JP4096808B2 - 電子部品用パッケージ及びこれを用いた圧電発振器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子部品用パッケージ及びこれを用いた圧電発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＷＤＭ（波長分割多重）伝送システムや１０Ｇビットイーサーネットなどの普及に伴う小型化の進展により、これらに使用される高周波発振器に対して更なる小型化、高密度実装化が要求されている。
【０００３】
以下、従来の電子部品用パッケージ及びこれを用いた水晶発振器について説明する。
従来の水晶発振器（特に電子部品用パッケージ）には、例えば特開平１０−１５４７６３号公報で開示されたようなものがあり、図５（ａ）はその構成を示す分解斜視図、図５（ｂ）は縦断面図である。
四側面に凹部１０２を形成する平板状の樹脂基板１０１と、下面に備える凹陥の周縁の前記凹部１０２に相対する位置に形成する突出部１０４から延在する脚部１０５を備える金属カバー１０３と、を備えており、前記樹脂基板１０１の上面に水晶振動子及びＩＣ等の発振回路素子（不図示）が実装され、前記金属カバー１０３を被せて一体的に形成したものである。
【０００４】
前記金属カバー１０３は前記突出部１０４が前記樹脂基板１０１の上面周縁に当接することにより金属カバー１０３の厚さ方向の位置決めをし、前記凹部１０２に挿入されている前記脚部１０５がハ字状に弾性変形し該脚部１０５夫々の内側、即ち樹脂基板１０１の凹部１０２側に突設する膨出部１０６が凹部１０２の内壁にて衝止することで金属カバー１０３の平面方向の位置決め、即ち樹脂基板１０１と金属カバー１０３との中心が略一致している。
【０００５】
また、前記膨出部１０６と前記凹部１０２の内壁に形成する側面電極１０７との間隙にはんだを充填することにより膨出部１０６と側面電極１０７とを機械的に接続すると共に、側面電極１０７の少なくとも一箇所が前記樹脂基板の裏面に形成するアース電極（不図示）と電気的導通していることによりシールド効果を有する。
【０００６】
【特許文献】
特開平１０−１５４７６３号公報。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、四側面すべてに凹部を形成すると高密度実装に適する実装部品配置や樹脂基板のパターン配線が阻害されてしまう。この課題を解決するために一方の対向する側面のみに従来の構造を備える樹脂基板及び金属カバーが想定できるが、これでは金属カバー（脚部）と樹脂基板（側面電極）とを接合するはんだの収縮により、金属カバーが該金属カバーの他方の側面方向にズレが発生し該ズレに起因する周波数変動が発生する。また、逓倍回路にＬＣフィルタを構成した発振器の場合には、金属カバーとの電磁界結合の変動による出力レベルの変動やスプリアス抑制特性の劣化を招く。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、小型化（高密度実装化）に対応し、且つ、低コスト（単純な構造）の電子部品用パッケージ及びこれを用いた圧電発振器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係わる請求項１記載の発明は、一方の対向する側面夫々に溝部を形成する平板状のプリント配線基板と、下面に備える凹陥の周縁の前記溝部に相対する位置に脚部を突設する金属カバーと、を備え、前記溝部は一曲面又は複数の曲面を連設して形成され、前記脚部の内側に前記溝部の曲面の曲率と異なる曲面を有する凸部が形成され、前記金属カバーの凹陥の周縁と前記プリント配線基板の上面の周縁とが当接すると共に前記脚部の凸部を前記溝部の内壁である曲面に衝止することを特徴とする。
【００１０】
また請求項２記載の発明は、請求項１において、前記脚部の内側に形成する凸部を一又は複数の曲面からなる前記溝部の内壁に衝止することでセルフアライメント効果を図ることを特徴とする。
【００１１】
また請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の電子部品用パッケージに少なくとも圧電振動子と発振回路素子とを収容したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図示した本発明の実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
図１（ａ）は本発明の実施の形態の水晶発振器（特に電子部品用パッケージ）の構成を示す分解斜視図、図１（ｂ）はその接合部の横断面図である。
同図に示すように、一方の対向する側面夫々に半円状の溝部２を形成する平板状のプリント配線基板１と、下面に備える凹陥の周縁の前記溝部２に相対する位置に板状の脚部５を突設する金属カバー３と、を備えており、前記プリント配線基板１の上面に表面実装型水晶振動子及びＩＣ等の発振回路素子（不図示）が実装され、前記金属カバー３を被せて一体的に形成している。
【００１４】
前記金属カバー３の下面に備える凹陥の周縁と前記プリント配線基板１の上面の周縁とが当接することで金属カバー３の厚み方向の位置決めし、前記溝部２に挿入されている脚部５夫々の内側周縁が溝部２の内壁にて衝止することでセルフアライメント効果が機能し金属カバー３の平面方向の位置が決まり、プリント配線基板１と金属カバー３との中心が略一致している。
【００１５】
前記脚部５と前記溝部２の内壁に形成する側面電極７との間隙にはんだ９を充填することにより脚部５と側面電極７とを機械的に接続すると共に、側面電極７の少なくとも一方が前記プリント配線基板１の裏面若しくは中間層に形成するシールド層（不図示）と電気的導通していることによりシールド効果を有する。
【００１６】
前記脚部５の機械的強度を高めるために脚部５の基部を拡張し、該拡張する部位の周縁と前記プリント配線基板１の上面の周縁とが接触させることで前記金属カバー３の厚み方向の位置決めをしても構わない。
【００１７】
前記金属カバー３の平面方向の位置決め方法として、前記脚部５及び前記溝部２を一方の対向する側面夫々に１組ずつ形成する実施例で説明したが、複数で且つ同数組又は複数で且つ異数組（例えば一方側面には２組、他方側面には１組）であっても構わない。しかしながら、脚部５及び溝部２を複数組、例えば一方の対向する側面夫々に２組形成する場合には製造バラツキを考慮して、各側面に形成するいずれかの１組の脚部５と溝部２との嵌め合いを緩く、例えば溝部の開口幅を拡張し緩嵌するのが望ましい。
また、金属カバー３の平面方向のズレを規制する（セルフアライメント効果が機能する）ことが可能であれば、溝部２は半円状だけでなくＶ字状、台形状などテーパ形状を有するものでも構わない。
【００１８】
図２（ａ）は本発明の実施のその他の形態の水晶発振器（特に電子部品用パッケージ）を示す分解斜視図、図２（ｂ）は接合部の横断面図、図２（ｃ）は接合部の変形実施例である。
同図に示すように、一方の対向する側面夫々に半円状の溝部１２を形成する平板状のプリント配線基板１１と、下面に備える凹陥の周縁の前記溝部１２に相対する位置に板状の脚部１５を突設する金属カバー１３と、を備えており、前記プリント配線基板１１の上面に表面実装型水晶振動子及びＩＣ等の発振回路素子（不図示）が実装され、前記金属カバー１３を被せて一体的に形成している。
【００１９】
前記金属カバー１３の下面に備える凹陥の一方の対向する周縁に形成する前記脚部１５夫々の先端近傍内側（前記プリント配線基板１１の溝部１２側）に突設し前記溝部１２の開口幅より僅かに小さい略半球状の凸部１６が前記溝部１２の内壁にて衝止することでセルフアライメント効果が機能し金属カバー１３の平面方向の位置が決まり、プリント配線基板１１と金属カバー１３との中心が略一致している。また前記金属カバー１３の下面の他方の周縁と前記プリント配線基板１１の上面の周縁とが当接することで金属カバー１３の厚み方向の位置決めしている。
前記金属カバーの平面方向のその他の位置決め方法には、図２（ｃ）に示すように、前記凸部１６と該凸部１６より僅かに小さい溝部１２ａとを衝止する方法もある。
【００２０】
前記脚部１５の内側と前記溝部１２の内壁に形成する側面電極１７との間隙にはんだ１９を充填することにより脚部１５と側面電極１７とを機械的に接続すると共に、側面電極１７の少なくとも一方が前記プリント配線基板１１の裏面若しくは中間層に形成するシールド層（不図示）と電気的導通していることによりシールド効果を有する。
【００２１】
図３は本発明の実施のその他の形態の水晶発振器（特に電子部品用パッケージ）における金属カバーの平面方向の位置決めのその他の方法を示す接合部の横断面図である。
図２に示すように前記金属カバー１３の平面方向の位置決め方法として、前記凸部１６を前記溝部１２の内壁にて衝止する実施例を説明したが、金属カバー１３及び前記プリント配線基板１１は小型化されているため組立作業、即ち溝部１２と凸部１６との嵌合作業が極めて困難となる。そこで図３に示すように、複数（３個図示）の略半円を連設する溝部３２と該溝部３２の内壁に備える側面電極３７とをプリント配線基板に形成することで簡易な組立作業が可能となる。しかし溝部３２の開口が拡張したことにより、プリント配線基板１１と金属カバー１３との中心が略一致しない場合が発生するが溝部３２（連設する３個の略半円）の開口幅は小さいため金属カバーのズレ量は微小であり、また、凸部１６のセルフアライメント効果により金属カバー（脚部１５）とプリント配線基板（側面電極３７）とを接合するはんだ（不図示）の収縮による金属カバーが該金属カバーの他方の側面方向にズレが発生することはない。
【００２２】
図４（ａ）は本発明の実施の形態の水晶発振器（特に電子部品用パッケージ）における金属カバーとプリント配線基板との機械的及び電気的な接続のその他の方法を示す縦断面図、図４（ｂ）は斜視図である。
前記プリント配線基板と前記金属カバーとの機械的及び電気的な接続手段として、金属カバーに形成する脚部若しくは凸部とプリント配線基板に形成する側面電極（溝部の内壁）とをはんだ接合する手段を説明したが、プリント配線基板が極めて薄い場合は充分な接続面積を確保できない。その場合には図４に示すように、金属カバー２３に形成する脚部２５とプリント配線基板２１に形成する溝部（不図示）とは金属カバー２３の平面方向の位置決めのために使用し機械的及び電気的な接続は、金属カバー２３の厚み方向の位置決めをするために当接する該金属カバー２３の下面に備える凹陥の他方の対向する周縁の略中央を切り欠き且つ内側に曲折する当接部２８と該当接部２８と対向するプリント配線基板２１の上面の周縁に備える接続電極２７（シールド層と同電位）とをはんだ２９により接合する。
【００２３】
前記脚部１５、２５の機械的強度を高めるために脚部１５、２５の基部を拡張し該拡張する部位の周縁と前記プリント配線基板の上面の周縁とが当接することで前記金属カバーの厚み方向の位置決めをしても構わない。
【００２４】
本発明は、それぞれが個片状態のプリント配線基板と金属カバーとを用いた水晶発振器で説明したが、複数のプリント配線基板を備える集合基板に水晶振動子及び発振回路素子を実装し金属カバーを被せて一体的に形成した後分割し、複数の水晶発振器を得る方法であっても構わない。
【００２５】
発振回路素子はＩＣチップのみならず、ディスクリート部品であっても構わない。また前記発振回路素子の他に該発振回路素子に供給される電源電圧に重畳される高周波ノイズを除去するためのコンデンサ等を実装しても構わない。
【００２６】
ＳＰＸＯを用いて本発明を説明したが、ＴＣＸＯ、ＶＣ−ＴＣＸＯ、ＶＣＸＯ、ＯＣＸＯ、ＳＡＷ発振器等のデバイスに適用できることは云うまでもない。
【００２７】
水晶発振器（に実装される水晶振動子）を用いて本発明を説明したが、本発明では水晶振動片のカットアングルを限定するものではなくＡＴカット、ＢＴカット、ＣＴカット、ＤＴカット、ＳＣカット、ＧＴカット等のカットアングルの水晶振動片に適用できることは云うまでもない。
【００２８】
本発明は、水晶発振器のみに限定するものではなくランガサイト、四方酸リチウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料を用いる圧電発振器に適用できることは云うまでもない。
【００２９】
本発明に係るプリント配線基板は、セラミック配線基板及びガラスエポキシ、シリコン等の樹脂基板など絶縁層に用いられる材料は問わない。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、小型化（高密度実装）に対応し、且つ、低コスト（単純な構造）の電子部品用パッケージ及びこれを用いた圧電発振器が得られるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態における水晶発振器の構成図。
（ａ）分解斜視図。
（ｂ）接合部の横断面図。
【図２】その他の本発明実施形態における水晶発振器の構成図。
（ａ）分解斜視図。
（ｂ）接合部の横断面図。
（ｃ）接合部の変形実施例の横断面図。
【図３】その他の本発明実施形態におけるその他の接合部の横断面図。
【図４】その他の本発明実施形態の接続方法を示す構成図。
（ａ）縦断面図。
（ｂ）斜視図。
【図５】従来の水晶発振器（電子部品用パッケージ）の構成図。
（ａ）分解斜視図。
（ｂ）縦断面図。
【符号の説明】
１…プリント配線基板 ２…溝部 ３…金属カバー ５…脚部
７…側面電極 ９…はんだ
１１…プリント配線基板 １２、１２ａ…溝部 １３…金属カバー
１４…突出部 １５…脚部 １６…凸部 １７…側面電極
２１…プリント配線基板 ２３…金属カバー ２５…脚部
２７…接続電極 ２８…当接部 ２９…はんだ
３２…溝部 ３７…接続電極
１０１…樹脂基板 １０２…凹部 １０３…金属カバー
１０４…突出部 １０５…脚部 １０６…膨出部 １０７…側面電極

Claims (3)

1. 一方の対向する側面夫々に溝部を形成する平板状のプリント配線基板と、
   下面に備える凹陥の周縁の前記溝部に相対する位置に脚部を突設する金属カバーと、を備え、
   前記溝部は一曲面又は複数の曲面を連設して形成され、前記脚部の内側に前記溝部の曲面の曲率と異なる曲面を有する凸部が形成され、
   前記金属カバーの凹陥の周縁と前記プリント配線基板の上面の周縁とが当接すると共に前記脚部の凸部を前記溝部の内壁である曲面に衝止することを特徴とする電子部品用パッケージ。
2. 前記脚部の内側に形成する凸部を一又は複数の曲面からなる前記溝部の内壁に衝止することでセルフアライメント効果を図ることを特徴とする請求項１に記載の電子部品用パッケージ。
3. 請求項１又は２に記載の電子部品用パッケージに少なくとも圧電振動子と発振回路素子とを収容したことを特徴とする圧電発振器。

Images