JPH0735450Y2 - 電子部品 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は電子部品に関し、特に
たとえばセラミック共振子、セラミックフィルタあるい
は集積回路素子などのプレート状のエレメントを有する
電子部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３および図１４はこの考案の背景と
なるフィルタエレメントを示し、図１３はその正面図で
あり、図１４はその背面図である。この図１３および図
１４に示すフィルタエレメント１０は、厚みすべり振動
モード（シェアモード）を利用するエネルギ閉じ込め形
圧電フィルタである。この考案は特にこのような圧電フ
ィルタに好適するので、ここで、この考案の理解に必要
な範囲でこのフィルタエレメントについて説明する。

【０００３】エレメント１０はたとえば圧電セラミック
からなる短冊状の圧電基板１２を含み、この圧電基板１
２にはその上端から長手方向にそのほぼ中央にまでスリ
ット１３が形成される。また、圧電基板１２の一方主面
のスリット１３で分割された左右両側には、１対の振動
電極１４ａおよび１４ｃ１と１４ｂおよび１４ｃ２とが
それぞれ形成される。左右の振動電極のうち電極１４ｃ
１と１４ｃ２とは共通接続される。圧電基板１２の他方
主面には、それぞれの振動電極１４ａおよび１４ｃ１と
１４ｂおよび１４ｃ２とに対向して共通電極１６ａと１
６ｂとが形成される。

【０００４】また、圧電基板１２の一方主面には、振動
電極１４ａから圧電基板１２の上端にまで延びる引出し
部１８ａが形成され、振動電極１４ｂから圧電基板１２
の上端にまで延びて引出し部１８ｂが形成される。さら
に、圧電基板１２の他方主面には、共通電極１６ａおよ
び１６ｂに共通的に接続されて圧電基板１２の下端にま
で延びる引出し部２０が形成される。これら電極や引出
し部は、たとえば銀、ニッケルなどの蒸着やスパッタリ
ングによって形成される。

【０００５】このようなフィルタエレメント１０にリー
ド端子が接続される。すなわち、図１５で示すように、
リード端子２２が引出し部２０に、リード端子２４ａが
引出し部１８ａに、リード端子２４ｂが引出し部１８ｂ
に、それぞれ、たとえばはんだ付けで接続される。

【０００６】さらに、図１６で示すように、リード端子
２２、２４ａおよび２４ｂが接続されたフィルタエレメ
ント１０が、たとえばシリコンゴムなどの弾性材２６で
覆われ、さらに、たとえば樹脂などの外装材２８で被覆
され、図１７で示すような回路構成の圧電フィルタ３０
として形成される。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】この圧電フィルタ３０
では、製造中はもちろん、完成後であってもフィルタエ
レメント１０が弾性材２６中に浮いている形となるた
め、外的な衝撃によってエレメント１０が破壊されるこ
とがあった。特に、エレメント１０の圧電基板１２の中
央にスリット１３が形成されている場合は顕著である。

【０００８】このような圧電基板１２のクラックないし
割れを防止するために、図１８で示すように、補強基板
を用いることが提案されている。すなわち、絶縁材から
なる補強基板４０の表面に図１５のリード端子２２、２
４ａおよび２４ｂのそれぞれの先端部分に相当する導体
パターン４２、４４ａおよび４４ｂが形成される。この
補強基板４０の表面にフィルタエレメント１０が載置さ
れ、それぞれの導体パターン４２、４４ａおよび４４ｂ
のそれぞれの一端がエレメント１０の引出し部２０、１
８ａおよび１８ｂにたとえばはんだ付けされる。そし
て、導体パターン４２、４４ａおよび４４ｂのそれぞれ
の他端に、リード端子２２、２４ａおよび２４ｂがたと
えばはんだ付けされる。

【０００９】この従来技術では、エレメントの割れなど
が生じない程度にその機械的強度は大きくなるが、所定
の導体パターンが形成された補強基板を別部品として準
備する必要があり、部品点数が増加するだけでなく、は
んだ付けする個所が増えてその製造工程も煩雑になる。
その結果、コスト高になる。さらに、補強基板に導体パ
ターンを形成する必要があるので補強基板をエレメント
より小さくできないため、圧電フィルタの小型化にも問
題がある。

【００１０】それゆえに、この考案の主たる目的は、機
械的強度が向上されしかも簡単な構成でかつ製造時のは
んだづけ性を向上できる構造上の特徴を有する電子部品
を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この考案は、プレート状
のエレメントを、このエレメントとほぼ同じ形状でほぼ
同じ大きさの金属板によって全体的に支持し、１つのリ
ード端子がこの金属板から延びて形成され、別のリード
端子がエレメントの引出し部に接続された電子部品にお
いて、金属板側に面するエレメント主面上に電極が形成
されるとともに、金属板に貫通孔が形成され、貫通孔を
介して金属板と電極とがはんだづけされるものとし、こ
のとき貫通孔周縁がテーパ状になっており、貫通孔の周
縁を規定する金属板のテーパ面上にはんだづけ性のよい
メッキ膜が施されているのを特徴としている。

【００１２】

【作用】金属板の一方主面にプレート状のエレメントが
全体的に支持され、したがって、この金属板から延びる
リード端子がエレメントの引出し部に接続される。一
方、別のリード端子がエレメントの引出し部に接続され
る。貫通孔を介して金属板と電極とがはんだで接続され
るわけであるが、貫通孔周縁に地金が露出していないの
で金属板の表面側と電極とがはんだで確実に接続され
る。このようにして、リード端子間に抵抗、コンデン
サ、フィルタあるいは集積回路などのエレメントが接続
される。

【００１３】

【考案の効果】この考案によれば、金属板によってエレ
メントを全体的に支持しているため、従来のようにエレ
メントを弾性材で覆っただけのものに比べて耐衝撃性が
向上し、エレメントのクラックや割れを有効に防止する
ことができる。しかも、その金属板はリード端子と一体
になっているため、従来の補助基板を用いるものに比べ
て、構造が簡単になる。すなわち、図１８に示す従来の
ものは補強用の基板とリード端子とが別々になっていた
ので、図１５に示す従来のものに対して部品点数の増加
や工程の煩雑さを招来した。これに対して、この考案で
は、補強用の金属板はリード端子と一体になっているた
め、補強基板を用いるものと同等以上の機械的強度を有
し、しかも別部品を準備する必要もなく、さらに、はん
だ付けなどの工数の増加もない。また、金属板とリード
端子とをたとえばプレス加工により同時に成形すること
ができるので、工程はさらに簡単になる。

【００１４】さらに、この考案によれば金属板がシール
ド板として有効に作用する場合がある。すなわち、たと
えば図１３および図１４に示すような圧電フィルタエレ
メントを有する電子部品では、フィルタの入力側と出力
側とがストレイ容量を介して直接結合されてしまい、し
たがって減衰域でのスプリアス特性がよくなかった。と
ころが、この考案の金属板を用いてそれを接地すれば、
入出力間にシールド板が介在されたと同じ効果があり、
そのため、この考案によれば、入出力間のアイソレーシ
ョンがよくなる。実施例として図１３および図１４に示
す圧電フィルタエレメントにこの考案を適用した場合に
は、減衰域でのスプリアス特性が従来のものと比べてた
とえば５ｄＢ改善される。

【００１５】さらに、この考案によれば製造過程におけ
るエレメントの保持が簡単になる。すなわち、図１５に
示す従来の構造ではリード端子によってエレメントを挟
持できず、リード端子をはんだ付けする前に仮固定して
保持しておくことができないし、図１８に示す従来の構
造ではエレメントと補強基板との一体保持が困難であっ
た。これに対して、この考案によれば、エレメントが全
面的に金属板上に支持されるので、金属板と別のリード
端子とによってエレメントを挟持して仮固定（仮保持）
することができ、特に、電子部品を自動組立て装置を用
いてつくる場合、非常に便利である。

【００１６】そしてこの考案によれば、貫通孔を介して
金属板と電極とがはんだづけされるわけであるが、貫通
孔周縁に地金が露出していないので金属板の表面側と電
極とがはんだで確実に接続される。

【００１７】この考案の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１８】

【実施例】図１はこの考案の一実施例を示す正面図であ
る。図２は図１実施例に用いられる金属板およびリード
端子を示す正面図である。図３は図１実施例の側面図で
ある。この実施例では、図１３および図１４に示す圧電
フィルタエレメント１０が用いられるが、この考案は、
他の圧電セラミックを用いたエレメントたとえばセラミ
ック共振子など、水晶その他の単結晶圧電体、あるいは
圧電体以外の集積回路など、任意の電子部品に適用され
得るものであることを、予め指摘しておく。

【００１９】図２を参照して、金属板２１は、たとえば
洋白、真鍮あるいは４２ニッケル（４２％のニッケルを
含むニッケル−鉄の合金）などの金属からなり、エレメ
ント１０とほぼ同じ形状でほぼ同じ大きさに形成され
る。そしてこの金属板２１には、図２に示すように、エ
レメント１０の引出し部２０に対応する位置に、貫通孔
２１ａが形成される。この貫通孔２１ａは、そこを通し
て金属板２１とエレメント１０との位置的なずれを目視
により確認ができ、またエレメント１０と金属板２１と
のはんだ付けのために必要なものである。

【００２０】金属板２１の下端中央から下方に延びてリ
ード端子２２が形成される。このリード端子２２はフレ
ーム２５から上方に延びて形成される。また、リード端
子２４ａおよび２４ｂが、リード端子２２の両側に所定
間隔を隔てて平行にフレーム２５から上方に延びて形成
される。したがって、金属板２１とリード端子２２、２
４ａおよび２４ｂとは、フレーム２５から延びて一体的
に形成され、いわゆるフープ材として構成される。さら
に、リード端子２４ａおよび２４ｂの自由端は互いに内
方に折り曲げられて折曲部２４ａ１および２４ｂ１とし
て形成され、この折曲部２４ａ１および２４ｂ１は金属
板２１側に折り曲げて金属板２１に重なるように形成さ
れる。この折曲部２４ａ１および２４ｂ１は、金属板２
１上に図１３および図１４に示すエレメント１０を載せ
た場合、引出し部１８ａおよび１８ｂとそれぞれ対応す
る。

【００２１】図１および図３を参照して、金属板２１の
表面には、エレメント１０（図１３および図１４参照）
が載置される。この場合、エレメント１０は、金属板２
１と折曲部２４ａ１および２４ｂ１とで挟持され、仮固
定された状態となる。すなわち、金属板２１によってエ
レメント１０が全面的に支持され、エレメント１０の上
端部分の主面に折曲部２４ａ１および２４ｂ１が載せら
れる。リード端子２４ａおよび２４ｂのそれぞれはフレ
ーム２５から一体的に延びているためばね性を有する。
このリード端子２４ａおよび２４ｂのばね性によって、
エレメント１０が金属板２１との間に挟持され得るので
ある。

【００２２】ついで、リード端子２２、２４ａおよび２
４ｂとエレメント１０とが接続される。まず、エレメン
ト１０の引出し部２０が、特に図４に示すように、貫通
孔２１ａを介して金属板２１の表面部分にはんだ付けに
よって電気的に接続されかつ機械的に固定される。この
場合、金属板２１は、はんだ濡れ性や耐候性を向上させ
るためにはんだや銀などを金属板材地金にメッキした
後、金型にて所望の形状に打ち抜いて製造される。する
と、金型で打ち抜かれてできた貫通孔２１ａのせん断面
にはメッキがほどこされておらず、金属板材地金が露出
したままになっている。このため、貫通孔２１ａを介し
てエレメント１０の引出し部２０と金属板２１（正確に
はメッキ膜）とをはんだづけするとき、大部分は図４に
示すようにエレメント１０の引出し部２０と金属板２１
とが電気的に接続されかつ機械的に固定されるが、まれ
に、図５に示すようにはんだづけ不良が発生することも
ある。これは、はんだ濡れ性のあまりよくない金属板材
地金が露出している個所がはんだブリッヂ経路に存在し
ているためはんだがエレメント１０の引出し部２０への
びず、はんだ濡れ性のよいメッキ膜面上にのびるためで
ある。なお、図において、５１と５２は金属板２１の表
・裏面上のメッキ膜、５３は貫通孔２１ａの側周面とな
るせん断面、５４ははんだである。そこで、本考案で
は、実施例としては図６に示すように、貫通孔２１ａの
周囲部分にタタキ加工をほどこし、地金が貫通孔２１ａ
の側周面にできるかぎりないしはほとんど露出しないよ
うにした。いわば貫通孔２１ａの周縁がテーパ状になっ
ており、貫通孔２１ａの周縁を規定する金属板２１のテ
ーパ面５５上にメッキがほどこされている状態になって
いるといえる。すると、はんだづけの際、なめらかには
んだが貫通孔２１ａ内に拡散するから、エレメント１０
の引出し部２０と金属板２１とが確実に電気的に接続さ
れるとともに機械的に固着されることになる。つまり、
この構造だと、金属板とこれとはんだづけされるべき電
極とのはんだづけ性が向上し、したがって製品の歩留ま
りや信頼性が向上する。そして、エレメント１０の引出
し部１８ａおよび１８ｂが、それぞれ、リード端子２４
ａおよび２４ｂの折曲部２４ａ１および２４ｂ１にはん
だ付けによって電気的に接続されかつ機械的に固定され
る。

【００２３】その後、リード端子２２、２４ａおよび２
４ｂが接続された状態でエレメント１０の周囲がたとえ
ばシリコンゴムなどの弾性材（図示せず）で覆われ、さ
らにその周囲にはたとえば樹脂などの外装材（図示せ
ず）が形成される。

【００２４】最後に、リード端子２２、２４ａおよび２
４ｂがフレーム２５から切り離されて図１６に示すよう
な圧電フィルタ３０として完成される。

【００２５】図７は圧電フィルタの周波数特性を示すグ
ラフであり、実線がこの実施例の特性を示し、点線が従
来例の特性を示す。

【００２６】図７から明らかなように、この実施例の圧
電フィルタ３０は、図１５や図１８に示す従来の圧電フ
ィルタに比べてその減衰域でのスプリアス特性が約５ｄ
Ｂ改善されている。これは、金属板２１がシールド板と
して作用したからである。すなわち、この実施例の圧電
フィルタ３０では、金属板２１が図１７で示す回路構成
の入出力間に存在することになるので、この金属板２１
が接地されることによって入出力間のシールド板として
作用するため、入出力間のアイソレーションが改善さ
れ、フィルタとしてのスプリアス特性が改善されるので
ある。

【００２７】なお、金属板２１やリード端子２２、２４
ａおよび２４ｂの材料として４２ニッケルを用いた場
合、その他の一般的な材料たとえば洋白や真鍮を用いた
場合に比べて、圧電フィルタ３０の温度特性が向上され
得る。これは、４２ニッケルが、次表１からわかるよう
に、圧電基板１２とほぼ同等の線膨張係数やヤング率を
有するからである。

【００２８】

【表１】

【００２９】基板１２すなわちエレメント１０と金属板
２１との線膨張率などがあまり大きく違うと、中心周波
数が温度変化によって大きく変化してしまうばかりか、
ヒートショックによる応力増大にともなって、圧電基板
１２と金属板２１やリード端子２２、２４ａおよび２４
ｂとの接合部分に破壊を生じたり圧電基板１２にクラッ
クを生じることがあるが、４２ニッケルの場合にはその
ような電気的特性の変化や機械的強度の劣化が有効に防
止されるのである。

【００３０】考案者等の実験によれば、たとえば洋白の
場合にはフィルタの中心周波数の温度特性はＮ３０ｐｐ
ｍ／℃であるのに対して、４２ニッケルを用いた場合の
中心周波数の温度特性はＮ１０ｐｐｍ／℃と低かった。

【００３１】図８および図９はエレメントの他の例を示
し、図８はその正面図であり、図９はその背面図であ
る。このエレメント１０は厚みたて振動モードを利用し
たエネルギ閉じ込め形の圧電フィルタエレメントであ
る。

【００３２】図１０は図８および図９のエレメントを用
いる場合の金属板およびリード端子を示す正面図であ
る。金属板２１は図８および図９に示すエレメント１０
とほぼ同じ形状でほぼ同じ大きさに形成され、その下部
中央に貫通孔２１ａが形成される。貫通孔２１ａは、エ
レメント１０を金属板２１に重ねた状態で、エレメント
１０の引出し部２０に対応する位置に形成される。さら
に、金属板２１の中央の左右の２箇所には貫通孔２１ａ
１および２１ａ２が形成される。貫通孔２１ａ１および
２１ａ２のそれぞれは、エレメント１０を金属板２１に
重ねた状態で、共通電極１６ａおよび１６ｂに対応する
位置に形成され、振動電極１４ａ、１４ｃ１および１４
ｂ、１４ｃ２部分に空隙部を形成するのに利用される。

【００３３】図８および図９に示すエレメント１０が図
１１の点線で示すように、図１０に示す金属板２１上に
取り付けられる。エレメント１０の引出し部２０が貫通
孔２１ａの周辺の金属板２１にたとえばはんだ付けさ
れ、さらに、リード端子２４ａおよび２４ｂが引出し部
１８ａおよび１８ｂにそれぞれたとえばはんだ付けされ
る。

【００３４】その後、図１２に示すように、詳しくは特
公昭４５−２２３８４号公報に開示してあるように、振
動電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ１および１４ｃ２と共通
電極１６ａおよび１６ｂとの周辺にはたとえば一定の大
きさにワックス層を形成したうえで、たとえばエポキシ
樹脂などの外装材２８を付着する。この外装材２８を加
熱硬化するとき、ワックスが外装材２８にしみ込んで図
１２で示す空隙２６が形成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例を示す正面図である。

【図２】図１に示す実施例に用いられるフープ材を示す
正面図である。

【図３】図１に示す実施例の側面図である。

【図４】この考案の先行例における要部断面図である。

【図５】この考案の先行例における要部断面図である。

【図６】この考案の一実施例における要部断面図であ
る。

【図７】周波数特性を示すグラフであり、実線が図１に
示す実施例の特性を示し、点線が従来例の特性を示す。

【図８】エレメントの他の例を示す正面図である。

【図９】エレメントの他の例を示す背面図である。

【図１０】図８および図９に示すエレメントに用いられ
るフープ材を示す正面図である。

【図１１】図８および図９に示すエレメントが図１０に
示すフープ材に取り付けられた状態を示す斜視図であ
る。

【図１２】別の実施例を示す断面図である。

【図１３】この考案の背景となりかつこの考案に用いら
れ得る圧電フィルタエレメントの一例を示す正面図であ
る。

【図１４】この考案の背景となりかつこの考案に用いら
れ得る圧電フィルタエレメントの一例を示す背面図であ
る。

【図１５】図１３および図１４に示したエレメントにリ
ード端子が取り付けられた正面図である。

【図１６】従来の圧電フィルタの一例を示す断面図であ
る。

【図１７】図１６に示す圧電フィルタの回路図である。

【図１８】従来の圧電フィルタの他の例を示す正面図で
ある。

【符号の説明】

１０ 圧電フィルタエレメント １２ 圧電基板 １４ａ、１４ｂ、１４ｃ１、１４ｃ２ 振動電極 １６ａ、１６ｂ 共通電極 １８ａ、１８ｂ、２０ 引出し部 ２１ 金属板 ２２、２４ａ、２４ｂ リード端子 ３０ 圧電フィルタ ５４ はんだ ５５ テーパ面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 プレート状のエレメント、前記エレメン
   トとほぼ同じ形状でほぼ同じ大きさに形成され、前記エ
   レメントの主面がその一方主面上に支持される金属板、
   前記金属板から延びて形成されるリード端子、前記エレ
   メントの引出し部に接続される別のリード端子、および
   前記金属板側に面する前記エレメントの主面上に形成さ
   れる電極を有し、前記電極の位置に関連して前記金属板
   に貫通孔が形成され、前記貫通孔の周縁がテーパ状に形
   成され、前記貫通孔の周縁を規定する前記金属板のテー
   パ面上にはんだづけ性のよいメッキ膜が施され、前記貫
   通孔を介して前記金属板と前記電極とがはんだづけされ
   る、電子部品。