TW201401953A - 表面安裝型元件 - Google Patents

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TW201401953A
TW201401953A TW102121648A TW102121648A TW201401953A TW 201401953 A TW201401953 A TW 201401953A TW 102121648 A TW102121648 A TW 102121648A TW 102121648 A TW102121648 A TW 102121648A TW 201401953 A TW201401953 A TW 201401953A
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TW102121648A
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Inventor
Takayuki Ishikawa
Shinichi Sato
Kazuo Akaike
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Nihon Dempa Kogyo Co
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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H—ELECTRICITY
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    • H05K7/1417—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack having securing means for mounting boards, plates or wiring boards
    • H05K7/142—Spacers not being card guides

Abstract

本發明提供一種表面安裝型元件，利用一體形成有多個引腳的引腳轉接器將基底基板與主基板加以連接，使自動安裝成為可能，焊料連接也可以藉由回流焊接來實現，能夠提高設計的自由度，還能夠滿足顧客的要求。所述表面安裝型元件是將引腳轉接器(5)搭載於基底基板(1)，所述引腳轉接器(5)一體形成有多個引腳(6)，將引腳(6)的前端插入至形成於主基板(2)的相對應的位置的孔中，將基底基板(1)與主基板(2)加以連接，引腳轉接器(5)的引腳(6)的基腳部分向內側折彎，在所述基腳部分形成有開口部(52)、開口部(53)。

Description

表面安裝型元件
本發明是有關於一種表面安裝型元件，特別是有關於一種可以自動安裝並且能夠回流焊接(reflow)，使設計的自由度提高的表面安裝型元件。
[現有的技術]
作為表面安裝型元件(Surface Mount Device，SMD)，有表面安裝型壓電振盪器，已知的是如下構成：在主基板上搭載有晶體振動子等的電子零件，利用多個引腳(pin)將所述主基板固定於基底基板(base substrate)上，並利用罩蓋(cover)加以覆蓋。
所述表面安裝型壓電振盪器例如用於帶有恒溫槽的晶體振盪器(Oven Controlled Crystal Oscillator，OCXO)。OCXO通過恒溫槽來將晶體振盪器或者晶體振動子的溫度保持為固定，使由周邊溫度的變化所導致的輸出頻率的變化量減少。
[現有的OCXO：圖12~圖14]
一面參照圖12~圖14，一面對現有的OCXO的構成進行說明。圖12是現有的OCXO的概略圖，圖13是將現有的OCXO的各部分加以分離而自斜上方觀察的概略圖，圖14是將現有的 OCXO的各部分加以分離而自斜下方觀察的概略圖。
現有的OCXO形成為如下構成：在主基板2搭載有晶體振動子等的電子零件，利用多個引腳6'將所述主基板2連接於基底基板1，以覆蓋主基板2的方式而設置有罩蓋3。
搭載於主基板2的晶體振動子是雙列直插封裝(Dual In-line Package，DIP)型的晶體振動子。所謂DIP型是指如下的封裝：將自主體(body)的兩側伸出的導針(lead)(引腳(pin))插入至電路基板上所開設的孔中而進行安裝。
在這裡，為了利用引腳6'將基底基板1與主基板2加以連接，在基底基板1設置有多個引腳6'的插入用的孔(貫通孔)，在主基板2上也在相對應的位置設置有多個孔(貫通孔)。
並且，將引腳6'的一端插入至基底基板1的孔中，在將多個引腳6'垂直地豎立的狀態下將引腳6'的另一端插入至主基板2的相對應的孔中，以將基底基板1與主基板2加以連接。
在現有的OCXO中，是利用基底基板1而使得製品SMD化，但是整個製品的大小是由作為主幹零件的晶體振動子的大小來決定。
並且，在主基板2搭載有加熱器零件，用來使晶體振動子的溫度為固定，但是特別的熱會在金屬製的引腳上傳導而逃散至基底基板1，進而逃散至外側的用戶基板，當熱逃散時，加熱器零件將升溫而增加消耗功率。
因此，在引腳中較好的是使用熱傳導率低的原材料(raw material)。
[相關技術]
再者，作為相關的先前技術，有日本專利特開2005-085863號公報“電子電路單元”(阿爾卑斯電氣(ALPS ELECTRIC)股份有限公司)[專利文獻1]、日本專利特開2008-085744號公報“表面安裝用的壓電振盪器”(日本電波工業股份有限公司)[專利文獻2]、日本專利特表平06-509686號公報“電氣零件的封裝”(BLT公司(BLT corporation))[專利文獻3]、日本專利特表2002-505513號公報“兩塊電路基板連接用接觸片(contact strip)及接觸片的製造方法”(惠特克公司(the Whitaker corporation))[專利文獻4]。
專利文獻1中揭示了一種電子電路單元，包括：電路基板，安裝於框體內；帶罩蓋的電子零件，搭載於電路基板；以及多個線狀的端子，以貫通的狀態安裝於電路基板。
專利文獻2中揭示了一種表面安裝用的壓電振盪器，在基底基板上形成有凹部，將金屬支柱固定於所述凹部，將副印刷基板(sub print substrate)支持於金屬支柱，並設置有罩蓋構件。
專利文獻3中揭示了一種電氣零件的封裝，在基底基板上經由絕緣片(insulation sheet)而形成有多層印刷基板(印刷電路板(printed circuit board，PCB)，在所述PCB的緣部安裝插入有引腳的圍欄(fence)，將所述引腳插入至外殼(casing)上所形成的孔中。
專利文獻4中揭示了一種形成有接觸片(contact strip)的構造，所述接觸片將兩塊電路基板加以電性連接及機械連接。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2005-085863號公報
[專利文獻2]日本專利特開2008-085744號公報
[專利文獻3]日本專利特表平06-509686號公報
[專利文獻4]日本專利特表2002-505513號公報
但是，在現有的表面安裝型元件中，是設為在基底基板上豎立多個引腳並插入至主基板的孔中而將兩基板加以連接，因此存在如下問題：要求引腳的垂直精度，組裝的難度高，無法進行引腳的自動安裝。
而且，在現有的表面安裝型元件中，由於無法進行自動安裝，因此還存在如下問題：成為電極端子的引腳與形成於基底基板上的電極圖案的焊料連接，無法藉由回流焊接來進行。
並且，在現有的表面安裝型元件中，關於內部零件的安裝位置及引腳配置，由於受到顧客用安裝墊(pad)(用戶基板)的影響，因而存在如下問題：對配置具有限制，設計的自由度低。
此外，在現有的表面安裝型元件中，由於將引腳插入至基底基板的孔中，因此存在如下問題：從基底基板的底面看得見引腳，存在有的顧客會認為不好的情況，從而無法滿足顧客的要求。
再者，在專利文獻1~專利文獻4中沒有關於如下方面的記載：在引腳轉接器(pin adapter)中一體形成有多個引腳，在基底基板上容易進行引腳轉接器的搭載，因此可以進行自動安裝。
本發明是鑑於上述實際情況而開發的，目的在於提供一種表面安裝型元件，利用一體形成有多個引腳的引腳轉接器將基 底基板與主基板加以連接，使自動安裝成為可能，焊料連接也可以藉由回流焊接來實現，能夠提高設計的自由度，還能夠滿足顧客的要求。
用來解決上述現有例的問題的本發明是一種表面安裝型元件的構造，將安裝有電子零件的主基板與基底基板加以連接，其特徵在於：將包含多個引腳的引腳轉接器固定於基底基板，且將引腳的形成得較細的前端插入至設置於主基板的孔中，以將主基板與基底基板加以連接。
本發明是一種表面安裝型元件，將安裝有電子零件的主基板搭載於基底基板，其特徵在於：將引腳轉接器搭載於基底基板，所述引腳轉接器是將在垂直方向上豎立的多個金屬製的引腳加以組裝而成型，將引腳的前端部分插入至設置於主基板的相對應的位置的孔中，以將主基板與基底基板加以連接，且以覆蓋主基板及引腳轉接器的方式而設置罩蓋。
根據所述表面安裝型元件，本發明的特徵在於：在引腳轉接器中，未與主基板連接的一側的引腳的基腳部分是向內側折彎，在所述引腳的基腳部分形成有開口部。
根據所述表面安裝型元件，本發明的特徵在於：在引腳轉接器的底面形成有定位引腳，在基底基板上、在與定位引腳相對應的位置形成有凹部，使引腳轉接器的定位引腳插入至基底基板的凹部。
根據所述表面安裝型元件，本發明的特徵在於：在引腳轉接器的側面設置有凸緣(flange)，所述凸緣是向基底基板側突出，使引腳轉接器的底面自基底基板的表面頂起。
根據所述表面安裝型元件，本發明的特徵在於：在引腳轉接器中設置有支持部，所述支持部是包圍著引腳的周圍而支持所述引腳。
根據所述表面安裝型元件，本發明的特徵在於：在引腳中，使與接地線(ground)連接的引腳及與電源連接的引腳的寬度加寬，使其它引腳的寬度變窄。
根據本發明，設為如下表面安裝型元件，即，將包含多個引腳的引腳轉接器固定於基底基板，將引腳的形成得較細的前端插入至設置於主基板的孔中，以將主基板與基底基板加以連接，因此具有如下效果：使自動安裝成為可能，焊料連接也可以藉由回流焊接來實現，並且能夠提高設計的自由度。
根據本發明，設為如下表面安裝型元件，即，將引腳轉接器搭載於基底基板，所述引腳轉接器是將在垂直方向上豎立的多個金屬製的引腳加以組裝而成型，將引腳的前端部分插入至設置於主基板的相對應的位置的孔中，將主基板與基底基板加以連接，以覆蓋主基板及引腳轉接器的方式而設置罩蓋，因此具有如下效果：使自動安裝成為可能，焊料連接也可以藉由回流焊接來實現，並且能夠提高設計的自由度。
1‧‧‧基底基板
2‧‧‧主基板
3‧‧‧罩蓋
5‧‧‧引腳轉接器
6、6'、6a~6f‧‧‧引腳
51‧‧‧凸緣
52、53‧‧‧開口部
54‧‧‧定位引腳
圖1是本發明的實施方式的OCXO的概略圖。
圖2是將實施方式的OCXO的各部分加以分離而自斜上方觀察的概略圖。
圖3是將實施方式的OCXO的各部分加以分離而自斜下方觀察的概略圖。
圖4是自斜上方觀察引腳轉接器及引腳的概略圖。
圖5是自斜下方觀察引腳轉接器及引腳的概略圖。
圖6是表示溫度與頻率特性的相對關係的圖。
圖7是表示溫度與電流特性的相對關係的圖。
圖8是自斜上方觀察另一個引腳轉接器及另一個引腳的概略圖。
圖9是自斜下方觀察另一個引腳轉接器及另一個引腳的概略圖。
圖10是表示另一個OCXO的溫度與頻率特性的相對關係的圖。
圖11是表示另一個OCXO的溫度與電流特性的相對關係的圖。
圖12是現有的OCXO的概略圖。
圖13是將現有的OCXO的各部分加以分離而自斜上方觀察的概略圖。
圖14是將現有的OCXO的各部分加以分離而自斜下方觀察的概略圖。
一面參照附圖，一面對本發明的實施方式進行說明。
[實施方式的概要]
本發明的實施方式的表面安裝型元件是：將引腳轉接器(pin adapter)搭載於基底基板，所述引腳轉接器一體形成有多個引腳，將引腳的前端插入至安裝有晶體振動子等的電子零件的主基板的孔中，將主基板自動安裝於基底基板，利用回流焊接在基底基板上進行焊料連接，然後，利用罩蓋覆蓋整體，因此可以實現自動安裝，能夠利用回流焊接進行焊料連接。
此外，由於使用引腳轉接器將主基板與引腳加以連接， 所以，與用戶基板的連接的限制減少，能夠提高設計的自由度，而且設為：在基底基板上未設置引腳插入的貫通孔的構成，因此引腳的端部不會自基底基板的底面突出，不存在顧客認為不好的情況，從而也能夠滿足顧客的要求。
[實施方式的OCXO：圖1~圖3]
一面參照圖1~圖3，一面對本發明的實施方式的表面安裝型元件(本元件)進行說明。再者，在圖1~圖3中，本元件應用於OCXO。圖1是本發明的實施方式的OCXO的概略圖，圖2是將實施方式的OCXO的各部分加以分離而自斜上方觀察的概略圖，圖3是將實施方式的OCXO的各部分加以分離而自斜下方觀察的概略圖。
本發明的實施方式的OCXO(本OCXO)如圖1~圖3所 示，形成為如下構成：在主基板2搭載晶體振動子等的電子零件，將引腳轉接器5配置於基底基板1，所述引腳轉接器5是與多個引腳6形成為一體，將多個引腳6的前端插入至主基板2的相對應的孔中，將主基板2與基底基板1加以連接，並以覆蓋主基板2及引腳轉接器5的方式而設置有罩蓋3。
因此，在基底基板1未設置引腳插入用的孔。
[引腳轉接器及引腳：圖4、圖5]
一面參照圖4、圖5，一面對本OCXO的引腳轉接器5及引腳6進行具體說明。圖4是自斜上方觀察引腳轉接器及引腳的概略圖，圖5是自斜下方觀察引腳轉接器及引腳的概略圖。
引腳轉接器5如圖4、圖5所示，由塑膠(plastic)所形成，所述塑膠是由耐熱性的樹脂所構成，引腳6由導電性的金屬所形成。
引腳轉接器5是利用：使用模具(mold)的插入(insert)成型而製成，在所述模具中在插入了全部的引腳6的狀態下流入樹脂而成型，從而將引腳6與引腳轉接器5形成為一體。
引腳轉接器5沿著兩長邊的側面，形成有凸緣(flange)51。
凸緣51形成為帶狀的形狀，自引腳轉接器5的底面起稍向下側突出，與基底基板1的接觸部分成為凸緣51的邊部分，發揮使引腳轉接器5自基底基板1稍稍浮起的作用。再者，凸緣51也可以沿著引腳轉接器5的兩短邊的側面而形成。
藉由所述凸緣51，縮小了引腳轉接器5與基底基板1的接觸面積，抑制了熱傳導。
而且，藉由凸緣51，在基底基板1的電極圖案與引腳6的經折彎的基腳部分之間形成有空間，從而容易藉由回流焊接而形成焊料層。
引腳轉接器5中，形成引腳6的部分(周圍部分)及用來保持強度的中央部分由塑膠所形成，在中心部分的左右設置有大的開口部52，在中央部也在引腳的基腳部分所露出的部位設置 有小的開口部53。
在這裡，將周圍部分的塑膠稱為“周圍框部”，將中央部分的塑膠稱為“中央框部”，將兩者合稱為“框部”。
藉由所述開口部52、開口部53，可以利用回流焊接，對引腳6的經折彎的基腳部分及基底基板1的電極圖案進行焊料連接。
並且，在引腳轉接器5的周圍框部，在垂直方向上設置有圓柱形狀的支持部，所述支持部以包圍引腳6的周圍的方式而支持引腳6。藉由所述支持部，引腳6的垂直方向的精度及強度得以保持。
並且，引腳轉接器5如圖5所示，在底面上的兩個部位形成有突起部形式的定位引腳54，在基底基板1上形成有與所述定位引腳54相對應的凹部，將定位引腳54插入至基底基板1的凹部，藉此防止位置偏離。
引腳6形成為如下構成：朝向主基板2的前端部分自中
途設置階差部分而變細，所述變細的前端部分被插入至主基板2的孔中，而本來的寬度部分不會插入孔中，從而利用階差部分將孔周邊頂起。
即，主基板2的孔形成為如下大小：引腳6的前端的較細部分能夠插入，但是引腳6的本來的寬度(本來的粗度)無法插入。
並且，引腳6的基腳部分形成為帶狀的構造，在引腳轉接器5的底面向內側折彎。在與所述引腳6的基腳部分相當的基底基板1的表面，形成有相對應的金屬電極的圖案，藉由回流焊接，將引腳6的基腳部分與金屬電極的圖案加以焊料連接。
再者，在基底基板1的長邊的側面設置有過線端子(through terminal)，所述過線端子與金屬電極的圖案相連接，並與背面的金屬電極相連接。
在引腳轉接器5中，並不是使引腳貫通於形成於基底基板1的貫通孔，因此能夠不受用戶基板的規格影響，而能夠根據安裝於主基板2的電子零件的配置來任意變更引腳6的位置，而且，引腳6的數量在圖4、圖5中為6條，但是也可以設為任意數量，例如設為10條，從而可以提高設計的自由度。
[溫度與頻率特性的相對關係：圖6]
其次，一面參照圖6，一面對本OCXO的溫度與頻率特性的相對關係進行說明。圖6是表示溫度與頻率特性的相對關係的圖。
在本OCXO中，在引腳6中使用了鐵與鎳的合金(例如，42合金(alloy)、柯伐鐵鎳鈷合金(kovar)等)，由於電流的損耗少，因此如圖6所示，溫度特性獲得比較平穩(flat)的特性。
[溫度與電流特性的相對關係：圖7]
此外，一面參照圖7，一面對本OCXO的溫度與電流特性的相對關係進行說明。圖7是表示溫度與電流特性的相對關係的圖。
在本OCXO中，溫度與頻率特性的相對關係如圖6所示為良好，但是熱傳導率高，因此散熱量增加，其結果如圖7所示，形成為電流增加的特性。
[另一個實施方式]
其次，對另一個實施方式的表面安裝型元件(另一個元件)進行說明。特別是，對於應用了所述另一個元件的OCXO(另一個OCXO)進行說明。
另一個OCXO與本OCXO基本相同，不同點在於：引腳轉接 器5及引腳6的構成部分。
[另一個引腳轉接器及引腳：圖8、圖9]
一面參照圖8、圖9，一面對另一個OCXO的引腳轉接器及引腳(另一個引腳轉接器及另一個引腳)進行說明。圖8是自斜上方觀察另一個引腳轉接器及另一個引腳的概略圖，圖9是自斜下方觀察另一個引腳轉接器及另一個引腳的概略圖。
本OCXO的引腳6全部形成為相同的形狀，但是另一個引腳則根據所配置的位置形成為不同的形狀。
具體而言，被接地的接地線(GND)引腳6a除了前端部分以外、使寬度寬於其它引腳，與電源連接的電源引腳6d也使寬度加寬。藉由使寬度加寬，可以使電流容量(current capacity)增加。
為了抑制所傳導的熱量，其它的引腳6b、引腳6c、引腳6e、引腳6f盡可能地使引腳的寬度變窄(變細)。
引腳6的經折彎的基腳部分也同樣地設為如下構成：寬度寬的引腳，使基腳部分寬度寬；寬度窄的引腳，使基腳部分寬度窄。由此，縮小了基底基板1的與電極的焊料接合部分，抑制了所傳導的熱量。
再者，引腳6c、引腳6f位於引腳轉接器5的角部，因此為了穩定地搭載主基板2，將階差部設為十字狀的形狀。
另一個引腳轉接器5顯示引腳6的形狀發生了變化，且包圍引腳6的支持部的形狀也發生了變化。
具體而言，對於將引腳的寬度形成得較寬的引腳6a、引腳6d，使支持部加寬；對於將引腳的寬度形成得較窄的引腳6b、引腳6c、 引腳6e、引腳6f，使支持部變窄。
並且，在另一個引腳轉接器5上，也形成有凸緣51及定位引腳54。
在圖5中，由於引腳6的基腳部分形成於引腳轉接器5的底面上所形成的凹陷部分，因此不需要增大藉由凸緣51的頂起寬度，但是在圖9中，由於引腳6的基腳部分自引腳轉接器5的底面突出並折彎，因此與圖5相比，增大了藉由凸緣51的頂起幅度。
[另一個OCXO的溫度與頻率特性的相對關係：圖10]
一面參照圖10，一面對另一個OCXO的溫度與頻率特性的相對關係進行說明。圖10是表示另一個OCXO的溫度與頻率特性的相對關係的圖。
在另一個OCXO中，也在引腳6中使用了鐵與鎳的合金，並且使GND引腳6a及電源引腳6d的寬度加寬，但是由於對若干的電流容量造成了影響，因此如圖10所示，恒溫側的溫度特性變差，不過作為產品特性在容許範圍內。
[另一個OCXO的溫度與電流特性的相對關係：圖11]
此外，一面參照圖11，一面對另一個OCXO的溫度與電流特性的相對關係進行說明。圖11是表示另一個OCXO的溫度與電流特性的相對關係的圖。
在另一個OCXO中，採用了抑制所傳導的熱量的構成，由此如圖11所示使電流減少，從而形成為優於圖7的特性。
[實施方式的效果]
根據本OCXO及另一個OCXO，將引腳轉接器5搭載於基底基板1上，所述引腳轉接器5一體形成有多個引腳6，將引腳6 的前端插入至設置於主基板2的相對應的位置的孔中，而將基底基板1與主基板2加以連接，因此具有如下效果：可以實現自動安裝，可以藉由回流焊接來實現焊料連接，能夠提高設計的自由度，並能夠滿足顧客的要求。
根據本OCXO及另一個OCXO，通過使用引腳轉接器5， 而具有如下效果：能夠防止將主基板2的熱經由基底基板1而釋放至用戶基板。
根據本OCXO及另一個OCXO，設為如下構成，即，利 用凸緣51使引腳轉接器5自基底基板1浮起，而縮小接觸面積，因此具有可以抑制所傳導的熱量的效果。
根據本OCXO及另一個OCXO，將形成於引腳轉接器5 的底面的定位引腳54插入至設置於基底基板1的相對應的位置的凹部，使引腳轉接器5的位置固定，因此具有引腳轉接器5的位置不會偏離的效果。
根據另一個OCXO，根據信號的種類來變更引腳的寬度， 由此具有如下效果：可以改善溫度與電流特性的相對關係。
[產業上的可利用性]
本發明適用於如下表面安裝型元件：利用引腳轉接器將基底基板與主基板加以連接，所述引腳轉接器一體形成有多個引腳，使自動安裝成為可能，焊料連接也可以藉由回流焊接來實現，能夠提高設計的自由度，還能夠滿足顧客的要求。
1‧‧‧基底基板
2‧‧‧主基板
3‧‧‧罩蓋
5‧‧‧引腳轉接器
6‧‧‧引腳

Claims (7)

  1. 一種表面安裝型元件，將安裝有電子零件的主基板與基底基板加以連接，其特徵在於：將包含多個引腳的引腳轉接器固定於所述基底基板，且將所述引腳的形成得較細的前端插入至設置於所述主基板的孔中，以將所述主基板與所述基底基板加以連接。
  2. 一種表面安裝型元件，將安裝有電子零件的主基板搭載於基底基板，其特徵在於：將引腳轉接器搭載於所述基底基板，所述引腳轉接器是將在垂直方向上豎立的多個金屬製的引腳加以組裝而成型，將所述引腳的前端部分插入至設置於所述主基板的相對應的位置的孔中，以將所述主基板與所述基底基板加以連接，且以覆蓋所述主基板及所述引腳轉接器的方式而設置罩蓋。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的表面安裝型元件，其中：在所述引腳轉接器中，未與所述主基板連接的一側的所述引腳的基腳部分是向內側折彎，在所述引腳的基腳部分形成有開口部。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的表面安裝型元件，其中：在所述引腳轉接器的底面形成有定位引腳，在所述基底基板上、在與所述定位引腳相對應的位置形成有凹部， 使所述引腳轉接器的所述定位引腳插入至所述基底基板的凹部。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的表面安裝型元件，其中：在所述引腳轉接器的側面設置有凸緣，所述凸緣是向基底基板側突出，使所述引腳轉接器的底面自所述基底基板的表面頂起。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的表面安裝型元件，其中：在所述引腳轉接器中設置有支持部，所述支持部包圍著所述引腳的周圍而支持所述引腳。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的表面安裝型元件，其中：在所述引腳中，使與接地線連接的引腳及與電源連接的引腳的寬度加寬，使其它引腳的寬度變窄。
TW102121648A 2012-06-20 2013-06-19 表面安裝型元件 TWI587767B (zh)

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