(57)【要約】【課題】  表面実装型電子デバイスの底面に設けた実装電極を回路基板上のランドと半田接続した場合に、ヒートサイクル、振動、衝撃等に起因して、電子デバイス底面の中心点から遠方に位置する半田接続部に大きな応力が加わって亀裂が発生し易くなるという不具合を解決する。【解決手段】  底面形状が略矩形のパッケージ２と、該パッケージ底面の四隅に夫々形成された実装電極５と、を備えた表面実装型電子デバイスにおいて、パッケージ底面の四隅を突状の円弧形状とすると共に、該パッケージ底面の四隅に対応する各実装電極の角隅部の形状を突状の円弧形状に沿った円弧状とし、各実装電極の角隅部の円弧形状の輪郭線は、パッケージ底面の中心点Ｃから所定の半径ｒにて形成される円周に沿った形状を有している。【選択図】  図１
2006005027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面形状が略矩形のパッケージと、該パッケージ底面の四隅に夫々形成された実装電極と、を備えた表面実装型電子デバイスにおいて、
前記パッケージ底面の四隅を突状の円弧形状とすると共に、該パッケージ底面の四隅に対応する各実装電極の角隅部の形状を前記突状の円弧形状に沿った円弧状とし、
前記各実装電極の角隅部の円弧形状の輪郭線は、パッケージ底面の中心点から所定の半径にて形成される円周に沿った形状を有していることを特徴とする表面実装型電子デバイス。
【請求項２】
底面形状が略矩形のパッケージと、該パッケージ底面の２つの対向する底辺に沿って夫々形成されたキャスタレーションと、各キャスタレーション内の導体膜と接続されてパッケージ底面に形成された実装電極と、を備えた表面実装型電子デバイスにおいて、
前記キャスタレーションと近接する前記各実装電極の端縁の形状を突状の円弧形状とし、
前記各実装電極の円弧形状の輪郭線は、パッケージ底面の中心点から所定の半径にて形成される円周に沿った形状を有していることを特徴とする表面実装型電子デバイス。
【請求項３】
底面形状が略矩形のパッケージと、該パッケージの底辺に沿って形成されたキャスタレーションと、キャスタレーション内の導体膜と接続されてパッケージ底面に形成された実装電極と、を備えた表面実装型電子デバイスにおいて、
前記実装電極の２つの外側角隅部に対応するパッケージ底辺に夫々前記キャスタレーションを形成したことを特徴とする表面実装型電子デバイス。
【請求項４】
底面形状が略矩形のパッケージと、該パッケージ底面に形成された実装電極と、を備えた表面実装型電子デバイスにおいて、
前記実装電極は、外側下角部に面取り部を備えると共に、実装電極底面に凹所を有していることを特徴とする表面実装型電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面実装型電子デバイスの底面に形成する実装電極の改良に関し、特に回路基板上に実装電極を半田接続した場合に半田部に加わる応力によって亀裂が形成される不具合を解決するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面実装型電子デバイスとしては、例えば底部に実装電極を備えた絶縁基板（プリント基板）の表面に形成した配線パターン上に各種回路部品等を搭載した構成を備えたものが知られている。このような表面実装型電子デバイスとしては、例えば水晶振動子、水晶フィルタ、水晶発振器等の圧電デバイスを例示することができる。表面実装型の水晶振動子、或いは水晶フィルタは、底部に実装電極を備えた絶縁容器の表面凹所内に水晶振動素子（水晶基板上に励振電極を形成した素子）を搭載し、且つ水晶振動素子を含む絶縁基板上の凹所を金属蓋により気密封止した構成を備えている。
図５（ａ）及び（ｂ）は夫々表面実装型水晶振動子の底面図、（ｃ）はこの水晶振動子を回路基板上に半田接続した状態を示す要部拡大図である。この水晶振動子１００は、底部に実装電極１０２を備えた絶縁容器１０１の表面凹所内に図示しない水晶振動素子を搭載し、且つ水晶振動素子を含む絶縁容器１０１上の凹所を金属蓋１０３により気密封止した構成を備えている。底面形状が矩形の絶縁容器１０１の各角隅部には凹状の面取り部（キャスタレーション）１０５が形成されており、面取り部１０５内に形成された導体膜と各実装電極１０２とは連続的に導通している。
また、図５（ｂ）は水晶振動子底面の他の例を示しており、この水晶振動子の２つの対向する側面には夫々キャスタレーション１０５が形成されており、各キャスタレーション１０５内の導体膜と導通する矩形の実装電極１０２が底面に形成されている。
図５（ｃ）に示すように回路基板１１０の上面に形成されたランド１１１上に実装電極１０２を半田１１５を用いて接続した場合、水晶振動子のパッケージ底面の中心点Ｃから遠方にある半田接続部ほど、大きな機械的応力を受ける。このため、水晶振動子の用途、使用環境、設置場所の条件によっては、中心点Ｃから遠方にある半田接続部に（ｃ）に示した如き亀裂が形成される虞がある。即ち、例えば水晶振動子を車載用の回路基板上に搭載した場合等のように、過酷な使用環境にて使用した場合には、振動、衝撃に加えて、高温、低温に曝されるため、ヒートサイクルに起因した半田接続部の耐久性が問題となる。水晶振動子に求められるスペックの一つとして、ヒートサイクル試験（−４０〜＋１２５℃、３０００ｃｙｃｌｅ）の要求を満たす必要があるが、パッケージ底面中心点Ｃから最も遠方にある半田接続部には応力が一カ所に集中し易い状態にあるため、この部分にヒートサイクルによる亀裂が発生し易く、スペックを満たさない不良品が発生することがある。
特開２００４−０６４７０１には、水晶振動子の容器本体の矩形の底面積に対する実装端子の占有率を５０％以上としたり、水晶片と導通する一対の実装端子を幅方向に近接配置することにより、接合強度を高め、熱衝撃性を解消した表面実装用の水晶振動子が開示されているが、実装端子の占有率の過大な増大によって容器本体底面の実装端子のレイアウト自由度が低下するという問題がある。
【特許文献１】特開２００４−０６４７０１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、表面実装型電子デバイスの底面に設けた実装電極を回路基板上のランドと半田接続した場合に、ヒートサイクル、振動、衝撃等に起因して、電子デバイス底面の中心点から遠方に位置する半田接続部に大きな応力が加わって亀裂が発生し易くなるという不具合を解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、請求項１の発明に係る表面実装型電子デバイスは、底面形状が略矩形のパッケージと、該パッケージ底面の四隅に夫々形成された実装電極と、を備えた表面実装型電子デバイスにおいて、前記パッケージ底面の四隅を突状の円弧形状とすると共に、該パッケージ底面の四隅に対応する各実装電極の角隅部の形状を前記突状の円弧形状に沿った円弧状とし、前記各実装電極の角隅部の円弧形状の輪郭線は、パッケージ底面の中心点から所定の半径にて形成される円周に沿った形状を有していることを特徴とする。
請求項２の発明は、底面形状が略矩形のパッケージと、該パッケージ底面の２つの対向する底辺に沿って夫々形成されたキャスタレーションと、各キャスタレーション内の導体膜と接続されてパッケージ底面に形成された実装電極と、を備えた表面実装型電子デバイスにおいて、前記キャスタレーションと近接する前記各実装電極の端縁の形状を突状の円弧形状とし、前記各実装電極の円弧形状の輪郭線は、パッケージ底面の中心点から所定の半径にて形成される円周に沿った形状を有していることを特徴とする。
請求項３の発明は、底面形状が略矩形のパッケージと、該パッケージの底辺に沿って形成されたキャスタレーションと、キャスタレーション内の導体膜と接続されてパッケージ底面に形成された実装電極と、を備えた表面実装型電子デバイスにおいて、前記実装電極の２つの外側角隅部に対応するパッケージ底辺に夫々前記キャスタレーションを形成したことを特徴とする。
請求項４の発明は、底面形状が略矩形のパッケージと、該パッケージ底面に形成された実装電極と、を備えた表面実装型電子デバイスにおいて、前記実装電極は、外側下角部に面取り部を備えると共に、実装電極底面に凹所を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１の発明に係る表面実装型電子デバイスは、従来ほぼ直角の角部であったために、半田によって回路基板のランドと接続した際に応力が集中し易かった実装電極の角隅部を突状の円弧形状としたので、半田接続部がヒートサイクルや衝撃に起因した応力の集中によってダメージを受けて亀裂が発生するという不具合をなくすることができる。
請求項２の発明は、パッケージ底面の２つの対向する底辺に沿って夫々形成されたキャスタレーションと近接する各実装電極の端縁の形状を突状の円弧形状としたので、実装電極を回路基板のランドと半田接続した場合に、半田接続部がヒートサイクルや衝撃に起因した応力の集中によってダメージを受けて亀裂が発生するという不具合をなくすることができる。
請求項３の発明は、実装電極の２つの外側角隅部に対応するパッケージ底辺に夫々キャスタレーションを形成したので、実装電極を回路基板のランドと半田接続した場合に、半田接続部がヒートサイクルや衝撃に起因した応力の集中によってダメージを受けて亀裂が発生するという不具合をなくすることができる。
請求項４の発明は、実装電極の外側下角部に面取り部を備えると共に、実装電極底面に凹所を有しているように構成したので、実装電極を回路基板のランドと半田接続した場合に、半田接続部がヒートサイクルや衝撃に起因した応力の集中によってダメージを受けて亀裂が発生するという不具合をなくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明を添付図面に示した実施の形態にもとづいて詳細に説明する。
なお、以下の実施形態では表面実装型電子デバイスの一例として表面実装型圧電デバイス、特に水晶発振器（圧電発振器）を用いて説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る表面実装型水晶発振器の構成を示す正面図、及び底面図である。
この水晶発振器１は、セラミックシート等、シート状の絶縁材料を積層することにより形成した絶縁容器２の上面凹所３内に水晶振動素子（水晶基板上に励振電極を形成した素子）１０を収容すると共に、絶縁容器２の凹所３を金属蓋４により封止した構成を備えている。
絶縁容器（パッケージ）２は、略矩形の底面の四隅に実装電極５を備えると共に、凹所３内部には水晶振動素子１０と電気的に接続される２つの内部パッド６を備え、各内部パッド６は夫々対応する実装電極５と導通している。水晶振動素子上の電極と導通しない他の２つの実装電極は例えばアース電極である。
この水晶振動子１を、回路基板、その他のプリント基板１５上に表面実装する際には、プリント基板１５のランド１６上に実装電極５を一対一の関係で対応させた上で半田１７によって接続する。
この際、絶縁容器２の底面の中心点Ｃから最も離間した位置にある半田接続部がヒートサイクル等に起因した応力によって破損することを防止するために、本発明では、各実装電極５の角隅部を円弧状に構成している。
即ち、図１（ｂ）に示すように絶縁容器２の底面の四隅２ａを突状の円弧形状とすると共に、絶縁容器底面の四隅２ａに対応する各実装電極５の角隅部５ａの形状を、絶縁容器底面の四隅の形状に沿った円弧状とし、更に各実装電極の角隅部５ａの円弧形状の輪郭線を、絶縁容器底面の中心点Ｃから所定の半径ｒにて形成される円周に沿った形状としている。なお、絶縁容器底面の四隅２ａを円弧形状にする為には、四隅２ａに相当する絶縁容器の外周面も同様に円弧形状とする必要があることはいうまでもない。
また、各実装電極の角隅部５ａの円弧形状は、必ずしも絶縁容器底面の中心点Ｃを中心とした半径ｒに沿った円弧形状でなくてもよく、要するに円弧形状であれば、応力の局所集中を防止することができる。
本発明では各実装電極の角隅部５ａの形状を円弧状に構成したため、図１（ａ）に示すように各実装電極５をプリント基板１５のランド１６上に半田接続した場合に、従来一カ所に集中し易かった応力を分散することが可能となり、容器底面中心点Ｃから最も遠方にある接続部がヒートサイクル、衝撃等によって発生する応力によりダメージを受けて亀裂が発生することがなくなる。
【０００７】
次に、図２は、図５（ｂ）に示した従来の実装電極を改良した実施形態を説明する図であり、図２（ａ）は従来例、（ｂ）は本発明の実装電極の構成例を示している。なお、図１の実施形態と同一カ所には同一符号を付して説明する。
この実施形態に係る表面実装型電子デバイス（水晶振動子）は、底面形状が略矩形の絶縁容器（パッケージ）２と、絶縁容器底面の２つの対向する底辺２ｂに沿って夫々形成されたキャスタレーション２０と、各キャスタレーション２０内の導体膜と接続されて絶縁容器底面に形成された実装電極５と、を備え、各キャスタレーション２０と近接する各実装電極５の外側端縁５ｂの形状を突状の円弧形状とし、更に各実装電極５の円弧形状の輪郭線を、絶縁容器底面の中心点Ｃから所定の半径ｒにて形成される円周に沿った形状としている。
なお、各実装電極の角隅部５ａの円弧形状は、必ずしも絶縁容器底面の中心点Ｃを中心とした半径ｒに沿った円弧形状でなくてもよく、要するに円弧形状であれば、応力の局所集中を防止することができる。
本発明では各実装電極５の外側端縁５ｂの形状を円弧状に構成したため、図１（ａ）に示すように各実装電極５をプリント基板１５のランド１６上に半田接続した場合に、従来一カ所に集中し易かった応力を分散することが可能となり、容器底面中心点Ｃから最も遠方にある接続部がヒートサイクル、衝撃等によって発生する応力によりダメージを受けて亀裂が発生することがなくなる。このため、ヒートサイクルに対する耐久性を更に高めることができる。
【０００８】
次に、図３は、図５（ｂ）に示した従来の実装電極を改良した実施形態を説明する図であり、図３（ａ）は従来例、（ｂ）は本発明の実装電極の構成例を示している。なお、図１の実施形態と同一カ所には同一符号を付して説明する。
この実施形態に係る表面実装型電子デバイス（水晶振動子）は、底面形状が略矩形の絶縁容器（パッケージ）２と、絶縁容器２の底辺２ｂに沿って形成された複数のキャスタレーション２０と、各キャスタレーション２０内の導体膜と夫々接続されてパッケージ底面に形成された実装電極５と、を備えている。本発明の特徴的な構成は、一つの実装電極５の２つの外側角隅部に対応する絶縁容器底辺に夫々キャスタレーション２０を形成した点にある。
このように実装電極の外側端縁の２つの角隅部にキャスタレーションを配置したことにより、容器底面中心点Ｃから最も遠いカ所が多点となって応力を分散することが可能となり、更に一つの底辺に複数のキャスタレーションを設けた事による接合強度アップを図ることができ、ヒートサイクルに対する耐久性を更に高めることができる。
【０００９】
次に、図４は、図５（ｃ）に示した従来の実装電極を改良した実施形態を説明する図であり、図４（ａ）は従来例、（ｂ）は本発明の実装電極の構成例を示している。なお、図１の実施形態と同一カ所には同一符号を付して説明する。
この実施形態に係る表面実装型電子デバイスは、底面形状が略矩形の絶縁容器（パッケージ）２と、絶縁容器底面の四隅、或いは底辺に沿った適所に夫々形成された実装電極５と、を備え、実装電極５は、外側下角部に面取り部５ｃを備えると共に、実装電極底面適所に凹所５ｄを有している。
実装電極５の外側端縁の角部に面取り部５ｃを形成して角をなくすことで、半田接合時に角部に集中しやすい応力を緩和、低減して亀裂の発生を防止することができる。本来フラットな実装電極底面に凹所５ｄ、或いは凸所を設けて凹凸形状とすることにより表面積を拡大して、プリント基板側のランドとの間の接合面積の拡大、接合半田量、及び半田厚の増大を図って接合強度を高めることができる。このため、ヒートサイクルに対する耐久性を向上できる。
なお、本発明の実装電極構造は、水晶振動子、水晶フィルタ、水晶発振器等の表面実装型圧電デバイスに限らず、あらゆるタイプの表面実装型電子デバイスの実装電極に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る表面実装型水晶発振器の構成を示す正面図、及び底面図。
【図２】図５（ｂ）に示した従来の実装電極を改良した実施形態を説明する図であり、（ａ）は従来例、（ｂ）は本発明の実装電極の構成例を示す図。
【図３】図５（ｂ）に示した従来の実装電極を改良した実施形態を説明する図であり、（ａ）は従来例、（ｂ）は本発明の実装電極の構成例を示す図。
【図４】図５（ｃ）に示した従来の実装電極を改良した実施形態を説明する図であり、（ａ）は従来例、（ｂ）は本発明の実装電極の構成例を示す図。
【図５】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は従来例の説明図。
【符号の説明】
【００１１】
１  水晶発振器（表面実装型電子デバイス）、２  絶縁容器（パッケージ）、２ａ  底面の四隅、２ｂ  底辺、３  凹所、４  金属蓋、５  実装電極、５ａ  角隅部、５ｂ  外側端縁、５ｃ  面取り部、５ｄ  凹所、６  内部パッド、１０  水晶振動素子、１５  プリント基板、１６  ランド、１７  半田、２０  キャスタレーション。
【図１】
2006005027.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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