(57)【要約】【課題】本発明は、プリント基板のモールドベースへの取り付け及び取り外しを容易に行うことができる水晶発振器を提供する。【解決手段】水晶発振器は、第１面、該第１面に対向する第２面、及び第１面から第２面まで貫通し内周に導電面（１１３）が形成されたスルーホール（１１２）を有し、第１面又は第２面の少なくとも一方に所定の周波数で振動する水晶振動子及び水晶振動子を発振させる発振回路を配置するプリント基板（１１０）と、外周に配置された接続端子とプリント基板を固定する金属製のインナーリード（１２１）とを有するモールドベース（１２０）と、を備え、インナーリードがモールドベースから所定方向に伸び、インナーリードの表面が所定方向の垂直方向に突出する突出面（１２４ａ、１２４ｂ）を有し、インナーリードがスルーホールを貫通して、インナーリードの突出面とスルーホールの導電面とが接して発振回路と接続端子とが導通している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面、該第１面に対向する第２面、及び前記第１面から前記第２面まで貫通し内周に導電面が形成されたスルーホールを有し、前記第１面又は前記第２面の少なくとも一方に所定の周波数で振動する水晶振動子及び前記水晶振動子を発振させる発振回路を配置するプリント基板と、
外周に配置された接続端子と前記プリント基板を固定する金属製のインナーリードとを有するモールドベースと、を備え、
前記インナーリードは前記モールドベースから所定方向に伸び、前記インナーリードの表面は前記所定方向の垂直方向に突出する突出面を有し、
前記インナーリードは前記スルーホールを貫通して、前記インナーリードの突出面と前記スルーホールの前記導電面とが接して前記発振回路と前記接続端子とが導通している水晶発振器。
【請求項２】
前記突出面は、前記インナーリードの一端と他端との間で前記所定方向から角度をもって前記インナーリードが折り曲げられて形成される請求項１に記載の水晶発振器。
【請求項３】
前記インナーリードは、前記所定方向に伸びる直線部と、前記直線部から前記垂直方向に突出する突起部とにより構成され、
前記突起部の先端が前記突出面となる請求項１に記載の水晶発振器。
【請求項４】
前記導電面は前記内周に銅箔が形成され、前記銅箔の表面に金メッキが施されることにより形成され、
前記インナーリードの表面には金メッキが施されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の水晶発振器。
【請求項５】
前記プリント基板は、前記水晶振動子が前記モールドベースに面する面に配置され、
前記モールドベースは、前記接続端子の一部が接地され、前記モールドベースの前記プリント基板が載置される側の面に前記接地される接続端子に電気的に接続されるフレームが形成され、
前記水晶振動子と前記フレームとが接触している請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子を有するプリント基板がモールドベースに載置されることにより形成される水晶発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
基地局等で使用される水晶発振器は、小型化に対する要求は厳しくないものの特性面への要求が厳しい。そのため、このような目的の水晶発振器は部品数が多く、プリント基板に水晶振動子及び多数の部品が載置されて形成される。また、このような水晶発振器では部品数が多いことからプリント基板の表裏両面に部品が載置される。
【０００３】
例えば特許文献１では、プリント基板がモールドベースに実装されて形成される発振器が示されている。モールドベースは複数のインナーリードを有しており、プリント基板は複数のスルーホールを有している。プリント基板はモールドベースのインナーリードをスルーホールに通すことによりモールドベースに載置される。スルーホールに通されたインナーリードが半田付けされることによりプリント基板がモールドベースに固定され、プリント基板とモールドベースとが導通される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−４６０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１で示されたような発振器は、プリント基板がモールドベースに取り付けられた後に回路内の定数の検討又は調整等のために基板上の部品が交換される場合がある。このような場合であり、プリント基板のモールドベース側の面に取り付けられた部品を交換する場合には、半田を外してプリント基板をモールドベースから取り外す必要がある。またその後、再びプリント基板を半田によりモールドベースに取り付ける。発振器ではこのようなプリント基板のモールドベースへの取り付け及び取り外しが複数回行われることがあり、このような場合に半田の取り付け及び取り外しが大きな手間となり作業効率を悪くする原因となっていた。また、このようなプリント基板の複数回の取り付け及び取り外しによりプリント基板の電極パターンの剥離及びスルーホールの破損等の問題が生じていた。
【０００６】
そこで本発明は、プリント基板のモールドベースへの取り付け及び取り外しを容易に行うことができる水晶発振器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１観点の水晶発振器は、第１面、該第１面に対向する第２面、及び第１面から第２面まで貫通し内周に導電面が形成されたスルーホールを有し、第１面又は第２面の少なくとも一方に所定の周波数で振動する水晶振動子及び水晶振動子を発振させる発振回路を配置するプリント基板と、外周に配置された接続端子とプリント基板を固定する金属製のインナーリードとを有するモールドベースと、を備え、インナーリードがモールドベースから所定方向に伸び、インナーリードの表面が所定方向の垂直方向に突出する突出面を有し、インナーリードがスルーホールを貫通して、インナーリードの突出面とスルーホールの導電面とが接して発振回路と接続端子とが導通している。
【０００８】
第２観点の水晶発振器は、第１観点において、突出面が、インナーリードの一端と他端との間で所定方向から角度をもってインナーリードが折り曲げられて形成される。
【０００９】
第３観点の水晶発振器は、第１観点において、インナーリードが、所定方向に伸びる直線部と、直線部から垂直方向に突出する突起部とにより構成され、突起部の先端が突出面となる。
【００１０】
第４観点の水晶発振器は、第１観点から第３観点において、導電面は内周に銅箔が形成され、銅箔の表面に金メッキが施されることにより形成され、インナーリードの表面には金メッキが施されている。
【００１１】
第５観点の水晶発振器は、第１観点から第４観点において、プリント基板では、水晶振動子がモールドベースに面する面に配置され、モールドベースでは、接続端子の一部が接地され、モールドベースのプリント基板が載置される側の面に接地される接続端子に電気的に接続されるフレームが形成され、水晶振動子とフレームとが接触している。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、プリント基板のモールドベースへの取り付け及び取り外しを容易に行うことができる水晶発振器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】水晶発振器１００の分解斜視図である。
【図２】プリント基板１１０及びモールドベース１２０の斜視図である。
【図３】（ａ）は、図２の点線１１２ａの拡大断面図である。  （ｂ）は、図２の点線１１２ａの上面図である。
【図４】（ａ）は、スルーホール１１２に挿入されたインナーリード２２１の断面図である。  （ｂ）は、スルーホール１１２に挿入されたインナーリード２２１の上面図である。
【図５】（ａ）は、スルーホール１１２に挿入されたインナーリード３２１の断面図である。  （ｂ）は、スルーホール１１２に挿入されたインナーリード３２１の上面図である。
【図６】（ａ）は、プリント基板３１０及びモールドベース３２０の斜視図である。  （ｂ）は、実装基板３４０及び実装基板３４０に実装された水晶発振器３００の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１５】
（第１実施形態）
＜水晶発振器１００の構成＞
図１は、水晶発振器１００の分解斜視図である。水晶発振器１００は、所定の周波数で振動する水晶振動子１１１及び水晶振動子１１１を発振させる発振回路が配置されたプリント基板１１０と、プリント基板１１０を載置するモールドベース１２０と、プリント基板１１０を覆うようにモールドベース１２０に取り付けられるカバー１３０と、により構成されている。プリント基板１１０及びモールドベース１２０は例えば矩形形状に形成される。以下の説明では、プリント基板１１０及びモールドベース１２０の長辺が伸びる方向をＸ軸方向、プリント基板１１０及びモールドベース１２０の短辺が伸びる方向をＺ軸方向、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に垂直でプリント基板１１０の上方に向かう方向をＹ軸方向として説明する。
【００１６】
プリント基板１１０は、例えば絶縁基板上に抵抗、コンデンサ、配線、トランジスタ、ダイオード、及び半導体チップ等の部品が形成されたハイブリッドＩＣ（集積回路）である。また、プリント基板１１０には所定の周波数で振動する水晶振動子１１１を含み、発振回路が形成されている。プリント基板１１０の四隅及び長辺の中央付近にはそれぞれプリント基板１１０を貫通するスルーホール１１２が形成されており、プリント基板１１０に載置される部品は、プリント基板１１０の＋Ｙ軸側及び−Ｙ軸側の面に形成されている。
【００１７】
モールドベース１２０には、＋Ｙ軸側の面の四隅及び長辺の中央付近にそれぞれスルーホール１１２に対応する＋Ｙ軸方向に伸びたインナーリード１２１が形成されている。また、モールドベース１２０の−Ｙ軸側の面には、各インナーリード１２１にそれぞれ導通する接続端子１２５が形成されている。接続端子１２５は、モールドベース１２０の−Ｙ軸側の面の四隅及び長辺の中央付近に形成されている。また、モールドベース１２０の＋Ｙ軸側の面の中央領域１２６は凹んで形成されている。これにより、プリント基板１２０がモールドベース１２０に載置された場合にプリント基板１２０の−Ｙ軸側の面の中央付近がモールドベース１２０から浮いた状態になり、プリント基板１２０の−Ｙ軸側の面に形成される部品がモールドベース１２０に当たらない。
【００１８】
カバー１３０は−Ｙ軸側の面に凹みが形成されており、プリント基板１１０をこの凹みの内部に収めるようにモールドベース１２０に取り付けられる。カバー１３０は、モールドベース１２０にプリント基板１１０が実装された後に、プリント基板１１０の＋Ｙ軸側に配置される。カバー１３０の＋Ｙ軸側の面には、例えば品番等がマーキングされて表示されることができる。
【００１９】
図２は、プリント基板１１０及びモールドベース１２０の斜視図である。図２では、プリント基板１１０がモールドベース１２０に実装された状態が示されている。プリント基板１１０の各スルーホール１１２にインナーリード１２１がそれぞれ通されてモールドベース１２０にプリント基板１１０が実装される。水晶発振器１００では、プリント基板１１０がモールドベース１２０に実装された状態で、インナーリード１２１に半田が取り付けられていない。
【００２０】
図３（ａ）は、図２の点線１１２ａの拡大断面図である。図３（ａ）は、スルーホール１１２及びインナーリード１２１のＸＹ平面での断面図であり、後述される図３（ｂ）のＡ−Ａ断面図に相当する。プリント基板１１０に形成されるスルーホール１１２の内面には電極１１３が形成されている。電極１１３はプリント基板１１０の表面に銅箔１１３ａが形成され、銅箔１１３ａの表面には金メッキ１１３ｂが施されることにより形成されている。電極１１３はスルーホール１１２の内面からプリント基板１１０の表面に引き出されてプリント基板１１０の配線となる。このため、スルーホール１１２の内周は導電面となっている。
【００２１】
インナーリード１２１は、鉄などの金属１２２を基材とし、その表面に金メッキ１２３が施されている。インナーリード１２１は、全体的には＋Ｙ軸方向に伸びているが、部分的に折れ曲がっている。図３（ａ）におけるインナーリード１２１は２回折り曲げられている。まず、インナーリード１２１のモールドベース１２０に近い根本付近で＋Ｙ軸方向から−Ｘ軸方向に角度ａだけ曲げられ、さらにその＋Ｙ軸側で＋Ｙ軸方向から＋Ｘ軸方向に角度ｂとなる方向に曲げられている。このようにインナーリード１２１が折り曲げられることにより、インナーリード１２１は＋Ｘ軸方向及び−Ｘ軸方向にそれぞれ突出した部分が形成される。インナーリード１２１が−Ｘ軸側に折り曲げられることにより＋Ｘ軸方向に突出した部分の端面を突出面１２４ａとし、インナーリード１２１が＋Ｘ軸側に折り曲げられることにより−Ｘ軸方向に突出した部分の端面を突出面１２４ｂとする。突出面１２４ａ及び突出面１２４ｂは、それぞれスルーホール１１２の内面に形成される電極１１３に接触して電極１１３に導通されている。
【００２２】
図３（ｂ）は、図２の点線１１２ａの上面図である。スルーホール１１２は、例えば直径ＤＭの円筒形に形成される。また、スルーホール１１２に挿入される前のインナーリード１２１の突出面１２４ａと突出面１２４ｂとの間隔は直径ＤＭよりもわずかに長く形成される。これにより、インナーリード１２１がスルーホール１１２に挿入された場合に突出面１２４ａと突出面１２４ｂとの間隔が直径ＤＭとなる長さに短縮され、インナーリード１２１の復元力により突出面１２４ａと突出面１２４ｂとがスルーホール１１２の内壁を押す。これにより、プリント基板１１０がモールドベース１２０に固定され、インナーリード１２１と電極１１３との導通が確保される。
【００２３】
上記のように、インナーリード１２１は、半田でインナーリードを固定しなくてもプリント基板をモールドベースに固定することができ、インナーリード１２１とプリント基板１１０の電極１１３との導通を確保することができる。このことにより、プリント基板１１０の−Ｙ軸側の面の部品を交換する等の場合でも、半田を使用しないため容易にプリント基板の脱着を行うことができる。また、脱着のたびに半田を付けること及び外すことを行わなくても良いため、プリント基板１１０の電極及びスルーホールへのダメージを抑えることができ、電極の剥離及びスルーホールの破損等を防ぐことができる。
【００２４】
上記の説明では、インナーリードに２つの突出面が形成されたが、突出面はさらに多く形成されていても良い。またこのとき、後述される図５（ｂ）に示されるように、＋Ｘ軸方向又は−Ｘ軸方向以外の方向に突出面が形成されても良い。
【００２５】
（第２実施形態）
インナーリードは、様々な形状に形成することができる。以下にインナーリードの変形例を示す。また、以下の実施例では、一度説明された部分と同様の部分については説明された部分と同じ番号を付してその説明を省略する。
【００２６】
＜インナーリード２２１の構成＞
図４（ａ）は、スルーホール１１２に挿入されたインナーリード２２１の断面図である。図４（ａ）は、図３（ａ）に示されるインナーリード１２１がインナーリード２２１に置き換わった状態であり、図４（ａ）に示される断面図は図３（ａ）と同様の部分の断面図であり、後述される図４（ｂ）のＢ−Ｂ断面に相当する。インナーリード２２１は、Ｙ軸方向に伸びる直線部２２５と、直線部２２５からＸ軸方向に伸びる突起部２２６と、により構成されている。図４（ａ）では、直線部２２５から＋Ｘ軸方向に突起部２２６ａが伸び、直線部２２５から−Ｘ軸方向に突起部２２６ｂが伸びている。突起部２２６ａは突起部２２６ｂよりも−Ｙ軸側に形成されている。突起部２２６ａ及び突起部２２６ｂの先端は突出面２２４ａ及び突出面２２４ｂとなっており、突出面２２４ａ及び突出面２２４ｂが電極１１３に接触することにより、インナーリード２２１と電極１１３とが導通されるとともにプリント基板１１０をモールドベース１２０に固定する。
【００２７】
図４（ｂ）は、スルーホール１１２に挿入されたインナーリード２２１の上面図である。スルーホール１１２に挿入される前のインナーリード１２１の突出面２２４ａと突出面２２４ｂとの間隔は直径ＤＭよりもわずかに長く形成される。これにより、インナーリード２２１がスルーホール１１２に挿入された場合にインナーリード２２１の復元力により突出面２２４ａと突出面２２４ｂとがスルーホール１１２の内壁を押すことによって、プリント基板１１０がモールドベース１２０に固定され、インナーリード２２１と電極１１３との導通が確保される。
【００２８】
＜インナーリード３２１の構成＞
図５（ａ）は、スルーホール１１２に挿入されたインナーリード３２１の断面図である。図５（ａ）に示される断面図は、図３（ａ）と同様の部分の断面図であり、後述される図５（ｂ）のＣ−Ｃ断面に相当する。インナーリード３２１は、＋Ｙ軸方向に伸びる直線部２２５と、直線部２２５からＸ軸方向に伸びる複数の突起部と、により構成されている。図５（ａ）では、直線部２２５から−Ｘ軸方向に伸びる突起部３２６ｃが示されている。また図５（ａ）では、突起部３２６ｃよりも−Ｙ軸側に図５（ａ）の断面内には存在しない突起部３２６ａ及び突起部３２６ｂが点線で示されている。突起部３２６ａ、突起部３２６ｂ、及び突起部３２６ｃは先端に突出面３２６ａ、突出面３２６ｂ、及び突出面３２６ｃが形成されており、各突出面はスルーホール１１２の内面に形成される電極１１３に接触して導通されている。
【００２９】
図５（ｂ）は、スルーホール１１２に挿入されたインナーリード３２１の上面図である。インナーリード３２１の中心２２５ａとスルーホール１１２の中心とは一致しており、スルーホール１１２は直径ＤＭ及び半径ＲＤとなるように形成されている。インナーリード３２１の突起部３２６ｃはスルーホール１１２の中心を通りＸ軸に平行な直線３４０上に配置され、突起部３２４ａは直線３４０の＋Ｚ軸側に配置され、突起部３２４ｂは直線３４０の−Ｚ軸側に配置されている。インナーリード３２１の中心２２５ａと突起部３２６ａ、突起部３２６ｂ、及び突起部３２６ｃの突出面３２６ａ、突出面３２６ｂ、及び突出面３２６ｃとの距離は半径ＲＤよりもわずかに長く形成されている。そのため、インナーリード３２１がスルーホール１１２に挿入された場合にインナーリード３２１の復元力により突出面３２４ａ、突出面３２４ｂ、及び突出面３２４ｃがそれぞれスルーホール１１２の内壁を押し、これによりプリント基板１１０がモールドベース１２０に固定され、インナーリード２２１と電極１１３との導通が確保される。
【００３０】
（第３実施形態）
水晶発振器では、水晶振動子の温度を安定させるためにモールドベースに放熱するためのフレームが形成されていても良い。以下に、モールドベースにフレームが形成されている水晶発振器３００について説明する。また、以下の実施形態では、第１実施形態又は第２実施形態で一度説明された部分と同様の部分については説明された部分と同じ番号を付してその説明を省略する。
【００３１】
＜水晶発振器３００の構成＞
図６（ａ）は、プリント基板３１０及びモールドベース３２０の斜視図である。水晶発振器３００は、水晶振動子１１１及び発振回路としてＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）３１４が配置されたプリント基板３１０と、プリント基板３１０を載置するモールドベース３２０と、カバー１３０と、により構成されている。図６（ａ）では、プリント基板３１０の−Ｙ軸側の面と、モールドベース３２０の＋Ｙ軸側の面との斜視図が示されている。プリント基板３１０の−Ｙ軸側の面には、水晶振動子１１１及びＩＣ３１４が配置されている。
【００３２】
モールドベース３２０には、＋Ｘ軸側及び−Ｘ軸側の側面に、カバー１３０にハンダ付けされカバー１３０をモールドベース３２０に固定するツメ３２８が形成されている。また、モールドベース３２０では、＋Ｚ軸側の＋Ｘ軸側の端に形成されている接続端子１２５ａが接地される端子であり、＋Ｚ軸側の＋Ｘ軸側の端に形成されているインナーリード１２１ａに電気的に接続されている。さらに、モールドベース３２０の＋Ｙ軸側の面の表面に露出するように、電気伝導性及び熱伝導性を有するフレーム３２７がＸ軸方向に伸びるように形成されている。モールドベース３２０では、フレーム３２７が、接続端子１２５ａ、ツメ３２８、インナーリード１２１ａ、及びカバー１３０に電気的及び熱的に接続される。
【００３３】
図６（ｂ）は、実装基板３４０及び実装基板３４０に実装された水晶発振器３００の概略断面図である。実装基板３４０には複数の接続端子１２５に対応する複数の電極３４１が形成され、接続端子１２５ａに対応するように接地される電極３４１ａが形成されている。図６（ｂ）では、これらの電極３４１及び電極３４１ａに接続端子１２５及び接続端子１２５ａが接続されて水晶発振器３００が実装基板３４０に実装されている状態が示されている。また、水晶発振器３００は、水晶振動子１１１がフレーム３２７に接触した状態で形成されている。ＩＣ３１４は水晶振動子１１１よりも高さが低いため、ＩＣ３１４はフレーム３２７に接触していない。
【００３４】
一般的に水晶振動子には温度特性があり、特に高温で水晶振動子の特性が悪化する傾向がある。また、同一の基板に水晶振動子とＩＣとが搭載される場合には、ＩＣで発生した熱が水晶振動子に伝わり、水晶振動子を高温にして水晶振動子の特性を悪化させてしまう場合があった。水晶発振器３００では、水晶振動子１１１がフレーム３２７に接触して形成されることで、水晶振動子１１１に加わる熱をフレーム３２７を通じて接地される接続端子１２５ａ、及びカバー１３０に逃すことができる。これにより、水晶発振器３００では、水晶振動子１１１とＩＣ３１４とが同一のプリント基板３１０に搭載されていても水晶振動子１１１が高温になることが防がれ、水晶振動子１１１の温度を所定の温度範囲内に収めることができる。
【００３５】
以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。
【００３６】
例えば、上記実施形態では、２つ又は３つの突起部が形成され、２つ又は３つの突出面がスルーホールの内面に形成される電極に接触したが、突起部及び突出面はさらに多く形成されても良い。
【００３７】
また、水晶発振器３００は、水晶振動片１１１とフレーム３２７との間に放熱シーリング材のような熱伝導性複合材料を挟むようにして形成されても良い。
【符号の説明】
【００３８】
１００、３００  …  水晶発振器
１１０、３１０  …  プリント基板
１１１  …  水晶振動子
１１２  …  スルーホール
１１３  …  電極
１１３ａ  …  銅箔
１１３ｂ  …  金メッキ
１２０、３２０  …  モールドベース
１２１、１２１ａ、２２１、３２１  …  インナーリード
１２２  …  金属
１２３  …  金メッキ
１２４ａ、１２４ｂ、２２４ａ、２２４ｂ、３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃ  …  突出面
１２５、１２５ａ  …  接続端子
１３０  …  カバー
２２５  …  直線部
２２５ａ  …  インナーリードの中心
２２６ａ、２２６ｂ、３２６ａ、３２６ｂ、３２６ｃ  …  突起部
３１４  …  ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）
３２７  …  フレーム
３２８  …  ツメ
３４０  …  実装基板
３４１  …  電極
３４１ａ  …  接地される電極
ＤＭ  …  スルーホールの直径
ＲＤ  …  スルーホールの半径
【図１】
2014158251.tif 000003
【図２】
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【図３】
2014158251.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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