞ぐようにベース３２に接合されたリッド３３と、を有する。ベース３２は、アルミナ等のセラミック材料で構成され、リッド３３は、コバール等の金属材料で構成されている。
また、検出素子３４は、例えば、駆動腕および振動腕を有する水晶振動素子である。水晶振動素子では、駆動信号を印加して駆動腕を駆動振動させた状態で検出軸まわりの角速度が加わると、コリオリの力によって検出腕に検出振動が励振される。そして、検出振動により検出腕に発生する電荷を検出信号として取り出し、取り出した検出信号に基づいて角速度を求めることができる。
図４に示すように、第２電子部品３ｚは、パッケージ３１の底面において導電性の接合部材Ｂ３ｚを介して基板２の上面２１に接合されている。パッケージ３１の底面には検出素子３４と電気的に接続された端子３５が形成されており、この端子３５が接合部材Ｂ３ｚを介して端子Ｐ３ｚと電気的に接続されている。また、図５に示すように、第３電子部品３ｘは、パッケージ３１の側面において導電性の接合部材Ｂ３ｘを介して基板２の上面２１に接合されている。パッケージ３１の側面には検出素子３４と電気的に接続された端子３５が形成されており、この端子３５が接合部材Ｂ３ｘを介して端子Ｐ３ｘと電気的に接続されている。また、図６に示すように、第４電子部品３ｙは、パッケージ３１の側面において導電性の接合部材Ｂ３ｙを介して基板２の上面２１に接合されている。パッケージ３１の側面には検出素子３４と電気的に接続された端子３５が形成されており、この端子３５が接合部材Ｂ３ｙを介して端子Ｐ３ｙと電気的に接続されている。
接合部材Ｂ３ｚ、Ｂ３ｘ、Ｂ３ｙは、それぞれ、半田であり、半田リフローによって第２、第３、第４電子部品３ｚ、３ｘ、３ｙと基板２との機械的および電気的な接続を行っている。これにより、基板２への第２、第３、第４電子部品３ｚ、３ｘ、３ｙの実装を容易かつ精度よく行うことができる。ただし、接合部材Ｂ３ｚ、Ｂ３ｘ、Ｂ３ｙとしては、半田に限定されず、例えば、金ろう、銀ろう等の各種ろう材、金バンプ、銀バンプ等の各種金属バンプ、樹脂系接着剤に導電性フィラーを分散させた各種導電性接着剤等を用いることができる。
以上、第２、第３、第４電子部品３ｚ、３ｘ、３ｙについて説明したが、これらの構成としては特に限定されない。例えば、検出素子３４が静電容量型のシリコン振動素子から構成され、静電容量の変化に基づいて角速度を検出する構成であってもよい。また、第２、第３、第４電子部品３ｚ、３ｘ、３ｙの少なくとも１つが他と異なる構成であってもよい。また、第２、第３、第４電子部品３ｚ、３ｘ、３ｙは、パッケージ化された表面実装部品でなくてもよく、例えば、パッケージ３１を省略し、キャップ１０内で検出素子３４が剥き出しとなっていてもよい。また、第２、第３、第４電子部品３ｚ、３ｘ、３ｙは、角速度以外の物理量を検出する物理量センサーであってもよいし、物理量センサーでなくてもよい。また、第２、第３、第４電子部品３ｚ、３ｘ、３ｙの少なくとも１つを省略してもよい。
図７に示すように、キャップ１０は、基板２の上面２１に接合されており、基板２との間に第２、第３、第４電子部品３ｚ、３ｘ、３ｙを収容する。キャップ１０は、ハット型であり、下面に開口する凹部を有する基部１０１と、基部１０１の下端部から外周側に向けて突出する環状のフランジ部１０２と、を有する。キャップ１０は、基部１０１内に第２、第３、第４電子部品３ｚ、３ｘ、３ｙを収容するようにして基板２の上面２１に配置され、フランジ部１０２が接合部材Ｂ１０を介して上面２１に接合されている。そして、キャップ１０内が気密封止されている。
このように、第２、第３、第４電子部品３ｚ、３ｘ、３ｙを収容するキャップ１０を設けることにより、第２、第３、第４電子部品３ｚ、３ｘ、３ｙを水分、埃、衝撃等から保護することができる。なお、本実施形態では、キャップ１０内は、大気封止されている。ただし、これに限定されず、例えば、減圧封止、陽圧封止してもよいし、窒素、アルゴン等の安定したガスに置換してもよい。
キャップ１０は、導電性を有し、例えば、金属材料で構成されている。特に、本実施形態では、鉄－ニッケル系合金である４２アロイで構成されている。これにより、セラミック基板からなる基板２とキャップ１０との線膨張係数差を十分に小さくすることができ、これらの線膨張係数差に起因する熱応力の発生を効果的に抑制することができる。したがって、環境温度に影響を受け難く、安定した特性を有する電子デバイス１となる。
また、キャップ１０は、電子デバイス１の使用時にグランドに接続される。これにより、キャップ１０が外部からの電磁ノイズを遮断するシールドとして機能し、キャップ１０の内部に収容された第２、第３、第４電子部品３ｚ、３ｘ、３ｙの駆動がより安定する。ただし、キャップ１０の構成材料としては、４２アロイに限定されず、例えば、ＳＵＳ材等の金属材料、各種セラミック材料、各種樹脂材料、シリコン等の半導体材料、各種ガラス材料等を用いることもできる。
第１電子部品６は、パッケージ化された表面実装部品である。これにより、素子が剥き出しの実装部品と比べて高い機械的強度を発揮することができる。さらに、第１電子部品６の基板２への実装も容易となる。
また、図７に示すように、第１電子部品６は、パッケージ６１と、パッケージ６１内に収容された加速度センサー４および回路素子５を有する。また、パッケージ６１は、凹部を有する箱型のベース６２と、凹部の開口を塞ぐようにベース６２に接合されたリッド６３と、を有する。ベース６２は、アルミナ等のセラミック材料で構成され、リッド６３は、コバール等の金属材料で構成されている。
そして、凹部の底面に回路素子５と加速度センサー４とが重ねて実装されている。また、回路素子５は、ボンディングワイヤーを介してベース６２の内部端子に電気的に接続され、加速度センサー４は、ボンディングワイヤーを介して回路素子５と電気的に接続されている。なお、パッケージ６１内における加速度センサー４および回路素子５の配置は、特に限定されない。
加速度センサー４は、Ｘ軸方向の加速度、Ｙ軸方向の加速度およびＺ軸方向の加速度をそれぞれ独立して検出することができる３軸加速度センサーである。これにより、電子デバイス１は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸まわりの角速度および各軸方向の加速度を検出可能な６軸複合センサーとなる。そのため、様々な電子部品に搭載可能で、利便性および需要の高い電子デバイス１となる。
加速度センサー４は、パッケージ４１と、パッケージ４１に収納された加速度検出素子４４、４５、４６と、を有する。パッケージ４１は、加速度検出素子４４、４５、４６を支持するベース４２と、ベース４２との間に加速度検出素子４４、４５、４６を収容するようにしてベース４２に接合されたリッド４３と、を有する。
また、加速度検出素子４４は、Ｘ軸方向の加速度を検出する素子であり、加速度検出素子４５は、Ｙ軸方向の加速度を検出する素子であり、加速度検出素子４６は、Ｚ軸方向の加速度を検出する素子である。これら加速度検出素子４４、４５、４６は、ベース４２に固定された固定電極と、ベース４２に対して可変な可動電極と、を有するシリコン振動素子である。検出軸方向の加速度を受けると可動電極が固定電極に対し変位し、固定電極と可動電極との間に形成された静電容量が変化する。そのため、加速度検出素子４４、４５、４６の静電容量の変化を検出信号として取り出し、取り出した検出信号に基づいて各軸方向の加速度を求めることができる。
なお、加速度センサー４の構成としては、その機能を発揮することができれば特に限定されない。例えば、加速度検出素子４４、４５、４６は、シリコン振動素子に限定されず、例えば、水晶振動素子であり、振動により生じる電荷に基づいて加速度を検出する構成であってもよい。また、加速度検出素子４４、４５、４６がそれぞれ別々のパッケージに収容されていてもよい。
回路素子５は、第２、第３、第４電子部品３ｚ、３ｘ、３ｙ、加速度センサー４およびリード群７と電気的に接続されている。回路素子５は、第２、第３、第４電子部品３ｚ、３ｘ、３ｙおよび加速度センサー４の駆動を制御する制御回路５１と、リード群７を介して外部との通信を行うインターフェース回路５２と、を有する。このうち、制御回路５１は、第２、第３、第４電子部品３ｚ、３ｘ、３ｙおよび加速度センサー４の駆動を制御し、第２、第３、第４電子部品３ｚ、３ｘ、３ｙおよび加速度センサー４から出力される検出信号に基づいてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸まわりの角速度および各軸方向の加速度を検出する。一方、インターフェース回路５２は、信号の送受信を行い、外部装置からの指令を受け付けたり、検出した角速度および加速度を外部装置に出力したりする。
第１電子部品６は、パッケージ６１の底面において導電性の接合部材Ｂ６を介して基板２の下面２２に接合されている。パッケージ６１の底面には回路素子５と電気的に接続された端子６５が形成されており、この端子６５が接合部材Ｂ６を介して端子Ｐ６と電気的に接続されている。接合部材Ｂ６は、半田であり、半田リフローによって第１電子部品６と基板２との機械的および電気的な接続を行っている。ただし、接合部材Ｂ６としては、半田に限定されず、例えば、金ろう、銀ろう等の各種ろう材、金バンプ、銀バンプ等の各種金属バンプ、樹脂系接着剤に導電性フィラーを分散させた各種導電性接着剤等を用いることができる。
以上、第１電子部品６について説明したが、第１電子部品６の構成としては、特に限定されない。例えば、パッケージ６１および加速度センサー４を省略し、第１電子部品６が回路素子５のみで構成されていてもよい。この場合、電子デバイス１は、３軸角速度センサーとし機能する。また、パッケージ６１および回路素子５を省略してもよい。この場合、電子デバイス１と電気的に接続される外部装置に回路素子５と同様の機能を有する回路を持たせ、当該回路によって電子デバイス１の制御を行えばよい。また、パッケージ６１を省略し、基板２の下面２２に回路素子５と加速度センサー４とを剥き出しの状態で実装してもよい。また、第１電子部品６は、加速度以外の物理量を検出する物理量センサーであってもよいし、物理量センサーでなくてもよい。
図７に示すように、リード群７は、基板２の下面２２側に位置し、導電性の接合部材Ｂ７を介して基板２の下面２２に接合された複数のリード７１を有する。また、複数のリード７１は、それぞれ、接合部材Ｂ７を介して端子Ｐ７と電気的に接続されている。図１および図２に示すように、複数のリード７１は、基板２の四辺に沿ってほぼ均等に設けられている。
接合部材Ｂ７は、半田であり、半田リフローによってリード７１と基板２との機械的および電気的な接続を行っている。これにより、リード７１と基板２との接続を容易かつ精度よく行うことができる。また、経年劣化が少なく、信頼性の高い接合部材Ｂ７となる。ただし、接合部材Ｂ７としては、半田に限定されず、例えば、金ろう、銀ろう等の各種ろう材、金バンプ、銀バンプ等の各種金属バンプ、樹脂系接着剤に導電性フィラーを分散させた各種導電性接着剤等を用いることができる。
ここで、電子デバイス１は、図８に示すように、リード７１を介して平滑な実装面Ｇに実装される。そして、この状態でＺ軸方向の衝撃が加わると、図９に示すように、第１電子部品６が実装面Ｇに接触するまでリード７１が弾性変形する。この際、弾性変形したリード７１が基板２に接触すると、リード７１や基板２が破損するおそれがあるため、本実施形態では、図９に示すような弾性変形時でもリード７１が基板２に接触しないようにリード７１を構成している。これにより、リード７１や基板２の破損を効果的に抑制することができ、機械的強度および信頼性の高い電子デバイス１となる。
特に、本実施形態では、リード７１がモールドされておらず露出しているため、リード７１が弾性変形し易く、図９の状態になり易い。したがって、本実施形態の効果がより顕著に発揮される。
次に、リード７１の構成について詳細に説明する。なお、複数のリード７１は、互いに同様の構成であるため、以下では、１つのリード７１について代表して説明し、その他のリード７１については、その説明を省略する。また、代表して説明するリード７１は、Ｚ－Ｘ平面に延在している。
図１０および図１１に示すように、リード７１は、基端部７１１と、先端部７１２と、基端部７１１と先端部７１２とを接続する接続部７１３と、を有する。リード７１は、基端部７１１と接続部７１３との間および先端部７１２と接続部７１３との間でそれぞれ逆方向に屈曲しており、クランク状となっている。これら各部のうち、基端部７１１は、接合部材Ｂ７を介して基板２の下面２２に接合されている。また、先端部７１２は、基端部７１１よりもＺ軸方向マイナス側つまり基板２から遠位に位置し、その下面で構成された端子面７１２ａを有する。電子デバイス１は、この端子面７１２ａにおいて実装面Ｇに実装される。また、基端部７１１および先端部７１２は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って延在しており、接続部７１３は、Ｚ軸方向に沿って延在している。そのため、Ｚ軸方向からの平面視で、先端部７１２は、基端部７１１の外側に位置している。ただし、基端部７１１、先端部７１２および接続部７１３の延在方法は、それぞれ、特に限定されない。
また、リード７１が延在するＸ－Ｚ平面に直交するＹ軸方向から見たとき、接合部材Ｂ７が基端部７１１に接する最も外側の位置Ｐｂと基板２の外縁２０とを結ぶ線Ｌ１と基端部７１１とのなす角をθ１とし、第１電子部品６と端子面７１２ａとのＺ軸方向すなわち基板２の厚さ方向における距離をｄ１とし、基端部７１１と接続部７１３との境界部７１４と接合部材Ｂ７とのＸ軸方向すなわち基板２に沿う方向における距離をｄ２とし、ａｒｃｔａｎ（ｄ１／ｄ２）＝θ２としたとき、θ１＞θ２の関係を満足する。なお、より詳細には、θ１は、線Ｌ１と基端部７１１の上面つまり基板２側の面とのなす角である。また、ｄ２は、位置Ｐｂと境界部７１４の頂点ＰａとのＸ軸方向における距離である。また、ａｒｃｔａｎは、ｔａｎの逆関数である。
θ１＞θ２の関係を満足することにより、図９の状態にリード７１が弾性変形するまでの間、リード７１と基板２との接触を抑制することができる。そのため、リード７１や基板２の破損を効果的に抑制することができ、機械的強度および信頼性の高い電子デバイス１となる。
なお、θ１＞θ２の関係を満足すれば特に限定されないが、この範囲の中でも、θ１／θ２＞１．５であることが好ましく、θ１／θ２＞２．０であることがより好ましい。これにより、リード７１と基板２との接触をさらに効果的に抑制することができる。ただし、θ１／θ２が大きすぎると、電子デバイス１の過度な大型化を招くおそれがある。そのため、上限値としては、θ１／θ２≦４．０であることが好ましく、θ１／θ２≦３．０であることがより好ましい。これにより、電子デバイス１の大型化を抑制しつつ、上述の効果を発揮することができる。
特に、本実施形態では、接合部材Ｂ７は、基板２の外縁２０よりも内側に位置している。このように、接合部材Ｂ７が外縁２０よりも内側に位置することで、例えば、電子デバイス１の製造時において、基板２とリード群７との位置ずれを許容し易くなる。このような構成では、基板２と基端部７１１とのＺ軸方向すなわち基板２の厚さ方向における距離をｄ３とし、基板２の外縁２０と接合部材Ｂ７とのＸ軸方向すなわち基板２に沿う方向における距離をｄ４としたとき、ｄ１／ｄ２＜ｄ３／ｄ４の関係を満足している。ａｒｃｔａｎ（ｄ３／ｄ４）＝θ１であり、ａｒｃｔａｎ（ｄ１／ｄ２）＝θ２であるため、ｄ１／ｄ２＜ｄ３／ｄ４の関係を満足することにより、θ１＞θ２をより確実に満足することができる。なお、より詳細には、ｄ４は、外縁２０と接合部材Ｂ７の位置Ｐｂとの距離である。
以上、本実施形態の電子デバイス１について説明した。電子デバイス１は、前述したように、互いに表裏関係にある第１面である上面２１および第２面である下面２２を有する基板２と、下面２２に搭載されている第１電子部品６と、基板２の下面２２側に位置し、下面２２に導電性の接合部材Ｂ７を介して接合されているリード７１と、を有する。また、リード７１は、基板２に沿った方向に延在し接合部材Ｂ７を介して下面２２に接合されている基端部７１１と、基端部７１１よりも基板２の厚さ方向において基板２から遠位に位置し端子面７１２ａを有する先端部７１２と、基端部７１１と先端部７１２とを接続する接続部７１３と、を有する。そして、リード７１が延在する面に直交する方向から見たとき、接合部材Ｂ７が基端部７１１に接する最も外側の位置Ｐｂと基板２の外縁２０とを結ぶ線Ｌ１と基端部７１１とのなす角をθ１とし、第１電子部品６と端子面７１２ａとの基板２の厚さ方向すなわちＺ軸方向における距離をｄ１とし、基端部７１１と接続部７１３との境界部と接合部材Ｂ７との基板２に沿う方向における距離をｄ２とし、ａｒｃｔａｎ（ｄ１／ｄ２）＝θ２としたとき、θ１＞θ２である。このような構成によれば、図９の状態にリード７１が弾性変形するまでの間、リード７１と基板２との接触を抑制することができる。そのため、リード７１や基板２の破損を効果的に抑制することができ、機械的強度および信頼性の高い電子デバイス１となる。
また、前述したように、接合部材Ｂ７は、基板２の外縁２０よりも内側に位置し、基板２と基端部７１１との基板２の厚さ方向における距離をｄ３とし、基板２の外縁２０と接合部材Ｂ７との基板２に沿う方向における距離をｄ４としたとき、ｄ１／ｄ２＜ｄ３／ｄ４である。このような関係を満足することにより、θ１＞θ２をより確実に満足することができる。
また、前述したように、基端部７１１は、露出している。そのため、リード７１が弾性変形し易い。したがって、前述したリード７１と基板２との接触を抑制することができる効果がより顕著に発揮される。
また、前述したように、上面２１に搭載されている第２電子部品３ｚと、上面２１に接合され、基板２との間に第２電子部品３ｚを収容するキャップ１０と、を有する。これにより、基板２の上面２１側を有効利用することができる。また、キャップ１０により第２電子部品３ｚを保護することができる。
＜第２実施形態＞
図１２は、第２実施形態に係る電子デバイスが有するリード部分を拡大した部分拡大断面図である。
本実施形態は、接合部材Ｂ７の配置が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態の図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
図１２に示すように、本実施形態の電子デバイス１では、Ｚ軸方向の平面視で、接合部材Ｂ７が基板２の外縁２０と重なっている。特に、本実施形態では、Ｚ軸方向の平面視で、位置Ｐｂが基板２の外縁２０と重なっている。リード７１は、位置Ｐｂ付近を支点に弾性変形するため、位置Ｐｂが基板２の外縁２０と重なることにより、弾性変形の支点をより外側に位置させることができる。そのため、リード７１と基板２との接触をさらに効果的に抑制することができる。
以上のように、本実施形態の電子デバイス１では、接合部材Ｂ７は、基板２の平面視にて、基板２の外縁２０と重なっている。これにより、リード７１と基板２との接触をさらに効果的に抑制することができる。
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
＜第３実施形態＞
図１３は、第３実施形態に係る電子デバイスが有するリード部分を拡大した部分拡大断面図である。
本実施形態は、接合部材Ｂ７の配置が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態の図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
図１３に示すように、本実施形態の電子デバイス１では、Ｚ軸方向の平面視で、接合部材Ｂ７が基板２の外縁２０と重なっている。特に、本実施形態では、Ｚ軸方向の平面視で、位置Ｐｂが基板２の外縁２０よりも外側に位置している。リード７１は、位置Ｐｂ付近を支点に弾性変形するため、位置Ｐｂが基板２の外縁２０よりも外側に位置することにより、弾性変形の支点をより外側に位置させることができる。そのため、リード７１と基板２との接触をさらに効果的に抑制することができる。
以上のように、本実施形態の電子デバイス１では、接合部材Ｂ７は、基板２の平面視にて、基板２の外縁２０と重なっている。これにより、リード７１と基板２との接触をさらに効果的に抑制することができる。
このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
＜第４実施形態＞
図１４は、第４実施形態に係る電子デバイスのキャップを省略した上面図である。図１５は、第１支持基板の断面図である。図１６は、第２支持基板の断面図である。
本実施形態は、第３、第４電子部品３ｘ、３ｙの基板２への接合方法が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態の各図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
図１４に示すように、電子デバイス１は、さらに、第１支持基板８と、第２支持基板９と、を有する。そして、第１支持基板８を介して第３電子部品３ｘが基板２に接合され、第２支持基板９を介して第４電子部品３ｙが基板２に接合されている。
第１支持基板８は、第３電子部品３ｘの基板２への実装を中継するインターポーザー基板であり、第２支持基板９は、第４電子部品３ｙの基板２への実装を中継するインターポーザー基板である。つまり、第３電子部品３ｘは、第１支持基板８を介して基板２に機械的に接合さると共に基板２と電気的に接続される。同様に、第４電子部品３ｙは、第２支持基板９を介して基板２に機械的に接合さると共に基板２と電気的に接続される。これら第１、第２支持基板８、９は、互いに同一の構成である。これにより、第１、第２支持基板８、９を個別に準備する必要が無くなり、電子デバイス１の製造コストを削減することができる。
また、第１、第２支持基板８、９は、共に、セラミック基板であり、アルミナ、チタニア等の各種セラミック材料で構成されている。これにより、高い耐食性と優れた機械的強度とを有する第１、第２支持基板８、９となる。また、吸湿し難く、耐熱性にも優れるため、例えば、電子デバイス１の製造時に加わる熱によるダメージを受け難い。なお、第１、第２支持基板８、９は、例えば、所定の配線パターンが形成された複数のセラミックシートを積層し、この積層体を焼結することにより製造される。ただし、第１、第２支持基板８、９は、セラミック基板に限定されず、例えば、各種半導体基板、各種ガラス基板、各種プリント基板等を用いることもできる。
図１５に示すように、第１支持基板８は、平面視形状が略正方形の板状であり、第３電子部品３ｘが接合された主面８１と、基板２の上面２１に接合される側面８３と、を有する。このような第１支持基板８は、主面８１をＸ軸方向に向け、かつ、側面８３を下側に向けた起立姿勢で、側面８３において複数の導電性の接合部材Ｂ８を介して基板２の上面２１に接合されている。また、第１支持基板８は、接合部材Ｂ８を介して端子Ｐ３ｘと電気的に接続されている。
図１６に示すように、第２支持基板９は、上述した第１支持基板８と同様、平面視形状が略正方形の板状であり、第４電子部品３ｙが接合された主面９１と、基板２の上面２１に接合される側面９３と、を有する。このような第２支持基板９は、主面９１をＹ軸方向に向け、かつ、側面９３を下側に向けた起立姿勢で、側面９３において複数の導電性の接合部材Ｂ９を介して基板２の上面２１に接合されている。また、第２支持基板９は、接合部材Ｂ９を介して端子Ｐ３ｙと電気的に接続されている。
接合部材Ｂ８、Ｂ９は、半田であり、半田リフローによって第１、第２支持基板８、９と基板２との機械的および電気的な接続を行っている。これにより、基板２への第１、第２支持基板８、９の実装を容易かつ精度よく行うことができる。ただし、接合部材Ｂ８、Ｂ９としては、半田に限定されず、例えば、金ろう、銀ろう等の各種ろう材、金バンプ、銀バンプ等の各種金属バンプ、樹脂系接着剤に導電性フィラーを分散させた各種導電性接着剤等を用いることができる。
ここで、第１支持基板８の側面８３は、十分に平滑化されている。具体的には、側面８３は、第３電子部品３ｘのベース３２の側面よりも表面粗さが小さい。さらに、側面８３は、その傾きが高精度に制御され、主面８１に対して直交している。また、第１支持基板８は、ベース３２よりも個体差が小さい。具体的には、無作為に選択された所定個数の第１支持基板８の主面８１と側面８３とのなす角の９０°からのずれ量の平均値が、無作為に選択された同個数のベース３２の底面と側面とのなす角の９０°からのずれ量の平均値よりも小さい。これにより、前述した第１実施形態のように、第１支持基板８を中継することなく第３電子部品３ｘを直接基板２に接合する場合と比べて、第３電子部品３ｘの姿勢ずれを小さくすることができる。
同様に、第２支持基板９の側面９３は、十分に平滑化されている。さらに、側面９３は、その傾きが高精度に制御され、主面９１に対して直交している。また、第２支持基板９は、ベース３２よりも個体差が小さい。これにより、前述した第１実施形態のように、第２支持基板９を中継することなく第４電子部品３ｙを直接基板２に接合する場合と比べて、第４電子部品３ｙの姿勢ずれを小さくすることができる。
以上のように、本実施形態の電子デバイス１では、側面８３が上面２１に接合されている第１支持基板８と、第１支持基板８の主面８１に接合されている第３電子部品３ｘと、側面９３が上面２１に接合されている第２支持基板９と、第２支持基板９の主面９１に接合されている第４電子部品３ｙと、を有する。これにより、基板２上での第３、第４電子部品３ｘ、３ｙの姿勢ずれを抑制することができる。
このような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
以上、本発明の電子デバイスを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
１…電子デバイス、１０…キャップ、１０１…基部、１０２…フランジ部、２…基板、２０…外縁、２１…上面、２２…下面、３ｘ…第３電子部品、３ｙ…第４電子部品、３ｚ…第２電子部品、３１…パッケージ、３２…ベース、３３…リッド、３４…検出素子、３５…端子、４…加速度センサー、４１…パッケージ、４２…ベース、４３…リッド、４４…加速度検出素子、４５…加速度検出素子、４６…加速度検出素子、５…回路素子、５１…制御回路、５２…インターフェース回路、６…第１電子部品、６１…パッケージ、６２…ベース、６３…リッド、６５…端子、７…リード群、７１…リード、７１１…基端部、７１２…先端部、７１２ａ…端子面、７１３…接続部、７１４…境界部、８…第１支持基板、８１…主面、８３…側面、９…第２支持基板、９１…主面、９３…側面、Ｂ１０…接合部材、Ｂ３ｘ…接合部材、Ｂ３ｙ…接合部材、Ｂ３ｚ…接合部材、Ｂ６…接合部材、Ｂ７…接合部材、Ｂ８…接合部材、Ｂ９…接合部材、Ｌ１…線、ｄ１…距離、ｄ２…距離、ｄ３…距離、ｄ４…距離、Ｇ…実装面、Ｐ３ｘ…端子、Ｐ３ｙ…端子、Ｐ３ｚ…端子、Ｐ６…端子、Ｐ７…端子、Ｐａ…頂点、Ｐｂ…位置

Claims (6)

  1. 互いに表裏関係にある第１面および第２面を有する基板と、
    前記第２面に搭載されている第１電子部品と、
    前記基板の前記第２面側に位置し、前記第２面に導電性の接合部材を介して接合されているリードと、を有し、
    前記リードは、前記基板に沿った方向に延在し前記接合部材を介して前記第２面に接合されている基端部と、前記基端部よりも前記基板の厚さ方向において前記基板から遠位に位置し端子面を有する先端部と、前記基端部と前記先端部とを接続する接続部と、を有し、
    前記リードが延在する面に直交する方向から見たとき、前記接合部材が前記基端部に接する最も外側の位置と前記基板の外縁とを結ぶ線と前記基端部とのなす角をθ１とし、前記第１電子部品と前記端子面との前記基板の厚さ方向における距離をｄ１とし、前記基端部と前記接続部との境界部と前記接合部材との前記基板に沿う方向における距離をｄ２とし、ａｒｃｔａｎ（ｄ１／ｄ２）＝θ２としたとき、θ１＞θ２であることを特徴とする電子デバイス。
  2. 前記接合部材は、前記基板の外縁よりも内側に位置し、
    前記基板と前記基端部との前記基板の厚さ方向における距離をｄ３とし、前記基板の外縁と前記接合部材との前記基板に沿う方向における距離をｄ４としたとき、ｄ１／ｄ２＜ｄ３／ｄ４である請求項１に記載の電子デバイス。
  3. 前記基端部は、露出している請求項１に記載の電子デバイス。
  4. 前記第１面に搭載されている第２電子部品と、
    前記第１面に接合され、前記基板との間に前記第２電子部品を収容するキャップと、を有する請求項１に記載の電子デバイス。
  5. 側面が前記第１面に接合されている第１支持基板と、
    前記第１支持基板の主面に接合されている第３電子部品と、
    側面が前記第１面に接合されている第２支持基板と、
    前記第２支持基板の主面に接合されている第４電子部品と、を有する請求項１に記載の電子デバイス。
  6. 前記接合部材は、前記基板の外縁と重なっている請求項１に記載の電子デバイス。
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