(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路板と、石英結晶共振器と、前記石英結晶共振器の温度を検出するためのサーミスタと、を含む圧電石英結晶共振器において、前記サーミスタ及び前記石英結晶共振器は前記回路板に配置され、前記回路板に配線される回線を介して互いに接続され、前記サーミスタ及び前記石英結晶共振器は熱可塑性材料で注封され、両者の注封のための熱可塑性材料同士が接触し、
前記サーミスタは前記石英結晶共振器の裏面に配置され、前記サーミスタのランドは前記石英結晶共振器のランドに接続され、
前記回路板のうち前記石英結晶共振器を配置する中間位置に貫通孔が設けられ、前記貫通孔内に前記サーミスタのみが設けられていることを特徴とする、圧電石英結晶共振器。
【請求項２】
一つの石英結晶共振器及び一つのサーミスタを含み、隣接する複数の設計ユニット同士の間に分割隙間が残されている複数の設計ユニットを回路板に設けるステップＡと、
前記設計ユニット毎において、回路板の底層に石英結晶共振器の引出ランドを設け、回路板の最上層に石英結晶共振器を溶接するためのランドを設けるとともに、石英結晶共振器のランドと異なる側にサーミスタに対応するランドを設けるステップＢと、
前記石英結晶共振器及び前記サーミスタをそれぞれ対応するランド位置に溶接するステップＣと、
溶接された石英結晶共振器及びサーミスタに対して、両者の注封のための熱可塑性材料同士が接触している注封を行うステップＤと、
前記設計ユニットを単位として、射出成形された回路板を分割するステップＥと、
を含み、
前記ステップＣは、具体的には、
回路板のうち石英結晶共振器毎を配置する中間位置に貫通孔を設けるとともに、サーミスタのランドを前記貫通孔の両端に位置させるステップＣ１０１と、
回路板におけるすべての石英結晶共振器のランドに半田ペーストを印刷し、前記石英結晶共振器を対応する位置に貼り付け、しっかりと溶接できるようにリフロー半田付けを行うステップＣ１０２と、
回路板の他側からすべてのサーミスタのランドに半田ペーストを滴下し、前記サーミスタのみを前記貫通孔内に貼り付け、しっかりと溶接できるようにリフロー半田付けを行い、回路板上のフラックスを洗浄するステップＣ１０３と、
前記貫通孔にのりを注入して、石英結晶共振器、サーミスタ及び回路板の間の隙間をのりで充填するステップＣ１０４と、を含むことを特徴とする、圧電石英結晶共振器の作製方法。
【請求項３】
前記ステップＡでは、複数の設計ユニットはマトリックスに配列されていることを特徴とする、請求項２に記載の圧電石英結晶共振器の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共振器に関し、特に圧電石英結晶共振器及びその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電石英結晶共振器は、周波数の温度特性に優れるが、要求されるより高い周波数の安定性を満たすために、圧電石英結晶の温度又は圧電石英結晶の環境温度を収集し、周波数の温度特性に対して対応する補償又は補正を行う必要があり、それにより実際の使用上の要求を満たす。
【０００３】
現在、サーミスタを含む圧電石英結晶共振器は、サーミスタと圧電石英結晶共振リードを同一のキャビティ内に密閉し、あるいはサーミスタと圧電石英結晶共振リードをそれぞれ基板の上下の両面に実装したものである。サーミスタと圧電石英結晶を一つのキャビティに密閉する方法は、圧電石英結晶共振リードを汚染し、共振器のパラメータの安定性に影響しやすい。サーミスタと圧電石英結晶を基板の上下の両面に実装する方法は、異なるキャビティを使用するが、基板のコストが上昇するとともに、組み立て過程に専用装置が必要となるため、生産コストが上昇してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする技術的問題は圧電石英結晶共振器及びその作製方法を提供することであり、従来技術のサーミスタと石英結晶共振器が一つのキャビティ内に実装されることによる石英結晶共振器への汚染の問題を解決することを旨とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、回路板と、石英結晶共振器と、前記石英結晶共振器の温度を検出するためのサーミスタと、を含む圧電石英結晶共振器において、前記サーミスタ及び前記石英結晶共振器は前記回路板に配置され、前記回路板に配線される回線を介して互いに接続され、前記サーミスタ及び前記石英結晶共振器は熱可塑性材料で互いに独立して注封され、両者の注封のための熱可塑性材料同士が接触している圧電石英結晶共振器により実現される。
【０００６】
さらに、前記サーミスタ及び前記石英結晶共振器は前記回路板の同一側に並列して配置され、前記サーミスタと前記石英結晶共振器との間に隙間が残されている。
【０００７】
さらに、前記サーミスタは前記石英結晶共振器の裏面に配置され、前記サーミスタのランドは前記石英結晶共振器のランドに接続されている。
【０００８】
さらに、前記回路板のうち石英結晶共振器を配置する中間位置に貫通孔が設けられ、前記サーミスタは前記貫通孔内に設けられる。
【０００９】
本発明は、
一つの石英結晶共振器及び一つのサーミスタを含み、隣接する同士の間に分割隙間が残されている複数の設計ユニットを回路板に設けるステップＡと、
前記設計ユニット毎において、回路板の底層に石英結晶共振器の引出ランドを設け、回路板の最上層に石英結晶共振器を溶接するためのランドを設けるとともに、石英結晶共振器のランドと同一側又は異なる側にサーミスタに対応するランドを設けるステップＢと、
石英結晶共振器及び前記サーミスタをそれぞれ対応するランド位置に溶接するステップＣと、
溶接された石英結晶共振器及びサーミスタに対して互いに独立して、両者の注封のための熱可塑性材料同士が接触している注封を行うステップＤと、
前記設計ユニットを単位として、射出成形された回路板を分割するステップＥとを含む圧電石英結晶共振器の作製方法をさらに提供する。
【００１０】
さらに、前記サーミスタは前記石英結晶共振器と同一側に設けられる場合、前記ステップＣは、具体的には、
回路板のランドに半田ペーストを印刷し、前記石英結晶共振器及び前記サーミスタを対応する位置に貼り付けるステップＣ０１と、
ステップＣ０１で得られた回路板に対してリフロー半田付けを行い、回路板上のフラックスを洗浄するステップＣ０２と、を含む。
【００１１】
さらに、前記サーミスタは前記石英結晶共振器と異なる側に設けられる場合、前記ステップＣは、具体的には、
回路板のうち石英結晶共振器毎を配置する中間位置に貫通孔を設けるとともに、サーミスタのランドを前記貫通孔の両端に位置させるステップＣ１０１と、
回路板におけるすべての石英結晶共振器のランドに半田ペーストを印刷し、前記石英結晶共振器を対応する位置に貼り付け、しっかりと溶接できるようにリフロー半田付けを行うステップＣ１０２と、
回路板の他側からすべてのサーミスタのランドに半田ペーストを滴下し、前記サーミスタを対応する位置に貼り付け、しっかりと溶接できるようにリフロー半田付けを行い、回路板上のフラックスを洗浄するステップＣ１０３と、
前記貫通孔にのりを注入して、石英結晶共振器、サーミスタ及び回路板の間の隙間をのりで充填するステップＣ１０４と、を含む。
【００１２】
さらに、前記ステップＡでは、複数の設計ユニットはマトリックスに配列されている。
【発明の効果】
【００１３】
上述の本発明の圧電石英結晶共振器は、従来技術に比べて、前記石英結晶共振器及び前記サーミスタを回路板に配置した後、樹脂で射出成形を行うことによって、石英結晶共振器に独立したキャビティを備えさせ、石英結晶共振器へのサーミスタの汚染を回避できるとともに、より高い周波数安定性に対する要求を満たすという有益な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の圧電石英結晶共振器の第一作製方法による設計ユニット回路板の模式図である。
【図２】図２は図１における複数の設計ユニットから構成されるマトリックスの模式図である。
【図３】図３は図２における回路板のランドに半田ペーストを印刷した模式図である。
【図４】図４は図３のものに電石英結晶共振器及びサーミスタを溶接した模式図である。
【図５】図５は図４のものに対して射出成形を行なった模式図である。
【図６】図６は図５のものを個別の石英結晶共振器に分割した模式図である。
【図７】図７は図６の分解模式図である。
【図８】図８は本発明の圧電石英結晶共振器の第二作製方法による設計ユニット回路板の模式図である。
【図９】図９は図８における複数の設計ユニットから構成されるマトリックスの模式図である。
【図１０】図１０は図９における回路板のランドに半田ペーストを印刷した模式図である。
【図１１】図１１は図１０のものに電石英結晶共振器を溶接した模式図である。
【図１２】図１２は図１１のものにサーミスタを溶接した模式図である。
【図１３】図１３は図１２のものにおける貫通孔にのりを充填した模式図である。
【図１４】図１４は図１３のものを分割した模式図である。
【図１５】図１５は図１４の分解模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の目的、技術的解決手段及び利点をより明らかにするために、以下、図面及び実施例に合わせて、本発明をさらに詳しく説明する。ここで説明される具体的な実施例は本発明を解釈するためのものに過ぎず、本発明を限定するためのものではないことは理解されるべきである。
【００１６】
図７及び図１５に示されるように、回路板１０３と、石英結晶共振器１０１と、石英結晶共振器１０１の温度を検出するためのサーミスタ１０２と、を含む圧電石英結晶共振器１００において、サーミスタ１０２及び石英結晶共振器１０１は回路板１０３に配置され、回路板１０３に配線される回線を介して互いに接続され、即ち、石英結晶共振器１０１のランド１０１１は回路板１０３に配線される回線を介してサーミスタ１０２のランド１０２１に接続される。サーミスタ１０２及び石英結晶共振器１０１は熱可塑性材料１０４で互いに独立して注封され、両者の注封のための熱可塑性材料同士が接触しており、即ち、石英結晶共振器１０１は独立したキャビティを備える。
【００１７】
図１乃至図７は圧電石英結晶共振器１００の第一実施例を示しており、サーミスタ１０２及び石英結晶共振器１０１は回路板１０３の同一側に並列して配置され、サーミスタ１０２と石英結晶共振器１０１との間に隙間が残されている。
【００１８】
図８乃至図１５は圧電石英結晶共振器１００の第二実施例を示しており、サーミスタ１０２は石英結晶共振器１０１の裏面に配置され、サーミスタ１０２のランド１０２１は石英結晶共振器１０１のランド１０１１に接続されている。回路板１０３のうち石英結晶共振器１０１を配置する中間位置に貫通孔１０６が設けられ、サーミスタ１０２は貫通孔１０６内に固設されている。
【００１９】
圧電石英結晶共振器の作製方法において、図１乃至図７は第一作製方法における各ステップの模式図であり、図８乃至図１５は第二作製方法における各ステップの模式図である。この二つの作製方法は、主にステップＡ及びステップＣに差異がある。
作製方法は、図１又は図８に示されるように、一つの石英結晶共振器１０１及び一つのサーミスタ１０２を含み、隣接する同士の間に分割隙間が残されている複数の設計ユニットを回路板１０３に設け、好ましくは、図２及び図９に示されるように、複数の設計ユニットをマトリックスに配列し、各設計ユニットの間に適切な分割隙間を残し得るステップＡと、
回路板１０３の底層に石英結晶共振器１０１の引出ランドを設け、回路板１０３の最上層に石英結晶共振器１０１を溶接するためのランド１０１１を設けるとともに、石英結晶共振器のランド１０１１と同一側又は異なる側にサーミスタ１０２に対応するランド１０２１を設けるステップＢと、
石英結晶共振器１０１及びサーミスタ１０２をそれぞれ対応する位置のランドに溶接するステップＣと、
溶接された石英結晶共振器１０１及びサーミスタ１０２に対して互いに独立して、両者の注封のための熱可塑性材料１０４同士が接触している注封を行うステップＤと、
分割された圧電石英結晶共振器１００毎に一つのサーミスタ１０２及び一つの石英結晶共振器１０１を含ませるように、前記設計ユニットを単位として、射出成形された回路板を分割するステップＥとを含む。
【００２０】
第一作製方法は、石英結晶共振器のランド１０１１及びサーミスタ１０２のランド１０２１を同一側で隣接する位置に設けるものである。具体的には、回路板１０３の底層に石英結晶共振器１０１の引出ランドである四つのランドを設け、例えば、四つのランドはそれぞれランドＡ、ランドＢ、ランドＣ、ランドＤである。ランドＡは石英結晶共振器１０１の第一電極であり、ランドＢは接地端であるとともに、サーミスタ１０２の第二引出端に接続され、ランドＣは石英結晶共振器１０１の第二電極であり、ランドＤはサーミスタ１０２の第一引出端である。石英結晶共振器１０１を溶接するために、回路板１０３の最上層に石英結晶共振器１０１の実装に対応する四つのランドを配置する。それとともに、サーミスタ１０２を溶接するために、回路板１０３のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの四つのランド外にサーミスタ１０２の実装に対応する二つのランドを配置する。図１に示されるように、最上層におけるランドは導体や金属化スルーホールを介して底層における対応するランドに接続される。
【００２１】
第一作製方法を使用する場合、ステップＣは、具体的には、図３に示されるように、回路板１０３のランド（石英結晶共振器１０１のランド１０１１及びサーミスタ１０２のランド１０２１を含む）に半田ペースト１０５を印刷し、石英結晶共振器１０１及びサーミスタ１０２を対応する位置に貼り付けるステップＣ０１と、図４に示されるように、ステップＣ０１で得られた回路板に対してリフロー半田付けを行い、回路板上のフラックスを洗浄するステップＣ０２と、を含む。
【００２２】
第二作製方法は、石英結晶共振器のランド１０１１及びサーミスタ１０２のランド１０２１を異なる側に設けるものである。本発明は、図８に示されるように、サーミスタ１０２を石英結晶共振器１０１の裏面に設けて回路板１０３内に位置させる。具体的には、回路板１０３の底層に石英結晶共振器１０１の引出ランドとして四つのランドを設け、例えば、前記四つのランドはそれぞれランドＡ、ランドＢ、ランドＣ、ランドＤである。ランドＡは石英結晶共振器１０１の第一電極であり、ランドＢは接地端であるとともに、サーミスタ１０２の第二引出端に接続され、ランドＣは石英結晶共振器１０１の第二電極であり、ランドＤはサーミスタ１０２の第一引出端である。石英結晶共振器１０１を溶接するために、回路板１０３の最上層に石英結晶共振器１０１の実装に対応する四つのランドを配置する。それとともに、サーミスタ１０２を取り付け溶接するために、回路板１０３のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの四つのランド内に一つの貫通孔１０６を開口し、貫通孔１０６の両端に側面ランド１０２１を設計する。図８に示されるように、最上層におけるランドは導体や金属化スルーホールを介して底層における対応するランドに接続され、回路板１０３の厚さはサーミスタ１０２の厚さよりやや大きい。
【００２３】
第二作製方法を使用する場合、ステップＣは、具体的には、図１１に示されるように、回路板１０３におけるすべての石英結晶共振器１０１のランド１０１１に半田ペースト１０５を滴下し、石英結晶共振器１０１を対応する位置に貼り付け、しっかりと溶接できるようにリフロー半田付けを行うステップと、図１２に示されるように、回路板１０３の他側からすべてのサーミスタ１０２のランド１０２１に半田ペーストを滴下し、サーミスタ１０２を貫通孔１０６内に貼り付け、しっかりと溶接できるようにリフロー半田付けを行い、回路板上のフラックスを洗浄するステップと、貫通孔１０６にのりを注入して、石英結晶共振器１０１、サーミスタ１０２及び回路板１０３の間の隙間をのりで充填するステップと、を含む。
【００２４】
上述の圧電石英結晶共振器は、高い周波数安定性が要求される、例えばスマートフォン、スマート端末、全地球測位システム（ＧＰＳ）等に用いることができ、温度補償型の石英結晶発振器又は周波数安定性に対する要求が高いその他の電子機器に用いることもできる。
【００２５】
前記の圧電石英結晶共振器は、石英結晶共振器に独立したキャビティを備えさせることを保証したとともに、サーミスタが石英結晶共振器の温度を収集することが可能になり、さらに、より高い周波数安定性に対する要求を満たすことができる。それとともに、本発明にかかる作製方法を採用すれば、作製コストを低減でき、大量生産しやすくなる。
【００２６】
以上は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を制限するためのものではなく、本発明の精神と原則内においてなされたあらゆる変更、等価置換及び改良等は、本発明の保護範囲に含まれるべきである。
【００２７】
（付記）
（付記１）
回路板と、石英結晶共振器と、前記石英結晶共振器の温度を検出するためのサーミスタと、を含む圧電石英結晶共振器において、前記サーミスタ及び前記石英結晶共振器は前記回路板に配置され、前記回路板に配線される回線を介して互いに接続され、前記サーミスタ及び前記石英結晶共振器は熱可塑性材料で互いに独立して注封され、両者の注封のための熱可塑性材料同士が接触していることを特徴とする、圧電石英結晶共振器。
【００２８】
（付記２）
前記サーミスタ及び前記石英結晶共振器は前記回路板の同一側に並列して配置され、前記サーミスタと前記石英結晶共振器との間に隙間が残されていることを特徴とする、付記１に記載の圧電石英結晶共振器。
【００２９】
（付記３）
前記サーミスタは前記石英結晶共振器の裏面に配置され、前記サーミスタのランドは前記石英結晶共振器のランドに接続されていることを特徴とする、付記１に記載の圧電石英結晶共振器。
【００３０】
（付記４）
前記回路板のうち前記石英結晶共振器を配置する中間位置に貫通孔が設けられ、前記サーミスタは前記貫通孔内に設けられることを特徴とする、付記３に記載の圧電石英結晶共振器。
【００３１】
（付記５）
一つの石英結晶共振器及び一つのサーミスタを含み、隣接する同士の間に分割隙間が残されている複数の設計ユニットを回路板に設けるステップＡと、
前記設計ユニット毎において、回路板の底層に石英結晶共振器の引出ランドを設け、回路板の最上層に石英結晶共振器を溶接するためのランドを設けるとともに、石英結晶共振器のランドと同一側又は異なる側にサーミスタに対応するランドを設けるステップＢと、
前記石英結晶共振器及び前記サーミスタをそれぞれ対応するランド位置に溶接するステップＣと、
溶接された石英結晶共振器及びサーミスタに対して互いに独立して、両者の注封のための熱可塑性材料同士が接触している注封を行うステップＤと、
前記設計ユニットを単位として、射出成形された回路板を分割するステップＥと、
を含むことを特徴とする、圧電石英結晶共振器の作製方法。
【００３２】
（付記６）
前記サーミスタは前記石英結晶共振器と同一側に設けられる場合、前記ステップＣは、具体的には、
回路板のランドに半田ペーストを印刷し、前記石英結晶共振器及び前記サーミスタを対応する位置に貼り付けるステップＣ０１と、
ステップＣ０１で得られた回路板に対してリフロー半田付けを行い、回路板上のフラックスを洗浄するステップＣ０２と、を含むことを特徴とする、付記５に記載の圧電石英結晶共振器の作製方法。
【００３３】
（付記７）
前記サーミスタは前記石英結晶共振器と異なる側に設けられる場合、前記ステップＣは、具体的には、
回路板のうち石英結晶共振器毎を配置する中間位置に貫通孔を設けるとともに、サーミスタのランドを前記貫通孔の両端に位置させるステップＣ１０１と、
回路板におけるすべての石英結晶共振器のランドに半田ペーストを印刷し、前記石英結晶共振器を対応する位置に貼り付け、しっかりと溶接できるようにリフロー半田付けを行うステップＣ１０２と、
回路板の他側からすべてのサーミスタのランドに半田ペーストを滴下し、前記サーミスタを対応する位置に貼り付け、しっかりと溶接できるようにリフロー半田付けを行い、回路板上のフラックスを洗浄するステップＣ１０３と、
前記貫通孔にのりを注入して、石英結晶共振器、サーミスタ及び回路板の間の隙間をのりで充填するステップＣ１０４と、を含むことを特徴とする、付記５に記載の圧電石英結晶共振器の作製方法。
【００３４】
（付記８）
前記ステップＡでは、複数の設計ユニットはマトリックスに配列されていることを特徴とする、付記５に記載の圧電石英結晶共振器の作製方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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